(57)【要約】【課題】吸着材が充填された吸着シート２を細かく折り曲げることなく通気抵抗の低い簡素な構造の吸着エレメント１を得る。【解決手段】吸着エレメント１は、両面の不織布ないしは紙の間に粒状の活性炭を充填し、シート状に構成した複数枚の長方形状をなす吸着シート２と、複数の襞を折り返し形成してなる一対の紙状シート３Ａ，３Ｂからなる保持部材３と、を備える。吸着シート２は、対向配置された各々の襞の谷部１１に挟み込まれ、間隙１５を介して積層された状態に保持される（ｄ）、（ｅ）。吸着シート２と保持部材３とを組み合わせたものを、圧縮しつつ角筒状のケース内に挿入することで、カートリッジ状の吸着エレメント１が完成する。臭気成分を含む空気は間隙１５を通流し、その間に、臭気成分が吸着される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面の通気性を有する不織布ないしは紙の間に吸着材が充填され、かつシート状に構成されるとともに、両側に直線状の側縁を有する外形状をなす複数枚の吸着シートと、
谷線が直線状をなす複数の襞を折り返し形成してなる紙状シートからなり、一対の組となる複数の襞が間隔を有して対向配置された保持部材と、
を備え、
上記保持部材の互いに対向する谷部の間に、それぞれ上記吸着シートの側縁が挟み込まれて保持されていることを特徴とする吸着エレメント。
【請求項２】
上記吸着シートを挟み込んだ状態で上記保持部材を外周から拘束する筒状のケースまたは帯状部材をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の吸着エレメント。
【請求項３】
上記吸着シートと組み合わされて蛇腹状をなす上記保持部材が、複数の吸着シートの積層方向に圧縮された状態で維持されていることを特徴とする請求項１または２に記載の吸着エレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、悪臭や有害なガスあるいは燃料蒸気等の吸着ないしは吸着・放出を行う吸着エレメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、家庭で発生する生ゴミを攪拌しつつ温風を供給して乾燥処理するようにした生ゴミ乾燥処理機が開示されているが、この種の装置では、乾燥用容器から排出される排気が流れる排気経路に、悪臭を除去する脱臭器が設けられている。特許文献２には、このような脱臭器に用いられる消臭フィルタとして、不織布と樹脂フィルムとの間に消臭剤と吸水性ポリマとを含むパルプを介在させたシート材を用い、これをハニカム状に巻回して円柱形とした構成のものが開示されている。
【０００３】
また、特許文献３は、自動車の燃料タンクから蒸発した燃料成分を吸着し、かつエンジン運転中に脱離させて燃焼させる蒸発燃料処理装置に関するものであるが、粒状活性炭をそのまま容器内に充填して用いるほか、吸着材カートリッジとして、円柱形のハニカム状に一体成形した成形吸着材を用いることが開示されている。
【０００４】
さらに、特許文献４には、両側の不織布の間に活性炭等からなる吸着材をホットメルト結着剤とともに充填し、加熱かつ加圧してシート状にするとともに、このシート状のものを一定間隔で多数回折り返してプリーツ形状とした消臭フィルタが開示されている。この消臭フィルタは、塵埃の除去を兼ねたものであり、従って、ガスが消臭フィルタのシート材を貫通するような態様で用いられる。
【特許文献１】特開２００３−２４８９６号公報
【特許文献２】特許第３００７３１１号公報
【特許文献３】特開２００４−１００６９１号公報
【特許文献４】特開２００３−３２０２０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
粒状の成形活性炭ないしは破砕活性炭をそのまま容器内に充填する構造は、簡単ではあるものの、通気抵抗が高くなり、低い通気抵抗が要求される用途には適さない。また、ハニカム状に一体成形した成形吸着材例えば成形活性炭は、通気抵抗を低く構成することができるが、成形コストが高く、使用される脱臭器等の装置に対応した個々のハニカム形状に成形するための成形型が必要になるなど、特に、多品種少量生産には適さない。
【０００６】
一方、特許文献２や特許文献４に開示されているように、吸着材を不織布等で挟んでシート状とした吸着シートを用いる場合には、円柱形に巻回したりあるいは襞を折ったプリーツ形状とすることで種々の容量ないし大きさの吸着エレメントを容易に得られる可能性があるが、このような吸着シートは、中間に吸着材が挟み込まれていることから、ある程度の厚みがあり、従って、実際には、あまり細かく折り曲げることができない。例えば、特許文献２では、細かな波板状に折り曲げたシート材を巻回することでハニカム状としているが、実際には、このように波板状に細かく折り曲げることは困難である。またプリーツ形状に折り曲げた場合でも、各々の襞の間隔つまり襞のピッチをある程度大きくしないと、折れ線部分において、表面の不織布が破れてしまうなどの不具合が生じやすい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る吸着エレメントは、複数枚の吸着シートと該吸着シートを積層した状態に保持する保持部材とから大略構成される。上記吸着シートは、両面の通気性を有する不織布ないしは紙の間に吸着材が充填され、かつシート状に構成されたものであって、両側に直線状の側縁を有する外形状、例えば長方形状をなす。上記保持部材は、谷線が直線状をなす複数の襞を折り返し形成してなる紙状シート、例えば濾紙、不織布などからなり、一対の組となる複数の襞が間隔を有して対向配置されている。この保持部材となる紙状シートは、典型的には、対向配置される一対の互いに切り離された紙状シートからなり、それぞれに、互いに対向するように複数の襞が形成される。あるいは、襞が形成された一対の部分を中央部分で連結した形として１枚の紙状シートとして構成することも可能である。そして、上記保持部材の互いに対向する谷部の間に、それぞれ上記吸着シートの側縁が挟み込まれて保持されている。つまり、複数枚の吸着シートは、その両側の側縁部分で保持部材に支持され、複数枚積層された状態に保持される。これらの吸着シートの間には、襞のピッチに対応した間隙が残存し、各々の間隙の両側が保持部材によって閉塞された形となる。従って、ガスは、流路となる各間隙内を、襞の長手方向に沿って、つまり吸着シートの面に沿って案内される。そのため、通気抵抗を小さなものとすることが可能である。
【０００８】
上記の吸着材としては、微細な粒状の活性炭（破砕活性炭もしくは成形活性炭）、シリカ、アルミナ、あるいは吸着作用を奏する種々の金属やその酸化物、等々、吸着すべき成分や要求される特性等に応じて、公知のいかなるものも用いることができる。そして例えば、必要に応じて適宜なバインダを加えて、両面の不織布ないしは紙の間に充填し、加圧・加熱することで、薄いシート状に構成される。なお、吸着シートの具体的な製法はこれに限定されるものではなく、他のいかなる方法であってもよい。
【０００９】
このように構成される本発明の吸着エレメントにおいては、吸着シート自体は平坦なものであり、折り曲げる必要がなく、襞を折った紙状シートからなる保持部材によって、各吸着シートを比較的小さな間隙で積層状態に保持できるので、全体として非常に簡素で、かつ低コストに構成することができる。そして、積層される吸着シートの枚数、そのピッチ、さらには外形状、等を要求に応じて容易に変更することができる。
【００１０】
また本発明の吸着エレメントでは、複数枚の吸着シートが個々に独立しているので、これらの複数枚の吸着シートの中に、異なる吸着材を用いた複数種の吸着シートを含むことができる。これにより、例えば複数種の有害成分をそれぞれに適した吸着材で吸着除去することが可能である。
【００１１】
このように構成された吸着エレメントは、そのまま例えば脱臭器等の装置内に組み込むことも可能であるが、組み合わされた吸着シートや保持部材がばらばらに分解しないように、周囲を何らかの手段で恒久的あるいは一時的に拘束することが望ましい。
【００１２】
一つの態様では、本発明の吸着エレメントは、上記吸着シートを挟み込んだ状態で上記保持部材を外周から拘束する筒状のケースをさらに備えている。好ましくは、上記吸着シートと組み合わされて蛇腹状をなす上記保持部材が、複数の吸着シートの積層方向に圧縮された状態で、上記ケース内に収容されている。ここで、圧縮状態でケース内に挿入された保持部材は、それ自体の復元力（態様によっては厚さ方向に圧縮力を受ける各吸着シートの復元力も加わる）によって蛇腹状に伸長しようとするので、ケース内に内側から圧接する。従って、ケース内で接着等することなく、この圧接力でもって吸着エレメントをケース内に保持させることが可能である。上記ケースとしては、例えば、紙製の角筒状のものとすることができる。
【００１３】
また他の一つの態様では、上記吸着シートと組み合わされて蛇腹状をなす上記保持部材が、複数の吸着シートの積層方向に圧縮された状態で、帯状部材によって外周から拘束されている。この帯状部材は、例えば、予め矩形の環状に連結したものが用いられ、その内側に、圧縮状態とした吸着エレメントを挿入することで、該吸着エレメント外周に取り付けられる。上述したように保持部材は、蛇腹状に伸長しようとするので、その復元力によって帯状部材が抜け止めされるとともに、吸着エレメント全体が分離しないように拘束される。
【００１４】
また他の一つの態様では、上記吸着シートと組み合わされて蛇腹状をなす上記保持部材が、複数の吸着シートの積層方向に圧縮された状態で、接着剤により固定保持されている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、基本的に吸着シートと紙状シートとからなる非常に簡単な構造の吸着エレメントを得ることができる。そして、ガスが各吸着シートの間の間隙を流れるので、通気抵抗を小さなものとすることができ、かつ吸着シートを折り曲げる必要がないので、折り曲げ部分での表面の破れ等の不具合が発生しない。また、積層される吸着シートの枚数、そのピッチ、さらには外形状、等を要求に応じて容易に変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１は、この発明に係る吸着エレメント１を用いた生ゴミ乾燥処理機用脱臭器の分解斜視図であって、この脱臭器は、図示せぬ生ゴミ乾燥処理機の排気通路に介装される細長い矩形のボディ５１と、該ボディ５１の上面開口を覆うようにネジ５２によって取り付けられるカバー５３と、を備え、ボディ５１の内部の一端に送風用のブロアユニット５４が設けられているとともに、このブロアユニット５４と直列に、角柱状をなす本発明の吸着エレメント１が前後の保持金具５５，５６を介して固定保持されるようになっている。
【００１８】
図２および図３は、吸着エレメント１の正面図および側面図であって、この吸着エレメント１は、複数枚の長方形状をなす吸着シート２と、この吸着シート２を両側の側縁２ａ部分で保持する保持部材３と、これらの吸着シート２および保持部材３を外周側で拘束する角筒状の紙製のケース４と、ボディ５１内に装填された状態で周囲の隙間をシールするために上記ケース４の外表面に貼着されたポリウレタンシート５と、から構成されている。
【００１９】
図４および図５は、この吸着エレメント１の製造工程を示しており、以下、これを併せて説明する。上記吸着シート２は、前述した特許文献２，４のものと同様に、両面に通気性を有する不織布ないしは薄い紙を備え、これらの間に吸着材として微細な粒状の活性炭（破砕活性炭もしくは成形活性炭）をホットメルト系バインダとともに充填し、加圧・加熱してシート状に構成したものであって、例えば、所定幅の帯状に連続的に形成するとともに、これを一定の長さ毎に切断することによって、それぞれ長方形状つまり短冊状に構成されている。従って、各吸着シート２の一対の側縁２ａは、互いに平行な直線状をなしている。なお、この実施例では、全ての吸着シート２が同一形状をなす（図４の工程（ａ）参照）。
【００２０】
上記保持部材３は、図４の工程（ｂ）に示すように、この実施例では、互いに切り離された一対の長方形状の紙状シート３Ａ，３Ｂ、例えばポリエステル系の濾紙からなり、各紙状シート３Ａ，３Ｂを一定間隔で折り返すことにより、谷部１１と山部１２とを交互に有するように複数の襞が形成されている。この襞を備えた一対の紙状シート３Ａ，３Ｂは、互いに同一の形状を有しており、かつ、互いに対称となるように対向して配置される。従って、一方の紙状シート３Ａと他方の紙状シート３Ｂとの間で、同じ数の襞が一対の組として互いに対向した形となる。上記の谷部１１と山部１２は、同じＶ字形断面形状をなすが、ここでは、互いに対向配置したときに、外側へ突出する部分を谷部１１と呼び、内側へ突出する部分を山部１２と呼ぶ。谷部１１の折れ線つまり谷線は、いずれも直線状であり、かつ本実施例では、展開した紙状シート３Ａ，３Ｂの上で、互いに平行となっている。
【００２１】
保持部材３となる上記の一対の紙状シート３Ａ，３Ｂは、そのまま互いに分離独立した状態で用いることができ、図２，図３には、このような分離した状態の保持部材３の例が示されている。一方、図４の工程（ｂ），（ｃ）に示すように、襞を折った一対の紙状シート３Ａ，３Ｂの両端に、例えば同じ濾紙からなる長方形状のサイドシート１３をそれぞれ組み合わせるようにしてもよい。このサイドシート１３は、その両側縁１３ａが、襞を折った紙状シート３Ａ，３Ｂの端縁（襞の最後の辺）に、例えば接着剤により接合される。あるいは超音波等により加熱して接合してもよい。また接合せずに、側縁１３ａをＶ字形に折り曲げて、一対の紙状シート３Ａ，３Ｂの端末の襞に挟み込むようにしてもよい。なお、上記サイドシート１３に相当する部分を含む一連の形状に、保持部材３全体を１枚の紙状シートから構成することも可能である。
【００２２】
上記の保持部材３に対し、図４の工程（ｄ），（ｅ）に示すように、吸着シート２の各々が、保持部材３の互いに対向する一対の谷部１１の間にそれぞれ挿入される。つまり、各吸着シート２の側縁２ａがそれぞれ襞の谷部１１に挟み込まれた状態に保持され、これにより、複数枚の吸着シート２が一定間隔で積層された状態に配置される。なお、吸着シート２の長さ（側縁２ａに沿った方向の寸法）と、紙状シート３Ａ，３Ｂの襞に沿った長さ寸法とは、互いに一致している。
【００２３】
これによって、吸着エレメント１の基本的な構成が完成するが、本実施例では、このものがさらに角筒状のケース４内に挿入される。すなわち、保持部材３と複数枚の吸着シート２とを組み合わせてなる蛇腹状の基本的な吸着エレメント１が、図４の工程（ｆ）のように、矢印Ｇの方向に押圧することにより圧縮され、この状態で、図５の工程（ｇ），（ｈ）に示すように、予め角筒状に構成したケース４内に挿入される。なお、ケース４は、例えば保持部材３と同様の濾紙からなり、接着剤もしくは超音波接着等により角筒状に接合されている。圧縮状態でケース４内に挿入された基本的な吸着エレメント１は、襞を折った保持部材３自体の復元力ならびに厚さ方向に圧縮力を受ける各吸着シート２の復元力によって、再び蛇腹状に伸長しようとするため、ケース４の対向する一対の壁部４ａ，４ｂの内側に圧接し、この圧接力自体でもってケース４に固定保持される。また、保持部材３はある程度圧縮された状態に維持されるため、その谷部１１に挟まれた吸着シート２が抜け落ちることはない。従って、工程（ｉ）に示すように、ケース４を備えた吸着エレメント１が一体に組み立てられた状態に得られる。ここで、保持部材３の各山部１２の稜線は、ケース４の残りの対向する２つの壁部４ｃ，４ｄの内側に、隙間なく近接している。なお、ケース４の外表面に設けられるポリウレタンシート５は、工程（ｉ）の後に、ケース４の外表面に接着剤等を用いて接着してもよく、あるいは、吸着シート２挿入前の工程（ｇ）の段階でケース４外表面に設けておくようにしてもよい。
【００２４】
このように構成された吸着エレメント１は、多数の吸着シート２が僅かな間隙１５を介して積層された形となり、各々の間隙１５を通してケース４の長手方向に沿って空気が通流し、その間に、間隙１５に隣接する吸着シート２によって臭気成分が吸着除去される。従って、十分に低い通気抵抗に設定することが可能である。また、全体が紙もしくは不織布によって構成されているため、活性炭を含め、焼却処分が可能であり、その廃棄が容易となる。そして、本実施例のようにケース４を備えた構成では、吸着エレメント１をいわゆるカートリッジ式に取り扱うことが可能であり、その取り扱いや脱臭器のボディ５１に対する脱着作業等が容易となる。なお、ケース４の材質としては、濾紙の他に、種々の紙、不織布、合成樹脂、等を用いることができる。
【００２５】
また、上記実施例では、複数の吸着シート２は、同一の構成であるが、異なる特性の吸着材をそれぞれ用いた複数種の吸着シート２を準備し、これらを適宜に組み合わせて１つの吸着エレメント１として構成することも可能である。
【００２６】
次に、図５の工程（ｊ），（ｋ）は、上記実施例のケース４に代えて、一対の帯状部材１６により外周の拘束を行うようにした実施例を示している。上記帯状部材１６は、例えば所定幅のテープ状の紙（例えば濾紙）を矩形の環状に接合したものであって、上述したケース４の際と同様に、保持部材３と吸着シート２とからなる基本的な吸着エレメント１を圧縮状態としつつ、その外周に挿入される。前述したように、圧縮状態で帯状部材１６の内周に挿入された基本的な吸着エレメント１は、その復元力によって、再び蛇腹状に伸長しようとするため、帯状部材１６に内側から圧接し、ケース４を具備する場合と全く同様に、吸着エレメント１全体が一体化された状態に保持されることになる。なお、帯状部材１６として、細い紐状のもの、ゴム材からなるもの、等を用いることも可能である。さらに、帯状部材１６の吸着エレメント１への装着は、恒久的あるいは一時的のいずれでもよく、すなわち、帯状部材１６を装着した状態のまま脱臭器等の装置内に組み込むようにしても、あるいは装置内への組み込み前に帯状部材１６を取り外して基本的な吸着エレメント１のみを装置内に組み込むようにしても、いずれでもよい。
【００２７】
また、図５の工程（ｍ）は、やはりケース４を具備しない実施例を示しており、この実施例では、工程（ｆ）に示すように圧縮された状態において、襞を折った紙状シート３Ａ，３Ｂの外表面に、適度な粘性を有する接着剤１８が、連続した帯状に塗布され、これが硬化することによって、保持部材３が圧縮状態のままに固定保持されている。なお、上記接着剤１８は、適宜な間隔を置いて複数本（例えば２本）平行に塗布されている。
【００２８】
次に、この発明を、特許文献３のような蒸発燃料処理装置の吸着材カートリッジとして利用される吸着エレメント１に適用した実施例を、図６および図７に基づいて説明する。なお、この実施例も、基本的な構成は、前述した実施例と変わりがないので、主に、その異なる点について説明する。
【００２９】
図６および図７は、吸着エレメント１の正面図および側面図であって、この吸着エレメント１は、前述した実施例と同じく、複数枚の長方形状をなす吸着シート２と、この吸着シート２を両側の側縁２ａ部分で保持する保持部材３と、これらの吸着シート２および保持部材３を外周側で拘束する角筒状の紙製のケース４と、から構成されており、さらに、ケース４の両端開口に、網状のフィルタ２１を備えている。
【００３０】
この実施例では、ケース４の長手方向の長さが、保持部材３および吸着シート２よりも長く設定されており、前述した図５の工程（ｈ），（ｉ）のように保持部材３を吸着シート２とともにケース４内に挿入したときに、ケース４の両端に余剰部４ｅが生じるようになっている。そして、この余剰部４ｅを、図７に示すように、その突出長の半分の位置からケース４内側へ折り返すことによって、ケース４内の保持部材３および吸着シート２の移動がより確実に規制されている。また、上記フィルタ２１は、気体中の塵埃の除去、さらには、切り落とされたままの状態となっている吸着シート２の端縁（特にケース４の開口に向かう端縁）からこぼれ落ちた活性炭粒子が、蒸発燃料処理装置の下流側ひいては内燃機関の吸気系へ侵入することがないように設けられているものであって、例えば、合成樹脂製の網を複数枚重ね合わせた上で、その周囲の部分を、上記のケース４の余剰部４ｅの折り返し部分の内側に挟み込むことによって、ケース４端部開口に取り付けられている。
【００３１】
なお、短冊状の吸着シート２を形成する際に、ケース４の両端開口に向かう端縁部分さらには側縁部分を、例えば両面の紙ないしは不織布の端縁同士の接着により袋状に閉じたり、接着剤等で固める構成とすることも可能である。このように吸着シート２の端縁が閉じた構成とすれば、該端縁からの活性炭粒子の脱落の虞がないので、ケース４の両端のフィルタ２１は省略することができる。
【００３２】
蒸発燃料処理装置用の吸着エレメント１としては、前述した脱臭器用の吸着エレメント１と異なり、ガソリン等の燃料成分に対する耐性が必要であるので、保持部材３やケース４を構成する紙材料としては、一般に燃料フィルタに使用されている濾紙、例えばポリエステル系の濾紙が好ましい。そして、ケース４の各部の接合などには、接着剤を用いることなく、例えば超音波接着等により接合することが望ましい。
【００３３】
また、ケース４を構成する濾紙として、特に、予め波状のコルゲート加工がなされた濾紙を用いるようにすれば、蒸発燃料処理装置のケーシング内に装填したときに、このケース４自体が多少のクッション性を有するものとなり、前述した実施例のポリウレタンシート５のようなクッション部材を用いることなく、蒸発燃料処理装置内部でのがたつきなどを回避することができる。
【００３４】
なお、吸着シート２に充填される吸着材としては、活性炭に限られず種々の材料が使用可能であり、また従来から知られているように、燃料成分の吸着，脱離性能を高めるために、蓄熱材を混合することも可能である。
【００３５】
また実施例では、ケース４両端のフィルタとして網状のフィルタ２１を例示したが、これに限られず、濾紙、不織布、ウレタン（シート状、マット状）等を用いることができる。図８は、一例として、ケース４両端の余剰部４ｅの内側に、厚みを有する不織布からなるフィルタ２２を装着した実施例を示している。なお、このようなフィルタ２１，２２は、前述した脱臭器用の吸着エレメント１においても採用することができ、また、上記のようなケース４の余剰部４ｅを設けることなく、吸着エレメント１の端部に配置するようにしてもよい。
【００３６】
以上、いくつかの実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、前述した実施例では、吸着エレメント全体が単純な角筒状となっているが、個々の吸着シート２の外形状や保持部材３の襞のレイアウトの変更、などにより、種々の異形状に構成することもできる。上記実施例では、多数の吸着シートは同一外形状を有するが、必ずしもこれに限定されず、例えば、徐々に幅寸法（一対の側縁の間の寸法）が変化する複数枚の吸着シートを用いても本発明の吸着エレメントは構成し得る。また、脱臭器や蒸発燃料処理装置のみならず、種々の用途に適用が可能であり、例えば、吸着エレメントに保持させた水分を徐々に放出させる加湿材のような用途に利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の吸着エレメントが用いられる生ゴミ乾燥処理機用脱臭器の分解斜視図。
【図２】吸着エレメントの一実施例を示す正面図。
【図３】この吸着エレメントのケースの一部を切り欠いて示す側面図。
【図４】この吸着エレメントの製造工程を示す工程説明図。
【図５】図４に続く工程説明図。
【図６】蒸発燃料処理装置に用いられる吸着エレメントの一実施例を示す正面図。
【図７】この吸着エレメントのケースの一部を切り欠いて示す側面図。
【図８】厚みのあるフィルタを用いた変形例を示す図７と同様の側面図。
【符号の説明】
【００３８】
１…吸着エレメント
２…吸着シート
３…保持部材
４…ケース
１６…帯状部材  
【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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