(57)【要約】【課題】水流スイッチ内を流れる湯水の流量が一時的に変動した場合であっても、誤検知を抑制することができる水流スイッチを提供する。【解決手段】本発明の一態様に係る水流スイッチは、湯水が流入する流入口と、湯水が流出する流出口と、内壁面とを有し、流入口及び流出口に接続され、かつ内壁面により画される流路が内部に設けられたケースと、フラッパ本体と、流路内においてフラッパ本体を流入口から流出口に向かう方向に回動可能に支持する軸とを有するフラッパとを備える。ケースは、内壁面から流路に向かって突出する第１リブを有する。第１リブは、流入口と流路とが接続している部分と流出口と流路とが接続している部分との間に配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯水が流入する流入口と、前記湯水が流出する流出口と、内壁面とを有し、前記流入口及び前記流出口に接続され、かつ前記内壁面により画される流路が内部に設けられたケースと、
フラッパ本体と、前記流路内において前記フラッパ本体を前記流入口から前記流出口に向かう方向に回動可能に支持する軸とを有するフラッパとを備え、
前記ケースは、前記内壁面から前記流路に向かって突出する第１リブを有し、
前記第１リブは、前記流入口と前記流路とが接続している部分と前記流出口と前記流路とが接続している部分との間に配置される、水流スイッチ。
【請求項２】
前記ケースは、前記内壁面から前記流路に向かって前記第１リブと間隔を置いて対向するように突出する第２リブをさらに有する、請求項１に記載の水流スイッチ。
【請求項３】
前記ケースは、底面と、側面とを含む凹部を有するケース本体と、前記凹部を覆い、かつ前記底面と対向するように前記ケース本体に取り付けられる蓋体とにより構成され、
前記内壁面は、前記底面と、前記側面と、前記蓋体の前記底面と対向する側の面とにより構成され、
前記第１リブは、前記底面に設けられ、
前記第２リブは、前記蓋体の前記底面と対向する面に設けられる、請求項２に記載の水流スイッチ。
【請求項４】
前記フラッパ本体は、第１部分と、前記第１部分よりも前記軸から離れた位置に配置され、かつ前記第１部分から前記流入口に向かう方向に折れ曲がる第２部分とを有し、
前記第２部分は、前記フラッパ本体が前記流出口側に最も回動した状態において、前記第１リブよりも前記流出口側に位置する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の水流スイッチ。
【請求項５】
前記フラッパ本体が前記流出口側に最も回動した状態において、前記第２部分の延在方向と前記第１リブの延在方向とがなす角度は、０°±１０°である、請求項４に記載の水流スイッチ。
【請求項６】
循環流路と、
バーナと、
前記循環流路上に配置され、かつ前記バーナが発する燃焼ガスと前記湯水との間で熱交換を行う熱交換器と、
前記循環流路上に配置される請求項１〜５のいずれか１項に記載の前記水流スイッチとを備え、
前記バーナは、前記フラッパ本体が前記流出口側に最も回動している際に、前記燃焼ガスを発する、温水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水流スイッチ及び温水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水流スイッチとして、特開２０００−２８４０５号公報（特許文献１）に記載されている流量検出器及び特開２０１６−４５９９０号公報（特許文献２）に記載されている流量検出器が知られている。
【０００３】
特許文献１に記載されている流量検出器は、本体ケースと、水流応動レバーとを有している。本体ケースは、内部に設けられた通水路と、通水路に連通する流入口及び流出口とを有している。水流応動レバーは、通水路内において、流入口から流出口に向かう方向に回動可能に本体ケースに支持されている。水流応動レバーは、マグネットを有している。水流応動レバーは、通水路内を流れる水流を受けて流出口側に回動する。この際のマグネットによる磁界変化は、本体ケースの外側に配置されている検出スイッチにより検出される。これにより、通水路内における水流が検知される。
【０００４】
特許文献２に記載されている流量検出器は、ケースと、フラッパとを有している。ケースは、内部に設けられた流体管路と、流体管路に接続される流入口及び流出口とを有している。フラッパは、流入口から流出口に向かう方向に回動可能にケースに取り付けられている。フラッパは、マグネットを有している。フラッパは、流体管路内を流れる水流を受けて流出口側に回動する。この際のマグネットによる磁界変化は、ケースの外側に配置されているリードスイッチにより検知される。これにより、流体管路内を流れる水流が検知される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２８４０５号公報
【特許文献２】特開２０１６−４５９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び特許文献２に記載されている流量検出器においては、流量検出器内を流れる湯水の流量が一時的に変動した場合に、水流応動レバー又はフラッパが流入口側に回動しやすい。その結果、特許文献１及び特許文献２に記載されている流量検出器は、流量検出器内を流れる湯水の流量が一時的に変動した場合に、内部に湯水が流れていないものと誤検知するおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。具体的には、本発明は、湯水の流量が一時的に変動した場合であっても、誤検知を抑制することができる水流スイッチ及び温水装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る水流スイッチは、湯水が流入する流入口と、湯水が流出する流出口と、内壁面とを有し、流入口及び流出口に接続され、かつ内壁面により画される流路が内部に設けられたケースと、フラッパ本体と、流路内においてフラッパ本体を流入口から流出口に向かう方向に回動可能に支持する軸とを有するフラッパとを備える。
【０００９】
ケースは、内壁面から流路に向かって突出する第１リブを有する。第１リブは、流入口と流路とが接続している部分と流出口と流路とが接続している部分との間に配置される。本発明の一態様に係る水流スイッチによると、水流スイッチ内を流れる湯水の流量が一時的に変動した場合であっても、誤検知を抑制することができる。
【００１０】
上記の水流スイッチにおいて、ケースは、内壁面から流路に向かって第１リブと間隔を置いて対向するように突出する第２リブをさらに有していてもよい。この場合には、水流スイッチ内を流れる湯水の流量が一時的に変動したとしても、誤検知を抑制することができる。
【００１１】
上記の水流スイッチにおいて、ケースは、底面と、側面とを含む凹部を有するケース本体と、凹部を覆い、かつ底面と対向するようにケース本体に取り付けられる蓋体とにより構成されていてもよい。上記の水流スイッチにおいて、内壁面は、底面と、側面と、蓋体の底面に対向する側の面とにより構成されていてもよい。第１リブは、底面に設けられ、第２リブは、蓋体の底面と対向する面に設けられていてもよい。この場合、水流スイッチ内を流れる湯水の流量が一時的に変動したとしても、誤検知を抑制することができる。
【００１２】
フラッパ本体は、第１部分と、第１部分よりも軸から離れた位置に配置され、かつ第１部分から流入口に向かう方向に折れ曲がる第２部分とを有していてもよい。第２部分は、フラッパ本体が流出口側に最も回動した状態において、第１リブよりも流出口側に位置していてもよい。この場合、水流スイッチ内を流れる湯水の流量が一時的に変動したとしても、誤検知をより確実に抑制することができる。
【００１３】
上記の水流スイッチにおいて、第２部分の延在方向と第１リブの延在方向とがなす角度は、フラッパ本体が流出口側に最も回動した状態において０°±１０°であってもよい。この場合、水流スイッチ内を流れる湯水の流量が一時的に変動したとしても、誤検知をさらに確実に抑制することができる。
【００１４】
本発明の一態様に係る温水装置は、循環流路と、バーナと、熱交換器と、上記の水流スイッチとを備える。熱交換器は、循環流路上に配置され、かつバーナが発する燃焼ガスと湯水との間で熱交換を行う。水流スイッチは、循環流路上に配置される。バーナは、上記の水流スイッチのフラッパ本体が最も流出口側に回動している際に、燃焼ガスを発する。本発明の一態様に係る温水装置によると、循環流路を流れる湯水の流量が一時的に変動した際に、バーナの動作が不安定となることを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一態様に係る水流スイッチによると、水流スイッチ内を流れる湯水の流量が一時的に変動した場合であっても、誤検知を抑制することができる。本発明の一態様に係る温水装置によると、循環流路を流れる湯水の流量が一時的に変動した際に、バーナの動作が不安定となることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係る水流スイッチの上面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩにおける断面図である。
【図３】実施形態に係る水流スイッチの側面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶにおける断面図である。
【図５】実施形態に係る水流スイッチの動作を示す模式図である。
【図６】実施形態に係る温水装置の模式図である。
【図７】実施形態に係る水流スイッチにおける第１リブ及び第２リブの作用を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（実施形態に係る水流スイッチの構成）
以下に、実施形態に係る水流スイッチの構成について、図１〜図４を参照して、説明する。なお、各図中同一又は相当部分には同一符号を付している。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。さらに、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は、図面の明瞭化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表すものではない。
【００１８】
図１（なお、図１においては、水流スイッチの内部構造が明らかになるように、蓋体１２の図示が省略してある）〜図４に示すように、実施形態に係る水流スイッチは、ケース１と、フラッパ２とを有している。
【００１９】
ケース１は、ケース本体１１と、蓋体１２とを有している。ケース本体１１は、凹部１３を有している。ケース本体１１は、凹部１３において窪んでいる。凹部１３は、底面１３ａと、側面１３ｂとを有している。蓋体１２は、凹部１３を覆い、かつ底面１３ａに対向するように、ケース本体１１に取り付けられている。底面１３ａ、側面１３ｂ及び蓋体１２の底面１３ａに対向する側の面は、ケース１の内壁面１ａを構成している。以下においては、蓋体１２の底面１３ａと対向する側の面を、内側面１２ａという。ケース１の内壁面１ａは、ケース１の内部に設けられた流路１ｂを画している。
【００２０】
ケース１は、流入口１４と、流出口１５とを有している。より具体的には、流入口１４及び流出口１５は、ケース本体１１に設けられている。流入口１４及び流出口１５は、内部が中空となっている。流入口１４は、接続部分１４ａにおいて、流路１ｂに接続されている。流入口１４からは、検知対象となる湯水が流入する。流出口１５は、接続部分１５ａにおいて、流路１ｂと接続されている。流出口１５からは、検知対象となる湯水が流出する。
【００２１】
ケース１は、第１リブ１６ａと、第２リブ１６ｂとを有している。第１リブ１６ａ及び第２リブ１６ｂは、内壁面１ａから流路１ｂに向かって突出している。第１リブ１６ａ及び第２リブ１６ｂは、互いに対向している。第１リブ１６ａ及び第２リブ１６ｂは、互いに離間して配置されている。なお、ケース１は、第１リブ１６ａ及び第２リブ１６ｂの少なくとも一方を有していればよい。
【００２２】
具体的には、第１リブ１６ａは、底面１３ａに設けられている。第２リブ１６ｂは、内側面１２ａに設けられている。第１リブ１６ａ及び第２リブ１６ｂは、流入口１４から流出口１５に向かう方向と交差する方向に延在している。第１リブ１６ａと第２リブ１６ｂとは、平行に延在している。
【００２３】
フラッパ２は、流路１ｂ内に配置されている。フラッパ２は、フラッパ本体２１と、軸２２と、マグネット２３とを有している。
【００２４】
軸２２は、内壁面１ａに取り付けられている。軸２２は、内側面１２ａに取り付けられている。軸２２は、底面１３ａに取り付けられていてもよい。軸２２は、中心軸が底面１３ａ又は内側面１２ａと垂直になるように、取り付けられていてもよい。
【００２５】
フラッパ本体２１には、穴２１ａが設けられている。フラッパ本体２１は、穴２１ａに軸２２が挿入されることにより、流路１ｂ内において回動可能に支持されている。フラッパ本体２１は、流入口１４から流出口１５に向かう方向に回動可能となっている。
【００２６】
以下においては、流入口１４側に最も回動している場合のフラッパ本体２１の位置を、第１位置という。また、以下においては、流出口１５側に最も回動している場合のフラッパ本体２１の位置を、第２位置という。
【００２７】
フラッパ本体２１は、第１部分２１ｂと、第２部分２１ｃと、第３部分２１ｄと、第４部分２１ｅとを有している。第３部分２１ｄ及び第４部分２１ｅは、軸２２の延在方向と交差するように第１部分２１ｂから折れ曲がっている。第３部分２１ｄ及び第４部分２１ｅは、互いに対向している。第３部分２１ｄ及び第４部分２１ｅには、穴２１ａが設けられている。
【００２８】
第２部分２１ｃは、第１部分２１ｂよりも穴２１ａから離れている。このことを別の観点からいえば、第２部分２１ｃは、第１部分２１ｂよりも軸２２から離れた位置に配置されている。第２部分２１ｃは、第１部分２１ｂから折れ曲がっている。より具体的には、第２部分２１ｃは、流入口１４に向かう方向に第１部分２１ｂから折れ曲がっている。
【００２９】
フラッパ本体２１が第２位置にある際、第１リブ１６ａの延在方向と第２部分２１ｃの延在方向とは、角度θをなしている。角度θは、０°±１０°であることが好ましい。なお、上記のとおり、第２リブ１６ｂは第１リブ１６ａと平行に延在しているため、フラッパ本体２１が第２位置にある際、第２リブ１６ｂの延在方向と第２部分２１ｃの延在方向とは、角度θをなしている。
【００３０】
第１リブ１６ａ及び第２リブ１６ｂは、流入口１４と流路１ｂとが接続している部分と流出口１５と流路１ｂとが接続している部分の間（接続部分１４ａと接続部分１５ａとの間）に配置される。第１リブ１６ａ及び第２リブ１６ｂは、フラッパ本体２１が第２位置まで回動している際に、第２部分２１ｃが、第１リブ１６ａ及び第２リブ１６ｂよりも流出口１５側に位置するように配置されることが好ましい。
【００３１】
実施形態に係る水流スイッチは、近接スイッチ３を有している。近接スイッチ３は、マグネット２３による磁界変化を検知する。近接スイッチ３は、ケース１の外側に配置される。より具体的には、近接スイッチ３は、フラッパ本体２１が第２位置まで回動している場合に、マグネット２３との距離が最短となる位置に配置される。
【００３２】
（実施形態に係る水流スイッチの動作）
以下に、実施形態に係る水流スイッチの動作を、図５を参照して説明する。図５（Ａ）に示すように、流入口１４から検知対象となる湯水が流入していない場合、フラッパ本体２１には、湯水からの水圧が作用しない。そのため、フラッパ本体２１は、第１位置にある。その結果、マグネット２３と近接スイッチ３との距離が離れており、水流スイッチはオフ状態となる。
【００３３】
他方、図５（Ｂ）に示すように、流入口１４から検知対象となる湯水が流入している場合（図５（Ｂ）において、湯水の流れは実線矢印で示されている）、フラッパ本体２１には、湯水からの水圧が作用する。そのため、フラッパ本体２１は、湯水からの水圧により第２位置まで回動する。その結果、マグネット２３と近接スイッチ３との距離が近づき、水流スイッチはオン状態となる。
【００３４】
（実施形態に係る温水装置の構成）
以下に、図６を参照して実施形態に係る温水装置１００の構成を説明する。実施形態に係る温水装置１００は、図６に示すように、循環流路４と、水流スイッチ５と、熱交換器６と、バーナ７と、ポンプＰとを有している。
【００３５】
水流スイッチ５及び熱交換器６は、循環流路４上に配置されている。なお、水流スイッチ５は、上記の実施形態に係る水流スイッチである。バーナ７は、熱交換器６の近傍に配置されている。バーナ７は、水流スイッチ５がオン状態にある場合に燃焼ガスを発し、水流スイッチ５がオフ状態にある場合に燃焼ガスを発しないように制御されている。ポンプＰは、循環流路４上に配置される。ポンプＰは、循環流路４を介して、浴槽８内の湯水を循環させる。
【００３６】
循環流路４は、浴槽８内の湯水を加熱して再び浴槽８に戻すように循環させるための流路である。循環流路４は、第１配管４１と、第２配管４２と、第３配管４３とを有している。
【００３７】
第１配管４１は、一方端において、浴槽８の循環アダプタ８１の吸入口に接続されている。第１配管４１は、他方端において、水流スイッチ５の流入口１４に接続されている。第２配管４２は、一方端において、水流スイッチ５の流出口１５に接続されている。第２配管４２は、他方端において、熱交換器６の一方端に接続されている。第３配管４３は、一方端において、熱交換器６の他方端に接続されている。第３配管４３は、他方端において、浴槽８の循環アダプタ８１の吐出口に接続されている。
【００３８】
（実施形態に係る温水装置の動作）
以下に、実施形態に係る温水装置１００の動作について説明する。実施形態に係る温水装置１００が追い焚き動作を行う際、浴槽８内の湯水は、循環アダプタ８１の吸入口、第１配管４１及び水流スイッチ５の流入口１４を介して、水流スイッチ５の流路１ｂを流れる。この湯水が流れている際は、この湯水の水圧により、フラッパ本体２１が第２位置まで回動することによりマグネット２３と近接スイッチ３とが近づく。すなわち、この際には、水流スイッチ５がオン状態とされる。その結果、バーナ７が燃焼ガスを発し、熱交換器６がこの湯水と燃焼ガスとの間で熱交換を行うことにより、循環流路４を流れる浴槽８内の湯水が加熱される。
【００３９】
他方、浴槽８内の湯水が循環流路４を流れていない場合（すなわち、この湯水が水流スイッチ５の流路１ｂを流れていない場合）、フラッパ本体２１はこの湯水から水圧を受けない。そのため、フラッパ本体２１は第１位置にあり、水流スイッチ５は、オフ状態となる。その結果、バーナ７は燃焼ガスを発生させず、熱交換器６の空焚きが防止される。
【００４０】
（実施形態に係る水流スイッチ及び温水装置の効果）
以下に、実施形態に係る水流スイッチ及び温水装置１００の効果について説明する。まず、図７を参照して、実施形態に係る水流スイッチの効果を説明する。
【００４１】
水流スイッチ内を流れる検知対象となる湯水の流量は、一時的に変動する場合がある。水流スイッチが第１リブ１６ａ及び第２リブ１６ｂを有していない場合、水流スイッチ内を流れる検知対象となる湯水の流量が一時的に減少すると、フラッパ本体２１は、第２位置から流入口１４に向かう方向に回動しようとする。その結果、水流スイッチ内に検知対象となる湯水が流れているにもかかわらず、水流スイッチは、オフ状態となってしまう。
【００４２】
すなわち、水流スイッチが第１リブ１６ａ及び第２リブ１６ｂを有しない場合、水流スイッチ内を流れる湯水の流量が一時的に変動することにより、水流スイッチの誤検知が引き起こされてしまうおそれがある。
【００４３】
上記のとおり、実施形態に係る水流スイッチは、第１リブ１６ａ及び第２リブ１６ｂの少なくとも一方を有している。そのため、第１リブ１６ａ及び第２リブ１６ｂの少なくとも一方が設けられている位置においては、検知対象となる湯水が流れる流路１ｂが部分的に狭くなっている。
【００４４】
その結果、図７に示すように、オリフィス効果（流路が狭くなる部分において、流路を流れる流体の流速が上昇する効果）により、第１リブ１６ａ及び第２リブ１６ｂの少なくとも一方が設けられている位置において、検知対象となる湯水の流速が速くなる。
【００４５】
なお、第１リブ１６ａ及び第２リブ１６ｂの双方が設けられている場合、流路１ｂの間隔がさらに狭くなるので、その部分における湯水の流速はさらに速くなる。
【００４６】
そのため、実施形態に係る水流スイッチにおいては、水流スイッチ内を流れる検知対象となる湯水の流量が一時的に変動したとしても、湯水の流速が維持されやすく、フラッパ本体２１が第２位置から流入口１４に向かう方向に回動しにくい。したがって、実施形態に係る水流スイッチによると、水流スイッチ内を流れる検知対象となる湯水の流量が一時的に変動した場合の誤検知を抑制することができる。
【００４７】
第２部分２１ｃは、第１部分２１ｂよりも軸２２から離れた位置にある。そのため、第２部分２１ｃに流速が速い湯水が接触する場合、フラッパ本体２１を流出口１５側に回動させようとするモーメントが大きくなる。
【００４８】
フラッパ本体２１が第２位置にある際に第２部分２１ｃが第１リブ１６ａ及び第２リブ１６ｂよりも流出口１５側に位置している場合、オリフィス効果により流速が速くなった検知対象となる湯水が、第２部分２１ｃに接触する。そのため、この場合には、水流スイッチ内を流れる検知対象となる湯水の流量が一時的に変動した場合の誤検知をさらに抑制することができる。
【００４９】
実施形態に係る水流スイッチにおいて、角度θが０°±１０°である場合、水流スイッチ内を流れる検知対象となる湯水からの水圧が、第２部分２１ｃに直角に近い角度で作用する。その結果、フラッパ本体２１を流出口１５側に回動させようとするモーメントが大きくなり、フラッパ本体２１が、流出口１５側に回動しやすくなる。そのため、この場合には、水流スイッチ内を流れる検知対象となる湯水の流量が一時的に変動した場合の誤検知をさらに抑制することができる。
【００５０】
次に、実施形態に係る温水装置１００の効果について説明する。上記のとおり、水流スイッチ５が第１リブ１６ａ及び第２リブ１６ｂを有しない場合、循環流路４を流れる湯水の流量が一時的に変化した際、水流スイッチ５がオフ状態とされてしまうおそれがある。また、上記のとおり、水流スイッチ５がオフ状態とされると、バーナ７は燃焼ガスを発しないように制御される。
【００５１】
他方、循環流路４を流れる湯水の流量が元に戻ると、フラッパ本体２１が再び第２位置まで回動することにより、水流スイッチ５が再びオン状態となる。その結果、循環流路４を流れる湯水の流量が元に戻ると、バーナ７は、再び燃焼ガスを発することになる。すなわち、水流スイッチ５が第１リブ１６ａ及び第２リブ１６ｂを有しない場合、循環流路４を湯水が流れているにもかかわらず、循環流路４を流れる湯水の流量が変動することにより、バーナ７の動作が不安定となる。
【００５２】
上記のとおり、水流スイッチ５が第１リブ１６ａ及び第２リブ１６ｂを有している場合は、循環流路４を流れる湯水の流量が変動したとしても、水流スイッチ５がオン状態からオフ状態に切り替わりにくい。そのため、実施形態に係る温水装置１００によると、循環流路４を流れる湯水の流量が変動したとしても、バーナ７の動作を安定させることができる。
【００５３】
今回開示された実施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実施の形態ではなく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。
【符号の説明】
【００５４】
１  ケース、１ａ  内壁面、１ｂ  流路、１１  ケース本体、１２  蓋体、１２ａ  内側面、１３  凹部、１３ａ  底面、１３ｂ  側面、１４  流入口、１４ａ  接続部分、１５  流出口、１５ａ  接続部分、１６ａ  第１リブ、１６ｂ  第２リブ、２  フラッパ、２１  フラッパ本体、２１ａ  穴、２１ｂ  第１部分、２１ｃ  第２部分、２１ｄ  第３部分、２１ｅ  第４部分、２２  軸、２３  マグネット、３  近接スイッチ、４  循環流路、４１  第１配管、４２  第２配管、４３  第３配管、５  水流スイッチ、６  熱交換器、７  バーナ、８  浴槽、８１  循環アダプタ、１００  温水装置、θ  角度、Ｐ  ポンプ。
【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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