(57)【要約】      （修正有）【課題】両圧縮機構により生じるケースの内部の空気の流れによりケースの内部に存在する電磁石を空冷できるダイヤフラム式往復動ポンプ装置を提供する。【解決手段】一方のダイヤフラム２４Ａと外ケース１０との間に形成された一方の圧縮室２３Ａを有して振動子１９の往動により一の接続管２５Ａを介して空気を圧縮室２３Ａに取り入れかつ振動子１９の復動により外ケース１０の内部１０Ａに空気を排出する圧縮機構１２と、他方のダイヤフラム２４Ｂと外ケース１０との間に形成された他方の圧縮室２３Ｂを有して振動子１９の往動により他の接続管２５Ｄを介して空気を圧縮室２３Ｂから外部に排出しかつ振動子１９の復動により外ケース１０の内部１０Ａに取り入れた空気を他方の圧縮室２３Ｂに取り入れる圧縮機構１３とからなるポンプ本体を備え、圧縮機構１２から圧縮機構１３への空気の流れによって電磁石１１を空冷しつつ空気を吸入・排出する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースの内部に設けられて振動子を往復動させる電磁石と、前記振動子の往復動方向両端側に取り付けられたダイヤフラムと、一方のダイヤフラムと前記ケースとの間に形成された一方の圧縮室を有して前記振動子の往動により一の接続管を介して空気を前記一方の圧縮室に取り入れかつ前記振動子の復動により前記ケースの内部に空気を排出する吸入側圧縮機構と、他方のダイヤフラムと前記ケースとの間に形成された他方の圧縮室を有して前記振動子の往動により他の接続管を介して空気を前記他方の圧縮室から外部に排出しかつ前記振動子の復動により前記ケース内部に取り入れた空気を前記他方の圧縮室に取り入れる排出側圧縮機構とからなるポンプ本体を備え、前記吸入側圧縮機構から前記排出側圧縮機構への空気の流れによって前記電磁石を空冷しつつ空気を吸入・排出することを特徴とするダイヤフラム式往復動ポンプ装置。
【請求項２】
前記ポンプ本体が少なくとも一組設けられ、各振動子は互いに逆位相に駆動されることを特徴とする請求項１に記載のダイヤフラム式往復動ポンプ装置。
【請求項３】
前記ケースに該ケースの内部と外部とを連通する開口部が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のダイヤフラム式往復動ポンプ装置。
【請求項４】
前記ポンプ本体が少なくとも一組設けられ、各ポンプ本体を構成する電磁石が独立制御されることを特徴とする請求項１に記載のダイヤフラム式往復動ポンプ装置。
【請求項５】
ケースの内部に設けられて振動子を往復動させる電磁石と前記振動子の往復動方向両端側に取り付けられた一対のダイヤフラムと該一対のダイヤフラムと前記ケースとの間に形成された圧縮室を有して前記振動子の往復動により両接続管を介して空気を圧縮室に交互に取り入れると共に前記ケースの内部に空気を交互に排出する吸入側ポンプ本体と、ケースの内部に設けられて振動子を往復動させる電磁石と前記振動子の往復動方向両端側に取り付けられた一対のダイヤフラムと該一対のダイヤフラムと前記ケースとの間に形成された圧縮室を有して前記振動子の往復動により両接続管を介して圧縮室から空気を交互に外部に排出すると共に前記ケースの内部の空気を圧縮室に交互に取り入れる排出側ポンプ本体とを備え、前記吸入側ポンプ本体から前記排出側ポンプ本体への空気の流れによって前記電磁石を空冷しつつ空気を吸入・排出することを特徴とするダイヤフラム式往復動ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばエアー式マッサージ機等のエアー式健康機器のエアー供給源に用いられるダイヤフラム式往復動ポンプ装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ダイヤフラム式往復動ポンプ装置には、図１１に示す構成のものが知られている（特許文献１参照）。この図１１において、１は外ケース、２は電磁石、３は圧縮機構である。電磁石２はＥ型鉄芯２Ｂにコイル２Ｃが巻回され、振動子２Ｄを駆動する。
【０００３】
コイル２Ｃは引き出しリード線２Ｅを介して交流電源２Ｆに接続されている。電磁石２は外ケース１の内部に配設されている。振動子２Ｄには永久磁石２Ｇ、２Ｈが固定されている。振動子２Ｄは電磁石２が発生する交番磁界と永久磁石２Ｇ、２Ｈとの吸引・反発作用により往復動される。その振動子２Ｄの両端には、圧縮室３Ａを拡縮するためのダイヤフラムゴム３Ｂが取り付けられている。その圧縮室３Ａ、ダイヤフラムゴム３Ｂは圧縮機構３の一部を構成している。その圧縮室３Ａは吸気弁３Ｃを介して接続管４に連通されると共に、排気弁３Ｄを介して接続管５に連通されている。
【０００４】
この種のダイヤフラム式往復動ポンプ装置では、振動子２Ｄの往復動により、吸入用の左右の接続管４、４から交互に空気が吸引され、排出用の左右の接続管５、５から交互に空気が排出される。
【０００５】
また、従来のダイヤフラム式往復動ポンプ装置には、図１２に示すように、外ケース１の内部と接続管４とを連通させ、外ケース１にケースの内部と外部とを連通する開口部１Ａを形成した構成のものも知られている。
【０００６】
このものでは、振動子２Ｄを往復動させると、開口部１Ａを介して外気が外ケース１の内部に取り入られ、外ケース１の内部に存在する電磁石２が空冷されると共に、その外ケース１の内部に取り入れられた空気が左右の接続管４を経由して交互に圧縮室３Ａに取り込まれ、その圧縮室３Ａに取り込まれた空気が交互に接続管５を介して排出される。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００３−１５５９８２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１１に示す従来のダイヤフラム式往復動ポンプ装置の場合には、空気の吸入・排気を空冷に利用できないという不都合がある。一方、図１２に示す従来のダイヤフラム式往復動ポンプ装置の場合には、一方の圧縮室３Ａと他方の圧縮室３Ａとにはこれらの圧縮室に対応する専用の排出用の接続管５が設けられ、開口部１Ａを通して外気を外ケース１の内部に取り入れて両接続管５を通じて排出のみを行う構成であるので、接続管５により吸入と排出とを同時に行うことができないという不都合がある。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、振動子の往復動により、ケースの外部からケースの内部へ空気を専用に取り入れる圧縮機構と、このケースの内部からこのケースの外部に専用に排出することのできる圧縮機構とを備えて、両圧縮機構により生じるケースの内部の空気の流れによりケースの内部に存在する電磁石を空冷しつつ空気を一方の圧縮機構から吸入して他方の圧縮機構に送り、この他方の圧縮機構を介して空気を外部に排出することのできるダイヤフラム式往復動ポンプ装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のダイヤフラム式往復動ポンプ装置は、ケースの内部に設けられて振動子を往復動させる電磁石と、前記振動子の往復動方向両端側に取り付けられた一対のダイヤフラムと、一方のダイヤフラムと前記ケースとの間に形成された一方の圧縮室を有して前記振動子の往動により一の接続管を介して空気を一方の圧縮室に取り入れかつ前記振動子の復動により前記ケースの内部に空気を排出する吸入側圧縮機構と、他方のダイヤフラムと前記ケースとの間に形成された他方の圧縮室を有して前記振動子の往動により他の接続管を介して他方の圧縮室から空気を外部に排出しかつ前記振動子の復動により前記ケース内部に取り入れた空気を前記他方の圧縮室に取り入れる排出側圧縮機構とからなるポンプ本体を備え、前記吸入側圧縮機構から前記排出側圧縮機構への空気の流れによって前記電磁石を空冷しつつ空気を吸入・排出することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（発明の実施の形態１）
図１は本発明に係わるダイヤフラム式往復動装置の発明の実施の形態１の説明図である。この図１において、１０は防音用の外ケース、１１は電磁石、１２、１３は圧縮機構である。ポンプ本体はその電磁石１１と圧縮機構１２、１３とから大略構成され、電磁石１１は外ケース１０の内部１０Ａに設置され、Ｅ型鉄芯１４を有する。このＥ型鉄芯１４はボルト１５Ａとナット１５Ｂとによって外ケース１に固定されている。
【００１２】
そのＥ型鉄芯１４にはコイル１６が巻回されている。コイル１６は引き出しリード線１７を介して交流電源１８に接続されている。その電磁石１１は振動子１９を駆動する。
【００１３】
振動子１９には永久磁石２０、２０が固定されている。振動子１９は電磁石１１が発生する交番磁界と永久磁石２０、２０との吸引・反発作用により往復動される。その振動子１９の両端には、圧縮室２３Ａ、２３Ｂを拡縮するためのダイヤフラムゴム２４Ａ、２４Ｂが取り付けられている。
【００１４】
圧縮機構（吸入側圧縮機構）１２は圧縮室２３Ａ、ダイヤフラムゴム２４Ａ、接続管２５Ａ、２５Ｂ、吸入弁２６Ａ、排出弁２６Ｂから大略構成されている。圧縮機構（排出側圧縮機構）１３は圧縮室２３Ｂ、ダイヤフラムゴム２４Ｂ、接続管２５Ｃ、２５Ｄ、吸入弁２６Ｃ、排出弁２６Ｄから大略構成されている。
【００１５】
圧縮室２３Ａは吸入弁２６Ａを介して接続管２５Ａに連通されると共に、排出弁２６Ｂを介して接続管２５Ｂに連通されている。接続管２５Ｂは連通管２７Ａを介して外ケース１０の内部１０Ａに連通されている。
【００１６】
圧縮室２３Ｂは排出弁２６Ｄを介して接続管２５Ｄに接続されると共に、吸入弁２６Ｃを介して接続管２５Ｃに接続されている。接続管２５Ｃは連通管２７Ｂを介して外ケース１０の内部１０Ａに連通されている。外ケース１０にはケースの内部１０Ａと外部とを連通する開口部１０Ｂが形成されている。
【００１７】
このダイヤフラム式往復動ポンプ装置では、例えば、接続管２５Ａ、２５Ｄにエアー式マッサージ機のエアーバッグ２８Ａ、２８Ｂがホース２９Ａ、２９Ｂを用いて接続される。
【００１８】
そして、電源スイッチ（図示を略す）を入れると、例えば、振動子１９が右方に変位される。すると、左方の圧縮室２３Ａの容積が拡大されて、圧縮室２３Ａの内部が負圧となり、エアーバッグ２８Ａの内部の空気がホース２９Ａ、接続管２５Ａを経由して矢印Ａ１で示すように圧縮室２３Ａに取り込まれる。これによって、エアーバッグ２８Ａの空気が吸引され、膨らんでいたエアーバッグ２８Ａが強制的に萎まされる。
【００１９】
同時に、右方の圧縮室２３Ｂの容積が縮小されて、圧縮室２３Ｂの内部が正圧となり、圧縮室２３Ｂの内部の空気が接続管２５Ｄから矢印Ａ２で示すように排出され、圧縮室２３Ｂの内部の空気がホース２９Ｂを経由して、エアーバッグ２８Ｂの内部に送り込まれ、萎んでいたエアーバッグ２８Ｂが膨らまされることになる。
【００２０】
次いで、振動子１９が左方に変位されると、圧縮室２３Ａの内部の空気が外ケース１０の内部１０Ａに送り込まれると同時に、外ケース１０の内部１０Ａの空気が矢印Ａ３に示すように圧縮室２３Ｂに吸引され、この空気の流れにより、外ケース１０の内部１０Ａに存在する電磁石１１が空冷される。その振動子１９の往復動の繰り返しにより接続管２５Ａのみから空気が吸引され、接続管２５Ｄのみから空気が間欠的に排出される。
【００２１】
エアーバッグ２８Ａの内部から取り出される空気の量とエアーバッグ２８Ｂに送り込まれる空気の量とにアンバランスが生じた場合、例えば、エアーバッグ２８Ｂの圧力が飽和しないうちにエアーバッグ２８Ａから取り込まれる空気の量が不足すると、不足分の空気が開口部１０Ｂを介して矢印Ａ４に示すように外部から外ケース１０の内部１０Ａに取り込まれ、これにより、エアーバッグ２８Ｂに不足分の空気が送り込まれる。
【００２２】
また、エアーバッグ２８Ｂの圧力が飽和しているにも拘わらずエアーバッグ２８Ａから取り込まれる空気が過剰であると、過剰分の空気が開口部１０Ｂを介して矢印Ａ５で示すように外ケース１０の内部１０Ａから外部に放出される。
【００２３】
このようにして、エアーバッグ２８Ａから取り出される空気の量とエアーバッグ２８Ｂに送り込まれる空気の量とにアンバランスが生じた場合には、開口部１０Ｂを介して吸入量が調整される。
【００２４】
この発明の実施の形態によれば、圧縮機構１２が一方のダイヤフラム２４Ａとケースとの間に形成された一方の圧縮室２３Ａを有して振動子１９の往動により一の接続管２５Ａを介して空気を取り入れかつ振動子１９の復動によりケースの内部１０Ａに空気を取り入れる専用の吸入側圧縮機構として作用し、圧縮機構１３が他方のダイヤフラム２４Ｂとケースとの間に形成された他方の圧縮室２３Ｂを有して振動子１９の往動により他の接続管２５Ｄを介して空気を排出しかつ振動子１９の復動によりケースの内部１０Ａに取り入れた空気を他方の圧縮室２３Ｂに取り入れる専用の排出側圧縮機構として作用し、吸入側圧縮機構から排出側圧縮機構への空気の流れによって電磁石１１を空冷しつつ空気を吸入・排出する。
（発明の実施の形態２）
図２はポンプ本体を一組設けて、言い換えると、外ケース１０の内部１０Ａにポンプ本体を偶数個設けてダイヤフラム式往復動ポンプ装置を構成したものである。
【００２５】
そのポンプ本体はいわゆる背中合わせにして外ケース１０の内部１０Ａに配設され、各振動子１９は互いに逆位相駆動されるように、Ｅ型鉄芯１４の各コイルが図３に模式的に示すように結線されている。
【００２６】
その図３において、符号１４Ａ〜１４ＤはＥ型鉄芯１４、１４を構成する構成要素であり、符号１６Ａ１−１６Ａ２はＥ型鉄芯１４Ａに巻回されたコイルを示し、符号１６Ａ３−１６Ａ４はＥ型鉄芯１４Ｂに巻回されたコイルを示し、符号１６Ｂ１−１６Ｂ２はＥ型鉄芯１４Ｃに巻回されたコイルを示し、符号１６Ｂ３−１６Ｂ４はＥ型鉄芯１４Ｄに巻回されたコイルを示し、各コイル１６Ａ１−１６Ａ２、１６Ａ３−１６Ａ４、１６Ｂ１−１６Ｂ２、１６Ｂ３−１６Ｂ４の結線回路は図４に示す等価回路で表される。
【００２７】
すなわち、コイル１６Ａ１−１６Ａ２、１６Ａ３−１６Ａ４とコイル１６Ｂ１−１６Ｂ２、１６Ｂ３−１６Ｂ４とは同向きに巻回されている。
【００２８】
各永久磁石２０には図３に示すように極性が与えられ、Ｅ型鉄芯１４Ａ〜１４Ｄは図３に示す極性が交流電流により交互に切り換えられて、互いの振動子１９が逆位相で駆動されるようになっている。
【００２９】
この図２示す発明の実施の形態２のダイヤフラム式往復動装置の各接続管２５Ａ、２５Ｄに、例えば、図５に示すように、ホース２８、ホース２９を介して接続し、ホース２８の途中からホース３０、３１を分岐させ、そのホース３０を電磁弁３０Ａを介してエアーバッグ２８Ａに接続し、そのホース３１を電磁弁３１Ａを介してエアーバッグ２８Ｂに接続する。また、ホース２９の途中からホース３２、３３を分岐させ、ホース３２を電磁弁３２Ａを介してエアーバッグ２８Ａに接続し、ホース３３を電磁弁３３Ａを介してエアーバッグ２８Ｂに接続する。
【００３０】
そして、電磁弁３０Ａ（３１Ａ）と電磁弁３２Ａ（３３Ａ）とは一方が開のときには他方が閉となるように開閉制御すると共に、電磁弁３０Ａ（３２Ａ）と電磁弁３３Ａ（３１Ａ）とは同時に開閉されるように制御する。
【００３１】
このように構成すると、二つの吸入用の接続管２５Ａ、２５Ａからエアーバッグ２８Ａの内部の空気がダイヤフラム式往復動ポンプ装置に吸い込まれ、二つの排気用の接続管２５Ｄ、２５Ｄからエアーバッグ２８Ｂに空気が送り込まれるので、発明の実施の形態１に示すダイヤフラム式往復動ポンプ装置の略２倍のスピードでエアーバッグ２８Ａを萎ませることができると共に、略２倍のスピードでエアーバッグ２８Ｂを膨らませることができる。
【００３２】
また、一方のポンプ本体の振動子１９と他方のポンプ本体の振動子１９とが互いに逆方向に駆動されるので、振動成分を打ち消すことができるという効果を奏し、騒音の低減につながる。更に、この発明の実施の形態２によれば、負荷変動を小さくできるので、負荷変動による損失の低減も図ることができる。
【００３３】
この発明の実施の形態２では、ケースの内部に配設するポンプ本体の個数を２個としたが、偶数個であればこれに限るものでなく、４個でも、６個でも、２個づつ一組にして背中合わせにして、１個のダイヤフラム式往復動ポンプ装置を構成しても良い。
（発明の実施の形態３）
図６は本発明に係わるダイヤフラム式往復動ポンプ装置の発明の形態３の説明図であって、ポンプ本体を一組背中合わせにして設け、その各ポンプ本体を引き出しリード線１７Ａ、１７Ｂを介してそれぞれ、図７に示す制御回路３４Ａ、３４Ｂを介して交流電源１８に接続する構成としたものである。図８はその各ポンプ本体の接続関係の等価回路を示している。
【００３４】
この図６に示すダイヤフラム式往復動ポンプ装置によれば、一方のポンプ本体と他方のポンプ本体とを独立に別々に制御することができ、例えば、図９（Ａ）に示すように、二つのポンプ本体を同位相駆動することにより、振動子１９、１９を同時に同じ方向に移動させると、ポンプ本体の振動が大きくなるので、このダイヤフラム式往復動ポンプ装置をマッサージ機に利用すれば、バイブレーションマッサージの震動源として用いることができる。また、図９（Ｂ）に示すように逆位相駆動した場合には、発明の実施の形態２の説明で述べたように、振動の低減を図ることができる。更に、図９（Ｃ）に示すように、一方のポンプ本体と他方のポンプ本体との位相を４分の１ずらして、互いの振動子１９、１９を往復動させた場合には、単位時間当たりの吸排気回数が２倍になるので、排気風の脈動が低減され、整流タンク又はタンク容量の低減を図ることができる。
【００３５】
また、この独立制御によれば、同位相制御と逆位相制御とを交互に切り換えることにより、吐出風量を維持しつつ、バイブレーションマッサージのオン・オフ制御が可能となる。
【００３６】
更に、低風量での駆動を希望する場合には、一方のポンプ本体への通電を断つことができるので、省エネルギー化にも貢献する。
【００３７】
なお、その図９において、符号Ｑ１、Ｑ２は電源波形を示し、Ｚ０は電源電圧の０レベルを示している。
（発明の実施の形態４）
この発明の実施の形態４では、図１０に示すように、外ケース１０の内部１０Ａに偶数個、ここでは２個のポンプ本体を上下に設け、下側のポンプ本体を吸気専用とし、上側のポンプ本体を排気専用とし、下側のポンプ本体の圧縮機構には吸入弁２６Ａ、排出弁２６Ｂが設けられし、上側のポンプ本体の圧縮機構には吸入弁２６Ｃ、排出弁２６Ｄが設けられている。
【００３８】
このダイヤフラム式往復動ポンプ装置によれば、例えば下側のポンプ本体（吸入側ポンプ本体）の振動子１９が例えば右方向に往動したときには接続管２５Ｄから圧縮室２３Ｂに空気が矢印Ａ１’に示すように取り入れられ、圧縮室２３Ａの空気が矢印Ａ２’で示すように外ケース１０の内部１０Ａに排出される。また、振動子１９が復動したときには、圧縮室２３Ａに接続管２５Ａを介して矢印Ａ３’で示すように空気が取り入れられ、圧縮室２３Ｂの空気が矢印Ａ４’で示すように外ケース１０の内部１０Ａに排出される。
【００３９】
一方、上側のポンプ本体（排出側ポンプ本体）の振動子１９が例えば左方に復動したときには、接続管２５Ｄから圧縮室２３Ｂの空気が矢印Ａ５’で示すように排出され、圧縮室２３Ａに外ケース１０の内部１０Ａの空気が取り入れられる。また、その振動子１９が往動したときには、圧縮室２３Ａの空気が矢印Ａ６’で示すように接続管２５Ａを介して外部に排出され、圧縮室２３Ｂに外ケース１０の内部１０Ａの空気が取り入れられる。
【００４０】
この発明の実施の形態４によれば、発明の実施の形態２と同様の効果を奏する。
【００４１】
【発明の効果】
本発明のダイヤフラム式往復動装置は、以上説明したように構成したので、一方の圧縮室に通じる接続管を吸入専用に使用し、他方の圧縮室に通じる接続管を排気専用に使用して、ケース内部に存在する電磁石の空冷を図りつつ同時に吸入と排気とを独立して行うことができるという効果を奏する。
【００４２】
従って、エアー式健康機器、例えば、エアー式マッサージ機のエアー供給源として本発明のダイヤフラム式往復動装置を用いる場合、ケース内部の電磁石の空冷を図りつつ、各接続管にエアーバッグを接続して圧縮室に負圧を生じさせることにより一方のエアーバッグの空気を吸入して効率よく萎ませつつ、同時に他方の圧縮室に正圧を生じさせることにより他方のエアーバッグに空気を送り込んで、そのエアーバッグを効率よく膨らませることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のダイヤフラム式往復動ポンプ装置の発明の実施の形態１の要部構造を示す部分断面図である。
【図２】本発明のダイヤフラム式往復動ポンプ装置の発明の実施の形態２の要部構造を示す断面図であって、ポンプ本体を偶数個設けたダイヤフラム式ポンプ装置の部分断面図である。
【図３】図２に示すポンプ本体の電磁石の結線関係を示す模式図である。
【図４】図３に示す電磁石のコイルの等価回路図である。
【図５】図２に示すダイヤフラム式往復動ポンプ装置のエアーマッサージ機への適用の一例を示す説明図である。
【図６】本発明のダイヤフラム式往復動ポンプ装置の発明の実施の形態３の要部構造を示す断面図であって、ポンプ本体を偶数個設けたダイヤフラム式ポンプ装置の独立制御の一例を示す説明図である。
【図７】図６に示すポンプ本体の電磁石の結線関係を示す模式図である。
【図８】図７に示す電磁石のコイルの等価回路図である。
【図９】図６に示すダイヤフラム式往復動ポンプ装置の独立制御の説明図であって、（Ａ）は一の振動子と他の振動子とを同相制御する際のコイルに加える電圧波形を示し、（Ｂ）は一の振動子と他の振動子とを逆位相制御する際の電圧波形を示し、（Ｃ）は一の振動子の位相と他の振動子の位相とを４分の１ずらして制御する際の電圧波形を示している。
【図１０】本発明のダイヤフラム式往復動ポンプ装置の発明の実施の形態４の要部構造を示す断面図である。
【図１１】従来のダイヤフラム式往復動ポンプ装置の一例を示す図である。
【図１２】従来のダイヤフラム式往復動ポンプ装置の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１０…外ケース
１０Ａ…内部
１１…電磁石
１２、１３…圧縮機構
１９…振動子
２３Ａ、２３Ｂ…圧縮室
２４Ａ、２４Ｂ…ダイヤフラム
２５Ａ、２５Ｄ…接続管
【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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