(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円錐台状のハブと、前記ハブに設けられ螺旋曲線状の前縁を有する複数枚の薄翼の翼からなり、前記前縁を、前記翼の子午面上で前記ハブと前記翼の外周端との中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線に、前記中点付近より前記ハブ側では風上側に対して凹形状の曲線になるようにそれぞれ形成し、前記翼の半径方向の断面形状を、前記中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、前記中点付近より前記ハブ側では風上側に対して凹形状の曲線になるようにそれぞれ形成し、かつ前記子午面上の後縁を、前記中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、前記中点付近より前記ハブ側は直線形状になるようにそれぞれ形成した送風機羽根車。
【請求項２】
３角状で一辺が翼の前縁に密着した小さい小翼を備えた請求項１に記載の送風機羽根車。
【請求項３】
ハブに、２枚の翼を設けた請求項１又は２に記載の送風機羽根車。
【請求項４】
略円筒状のハブと、前記ハブに設けられ螺旋曲線状の前縁を有する複数枚の薄翼の翼からなり、前記前縁を、前記翼の子午面上で前記ハブと前記翼の外周端との中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線に、前記中点付近より前記ハブ側では風上側に対して凹形状の曲線になるようにそれぞれ形成し、前記翼の半径方向の断面形状を、前記中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、前記中点付近より前記ハブ側では風上側に対して凹形状の曲線になるようにそれぞれ形成し、かつ前記子午面上の後縁を、前記中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、前記中点付近より前記ハブ側は直線形状になるようにそれぞれ形成した送風機羽根車。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかの１項に記載の送風機羽根車と、前記送風機羽根車を回転駆動するファンモータと、熱交換器と、圧縮機を備えた空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機の室外機などに用いられる送風機羽根車及び空気調和機に関するもので、特に、送風機羽根車の静圧効率の向上と低騒音化に関する構成に関わるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の送風機羽根車として、略円錐台状のハブ２２に複数枚の薄翼の翼２５を設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。前記特許文献１に開示された送風機羽根車について、図９を用いて説明する。
【０００３】
図９において、従来の送風機羽根車２０は、ハブ２２と、ハブ２２の外周に設けた翼２５からなり、翼２５の前縁を、翼２５の子午面上で、ハブ２２と翼２５の外周端２１との中点（Ｒ−Ｒ）付近より外周側では風上側に対して凹形状の曲線に、前記中点付近よりハブ２２側では風上側に対して凸形状の曲線になるように形成し、翼２５の半径方向の断面形状を、前記中点付近より外周側では風上側に対して凹形状の曲線で、前記中点付近よりハブ２２側では、風上側に対して凸形状の曲線になるように形成されている。ここで、圧力面２３から負圧面２４に向かう洩れ流れがＤである。
【特許文献１】特開平１１−２９４３８９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、上記従来の送風機羽根車の構成では、翼２５において、圧力面２３から負圧面２４に向かう洩れ流れがＤを起因とする翼端渦を、翼２５の半径方向の断面形状で、中点付近より外周側２１では、風上側に対して凹形状の曲線で構成した部分で、その翼端渦を保持、そして、渦の生成を促進させるものである。しかし、送風機羽根車２０には、外周端２１からハブ２２方向にかけて流れる求心的な半径方向流があり、この翼端渦の生成と促進は、半径方向流の自然な流れ型を阻害する作用を有する。
【０００５】
すなわち、翼２５の半径方向の断面形状で、中点付近より外周側では風上側に対して凹形状の曲線で構成した部分は、半径方向流に対して、適切な形状ではない。これが、流れ制御に関して、低騒音化とファン効率の向上に、ある程度の限界を与えるといった課題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、低騒音でファン効率に優れた送風機羽根車及び空気調和機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記従来の課題を解決する為に、本発明の送風機羽根車は、略円錐台状のハブと、前記ハブに設けられ螺旋曲線状の前縁を有する複数枚の薄翼の翼からなり、前記前縁を、前記翼の子午面上で前記ハブと前記翼の外周端との中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線に、前記中点付近より前記ハブ側では風上側に対して凹形状の曲線になるようにそれぞれ形成し、前記翼の半径方向の断面形状を、前記中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、前記中点付近より前記ハブ側では風上側に対して凹形状の曲線になるようにそれぞれ形成し、かつ前記子午面上の後縁を、前記中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、前記中点付近より前記ハブ側は直線形状になるようにそれぞれ形成したもので、翼の外周からハブ側に向かって求心的に流れ込む半径方向流を、翼の半径方向の断面形状で、中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線部が、
誘引させる作用を有する。
【０００８】
そして、翼端渦は、半径方向断面で中点付近よりハブ側では風上側に対して凹形状の曲線部で、その渦を保持し生成を促進させるものである。このように、半径方向流と翼端渦という翼面上の流れに対して、最適な形状をしている為に、低騒音化とファン効率の双方を従来以上に改良できるものである。さらに、子午面上の後縁を、ハブと外周端との中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、ハブと外周端の中点付近よりハブ側は直線形状になるように構成することで、事実上、子午面の面積を低減できて、適正な翼面積投入により流体摩擦を低減できてファン効率を改善できる。
【０００９】
また、本発明の送風機羽根車は、略円筒状のハブと、前記ハブに設けられ螺旋曲線状の前縁を有する複数枚の薄翼の翼からなり、前記前縁を、前記翼の子午面上で前記ハブと前記翼の外周端との中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線に、前記中点付近より前記ハブ側では風上側に対して凹形状の曲線になるようにそれぞれ形成し、前記翼の半径方向の断面形状を、前記中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、前記中点付近より前記ハブ側では風上側に対して凹形状の曲線になるようにそれぞれ形成し、かつ前記子午面上の後縁を、前記中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、前記中点付近より前記ハブ側は直線形状になるようにそれぞれ形成したもので、翼の外周からハブ側に向かって求心的に流れ込む半径方向流を、翼の半径方向の断面形状で、中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線部が、誘引させる作用を有する。
【００１０】
そして、翼端渦は、半径方向断面で中点付近よりハブ側では風上側に対して凹形状の曲線部で、その渦を保持し生成を促進させるものである。このように、半径方向流と翼端渦という翼面上の流れに対して、最適な形状をしている為に、低騒音化とファン効率を従来以上に改良できるものである。
【００１１】
更に、ハブが略円筒状の送風機羽根車、いわゆるプロペラファンは、ハブが略円錐台状の斜流式の送風機羽根車より、負荷の軽い条件では、より低騒音でありとファン効率も高い。さらに、子午面上の後縁を、ハブと外周端との中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、ハブと外周端の中点付近よりハブ側は直線形状になるように構成することで、事実上、子午面の面積を低減できて、適正な翼面積投入により流体摩擦を低減できてファン効率を改善できる。
【００１２】
また、本発明の空気調和機は、請求項１〜４のいずれかの１項に記載の送風機羽根車と、前記送風機羽根車を回転駆動するファンモータと、熱交換器と、圧縮機を備えたもので、送風機羽根車のファン効率が高いので、ファンモ−タ入力を低減できて、空気調和機としてのエネルギ−消費効率（ＣＯＰ）を高めることが出来るし、室外機の運転騒音も低くできるものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、低騒音でファン効率に優れた送風機羽根車及び空気調和機を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
第１の本発明は、略円錐台状のハブと、前記ハブに設けられ螺旋曲線状の前縁を有する複数枚の薄翼の翼からなり、前記前縁を、前記翼の子午面上で前記ハブと前記翼の外周端との中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線に、前記中点付近より前記ハブ側では風上側に対して凹形状の曲線になるようにそれぞれ形成し、前記翼の半径方向の断面形状を、前記中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、前記中点付近より前記ハブ側では風上側に対して凹形状の曲線になるようにそれぞれ形成し、かつ前記子
午面上の後縁を、前記中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、前記中点付近より前記ハブ側は直線形状になるようにそれぞれ形成したもので、翼の外周からハブ側に向かって求心的に流れ込む半径方向流を、翼の半径方向の断面形状で、中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線部が、誘引させる作用を有する。
【００１５】
そして、翼端渦は、半径方向断面で中点付近よりハブ側では風上側に対して凹形状の曲線部で、その渦を保持し生成を促進させるものである。このように、半径方向流と翼端渦という翼面上の流れに対して、最適な形状をしている為に、低騒音化とファン効率の双方を従来以上に改良できるものである。
【００１６】
さらに、子午面上の後縁を、ハブと外周端との中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、ハブと外周端の中点付近よりハブ側は直線形状になるように構成することで、事実上、子午面の面積を低減できて、適正な翼面積投入により流体摩擦を低減できてファン効率を改善できる。
【００１７】
第２の本発明は、特に、第１の発明の３角状で一辺が翼の前縁に密着した小さい小翼を備えたもので、前縁に付設された３角状の小さい翼の頂点が、翼端渦生成の起点となり、明確に翼端渦の生成を規定促進させるものである。
【００１８】
このように、半径方向流と翼端渦という翼面上の流れに対して、最適な形状をしている為に、低騒音化とファン効率を従来以上に改良できるものである。
【００１９】
第３の本発明は、特に、第１又は第２の発明のハブに、２枚の翼を設けたもので、翼枚数が２枚だけなので、翼面積による流体摩擦が、最も低減できて、それによりファン効率を最も高くすることができる。
【００２０】
第４の本発明は、略円筒状のハブと、前記ハブに設けられ螺旋曲線状の前縁を有する複数枚の薄翼の翼からなり、前記前縁を、前記翼の子午面上で前記ハブと前記翼の外周端との中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線に、前記中点付近より前記ハブ側では風上側に対して凹形状の曲線になるようにそれぞれ形成し、前記翼の半径方向の断面形状を、前記中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、前記中点付近より前記ハブ側では風上側に対して凹形状の曲線になるようにそれぞれ形成し、かつ前記子午面上の後縁を、前記中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、前記中点付近より前記ハブ側は直線形状になるようにそれぞれ形成したもので、翼の外周からハブ側に向かって求心的に流れ込む半径方向流を、翼の半径方向の断面形状で、中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線部が、誘引させる作用を有する。
【００２１】
そして、翼端渦は、半径方向断面で中点付近よりハブ側では風上側に対して凹形状の曲線部で、その渦を保持し生成を促進させるものである。このように、半径方向流と翼端渦という翼面上の流れに対して、最適な形状をしている為に、低騒音化とファン効率を従来
以上に改良できるものである。
【００２２】
更に、ハブが略円筒状の送風機羽根車、いわゆるプロペラファンは、ハブが略円錐台状の斜流式の送風機羽根車より、負荷の軽い条件では、より低騒音でありとファン効率も高い。さらに、子午面上の後縁を、ハブと外周端との中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、ハブと外周端の中点付近よりハブ側は直線形状になるように構成することで、事実上、子午面の面積を低減できて、適正な翼面積投入により流体摩擦を低減できてファン効率を改善できる。
【００２３】
第５の本発明における空気調和機は、請求項１〜４のいずれかの１項に記載の送風機羽根車と、前記送風機羽根車を回転駆動するファンモータと、熱交換器と、圧縮機を備えたもので、送風機羽根車のファン効率が高いので、ファンモ−タ入力を低減できて、空気調和機としてのエネルギ−消費効率（ＣＯＰ）を高めることが出来るし、室外機の運転騒音も低くできるものである。
【００２４】
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、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２５】
（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送風機羽根車の子午面図、図２は、同送風機羽根車の平面図、図３は、同送風機羽根車の半径方向断面図、図４は、同送風機羽根車の作動状態を示す模式図である。
図１〜３において、本実施の形態における送風機羽根車１は、斜流タイプの送風機羽根車で、略円錐台状のハブ４と、前記ハブ４の外周に設けられた複数枚の薄翼の翼６から構成され、翼６の螺旋曲線状の前縁２を、翼６の子午面上でハブ４と翼６の外周端５との中点付近（Ａ−Ａ）より外周側では、風上側に対して凸形状の曲線に、中点付近よりハブ４側では風上側に対して凹形状の曲線になるように形成し、かつ翼６の半径方向の断面形状を、中点付近より外周端５側では風上側に対して凸形状の曲線で、中点付近よりハブ４側では風上側に対して凹形状の曲線になるように形成されている。
【００２６】
さらに、子午面上の後縁３は、ハブ４と外周端５との中点付近（Ａ−Ａ）より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、ハブ４と外周端５の中点付近（Ａ−Ａ）よりハブ４側は直線形状になるように形成されている。７は、圧力面、８は、負圧面である。
【００２７】
次に、送風機羽根車１の作動状態を、図４を用いて説明する。
【００２８】
オリフィス１２に、送風機羽根車１を収納し、その送風機羽根車１をファンモ−タ１３によって駆動することにより、送風仕事を実施するものである。
【００２９】
上記構成により、翼６の外周端５からハブ４側に向かって求心的に流れ込む半径方向流Ｂを、翼６の半径方向の断面形状で、中点付近より外周側では、風上側に対して凸形状の曲線部が、誘引させる作用を有する。そして、半径方向断面で中点付近よりハブ４側の風上側に対して凹形状の曲線部で、翼端渦Ｃを保持し生成を促進させるものである。
【００３０】
このように、半径方向流Ｂと翼端渦Ｃという翼面上の流れに対して、最も最適な形状で形成されている為、低騒音化とファン効率の双方を従来以上に改良できるものである。さらに、子午面上の後縁３を、ハブ４と外周端５との中点付近（Ａ−Ａ）より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、同中点付近（Ａ−Ａ）よりハブ４側は直線形状に形成しているので、事実上、子午面の面積を低減できて、適正な翼面積投入により流体摩擦を低減できてファン効率を大幅に改善できる。
【００３１】
（実施の形態２）
図５は、本発明の第２の実施の形態における送風機羽根車の平面図である。尚、上記第１の実施の形態と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３２】
本実施の形態における送風機羽根車１は、図５に示すように、略円錐台状のハブ４に複数枚の薄翼の翼６を設けてなると共に、翼６の螺旋曲線状の前縁１０を、翼６の子午面上で、ハブ４と翼６の外周端５との中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線に、中点付近よりハブ４側では、風上側に対して凹形状の曲線になるように形成し、かつ翼６の半径方向の断面形状を、中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、中点付近よりハブ４側では風上側に対して凹形状の曲線になるように形成し、かつ前縁１０を直線状に形成し、さらに３角状の小さい小翼９の一辺をその直線状の前縁１０に密着させて、かつ翼６の外周と３角状の小翼９の他の一辺が、ほぼ同一半径内に収まるように形成したものである。
【００３３】
さらに、子午面上の後縁３を、ハブ４と外周端５との中点付近（Ａ−Ａ）より外周側では、風上側に対して凸形状の曲線で、ハブ４と外周端５の中点付近（Ａ−Ａ）よりハブ４側は直線形状になるように形成している。
【００３４】
上記構成により、前縁１０に付設された３角状の小さい小翼９の頂点が、翼端渦生成の起点となり、明確に翼端渦の生成を規定促進させる。そして、半径方向断面で中点付近よりハブ４側では風上側に対して凹形状の曲線部で、その渦を保持し生成を促進させるものである。このように、半径方向流と翼端渦という翼面上の流れに対して、最適な形状をしている為に、低騒音化とファン効率を従来以上に改良できるものである。
【００３５】
さらに、子午面上の後縁３をハブ４と外周端５との中点付近（Ａ−Ａ）より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、ハブ４と外周端５の中点付近（Ａ−Ａ）よりハブ側は直線形状にすることで、事実上、子午面の面積を低減できて、適正な翼面積投入により流体摩擦を低減し、ファン効率を改善することができる。
【００３６】
（実施の形態３）
図６は、本発明の第３の実施の形態における送風機羽根車の平面図である。尚、上記実施の形態と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
本実施の形態における送風機羽根車１は、図６に示すように、略円錐台状のハブ４に２枚の薄翼の翼６を設けてなると共に、翼６の螺旋曲線状の前縁２を、翼６の子午面上で、ハブ４と翼６の外周端５との中点付近より外周側では、風上側に対して凸形状の曲線に、中点付近よりハブ４側では、風上側に対して凹形状の曲線になるように形成し、かつ翼６の半径方向の断面形状を、中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、中点付近よりハブ４側では風上側に対して凹形状の曲線になるように形成したものである。また、子午面上の後縁３を、ハブ４と外周端５との中点付近（Ａ−Ａ）より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、ハブ４と外周端５の中点付近（Ａ−Ａ）よりハブ４側は直線形状になるように形成してなるものである。
【００３８】
以上のように本実施の形態によれば、翼６の枚数が２枚である為に、翼面積による流体子午面上の後縁３を、ハブ４と外周端５との中点付近（Ａ−Ａ）より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、ハブ４と外周端５の中点付近（Ａ−Ａ）よりハブ４側は直線形状になるように形成しているので、摩擦が、最も低減できて、それによりファン効率を最も高くすることができる。さらに、子午面上の後縁３をハブ４と外周端５との中点付近（Ａ−Ａ）より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、ハブ４と外周端５の中点付近（Ａ
−Ａ）よりハブ側は直線形状になるように構成することで、事実上、子午面の面積を低減できて、適正な翼面積投入により流体摩擦を低減できてファン効率を改善できる。
【００３９】
（実施の形態４）
図７は、本発明の第４の実施の形態における送風機羽根車の平面図である。なお、本実施の形態における送風機羽根車１は、プロペラファンタイプの送風機羽根車で、上記実施の形態における送風機羽根車とは、ハブ形状が違うだけなので、半径方向断面図の添付を省略すると共に、同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４０】
本実施の形態における送風機羽根車１は、図７に示すように、略円筒状のハブ１１に複数枚の薄翼の翼６を設けてなると共に、翼６の螺旋曲線状の前縁２を、翼６の子午面上で、ハブ１１と翼の外周端５との中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線に、中点付近よりハブ１１側では風上側に対して凹形状の曲線になるように形成し、かつ翼６の半径方向の断面形状を、中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、中点付近よりハブ４側では風上側に対して凹形状の曲線になるように形成されている。
【００４１】
さらに、子午面上の後縁３を、ハブ１１と外周端５との中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、ハブ１１と外周端５の中点付近よりハブ１１側は直線形状になるように形成してなるものである。
【００４２】
上記構成により、翼６の外周からハブ１１側に向かって求心的に流れ込む半径方向流を、翼６の半径方向の断面形状で、中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線部が、誘引させる作用を有する。そして、翼端渦は、半径方向断面で中点付近よりハブ１１側では風上側に対して凹形状の曲線部で、その渦を保持し生成を促進させるものである。このように、半径方向流と翼端渦という翼面上の流れに対して、最適な形状をしている為に、低騒音化とファン効率を従来以上に改良できるものである。
【００４３】
また、プロペラファンタイプの送風機羽根車は、斜流タイプの送風機羽根車より、負荷の軽い条件では、より低騒音で、またファン効率も高い。さらに、子午面上の後縁３をハブ１１と外周端５との中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、ハブ１１と外周端５の中点付近よりハブ１１側は直線形状にすることで、事実上、子午面の面積を低減できて、適正な翼面積投入により流体摩擦を低減できてファン効率を改善できる。
【００４４】
（実施の形態５）
図８は、本発明の第５の実施の形態における空気調和機の室外機の横断面図である。
【００４５】
図８において、本実施の形態における空気調和機は、室内に設置される室内機（図示せず）と、外に設置される室外機１４からなるセパレートタイプのもので、室外機１４は、オリフィス１８と、前面グリル１６を有し、内部に、熱交換促進用のファンとして用いられる第１〜４の実施の形態で述べた送風機羽根車１と、その送風機羽根車１を回転駆動するファンモ−タ１５と、熱交換器１９と、圧縮機１７などを内蔵している。
【００４６】
上記構成により、送風機羽根車１のファン効率が高いので、ファンモ−タ１５の入力を軽減できて、空気調和機としてのエネルギ−消費効率（ＣＯＰ）を高めることが出来るし、室外機１４の運転騒音も低くできるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上のように本発明にかかる送風機羽根車は、翼の外周からハブ側に向かって求心的に流れ込む半径方向流を、翼の半径方向の断面形状で、中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線部が、誘引させる作用を有する。そして、翼端渦は、半径方向断面で中
点付近よりハブ側では風上側に対して凹形状の曲線部で、その渦を保持し生成を促進させるものである。このように、半径方向流と翼端渦という翼面上の流れに対して、最適な形状をしている為に、低騒音化とファン効率の双方を従来以上に改良できるものである。さらに、子午面上の後縁をハブと外周端との中点付近より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、ハブと外周端の中点付近よりハブ側は直線形状になるように構成することで、事実上、子午面の面積を低減できて、適正な翼面積投入により流体摩擦を低減できてファン効率を改善できるもので、空気調和機に限らず、扇風機、換気扇、コンピュ−タ冷却用の送風機などファンを用いる各種機器に広く応用展開が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態１における送風機羽根車の子午面図
【図２】同送風機羽根車の平面図
【図３】同送風機羽根車の半径方向断面図
【図４】同送風機羽根車の作動状態を示す模式図
【図５】本発明の実施の形態２における送風機羽根車の平面図
【図６】本発明の実施の形態３における送風機羽根車の平面図
【図７】本発明の実施の形態４における送風機羽根車の平面図
【図８】本発明の実施の形態５における空気調和機の室外機の横断面図
【図９】従来の送風機羽根車の半径方向断面図
【符号の説明】
【００４９】
１  送風機羽根車
２  前縁
３  後縁
４、１１  ハブ
５  外周端
６  翼
７  圧力面
８  負圧面
９  小翼
１０  前縁
１２  オリフィス
１３、１５  ファンモ−タ
【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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