(57)【要約】【課題】炊飯保温工程中の重量変化を検出し、炊飯量、水加減、米質、メニューに応じて、高火力でおいしく炊飯保温できる炊飯器を得ること。【解決手段】上面が開口した本体２と、鍋３と、蓋４と、鍋を加熱する加熱コイル７と、鍋３の重量を検知する重量検知手段８と、運転中の鍋の重量変化を算出する演算部１０ａと、演算部１０ａの出力信号に基づいて加熱コイル７の通電量を制御する加熱制御部１０ｂを備えた制御手段１０により、初期炊飯量や工程に応じて鍋３を加熱することに加え、米質やメニューによる水の蒸発速度の差異による鍋３の重量変化に応じて最適に高火力で鍋３を加熱することで、おいしくご飯を炊き上げる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面が開口した本体と、前記本体内に着脱自在に収納され調理物を収容する鍋と、前記本体を開閉自在に覆う蓋と、前記蓋の開閉状態を検知する蓋開閉検知手段と、前記鍋を誘導加熱する加熱コイルを備えるとともに前記鍋を収納する保護枠と、前記鍋と前記鍋の収納物の重量を検知する重量検知手段と、前記加熱コイルの通電を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は前記蓋開閉検知手段が前記蓋の閉じた状態を検知したときの前記重量検知手段の検知結果から調理物の重量変化を算出する演算部と前記演算部の出力信号に基づいて前記加熱コイルの通電量を制御する加熱制御部とを有する炊飯器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は炊飯器における調理物の計量機構と加熱制御手段に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電磁誘導加熱を利用した炊飯器が市場で広まっている。電磁誘導加熱を利用した炊飯器（誘導加熱炊飯器またはＩＨ炊飯器ともいう）は、鍋底部の外側に誘導加熱コイル（単に加熱コイルともいう）を有し、誘導加熱コイルから発生する磁力を利用して鍋自体を加熱するので、ヒータを用いる従来の炊飯器に比べてふっくらとしたおいしいご飯が炊ける。
【０００３】
一方、ご飯の食味を向上させるために、鍋の中の米と水の分量すなわち炊飯量を判定し、炊飯量に応じて加熱量（火力ともいう）を制御する炊飯器が普及してきた。従来、加熱時（例えば、所定温度で米に吸水させた後に沸騰させる時）の鍋の温度上昇速度から炊飯量を判定する方法が知られている。しかし、この場合、温度が所定値に達して炊飯量が判定されるまでは、火力制御が不可能である。従って、炊飯量が少ない場合に、吸水が十分行われる前に水が沸騰し、米に芯が残ってご飯が硬くなることがあった。
【０００４】
特公平１−２７７２４号公報に、従来例の炊飯器が開示されている。従来例の炊飯器は、炊飯開始と同時に重量検知手段によって内鍋の重量（内鍋、水および米の総重量）を検知して炊飯量を判定し、炊飯時のヒータの電力量（火力）を制御する。従って、炊飯開始とともにその炊飯量に見合った火力制御が可能となり、おいしいご飯を炊くことができる。
【特許文献１】特公平１−２７７２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特公平１−２７７２４号公報に開示された従来例の炊飯器は、本体、底枠および底枠の内側に挿入される底蓋を有する。本体に鍋を収納すると、鍋と本体との合計重量に比例して底枠および底蓋に取り付けられた電極間の距離が変化する。電極間の静電容量の変化を発振状態の変化として検出し、炊飯量を検知する。しかし、従来例の炊飯器は鍋に対する炊飯器全体の大きさが大きく、持ち運び及び設置性が悪いという問題があった。更に、部品点数が多く組み立て性が悪いという問題があった。
【０００６】
また、従来例の炊飯器と同様の重量検知手段を、誘導加熱炊飯器に取り付けようとする場合、以下のような問題が生じた。誘導加熱炊飯器においては炊飯時、鍋自体が高温に加熱されることによって鍋の中で水が対流し、その対流による熱伝導で米が加熱される。従って、鍋内の米と水を均一に加熱して炊きムラを生じさせないためには、鍋と誘導加熱コイルとの間の位置関係を最適な状態に固定し、炊飯量に応じて所定の状態、強さの対流を鍋内に起こす必要がある。このため、誘導加熱コイルは３次元的な複雑な形状を有することが多い。そのため誘導加熱コイルを装着する収納部（保護枠ともいう）は、成型性および量産性を鑑み、通常は耐熱性の樹脂で生産される。また、一般に誘導加熱炊飯器は、鍋が収納部の上端にそのフランジ部などで水平に懸架され、鍋と収納部との間に所定の隙間を保持するために耐熱性の弾性材料で形成された隙間調整手段を有する。しかしながら、鍋の着脱操作を行うと、隙間調整手段の支持状態が変化するものであり、従来例の炊飯器と同様の重量検知手段では正確に鍋の重量を計量できないものとなり、誘導加熱炊飯器に取り付けることはできなかった。
【０００７】
また、従来例の炊飯器と同様の重量検知手段であれば、本体や蓋の一部が設置場所の壁面に接触すること、本体や蓋に着脱可能な付属部品の装着を忘れることなどの外部要因によって、計量結果にバラツキを生じ、正確な計量が行えないという課題もあった。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、調理物の重量に応じた適切な火力制御が可能な、小型軽量で安価な、電磁誘導加熱を利用し優れた炊飯性能を発揮する炊飯器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】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明の炊飯器は、上面が開口した本体と、前記本体内に着脱自在に収納され調理物を収容する鍋と、前記本体を開閉自在に覆う蓋と、前記蓋の開閉状態を検知する蓋開閉検知手段と、前記鍋を誘導加熱する加熱コイルを備えるとともに前記鍋を収納する保護枠と、前記鍋と前記鍋の収納物の重量を検知する重量検知手段と、前記加熱コイルの通電を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は前記蓋開閉検知手段が前記蓋の閉じた状態を検知したときの前記重量検知手段の検知結果から調理物の重量変化を算出する演算部と前記演算部の出力信号に基づいて前記加熱コイルの通電量を制御する加熱制御部とを有するものである。
【００１０】
これによって、制御手段の演算部は重量検知手段の出力信号から炊飯中の鍋内の収納物の重量変化を算出し、制御手段の加熱制御部は演算部の出力信号に応じ、鍋の加熱コイルの通電量を制御し、高火力で炊飯する。すなわち、鍋の加熱コイルは加熱制御部の制御によって、初期炊飯量や炊飯工程に応じ、鍋を予め設定した火力で加熱することに加え、米質やメニューによる水の蒸発速度の差異による水の重量変化に応じ、最適に高火力で鍋を加熱することで、おいしくご飯を炊き上げる。
【００１１】
また、炊き上げ後の保温でも、同様である。すなわち、初期炊飯量、米質および鍋内のご飯の重量変化による保温状態の差異に応じ、最適な加熱動作を実現することができるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の炊飯器は、調理物の重量を初期から調理動作中、さらに調理後の保温動作中まで、高精度に計量し、調理物の重量変化に応じた高火力によって、優れた炊飯性能および保温性能を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１の発明は、上面が開口した本体と、前記本体内に着脱自在に収納され調理物を収容する鍋と、前記本体を開閉自在に覆う蓋と、前記蓋の開閉状態を検知する蓋開閉検知手段と、前記鍋を誘導加熱する加熱コイルを備えるとともに前記鍋を収納する保護枠と、前記鍋と前記鍋の収納物の重量を検知する重量検知手段と、前記加熱コイルの通電を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は前記蓋開閉検知手段が前記蓋の閉じた状態を検知したときの前記重量検知手段の検知結果から調理物の重量変化を算出する演算部と前記演算部の出力信号に基づいて前記加熱コイルの通電量を制御する加熱制御部とを有することで、制御手段の演算部は炊飯中の鍋内の水の重量変化を算出し、制御手段の加熱制御部は鍋の加熱コイルの通電量を制御する。したがって、加熱コイルは初期炊飯量や炊飯工程に応じて鍋を加熱することに加え、米質やメニューによる水の蒸発速度の差異による水の重量変化に応じ、最適な高火力で鍋を加熱することで、おいしく炊き上げる。また、炊き上げ後の保温でも、同様である。すなわち、初期炊飯量、米質および保温状態に応じた最適な加熱動作を実現することができるものである。
【００１４】
また、鍋を収納する保護枠と、前記保護枠の外側に配置され前記鍋を誘導加熱する加熱コイルとで形成したことで、鍋と加熱コイルの距離が一定で、安定して高火力な炊飯が行えることに加え、調理中の重量変化が検出できるので、鍋内の水分の蒸発量に応じた加熱調理ができ、調理物の焦げ付きを防止しながら、高火力に炊き上げられる。
【００１５】
また、第１の発明の重量検知手段は保護枠を支持することで、炊飯中の鍋の重量変化が保護枠全体の重量変化から検出できるものであり、鍋が保護枠に収納された状態のバラツキによる重量検知手段の計量性能の変動を抑制し、鍋の重量変化を高精度に検知できるものである。炊飯工程の炊き上げ時の蒸気発生による重量変化に加え、保温工程のご飯の乾燥による重量変化から、加熱コイルの加熱量を制御することができ、安定しておいしく炊飯し保温する。
【００１６】
また、第１の発明の制御手段は、鍋の重量減少が所定変化より大なるときに、加熱コイルへの通電量を減少させることで、鍋内の水分量が不足し、調理物を焦げ付くことなく、適正に調理するものである。
【００１７】
以下、本発明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本発明が限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１〜図４を用いて、本発明における実施の形態１の炊飯器を説明する。
【００１９】
図１は、実施の形態１における炊飯器１の断面図である。上面が開口した本体２と、本体２内に着脱自在に収納される鍋３と、本体２を開閉自在に覆う蓋４、蓋４の開閉状態を検知する蓋開閉検知手段５と、鍋３を収納する保護枠６を有す。鍋３の加熱コイルとして、鍋３を誘導加熱する加熱コイル７を備え、加熱コイル７は保護枠６の下面に着脱自在に取り付けられている。なお、加熱コイル７は保護枠６に固定されても、一体に埋め込まれていても良いものでる。
【００２０】
また、図２に示すように、蓋４には、鍋３の上面を水密にする可撓性の蓋パッキング４ａを有す。また、蓋パッキング４ａは加熱板４ｂに取り付けられており、加熱板４ｂは蓋４に対し着脱自在であり、取り外して洗うことができる。なお、蓋４には加熱コイル７と同様に、加熱板４ｂを誘導加熱する蓋加熱コイルが設けられている。
【００２１】
また、収納された鍋３が保護枠６の中央に収納されるように、鍋３と保護枠６の隙間を調整する凸形状の隙間調整手段６ａが複数個設けている。隙間調整手段６ａは鉛直方向で同一高さの位置に、鍋３の外周に等間隔で当接するように配置されているが、これに限定するものでもない。保護枠６の底部には収納された鍋３を支持する鍋支持手段８ａがあり、鍋３の温度を検出する底温度センサーが鍋３の底面と当接するよう構成されている。
【００２２】
また、鍋３の重量は鍋支持手段８ａに加わり、この重量を検出することで、鍋３に投入された調理物の重量を検知する重量検知手段８を有す。重量検知手段８は、重量により変形する起歪体とひずみゲージで構成され、一般的にロードセルと言われる計量機構である。計量機構は公知の従来技術であり、詳細な説明を省略する。なお、計量機構は起歪体とひずみゲージによるロードセルに限定するものでもない。
【００２３】
また、制御手段１０は操作部９の入力により、加熱コイル７や蓋加熱コイルの運転を制御することで、炊飯および保温を行い、炊飯器１の動作を制御する。制御手段１０は、運転中の鍋３の重量変化を算出する演算部１０ａと、演算部１０ａの出力信号に基づいて加熱コイル７の通電量を制御する加熱制御部１０ｂを有する。
【００２４】
以上のように構成された炊飯器１について、以下その動作、作用を説明する。
【００２５】
まず、使用者は炊飯器１の蓋４を開放し、鍋３に炊飯するべき米を投入する。操作部９の米計量ボタンを押すことで、米量を計量する。制御手段１０は、米計量ボタンの操作に基づき、重量検知手段８の出力信号から演算部１０ａが算出した鍋３の重量変化から炊飯する米重量を記憶する。
【００２６】
次に、鍋３を本体２より取り出し、洗米し、その後、鍋３を本体２に収納する。制御手段１０は、重量検知手段８が計量した水重量を米重量と比較し、予め記憶している米と水の割合から推定される飯のかたさを水加減表示部（図示を省略）に表示する。使用者は好みに応じ、水を加減し、蓋４を閉じ、炊飯スタートボタンを押して、炊飯を開始する。また、鍋３の収納に当たり、鍋３は隙間調整手段６ａにより保護枠６に対し中央に配置され、鍋３は本体２の上面の開口部とは接触しないので、鍋３の全重量が鍋支持手段８ａに加わり、重量検知手段８に伝達される。これにより、鍋３の着脱に関わらず、繰り返し、重量検知手段８は鍋３の重量を正確に計量することができる。
【００２７】
引き続き、炊飯が開始されると、制御手段１０は炊飯量および水加減に応じ、加熱コイル７により浸漬、炊き上げ、蒸らしの各炊飯工程で所定の高火力でご飯を炊き上げる。図３、図４に示すように、Ｔ０からＴ１までの浸漬工程では、鍋温度をＣ１で、米の吸水を行う。
【００２８】
炊き上げ工程の前半、Ｔ１からＴ３までは、鍋温度がＣ１からＣ２へと上昇し、加熱コイル７の平均入力をＰ１で一気に加熱し、鍋温度がＣ２で、約１００℃となり、鍋３内の水が沸騰する。さらに、炊き上げ工程の後半、Ｔ２からＴ３までは、水が徐々に蒸発し、蓋４に設けた蒸気筒より排出される。制御手段１０は、重量検知手段８の出力信号から、演算部１０ａはこの工程でＤ１だけ水分が蒸発し、減量したことを算出する。
【００２９】
蒸らし工程に入ると、加熱制御部１０ｂは、演算部１０ａの出力信号すなわち水分蒸発量Ｄ１に加え、初期の米量、水量から、加熱コイル７の平均入力をＰ３になるように、通電量を制御する。
【００３０】
加熱制御部１０ｂの、基本的な動作としては、水分蒸発量Ｄ１を予め記憶した標準蒸発量Ｄ０と比較し、Ｄ１＞Ｄ０なる場合は、吸水が少なく、蒸らし工程での加熱コイル７の平均入力Ｐ３を減少させ、さっと追い炊く。逆に、Ｄ１＜Ｄ０なる場合は、吸水が大きく、蒸らし工程での加熱コイル７の平均入力Ｐ３を増大させ、しっかりと追い炊くことで、それぞれに、焦げ付きを起こさずに、乾燥させずに、適度な火力でおいしく炊飯するものである。標準蒸発量Ｄ０は、米量、水量、メニュー、室温等々の影響で、種々に変動するものであり、複数個のデータを記憶してもよいものである。なお、使用者の好みやメニューの設定に応じ、上記とは逆の動作、たとえば、Ｄ１＞Ｄ０なる場合に加熱コイル７の平均入力Ｐ３を増大させて、しっかりと硬めに仕上げてもよいものである。
【００３１】
特に、炊飯に限らず、煮物を自動調理する場合など、水分蒸発量に応じた加熱量を鍋３に供給することで、適度な水分量と調理物のやわらかさを得るものである。
【００３２】
さらに、炊飯工程が終わると、使用者は一旦鍋３内のご飯をほぐし、余分な水分を排出させる。蓋４を閉じると、保温工程が進行する。保温工程で、重量検知手段８の出力信号により演算部１０ａが、予め設定された時間、たとえばＴ４からＴ５の間での重量変化ｄ１を算出する。
【００３３】
ここでの、加熱制御部１０ｂの、基本的な動作としては、水分蒸発量ｄ１を予め記憶した標準蒸発量ｄ０と比較し、ｄ１＞ｄ０なる場合は、予め設定された平均入力Ｐ４に対して、蒸発量が過大であり、乾燥が進みすぎる恐れがあるので、加熱コイル７の平均入力Ｐ５を減少させ、保温を継続する。逆に、ｄ１＜ｄ０なる場合は、加熱コイル７の平均入力Ｐ３を増大させ、それぞれに、焦げ付きを起こさずに、乾燥させずに、適度な火力でおいしく保温するものである。標準蒸発量ｄ０は、米量、水量、メニュー、室温等々の影響で、種々に変動するものであり、複数個のデータを記憶してもよいものである。なお、使用者の好みやメニューの設定に応じ、上記とは逆の動作、たとえば、ｄ１＞ｄ０なる場合に加熱コイル７の平均入力Ｐ３を増大させて、しっかりと硬めに保温してもよいものである。
【００３４】
また、鍋３と加熱コイル７の距離が鍋３の着脱操作で変化しないので、加熱コイル７は炊飯量や炊飯工程に応じ、高火力で鍋３を加熱することで、おいしく炊き上げる。
【００３５】
なお、鍋３と保護枠６の隙間を調整する隙間調整手段６ａを設けたことで、鍋３と保護枠６の隙間が全周でほぼ一定となり、加熱コイル７と鍋３の距離が鍋３の半径方向でも所定の距離となり、必要な火力で鍋３を加熱し、より安定した炊飯性能が得られるものである。
【００３６】
なお、演算部１０ａは、鍋支持手段８ａで計量された重量およびその変化から、予め記憶した保護枠６および鍋３の重量を差し引いて、米重量や水重量が算出する。この際、制御手段１０に設けた重量検知手段８からの検知信号の記憶部と、所定の演算を行う演算部１０ａとが、米重量、水重量および水加減を算出し、操作部９に表示することは、従来の技術で容易に実現するので、説明は省略する。
【００３７】
また、蓋４が開放状態であれば、鍋３は保護枠６のみで支持した状態であり、本体２やその他の部分と接触していないので、鍋３の重量およびその変化が正確に保護枠支持手段８ａすなわち重量検知手段８に伝達される。さらには、蓋４が閉じられた運転中も、本体１の一部がその設置場所で壁面に接触していても、正確に計量できるので、設置の自由度もあり、使い勝手の良いものである。
【００３８】
以上のようにして、調理物の状態に応じ、おいしく炊飯し、保温するための加熱量を供給することができる。
【００３９】
（実施の形態２）
図５〜図６を用いて、本発明における実施の形態２の炊飯器を説明する。
【００４０】
図５は、実施の形態２における炊飯器の断面図である。鍋３を収納する保護枠１１を支持する保護枠支持手段８ｂが重量検知手段８に鍋３の荷重を伝達する点が上記実施の形態１と異なる。その他の構成や使用者の操作は、実施の形態１と同じであるので、説明を省略する。
【００４１】
まず、図５のように蓋４を解放した時は、保護枠６が鍋３を支持する構成であり、隙間調整手段６ａと鍋３の隙間を小さく設定し、鍋３の外面と隙間調整手段６ａとが接触するような構造としているが、鍋３内の米や水の分布に偏りがあり、鍋３が傾き、その接触状態に偏りがあっても、重量検知手段８の計量結果に影響がない。また、鍋３と加熱コイル７の距離が鍋３の着脱操作でほとんど変化しないので、加熱コイル７は炊飯量や炊飯工程に応じ、高火力で鍋３を加熱することで、おいしく炊き上げる。すなわち、計量精度と炊飯性能をより両立させることができるものである。
【００４２】
また、図６のように蓋４を閉じたときは、保護枠６と蓋４が鍋３を挟み込み、且つ本体２に鍋３が接触することがない構造であるので、炊飯工程や保温工程での重量検知手段８の計量結果は安定する。
【００４３】
実施の形態１と同様に、炊飯工程の開始時点からは、通常は蓋４の開閉がなく、蓋４の押し付け力に影響する加熱パッキン４ａの接触状態も安定する。さらに、加熱制御部１０ｂは、各工程の開始時点で演算部１０ａが算出した重量からの変化量により、次の工程での加熱コイルすなわち加熱コイル７の通電量を決定するものであるから、最適な加熱量が決定できる。炊飯工程から保温工程への移行はもちろん、万一途中で蓋４が開放されて、再度、蓋４を閉じたときには、押し付け力が変化するが、その場合も、蓋４を閉じた時点で鍋３の重量を確認し、変化量により加熱コイルへの加熱量を決定する。
【００４４】
なお、上記の各実施の形態において、鍋３を収納する保護枠１１と加熱コイル１２とを一体に形成したり、加熱コイル１２を予め保護枠１１に固定したりした構成とすれば、鍋３と加熱コイル１２の距離が組み立て作業やメンテナンス作業で変動することがなく、加熱コイル１２から鍋３への加熱効率が安定する。そこで、誘導加熱の熱損失を低減し、加熱効率を高めた、高火力の炊飯を行うことができる。
【００４５】
なお、上記の各実施の形態において、加熱コイル７を保護枠６に一体に埋め込むような構成とすれば、加熱コイル７は保護枠支持手段８ｂの位置とは関係なく、鍋３の下方で自由に、均一に配置することができるので、鍋３の加熱ムラが少なくなり、鍋３全体の火加減を均一化し、炊飯性能が向上するものである。
【００４６】
なお、上記の各実施の形態において、隙間調整手段６ａや鍋３の回り止め手段（図示は省略）等が保護枠６に対し、別部品として設けられたものであってもよい。また、その材質についても、両手段により弾性変形のしやすさを替えたり、鍋３との接触の仕方により、耐熱温度を変えたりしても良いものである。これらにより、各手段や各部品の耐久信頼性を向上できるものであり、計量精度および炊飯性能の長期維持が図れるものである。
【００４７】
なお、上記の各実施の形態において、加熱コイルの通電量を制御するとしているが、加熱コイル７に通電する電力の大きさを制御したり、加熱コイル７に通電する時間を調整したり、あるいはそれらを組み合わせたりしても良いものである。
【００４８】
なお、上記の各実施の形態は、米と水の重量を初期から調理動作中、さらに調理後の保温動作中まで、高精度に計量し、調理物の重量変化に応じた高火力によって、優れた炊飯性能および保温性能を得ることができる炊飯器としている。
【００４９】
しかしながら、調理の対象は米に限定するものでなく、食品と水分と調味料を同一の鍋に入れて加熱するものであれば、運転中の水分の蒸発による同様な重量変化が発生する。このような重量変化に対応した加熱コイルの通電量の制御すなわち火力の制御ができることは、いつも適温で、いつも適度な湿度で調理や保温が行える調理器であるといえる。すなわち、調理物は乾きすぎず、べたつかず、しかも焦げ付かないなど、安定しておいしさを実現し、おいしさを保持する調理器であるともいえる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上のように、本発明の炊飯器における加熱コイルと重量検知手段は、鍋と加熱コイルの所定の距離を確保し、調理物の初期重量および重量変化に応じ、最適な火力での加熱ができるので、ご飯をおいしく炊き上げることができる。また、炊飯器に限らず、加熱調理器、電気ジャーポットなど、様々な家庭用機器にも適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態１における炊飯器の蓋を開けた状態を示す断面図
【図２】同実施の形態１の蓋を閉じた状態を示す断面図
【図３】同実施の形態１の重量変化と入力を示すチャート
【図４】同実施の形態１の炊飯工程の温度チャート
【図５】本発明の実施の形態２における炊飯器の蓋を開けた状態を示す断面図
【図６】同実施の形態２の蓋を閉じた状態を示す断面図
【符号の説明】
【００５２】
１  炊飯器
２  本体
３  鍋
４  蓋
４ａ  加熱パッキン
４ｂ  加熱板
４ｃ  加熱パッキン取付板
４ｄ  取付板駆動手段
５  蓋開閉検知手段
６  保護枠
６ａ  隙間調整手段
７  加熱コイル
８  重量検知手段
８ａ  鍋支持手段
８ｂ  保護枠支持手段
９  操作部
１０  制御手段
１０ａ  演算部
１０ｂ  加熱制御部
【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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