(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発燃料の吸着・脱離を行う吸着材が充填された第１及び第２充填室がケーシング内に並列に形成され、前記第１充填室の一端側には燃料タンクに接続されるチャージポートとエンジンの吸気系に接続されるパージポートとが接続され、前記第２充填室の一端側には大気に連通する大気ポートが接続された蒸発燃料処理装置であって、
前記第１充填室の一端の側方に前記第２充填室の一端が位置し、前記第１充填室の他端の側方に前記第２充填室の他端が位置し、前記第１充填室の他端と前記第２充填室の他端とが前記ケーシング内に形成された接続通路により連通し、前記接続通路は、通気性を有する第１スクリーン部材を介して第１充填室と連通すると共に、通気性を有する第２スクリーン部材を介して第２充填室と連通し、前記ケーシング内に前記第１充填室の一端側から前記接続通路へて前記第２充填室の一端側に至るＵ字形状のガス流路が画成された蒸発燃料処理装置において、
前記第１スクリーン部材を前記第１充填室の一端側に向かって付勢する第１流路規制部材と、
前記第２スクリーン部材を前記第２充填室の一端側に向かって付勢する第２流路規制部材と、を有し、
前記第１流路規制部材は、漏斗状を呈し、前記第１充填室内を流れるガスが該第１充填室の中央を流れ易くなるよう、その中央にガスの流れを許容する第１開口穴を有する筒状の第１基端部と、一端が前記第１スクリーン部材の外周縁を全周に亙って支持し、他端が前記第１基端部と連続するテーパ状の第１拡張部と、を有し、前記第１開口穴以外の部分が、前記第１充填室と前記接続通路との間のガスの流れを遮断する第１遮断壁となり、該第１開口穴からのみガスの流れが許容され、該第１拡張部の内壁面には、前記第１スクリーン部材を支持する複数の第１突出壁が放射状に形成され、
前記第２流路規制部材は、漏斗状を呈し、前記第２充填室内を流れるガスが該第２充填室の中央を流れ易くなるよう、その中央にガスの流れを許容する第２開口穴を有する筒状の第２基端部と、一端が前記第２スクリーン部材の外周縁を全周に亙って支持し、他端が前記第２基端部と連続するテーパ状の第２拡張部と、を有し、前記第２開口穴以外の部分が、前記第２充填室と前記接続通路との間のガスの流れを遮断する第２遮断壁となり、該第２開口穴からのみガスの流れが許容され、該第２拡張部の内壁面には、前記第２スクリーン部材を支持する複数の第２突出壁が放射状に形成されていることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車の燃料タンク内で発生する蒸発燃料を吸着・脱離して処理するキャニスタに代表される蒸発燃料処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンを燃料とする自動車では、燃料タンク内の蒸発燃料が大気に放出されるのを抑制するために、蒸発燃料処理装置としてキャニスタが一般的に用いられている。
【０００３】
キャニスタは、停車時等に燃料タンク内から発生する蒸発燃料を活性炭からなる吸着材に吸着させ、エンジン稼働時にキャニスタを通して吸気を行うことにより、キャニスタの大気ポートから導入した大気によってキャニスタ内をパージし、吸着した蒸発燃料を脱離させてエンジン内で燃焼させる仕組みとなっている。そして、このパージにより蒸発燃料の脱離によって吸着材の吸着性能を復活させ、蒸発燃料を繰り返し良好に吸着することが可能となる。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ケーシング内部に吸着剤が充填された複数の充填室を並列に形成して、ケーシング内の形成されるガス通路が全体としてＵ字形状となるように構成することで、比較的コンパクトなケーシングに相対的に長いガス通路が形成されたキャニスタが開示されている。
【０００５】
ここで、活性炭が充填された充填室内の空気及び蒸発燃料等からなるガスの流れは、充填室の内壁面と活性炭とが接触する壁面境界部の方が、活性炭同士が接触する中央部よりも流れ易い性質がある。これは、壁面境界部において充填室の内壁面と活性炭との間に形成される空隙が、中央部において活性炭同士の間に形成される空隙よりも大きくなり、壁面境界部の通気抵抗が相対的に小さくなって、壁面境界部をガスが流れ易くなるためである。
【０００６】
そして一方で、流体は通気抵抗が同じであれば、流入口から流出口まで最短経路で流れようとする性質も合わせ持っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１４６７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、上述した特許文献１のキャニスタのように、ケーシング内に活性炭が充填された充填室を２室以上形成し、これらの充填室を直列に接続して、ケーシング内にＵ字形状のガス流路を画成した場合、ガス流路が１８０度向きを変える流路湾曲部の湾曲の内周側や、充填室の壁面境界部でガスが流れ易くなり、Ｕ字形状のガス流路のうち、経路が長くなる流路湾曲部の湾曲の外周側や、相対的に通気抵抗が高い充填室の中央部に、ガスが流れ難くなっている。
【０００９】
つまり、ケーシング内にＵ字形状のガス流路が画成されたキャニスタにおいて、充填室内のガスの流れが偏ってしまうと、充填室内で蒸発燃料の不均一な吸着・脱離を生じさせることとなり、充填室内のガスの流れが偏っていない場合に比べて、蒸発燃料処理装置の脱離性能及び吸着性能が相対的に低下してしまう虞がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明の蒸発燃料処理装置は、蒸発燃料の吸着・脱離を行う吸着材が充填された第１及び第２充填室がケーシング内に並列に形成され、前記第１充填室の一端側には燃料タンクに接続されるチャージポートとエンジンの吸気系に接続されるパージポートとが接続され、前記第２充填室の一端側には大気に連通する大気ポートが接続されたものであって、前記第１充填室の一端の側方に前記第２充填室の一端が位置し、前記第１充填室の他端の側方に前記第２充填室の他端が位置し、前記第１充填室の他端と前記第２充填室の他端とが前記ケーシング内に形成された接続通路により連通し、前記接続通路は、通気性を有する第１スクリーン部材を介して第１充填室と連通すると共に、通気性を有する第２スクリーン部材を介して第２充填室と連通し、前記ケーシング内に前記第１充填室の一端側から前記接続通路へて前記第２充填室の一端側に至るＵ字形状のガス流路が画成されたものにおいて、前記第１スクリーン部材を前記第１充填室の一端側に向かって付勢する第１流路規制部材と、前記第２スクリーン部材を前記第２充填室の一端側に向かって付勢する第２流路規制部材と、を有し、前記第１流路規制部材は、前記第１充填室内を流れるガスが該第１充填室の中央を流れ易くなるよう、その中央にガスの流れを許容する第１開口穴が形成され、前記第２流路規制部材は、前記第２充填室内を流れるガスが該第２充填室の中央を流れ易くなるよう、その中央にガスの流れを許容する第２開口穴が形成されていることを特徴としている。
【００１１】
そして、前記第１流路規制部材は、前記第１開口穴以外の部分が、前記第１充填室と前記接続通路との間のガスの流れを遮断する第１遮断壁となり、該第１開口穴からのみガスの流れが許容され、前記第２流路規制部材は、前記第２開口穴以外の部分が、前記第２充填室と前記接続通路との間のガスの流れを遮断する第２遮断壁となり、該第２開口穴からのみガスの流れが許容されている。
【００１２】
また、前記第１流路規制部材は、漏斗状を呈し、前記第１開口穴を有する筒状の第１基端部と、一端が前記第１スクリーン部材の外周縁を全周に亙って支持し、他端が前記第１基端部と連続するテーパ状の第１拡張部と、を有し、該第１拡張部の内壁面には、前記第１スクリーン部材を支持する複数の第１突出壁が放射状に形成され、前記第２流路規制部材は、漏斗状を呈し、前記第２開口穴を有する筒状の第２基端部と、一端が前記第２スクリーン部材の外周縁を全周に亙って支持し、他端が前記第２基端部と連続するテーパ状の第２拡張部と、を有し、該第２拡張部の内壁面には、前記第２スクリーン部材を支持する複数の第２突出壁が放射状に形成されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ケーシング内を流れるガスは、第１充填室及び第２充填室の中央を流れ易くなるため、蒸発燃料処理装置の脱離性能及び吸着性能の低下を抑制することができ、総じて蒸発燃料処理装置の性能向上を実現することができる。
【００１４】
そして、第１、第２流路規制部材は、それぞれ第１開口穴及び第２開口穴以外の部分が、充填室と接続通路との間のガスの流れを遮断する遮断壁となっていれば、ケーシング内を流れるガスは、第１充填室及び第２充填室の中央を一層流れ易くすることができる。
【００１５】
また、第１、第２流路規制部材に、複数の第１、第２突出壁を放射状にそれぞれ設けたことにより、第１、第２流路規制部材で第１、第２スクリーン部材の全体を安定して支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る蒸発燃料処理装置の全体構成を模式的に示した説明図。
【図２】本発明の要部である流路規制部材の斜視図。
【図３】比較例の蒸発燃料処理装置の全体構成を模式的に示した説明図。
【図４】流路規制部材の他の実施形態を模式的に示した説明図。
【図５】流路規制部材の他の実施形態を模式的に示した説明図。
【図６】流路規制部材の他の実施形態を模式的に示した説明図。
【図７】流路規制部材の参考例を模式的に示した説明図。
【図８】流路規制部材の参考例を模式的に示した説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の第１実施形態に係る蒸発燃料処理装置１（以下、キャニスタ１と記す）を示している。
【００１９】
このキャニスタ１のケーシング２は、樹脂材料からなり、主ケース３と、この主ケース３の長手方向の他端側の開口を閉塞するキャップ４と、から大略構成されている。
【００２０】
主ケース３は、一端側の中央にエンジン（図示せず）の吸気系に接続されるパージポート５と燃料タンク（図示せず）に接続されるチャージポート６とが隣接して設けられた略筒状の細長い第１筒状部７と、一端側の中央に大気に連通する大気ポート８が設けられた細長い第２筒状部９と、を有している。第１筒状部７の他端及び第２筒状部９の他端はそれぞれ開口しており、上述のキャップ４で閉塞される。
【００２１】
これら第１筒状部７と第２筒状部９とは、互いに隣接し合うように配置されている。詳述すると、第１筒状部７の一端の側方には第２筒状部９の一端が位置し、第１筒状部７の他端の側方には第２筒状部９の他端が位置している。そして、主ケース３は、全体として略箱形の直方体形状を呈している。
【００２２】
第１筒状部７及び第２筒状部９の内部には、蒸発燃料の吸着・脱離を行う吸着材として活性炭１１が充填された断面円形で細長い第１、第２充填室１２，１３がそれぞれ形成されている。
【００２３】
第１充填室１２の他端及び第２充填室１３の他端は、接続通路１４を介して接続されており、ケーシング２の内部は、接続通路１４において折り返す略Ｕ字状の通路構造となっている。
【００２４】
接続通路１４は、通気性を有する第１スクリーン部材１５を介して第１充填室１２の他端と連通すると共に、通気性を有する第２スクリーン部材１６を介して第２充填室１３の他端と連通している。
【００２５】
第１充填室１２の一端側は、通気性を有する第３スクリーン部材１７を介してチャージポート６及びパージポート５に連通している。また、第２充填室１３の一端側は、通気性を有する第４スクリーン部材１８を介して大気ポート８に連通している。
【００２６】
ここで、各スクリーン部材１５〜１８は、ウレタンまたは不織布からなり、吸着材である活性炭１１の脱落を防止しつつ保持する機能を有するものである。
【００２７】
そして、第１スクリーン部材１５は、弾性部材であるスプリング１９のバネ力を受けた第１流路規制部材２０により第１充填室１２の一端側に向かって付勢されている。また、第２スクリーン部材１６は、弾性部材であるスプリング２１のバネ力を受けた第２流路規制部材２２により第２充填室１３の一端側に向かって付勢されている。
【００２８】
第１流路規制部材２０と第２流路規制部材２２とは、互いに略相似形状の部材であって、その中央に円形の開口穴２３、２４がそれぞれ形成されている。
【００２９】
詳述すると、第１流路規制部材２０は、図１及び図２に示すように、漏斗状を呈し、第１開口穴２３を有する円筒状の第１基端部２６と、一端が第１スクリーン部材１５の外周縁を全周に亙って支持し、他端が第１基端部２６と連続するテーパ状の第１拡張部２７と、を有し、第１拡張部２７の内壁面には、第１スクリーン部材１５の中央部分を支持する複数の第１突出壁２８が放射状に形成されている。
【００３０】
第１拡張部２７の一端の外径は、第１充填室１２の内径と略等しくなるよう設定されている。また、この第１流路規制部材２０における第１開口穴２３以外の部分、すなわち第１拡張部２７は、第１充填室１２と接続通路１４との間のガスの流れを遮断する第１遮断壁となっており、第１流路規制部材２０は、第１開口穴２３からのみガスの流れが許容される構造となっている。
【００３１】
第２流路規制部材２２は、図１に示すように、漏斗状を呈し、第２開口穴２４を有する円筒状の第２基端部３０と、一端が第２スクリーン部材１６の外周縁を全周に亙って支持し、他端が第２基端部３０と連続するテーパ状の第２拡張部３１と、を有し、第２拡張部３１の内壁面には、第２スクリーン部材１６の中央部分を支持する複数の第２突出壁３２が放射状に形成されている。
【００３２】
第２拡張部３１の一端の外径は、第２充填室１３の内径と略等しくなるよう設定されている。また、この第２流路規制部材２２における第２開口穴２４以外の部分、すなわち第２拡張部３１は、第２充填室１３と接続通路１４との間のガスの流れを遮断する第２遮断壁となっており、第２流路規制部材２２は、第２開口穴２４からのみガスの流れが許容される構造となっている。
【００３３】
図３は、比較例としての蒸発燃料処理装置を模式的に示した説明図である。尚、上述した図１のキャニスタと同一の構成要素に付いては同一の符号を付し重複する説明を省略する。この比較例におけるキャニスタ４０は、上述した図１に示すキャニスタ１と略同一構成となっているが、第１スクリーン部材１５がスプリング１９のバネ力を受けた円板状の多孔板４１によって第１充填室１２の一端側に向けて付勢されていると共に、第２スクリーン部材１６がスプリング２１のバネ力を受けた円板状の多孔板４２によって第２充填室１３の一端側に向けて付勢された構成となっている。
【００３４】
このような比較例のキャニスタ４０においては、上述したように、第１充填室１２の内壁面と活性炭１１とが接触する第１壁面境界部や、第２充填室１３の内壁面と活性炭１１とが接触する第２壁面境界部において、充填室１２，１３の内壁面と活性炭との間に形成される空隙が、充填室の１２，１３の中央部において活性炭同士の間に形成される空隙よりも大きくなり、これら壁面境界部の通気抵抗が相対的に小さくなって、これら壁面境界部をガスが流れ易くなっている。そして、流体は通気抵抗が同じであれば、流入口から流出口まで最短経路で流れようとする性質も合わせ持っている。そのため、比較例のキャニスタ４０においては、例えばパージの際には、図３中に矢示するように、ガス流路が１８０度向きを変える接続通路１４の内周側や、第１、第２充填室１２，１３の壁面境界部をガスが流れ易くなっている。
【００３５】
それに対して、上述した図１及び図２に示す本実施形態のキャニスタ１においては、前記第１壁面境界部や前記第２壁面境界部において通気抵抗が相対的に小さくなるものの、第１、第２充填室内１２，１３内を流れるガスが、第１、第２充填室内１２，１３の中央を流れ易くなるように、第１流路規制部材２０及び第２流路規制部材２２の中央に、第１、第２開口穴２３、２４がそれぞれは形成され、第１流路規制部材２０及び第２流路規制部材２２では、この第１、第２開口穴２３、２４からのみガスの流れが許容される構成となっている。
【００３６】
すなわち、パージにより接続通路１４から第１充填室１２へガスが流れる場合、第１充填室１２には第１流路規制部材２０の中央の第１開口穴２３からガスが流れ込むため、第１充填室１２の中央をガスが流れ易くなり、その分パージの際の第１充填室１２内のガスの流れが均一化される。パージにより大気ポート８から第２充填室１３へ空気が流れこむ場合、大気ポート８と第２流路規制部材２２の第２開口穴２４を直線的に結んだ経路が第２充填室１３を流れるガスの最短経路となるので、第２充填室１３の中央をガスが流れ易くなり、その分パージの際の第２充填室１３内のガスの流れが均一化される。また、チャージにより接続通路１４から第２充填室１３へガスが流れる場合、第２充填室１３には第２流路規制部材２２の中央の第２開口穴２４からガスが流れ込むため、第２充填室１３の中央をガスが流れ易くなり、その分チャージの際の第２充填室１３内のガスの流れが均一化される。チャージによりチャージポート６から第１充填室１２へガスが流れこむ場合、チャージポート６と第１流路規制部材２０の第１開口穴２３を直線的に結んだ経路が第１充填室１２を流れるガスの最短経路となるので、第１充填室１２の中央をガスが流れ易くなり、その分チャージの際の第１充填室１２内のガスの流れが均一化される。
【００３７】
つまり、本実施形態においては、第１、第２流路規制部材２０、２２により、ケーシング２内を流れるガスが、第１充填室１２及び第２充填室１３の中央を流れ易くなるため、第１、第２充填室１２、１３内のガスの流れが相対的に均一化されることになり、キャニスタ１の脱離性能及び吸着性能の低下が抑制され、総じてキャニスタ１の性能向上を実現することができる。
【００３８】
また、第１、第２流路規制部材２０、２２に、複数の第１、第２突出壁２８、３１を放射状にそれぞれ設けたことにより、第１、第２流路規制部材２０、２２で第１、第２スクリーン部材１５、１６の全体をそれぞれ安定して支持することができる。そのため、本実施形態では、第１、第２スクリーン部材１５、１６を第１、第２充填室１２、１３の一端側に向かって付勢するための部材、すなわち上述した比較例における多孔板４１、４２に相当する部材を省略することができる。
【００３９】
本発明に適用される流路規制部材の形状は、図１及び図２に示した形状に限定されるものではなく、例えば、図４〜図６に示すような形状としても、上述した流路規制部材２０、２２を用いた場合と略同様の作用効果を得ることができる。つまり、図１におけるキャニスタ１において、流量規制部材２０、２２に替えて、図４〜図６に示すような形状の流量規制部材を用いることも可能である。なお、図７及び図８は、本発明の参考例を示している。
【００４０】
図４に示す流路規制部材５０は、上述した図１及び図２に示す流路規制部材２０、２２に突出壁２８、３２が設けられていないものと同一構成となっており、漏斗状を呈し、開口穴５１を有する円筒状の基端部５２と、一端が対応するスクリーン部材の外周縁を全周に亙って支持し、他端が基端部５２と連続するテーパ状の拡張部５３と、を有している。尚、このような流路規制部材５０を用いた場合には、第１、第２スクリーン部材１５、１６の全体を安定して支持するために、上述した比較例における多孔板４１、４２に相当する部材を、この流路規制部材５０と第１、第２スクリーン部材１５、１６との間にそれぞれ配置することが望ましい。
【００４１】
図５に示す流路規制部材６０は、段付き円筒形状を呈し、開口穴６１を有する円筒状の基端部６２と、一端が対応するスクリーン部材の外周縁を全周に亙って支持し、他端側が基端部６２と連続する円筒形状で基端部６２より大径となる拡張部６３と、を有している。
【００４２】
拡張部６３の外径は、配置される充填室１２または１３の内径と略等しくなるよう設定されている。また、流路規制部材６０における開口穴６１以外の部分は、充填室１２または１３と接続通路１４との間のガスの流れを遮断する遮断壁となっており、流路規制部材６０は、開口穴６１からのみガスの流れが許容される構造となっている。尚、このような流路規制部材６０を用いた場合には、第１、第２スクリーン部材１５、１６の全体を安定して支持するために、上述した比較例における多孔板４１、４２に相当する部材を、この流路規制部材６０と第１、第２スクリーン部材１５、１６との間にそれぞれ配置することが望ましい。
【００４３】
図６に示す流路規制部材７０は、漏斗状を呈し、開口穴７１を有する円筒状の基端部７２と、一端が対応するスクリーン部材の外周縁を全周に亙って支持し、他端側が基端部７２と連続する所謂ベルマウス形状の拡張部７３と、を有している。拡張部７３の一端の外径は、配置される充填室１２または１３の内径と略等しくなるよう設定されている。また、流路規制部材７０における開口穴７１以外の部分は、充填室１２または１３と接続通路１４との間のガスの流れを遮断する遮断壁となっており、流路規制部材７０は、開口穴７１からのみガスの流れが許容される構造となっている。尚、このような流路規制部材７０を用いた場合には、第１、第２スクリーン部材１５、１６の全体を安定して支持するために、上述した比較例における多孔板４１、４２に相当する部材を、この流路規制部材７０と第１、第２スクリーン部材１５、１６との間にそれぞれ配置することが望ましい。
【００４４】
また、図５及び図６に示す流路規制部材６０、７０においては、拡張部６３、７３の内壁面に、スクリーン部材１５または１６の中央部分を支持する複数の突出壁を放射状に形成するようにしてもよい。
【００４５】
図７に示す流路規制部材８０は、円板状を呈し、その中央に開口穴８１が形成されている。この流路規制部材８０の外径は配置される充填室１２または１３の内径と略等しくなるよう設定されている。また、流路規制部材８０における開口穴８１以外の部分は、充填室１２または１３と接続通路１４との間のガスの流れを遮断する遮断壁となっており、流路規制部材８０は、開口穴８１からのみガスの流れが許容される構造となっている。尚、このような流路規制部材８０を用いた場合には、上述した図１及び図２に示す流路規制部材２０、２２を用いた場合と同様に、第１、第２スクリーン部材１５、１６を第１、第２充填室１２、１３の一端側に向かって付勢するための多孔板４１、４２に相当する部材を省略することができる。
【００４６】
図８に示す流路規制部材９０は、円板状を呈し、全体に複数の開口穴９１が形成されているが、その中央部分の開口率が、それ以外の部分の開口率に比べて大きくなるよう設定されている。つまり、流路規制部材９０は、その中央部分以外の部分からもガスの流れが許容される構造となっているが、その中央部分が、それ以外の部分に比べてより大量のガスが流通し易いような構造となっている。ここで、開口率とは単位面積当たりの開口面積の割合である。そして、流路規制部材９０の外径は配置される充填室１２または１３の内径と略等しくなるよう設定されている。
【００４７】
このような流量規制部材９０は、全面でガスが流通可能となるため、上述した図１〜図７に示す流路規制部材２０、２２、５０、６０、７０、８０に比べると、第１、第２充填室１２、１３内のガスの流れが相対的に均一化されにくくはなるものの、中央部分の開口率がそれ以外の部分の開口率に比べて大きくなるので、第１、第２充填室１２、１３内のガスの流れをある程度は相対的に均一化することができる。尚、このような流路規制部材９０を用いた場合には、上述した図１及び図２に示す流路規制部材２０、２２を用いた場合と同様に、第１、第２スクリーン部材１５、１６を第１、第２充填室１２、１３の一端側に向かって付勢するための多孔板４１、４２に相当する部材を省略することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１…キャニスタ
２…ケーシング
３…主ケース
４…キャップ
５…パージポート
６…チャージポート
７…第１筒状部
８…大気ポート
９…第２筒状部
１１…活性炭
１２…第１充填室
１３…第２充填室
１４…接続通路
１５…第１スクリーン部材
１６…第２スクリーン部材
２０…第１流路規制部材
２２…第２流路規制部材
２３…第１開口穴
２４…第２開口穴
２６…第１基端部
２７…第１拡張部
２８…第１突出壁
３０…第２基端部
３１…第２拡張部
３２…第２突出壁
【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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