(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外槽内に回転軸が水平又は傾斜した状態で回転自在に配設された洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽に設けられた流体バランサーと、前記洗濯兼脱水槽を回転させる駆動手段を備え、前記流体バランサーは流体を貯留することができる貯液室を複数有し、前記貯液室の流体が移動するための連通路を前記流体バランサーの外周側に形成し、前記連通路を開閉する開閉手段を設けた洗濯機。
【請求項２】
開閉手段は、洗濯兼脱水槽の回転速度に連動して開閉するようにした請求項１記載の洗濯機。
【請求項３】
洗濯兼脱水槽内の洗濯物の偏在による偏心荷重の位置と大きさを検知する偏心荷重検知手段を設け、開閉手段は、前記偏心荷重検知手段の信号により洗濯物の偏在が前記洗濯兼脱水槽の上側に在る時に連通路を開くようにした請求項１記載の洗濯機。
【請求項４】
開閉手段は、洗濯物の偏在が洗濯兼脱水槽の上側に在る時に前記洗濯兼脱水槽の回転速度を落として連通路を開くようにした請求項３記載の洗濯機。
【請求項５】
開閉手段は、連通路を開閉する遮へい体と、前記遮へい体の一部が挿入されるスライド部を有し、前記遮へい体は、前記スライド部に沿って移動し、洗濯兼脱水槽の上側に位置したときに自重で前記連通路を開くようにした請求項４記載の洗濯機。
【請求項６】
開閉手段は、連通路を開閉する遮へい体と、前記遮へい体の一部が挿入されるスライド部と、前記連通路を開く方向に付勢するばね体を有し、洗濯物の偏在が洗濯兼脱水槽の上側に在る時に前記洗濯兼脱水槽の回転速度を落として前記連通路を開くようにした請求項４記載の洗濯機。
【請求項７】
開閉手段は、洗濯兼脱水槽が複数回回転する間に、偏心荷重の位置に対応した回転位置になる毎に連通路を開き、流体バランサーの流体の移動を間欠的に行うようにした請求項３〜６のいずれか１項に記載の洗濯機。
【請求項８】
駆動手段は、洗濯兼脱水槽が複数回回転する間に、偏心荷重検知手段の信号が規定値より小さくなってから高速回転させるようにした請求項７記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドラムの回転によってドラム内の衣類を転動させて洗濯、すすぎを行い、ドラムの高速回転によって生じる遠心力によって、脱水を行う洗濯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の洗濯機は、ドラムに衣類による偏心荷重を補正する流体バランサーを設けている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１５は前記公報に記載された従来の洗濯機を示すものである。図１５に示すように、洗濯機本体１と、この洗濯機本体１内にサスペンション２とダンパー２１によって支持され、底面に軸受けを設けた水槽３と、底面に回転軸を有し、この回転軸を中心に回転するドラム７と、回転軸に取り付けて水槽３の外側に配設したプーリと、このプーリおよびベルト１４を介してドラム７を駆動するモータ１５とを備えている。ドラム７の中心軸方向の端部周縁には、複数の径方向で分離した流体バランサー９、１０を設け、流体バランサー９、１０の内部にはそれぞれ面積の異なる連通孔１１を外周側に設けた仕切板８で形成し、内部の流体の流通抵抗が異なるように構成している。
【特許文献１】特開平４−２４０４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、洗濯、すすぎを終えて脱水を行おうとするとき、共振までは衣類の偏心荷重の側に流体バランサーの流体が分布して偏心荷重を大きくすることになり、脱水振動を大きくしていた。また、共振を通過して定常回転になり、衣類の偏心荷重の反対側に流体バランサーの流体が分布して偏心荷重を補正するようになっても、流体バランサーの外周側に連通孔があるため、流体が移動し振動状態が不安定になるという課題を有していた。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、脱水開始から定常まで安定した振動低減を可能にした洗濯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために本発明の洗濯機は、外槽内に回転軸が水平又は傾斜した状態で回転自在に配設された洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽に設けられた流体バランサーと、前記洗濯兼脱水槽を回転させる駆動手段を備え、前記流体バランサーは流体を貯留することができる貯液室を複数有し、前記貯液室の流体が移動するための連通路を前記流体バランサーの外周側に形成し、前記連通路を開閉する開閉手段を設けたものである。
【０００７】
これによって、衣類の偏心荷重が洗濯兼脱水槽の上に在る時に開閉手段を開いて流体の自重で偏心荷重の反対側に移動させ、偏心荷重が洗濯兼脱水槽の下に在る時は開閉手段を閉じて流体の移動を無くすことにより、共振までに偏心荷重の補正を確実にすることができる。また、定常回転では、開閉手段を閉めることにより、流体の移動が無くなり、安定した脱水振動を得ることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の洗濯機は、流体バランサーの連通路に開閉手段を設けているため、衣類の偏心荷重の反対側に流体を固定することができ、脱水の開始から定常回転まで脱水振動を確実に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、外槽内に回転軸が水平又は傾斜した状態で回転自在に配設された洗濯兼脱水槽と、前記洗濯兼脱水槽に設けられた流体バランサーと、前記洗濯兼脱水槽を回転させる駆動手段を備え、前記流体バランサーは流体を貯留することができる貯液室を複数有し、前記貯液室の流体が移動するための連通路を前記流体バランサーの外周側に形成し、前記連通路を開閉する開閉手段を設けたことにより、衣類の偏心荷重が洗濯兼脱水槽の上に在る時に開閉手段を開いて流体の自重で偏心荷重の反対側に移動させ、偏心荷重が洗濯兼脱水槽の下に在る時は開閉手段を閉じて流体の移動を無くすことにより、共振までに偏心荷重の補正を確実にすることができる。また、定常回転では、開閉手段を閉めることにより、流体の移動が無くなり、安定した脱水振動を得ることができる。
【００１０】
第２の発明は、特に、第１の発明の開閉手段を洗濯兼脱水槽の回転速度に連動して開閉するようにしたことにより、回転速度の制御をするだけで共振までの偏心荷重の補正を確実にすると共に、定常回転での流体の移動を無くすことができるので、安価に脱水振動の低減と安定化を行うことができる。
【００１１】
第３の発明は、特に、第１の発明の洗濯機に洗濯兼脱水槽内の洗濯物の偏在による偏心荷重の位置と大きさを検知する偏心荷重検知手段を設け、開閉手段は、前記偏心荷重検知手段の信号により洗濯物の偏在が前記洗濯兼脱水槽の上側に在る時に連通路を開くようにしたことにより、偏心荷重の位置と大きさを確定して流体を移動させることになり、偏心荷重の補正精度を向上することができるので、更に、脱水振動を低減することができる。
【００１２】
第４の発明は、特に、第３の発明の開閉手段を洗濯物の偏在が洗濯兼脱水槽の上側に在る時に洗濯兼脱水槽の回転速度を落として連通路を開くようにしたことにより、回転速度の制御をするだけで共振までの偏心荷重の補正を更に確実にすると共に、定常回転での流体の移動を無くすことができるので、安価に脱水振動の低減と安定化の向上を行うことができる。
【００１３】
第５の発明は、特に、第４の発明の開閉手段を連通路を開閉する遮へい体と、前記遮へい体の一部が挿入されるスライド部で構成し、前記遮へい体は、前記スライド部に沿って移動し、洗濯兼脱水槽の上側に位置したときに自重で前記連通路を開くようにしたことにより、特別な装置無しに連通路を開閉できるので、更に、安価に脱水振動の低減と安定化の向上を行うことができる。
【００１４】
第６の発明は、特に、第４の発明の開閉手段を連通路を開閉する遮へい体と、前記遮へい体の一部が挿入されるスライド部と、前記連通路を開く方向に付勢するばね体とで構成し、洗濯物の偏在が洗濯兼脱水槽の上側に在る時に前記洗濯兼脱水槽の回転速度を落として前記連通路を開くようにしたことにより、ばね体の力で遮へい体を移動して、確実に素早く開閉手段を開閉できるので、確実に偏心荷重を補正することができ、脱水振動の低減の信頼性を向上することができる。
【００１５】
第７の発明は、特に、第３〜第６のいずれか１つの発明の開閉手段を洗濯兼脱水槽が複数回回転する間に、偏心荷重の位置に対応した回転位置になる毎に開き、流体バランサーの液の移動を間欠的に行うようにしたことにより、偏心荷重の補正の信頼性を更に向上することができる。
【００１６】
第８の発明は、特に、第７の発明の駆動手段が洗濯兼脱水槽が複数回回転する間に、偏心荷重検知手段の信号が規定値より小さくなってから高速回転させるようにしたことにより、偏心荷重が補正された後に高速回転させるので、脱水振動が小さく、安全に高速脱水を行うことができる。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の断面図を示すものである。図２、図３は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の流体バランサーの断面図を示すものである。
【００１９】
図１〜図３において、洗濯機外枠３０は、４本の引張りばね３１と、２本の弾性体３２により外槽３３を弾性支持している。洗濯兼脱水槽３４は、外槽３３内に回転自在に配設してあり、その回転軸は水平又は前方高位に傾斜している。モータ（駆動手段）３５は、ブラシレス直流モータから成っており、インバータ制御され、回転速度が自在に変化されるようになっている。そして直接洗濯兼脱水槽３４を駆動する。給水手段３６は洗濯兼脱水槽３４内に給水するものである。水位検知手段３７は、外糟３３内の洗濯水位を検知する。排水手段３８は、外槽３３内の洗濯水を排水するものである。制御装置３９は、洗濯機外枠３０の前面下部に設けられている。
【００２０】
制御装置３９は、洗濯機外枠３０の前面上部に設けられた操作表示手段４０により入力された設定内容に基づいて洗い、すすぎ、脱水の各工程を逐次制御するもので、パワースイッチング手段（図示せず）を介してモータ３５、給水手段３６、排水手段３８などを逐次制御する。
【００２１】
流体バランサー４１は、洗濯兼脱水槽３４の前面に取り付けられている。流体バランサー４１は複数の貯液室４２を有するドーナツ状の密閉容器４３と内部に容積の３０〜７０％注入された流体４４とで構成されている。流体４４には、凍結防止と補正効果を考慮して塩化ナトリウムや塩化カルシウムの水溶液が使用されている。
【００２２】
各貯液室４２の境界には、貯液室４２の間を流体４４が移動するための連通路４５が密閉容器４３の外周側に設けられている。連通路４５には、開閉手段４６が取り付けられており、流体４４の移動を制御している。開閉手段４６は、存在する位置により移動して連通路４５を開閉する遮へい体４６ａで構成されており、上側に在る時は、連通路４５を開き、下側に在る時は、連通路４５を閉じるようになっている。
【００２３】
以上のように構成された洗濯機について、以下その動作、作用を説明する。まず、洗濯兼脱水槽３４内に衣類と洗剤を投入後、操作表示手段４０を操作して運転を開始する。これによって、給水手段３６が動作し、洗濯兼脱水槽３４内に洗濯水が供給されると共に洗濯兼脱水槽３４も回転を開始する。規定量の洗濯水が供給されると給水手段３６は給水を停止する。洗濯兼脱水槽３４の回転によって、洗剤は洗濯水に溶かされ、洗濯液となって衣類に浸透する。洗濯兼脱水槽３４は、３０ｒ／ｍｉｎ程度の低速で回転して、衣類を持ち上げては落とすというたたき洗いを規定時間行う。
【００２４】
洗濯終了後、排水手段３８が作動し、汚れを溶かし込んだ洗濯水は、外槽３３の外に排水される。排水終了後、洗濯兼脱水槽３４の回転は徐々に速くなり脱水工程に入る。脱水起動時、洗濯兼脱水槽３４の回転数が６０ｒ／ｍｉｎになると、遠心力で遮へい体４６ａは上側に在る時でも移動して連通路４５を閉じるようになる。
【００２５】
しかし、衣類の偏心荷重があるとき、偏心荷重を上側へ持ち上げるのに力が必要なため、駆動手段３５のトルクを一定に制御しておくと、洗濯兼脱水槽３４の回転は速くなったり、遅くなったりする。すなわち、偏心荷重が上側にくる時は遅く、下側にくる時は速くなる。したがって、偏心荷重が上側にくる時は連通路４５が開かれ、流体４４は自重で下側へ移動する。ここで、衣類は洗濯兼脱水槽３４に張り付いていることと、他の衣類の抵抗で落下動作が遅れ、偏心荷重の移動はない。偏心荷重が下側にくると、洗濯兼脱水槽３４の回転が速くなるので、連通路４５は閉じられ、流体４４の移動はない。
【００２６】
これにより、偏心荷重の反対側に流体４４が分布するようになり、徐々に偏心荷重が補正されて洗濯兼脱水槽３４の回転は安定し、６０ｒ／ｍｉｎを維持するようになる。その後、回転数を９００ｒ／ｍｉｎに上昇させて、遠心脱水を行うことになる。
【００２７】
以上のように本実施の形態においては、流体バランサー４１の貯液室４２の連通路４５に開閉手段４６を設けたものである。
【００２８】
これによって、衣類の偏心荷重が洗濯兼脱水槽３４の上に在る時に開閉手段４６を開いて流体４４の自重で偏心荷重の反対側に移動させ、偏心荷重が洗濯兼脱水槽３４の下に在る時は開閉手段４６を閉じて流体４４の移動を無くすことにより、共振（２５０〜３００ｒ／ｍｉｎ）までに偏心荷重の補正を確実にすることができる。また、定常回転（９００ｒ／ｍｉｎ）では、開閉手段４６を閉めることにより、流体４４の移動が無くなり、安定した脱水振動を得ることができる。
【００２９】
（実施の形態２）
制御装置３９により駆動手段３５を制御して、洗濯兼脱水槽３４の回転数を衣類の偏心荷重が上側に在る時に５０ｒ／ｍｉｎ、下側に在る時に６０ｒ／ｍｉｎにすることにより、偏心荷重が上側にくる時は連通路４５が開かれ、流体４４は自重で下側へ移動することになり、下側にくると、洗濯兼脱水槽３４の回転が６０ｒ／ｍｉｎなるので、遮へい体４６ａは遠心力で移動して連通路４５は閉じられ、流体４４の移動はない。これにより、偏心荷重の反対側に流体４４が分布するようになる。
【００３０】
これにより、開閉手段４６を洗濯兼脱水槽３４の回転速度に連動して開閉するようにできるので、回転速度の制御をするだけで共振までの偏心荷重の補正を確実にすると共に、定常回転での流体の移動を無くすことができ、安価に脱水振動の低減と安定化を行うことができる。
【００３１】
（実施の形態３）
図４は、本発明の第３の実施の形態における洗濯機の断面図を示すものである。図５、図６は、本発明の第３の実施の形態における洗濯機の外槽と流体バランサーの断面図を示すものである。図７は、本発明の第３の実施の形態における洗濯機の偏心荷重検知手段の出力と開閉装置の動作を示すタイミングチャートである。
【００３２】
図４〜図７において、偏心荷重検知手段４７が外槽３３の下部と洗濯機外枠３０の底部との間に設けられている。偏心荷重検知手段４７は、外槽３３の上下方向の変位を電圧に変換して制御装置３９に伝えるものである。開閉装置４８が外槽３３の上側の３箇所に設けてある。開閉装置４８は電磁石であり、金属製の遮へい体４６ａを吸着できるものである。その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００３３】
洗濯兼脱水槽３４の回転は徐々に速くなり脱水工程に入る。脱水起動時、洗濯兼脱水槽３４の回転数を５０ｒ／ｍｉｎに制御する。偏心荷重が上側にくる時は、偏心荷重の振れ回り力で外槽３３が上方に変位し、下側にくる時は下方へ変位する。その変位を偏心荷重検知手段４７が電圧に変換して制御装置３９に送り、偏心荷重が上側にくる時は開閉装置４８をＯＦＦにして連通路４５を開き、流体４４を自重で下側へ移動させる。
【００３４】
ここで、衣類は洗濯兼脱水槽３４に張り付いていることと、他の衣類の抵抗で落下動作が遅れ、偏心荷重の移動はない。偏心荷重が下側にくると、開閉装置４８をＯＮにして遮へい体４６ａを吸着し、上方へ移動させて、連通路４５を閉じ、流体４４の移動をなくす。これにより、偏心荷重の反対側に流体４４を分布させることができ、偏心荷重を補正することができる。その後、回転数を９００ｒ／ｍｉｎに上昇させて、遠心脱水を行うことになる。
【００３５】
このように、開閉手段４６は、偏心荷重検知手段４７の信号により衣類の偏心荷重が洗濯兼脱水槽３４の上側に在る時に連通路４５を開くようにしたことにより、偏心荷重の位置と大きさを確定して流体を移動させることになり、偏心荷重の補正精度を向上することができるので、更に、脱水振動を低減することができる。
【００３６】
（実施の形態４）
図８は、本発明の第４の実施の形態における洗濯機の偏心荷重検知手段の出力と洗濯兼脱水槽の回転速度を示すグラフである。
【００３７】
衣類の偏心荷重が洗濯兼脱水槽３４の上側に在ることを偏心荷重検知手段４７の信号で判断し、制御装置３９から駆動手段３５を制御して洗濯兼脱水槽３４の回転速度を落として連通路４５を開くようにしたものである。その他の構成は実施の形態３と同様である。
【００３８】
これにより、正確に偏心荷重が洗濯兼脱水槽３４の上側に在る時に回転数を落として開閉手段４６を開くことができ、共振までの偏心荷重の補正を更に確実にすると共に、定常回転での流体の移動を無くすことができるので、安価に脱水振動の低減と安定化の向上を行うことができる。
【００３９】
（実施の形態５）
図９は、本発明の第５の実施の形態における洗濯機の流体バランサーの断面図を示すものである。
【００４０】
図９において、開閉手段４６を連通路４５を開閉する遮へい体４６ａと、遮へい体４６ａの一部が挿入されるスライド部４９で構成したものである。その他の構成は実施の形態４と同様である。遮へい体４６ａは、スライド部４９に沿って移動し、洗濯兼脱水槽３４の上側に位置したときに自重で連通路４５を開くようにしたことにより、特別な装置無しに連通路４５を開閉できるので、更に、安価に脱水振動の低減と安定化の向上を行うことができる。
【００４１】
（実施の形態６）
図１０、図１１は本発明の第６の実施の形態における洗濯機の流体バランサーの断面図を示すものである。図１２は、本発明の第６の実施の形態における洗濯機の偏心荷重検知手段の信号と洗濯兼脱水槽の回転速度を示すグラフである。
【００４２】
図１０〜図１２において、開閉手段４６を連通路４５を開閉する遮へい体４６ａと、遮へい体４６ａの一部が挿入されるスライド部４９と、連通路４５を開く方向に付勢するばね体５０とで構成したものである。ばね体５０のばね力は、洗濯兼脱水槽３４の回転速度が６０ｒ／ｍｉｎの時、遮へい体４６ａに働く遠心力と等しくしている。すなわち、洗濯兼脱水槽３４の回転速度が６０ｒ／ｍｉｎを越えると遠心力がばね体５０のばね力に勝って遮へい体４６ａが移動し、連通路４５を閉じることになる。その他の構成は実施の形態４と同様である。
【００４３】
衣類の偏心荷重が洗濯兼脱水槽３４の上側に在る時に洗濯兼脱水槽３４の回転速度を５０ｒ／ｍｉｎに落とし、ばね体５０の力で確実に素早く連通路４５を開き、流体４４を自重で偏心荷重の反対側に移動させる。偏心荷重が洗濯兼脱水槽３４の下側に在る時に洗濯兼脱水槽３４の回転速度を８０ｒ／ｍｉｎにし、遠心力で遮へい体４６ａが移動して連通路４５を閉じ、流体４４の移動をなくす。このように、ばね体５０で確実に素早く遮へい体４６ａを連通路４５が開く方向に移動させることにより、確実に偏心荷重を補正することができ、脱水振動の低減の信頼性を向上することができる。
【００４４】
（実施の形態７）
図１３は、本発明の第７の実施の形態における洗濯機の偏心荷重検知手段の信号と洗濯兼脱水槽の回転速度を示すグラフである。
【００４５】
図１３において、開閉手段４６を洗濯兼脱水槽３４が複数回回転する間に、偏心荷重の位置に対応した回転位置になる毎に開き、流体バランサー４１の流体の移動を間欠的に行うようにしたことにより、偏心荷重の補正の信頼性を更に向上することができる。
【００４６】
（実施の形態８）
図１４は、本発明の第８の実施の形態における洗濯機の偏心荷重検知手段の信号と洗濯兼脱水槽の回転速度を示すグラフである。
【００４７】
図１４において、駆動手段３５は、洗濯兼脱水槽３４を複数回回転させ、偏心荷重検知手段４７の信号が規定値より小さくなってから洗濯兼脱水槽３４を高速回転させるようにしたことにより、偏心荷重が補正された後に高速回転させるので、脱水振動が小さく、安全に高速脱水を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上のように、本発明にかかる洗濯機は、偏心荷重を補正することができるので、安全に高速脱水をすることが可能になるので、回転機械への応用展開が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態１における洗濯機の断面図
【図２】同洗濯機の流体バランサーの断面図
【図３】同洗濯機の流体バランサーの断面図
【図４】本発明の実施の形態３における洗濯機の断面図
【図５】同洗濯機の外槽と流体バランサーの断面図
【図６】同洗濯機の外槽と流体バランサーの断面図
【図７】同洗濯機の偏心荷重検知手段の出力と開閉装置の動作を示すタイミングチャート
【図８】本発明の実施の形態４における洗濯機の偏心荷重検知手段の出力と洗濯兼脱水槽の回転速度を示すグラフ
【図９】本発明の実施の形態５における洗濯機の流体バランサーの断面図
【図１０】本発明の実施の形態６における洗濯機の流体バランサーの断面図
【図１１】同洗濯機の流体バランサーの断面図
【図１２】同洗濯機の偏心荷重検知手段の信号と洗濯兼脱水槽の回転速度を示すグラフ
【図１３】本発明の実施の形態７における洗濯機の偏心荷重検知手段の信号と洗濯兼脱水槽の回転速度を示すグラフ
【図１４】本発明の実施の形態８における洗濯機の偏心荷重検知手段の信号と洗濯兼脱水槽の回転速度を示すグラフ
【図１５】従来の洗濯機の断面図
【符号の説明】
【００５０】
３０  洗濯機外枠
３３  外槽
３４  洗濯兼脱水槽
３５  駆動手段
４１  流体バランサー
４２  貯液室
４４  流体
４５  連通路
４６  開閉手段
４６ａ  遮へい体
４７  偏心荷重検知手段
４９  スライド部
５０  ばね体
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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