(57)【要約】【課題】この発明は、複数枚の整流素子を管に挿入して取付ける場合に、１回の挿入操作で取付けることができる能率のよい組立を可能にし、しかも整流素子の小型化や配設枚数の仕様変更にも対処できるようにする。【解決手段】この発明は、流量計の流路内を流れる流体を整流する整流素子を受入れる環状凹部を一端面に有し、他端面に前記環状凹部に嵌合する大きさを有して突出する環状凸部を有し、外周面には前記流路の管に係合して固定する固定手段を備えたスペーサを設け、前記スペーサと整流素子とを軸方向に交互に連設して筒状体に一体化した整流素子ユニットに仮組みしておく。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流量計の流路内を流れる流体を整流する整流素子を受入れる環状凹部を一端面に有し、他端面に前記環状凹部に嵌合する大きさを有して突出する環状凸部を有し、外周面には前記流路の管に係合して固定する固定手段を備えたスペーサを設け、前記スペーサと整流素子とを軸方向に交互に連設して筒状体に一体化した
整流素子ユニット。
【請求項２】
流量計の流路中間部に配設された流速センサより前方に位置する導入管内に取付けられ、該導入管を流れる流体を整流する整流素子を受入れる環状凹部を一端面に有し、他端面に前記環状凹部に嵌合する大きさを有して突出する環状凸部を有し、外周面には前記導入管に係合して固定するロック爪を備えたスペーサを設け、
前記スペーサと整流素子とを軸方向に交互に連設して筒状体に一体化した整流素子ユニットを設け、
前記整流素子ユニットを前記導入管に挿入した後、該整流素子ユニットの外端部に位置するスペーサを回転させて該スペーサのロック爪を前記導入管の係合部に係合して抜止め固定する
整流素子の取付け構造。
【請求項３】
前記導入管の内周面軸方向に前記ロック爪を挿入ガイドする挿入ガイド溝を形成し、該挿入ガイド溝と導入管外端部の位置で挿入後に対向するスペーサのロック爪を、前記挿入ガイド溝より周方向に回動可能に連通して切欠いたロック溝を形成した
請求項２記載の整流素子の取付け構造。
【請求項４】
前記導入管の最深部と該導入管に挿入された前記整流素子ユニットの内端面との対向面間にバネ座金を介在させて前記整流素子ユニットを取付けた
請求項２記載の整流素子の取付け構造。
【請求項５】
前記整流素子ユニットを流量計の流路中間部に配設された流速センサより後方に位置する導出管に挿入して取付けた
請求項２、３または４記載の整流素子の取付け構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、流体の流量を測定する流量計に備えられる整流素子ユニットに関し、さらに詳しくは整流素子の取付け性を高めた整流素子ユニットおよび整流素子の取付け構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、流量計に取付けられる整流素子は、図１２に示すように、流量計１２１の本体１２２に横貫して形成された流路１２３の中間部に流速センサとしてのフローセンサ１２４を取付け、このフローセンサ１２４によって流路内に生じる流速をフローチップにて計測し、これを電圧により出力させて流量を計測している。
【０００３】
ところで、このフローセンサ１２４の測定性能を安定化させるために、フローセンサ１２４の前方に流れる流体を均一な流れに整流する整流用金網などの整流素子１２５を、流路方向にスペーサ１２６を介在させて一定間隔に配設している（例えば特許文献１参照）。さらに、流路１２３の導入側端面には密封用のＯリング１２７を介在させた後、継ぎ手１２８で流体が漏れないようにスペーサ１２６の部分を確実に閉鎖するように取付けている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２−２６３１１７号公報。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような整流素子の取付け構造では、流路の導入管開口部から整流素子とスペーサとを管内に交互に１つずつ挿入して導入管最深部まで順に押し込んで取付けに必要な数だけ挿入操作を必要とするため手間が掛かっていた。特に、小型化するほど流路が小径になり、また整流素子やスペーサが小部品になって挿入操作に手間が掛かるため作業能率が低下し、組立性が悪くなっていた。また、スペーサの開口側を閉鎖保持するために継ぎ手を要し、このために小型化や部品点数の削減には限界が生じていた。
【０００６】
さらに、整流素子とスペーサを挿入する順番を間違えられる場合や挿入忘れを生じる恐れがあり、このような場合は整流素子を一定間隔に配置できず、本来の整流作用が得られなくなる。さらに、整流素子を導入管内に一旦、取付けた後は、取付けられた適否状態を確認できなかった。また、整流素子の配設枚数を仕様変更する必要がある場合にも調整できず対処できなかった。例えば、整流素子の枚数を予め設定された正規の配設枚数より減らす仕様変更の場合、整流素子とスペーサとの配置空間において、その通路方向の長さが整流素子の厚さの分だけ短くなり、この減った分だけ隙間が生じて流体漏れを発生される恐れが生じるので仕様変更が困難になっていた。
【０００７】
そこでこの発明は、複数枚の整流素子を管に挿入して取付ける場合に１回の挿入操作で簡単に取付けることができる能率のよい組立ができ、しかも流量計の小型化や配設枚数の仕様変更にも対処できる整流素子ユニットおよび整流素子の取付け構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、流量計の流路内を流れる流体を整流する整流素子を受入れる環状凹部を一端面に有し、他端面に前記環状凹部に嵌合する大きさを有して突出する環状凸部を有し、外周面には前記流路の管に係合して固定する固定手段を備えたスペーサを設け、前記スペーサと整流素子とを軸方向に交互に連設して筒状体に一体化した整流素子ユニットであることを特徴とする。
【０００９】
前記整流素子とは、整流作用が得られる整流用金網あるいはオリフィスなどにより構成することができる。また、同種類の整流素子だけでなく、異種類の整流素子を組合せて構成することもできる。
【００１０】
前記固定手段は、スペーサと管を係合して固定するものであり、スペーサ自体に管に対する固定部を持たせて形成することができる。例えば、管の内周面とスペーサの外周面とが凹凸対応するロック部を形成すれば構成することができる。
【００１１】
ここでスペーサとは、整流素子を流路方向に一定間隔に配置するための間隔を持たせるだけでなく、複数の同形状のスペーサを軸方向に連結可能に、前後の端面に環状の凹部と凸部を有している。このため、スペーサの環状凹部に整流素子を入れた状態で、この環状凹部に次のスペーサの環状凸部を嵌合させれば、整流素子を介在させながら双方のスペーサを連結することができる。従って、このようなスペーサ間の連結を繰返せば必要数の整流素子を備えた筒状体の単体の整流素子ユニットを仮組みしておくことができる。
【００１２】
この発明によれば、管に整流素子を取付ける前に予め必要数の整流素子を仮組みした整流素子ユニットを設けておくことができるため、管への取付け時には、この整流素子ユニットを１回挿入操作するだけで複数の整流素子を一括して取付けることができる。このため、手間が掛からず短時間に能率よく取付けることができる。
【００１３】
また、流量計の小型化を図った場合に、その流路が小径になり、これに伴って整流素子やスペーサが小部品になっても外部で予め仮組みでき、しかも１回の挿入操作で取付けることができるため、小型化を図っても組立能率が低下することがない。
【００１４】
さらに、仮組み時は管に挿入する前にスペーサ毎に整流素子の有無を確認しながら仮組みできる。また、この仮組みされた整流素子ユニットは、各スペーサの凹凸対応する連結部分で着脱すれば、仮組み後であってもスペーサ間を着脱して整流素子の有無確認ができる。
【００１５】
また、整流素子の配設枚数を仕様変更する必要がある場合にも、この特有な凹凸形状を有するスペーサの存在によって対処することができる。例えば、整流素子を正規の配設枚数より数枚減らす場合は、整流素子を収納しているスペーサと整流素子を収納していない空のスペーサとをそのまま介在させるだけでよく、整流素子が減っても各スペーサは凹凸対応して軸方向にガタが生じないため寸法的な誤差は生じない。このため、整流素子の少数化にも適用することができ、配設枚数の仕様変更が可能になる。さらに、整流素子ユニットを構成する各スペーサは同一部品で共通利用が図れるため、スペーサの製作に際しては量産化および低コスト化が図れる。
【００１６】
この発明の別の構成として、流量計の流路中間部に配設された流速センサより前方に位置する導入管内に取付けられ、該導入管を流れる流体を整流する整流素子を受入れる環状凹部を一端面に有し、他端面に前記環状凹部に嵌合する大きさを有して突出する環状凸部を有し、外周面には前記導入管に係合して固定するロック爪を備えたスペーサを設け、前記スペーサと整流素子とを軸方向に交互に連設して筒状体に一体化した整流素子ユニットを設け、前記整流素子ユニットを前記導入管に挿入した後、該整流素子ユニットの外端部に位置するスペーサを回転させて該スペーサのロック爪を前記導入管の係合部に係合して抜止め固定する整流素子の取付け構造であることを特徴とする。
【００１７】
この場合は、導入管に挿入した整流素子ユニットの外端部に位置する１つのスペーサを回動させるだけで、スペーサのロック爪が導入管の係合部に係合して該整流素子ユニットを導入管に抜止めしてロックすることができる。この回動操作は導入管の外部から例えば治具を用いて回動操作すれば、簡単に回動操作できる。
【００１８】
この発明の別の構成として、前記導入管の内周面軸方向に前記ロック爪を挿入ガイドする挿入ガイド溝を形成し、該挿入ガイド溝と導入管外端部の位置で挿入後に対向するスペーサのロック爪を、前記挿入ガイド溝より周方向に回動可能に連通して切欠いたロック溝を形成してロック部を設けることができる。
【００１９】
この場合は、整流素子ユニットの外端部に位置する１スペーサを回動させれば、該スペーサのロック爪が導入管のロック溝に係合して一体にロックすることができる。このため、単一のスペーサにロック機能を持たせて、このスペーサと導入管を一体に取付けることができ、継ぎ手などの部材を省略した取付け構造が得られる。このため、小型化に適した取付け構造が得られるとともに、部品点数を削減して低コスト化を図ることができる。
【００２０】
この発明の別の構成として、前記導入管の最深部と該導入管に挿入された前記整流素子ユニットの内端面との対向面間にバネ座金を介在させて前記整流素子ユニットを取付けることができる。
【００２１】
この場合は、導入管にバネ座金を介在させて整流素子ユニットを取付けることにより、このバネ座金の弾性作用によって導入管最深部から導入管外端部のロック爪との間に位置する全スペーサ間に緩みのない一体的な連結保持作用が得られる。
【００２２】
この発明の別の構成として、前記整流素子ユニットを、流量計の流路中間部に配設された流速センサより後方に位置する導出管に挿入して取付けることができる。
【００２３】
このように整流素子ユニットの取付け位置は導入管側だけでなく、導出管側にも取付けることができる。この導出管側に整流素子ユニットを取付けた場合は、導出管側からの塵埃の進入を阻止する役目と、脈動の影響を抑制する役目を有している。例えば、脈動の一例としてポンプなどを使用した場合、配管内に圧力変動が生じ、これが整流特性に悪影響を与えないように脈動を抑制する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施の形態を以下図面に基づいて説明する。
図面は流量計に取付けられる整流素子ユニットの取付け構造を示し、図１および図２において、流量計１１は長方体の本体１２の長手方向に直管状に横貫する流路１３を有し、この流路１３の流入側には流入配管部としての導入管１４を前方に突設し、流出側には流出配管部としての導出管１５を後方に突設している。そして、流路１３の中間部には流速センサとしてのフローセンサ１６を臨ませて流路内を流れる気体の流量を計測する。
【００２５】
上述の導入管１４の内部には流速の乱れをなくして流速分布を均一化させるための第１整流素子ユニットＵ１を取付けている。また、導出管１５の内部にも導出側からの圧力変動などの影響を抑制するための第２整流素子ユニットＵ２を取付けている。
【００２６】
上述の第１整流素子ユニットＵ１は、図３および図４に示すように、同一形状の複数のスペーサ１７とメッシュ１８とを軸方向に交互に連設して筒状体に一体化して構成する。
【００２７】
このスペーサ１７は、図５にも示すように、円盤状のメッシュ１８を受入れる環状凹部１９を筒体の一端面（後端面）に有し、該筒体の他端面（前端面）に前記環状凹部１９に嵌合する大きさを有して突出する環状凸部２０を有して、該筒体の軸方向に大径部と小径部とを段違いに有する段付き筒体に形成している。
【００２８】
前記環状凹部１９は、ここに薄い厚さのメッシュ１８を入れた後、該メッシュ１８を挟持すべく別のスペーサの環状凸部２０を嵌合したとき、該メッシュ１８を環状凹部１９の内周面と環状凸部２０とで挟持する凹部深さに設定している。
このため、一方のスペーサ１７の環状凹部１９にメッシュ１８を入れた状態で、この環状凹部１９に他方のスペーサ１７の環状凸部２０を嵌合させれば、図６に示すように、メッシュ１８を介在させながら双方のスペーサ１７，１７を連結することができる。従って、このようなスペーサ１７，１７間の連結を繰返せば必要数のメッシュ１８を備えた筒状体の第１整流素子ユニットＵ１を単体として仮組みできる。
【００２９】
また、環状凹部１９と環状凸部２０との嵌合強さは、連結後に後述するロック操作時に連結部分でスペーサ１７を回動可能にする比較的緩い連結状態に設けている。
【００３０】
さらに、スペーサ１７の大径部外周面の上下位置には凸状の小さなロック爪２１を突設しており、これらのロック爪２１が後述する導入管１４に係合して固定される。また、スペーサ１７の小径部外周面の一部にも位置決め突起２２を突設しており、スペーサ１７，１７間の連結時に、一方のスペーサ１７の位置決め突起２２が他方のスペーサ１７の環状凹部１９の内周面に形成された位置決め溝２３に係合される。この位置決め係合することにより、各スペーサ１７を連結して組合された第１整流素子ユニットＵ１の外周面に突出するロック爪２１を軸方向に直線状に揃えることができ、後述する導入管１４への取付けを容易にしている。
【００３１】
また、位置決め溝２３のほかにも環状凹部１９の内周面には、スペーサを回動して導入管に取付けるためのスペーサ回動操作用の治具取付け溝２４（図５参照）を形成している。
【００３２】
上述のメッシュ１８は、流路１３内を流れる気体を整流可能な極めの細かい金網等を素材とし、前記スペーサ１７の環状凹部１９に収納可能な大きさを有する薄肉の円盤を用いる。
【００３３】
このように、第１整流素子ユニットＵ１は、整流に必要な組込み枚数のメッシュ１８を予め仮組みしておくことができるため、導入管１４への取付け時には、この単体の整流素子ユニットＵ１を導入管１４に１回挿入操作するだけで取付けることができる。
【００３４】
この第１整流素子ユニットＵ１を導入管１４に取付ける場合は、環状で波形に弯曲形成したバネ座金２５を併せて組込むのが適している。このバネ座金２５を組込むことにより、第１整流素子ユニットＵ１はバネ座金２５の弾性作用によって導入管最深部から導入管外端部まで介在する全スペーサ間に緩みのない一体的な連結作用を与えている。
【００３５】
次に、第１整流素子ユニットＵ１と導入管１４との係合構造を図７および図８を参照して説明する。
上述の導入管１４の内周面上下位置の軸方向には、前記ロック爪２１を軸方向に沿って挿入ガイドする凹状の挿入ガイド溝２６を形成している。そして、これら上下の挿入ガイド溝２６に第１整流素子ユニットＵ１の上下に突出する軸方向に揃ったロック爪２１を凹凸対応させて位置合せしてから押し込めば、ロック爪２１が挿入ガイド溝２６に挿入ガイドされながら第１整流素子ユニットＵ１は導入管１４に取付けられる。
【００３６】
さらに、第１整流素子ユニットＵ１が導入管最深部の位置まで挿入されたとき、挿入後に導入管外端部の位置で対向するスペーサ１７の上下のロック爪２１を、挿入ガイド溝２６より周方向に若干回動可能に挿入ガイド溝２６より連通して切欠いた上下のロック溝２７を形成している。
【００３７】
このため、導入管１４に第１整流素子ユニットＵ１を取付けたときに、導入管１４の開口端部に唯一露出されている第１整流素子ユニットＵ１の外端部に位置する１つのスペーサ１７を外部より回動させれば、該スペーサ１７の上下のロック爪２１が導入管１４の上下のロック溝２７に係合し、これにより第１整流素子ユニットＵ１を導入管１４に一体にロックして抜止め固定することができる。
【００３８】
導入管１４の外端部に位置する１つのスペーサ１７を回動操作するときは、該スペーサ１７の治具取付け溝２４に図示しない治具を当てがって回動すればよく、この導入管１４の外端部に位置する１つのスペーサ１７のみを回動操作し、他のスペーサは回さない。このとき、第１整流素子ユニットＵ１の外端部に位置するスペーサ１７とその内側に連結されているスペーサ１７との凹凸嵌合状態は、ロック操作時のスペーサの回動を可能にする嵌め合い状態に設けて連結している。
【００３９】
また、外端部のスペーサの位置決め突起２２とその内側のスペーサの環状凹部１９の位置決め溝２３との係合度合いも、治具を用いたスペーサの回動操作時には、その位置決め係合部分を乗越えて外端部のスペースが回動許容する浅い係合度合いに設定している。
【００４０】
このように、スペーサ自体にロック機能を持たせた係合構造を有しているため、継ぎ手を省略した導入管１４への取付け構造が得られる。
【００４１】
次に、第２整流素子ユニットＵ２について説明する。この第２整流素子ユニットＵ２は、既述した第１整流素子ユニットＵ１と略同構成であり、図９〜図１１に示すように、スペーサ１７の数が少なく（図においては３個）、メッシュ１８に代えてオリフィス２８を１つ用いたことだけが異なるため、この異なる点についてのみ説明する。
【００４２】
上述のオリフィス２８は、スペーサ１７の環状凹部１９に収納可能なメッシュ１８と同じ大きさの円盤を有し、その中央部に小さく開口した中央孔２９を設けている。これによって、導出管１５側からの圧力変動などの悪影響を抑制できるようにしている。
【００４３】
このため、流量計１１の直前でＬ字型の曲げ配管が接続された場合でも、オリフィス２８による安定化作用により流れに乱れが生じなくなる。また、ポンプなどが使用された場合でも、配管内に圧力変動が生じるが、このときの脈動をオリフィス２８によって抑制できる。
【００４４】
そして、この第２整流素子ユニットＵ２を第１整流素子ユニットＵ１と同様にして流量計１１の後方に位置する導出管１５に挿入して取付ける。
【００４５】
このように導出管１５側に第２整流素子ユニットＵ２を取付けた場合は、導出管１５側からの塵埃の進入を阻止する役目と、圧力変動などによる影響を抑制する役目を有している。図中、３０はコネクタ、３１は本体固定部を示す。
【００４６】
このように構成された第１整流素子ユニットＵ１を導入管１４に取付ける場合は、先ず、導入管１４の開口端部にバネ座金２５を入れ、続いて、この導入管１４に、上下の挿入ガイド溝２６に該第１整流素子ユニットＵ１の上下のロック爪２１を係合させた状態で、該第１整流素子ユニットＵ１を導入管１４の最深部まで押し込み、最後に導入管１４の開口端部に位置するスペーサ１７を、図示しない治具を用いて若干回せば、上下のロック爪２１は導入管１４のロック溝２７にロックされて第１整流素子ユニットＵ１は導入管１４に一体に抜止め固定される。
【００４７】
このように、導入管１４への取付けに際しては、筒状体の第１整流素子ユニットＵ１を挿入操作するだけでよく、複数のメッシュ１８をまとめて取付けることができる。このため、組立作業者は手間が掛からず短時間に能率よく取付けることができる。
【００４８】
同様に、第２整流素子ユニットＵ２を導出管１５に取付ける場合も、導出管１５の開口端部にバネ座金２５を入れ、続いて、この導出管１５に、上下の挿入ガイド溝２６に該第２整流素子ユニットＵ２の上下のロック爪２１を係合させた状態で、該第２整流素子ユニットＵ２を導出管１５の最深部まで押し込み、最後に導出管１５の開口端部に位置するスペーサ１７を、図示しない治具を用いて若干回せば、上下のロック爪２１は導出管１５のロック溝２７にロックされて第２整流素子ユニットＵ２は導出管１５に一体に抜止め固定される。
【００４９】
この場合も、導出管１５への取付け時に際しては、筒状体の第２整流素子ユニットＵ２を挿入操作するだけでよく、メッシュ１８とオリフィス２８を一括して能率よく取付けることができる。
【００５０】
このため、導入管１４および導出管１５に同一のスペーサ１７やメッシュ１８を数多く取付ける場合に、１つずつ取付けないため挿入する順番を間違えたり、挿入忘れが生じたりする恐れがなくなる。
【００５１】
さらに、スペーサ１７やメッシュ１８をユニットして一括して取付ける構造のため、取付け操作が簡単化するだけでなく、流量計の小型化に適した取付け構造になる。具体的には、小型化に伴い流路が小径になり、これに伴ってメッシュやスペーサが小部品になっても、ユニット化して仮組みしておくことができ、しかも１回の挿入操作で取付けることができるため小型化を図っても組立能率が低下することがない。
【００５２】
さらに、仮組み時には導入管や導出管の外でスペーサ毎にメッシュやオリフィスの有無を確認しながら組付けることができる。また、導入管１４や導出管１５へのメッシュ１８の配設枚数を正規の配設枚数より減らす場合にも適用できる。この場合は、メッシュを収納しているスペーサ１７と、メッシュを収納していない空のスペーサ１７とをそのまま介在させるだけでよく、メッシュ１８が減っても各スペーサ１７は凹凸対応して軸方向にガタが生じないため寸法的な誤差は生じない。このため、メッシュ１８の少数化にも適用することができ、配設枚数の仕様変更が可能になる。
【００５３】
さらに、整流素子ユニットＵ１，Ｕ２を構成する段付き筒体の各スペーサ１７は同一部品で共通利用が図れるため、スペーサ１７の量産化および低コスト化を図ることができる。
【００５４】
この発明は、請求項に示される技術思想に基づいて応用することができ、上述の一実施の形態の構成のみに限定されるものではない。
【００５５】
【発明の効果】
この発明によれば、予め必要枚数の整流素子を仮組みした整流素子ユニットを設けておくことができるため、流量計の導入管や導出管への取付けに際しては、一括して複数の整流素子を的確に取付けることができる。このため、手間が掛からず短時間に能率のよい取付けができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】整流素子ユニットの取付け状態を示す流量計の外観斜視図。
【図２】整流素子ユニットを取付けた流量計の縦断面図。
【図３】第１整流素子ユニットの展開斜視図。
【図４】第１整流素子ユニットの外観斜視図。
【図５】スペーサの拡大斜視図。
【図６】第１整流素子ユニットの縦断面図。
【図７】第１整流素子ユニットの取付け状態を示す要部縦断面図。
【図８】スペーサと導入管とのロック対応部を示す要部斜視図。
【図９】第２整流素子ユニットの展開斜視図。
【図１０】第２整流素子ユニットの外観斜視図。
【図１１】第２整流素子ユニットの縦断面図。
【図１２】従来の流量計の縦断面図。
【符号の説明】
１１…流量計
１３…流路
１４…導入管
１５…導出管
１７…スペーサ
１８…メッシュ
２１…ロック爪
２７…ロック溝
Ｕ１…第１整流素子ユニット
Ｕ２…第２整流素子ユニット
【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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