(57)【要約】【課題】本発明は、リアクタに対する冷却効率を向上させ、リアクタ自体の長寿命化を得るとともに、他の制御用電気部品および制御基板に対する熱的悪影響の阻止を得られて、電気部品全ての信頼性向上化を図る空気調和機の室外機を提供する。【解決手段】室外機本体１内を仕切り板３により熱交換室５と、機械室６とに区画し、電気部品箱１５を機械室における圧縮機Ｃの上方部位に配置して制御用電気部品を実装する制御基板を収容し、パワー素子Ｓの一側面に備えた放熱部２５を電気部品箱から外方へ突出し、冷却用ダクト１８を電気部品箱の外面に取付けてパワー素子の放熱部を覆い、冷却ダクトの一端部を機械室に開口し他端部は仕切り板を介し熱交換室へ突出させて開口し、リアクタＲを冷却用ダクトの仕切り板から熱交換室に突出する部位に収容する。【選択図】    図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
仕切り板により、室外熱交換器および室外送風機が配置される熱交換室と、圧縮機や接続配管類が配置されるとともに外気導入が可能な機械室と、に区画される室外機本体と、
この室外機本体の機械室における上記圧縮機の上方部位に配置され、制御用電気部品が実装される制御基板を収容する電気部品箱と、
電気部品箱の上記制御基板に実装され、一側面に備えた放熱部が電気部品箱から外方へ突出するパワー素子と、
上記電気部品箱の外面に取付けられ、上記パワー素子の上記放熱部を覆うとともに、一端部が機械室に開口し、他端部が上記仕切り板を介して上記熱交換室へ突出し、熱交換室に開口する冷却用ダクトと、
この冷却用ダクトの仕切り板から熱交換室に突出する部位に収容されるリアクタと、
を具備することを特徴とする空気調和機の室外機。
【請求項２】
少なくとも、冷却用ダクトの仕切り板から熱交換室に突出し、上記リアクタを覆う部位は、金属板金で構成されることを特徴とする請求項１記載の空気調和機の室外機。
【請求項３】
上記電気部品箱は、前面側が開口され、この開口部を上記室外機本体の前面板で覆うよう構成され、
上記制御基板は、上記パワー素子が背面側に実装され、圧縮機、室外送風機等の高電圧アクチュエータを駆動制御するための電解コンデンサ他の電気部品が前面側に実装されるメイン制御基板と、
このメイン基板の前面側に所定間隔を存して配置され、ステッピングモータ等の低電圧アクチュエータを駆動制御するためのサブ制御基板とからなる
ことを特徴とする請求項１記載の空気調和機の室外機。
【請求項４】
上記電気部品箱は、上記メイン制御基板に実装される電解コンデンサを中心として、外気流通用の孔部を対角する位置に設けられる
ことを特徴とする請求項１記載の空気調和機の室外機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機の室外機に係り、特に電気部品箱内に収容される電気部品の放熱構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機の室外機に備えられる制御用電気部品は、機械室内に配置される発熱部品（圧縮機、リアクタ等）との距離により、温度上昇の影響を受け易い。特にリアクタは放熱温度が高いことから、制御基板上の電子部品への影響が大きいので、リアクタの放熱を処理するための手段が検討されている。
【０００３】
［特許文献１］には、送風機室と圧縮機室とを区画する仕切り板の機械室側に、リアクタを仕切り板に伝熱的に固定する空気調和機の室外ユニットが開示されている。そして、リアクタ近傍の仕切り板に開口部を設け、この開口部は送風機の回転軸より放射状に投影したとき送風機のオリフィスで隠れる位置にあることを特徴としている。
【０００４】
［特許文献２］は、送風機室に配置するファンの回転にともない外気を取入れるようにした機械室の上部に、電気部品箱を設けている。電気部品箱内には、機械室に取入れた外気を通すリアクタ収納ケースを取付け、収納ケース上に他の電気部品の取付け台を載置し、取付け台と収納ケースとの間に外気の流通ダクトを形成したことを特徴としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３４９４４０２号公報
【特許文献２】特開平３−１５２３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の［特許文献１］および［特許文献２］の技術とも、機械室内にリアクタを配置し、その上方部位に制御基板を水平置きし、この制御基板の上面に電気部品を実装した構成となっている。そして、機械室には、外気を取入れる開口部を可能な限り大きく設け、上記リアクタとともに制御基板上の電解コンデンサやパワー素子を冷却している。
【０００７】
しかしながら、機械室に配置される圧縮機も運転にともなって放熱することでもあり、このような機械室の空気をもって高温を放熱するリアクタを冷却するには不十分であると言える。すなわち、リアクタ自体の温度上昇と、リアクタの発熱による制御基板上の他の制御用電子部品への熱的影響の抑制を得られない虞れがある。
【０００８】
本発明は上記事情にもとづきなされたものであり、その目的とするところは、リアクタに対する冷却効率を向上させ、リアクタ自体の長寿命化を得るとともに、他の制御用電気部品および制御基板に対する熱的悪影響の阻止を得られて、電気部品全ての信頼性向上化を図る空気調和機の室外機を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を満足するため本発明は、室外機本体内を仕切り板により室外熱交換器および室外送風機を配置する熱交換室と圧縮機や接続配管類を配置するとともに外気導入が可能な機械室とに区画し、電気部品箱を室外機本体の機械室における圧縮機の上方部位に配置して制御用電気部品を実装する制御基板を収容し、パワー素子を電気部品箱の制御基板に実装し一側面に備えた放熱部を電気部品箱から外方へ突出し、冷却用ダクトを電気部品箱の外面に取付けてパワー素子の放熱部を覆い、冷却用ダクトの一端部を機械室に開口し他端部は仕切り板を介し熱交換室へ突出させて開口し、リアクタを冷却用ダクトの仕切り板から熱交換室に突出する部位に収容する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、リアクタに対する冷却効率の向上化を図り、リアクタ自体の長寿命化を得るとともに、他の電気部品および制御基板に対する熱的悪影響の阻止を得られて、電気部品関係の信頼性向上を得る等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明における一実施の形態に係る、空気調和機の室外機での内部を透した斜視図。
【図２】同実施の形態に係る、空気調和機の室外機での横断平面図。
【図３】同実施の形態に係る、電気部品箱の斜視図。
【図４】同実施の形態に係る、図３とは異なる方向から見た電気部品箱の斜視図。
【図５】同実施の形態に係る、電気部品箱の背面側の斜視図。
【図６】同実施の形態に係る、空気調和機の室外機での概略の平面図。
【図７】同実施の形態に係る、電気部品箱における冷却風の流通状態を説明する図。
【図８】同実施の形態に係る、図７とは異なる部位の電気部品箱における冷却風の流通状態を説明する図。
【図９】同実施の形態に係る、電解コンデンサに対する冷却状態を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、図面にもとづいて説明する。  
図１は、空気調和機の室外機の斜視図であり、内部を透視した状態で示している。図２は、空気調和機の室外機の横断平面図である。
【００１３】
筐体である室外機本体１の前面側で、この左側部に寄った部位に、ファンガード２が取付けられる。室外機本体１内部には、上記ファンガード２の右側部から背面側へ仕切り板３が設けられていて、この仕切り板３は室外機本体１の背面板１ａの近傍部位で、平面視で略くの字状に折曲形成される。
【００１４】
したがって、室外機本体１内部は上記仕切り板３によって二室に区画される。この仕切り板３による、上記ファンガード２と対向する仕切り空間を熱交換室５と呼び、もう一方の、ファンガード２と対向しない仕切り空間を機械室６と呼ぶ。
【００１５】
上記熱交換室５において、室外機本体１の背面板１ａから左側面板１ｂに沿って室外熱交換器８が配置される。上記室外熱交換器８は平面視で略Ｌ字状に屈曲されていて、ここでは２列の室外熱交換器８が並行に設けられる。それぞれの室外熱交換器８は、室外機本体１の底板上に設けられるドレンパン９上に載置される。
【００１６】
上記熱交換室５のファンガード２と対向する部位に、室外送風機１０が配置される。この室外送風機１０は、ファンモータＭと、ファンモータＭの回転軸に嵌め込まれるプロペラ型のファンＦとからなる。ファンＦは、ファンガード２の背面側に取付けられるベルマウス１１に囲まれ、ファンモータＭはモーター支持板１２に取付けられる。
【００１７】
特に図示していないが、上記室外熱交換器８と対向する室外機本体１の背面板１ａと左側面板１ｂには外気吸込み口が開口され、室外送風機１０の駆動により外気を熱交換室５へ導入案内できるようになっている。
【００１８】
一方、機械室６には底板上に圧縮機Ｃが配置されるとともに、この圧縮機Ｃに接続する冷媒管と膨張弁等からなる接続配管類１３が収容される。これら圧縮機Ｃと接続配管類１３の上方部位には、後述する電気部品箱１５が配置される。さらに、機械室６側の室外機本体１側面板には、外気導入部である図示しないグリルが設けられる。
【００１９】
図３は、前面側から見た電気部品箱１５の斜視図であり、図４は、図３とは異なる方向の前面側から見た電気部品箱１５の斜視図であり、図５は、背面側から見た電気部品箱１５の斜視図である。
【００２０】
上記電気部品箱１５は、インバータボックス組立１６と、リアクタ収納ボックス１７と、冷却用ダクト１８および端子台１９が一体に構成されてなる。以下、これら電気部品箱１５の構成部品について詳述する。
【００２１】
上記インバータボックス組立１６は、金属薄板を折曲げ加工してなる、いわゆる板金製であり、前面と上面が開口され、左右両側面と背面および底面に板体が設けられる組立本体２０を備えている。
【００２２】
この組立本体２０内には、圧縮機Ｃおよび室外送風機１０の駆動電源回路に使用されるパワー素子など、主に高電圧用部品が装填されている比較的大きな基板で構成されたメイン制御基板２２および、ＭＣＵなど主にサブの制御回路が装填されている比較的小さな基板で構成されたサブ制御基板２３が収容される。
【００２３】
なお、上記メイン制御基板２２およびサブ制御基板２３は、全ての部分が高電圧回路もしくは低電圧回路のみで構成されているとは限らず、区域を分けて、高電圧領域と低電圧領域の部分を配置した構成としたものでも良い。
【００２４】
上記機械室６に電気部品箱１５を取付けた状態で、インバータボックス組立１６の前面開口部は室外機本体１の前面板で覆われ、上面開口部は室外機本体１の上面板で覆われる。このように、室外機本体１の前面板がインバータボックス組立１６の前面板を兼用し、室外機本体１の上面板がインバータボックス組立１６の上面板を兼用する。
【００２５】
上記組立本体２０の底面には２個の切欠部ａが設けられ、背面上端には４個の切欠部ｂが設けられる。インバータボックス組立１６の前面と上面は室外機本体１によって閉塞されるが、切欠部ａ，ｂが設けられているので、インバータボックス組立１６内部は機械室６内と連通している。
【００２６】
上記切欠部ａ，ｂの幾つかは、そのまま空気流通用として用いられ、残りの幾つかは、電気部品箱１５内の制御用電気部品もしくは制御基板に接続するためのコードの挿通用として用いられる。
【００２７】
さらに、組立本体２０の左側部には、上下方向に長孔状の開口部ｅが設けられ、仕切り板３には上記開口部ｅと連通する孔部が設けられている。この開口部ｅにより、インバータボックス組立１６の内部は熱交換室５とも連通することとなる。
【００２８】
上記メイン制御基板２２の前面側には、圧縮機Ｃ、室外送風機１０等の高電圧アクチュエータを制御する電解コンデンサＤ他の制御用電気部品が実装される。上記サブ制御基板２３は、メイン制御基板２２の前面側に所定間隔を存して設けられ、ステッピングモータ（膨張弁用）等の低電圧アクチュエータを制御する制御用電気部品および、高電圧の電源同期のシリアル通信制御部品が実装される。
【００２９】
なお、サブ制御基板２３は、メイン制御基板２２と比較して表面積が小さいが、より大なる表面積であってもよい。要は、メイン制御基板２２に実装される制御用電気部品の中で、基板２２からの突出寸法が最も大なる電解コンデンサＤとは接触しない状態にして取付ければよい。
【００３０】
さらに、図６に示すように、メイン制御基板２２の背面側にはパワー素子Ｓが実装されている。  
図６は、室外機本体１の概略の横断平面図である。
【００３１】
上記パワー素子Ｓは、メイン制御基板２２からインバータボックス組立１６を構成する背面板１６ａへ向って突出していて、この突出端面には放熱フィンである放熱部２５が取付けられる。上記背面板１６ａには放熱部２５が貫通する開口部が設けられていて、放熱部２５の大部分は背面板１６ａから突出し、インバータボックス組立１６の外側にある。
【００３２】
上記冷却用ダクト１８は、インバータボックス組立１６の背面板１６ａ外面に取付けられていて、上記放熱部２５を完全に覆う。換言すれば、パワー素子Ｓはインバータボックス組立１６内に収容されるが、パワー素子Ｓの放熱部２５は冷却用ダクト１８内に収容される。
【００３３】
冷却用ダクト１８の一端部は、インバータボックス組立１６の背面側で、この右側部に設けられる上記端子台１９と所定の間隙を存した位置にあり、端部は開口される。冷却用ダクト１８は、この一端部から上記仕切り板３を貫通して、図５にも示すようにリアクタ収納ボックス１７内部まで延出される。
【００３４】
上記リアクタ収納ボックス１７は、仕切り板３の熱交換室５側に取付けられ、室外送風機１０のファンＦ外径端との間に存在する。金属薄板を折曲げ加工してなる、いわゆる板金製の箱体であって、仕切り板３側の側面部を除いて密閉構造をなす。
【００３５】
特に、リアクタ収納ボックス１７内に延長される冷却用ダクト１８の延長された部位を、リアクタ取付け部１８ａと呼ぶ。リアクタ収納ボックス１７の前面板１７ａは、インバータボックス組立１６の背面板１６ａの略延長上にあり、上記リアクタ取付け部１８ａとは間隙を存している。
【００３６】
上記リアクタ取付け部１８ａにはリアクタＲが取付けられていて、この放熱部がリアクタ取付け部１８ａとリアクタ収納ボックス１７の前面板１７ａとの間に形成される。すなわち、リアクタ取付け部１８ａに取付けられるリアクタＲの放熱部は、リアクタ取付け部１８ａの前面側（裏面側）で、前面板１７ａとの間の通風路に面して設けられる。
【００３７】
図３および図４にも示すように、リアクタ収納ボックス１７の前面板１７ａには複数の長孔状の開口部２７が設けられる。このことから、リアクタ収納ボックス１７内部の通風路は開口部２７を介して熱交換室５と連通する。
【００３８】
その一方で、上述したようにインバータボックス組立１６が機械室６に設けられる。この背面板１６ａに取付けられる冷却用ダクト１８は、一端部が端子台１９の近傍部位に開口され、他端部は仕切り板３を介して熱交換室５に取付けられるリアクタ収納ボックス１７内へ延長されて開口する。
【００３９】
すなわち、冷却用ダクト１８は一端部が機械室６に開口して機械室６と連通するが、他端部は熱交換室５に取付けられるリアクタ収納ボックス１７内まで延出されているので、熱交換室５とも連通することとなる。
【００４０】
このようにして構成される空気調和機の室外機であり、空調運転開始信号により圧縮機Ｃが駆動されるとともに室外送風機１０が送風を開始する。熱交換室５に外気が吸込まれて室外熱交換器８を流通し、圧縮機Ｃの駆動にともなって導かれる冷媒と熱交換したあと、ファンガード２を介して外部へ吹出される。
【００４１】
冷却用ダクト１８が機械室６と熱交換室５とに開口する一方で、室外送風機１０の送風作用によって熱交換室５内が負圧化するので、外気が機械室６の導入部から吸込まれる。機械室６に導かれた外気の一部は、駆動にともなって放熱する圧縮機に当たり、これを冷却する。
【００４２】
さらに、機械室６に導かれた外気の一部は、一端部が機械室６に開口する冷却用ダクト１８に導かれ、残りの外気の一部はインバータボックス組立１６に設けられる切欠部ａ，ｂから、インバータボックス組立１６内部に導かれる。はじめに、冷却用ダクト１８を外気が流通する状態について説明する。
【００４３】
図７は、冷却用ダクト１８における外気の流通状態を説明する図である。  
冷却用ダクト１８の一端部が端子台１９の近傍部位に開口しているところから、この開口部から機械室６に吸込まれた外気が導入される。外気は、インバータボックス組立１６の背面板１６ａに沿って流通し、図中矢印に示すように冷却用ダクト１８内に突出するパワー素子Ｓの放熱部２５に沿って流れ、これを冷却する。
【００４４】
そして、外気はリアクタ収納ボックス１７内に導かれ、リアクタ取付け部１８ａに取付けられたリアクタＲを冷却する。そのあと、リアクタ収納ボックス１７の前面板１７ａに設けられる開口部２７から熱交換室５に導出され、室外熱交換器８と熱交換した後の外気に合流して外部へ吹出される。
【００４５】
このようにして、機械室６に導入された外気は冷却用ダクト１８に導かれ、熱交換室５のリアクタ収納ボックス１７から外部へ導出される。そして外気は、冷却用ダクト１８を流通する際に、パワー素子ＳおよびリアクタＲを効率良く冷却して、これらの温度上昇を阻止する。
【００４６】
また、冷却用ダクト１８自体と、インバータボックス組立１６の背面板１６ａおよびリアクタ収納ボックス１７も、冷却用ダクト１８に導かれる外気によって冷却される。特に、リアクタ収納ボックス１７は熱交換室５に配置されているので、室外送風機１０の送風作用にともなう外気に晒される位置にあり、さらなる冷却効率の向上を得る。
【００４７】
なお、インバータボックス組立１６の底面および背面に切欠部ａ，ｂが設けられるところから、機械室６に導入される外気の一部はこれら切欠部ａ，ｂからインバータボックス組立１６内に導かれ、図８および図９に示すように流通する。  
図８は、インバータボックス組立１６における外気の流通状態を説明する図であり、図９は、インバータボックス組立１６における外気の流通状態を概略的に示す図である。
【００４８】
図８に矢印で示すように、たとえば切欠部ｂからインバータボックス組立１６内に機械室６内の外気が導入される。当然ながら、切欠部ａからインバータボックス組立１６内に導入される外気もある。これら外気は表面積の相違から、はじめメイン制御基板２２に沿って流れ、ここに実装される制御用電気部品を冷却する。
【００４９】
さらに、外気はメイン制御基板２２とサブ制御基板２３との相互間に導かれ、これら制御基板２２，２３を冷却する。特に、メイン制御基板２２とサブ制御基板２３との間隔が狭められた状態となっているので、これらの間を流通する際に外気は速度を速め、いわゆる縮流状態となって流通する。
【００５０】
このことにより、メイン制御基板２２とサブ制御基板２３および、メイン制御基板２２に実装される制御用電気部品に対する冷却効率の向上を得られる。特に、これら制御用電気部品のうちで電解コンデンサＤは昇圧により高温化し易く、充分に冷却しないと内部に貯留する電解液がドライアップ（劣化）してしまう。
【００５１】
しかるに、上述したように電解コンデンサＤを縮流状態となる位置に実装することで、より効率のよい冷却をなす。さらに、図９に概略的に示すように、インバータボックス組立１６を箱体として見立て、この内部に電解コンデンサＤが収容される。インバータボックス組立１６には、外気導入用の切欠部ａ，ｂと、排出用の開口部ｅが設けられる。
【００５２】
特に、電解コンデンサＤを中心として、外気が流通する孔部である切欠部ｂと開口部ｅが、互いに対角する位置に設けられている。したがって、インバータボックス組立１６内に導かれた外気の流通路中に電解コンデンサＤが位置して、さらなる冷却効率の向上を得られる。
【００５３】
インバータボックス組立１６の開口部ｅから熱交換室５に導出された外気は、冷却用ダクト１８とリアクタ収納ボックス１７から導出される外気と合流する。そして、室外熱交換器８と熱交換した空気とともに外部へ吹出される。
【００５４】
このように本発明の構成では、電気部品箱１５の背面側にパワー素子Ｓの放熱部２５を突出させ、これを電気部品箱１５の外面に設けら冷却用ダクト１８で覆った。冷却用ダクト１８の一端部は機械室６に開口し、他端部は熱交換室５へ突出させて、リアクタＲを収容する。
【００５５】
したがって、パワー素子ＳとともにリアクタＲからの発熱を、冷却用ダクト１８を流通する外気が吸収して、これらを確実に冷却する。パワー素子ＳおよびリアクタＲに対する冷却効率の向上化を図れることは勿論、電気部品箱１５内部に収容される制御基板２２，２３に熱的悪影響を与えることはない。
【００５６】
上記リアクタＲを収容するリアクタ収納ボックス１７は金属板金で構成される。すなわち、リアクタＲは作用にともなって電磁ノイズの発生があり、ＥＭＣノイズの影響を及ぼす。このリアクタＲを金属板金であるリアクタ収納ボックス１７で覆うことで、電磁ノイズを遮断し、ＥＭＣノイズを緩和して、安全面での保護を得る。
【００５７】
上記電気部品箱１５に収容される制御基板は、パワー素子Ｓと高電圧アクチュエータを駆動制御するための電解コンデンサＤ他の電気部品が実装されるメイン制御基板２２と、ステッピングモータ等の低電圧アクチュエータを駆動制御するためのサブ制御基板２３とに分割した。
【００５８】
これに対して通常構造は、１枚の大きな制御基板に高電圧部と低電圧部とを配置している。影響の強い高電圧部に対して低電圧部を確実に絶縁する必要があり、制御基板の面積を可能な限り大きくして、高電圧部と低電圧部とを離間させ、絶縁のためのスペース（絶縁距離）確保している。
【００５９】
そのため、制御基板を設置するスペースに問題が生じ、室外機の大型化抑制ができない。１枚の基板に配置にすると、高電圧部に容易に接触可能になるため、据付け時やメンテナンスサービス時に危険性が大である。安全性向上のためエンクロージャ構造とすると、耐高温部品の使用しなければならず、コストに影響を及ぼす。
【００６０】
本発明は、メイン制御基板２２とサブ制御基板２３を別体化したので、絶縁距離確保にともなう制御基板のサイズ拡大化を抑制し、室外機の大型化抑制に繋げられる。これら制御基板２２，２３の間隔を必要最小限度にして対向することで、導かれる空気の流速を上げ（縮流）、制御用電気部品に対するさらなる冷却効率の向上を図れる。
【００６１】
電解コンデンサＤに対する縮流用風向板等を必要とせず、コストに影響を与えずにすむ。サブ制御基板２３を前面側に配置し、背面側にメイン制御基板２２を配置することで、据付け時の試運転や、以上発生時のサービスマンによる運転確認時にメイン制御基板２２に実装する制御用電気部品に接触するなどの不慮の事故を防止できる。
【００６２】
電解コンデンサＤを中心として、外気流通用の孔部である切欠部ｂと開口部ｅを対角する位置に設けた。これにより、運転にともなって温度上昇が激しい電解コンデンサＤを効率良く冷却して、異常温度上昇を阻止する。早期の劣化を阻止して長期に亘る寿命の延命化を得られる。
【００６３】
なお、本発明は上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。そして、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。
【符号の説明】
【００６４】
３…仕切り板、８…室外熱交換器、１０…室外送風機、５…熱交換室、Ｃ…圧縮機、１３…接続配管類、６…機械室、１…室外機本体、１５…電気部品箱、Ｓ…パワー素子、２５…（パワー素子の）放熱部、１８…冷却用ダクト、１８ａ…リアクタ取付け部、Ｒ…リアクタ、１７…リアクタ収納ボックス、Ｄ…電解コンデンサ、２２…メイン制御基板、２３…サブ制御基板、ａ，ｂ…切欠部（孔部）、ｅ…開口部（孔部）。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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