(57)【要約】【課題】濾材に付着した粒子が再び濾材から離れることを抑制するフィルタ装置を提供する。【解決手段】本発明のフィルタ装置は、流体に粒子が分散された混合物を濾過するフィルタ装置であって、混合物と接触して混合物の流体を通過させる濾材を有するフィルタを備え、濾材は、粒子を閉じ込めるための粒子閉込凹領域の形成された表面と、裏面とを有している。好ましくは、濾材は、尾根、連続面、谷および連続面が繰り返して連続するプリーツ形状を有しており、濾材は、表面側の混合物の流体を、裏面側に向かって濾過方向に通過させ、濾材は、２つの連続面とそれぞれ連続する２つの尾根から２つの連続面のそれぞれと連続する谷までに向かうにつれて、濾過方向に垂直な方向に沿った谷に連続する２つの連続面の間の距離が、減少、増加、減少の順番に変化するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体に粒子が分散された混合物を濾過するフィルタ装置であって、
前記混合物と接触して前記混合物の前記流体を通過させる濾材を有するフィルタを備え、
前記濾材は、前記粒子を閉じ込めるための粒子閉込凹領域の形成された表面と、裏面とを有している、フィルタ装置。
【請求項２】
前記濾材は、尾根、連続面、谷および連続面が繰り返して連続するプリーツ形状を有しており、
前記濾材は、前記表面側の前記混合物の前記流体を、前記裏面側に向かって濾過方向に通過させ、
前記濾材は、前記２つの連続面とそれぞれ連続する２つの尾根から前記２つの連続面のそれぞれと連続する前記谷までに向かうにつれて、前記濾過方向に垂直な方向に沿った前記谷に連続する２つの連続面の間の距離が、減少、増加、減少の順番に変化するように構成されている、請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項３】
前記尾根および前記尾根に連続する２つの連続面は、前記裏面側から前記表面側に向かうように凸条に湾曲している、請求項２に記載のフィルタ装置。
【請求項４】
前記濾材は、厚さ一定の部材を折り曲げて形成される、請求項１から請求項３のうちの１項に記載のフィルタ装置。
【請求項５】
前記フィルタは、取出部をさらに有し、
前記取出部は、前記濾材を介して通過した流体を、前記濾材の位置する外周面で規定される収容空間から取り出す、請求項１から請求項４のうちの１項に記載のフィルタ装置。
【請求項６】
前記フィルタは、
前記濾材の上面を支持する上面支持板と、
前記濾材の下面を支持する下面支持板と
をさらに有し、
前記取出部は、前記上面支持板に設けられている、請求項５に記載のフィルタ装置。
【請求項７】
前記フィルタ装置は、ノズルをさらに備え、
前記ノズルには連通孔が設けられており、
前記上面支持板と前記下面支持板とにはそれぞれ貫通孔が設けられており、
前記貫通孔のそれぞれに前記ノズルが挿入されて前記上面支持板から前記下面支持板へと前記ノズルが貫通しており、
前記ノズルの下端はストッパーを有し、
前記連通孔から前記ノズル内に前記濾材の内部に通過した前記流体を取り込み、前記ノズルの上端から前記流体を取り出す、請求項６に記載のフィルタ装置。
【請求項８】
前記ノズルは前記貫通孔に圧入することにより挿入される、請求項７に記載のフィルタ装置。
【請求項９】
前記上面支持板および前記下面支持板は補強部材を有する、請求項６から請求項８のうちの１項に記載のフィルタ装置。
【請求項１０】
前記補強部材は、ガラス、金属、合成繊維または天然繊維のクロスもしくは網を含む、請求項９に記載のフィルタ装置。
【請求項１１】
前記上面支持板および前記下面支持板はウレタンゴムを含有する、請求項６から請求項１０のうちの１項に記載のフィルタ装置。
【請求項１２】
前記フィルタの前記取出部に接続されたポンプをさらに備え、
前記ポンプが作動している間、前記粒子閉込凹領域が無くなる、請求項５から請求項１１のうちの１項に記載のフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体に粒子が分散された混合物を濾過するフィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に流体に粒子が分散された混合物の濾過にはフィルタ装置が用いられている。フィルタ装置は、研削加工液や空気の濾過など様々な分野で使用されている。フィルタ装置の濾材には、プリーツ状の濾材が広く用いられており、特許文献１参照）。プリーツ状により、濾過面積を広くし濾過効率を向上させることができる。特許文献１には、プリーツ状の濾材を用いて空気を濾過するフィルタが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１０１８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の濾材の形状では、濾材に付着した粒子が再び濾材から離れるおそれがあった。特に流体の流れが比較的強い場合、濾材に付着した粒子が離れやすかった。
【０００５】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は濾材に付着した粒子が再び濾材から離れることを抑制するフィルタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によるフィルタ装置は、流体に粒子が分散された混合物を濾過するフィルタ装置であって、前記混合物と接触して前記混合物の前記流体を通過させる濾材を有するフィルタを備え、前記濾材は、前記粒子を閉じ込めるための粒子閉込凹領域の形成された表面と、裏面とを有している。
【０００７】
ある実施形態において、前記濾材は、尾根、連続面、谷および連続面が繰り返して連続するプリーツ形状を有しており、前記濾材は、前記表面側の前記混合物の前記流体を、前記裏面側に向かって濾過方向に通過させ、前記濾材は、前記２つの連続面とそれぞれ連続する２つの尾根から前記２つの連続面のそれぞれと連続する前記谷までに向かうにつれて、前記濾過方向に垂直な方向に沿った前記谷に連続する２つの連続面の間の距離が、減少、増加、減少の順番に変化するように構成されている。
【０００８】
ある実施形態において、前記尾根および前記尾根に連続する２つの連続面は、前記裏面側から前記表面側に向かうように凸状に湾曲している。
【０００９】
ある実施形態において、前記濾材は、厚さ一定の部材を折り曲げて形成される。
【００１０】
ある実施形態において、前記フィルタは、取出部をさらに有し、前記取出部は、前記濾材を介して通過した流体を、前記濾材の位置する外周面で規定される収容空間から取り出す。
【００１１】
ある実施形態において、前記フィルタは、前記濾材の上面を支持する上面支持板と、前記濾材の下面を支持する下面支持板とをさらに有し、前記取出部は、前記上面支持板に設けられている。
【００１２】
ある実施形態において、前記フィルタ装置は、ノズルをさらに備え、前記ノズルには連通孔が設けられており、前記上面支持板と前記下面支持板とにはそれぞれ貫通孔が設けられており、前記貫通孔のそれぞれに前記ノズルが挿入されて前記上面支持板から前記下面支持板へと前記ノズルが貫通しており、前記ノズルの下端はストッパーを有し、前記連通孔から前記ノズル内に前記濾材の内部に通過した前記流体を取り込み、前記ノズルの上端から前記流体を取り出す。
【００１３】
ある実施形態において、前記ノズルは前記貫通孔に圧入することにより挿入される。
【００１４】
ある実施形態において、前記上面支持板および前記下面支持板は補強部材を有する。
【００１５】
ある実施形態において、前記補強部材は、ガラス、金属、合成繊維または天然繊維のクロスもしくは網を含む。
【００１６】
ある実施形態において、前記上面支持板および前記下面支持板はウレタンゴムを含有する。
【００１７】
ある実施形態において、前記フィルタの前記取出部に接続されたポンプをさらに備え、前記ポンプが作動している間、前記粒子閉込凹領域が無くなる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のフィルタ装置は、粒子を粒子閉込凹領域内に閉じ込めることができるため、濾材に付着した粒子が濾材から離れることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）は、本発明の実施形態に係るフィルタ装置を示す模式的な斜視図である。（ｂ）は、本発明の実施形態に係るフィルタ装置の使用例を示す模式図である。
【図２】（ａ）は、図１（ａ）のＩＩａ−ＩＩａ’線に沿った模式的な断面図である。（ｂ）は、図１（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ’線に沿った模式的な断面図である。
【図３】本発明によるフィルタ装置の濾材の模式的な拡大図である。
【図４】本発明によるフィルタ装置の濾材の模式的な拡大図である。
【図５】本実施形態に係るフィルタ装置の模式的な断面図である。
【図６】（ａ）は、本実施形態に係るフィルタ装置を示す模式図である。（ｂ）は、本実施形態に係るフィルタ装置を示す模式的な分解図である。
【図７】（ａ）は、本実施形態に係るフィルタ装置を示す模式図である。（ｂ）は、本実施形態に係るフィルタ装置を示す模式的な分解図である。
【図８】本発明の実施形態に係るフィルタ装置の使用例を示す模式図である。
【図９】本発明の実施形態に係るフィルタ装置を示す模式的な斜視図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るフィルタ装置を示す模式的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明によるフィルタ装置の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００２１】
図１を参照して本発明によるフィルタ装置１００の実施形態を説明する。図１（ａ）は、本発明の実施形態に係るフィルタ装置１００を示す模式的な斜視図である。図１（ｂ）は、本発明の実施形態に係るフィルタ装置１００の使用例を示す模式図である。
【００２２】
フィルタ装置１００は、流体に粒子が分散された混合物を濾過するフィルタ１０を備える。流体は気体であっても液体であっても良い。例えばフィルタ装置１００は研削加工の結果除去された研削物が粒子として分散された研削加工液を好適に濾過する。
【００２３】
フィルタ１０は、濾材２０を有する。濾材２０はプリーツ形状を有している。濾材２０がプリーツ形状であると表面積が増大するため、濾過効率が向上する。濾材２０は表面と裏面とを有しており、表面と裏面とを交互に折り曲げることで、プリーツ形状が形成される。濾材２０には、細かい隙間が多数形成されている。
【００２４】
ここではフィルタ１０は、外周面で規定される収容空間を有しており、濾材２０は、フィルタ１０の外周面の一部に位置している。ここでは濾材２０は、円筒形状を形成している。濾材２０の素材は、例えば、ポリエステル製不織布である。流体が濾材２０を通過する際、通過することのできない大きさの粒子は、濾材２０の外表面に付着する。例えば、濾材２０は、粒径が１μｍ以上の粒子を外表面に付着させる。濾材２０の表面には、粒子を閉じこめるための粒子閉込凹領域が形成されている。粒子閉込凹領域については、図３を参照して後述する。
【００２５】
また、フィルタ１０は、さらに濾材２０の上面を支持する上面支持板４１と濾材２０の下面を支持する下面支持板４２と取出部３０とを有している。上面支持板４１および下面支持板４２は、例えば、ウレタンゴムを含んでいる。ここでは、フィルタ１０の収容空間は、濾材２０と上面支持板４１と下面支持板４２とによって形成される。取出部３０は、収容空間と収容空間の外部とを連絡している。
【００２６】
フィルタ装置１００において、フィルタ１０の外部に混合物がある場合、フィルタ１０の内部の収容空間に流体が流れる際に、濾材２０によって混合物は濾過される。取出部３０は、濾材２０を介して通過した流体を収容空間から取り出す。
【００２７】
図１（ｂ）を参照して本発明の実施形態によるフィルタ装置１００の使用例を説明する。ここでは混合物は液体に研削加工の結果除去された研削物（スラッジ）が粒子として分散された研削加工液である。液槽６２には研削加工液が満たされている。フィルタ装置１００は、液槽６２内に入れられている。取出部３０には、ノズル５０が挿入されている。ホース６１の一端は、ホースニップル５４を介してノズル５０に接続されている。ホース６１の他方の一端は、液槽６２に入れられている。ホース６１にはポンプ６０が接続されている。
【００２８】
液槽６２内の研削加工液は濾材２０で粒子が分離されて濾材２０を通過する。研削加工液が濾材２０を通過する際、濾材２０の外表面に粒子が付着することにより、研削物（スラッジ）は除去される。フィルタ１０の収容空間内部には濾過された研削加工液が溜められている。ポンプ６０を作動させると、ノズル５０に濾過された研削加工液が吸い込まれる。そして、フィルタ１０の収容空間外部の研削加工液が濾過方向Ｄの方向に吸い込まれ、フィルタ１０の収容空間外部の研削加工液は濾材２０で粒子が分離されて濾材２０を通過する。以上のようにして研削加工液の濾過が行われる。
【００２９】
図２を参照して本発明によるフィルタ装置１００の実施形態を説明する。図２（ａ）は、図１（ａ）のＩＩａ−ＩＩａ’線に沿った模式的な断面図であり、図２（ｂ）は、図１（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ’線に沿った模式的な断面図である。
【００３０】
図２（ａ）に示すように、濾材２０はプリーツ状に形成されている。濾材２０は、厚さ一定の１枚の平板を折り曲げることによって形成可能である。濾過方向Ｄは、濾材２０の表面から裏面に向かう方向である。濾材２０が円柱の外周面に形成されており、濾過方向Ｄは、濾材２０の外周面から中心方向に向いている。濾材２０の形状については、図３を参照して後述する。
【００３１】
図２（ｂ）に示すように、濾材２０は、上面支持板４１と下面支持板４２とに支持されている。上面支持板４１は濾材２０の一端を支持し、下面支持板４２は濾材２０の他端を支持する。取出部３０は、上面支持板４１に設けられている。
【００３２】
図３を参照して本発明によるフィルタ装置１００の濾材２０の形状を説明する。図３は、本発明によるフィルタ装置１００の濾材２０の模式的な拡大図である。
【００３３】
濾材２０の裏面は、濾材２０を通過した流体に接している。濾材２０は、尾根、連続面、谷および連続面が繰り返して連続するプリーツ形状を有している。連続面２３ａは、尾根２１ａと谷２２とに連続している。連続面２３ｂは、尾根２１ｂと谷２２とに連続している。流体は濾過方向Ｄに流れている。濾材２０は、濾材２０の外部の混合物に含まれる流体を濾過方向Ｄに通過させる。
【００３４】
濾材２０の表面には粒子２４を閉じ込めるための粒子閉込凹領域２５が形成されている。また濾材２０は、尾根２１ａと尾根２１ｂとから連続面２３ａと連続面２３ｂとそれぞれ連続する谷２２までに向かうにつれて、濾過方向Ｄに垂直な方向に沿った谷２２に連続する連続面２３ａと連続面２３ｂとの間の距離が、減少、増加、減少の順番に変化するように構成されている。また、さらに尾根２１ｂ、および、尾根２１ｂに連続する２つの連続面２３ｂと連続面２３ｃは、裏面側から表面側に向かうように凸状に湾曲している。
【００３５】
濾材２０の尾根と尾根との間隔が密になるように配置すると粒子閉込凹領域２５が形成されやすくなるので、尾根と尾根との間隔が密になるように配置することが好ましい。また、連続面の長さが長いと粒子閉込凹領域２５が形成されやすくなるので、連続面の長さは長い方が好ましい。
【００３６】
濾材２０の表面側にある流体とともに粒子２４は、連続面２３ａと連続面２３ｂとの間を通過する。粒子２４は濾過方向Ｄに移動することによって、粒子閉込凹領域２５内にたまっていく。粒子閉込凹領域２５内に閉じ込められた粒子２４は連続面２３ａと連続面２３ｂとの距離が短いところがあるので、濾材２０から離れにくい。
【００３７】
以上、図３を参照して説明したように、濾材２０の表面には、粒子２４を閉じ込めるための粒子閉込凹領域２５が形成されている。したがって、濾材２０に付着した粒子２４を粒子閉込凹領域２５内に閉じ込めることができるため、濾材２０に付着した粒子２４が濾材２０から離れることを抑制することができる。
【００３８】
なお、濾材２０の形状は常に図３に示した状態ではなくてもよく、ある時間において濾材２０の形状が図４で示す形状に変形してもよい。図４を参照して本発明によるフィルタ装置１００の濾材２０の形状を説明する。図４は、本発明によるフィルタ装置１００の濾材２０の模式的な拡大図である。
【００３９】
フィルタ装置１００がポンプ６０（図１（ｂ）参照）を備える場合、ポンプ６０が作動すると濾材２０の表面側から裏面側に引っ張られるように圧力がかかるため、濾材２０の形状は図４に示すようになる。ポンプ６０が作動している間、粒子閉込凹領域２５が無くなる。したがって、濾材２０表面側の混合物に含まれる流体を、裏面側に向って濾過方向Ｄに通過して濾過しやすくなる。その後、ポンプ６０が停止すると、濾材２０に対して圧力がかからなくなり濾材２０の形状は図３に示した状態に戻り、そのとき粒子２４は粒子閉込凹領域２５に閉じ込められる。
【００４０】
図５を参照して本発明によるフィルタ装置１００の実施形態を説明する。図５は、本実施形態に係るフィルタ装置１００の模式的な断面図である。
【００４１】
フィルタ装置１００では、上面支持板４１の主面の中心に貫通孔３１が設けられており、下面支持板４２の主面の中心に貫通孔３２が設けられている。ノズルは貫通孔３１と貫通孔３２に貫通するように挿入する。ノズルについては、図６と図７を参照して後述する。
【００４２】
また、上面支持板４１および下面支持板４２は内部に補強部材４３を有している。補強部材４３は、例えば、貫通孔３１と貫通孔３２とを避けるようなドーナツ形状を有している。補強部材４３は、濾材２０の上端および下端に設けられる。補強部材４３は、例えば、ガラス、金属、合成繊維または天然繊維のクロスもしくは網を含んでいる。
【００４３】
補強部材４３によって、上面支持板４１および下面支持板４２の強度が増加する。したがって、フィルタ装置１００を液中に入れた場合、液圧によってフィルタ装置１００が変形することが抑制される。また、補強部材４３にガラス繊維等を用いた場合は、支持板をシュレッダーにかけることができるため、支持板の廃棄が容易になる。
【００４４】
図６を参照して本発明によるフィルタ装置１００の実施形態を説明する。図６（ａ）は、本実施形態に係るフィルタ装置１００を示す模式図である。図６（ｂ）は、本実施形態に係るフィルタ装置１００を示す模式的な分解図である。
【００４５】
フィルタ装置１００は、ノズル５０をさらに備えている。ノズル５０は、ノズル本体５１とフランジ５２とホースニップル５４とストッパーリング５５とロックネジ５６を有している。ノズル５０には連通孔５３が設けられている。連通孔５３から濾材２０と上面支持板４１と下面支持板４２で形成される収容空間内の流体を吸い上げることができる。ホースニップル５４は、フランジ５２を介してノズル本体５１に取り付けられている。ロックネジ５６を締めることによって、ストッパーリング５５がノズル本体５１の下端に取りつけられる。
【００４６】
ノズル５０は、上面支持板４１の貫通孔３１と下面支持板４２の貫通孔３２とを貫通するように挿入される。ノズル５０を挿入する前の上面支持板４１の貫通孔３１と下面支持板４２の貫通孔３２との直径は、ノズル５０の直径よりもわずかに小さい。例えば、ノズル５０を挿入する前の貫通孔３１と貫通孔３２との直径は３２ｍｍであり、ノズル本体５１の直径は３４ｍｍである。ノズル５０を挿入する前の上面支持板４１の貫通孔３１と下面支持板４２の貫通孔３２との直径が、ノズル５０の直径よりもわずかに小さいので、ノズル５０は、貫通孔３１と貫通孔３２とに圧入して挿入される。したがって、ノズル５０を挿入するだけでシールができるため、シール用の部品を必要としない。また、ノズル５０の下端にストッパーリング５５が取り付けられているために、ノズル５０が抜け落ちることが抑制される。
【００４７】
図７を参照して本発明によるフィルタ装置１００の実施形態を説明する。図７（ａ）は、本実施形態に係るフィルタ装置１００を示す模式図である。図７（ｂ）は、本実施形態に係るフィルタ装置１００を示す模式的な分解図である。本実施形態に係るフィルタ装置１００は、ストッパーリング５５の代わりにストッパー５８を用いている点を除いて、図６を参照して説明したフィルタ装置１００と同様な構成を有するため、重複部分については説明を省略する。
【００４８】
ノズル５０には、ストッパー孔５７が設けられている。ストッパー孔５７にストッパー５８を通すことによって、ストッパー５８はノズル本体５１に取り付けられる。ストッパー５８は、例えば、針金である。ノズル本体５１の下端にストッパー５８が取り付けられているために、ノズル５０が抜け落ちることが抑制される。ストッパーリング５５の代わりにストッパー５８を用いることで部品を減らすことができ、低コスト化を図ることができる。
【００４９】
図８を参照して本発明によるフィルタ装置１００の実施形態を説明する。図８は、本発明の実施形態に係るフィルタ装置１００の使用例を示す模式図である。ノズル５０がストッパー５８を有する点を除いて、図１（ｂ）を参照して説明したフィルタ装置１００と同様な構成を有するため、重複部分については説明を省略する。
【００５０】
フィルタ装置１００では、ノズル５０が貫通孔３１と貫通孔３２を貫通するように挿入されている。したがって、フィルタ１０を液槽６２から引き上げる場合に、粒子が濾材２０に付着することによって重くなっても、ノズル５０がフィルタ１０から抜けにくくなっている。また、ストッパー５８を設けることにより、ノズル５０がフィルタ１０から抜け落ちることがさらに抑制される。
【００５１】
なお、図１（ａ）に示したフィルタ装置１００は円筒形状を有していたが、図９に示すフィルタ装置１００のように、直方体形状を有することができる。図９は、本発明の実施形態に係るフィルタ装置１００を示す模式的な斜視図である。
【００５２】
フィルタ装置１００は、直方体形状を有している。フィルタ装置１００は、濾材２０とケーシング８０とを備える。ケーシング８０は、第１主面８１、第２主面８２、上面８３、下面８４、側面８５および側面８６を有している。第１主面８１と第２主面８２とのそれぞれに平板状の濾材２０が設けられている。ケーシング８０と濾材２０とで収容空間が形成される。第１主面８１と第２主面８２とには開口部があり、開口部から濾材２０の表面が露出している。上面８３には、ノズルを挿入するための取出部３０が設けられている。ケーシング８０は、濾材２０以外からは流体が入ってこないように形成されている。図９では図示してないが、濾材２０の表面には、粒子閉込凹領域２５（図３参照）が形成されている。
【００５３】
また図１および図９に示したフィルタ装置１００は、収容空間が形成されていたが、収容空間が形成されなくてもよい。図１０は、本発明の実施形態に係るフィルタ装置１００を示す模式的な斜視図である。
【００５４】
フィルタ装置１００の濾材２０は、平板形状をしている。図１０では図示してないが、濾材２０の表面には、粒子閉込凹領域２５（図３参照）が形成されている。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明のフィルタ装置は、流体に粒子が分散された混合物、例えば研削加工液を濾過するフィルタに好適に用いられる。
【符号の説明】
【００５６】
１０      フィルタ
２０      濾材
２１ａ、２１ｂ    尾根
２２      谷
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ    連続面
２４      粒子
２５      粒子閉込凹領域
３０      取出部
３１      貫通孔
３２      貫通孔
４１      上面支持板
４２      下面支持板
４３      補強部材
５０      ノズル
５１      ノズル本体
５２      フランジ
５３      連通孔
５４      ホースニップル
５５      ストッパーリング
５６      ロックネジ
５７      ストッパー孔
５８      ストッパー
６０      ポンプ
６１      ホース
６２      液槽
８０      ケーシング
８１      第１主面
８２      第２主面
８３      上面
８４      下面
８５、８６    側面
１００    フィルタ装置
【図１】
2014124606.tif 000003
【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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