(57)【要約】【課題】強風の給気による在室者の不快感をなくす。強風の給気で在室者の手元の書類などが吹き飛ばされることをなくす。【解決手段】室内に設けられた送信機能付き椅子からの情報により在室者の位置および人数を検出する。検出された在室者の人数に基づいて吹出口からの室内への給気量（吹出給気量）を決定する。検出された在室者の位置に基づいて吹出給気の風向をその給気が在室者を直撃しないような方向に定める。なお、在室者の人数に基づいて決定された吹出給気量が閾値を超えた場合に、吹出給気の風向をその給気が在室者を直撃しないような方向に変更するようにしてもよい。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調機からの給気を吹出口を介して空調対象空間へ送る空調制御システムにおいて、
前記空調対象空間における在室者の位置および人数を検出する在室者検出手段と、
前記在室者検出手段によって検出された在室者の人数に基づいて前記吹出口からの前記空調対象空間への給気量を決定する給気量決定手段と、
前記在室者検出手段によって検出された在室者の位置に基づいて前記吹出口からの前記空調対象空間への給気の風向をその給気が在室者を直撃しないような方向に定める給気方向決定手段と、
前記給気量決定手段によって決定された給気量および前記給気方向決定手段によって決定された給気の方向に基づいて前記吹出口からの前記空調対象空間への給気を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする空調制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載された空調制御システムにおいて、
前記給気方向決定手段は、前記給気量決定手段によって決定された給気量が予め設定された所定の閾値を超えた場合に、前記吹出口からの前記空調対象空間への給気の風向をその給気が在室者を直撃しないような方向に定める
ことを特徴とする空調制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空調機からの給気を吹出口を介して空調対象空間へ送る空調制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の空調制御システムとして、室内（空調対象空間）における在室者の人数と活動量などを人体検知センサと炭酸ガスセンサを利用して検知し、室内における必要な換気量を求め、この換気量にみあった風量の給気を空調機から吹出口を介して室内へ送るシステムがある（例えば、特許文献１参照）。このシステムでは、当然ながら、室内の人数が多くなるに従って必要とする換気量が多くなり、室内への給気量も増大する。
【０００３】
なお、従来において、室内への給気の吹出口は、（１）風向が固定のタイプ、(２)風向を手動で変更可変なタイプ、(３)風向を自動変更可能なタイプの何れかである。風向を手動で変更可能なタイプでは、在室者の操作により風向を任意の方向に変更することができる。風向を自動変更可能なタイプでは、風向を一定周期で一定動作範囲で変更したり、在室者の位置を検知して風向を在室者に向けるなどする。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２３４７８２号公報
【特許文献２】特開２００２−０９８３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
オフィスなどでは、在室者は椅子に座わり、机に向かって仕事をする機会が多く、机には書類が多く置かれている。このようなオフィスにおいて、会議などが招集され、一度に室内に大勢の人間が集まると、上述した従来の空調制御システムでは、室内における必要な換気量が多くなり、それに応じて吹出口からの室内への給気量が増大し、吹出口付近にいる人に給気が強く当たることがある。
室内が在室者にとって快適でない状態では空調機からの給気（調和空気）を在室者に向けて吹き出すことは有効であるが、空調負荷が取り除かれた快適な状態において強風の給気に当たることは在室者に不快感を感じさせる。また、強風の給気で在室者の手元の書類などが吹き飛ばされることもある。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、強風の給気による在室者の不快感をなくすことができる、また強風の給気で在室者の手元の書類などが吹き飛ばされることをなくすことができる空調制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するために本発明は、空調機からの給気を吹出口を介して空調対象空間へ送る空調制御システムにおいて、空調対象空間における在室者の位置および人数を検出する在室者検出手段と、在室者検出手段によって検出された在室者の人数に基づいて吹出口からの空調対象空間への給気量を決定する給気量決定手段と、在室者検出手段によって検出された在室者の位置に基づいて吹出口からの空調対象空間への給気の風向をその給気が在室者を直撃しないような方向に定める給気方向決定手段と、給気量決定手段によって決定された給気量および給気方向決定手段によって決定された給気の方向に基づいて吹出口からの空調対象空間への給気を制御する制御手段とを設けたものである。
この発明によれば、在室者の人数に基づいて吹出口からの空調対象空間への給気量が定まり、在室者の位置に基づいて吹出口からの空調対象空間への給気（吹出給気）の風向が定まる。この吹出給気の風向は、その給気が在室者を直撃しないような方向、すなわち在室者への直撃を避けるような方向に定められる。
【０００８】
本発明において、吹出給気の風向は、水平方向だけではなく、垂直方向も考えられる。また、本発明において、在室者の人数に基づいて決定された給気量が予め設定された所定の閾値を超えた場合に、その給気が在室者を直撃しないような方向に吹出給気の風向を定めるようにすると、吹出給気量が所定の閾値以下の場合、すなわち弱い吹出給気の場合には、在室者への直撃を避けるような風向の変更は行われない。弱い吹出給気の場合は、在室者に当たっても不快感は与えず、かえって心地よく感じられる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、空調対象空間への吹出給気の風向が在室者を直撃しないような方向とされるので、強風の吹出給気による在室者の不快感をなくすことができる。また、強風の吹出給気で在室者の手元の書類などが吹き飛ばされることをなくすことができる。
また、本発明によれば、在室者の人数に基づいて決定された吹出給気量が予め設定された所定の閾値を超えた場合に、吹出給気の風向をその給気が在室者を直撃しないような方向とすることにより、弱い吹出給気の場合には在室者への直撃を避けるような風向の変更を行わないようにして、在室者に心地よい感じを与えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１はこの発明の一実施の形態を示す空調制御システムの構成図である。同図において、１は空調機、２は空調機１からの給気が供給される室内、３は空調機１からの給気を室内２へ吹き出すＶＡＶユニット（可変風量調節ユニット）であり、ＶＡＶユニット３はこの例では円周方向に８個の吹出口ＡＳ（ＡＳ１〜ＡＳ８）を有している。このような吹出口が周方向に分割して設けられたユニットは特許文献２などにも示されている。
【００１１】
このＶＡＶユニット３において、各吹出口ＡＳは、その開度が開度変更アクチュエータ４によって、その水平方向，垂直方向の吹出角度が風向変更アクチュエータ５によって変更されるようになっている。なお、風向変更アクチュエータ５が変更する風向は、吹出口ＡＳ毎の水平方向，垂直方向の吹出角度だけではなく、ＶＡＶユニット３全体として吹出口ＡＳを選択的に開閉（全閉／全開）することによって定まる吹出給気の方向も含む。
【００１２】
室内２には複数の送信機能付き椅子６が設けられている。図２に送信機能付き椅子６の外観を例示する。図４に送信機能付き椅子６に搭載された装置のブロック図を示す。
送信機能付き椅子（以下、単に椅子と言う）６には、メッセージ生成プログラム６Ａを実行するＣＰＵ６−１と、ＣＰＵ６−１が生成した送信メッセージ（後述）をアンテナ６−２を介して無線信号として送信する送信モジュール６−３と、ＣＰＵ６−１および送信モジュール６−３などの各部に電源を供給する電池６−４と、利用者の着席を検出するとともに、利用者の着席によりオンして自身の接点６−５を閉じて電池６−４からの電源をＣＰＵ６−１などに供給させる着席検出スイッチ６−６と、制御に必要な各種の情報を設定する設定器６−７と、椅子６に対して定められたＩＤ（椅子ＩＤ）を記憶する記憶部６−８と、タイマ６−９と、椅子６の移動距離を積算して相対座標（椅子相対座標）として記憶部６−１０に記憶するエンコーダ６−１１と、記憶部６−１０の相対座標をクリアするリセットスイッチ６−１２とが設けられている。
【００１３】
この椅子６に利用者が着席すると（図３参照）、これが着席検出スイッチ６−６によって検出され、この着席検出スイッチ６−６の検出情報（着席検出情報）と、記憶部６−８に記憶された椅子ＩＤと、記憶部６−１０に記憶された相対座標とからなる送信メッセージがＣＰＵ６−１により作成され、送信モジュール６−３よりアンテナ６−２を介して無線信号として送信される。以降、利用者の着席中は、椅子６から間欠的に送信メッセージが送信される。
【００１４】
利用者の着席中、椅子６は、エンコーダ６−１１により現在の座標を検出し、その検出座標を、定位置座標を（０，０）とした相対座標（ｘ，ｙ）として記憶部６−１０に記憶するとともに、この記憶部６−１０に記憶されている椅子６の相対ｘ座標と相対ｙ座標とを椅子ＩＤと着席検出情報に付加した送信メッセージを送信する。エンコーダ６−１１の座標の検出は、マウスと同一の原理であり、誤差が大となると定位置でリセットスイッチ６−１２を押下することにより記憶部６−１０の相対座標を「０」にすることができる。
【００１５】
ＶＡＶユニット３に対しては、開度変更アクチュエータ４および風向変更アクチュエータ５へ制御指令を送るＶＡＶコントローラ７が設けられている。ＶＡＶコントローラ７には、データベース７−１と、後述する椅子情報をデータベース７−１に登録する椅子情報登録プログラム７Ａ、ＶＡＶユニット３からの吹出給気の風向を制御する風向制御プログラム７Ｂ、ＶＡＶユニット３からの吹出給気量を制御する給気量制御プログラム７Ｃを実行するＣＰＵ７−２と、室内２における各椅子６から送信されてくる送信メッセージ（椅子ＩＤ、椅子相対座標、着席検出情報）を受信する受信器７−３とが設けられている。
【００１６】
受信器７−３には、図５に示すように、ＣＰＵ７−３１と、受信モジュール７−３２と、通信モジュール７−３３とが設けられ、椅子６からの無線信号が受信モジュール７−３２で受信されると、ＣＰＵ７−３１は、メッセージ生成プログラム７Ｄを実行して、受信した無線信号に含まれる椅子ＩＤ、椅子相対座標および着席検出情報からなる送信メッセージのプロトコル変換を行い、このプロトコル変換された送信メッセージを通信モジュール７−３３を介してＣＰＵ７−２へ送る。
【００１７】
データベース７−１には、室内２に設けられた各椅子６の椅子ＩＤに対してその椅子６の定位置座標が登録されている。ＣＰＵ７−２は、受信器７−３からの送信メッセージを受信すると、椅子情報登録プログラム７Ａを実行して、その送信メッセージに含まれる椅子ＩＤに応じた椅子６の定位置座標をデータベース７−１から読み出し、この読み出した定位置座標と送信メッセージに含まれる椅子相対座標とに基づいてその椅子６の絶対座標（椅子絶対座標）を算出し、この算出した椅子６の絶対座標とその椅子６の椅子ＩＤを椅子情報としてデータベース７−１に登録する。
【００１８】
また、ＣＰＵ７−２は、室内２の各椅子６について、受信器７−３からの送信メッセージを受信する毎に、離席判定タイマ（ソフトタイマ）ＴＭをリセットして再起動し、起動中の離席判定タイマＴＭがタイムアップすると、その椅子６から利用者が離席したと判断して、データベース７−１に格納されているその椅子６の椅子情報（椅子ＩＤ、椅子絶対座標）を削除する。なお、図１において、Ｔ１はＶＡＶユニット３への給気の温度を検出する温度センサである。
【００１９】
以下、風向制御プログラム７Ｂ，給気量制御プログラム７Ｃによって実行されるＶＡＶユニット３の吹出給気の風向制御および給気量制御について、図６および図７のフローチャートを参照しながら説明する。
【００２０】
今、１つの例として、室内２の椅子６１〜６３に利用者が在席しているものとする（図８（ａ）参照）。ここで、室内２に新たな利用者が入り、その利用者が椅子６４に着席したとする（図８（ｂ）参照）。椅子６４では、利用者が着席すると、着席検出スイッチ６−６がオンして自己の接点６−５を閉じ、これによって電池６−４からの電源がＣＰＵ６−１をはじめとする椅子６の各部に供給されるとともに、電源が供給されたＣＰＵ６−１が起動されてメッセージ生成プログラム６Ａを実行する。
【００２１】
ここで、ＣＰＵ６−１は、先ず着席検出スイッチ６−６の接点６−５のオンを検出すると、この検出情報（着席検出情報）と記憶部６−８および６−１０からそれぞれ読み出した椅子６４の椅子ＩＤおよび椅子相対座標とからなる送信メッセージを作成する。そして、この作成した送信メッセージを送信モジュール６−３に出力し、送信モジュール６−３からアンテナ６−２を介して無線信号として送信する。
【００２２】
椅子６４から送信された無線信号はＶＡＶコントローラ７の受信器７−３で受信される。受信器７−３のＣＰＵ７−３１は、椅子６４からの無線信号を受信すると、メッセージ生成プログラム７Ｄを実行して、この受信した無線信号に含まれる着席検出情報、椅子ＩＤおよび椅子相対座標からなる送信メッセージのプロトコル変換を行い、通信モジュール７−３３を介してＣＰＵ７−２へ送る。
【００２３】
ＣＰＵ７−２は、受信器７−３からの送信メッセージを受信すると、椅子情報登録プログラム７Ａを実行する。図６はこの椅子情報登録プログラム７Ａに従うＣＰＵ７−２の処理動作を示すフローチャートである。
【００２４】
ＣＰＵ７−２は、受信器７−３からの送信メッセージに含まれる着席検出情報に基づき椅子６４へ利用者が着席したと判断し（ステップ６０１の「在席」）、その送信メッセージに含まれる椅子ＩＤがデータベース７−１に未登録であることを確認のうえ（ステップ６０２のＮＯ）、その椅子ＩＤをデータベース７−１に登録する（ステップ６０３）。この時、データベース７−１には、既に椅子６１，６２，６３の椅子ＩＤが登録されており、この椅子６１，６２，６３の椅子ＩＤに椅子６４の椅子ＩＤが追加されることになる。
【００２５】
そして、ＣＰＵ７−２は、その送信メッセージに含まれる椅子ＩＤによって特定される椅子６４の定位置座標をデータベース７−１から読み出し、この読み出した定位置座標と送信メッセージに含まれる相対座標とに基づいてその椅子６４の絶対座標を算出し、この算出した椅子６４の絶対座標をデータベース７−１に登録する（ステップ６０４）。この時、データベース７−１には、既に椅子６１，６２，６３の絶対座標が登録されており、この椅子６１，６２，６３の絶対座標に椅子６４の絶対座標が追加されることになる。
【００２６】
椅子６４は、利用者の着席中、間欠的に送信メッセージを送信する。この場合、図６に示したフローチャートでは、在席中ではあるがその送信メッセージに含まれる椅子ＩＤはデータベース７−１に既に登録済みであると判断され（ステップ６０２のＹＥＳ）、その椅子６４の定位置座標と相対座標とから算出される絶対座標のみがデータベース７−１に更新・登録される。
【００２７】
なお、ＣＰＵ７−２は、椅子６４からの送信メッセージを受信する毎に、離席判定タイマＴＭをリセットして再起動する。起動中の離席判定タイマＴＭがタイムアップすると、椅子６４から利用者が離席したと判断して（ステップ６０１の「離席」）、データベース７−１に登録されている椅子６４の椅子ＩＤと絶対座標を削除する（ステップ６０５，６０６，６０７）。
【００２８】
ＣＰＵ７−２は、次に風向制御プログラム７Ｂおよび給気量制御プログラム７Ｃを実行し、データベース７−１に登録された椅子ＩＤと椅子絶対座標とに基づいて、ＶＡＶユニット３からの吹出給気の風向および吹出給気量を決定する。図７はこの風向制御プログラム７Ｂおよび給気量制御プログラム７Ｃに従うＣＰＵ７−２の処理動作を示すフローチャートである。
【００２９】
ＣＰＵ７−２は、データベース７−１に登録されている椅子ＩＤの数から室内２における在室者の人数を求める（ステップ７０１）。そして、この求めた在室者の人数から室内２における必要な換気量を求め、この換気量にみあったＶＡＶユニット３からの吹出給気量を決定する（ステップ７０２）。また、データベース７−１に登録されている椅子絶対座標と、ステップ７０２で決定された吹出給気量と、温度センサＴ１によって検出される室内２への吹出給気の温度（風温）から、在室者を直撃しないようなＶＡＶユニット３からの吹出給気の風向を決定する（ステップ７０３）。なお、この例では、前提条件として、室内２は空調負荷が取り除かれた快適な状態にあるものとする。
【００３０】
ステップ７０３での吹出給気の風向の決定では、個々の吹出口ＡＳの水平方向，垂直方向の吹出角度の調整よりもＶＡＶユニット３全体としての吹出口ＡＳの開閉を優先する。すなわち、図８（ｂ）に示した例では、吹出口ＡＳ１〜ＡＳ４からの吹出給気が送られるエリアＡＲ１〜ＡＲ４には在室者がいるが、吹出口ＡＳ５〜ＡＳ８からの吹出給気が送られるエリアＡＲ５〜ＡＲ８には在室者がいないので、風向変更アクチュエータ５へ指令を送り、吹出口ＡＳ１〜ＡＳ４を全閉とすることによって、ＶＡＶユニット３からの吹出給気の方向をエリアＡＲ５〜ＡＲ８に向ける。また、開度変更アクチュエータ４へ指令を送り、吹出口ＡＳ５〜ＡＳ８の開度を調整することによって、決定された吹出給気量を確保する。なお、吹出口ＡＳ５〜ＡＳ８の開度の調整のみでは決定された吹出給気量を確保できない場合には、空調機１へ給気量の増大を要求する。
【００３１】
これによって、椅子６４に利用者が着席すると、吹出口ＡＳ４からのエリアＡＲ４への吹出給気が停止され、吹出給気が椅子６４に座った利用者を直撃するということが避けられる。また、強風の吹出給気で椅子６４に座った利用者の手元の書類などが吹き飛ばされることがなくなる。
【００３２】
上述においては、室内２の椅子６１〜６３に利用者が在席しており、新たな利用者が椅子６４に着席した例について説明したが、椅子６１〜６８の全てに利用者が在席している場合には、すなわちエリアＡＲ１〜ＡＲ８の全てに在室者がいる場合には、個別の吹出口ＡＳの水平方向や垂直方向の吹出角度を調整する。
【００３３】
すなわち、図９に示すように、吹出口ＡＳ１〜ＡＳ８の水平方向の吹出角度θ１を調整することによって、吹出口ＡＳ１〜ＡＳ８からの吹出給気が椅子６１〜６８に座っている利用者を直撃するということを避ける。また、図１０に示すように、吹出口ＡＳ１〜ＡＳ８の垂直方向の吹出角度θ２を調整することによって、吹出口ＡＳ１〜ＡＳ８からの吹出給気が椅子６１〜６８に座っている利用者を直撃するということを避ける。
【００３４】
なお、吹出口ＡＳの垂直方向の吹出角度θ２を調整する場合、吹出角度θ２と到達距離との関係を風温，風量（吹出給気量）をパラメータとして表したテーブルをデータベース７−１に記憶させておき、このテーブルを参照してその時の風温と風量と到達距離とに応じた吹出角度θ２を求めるようにすればよい。
【００３５】
また、上述した実施の形態では、ステップ７０２で決定された吹出給気量に拘わらずＶＡＶユニット３からの吹出給気の方向を変更するようにしたが、図１１に示すようにステップ７０２と７０３との間に吹出給気量の大きさを判断するステップ７０４を設け、ステップ７０２で決定された吹出給気量が予め設定された閾値Ｔｈ１を超えた場合に（ステップ７０４のＹＥＳ）、ステップ７０３へ進んで在室者を直撃しないような吹出給気の風向を決定し、ＶＡＶユニット３の吹出給気の方向を変更するようにしてもよい。
【００３６】
このような制御方法とすることによって、弱い吹出給気の場合には在室者への直撃を避けるような風向の変更を行わないようにして、在室者に心地よい感じを与えることができる。また、室内２の在室者が増え、換気量の増加によってＶＡＶユニット３からの吹出給気量が閾値Ｔｈ１を超えた場合に、在室者への直撃を避けるような風向の変更が行われるので、在室者が不快に感じることを防げるし、在室者の手元の書類などが風で飛ばされるというようなことも防止できる。
【００３７】
また、上述した実施の形態では、説明を簡単とするために室内２にＶＡＶユニット３が１つしか設けられていない例で説明したが、室内２にＶＡＶユニット３が複数設けられている場合や空調機１からの給気を複数の室内２へ送る場合にも同様にして適用することができる。
【００３８】
また、上述した実施の形態では、室内２における在室者の位置および人数を送信機能付き椅子６からの送信メッセージに基づいて検出するようにしたが、例えばカメラからの映像を解析して在室者の位置や人数を検出するようにしてもよく、在室者の位置や人数の検出には他にも色々な方法が考えられる。
【００３９】
また、上述した実施の形態では、円周方向に複数の吹出口ＡＳを有するＶＡＶユニット３を用いた例で説明したが、このようなタイプのＶＡＶユニットに限られるものではない。また、室内２への給気の吹出口は、ＶＡＶユニットのように空調機と別体となった吹出口に限られるものではなく、空調機と一体となった吹出口などであってもよい。
【００４０】
また、上述した実施の形態では、個々の吹出口ＡＳの水平方向，垂直方向の吹出角度の調整よりもＶＡＶユニット３全体としての吹出口ＡＳの開閉を優先するようにしたが、必ずしもＶＡＶユニット３全体としての吹出口ＡＳの開閉を優先しなくてもよく、個々の吹出口ＡＳの水平方向，垂直方向の吹出角度の調整とＶＡＶユニット３全体としての吹出口ＡＳの開閉を状況に応じて使い分けてもよく、併用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施の形態を示す空調制御システムの構成図である。
【図２】この空調制御システムに用いる送信機能付き椅子の外観を例示する図である。
【図３】送信機能付き椅子に利用者が着席した状態を示す図である。
【図４】送信機能付き椅子に搭載された装置のブロック図である。
【図５】この空調制御システムに用いるＶＡＶコントローラの要部を示すブロック図である。
【図６】ＶＡＶコントローラにおける椅子情報登録プログラムに従うＣＰＵの処理動作を示すフローチャートである。
【図７】ＶＡＶコントローラにおける風向制御プログラムおよび給気量制御プログラムに従うＣＰＵの処理動作を示すフローチャートである。
【図８】ＶＡＶユニットからの吹出給気の風向の変更例を説明する図である。
【図９】ＶＡＶユニットの吹出口の水平方向の吹出角度を調整する例を説明する図である。
【図１０】ＶＡＶユニットの吹出口の垂直方向の吹出角度を調整する例を説明する図である。
【図１１】決定された吹出給気量が閾値を超えた場合に吹出給気の風向を決定し変更するようにした例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
１…空調機、２…室内、３…ＶＡＶユニット、ＡＳ（ＡＳ１〜ＡＳ８）…吹出口、ＡＲ（ＡＲ１〜ＡＲ８）…エリア、４…開度変更アクチュエータ、５…風向変更アクチュエータ、６（６１〜６８）…送信機能付き椅子、７…ＶＡＶコントローラ、７−１…データベース、７−２…ＣＰＵ、７−３…受信器、７Ａ…椅子情報登録プログラム、７Ｂ…風向制御プログラム、７Ｃ…給気量制御プログラム、ＴＭ…離席判定タイマ、Ｔ１…温度センサ。
【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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