(57)【要約】【課題】  濾過した空気がフィルタの汚れで再汚染されることがなく、組み込まれている全てのフィルタを最後まで無駄なく使用することができるフィルタ装置を提供し、また、前記フィルタ装置におけるフィルタ交換方法を提供する。【解決手段】  前方から外部の空気が導入される空気流路Ｘ内にフィルタａ〜ｄが保持された前部フィルタ保持部７とフィルタｅ、ｆが保持された後部フィルタ保持部８が設けられ、これらの保持部７、８の間に汚れ検出センサ１１が設けられている。汚れ検出センサがフィルタｄの汚れを検出したら、先頭のフィルタａを抜き取り、後続のフィルタｂ〜ｆを順次前方に移し換え、後部フィルタ保持部８の最後尾に新しいフィルタｇを差し込む。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前端から外部の空気が導入される空気流路内に、同一仕様のフィルタを通風方向に複数並べて、それぞれのフィルタを交換自在に保持する前部フィルタ保持部と、
前部フィルタ保持部の最後尾の保持位置に保持されるフィルタと隙間を有してその後方に前記それぞれのフィルタと同一仕様の１枚乃至複数枚のフィルタを交換自在に保持する後部フィルタ保持部と、
前記隙間内に設けられ、前部フィルタ保持部の最後尾の保持位置に保持されているフィルタの汚れを検出する汚れ検出センサと、
前記汚れ検出センサによって検出される汚れが所定の閾値に達した時に報知信号を発する報知手段とを備えたことを特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたフィルタ装置において、後部フィルタ保持部に保持されるフィルタが１枚の場合のフィルタ交換方法であって、
報知手段が報知信号を発したときに、前部フィルタ保持部の先頭の保持位置に保持されているフィルタを取り外して、後続のフィルタを順次前方の保持位置に移し替え、後部フィルタ保持部に保持されているフィルタを前部フィルタ保持部の最後尾の保持位置に移し換えるとともに、後部フィルタ保持部には、新しいフィルタを装着することを特徴とするフィルタ交換方法。
【請求項３】
請求項１に記載されたフィルタ装置において、後部フィルタ保持部に保持されるフィルタが複数枚の場合のフィルタ交換方法であって、
報知手段が報知信号を発したときに、前部フィルタ保持部の先頭の保持位置に保持されているフィルタを取り外して、後続のフィルタを順次前方の保持位置に移し替え、後部フィルタ保持部の先頭に保持されているフィルタを前部フィルタ保持部の最後尾の保持位置に移し換えるとともに、後部フィルタ保持部の後続のフィルタを順次前方の保持位置に移し換え、後部フィルタ保持部の最後尾の保持位置に新しいフィルタを装着することを特徴とするフィルタ交換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気浄化装置用のフィルタ装置に関し、また、前記フィルタ装置におけるフィルタ交換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の、空気流路内に複数の乾式フィルタを配列した構造の空気浄化装置においては、例えば、特許文献１や特許文献２に記載されているように、汚れてきたフィルタを交換する方法として、空気流路に沿って並べて保持されている複数のフィルタのうち、先頭（最上流側）の保持位置に保持されている、最も汚れているフィルタを取り外して廃棄するとともに、途中の保持位置で使用されているフィルタは廃棄せずに順次上流側の保持位置に移し換えて再利用し、フィルタを移動して空いた最後尾（最下流側）の保持位置には新品のフィルタをセットする方法が提案されている。
【０００３】
このような、フィルタ交換方法によれば、フィルタ交換時にまだ濾過能力が残っているフィルタもまとめてすべて新品のフィルタと交換してしまう場合と比較して、まだ濾過能力があるフィルタは廃棄しないで再度使うことができるため、フィルタの交換枚数を節減できる利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２９６３３１１号公報
【特許文献２】登録実用新案３１４０１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したような、空気流路内に複数の乾式フィルタを配列した構造の空気浄化装置において、フィルタ交換時期の判断は、一般に、空気流路の最下流側に保持されているフィルタの汚れを汚れ検出センサで検出して行っている。
【０００６】
しかしながら、最下流側のフィルタに汚れが検出された時点では、当該フィルタに捕捉された汚れは既にその後面にまで達しているため、この汚れによって再汚染されてしまった空気が空気浄化装置から放出されてしまう虞があった。
【０００７】
そこで、本発明は、前述したような従来技術における問題点を解消し、清浄化された空気がフィルタの汚れで再汚染されることがなく、組み込まれている全てのフィルタを最後まで無駄なく使用することができる空気浄化装置用のフィルタ装置を提供し、また、前記フィルタ装置におけるフィルタ交換方法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】
【０００８】
前記目的のために提供される本発明のフィルタ装置は、前端から外部の空気が導入される空気流路内に、同一仕様のフィルタを通風方向に複数並べて、それぞれのフィルタを交換自在に保持する前部フィルタ保持部と、前部フィルタ保持部の最後尾の保持位置に保持されるフィルタと隙間を有してその後方に前記それぞれのフィルタと同一仕様の１枚乃至複数枚のフィルタを交換自在に保持する後部フィルタ保持部と、前記隙間内に設けられ、前部フィルタ保持部の最後尾の保持位置に保持されているフィルタの汚れを検出する汚れ検出センサと、前記汚れ検出センサによって検出される汚れが所定の閾値に達した時に報知信号を発する報知手段とを備えたものである。
【０００９】
また、本発明のフィルタ交換方法の第１のものは、前記フィルタ装置において、後部フィルタ保持部に保持されるフィルタが１枚の場合のフィルタ交換方法であって、報知手段が報知信号を発したときに、前部フィルタ保持部の先頭の保持位置に保持されているフィルタを取り外して、後続のフィルタを順次前方の保持位置に移し替え、後部フィルタ保持部に保持されているフィルタを前部フィルタ保持部の最後尾の保持位置に移し換えるとともに、後部フィルタ保持部には、新しいフィルタを装着することを特徴としている。
【００１０】
また、本発明のフィルタ交換方法の第２のものは、前記フィルタ装置において、後部フィルタ保持部に保持されるフィルタが複数枚の場合のフィルタ交換方法であって、 報知手段が報知信号を発したときに、前部フィルタ保持部の先頭の保持位置に保持されているフィルタを取り外して、後続のフィルタを順次前方の保持位置に移し替え、後部フィルタ保持部の先頭に保持されているフィルタを前部フィルタ保持部の最後尾の保持位置に移し換えるとともに、後部フィルタ保持部の後続のフィルタを順次前方の保持位置に移し換え、後部フィルタ保持部の最後尾の保持位置に新しいフィルタを装着することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明に係るフィルタ交換装置においては、前部フィルタ保持部の最後尾の保持位置に保持されるフィルタと後部フィルタ保持部に保持されるフィルタとの間に隙間を有して、前記隙間内に、前部フィルタ保持部の最後尾の保持位置に保持されているフィルタの汚れを検出する汚れ検出センサを設けているとともに、前記汚れ検出センサが検出する汚れが所定の閾値に達した時に報知手段が報知信号を発するようにしているため、報知信号が発せられた時には、空気流路の最後尾に保持されているフィルタは、未だ汚れ検出センサが検出できる汚れの閾値に達しておらず、空気流路最後尾のフィルタの汚れによって空気が再汚染されることを確実に防止することができる。
【００１２】
また、請求項２記載の発明に係るフィルタ交換方法によれば、前部フィルタ保持部の最後尾の保持位置に保持されているフィルタの汚れが報知された時点で、フィルタの移し換えを行うため、仮にこのフィルタが捕捉した汚れによってここを通過する空気が再汚染されたとしても、この空気が後部フィルタ保持部に保持されているフィルタを通過する際に再び汚れが除去されるため、外部に放出される空気を常に清浄に保つことができる。
【００１３】
また、フィルタの汚れが報知されたときには、後部フィルタ保持部に新品のフィルタを１枚装着するとともに、前部フィルタ保持部の先頭の保持位置に保持されていたフィルタを１枚取り外して廃棄するだけであるので、実質的に１枚のフィルタのみを新品と交換するだけで済み、また、これら２枚のフィルタの間に配置されている途中のフィルタは、空気流路の下流側から上流側に向けて、一つずつ移し替えて再利用するため、全てのフィルタを最後まで無駄なく使用することができる。
【００１４】
また、請求項３記載の発明に係るフィルタ交換方法によれば、前述した請求項２記載の発明と同等な効果が得られ、さらに、汚れ検出センサの感度が低い等の理由により、報知信号が発せられた時に前部フィルタ保持部の最後尾の保持位置に保持されているフィルタの汚れの程度が大きく、後部フィルタ保持部にフィルタを複数枚保持する必要がある場合においても、全てのフィルタを最後まで無駄なく使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るフィルタ装置の１実施形態を示す平面視による断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面を示す縦断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面を示す横断面図である。
【図４】本発明に係るフィルタ交換方法の概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明のフィルタ装置の１実施形態の平面視による断面図、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面を示す縦断面図、図３は、図１におけるＢ−Ｂ断面を示す横断面図である。
【００１７】
これらの図に示すフィルタ装置１は、室内の空気を浄化する空気浄化装置の一部分として構成されており、図１及び図２に示すように、前端に外部から空気を取り入れる入口２Ａが設けられ、後端に連結管３を介して図示していない送風機の吸入側に連結される出口２Ｂが設けられたフィルタハウジング２を有している。
【００１８】
入口２Ａから出口２Ｂに至るフィルタハウジング２の内部の空間によって空気流路が構成されており、この空気流路内には、その前後方向に並べて複数枚のフィルタ４ａ〜４ｆが配置されている。
【００１９】
これらのフィルタ４ａ〜４ｆは、全て同一仕様で製作されている乾式フィルタであって、矩形状のフィルタ枠５と、このフィルタ枠５内に収容されたフィルタ材６から構成されている。なお、これらのフィルタ４ａ〜４ｆには、活性炭フィルタやＨＥＰＡフィルタ等、使用する場所や目的に応じて様々な種類のものを用いることができる。
【００２０】
前記構造のフィルタ装置１においては、出口２Ｂ側に連結した図示しない送風機によりフィルタハウジング２の空気流路内の空気を吸引することにより、入口２Ａ側から外部（例えば室内）の空気が取り込まれ、この空気が複数のフィルタ４ａ〜４ｆを通過する間に、その中に浮遊する塵埃や有害物質が濾過される。こうして浄化された空気は、フィルタハウジング２の出口２Ｂから前記送風機を通過して外部へ放出される。
【００２１】
本実施形態のフィルタ装置１においては、これらの一連のフィルタ４ａ〜４ｆのうち、フィルタ４ａ〜４ｄの４枚は、隣合うフィルタ枠５どうしを密着させた状態で前部フィルタ保持部７に保持されている。
【００２２】
残りの２枚のフィルタ４ｅ、４ｆは、前部フィルタ保持部７より後方の、出口２Ｂ寄りに位置する後部フィルタ保持部８に、隣合うフィルタ枠５どうしを密着させた状態で保持されている。
【００２３】
また、図示していないが、これらのフィルタ４ａ〜４ｄは、それぞれのフィルタ材６の周縁部を包囲しているフィルタ枠５の後面全体にゴム製の帯状のシール部材が取り付けられている。
【００２４】
一方、前部フィルタ保持部７は、フィルタ４ａ〜４ｄの４つのフィルタ枠５を前後方向に重ねた幅に略等しい前後幅を有するとともに、図１及び図２に示すように、フィルタハウジング２内へ装着した状態においては、フィルタハウジング２後方（出口２Ｂ側）から見て、これらのフィルタ枠５の上端面、下端面、及び、左側の垂直な端面をそれぞれ案内支持する横断面略コ字状に形成されている。
【００２５】
また、後部フィルタ保持部８についても、前部フィルタ保持部７と同様に、フィルタハウジング２の後方から見て横断面略コ字状に形成されているが、こちらの前後幅は、フィルタ４ｅ、４ｆの２つのフィルタ枠５を前後方向に重ねた幅に略等しくなっている。
【００２６】
図示は省略しているが、フィルタハウジング２の、入口２Ａ側から見て右側の側壁の前部フィルタ保持部７に対応する位置には、フィルタ４ａ〜フィルタ４ｄの４枚をこれらのフィルタ枠５ごとまとめて出し入れ可能なサイズの矩形状の開口部が形成されており、前記開口部は、通常は、図１に示すように、着脱自在な蓋９Ａによって閉じられている。
【００２７】
また、フィルタハウジング２の前記開口部の後方には、後部フィルタ保持部８に対応する位置に、フィルタ４ｅ、４ｆを出し入れ可能な大きさの矩形状の開口部が形成されており、この開口部は、前述した蓋９Ａと同様に、通常は、着脱自在な蓋９Ｂによって閉じられている。
【００２８】
前部フィルタ保持部７と後部フィルタ保持部８の後端部には、それぞれフィルタ枠受部７Ａ、８Ａが設けられている。これらのフィルタ枠受部７Ａ、８Ａは、それぞれの前面が前部フィルタ保持部７の最後尾の保持位置に保持されるフィルタ４ｄのフィルタ枠５の後面と、後部フィルタ保持部８の後側の保持位置に保持されるフィルタ４ｆのフィルタ枠５の後面にそれぞれ当接して、前後方向に位置決めするために設けられている。
【００２９】
前部フィルタ保持部７に保持される４枚のフィルタ４ａ〜４ｄは、蓋９Ａを取り外してフィルタハウジング２の側方からフィルタ保持部７内にスライドさせて収容し、それぞれのフィルタ枠５を、前部フィルタ保持部７の奥側の垂直面に当接させ、次いで、前部フィルタ保持部７の先頭の保持位置に保持されるフィルタ４ａのフィルタ枠５を、前部フィルタ保持部７の手前に設けられた、後述する押付機構１０の上下左右に配置された４つの偏心カム１０Ａで後方に押付けることで、これら４枚のフィルタ４ａ〜４ｄが前記偏心カム１０Ａとフィルタ枠受部７Ａとの間に挟み込まれてフィルタ保持部７に固定することができる。
【００３０】
この際、それぞれのフィルタ枠５の後面に取り付けられているシール部材により隣接するフィルタ枠５間と、最後尾のフィルタ４ｄのフィルタ枠５とフィルタ枠受部７Ａ前面とのそれぞれの隙間が密封される。
【００３１】
同様に、後部フィルタ保持部８に保持される２枚のフィルタ４ｅ、４ｆも、蓋９Ｂを取り外してフィルタハウジング２の側方からフィルタ保持部８内にスライドさせて収容し、それぞれのフィルタ枠５を、後部フィルタ保持部８の奥側の垂直面に当接させ、次いで、後部フィルタ保持部８の前側の保持位置に保持されるフィルタ４ｄのフィルタ枠５を後部フィルタ保持部８の手前に設けられたもう一つの押付機構１０の４枚の偏心カム１０Ａで後方に押し付けることで、フィルタ保持部８に固定することができる。
【００３２】
次に、前部フィルタ保持部７と後部フィルタ保持部８のそれぞれ手前に設けられている押付機構１０は、２つとも同一構造であるので、ここでは後部フィルタ保持部８側のものについてのみ説明する。
【００３３】
図１及び図３に示すように、押付機構１０は、フィルタハウジング２の前方から見て右側の側面外部に、前記４つの偏心カム１０Ａを一斉に連動回転させるための操作ハンドル１０Ｂを有している。前記操作ハンドル１０Ｂは、フィルタハウジング２内に回転自在に軸受け支持されている水平な操作軸１０Ｃの一方の端部に固定されている。
【００３４】
また、この操作軸１０Ｃの他方の端部には駆動傘歯車１０Ｄが固定されている。この駆動傘歯車１０Ｄは、フィルタハウジング２内に垂直軸線回りに回転自在に軸受支持されている連動軸１０Ｅに固定された被駆動傘歯車１０Ｆと噛み合っている。
【００３５】
一方、連動軸１０Ｅには、前記被駆動傘歯車１０Ｆの上下に離間した２箇所にウォーム１０Ｇが固定されている。これらのウォーム１０Ｇは、操作軸９Ｃと平行に両端部がフィルタハウジング２内に回転自在に軸受支持されている上下一対のカム軸１０Ｈの一端にそれぞれ固定されたウォームホイール１０Ｉと噛み合っている。
【００３６】
これらのカム軸９Ｈには、それぞれ２つずつの、前述した偏心カム１０Ａが固定されており、操作ハンドル１０Ｂを時計回りに回すと、その回転は、操作軸１０Ｃ、駆動傘歯車１０Ｄ、被駆動傘歯車１０Ｆを介して連動軸１０Ｅに伝達され、さらに、上下一対のウォーム１０Ｇとウォームホイール１０Ｉ間で減速されて上下のカム軸１０Ｈから偏心カム１０Ａへ伝達される。
【００３７】
その結果、上下２段に配置されているそれぞれのカム軸１０Ｈにそれぞれ２つずつ固定されている合計４つの偏心カム１０Ａは、同位相で図２における時計回りに一斉に同期回転して、これらの偏心カム１０Ａのカム面（外周面）は、後部フィルタ保持部８の先頭に保持されているフィルタ４ｅのフィルタ枠５の左右両側前面に当接し、偏心カム１０Ａの回転にともなってこれを後方に押し付け、２枚のフィルタ４ｅ、４ｆを前後にフィルタ枠どうし密着した状態でフィルタ保持部８に固定する。
【００３８】
この際、偏心カム１０Ａには、これに当接しているフィルタ枠５側から反時計回りの反作用トルクを受けるが、ウォーム１０Ｇとウォームホイール１０Ｉ間の摩擦抵抗によって、偏心カム１０Ａが自然に逆転してしまうことはない。一方、操作ハンドル１０を反時計回りに回すことにより、これらの偏心カム１０Ａは容易に逆転してフィルタ枠５の固定を解除することができる。
【００３９】
図１及び図２に示すように、フィルタ装置１内部に形成されている空気流路には、前部フィルタ保持部７の最後尾の保持位置に保持されるフィルタ４ｄの汚れを検出する第１の汚れ検出センサ１１が、前記フィルタ４ｄと後部フィルタ保持部８の先頭の保持位置に保持されるフィルタ４ｅとの隙間で形成された空間内に設置されている。
また、後部フィルタ保持部８の最後尾の保持位置に保持されているフィルタ４ｆの汚れを検出する第２の汚れ検出センサ１２が、フィルタ４ｆの保持位置の背後に設置されている。
【００４０】
また、図示していないが、フィルタ装置１は、前記第１の汚れ検出センサ１１と第２の汚れ検出センサ１２によってそれぞれ検出される汚れが所定の閾値に達した時に報知信号を発する報知手段を備えている。
【００４１】
前記報知手段は、第１の汚れ検出センサ１１がフィルタ４ｄの汚れを検出するとフィルタ交換時期であることを報知する報知信号を発する。ここで、報知信号としては、警報ランプの点灯等による視覚的な表示や、警報音、音声等の発生による聴覚的な表示、或いは、これらの視覚的な表示や聴覚的な表示の両方を併せたものを用いることができる。
【００４２】
また、第２の汚れ検出センサ１２は、第１の汚れ検出センサ１１に不具合が生じて、フィルタ交換時期を報知する信号が発せられなかった場合の安全策として補助的に設けているもので、規則等で設置が義務づけられている場合を除き、必ずしも設けなくてもよい。
【００４３】
すなわち、第２の汚れ検出センサ１２は、第１の汚れ検出センサ１１がフィルタ４ｄまで汚れが達した状態を検出できず、フィルタ装置１をそのまま使い続けて空気流路の最下流側のフィルタ４ｆまで汚れてきた場合に、当該検出センサ１２がフィルタ４ｆの汚れを検出することで報知手段に報知信号が発生させることができる。
【００４４】
なお、報知手段は発する報知信号は、第１の汚れ検出センサ１１によるフィルタ４ｄの汚れ検出時と第２の汚れ検出センサ１２によるフィルタ４ｆの汚れ検出時とで、報知信号の種類を異ならせることで、第１の汚れ検出センサ１１が異常であることを報知できるようにしておくことが望ましい。
【００４５】
また、報知手段は、第１の汚れ検出センサ１１と第２の汚れ検出センサ１２の共通に用いずに、それぞれの汚れ検出センサ１１、１２に対してそれぞれ独立に設けることで、報知手段自体の故障によって発生する空気の再汚染のリスクを低減することができる。
【００４６】
次に、前述したように構成されているフィルタ装置１におけるフィルタ交換方法を図４に基づいて説明する。なお、同図においては、前述した各フィルタ４ａ〜４ｆの表記を簡略化するためにこれらをａ〜ｆで示している。また、Ｘはフィルタケーシング２内の空気流路を模式的に示している。
【００４７】
図４（Ａ）は、フィルタ装置１が正常に使用されている状態を示しており、その空気流路Ｘ内に同図左方から取り込まれて外部の空気は、フィルタａ〜ｆを通過して清浄化され、右方から装置外部に排出されている。
【００４８】
これらのフィルタａ〜ｆは、しばらく使用していると、次第に空気流路Ｘの上流側に位置するものから順に空気中の塵埃や有害物質を捕捉して汚れていく。そして、同図（Ｂ）に示すように、前部フィルタ保持部７の最後尾の保持位置に保持されているフィルタ４ｄの汚れが所定の閾値に達すると、汚れ検出センサ１１がこれを検出し、その検出信号によって図示していない報知手段が報知信号を発する。
【００４９】
報知信号が発せられた時点で、同図（Ｃ）に示すように、空気流路Ｘの最上流側に位置する先頭のフィルタａを抜き取り、次いで、同図（Ｄ）に示すように、前記フィルタａが保持されていた保持位置に後続のフィルタｂを移し換え、後続のフィルタｃ，ｄを順次前方の保持位置に移し替える。
【００５０】
そして、後部フィルタ保持部８の先頭の保持位置に保持されていたフィルタｅを前部フィルタ保持部７の最後尾の保持位置に移し換えるとともに、後部フィルタ保持部８の後続のフィルタｆを前方の保持位置に移し換え、空いた後部フィルタ保持部８の最後尾の保持位置に新しいフィルタｇをセットする。
【００５１】
なお、前述した実施形態のものにおいては、図１及び図２に示すように、前部フィルタ保持部７には、４枚のフィルタ４ａ〜４ｄを保持させ、後部フィルタ保持部８には、２枚のフィルタ４ｅ、４ｆを保持させているが、前部フィルタ保持部７と後部フィルタ保持部８にそれぞれ保持するフィルタの枚数はこれに限定するものではなく、特に、後部フィルタ保持部８が保持するフィルタは１枚だけでもよい。
【００５２】
さらに、本実施形態のものにおいては、前述した押付機構１０には偏心カム１０Ａを用いているが、これに限定するものではなく、押付機構は、例えば、ねじ機構やトグル機構等の倍力機構によって構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明のフィルタ装置及びフィルタ交換方法は、室内等の空気を浄化する空気浄化装置の他、フィルタ装置を用いる化学分野や医療分野、半導体分野、その他、様々な分野において利用可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１          フィルタ装置
２          フィルタハウジング
２Ａ        入口
２Ｂ        出口
３          連結管
４ａ〜４ｆ  フィルタ
５          フィルタ枠
６          フィルタ材
７          前部フィルタ保持部
８          後部フィルタ保持部
７Ａ、８Ａ  フィルタ枠受部
９Ａ、９Ｂ  蓋
１０        押付機構
１０Ａ      偏心カム
１０Ｂ      操作ハンドル
１０Ｃ      操作軸
１０Ｄ      駆動傘歯車
１０Ｅ      連動軸
１０Ｆ      被駆動傘歯車
１０Ｇ      ウォーム
１０Ｈ      カム軸
１０Ｉ      ウォームホイール
１１        第１の汚れ検出センサ
１２        第２の汚れ検出センサ
【図１】
2011072962.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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