(57)【要約】【課題】軽量化を実現できかつ難燃性を向上できるばかりでなく、コストを低減できる空気調和機用プレフィルターを提供する。【解決手段】  プリーツ状に折り畳まれたプリーツ状濾材を平面内に配設するとともに、プリーツ状濾材の各折返し部分を当該各折返し部分を横切って略直交方向に延びるホットメルト４によって互いに連結することにより、隣り合う各折返し部分の間に所定の隙間ｄが保持された難燃性の不織布製フィルターエレメント２と、フィルターエレメント２の外周に配設されるとともに、ホットメルトを介してフィルターエレメント２の外周に固着された難燃性の不織布製外枠３とを設ける。【選択図】図１
2008093605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気調和機の最前面部に配置されるプレフィルターであって、
プリーツ状に折り畳まれたプリーツ状濾材を平面内に配設するとともに、前記プリーツ状濾材の各折返し部分を当該各折返し部分を横切って略直交方向に延びるホットメルトによって互いに連結することにより、隣り合う前記各折返し部分の間に所定の隙間が保持された難燃性の不織布製フィルターエレメントと、
前記フィルターエレメントの外周に配設されるとともに、ホットメルトを介して前記フィルターエレメントの外周に固着された難燃性の不織布製外枠と、
を備えた空気調和機用プレフィルター。
【請求項２】
請求項１において、
前記フィルターエレメントが、リンおよび臭素を含む樹脂と難燃性繊維とからなる不織布から構成されている、
ことを特徴とする空気調和機用プレフィルター。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記外枠が、リンおよび臭素を含む樹脂と難燃性繊維とからなる不織布から構成されている、
ことを特徴とする空気調和機用プレフィルター。
【請求項４】
請求項２または３において、
前記樹脂に対する重量比でリンが少なくとも７％含まれている、
ことを特徴とする空気調和機用プレフィルター。
【請求項５】
請求項４において、
前記樹脂に対する重量比で臭素が５０％含まれている、
ことを特徴とする空気調和機用プレフィルター。
【請求項６】
請求項１において、
前記外枠が、前記フィルターエレメントと同一組成の不織布から構成されている、
ことを特徴とする空気調和機用プレフィルター。
【請求項７】
請求項１において、
当該プレフィルターを複数個備え、前記各プレフィルターがそれぞれ前記外枠の側面に塗布されたホットメルトを介して互いに連結されている、
ことを特徴とする空気調和機用プレフィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機に用いられるプレフィルターに関し、詳細には、軽量化を実現しかつ難燃性を向上させるとともに、コストを低減させるための構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、大型のオフィスビルやホテル、工場などにおいて使用される空気調和機のフィルターは、空気調和機の最前面部に配置されるプレフィルターと、その後方側に配置される中高性能フィルター（メインフィルター）とから構成されている。また、クリーンルームにおいては、中高性能フィルターの後方側にさらにＨＥＰＡ (High Efficiency Particulate Air Filter)フィルターが設けられている。
【０００３】
プレフィルターは、粒径１０〜２０μｍ程度の比較的大きな粒子を除去するためのものであり、中高性能フィルターは、粒径２μｍ程度の比較的微細な粒子を除去するためのものである。また、ＨＥＰＡフィルターは、粒径０．３μｍ程度のごく微細な粒子を除去するためのものである。
【０００４】
従来のプレフィルターは、平板状のフィルターエレメントと、その外周を保持する金属製の外枠と、フィルターエレメントの表面に沿って配設され、フィルターエレメントを外枠に保持させる保持部材とから構成されている。
【０００５】
しかしながら、上記従来の構造では、メンテナンスの際には、フィルターエレメントを外枠から取り外して、フィルターエレメントの洗浄を行っており、メンテナンス作業が面倒である。また、プレフィルターの捕集効率が低いために、後段のメインフィルターにかかる負担が大きくなって、メインフィルターの交換頻度が高くなっており、フィルターにかかる費用が増大している。
【０００６】
そこで、特開２００３−２４７３２号公報に示すように、プレフィルターのフィルターエレメントとして、中高性能フィルターと同様に、濾材をプリーツ状に折り畳んだものが提案されている。この場合には、プレフィルターの捕集効率が高いので、後段のメインフィルターにかかる負担が小さくなって、メインフィルターの交換頻度が低くなり、フィルターにかかる費用を低減できる。また、メンテナンス時には、プレフィルターを交換するようにしているため、フィルターエレメントの洗浄が不要になって、メンテナンス費用を低減できる。
【０００７】
しかしながら、上記公報に示す構造では、外枠が金属製であるために、プレフィルター全体の重量が重くなってメンテナンス作業が負担になるという欠点がある。
【０００８】
そこで、実用新案登録第３０７９０９１号公報に示すように、外枠として板紙を用いることにより、軽量化したものも提案されているが、この場合には、外枠が燃えやすい材料からなるため、中高性能フィルターに比べて難燃性が要求されるプレフィルターとしては好ましくない。
【０００９】
プレフィルターは、上述したように、空気調和機の最前面部に配置されるため、ビルなどの火災の際には、空気調和機の内部に配置される中高性能フィルターと比べて炎にさらされる時間が長く、このため、プレフィルターは中高性能フィルターよりも高い難燃性が要求される。
【００１０】
ところで、空気清浄装置用ろ材燃焼性試験方法指針ＪＡＣＡ  Ｎｏ．１１Ａ（平成１５年改正）によれば、空気清浄装置のエアフィルター用ろ材の燃焼性試験方法について、試験片を水平に保持した状態で、試験片に垂直に炎を当てて燃焼試験を行い、炭化距離を測定して評価するように規定している。その一方、ＪＩＳ  Ｌ  １０９１（１９９９年改正）は、繊維製品の燃焼性試験方法について、試験片を４５度に傾けて保持した状態で、試験片に４５度の角度で炎を当てて燃焼試験を行い、残炎時間、残塵時間、炭化面積および炭化距離を測定して評価するように規定している。これら２つの試験方法を比較すると、試験片に対して４５度の角度から炎を当てる後者のＪＩＳ  Ｌ  １０９１の規格の方が燃焼条件としてより厳しいものである。
【００１１】
火災の際には、炎は通常、フィルターエレメントの面に対して垂直に当たるのではなく、斜めに当たる。フィルターエレメントをプリーツ状に折り畳んだプレフィルターの場合には、さらにその傾向が顕著になる。したがって、プリーツ状のフィルターエレメントを有するプレフィルターの難燃性を評価する試験方法としては、試験片に対して垂直に炎を当てるＪＡＣＡ  Ｎｏ．１１Ａ  ではなく、試験片に対して４５度の角度で炎を当てるＪＩＳ  Ｌ  １０９１  の方がより適切であると判断される。しかも、プレフィルターの場合には、空気調和機の最前面部に配置されるため、炎にさらされる危険性も高いため、より厳しい基準が採用されるべきであると本件出願人は考える。
【００１２】
さらに、プレフィルターとしての難燃性を評価する場合、フィルターエレメントのみならず、外枠についても考慮されるべきである。
【特許文献１】特開２００３−２４７３２号公報（図１参照）
【特許文献２】実用新案登録第３０７９０９１号公報（要約参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明はこのような従来の実情に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、軽量化を実現できかつ難燃性を向上できるばかりでなく、コストを低減できる空気調和機用プレフィルターを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１の発明に係る空気調和機用プレフィルターは、プリーツ状に折り畳まれたプリーツ状濾材を平面内に配設するとともに、プリーツ状濾材の各折返し部分を当該各折返し部分を横切って略直交方向に延びるホットメルトによって互いに連結することにより、隣り合う各折返し部分の間に所定の隙間が保持された難燃性の不織布製フィルターエレメントと、フィルターエレメントの外周に配設されるとともに、ホットメルトを介してフィルターエレメントの外周に固着された難燃性の不織布製外枠とを備えている。
【００１５】
請求項１の発明によれば、プレフィルターの外枠として、不織布製の部材が用いられるので、プレフィルター全体を軽量化できる。しかも、この場合には、外枠が難燃性の材料から構成されるので、従来品に比べて、難燃性を向上できる。
【００１６】
さらに、請求項１の発明によれば、フィルターエレメントのみならず、外枠も不織布から構成されるので、外枠として、フィルターエレメントと全く別個の材料を用意する必要がなくなり、これにより、コストを低減できる。
【００１７】
また、請求項１の発明では、フィルターエレメントのプリーツ状濾材の各折返し部分が、当該各折返し部分を横切って略直交方向に延びるホットメルトによって互いに連結されており、隣り合う各折返し部分の間に所定の隙間が保持されているので、プレフィルターの実際の使用の際に大きな風圧が作用した場合でも、フィルターエレメントの隣り合う各折返し部分が互いに重なり合うことによる圧力損失の増大を防止できる。さらに、外枠がフィルターエレメントと同様に不織布製であることにより、外枠自体がフィルター作用を有しており、これにより、外枠を取り付けることでフィルターエレメントのフィルター作用が阻害されるのを防止できる。
【００１８】
請求項２の発明では、請求項１において、フィルターエレメントが、リンおよび臭素を含む樹脂と難燃性繊維とからなる不織布から構成されている。
【００１９】
この場合には、フィルターエレメントを構成する不織布として、難燃性繊維を用いるだけでなく、難燃剤としてのリンおよび臭素を含有させるので、フィルターエレメントの難燃性をさらに向上できる。
【００２０】
請求項３の発明では、請求項１または２において、外枠が、リンおよび臭素を含む樹脂と難燃性繊維とからなる不織布から構成されている。
【００２１】
この場合には、外枠を構成する不織布として、難燃性繊維を用いるだけでなく、難燃剤としてのリンおよび臭素を含有させるので、外枠の難燃性を向上できる。
【００２２】
請求項４の発明では、請求項２または３において、リンが、樹脂に対する重量比で少なくとも７％含まれている。
【００２３】
請求項５の発明では、請求項４において、臭素が、樹脂に対する重量比で５０％含まれている。
【００２４】
請求項６の発明では、請求項１において、外枠が、フィルターエレメントと同一組成の不織布から構成されている。
【００２５】
この場合には、外枠として、フィルターエレメントと全く同一の材料を用意すればよいので、コストを一層低減できる。
【００２６】
請求項７の発明では、請求項１において、当該プレフィルターを複数個備え、各プレフィルターがそれぞれ外枠の側面に塗布されたホットメルトを介して互いに連結されている。
【００２７】
この場合には、複数のプレフィルターを連結してなるプレフィルター組立体が、互いに固着された各プレフィルターの外枠によって補強されることになるので、プレフィルター組立体全体の強度を向上できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係る空気調和機用プレフィルターによれば、難燃性の不織布製外枠が設けられるので、難燃性を向上できるとともに、プレフィルター全体を軽量化できる。さらに、フィルターエレメントのみならず、外枠についても不織布から構成するにしたことによって、外枠としてフィルターエレメントと全く別個の材料を用意する必要がなくなり、これにより、コストを低減できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１ないし図４は、本発明の一実施例による空気調和機用プレフィルターを説明するための図であって、図１はプレフィルターの全体斜視図、図２は図１のII-II 線断面部分図、図３は図１のIII-III 線断面部分図、図４は外枠の斜視部分図である。
【００３０】
一般に、プレフィルターは、空気調和機の最前面部に配置され、比較的粗い粒子を除去するためのフィルターであって、空気調和機の内部に配置され、比較的細かい粒子を除去するための中高性能フィルターとは区別される。
【００３１】
図１に示すように、プレフィルター１は、平面内に配設されたフィルターエレメント２と、フィルターエレメント２の外周に沿って配設された矩形状の外枠３とから構成されている。
【００３２】
フィルターエレメント２は、図２に示すように、プリーツ状に折り畳まれた不織布製のプリーツ状濾材から構成されている。プリーツ状濾材の隣り合う各折返し部分の間には、概略一定の隙間ｄが形成されている。図１において、プリーツ状濾材の各折返し部分は、左右方向に多数形成されている。
【００３３】
また、プリーツ状濾材の表面側には、プリーツ状濾材の隣り合う各折返し部分を連結する複数条のホットメルト４が上下方向に間隔を隔てて配設されている。各ホットメルト４は、プリーツ状濾材の表面側の各折返し部分を略直交方向に横切って左右方向に延びている。ホットメルト４は、図３に示すように、プリーツ状濾材の各折返し部分の内方まで浸入して塊部４０を形成しており、これにより、プリーツ状濾材の表面側（図３下側）において、隣り合う各折返し部分の間の隙間ｄが保持されている。
【００３４】
同様に、プリーツ状濾材の裏面側には、プリーツ状濾材の各折返し部分を略直交方向に横切って左右方向に延びるとともに、隣り合う各折返し部分を連結する複数条のホットメルト４’が上下方向に間隔を隔てて配設されている。ホットメルト４’は、図３に示すように、プリーツ状濾材の各折返し部分の内方まで浸入して塊部４０’を形成しており、これにより、プリーツ状濾材の裏面側（図３上側）において、隣り合う各折返し部分の間の隙間ｄが保持されている。
【００３５】
外枠３は、不織布製の部材であって、図４に示すように、フィルターエレメント２の外周に沿うように矩形状に延設された側面部３０と、フィルターエレメント２の表面および裏面にそれぞれ沿いつつ側面部３０と直交する方向に張り出すとともに矩形状に延設された表面側張出部３１および裏面側張出部３２とから構成されている。外枠３は、側面部３０、表面側張出部３１および裏面側張出部３２とフィルターエレメント２との間に介在するホットメルト（図示せず）を介して、フィルターエレメント２に固着されている。
【００３６】
フィルターエレメント２は、難燃性合成繊維（たとえば難燃ポリエステル）を含む不織布から構成されている。好ましくは、フィルターエレメント２は、難燃性向上の観点から、リンおよび臭素を含む樹脂と難燃性繊維とからなる不織布から構成されている。
【００３７】
外枠３は、フィルターエレメント２と同様に、難燃性合成繊維（たとえば難燃ポリエステル）を含む不織布から構成されている。外枠３を不織布製の部材としたことにより、プレフィルター全体を軽量化できる。しかも、この場合には、外枠３が難燃性の材料から構成されることにより、難燃性を向上できる。また、フィルターエレメント２のみならず、外枠３も不織布製としたことにより、外枠３として、フィルターエレメント２と全く別個の材料を用意する必要がなくなり、これにより、コストを低減できる。この場合、外枠３として、フィルターエレメント２と全く同一の不織布を用いるようにすることにより、プレフィルター全体のコストを一層低減できる。好ましくは、外枠３は、フィルターエレメント２と同様に、難燃性向上の観点から、リンおよび臭素を含む樹脂と難燃性繊維とからなる不織布から構成されている。
【００３８】
また、フィルターエレメント２のプリーツ状濾材の各折返し部分の間に一定の隙間ｄが保持されていることにより、プレフィルター１の実際の使用の際に大きな風圧が作用した場合でも、フィルターエレメント２の隣り合う各折返し部分が互いに重なり合うことによる圧力損失の増大を防止できる。さらに、この場合、外枠３がフィルターエレメント２と同様に不織布製であることにより、外枠３自体がフィルター作用を有しており、これにより、外枠３を取り付けることでフィルターエレメント２のフィルター作用が阻害されるのを防止できる。
【００３９】
ホットメルト４としては、たとえばポリオレフィン樹脂系のものが用いられるが、これに限定されるものではない。なお、外枠３をフィルターエレメント２に固着するホットメルトとしても、ホットメルト４と同一のものを用いるようにすることにより、コストをさらに低減できる。
【００４０】
次に、上述のように構成される本発明によるプレフィルターの難燃性について検証するために、ＪＩＳ  Ｌ  １０９１  に基づいた燃焼性試験を行った。
【００４１】
この燃焼性試験に用いた不織布性試験片の組成を、図５に示す表中の本発明品の欄に示す。また、同表には、同様の燃焼性試験を行った比較品の不織布製試験片の組成についても示されている。同表に示すように、本発明品および比較品のいずれの場合においても、不織布を構成する繊維の組成は同じである。不織布を構成する樹脂の組成に関しては、比較品が、樹脂に対する重量比で臭素系難燃剤を３３．５％含有しているのに対し、本発明品は、樹脂に対する重量比で臭素系難燃剤を４９．５％（約５０％）含有している。また、比較品がリン系難燃剤を含有していないのに対し、本発明品はリン系難燃剤を７．１％（約７％）含有している。
【００４２】
図５の表中の単板とは、上記各組成の不織布を平板状に成形したものをいい、ユニットとは、上記各組成の不織布をプリーツ状に折り畳んだものを指している。また、通気度は、ＪＩＳ  Ｌ  １０９６  に規定するフラジール法に従って測定した。圧損、効率、ＤＨＣ（粉塵保持容量）は、ＪＩＳ  Ｂ  ９９０８  に準じて測定した。単板の場合には、面風速１．１３ｍ/ｓ、測定面積０．０１ｍ２、ＪＩＳ１５種の粉塵を用いて粉塵濃度７０ｍｇ/ｍ３で測定を行い、ユニットの場合には、面風速２．５ｍ/ｓ、測定面積０．０１ｍ２、ＪＩＳ１５種の粉塵を用いて粉塵濃度７０ｍｇ/ｍ３で測定を行った。
【００４３】
燃焼性試験においては、単板については、ＪＩＳ  Ｌ  １０９１  Ａ−１法（４５°ミクロバーナ法）を用いて試験を行い、ユニットについては、ＪＩＳ  Ｌ  １０９１  Ａ−２法（４５°メッケルバーナ法）を用いて試験を行った。これは、ユニットの方が、単板よりも試験片の厚みが厚くなるからである。また、いずれの場合も、試験片を水平面に対して４５°に傾けた状態で、下方からミクロバーナ（またはメッケルバーナ）で加熱した。
【００４４】
燃焼性試験の結果、単板については、本発明品および比較品のいずれも、ＪＩＳ  Ｌ  １０９１  Ａ−１法の区分３に合格した。その一方、ユニットについては、本発明品は、ＪＩＳ  Ｌ  １０９１  Ａ−２法の区分３に合格したものの、比較品は、同法の区分３は合格せず、区分１に合格したに止まった。
【００４５】
ここで、ＪＩＳ  Ｌ  １０９１  Ａ−１法の各区分について、図６の表に示す。同表によれば、１分加熱および着炎３秒後のいずれの場合においても、燃焼面積３０ｃｍ２以下、残炎時間３ｓ以下、残炎時間＋残塵時間５ｓ以下であれば、区分３に合格するが、単板についての上記燃焼性試験の場合、本発明品および比較品のいずれも区分３の基準をパスしている。
【００４６】
次に、ＪＩＳ  Ｌ  １０９１  Ａ−２法の各区分について、図７の表に示す。同表によれば、２分加熱および着炎６秒後のいずれの場合においても、燃焼面積４０ｃｍ２以下、残炎時間５ｓ以下、残炎時間＋残塵時間２０ｓ以下であれば、区分３に合格する。ユニットについての上記燃焼性試験の場合、着炎６秒後の場合には、本発明品および比較品のいずれも区分３の基準をパスしているが、２分加熱の場合には、本発明品は区分３の基準をパスしているものの、比較品については区分３の基準をパスしておらず、区分１の基準に止まった。
【００４７】
以上の結果より、本発明品を構成するプリーツ状濾材がＪＩＳ  Ｌ  １０９１  Ａ−２法の区分３に合格することが分かった。したがって、本発明によるプリーツ状濾材、つまりフィルターエレメントは難燃性に非常に優れているといえる。しかも、前記実施例では、プレフィルター１の外枠３についても、フィルターエレメント２と同じ難燃性不織布から構成しているので、プレフィルター全体の難燃性が非常に優れているといえる。
【００４８】
なお、図５の表には記載されていないが、他の比較品として、リン系難燃剤が樹脂に対する重量比で５％のものも用意して、同様の燃焼性試験を行ったところ、図５の表中の比較品と同様に、ユニットにした場合には、ＪＩＳ  Ｌ  １０９１  Ａ−２法の区分３の基準をパスせず、区分１の基準に止まった。したがって、リン系難燃剤としては、樹脂全体の少なくとも７重量％含有されているのが好ましいといえる。
〔他の実施例〕
前記実施例では、プレフィルターが単一のプレフィルターから構成された例を示したが、本発明の適用はこれには限定されない。図８は、本発明の他の実施例を示している。同図において、前記実施例と同一符号は同一または相当部分を示している。
【００４９】
図８に示すように、このプレフィルター１は、第１および第２のプレフィルター１Ａ，１Ｂから構成されている。第１のプレフィルター１Ａは、プリーツ状濾材からなる難燃性の不織布製フィルターエレメント２Ａと、フィルターエレメント２Ａの外周に固着された難燃性の不織布製外枠３Ａと、フィルターエレメント２Ａのプリーツ状濾材の各折返し部分を横切って略直交方向に延びるとともに各折返し部分を連結するホットメルト４Ａとから構成されている。同様に、第２のプレフィルター１Ｂは、プリーツ状濾材からなる難燃性の不織布製フィルターエレメント２Ｂと、フィルターエレメント２Ｂの外周に固着された難燃性の不織布製外枠３Ｂと、フィルターエレメント２Ｂのプリーツ状濾材の各折返し部分を横切って略直交方向に延びるとともに各折返し部分を連結するホットメルト４Ｂとから構成されている。
【００５０】
第１、第２のプレフィルター１Ａ，１Ｂは、隣り合う各外枠３Ａ，３Ｂの相対する各側面部を介して連結されている。外枠３Ａ，３Ｂの各側面部は、たとえばホットメルトなどの接着剤を介して互いに接合されている。
【００５１】
このように、２つのプレフィルター１Ａ，１Ｂを各外枠３Ａ，３Ｂを介して連結することによりプレフィルター１を構成した場合には、プレフィルター１のフィルター面が、相互に連結された各外枠３Ａ，３Ｂによって補強されることになるので、プレフィルター全体の強度を向上できる。
【００５２】
なお、プレフィルター１は、図８に示すように２個のプレフィルターを組み合わせたものに限らず、３個以上のプレフィルターから構成するようにしてもよい。また、各プレフィルターの連結部分に補強用テープを貼り付けるようにして、当該連結部分の強度をさらに上げるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施例による空気調和機用プレフィルターの全体斜視図である。
【図２】図１のII-II 線断面部分図である。
【図３】図１のIII-III 線断面部分図である。
【図４】プレフィルターの外枠の斜視部分図である。
【図５】本発明による不織布製試験片の組成および燃焼性試験結果を、比較品である不織布製試験片の組成および燃焼性試験結果と併せて示す表である。
【図６】ＪＩＳ  Ｌ  １０９１  Ａ−１法の区分を説明するための表である。
【図７】ＪＩＳ  Ｌ  １０９１  Ａ−２法の区分を説明するための表である。
【図８】本発明の他の実施例による空気調和機用プレフィルターの全体斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
１：  プレフィルター
１Ａ：  第１のプレフィルター
１Ｂ：  第２のプレフィルター
２：  フィルターエレメント
２Ａ：  第１のフィルターエレメント
２Ｂ：  第２のフィルターエレメント
３：  外枠
３Ａ：  第１の外枠
３Ｂ：  第２の外枠
４：  ホットメルト
４Ａ：  第１のホットメルト
４Ｂ：  第２のホットメルト
ｄ：  隙間
【図１】
2008093605.tif 000003
【図２】
2008093605.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】
2008093605.tif 000009
【図８】
2008093605.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月16日(2006.10.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008093605.tif 000011
【図２】
2008093605.tif 000012
【図３】
2008093605.tif 000013
【図４】
2008093605.tif 000014
【図５】
2008093605.tif 000015
【図６】
2008093605.tif 000016
【図７】
2008093605.tif 000017
【図８】
2008093605.tif 000018