(57)【要約】【課題】使用時間によらず集塵性能の安定した電気掃除機を提供すること。【解決手段】集塵室１８内に装着され集塵室内に取り込まれる空気中の塵埃を濾過するフィルター１７ａに付着した塵埃を、塵埃剥離手段２１のフィルター押圧部２２をフィルター１７ａに当接させたまま往復させて剥離するので、優れた集塵性能を維持し続ける掃除機となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸引用の送風機を内包する本体と、前記送風機の吸引部に連通した吸い込み口と、前記吸い込み口から前記送風機への吸引経路に配設され塵埃を集積する集塵室と、前記集塵室内に装着され集塵室内に取り込まれる空気中の塵埃を濾過するフィルターと、前記フィルターに付着した塵埃をフィルターから剥離する塵埃剥離手段とを備え、前記塵埃剥離手段に、フィルター表面に摩擦力を加えるフィルター押圧部と、前記フィルター押圧部を直動するフィルター押圧部駆動手段とを有する電気掃除機。
【請求項２】
フィルター押圧部を往復させる請求項１記載の電気掃除機。
【請求項３】
フィルター押圧部を複数有し、前記フィルター押圧部の直動方向に併設した請求項１または２に記載の電気掃除機。
【請求項４】
フィルターをプリーツ状に構成した請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【請求項５】
フィルターを複数有し、前記フィルターを吸引経路の吸い込み口側から送風機側に向けて並設した請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【請求項６】
送風機への電力の供給を入切する電源スイッチと、時間を測定するタイマーとを有し、前記電源スイッチを入にした後または切にした後、一定時間塵埃剥離手段を動作させる請求項１から５のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【請求項７】
フィルターを覆っている塵埃の量を検出する塵埃量検出手段を有し、前記塵埃量検出手段が検出した塵埃量が所定値より多い時のみ前記塵埃剥離手段を動作させる請求項１から５のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【請求項８】
フィルター押圧部の少なくともフィルター当接部表面またはフィルター表面に潤滑剤をコーティングした請求項１から７のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【請求項９】
フィルターまたはフィルター押圧部に帯電防止加工を施した請求項１から８のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気掃除機内で塵埃を濾過するフィルタの除塵機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電気掃除機としては、吸い込み口が送風機の吸引部に連通しており、吸い込み口から送風機への吸引経路は塵埃を蓄積する集塵室が設けられており、さらに集塵室の送風機の吸引側にはフィルターが配設され、フィルターを介して集塵室と送風機の吸引側とはつながっている。そして、送風機を運転するとその圧力で吸い込み口から床面等の上にある塵埃を空気と共に本体内に吸い込み、送風機の吸引側前段のフィルターが塵埃成分を捕獲するので塵埃と空気が分離され、空気のみが送風機に吸引されて本体外に排気され、フィルターに捕獲された塵埃成分は、フィルターが配設されている集塵室に蓄積され、掃除機使用者が必要に応じて集塵室に溜まった塵埃を捨てるものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１０は従来の掃除機のフィルターを示すもので、粗塵を捕捉するためのネットより構成される一次フィルター５２と不織布からなる二次フィルター５３を具え同一枠５４により成形され中央部５５より二つ折りした状態でフィルター１を構成している。
【０００４】
また、図１１は従来の掃除機の構成を示すもので、集塵ケース５７内面のガイドリブ６６間に前記フィルター５１が挿入され、電動送風機５８の吸引力で塵埃を多量に含んだ空気流が流入し、一次フィルター５２で綿綿等の粗塵が、二次フィルター５３で細塵が分離濾過され、清浄な空気のみが本体外へ排出される構成となっていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６２−４９８２０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記従来の構成では、フィルター表面に付着した塵埃の量が増すに従って、フィルターでの圧力損失が大きくなり、吸い込み口からの吸引力が低下し集塵性能が悪化してしまう。つまり集塵性能は集塵室のゴミが全くないときをピークにして使用時間が長くなればなるほど低くなってしまう。
【０００７】
そして、集塵性能をピーク時に戻そうとすると、フィルターを掃除したり水洗いしたりする必要があり非常に煩わしいものであった。またこの際、電気掃除機使用者の手にゴミが付着したり、部屋内にゴミを落としたりするなど非常に使い勝手が悪かった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するもので、使用時間によらず集塵性能の安定した掃除機を実現することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために本発明の電気掃除機は、吸引用の送風機を内包する本体と、前記送風機の吸引部に連通した吸い込み口と、前記吸い込み口から前記送風機への吸引経路に配設され塵埃を集積する集塵室と、前記集塵室内に装着され集塵室内に取り込まれる空気中の塵埃を濾過するフィルターと、前記フィルターに付着した塵埃をフィルターから剥離する塵埃剥離手段とを備え、前記塵埃剥離手段にフィルター表面に摩擦力を加えるフィルター押圧部と、前記フィルター押圧部を直動させるフィルター押圧部駆動手段とを有する構成としたので、フィルター表面を覆っている塵埃を塵埃剥離手段を用いて除去して集塵性能の安定した掃除機を実現することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、吸引用の送風機を内包する本体と、前記送風機の吸引部に連通した吸い込み口と、前記吸い込み口から前記送風機への吸引経路に配設され塵埃を集積する集塵室と、前記集塵室内に装着され集塵室内に取り込まれる空気中の塵埃を濾過するフィルターと、前記フィルターに付着した塵埃をフィルターから剥離する塵埃剥離手段とを備え、前記塵埃剥離手段にフィルター表面に摩擦力を加えるフィルター押圧部と、前記フィルター押圧部を直動させるフィルター押圧部駆動手段とを有する電気掃除機とすることにより、フィルターを覆っている塵埃を除去し送風機の圧力のフィルターでの損失を低減するので、安定した集塵性能が発揮できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載のフィルター押圧部を往復させることにより、フィルターからの塵埃の除去効率が向上するので、安定した集塵性能が発揮できる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のフィルター押圧部を複数有し、前記フィルター押圧部の直動方向に併設することにより、フィルター押圧部の移動距離を短くできるので、コンパクトな構成で短時間で除塵可能であるとともに、集塵性能に優れた掃除機を実現できる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載のフィルターをプリーツ状に構成することにより、フィルターの表面積を大きくし捕獲できる塵埃量を多くすると共に、送風機の圧力のフィルターでの損失を低減するので、安定した集塵性能が発揮できる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載のフィルターを複数有し、前記フィルターを吸引経路の吸い込み口側から送風機側に向けて並設することにより、フィルターの表面積を大きくし捕獲できる塵埃量を多くするので、安定した集塵性能が発揮できる。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の送風機への電力の供給を入切する電源スイッチと、時間を測定するタイマーとを有し、前記電源スイッチを入にした後または切にした後一定時間塵埃剥離手段を動作させることにより、安定した集塵性能が発揮できるとともに、清掃時の消費電力量をおさえることができる。
【００１６】
請求項７記載の発明は、請求項６記載のフィルターを覆っている塵埃の量を検出する塵埃量検出手段を有し、前記塵埃量検出手段が検出した塵埃量が所定値より多い時のみ前記塵埃剥離手段を動作させることにより、フィルターを覆っている塵埃の量が多い時のみ塵埃剥離手段により塵埃を剥離する事ができ、安定した集塵性能が発揮できるとともに、清掃時の消費電力量をおさえることができる。
【００１７】
請求項８記載の発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載のフィルター押圧部の少なくともフィルター当接部表面またはフィルター表面に潤滑剤をコーティングすることにより、フィルター当接部表面またはフィルター表面は塵離れの良いものとなり、著しく優れた集塵性能を維持し続ける掃除機を実現できる。
【００１８】
請求項９記載の発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載のフィルターまたはフィルター押圧部に帯電防止加工を施すことによりフィルターまたはフィルター押圧部は塵離れの良いものとなり、著しく優れた集塵性能を維持し続ける掃除機を実現できる。
【００１９】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（実施例１）
図１に本発明の第一の実施例における電気掃除機の構成を、図２に床上にある吸い込み口の外観をそれぞれ示す。１１は送風機であり、モータ部１１ａ、及びファン部１１ｂより構成されている。ファン部１１ｂの中央には吸引部１２が設けられている。１１ｃはモータ部１１ａに設けられた排気口を示す。送風機１１は本体１３にシールを兼ねた防振ゴム前１４及び防振ゴム後１５を介して本体１３に支持されている。１６は吸い込み口であり、複数のフィルター１７ａ、１７ｂ、１７ｃを有した集塵室１８を介して送風機１１の吸引部１２に連通している。フィルター１７ａ、１７ｂ、１７ｃそれぞれの表面はステンレス等の金属が蒸着されているため、蒸着しない場合に比べて著しく表面抵抗が低下している。フィルター１７ａ、１７ｂ、１７ｃはそれぞれフィルター支持部材２０ａ、２０ｂ、２０ｃにより集塵室１８に固定されているが、フィルター１７ａ、１７ｂ、１７ｃ及びフィルター支持部材２０ａ、２０ｂ、２０ｃは帯電防止処理が成されており正負いずれの静電気を帯びることがないようになっている。図３はフィルターの外観図と要部断面図であるが、フィルターはプリーツの形状のまま保持されている。これによりフィルターの表面積を大きくする事でフィルターが捕獲する塵埃量も増やす事ができる。また、フィルター単位面積当たりの通過風量を低減し送風機１１の真空圧のフィルターでの損失を低減している。
【００２１】
２１は塵埃剥離手段で、フィルター押圧部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、フィルター押圧部駆動手段であるフィルター押圧部駆動モータ２６、モータ動力伝達軸２７ａ、２７ｂ、２７ｃとで構成され、集塵室１８内のフィルター１７ａ、１７ｂ、１７ｃの上流側に設けられている。
【００２２】
また、モータ動力伝達軸２７ａ、２７ｂ、２７ｃ外形はネジ形状になっている。フィルター押圧部２２ａはブラシ２３，ブラシ支え２４ａから成り、ブラシ２３先端は、フィルター１７ａ表面を付勢するように取り付けられていて常にフィルター１７ａの表面に接触しつつ押圧している。図４に示すようにブラシ支え２４ａの先端形状は、フィルター１７ａ表面からブラシ支え２４ａ表面までの距離が一定になるように構成されており、フィルター１７ａ表面と対向する面にブラシ２３が配設されている。ブラシ支え２４ａにはモータ動力伝達軸２７ａ外形のネジと同じ呼び径のネジ２８と、モータ動力伝達軸２７ａの外径よりわずかに大きな径の孔２９が設けられている。ブラシ２３表面はステンレス等の金属が蒸着されているため、蒸着しない場合に比べて表面の接触抵抗が著しく低下している。ブラシ２３およびブラシ支え２４ａは帯電防止処理が成されており正負いずれの静電気を帯びることがないようになっている。フィルター押圧部２２ｂ、２２ｃについてもフィルター押圧部２２ａと同様の構成になっている。
【００２３】
図５および図６を用いて塵埃剥離手段２１の動作を説明する。フィルター押圧部２２ａはネジ２８をモータ動力伝達軸２７ａに締結されると共に、孔２９にブラシガイド３０（モータ動力伝達軸２７ａと同じ外径）が貫通した状態で静止している。フィルター押圧部駆動モータ２６に通電されると、モータ動力伝達軸２７ａが回転する。モータ動力伝達軸２７ａはモータ回転軸（図示せず）に結合されているので上下方向には移動しないが、フィルター押圧部２２ａはその回転に伴い矢印３１方向に平行移動する。このとき、孔２９がブラシガイド３０に接しながら移動するのでブラシ２３先端がフィルター１７ａ表面を付勢した状態を維持したままフィルター押圧部２２ａは移動する事になる。これによりブラシ２３がフィルター１７ａ表面を一方向に擦りフィルター１７ａ表面の塵埃４０ａを剥離する事ができる。一定時間フィルター押圧部駆動モータ２６を回転させるとフィルター押圧部２２ａは初期位置３３から終端位置３４まで直線移動する。
【００２４】
次に同じ時間フィルター押圧部駆動モータ２６を逆回転させるとフィルター押圧部２２ａは矢印３２方向に平行移動し初期位置３３までもどり、ブラシ２３がフィルター１７ａ表面を直線運動で往復した事になる。これらフィルター押圧部２２ａ，２２ｂ，２２ｃは直動方向に併設されているので、フィルター押圧部一個当たりの移動距離が短くなり塵埃剥離に要する時間を短縮する事になる。
【００２５】
図７にフィルター押圧部駆動モータ２６への電力供給のオンオフ制御の構成を示している。３５は送風機１１への電力供給のオンオフを行う掃除機の電源スイッチ、３６は送風機１１へ供給されている電力を検出する電力検出部、３７は電力検出部３６の出力に応じて経過時間を測定する時間測定部である。電源スイッチ３５が入れられて電力検出部３６が電力を検出すると、電力検出部３６からの信号によりフィルター押圧部駆動モータ駆動手段３８が電源３９からフィルター押圧部駆動モータ２６へ電流を流すと同時に電力検出部３６からの信号により時間測定部３７が、電力検出部３６から信号を受けてからの経過時間を測定し始める様に制御されている。時間測定部３７が測定した時間があらかじめ定められた時間になると、時間測定部３７からの信号によりフィルター押圧部駆動モータ駆動手段３８がフィルター押圧部駆動モータ２６を逆回転させる。
【００２６】
さらに時間測定部３７が測定した時間があらかじめ定められた時間を超えると時間測定部３７からの信号により、フィルター押圧部駆動モータ駆動手段３８が電源３９からフィルター押圧部駆動モータ２６への電流を遮断するようになっている。
【００２７】
次に動作について説明する。送風機１１を駆動すると吸引力が発生し、矢印４３で示すよう床面４２の塵埃が吸い込み口１６から吸引され始める。同時に電力検出部３６が送風機１１への電力供給を検出するのでフィルター押圧部駆動モータ駆動手段３８が電源３９からフィルター押圧部駆動モータ２６へ電流を流し、ブラシ２３がフィルター１７表面へ押さえつけられながらあらかじめ決められた往復直線運動を行う。このことにより電源スイッチ３５が入れられる前にフィルター１７表面に付着していた塵埃はブラシ２３により剥離され、フィルター１７表面は塵埃が全く付着していない新品と同じ状態に戻される。
【００２８】
このとき時間測定部３７は送風機１１に電力が供給してからの経過時間を測定していて、その時間があらかじめ定められた時間を超えると、フィルター押圧部駆動モータ２６への電力供給を遮断し塵埃剥離手段の動作を停止する。
【００２９】
この塵埃剥離の時、フィルター１７ａ及びブラシ２３の表面接触抵抗が著しく低いため塵離れが容易であり、それぞれに剥離されずに残る塵はない。さらにフィルター１７ａ及びブラシ２３は帯電防止処理が施され静電気を帯びることが無いので、塵埃が静電気によりフィルター１７ａ及びブラシ２３に付着することが無い。
【００３０】
同様にフィルター１７ｂで分離されフィルター１７ｂ表面に付着した塵埃３６ｂはブラシ２３ｂにより剥離され、フィルター１７ｃで分離されフィルター１７ｃ表面に付着した塵埃３６ｃはブラシ２３ｃにより剥離される。塵離れ性や剥離された塵埃の再付着防止性についても同様である。
【００３１】
吸い込み口１６から吸引された塵埃は、フィルター１７ａ、１７ｂ、１７ｃで分離され、清浄な気流のみが矢印３０ａで示すように本体１３の本体排気口３２より排気される。これにより床面の吸引清掃ができる。フィルター１７ａで分離し切れなかった塵埃の内一部がフィルター１７ｂで分離され、フィルター１７ｂで分離し切れなかった塵埃がフィルター１７ｃで分離される。フィルター１７ａ、１７ｂ、１７ｃで分離される塵埃４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、塵埃４０ａ、４０ｂ、４０ｃの順で塵埃の量も多くなる。ここではフィルターを複数設ける事で掃除機として一回の掃除で集塵できる塵埃量を著しく増やしている。
【００３２】
以上説明したように、掃除開始時には集塵室１８内のフィルター表面の塵埃は塵埃剥離手段２１により剥離されるので、フィルターが塵埃で目詰まりを起こすなどにより圧力損失が大きく変動することが無い。このことにより吸い込み口１６からの吸い込み力の変化も少なく安定した集塵性能を発揮する事が出来る。また、集塵室１８内のフィルター表面の塵埃が自動的に剥離され続けるので、電気掃除機使用者がフィルターを掃除したり水洗いしたりと言ったフィルターメンテナンスが一切不要である。さらに、塵埃剥離手段２１のブラシ２３の塵離れが良いのでこのブラシのメンテナンスも不要である。
【００３３】
なお本実施例では、フィルタ押圧部２２ａの直動動作を一往復としたが、これは往復回数を限定するものではなく、往復回数が増えればフィルタ１７ａ上の塵埃３６ａの剥離が確実に行われるのは言うまでも無い。
【００３４】
また、本実施例では、電源スイッチ３５が入れられて電力検出部３６が電力を検出すると、一定時間電源３９からフィルター押圧部駆動モータ２６へ電流を流す様なフィルター押圧部駆動モータ２６への電力供給のオンオフ制御を行ったが、電力検出部３６が送風機１１へ供給されている電力が０に変化したことを検出した後一定時間電源３９からフィルター押圧部駆動モータ２６へ電流を流す様なフィルター押圧部駆動モータ２６への電力供給のオンオフ制御を行っても同様の効果が得られる。
【００３５】
（実施例２）
本発明の第２に実施例の掃除機を図８および図９を用いて説明する。実施例１と同様な部分は同番号を付してその説明を省略する。
【００３６】
図８にフィルター押圧部駆動用モータ２６への電力供給のオンオフ制御の構成を示している。送風機１１へ流れている電流量を電流量検出部４１が測定している。電流量検出部４１が検出する電流値が所定の値を超えると、電流量検出部４１からの信号によりフィルター押圧部駆動モータ駆動手段３８が電源３９からフィルター押圧部駆動モータ２６へ電流を流すように制御している。その後電流量検出部４１が検出する電流値が所定の値を下回ると、電流量検出部４１からの信号によりフィルター押圧部駆動モータ駆動手段３８が電源３９からフィルター押圧部駆動モータ２６への電流を遮断するようになっている。
【００３７】
図９にフィルターを覆っている塵埃の量と送風機に通電される電流量の関係を示す。この図に示すようにフィルターを覆っている塵埃の量に反比例して送風機に通電される電流の量が減るのである。フィルターを覆っている塵埃の量が多くなるとフィルターでの圧力損失が増し送風機のファン部へ流れ込む空気の量が少なくなる。このためファンを回転させるときの空気抵抗が減るためモータへの負荷が減り、モータへ流れる電流が減るという現象である。つまりモータへ流れる電流値を検出することが、フィルターを覆っている塵埃の量を検出することになるのである。事前にモータへ流れる電流値がどのくらいの値になればフィルターが目詰まりをおこし集塵性能が悪くなっているのか確認しておけばよい。
【００３８】
次に動作について説明する。送風機１１を駆動すると吸引力が発生し、矢印４３で示すよう床面４２の塵埃が吸い込み口１６から吸引され、フィルター１７で塵埃が分離され、清浄な気流が矢印３０ａで示すように本体１３の本体排気口３２より排気される。これにより床面の吸引清掃ができる。
【００３９】
清掃中は送風機１１へ流れている電流量を電流量検出部４１が測定しており、その電流値が所定の値を超えると、電流量検出部４１からの信号によりフィルター押圧部駆動モータ駆動手段３８が電源３９からフィルター押圧部駆動モータ２６へ電力が供給され塵埃剥離手段２１が駆動される。フィルター１７で分離されフィルター１７表面に付着した塵埃はブラシ２３により剥離される。フィルター１７表面に付着した塵埃がブラシ２３により剥離されて電流量検出部４１が検出する電流値が所定の値を下回ると、電流量検出部４１からの信号によりフィルター押圧部駆動モータ駆動手段３８が電源３９からフィルター押圧部駆動モータ２６への電流を遮断し塵埃剥離手段２１が停止する。この様に塵埃剥離手段２１の動作時間を必要最小限にし消費電力量をおさえている。
【００４０】
この塵埃剥離の時、フィルター１７及びブラシ２３の表面接触抵抗が著しく低いため塵離れが容易であり、それぞれに剥離されずに残る塵はない。さらにフィルター１７及びブラシ２３は帯電防止処理が施され静電気を帯びることが無いので、塵埃が静電気によりフィルター１７及びブラシ２３に付着することが無い。
【００４１】
以上説明したように、掃除中には必要に応じて集塵室１８内のフィルター１７表面の塵埃は塵埃剥離手段２１により剥離されるので、フィルター１７が塵埃で目詰まりを起こすなどにより圧力損失が大きく変動することが無い。このことにより吸い込み口１６からの吸い込み力の変化も少なく安定した集塵性能を発揮する事が出来る。また、集塵室１８内のフィルター１７表面の塵埃が自動的に剥離され続けるので、電気掃除機使用者がフィルター１７を掃除したり水洗いしたりと言ったフィルターメンテナンスが一切不要である。さらに、塵埃剥離手段２１のブラシ２３の塵離れが良いのでこのブラシ２３のメンテナンスも不要である。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、塵埃と空気を分離するフィルターの自動クリーニングを実現することにより、使用時間によらず集塵性能の安定した掃除機を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における電気掃除機の集塵部の構成を示す図
【図２】同、床上にある吸い込み口の外観図
【図３】同、フィルターの外観および断面図
【図４】同、フィルターとフィルター押圧部の位置を示す図
【図５】同、フィルター押圧部の動作を示す図
【図６】同、フィルター押圧部の動作を示す図
【図７】同、フィルター押圧部駆動モータへの電力供給制御の構成を示す図
【図８】本発明の実施例２におけるフィルター押圧部駆動モータへの電力供給制御の構成を示す図
【図９】同、フィルターを覆っている塵埃の量と送風機に通電される電流値の関係を示す図
【図１０】従来の電気掃除機のフィルターを示す図
【図１１】従来の電気掃除機の構成を示す図
【符号の説明】
１１  送風機
１３  本体
１６  吸い込み口
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ  フィルター
１８  集塵室
２１  塵埃剥離手段
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ  フィルター押圧部
２６  フィルター押圧部回転モータ
【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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【図１０】
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【図１１】
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