(57)【要約】【目的】  熱効率の良い電磁調理器用鍋、特に軽量な電磁調理器用鍋の提供を可能とする。【構成】  電磁調理器用鍋の少なくとも底部に、磁性金属−アルミ系金属間化合物の部材を含む電磁調理器用鍋。少なくとも底部に含まれる、磁性金属−アルミ系金属間化合物の部材により、電磁調理器用鍋全体の熱効率が良くなる。そのため、鍋の局部的加熱や、鍋内の調理物のこびりつきや焼きつきを抑制できる。また、磁性金属−アルミ系金属間化合物は軽量であるので、電磁調理器用鍋全体の重量も軽くなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁誘導加熱によって調理する電磁調理器用鍋であって、少なくとも底部に磁性金属−アルミ系金属間化合物の部材を含む電磁調理器用鍋。
【請求項２】
前記磁性金属が、Ｆｅ、Ｍｎ、ＮｉおよびＣｏからなる群から選択される少なくとも１つの金属である請求項１に記載の電磁調理器用鍋。
【請求項３】
前記磁性金属−アルミ系金属間化合物が、Ｆｅ3Ａｌ合金またはＦｅＡｌ合金である請求項１に記載の電磁調理器用鍋。
【請求項４】
前記磁性金属−アルミ系金属間化合物が、さらにＣｒ、ＢおよびＮｂからなる群から選択される少なくとも１つの元素を含む請求項１〜３のいずれかに記載の電磁調理器用鍋。
【請求項５】
前記元素の含有量が、前記部材の磁性金属−アルミ系金属間化合物の全重量に対して０．０５〜１０重量％である請求項４に記載の電磁調理器用鍋。
【請求項６】
前記電磁調理器用鍋の底部に、磁性金属−アルミ系金属間化合物の部材を含み、前記電磁調理器用鍋の側面部に、アルミニウム、アルミニウム合金または銅の部材を含む請求項１〜５のいずれかに記載の電磁調理器用鍋。
【請求項７】
前記電磁調理器用鍋の側面部および底部に、磁性金属−アルミ系金属間化合物の部材を含む請求項１〜５のいずれかに記載の電磁調理器用鍋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁調理器用鍋に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、食品類の調理に際して、ガスコンロや電気コンロに代わって、電磁誘導加熱型の電磁調理器が家庭などにおいても一般的に用いられている。この電磁調理器には、トッププレート下側に加熱コイルが配置されている。この電磁調理器を用いる際には、トッププレート上側に鍋を載せ、加熱コイルに電流を流す。すると磁力線が発生し、この磁力線がトッププレート上側に載っている鍋の底を通る。その際、誘導電流が発生するが、この誘導電流と鍋の抵抗によりジュール熱が発生して、鍋自体が発熱する。その結果、鍋を加熱することができるのである。
【０００３】
このようなメカニズムで鍋が加熱されるので、鍋を充分加熱するためには、少なくとも、電磁調理器と接する部分、すなわち底部にはジュール熱が発生しやすい材料を含む必要がある。このような材料としては、電流に対する抵抗が大きく、発熱が大きい材料、すなわち強磁性体が好ましい。一方、従来のガスコンロ等用鍋の材料であるアルミや銅は電流に対する抵抗が不充分であったので、電磁調理器用の鍋の材料としては、適当ではなかった。そこで、このような強磁性体として、ステンレス鋼、特にフェライト系ステンレス鋼を用いることが知られていた。
【０００４】
しかし、ステンレス鋼は、熱伝導率が著しく小さく、熱が速やかに拡散せず、熱効率が悪いという性質があった。そのため、鍋の底部にステンレス鋼を含む電磁調理器用鍋には、局部的に加熱されるので均等に調理できず、従って鍋内側に調理物のこびりつきや焼きつきが生じて調理が困難であり、かつこびりつきのため鍋の洗浄が困難という欠点があった。
【０００５】
このような欠点を解決するため、強磁性体として、内側がアルミニウムで外側がフェライト系ステンレス鋼のクラッドを用いる電磁調理器用鍋が提案されている（特許文献１参照）。このようなクラッドは熱伝導率が高いため、熱効率が良い。そのため、鍋の底部にこのようなクラッドを含む電磁調理器用鍋は、前記のような局部的加熱や、調理物のこびりつきや焼きつきを抑制可能であった。しかし、クラッドが積層体であるため、電磁調理器用鍋が重くなるという欠点があった。
【特許文献１】特開平７−２９６９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、熱効率の良い軽量な電磁調理器用鍋の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を解決するために、本発明の電磁調理器用鍋は、電磁誘導加熱によって調理する鍋であって、少なくともその底部に磁性金属−アルミ系金属間化合物の部材を含む電磁調理器用鍋である。なお、本発明において「底部」とは、鍋を電磁調理器上に配置した際、その調理器と接する面を含む部分である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電磁調理器用鍋は、磁性金属−アルミ系金属間化合物の部材を少なくとも底部に含むので、電磁誘導加熱による熱効率が高い。また、磁性金属−アルミ系金属間化合物の部材は、ステンレス鋼等（例えば、前記クラッド）の部材より軽量であるので、電磁調理器用鍋が軽量になるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の電磁調理器用鍋の少なくとも底部に含まれる部材は、磁性金属−アルミ系金属間化合物製であるが、その金属間化合物は安価である。従って、本発明の電磁調理器用鍋のコスト削減が可能である。また前記金属間化合物は、高温での強度に優れるので、その部材を少なくとも底部に含む電磁調理器用鍋も、高温での強度に優れる。
【００１０】
本発明の電磁調理器用鍋において、前記磁性金属は、磁性を有する金属、例えばＦｅ、Ｍｎ、ＮｉおよびＣｏからなる群から選択される少なくとも１つの金属が好ましい。前記金属であれば磁性が強いからである。前記磁性金属としては、Ｆｅがより好ましい。
【００１１】
本発明の電磁調理器用鍋において、前記磁性金属−アルミ系金属間化合物は、Ｆｅ3Ａｌ合金またはＦｅＡｌ合金であるのが好ましい。前記合金は、電磁調理器の使用周波数における透磁率が高いので、磁界に伴う磁束が通り易く、かつヒステリシス損失（鉄損）が小さく、かつ温度上昇に伴う特性変化が低いからである。さらに、前記合金は、電気抵抗率がフェライト系ステンレス鋼と比べて高いため、前記合金の部材を少なくとも底部に含む電磁調理器用鍋の熱効率が良いからである。
【００１２】
本発明の電磁調理器用鍋において、前記磁性金属−アルミ系金属間化合物は、さらにＣｒ、ＢおよびＮｂからなる群から選択される少なくとも１つの元素を含むのが好ましい。このような元素を含むと、前記磁性金属−アルミ系金属間化合物の常温での延伸が容易であり、電磁調理器用鍋の製造が容易になるからである。詳細には、前記磁性金属−アルミ系金属間化合物がＦｅ3Ａｌ合金の場合、前記元素としてはＣｒが好ましい。また、前記磁性金属−アルミ系金属間化合物がＦｅＡｌ合金の場合、前記元素としてはＢが好ましい。
【００１３】
前記元素の含有量は、前記部材の磁性金属−アルミ系金属間化合物の全重量に対して０．０５〜１０重量％であるのが好ましい。前記磁性金属−アルミ系金属間化合物を常温で延伸するのが容易になり、かつ強度が増すからである。前記元素の含有量は、前記部材の磁性金属−アルミ系金属間化合物の全重量に対して０．１〜７重量％であるのがより好ましく、０．２〜５重量％であるのが更に好ましい。より詳細には、前記磁性金属−アルミ系金属間化合物がＦｅ3Ａｌ合金であり、前記元素がＣｒの場合、Ｃｒの含有量は、前記部材の磁性金属−アルミ系金属間化合物の全重量に対して１〜１０重量％であるのが好ましく、２．０〜５．０重量％であるのがより好ましい。また、前記磁性金属−アルミ系金属間化合物がＦｅＡｌ合金であり、前記元素がＢの場合、Ｂの含有量は、前記部材の磁性金属−アルミ系金属間化合物の全重量に対して０．０５〜２．０重量％であるのが好ましく、０．１〜１重量％であるのがより好ましい。
【００１４】
本発明の電磁調理器用鍋は、前述のように、少なくとも底部に磁性金属−アルミ系金属間化合物の部材を含む鍋である。従って、磁性金属−アルミ系金属間化合物の部材以外の前記電磁調理器用鍋の部材は、いずれの材料から形成されていてもよいが、例えば、純Ａｌ、Ａｌ合金、Ｃｕ等を用いることができる。前記材料として、純Ａｌ、特に工業用純Ａｌ（１０００番）が好ましい。電磁調理器用鍋がさらに軽量化されるからである。なお、前記電磁調理器用鍋の磁性金属−アルミ系金属間化合物の部材以外の部材は、前記電磁調理器用鍋の側面のみの形態、鍋全体の形態、磁性金属−アルミ系金属間化合物の部材を納めるために底部に凹みを有する鍋全体の形態であってもよい。本発明の電磁調理器用鍋において、前記電磁調理器用鍋の底部に、磁性金属−アルミ系金属間化合物の部材を含み、前記電磁調理器用鍋の側面部に、アルミニウム、アルミニウム合金または銅の部材を含むのが好ましい。この際、前記電磁調理器用鍋の底部に、アルミニウム、アルミニウム合金または銅の部材を更に含んでもよい。
【００１５】
また、本発明の電磁調理器用鍋において、前記電磁調理器用鍋の側面部および底部に、磁性金属−アルミ系金属間化合物の部材を含むのが好ましい。前記電磁調理器用鍋の側面部と底部の材料が同一であるので、前記電磁調理器用鍋の製造が容易になるからである。
【００１６】
本発明の電磁調理器用鍋は、どのような形態を有していてもよい。前記電磁調理器用鍋の底も、どのような形態を有していてもよいが、例えば、平面円状、平面長方形状等が挙げられる。側面も、どのような形態を有していてもよいが、例えば、円筒状のもの、直方体状のもの、角が湾曲している直方体状のもの、側面上部が外側に湾曲している円筒状のもの等が挙げられる。さらに、電磁調理器用鍋として取っ手等がなくても良いし、必要に応じて１以上の取っ手等を更に有していてもよい。このような電磁調理器用鍋の例としては、片手鍋、両手鍋、炊飯器内釜、ホットプレート用プレート等が挙げられる。
【００１７】
なお、本発明の電磁調理器用鍋は、電磁調理器以外の調理器、例えばガス、電気等のコンロ等でも用いることができる。
【００１８】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態についてさらに説明する。
【００１９】
（実施形態１）
図１は、本発明の電磁調理器用鍋の一例の断面図である。図１中、電磁調理器用鍋は１０、電磁調理器用鍋本体は２、磁性金属−アルミ系金属間化合物の部材は３である。前記電磁調理器用鍋本体２は、例えばほぼ筒状形態であり、側面部に相当する。前記部材３は、例えば平面円状であり、前記電磁調理器用鍋１の底部に相当する。前記電磁調理器用鍋本体２の筒形状の一端に前記部材３をはめ込むように配置し、接合させて、底部に磁性金属−アルミ系金属間化合物の部材３を含む前記電磁調理器用鍋１０を得ることができる。
【００２０】
図２は、本発明の電磁調理器用鍋の別の例の断面図である。図２中、電磁調理器用鍋は１１、電磁調理器用鍋本体は４、磁性金属−アルミ系金属間化合物の部材は５である。前記電磁調理器用鍋本体４は、例えば一端が塞がれたほぼ円筒形状であり、前記電磁調理器用鍋の底部および側面部に相当する。前記部材５は、例えば平面円状であり、前記電磁調理器用鍋本体４の底部に沿うような形態である。前記電磁調理器用鍋本体４の底に、前記部材５を配置し、接合させて、底部に磁性金属−アルミ系金属間化合物の部材５を含む前記電磁調理器用鍋１１を得ることができる。
【００２１】
図３は、本発明の電磁調理器用鍋の別の例の断面図である。図３中、電磁調理器用鍋は１２、電磁調理器用鍋本体は６、磁性金属−アルミ系金属間化合物の部材は７である。電磁調理器用鍋本体６は、例えば一端が塞がれたほぼ円筒形状である。前記電磁調理器用鍋本体６の塞がれた部分の外側は、前記部材７の大きさだけ、凹んでいる。前記部材７は、例えば平面円状である。前記電磁調理器用鍋本体６の外側凹部に、前記部材７をはめ込み、接合させて、底部に磁性金属−アルミ系金属間化合物の部材７を含む前記電磁調理器用鍋１２を得ることができる。
【００２２】
なお、図１〜３の電磁調理器用鍋１０、１１および１２は、取っ手を有さない鍋を示しているが、本発明の電磁調理器用鍋は、これらの形態には限定されず、１つ又は複数の取っ手を有していてもよい。
【００２３】
前記接合方法としては、通常用いられる溶接方法、例えばＥＢ溶接、Ｔｉｇ溶接等を用いることができる。ＥＢ溶接の場合、例えば前記部材３の厚みが２．５ｍｍ程度の場合、加速電圧３０〜９０ｋＶ、ビーム電流１０〜３０ｍＡ、速度６００〜１，２００ｍｍ／分で溶接すれば、電磁調理器用鍋本体２と前記部材３とを充分接合することができる。前記ＥＢ溶接の条件は、前記部材５と前記電磁調理器用鍋本体４との場合、前記部材７と前記電磁調理器用鍋本体６との場合においても同様である。
【００２４】
前記電磁調理器用鍋本体２、４および６の厚みは、例えば１〜３ｍｍ程度である。前記部材３、５および７の厚みは、例えば０．５〜２ｍｍ程度、好ましくは１〜２ｍｍ程度である。
【００２５】
前記電磁調理器用鍋本体２、４および６は、例えば純Ａｌ板から、通常用いられる成形方法、例えば深絞り、打ち出し、スピニング、鋳造、ダイカスト等を用いて製造することができる。前記部材３、５および７は、前記のような磁性金属−アルミ系金属間化合物から、通常用いられる成形方法、例えば打ち出し、スピニング、鋳造等を用いて製造することができる。前記部材３、５および７は、前記電磁調理器用鍋の底部の大きさと同一であっても、それより小さくてもよいが、底部の大きさと同一程度であれば、電磁調理器で使用する際に、前記調理器がより効率よく加熱されるので好ましい。
【００２６】
前記電磁調理器用鍋１０、１１および１２は、その内側にフッ素樹脂加工が施されていてもよい。前記電磁調理器用鍋本体２、４および６や前記部材３の損傷を防止できるからである。フッ素樹脂加工は従来公知のいずれの方法を用いても良く、例えば、フッ素樹脂の微粒子を所定の部分に吹き付けた後、加熱溶融させることによってフッ素樹脂を層状に固着させることができる。フッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等を使用することができる。
【００２７】
（実施形態２）
図４は、本発明の電磁調理器用鍋の別の例の断面図である。図４中、電磁調理器用鍋１３は、その底部および側面部に磁性金属−アルミ系金属間化合物の部材８を含む。前記部材８の厚みは、例えば０．５〜３ｍｍ程度、好ましくは１〜２ｍｍ程度である。前記部材８は、前記のような磁性金属−アルミ系金属間化合物を、通常用いられる成形方法、例えば打ち出し、スピニング、鋳造等により製造することができる。前記電磁調理器用鍋１３は、前記電磁調理器用鍋の側面部と底部の材料が同一であるので、前記電磁調理器用鍋の製造が容易になり、好ましい。
【００２８】
なお、図４の電磁調理器用鍋１３は、取っ手を有さない鍋を示しているが、本発明の電磁調理器用鍋は、この形態には限定されない。
【００２９】
前記電磁調理器用鍋１３は、その内側にフッ素樹脂加工が施されていてもよい。前記部材８の損傷を防止できるからである。フッ素樹脂加工の方法および使用するフッ素樹脂は実施形態１におけるものと同様である。
【００３０】
つぎに、本発明の実施例について、比較例と併せて説明する。なお、実施例および比較例における電磁調理器用鍋の各特性の測定方法は、以下に示すとおりである
（１）均熱性
電磁調理器用鍋を、電磁調理器（出力２０００Ｗ）の上に置き、前記鍋内側の底の中央部、中央部より３．７５ｃｍ外側、中央部より７ｃｍ外側の３点の位置で温度計により温度を測定した。測定し始めから、前記３点の位置の温度差が無くなるまでの時間を測定した。表中、「×」は、前記温度差が無くなるまでの時間が２０秒以上である状態を意味し、「○」は、前記温度差が無くなるまでの時間が１０秒以下である状態を意味する。
【００３１】
（２）こびり付き抑制
電磁調理器用鍋内側の底に水で濡らした直径１５０ｍｍの紙（その面積をＡとする）を置き、その上に１ｋｇの重しを設置し、その鍋底外側を電磁調理器（出力２０００Ｗ）上で２分間加熱した。その後、前記鍋内側の底を水で流して前記紙を除去した。除去されず、前記鍋内側の底に残った前記紙の面積(その面積をＢとする)を測定した。表中、「×」は、Ｂ／Ａが３／１０以上である状態を意味し、「○」はＢ／Ａが１／１０以下である状態を意味する。
【００３２】
（３）軽量性
ＳＵＳ４３０製電磁調理器用鍋の重量を１とし、前記鍋の材料としてＳＵＳ４３０の代わりに磁性金属−アルミ系金属間化合物を用いた以外は前記ＳＵＳ４３０製電磁調理器用鍋と同一である鍋の重量の相対重量比を求めた。表中、「×」は、前記相対重量比が１である状態を意味し、「○」は前記相対重量比が０．５以上である状態を意味する。
【００３３】
（４）コスト
ＳＵＳ４３０製鍋の製造費を１と、前記鍋の材料としてＳＵＳ４３０の代わりに磁性金属−アルミ系金属間化合物を用いた以外は前記ＳＵＳ４３０製電磁調理器用鍋と同一である鍋の相対製造費比を求めた。表中、「×」は、前記相対製造費比が１である状態を意味し、「○」は前記相対製造費比が０．８以上である状態を意味する。
【００３４】
（磁気特性の評価）
本発明の磁性金属−アルミ系金属間化合物の一例としてＦｅ3Ａｌ合金（２重量％Ｃｒ含有）を用い、リング試験片１０１（寸法：内径３３ｍｍ、外径４５ｍｍ、厚み２−５ｍｍ）（図５参照）を作成し、それを用いて励磁用および検出用コイルを作製した。このコイルを直流磁化させて、Ｂ−Ｈ曲線（磁気ヒステリシス曲線）を作成した。この曲線から、飽和磁束密度、保磁力および最大透磁率を得た。
【００３５】
また、電気抵抗率については、本発明の磁性金属−アルミ系金属間化合物の一例としてＦｅ3Ａｌ合金（２重量％Ｃｒ含有）を用い、角柱試験片１０２（寸法：５ｍｍ×５０ｍｍ×２ｍｍ）（図６参照）を作製し、四端子法によって測定した。
【００３６】
前記Ｆｅ3Ａｌ合金（２重量％Ｃｒ含有）に代えてＦｅ3Ａｌ合金（５重量％Ｃｒ含有）または比較例としてＳＵＳ４３０を用いた以外は、前記と同様にして測定した。以下の表１に各２回の測定結果と、その平均値（カッコ内に示す）を示した。
【００３７】
【表１】
2005253600.tif 000003
【００３８】
前記表１から分るように、最大透磁率については、Ｆｅ3Ａｌ合金（２重量％Ｃｒ含有）、Ｆｅ3Ａｌ合金（５重量％Ｃｒ含有）およびＳＵＳ４３０のいずれの場合もほぼ同等であった。一方、電気抵抗率については、Ｆｅ3Ａｌ合金（２重量％Ｃｒ含有）およびＦｅ3Ａｌ合金（５重量％Ｃｒ含有）の場合は、ＳＵＳ４３０の場合に比べて約３倍の大きさであった。従って、Ｆｅ3Ａｌ合金（２重量％Ｃｒ含有）およびＦｅ3Ａｌ合金（５重量％Ｃｒ含有）の熱効率が高い。また、飽和磁束密度および保磁力については、ＳＵＳ４３０の場合に比べ、Ｆｅ3Ａｌ合金（２重量％Ｃｒ含有）およびＦｅ3Ａｌ合金（５重量％Ｃｒ含有）の場合のいずれも低いが、定常状態になればその寄与は大きくない。
【実施例１】
【００３９】
工業用純Ａｌ（１０００番系）製の電磁調理器用鍋本体２と、本発明の磁性金属−アルミ系金属間化合物の一例としてのＦｅ3Ａｌ合金（２重量％Ｃｒ含有）から製造した部材３とを用意した（図１参照）。前記電磁調理器用鍋本体２（直径１７ｃｍ、深さ１０ｃｍ、厚み２ｍｍ）は、直径１７ｃｍ、深さ１０ｃｍ、厚み２ｍｍの工業用純Ａｌ（１０００番系）製鍋を作成し、その底部に直径１６ｃｍの円盤状穴をあけて製造した。前記部材３（直径１５ｃｍ、厚み２ｍｍ）は、長さ２０ｃｍ、幅２０ｃｍ、厚み２ｍｍの磁性金属−アルミ系金属間化合物製板より直径１６ｃｍの円盤状板を切断して製造した。得られた前記電磁調理器用鍋本体２と、前記部材３とを、加速電圧７０ｋｖ、ビーム電流２０ｍＡ、速度８００ｍｍ／分でＥＢ接合して、電磁調理器用鍋１０を得た（図１参照）。この電磁調理器用鍋１０の、均熱性、こびり付き抑制、軽量性およびコストについて、前記の方法により評価した。その結果を以下の表２に示す。
【実施例２】
【００４０】
Ｆｅ3Ａｌ合金（２重量％Ｃｒ含有）の代わりにＦｅ3Ａｌ合金（５重量％Ｃｒ含有）を用いた以外は、実施例１と同様にして電磁調理器用鍋を得た。この電磁調理器用鍋の、均熱性、こびり付き抑制、軽量性およびコストについて、前記の方法により評価した。その結果を以下の表２に示す。
【００４１】
（比較例１）
Ｆｅ3Ａｌ合金（２重量％Ｃｒ含有）の代わりにＳＵＳ４３０（フェライト系ステンレス鋼）を用いた以外は、実施例１と同様にして電磁調理器用鍋を得た。この電磁調理器用鍋の、均熱性、こびり付き抑制、軽量性およびコストについて、前記の方法により評価した。その結果を以下の表２に示す。
【００４２】
【表２】
2005253600.tif 000004
【００４３】
表２から分るように、実施例の電磁調理器用鍋は、均熱性、こびり付き抑制に優れ、軽量であった。これに対して、比較例の電磁調理器用鍋は、均熱性、こびり付き抑制が悪く、軽量ではなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の電磁調理器用鍋は、片手鍋等に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の電磁調理器用鍋の一例の断面図である。
【図２】本発明の電磁調理器用鍋の別の例の断面図である。
【図３】本発明の電磁調理器用鍋の別の例の断面図である。
【図４】本発明の電磁調理器用鍋の別の例の断面図である。
【図５】リング試験片の形状を示した斜視図である。
【図６】角柱試験片の形状を示した斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
２      電磁調理器用鍋本体
３      磁性金属−アルミ系金属間化合物の部材
４      電磁調理器用鍋本体
５      磁性金属−アルミ系金属間化合物の部材
６      電磁調理器用鍋本体
７      磁性金属−アルミ系金属間化合物の部材
８      磁性金属−アルミ系金属間化合物の部材
１０    電磁調理器用鍋
１１    電磁調理器用鍋
１２    電磁調理器用鍋
１３    電磁調理器用鍋
１０１  リング試験片
１０２  角柱試験片
【図１】
2005253600.tif 000005
【図２】
2005253600.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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