(57)【要約】【課題】放熱パイプを配置するための溝部が上下方向に沿って直線状に設けられているため、放熱パイプを上下に蛇行して配設すると、放熱パイプの折り返し部分の庫内側に真空断熱材を設けることができない。【解決手段】真空断熱材１０３の表面に設けた第一溝部１０４と第二溝部１０５を交叉させ、その溝を上下左右の端部まで配設することにより、真空断熱材１０３の被覆面積を増やしてさらなる断熱性能の向上を図ることができる、すなわち、放熱パイプ１１１の折り返し部分の庫内側に真空断熱材を設けることができ、さらなる断熱性能の向上を図れる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材をガスバリア性フィルムで覆い、その内部を減圧し密封した板状の部材の表面に長手方向に形成した溝を有する第一溝部と、短手方向に形成した溝を有する第二溝部とを形成したもので、前記第一溝部と前記第二溝部は、少なくとも板状の表面において互いに交叉するとともに前記部材の上下左右の端部まで形成した真空断熱材。
【請求項２】
前記第一溝部の数は、前記第二溝部の数より多い請求項１に記載の真空断熱材。
【請求項３】
前記第二溝部の幅は、前記第一溝部の幅より広い請求項１または２に記載の真空断熱材。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の前記真空断熱材と、外箱と内箱との間に発泡断熱材を充填した断熱箱体と、前記外箱の内側に配設された放熱パイプと、前記放熱パイプの庫内側に配設された前記真空断熱材と、を備えた冷蔵庫において、前記第一溝部と前記第二溝部に、前記放熱パイプを配設した冷蔵庫。
【請求項５】
前記真空断熱材は、前記第一溝部、第二溝部と前記外箱と前記放熱パイプとの間に形成された空間部を有し、前記空間部には、前記空間部と外気とを連通する連通部材を設け、前記連通部材の一端を前記第二溝に配置した請求項４に記載の冷蔵庫。
【請求項６】
前記連通部材は、中空の円筒パイプで構成した請求項５に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空断熱材と真空断熱材を用いた冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境問題である温暖化の対策として、省エネルギーを推進する動きが活発になっており、温冷熱利用機器に関しては、熱を有効活用するという観点から、優れた断熱性能を有する真空断熱材が普及しつつある。
【０００３】
真空断熱材とは、袋状に加工したガスバリア性を有するフィルム内へ、グラスウールのように気相容積比率が高く微細な空隙を構成する芯材を収納し、芯材収納空間を減圧して密封したものである。
【０００４】
真空断熱材は、発泡ウレタンやグラスウールといった他の断熱材と比較して熱伝導率が低く、特に高断熱を必要とする冷蔵庫の壁面に適用され、近年の省エネルギー推進の業界の流れを受けてその効果を増大させるため厚みを増加させる傾向にある。
【０００５】
また、冷蔵庫の冷凍サイクルで発生する熱を効率良く放熱するため、冷蔵庫の外面を形成する外箱の内側に放熱パイプを貼り付け、真空断熱材でこの放熱パイプを覆い、さらに発泡ウレタンなどで冷蔵庫の庫内空間を形成する内箱との間にできる空間を充填し、冷蔵庫外部の熱を庫内側に伝わり難くしている。
【０００６】
しかしながら、ただ平板の真空断熱材を放熱パイプの上に配置しただけでは、冷蔵庫の外箱と放熱パイプと真空断熱材で囲まれた空間が出来てしまい発泡ウレタンが充填できなくなるばかりか、放熱パイプと真空断熱材を重ねることにより冷蔵庫の内箱と外箱の空間、つまり冷蔵庫にとっては壁厚みを増大し、庫内容積を減少させねばならないことになる。
【０００７】
そこで、上記課題を解決するために、真空断熱材に溝を設けることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
図６は、特許文献１に開示された従来の真空断熱材の斜視図である。
【０００９】
図６に示すように、従来の真空断熱材１は、片面に放熱パイプがはめ込まれる溝２が設けられているので、真空断熱材１が放熱パイプを覆い、しかも厚みを薄く出来るので断熱性能もよくかつ、冷蔵庫の壁厚みを薄くすることが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−６４３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、放熱パイプの庫内側に真空断熱材が設けられた冷蔵庫において、真空断熱材に設けられた放熱パイプを配置するための溝部が上下方向に沿って直線状に設けられているため、放熱パイプを上下に蛇行して配設すると、放熱パイプの折り返し部分の庫内側に真空断熱材を設けることができず、真空断熱材の被覆面積を増やしてさらなる断熱性能の向上を図ることができないという課題を有していた。
【００１２】
本発明は、前記の従来の課題を解決するもので、放熱パイプを突出させることなく、放熱パイプを折り返し部分の庫内側にも配設することができ、さらなる断熱性能を向上させることができる真空断熱材及びそれを用いた冷蔵庫を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記従来の課題を解決するために、本発明の真空断熱材は、芯材をガスバリア性フィルムで覆い、その内部を減圧し密封した板状の部材（真空断熱材）の表面に長手方向に形成した溝を有する第一溝部と、短手方向に形成した溝を有する第二溝部とを形成したもので、前記第一溝部と前記第二溝部は、少なくとも板状の表面において互いに交叉するとともに前記部材（真空断熱材）の上下左右の端部まで形成したものである。
【００１４】
また、本発明にかかる冷蔵庫は、発明１から３のいずれか一つの前記真空断熱材と、外箱と内箱との間に発泡断熱材を充填した断熱箱体と、前記外箱の内側に配設された放熱パイプと、前記放熱パイプの庫内側に配設された前記真空断熱材と、を備えた冷蔵庫において、前記第一溝部と前記第二溝部に、前記放熱パイプを配設したものである。
【００１５】
上記構成により、放熱パイプを突出させることなく、放熱パイプを折り返し部分の庫内側にも配設することができ、外箱の内側に放熱パイプを上下に蛇行して配設した冷蔵庫において、放熱パイプを突出させることなく、放熱パイプの折り返し部分の庫内側に真空断熱材を配設することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の真空断熱材及びそれを用いた冷蔵庫は、さらなる断熱性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１による冷蔵庫の斜視図
【図２】本発明の実施の形態１による冷蔵庫を説明する側面断面図
【図３】本発明の実施の形態１による冷蔵庫を説明する側面断面図
【図４】本発明の実施の形態１による冷蔵庫に用いられる真空断熱材の平面図
【図５】本発明の実施の形態１による冷蔵庫を説明する図１のＡ−Ａ’断面図
【図６】従来の真空断熱材を示す斜視図
【図７】本発明の実施の形態１による冷蔵庫に用いられる真空断熱材の平面図
【図８】本発明の実施の形態１による冷蔵庫に用いられる真空断熱材を示す図７のＢ−Ｂ断面図
【図９】本発明の実施の形態１による冷蔵庫に用いられる真空断熱材を示す図７のＣ−Ｃ断面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
第１の発明は、芯材をガスバリア性フィルムで覆い、その内部を減圧し密封した板状の部材（真空断熱材）の表面に長手方向に形成した溝を有する第一溝部と、短手方向に形成した溝を有する第二溝部とを形成したもので、前記第一溝部と前記第二溝部は、少なくとも板状の表面において互いに交叉するとともに前記部材（真空断熱材）の上下左右の端部まで形成したものである。
【００１９】
これにより、放熱パイプの庫内側に真空断熱材が設けられた冷蔵庫において、放熱パイプを突出させることなく、放熱パイプを折り返し部分の庫内側にも配設することができ、さらなる断熱性能を向上させることができるとともに、上記溝は、真空断熱材の上下端部まで配設されていることにより、真空断熱材上下端部の強度が向上し、真空断熱材のそり
、変形等も最小となり、冷蔵庫への貼り付けが容易となり工数削減が可能となる。
【００２０】
第２の発明は、第１の発明において、第一溝部の数は、第二溝部の数より多いことにより、冷蔵庫の要求性能に応じて、容易に放熱パイプの長さを設定することが可能となる。
【００２１】
第３の発明は、第１または第２の発明において、第二溝部の幅は、第一溝部の幅より広いことにより、埋没させる放熱パイプの折り返し部分の折り曲げＲを大きく設計することが可能となり、放熱パイプの信頼性確保が可能となる。
【００２２】
第４の発明は、発明１から３のいずれか一つの前記真空断熱材と、外箱と内箱との間に発泡断熱材を充填した断熱箱体と、前記外箱の内側に配設された放熱パイプと、前記放熱パイプの庫内側に配設された前記真空断熱材と、を備えた冷蔵庫において、前記第一溝部と前記第二溝部に、前記放熱パイプを配設したことにより、真空断熱材の被覆率を高くして貼り付けことができ、さらなる断熱性能を向上させることができる。
【００２３】
第５の発明は、第４の発明において、前記真空断熱材は、前記第一溝部、第二溝部と前記外箱と前記放熱パイプとの間に形成された空間部を有し、前記空間部には、前記空間部と外気とを連通する連通部材を設け、前記連通部材の一端を前記第二溝に配置したことにより、放熱パイプの近傍、及び第一溝部、第二溝部の内の空気を密閉せずに、外気と容易に通気することができ、周囲の温度変化等による圧力変化を抑制し、外箱の外観変形を抑制することが可能となる。
【００２４】
また、第一溝部より溝幅の大きい、すなわち、流路抵抗の小さい第二溝部に連通部材を設けることで、複数の第一溝部に滞留している空気が第二溝側に短時間で流通することになる。
【００２５】
さらに、第一溝部だけでなく第二溝部にも放熱パイプの配置が可能となるため、溝内空気の温度自体も高くなり、より容易に流通することが可能となる。
【００２６】
第６の発明は、第５の発明において、前記連通部材は、中空の円筒パイプで構成したことにより、低コストで設置することが可能であり、かつ容易に外気と連通させることが可能となる。
【００２７】
以下、本発明による真空断熱材及びそれを用いた冷蔵庫の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による冷蔵庫の斜視図である。図２、図３は、本発明の実施の形態１による冷蔵庫の側面断面図である。図４は、本発明の実施の形態１による冷蔵庫に用いられる真空断熱材の平面図である。図５は、本発明の実施の形態１による冷蔵庫の図１のＡ−Ａ’断面図である。
【００２９】
図１、図２に示すように、冷蔵庫１１２は、前方に開口する金属製の外箱１０７と硬質樹脂製の内箱１０８と、外箱１０７と内箱１０８の間に発泡充填された発泡断熱材１０９からなる断熱箱体１１０で、この本体の上部に設けられた冷蔵室１１３と、冷蔵室の下に設けられて温度帯切り替え可能な切替室１１４と、製氷室１１５と、野菜室１１６の間に設けられた冷凍室１１７で構成されている。
【００３０】
冷蔵庫１１２の背面には冷却室があり、冷気を生成する冷却器１１８と、冷気を各室に
供給する冷気送風ファン１１９とを有し、庫内の温度検知センサー（図示せず）とダンパ等（図示せず）により庫内温度が制御されている。また、冷却器１１８下方には除霜手段（図示せず）が設置されている。また、冷却器１１８の材質は、アルミや銅が用いられる。
【００３１】
冷蔵庫１１２は、圧縮機１２０と、コンデンサ（図示せず）と、放熱用の放熱パイプ１１１と、キャピラリーチューブ１２１と、冷却器１１８と、を順次環状に接続してなる冷凍サイクルに冷媒を封入し、冷却運転を行う。
【００３２】
冷蔵庫１１２の背面及び側面には、放熱用の放熱パイプ１１１が配設されており、一本のパイプを、例えば、Ｕ字に折り曲げることで放熱長さを確保し、外箱１０７の庫内側に貼り付けられている。
【００３３】
図３、図４、図５に示すように、冷蔵庫側面には配設してある放熱パイプ１１１に真空断熱材１０３が貼り付けてある。
【００３４】
具体的には、外箱１０７に対して良好に熱伝導するように、良熱伝導性のホットメルトやアルミ箔などで外箱１０７に密着保持されている。放熱パイプ１１１は、上下方向に延び上下端で屈曲して上下に蛇行しており、コンデンサから流入した冷媒が放熱することで、外箱１０７の側面の露付きを防止する。
【００３５】
真空断熱材１０３は、外箱の形状に合わせて矩形板状、具体的には、冷蔵庫１１２の上下方向に相当する辺部が長い矩形板状に成形されている。
【００３６】
図５に示すように、真空断熱材１０３は、芯材１０１をガスバリア性フィルム１０２で覆い、その内部を減圧し密封した板状の部材である。
【００３７】
なお、真空断熱材１０３の周囲には、減圧し、熱溶着して余ったガスバリア性フィルム１０２のひれ部（図示せず）が周囲に存在する。
【００３８】
ここで、真空断熱材１０３には、放熱パイプ１１１を設置する第一溝部１０４と第二溝部１０５とを有し、第一溝部１０４は、真空断熱材１０３の長手方向（つまり冷蔵庫の上下方向）に沿って真空断熱材１０３の上下端部１０６まで形成された凹溝であり、本実施の形態では、三本の第一溝部１０４が互いに間隔をおいて平行に配設されている。
【００３９】
また、第二溝部１０５は、真空断熱材１０３の短手方向（つまり冷蔵庫の前後方向）に沿って真空断熱材１０３の左右端部まで形成された凹溝であり、第一溝部１０４の上下方向に一本ずつ配設されており、第一溝部１０４と第二溝部１０５とは、互いに交叉するように形成されている。
【００４０】
上下の第二溝部１０５の底面には、放熱パイプ１１１の上下端で屈曲形成された折り返し部分（屈曲部）が配置されている。
【００４１】
ここで、本実施の形態において、真空断熱材１０３の上下端部１０６、左右端部とは、熱溶着部とひれ部を除いた部分であって、芯材１０１の存在する部分の端部と定義する。
【００４２】
また、第二溝部１０５の上下のいずれか一方の溝部（本実施形態では、下側の第二溝部１０５）は放熱パイプ１１１の導入溝１２２に連結されている。
【００４３】
そして、放熱パイプ１１１は、真空断熱材１０３の周縁から放熱パイプ１１１の導入溝
１２２を通って、第二溝部１０５に導入され、第一溝部１０４に直線部が配置され、第二溝部１０５の底面に屈曲部が配置され、第二溝部１０５の上部に形成される第一溝部１０４の放熱パイプ１１１の出口溝１２３を通るように配置される。
【００４４】
これにより、上下に蛇行する放熱パイプ１１１のほぼ全体が、真空断熱材１０３の上下端部１０６より飛び出ることなく、真空断熱材と外箱側板との間に配置される。
【００４５】
なお、本実施の形態では、第一溝部１０４の幅は、２０ｍｍである。
【００４６】
なお、本実施の形態では、上方の第二溝部１０５の幅は、８０ｍｍである。
【００４７】
なお、本実施の形態では、下方の第二溝部１０５の幅は、６０ｍｍである。
【００４８】
特に、第二溝部１０５の幅は、第二溝部に放熱パイプ１１１を配設する本数、及び、放熱パイプ１１１の製造工程における曲げ加工寸法などに応じて設定する。
【００４９】
なお、本実施の形態では、第一溝部１０４の数は、三本である。
【００５０】
なお、本実施の形態では、第二溝部１０４の数は、二本である。
【００５１】
特に、第一溝部１０４の数は、冷蔵庫１１２の要求性能に応じて放熱パイプ１１１の長さに応じて設定する。
【００５２】
次に、連通部材に関して説明する。
【００５３】
図７は、本発明の実施の形態１による冷蔵庫に用いられる真空断熱材の平面図である。図８は、本発明の実施の形態１による冷蔵庫に用いられる真空断熱材を示す図７のＢ−Ｂ断面図、図９は、本発明の実施の形態１による冷蔵庫に用いられる真空断熱材を示す図７のＣ−Ｃ断面図である。
【００５４】
ここで、真空断熱材１０３には、第二溝部１０５と外箱１０７と放熱パイプ１１１との間に形成された空間部２１３を有し、空間部２１３には、外気とを連通する連通部材２１４の一端が配置される。
【００５５】
なお、本実施の形態では、連通部材２１４は、放熱パイプ１１１の下方に配置されている。
【００５６】
なお、本実施の形態では、連通部材２１４は中空の円筒パイプで構成しており、具体的には、材質は銅である。
【００５７】
次に冷蔵庫の冷却について説明する。
【００５８】
庫内温度が上昇して冷凍室センサ（図示せず）が起動温度以上になった場合に、圧縮機１２０が起動し冷却が開始される。圧縮機１２０から吐出された高温高圧の冷媒は、最終的に機械室１２４に配置されたドライヤ（図示せず）まで到達する間、特に外箱１０７に設置される放熱パイプ１１１において、外箱１０７の外側の空気や庫内の発泡断熱材１０９との熱交換により、冷却されて液化する。
【００５９】
次に液化した冷媒はキャピラリーチューブ１２１で減圧されて、冷却器１１８に流入し冷却器１１８周辺の庫内空気と熱交換する。熱交換された冷気は、近傍の冷気送風ファン
１１９により庫内に冷気が送風され庫内を冷却する。この後、冷媒は加熱されガス化して圧縮器１２０に戻る。庫内が冷却されて冷凍室センサ（図示せず）の温度が停止温度以下になった場合に圧縮機１２０の運転が停止する。
【００６０】
以上のように構成された冷蔵庫及び冷蔵庫に取り付けられる真空断熱材において、以下その動作、作用について説明する。
【００６１】
従来は、冷蔵庫本体側面に貼り付けている放熱パイプ１１１の折り曲げ位置が野菜室部分になり、真空断熱材１０３の信頼性確保の理由から、放熱パイプ１１１を設置する溝を直線以外の曲げ形状で作成することは困難であるため、放熱パイプ１１１の折り返し部分の近傍までしか真空断熱材１０３を貼り付けることができなかった。
【００６２】
そのため、真空断熱材１０３の貼り付け被覆率を大きく取ることができないため、侵入熱を低減するため冷蔵庫断面壁を厚くしなければならず、庫内容量を低下させねばならなかった。
【００６３】
そこで、本実施の形態では、冷蔵庫側面の放熱パイプ１１１の折り返し部分（屈曲部）に第二溝部１０５を形成したことにより、真空断熱材１０３の上下端部１０６を内箱１０８端部より延出することが可能となり、被覆率を高くして貼り付けことができる。
【００６４】
更に、また、第二溝部１０５の幅が第一溝部１０４の幅よりも広く配設されており、放熱パイプ１１１の折り返し部分の折り曲げＲを大きく設計することが可能となり、放熱パイプ１１１の曲げ時に座屈などの発生を抑制することとなり、放熱パイプ１１１の信頼性確保が可能となる。
【００６５】
また、本実施の形態では、放熱パイプ１１１の配管設計の自由度を向上させることができる。
【００６６】
以上のように、本実施の形態においては、芯材１０１をガスバリア性フィルム１０２で覆い、その内部を減圧し密封した板状の真空断熱材１０３の表面に長手方向に形成した溝を有する第一溝部１０４と短手方向に形成した溝を有する第二溝部１０５を真空断熱材１０３の上下左右端部まで形成したもので、第一溝部１０４と第二溝部１０５は、少なくとも板状の表面において互いに交叉するように形成し、放熱パイプ１１１の庫内側に真空断熱材１０３が設けられた冷蔵庫１１２である。
【００６７】
これにより、放熱パイプ１１１を突出させることなく、放熱パイプ１１１の直線部だけでなく放熱パイプ１１１の折り返し部分の庫内側にも真空断熱材を配設することができ、さらなる断熱性能を向上させることができる。
【００６８】
さらに、上記溝は、真空断熱材１０３の上下端部１０６まで配設されていることにより、真空断熱材１０３の上下端部１０６の強度が向上し、真空断熱材１０３のそり、変形等を抑制でき、冷蔵庫１１２への貼り付けが容易となり、冷蔵庫の製造工数の削減が可能となる。
【００６９】
また、矩形状に形成され、第一溝部１０４の数は、第二溝部１０５の数より多く設けたことにより、冷蔵庫１１２の要求性能に応じて、容易に放熱パイプ１１１の長さを設定することが可能となる。
【００７０】
さらに、矩形状に形成され、第二溝部１０５の幅は、第一溝部１０４の幅より広くしたことにより、埋没させる放熱パイプ１１１の折り返し部分のターン部曲げＲを大きく設計
することが可能となり、放熱パイプ１１１の信頼性確保が可能となる。
【００７１】
また、真空断熱材１０３には、第一溝部１０４、第二溝部１０５と外箱１０７と放熱パイプ１１１との間に形成された空間部２１３を有し、空間部２１３には、空間部２１３と外気とを連通する連通部材２１４の一端を第二溝部１０５に配置している。
【００７２】
これにより、放熱パイプ１１１の近傍、及び、第一溝部１０４、第二溝部１０５の内の空気を密閉せずに、外気と容易に通気することが可能となる。
【００７３】
よって、周囲の温度変化等による圧力変化を抑制し、放熱パイプ１１１の膨張、収縮による外箱１０７の外観変形を抑制することが可能となる。
【００７４】
そのうえ、第一溝部１０４より溝幅の大きい、すなわち、流路抵抗の小さい第二溝部１０５に連通部材２１４の一端を配置していることで、複数本設けられた第一溝部１０４に滞留している空気が、第二溝部１０５側に短時間で流通することとなる。
【００７５】
さらに、第一溝部１０４だけでなく、第二溝部１０５にも放熱パイプ１１１の配置が可能となるため、溝内空気の温度自体も高くなり、滞留している空気をより容易に流通することが可能となり、スムーズな空気の排出を実現できる。
【００７６】
さらに、真空断熱材１０３の第二溝部１０５に備えられた連通部材２１４を中空の円筒パイプで構成している。
【００７７】
これにより、簡単な構成で部品点数も少なく、かつ低コストで設置することができ、容易に外気と連通させることが可能となり、周囲の温度変化等による圧力変化を抑制し、外箱１０７の外観変形を抑制することが可能となる。
【００７８】
なお、本実施の形態では、中空の円筒パイプは、銅を用いているが、熱伝導が良好な材質であればよく、例えば、鉄、アルミを用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
以上のように、本発明にかかる真空断熱材は、板状の真空断熱材の表面に長手方向に形成した溝を有する第一溝部と短手方向に形成した溝を有する第二溝部を真空断熱材の上下端面部まで形成したもので、第一溝部と第二溝部は、少なくとも板状の表面において互いに交叉するように形成し、真空断熱材の上下左右の端部まで形成したことにより、放熱パイプを突出させることなく、放熱パイプを折り返し部分の庫内側にも配設することができ、さらなる断熱性能を向上させることができるので、本体側面に放熱パイプを持つ冷凍機器全般、例えば、業務用冷蔵庫などに適用可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１０１  芯材
１０２  ガスバリア性フィルム
１０３  真空断熱材（部材）
１０４  第一溝部
１０５  第二溝部
１０６  上下端部
１０７  外箱
１０８  内箱
１０９  発泡断熱材
１１０  断熱箱体
１１１  放熱パイプ
１１２  冷蔵庫
２１３  空間部
２１４  連通部材
【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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