(57)【要約】【課題】換気及び空調のための各種運転モードに応じた流路に切換可能とするとともに、設備コストの低減を図り、空調設備との連携による設備の効率化を図る。【解決手段】空調設備との連通口４、室内との連通口５、室内側の窓部上部との連通口６及び外気との連通口７を備えたケーシング３と、前記ケーシング３内に回動自在に設けられ、ケーシング３内を流通する空気の流路を切り換える切換本体８とを備え、前記切換本体８の切り換えにより、前記窓部上部連通口６と空調設備連通口４とを連通させ、窓部上部の室内空気を前記空調設備に供給する循環空調モードと、前記外気連通口７と空調設備連通口４とを連通させ、外気を前記空調設備に供給する換気空調モードと、前記外気連通口７と室内連通口５及び窓部上部連通口６とを連通させ、外気を室内に供給する自然換気モードとに切換可能とした流路切換装置１とする。【選択図】図２
2011133160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物内に設けられ、換気及び空調のための各種運転モードに応じた流路に切り換える流路切換装置であって、
前記流路切換装置は、空調設備との連通口、室内との連通口、室内側の窓部上部との連通口及び外気との連通口を備えたケーシングと、前記ケーシング内に回動自在に設けられ、ケーシング内を流通する空気の流路を切り換える切換本体とを備え、
前記切換本体の切り換えにより、前記窓部上部連通口と空調設備連通口とを連通させ、窓部上部の室内空気を前記空調設備に供給する循環空調モードと、前記外気連通口と空調設備連通口とを連通させ、外気を前記空調設備に供給する換気空調モードと、前記外気連通口と室内連通口及び窓部上部連通口とを連通させ、外気を室内に供給する自然換気モードとに切換可能としてあることを特徴とする換気及び空調のための流路切換装置。
【請求項２】
前記流路切換装置は、断面中空円状のケーシングの周面に時計回りに前記空調設備連通口、前記室内連通口、前記窓部上部連通口、前記外気連通口の順に各連通口を備えるとともに、同心軸部に軸部材を備えることにより、前記ケーシング内に周回流路が形成され、この周回流路には、前記空調設備連通口と室内連通口との間を仕切るように固定仕切板が固設されるとともに、前記切換本体が前記軸部材を回転中心として周回流路方向に沿って回動自在に配置され、
前記切換本体は、前記周回流路を仕切るように設けられた回転仕切板と、この回転仕切板から周方向に所定の間隔を空けた位置に前記周回流路を開放しながら前記連通口を塞ぐように設けられた回転閉塞体とから構成され、
前記循環空調モードでは、前記切換本体を回動駆動させることによって、前記回転仕切板を前記室内連通口と窓部上部連通口との間に位置させるとともに、前記回転閉塞体を前記外気連通口を塞ぐように位置させ、前記窓部上部連通口と空調設備連通口とが連通し、
前記換気空調モードでは、前記切換本体を回動駆動させることによって、前記回転仕切板を前記室内連通口と窓部上部連通口との間に位置させるとともに、前記回転閉塞体を前記窓部上部連通口を塞ぐように位置させ、前記外気連通口と空調設備連通口とが連通し、
前記自然換気モードでは、前記切換本体を回動駆動させることによって、前記回転仕切板を前記外気連通口と空調設備連通口との間に位置させ、前記外気連通口と室内連通口とが連通するようにしてある請求項１記載の換気及び空調のための流路切換装置。
【請求項３】
前記各運転モードに加え、前記窓部上部連通口と空調設備連通口とを連通させた状態で、前記空調設備の給気ファンを停止して空気の流通を停止した停止モードに切換可能としてある請求項１、２いずれかに記載の換気及び空調のための流路切換装置。
【請求項４】
前記窓部上部連通口は、他の連通口より断面積を小さくしてある請求項１〜３いずれかに記載の換気及び空調のための流路切換装置。
【請求項５】
前記外気連通口と室内連通口とは、各流路の流路方向中心線の成す角度が鈍角となるように設けられている請求項１〜４いずれかに記載の換気及び空調のための流路切換装置。
【請求項６】
前記窓部上部連通口と空調設備連通口とは、各流路の流路方向中心線の成す角度が鈍角となるように設けられている請求項１〜５いずれかに記載の換気及び空調のための流路切換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、換気及び空調のための各種運転モードに応じた流路に切り換える流路切換装置に係り、詳しくはガラス窓から差し込む日射熱による熱負荷を軽減するため窓部上部の室内空気を空調設備に供給する循環空調モードと、外気を空調設備に供給する換気空調モードと、外気を室内に供給する自然換気モードとに切換可能とした換気及び空調のための流路切換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、下記特許文献１に示されるように、窓部を室外側ガラスと室内側ガラスとにより二重構造とし、両ガラス間に空気層を設けるとともに、窓部の上部及び下部にそれぞれ流路切換装置を備え、この流路切換装置の切り換えによって、夏期において下部側から室外空気を空気層に導入させて上部側から室外に排気する流路と、冬期において下部側から室内空気を空気層に導入させて上部側から室内に戻す流路と、中間期において室外空気を室内に取り入れ可能な流路とに切換可能としたカーテンウォール構造が知られている。
【０００３】
かかるカーテンウォール構造では、例えば夏期にはガラス窓から差し込む日射熱による熱負荷を軽減し、冬期には太陽熱で暖められた空気を室内に循環するというように、季節毎に効率的な省エネルギー化が図られるようになっている。
【０００４】
また、下記特許文献２では、三個以上の開口を具備したケーシングと、回転により各開口を開閉できるようにケーシング内に回転自在に配されているフラップと、フラップを回転させる回転手段とを具備している通気方向制御装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２９１６８９号公報
【特許文献２】特開２００３−１８５１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１記載のカーテンウォール構造では、所謂ダブルスキンとし、さらに１フロアにつき窓部の上部及び下部の両方にそれぞれ流路切換装置を備える必要があるため設備コストが嵩む問題があった。設備コストに対する省エネ効果の点からすると、強い日射が差し込む南側の壁面に対しては有効であるものの、南西側や西側の壁面等では日射条件によっては十分な省エネルギー化が図れない場合があり、過剰設備によるコスト高が指摘されていた。
【０００７】
さらに、ダブルスキンカーテンウォール構造として両ガラス間に空気層を設けた上でカーテンウォール自体に流路切換装置を組み込むものであるため、壁面の見込み厚が増加して構造的な無駄があった。
【０００８】
また、上記特許文献２では、同文献の図６に４個の開口を具備したケーシングでもって、フラップの円弧面により少なくとも２つの開口をまとめて同時的に閉鎖するようにした通気方向制御装置が示されている（段落[0040]参照）。しかしながら、かかる通気方向制御装置では、前記フラップの円弧面が隣接する２つの開口を跨ぐことによって閉鎖する機構であるため、例えば４つの開口の内、対向する２つの開口同士を連通する流路を形成できない、３つの開口を連通する流路を形成できないなどの問題があり、流路の構成パターンに大きな制約があり、設計の自由度が低いものであった。
【０００９】
そこで本発明の第１の課題は、換気及び空調のための各種運転モードに応じた流路に切換可能とするとともに、設備コストの低減を図り、空調設備との連携による設備の効率化を図った流路切換装置を提供することにある。
【００１０】
また本発明の第２の課題は、各連通口同士を連通させる流路の構成パターンを多様化し、設備設計の自由度を高めた換気及び空調のための流路切換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記第１の課題を解決するために請求項１に係る本発明として、建物内に設けられ、換気及び空調のための各種運転モードに応じた流路に切り換える流路切換装置であって、
前記流路切換装置は、空調設備との連通口、室内との連通口、室内側の窓部上部との連通口及び外気との連通口を備えたケーシングと、前記ケーシング内に回動自在に設けられ、ケーシング内を流通する空気の流路を切り換える切換本体とを備え、
前記切換本体の切り換えにより、前記窓部上部連通口と空調設備連通口とを連通させ、窓部上部の室内空気を前記空調設備に供給する循環空調モードと、前記外気連通口と空調設備連通口とを連通させ、外気を前記空調設備に供給する換気空調モードと、前記外気連通口と室内連通口及び窓部上部連通口とを連通させ、外気を室内に供給する自然換気モードとに切換可能としてあることを特徴とする換気及び空調のための流路切換装置が提供される。
【００１２】
上記請求項１記載の発明では、流路切換装置が建物内に設けられるため、従来のようにダブルスキンカーテンウォール構造とした上でこのカーテンウォール構造内に換気及び空調のための流路切換装置を組み込む構造とする必要がなく、壁面が通常のシングルスキン構造であっても、或いはカーテンウォールでは無い一般建物の窓壁面部であっても、換気及び空調のための流路切換装置を設けることができ、壁面の見込み厚を薄くしてコンパクト化を図ることができ、建物の設計自由度が向上する。
【００１３】
また、切換本体の切り換えにより、前記窓部上部連通口と空調設備連通口とを連通させ、窓部上部の室内空気を前記空調設備に供給する循環空調モードと、前記外気連通口と空調設備連通口とを連通させ、外気を前記空調設備に供給する換気空調モードと、前記外気連通口と室内連通口及び窓部上部連通口とを連通させ、外気を室内に供給する自然換気モードとに切換可能としてあるため、換気及び空調のための各種運転モードに応じて流路の切り換えが容易にできるようになる。また、前記循環空調モードでは、窓部上部の室内空気を空調設備に供給する流路が形成されるため、ダブルスキンカーテンウォール構造にしなくても、ガラス窓から差し込む日射熱による熱負荷を軽減することができる。さらに、夜間や定時的な換気を行いたい場合など、必要に応じて前記換気空調モードや自然換気モードに切り換えることにより、簡単に換気及び空調が切換可能となる。
【００１４】
本発明に係る流路切換装置には、空調設備連通口が設けられ、前記循環空調モードでは窓部上部の室内空気を、前記換気空調モードでは外気をそれぞれ空調設備の給気として供給できるため、空調設備との連携による設備の効率化が図れるようになる。
【００１５】
上記第２課題を解決するために請求項２に係る本発明として、前記流路切換装置は、断面中空円状のケーシングの周面に時計回りに前記空調設備連通口、前記室内連通口、前記窓部上部連通口、前記外気連通口の順に各連通口を備えるとともに、同心軸部に軸部材を備えることにより、前記ケーシング内に周回流路が形成され、この周回流路には、前記空調設備連通口と室内連通口との間を仕切るように固定仕切板が固設されるとともに、前記切換本体が前記軸部材を回転中心として周回流路方向に沿って回動自在に配置され、
前記切換本体は、前記周回流路を仕切るように設けられた回転仕切板と、この回転仕切板から周方向に所定の間隔を空けた位置に前記周回流路を開放しながら前記連通口を塞ぐように設けられた回転閉塞体とから構成され、
前記循環空調モードでは、前記切換本体を回動駆動させることによって、前記回転仕切板を前記室内連通口と窓部上部連通口との間に位置させるとともに、前記回転閉塞体を前記外気連通口を塞ぐように位置させ、前記窓部上部連通口と空調設備連通口とが連通し、
前記換気空調モードでは、前記切換本体を回動駆動させることによって、前記回転仕切板を前記室内連通口と窓部上部連通口との間に位置させるとともに、前記回転閉塞体を前記窓部上部連通口を塞ぐように位置させ、前記外気連通口と空調設備連通口とが連通し、
前記自然換気モードでは、前記切換本体を回動駆動させることによって、前記回転仕切板を前記外気連通口と空調設備連通口との間に位置させ、前記外気連通口と室内連通口とが連通するようにしてある請求項１記載の換気及び空調のための流路切換装置が提供される。
【００１６】
上記請求項２記載の発明は、流路切換装置の詳細な構造と各運転モードにおける切換本体の切換状態を規定したものである。特に、本発明に係る流路切換装置では、前記ケーシングの周面に形成された４つの連通口のうち、隣接する２つの連通口を連通させる流路の構成パターンのみならず、前記循環空調モードにおいてほぼ対向する２つの連通口を連通させる流路や３つの連通口を連通させる流路を形成することができ、流路の構成パターンが多様化でき、設備設計の自由度を高めることができるようになる。
【００１７】
請求項３に係る本発明として、前記各運転モードに加え、前記窓部上部連通口と空調設備連通口とを連通させた状態で、前記空調設備の給気ファンを停止して空気の流通を停止した停止モードに切換可能としてある請求項１、２いずれかに記載の換気及び空調のための流路切換装置が提供される。
【００１８】
上記請求項３記載の発明は、各運転モードに加え、換気及び空調のための空気の流通を停止した停止モードに切換可能としたものである。
【００１９】
請求項４に係る本発明として、前記窓部上部連通口は、他の連通口より断面積を小さくしてある請求項１〜３いずれかに記載の換気及び空調のための流路切換装置が提供される。
【００２０】
請求項５に係る本発明として、前記外気連通口と室内連通口とは、各流路の流路方向中心線の成す角度が鈍角となるように設けられている請求項１〜４いずれかに記載の換気及び空調のための流路切換装置が提供される。
【００２１】
上記請求項４、５記載の発明は、特に自然換気モードにおいて、上記請求項２記載の通り、切換本体によって空調設備連通口は塞がれるものの、窓部上部連通口は開放されたままなので、できる限り外気連通口から導入された外気が室内連通口から室内に供給されるようにするための構成である。具体的には、上記請求項４記載の発明では窓部上部連通口を他の連通口より断面積を小さくし、上記請求項５記載の発明では外気連通口と室内連通口とを各流路の流路方向中心線の成す角度が鈍角となるように、即ち鋭角的に屈曲する流路とはせずに、極力直線的流路となるようにしたものである。
【００２２】
請求項６に係る本発明として、前記窓部上部連通口と空調設備連通口とは、各流路の流路方向中心線の成す角度が鈍角となるように設けられている請求項１〜５いずれかに記載の換気及び空調のための流路切換装置が提供される。
【００２３】
上記請求項６記載の発明は、前記窓部上部連通口と空調設備連通口とを各流路の流路方向中心線の成す角度が鈍角となるように、即ち鋭角的に屈曲する流路とはせずに、極力直線的流路となるようにしたものである。
【発明の効果】
【００２４】
以上詳説のとおり本発明によれば、換気及び空調のための各種運転モードに応じた流路に切換可能とするとともに、設備コストの低減を図り、空調設備との連携による設備の効率化を図った流路切換装置が提供できるようになる。
【００２５】
また、各連通口同士を連通させる流路の構成パターンを多様化し、設備設計の自由度を高めた換気及び空調のための流路切換装置が提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る流路切換装置１を備えた建物の縦断面図である。
【図２】その要部拡大図である。
【図３】流路切換装置１の縦断面図である。
【図４】流路切換装置１の斜視図である。
【図５】切換本体８の斜視図である。
【図６】循環空調モードにおける流路切換装置１の縦断面図である。
【図７】換気空調モードにおける流路切換装置１の縦断面図である。
【図８】自然換気モードにおける流路切換装置１の縦断面図である。
【図９】停止モードにおける流路切換装置１の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
〔流路切換装置１の構造〕
先ず建物構造としては、外壁を窓ガラスＧを備えたカーテンウォールで構成するとともに、各階にスラブＳが配設され、各階の窓部の上方に開口する外気取込口７Ａが設けられている。また、各階の窓部近傍の室内側には、日射を遮るとともに窓部との間の空気温度の上昇を図り、上昇流の生起及びそれによる換気の効率化によって熱負荷の軽減を図るためにブラインドＢが配設されている。
【００２８】
本発明に係る流路切換装置１は、図１に示されるように、建物の内部に各階毎に設けられ、換気及び空調のための各種運転モードに応じた流路に切り換えるためのものである。図示例では前記流路切換装置１は、各階のガラス窓Ｇ近傍において、天井スラブＳの下面側に取付け用ブラケット２０を介して固設されるとともに、天井パネルＰ内に収納されている。
【００２９】
前記流路切換装置１は、図２及び図３に示されるように、空調設備との連通口４、室内との連通口５、室内側の窓部上部との連通口６及び外気との連通口７を備えたケーシング３と、前記ケーシング３内に回動自在に設けられ、ケーシング３内を流通する流路を切り換える切換本体８とを備えている。前記ケーシング３は、図４に示されるように、変形多角形状断面の中空体とされ、ほぼカーテンウォールパネルに対応する長さ寸法を有し、両端面の開口が端面封鎖板３Ａによって封鎖されている。前記各連通口４〜７は、部材長手方向に長いスリット状の開口とされる。
【００３０】
前記空調設備連通口４は、図示しない空調設備の給気側に接続され、その途中にエアフィルタなどの機能を有するチャンバーボックス４Ａが配設されている（図１参照）。前記室内連通口５は、必要に応じて流路途中にファンを設け、天井パネルＰ部に設けられる吹出口５Ａに接続されている。前記窓部上部連通口６は、ガラス窓Ｇの室内側近傍の上部、好ましくはガラス窓ＧとブラインドＢとの間の上部に設けられた吸込口６Ａに接続されている。前記外気連通口７は、建物壁面の外気と連通する外気取込口７Ａに接続されている。前記外気連通口７と外気取込口７Ａとは図示例のようにダクト７Ｂを介して接続しても、或いは直接的に近接するように接続してもよい。なお、図２に示されるように、前記外気取込口７Ａには、アルミ製ガラリ７Ｃが設けられるとともに、その内側に鳥の侵入を防止するための防鳥ネット７Ｄが設けられている。
【００３１】
前記流路切換装置１は、詳細には図３に示されるように、断面中空円状のケーシング３の周面に時計回りに、前記空調設備連通口４、室内連通口５、窓部上部連通口６、外気連通口７の順で各連通口４〜７を備えるとともに、このケーシング３内の同心軸部に軸部材９を備えることにより、ケーシング３内に周回流路１０が形成されている。
【００３２】
前記周回流路１０には、空調設備連通口４と室内連通口５との間を仕切るように固定仕切板１１が固設されている。固定仕切板１１の内周面側及び外周面側の端部にはそれぞれシール材保持部１１ａ、１１ａが設けられ、それぞれ固形シール材１２、１２が取り付けられ、これら固形シール材１２，１２がケーシング３の内面と軸部材９の外面とに夫々接触するようになっている。前記固定仕切板１１は、ケーシング３の軸方向両端部を塞ぐ前記端面封鎖板３Ａに固定ネジによって固定されている。
【００３３】
前記周回流路１０には、前記切換本体８が前記軸部材９を回転中心として周回流路方向に沿って回動自在に配置されている。かかる切換本体８は、中空軸状の軸部材９内部に内設されたチューブラモータ１９により、軸部材９とともに回転駆動されることにより流路を切換可能としている。
【００３４】
前記切換本体８は、図３に示されるように、周回流路１０を仕切るように設けられた回転仕切板１３と、この回転仕切板１３から周方向に所定の間隔を空けた位置に前記周回流路を開放しながら前記連通口を塞ぐように設けられた回転閉塞体１４とから構成されている。前記回転仕切板１３の外縁部及び前記回転閉塞体１４の外周面両側部にはそれぞれ、ケーシング３の軸方向に沿ってシール材保持部１３ａ、１４ａ、１４ａが設けられ、それぞれ周回流路１０の外周面に摺接する固形シール材１５、１６が取り付けられている。
【００３５】
図３に示されるように、前記回転仕切板１３と回転閉塞体１４との間には離間部１７が設けられるとともに、図５に示されるように、前記回転閉塞体１４を軸部材９に連結するリブ１８に軸方向に複数の開口１８Ａ、１８Ａ…が設けられることによって、周回流路を開放するための流路が形成されている。これによって、前記離間部１７から周回流路１０内に流入した空気は、前記開口１８Ａを通って周回流路１０に流通できるようになっている。
【００３６】
〔運転モード〕
前記流路切換装置１は、前記切換本体８の切り換え（回転駆動）により、換気及び空調のための以下の４つの運転モードに応じて流路を切り換えている。以下、各種運転モードについて詳しく説明する。
【００３７】
（循環空調モード）
本運転モードは、特に夏期にガラス窓Ｇから差し込む日射熱による熱負荷を軽減するため、日射熱によりガラス窓Ｇ近傍の加熱された空気を窓部上部から吸い込み空調設備に供給するものである。
【００３８】
循環空調モードでは、図６に示されるように、切換本体８を回転駆動させることによって、前記回転仕切板１３を室内連通口５と窓部上部連通口６との間に位置させて回転仕切板１３及び固定仕切板１１で挟まれた室内連通口５を塞ぐとともに、前記回転閉塞体１４を外気連通口７を塞ぐように位置させる。これにより、切換本体８の離間部１７を通じて窓部上部連通口６と空調設備連通口４とが連通し、空調設備のファンの吸込力によって、窓部上部の室内空気が空調設備に供給されるようになる。
【００３９】
ここで、本循環空調モードでは、前記窓部上部連通口６と空調設備連通口４とは、各流路の流路方向中心線の成す角度αが鈍角となるように設けられ、窓部上部の室内空気が円滑に空調設備連通口４に流れるようになっている。
【００４０】
（換気空調モード）
本運転モードは、日射熱による熱負荷が弱い時期や、外気を取り入れることによる換気を行いつつ空調を行いたい場合などにおいて、外気を空調設備に供給するものである。
【００４１】
換気空調モードでは、図７に示されるように、切換本体８を回転駆動させることによって、前記回転仕切板１３を室内連通口５と窓部上部連通口６との間に位置させて回転仕切板１３及び固定仕切板１１で挟まれた室内連通口５を塞ぐとともに、前記回転閉塞体１４を窓部上部連通口６を塞ぐように位置させる。これにより、外気連通口７と空調設備連通口４とが連通し、空調設備のファンの吸込力によって外気が空調設備に供給されるようになる。
【００４２】
（自然換気モード）
本運転モードは、春秋等の中間期に外気を直接室内に供給したい場合や夏期に夜間の低温の外気を室内に取り込みたい場合、昼間でも室内換気が必要な場合などに行われるものである。
【００４３】
自然換気モードでは、図８に示されるように、切換本体８を回転駆動させることによって、前記回転仕切板１３を外気連通口７と空調設備連通口４との間に位置させて回転仕切板１３及び固定仕切板１１で挟まれた空調設備連通口４を塞ぐようにする。これにより、外気連通口７と室内連通口５及び窓部上部連通口６とが連通し、室内外の圧力差による自然換気又は流路途中に設けたファンによる強制換気が行われる。
【００４４】
ここで、本運転モードでは、窓部上部連通口６が開放されているため、次の構成を採用することにより、窓部上部連通口６への流通を低減している。第１には、窓部上部連通口６は他の連通口より断面積を小さくすることにより、窓部上部連通口６への空気流量を低減するとともに、圧力損失の増加による空気の進入を抑制している。第２には、外気連通口７と室内連通口５とを各流路の流路方向中心線の成す角度βが鈍角となるように、即ち直線的流路とすることにより、外気連通口７から室内連通口５に空気を流れ易くしている。第３には、窓部上部連通口６と窓部上部の吸込口６Ａとを接続するダクトに１又は複数のエルボを設け、管路の圧力損失の増加による空気の進入を抑制している。
【００４５】
（停止モード）
本モードは、流路切換装置１における空気の流れを停止するものである。停止モードでは、図９に示されるように、切換本体８を回転駆動させることによって、前記循環空調モードと同様に窓部上部連通口６と空調設備連通口４とを連通させた状態で、空調設備の給気ファンを停止して空気の流通を停止する。
【００４６】
〔他の形態例〕
上記形態例では、本流路切換装置１をカーテンウォールの単層構造の窓部（シングルスキン）への適用例を説明したが、カーテンウォールではない一般建物の窓壁面部に対して適用することも可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１…流路切換装置、３…ケーシング、４…空調設備連通口、５…室内連通口、６…窓部上部連通口、７…外気連通口、８…切換本体、９…軸部材、１０…周回流路、１１…固定仕切板、１３…回転仕切板、１４…回転閉塞体、１７…離間部、Ｂ…ブラインド、Ｇ…ガラス窓、Ｐ…天井パネル、Ｓ…スラブ
【図１】
2011133160.tif 000003
【図２】
2011133160.tif 000004
【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】
2011133160.tif 000009
【図８】
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【図９】
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