(57)【要約】【課題】オイルの分離性能を向上させる。【解決手段】分離室４２内を上下方向に仕切り、オイルを通過させる連通路６６が形成された仕切部材６１を備える。連通路６６は、横方向に延びる区間を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に延びる内部空間であり、流入した熱媒体とオイルとを分離させ、分離した前記オイルが下側へ流れる分離室と、
前記分離室内を上下方向に仕切り、前記オイルを通過させる連通路が形成された仕切部材と、を備え、
前記連通路は、横方向に延びる区間を備えることを特徴とするオイル分離構造。
【請求項２】
前記仕切部材は、
前記分離室内に嵌め合わされ、面方向を横方向にした状態で上下方向に並んだ複数の板部材を備え、
前記連通路は、
上側の前記板部材に形成され、上下方向に連通した上側連通路と、
下側の前記板部材のうち、上下方向から見て前記上側連通路と重ならない位置に形成され、上下方向に連通した下側連通路と、を備え、
上側の前記板部材と下側の前記板部材との上下方向の隙間と、を備え、
前記隙間が前記横方向に延びる区間に相当することを特徴とする請求項１に記載のオイル分離構造。
【請求項３】
前記仕切部材は、
前記分離室内に嵌め合わされる大径部と、
前記大径部における上面側及び下面側の一方に形成され、前記大径部よりも外径の小さい小径部と、を備え、
前記連通路は、
前記大径部における上面及び下面の他方から前記小径部に向かって凹んだ凹部と、
前記小径部の外周面から径方向に沿って前記凹部まで貫通した貫通孔と、を備え、
前記貫通孔が前記横方向に延びる区間に相当することを特徴とする請求項１に記載のオイル分離構造。
【請求項４】
前記連通路の出口側には、前記オイルを濾過するフィルタが設けられていることを特徴とする請求項３に記載のオイル分離構造。
【請求項５】
前記分離室は、軸方向に延び軸直角方向に沿った断面が円形となる内部空間であり、前記オイルを含んだ前記熱媒体が流入して内周面に沿って周方向に旋回するときの遠心作用によって前記熱媒体と前記オイルとを分離させることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のオイル分離構造。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載のオイル分離構造を備えたことを特徴とする圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイル分離構造、圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、冷媒からオイルを遠心分離させる構造が開示されており、容器内のオイル溜りの上方には、オイルの跳ね上がりを抑制する仕切板を設けている。仕切板の周縁には、上下方向に連通する切欠部が形成されており、オイルはこの切欠部を通ってオイル溜りへ流れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２１５１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
仕切板を設けるとしても、上下方向に連通した単純な切欠を形成すると、冷媒も通過しやすいため、オイルの分離性能に改善の余地があった。
本発明の課題は、オイルの分離性能を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様に係るオイル分離構造は、
上下方向に延びる内部空間であり、流入した熱媒体とオイルとを分離させ、分離したオイルが下側へ流れる分離室と、
分離室内を上下方向に仕切り、オイルを通過させる連通路が形成された仕切部材と、を備え、
連通路は、横方向に延びる区間を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、オイルを通過させる連通路は、横方向に延びる区間を備えるため、上下方向に連通した単純な構造と比較して熱媒体が通過しにくくなる。これにより、オイルの分離性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】圧縮機における前後方向及び上下方向に沿った断面図である。
【図２】分離室の拡大断面図である。
【図３】仕切部材を示す図である。
【図４】第二実施形態における分離室の拡大断面図である。
【図５】第二実施形態の仕切部材を示す図である。
【図６】第二実施形態の仕切部材を上下反転させた変形例を示す図である。
【図７】第三実施形態における分離室の拡大断面図である。
【図８】第三実施形態の仕切部材を示す図である。
【図９】第三実施形態の仕切部材を上下反転させた変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【０００９】
《第一実施形態》
《構成》
以下の説明では、互いに直交する三方向を、便宜的に、前後方向、左右方向、上下方向とする。
図１は、圧縮機における前後方向及び上下方向に沿った断面図である。
圧縮機１１は、例えばカーエアコンの冷媒回路で用いられる電動型のスクロール圧縮機であり、冷媒（熱媒体）を吸入し、圧縮してから排出する。
【００１０】
圧縮機１１は、前後方向に沿って前側から順に並んだ、フロントハウジング１２と、センタハウジング１３と、リアハウジング１４と、によって気密性を保つように一体化されている。フロントハウジング１２の上部には、冷媒を吸入する吸入口（図示省略）が形成され、リアハウジング１４の上部には、圧縮された冷媒を排出する排出口１６が形成されている。
フロントハウジング１２は、吸入口（図示省略）に連通した吸入室２１を備え、この吸入室２１に電動モータ２２が収容されている。電動モータ２２の回転軸２３は、前側がフロントハウジング１２によって回転自在に支持され、後側がセンタハウジング１３によって回転自在に支持されている。
【００１１】
センタハウジング１３には、固定スクロール２４と、可動スクロール２５と、が収容されている。
円板状の固定スクロール２４は、センタハウジング１３の後側を閉塞するように固定され、前面に渦巻き状の固定側ラップ２６が形成されている。円板状の可動スクロール２５は、固定スクロール２４よりも前側に配置され、後面に渦巻き状の可動側ラップ２７が形成されている。固定スクロール２４の前面と可動スクロール２５の後面とが対向し、固定側ラップ２６と可動側ラップ２７とが噛み合っている。固定側ラップ２６の先端は、図示しないチップシールを介して可動スクロール２５の後面に摺動可能に接触し、可動側ラップ２７の先端は、図示しないチップシールを介して固定スクロール２４の前面に摺動可能に接触している。固定スクロール２４の前面、固定側ラップ２６、可動スクロール２５の後面、及び可動側ラップ２７で囲まれた区画によって、冷媒を圧縮するための圧力室２８が形成されている。前後方向から見ると、圧力室２８は、三日月状の密閉空間となる。
【００１２】
可動スクロール２５の前側には、背圧室２９が形成されている。背圧室２９には、後述する高圧のオイルが供給されることにより、可動スクロール２５を固定スクロール２４へ押し付け、圧力室２８の密閉性を高めている。
可動スクロール２５の前面には、ボス３１が形成され、回転軸２３の後端には、偏心させたクランク端部３２が形成され、クランク端部３２がボス３１に回転自在の状態で嵌め込まれている。回転軸２３の回転運動は、クランク端部３２によって旋回運動として可動スクロール２５に伝達される。可動スクロール２５は、例えばボールカップリングを介して自転が阻止され、且つ固定スクロール２４に対する公転が許容されている。
【００１３】
固定スクロール２４の中央には、前後方向に貫通した吐出孔３３が形成され、固定スクロール２４の後面には、吐出孔３３の後端側を開閉可能な吐出弁３４が設けられている。吐出弁３４は、弾性変形可能な板材であり、上端側がボルト３５を介して固定スクロール２４の後面に締結された状態で、下端側で吐出孔３３の後端側を塞いでいる。
固定スクロール２４に対して可動スクロール２５が公転すると、圧力室２８は、前後方向から見て、スクロール中心に向かって変位してゆき、且つ容積が縮小してゆく。圧力室２８は、スクロール外側にあるときに吸入室２１と連通して冷媒を吸入し、スクロール中心にあるときに吐出孔３３と連通して圧縮した冷媒を吐出する。吐出弁３４は、吐出圧を受けるときに、弾性変形によって下端側が後方に撓むことで冷媒を吐出させる。
【００１４】
次に、オイル分離構造について説明する。
リアハウジング１４は、冷媒とオイルとを分離させる分離室４２と、分離したオイルを貯留する貯留室４３と、を備える。
分離室４２の上端は、排出口１６に連通している。分離室４２の底部は、連通孔４６を介して貯留室４３の底部に連通している。
リアハウジング１４には、貯留室４３の底面に連通するオイル戻し流路５１が形成されている。センタハウジング１３には、一方がオイル戻し流路５１に連通し、他方が背圧室２９に連通するオイル戻し流路５２が形成されている。したがって、貯留室４３に貯留されたオイルは、高圧となる分離室４２からの圧力を受けて、オイル戻し流路５１、オイル戻し流路５２を順に経て背圧室２９に供給される。なお、貯留室４３から背圧室２９の経路の間に絞り機構（図示省略）があり、高圧から中圧に減圧されて背圧室２９にオイルが供給される。これにより、可動スクロール２５に背圧を与え、軸受を含む各摺動部の潤滑が行なわれる。また、回転軸２３の内方には、前後方向に沿って延び背圧室２９に連通するオイル戻し流路５３が形成されている。したがって、背圧室２９に供給されたオイルは、さらにオイル戻し流路５３を経て、回転軸２３の前端側へ供給される。なお、回転軸２３の内部には絞り機構（図示省略）があり、中圧から低圧に減圧されたオイルが回転軸２３の前端側へ供給される。これにより、軸受を含む各摺動部の潤滑が行なわれる。
【００１５】
図２は、分離室の拡大断面図である。
分離室４２は、上下方向（軸方向）に延び、横方向（軸直角方向）に沿った断面が円形となる内周面５５を有する内部空間である。分離室４２では、筒状に形成された排出配管５６の上端が排出口１６に接続され、排出配管５６の下端が分離室４２における上下方向の略中央まで延びている。点線で示す矢印は冷媒の流れを表し、ブロック矢印はオイルの流れを表している。オイルを含む冷媒は、連通孔４４から流入すると、内周面５５と外周面５７との間を螺旋状に下降してゆき、周方向に旋回するときの遠心作用によって冷媒とオイルとが分離される。分離された冷媒は、排出配管５６の下端から流入すると、排出配管５６内を上昇してゆき、排出口１６から外部へ排出される。分離されたオイルは、分離室４２の内周面５５を伝って下降してゆく。
【００１６】
分離室４２内には、分離室４２内を上下方向に仕切り、且つオイルを通過させる仕切部材６１が設けられている。
仕切部材６１は、分離室４２内に嵌め合わされており、面方向を横方向にした状態で上下方向に並んだ上側の板部材６２、及び下側の板部材６３を備える。上側の板部材６２、及び下側の板部材６３は、夫々、例えば圧入によって分離室４２内に嵌め合わされている。
図３は、仕切部材を示す図である。
図中の（ａ）は、上側の板部材６２及び下側の板部材６３を、夫々、上方から見た図である。図中の（ｂ）は、上側の板部材６２及び下側の板部材６３を上下方向に並べた状態のＡ矢視である。図中の（ｃ）は上側の板部材６２及び下側の板部材６３を上下方向に並べた状態の斜視図である。
【００１７】
上側の板部材６２は、略円板状であり、径方向外側の外周面には、複数の上側連通路６４が周方向に沿って等間隔に形成されている。ここでは、三つの上側連通路６４が周方向に沿って約１２０度の間隔で形成されている。上側連通路６４は、板部材６２の上面から下面まで連通した切欠であり、一つあたり周方向に沿った約６０度分の領域を凹ませて形成されている。
下側の板部材６３は、略円板状であり、径方向外側の外周面には、複数の下側連通路６５が周方向に沿って等間隔に形成されている。ここでは、三つの下側連通路６５が周方向に沿って約１２０度の間隔で形成されている。下側連通路６５は、板部材６３の上面から下面まで連通した切欠であり、一つあたり周方向に沿った約６０度分の領域を凹ませて形成されている。
【００１８】
下側連通路６５は、上下方向から見て、上側連通路６４と重ならないように配置されている。ここでは、上側連通路６４に対して下側連通路６５が約６０度ずれた位置に形成されている。具体的には、上側の板部材６２と下側の板部材６３とを共通の部品とし、双方の周方向の角度位置を相対的に約６０度ずらすことで実現される。
上側の板部材６２と下側の板部材６３とは、上下方向の隙間ｄを空けて略平行に設けられている。
したがって、分離されたオイルは、上側連通路６４、隙間ｄ、下側連通路６５を順に介して、分離室４２の底部へ下降し、連通孔４６から貯留室４３へ排出される。すなわち、複数の上側連通路６４、隙間ｄ、及び複数の下側連通路６５が、オイルを通過させるための連通路６６となり、そのうちの隙間ｄが横方向に延びる区間に相当する。
【００１９】
《作用》
次に、第一実施形態の主要な作用効果について説明する。
分離室４２の底部には、分離されたオイルが溜まりやすく、これを高圧の冷媒が巻き上げてしまうことを抑制するために、仕切板を設け、この仕切板にオイルを通過させるための切欠を設けることが考えられる。しかしながら、上下方向に連通した単純な切欠を形成するだけでは、冷媒も通過しやすいため、オイルの分離性能に改善の余地があった。
【００２０】
そこで本実施形態では、分離室４２内に仕切部材６１を設け、オイルを通過させるための連通路６６に、横方向に延びる区間を設けている。具体的には、上側の板部材６２と下側の板部材６３とを設け、上側の板部材６２には上側連通路６４を形成し、下側の板部材６３には上下方向から見て上側連通路６４と重ならない位置に下側連通路６５を形成している。そして、上側の板部材６２と下側の板部材６３との間に隙間ｄを設けている。この隙間ｄが横方向に延びる区間となる。これにより、上下方向に連通した単純な構造と比較して冷媒が通過しにくくなる。
【００２１】
これは、分離室４２を下降する冷媒が、上側の板部材６２の上面、又は下側の板部材６３の上面に、必ず衝突するためである。すなわち、上側連通路６４と下側連通路６５とは、上下方向から見て互いに重ならないように配置されているため、冷媒が向きを変えることなく、上側連通路６４と下側連通路６５との双方を素通りすることはできない。図３の（ｃ）に示すように、上側連通路６４を真っ直ぐ通過しても、下側の板部材６３の上面に衝突し、横方向への方向転換が強いられることになる。このように、冷媒が通過しにくくなることで、オイルの分離性能を向上させることができる。
【００２２】
《変形例》
第一実施形態では、仕切部材６１を構成する板部材６２、６３に対して、夫々、三つの連通路を形成しているが、これに限定されるものではない。一つか二つ、又は四つ以上の連通路を形成してもよい。
第一実施形態では、上側連通路６４、下側連通路６５は、板部材における径方向外側の外周面に形成された切欠で構成されているが、これに限定されるものではない。板部材を上下方向に貫通する貫通孔で構成してもよい。
【００２３】
《第二実施形態》
《構成》
第二実施形態は、仕切部材の他の構成を示すものである。
前述した第一実施形態と共通する部分については、詳細な説明を省略する。
図４は、第二実施形態における分離室の拡大断面図である。
分離室４２内には、分離室４２内を上下方向に仕切り、且つオイルを通過させる仕切部材７１が設けられている。仕切部材７１は、例えば圧入によって分離室４２内に嵌め合わされている。
【００２４】
図５は、第二実施形態の仕切部材を示す図である。
図中の（ａ）は、仕切部材７１を上方から見た図である。図中の（ｂ）は、仕切部材７１の断面図である。図中の（ｂ）は、仕切部材７１の斜視図である。
仕切部材７１は、大径部７２と、小径部７３と、を備える。
大径部７２は、軸方向に短い略円柱状であり、分離室４２内に嵌め合わされる。
小径部７３は、軸方向に短い略円柱状であり、大径部７２の上面側に形成され、大径部７２よりも外径が小さい。
仕切部材７１は、大径部７２の下面から小径部７３に向かって凹んだ凹部７４が形成されている。凹部７４は、大径部７２の下面から大径部７２の上面よりも高い位置まで凹んでいる。
【００２５】
仕切部材７１は、小径部７３の外周面から径方向に沿って凹部７４まで貫通した複数の貫通孔７５が形成されている。貫通孔７５は、周方向に沿って等間隔に形成されており、ここでは四つの貫通孔７５が周方向に沿って約９０度の間隔で形成されている。
したがって、分離されたオイルは、貫通孔７５、凹部７４を順に介して、分離室４２の底部へ下降し、連通孔４６から貯留室４３へ排出される。すなわち、複数の貫通孔７５、及び凹部７４が、オイルを通過させるための連通路７６となり、そのうちの貫通孔７５が横方向に延びる区間に相当する。
連通路７６の出口側には、オイルを濾過するフィルタ７７が設けられている。フィルタ７７は、凹部７４に嵌め込まれて固定されている。
【００２６】
《作用》
次に、第二実施形態の主要な作用効果について説明する。
本実施形態では、分離室４２内に仕切部材７１を設け、オイルを通過させるための連通路７６に、横方向に延びる区間を設けている。具体的には、仕切部材７１を大径部７２と小径部７３とで形成し、大径部７２の下面から小径部７３に向かって凹んだ凹部７４と、小径部７３の外周面から径方向に沿って凹部７４まで貫通した貫通孔７５と、を形成している。この貫通孔７５が横方向に延びる区間となる。これにより、上下方向に連通した単純な構造と比較して冷媒が通過しにくくなる。
【００２７】
これは、分離室４２を下降する冷媒が、大径部７２の上面に、必ず衝突するためである。すなわち、貫通孔７５は横方向に延びているため、冷媒は大径部７２の上面に衝突し、横方向への方向転換が強いられることになる。このように、冷媒が通過しにくくなることで、オイルの分離性能を向上させることができる。
また、連通路７６の出口側には、オイルを濾過するフィルタ７７が設けられている。これにより、コンタミを除去し、圧縮機１１に異物が噛み込むことや流路詰まりを抑制することができる。
【００２８】
《変形例》
第二実施形態では、小径部７３が大径部７２の上面側に形成されている構成としたが、これに限定されるものではなく、仕切部材７１を上下反転させた構成、つまり小径部７３が大径部７２の下面側に形成された構成としてもよい。
図６は、第二実施形態の仕切部材を上下反転させた変形例を示す図である。
このように、仕切部材７１を上下反転させた構成でも、前述した作用効果を得ることができる。
第二実施形態では、仕切部材７１に対して、四つの貫通孔７５を形成しているが、これに限定されるものではない。三つ以内、又は五つ以上の貫通孔７５を形成してもよい。
第二実施形態では、連通路７６の出口側にフィルタ７７を設けているが、これに限定されるものではなく、フィルタ７７を省略してもよい。
【００２９】
《第三実施形態》
《構成》
第三実施形態は、仕切部材の他の構成を示すものである。
前述した第一実施形態と共通する部分については、詳細な説明を省略する。
図７は、第三実施形態における分離室の拡大断面図である。
分離室４２内には、分離室４２内を上下方向に仕切り、且つオイルを通過させる仕切部材８１が設けられている。仕切部材８１は、例えば圧入によって分離室４２内に嵌め合わされている。
【００３０】
図８は、第三実施形態の仕切部材を示す図である。
図中の（ａ）は、仕切部材８１を上方から見た図である。図中の（ｂ）は、仕切部材８１の断面図である。図中の（ｂ）は、仕切部材８１の斜視図である。
仕切部材８１は、大径部８２と、小径部８３と、を備える。
大径部８２は、軸方向に短い略円柱状であり、分離室４２内に嵌め合わされる。
小径部８３は、軸方向に短い略円錐状であり、大径部８２の上端側に形成され、先端に向かうほど外径が小さくなる。
仕切部材８１は、大径部８２の下面から小径部８３に向かって凹んだ凹部８４が形成されている。凹部８４は、大径部８２の下面から大径部８２の上端よりも高い位置まで凹んでいる。
【００３１】
仕切部材８１は、小径部８３の外周面から径方向に沿って凹部８４まで貫通した複数の貫通孔８５が形成されている。貫通孔８５は、径方向内側に向かって僅かな下り勾配がある。貫通孔８５は、周方向に沿って等間隔に形成されており、ここでは四つの貫通孔８５が周方向に沿って約９０度の間隔で形成されている。
したがって、分離されたオイルは、貫通孔８５、凹部８４を順に介して、分離室４２の底部へ下降し、連通孔４６から貯留室４３へ排出される。すなわち、複数の貫通孔８５、及び凹部８４が、オイルを通過させるための連通路８６となり、そのうちの貫通孔８５が横方向に延びる区間に相当する。
連通路８６の出口側には、オイルを濾過するフィルタ８７が設けられている。フィルタ８７は、凹部８４に嵌め込まれて固定されている。
【００３２】
《作用》
次に、第三実施形態の主要な作用効果について説明する。
本実施形態では、分離室４２内に仕切部材８１を設け、オイルを通過させるための連通路８６に、横方向に延びる区間を設けている。具体的には、仕切部材８１を大径部８２と小径部８３とで形成し、大径部８２の下面から小径部８３に向かって凹んだ凹部８４と、小径部８３の外周面から径方向に沿って凹部８４まで貫通した貫通孔８５と、を形成している。この貫通孔８５が横方向に延びる区間となる。これにより、上下方向に連通した単純な構造と比較して冷媒が通過しにくくなる。
【００３３】
これは、分離室４２を下降する冷媒が、小径部８３の円錐面、又は貫通孔８５における入口付近の床部に、必ず衝突するためである。すなわち、貫通孔８５は略横方向に延びているため、冷媒は小径部８３の円錐面、又は貫通孔８５における入口付近の床部に衝突し、略横方向への方向転換が強いられることになる。このように、冷媒が通過しにくくなることで、オイルの分離性能を向上させることができる。また、貫通孔８５は径方向内側に向かって僅かな下り勾配があるため、オイルを円滑に通過させることができる。
また、連通路８６の出口側には、オイルを濾過するフィルタ８７が設けられている。これにより、コンタミを除去し、圧縮機１１に異物が噛み込むことや流路詰まりを抑制することができる。
【００３４】
《変形例》
第三実施形態では、小径部８３が大径部８２の上面側に形成されている構成としたが、これに限定されるものではなく、仕切部材８１を上下反転させた構成、つまり小径部８３が大径部８２の下面側に形成された構成としてもよい。
図９は、第三実施形態の仕切部材を上下反転させた変形例を示す図である。
このように、仕切部材８１を上下反転させた構成でも、前述した作用効果を得ることができる。
第三実施形態では、仕切部材８１に対して、四つの貫通孔８５を形成しているが、これに限定されるものではない。三つ以内、又は五つ以上の貫通孔８５を形成してもよい。
第二実施形態では、連通路８６の出口側にフィルタ８７を設けているが、これに限定されるものではなく、フィルタ８７を省略してもよい。
【００３５】
以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。
【符号の説明】
【００３６】
１１…圧縮機、１２…フロントハウジング、１３…センタハウジング、１４…リアハウジング、１６…排出口、２１…吸入室、２２…電動モータ、２３…回転軸、２４…固定スクロール、２５…可動スクロール、２６…固定側ラップ、２７…可動側ラップ、２８…圧力室、２９…背圧室、３１…ボス、３２…クランク端部、３３…吐出孔、３４…吐出弁、３５…ボルト、４２…分離室、４３…貯留室、４４…連通孔、４６…連通孔、４７…遮蔽部、５１…オイル戻し流路、５２…オイル戻し流路、５３…オイル戻し流路、５５…内周面、５６…排出配管、５７…外周面、６１…仕切部材、６２…板部材、６３…板部材、６４…上側連通路、６５…下側連通路、６６…連通路、７１…仕切部材、７２…大径部、７３…小径部、７４…凹部、７５…貫通孔、７６…連通路、７７…フィルタ、８１…仕切部材、８２…大径部、８３…小径部、８４…凹部、８５…貫通孔、８６…連通路、８７…フィルタ
【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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