(57)【要約】【課題】空調運転開始時に周囲温度、湿度を検知し、環境に応じた快適温湿度にコントロールすると共に快適な温湿度ないで、出きるだけ無駄なエネルギー消費をおこさないよう目標温湿度を決定する。【解決手段】温湿度コントロール可能な空気調和機において、空調を行なう空間の温度を検知する周囲温度検知手段と湿度を検知する周囲湿度検知手段と、前記温湿度検知手段により運転開始時の快適温度帯を判別する快適温度帯判定手段と、決定された快適温度帯で現在の温度、湿度に対する有効な温度、目標湿度を選定し、空気調和機の運転指令が出された時の空調空間の温度および湿度を元に、空気調和機の目標温度湿度を制御する快適温湿度帯制御手段を設けた構成。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温湿度コントロール可能な空気調和機において、空調を行なう空間の温度を検知する周囲温度検知手段と湿度を検知する周囲湿度検知手段と、前記温湿度検知手段により運転開始時の快適温度帯を判別する快適温度帯判定手段と、決定された快適温度帯で現在の温度、湿度に対する有効な温度、目標湿度を選定し、空気調和機の運転指令が出された時の空調空間の温度および湿度を元に、空気調和機の目標温度湿度に制御する快適温湿度帯制御手段を設けたことを特徴とした空気調和機の制御装置。
【請求項２】
目標とされる温度と湿度は、人体が快適とされる快適温湿度帯の中で空気調和機の運転開始時の温度と湿度の近傍となるよう制御することを特徴とした請求項１記載の空気調和機の制御装置。
【請求項３】
空気調和機において、演算された目標温度および湿度が表示される表示手段と、目標とされた温度湿度を起点とし、温度、湿度が使用者により任意に選定可能とした、温度設定手段及び湿度設定手段を備えたコントローラを設けたことを特徴とした請求項１記載の空気調和機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気調和機に係り、特に、温湿度制御をする制御手段を有する空気調和機の制御装置に関るものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は、例えば特開平６−７４５１８号公報に示された従来の空気調和機のドライ運転及び暖房運転時に湿度制御される室内湿度の時間変化を説明する図である。この文献では、通常快適とされる湿度が４０％〜６０％であるとし、暖房運転時とドライ運転時のモードにより目標湿度を変更する事により、快適な空調空間を損なわずに省エネルギー化をはかるものとなっている。
【０００３】
すなわち、ドライ運転時は通常湿度が高めの状態からスタートされる事から快適とされる湿度範囲の中で目標湿度を高めに設定し、暖房運転時は通常湿度が低めの状態から始まるケースが多い為、目標温度を低めに設定する事により省エネルギ−化を計るという空調が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の制御装置は、人体にとって快適な空間というのはそもそも温度と湿度によって決まるものである為、温度と湿度をコントロールする事により始めて快適な空間が実現可能となる為、どちらか一方を快適領域に制御しても快適な空間を得る事は出来ない。
【０００５】
また、年間を通して季節により服装等が異なる為、人体にとって快適な温度、湿度帯というものは、変化が生じると考えられ、例えば夏場と梅雨シーズン、あるいは春先と真冬など使用する季節により、目標とする快適温度帯を変更する必要性が生じてくる。
【０００６】
また、省エネルギー運転を行なうにしても、快適な空間となる温度と湿度を判断し、快適である温湿度帯の中から最も効率的と思われる温度、湿度を目標として制御を行なう事により、快適かつエネルギーの消費効率の良い空気調和機を提供するのが困難と考えられていた。
【０００７】
この発明は、かかる課題を解決する為におこなわれたもので、運転開始時の空調を行なう空間の周囲空気の温度、湿度を検知する事により、空調運転が行われる空間の環境状態を推定し、運転が行なわれる環境にあった制御目標とする温度、湿度を決定する事により、人体にとって快適環境と考えられる温度、湿度を目標として空気調和機を制御するものである。
【０００８】
また、目標とする温度、湿度は快適であると考えられる温度、湿度帯に対してできるだけエネルギーを無駄に消費せずに、空気調和機の運転を制御できることを目的としたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の空気調和機の制御装置は、温湿度コントロール可能な空気調和機において、空調を行なう空間の温度を検知する周囲温度検知手段と湿度を検知する周囲湿度検知手段と、前記温湿度検知手段により運転開始時の快適温度帯を判別する快適温度帯判定手段と、決定された快適温度帯で現在の温度、湿度に対する有効な温度、目標湿度を選定し、空気調和機の運転指令が出された時の空調空間の温度および湿度を元に、空気調和機の目標温度湿度に制御する快適温湿度帯制御手段を設けたものである。
【００１０】
また、この発明の空気調和機の制御装置は、目標とされる温度湿度は、人体が快適とされる快適温湿度帯の中で空気調和機の運転開始時の温度湿度の近傍となるよう制御するように設けたものである。
【００１１】
また、この発明の空気調和機の制御装置は、空気調和機において演算された目標温度および湿度が表示される表示手段と、目標とされた温度湿度を起点とし、温度、湿度が使用者により任意に選定可能とした、温度設定手段及び湿度設定手段を備えたコントローラを設けた設けたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による空気調和機の制御方法を示す説明図、図２はこの発明の実施の形態１による空気調和機の冷媒回路図、図３は実施の形態１による制御ブロック図、図４は実施の形態１による夏季の制御フローチャート、図５は実施の形態１による中間季の制御フローチャート、
図６は実施の形態１による冬季の制御フローチャートである。
【００１３】
通常、１年間を通じ夏季、中間季（春季、秋季）又は冬季では、人間が夏季、中間季（春季、秋季）又は冬季毎に着用する衣服等の違いにより人体が感じる快適温度帯が異なる。夏季の軽微な服装であるシーズンでは、やや高めの温度帯が快適な温度となるのに対し、冬季の重度な服装であるシーズンでは、低めの温度帯が快適な温度帯となる。したがって、運転開始時の温度により目標とする夏季、中間季（春季、秋季）又は冬季の温度、湿度を変化させる。この目標となる夏季、中間季（春季、秋季）又は冬季の温度、湿度帯は予め記憶演算装置（ＣＰＵ）のメモリーに記憶されている。
【００１４】
図において、運転開始時の温度Ｔが、夏季、中間季、冬季いずれの場合の快適と考えられる温度よりも高いところにある場合は、運転された当日の状態が夏場である、即ち、Ｔ≧Ｔ２と判断し、夏季シーズンの快適温湿度帯内に目標温度→Ｔ１≧目標温度≧Ｔ３とし、目標湿度→Ｈ６≧目標湿度≧Ｈ３を定め、夏季の制御フローにより温度、湿度をコントロールするように空気調和機を運転する。
【００１５】
また、運転開始時の温度Ｔが中間季（春季、秋季）における快適温度帯と同じである場合、即ち、Ｔ２＞Ｔ≧Ｔ５と判断し、温度を変える必要は無い為、中間季（春季、秋季）シーズンＴ２＞Ｔ≧Ｔ５の快適温湿度帯内に目標湿度→Ｈ５≧目標湿度≧Ｈ２とする現在の湿度よりも下げて中間季の快適温湿度帯に入るようにし、湿度を下げる空気調和機の除湿を中心とした制御運転を行なう。
【００１６】
さらに、運転開始時の温度Ｔが冬季の快適温度帯よりも低いケースでは、運転された当日の状態が冬場である、即ち、Ｔ５＞Ｔと判断し、冬季シーズンの快適温湿度帯内に目標温度→Ｔ４≧目標温度≧Ｔ６とし、目標湿度→Ｈ４≧目標湿度≧Ｈ１を設定し、主に空気調和機の温度を上げるを運転制御を行なう。
【００１７】
図２はこの発明の実施の形態１における冷媒回路図を示したものである。図において、１は圧縮機、２は冷房運転時、暖房運転時の冷媒の流れ方向を変える四方弁、３は室外熱交換器、４は絞り装置、５は室内熱交換器で第１の熱交換器５ａ、第２の熱交換器５ｂと、前記第１の熱交換器５ａと第２の熱交換器５ｂとの間に膨張弁５ｃを配置している。５ｄは前記膨張弁５ｃをバイパスするよう配置した電磁弁である。これら、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、絞り装置４及び室内熱交換器５を冷媒管７により順次接続して冷媒回路として構成している。６は加湿器である。
【００１８】
次に、室内温度を上方に制御する場合の冷媒の流れは、図２に示すように、暖房運転の場合破線矢印のように、前記冷媒回路での四方弁２を切換え圧縮機１により吐出された高温、高圧ガスを室内熱交換器５へと導き熱交換器を凝縮器として使用する事により室内温度を上昇させる事を可能とする。この際、電磁弁５ｄは開いた状態とし、膨張弁５ｃをバイパスし、第１の熱交換器５ａと第２の熱交換器５ｂとの圧力差が付かないようにコントロールする。
【００１９】
一方、室内温度を下方へ制御する場合の冷媒の流れは、図２に示すように、冷房運転の場合実線矢印のように、前記冷媒回路での四方弁２を切りかえる事により圧縮機１から吐出された高温、高圧ガスを室外熱交換器３へと導き凝縮した後、絞り装置４を通過し減圧、低温化後、室内熱交換器５へ導き室内熱交換器５を蒸発器として使用する事により室温低下させる事を可能とする。
【００２０】
この際にも、電磁弁５ｄは開いた状態とし、膨張弁５ｃをバイパスする事により第１の熱交換器５ａと第２の熱交換器５ｂ間に差圧が付かないようにコントロールする。
【００２１】
また、温度を下げずに湿度だけ下方に制御する場合の冷媒の流れは、前記冷房運転時と同様であり、冷媒回路での四方弁２を切換え圧縮機１から吐出された高温、高圧ガスを室外熱交換器３へと導き凝縮した後、絞り装置４を調整し減圧させないまま、室内熱交換器５へ導き凝縮器として使用し、電磁弁５ｄを閉じる事により膨張弁５ｃにより減圧し、第１の熱交換器５ａを蒸発器として使用する。
【００２２】
空調時の空気は、先に蒸発器と使用する第１の熱交換器５ａで熱交換し除湿、冷却した後、第２の熱交換器５ｂを凝縮器として使用して通す事により室温低下させる事無く、除湿運転を行なう事を可能とする。
【００２３】
さらに、湿度を上方に制御する場合には、加湿器６を用いて湿度を制御するものである。
【００２４】
図３はこの発明の実施の形態１における制御ブロック図である。図において、８は制御装置で、入力ポート８ａ、ＣＰＵ（演算手段）８ｂ、メモリー８ｃ及び出力ポート８ｄより構成されており、周囲温度を検知する周囲温度検知手段９と周囲湿度を検知する周囲湿度検知手段１０を前記制御装置８の入力ポート８ａに接続し、メモリー８ｃに記憶された目標温度、目標湿度とＣＰＵ８ｂで演算処理し、処理された情報により出力ポート８ｄを経由して、それぞれ圧縮機１、四方弁２、絞り装置４および電磁弁５ｄを制御し快適温湿度帯になるよう制御している。
【００２５】
次に、この発明の実施の形態１による夏季の制御フローを図４に基づいて説明する。図において、ステップＳ０１で空気調和機を運転スタートさせる。次に、ステップＳ０２において運転開始時の周囲温度、湿度を周囲温度検知手段と周囲湿度検知手段により検知しステップＳ０３に進む、ステップＳ０３では、快適温度帯判定手段を用いて運転開始温度ＴからステップＳ０４に進み図１に示すよう夏季快適温度帯Ｔ≧Ｔ２を決定する。次に、ステップＳ０５で現在温度＞目標温度を比較判定し、ステップＳ０６の（夏季）快適温湿度帯制御手段を用いステップＳ０７に示すＴ１≧目標温度≧Ｔ３およびＨ６≧目標湿度≧Ｈ３になるようステップＳ０８、ステップＳ０９、ステップＳ０１０でそれぞれ絞り装置の開度を調整し、四方弁ＯＮ、電磁弁ＯＮし圧縮機をＯＮする制御を実行する。
【００２６】
次に、この発明の実施の形態１による中間季の制御フローを図５に基づいて説明する。図において、まず、ステップＳ１１で空気調和機を運転スタートさせる。次に、ステップＳ１２において運転開始時の周囲温度、湿度を周囲温度検知手段と周囲湿度検知手段により検知しステップＳ１３に進む、ステップＳ１３では、快適温度帯判定手段を用いて運転開始温度ＴからステップＳ１４に進み図１に示すよう中間季快適温度帯Ｔ２≧Ｔ≧Ｔ５を決定する。次に、ステップＳ１５で現在温度＝目標温度を比較判定しＹＥＳであれば、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、現在湿度＜目標湿度を判定して、ＹＥＳであればステップＳ１７に進む。ステップＳ１７で加湿器運転をしてステップＳ１８の中間季快適温湿度制御手段を用いステップＳ１９に示すＴ２≧目標温度≧Ｔ５およびＨ５≧目標湿度≧Ｈ２になるようステップＳ１１０で圧縮機ＯＮするものである。
【００２７】
また、ステップＳ１６で、現在湿度＜目標湿度を判定して、ＮＯであれば、ステップＳ１１１で中間季快適温湿度制御手段を用いステップＳ１１２に示すＴ２≧目標温度≧Ｔ５およびＨ５≧目標湿度≧Ｈ２になるようステップＳ１１３、ステップＳ１１４、ステップＳ１１５において、絞り装置開度調整、四方弁ＯＮ、電磁弁ＯＦＦで圧縮機をＯＮする制御を実行する。
【００２８】
次に、この発明の実施の形態１による冬季の制御フローを図６に基づいて説明する。図において、ステップＳ２０で空気調和機を運転スタートさせる。次に、ステップＳ２１において運転開始時の周囲温度、湿度を周囲温度検知手段と周囲湿度検知手段により検知しステップＳ２２に進む、ステップＳ２２では、快適温度帯判定手段を用いて運転開始温度ＴからステップＳ２３に進み図１に示すよう冬季快適温度帯Ｔ５≧Ｔを決定する。次に、ステップＳ２４で現在温度＜目標温度を比較判定し、ステップＳ２５の（冬季）快適温湿度帯制御手段を用いステップＳ２６に示すＴ４≧目標温度≧Ｔ６およびＨ４≧目標湿度≧Ｈ１になるようステップＳ２７、ステップＳ２８、ステップＳ２９でそれぞれ絞り装置の開度を調整し、四方弁を圧縮機吐出側と室内熱交換器をつなぐようにＯＮして、電磁弁ＯＮした状態で圧縮機をＯＮする制御を実行する。
【００２９】
実施の形態２．
図７はこの発明の実施形態２による空気調和機の制御装置の快適温湿度帯決定マップ図である。説明を簡略化する為に快適な温度帯は夏季、中間季、冬季に関わらず一つにまとめてある。快適な温度、湿度帯は温度範囲、湿度範囲を一律として決めておリ、温度、湿度によって変化しないような範囲としてメモリーに記憶されている。
【００３０】
この実施の形態２を運転開始時の温度、湿度により温度湿度帯を９つに区画分類した制御形態で以下説明する。
【００３１】
この実施の形態２での運転開始時の温度ＴがＴ≧Ｔａの場合、Ｃ領域、Ｄ領域、Ｅ領域とが存在する。運転開始時の温度、湿度ＴがＣ領域にある場合、すなわち開始時の温度Ｔが快適温度上限Ｔａよりも高く、また快適湿度下限Ｈａよりも低い場合には、運転開始時の温度Ｔの近傍となる目標温度が適温度の上限であり目標湿度が快適湿度の下限であるＣ点に設定する、Ｔａ＝Ｃ、Ｈａ＝Ｃとなる。
【００３２】
また、運転開始時の温度、湿度ＴがＤ領域にある場合、すなわち開始時の温度Ｔが快適温度上限Ｔａよりも高く、また、Ｈｂ≧快適湿度範囲≧Ｈａにある場合には、運転開始時の温度Ｔの近傍となる目標湿度は現在湿度と同一とし、目標温度を快適温度の上限Ｔａに設定する。
【００３３】
また、運転開始時の温度、湿度ＴがＥ領域にある場合、すなわち開始時の温度が快適温度上限Ｔａよりも高く、また、快適湿度の上限Ｈｂよりも高い場合には、運転開始時の温度Ｔの近傍となる目標温度が快適温度の上限であり、快適湿度が快適湿度の上限であるＥ点に目標を設定する、Ｔａ＝Ｅ、Ｈａ＝Ｅとなる。
【００３４】
次に、この実施の形態２での運転開始時の温度ＴがＴａ≧Ｔ≧Ｔｂの場合、Ｆ領域、Ｇ領域、Ｈ領域とが存在する。運転開始時の温度ＴがＦ領域にある場合、すなわち開始時の温度が快適温度範囲内であり、また湿度が快適湿度範囲の下限Ｈａよりも低い場合には、運転開始時の温度Ｔの近傍となる目標温度は現在温度とし、目標湿度を快適湿度下限Ｈａに設定する。
【００３５】
また、運転開始時の温度ＴがＧ領域にある場合、すなわち開始時の温度、湿度が快適温度、湿度範囲内である場合には、目標温度、湿度を現在の温度、湿度に設定する。
【００３６】
また、運転開始時の温度ＴがＨ領域にある場合、すなわち開始時の温度が快適温度範囲内にあり、また、湿度が快適湿度範囲の上限Ｈｂよりも高い場合には、運転開始時の温度Ｔの近傍となる目標温度は現在温度とし、目標湿度を快適湿度上限Ｈｂに設定する。
【００３７】
また、この実施の形態２での運転開始時の温度ＴがＴｂ≧Ｔの場合、Ｉ領域、Ｊ領域、Ｋ領域とが存在する。運転開始時の温度ＴがＩ領域にある場合、すなわち開始時の温度が快適温度範囲の下限Ｔｂよりも低く、また、湿度が快適湿度範囲の下限Ｈａよりも低い場合には、運転開始時の温度Ｔの近傍となる目標温度および湿度が快適範囲の下限に当るＩ点に目標を設定する、Ｔｂ＝Ｉ、Ｈａ＝Ｉとなる。
【００３８】
また、運転開始時の温度ＴがＪ領域にある場合、すなわち開始時の温度が快適温度範囲の下限Ｔｂよりも低く、また、湿度がＨｂ≧快適湿度範囲≧Ｈａにある場合には、目標温度を快適温度の下限Ｔｂに設定する。また，目標湿度については、暖房運転時には、絶対湿度が変わらないと仮定すると相対湿度は低下する為、図５に示されるが如く、絶対湿度一定のまま、快適温度の下限に相当する温度における相対湿度を目標とする。
【００３９】
また、運転開始時の温度ＴがＫ領域にある場合、すなわち開始時の温度が快適温度下限Ｔｂよりも低く、また、快適湿度の上限Ｈｂよりも高い場合には、運転開始時の温度Ｔの近傍となる目標温度が快適温度の下限であり、快適湿度が快適湿度の上限であるＫ点に目標を設定する、Ｔｂ＝Ｋ、Ｈｂ＝Ｋとなる。
【００４０】
以上のように目標温度、湿度を設定する事により、使用者の要望である快適さを維持しつつ、空気調和機の運転を最小限に留めるよう制御する事ができる。
【００４１】
実施の形態３．
図９はこの発明の実施の形態３における空気調和機の制御ブロック図である。図において、８は制御装置で、入力ポート８ａ、ＣＰＵ（演算手段）８ｂ、メモリー８ｃ及び出力ポート８ｄより構成されており、周囲温度を検知する周囲温度検知手段９と周囲湿度を検知する周囲湿度検知手段１０を前記制御装置８の入力ポート８ａに接続し、メモリー８ｃに記憶された目標温度、目標湿度とＣＰＵ８ｂで演算処理し、処理された情報により出力ポート８ｄを経由して、それぞれ圧縮機１、四方弁２、絞り装置４および電磁弁５ｄを制御し快適温湿度帯になるよう制御している。１１はコントローラで、温度設定手段１１ａおよび湿度設定手段１１ｂを設ける事により、演算装置が自動的に判断した温度、湿度が使用者の要求を満たす温度、湿度範囲を外れていた場合、使用者の手により変更を可能とする。１２は前記制御装置８で演算処理された目標温度および目標湿度を表示する表示手段である。
【００４２】
実施の形態３での操作は、目標としている温度、湿度を起点として表示手段１２により使用者が目標温度湿度を確認し、温度、湿度範囲を外れていた場合、使用者の手により任意に選定し変更入力を可能とする。
【００４３】
【発明の効果】
以上、この発明の空気調和機の制御装置は、温湿度コントロール可能な空気調和機において、空調を行なう空間の温度を検知する周囲温度検知手段と湿度を検知する周囲湿度検知手段と、前記温湿度検知手段により運転開始時の快適温度帯を判別する快適温度帯判定手段と、決定された快適温度帯で現在の温度、湿度に対する有効な温度、目標湿度を選定し、空気調和機の運転指令が出された時の空調空間の温度および湿度を元に、空気調和機の目標温度湿度に制御する快適温湿度帯制御手段を設けた構成としたから、空気調和機の使用に最適と考えられる温度、湿度を自動的に判断し制御する事を可能とする効果を有する。
【００４４】
また、この発明の空気調和機の制御装置は、目標とされる温度・湿度は、人体が快適とされる快適温湿度帯の中で空気調和機の運転開始時の温度・湿度の近傍となるよう制御するよう構成したから、運転開始時の温度、湿度により快適温湿度の最短ポイントをイニシャルの目標温度、湿度に置くことにより冷し過ぎ等のエネルギーの浪費を抑制し、省エネルギーな運転を実現させる事ができる効果を有する。
【００４５】
この発明の空気調和機の制御装置は、演算された目標温度および湿度が表示される表示手段と、目標とされた温度湿度を起点とし、温度、湿度が使用者により任意に選定可能とした、温度設定手段及び湿度設定手段を備えたコントローラを設けた構成としたから、使用者が目標温度湿度を確認し、温度、湿度範囲を外れていた場合、使用者の手により任意に選定し変更入力を容易に可能とする効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による空気調和機の制御装置の快適温湿度帯決定マップ図である。
【図２】この発明の実施の形態１による空気調和機の制御装置の冷媒回路図である。
【図３】この発明の実施の形態１による空気調和機の制御ブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１による空気調和機の制御装置の夏季制御フローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１による空気調和機の制御装置の中間季制御フローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態１による空気調和機の制御装置の冬季制御フローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態２による空気調和機の制御装置の快適温湿度帯決定マップ図である。
【図８】図６のＪ領域における快適温湿度帯決定の空気線図である。
【図９】この発明の実施の形態３による空気調和機の制御装置の制御ブロック図である。
【図１０】従来の空気調和機のドライ運転及び暖房運転時に湿度制御される室内湿度の時間変化を説明する図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　圧縮機、２　　　　　　　四方弁、３　室外熱交換器、４　絞り装置、５　室内熱交換器、５ａ　第１の室内熱交換器、５ｂ　第２の室内熱交換器、５ｃ　膨張弁、５ｄ　電磁弁、６　　　　　加湿器、７　冷媒管、８　制御装置、８ｂ　ＣＰＵ（演算手段）、９　周囲温度検出手段、１０　周囲湿度検出手段、１１　リモートコントロール、１２　表示手段。
【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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【図１０】
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