(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の開口部と第２の開口部とを有する流路を含む弁本体と、
前記弁本体の前記流路内に配置され、かつ駆動源からの駆動力により軸線を中心に回転可能に構成された軸体と、
前記流路内において前記第１の開口部と前記第２の開口部との間に位置するように前記軸体に接続され、かつ前記軸線を中心とした円盤形状に第１の切欠が形成された形状を有する第１の弁体と、
前記第１の弁体の前記軸線を中心とした回転により前記第１の弁体の前記第１の切欠を開閉可能なように前記流路内に配置された第１の遮蔽部とを備え、
前記軸体は、前記駆動源に接続するための一方端と、前記一方端の反対側に位置する他方端とを有し、
前記第１の遮蔽部は、前記他方端側において前記軸体を前記流路の壁面に対して前記軸体の径方向に支持しており、
前記流路は、前記第２の開口部との間で前記第１の開口部を挟む第３の開口部を有し、
前記流路内において前記第１の開口部と前記第３の開口部との間に位置するように前記軸体に接続され、かつ前記軸線を中心とした円盤形状に第２の切欠が形成された形状を有する第２の弁体をさらに備えた、弁装置。
【請求項２】
前記第１の遮蔽部は、前記第１の弁体よりも前記他方端側において前記軸体を前記径方向に支持している、請求項１に記載の弁装置。
【請求項３】
前記第２の開口部は前記軸線に平行な向きに延びるように設けられている、請求項１または２に記載の弁装置。
【請求項４】
前記第２の弁体の前記軸線を中心とした回転により前記第２の弁体の前記第２の切欠を開閉可能なように前記流路内に配置された第２の遮蔽部をさらに備え、
前記第１および第２の遮蔽部を有するスペーサが、前記第１の開口部の前記流路への開口位置と前記径方向に対向する位置に配置されている、請求項１〜３のいずれかに記載の弁装置。
【請求項５】
前記第２の弁体の前記軸線を中心とした回転により前記第２の弁体の前記第２の切欠を開閉可能なように前記流路内に配置された第２の遮蔽部と、
前記軸体を前記弁本体に対して回転可能に支持するための軸受部材とをさらに備え、
前記第１の遮蔽部は前記弁本体に一体的に形成され、前記第２の遮蔽部は前記軸受部材に一体的に形成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の弁装置。
【請求項６】
前記第１および第２の弁体の各々の円弧部と前記流路の壁面との間に径方向の隙間が生じるように構成されている、請求項１〜５のいずれかに記載の弁装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の前記弁装置と、
前記弁装置の前記第２および第３の開口部のいずれか一方に接続された熱交換器と、
前記弁装置の前記第２および第３の開口部のいずれか他方に接続されたバイパス回路とを備えた、給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁装置と、それを備えた給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
混合弁や分配弁として用いられる弁装置は、たとえば特開平７−３１７９２７号公報（特許文献１）、特開２０１０−３１９８６号公報（特許文献２）に開示されている。
【０００３】
特開平７−３１７９２７号公報の弁装置においては、水弁体と湯弁体とが一体に連結された混合弁体の一方端部が可動鉄心に結合されている。この可動鉄心は、コイルと鉄心とからなる電磁力発生体によって発生される電磁力によって移動可能である。この可動鉄心の移動によって水弁体および湯弁体がスライド可能であり、このスライドにより水弁体と湯弁体との各々の開閉動作が可能となる。
【０００４】
また特開２０１０−３１９８６号公報の弁装置においては、第１弁体と第２弁体とがシャフトに接続されており、そのシャフトの一方端部にモータが接続されている。またシャフトの他方端部は第２支持部材により回転およびスライド可能に支持されている。この第２支持部材は、湯の流入経路となる第１開口内に配置されている。モータの駆動によりシャフトが回転しながら軸方向にスライド可能であり、このスライドにより第１弁体と第２弁体との各々の開閉動作が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−３１７９２７号公報
【特許文献２】特開２０１０−３１９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特開平７−３１７９２７号公報の弁装置においては、混合弁体の一方端部だけが可動鉄心を介して弁ボディに支持されている。このため、この弁装置内の流路を通る湯水の圧力などによって混合弁体の他方端部の位置が顕著にぶれて、弁装置内を通る湯水の流量が変動するおそれがある。
【０００７】
また特開２０１０−３１９８６号公報の弁装置においては、第２支持部材が湯の流入経路となる第１開口内に配置されているため、第２支持部材自身が通水抵抗となる。またシャフトの他方端部を支持するために、第２支持部材を別途設ける必要があり、構造が複雑となる。
【０００８】
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、弁装置内の流体の圧力による軸体のぶれを抑えることができ、流体の通る際の抵抗が少なく、かつ構造が簡易な弁装置およびそれを有する給湯装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の弁装置は、弁本体と、軸体と、第１の弁体と、第１の遮蔽部とを備えている。弁本体は、第１の開口部と第２の開口部とを有する流路を含んでいる。軸体は、弁本体の流路内に配置され、かつ駆動源からの駆動力により軸線を中心に回転可能に構成されている。第１の弁体は、流路内において第１の開口部と第２の開口部との間に位置するように軸体に接続され、かつ軸線を中心とした円盤形状に第１の切欠が形成された形状を有している。第１の遮蔽部は、第１の弁体の軸線を中心とした回転により第１の弁体の第１の切欠を開閉可能なように流路内に配置されている。軸体は、駆動源に接続するための一方端と、その一方端の反対側に位置する他方端とを有している。第１の遮蔽部は、他方端側において軸体を流路の壁面に対して軸体の径方向に支持している。
【００１０】
本発明の弁装置によれば、軸体は、一方端において駆動源に支持され、かつ他方端側において第１の遮蔽部によって支持されている。このため、軸体の他方端の位置が弁装置内の流路を通る流体の圧力などによってぶれることを抑制できる。よって、軸体のぶれによる弁装置内を通る流体の流量の変動を抑えることができる。
【００１１】
また軸体の他方端側を支持する第１の遮蔽部は、第１の弁体の第１の切欠を開閉制御するためのものであり、流体の通る際の抵抗を新たに付加するものではない。また軸体の他方端側を支持する部材として、第１の弁体の第１の切欠を開閉制御するための第１の遮蔽部が流用されている。このため、別途に支持部材を追加する必要はなく、簡易な構成で軸体の他方端側の支持が可能となる。
【００１２】
上記の弁装置において、第１の遮蔽部は、第１の弁体よりも他方端側にて軸体を径方向に支持している。これにより、流路を通る流体の圧力などによって第１の弁体が流路の壁面と接触することによる第１の弁体と弁本体との摩耗を抑制することができる。
【００１３】
上記の弁装置において、第２の開口部は軸線に平行な向きに延びるように設けられている。この弁装置は、第１の弁体の回転により第１の切欠の開閉操作が可能な構成を有しているため、軸線に対して平行な向きにも開口部を設けることが可能となる。そして平行な向きにも開口部を設けることができるため、弁装置を給湯装置などの器具に組み込んだ際の組立が容易となる。
【００１４】
上記の弁装置において、流路は第２の開口部との間で第１の開口部を挟む第３の開口部を有しており、かつ弁装置は第２の弁体をさらに備えている。第２の弁体は、流路内において第１の開口部と第３の開口部との間に位置するように軸体に接続され、かつ軸線を中心とした円盤形状に第２の切欠が形成された形状を有している。これにより、第１および第２の弁体の回転により第１および第２の切欠の開閉操作が可能であり、第１の開口部と第２の開口部との間の流路の開度と、第１の開口部と第３の開口部との間の流路の開度とを同時に調整することができる。このため、第１の開口部と第２の開口部との間の流量と、第１の開口部と第３の開口部との間の流量とを同時に制御することができる。
【００１５】
また上記開度を調整するために第１および第２の弁体を軸体とともに軸線方向に移動させる必要がない。よって、軸体にネジ切りをする必要がなく、軸体を細くすることができるため、軸体を回転させるための駆動源（たとえばモータ）を小型化できる。したがって、小型で簡易な構成で分配比または混合比を調整することが可能となる。
【００１６】
上記の弁装置において、弁装置は第２の弁体の軸線を中心とした回転により第２の弁体の第２の切欠を開閉可能なように流路内に配置された第２の遮蔽部をさらに備えている。第１および第２の遮蔽部を有するスペーサは第１の開口部の流路への開口位置と径方向に対向する位置に配置されている。これにより第１の開口部からの流体の圧力をスペーサが受けることができる。
【００１７】
上記の弁装置において、第２の弁体の軸線を中心とした回転により第２の弁体の第２の切欠を開閉可能なように流路内に配置された第２の遮蔽部と、軸体を弁本体に対して回転可能に支持するための軸受部材とがさらに備えられている。第１の遮蔽部は弁本体に一体的に形成され、第２の遮蔽部は軸受部材に一体的に形成されている。これにより第１および第２の遮蔽部を形成するための専用部品が不要となり、部品点数を削減できる。
【００１８】
上記の弁装置において、第１および第２の弁体の各々の円弧部と流路の壁面との間に径方向の隙間が生じるように構成されている。これにより第１および第２の弁体の各々が流路の壁面と接触することによる摩耗を防止することができる。
【００１９】
本発明の給湯装置は、上記のいずれかの弁装置と、その弁装置の第２および第３の開口部のいずれか一方に接続された熱交換器と、弁装置の第２および第３の開口部のいずれか他方に接続されたバイパス回路とを備えている。
【００２０】
本発明の給湯装置によれば、弁装置内の流体の圧力による軸体のぶれを抑えることができ、流体が通る際の抵抗が少なく、かつ構造が簡易な給湯装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように本発明によれば、弁装置内の流体の圧力による軸体のぶれを抑えることができ、流体が通る際の抵抗が少なく、かつ構造が簡易な弁装置およびそれを有する給湯装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態１における弁装置およびステッピングモータの構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１に示す弁装置およびステッピングモータにおける弁装置部分の断面を概略的に示す図である。
【図３】図１に示す弁装置の構成を概略的に示す分解斜視図である。
【図４】図１に示す弁装置に用いられる第１および第２の弁体の形状を説明するための図である。
【図５】図１に示す弁装置に用いられるスペーサの構成を下側から概略的に示す斜視図である。
【図６】図１に示す弁装置に用いられる軸体、弁体、スペーサなどの構成を概略的に示す斜視図である。
【図７】図１に示す弁装置に用いられる弁本体の破断斜視図である。
【図８】図１に示す弁装置において弁本体にスペーサが固定された様子を示す断面図である。
【図９】図１に示す弁装置において弁体と弁本体内部の流路壁面との間の径方向の隙間を説明するための断面図である。
【図１０】図１に示す弁装置およびステッピングモータを用いた給湯装置の構成を概略的に示す図である。
【図１１】図１に示す弁装置の動作を説明するための図である。
【図１２】弁装置の変形例の構成を概略的に示す断面図である。
【図１３】図１２に示す弁装置に用いられる軸体、弁体および遮蔽部の構成を概略的に示す分解斜視図である。
【図１４】遮蔽部が軸体の周囲を１８０°を越えて保持する構成を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態２における弁装置およびステッピングモータの構成を概略的に示す断面図である。
【図１６】図１５に示す弁装置の構成を概略的に示す分解斜視図である。
【図１７】図１５に示す弁装置に用いられる弁カラーの構成を概略的に示す斜視図である。
【図１８】弁カラーの弁体と対向する面に突起部を設けた構成を概略的に示す斜視図である。
【図１９】弁本体に形成された遮蔽部と弁カラーに形成された遮蔽部とが軸体の軸線に対して互いに反対側に配置された構成を説明するための断面図である。
【図２０】第３の開口部１１ｃの真下に位置する軸体の部分が軸体の他の部分よりも小さい径を有することを説明するための軸体の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
まず本実施の形態の弁装置およびステッピングモータの構成を図１〜図９を用いて説明する。
【００２４】
主に図１を参照して、本実施の形態の弁装置１にはステッピングモータ２が取付け固定されている。このステッピングモータ２により、後述するように弁装置１内の軸体および弁体が回転駆動可能なように構成されている。
【００２５】
主に図２および図３を参照して、本実施の形態の弁装置１は、弁本体１１と、軸体１２と、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂと、スペーサ１４と、弁カラー１５と、Ｏリング１６ａ、１６ｂとを主に有している。
【００２６】
弁本体１１は、内部に流路１１Ａを有している。その流路１１Ａは、第１の開口部１１ａと、その第１の開口部１１ａを挟むように配置された第２の開口部１１ｂおよび第３の開口部１１ｃとを有している。
【００２７】
この弁装置１が分配弁である場合には、第１の開口部１１ａは流体（たとえば湯水）のたとえば流入口であり、第２および第３の開口部１１ｂ、１１ｃの各々は流体のたとえば流出口である。また弁装置１が混合弁である場合には、第１の開口部１１ａは流体のたとえば流出口であり、第２および第３の開口部１１ｂ、１１ｃの各々は流体のたとえば流入口である。
【００２８】
また第４の開口部１１ｄが流路１１Ａに通じるように形成されていてもよい。弁装置１が分配弁である場合には、この第４の開口部１１ｄは流体の流出口であることが好ましい。
【００２９】
軸体１２は、弁本体１１の流路１１Ａ内に配置されており、かつ仮想の軸線Ｃ−Ｃを中心に回転可能に構成されている。つまり軸体１２は、軸体１２の一方端側の外周部に取付られた弁カラー１５を介在して弁本体１１に支持されることにより、軸線Ｃ−Ｃを中心に回転可能である。
【００３０】
軸体１２と弁カラー１５との間にはＯリング１６ａが配置されており、かつ弁カラー１５と弁本体１１との間にはＯリング１６ｂが配置されている。また軸体１２はステッピングモータ（駆動源）２により回転駆動力を与えられるように、軸体１２の一方端にはステッピングモータ２が接続されている。このステッピングモータ２は、サーボ取付板３を介在して弁本体１１に取付け固定されている。
【００３１】
第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの各々は軸体１２に取付けられている。第１の弁体１３ａは、流路１１Ａ内において第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間に位置している。第２の弁体１３ｂは、流路１１Ａ内において第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間に位置している。
【００３２】
主に図４を参照して、第１の弁体１３ａは軸線Ｃ−Ｃを中心Ｏとした円盤形状に第１の切欠１３ａ1が形成された形状を有している。この第１の切欠１３ａ1は、円盤形状の第１の弁体１３ａの中心Ｏの周りに約１８０°の角度範囲で設けられている。第１の切欠１３ａ1が設けられていない第１の弁体１３ａの部分１３ａ2は円弧形状を有している。また第１の切欠１３ａ1が設けられた第１の弁体１３ａの部分はたとえばインボリュート曲線に似た外形を有している。
【００３３】
第２の弁体１３ｂも、第１の弁体１３ａと同様、軸線Ｃ−Ｃを中心Ｏとした円盤形状に第２の切欠１３ｂ1が形成された形状を有している。この第２の切欠１３ｂ1は、円盤形状の第２の弁体１３ｂの中心Ｏの周りに約１８０°の角度範囲で設けられている。第２の切欠１３ｂ1が設けられていない第２の弁体１３ｂの部分１３ｂ2は円弧形状を有している。また第２の切欠１３ｂ1が設けられた第２の弁体１３ｂの部分はたとえばインボリュート曲線に似た外形を有している。
【００３４】
具体的には第１および第２の切欠１３ａ1、１３ｂ1は、軸体１２を図４の矢印ＲＤ方向に回転させたときに、第１および第２の切欠１３ａ1、１３ｂ1の各々の第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂから開いた部分の面積の変化が軸体１２の回転角度の２乗に比例するような形状を有している。
【００３５】
第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの双方は１つの軸体１２に取付けられているため、第１の弁体１３ａの中心Ｏと第２の弁体１３ｂの中心Ｏとは同一の軸線（直線）Ｃ−Ｃ上に位置している。第１の弁体１３ａの円弧部１３ａ2の中心Ｏからの半径Ｒ１は、第２の弁体１３ｂの円弧部１３ｂ2の中心Ｏからの半径Ｒ２と同じであってもよく、または異なっていてもよい。本実施の形態においては、半径Ｒ２は半径Ｒ１よりも小さくなっている。
【００３６】
第１の切欠１３ａ1は、軸線Ｃ−Ｃ方向から見たときに、第２の切欠１３ｂ1に対して軸線Ｃ−Ｃを中心Ｏとした点対称となるように配置されていることが好ましい。上述のように本実施の形態では半径Ｒ２が半径Ｒ１よりも小さくなっている場合には、軸線Ｃ−Ｃ方向から見た第１の弁体１３ａの形状は第２の弁体１３ｂの形状の相似形状を有している。
【００３７】
主に図３および図５を参照して、スペーサ１４は、第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂと、連結部１４ｃと、２つの凸状係合部１４ｄとを主に有している。第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの各々は、たとえば半円形状を有している。第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの各々の半円形状の外周端面１４ａ1、１４ｂ1の各々は流路１１Ａの壁面（以下、「流路壁面」とも称する）に当接する部分であり、内周端面１４ａ2、１４ｂ2の各々は軸体１２の外周面に当接する部分である。連結部１４ｃは、第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの双方に接続される部分であり、かつ軸体１２の外周面に沿ってその外周面を覆う半円筒形状部を有している。
【００３８】
連結部１４ｃには軸線Ｃ−Ｃ方向と直交する方向に延びる貫通孔１４ｅが形成されている。２つの凸状係合部１４ｄは、それぞれ連結部１４ｃの両端部に配置されており、かつ第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの双方の外周端部よりも外周側に突き出すとともに、軸線Ｃ−Ｃ方向に延在している。
【００３９】
主に図２および図６を参照して、スペーサ１４は、第１の弁体１３ａと第２の弁体１３ｂとの間で挟み込まれるとともに、貫通孔１４ｅ内に第２の弁体１３ｂを挿通させることにより、軸体１２に取付けられている。この取付け状態において、第１の遮蔽部１４ａの内周端面１４ａ2および第２の遮蔽部１４ｂの内周端面１４ｂ2の各々は軸体１２の外周面に当接している。またこの取付け状態において、連結部１４ｃの半円筒形状部は軸体１２の外周面に沿ってその外周面を覆っている。またこの取付け状態において、第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂは、軸線Ｃ−Ｃに対して互いに同じ方向に位置している。
【００４０】
この取付け状態においてスペーサ１４に対して軸体１２を回転させることにより、第１の切欠１３ａ1を第１の遮蔽部１４ａで開閉可能であり、かつ第２の切欠１３ｂ1を第２の遮蔽部１４ｂで開閉可能である。そして第１および第２の切欠１３ａ1、１３ｂ1が軸線Ｃ−Ｃに対して互いに異なる方向に位置し、かつ第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂが軸線Ｃ−Ｃに対して互いに同じ方向に位置しているため、第１の遮蔽部１４ａが第１の切欠１３ａ1を閉じているときに、第２の遮蔽部１４ｂが第２の切欠１３ｂ1を開くことができる。また逆に、第１の遮蔽部１４ａが第１の切欠１３ａ1を開いているときに、第２の遮蔽部１４ｂが第２の切欠１３ｂ1を閉じることもできる。
【００４１】
主に図７および図８を参照して、弁本体１１の流路壁面には、軸線Ｃ−Ｃの延びる方向に延在する直線状の溝１１ｅが形成されている。スペーサ１４は、凸状係合部１４ｄが溝１１ｅ内に嵌め込まれた状態で、溝１１ｅで案内されながら流路１１Ａ内に挿入されることにより、流路壁面に固定され得る。つまりスペーサ１４が流路１１Ａ内に挿入された状態ではスペーサ１４の両側の凸状係合部１４ｄのそれぞれが溝１１ｅ内に嵌り込んでいるため、軸体１２が軸線Ｃ−Ｃを中心として回転してもスペーサ１４が軸体１２とともに回転することはない。
【００４２】
主に図８を参照して、スペーサ１４の第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの各々は、軸体１２の他方端側（ステッピングモータ２に接続される一方端とは反対側）において軸体１２を流路壁面に対して軸体１２の径方向に支持している。具体的には、第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの各々の半円形の外周端面１４ａ1、１４ｂ1が流路１１Ａの円形の壁面に当接するとともに、第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの各々の半円形の内周端面１４ａ2、１４ｂ2が軸体１２の外周面に当接している。
【００４３】
またスペーサ１４の連結部１４ｃの半円筒形状部が軸体１２の外周面に当接していてもよい。第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂと連結部１４ｃは、たとえば１８０°の範囲で軸体１２の外周面に当接している。
【００４４】
主に図２を参照して、特に第１の遮蔽部１４ａは、第１の弁体１３ａよりも他方端側において軸体１２を径方向に支持していることが好ましい。また第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂを有するスペーサ１４が、第１の開口部１１ａの流路１１Ａへの開口位置と径方向に対向する位置に配置されていることが好ましい。
【００４５】
主に図２および図９を参照して、第１の弁体１３ａの円弧部１３ａ2と流路壁面との間には径方向の隙間（寸法Ｌ１）があり、円弧部１３ａ2と流路壁面とが直接接していないことが好ましい。また第２の弁体１３ｂの円弧部１３ｂ2と流路壁面との間には径方向の隙間（寸法Ｌ２）があり、円弧部１３ｂ2と流路壁面とが直接接していないことが好ましい。
【００４６】
なお軸線Ｃ−Ｃに対して、第１、第３および第４の開口部１１ａ、１１ｃ、１１ｄは直交する向きに設けられており、第２の開口部１１ｂは平行な向きに設けられていることが好ましい。
【００４７】
弁本体１１、軸体１２、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂ、スペーサ１４および弁カラー１５の材質はたとえばＰＰＳ（polyphenylene  sulfide）などの樹脂からなっており、サーボ取付板３はたとえば亜鉛めっき鋼板からなっている。また第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂは軸体１２と一体的に形成されたものであってもよく、また軸体１２と別体からなり軸体１２に取付け固定されたものであってもよい。
【００４８】
また第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの各々に設けられる第１および第２の切欠１３ａ1、１３ｂ1はともに約１８０°の角度範囲で形成されている。この第１および第２の切欠１３ａ1、１３ｂ1の形成角度範囲は、ともに１８０°未満であってもよく、また１８０°を超えていてもよい。
【００４９】
次に、本実施の形態の弁装置１を有する給湯装置の構成について図１０を用いて説明する。
【００５０】
図１０を参照して、給湯装置２０は、弁装置１と、ステッピングモータ２と、熱交換器２１と、バイパス回路２２と、燃焼バーナ２３と、送風機２４と、給水配管３１と、出湯配管３２とを主に有している。
【００５１】
熱交換器２１には、熱交換器２１に給水するための給水配管３１と、熱交換器から出湯するための出湯配管３２とが接続されている。バイパス回路（バイパス配管）２２は、この給水配管３１と出湯配管３２とを接続している。
【００５２】
熱交換器２１は、燃焼バーナ２３で発生する燃焼ガスとの間で熱交換を行なうものであり、送風機２４は、燃焼バーナ２３に対して燃焼に必要な空気を供給するためのものである。図１〜図９に示す構成を有する本実施の形態の弁装置１は、たとえば給水配管３１とバイパス回路２２との接続部に接続されている。
【００５３】
主に図２および図１０を参照して、弁装置１の第１の開口部１１ａは給水配管３１の給水側部分３１ａに接続されており、第３の開口部１１ｃは給水配管３１の熱交換器側部分３１ｂに接続されている。また第２の開口部１１ｂはバイパス回路２２に接続されている。なお第４の開口部１１ｄは、この弁装置１を追焚付き給湯装置に使用した場合などに、その追焚付き給湯装置に含まれる水圧導入口を有する逆流防止弁（図示せず）などに接続されることが好ましい。
【００５４】
この給湯装置２０においては、弁装置１が給水配管３１とバイパス回路２２との接続部に配置されているため、熱交換器２１およびバイパス回路２２への分配比を弁装置１により調整することができる。
【００５５】
つまり給湯装置２０においては、当該装置への入水が一旦、熱交換器２１側とバイパス回路２２側とへ分配され、熱交換器２１を通過した高温水とバイパス回路２２を通過した低温水とが混合されて所望の出湯温度が得られる。この際に弁装置１により分配比を調整することにより所望の出湯温度に制御することが可能となる。
【００５６】
次に、本実施の形態の弁装置１の動作について図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）を用いて説明する。
【００５７】
図１１（Ａ）を参照して、この状態は、第１の弁体１３ａの第１の切欠１３ａ1の全体が第１の遮蔽部１４ａで覆われておらず開いており（全開）、かつ第２の弁体１３ｂの第２の切欠１３ｂ1の全体が第２の遮蔽部１４ｂで覆われて閉じた（全閉）状態を示している。この状態では図２に示すように、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間で流体（たとえば湯水）が流通可能であり、かつ第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間で流体の流通は遮断されている。
【００５８】
なお図１１（Ａ）中において第１および第２の切欠１３ａ1、１３ｂ1が形成された部分のうち第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂで覆われておらず開いた部分にはハッチングが付されている。このハッチングは、図１１（Ｂ）、（Ｃ）にも同様に付されている。
【００５９】
図１１（Ｂ）を参照して、この状態は図１１（Ａ）の状態から軸体１２を矢印ＲＤで示すように図中時計周りに約９０°回転させた状態である。この状態では、第１の弁体１３ａの第１の切欠１３ａ1の一部が第１の遮蔽部１４ａで覆われているが、残りの部分は第１の遮蔽部１４ａで覆われておらず開いている。また第２の弁体１３ｂの第２の切欠１３ｂ1の一部が第２の遮蔽部１４ｂで覆われているが、残りの部分は第２の遮蔽部１４ｂで覆われておらず開いている。つまり、第１および第２の切欠１３ａ1、１３ｂ1の双方の一部分が開いた状態となっている。このため、この状態では、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間で所定量の流体が流通可能であり、かつ第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間でも所定量の流体が流通可能である。
【００６０】
図１１（Ｃ）を参照して、この状態は図１１（Ｂ）の状態から軸体１２を矢印ＲＤで示すように図中時計回りにさらに約９０°回転させた状態である。この状態では、第１の弁体１３ａの第１の切欠１３ａ1の全体が第１の遮蔽部１４ａで覆われて閉じており（全閉）、かつ第２の弁体１３ｂの第２の切欠１３ｂ1の全体が第２の遮蔽部１４ｂで覆われておらず開いた（全開）状態となっている。この状態では図９に示すように、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間で主たる流体の流通は遮断されており、かつ第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間で流体は流通可能である。
【００６１】
このように軸体１２を回転させることにより、第１および第２の切欠１３ａ1、１３ｂ1の開閉操作を行なうことができる。これにより、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間の流路の開度と、第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間の流路の開度とを調整することができる。このため、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間の流量と、第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間の流量とを同時に制御することが可能となる。
【００６２】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態の弁装置１によれば、図２および図８に示すように軸体１２は、一方端においてステッピングモータ２に支持され、かつ他方端側において第１の遮蔽部１４ａによって流路壁面に対して軸体１２の径方向に支持されている。このため、軸体１２の他方端の位置が弁装置１内の流路を通る流体（たとえば湯水）の圧力などによってぶれることを抑制できる。よって、軸体１２のぶれによる弁装置１内を通る流体の流量の変動を抑えることができる。以下、そのことを図１１（Ａ）〜（Ｃ）を用いて説明する。
【００６３】
図１１（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、軸体１２の他方端側（ステッピングモータ２に接続される一方端とは反対側）の位置のずれを抑えるためには、軸体１２の他方端側を支持する第１の遮蔽部１４ａが特に重要となる。そこで、第１の遮蔽部１４ａを見ると、第１の遮蔽部１４ａは軸体１２の図中矢印ＵＤ方向に位置している。このため、図１１（Ａ）〜（Ｃ）のいずれの場合でも、図中矢印ＵＤ方向の荷重が軸体１２に掛かっても、軸体１２の他方端の位置が図中矢印ＵＤ方向にずれることは防止される。
【００６４】
一方、図中矢印ＬＤ方向の荷重が軸体１２に掛かると、図１１（Ａ）の場合には軸体１２の矢印ＬＤ方向には支えがないため軸体１２の他方端の位置が矢印ＬＤ方向にずれるおそれがある。しかし、図１１（Ａ）に示すように第１の切欠１３ａ1が大きく開いている場合には、第１の切欠１３ａ1を大流量の流体が流れる。このため、その流体の流れにより軸体１２の他方端の位置が矢印ＬＤ方向にずれることは抑えられる。よって、軸体１２の他方端の位置がずれたとしても小さなずれに抑えられるため、弁装置１の特性に大きな影響を与えることはない。
【００６５】
また図１１（Ｂ）および（Ｃ）に示す状態では、軸体１２の矢印ＵＤ方向は第１の遮蔽部１４ａにより支えられている。このため、図中矢印ＵＤで示す方向の荷重が軸体１２に掛かっても、軸体１２の他方端の位置が図中矢印ＵＤ方向にずれることは防止される。
【００６６】
以上説明したように本実施の形態においては、軸体１２の他方端の位置が弁装置１内の流路を通る流体の圧力などによってぶれることを抑制でき、そのぶれによる弁装置１内を通る流体の流量の変動を抑えることができる。
【００６７】
また軸体１２は、他方端側において第１の遮蔽部１４ａによって流路壁面に対して支持されているため、第１の弁体１３ａの円弧部１３ａ2が流路壁面と接触することで摩耗することも抑制できる。
【００６８】
また軸体１２の他方端側を支持する第１の遮蔽部１４ａは、第１の弁体１３ａの第１の切欠１３ａ1を開閉制御するためのものであり、流体が流れる際の抵抗を新たに付加するものではない。また軸体１２の他方端側を支持する部材として、第１の弁体１３ａの第１の切欠１３ａ1を開閉制御するための第１の遮蔽部１４ａが流用されている。このため、別途に支持部材を追加する必要はなく、簡易な構成で軸体１２の他方端側の支持が可能となる。
【００６９】
また第１の遮蔽部１４ａは、第１の弁体１３ａよりも他方端側にて軸体１２を径方向に支持している。これにより、流路１１Ａを通る流体の圧力などによって第１の弁体１３ａが流路壁面と接触することを抑制でき、その接触による第１の弁体と弁本体１１との摩耗を抑制することができる。
【００７０】
また図２に示すように、第２の開口部１１ｂは軸線Ｃ−Ｃに平行な向きに延びるように設けられている。この弁装置１は、第１の弁体１３ａの回転により第１の切欠１３ａ1の開閉操作が可能な構成を有しているため、軸線Ｃ−Ｃに対して平行な向きにも開口部を設けることが可能となる。そして平行な向きにも開口部を設けることができるため、弁装置１を図１０に示す給湯装置２０などの器具に組み込んだ際の組立が容易となる。
【００７１】
また図２に示すように、流路１１Ａは第２の開口部１１ｂとの間で第１の開口部１１ａを挟む第３の開口部１１ｃを有しており、その第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間に位置するように第２の弁体１３ｂが軸体１２に接続されている。これにより、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの回転により第１および第２の切欠１３ａ1、１３ｂ1の開閉操作が可能であり、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間の流路の開度と、第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間の流路の開度とを調整することができる。このため、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間の流量と、第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間の流量とを同時に制御することができる。
【００７２】
また上記開度を調整するために第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂを軸体１２とともに軸線Ｃ−Ｃの方向に移動させる必要がない。よって、軸体１２にネジ切りをする必要がなく、軸体１２を細くすることができるため、軸体１２を回転させるための駆動源（たとえばモータ）を小型化できる。したがって、小型で簡易な構成で分配比または混合比を調整することが可能となる。
【００７３】
また第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂを有するスペーサ１４は第１の開口部１１ａの流路１１Ａへの開口位置と径方向に対向する位置に配置されている。これにより第１の開口部１１ａからの水圧をスペーサ１４が受けることができる。
【００７４】
また弁装置１は、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの各々の円弧部１３ａ2、１３ｂ2と流路壁面との間に径方向の隙間（寸法Ｌ１、Ｌ２の隙間）が生じるように構成されている。これにより第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの各々が流路壁面と接触することによる摩耗を防止することができる。
【００７５】
また第１の遮蔽部１４ａの内周端面１４ａ2と第２の遮蔽部１４ｂの内周端面１４ｂ2との各々は、１８０°の範囲で軸体１２の外周面に当接している。このため、スペーサ１４を軸体１２の外周面上に配置するだけで組み付けが可能である。また当接角度範囲が１８０°であるため、軸体１２と第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂとの間に異物が噛み込みにくくなり、仮に異物を噛み込んだとしても過大な抵抗は生じない。
【００７６】
また上記当接角度範囲が１８０°を越えると、スペーサ成形の金型として入子（スライド）機構が必要となり金型の構成が複雑となるため製造コストが高くなるが、本実施の形態では上記当接角度範囲が１８０°であるため、金型形状を簡素化でき、製造コストを低減することができる。
【００７７】
また本実施の形態の弁装置１を図１０に示す給湯装置２０に用いることにより、弁装置１内の流体の圧力による軸体１２のぶれを抑えることができ、流体が通る際の抵抗が少なく、かつ構造が簡易な給湯装置を得ることができる。また給湯装置２０においては、当該装置２０への入水が一旦、熱交換器２１側とバイパス回路２２側とへ分配され、熱交換器２１を通過した高温水とバイパス回路２２を通過した低温水とが混合されて所望の出湯温度が得られる。この際に弁装置１により分配比を調整することにより所望の出湯温度に制御することが可能となる。
【００７８】
なお上記の実施の形態においては、１つの軸体１２に２つの弁体１３ａ、１３ｂが接続された構成について説明したが、本発明は１つの軸体に１つの弁体が接続された構成に適用することもできる。以下、１つの軸体に１つの弁体が接続された構成について図１２および図１３を用いて説明する。
【００７９】
図１２および図１３を参照して、この弁装置１の構成は、図１〜図９に示す弁装置１の構成と比較して、１つの軸体１２に１つの弁体１３が設けられている点と、弁本体１１内の流路１１Ａに２つの開口部１１ａ、１１ｂが設けられている点と、弁体１３の切欠１３ａ1が半円形である点と、遮蔽部１４が半円形であり連結部を有していない点とにおいて異なっている。
【００８０】
弁体１３は、軸体１２のステッピングモータ２が接続された一方端とは反対側の他方端側に接続されている。この弁体１３は、円盤形状に半円形の切欠１３ａ1を設けた構成を有している。この弁体１３は、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間に位置している。
【００８１】
遮蔽部１４は、半円形状を有しており、弁体１３よりも軸体１２の他方端側に配置されている。この遮蔽部１４は外周端面１４ａ1と内周端面１４ａ2とを有しており、外周端面１４ａ1は流路１１Ａの壁面に当接しており、かつ内周端面１４ａ2は軸体１２の外周面に当接している。これにより、遮蔽部１４は、軸体１２の他方端側において軸体１２を流路壁面に対して軸体１２の径方向に支持している。
【００８２】
なおこれ以外の図１２および図１３に示す弁装置１の構成は、図１〜図９に示す弁装置１の構成とほぼ同じであるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００８３】
図１２および図１３に示す弁装置１においても、軸体１２は、一方端においてステッピングモータ２に支持され、かつ他方端側において遮蔽部１４によって流路壁面に対して軸体１２の径方向に支持されている。このため、軸体１２の他方端の位置が弁装置１内の流路を通る流体の圧力などによってぶれることを抑制でき、軸体１２のぶれによる弁装置１内を通る流体の流量の変動を抑えることができる。
【００８４】
また軸体１２の他方端側を支持する遮蔽部１４は、弁体１３の切欠１３ａ1を開閉制御するためのものであり、流体の通る際の抵抗を新たに付加するものではない。また軸体１２の他方端側を支持する部材として、弁体１３の切欠１３ａ1を開閉制御するための遮蔽部１４が流用されている。このため、別途に支持部材を追加する必要はなく、簡易な構成で軸体１２の他方端側の支持が可能となる。
【００８５】
上記の図１〜図９に示す弁装置１と図１２、図１３に示す弁装置１との双方において、遮蔽部１４ａ、１４ｂ、１４の各々が、軸体１２の外周面と１８０°の角度範囲で当接する場合について説明したが、当接角度範囲は１８０°を越えて３６０°未満であってもよい。たとえば図１４に示すように当接角度範囲θは２７０°程度であってもよい。
【００８６】
当接角度範囲θを１８０°を越えて３６０°未満（より好ましく２７０°以下）にすることで、軸体１２と遮蔽部との間に周方向に隙間ができる。このため、仮に軸体１２と遮蔽部との間に異物を噛み込んだとしても、この周方向の隙間から異物が軸体１２と遮蔽部との間から脱出しやすくなる。
【００８７】
また当接角度範囲θを１８０°を越えて大きくすることで、遮蔽部が軸体１２の外周をしっかりと保持することが可能となる。
【００８８】
なお図１〜図９に示す弁装置１の第１および第２の切欠１３ａ1、１３ｂ1の形状および図１２および図１３に示す弁装置１の切欠１３ａ1の形状は、上述したものに限定されるものではない。図１〜図９に示す弁装置１の第１および第２の切欠１３ａ1、１３ｂ1の形状が半円形状であってもよく、また図１２および図１３に示す弁装置１の切欠１３ａ1の形状がインボリュート形状に似た形状であってもよい。
【００８９】
（実施の形態２）
上記の実施の形態１においては図２、図３に示すように第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂがスペーサ１４に一体的に形成された構成について説明したが、第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂはスペーサ１４以外に形成されていてもよい。
【００９０】
主に図１５を参照して、本実施の形態においては第１の遮蔽部１４ａは、流路１１Ａ内に突き出すように弁本体１１に一体的に形成されている。この第１の遮蔽部１４ａは第１の弁体１３ａよりも第２の開口部１１ｂ側に位置している。
【００９１】
主に図１６および図１７を参照して、第２の遮蔽部１４ｂは、弁カラー（軸受部材）１５に一体的に形成されている。具体的には、弁カラー１５は、軸受部１５ａと、第２の遮蔽部１４ｂと、２つの連結部１５ｃとを有している。軸受部１５ａ、第２の遮蔽部１４ｂおよび２つの連結部１５ｃは、一体的に形成されており、第２の遮蔽部１４ｂは２つの連結部１５ｃを介在して軸受部１５ａに接続されている。２つの連結部１５ｃの間には開口部１５ｄが形成されている。
【００９２】
主に図１５を参照して、この開口部１５ｄが第３の開口部１１ｃの真下に位置している。これにより弁本体１１の流路１１Ａと第３の開口部１１ｃとが開口部１５ｄを介して連通している。また本実施の形態においては、図２に示すスペーサ１４は不要であるため、削除されている。
【００９３】
なお本実施の形態の上記以外の構成は、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一の要素については同一の符号を付しその説明を繰り返さない。
【００９４】
本実施の形態においては、第１の遮蔽部１４ａが弁本体１１に一体的に形成され、第２の遮蔽部１４ｂが弁カラー１５に一体的に形成されている。このため、第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂを形成するためのスペーサ１４（図２、図３）のような専用部品が不要となり、部品点数を削減することができる。
【００９５】
またスペーサ１４が不要となるため、図７を参照して、スペーサ１４を流路１１Ａ内に挿入する際にスペーサ１４を案内するための溝１１ｅが不要となる。このため弁本体１１の加工が容易となる。
【００９６】
また弁カラー１５を軸体１２と別体で設けたことにより、ステッピングモータ２を小型化できるとともに、弁本体１１の流路１１Ａ内に流す流量を多くすることができる。以下、弁カラー１５と軸体１２とが一体化された構成と比較しながらそのことを説明する。
【００９７】
仮に弁カラー１５と軸体１２とが一体化されていた場合、弁カラー１５の外径が大きくなると弁カラー１５と弁本体１１との接触面積が大きくなるため軸体１２を回転させるために大きなトルクが必要になる。このため大きなトルクを発生させるためにステッピングモータ２を大型化する必要がある。
【００９８】
また仮に弁カラー１５と軸体１２とが一体化されていた場合、弁カラー１５の外径が小さくなると、軸体１２などを弁本体１１の流路１１Ａ内に挿入して組み立てる必要性から、流路１１Ａの径も小さくなる。このため、弁本体１１の流路１１Ａ内に流す流量が少なくなる。
【００９９】
これに対して弁カラー１５を軸体１２と別体で設けることにより、軸体１２の外径を小さくして軸体１２の回転に必要なトルクを低減してステッピングモータ２を小型化することができ、かつ弁カラー１５の外径を大きくすることで流路１１Ａの径を大きくして流路１１Ａ内に流す流量を大きくできる。
【０１００】
そして上記のように弁カラー１５を軸体１２と別体で設けたことにより、弁カラー１５に第２の遮蔽部１４ｂを一体的に形成することが可能となる。
【０１０１】
また実施の形態１と同様、軸体１２は、一方端においてステッピングモータ２に支持され、かつ他方端側において第１の遮蔽部１４ａによって流路壁面に対して軸体１２の径方向に支持されている。このため、軸体１２の他方端の位置が弁装置１内の流路を通る流体の圧力などによってぶれることを抑制でき、軸体１２のぶれによる弁装置１内を通る流体の流量の変動を抑えることもできる。
【０１０２】
図１８を参照して、第２の遮蔽部１４ｂの第２の弁体１３ｂと対向する面には隙間形成用凸部１４ｂ3が形成されていてもよい。この隙間形成用凸部１４ｂ3によって第２の弁体１３ｂと第２の遮蔽部１４ｂとの互いに対向する面での異物が挟まれる面積を小さくすることができる。このため、第２の弁体１３ｂと第２の遮蔽部１４ｂとの間に異物が挟まれることを抑制することができる。
【０１０３】
なお上記においては、隙間形成用凸部１４ｂ3が第２の遮蔽部１４ｂに設けられた構成について説明したが、隙間形成用凸部は第１の遮蔽部１４ａの第１の弁体１３ａと対向する面に形成されていてもよい。また隙間形成用凸部は、第１の弁体１３ａの第１の遮蔽部１４ａと対向する面に形成されていてもよく、また第２の弁体１３ｂの第２の遮蔽部１４ｂと対向する面に形成されていてもよい。
【０１０４】
図１５の構成においては第１の遮蔽部１４ａと第２の遮蔽部１４ｂとが軸体１２の軸線Ｃ−Ｃに対して互いに同じ側に配置された構成について説明したが、図１９に示すように第１の遮蔽部１４ａと第２の遮蔽部１４ｂとが軸体１２の軸線Ｃ−Ｃに対して互いに反対側に配置されていてもよい。ただしこの場合には、第１の切欠１３ａ1と第２の切欠１３ｂ1とが軸線Ｃ−Ｃに対して互いに同じ側に配置されていることが好ましい。つまり図１１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように第１および第２の切欠１３ａ1、１３ｂ1の開閉制御が可能であれば、第１の遮蔽部１４ａと第２の遮蔽部１４ｂとの各々は軸体１２の軸線Ｃ−Ｃを中心とする如何なる角度位置に配置されていてもよい。
【０１０５】
図２０を参照して、弁カラー１５の開口部１５ｄと軸体１２の径方向に向かい合う軸体１２の部分１２ａの径が軸体１２の他の部分の径よりも小さくなっていることが好ましい。これにより軸体１２の径の小さい部分１２ａが第３の開口部１１ｃの真下に位置することになる。これにより、弁本体１１内の流路１１Ａと第３の開口部１１ｃとの間を流れる流体の流れを軸体１２が遮りにくくなり、流量が減ることを抑制することができる。
【０１０６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、切欠を有する弁体の一方端を軸体に接続し、その弁体を回転させることで開閉制御を行なう弁装置およびそれを備えた給湯装置に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【０１０８】
１  弁装置、２  ステッピングモータ、３  サーボ取付板、１１  弁本体、１１Ａ  流路、１１ａ  第１の開口部、１１ｂ  第２の開口部、１１ｃ  第３の開口部、１１ｄ  第４の開口部、１１ｅ  溝、１２  軸体、１３  弁体、１３ａ  第１の弁体、１３ｂ  第２の弁体、１３ａ1  第１の切欠、１３ｂ1  第２の切欠、１３ａ2，１３ｂ2  円弧部、１４  スペーサ（遮蔽部）、１４ａ  第１の遮蔽部、１４ｂ  第２の遮蔽部、１４ａ1，１４ｂ1  外周端面、１４ａ2，１４ｂ2  内周端面、１４ｂ3  隙間形成用凸部、１４ｃ，１５ｃ  連結部、１４ｄ  凸状係合部、１４ｅ  貫通孔、１５  弁カラー、１５ａ  軸受部、１６ａ，１６ｂ  Ｏリング、２０  給湯装置、２１  熱交換器、２２  バイパス回路、２３  燃焼バーナ、２４  送風機、３１  給水配管、３１ｂ  熱交換器側部分、３１ａ  給水側部分、３２  出湯配管。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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