(57)【要約】【課題】給油ノズルのスプラッシュガードの有無にかかわらず、給油時制御の開始および終了を正確に監視することができる給油作業監視装置を提供する。【解決手段】給油作業監視装置１００は、給油口１５ａを一端部に有し、燃料を貯留する燃料タンク１に他端部が接続されているインレットパイプ１５と、給油口１５ａ近傍のインレットパイプ内部に配置され、給油口１５ａから挿入された給油ノズルのノズル先端によって押し倒されて開閉信号を出力するノズル検知スイッチ７０と、ノズル検知スイッチ７０からの信号に基づいて給油作業の開始および終了を監視するＥＣＵ８と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給油口を一端部に有し、燃料を貯留する燃料タンクに他端部が接続されているインレットパイプと、
前記給油口近傍の前記インレットパイプ内部に配置され、前記給油口から挿入された給油ノズルのノズル先端によって押し倒されて開閉信号を出力するノズル検知スイッチと、
前記ノズル検知スイッチからの信号に基づいて給油作業の開始および終了を監視する監視部と、を備える、
給油作業監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクへの給油作業を監視する給油作業監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、車両に搭載される内燃機関の燃料タンク内で発生した蒸発燃料を処理する蒸発燃料処理装置が開示されている。この蒸発燃料処理装置では、給油口を開閉するフューエルリッドが開いたことをリッド開閉センサで検知したことを一条件として給油時制御を開始し、上記リッド開閉センサでフューエルリッドが閉じたことを検知したことを条件に給油時制御を終了することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−４４１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載される蒸発燃料処理装置では、フューエルリッドの開閉状態を検知するリッド開閉センサが給油口の外側近傍の車体に設けられることが多い。そのため、給油時に給油口に挿入された給油ノズルに、給油口からの燃料噴き出しを防止するためのスプラッシュガードがフランジ状に設けられている場合などに、給油作業中であるにもかかわらずスプラッシュガードがリッド開閉センサに干渉して、給油作業が終了したと誤判定されることがある。
【０００５】
本発明の目的は、給油ノズルのスプラッシュガードの有無にかかわらず、給油作業の開始および終了を正確に監視できる給油作業監視装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る給油作業監視装置は、給油口を一端部に有し、燃料を貯留する燃料タンクに他端部が接続されているインレットパイプと、前記給油口近傍のインレットパイプ内部に配置され、前記給油口から挿入された給油ノズルのノズル先端によって押し倒されて開閉信号を出力するノズル検知スイッチと、前記ノズル検知スイッチからの信号に基づいて給油作業の開始および終了を監視する監視部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る給油作業監視装置によれば、給油ノズルのスプラッシュガードの有無にかかわらず、給油作業の開始および終了を正確に監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態の給油作業監視装置が搭載された車両の構成を概略的に示す図である。
【図２】（ａ）はノズル検知スイッチをインレットパイプに取り付ける前の状態を示す給油口の斜視図であり、（ｂ）はノズル検知スイッチをインレットパイプに取り付けた後の状態を示す給油口の斜視図である。
【図３】（ａ）はインレットパイプの給油口が閉じられた通常時を示す図であり、（ｂ）はインレットパイプの給油口に給油ノズルが挿入された給油時の状態を示す図である。
【図４】給油作業における動作を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。
【００１０】
図１は、本実施形態の給油作業監視装置１００が搭載された車両１０の構成を概略的に示す図である。図１に示すように、車両１０には、燃料タンク１と、キャニスタ２と、ベーパ通路３と、パージ通路４と、大気通路５と、封鎖弁ユニット６と、パージ制御弁７と、ＥＣＵ（監視部）８とが搭載されている。
【００１１】
キャニスタ２は、車両１０に搭載された内燃機関（図示せず）の吸気系５０に接続されている。内燃機関の吸気系５０には、吸気の流れ方向の上流側から順に、エアクリーナ５１、吸気管５２、サージタンク５３およびインテークマニホールド５４などが設けられている。吸気管５２にはスロットルバルブ５５が設けられ、インテークマニホールド５４にはインジェクタ５６が取り付けられている。
【００１２】
燃料タンク１は、内燃機関の燃料Ｆを貯留するように構成されている。燃料タンク１の内部にはフューエルポンプ１１が設けられ、フューエルポンプ１１とインジェクタ５６とが燃料供給通路１２によって接続されている。これにより、フューエルポンプ１１が駆動された場合に、燃料タンク１内の燃料Ｆが燃料供給通路１２を介してインジェクタ５６に供給されるようになっている。
【００１３】
この燃料タンク１には、内部に貯留されている燃料Ｆの液面を検出するための液面センサ１３が設けられるとともに、液面の上部空間Ｓの圧力（タンク内圧）を検出するためのタンク内圧センサ１４が設けられている。
【００１４】
燃料タンク１には、給油用のインレットパイプ１５が接続されている。インレットパイプ１５には上端に給油口１５ａが形成され、その給油口１５ａには着脱可能にキャップ１５ｂが取り付けられている。インレットパイプ１５の下端付近には、逆止弁１５ｃが設けられている。逆止弁１５ｃは、インレットパイプ１５から燃料タンク１への燃料の移動を許容するとともに、燃料タンク１からインレットパイプ１５への燃料の移動を阻止するように構成されている。
【００１５】
インレットパイプ１５の給油口１５ａ近傍のパイプ内部には、ノズル検知スイッチ７０が配置されている。ノズル検知スイッチ７０は、給油時に給油口１５ａからインレットパイプ１５に挿入された給油ノズル２００のノズル先端２１０（図３（ｂ）参照）を検知して信号を出力する機能を有する。ノズル検知スイッチ７０は、電気ケーブル７１を介してＥＣＵ８に接続されており、ノズル先端を検知したことを示す開閉信号はＥＣＵ８に入力されるようになっている。ノズル検知スイッチ７０の構成およびインレットパイプ１５への取付状態については図２および図３を参照して後述する。なお、インレットパイプ１５、ノズル検知スイッチ７０、および、ＥＣＵ８が、本実施形態の給油作業監視装置１００を構成する。
【００１６】
インレットパイプ１５の給油口１５ａ近傍と燃料タンク１の上部空間Ｓとがブリーザパイプ１６によって接続（連通）されている。このブリーザパイプ１６は、インレットパイプ１５を介して燃料タンク１に燃料が給油されるときに、燃料タンク１の上部空間Ｓの空気を給油口１５ａに排出するために設けられている。
【００１７】
給油口１５ａに取り付けられたキャップ１５ｂの外側には、キャップ１５ｂおよび給油口１５ａを覆うようにフューエルリッド９が設けられている。このフューエルリッド９は、リッド開閉機構９１によって開閉されるように構成されている。また、フューエルリッド９の近傍には、フューエルリッド９の開閉状態を検出するためのリッド開閉センサ９２が設けられている。
【００１８】
リッド開閉機構９１は、フューエルリッド９を開く方向に付勢する付勢部材と、フューエルリッド９が閉じられた状態で保持する保持部材とを有する。また、リッド開閉機構９１には、ＥＣＵ８が接続されるとともに、利用者が手動でフューエルリッド９を開くための手動開閉装置９３が接続されている。そして、リッド開閉機構９１は、ＥＣＵ８からフューエルリッド９を開く指示が入力された場合、および、手動開閉装置９３に対してフューエルリッド９の開操作がされた場合に、保持部材によるフューエルリッド９の保持を解除してフューエルリッド９を開くように構成されている。なお、手動開閉装置９３は、後述するリッドオープンスイッチ８１の故障時などに利用者がフューエルリッド９を開くために設けられている。
【００１９】
キャニスタ２は、内部に活性炭などの吸着剤が収容され、燃料タンク１内で発生した蒸発燃料を回収（吸着保持）するように構成されている。キャニスタ２には、ベーパ通路３、パージ通路４および大気通路５が接続されている。
【００２０】
ベーパ通路３は、燃料タンク１とキャニスタ２とを接続しており、燃料タンク１内で発生した蒸発燃料をキャニスタ２内に導入するために設けられている。このベーパ通路３の下端（燃料タンク１内の端部）には、満タン規制バルブ３１およびカットオフバルブ３２が設けられている。
【００２１】
満タン規制バルブ３１は、燃料タンク１内の燃料液面が上限（満タン液面）よりも低い場合に開弁し、燃料液面が上限まで上昇した場合に閉弁するように構成されている。カットオフバルブ３２は、満タン規制バルブ３１よりも高い位置に配置されており、通常時に開弁し、車両の横転時などに閉弁するように構成されている。満タン規制バルブ３１およびカットオフバルブ３２により、ベーパ通路３内への液相燃料の浸入を抑制することが可能である。
【００２２】
また、ベーパ通路３には、封鎖弁ユニット６が設けられている。この封鎖弁ユニット６は、封鎖弁６１と、その封鎖弁６１と並列に設けられた双方向逆止弁６２とを含んでいる。
【００２３】
封鎖弁６１は、ＥＣＵ８によって開閉される電磁弁であり、非通電状態では閉弁し、通電により開弁するように構成されている。そして、封鎖弁６１が開弁したときに、燃料タンク１とキャニスタ２とが連通され、封鎖弁６１が閉弁したときに、燃料タンク１とキャニスタ２とが遮断されるようになっている。
【００２４】
双方向逆止弁６２は、正方向リリーフ弁および逆方向リリーフ弁を有する。正方向リリーフ弁は、燃料タンク１内の圧力がキャニスタ２内の圧力に比べて大幅に高くなった場合に開弁するように構成されている。一方、逆方向リリーフ弁は、燃料タンク１内の圧力がキャニスタ２内の圧力に比べて大幅に低くなった場合に開弁するように構成されている。例えば、正方向リリーフ弁の開弁圧は２０ｋＰａに設定され、逆方向リリーフ弁の開弁圧は１５ｋＰａに設定されている。
【００２５】
パージ通路４は、キャニスタ２と内燃機関の吸気系５０とを接続しており、キャニスタ２に回収された蒸発燃料を内燃機関の吸気系５０に導入するために設けられている。このパージ通路４には、開度調整可能なＶＳＶ（Vacuum Switching Valve）であるパージ制御弁７が設けられている。このパージ制御弁７は、ＥＣＵ８によって制御される常閉弁であり、所定のパージ条件が成立した場合に開弁するように構成されている。
【００２６】
大気通路５は、一端がキャニスタ２に接続されるとともに、他端が給油口１５ａ近傍で大気に開放されている。すなわち、大気通路５は、キャニスタ２を大気側に連通するために設けられている。この大気通路５には、エアフィルタ５ａが設けられている。
【００２７】
ＥＣＵ８は、本実施形態の給油作業監視装置１００において給油作業の開始および終了を監視する機能を有する。このＥＣＵ８は、例えば、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、バックアップＲＡＭと、入力インターフェースと、出力インターフェースとを備えている。
【００２８】
ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップなどに基づいて演算処理を実行する。ＲＯＭには、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップなどが記憶されている。ＲＡＭは、ＣＰＵによる演算結果や各種センサの検出結果などを一時的に記憶するメモリである。バックアップＲＡＭは、電源がオフされる際に保存すべきデータなどを記憶する不揮発性のメモリである。
【００２９】
ＥＣＵ８の入力インターフェースには、液面センサ１３、タンク内圧センサ１４、ノズル検知スイッチ７０、リッド開閉センサ９２、リッドオープンスイッチ８１および車速センサ８２などが接続されている。リッドオープンスイッチ８１は、例えば車室内に設けられており、利用者が給油作業を行うためにフューエルリッド９を開くときに操作されるスイッチである。このリッドオープンスイッチ８１は、例えばモメンタリースイッチであり、利用者によって操作された場合に信号をＥＣＵ８に出力するように構成されている。車速センサ８２は、車両の速度を検出するために設けられている。
【００３０】
ＥＣＵ８の出力インターフェースには、封鎖弁６１、パージ制御弁７およびリッド開閉機構９１などが接続されている。そして、ＥＣＵ８は、各種センサの検出結果などに基づいて、封鎖弁６１、パージ制御弁７およびリッド開閉機構９１を制御するように構成されている。また、ＥＣＵ８は、タイマ機能を有する。
【００３１】
図２（ａ）はノズル検知スイッチ７０をインレットパイプ１５に取り付ける前の状態を示す斜視図であり、図２（ｂ）はノズル検知スイッチ７０をインレットパイプ１５に取り付けた後の状態を示す斜視図である。図２では、キャップ１５ｂの図示が省略されている。
【００３２】
図２（ａ）に示すように、インレットパイプ１５の一端部に、給油口１５ａを有する。給油口１５ａを形成する円筒部の内面には、給油口１５ａを閉じるキャップ１５ｂと螺合するねじ部１５ｄが形成されている。
【００３３】
インレットパイプ１５には、給油口１５ａを形成する円筒部に連なって円環状のフランジ部１５ｅが突出して形成される。このフランジ部１５ｅを介してインレットパイプを車体に固定することができる。また、インレットパイプ１５では、フランジ部１５ｅに連なって中間パイプ部１５ｆが形成され、この中間パイプ部１５ｆには、図示しない端部が燃料タンク１に連通する給油パイプ１５ｇが接続されている。
【００３４】
図２（ａ）に示すように、インレットパイプ１５の中間パイプ部１５ｆには、ノズル検知スイッチ７０を取り付けるための取付穴１５ｈが形成されている。取付穴１５ｈは、中間パイプ部１５ｆを構成するパイプ部分の側壁面に貫通して形成されている。
【００３５】
ノズル検知スイッチ７０は、中間パイプ部１５ｆに固定される本体部７２と、本体部７２が突出する板状の検知部７３とを含む。検知部７３は、それぞれ板状をなす先端部７４と基端部７６とが連結部７５によって連結されて構成される。連結部７５は、例えばヒンジ部によって構成される。したがって、検知部７３は、先端部７４が基端部７６に対して折れ曲がり可能に構成されている。また、検知部７３には、図示しない捩じりばね等の付勢部材が設けられており、通常時には検知部７３の先端部７４と基端部７６とが直線状に伸びた状態に付勢された状態になっている。このような検知部７３が取付穴１５ｈに挿入された状態で、図２（ｂ）に示すように本体部７２の周囲が中間パイプ部１５ｆに例えば溶着等によって固定される。
【００３６】
図３（ａ）はインレットパイプ１５の給油口１５ａが閉じられた通常時を示す図であり、図３（ｂ）はインレットパイプ１５の給油口１５ａに給油ノズル２００が挿入された給油時の状態を示す図である。図３（ａ）に示すように、インレットパイプ１５に取り付けられたノズル検知スイッチ７０は、検知部７３の先端部７４が中間パイプ部１５ｆの内部（パイプ内部）に突出した状態に配置されている。
【００３７】
インレットパイプ１５の中間パイプ部１５ｆには、ノズル検知スイッチ７０の検知部７３が挿通される開口部を有する内壁１５ｉが設けられている。内壁１５ｉは、中間パイプ部１５ｆの内周面に固定され、給油口１５ａから挿入された給油ノズル２００のノズル先端２１０をノズル検知スイッチ７０の検知部７３の先端部７４へ向けてガイドする機能を有する。これにより、図３（ｂ）に示すように、キャップ１５ｂが取り外された給油口１５ａに給油ノズル２００が挿入されたとき、ノズル先端２１０が検知部７３の先端部７４を奥側へ押し倒すように構成されている。このように検知部７３の先端部７４が押し倒されると、検知部７３（または本体部７２）に設けられた図示しない接点が閉じられ、その結果、給油口１５ａからインレットパイプ１５内に給油ノズル２００が挿入されたことを示すオン（閉）信号が本体部７２に接続された電気ケーブル７１を介してＥＣＵ８に送信されるようになっている。
【００３８】
給油口１５ａから給油ノズル２００が抜かれると、検知部７３の先端部７４は、図示しない付勢部材の付勢力によって、図３（ｂ）に示す押し倒された状態から図３（ａ）に示す伸びた状態に復帰する。これにより、ノズル検知スイッチ７０から出力される信号がオフ（開）となり、ＥＣＵ８は給油動作が終了したことを検知できる。
【００３９】
続いて、図４を参照して、上記の構成からなる車両１０に搭載された本実施形態の給油作業監視装置１００の動作について説明する。図４は、給油作業における動作を示すタイミングチャートである。図４では、上から順に、リッドオープンスイッチ８１、封鎖弁６１、フューエルリッド９、ノズル検知スイッチ７０、および、給油作業を示し、横軸は時間を表している。
【００４０】
車両１０への給油は、車両１０が停車した状態で行われる。ＥＣＵ８は、車速センサ８２からの入力に基づいて車両１０が停車状態にあるか否かを判定できる。ＥＣＵ８は、車速が例えば５ｋｍ／ｈ以下であれば、停車状態にあると判断してもよい。
【００４１】
車両１０が停車状態にあるとき利用者によって車室内のリッドオープンスイッチ８１がオン操作されると、図４中の最上段に示すように、オン操作信号が立ち上がる。そして、このオン操作信号が立ち下がるタイミングである時間ｔ１において、ＥＣＵ８は、封鎖弁６１を開弁させて燃料タンク１内の圧抜きを行う。ここでは、燃料タンク１内が蒸発燃料によってタンク内圧が大気圧よりも高くなっていることが多いため、給油口１５ａを開いた給油を開始する前に、燃料タンク１のタンク内圧を大気圧近傍まで低下させる。
【００４２】
具体的には、上記のように封鎖弁６１を開弁させることで、燃料タンク１の上部空間Ｓにある蒸発燃料は、ベーパ通路３を介してキャニスタ２に導入されて回収される。その後、蒸発燃料が回収された後の空気は、大気通路５を介してインレットパイプ１５の給油口１５ａの外側に送られ、閉じているフューエルリッド９と車体Ｂとの間の隙間９４（図３（ａ）参照）から車外に大気放出される。このようにして燃料タンク１のタンク内圧が解放されることにより、タンク内圧が大気圧近傍まで圧抜きされる。なお、キャニスタ２に回収された蒸発燃料は、車両走行時に内燃機関が運転されるときにパージ通路４を介して吸気系５０に供給される。
【００４３】
このような燃料タンク１の圧抜きを給油作業の開始前に行うことで、インレットパイプ１５の給油口１５ａからキャップ１５ｂが利用者によって取り外されたときに、給油口１５ａから蒸発燃料が排出されるのを抑制することができ、その結果、異臭（燃料臭）の発生を抑制することができる。
【００４４】
ＥＣＵ８は、タンク内圧センサ１４の検出結果に基づいて、燃料タンク１内のタンク内圧が大気圧近傍まで低下したとき圧抜きが終了したと判定する。そして、ＥＣＵ８は、圧抜きが終了したタイミングである時間ｔ２において、フューエルリッド９を開く指示を出力する。ＥＣＵ８は、この出力がリッド開閉機構９１に入力されることにより、リッド開閉機構９１では保持部材によるフューエルリッド９の保持が解除されてフューエルリッド９が開かれる。これにより、利用者が燃料タンク１に燃料を給油可能な状態になる。
【００４５】
その後、利用者により、インレットパイプ１５の給油口１５ａからキャップ１５ｂが取り外され、給油口１５ａに給油ノズル２００が挿入される。このとき、図３（ｂ）を参照して説明したように、給油ノズル２００のノズル先端２１０によってノズル検知スイッチ７０の検知部７３の先端部７４が押し倒され、ノズル検知スイッチ７０からオン（開）信号が出力される。ＥＣＵ８は、ノズル検知スイッチ７０からのオン（開）信号を受けたタイミングである時間ｔ３において、利用者による給油作業が開始されたと判定できる。
【００４６】
利用者によって指定された量の燃料が給油されたとき、あるいは、インレットパイプ１５内の燃料液面が上昇して給油ノズル２００の自動停止機能が作動したとき、給油ノズル２００からの給油が停止される。そして、利用者によって給油ノズル２００がインレットパイプ１５の給油口１５ａから抜かれたとき、ノズル検知スイッチ７０の検知部７３の先端部７４が基端部７６から真っ直ぐに伸びた元の状態に復帰する。これにより、ノズル検知スイッチ７０は、給油ノズル２００が抜かれたタイミングである時間ｔ４においてオフ（閉）となり、その結果、ＥＣＵ８は利用者による給油作業が終了したと判定できる。
【００４７】
その後、ＥＣＵ８は、利用者によってフューエルリッド９が閉じられたことを時間ｔ５のタイミングで検知すると、給油作業の終了（すなわち給油口１５ａからの給油ノズル２００の抜き取り）から所定時間Ｘだけ経過したタイミングである時間ｔ６に、封鎖弁６１を閉弁する。上記所定時間Ｘは、例えば６秒程度に予め設定することができ、ＥＣＵ８のタイマ機能によって計時される。
【００４８】
図３（ｂ）に示すように、給油口に挿入された給油ノズル２００に、給油口１５ａからの燃料噴き出しを防止するためのスプラッシュガード２２０がフランジ状に設けられている場合、給油作業中であるにもかかわらずスプラッシュガード２２０がフューエルリッド９の近傍に配置されたリッド開閉センサ９２に干渉して、給油作業の開始および終了を正確に確認できないことがあった。
【００４９】
これに対し、本実施形態の給油作業監視装置１００によれば、インレットパイプ１５において給油口１５ａ近傍のパイプ内部に配置したノズル検知スイッチ７０によって給油ノズル２００の挿抜を検知する。したがって、スプラッシュガード２２０の有無にかかわらず、給油作業の開始および終了を正確に監視することができる。
【００５０】
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、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。
【符号の説明】
【００５１】
１  燃料タンク、２  キャニスタ、３  ベーパ通路、４  パージ通路、５  大気通路、５ａ  エアフィルタ、６  封鎖弁ユニット、７  パージ制御弁、８  ＥＣＵ（監視部）、９  フューエルリッド、１０  車両、１１  フューエルポンプ、１２  燃料供給通路、１３  液面センサ、１４  タンク内圧センサ、１５  インレットパイプ、１５ａ  給油口、１５ｂ  キャップ、１５ｃ  逆止弁、１５ｄ  ねじ部、１５ｅ  フランジ部、１５ｆ  中間パイプ部、１５ｇ  給油パイプ、１５ｈ  取付穴、１５ｉ  内壁、１６  ブリーザパイプ、３１  満タン規制バルブ、３２  カットオフバルブ、５０  吸気系、５１  エアクリーナ、５２  吸気管、５３  サージタンク、５４  インテークマニホールド、５５  スロットルバルブ、５６  インジェクタ、６１  封鎖弁、６２  双方向逆止弁、７０  ノズル検知スイッチ、７１  電気ケーブル、７２  本体部、７３  検知部、７４  先端部、７５  連結部、７６  基端部、８１  リッドオープンスイッチ、８２  車速センサ、９１  リッド開閉機構、９２  リッド開閉センサ、９３  手動開閉装置、９４  隙間、１００  給油作業監視装置、２００  給油ノズル、２１０  ノズル先端、２２０  スプラッシュガード、Ｂ  車体、Ｆ  燃料。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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