(57)【要約】【課題】加工が容易であって、断熱性に優れた煮水装置を提供する。【解決手段】重ね合わせた２枚の同材質のアルミニウム板の少なくとも周囲を圧延接合し、圧延接合されていない非接合部を膨らませて成形した中空部を減圧して真空断熱板６を形成した。従来の溶接により周囲を接合する場合と比較して加工が容易であり、ステンレス板よりも軽量であり熱放射が少ないアルミニウム板を用いて真空断熱板６を形成しているので製品を軽量化でき断熱性にも優れる。その上、真空断熱板６を容器３と略非接触状態で近接して設けた。容器３から真空断熱板６への直接的な熱伝導により断熱性が低下する虞がない。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器と、この容器を加熱する手段と、真空断熱材を備えるとともに、前記真空断熱材は、アルミニウムを接合し、中空部を減圧して形成したものであり、前記真空断熱材は前記容器と略非接触状態で近接して設けられたことを特徴とする煮水装置。
【請求項２】
前記容器は塗装が施されたことを特徴とする請求項１記載の煮水装置。
【請求項３】
前記真空断熱材は前記手段の外側に設けられたことを特徴とする請求項１又は２記載の煮水装置。
【請求項４】
前記真空断熱材は突部を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の煮水装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湯を沸かして保温する電気ポットや、炊飯を行いご飯を保温する炊飯器などの煮水装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の湯を沸かして保温する電気ポットや、炊飯を行いご飯を保温する炊飯器、またはご飯を保温するジャーなどの煮水装置は、長時間に亘り保温を行うため、省エネルギーであることが強く要求されている。省エネルギーとするためには、断熱性の向上が最も重要な技術的課題となっているが、断熱性の高い断熱容器を構成する際の有力な手段の一つとして、真空断熱がある。
【０００３】
この真空断熱においては、真空層を形成するための種々の手段が知られている。例えば、減圧真空環境下で複数の金属板の端部を密閉接合させて内部を真空にする方法、あるいは、空間を設けて密閉接合した金属に吸引口を設け、この吸引口から真空ポンプなどを用いて脱気して内部の空間を真空にする方法、などがある。なお、電気ポットにおいては、以下の２つの方法が主に採用されている。
【０００４】
一つの方法は、電気ポットをステンレス製の真空容器で構成するもので、ステンレス製の内容器の外側に所定の間隔を隔てて外容器を溶接して２重容器とするものである。この際、内容器と外容器の端部は全周囲に亘って溶接される。そして、内容器と外容器で囲まれた内部の空間を減圧して真空とする。通常、底面部に加熱手段たる電熱ヒータを設けるので、底面部には真空層を形成できない。そして、内容器の中に水を入れ、電熱ヒータで内容器の底部を加熱して湯を沸かすとともに、沸騰後は所定の温度に湯を保温するように構成するものである。
【０００５】
この方法の問題点としては、真空容器としての強度を確保するために内容器と外容器の材料に厚さが０．５〜２ｍｍ程度のステンレスを使用しなければならず、重量が重くなり、また、端部をすべて溶接しなければならないので加工工数が多くなり、さらに、溶接作業が伴うので複雑な形状には製作できないこと、などがあった。その上、耐腐食性を向上させるために内容器にステンレスを用いる必要があり、溶接性を確保するために外容器もステンレス製にしなければならないが、ステンレスはアルミニウムなどに比べて熱放射性が高く、保温時に外容器から熱が放散して断熱性が低下する原因になっていた。また、内容器の内側をフッ素系塗料などで塗装する場合、塗装の乾燥時に高温になるので、外容器にテンパーカラー（ステンレスの酸化皮膜）が発生し、このためさらに熱放射性が高くなってしまっていた。
【０００６】
電気ポットにおいて真空層を形成するたのもう一つの主な方法は、ステンレス製の容器の外側を真空断熱材で包囲するものである。この真空断熱材は、不織布の袋に低熱伝導性のシリカ粉末などを入れて筐体を形成し、この筐体をアルミ箔などの金属シート袋に入れ、減圧室内で端部を加熱シールにより密閉接合して内部を真空にする。なお、シリカ粉末などは、真空断熱材の筐体の形状を保つために入れるものである。
【０００７】
この方法の問題点としては、シリカ粉末などの熱伝導によって外部に熱が放散してしまうことがあった。また、真空断熱材の曲げ加工などを行うと、外面の金属シート袋が傷付いて内部の真空が保持できない虞があった。さらに、金属シート袋を用いるために四角形以外の形状に真空断熱材を形成するのが困難であった。その上、金属シート袋が加熱シールされていることと、内部のシリカ粉末などと外部の金属シート袋の熱膨張率が異なることによって、高温の使用環境や熱サイクルのある使用環境においては、金属シート袋の加熱シールされている部位に隙間が生じて内部の真空が保持できなくなる虞があった。そして、こうした場合、断熱性が低下してしまうといった問題があった。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−１８４９５８号公報
【特許文献２】
特開２０００−２４５６２９号公報
【特許文献３】
特開２０００−３４２４４９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を解決しようとするものであり、加工が容易であって、断熱性に優れた煮水装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の煮水装置によれば、真空断熱材は、アルミニウムを接合し、中空部を減圧して形成したので、従来の溶接により周囲を接合する場合と比較して加工が容易であるとともに、ステンレス板よりも軽量であり熱放射が少ないアルミニウムを用いるので製品を軽量化でき断熱性にも優れる。また、前記真空断熱材は前記容器と略非接触状態で近接して設けられたので、容器から真空断熱板への直接的な熱伝導により断熱性が低下する虞がない。
【００１１】
本発明の請求項２記載の煮水装置によれば、前記容器は塗装が施されたので、容器の内面の防腐食性などを向上させることができる。
【００１２】
本発明の請求項３記載の煮水装置によれば、前記真空断熱材は前記手段の外側に設けられたので、加熱手段から外部への熱の放散を防止することができる。
【００１３】
本発明の請求項４記載の煮水装置によれば、前記真空断熱材は突部を備えたので、容器が真空断熱板に接触することが確実に防止され、容器から真空断熱板への直接的な熱伝導を防止することができる。
【００１４】
【発明の実施形態】
以下、本発明の煮水装置の第一実施例について、図面を参照しながら説明する。図１は、湯を沸かして保温する電気ポットや、炊飯を行いご飯を保温する炊飯器、またはご飯を保温するジャーなどの煮水装置の縦断面を表した模式図である。１は本体であり、２は蓋体であり、これらの外郭は樹脂などで形成されている。本体１の内部には、被加熱物を収容する容器３が設けられている。この容器３はステンレス製であって、内面にはフッ素樹脂の塗装が施されて塗装皮膜４が形成されている。この塗装皮膜４は容器３の防腐食性を向上させるために形成されたものであり、フッ素樹脂以外の耐熱性の樹脂、例えば、シリコーン樹脂で塗装皮膜４を形成してもよい。また、容器３も、ステンレス製以外の金属製、例えば、アルミニウム製であってもよい。なお、蓋体２の容器３に対向している下面２ａは、ステンレス製などの金属板で形成されている。また、容器３は、側面部３ａと底面部３ｂが溶接部３ｃで溶接接合されて容器状に形成されている。
【００１５】
容器３の底面部３ｂの下方には、容器３を加熱する手段たる加熱手段たる電熱ヒータ５が設けられている。この電熱ヒータ５は容器３の底面を加熱するものである。なお、加熱手段を電熱ヒーター５の代わりに電磁誘導加熱コイルで構成してもよい。ただし、加熱手段を電磁誘導加熱コイルで構成した場合、容器３の少なくとも一部を電磁誘導で発熱する強磁性体で構成する必要がある。
【００１６】
そして、容器３の周囲には、アルミニウム板から形成された真空断熱板６が設けられている。容器３の側面部３ａには、真空断熱板６ａが近接して設けられている。真空断熱板６ａの容器３と対向する面には、図２に示すように突起７が一体に設けられており、この突起７の先端部が容器３に接することで、真空断熱板６ａと容器３の側面部３ａとの間に隙間８が形成されている。また、図示しないが、この突起７は複数設けられている。このように、真空断熱板６ａと容器３は、突起７の先端部を除き非接触状態に保たれている。なお、アルミニウムは熱放射が少ない反面、熱伝導性が良いので、アルミニウム製の真空断熱板６を容器３と接触状態に置くと、熱伝導で容器３の熱が逃げやすくなり断熱性が低下する。
また、隙間８の寸法は、静止空気層が形成される０．５〜９ｍｍとするのが好ましく、これよりも大きいと隙間９内で熱対流が生じ断熱性が低下する。
【００１７】
また、電熱ヒータ５の外側たる下方には真空断熱板６ｂが設けられ、蓋体２の下面２ａの上方には真空断熱板６ｃが設けられている。真空断熱板６ｂの電熱ヒータ５に対向する面にも図示しない複数の突起が設けられ、この突起の先端部が電熱ヒータ５に接することで、真空断熱板６ｂと電熱ヒータ５の下面との間に隙間９が形成されている。また、真空断熱板６ｃの蓋体２の下面２ａに対向する面にも図示しない複数の突起が設けられ、この突起の先端部が蓋体２の下面２ａに接することで、真空断熱板６ｃと蓋体２の下面２ａとの間に隙間１０が形成されている。なお、真空断熱板６（６ａ，６ｂ，６ｃ）は、２枚のアルミニウム板を接合して形成されたものであり、内部に真空層１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）を有している。このように、容器３は４方の側面、底面、上面から真空断熱板６に囲まれて覆われており、かつ、真空断熱板６が突起７を除いて容器３と非接触状態に保たれることで、容器３の熱が外部へ放散することが確実に防止されるようになっている。
【００１８】
つぎに、図３〜図７を参照しながら、真空断熱板６の製造方法について説明する。まず、図３に示すように、厚さが２〜６ｍｍ程度のアルミニウム板２１の片面に、耐熱性を有する塗料を用いてシルク印刷などで印刷を行い、印刷パターン２２を形成する。塗料は、例えばシリカ粉末などの無機粉末を含有しているものを用いる。また、印刷パターン２２は、真空層１１の形状となるものであり、アルミニウム板２１の周縁部には印刷を施さない。ただし、アルミニウム板２１の周縁部の一部にのみ、幅が３〜３０ｍｍ程度であって、アルミニウム板２１の端部に至るマウス部２３を印刷する。このマウス部２３は印刷パターン２２と繋がっており、後の成形に必要となる。印刷後、加熱乾燥し、塗料に含まれる溶剤を揮発させると、印刷パターン２２とマウス部２３の印刷面にシリカ粉末などの無機粉末が残る。
【００１９】
その後、図４に示すように、アルミニウム板２１と同材質で同じ厚さのアルミニウム板２４を、アルミニウム板２１の印刷パターン２２が施された面に重ね合わせ、アルミニウム板２１とアルミニウム板２４の端部を揃える。このときの重ね合わせた２枚のアルミニウム板２１，２４の厚さをｔとする。なお、アルミニウム板２４には印刷パターン２２は形成されていない。つぎに、このアルミニウム板２１，２４を加熱し、ローラーを用いて圧延加工し、複合板２５を形成する。このとき、図５に示すように、複合板２５の厚さが圧延前のアルミニウム板２１，２４の４分の１の１〜３ｍｍ程度、すなわちｔ／４程度になるように加工する。すると、印刷パターン２２とマウス部２３が形成されていないアルミニウム板２１の周縁部たる周囲が、アルミニウム板２４の周縁部と強固に圧延接合され、接合部２６となる。また、印刷パターン２２とマウス部２３が形成されている部分は、無機粉末により圧延接合が妨げられて非接合部２７となる。
【００２０】
そして、図６に示すように、複合板２５の上下に略平坦な上側押え型２８と下側押え型２９を配置する。このとき、上側押え型２８と下側押え型２９の間隔は、複合板２６の厚さの２倍の２〜６ｍｍ程度、つまりｔ／２程度とする。つぎに、マウス部２３から非接合部２６へ８０〜１００ＭＰａの圧縮空気を注入する。非接合部２６は圧縮空気に押されて上下に膨らみ、内部に中空部３０が成形される。なお、上側押え型２８と下側押え型２９によって、非接合部２６における膨らみは規制され、所定の寸法の中空部３０を有する複合板２６が得られる。また、このときに上側押え型２８に形成された凹部（図示せず）により、突起７を同時に形成する。つぎに、マウス部２３から脱気して中空部３０を減圧し、マウス部２３をキャップ、さらに溶接やブレージングにより封孔することで、中空部３０を約１３０Ｐａ（１ｔｏｒｒ）以下の真空層１１とした真空断熱板６が得られる。なお、複合板２５は圧縮空気を注入したときの膨らみによる延びにより加工硬化するので、中空部３０を減圧した際に変形することはない。また、脱気する代わりに減圧室内でマウス部２３を封孔して真空層１１を形成してもよい。
【００２１】
そして、真空断熱板６の使用箇所の形状などに応じて、例えば、図７に示すように加工する。なお、図７に示すものは、４箇所３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの曲げ加工、接合部２６の穴あけ加工とリベット３２による固定などを行ったものである。
【００２２】
つぎに、作用について説明する。真空断熱板６はアルミニウム製であるので、極めて軽く、製品重量を軽くすることができる。また、２枚のアルミニウム板２１，２４を接合して中空部３０を形成する際に溶接を行う必要がないので、加工が容易である。また、印刷パターン２２の形状を変更するのみで真空層１１の形状を簡単に変更でき、複雑な形状の真空層１１であっても容易に形成可能である。したがって、真空断熱板６の形状も任意の形状に容易に加工可能であり、穴あけ加工や突起形成などが可能となり取り付け構造の形成が容易である。また、アルミニウムはステンレスと比較して外面からの熱放射が少ないので、アルミニウム製の真空断熱板６を用いることによって、断熱性を高くすることができる。また、容器３の周囲を覆って真空断熱板６を設けたので、容器３の内面を塗装することによって容器３の外面にテンパーカラーが生成したとしても、断熱性には全く影響を与えない。また、真空断熱板６には内部にシリカ粉末などの筐体保持部材を用いていないので、筐体保持部材による熱伝導によって断熱性が低下する虞がない。また、２枚のステンレス板２１，２４は圧延接合により密着して強固に接合されおり、内部に別部材を用いていないので、接合信頼性が高く、高温条件やヒートサイクル環境においても真空層１１がリークすることがない。さらに、加熱手段として電磁誘導加熱コイルを用いた場合、電磁誘導加熱コイルの外側に真空断熱板６を配置すれば、真空断熱板６の材質がアルミニウムであることから、断熱とともに磁束の漏れを防止することができる。
【００２３】
以上のように本実施例では、容器３と、この容器３を加熱する加熱手段たる電熱ヒータ５と、前記容器３を覆う真空断熱板６を備えるとともに、前記真空断熱板６は、重ね合わせた２枚の同材質のアルミニウム板２１，２４の少なくとも周囲を圧延接合し、圧延接合されていない非接合部２７を膨らませて成形した中空部３０を減圧して形成したものであり、前記真空断熱板６は前記容器３と略非接触状態で近接して設けられたものである。
【００２４】
この場合、従来の溶接により周囲を接合する場合と比較して加工が容易であるとともに、ステンレス板よりも軽量であり熱放射が少ないアルミニウム板を用いて真空断熱板６を形成しているので製品を軽量化でき断熱性にも優れる。また、前記真空断熱板６は前記容器３と略非接触状態で近接して設けられたので、容器３から真空断熱板６への直接的な熱伝導により断熱性が低下する虞がない。
【００２５】
また、前記容器３はステンレス製であって内面に塗装が施されたので、容器３の内面の防腐食性などを向上させることができる。
【００２６】
また、前記真空断熱板６は前記電熱ヒータ５の外側に設けられたので、電熱ヒータ５から外部への熱の放散を防止することができる。
【００２７】
さらに、前記真空断熱板６は前記容器３との間に隙間８を形成する複数の突起７を備えたので、容器３が真空断熱板６に接触することが確実に防止され、容器３から真空断熱板６への直接的な熱伝導を防止することができる。
【００２８】
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例は、印刷パターン２２の形状を変形したものである。また、第一実施例と同一の部分については同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する、
【００２９】
図８は第二実施例を示すものであり、印刷パターン４１には、直径数ｍｍ程度の円形の無印刷部４２が、アルミニウム板２１の中央長手方向に等間隔に並んで５つ設けられている。この場合、無印刷部４２がアルミニウム板２４と接合される。なお、無印刷部４２は、熱伝導によって断熱効果が低下することを防止するために、極力少ない面積にするのが好ましい。
【００３０】
以上の第二実施例の構成によれば、無印刷部４２が接合部２６となって真空層１１の中央部に位置するので、減圧により真空層１１が変形することを防止することができる。
【００３１】
図９は第三実施例を示すものであり、印刷パターン５１には、アルミニウム板２１の長手方向と直交する長方形状の３本の長い無印刷部５２と２本の短い無印刷部５３が、アルミニウム板２１の長手方向に等間隔に交互に並んで設けられている。この場合、無印刷部５２，５３がアルミニウム板２４と接合される。なお、無印刷部５２は、熱伝導によって断熱効果が低下することを防止するために、極力少ない面積にするのが好ましい。
【００３２】
以上の第三実施例の構成によれば、無印刷部５２，５３が接合部２６となって真空層１１の中央部に位置するので、減圧により真空層１１が変形することを防止することができる。
【００３３】
図１０は第四実施例を示すものであり、印刷パターン６１には、アルミニウム板２１の長手方向と平行な８本の細い溝状の無印刷部６２が設けられている。この無印刷部６２は、アルミニウム板２１の長手方向と直交する向きに３本又は２本ずつ並んで配置されている。この場合、無印刷部６２がアルミニウム板２４と接合される。また、アルミニウム板２１，２４は四隅が丸く形成されており、印刷パターン６１の形状もアルミニウム板２１の形状に対応するように四隅を丸く形成されている。なお、無印刷部６２は、熱伝導によって断熱効果が低下することを防止するために、極力少ない面積にするのが好ましい。
【００３４】
以上の第四実施例の構成によれば、無印刷部６２が接合部２６となって真空層１１の中央部に位置するので、減圧により真空層１１が変形することを防止することができる。
【００３５】
図１１は第五実施例を示すものであり、印刷パターン７１は略楕円形状に形成されている。そして、印刷パターン７１には、中央部に略楕円形の無印刷部７２、その両端部には２つの略円形の無印刷部７３が設けられている。そして、アルミニウム板２１の周囲の印刷パターン７１が施されていない部分は、無印刷部７４となっている。この場合、無印刷部７２，７３，７４がアルミニウム板２４と接合される。また、アルミニウム板２１，２４は四隅が丸く形成されている。そして、その後の製造工程において、無印刷部７２，７３，７４に対応する部分には穴あけ加工が施され、穴７５，７６，７７が形成されるようになっている。なお、これらの穴７５，７６，７７は、真空断熱板６を固定するためのボルト穴などとすることができる。なお、無印刷部７２，７３，７４は、熱伝導によって断熱効果が低下することを防止するために、極力少ない面積にするのが好ましい。
【００３６】
以上の第五実施例の構成によれば、無印刷部７２，７３が接合部２６となって真空層１１の中央部に位置するので、減圧により真空層１１が変形することを防止することができる。また、無印刷部７２，７３，７４に対応する接合部２６に穴７５，７６，７７を形成しても真空層１１がリークすることなく、真空断熱板６を、それが使用される機器へ取り付ける際の自由度を増加させることができる。
【００３７】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、上記実施例では、マウス部２３を形成しているが、マウス部を設けずに、２枚のアルミニウム板の接合によって形成した複合板の端部を切断することによって印刷パターンの一部が複合板の端部に露出するようにしてもよい。
【００３８】
また、アルミニウム板２１の厚さは２〜６ｍｍで説明したが、中空部３０を減圧した際に変形しない強度を有する厚さであれば、これに限らない。また、圧延加工時に複合板２５の厚さが圧延前のアルミニウム板２１，２４の４分の１程度になるように加工する場合について説明したが、アルミニウム板２１，２４の接合強度などに応じて任意に調節してもよい。また、真空層１１の厚さはアルミニウム板の伸びや断熱性、或いは真空断熱板６が使用される機器に応じて任意に設定してもよい。また、真空層１１の真空度は約１３０Ｐａ（１ｔｏｒｒ）以下に限らず、真空断熱板６が使用される機器に要求される断熱性能に応じて任意に設定してもよい。また、印刷パターン２２は真空断熱板６が使用される機器に要求される断熱性能に応じて任意に設定してもよい。また、真空断熱板６の表面をアルマイト処理や塗装による防錆処理を施してもよい。
【００３９】
また、煮水装置が炊飯器である場合、鍋たる容器３を収容する容器収容部を設け、この容器収容部の外側に真空断熱板６を設置してもよい。また、加熱手段を容器３や容器収容部の側面に配置してもよいが、この場合は、加熱手段の外側に真空断熱板６を設置するのが好ましい。また、蓋体２の内部に加熱手段を配置してもよいが、この場合も、加熱手段の外側に真空断熱板６を設置するのが好ましい。
【００４０】
また、容器３の少なくとも一部を強磁性体で形成し、加熱手段をこの強磁性体に対向した電磁誘導加熱コイルで構成してもよいが、真空断熱板６を電磁誘導加熱コイルの外側に配置すれば、真空断熱板６を構成するアルミニウムの防磁効果によって磁束の漏れが防止され、加熱効率を向上させることができる。
【００４１】
さらに、真空断熱板６をオーブン付電子レンジの庫内の外面に備えれば、オーブン調理時に加熱効率が向上し、省エネルギーとすることができる。また、ホットプレートの下面に備えれば、テーブル面の温度上昇を抑制できるためにホットプレートの面を従来よりも低く設定することができるなど、各種の煮水機器の断熱性の向上などに寄与することができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の煮水装置によれば、真空断熱材は、アルミニウムを接合し、中空部を減圧して形成したので、従来の溶接により周囲を接合する場合と比較して加工が容易であるとともに、ステンレス板よりも軽量であり熱放射が少ないアルミニウムを用いるので製品を軽量化でき断熱性にも優れる。また、前記真空断熱材は前記容器と略非接触状態で近接して設けられたので、容器から真空断熱板への直接的な熱伝導により断熱性が低下する虞がない。
【００４３】
本発明の請求項２記載の煮水装置によれば、前記容器は塗装が施されたので、容器の内面の防腐食性などを向上させることができる。
【００４４】
本発明の請求項３記載の煮水装置によれば、前記真空断熱材は前記手段の外側に設けられたので、加熱手段から外部への熱の放散を防止することができる。
【００４５】
本発明の請求項４記載の煮水装置によれば、前記真空断熱材は突部を備えたので、容器が真空断熱板に接触することが確実に防止され、容器から真空断熱板への直接的な熱伝導を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例を示す煮水装置の縦断面の模式図である。
【図２】同上、容器と真空断熱板の接触状態を示す拡大部分断面図である。
【図３】同上、印刷パターンを示す正面図である。
【図４】同上、２枚のアルミニウム板を重ねた状態を示す断面図である。
【図５】同上、圧延接合後の断面図である。
【図６】同上、中空部形成後の断面図である。
【図７】同上、曲げ加工後の断面図及び側面図である。
【図８】本発明の第二実施例の印刷パターンを示す正面図である。
【図９】本発明の第三実施例の印刷パターンを示す正面図である。
【図１０】本発明の第四実施例の印刷パターンを示す正面図である。
【図１１】本発明の第五実施例の印刷パターンを示す正面図である。
【符号の説明】
３  容器
５  電熱ヒータ（手段）
６  真空断熱板
８  隙間
２１，２４  アルミニウム板
２７  非接合部
３０  中空部
【図１】
2004321330.tif 000003
【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】
2004321330.tif 000008
【図７】
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【図８】
2004321330.tif 000010
【図９】
2004321330.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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