(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯科用ハンドピースと、この歯科用ハンドピースへ供給する加圧水を停止する水路ストップ弁と、この水路ストップ弁から延びて前記歯科用ハンドピースに接続され前記加圧水を通す可撓性の水管と、を備える歯科用ツールにおいて、
この歯科用ツールは、前記水管の一部又は全部を外管で囲い、この外管内を空間とし、前記外管に前記加圧水よりも高圧の流体を供給する流体管を接続し、この流体管に前記空間へ前記高圧の流体を供給する又は前記空間から圧を抜く流体圧切換弁を設け、
前記水路ストップ弁が閉じられるときに、前記流体圧切換弁を圧抜き側へ切り換えるようにし、
前記外管で囲まれている前記水管は、前記空間へ供給される前記高圧の流体の圧力に対応して前記加圧水が通る液体領域の体積を減らした状態で前記加圧水を通す、ことを特徴とする歯科用ツール。
【請求項２】
前記高圧の流体は、加圧エアであることを特徴とする請求項１記載の歯科用ツール。
【請求項３】
液体が流れる液体経路と、
前記液体経路の隣に設けられ前記液体の圧力と異なる圧力の流体が流れる流体経路と、
前記液体の流れに沿うように前記液体経路と前記流体経路との間に配置され前記液体経路と前記流体経路とを隔てる隔離部材と、を備え、
前記隔離部材は、
前記流体の圧力に応答して前記液体経路の径を変化させて前記液体経路の体積を減らし、
前記流体の圧力の低下に基づいて前記液体経路の体積を復元することを特徴とする液体供給管。
【請求項４】
前記隔離部材は、
前記液体経路を前記液体が前記隔離部材に沿って流れているときに、前記流体の圧力に応じて前記液体の流れに接触しつつ前記液体経路の体積を減らし、
前記隔離部材に沿った流れが停止するときの前記流体の圧力の低下に基づいて、前記液体の圧力に独立に前記液体経路の体積を復元することを特徴とする請求項３記載の液体供給管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先端から水を噴射する形式の噴射ノズル（例えば、歯科用ハンドピースの噴射ノズル）に好適な液体供給管に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７に示すように、歯科の現場では、ハンドピース１０１から水１０２を噴射し、この噴射した水１０２で歯の表面や歯の周囲を清掃することが行われている。
ハンドピース１０１は、衛生上の要求から、頻繁に加熱滅菌が施される。ハンドピース１０１内に熱に弱い電磁弁などのストップ機構は内蔵されない。
【０００３】
また、ポンプやストップ弁を内蔵する給水ユニット１０３から１〜２ｍのチューブ１０４が延ばされるが、ハンドピース１０１を自由に動かすためには、チューブ１０４はゴムや樹脂などの可撓性材料で構成される。
【０００４】
図８（ａ）に示すチューブ１０４は給水前であって、その内径はｄ１である。このチューブ１０４に加圧水１０２を供給すると、水圧でチューブ１０４がｄ１より大径のｄ２に膨らむ（図８（ｂ））。
ペダルを操作することで、ストップ弁を閉じると給水が止まる。ストップ弁は給水ユニット１０３に内蔵されており、その上、ハンドピース１０１の水路が開放されているため、ハンドピース１０１から圧が逃げ、結果、図８（ａ）の形態に戻る。
【０００５】
このときに、図８（ｂ）から図８（ａ）へチューブ内体積が減少した分だけ、水がハンドピース１０１の先から垂れる。
【０００６】
何れにしても、ハンドピース１０１の先端から水が垂れて、患者に不快感を与えるために対策が必要となる。
そこで、歯科用ハンドピースの滴下防止技術が各種提案されている（例えば、特許文献１（図）参照）。
【０００７】
特許文献１の図では、弁が閉じている。ソレノイド（１３）（括弧付き数字は、特許文献１に記載された符号を示す。以下同様）を励磁すると、部材（１５）が図面で左へ移動し、弁（９）が左に移動する。弁（９）が左へ移動すると、弁開状態になる。
すると、水の供給管（２）から供給側室（４）に供給された水は弁穴（７）を通過して排出側室（５）に至り、排出管（３）から排出（供給）される。弁開で歯の清掃などが行われる。
【０００８】
ペダルを踏むなどしてソレノイド（１３）への通電を停止すると、弁（９）、部材（１５）が共に図右へ移動する。弁（９）が弁閉じ位置に達した後も、部材（１５）はさらに右へ移動する。すると、排出側室（５）が吸引作用を発揮し、排出管（３）内の水の一部が吸引される。結果、滴下が抑制される。
【０００９】
特許文献１の図に示される滴下防止装置は、構造が複雑であり、当然高価になる。
構造が複雑であると、故障の頻度が高まる。加えて、高価であることが滴下防止装置の普及を妨げることになる。
しかし、このような滴下防止装置の普及が求められる中、構造が簡単で安価な滴下防止装置（歯科用ツール）が強く望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】実公昭４７−４０１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、構造が簡単で安価な歯科用ツールを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
歯科用ハンドピースと、この歯科用ハンドピースへ供給する加圧水を停止する水路ストップ弁と、この水路ストップ弁から延びて前記歯科用ハンドピースに接続され前記加圧水を通す可撓性の水管と、を備える歯科用ツールにおいて、
この歯科用ツールは、前記水管の一部又は全部を外管で囲い、この外管内を空間とし、前記外管に前記加圧水よりも高圧の流体を供給する流体管を接続し、この流体管に前記空間へ前記高圧の流体を供給する又は前記空間から圧を抜く流体圧切換弁を設け、
前記水路ストップ弁が閉じられるときに、前記流体圧切換弁を圧抜き側へ切り換えるようにし、
前記外管で囲まれている前記水管は、前記空間へ供給される前記高圧の流体の圧力に対応して前記加圧水が通る液体領域の体積を減らした状態で前記加圧水を通す、ことを特徴とする。
【００１３】
高圧の流体は、加圧エアであることを特徴とする。
【００１４】
液体が流れる液体経路と、液体経路の隣に設けられ液体の圧力と異なる圧力の流体が流れる流体経路と、液体の流れに沿うように液体経路と流体経路との間に配置され液体経路と流体経路とを隔てる隔離部材と、を備え、
隔離部材は、流体の圧力に応答して液体経路の径を変化させて液体経路の体積を減らし、流体の圧力の低下に基づいて液体経路の体積を復元することを特徴とする。
【００１５】
隔離部材は、液体経路を液体が隔離部材に沿って流れているときに、流体の圧力に応じて液体の流れに接触しつつ液体経路の体積を減らし、隔離部材に沿ったが停止するときの流体の圧力の低下に基づいて、液体の圧力に独立に液体経路の体積を復元することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
通水中は、水管と外管との間に流体で圧を掛け、水管を縮径させておく。通水停止時に、水管と外管との間から圧を抜くと、水管が増径し、残存水を水管へ吸引する。外管を長くするだけで吸引力を高めることができる。結果、噴射ノズル（以下、歯科用ハンドピースという。）から水が垂れることはない。
【００１７】
従前のチューブに相当する水管に、外管を取付け、この外管に流体管及び流体圧切換弁を接続させるだけで済むため、構造が極めて簡単であり、安価である。
よって、本発明によれば、構造が簡単で安価な液体供給管が提供される。
【００１８】
高圧の流体は、加圧エアとした。高圧の流体は水、エア、その他の流体の何れもあっても差し支えないが、エアであればコストが掛からず経済的である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る歯科用ツールの斜視図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】水管と外管の断面図である。
【図４】外管の作用図である。
【図５】液体供給管の変形例の作用図である。
【図６】液体供給管の別の変形例の作用図である。
【図７】従来の歯科用ツールの斜視図である。
【図８】図７の８ａ−８ａ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
【００２１】
図１に示すように、歯科用ツール１０は、従事者（歯科医師、歯科衛生師）が手で持つ歯科用ハンドピース１１と、この歯科用ハンドピース１１から延びる液体供給管２０と、この液体供給管２０の端部を接続する給水ユニット３０とを備えている。液体供給管２０の長さは任意であるが、例えば１．５〜２．０ｍである。
【００２２】
図２に示すように、液体供給管２０は、水管２１と、この水管２１を囲う外管２２とからなる。
水管２１は、内径が１．５ｍｍ程度、外径が２．３ｍｍ程度の細いチューブであり、ポリウレタンの単層チューブ、シリコンゴムの単層チューブ、ポリエチレン（内層）／ポリウレタン（外層）の二層チューブ、フッ素系チューブ（内層）／ポリウレタン（外層）の二層チューブが採用できる。
また、液体供給管２０に可撓性が要求されない場合には、外管２２を金属製のパイプ等で構成することもできる。本実施形態では、液体供給管２０は、全体として可撓性を有するものとしたが、これに限定されず、全体として可撓性を有していなくても良い。
【００２３】
図３に示すように、水管２１にスリーブ２４を嵌め、このスリーブ２４に外管２２の端部を嵌め、ワイヤ２５で結束する。水管２１とスリーブ２４の間を接着し、スリーブ２４と外管２２の間を接着してもよい。接着とワイヤ結束とを併用することもできる。これで、空間２６が形成できた。また、本実施形態の液体供給管２０においては、空間２６を構成する外管２２の端部（後述する加圧エアが流れる領域）が開放されているような構成であっても良い。換言すると、空間２６を流体（加圧エア）流れ続ける状態であっても良い。さらに、水管２１の端部には、逆止弁３７が設けられている。
【００２４】
給水ユニット３０に、加圧水源３１からの加圧水を供給／停止する水路ストップ弁３２を備える。この水路ストップ弁３２は、弁開で通水、弁閉で通水停止を行う。加圧水の圧力は、例えば、０．２ＭＰａ（ゲージ圧で約２．０ｋｇ／ｃｍ２）である。
【００２５】
また、加圧エア源３４から空間２６まで延びる流体管３５に流体圧切換弁３６を設ける。この流体圧切換弁３６は、弁開で加圧エアを空間２６へ送る（若しくは加圧エアの圧で空間２６を加圧する）。流体圧切換弁３６を切換えると、加圧エアの供給が停止すると共に空間が大気に開放されて圧抜きが行われる。
【００２６】
加圧エアの圧力は、加圧水の圧力より高く設定され、例えば、０．４ＭＰａ（ゲージ圧で約４．０ｋｇ／ｃｍ２）である。
【００２７】
図４（ａ）に示す水管２１は、給水前で且つエア供給前であって内径がＤ１である。この水管２１に通水すると共に、水管２１の外に加圧エアを注入すると、加圧エアの方が水より高圧であるため、水管２１がＤ１より小径のＤ２まで縮む（図４（ｂ））。
図４（ｂ）の形態で、歯の清掃が行われる。
【００２８】
図３で水路ストップ弁３２を弁閉側に切換えると共に流体圧切換弁３６を空間２６が大気へ開放されるように切換える。すると、空間２６はほぼ大気圧になる。
結果、図４（ｂ）が、図４（ａ）に切換わり、小径のＤ２であった水管２１が大径のＤ１に増径する。加えて、加圧水に、水道水を使用する場合は、不可避的に微細な気泡を含んでおり、図４（ｂ）から図４（ａ）へ変化するときに、水管２１内が減圧され、気泡が大きくなる。気泡が大きくなったため、この気泡で水が押し出される。しかし、水管２１が吸引ポンプ又は吸引スポイトの役割を果たし、膨張する気泡を十分にカバーするだけの吸引性能が確保できるため、歯科用ハンドピース１１から水が垂れる心配は皆無となる。
【００２９】
本願発明の構成・動作を上記の実施形態と異なる表現で説明すると、以下のようになる。図１〜図６に示すように、本願発明は、液体４１を噴射する噴射部４２にその液体４１を供給する液体供給管２０に関する技術である。液体供給管２０は、その液体４１が流れる液体領域４３と、その液体４１の圧力を超える圧力の流体４４を受ける高圧流体領域４５と、液体領域４３と高圧流体領域４５との間に配置され、液体領域４３と高圧流体領域４５とを隔てる隔離部材２１、５１、６１とを備えている。
ここにおいて、その隔離部材２１、５１、６１は、高圧流体領域４５に供給されるその流体４４の圧力に応答して液体領域４３の容積を減じ、高圧流体領域４５に供給されるその流体４４の圧力の低下に応答して液体領域４３の容積を復元させる。
【００３０】
また、その液体供給管２０において、隔離部材２１、５１、６１は、その液体４１の供給に連動して供給されるその流体４４の圧力が液体領域４３の圧力を超えるとき液体領域４３の容積を減じ、その液体４１の供給停止に連動して停止されるその流体４４の圧力の低下に対応して液体領域４３の容積を復元させる。その隔離部材２１、５１、６１は、液体４１の圧力等に依存することなく、液体領域４３の体積を復元（増加）させる。
【００３１】
上述の液体供給管２０に関して、さらに構成・動作を詳細に述べるとすると、その液体供給管２０は、外側チューブ２２と、隔離部材２１、５１、６１として機能する内管２１と、内管２１の内側の第１の内部空間と、外側チューブ２２と内管２１との間の第２の内部空間とを備えている。ここにおいて、第１の内部空間は、液体領域４３としての機能を提供し、第２の内部空間は、高圧流体領域４５としての機能を提供する。そして、内管２１は、第２の内部空間の圧力に応答して収縮し、その流体４４の圧力の低下に依存する第２の内部空間の圧力の低下に応答して復元する。
【００３２】
上述の液体供給管２０に関して、変形例について構成・動作を詳細に述べる。図５に示すように、その変形例における液体供給管２０は、伸縮性の低い外側チューブ５２と、隔離部材として機能する内管５１と、内管５１の内側の第１の内部空間と、外側チューブ５２と内管５１との間の第２の内部空間とを備えている。ここにおいて、第１の内部空間は、高圧流体領域４５としての機能を提供し、第２の内部空間は、液体領域４３としての機能を提供する。そして、内管５１は、第１の内部空間の圧力の上昇に応答して膨張し、その流体４４の供給停止に依存する第１の内部空間の圧力の低下に応答して復元する。
図５のような構成の液体供給管２０は、既に剛性のパイプ（液体用の配管）が敷設されているような場面において有効である。その場合、例えば、その剛性のパイプよりも細い内管５１を後からパイプ内に配置し、その内部を高圧流体領域４５とする。このような液体供給管２０を構成することで、既存の配管レイアウト等を変更することなく滴下防止の効果を奏することができる。
【００３３】
上述の液体供給管２０に関して、別の変形例についてさらに構成・動作を詳細に述べる。図６に示すように、別の変形例における液体供給管２０は、外側チューブ６２と、外側チューブ６２の内側に一体的に設けられ隔離部材として機能する壁６１と、壁６１の第１の側面と外側チューブ６２の内側とで囲まれた第１の内部空間と、その第１の側面の反対の第２の側面と外側チューブ６２の内側とで囲まれた第２の内部空間とを備えている。
ここにおいて、第１の内部空間は、液体領域４３としての機能を提供し、第２の内部空間は、高圧流体領域４５としての機能を提供する。そして、第１の内部空間にその液体４１が供給され第２の内部空間にその液体４１の供給に連動してその流体４４が供給されるとき、壁６１は、第２の内部空間の圧力の上昇に応答して膨張することによって液体領域４３の容積を減じ、第２の内部空間の圧力の低下に応答して復元することによって液体領域４３の容積を復元させる。
【００３４】
上述のように、本実施形態の液体供給管２０は、液体を搬送する管２１、５１（または壁６１）に直接的な力（圧力）を加え、液体領域の体積を減らした状態で噴射用の液体の供給を行なっている。例えば、二重管の内側の管２１の内部を液体が流れる場合、その内側の管２１の外側から力を加えている。また、二重管の内側の管５１と外側の管５２の間を液体が流れる場合、その内側の管５１の内側から外向きに力を加えている。
そして、液体の供給停止とほぼ同時にその力を低下させて管２１、５１自体（または壁６１自体）の復元作用を利用することで液体領域の体積を元に戻している。それによって、液体を搬送する管の内部（液体領域）に吸引作用が生じて滴下が抑制される。また、液体内の気泡などに起因する滴下であっても、その吸引作用によって抑制することが可能となる。
【００３５】
図１〜図４に示すように、また、本願発明の液体供給管２０を含む装置（医療用又は歯科用装置）全体の構成・動作を上記の実施形態と異なる表現で説明すると、以下のようになる。なお、以下の説明においては本願発明の理解を容易にするために、液体供給管２０を流れる液体が水である場合を例示して本願発明の構成・動作を説明する。その医療用又は歯科用装置１０は、医療用または歯科用のハンドピース１１と、水４１を供給する給水ユニット３０と、給水ユニット３０とハンドピース１１とに接続され、給水ユニット３０から供給される前記水をハンドピース１１へ送る液体供給管２０とを備えている。
その液体供給管２０は、水４１が通る水領域４３と、水４１の圧力よりも高圧の流体４４を受ける高圧流体領域４５と、水領域４３と高圧流体領域４５との間に配置され、水領域４３と高圧流体領域４５とを隔離する隔離部材２１とを含んでいる。
ここにおいて、高圧流体領域４５は、給水ユニット３０から水４１が供給されているときに、水４１の流れに連動して供給されるその流体４４を受ける。そして、隔離部材２１は、高圧流体領域４５に供給されるその流体４４の圧力に応答して水領域４３の容積を減じ、水４１の供給停止に連動する前記その流体４４の供給停止に応答して水領域４３の容積を復元させる医療用または歯科用装置。
【００３６】
上述の医療用または歯科用装置１０についてさらに構成・動作を詳細に述べると、給水ユニット３０は、高圧流体領域４５に印加されるその流体４４の圧力を抜く流体圧切換弁３６と、水４１を停止する水路ストップ弁３２とを備えている。その流体圧切換弁３６は、水路ストップ弁３２が閉じられるときに、その流体圧切換弁３６を圧抜き側へ切り換えて高圧流体領域４５の圧力を低減させる。
【００３７】
上述の医療用または歯科用装置１０についてさらに構成・動作を詳細に述べる。その流体圧切換弁３６は、水路ストップ弁３２が開くことによるその液体４１の供給に連動して高圧流体領域４５にその流体４４を供給する。このとき、隔離部材２１は、その流体４４の圧力が液体領域４３の圧力を超えるとき液体領域４３の容積を減少させるまた、その流体圧切換弁３６は、水路ストップ弁３２が閉じることによるその液体４１の供給停止に連動して高圧流体領域４５のその流体４４の圧力を低下させる。このとき、隔離部材２１は、その流体４４の圧力の低下に対応して液体領域４３の容積を復元させる。
【００３８】
上述の医療用または歯科用装置１０についてさらに構成・動作を詳細に述べる。その液体供給管２０は、隔離部材２１として機能する内管２１と、内管２１を覆う外管２２とを含む二重管として構成されている。内管２１は、水領域４３として構成される第１の内部空間を有し、外管２２は、外管２２と内管２１との間の高圧流体領域４５として構成される第２の内部空間を有する。
【００３９】
上述の医療用または歯科用装置１０について変形例の構成・動作を詳細に述べる。図５に示すように、この変形例の医療用または歯科用装置１０においては、その液体供給管２０は、隔離部材５１として機能する内管５１と、内管５１を覆う外管５２とを含む二重管として構成されている。内管５１は、高圧流体領域４５を構成する第１の内部空間を有し、外管５２は、外管５２と内管５１との間に水領域４３を構成する第２の内部空間を有する。
【００４０】
さらに、上述の医療用または歯科用装置１０について別の変形例の構成・動作を詳細に述べる。図６に示すように、別の変形例の医療用または歯科用装置１０において、その液体供給管２０は、一重管６２として構成されている。そして、一重管６２には、その内側に設けられ隔離部材６１として機能する壁６１が配置されている。ここで、壁６１の第１の側面と一重管６２の内側の側面とで高圧流体領域４５を構成し、第１の側面の反対の第２の側面と一重管６２の内側の側面とで水領域４３を構成する。
【００４１】
さらに、上記の医療用または歯科用装置１０における動作方法について簡単に述べる。図１〜図６に示すように、まず、その液体供給管２０の水領域に水を通す［工程１］。このように給水ユニット３０から水４１が供給されているときに、水４１の圧力よりも高圧の流体を高圧流体領域に供給する［工程２］。水領域４３と高圧流体領域４５との間に配置され、水領域４３と高圧流体領域４５とを隔離する隔離部材の両側面に圧力差を生じさせる［工程３］。このとき、その流体４４は、水４１の流れに連動して供給されるものであり、隔離部材２１、５１、６１は、高圧流体領域４５に供給されるその流体４４の圧力に応答して水領域４３の容積を減じる［工程４］。そして、隔離部材２１、５１、６１は、水４１の供給停止に連動するその流体４４の供給停止に応答して水領域４３の容積を復元させる［工程５］。
【００４２】
上記のような医療用または歯科用装置の動作方法であって、給水ユニット３０は、流体圧切換弁３６によって高圧流体領域４５に印加されるその流体４４の圧力を抜く動作と、水路ストップ弁３２による水４１を停止する動作とを実行できるものとする。ここで、その流体圧切換弁３６は、水路ストップ弁３２が閉じられるときに、その流体圧切換弁３６を圧抜き側へ切り換えて高圧流体領域４５の圧力を低減させる［工程５’］。
【００４３】
上記のような医療用または歯科用装置１０の動作方法であって、その流体圧切換弁３６は、水路ストップ弁３２が開くことによるその液体４１の供給に連動して高圧流体領域４５にその流体４４を供給する［工程１’］。このとき隔離部材２１、５１、６１は、その流体４４の圧力が液体領域４３の圧力を超えるタイミングで液体領域４３の容積を減少させる［工程４’］。また、その流体圧切換弁３６は、水路ストップ弁３２が閉じることによるその液体４１の供給停止に連動して高圧流体領域４５のその流体４４の圧力を低下させる［工程５’’］。このとき隔離部材２１、５１、６１は、その流体４４の圧力の低下に対応して液体領域４３の容積を復元させる［工程５’’’］。
【００４４】
尚、実施例では、空間２６に流体としてエアを供給したが、流体は、二酸化炭素などの気体や水などの液体であってもよい。液体は非圧縮性流体であるため、水管と外管との隙間を小さくすることができ、外管の小径化が可能となる。
ただし、流体は気体の方が扱いやすく、特にエア（空気）はコストが掛からず、万一漏れても実害が無いため、最適である。
【００４５】
また、本発明の液体供給管は、歯科医院に設置することを原則とするが、一般の家庭など、歯科医院以外の場所に設置することもできる。さらに、本願発明の液体供給管を適用する分野は、歯科機器分野や医療機器分野に限定されることはなく、例えば、噴霧塗装を行なうための塗装用機器や農業用噴霧機器など様々な分野に適用可能である。すなわち、本発明は、噴射ノズルからの滴下防止が望まれる機器全般に適用できる。
【符号の説明】
【００４６】
１０…歯科用ツール
１１…歯科用ハンドピース（噴射ノズル）
２０…液体供給管
２１…水管（隔離部材、内管）
２２…外管（外側チューブ）
２４…スリーブ
２５…ワイヤ
２６…空間
３１…加圧水源
３２…水路ストップ弁
３４…加圧エア源
３５…流体管
３６…流体圧切換弁
４１…水（液体）
４２…噴射部
４３…液体経路（液体領域、水領域）
４４…エア（流体）
４５…流体経路（高圧流体領域）
５１…内管（隔離部材、水管）
５２…外側チューブ（外管）
６１…壁（隔離部材）
６２…外側チューブ（外管）
【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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