(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性金属と
一方のキュリー温度が１００℃以下で、もう一方のキュリー温度が１００℃以上である２種類の異なる所定のキューリー温度を有する磁性金属とを備え、
前記磁性金属の間に前記非磁性金属を挟むようにして一体化させて裏と表の両方で異なる温度の自己温度制御機能を有すると共に鍋底面との間に空間層を設けるような構成とした誘導加熱調理器用加熱プレート。
【請求項２】
プレート下面で発生する水蒸気等の気泡を通す為の穴を設けた、請求項１に記載の誘導加熱調理器用加熱プレート。
【請求項３】
磁性金属と非磁性金属の対向して接する面のうち一部分のみを結合させた請求項１または２に記載の誘導加熱調理器用加熱プレート。
【請求項４】
磁性金属と非磁性金属は治具で挟みこんで固定した請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器用加熱プレート。
【請求項５】
請求項１〜４に記載した誘導加熱調理器用加熱プレートを鍋底面に着脱自在に固定する構成で一体化し自己温度制御機能を有する鍋。
【請求項６】
前記誘導加熱調理器用加熱プレート端部に、プレート全体の厚みよりも薄い把手を取り付けた請求項１〜４のいずれか１項に記載の誘導加熱調理器用加熱プレート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、本来誘導加熱調理器で加熱が出来なかった非金属性の鍋において、誘導加熱調理器で加熱が出来るようにするとともに、自己温度制御機能を付与することにより、調理物の焦げ過ぎや発火等の不安全状態の発生を防止する誘導加熱調理器用加熱プレート及び誘導加熱調理器用非金属鍋に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、誘導加熱調理器はその安全性や使いやすさ、高熱効率という優れた特徴が理解され、一般家庭に広く普及されつつある。また２００Ｖ対応の機種も開発されており、高火力という点でも一般に理解されてきている。
【０００３】
誘導加熱調理器は、図１０に示すように、トッププレート２１の下部に配置された加熱コイル２２に高周波電流を印加することにより発生する高周波磁束により、トッププレート上に置かれた鉄やステンレス製の被加熱物２３（鍋）に渦電流を発生させ、鍋自身が直接発熱するように制御部２４で制御したものである。
【０００４】
また誘導加熱調理器のトッププレート下部には、鍋の温度を検知する温度センサ２５も標準的に装備され、検知する温度に応じて加熱状態を制御する「温度過昇防止機能」を付与できるため安全に使用することが可能である。
【０００５】
しかし近年の誘導加熱調理器は高火力がゆえに、調理物が焦げつきやすいとか、少量の油で調理をすると、油の発火温度付近まで加熱される可能性もあり、更なる安全性の確保が求められてきた。
【０００６】
そこで近年では、特許第２９１７５２６号や特許第３０７９５７３号にもあるように、鍋に使用する金属として、実調理に使用する温度付近にキュリー点を有する金属を用いることが提案されている。金属はキュリー点以上では磁性が無くなる為、誘導加熱では加熱しないという特徴がある。この特徴を活かして、鍋自身の温度がキュリー点付近以上に加熱されない鍋（以下「感温鍋」と称する）も検討されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように優れた特性を有する誘導加熱調理器であるが、加熱方法の特性上、土鍋やガラス製の鍋など非金属材料でできた調理器が使用できないという課題があった。このような課題に対応する為に、例えば土鍋の底面に銀の薄膜等を形成することにより、誘導加熱が可能な鍋が提案されている。しかし鍋の基材がセラミックのような非金属材料の場合、金属と比較して熱伝導が悪いため、薄膜で誘導加熱された熱がなかなか鍋全体に伝わらず、その為発熱部の温度が上昇しやすいという課題があった。この課題は鍋を空焼きされた場合に顕著に表れ、発熱層の断線や剥離という現象が生じやすかった。
【０００８】
また誘導加熱で発熱可能な金属等を備え、その上に誘導加熱で発熱しない鍋を置くことにより、間接的に鍋を加熱する構成である加熱プレート等も提案されているが、この場合も、鍋と加熱プレート間の熱伝導が悪く、鍋が十分に加熱されないとか、加熱プレートの温度が上昇しすぎて、調理器本体の温度制御機能により加熱が停止してしまうという課題があった。
【０００９】
またステンレス製のプレートを土鍋等の非金属製の鍋の中に投入して、誘導加熱にてそのプレートを加熱する方法も提案されているが、この場合はプレートに調理物がこびり付きやすい他、調理器本体の温度センサは一般的に図１０に示すように、非常に熱伝達性の悪いトッププレート及び非金属製の鍋を通して温度を検知するため、プレートの温度が異常に上昇しても温度センサでの検知が遅れてしまい不安全状態になってしまうという致命的な課題があった。
【００１０】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、土鍋やガラス製鍋などの非金属性の鍋等を効率的に加熱するとともに、異常加熱の際は加熱プレートの自己温度制御機能により、所定温度以上に温度が上がらないようにすることにより、安全性を確保した誘導加熱調理器用加熱プレート及び誘導加熱調理器用非金属製鍋を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する為に本発明は、非磁性金属と、一方のキュリー温度が１００℃以下で、もう一方のキュリー温度が１００℃以上である２種類の異なる所定のキューリー温度を有する磁性金属とを備え、前記磁性金属の間に前記非磁性金属を挟むようにして一体化させて裏と表の両方で異なる温度の自己温度制御機能を有すると共に鍋底面との間に空間層を設けるような構成とした誘導加熱調理器用加熱プレートを、非金属製鍋に投入して加熱するものである。このような構成にすることにより、１００℃以下のキュリー温度を有する面を下にして加熱プレートを設置すると、誘導加熱調理器本体の火力設定にかかわらず、鍋の中の水分が沸騰しないので、長時間の煮込みが必要な調理において、より安全に調理ができるとともに、１００℃以上のキュリー温度を有する面を下にして加熱プレートを設置すると、鍋の中の水分が沸騰するとともに、設定温度に応じた調理を安全に行なうことが可能である。また、この空間層に進入した水分等を通して効率良く調理物に熱を伝えることができる。また前記加熱プレートの加熱面側、即ち磁性金属側に接する水分が少量の場合は、その水分の温度が急激に上昇する為突沸現象が発生する場合があるが、本構成の様にすることにより、この空間層に一定量の水分が存在するので、前述のような突沸現象も発生しにくくなる。
【００１２】
【発明実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、２種類の磁性金属において、一方のキュリー温度が１００℃以下、もう一方のキュリー温度が１００℃以上に設定することによるものである。このような構成にすることにより、１００℃以下のキュリー温度を有する面を下にして加熱プレートを設置すると、誘導加熱調理器本体の火力設定にかかわらず、鍋の中の水分が沸騰しないので、長時間の煮込みが必要な調理において、より安全に調理ができるとともに、１００℃以上のキュリー温度を有する面を下にして加熱プレートを設置すると、鍋の中の水分が沸騰するとともに、設定温度に応じた調理を安全に行なうことが可能である。
【００１３】
また、誘導加熱調理器用加熱プレートと鍋底面の間に空間層を設けたものである。このような構成にすることにより、この空間層に進入した水分等を通して効率良く調理物に熱を伝えることができる。また前記加熱プレートの加熱面側、即ち磁性金属側に接する水分が少量の場合は、その水分の温度が急激に上昇する為突沸現象が発生する場合があるが、本構成の様にすることにより、この空間層に一定量の水分が存在するので、前述のような突沸現象も発生しにくくなる。
【００１４】
本発明の請求項２記載の発明は、誘導加熱調理器用加熱プレートにおいて、プレートの下面で発生する水蒸気等の気泡を通す為の穴を設けたものである。このような構成にすることにより、加熱プレート裏面で発生する水蒸気等の気泡が効率的に抜けるため、突沸等が発生しにくく安定して調理することができる。また、穴の位置によって調理物の対流状態をコントロールすることも出来る。例えば、加熱コイルの中央に相当する同心円状に穴を空けると、気泡の上昇が最も大きくなるとともに、全体を攪拌するような対流が発生するので、より効率的に調理することが可能である。
【００１５】
本発明の請求項３記載の発明は、誘導加熱調理器用加熱プレート構成する各金属を一体化する手段として、磁性金属と非磁性金属の対向して接する面のうち一部分のみを結合させたものである。加熱プレートを構成する各金属はそれぞれ熱膨張率が異なるので、全面を完全に結合すると、加熱時に膨張差による反りが発生する。しかし本発明のような構成にすることにより、膨張差による反りの発生は、各金属の接合部分にのみ発生するので、加熱プレート全体の反りは小さくなり、安定して調理できるようになる。
【００１６】
本発明の請求項４記載の発明は、誘導加熱調理用加熱プレートを構成する各金属を一体化する手段として、お互いが接する面全体で結合させることなく、上下方向への移動が起こらない様に治具で挟み込んで固定したものである。このような構成にすることにより、熱膨張率の異なる各金属が加熱されても、その膨張差による加熱プレート全体の反りは発生しないので、より安定して調理出来るようになる。
【００１７】
本発明の請求項５記載の発明は、誘導加熱調理器用加熱プレートを鍋底面に着脱自在に固定する構成により一体化させ固定したものである。このような構成にすることにより、鍋底面に入れられた加熱プレートが動くことなく、入力値が安定すると共に、調理物の攪拌等も不具合なくすることが可能である。
【００１８】
本発明の請求項６記載の発明は、誘導加熱調理器用加熱プレート端部に、プレート全体の厚みよりも薄い把手を取り付けた構成としたものである。このような構成にすることにより、本加熱プレート単独で焼き物調理器として使用したり、誘導加熱で加熱されない鍋等を上に置き、間接的に調理物を加熱することが可能である。また上下を逆さまにして使用するときも、調理器本体の形状に関わらず、把手があたるというような事はなく、不具合なく使用することができる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００２０】
（参考例１）
図１は本発明の参考例１を示す誘導加熱調理器用加熱プレート（以下「ＩＨ用加熱プレート」と称する）の断面図である。１は非金属製の鍋で今回は土鍋を用いた。この土鍋１の底面中央にＩＨ用加熱プレート２が設置されている。このＩＨ用加熱プレートは所定のキュリー温度を有する磁性金属（以下「感温金属」と称する）２ａと非磁性金属であるアルミニウム合金２ｂが一体化されている。これらの土鍋及びＩＨ用加熱プレートは、誘導加熱調理器（以下「ＩＨ調理器」と称する）のトッププレート３を介して、加熱コイル４に相対する位置に配置されている。ここで感温金属２ａはキュリー温度が２６０℃である、３８Ｎｉ−Ｆｅ合金を用いた。
【００２１】
このような状態の土鍋でおでんの調理を行なった。従来ＩＨ調理器では加熱できなかった土鍋においても、このような構成にすることにより良好に加熱し調理することができた。
【００２２】
次に土鍋内の汁分を取り除き調理物の具のみの状態にして、再びＩＨ調理器にて加熱したが、ＩＨ加熱プレートの温度が感温金属のキュリー温度である２６０℃以上には上がらず、調理物が発火するようなことはなかった。
【００２３】
ここで、ＩＨ加熱プレート２の構成要素である感温金属２ａとアルミニウム２ｂはクラッド化することにより一体化したものを用いた。両者の一体化の方法としてはこれに限られるものではなく、ロー付けや圧着、爆着、カシメ等、両金属間に磁束が通る構成であれば制約はない。またここでは非磁性金属としてアルミニウムを用いたが、これに限ることなく例えば銅などを用いても良い。特に非磁性金属として熱良導体を用いると、加熱プレート全面の均熱性が向上し、こびり着きなどを押さえ良好に調理することが可能である。（以下同様）
（参考例２）
図２は本発明の参考例２を示すＩＨ用加熱プレートの主な構成の断面図である。１は参考例１と同様の土鍋で、この底面中央にＩＨ用プレート２が設置されている。このＩＨ用加熱プレートは参考例１と同様の感温金属２ａ、アルミニウム合金２ｂ、及び第二の磁性金属としてステンレス２ｃがクラッド方式により一体化されている。ステンレス２ｃとしてはＦｅ−Ｎｉ合金と比較的熱膨張率が近いＳＵＳ４３０を用いた。
【００２４】
このような状態の土鍋で参考例１と同様におでんの調理を行なった。参考例１では加熱時にＩＨ用加熱プレートの中央部が盛り上がる形の反り発生たが、本参考例のような構成にすると加熱時の反りも押さえられ、良好に調理することができた。
【００２５】
ここでは第二の磁性金属として、ステンレスを用いたが、もちろんこれに限られるものではなく、鉄のようによりＦｅ−Ｎｉ合金と熱膨張係数が近いものを用いると、更に加熱時の反りのレベルを小さくすることができる。
【００２６】
（実施例１）
図３は本発明の実施例１を示すＩＨ用加熱プレートの主な構成の断面図である。基本的に参考例１、２と同じような構成であるが、ＩＨ用加熱プレートを構成する金属として、感温金属２ａ及び２ｄ、アルミニウム２ｂを用いている。
【００２７】
そして、２つの感温金属のキュリー温度を異なるように設定したＩＨ用加熱プレートを作成し、様々な調理を行なった。例えば感温金属２ａのキュリー温度を９５℃、同２ｄのキュリー温度を１３５℃のものを用いると、沸騰させる必要がある調理に対しては、感温金属２ｄを下側にしてＩＨ用加熱プレートを設置することにより、十分に沸騰させながら、かつ焦げ付くことなく調理を行なうことができた。一方沸騰させずに長時間加熱する調理、例えば黒豆を煮る場合などは、感温金属２ａを下側にして設置することにより、設定火力に関係なく沸騰することなく長時間加熱することができ、非常においしく調理することができた。このような温度設定は他にも出来上った料理を保温する際にも空焚きなどを気にすることなく、長時間保温が可能であるので、安全性に優れた加熱方法を提供することができる。
【００２８】
このように２つのキュリー温度の感温金属を用いることにより、１枚のＩＨ用加熱プレートで複数の温度設定での調理を安全に行なうことができる。キュリー温度の設定としては、一方を煮込み調理用の１００〜１５０℃程度、またもう一方を焼き物調理用の２００〜３００℃程度に設定すれば、１枚のＩＨ用加熱プレートで、煮込み調理でこびり付くことなく、また焼き物調理では焦げすぎたり発火したりする心配がなく、快適で安全な加熱方法を提供することができる。
【００２９】
これらの温度設定は上述の例に以外にも、感温金属のＦｅ−Ｎｉの比率を調整したり、第３成分の添加により、キュリー温度を用途に応じて任意に設定することが可能である。
【００３０】
（実施例２）
図４は本発明の実施例２を示すＩＨ用加熱プレートの形状例の断面図である。図４（ａ）の形状に加工したＩＨ用加熱プレートを用いておでんの調理を行なったが、突沸現象も発生することなく、効率良く調理することができた。
【００３１】
この形状については図４（ａ）に限らず、例えば図４（ｂ）のようにすることにより、より加工を簡単にしても良いし、また使用する加熱面側のみ空間層ができるように加工しても良い。
【００３２】
またこのようにＩＨ用加熱プレートの端面を曲げ加工することにより、加熱時の反りが押さえられるという効果もあった。
【００３３】
（実施例３）
図５は本発明の実施例３を示すＩＨ用加熱プレートの形状例の平面図である。このような形状に加工したＩＨ用加熱プレートを用いておでんの調理を行なったが、いずれも加熱時の突沸もなく、また沸騰時の気泡の対流により全体が均一に加熱され、良好に調理することができた。特に図５（ｂ）の様に、ＩＨ調理器の加熱コイルの中央部（破線）に合わせて穴を空けることにより、沸騰時により強力な対流が生まれて、更に良好に調理することができた。
【００３４】
（実施例４）
図６は本発明の実施例４に於けるＩＨ用加熱プレートの例を示す断面図である。図６（ａ）の例は、キュリー温度の異なる感温金属２ａ及び２ｄとアルミニウム２ｂをロー材５により接合している。ロー材を塗布する面積は全面積の１０％とし、ロー材が溶融する温度に設定した高周波加熱圧接装置により全面を加熱圧接することにより、ロー材塗布部分のみ結合させた。このようにして作成したＩＨ用加熱プレートを土鍋に設置して加熱したが、全面を接合させた場合と比較して、加熱時の反りを小さくすることができた。
【００３５】
尚図６（ａ）に於いて、各金属２ａ、２ｂ、２ｄの間に隙間があるように誇張して記載しているが、実際は目視では確認出来ない隙間である。また実際に目視で確認できる隙間を形成しても、その隙間が１ｍｍ以下であれば、各金属間の磁束の透過には問題なく、所定の自己温度制御機能が作動する。
【００３６】
ＩＨ用加熱プレートを構成する各金属の接合方法としてロー付けの場合を説明したが、もちろんこれに限る必要はなく、例えば図６（ｂ）（ｃ）のように、接合させる部分の感温金属に１ヶ所以上の穴を空け、全体をプレスすることにより、両感温金属とアルミニウムをかしめる構成等、各金属を部分的に結合できればその方法は選ばない。
【００３７】
また各金属の接合面積について、全面積の１０％の例を説明したが、もちろんこれに限られることはなく、各金属の熱膨張率や、板厚及び剛性、また加工上の制約条件を考慮して任意に設定することができる。
【００３８】
また各金属の接合箇所として、全面の中心を接合する例で説明したが、もちろんこれに限られることはなく、任意の箇所で部分的に接合することによりその効果を得ることができる。
【００３９】
（実施例５）
図７は本発明の実施例５を示す、ＩＨ用加熱プレートの断面図及び平面図である。異なるキュリー温度を有する感温金属２ａ及び２ｄとアルミニウム２ｂは、ステンレス製の治具７で一体化されている。ここで各金属は個々には面で結合しておらず、治具７を上下方向にかしめることにより一体化されている。但し各金属の隙間は、加熱コイルにより発生する磁束が互いに通る隙間以下となっている。また各金属の端部と治具７は直接接しないように空間８を設け、ここで各金属の膨張差を吸収する構成としている。
【００４０】
このような構成のＩＨ用加熱プレートを土鍋に設置して加熱を行なったが、各金属を全面または部分的に結合させた構成と比較して加熱時の反りがほとんどなくなく、良好に加熱することができた。
【００４１】
また各金属の隙間の大きさについても確認したが、それぞれ１ｍｍ以下であれば感温金属の自己温度制御機能が働いた。
【００４２】
（実施例６）
図８は本発明の実施例６の例を示す、断面図及び斜視図である。９は誘導加熱調理器用非金属鍋金属製鍋で素材としてはガラスを用いた。この鍋の底面にはＩＨ用加熱プレート２を固定する為の、フック１０が形成されている。またＩＨ用加熱プレート２の端部には切欠きが入っており、図８（ｂ）に示すようにフック１０に切欠き部を合わせてセットし、ＩＨ用加熱プレートを矢印方向に回転させることにより鍋底面に固定する構成となっている。
【００４３】
このような構成の鍋でおでんの調理を行なったが、調理中にＩＨ用加熱プレートが移動することなく、良好に調理することができた。また空焼きを行なった場合もこれまでの例と同様に調理物の発火等の不安全状態にはならなかった。
【００４４】
本実施例ではフック１０や加熱プレートの切欠きの形状は図面の通りとしたが、もちろんこれに限られることはなく、加熱プレートが固定できる形状であれば任意に設定できる。
【００４５】
（実施例７）
図９は本発明の実施例７を示す、ＩＨ用加熱プレートの断面図である。ここではキュリー温度が異なる感温金属２ａ、２ｄ及びアルミニウム２ｂをクラッド方式により一体化したものを用いた。感温金属２ａのキュリー温度は１６０℃、感温金属２ｄのキュリー温度は２６０℃とした。またプレート端部には一定高さの段差Ａを設け、加熱面の調理物がこぼれないような構成とした。またプレート端部の段差（プレート全体の厚み）に収まる高さＢの把手１１を取り付け、プレートの移動時や上下をひっくり返して使用する時にも、把手があたらないようにして使い勝手を向上させている。
【００４６】
このようなＩＨ用加熱プレートで焼き物調理を行なった。キュリー温度の低い感温金属２ａを下にした場合はホットケーキやクレープ等が焦げることなく良好に調理ができた。またキュリー温度の高い感温金属２ｄを下にした場合はステーキや野菜炒め等、高温で調理が必要なメニューでも良好に調理することができた。このような構成の加熱プレートを用いることにより、１枚の加熱プレートで２種類の温度帯の調理を失敗することなく安全に調理することができた。ここで感温金属のキュリー温度として１６０℃と２６０℃のものを用いたが、もちろんこれにこだわることなく、必要に応じて任意に設定することができる。また端部に取り付けた把手の厚みは、本加熱プレート本体の厚みに収まるようにし、どちらの面を上にしても把手があたることなく使用出来る様に工夫したが、ＩＨ調理器本体でこの位置関係を調節しても良い。
【００４７】
いずれの実施例に於いても、自己温度制御機能での動作温度は、感温金属のキュリー温度と同じになる場合で説明したが、この関係はＩＨ調理器の本体特性によっても変わってくる場合もあるので、対象とするＩＨ調理器の特性に合わせてキュリー温度を任意に設定してやれば良い。
【００４８】
また各実施例では、各金属を一体化したままの状態で用いた例で説明したが、加熱プレートにフッ素コートなどのコーティングを施してもよい。コーティングを施すことにより、調理物のこびり付きを少なくするなど使い勝手が格段に向上する。また本発明の加熱プレートは所定温度上に温度が上昇しないので、コーティングの耐久性もこれまでよりも格段に向上する。
【００４９】
また異常加熱時の温度上昇の制約から耐熱性の低いコーティング、例えばシラン系のカップリング剤を用いた単分子コートなども採用することが可能である。更に、一般的に行なわれる塗膜効果の為の加熱が、加熱プレート本体へのエージング効果にもなり、使用時の反りの発生を押える効果も得ることが出来る。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように請求項１〜６に記載の発明によれば、本来誘導加熱調理器で加熱ができなかった非金属製の鍋において、誘導加熱ができるようにするとともに、自己温度制御機能を有することにより、調理物の焦げ過ぎや発火等の不安全状態の発生を防止する誘導加熱調理器用加熱プレート及び誘導加熱調理器用非金属製鍋を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の参考例を示す誘導加熱調理器用加熱プレートの断面図
【図２】  本発明の第２の参考例を示す誘導加熱調理器用加熱プレートの断面図
【図３】  本発明の第１の実施例を示す誘導加熱調理器用加熱プレートの断面図
【図４】  本発明の第２の実施例を示す誘導加熱調理器用加熱プレートの断面図
【図５】  本発明の第３の実施例を示す誘導加熱調理器用加熱プレートの平面図
【図６】  本発明の第４の実施例を示す誘導加熱調理器用加熱プレートの断面図
【図７】  本発明の第５の実施例を示す誘導加熱調理器用加熱プレートの断面図及び平面図
【図８】  本発明の第６の実施例を示す誘導加熱調理器用非金属性鍋の断面図及び斜視図
【図９】  本発明の第７の実施例を示す誘導加熱調理器用加熱プレートの断面図
【図１０】  誘導加熱調理器本体の主な構成を示す断面図
【符号の説明】
１  非金属製鍋（土鍋）
２  誘導加熱調理器用加熱プレート
２ａ、ｄ  所定のキュリー温度を有する磁性金属
２ｂ  非磁性金属（アルミニウム合金）
２ｃ  第二の磁性金属（ステンレス）
７  治具
９  非金属製鍋（ガラス鍋）
１０  フック
１１  把手
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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