(57)【要約】  【課題】  ヒートポンプ式の加熱保温装置を備えることなく、しかも内部の温度を適正温度に維持することが可能な、軽量であって内部のスペース効率に優れ、低コストの機内食用温蔵庫を提供する。  【解決手段】  カーボングラファイトシート１１を所定の形状に打抜くとともに、その両側の面に絶縁フィルム１２を接合して封止し、アルミニウム板から成る放熱板１５の裏面に接合して面状発熱体１０となし、このような面状発熱体１０を筐体３５の壁面の内側に接合したものであって、上記カーボングラファイトシート１１に通電を行なうことによって筐体３５の内部を加熱保温する。【選択図】  図２
2005052542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部雰囲気温度を外側よりも高い温度に維持する加熱保温装置において、
カーボングラファイトシートを用いた面状発熱体を内壁面に沿って配したことを特徴とする加熱保温装置。
【請求項２】
前記カーボングラファイトシートの両側の表面に絶縁シートを接合して絶縁するとともに、金属製の放熱板の裏面に接合し、前記カーボングラファイトシートに対して通電したときのジュール熱によって加熱し、前記放熱板の前面から筐体の内部に熱を放出することを特徴とする請求項１に記載の加熱保温装置。
【請求項３】
前記カーボングラファイトシートの端部を２重になるように折曲げた金属製の端子板で挟着して端子となし、該端子に給電用電線を接続して前記カーボングラファイトシートに通電することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加熱保温装置。
【請求項４】
直方体状をなす筐体から構成され、その少なくとも１つの壁面の内側に前記面状発熱体を取付けることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加熱保温装置。
【請求項５】
前記面状発熱体の放熱板の表面であって筐体内の雰囲気にされされる部分に光触媒層が形成されることを特徴とする請求項４に記載の加熱保温装置。
【請求項６】
調理済の食事を保温状態で収納しておく温蔵庫であることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項４、または請求項５に記載の加熱保温装置。
【請求項７】
食品を保温しながら陳列しておくショーケースであることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項４、または請求項５に記載の加熱保温装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は加熱保温装置に係り、とくに内部雰囲気温度を外側よりも高い温度に維持する加熱保温装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
飛行機の搭乗者に対して機内食を提供するサービスが行なわれる。機内食は飛行機の中で調理するのではなく、飛行場に付設された調理設備で調理される。そして調理された食事が温蔵庫内に収納されるとともに、飛行機の出発の直前に温蔵庫を飛行機内に搬入する。そして飛立った後適当な時間に、上記温蔵庫内から乗務員が食事を取出して搭乗者に対して配って食事の提供サービスを行なう。
【０００３】
このような目的に利用される従来の温蔵庫は、ヒートポンプ式冷凍サイクルを備え、そのエバポレータによって外部雰囲気から熱を奪うとともに、コンデンサによって温蔵庫内に熱を放出し、これによって内部の温度を食事を温めるのに必要な温度に維持している。このようなヒートポンプ式冷凍サイクルはエバポレータやコンデンサの他に、媒体ガスを圧縮する圧縮機や膨張弁を必要とし、これによって温蔵庫の重量が増加し、コストが増大する欠点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明の課題は、重量が増加することなく軽量でしかも低コストの加熱手段を有する温蔵庫等の加熱保温装置を提供することである。
【０００５】
本願発明の別の課題は、ヒートポンプ式冷凍サイクルを用いることなくしかも内部を外側よりも高い温度に維持する加熱保温装置を提供することである。
【０００６】
本願発明の別の課題は、抗菌効果に優れた加熱保温装置を提供することである。
【０００７】
本願発明の別の課題は、温蔵庫、ショーケース、保温器、乾燥機、ふらん器等の各種の加熱保温装置に広範に適用可能な加熱保温装置を提供することである。
【０００８】
本願の上記の課題および別の課題は、本願発明の以下に述べる技術思想および発明の実施の形態によって明確にされる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願の主要な発明は、内部雰囲気温度を外側よりも高い温度に維持する加熱保温装置において、
カーボングラファイトシートを用いた面状発熱体を内壁面に沿って配したことを特徴とする加熱保温装置に関するものである。
【００１０】
ここで前記カーボングラファイトシートの両側の表面に絶縁シートを接合して絶縁するとともに、金属製の放熱板の裏面に接合し、前記カーボングラファイトシートに対して通電したときのジュール熱によって加熱し、前記放熱板の前面から筐体の内部に熱を放出することが好ましい。また前記カーボングラファイトシートの端部を２重になるように折曲げた金属製の端子板で挟着して端子となし、該端子に給電用電線を接続して前記カーボングラファイトシートに通電することが好ましい。また直方体状をなす筐体から構成され、その少なくとも１つの壁面の内側に前記面状発熱体を取付けることが好ましい。また前記面状発熱体の放熱板の表面であって筐体内の雰囲気にされされる部分に光触媒層が形成されることが好ましい。また調理済の食事を保温状態で収納しておく温蔵庫であることが好ましい。また食品を保温しながら陳列しておくショーケースであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本願の主要な発明は、カーボングラファイトシートを用いた面状発熱体を筐体の内表面に沿って配したものである。従ってこのような加熱保温装置によれば、上記カーボングラファイトシートに給電手段によって通電を行なうと、該カーボングラファイトシートがジュール熱によって発熱する。従ってこのような熱によって加熱保温装置の筐体内部を加熱してその内部の雰囲気温度を外側よりも高い温度に維持することが可能になる。そしてカーボングラファイトシートから成る面状発熱体を用いてジュール熱を利用して加熱しているために、ヒートポンプ式の冷凍サイクルを必要とせず、重量が増加することがない。また低コストで加熱保温装置を構成できるようになる。さらに面状発熱体の発熱によって加熱保温を図るようにしているために、スペース的にも非常に有利になり、内部のスペースを有効に本来の目的に利用できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１および図２は本実施の形態に係る温蔵庫を示している。この温蔵庫は飛行機の機内食の保温のために用いられる温蔵庫である。すなわち飛行場に付設されている調理設備で調理された食事をトレー内に収納し、このトレーをさらに本実施の形態の温蔵庫に収納する。そして温蔵庫のままで飛行機に搭載し、飛行機内において通電して内部を食事が適正な温かい温度になるように維持しておく。そして所定の時間に乗務員がこの温蔵庫を開いて搭乗者に対して温かい食事を提供することになる。
【００１３】
温蔵庫は直方体状をなす筐体３５を備えるとともに、この筐体３５の前面側開口３６には断熱性の扉３７がヒンジ３８を介して開閉自在に取付けられている。またこの筐体３５の底部にはキャスタ３９が取付けられ、これによって飛行機の内部でその位置を自由に移動できるようにしている。
【００１４】
筐体の内部構造はとくに図２に示すようになっており、筐体３５の両側面に断熱材４２が、天面に断熱材４３が、底部に断熱材４４がそれぞれ取付けられている。また外表面には外装板４５が該外表面を覆うように取付けられている。
【００１５】
また筐体３５の内側には所定の高さにおいて左右にそれぞれ支持レール４７が取付けられており、これらの支持レール４７によってトレー４８の左右両端のフランジ部分を支持するようにしている。なおトレー４８には同時に複数人分の機内食が予め収納される。
【００１６】
図３はとくに上記トレー４８を支持するための支持レール４７の取付け部分における筐体３５の壁の構造を拡大して示したものであって、筐体３５はその外側が外装板４５から構成されるとともに、その内側には比較的肉厚の断熱材４２が配される。そしてこの断熱材４２の内側には断熱シート１３を介して面状発熱体１０が取付けられる。そしてこの面状発熱体１０の表面が放熱板を構成するアルミニウム板１５から構成される。そしてアルミニウム板１５の内側には支持レール４７が取付けられる。
【００１７】
図４はこのような面状発熱体１０の構造を示すものであって、面状発熱体１０はその要部が所定の屈曲した形状に打抜かれたカーボングラファイトシート１１から構成され、その両側に互いに周縁部が接合されるように絶縁フィルム１２が接着される。そして背面側に断熱シート１３を接合することによって面状発熱体１０が形成される。
【００１８】
図５はこのような面状発熱体１０のアルミニウム板１５とその内側であって前面側の絶縁フィルム１２とを取外してカーボングラファイトシート１１を露出した状態を示している。ほぼ同一形状に打抜かれた複数のカーボングラファイトシート１１が所定の間隔で配列される。なお上記支持レール４７はこれらのカーボングラファイトシート１１間の隙間を挿通するビスによって筐体３５の内側に固定される。
【００１９】
そしてこれらのカーボングラファイトシート１１の両端にはそれぞれ端子板３０を介してリード線３１が接続される。従って上記端子板３０を介してリード線３１によってカーボングラファイトシート１１に通電を行なうと、このカーボングラファイトシート１１がジュール熱を発生し、このジュール熱による発熱が前面側のアルミニウム板１５を介して筐体３５の内部に熱を輻射する。
【００２０】
図６は上記カーボングラファイトシート１１の端部とリード線３１との接続構造を示しており、カーボングラファイトシート１１の端部に２重になるようにＵ字状に屈曲した銅板を取付けて上記カーボングラファイトシート１１の端部を弾性によって挟着する。そしてこの状態において端子板３０にリード線３１を半田３２によって接続する。そしてこのようなリード線３１との端子板３０による接続部をも含めてその上下を絶縁フィルム１２によって図４に示すように絶縁する。
【００２１】
次に面状発熱体１０を構成するカーボングラファイトシート１１について説明する。図４および図５はこの実施の形態に係る面状発熱体１０を示すものである。面状発熱体１０はグラファイトシート１１の上下にそれぞれ絶縁フィルム１２を接合し、これらのフィルム１２によってカーボングラファイトシート１１を包囲した形態をなしている。
【００２２】
グラファイトシート１１は天然の黒鉛を圧延してシート状に構成したものである。なおグラファイトシート１１の表面には互いに平行に無数の筋が形成されることが好適である。筋は所定の方向、例えばこの面状発熱体１０の長さ方向あるいは幅方向に形成される。これによって発熱体１０の屈曲時におけるカーボングラファイトシート１１の破断が防止される。
【００２３】
このようなカーボングラファイトシート１１を包囲する上下の絶縁フィルム１２は液晶ポリマから構成される。液晶ポリマには、溶液中で液晶性を示すリオトロピック液晶ポリマと、溶融状態で液晶性を示すサーモトロピック液晶ポリマがある。構造的にはパラフェニレンがつながることにより、高い軸比（分子の長さと幅の比、アスペクト比）をもった剛直鎖を形成する主鎖型液晶ポリマと、ビニルポリマ等の主鎖に側鎖として棒状の分子がぶら下がった側鎖型液晶ポリマがある。
【００２４】
ポリ（Ｐ−フェニレンテレフタルアミド）に代表されるプラスチック用液晶ポリマとしてはＸｙｄａｒとＶｅｃｔｒａが知られている。これらはガラス充填ＰＥＰに匹敵する引張り強度をもち、しかも優れた電気特性を示し、加工が容易である特徴をもっている。また溶融粘度が低く、加工に使われる剪断速度は温度に依存しない。Ｖｅｃｔｒａでは従来の射出成形機が用いられるが、Ｘｙｄａｒでは融点が高いので、機械の改良が必要となる。Ｘｙｄａｒは高温での性能に優れている。マイクロ波を吸収せず、熱変形温度も高いので、Ｘｙｄａｒは電子レンジに使える食器として好適に用いられる。また電気特性がよく、成形収縮が小さいので、電気、電子部品への応用にも適したものである。耐化学薬品性が要求される蒸留塔用のパッキンとして、１種類のＶｅｃｔｒａで数種類の高価な金属部品を代替できるとされている。本実施の形態においては、ポリプラスチック株式会社製のＶｅｃｔｒａが上記絶縁フィルム１２として用いられている。
【００２５】
絶縁フィルム１２はその寸法が包囲するグラファイトシート１１よりも大きくなっており、このためにグラファイトシート１１の周縁部においては上下の絶縁フィルム１２が直接接合され、これによってグラファイトシート１１を完全に包囲している。また必要に応じて一方の絶縁フィルム１２の下面に離型紙が接合される。これは絶縁フィルム１２を介して対象物の表面に接合する際の接着剤を保護するためのものであって、接着する際に離型紙を剥離するようになっている。
【００２６】
このようにグラファイトシート１１の上下の面をそれぞれ液晶ポリマから成る絶縁フィルム１２によって包囲すると、グラファイトシート１１の完全な絶縁が図られるとともに、絶縁フィルム１２が耐熱性を有するために、耐熱性を有する面状発熱体１０が提供される。また絶縁フィルム１２の表面に接着層を形成することによって、所定の対象物、例えば放熱板１５に任意に接合することができる。
【００２７】
グラファイトシート１１を包囲している絶縁フィルム１２は液晶ポリマから構成され、各種のガス、とくに酸素や水蒸気を透過しないために、包囲されたグラファイトシート１１が劣化を生ずることがなく、寸法安定性の高い面状発熱体１０になる。また絶縁フィルム１２が耐薬品性を有しているために、面状発熱体１０も耐薬品性を生ずることになる。また耐熱フィルム１２は絶縁性が良好であってしかも無毒であり、難燃性を有しているために、このような性質を具備する面状発熱体１０が得られる。
【００２８】
なお絶縁フィルム１２として上述のような液晶ポリマに代えて、より安価な一般的なポリエステルフィルム等を用いることも可能である。すなわちこの温蔵庫に要求される温度が比較的低い場合には、耐熱性の高い液晶ポリマに代えて、通常の耐熱性を有するポリエステル等の汎用性のあるフィルムを用いてカーボングラファイトシート１１を絶縁してもよい。
【００２９】
図７および図８はこのような面状発熱体１０の放熱板１５の構造を示すものであって、ここではアルミニウム板１５が素材として用いられるとともに、アルミニウム板１５の上下面にはそれぞれ化学処理層１６、１７が形成される。そして化学処理層１６、１７の外表面上にエポキシ樹脂層１８、１９が形成される。そして上側のエポキシ樹脂層１９の表面に光触媒層２０が形成される。
【００３０】
図９はこのような放熱板１５の製造プロセスを示しており、アルミニウム板１５に前処理を施して化学処理層１６、１７を形成する。そしてこの後に下側の化学処理層１７の下面にエポキシ樹脂層１９を下塗りして形成し、このエポキシ樹脂を焼成する。さらに反対側の化学処理層１６の表面にはエポキシ樹脂１８を上塗りして焼付けする。そしてこの後に上側のエポキシ樹脂層１８の表面に光触媒層２０を塗布して焼付けを行なう。
【００３１】
ここで放熱板１５の厚さとしては０．５〜５ｍｍ程度の厚さのアルミニウム板が用いられてよい。なおアルミニウム板に代えては亜鉛メッキ鋼板やステンレス鋼板を使用することもできる。エポキシ樹脂層１８、１９は約３０〜１００μｍの厚さに塗布されることが好適である。また外表面上の酸化チタンの光触媒層２０の厚さは１０〜５０μｍの範囲内が好ましい。
【００３２】
図１０および図１１は別の放熱板１５を示しており、ここではアルミニウム板１５の上下面にそれぞれニッケル処理による前処理層２４、２５を形成するとともに、上側の前処理層２４の上側に上引き層２６を、下側の前処理層２５の下側に下引き層２７を形成する。そして上側の上引き層２６の上側に光触媒層２０を形成している。ここでアルミニウム板に代えて鋼板を用いる場合にはホーロー用鋼板が用いられ、前処理層２４、２５はニッケル処理によって形成される。
【００３３】
図１２はこのような放熱板１５の光触媒層２０の形成プロセスを示しており、アルミニウム板１５の上下面にそれぞれ前処理層２４、２５を形成し、さらに前処理層２５の下側に下引き層２７を形成して焼成する。この後に上引き層２６を形成して焼成し、その上側に光触媒層２０を形成して焼成する。これによって放熱板１５が得られる。
【００３４】
ここで放熱板１５の厚さとしては０．５〜３．０ｍｍの厚さであることが好適である。また表面の下引き、すなわち鋼板を用いたときのホーローの膜厚は５０〜３００μｍの厚さとすることが好ましい。また上側の上引き層２６の表面にはその上に酸化チタン皮膜２０が形成される。酸化チタン被膜２０と上引き層２６の厚さの合計は６０〜４００μｍの厚さとすることが好適である。これに対して下側のホーロー膜厚、すなわち下引き層２７は５０〜３００μｍの範囲内であってよい。
【００３５】
このような温蔵庫によれば、飛行場の調理施設で調理された機内食を図２に示すトレー４８内に複数個収納するとともに、このトレー４８を温蔵庫の両側の支持レール４７によって複数段に収納する。そしてトレー４８を収納した温蔵庫をキャスタ３９によって移動させながら飛行機の中に搬入する。そして飛行機内の電源を利用してリード線３１によってこの面状発熱体１０のカーボングラファイトシート１１に通電を行なう。これによってカーボングラファイトシート１１がジュール熱で発熱し、その熱をアルミニウム板１５を介してこの温蔵庫内に放出する。従って温蔵庫内は適正な温度に維持される。なお温度を正しく管理するために、サーモスタット等の制御手段が用いられてよい。従ってこのような温蔵庫によって、適正な温度に保温された状態の機内食を任意の時間に提供できるようになる。
【００３６】
このような温蔵庫の最大の特徴は、カーボングラファイトシート１１から成る面状発熱体１０を用いたものである。従って従来の機内食用の温蔵庫のようなヒートポンプ式の加熱装置を必要とせず、このために重量が低減されるとともに、コストを大幅に削減することが可能になる。また発熱体が図２に示すように側面の断熱材の内側に取付けられた面状発熱体１０から構成されているために、このような面状発熱体１０を設けても温蔵庫の内容積はほとんど変化せず、このためにスペース効率に優れた温蔵庫になる。また面状発熱体１０の表面の放熱板１５の表面に光触媒層２０が形成されているめたに、温蔵庫の内部を抗菌状態に維持することが可能になり、機内食による食中毒を未然に防止できる。
【００３７】
次に別の実施の形態を図１３〜図１５によって説明する。この実施の形態は面状発熱体１０の構造を変えて複数の面状発熱体１０を庫内の側面の断熱材４２の内側に上下に何段にも配列したものである。
【００３８】
図１４および図１５に示すように、ここでは帯状に打抜かれたカーボングラファイトシート１１を用い、その長さ方向の両端にそれぞれ端子板３０を介してリード線３１を接続している。なお端子板３０およびリード線３１の接続構造は上記実施の形態の図６に示す構造と同一である。そしてこのようなカーボングラファイトシート１１を上下の絶縁フィルム１２によって挟着して絶縁し、アルミニウム板から成る放熱板１５の裏面に接合している。
【００３９】
このような面状発熱体１０を図１３に示すように、この温蔵庫の両側の側壁を構成する断熱材４２の内側であって支持レール４７間の部分に互いに別々に取付けるようにしている。従ってこのような構成によれば、面状発熱体１０をユニットとして多数用意しておき、用途に応じて任意にこの面状発熱体１０を取付けることによって温蔵庫を提供することが可能になる。またこれらの面状発熱体１０の一部に故障が生じた場合には、故障の生じた面状発熱体１０のみを交換すればよく、全体の面状発熱体１０を交換する必要がなくなる。
【００４０】
次にさらに別の実施の形態を図１６および図１７によって説明する。この実施の形態は本発明を温蔵式のショーケース５１を適用したものである。ショーケース５１は前面が開口５２になった筐体を備え、その内部に複数段に棚板５３を着脱可能に取付けるようにしている。そしてショーケース５１は図１７に示すようにその背面、天面、および底面にそれぞれ断熱材５４を備えるとともに、その外側を外装板５５によって覆うようにしている。そしてここでも、上記図１４および図１５に示すような小型の面状発熱体１０をこのショーケース５１の壁面の内側であって所要の部位に取付けるようにしている。
【００４１】
従ってこのようなショーケースによれば、ヒートポンプ式の加熱手段を設けることなくそれに代えて面状発熱体１０が発生する熱によってこのショーケース５１の内部を加熱して保温状態に維持できるようになる。従って軽量であってしかも低コストの加熱保温型のショーケースが提供されることになる。またここでも面状発熱体１０の表面側の放熱板１５の表面に光触媒層２０を形成しておくことによって、ショーケース５１の内部に細菌が発生し難くなり、ショーケース５１によって販売する物品の細菌による腐敗が防止されることになる。
【００４２】
なお本願発明に係る加熱保温装置は、上述のような飛行機の機内食用の温蔵庫や温蔵式のショーケースに限定されることなく、その他各種の加熱保温装置に適用可能であって、家庭用保温器、乾燥機、ふらん器等に適用することができる。さらには飲食店が調理済の食事を搬送するのに用いる搬送箱（岡持ち）やピザの宅配用ケース、ファーストフード店におけるファーストフードの搬送容器あるいは蒸しタオル用保温器に適用することもできる。さらにはボックス型の家庭用サウナの加熱保温装置としても用いることが可能である。
【００４３】
以上本願発明を図示の実施の形態によって説明したが、本願発明は上記実施の形態によって限定されることなく、本願発明の技術的思想の範囲内で各種の変更が可能である。例えば面状発熱体１０の主体部を構成するカーボングラファイトシート１１の打抜き形状やリード線３１との接続構造等については適用される機器の目的やスペース等において適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本願発明は飛行機の機内食用の温蔵庫、保温状態で販売するための食品のショーケース等に広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】飛行機の機内食用の温蔵庫の外観斜視図である。
【００４６】
【図２】同温蔵庫の縦断面図である。
【００４７】
【図３】同温蔵庫の壁面構造を示す拡大縦断面図である。
【００４８】
【図４】面状発熱体の構造を示す分解斜視図である。
【００４９】
【図５】同面状発熱体のカーボングラファイトシートの部分を露出した状態の正面図である。
【００５０】
【図６】カーボングラファイトシートに対するリード線の接続構造を示す拡大断面図である。
【００５１】
【図７】放熱板の拡大断面図である。
【００５２】
【図８】放熱板の光触媒層の構造を示す外観斜視図である。
【００５３】
【図９】放熱板上に光触媒層を形成する工程を示す斜視図である。
【００５４】
【図１０】別の構造の放熱板の要部拡大断面図である。
【００５５】
【図１１】同放熱板の一部を破断した要部拡大斜視図である。
【００５６】
【図１２】同放熱板上における光触媒層の形成を示す工程図である。
【００５７】
【図１３】別の実施の形態の機内織用温蔵庫の断面図である。
【００５８】
【図１４】同温蔵庫における面状発熱体の分解斜視図である。
【００５９】
【図１５】同面状発熱体のカーボングラファイトシートを露出した状態の正面図である。
【００６０】
【図１６】温蔵式のショーケースの外観斜視図である。
【００６１】
【図１７】同ショーケースの縦断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０  面状発熱体
１１  カーボングラファイトシート
１２  絶縁フィルム
１３  断熱シート
１５  アルミニウム板（放熱板）
１６、１７  化学処理層
１８、１９  エポキシ樹脂層
２０  光触媒層
２４  前処理層（上）
２５  前処理層（下）
２６  上引き層
２７  下引き層
３０  端子板
３１  リード線
３２  半田
３５  筐体
３６  前面側開口
３７  扉
３８  ヒンジ
３９  キャスタ
４２  断熱材（側面）
４３  断熱材（天面）
４４  断熱材（底面）
４５  外装板
４７  支持レール
４８  トレー
５１  ショーケース
５２  開口
５３  棚板
５４  断熱材
５５  外装板
【図１】
2005052542.tif 000003
【図２】
2005052542.tif 000004
【図３】
2005052542.tif 000005
【図４】
2005052542.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2005052542.tif 000009
【図８】
2005052542.tif 000010
【図９】
2005052542.tif 000011
【図１０】
2005052542.tif 000012
【図１１】
2005052542.tif 000013
【図１２】
2005052542.tif 000014
【図１３】
2005052542.tif 000015
【図１４】
2005052542.tif 000016
【図１５】
2005052542.tif 000017
【図１６】
2005052542.tif 000018
【図１７】
2005052542.tif 000019