(57)【要約】【課題】  空気清浄機のファンを回転するモータの発熱による空気清浄機が供給する清浄空気の温度上昇が半導体などの製造において、配慮が必要とされていた。本発明は、清浄空気の温度上昇を低減する空気清浄機を提供することにある。【解決手段】  空気を吸い込むファンと、該ファンを回転駆動するモータと、該モータを固定するモータベースと、該モータベースを支持するケースと、前記ファンからの空気を清浄化するフィルタと、を備え、前記フィルタを通して清浄化された空気を供給する空気清浄機において、前記フィルタの下流側に側面にペルチェ素子を設け、内部に山折のパンチング板を設けたチャンバを設けたことを特徴とする.【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を吸い込むファンと、
該ファンを回転駆動するモータと、
該モータを固定するモータベースと、
該モータベースを支持するケースと、
前記ファンからの空気を清浄化するフィルタと、
を備え、
前記フィルタを通して清浄化された空気を供給する空気清浄機において、
前記フィルタの出力側にチャンバを設け、
前記チャンバにペルチェ素子の吸熱面を配置する
ことを特徴とする空気清浄機。
【請求項２】
請求項１記載の空気清浄機において、
前記チャンバにパンチング板を設け、
前記ペルチェ素子によって、前記パンチング板から熱を吸熱する
ことを特徴とする空気清浄機。
【請求項３】
請求項２記載の空気清浄機において、
前記パンチング板を凸部と凹部とに繰り返し折り曲げた折れ曲がり形状とし、前記凸部の折れ線が前記チャンバの辺と略平行とする
ことを特徴とする空気清浄機。
【請求項４】
請求項３記載の空気清浄機において、
前記チャンバが長辺と短辺との矩形形状である場合には、前記チャンバの辺が短辺である
ことを特徴とする空気清浄機。
【請求項５】
請求項３記載の空気清浄機において、
前記パンチング板の前記凸部の折れ線が前記ペルチェ素子の長手方向と略平行となる配置関係とする
ことを特徴とする空気清浄機。
【請求項６】
請求項１記載の空気清浄機において、
前記ペルチェ素子の放熱面に空気を送るダクトを追加した
ことを特徴とする空気清浄機。
【請求項７】
請求項６記載の空気清浄機において、
前記ペルチェ素子の放熱面からダクトを経て得られる空気によって、新たに設けたペルチェ素子を発電させることを特徴とする空気清浄機。
【請求項８】
請求項７記載の空気清浄機において、
前記新たに設けたペルチェ素子が発電した電力で、表示灯点灯させる
ことを特徴とする空気清浄機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、清浄空気を必要とするクリーンルームで使用されているファンフィルタユニット（以下、ＦＦＵと呼称する）などの空気清浄機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＦＦＵなどの空気清浄機は、半導体ウエハや液晶パネルなどの製造を行うクリーンルームの天井部やクリーンルーム内の製造装置で、より清浄空気を必要とする装置用ＦＦＵに用いられる。
【０００３】
図９は、従来のＦＦＵの空気清浄機を設置した半導体ウエハ製造用クリーンルームの構成例を示す。
図９において、１はクリーンルーム、２はクリーンルームの外壁、３は製造室４の外部空間、５は装置用ＦＦＵから吹き出された清浄空気の空間で製造する製造装置室、６は製造装置室内、４ａは床部、１１は半導体ウエハ製造装置、７は半導体ウエハ製造装置のための制御装置である。３０はＦＦＵで、製造室４の天井部及び製造室４内の装置用ＦＦＵとして設置され、１０はファン、５０はフィルタで、ＨＥＰＡフィルタやＵＬＰＡフィルタで構成される。
【０００４】
図９のクリーンルーム１の構成における動作について説明する。
製造室４の天井部に設置されたＦＦＵ３０が動作すると、外部空間３の空気がＦＦＵ３０に取り込まれ、フィルタ５０を介して製造室４内に清浄空気が送り込まれる。
また、製造室４内では、半導体ウエハ製造においてさらにクリーン度が要求されるため装置用ＦＦＵを用いた製造装置５内で製造する。
すなわち、製造室４内の空気を装置用ＦＦＵ３０のファン１０を動作させ、フィルタ５０を通過させ、よりクリーン度を向上させた清浄空気を製造装置室内６へ送り、半導体ウエハ製造装置１１を駆動し、製造する。
【０００５】
また、製造室４及び製造装置室内６の空気は、床部４ａを通過してクリーンルーム１の壁面の外部空間３を通路して上昇し、天井部のＦＦＵに取り込まれ、循環するシステム構成である。
図９に示すように、ＦＦＵは、クリーンルーム１の製造室４の天井部や製造装置用として設置されている。
特に、製造装置用として用いる装置用ＦＦＵは、ファン１０を回転するモータの発熱が清浄空気の温度を上昇させ、温度上昇した清浄空気が製造装置室内に送り込まれ、半導体ウエハの製造に影響を及ぼす場合には、対応する必要がある。
【０００６】
次に、従来のＦＦＵである空気清浄機について図７を用いて説明する。
図７は従来のＦＦＵの構成を示し、図７（ａ）は外観斜視図、図７（ｂ）は図７(ａ)に示したＡ−Ａ断面図、図７（ｃ）は図７(a)に示したＢ−Ｂ断面図を示す。
図７(ｂ)、（ｃ）において、３０はＦＦＵ、１０はファン、２０はファン１０を回転駆動するモータ、４０はファン１０の空気吸込み部を形成するベルマウス、５０はフィルタでＨＥＰＡフィルタやＵＬＰＡフィルタで形成され、７０はモータを固定するモータベースである。
８０はベルマウスより吸い込まれる流入空気で、８５はフィルタ５０より吹き出される清浄空気を示す。
図７の従来のＦＦＵの構成は、回転するファン１０によりベルマウス４０より流入空気８０が吸い込まれ、回転しているモータ２０の周囲の空気は、モータの発熱により温度が上昇し、フィルタ５０を通過し、清浄空気８５として製造室内に送り出される。
この温度上昇した清浄空気の製造している半導体ウエハなどへの影響は配慮が必要である。
【０００７】
次に、このＦＦＵのモータの発熱による清浄空気の温度上昇を抑制する従来の方法として、図８にその構成を示す。
図８は、図７（ｂ）に示した構成と同じで、異なる点はモータベース７０とフィルタ５０の間に冷水コイル１１０を設置した点である。
この図８の構成において、モータ２０の発熱により温度上昇した空気を、冷水コイル１１０に冷水を通すことで冷却し温度上昇を抑制することができる。
しかし、このような冷却装置を設けた構成は、冷水の配管を設置するなどの設備が必要となり、水漏れのリスクもある。
また、冷却装置が空気の流れる経路にあるため流れの抵抗となり、ファン１０の駆動電力が増大する恐れもあった。
また、特許文献１（特開２００８-２８６４９６号公報）には、ファンフィルタユニットに内蔵されているモータの発熱を除去し、清浄空気に対し温度影響を与えないようにするため、箱型形状のチャンバに吸い込み部を有し、ファンとモータからなるファンユニットをチャンバに内蔵し、その下方にフィルタを取り付けたファンフィルタユニットにおいて、モータの負荷側ハウジングと、反負荷側ハウジングには複数の風穴が設けられたおり、反負荷側ハウジングはモータサポートに取り付けた冷却用カバーで覆い、冷却用カバーの内部には送風装置を設け、送風装置の吐出部には空気排気用ポートとチャンバの外部へ冷却用空気（排気）を導く導管を接続することが記載されている。
【０００８】
上記の特許文献１の構成は、図８と同じように空気の流れる経路に対し送風装置や導管を設置するため抵抗となり、設備が複雑になる傾向がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−２８６４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ＦＦＵなどの空気清浄機、空気清浄装置は、前述のように半導体ウエハや液晶パネル等の製造を行うクリーンルームの天井部及び半導体ウエハや液晶パネル等の製造装置に、例えば用いられる。
【００１１】
ところで、クリーンルームの天井部や半導体ウエハ及び液晶パネル等製造装置に設置される空気清浄機において空気清浄機から供給された清浄空気の温度が空気清浄機内のモータの発熱によりベルマウスから吸込まれた空気の温度より高くなることが一般的である。
しかし、半導体ウエハ及び液晶パネル製造装置等において、半導体ウエハや液晶パネルが受ける熱による影響を防止するために、空気清浄機のモータの発熱によって、空気清浄機が供給する清浄空気の温度上昇させることを抑制することが望まれる。
【００１２】
空気清浄機が供給する清浄空気に対するモータの発熱による温度上昇を抑制する場合、例えば、上記の図８に示す構成のようにモータベース７０とフィルタ５０の間に冷水コイル１１０等の冷却装置を設け、モータ３０の発熱により温度上昇した空気を冷却する等の方法がある。しかし、このような冷却装置を設けたシステムでは冷水の配管作業が必要になり、また水漏れのリスクに対する配慮が必要となることもある。
【００１３】
また、冷却装置が空気の流れる経路にあるため、空気の流れに対して抵抗となり、ファンの駆動用電力が増大することもある。
また、特許文献１は、上記した構成によりファン２で流入した空気をモータハウジングの風穴より取り込んでモータを冷却した後、下側のモータハウジングの下方に設けた送風装置で導管を介してＦＦＵの外へ排気する構成であるため、図８と同様に送風装置や導管などを設ける必要があるため、構造が複雑となり、空気の流れに対して抵抗となる。
【００１４】
本発明の目的は、ＦＦＵなどの空気清浄機のモータの発熱による清浄空気の温度上昇を従来より低減し、半導体ウエハなどの製造への影響に配慮した構成の空気清浄機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明は、空気を吸い込むファンと、該ファンを回転駆動するモータと、該モータを固定するモータベースと、該モータベースを支持するケースと、前記ファンからの空気を清浄化するフィルタと、を備え、前記フィルタを通して清浄化された空気を供給する空気清浄機において、前記フィルタの下流側に側面にペルチェ素子を設け、内部に山折のパンチング板を設けたチャンバを設けたことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の構成を以下に、別の表現にて、説明する。
【００１７】
本発明については、空気を吸い込むファンと、該ファンを回転駆動するモータと、該モータを固定するモータベースと、該モータベースを支持するケースと、前記ファンからの空気を清浄化するフィルタと、を備え、前記フィルタを通して清浄化された空気を供給する空気清浄機において、前記フィルタの出力側にチャンバを設け、前記チャンバにペルチェ素子の吸熱面を配置するようにする。
【００１８】
また、前記チャンバにパンチング板を設け、前記ペルチェ素子によって、前記パンチング板から熱を吸熱するようにする。
【００１９】
また、前記パンチング板を凸部と凹部とに繰り返し折り曲げた折れ曲がり形状とし、前記凸部の折れ線が前記チャンバの辺と略平行とするようにする。
【００２０】
また、前記チャンバが長辺と短辺との矩形形状である場合には、前記チャンバの辺が短辺であるようにする。
【００２１】
また、前記パンチング板の前記凸部の折れ線が前記ペルチェ素子の長手方向と略平行となる配置関係とするようにする。
【００２２】
また、前記ペルチェ素子の放熱面に空気を送るダクトを追加したようにする。
【００２３】
また、前記ペルチェ素子の放熱面からダクトを経て得られる空気によって、新たに設けたペルチェ素子を発電させるようにする。
【００２４】
また、前記新たに設けたペルチェ素子が発電した電力で、表示灯点灯させるようにする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、空気清浄機において、ペルチェ素子に電気を流し、ペルチャ素子を冷却することによりチャンバ及び、チャンバ内の山折パンチング板が冷却され、空気清浄機内のモータの発熱により温度上昇した空気を冷却する。
また、本発明によればパンチング板により空気清浄機から吹き出される清浄空気の風速分布が良くなる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態のＦＦＵの外観斜視図とＡ−Ａ断面図を示す。
【図２】本発明の実施の形態の外観の分解斜視図を示す。
【図３】第２の実施の形態のＦＦＵの断面図を示す。
【図４】第２の実施の形態のＦＦＵの外観斜視図を示す。
【図５】第３の実施の形態のＦＦＵの断面図を示す。
【図６】第３の実施の形態のＦＦＵの外観斜視図を示す。
【図７】従来のＦＦＵの外観斜視図及び断面図を示す。
【図８】従来に別の実施例に断面図を示す。
【図９】従来の半導体ウエハ製造装置のクリーンルームの断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１は本発明の実施の形態のＦＦＵの外観斜視図とＡ−Ａ断面図である。
図１において、３０はＦＦＵ本体、１０はファン、２０はファン１０を回転駆動するモータ、３１はＦＦＵケース、４０はファン１０の空気吸込み部を形成するベルマウス、５０は空気を清浄化するフィルタで、ＨＥＰＡフィルタやＵＬＰＡフィルタなどである。６０はペルチェ素子、７０はモータ固定用のモータベース、８０はベルマウス４０より吸い込まれる空気、９０はチャンバ、１００は山折パンチング板を示し、８５はフィルタ５０より吹き出される清浄空気で、その方向を示す。
【００２９】
図１（ｂ）のように、チャンバ９０側面にはペルチェ素子６０を設け、またチャンバ９０内には山折パンチング板１００を設ける。
【００３０】
次に、図１（ｂ）において、ＦＦＵの動作について説明する。
先ず、ファン１０がモータ２０によって回転駆動されると、流入空気８０がベルマウス４０から吸い込まれる。
【００３１】
ファン１０によって吸い込まれた空気は、モータ２０が発熱した熱によって温度上昇し、フィルタ５０を通過する。
【００３２】
フィルタ５０を通過した空気は、フィルタ５０の後段に配置されたチャンバ９０のパンチング板１００を通ることで、冷却される。その結果、ＦＦＵ３０から供給される空気は、モータ２０の発熱の影響が従来よりも低減された空気として、供給、出力されることとなる。
【００３３】
ここで、チャンバ９０に配置されるパンチング板１００、及びペルチェ素子６０について、説明をする。
【００３４】
ペルチェ素子には、電流の流れる向きによって、熱を吸収する吸熱面、若しくは冷却機能を有する冷却面がある。また、前記吸熱面(若しくは、前記冷却面)の反対側の面は、熱を放熱する放熱面となる。
【００３５】
従って、前記チャンバ９０の側の面から熱をペルチェ素子６０の前記吸熱面で吸熱するようにペルチェ素子６０を配置する。若しくは、前記チャンバ９０の側面をペルチェ素子６０の前記冷却面で冷却するようにペルチェ素子６０を配置する。
【００３６】
または、前記チャンバ９０の側の面に、ペルチェ素子６０の前記吸熱面、若しくは前記冷却面が接して、熱伝導出来るようにペルチェ素子６０を配置する。
【００３７】
ここで、チャンバ９０にパンチング板１００を設けており、前記ペルチェ素子６０によって、チャンバ９０が吸熱、冷却されると、チャンバ９０に接して、熱伝導出来るように配置された前記パンチング板１００も、吸熱、冷却されるようにされている。
【００３８】
なお、図１(ｂ)では、前記パンチング板１００は、山折パンチング板として例示されている。そして、図１(ｂ)に例示するように、前記山折パンチング板の山の稜線部が前記ペルチェ素子配置されている方向の長手方向と略平行となる配置関係とする。
【００３９】
また、図１(ｂ)では、前記チャンバ９０が長辺と短辺との矩形形状であり、前記チャンバの短辺に、平行となるように、前記ペルチェ素子６０の長手方向が配置されている。
【００４０】
前記配置関係とすることで、前記ペルチェ素子によって、前記山折パンチング板が吸熱、冷却が好適に行われるようになる。
【００４１】
即ち、熱の伝導は、前記ペルチェ素子６０、前記チャンバ９０、前記パンチング板１００においては、より大きな面で相互に接することが好ましい。
【００４２】
そこで、図１(ｂ)に例示するように、前記山折パンチング板の山の稜線部が前記ペルチェ素子の長手方向と略平行となる配置関係とすれば、前記ペルチェ素子が配置される前記チャンバの側の面に前記パンチング板１００が面接触にて、支持されることが可能となる。その結果、前記パンチング板１００が前記チャンバ９０を介して、前記ペルチェ素子によって、吸熱、冷却が、より効率良く行われるように出来る。
【００４３】
更には、図１(ｂ)の側面図に例示するように、側面図での前記山折パンチング板の両端部の山が図１(ｂ)の側面図で上下方向の角度とする。(但し、ここでの「上下方向」とは、図１(ｂ)の側面図を用いて説明する場合に、説明を判り易くする為の便宜上「上下方向」と述べるものである。従って、実際の構成部品としての山折パンチング板の使用形態において、「上下方向」として、限定解釈されるものではない。何故ならば、前記山折パンチング板の使用形態は、装置との関係で、様々な状態での使用が想定されるものであり、所謂「縦置き」「横置き」のように、設置される状態が変われば、「上下方向」「左右方向」若しくは「垂直方向」「水平方向」の表現の対応が入れ替わるものである。更には、「上下方向」「左右方向」に相当するとは言い難く、所謂斜めに傾斜して使用されることも有り得るものである。従って、本明細書において上下左右の表現は、各図中における配置、形状などを理解良く説明するためのものであり、発明として必須の要件ではない。)
図１(ｂ)の側面図では、前記山折パンチング板の両端部を除いた残りの部分では、山折れの側面図、断面図では、文字通り「山」形状であって、図１(ｂ)の側面図の上下方向に対して、斜めの方向に傾斜を持った形状となっている。
【００４４】
一方、図１(ｂ)の側面図での前記山折パンチング板の両端部では、上下方向に折り曲げた形状としている。これは、図１(ｂ)の側面図の前記チャンバの両端部と前記折り曲げた形状の部分が面で接するようにしたものである。その意味では、前記「上下方向」に折り曲げることに限定されず、前記チャンバの両端部の内壁に面で接するような角度に、前記山折パンチング板の両端部の面の角度が対応していると言える。
【００４５】
または、図１(ｂ)の側面図の前記チャンバの両端部の内壁の角度と、前記折り曲げた形状の部分の面の角度とが、略平行となるようにしたものとも言える。
【００４６】
更には、前記山折れパンチング板の山折れ部であり、稜線部に対して、平行な両端部の面が折り曲げた形状となっており、前記チャンバの両端部の内壁に面接触出来るように折り曲げられている。
【００４７】
前述のようにする結果、前記チャンバの内壁に前記パンチング板１００の両端部の面が面接触にて、支持されることが可能となり、前記パンチング板１００が前記チャンバ９０を介して、前記ペルチェ素子によって、吸熱、冷却が、より効率良く行われるように出来る。
【００４８】
ここで、「山折パンチング板の山の稜線部」と表現しているが、これは、比喩的な表現であり、以下に説明する。
【００４９】
前記パンチング板を凸部と凹部とに繰り返し折り曲げた折れ曲がり形状とし、この形状を「山折パンチング板」と呼ぶこととし、前記凸部の連なる折れ線が、例えば、アルプス山脈などの山脈の尾根に相当するものと表現することができ、「稜線部」と表現したものである。
【００５０】
若しくは、前記パンチング板を山折れ部と谷折れ部とを交互に蛇腹状に折り畳んだ形状を「山折パンチング板」と呼ぶこととする。
【００５１】
このような構成により、モータ２０によって、熱せられ、温度が上昇した空気は、冷却されたパンチング板により冷却されるため、製造されている半導体ウエハなどへの影響が従来よりも改善されることとなる。
【００５２】
なお、前記パンチング板１００は、図１(ｂ)では、山折パンチング板として例示されているが、これに限定されるものではない。供給される空気８５の空気の流れ、風速分布、風向分布などや、空気の温度を下げることに好適な形状、構成、構造のパンチング板であれば、前記チャンバなどの構成と組合せるものであっても良い。但し、その場合であっても、パンチング板の両端部は、チャンバの内壁と面で接触させ、熱伝導が大きく行われるような形状、配置とすることが好ましい。
【００５３】
次に、本発明の別の実施の形態のＦＦＵの内部構成について説明する。
図２において、図２は図１（ａ）に示した外観図を分解した分解斜視図である。
上記の構成により、空気清浄機が供給する清浄空気のモータ２０の発熱による空気の温度上昇を従来よりも低減し、半導体ウエハや液晶パネルなどの被製造物に対する影響を従来よりも改善することができる。
また、繰り返しとなるが、山折パンチング板などのパンチング板を設けることにより風速分布がよくなる効果がある。
【実施例２】
【００５４】
次に、本発明の第２の実施の形態について図３を用いて説明する。
図４は第２の実施の形態の斜視図を示す。
図３は、実施例２を示す図で、実施例１の図１（ｂ）の構成と異なる所はダクト１３０である。すなわち、実施例２では。ＦＦＵの風の一部をダクトにより引き込み、その空気をペルチェ素子の放熱面を通すことにより、効率的にペルチェ素子を冷却することができる。
【００５５】
図３のＦＦＵにおいて、１３０はダクトで、他の符号及び構成は図１（ｂ）に示す実施例と同じであり、このダクト１３０が異なる点である。
図３において、ファン１０がモータ２０により回転駆動すると、流入空気８０がベルマウス４０より吸い込まれ、吸い込まれた空気は大半がモータの発熱により温度上昇し、フィルタ５０を通過し、チャンバ面が冷却面となるように電気が流され冷却されたペルチェ素子により冷却された山折パンチング板により冷却され清浄空気として吹き出され、また吸い込まれた空気の一部はダクト１３０からペルチェ素子の放熱面を通り、ペルチェ素子を冷却することにより、効率的にペルチェ素子を冷却することができる。
【実施例３】
【００５６】
次に、本発明の第３の実施の形態について図５を用いて説明する。
図６は第３の実施の形態の斜視図を示す。
【００５７】
図５は、実施例３を示す図で、実施例１の図１（ｂ）の構成と異なる所はダクト１３０、ダクト１３１、表示灯１２０、ペルチェ素子６１である。
【００５８】
実施例３では、ＦＦＵの風の一部をダクト１３０により引き込み、その空気をペルチェ素子６０の放熱面を通すことにより、効率的にペルチェ素子６０を冷却することができる。
【００５９】
更に、ペルチェ素子６０の放熱面を通ったことにより温度上昇した空気をダクト１３１により、ＦＦＵ側面に設けたペルチェ素子６１を通すことによりペルチェ素子６１に温度差を与え、ゼーベック効果によって、発電させるものである。
【００６０】
なお、この発電によって、得られた電力によって、表示灯１２０を点灯させることができる。例えば、この表示灯１２０の点灯によって、機器の状態などを通知、知らせるようにすることも出来る。
【００６１】
以上、本発明に基づく、前述の実施例によれば、ＦＦＵのファンを駆動するモータで発生した熱によって、温度上昇、温められた空気がペルチェ素子、パンチング板で、吸熱、冷却されるように出来る。その結果、クリーンルームなどで製造される被製造物に対する、温度上昇、温められた空気の影響を従来よりも改善されることが期待出来るものである。
【００６２】
なお、前述の実施例では、熱電素子として、ペルチェ素子を例示して説明をした。しかしながら、ペルチェ素子に限定するものではなく、電気−熱の相互変換によって、吸熱や発電を行い得る素子であれば、適宜前述の実施例と組合せても、良いものであり、前述の実施例の機能、作用、効果を得られるものである。
【符号の説明】
【００６３】
１‥クリーンルーム              ２‥クリーンルーム外壁
３‥製造室の外部空間            ４‥製造室
５‥製造装置室                  ６‥製造装置室内
７‥製造装置用制御装置        ４ａ‥床部
１０‥ファン                  ２０‥モータ
２５‥モータケースの孔        ３０‥ＦＦＵ
３１‥ＦＦＵケース            ４０‥ベルマウス
５０‥フィルタ                ６０‥ペルチェ素子
７０‥モータベース            ８０‥流入空気
８５‥清浄空気                １００‥パンチング板
１１０‥冷水コイル            １２０‥モータベース側面の孔
１３０、１３１‥ダクト
【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】
2014066425.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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