(57)【要約】 【課題】  着霜状態等に応じて最適の除霜運転を行う。【解決手段】  除霜運転に入ると、まずオフサイクル除霜が実行され、圧縮機１１が停止されて自然除霜が行われる。そののち（Ａ）のように除霜サーミスタ２３の検知温度が除霜終了温度（５℃）に達したら、除霜終了となる。一方（Ｂ）のように、オフサイクル除霜中において、除霜運転開始時から６０分経過しても除霜サーミスタ２３の検知温度が５℃に達しなかったら、すなわち除霜終了しなかったら、着霜が多量であると見なされて加熱除霜に切り換えられ、庫内ファン１８が停止し、除霜ヒータ２２に通電される。これにより除霜が進み、除霜サーミスタ２３の検知温度が５℃に達したら、除霜が終了したと見なされ、まず除霜ヒータ２２への通電が遮断され、水切り時間を経たのち圧縮機１１が起動され（予冷運転）、遅延後に庫内ファン１８が駆動されて、冷却運転が再開される。【選択図】  図４
2006052878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍装置の駆動により冷却器に冷媒が供給され、この冷却器と熱交換して生成された冷気が庫内に循環流通されることで冷却される冷却運転が行われ、かつその途中で前記冷却器の着霜を除去する除霜運転が行われる冷却貯蔵庫において、
前記冷却器を加熱する加熱手段と、
前記冷却器の温度を検知する温度検知手段と、
前記冷凍装置の停止状態を継続することにより前記冷却器の除霜を行うオフサイクル除霜手段と、
前記冷凍装置の停止状態を継続しかつ前記冷却器を前記加熱手段で加熱することにより除霜する加熱除霜手段と、
除霜運転中において前記温度検知手段の検知温度が予め定められた設定温度に達した場合に、除霜が完了したと見なして除霜運転を終了して冷却運転を再開する除霜運転終了手段と、
除霜運転時には先に前記オフサイクル除霜手段を実行し、除霜運転開始時から所定時間経過後に前記温度検知手段の検知温度が所定温度に達していなかった場合には、前記加熱除霜手段に切り換えて実行する制御手段と、が具備されていることを特徴とする冷却貯蔵庫の除霜制御装置。
【請求項２】
前記所定温度が、除霜が完了したと見なす前記設定温度であることを特徴とする請求項１記載の冷却貯蔵庫の除霜制御装置。
【請求項３】
前記所定温度が、除霜が完了したと見なす前記設定温度よりも一定値低い温度であることを特徴とする請求項１記載の冷却貯蔵庫の除霜制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記加熱除霜手段に切り換わったのち別の所定時間が経過してもなお前記温度検知手段の検知温度が前記設定温度に達しなかった場合には、再度前記オフサイクル除霜手段に切り換えて実行する機能を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の冷却貯蔵庫の除霜制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却貯蔵庫における除霜制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵庫等において冷却器に付着した霜を除去する除霜方式としては、冷凍装置を停止して冷媒の供給を停止した状態に冷却器を放置することにより、いわゆる自然除霜を行うオフサイクル除霜方式と、冷凍装置を停止して冷媒の供給を停止した状態とする一方で、冷却器をヒータやホットガスで加熱する加熱除霜方式とがある。ここで、前者のオフサイクル除霜方式では、除霜が済むまでに時間が掛かる嫌いがあり、一方後者の加熱除霜方式では、除霜は早く終わるものの、ヒータに通電するにしろ、ホットガスを供給するべく圧縮機を駆動するにしろ、除霜運転のために多くの電力を消費するという問題がある。  
そのため従来、除霜運転時において初めはオフサイクル除霜を行い、途中から加熱除霜を行うことによって、電力消費を抑えつつ比較的短時間で除霜を行えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実開昭５７−１０８０７１号のマイクロフィルム
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら着霜の多少等によっては、オフサイクル除霜のみで十分な場合があり、それにも拘わらず上記従来のものでは、除霜運転の後半では必ず加熱除霜が行われるため、場合によっては無駄な電力を消費することに繋がり、さらなる改良が切望されていた。  
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、着霜状態等に応じて最適の除霜運転を行うところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、冷凍装置の駆動により冷却器に冷媒が供給され、この冷却器と熱交換して生成された冷気が庫内に循環流通されることで冷却される冷却運転が行われ、かつその途中で前記冷却器の着霜を除去する除霜運転が行われる冷却貯蔵庫において、前記冷却器を加熱する加熱手段と、前記冷却器の温度を検知する温度検知手段と、前記冷凍装置の停止状態を継続することにより前記冷却器の除霜を行うオフサイクル除霜手段と、前記冷凍装置の停止状態を継続しかつ前記冷却器を前記加熱手段で加熱することにより除霜する加熱除霜手段と、除霜運転中において前記温度検知手段の検知温度が予め定められた設定温度に達した場合に、除霜が完了したと見なして除霜運転を終了して冷却運転を再開する除霜運転終了手段と、除霜運転時には先に前記オフサイクル除霜手段を実行し、除霜運転開始時から所定時間経過後に前記温度検知手段の検知温度が所定温度に達していなかった場合には、前記加熱除霜手段に切り換えて実行する制御手段と、が具備されている構成としたところに特徴を有する。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記所定温度が、除霜が完了したと見なす前記設定温度であるところに特徴を有する。  
請求項３の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記所定温度が、除霜が完了したと見なす前記設定温度よりも一定値低い温度であるところに特徴を有する。  
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のものにおいて、前記制御手段は、前記加熱除霜手段に切り換わったのち別の所定時間が経過してもなお前記温度検知手段の検知温度が前記設定温度に達しなかった場合には、再度前記オフサイクル除霜手段に切り換えて実行する機能を備えているところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００６】
＜請求項１の発明＞
除霜運転に入ると、まずオフサイクル除霜すなわち自然除霜が行われ、除霜運転が開始されてから所定時間経過後またはそれまでの間に冷却器の検知温度が所定温度に達したら、加熱除霜には切り換わらない。冷却器の検知温度が設定温度に達すれば除霜運転が終了する。一方、オフサイクル除霜中において、除霜運転が開始されてから所定時間経過後にも冷却器の検知温度が所定温度に達しなかったら、着霜が多量であると見なされて、加熱除霜に切り換えられる。そののち冷却器の検知温度が設定温度に達すれば、除霜運転が終了する。  
すなわち、着霜量が多い等の必要である場合に限って加熱除霜が実行されるから、無駄な電力消費が回避されてランニングコストの低減に寄与でき、また不必要な加熱除霜の時間を取る必要もないから、除霜運転の時間の短縮も図ることができる。
【０００７】
＜請求項２の発明＞
オフサイクル除霜が行われ、除霜運転開始時から所定時間が経過する前でも、冷却器の検知温度が所定温度すなわち設定温度に達したところで、除霜運転が終了する。一方、オフサイクル除霜中において、除霜運転開始時から所定時間経過後にも冷却器の検知温度が所定温度（設定温度）に達しなかったら、加熱除霜に切り換えられ、そののち冷却器の検知温度が設定温度に達すれば、除霜運転が終了する。  
オフサイクル除霜の途中でも、冷却器の検知温度が設定温度に達すれば直ちに除霜運転が終了できる。着霜が少ない場合等には、相応の短時間で除霜運転を終えることができ、貯蔵物の品質保持等に有効となる。
【０００８】
＜請求項３の発明＞
オフサイクル除霜が行われ、除霜運転開始時から所定時間が経過したとき、冷却器の検知温度が、設定温度よりも低い所定温度に達していたら、加熱除霜に切り換わることなくオフサイクル除霜が継続され、そののち冷却器の検知温度が設定温度に達したところで除霜運転が終了する。一方、オフサイクル除霜中において、除霜運転開始時から所定時間経過後にも、冷却器の検知温度が設定温度よりも低い所定温度に達しなかったら、冷却器の温度上昇速度が小さく、すなわち着霜量が多いと見なされて加熱除霜に切り換えられ、そののち冷却器の検知温度が設定温度に達すれば除霜運転が終了する。  
加熱除霜に切り換えるトリガとなる所定温度を、設定温度よりも低い温度としたことにより、除霜運転の開始後の比較的短い時間を所定時間として定められる。したがって、除霜運転開始から比較的短時間で着霜量の多少が判断できて、必要な場合は直ちに加熱除霜に切り換えられるから、除霜時間の短縮化を図ることができる。
【０００９】
＜請求項４の発明＞
オフサイクル除霜から加熱除霜に切り換わったのち、別に定められた所定時間が経過してもなお、冷却器の検知温度が設定温度に達していない場合には、再度オフサイクル除霜に切り換えられる。そののち冷却器の検知温度が設定温度に達すれば除霜運転が終了する。  
加熱除霜による除霜運転を行った場合には、冷却運転に戻る際に、冷凍装置ともども庫内ファンを駆動すると、冷却器の暖気が庫内に回るため、初めは冷凍装置のみを駆動して冷却器を冷却することに機能する予冷運転を行い、遅延後に庫内ファンを駆動するようにしている。  
本発明では言い換えると、加熱手段の駆動時間が長くなった場合には、除霜運転が終了する前に加熱手段の駆動を停止し、以降は余熱を利用して加熱するようにしたから、除霜運転終了時まで加熱手段が駆動されていた場合と比べると、冷却器が引き続いて温度上昇することが小さく抑えられる。そのため予冷運転の時間が短縮でき、ひいては冷却運転に早期に戻すことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。  
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図４によって説明する。本実施形態の冷蔵庫は、図１に示すような冷凍回路を備えており、図２に示す制御機構にしたがって作動されるようになっている。  
冷凍回路１０は、圧縮機１１、ファン１２Ａ付きの凝縮器１２、キャピラリチューブ１３及び冷却器１４（蒸発器）が冷媒配管１５によって循環接続されて構成されている。冷却器１４は、貯蔵室１７に庫内ファン１８ともども配設されている。なお、冷凍回路１０の冷却器１４を除いた部分が、本発明の冷凍装置に相当する。
【００１１】
冷却運転は、圧縮機１１と庫内ファン１８とが駆動されることによって行われ、冷却器１４に冷媒が供給されて気化することに伴って冷気が生成され、この冷気が庫内ファン１８により貯蔵室１７に循環供給されることで貯蔵室１７が冷却される。この間、庫内サーミスタ１９で検知された庫内温度が、予め定められた庫内設定温度よりも低くなると、圧縮機１１と庫内ファン１８の駆動が停止され、逆に庫内温度が庫内設定温度よりも高くなると、圧縮機１１と庫内ファン１８が駆動されるといったことが繰り返され、貯蔵室１７内がほぼ庫内設定温度に維持されるようになっている。
【００１２】
一方、冷却運転の途中で除霜運転が行われるようになっている。この除霜運転は、オールデイタイマ若しくは手動操作により除霜スイッチ２１（図２）がオンされることで行われる。この実施形態では、詳しくは後記するように、圧縮機１１を停止した状態で自然除霜を行うオフサイクル除霜と、圧縮機１１と庫内ファン１８とを停止する一方で、冷却器１４を加熱する加熱除霜とが実行可能である。  
加熱除霜を行うために、冷却器１４には除霜ヒータ２２が装備されており、制御装置２５の出力側に接続されている。また冷却器１４には、冷却器１４の温度を検知する除霜サーミスタ２３が取り付けられており、除霜運転中において、除霜サーミスタ２３の検知温度、すなわち冷却器１４の温度が、予め定められた設定温度に達したら、除霜が終了したと見なされるようになっている。本実施形態では、設定温度が「５℃」に定められており、以下この設定温度を除霜終了温度という。
【００１３】
除霜運転は、上記した制御装置２５に格納されたプログラムに基づいて行われ、端的には、初めはオフサイクル除霜が行われ、着霜量が多い場合に限って加熱除霜に切り換わるようになっている。具体的な加熱除霜への切り換えのトリガは、除霜運転開始時から所定時間経過したときに、除霜サーミスタ２３の検知温度（冷却器１４の温度）が所定温度に達していない場合であり、この実施形態では、所定時間は「６０分」に定められ、また所定温度は、除霜終了温度と同じ「５℃」に定められている。
【００１４】
以下、作動の詳細を、図３のフローチャート並びに図４のタイミングチャートを参照して説明する。  
除霜運転に入ると（ステップＳ１０が「Ｙｅｓ」）、まずステップＳ１１においてオフサイクル除霜が実行され、圧縮機１１が停止された状態が継続されていわゆる自然除霜が行われる。図４（Ａ）に示すように、除霜運転開始時から６０分経過する前に除霜サーミスタ２３の検知温度が除霜終了温度（５℃）に達したら（ステップＳ１２が「Ｙｅｓ」）、除霜終了となり、圧縮機１１が再起動されて冷却運転が再開される（ステップＳ１６）。
【００１５】
一方、図４（Ｂ）に示すように、オフサイクル除霜中において、除霜運転開始時から６０分経過しても除霜サーミスタ２３の検知温度が５℃に達しなかったら、すなわち除霜終了しなかったら（ステップＳ１３が「Ｙｅｓ」）、着霜が多量であると見なされて、ステップＳ１４において加熱除霜に切り換えられ、庫内ファン１８が停止するとともに除霜ヒータ２２に通電される。これにより除霜が進み、除霜サーミスタ２３の検知温度が５℃に達したら（ステップＳ１５が「Ｙｅｓ」）、除霜が終了したと見なされ、まず除霜ヒータ２２への通電が遮断され、所定の水切り時間を経たのち圧縮機１１が起動され（予冷運転）、そののち所定時間遅延して庫内ファン１８が駆動され、冷却運転が再開される。
【００１６】
本実施形態によれば、着霜量が多くて、所定時間（６０分）内に除霜し切れないといった、必要である場合に限って除霜ヒータ２２を用いた加熱除霜が実行されるから、無駄な電力消費が回避されてランニングコストの低減に寄与できる。また不必要な加熱除霜の時間を取る必要もないから、除霜時間の短縮も図ることができ、貯蔵物の品質保持等に有効である。
【００１７】
なお、加熱除霜に切り換える制御を行う場合も、初めにオフサイクル除霜が行われて、除霜がある程度進んだのちに切り換えられるのであるから、使用する除霜ヒータ２２としても、消費電力の小さいもの（例えば５０Ｗ程度）でもよく、コスト低減が図られる。  
また必要に応じて加熱除霜が行えるから、着霜量が多くても対応でき、したがって庫内設定温度の温度帯を設けるに当たり、着霜量の増大を招くおそれのある、例えば０℃未満といった低い温度帯を設けることも可能となる。
【００１８】
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図５及び図６によって説明する。この実施形態２でも、実施形態１と同様に初めはオフサイクル除霜が行われ、着霜量が多い場合に限って加熱除霜に切り換わるようになっている。ここで、加熱除霜への切り換えのトリガは、除霜運転開始時から「２０分」といった所定時間経過したときに、除霜サーミスタ２３の検知温度（冷却器１４の温度）が、「−１０℃」といった所定温度に達していない場合となっている。
【００１９】
実施形態２の動作の詳細は、以下のようである。  
除霜運転に入ると（ステップＳ２０が「Ｙｅｓ」）、まずステップＳ２１において、圧縮機１１が停止されてオフサイクル除霜が実行される。図６（Ａ）に示すように、除霜運転開始時から２０分経過するまでに、除霜サーミスタ２３の検知温度が−１０℃を超えていたら（ステップＳ２４が「Ｙｅｓ」）、オフサイクル除霜が続けられ、そののち同検知温度が除霜終了温度（５℃）に達したら（ステップＳ２２が「Ｙｅｓ」）、除霜終了となり、圧縮機１１が再起動されて冷却運転が再開される（ステップＳ２７）。
【００２０】
一方、図６（Ｂ）に示すように、オフサイクル除霜中において、除霜運転開始時から２０分経過しても（ステップＳ２３が「Ｙｅｓ」）、除霜サーミスタ２３の検知温度が−１０℃に達しなかったら（ステップＳ２４が「Ｎｏ」）、冷却器１４の温度上昇速度が小さく、すなわち着霜量が多いと見なされて、ステップＳ２５において加熱除霜に切り換えられ、庫内ファン１８が停止するとともに除霜ヒータ２２に通電される。これにより除霜が進み、除霜サーミスタ２３の検知温度が５℃に達したら（ステップＳ２６が「Ｙｅｓ」）、除霜が終了したと見なされ、同様にまず除霜ヒータ２２への通電が遮断され、所定の水切り時間を経たのち圧縮機１１が起動され、そののち所定時間遅延して庫内ファン１８が駆動され、冷却運転が再開される。
【００２１】
この実施形態２によれば、加熱除霜に切り換えることの要否を、冷却器１４の温度上昇速度の大小で判断するようにしており、そのために、除霜運転開始時から「２０分」といった短時間経過したときに、除霜サーミスタ２３の検知温度（冷却器１４の温度）が、「−１０℃」といった低温度に達しているか否かで判断している。言い換えると、除霜運転開始から比較的短時間で着霜量の多少が判断でき、必要な場合は直ちに加熱除霜に切り換えられるから、除霜時間の短縮化を図ることができる。
【００２２】
＜実施形態３＞
図７は、本発明の実施形態３を示す。この実施形態３は、実施形態２の変形例とも言うべきものであって、オフサイクル除霜から加熱除霜に切り換わったのち、例えば「３分」といった所定時間が経過してもなお、除霜が終了しない場合には（ステップＳ２８が「Ｙｅｓ」）、ステップＳ２１において再度オフサイクル除霜に切り換えられる。そののち除霜サーミスタ２３の検知温度が除霜終了温度（５℃）に達すれば、除霜が終了する。
【００２３】
加熱除霜による除霜運転を行った場合には、冷却運転に戻る際に、圧縮機１１ともども庫内ファン１８を駆動すると、冷却器１４の暖気が庫内に回って庫内を上昇させるおそれがある。そのため、実施形態２の図６（Ｂ）に示すように、水切り時間後に、初めは圧縮機１１のみを駆動して冷却器１４を冷却することに機能する予冷運転を行い、遅延後に庫内ファン１８を駆動する。  
本実施形態では言い換えると、除霜ヒータ２２への通電時間が長くなった場合に、除霜が終了する前に除霜ヒータ２２への通電を断ち、以降は余熱を利用して加熱するようにしたから、除霜終了時まで除霜ヒータ２２に通電されていた場合と比べると、冷却器１４が引き続いて温度上昇することが小さく抑えられる。そのため予冷運転の時間が短縮でき、ひいては冷却運転に早期に戻すことが可能となる。  
なお、オフサイクル除霜に戻すことを判断する時間は「３分」に限らず、それ以外の時間としてもよい。
【００２４】
＜関連技術１＞
図８は、関連技術１を示す。この関連技術１では、庫内設定温度が低い程、冷却器１４への着霜量が多く、また冷蔵庫の周囲温度が低い程、除霜に時間が掛かる傾向にある点に鑑み、オフサイクル除霜と加熱除霜とが選択的に実行されるようになっている。  
周囲温度を検知するには、図１に参照して示すように、目詰まりサーミスタ３０が利用される。この目詰まりサーミスタ３０は、冷却運転中において凝縮器１２の出口側の冷媒の温度を検知し、これが異常に高い場合には、凝縮器１２に備えられたフィルタが目詰まりして、外気による凝縮が正規に行われていないと見なしてこれを警告する等に利用されるものであるが、除霜運転中のように冷媒の循環が行われていない場合の冷媒の温度は、周囲温度と一定の幅を持って関連しているから、目詰まりサーミスタ３０の検知温度から周囲温度の検知温度を導くことができる。
【００２５】
具体的な動作としては、庫内設定温度が０℃以上で、かつ周囲温度が１５℃以上と判断されると、着霜量が少なくて比較的短時間で除霜可能であるため、オフサイクル除霜が選択される。一方、庫内設定温度が０℃未満であったり、周囲温度が１５℃より低いと判断されると、着霜量が多くてオフサイクル除霜では時間が掛かり、貯蔵物に悪影響を及ぼすおそれがあるため、短時間で除霜が済むように、除霜ヒータ２２による加熱除霜が行われる。  
なお、庫内設定温度は０℃、周囲温度は１５℃で判断したが、それ以外の温度で判断してもよい。
【００２６】
＜関連技術２＞
図９は、関連技術２を示す。この関連技術２では、貯蔵室１７のドアが開閉されると、高温の外気が侵入することに伴い冷却器１４の着霜量が増えると考えられる点に鑑み、オフサイクル除霜と加熱除霜とが使い分けられる。ドアの開閉の有無は、図１に参照して示すように、ドアスイッチ３１の信号を利用することができる。  
具体的な動作としては、除霜運転に入ると、前回の除霜時から今回の除霜時までの間にドアの開閉が１回でもあったか否かが、ドアスイッチ３１の信号に基づいて判断され、ドアの開閉があった場合には、着霜量が多いと見なされて、除霜ヒータ２２による加熱除霜が行われる。逆に、ドアの開閉が行われなかった場合は、着霜量が少ない見なされて、オフサイクル除霜が行われる。  
なお、判断するドアの開閉回数は、２回以上の複数回に設定してもよい。
【００２７】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。  
（１）除霜サーミスタは、冷却器の温度を直接に検知する以外に、例えば冷却器の出口側の冷媒配管等の周辺部位の温度を検知する場合もあるが、これらの周辺部位の温度も実質的に冷却器の温度と見なされ、したがって本願に言う「冷却器の温度を検知する」ことに含まれる。  
（２）冷却器を加熱する加熱手段には、ホットガス方式等、他の手段を採用してもよい。  
（３）除霜終了温度は、上記実施形態に例示した「５℃」に限らず、機種等に応じて他の温度に設定してもよい。
【００２８】
（４）実施形態１では、加熱除霜への切り換えの要否を、除霜運転開始後「６０分」で除霜終了温度に達したか否かで判断したが、この時間は適宜に変更して設定し得る。  
（５）実施形態２，３では、除霜運転開始後「２０分」以内に、除霜サーミスタが「−１０℃」以上を検知しなかった場合に、加熱除霜に変更するようにしたが、上記時間及び温度は、適宜に変更して設定し得る。  
（６）実施形態３に示した一時的に除霜ヒータをオンする制御方式は、実施形態１にも同様に適用することが可能である。  
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態１に係る冷凍回路の回路構成図
【図２】運転制御系統のブロック図
【図３】除霜運転制御のフローチャート
【図４】同タイミングチャート
【図５】実施形態２に係る除霜運転制御のフローチャート
【図６】同タイミングチャート
【図７】実施形態３に係る除霜運転制御のフローチャート
【図８】関連技術１の除霜運転制御のフローチャート
【図９】関連技術２の除霜運転制御のフローチャート
【符号の説明】
【００３０】
１０…冷凍回路  １１…圧縮機  １４…冷却器  １６…冷凍装置  １７…貯蔵室  １８…庫内ファン  ２１…除霜スイッチ  ２２…除霜ヒータ（加熱手段）  ２３…除霜サーミスタ（温度検知手段）  ２５…制御装置
【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】
2006052878.tif 000009
【図８】
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【図９】
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