(57)【要約】【課題】飼育槽内の水温と空気温度を共に制御する飼育槽を提供する。【解決手段】水中部Ｍと陸地部とが設けられるようにした生体の飼育を行うための槽に、温度調節手段１との間で熱伝導性をもち上記槽内の空気Ａおよび上記水中部Ｍの水との間で熱交換を行うように配された熱交換手段２と、この熱交換手段と槽内の空気との熱交換を促進させる送風機３と、上記槽内の空気の温度と水中部の水温に従って上記温度調節手段１および送風機３を制御して槽内空気温度と水温とを同時に制御する制御手段８，１１，１２と、を備えた。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中部と陸地部とが設けられるようにした生体の飼育を行うための槽に、温度調節手段との間で熱伝導性をもち上記槽内の空気および上記水中部の水との間で熱交換を行うように配された熱交換手段と、この熱交換手段と槽内の空気との熱交換を促進させる送風機と、上記槽内の空気の温度と水中部の水温に従って上記温度調節手段および送風機を制御して槽内空気温度と水温とを同時に制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする飼育槽。
【請求項２】
水中部と陸地部とが設けられるようにした生体の飼育を行うための槽と、
温度調節可能な温度調節手段と、
この温度調節手段との間で熱伝導性をもち、上記槽内の空気および上記水中部の水との間で熱交換を行うように配された熱交換手段と、
回転時に上記熱交換手段と槽内の空気との熱交換を促進させる送風機と、
槽内の空気の温度を検出する槽内空気温度センサと、
槽内の上記水中部の水温を検出する槽内水温センサと、
上記槽内空気温度センサおよび槽内水温センサからの温度と水温に従って上記温度調節手段および送風機を制御して槽内の環境を制御する制御装置と、
を備え、上記制御装置が少なくとも槽内空気温度と水温とを同時に制御する温度・水温制御手段を含むことを特徴とする飼育槽。
【請求項３】
上記熱交換手段の温度を検出する熱交換器温度センサと、槽内の空気の湿度を検出する槽内湿度センサとを備え、上記制御装置が上記熱交換器温度センサおよび槽内湿度センサからの温度と湿度も考慮して槽内空気湿度を制御する湿度制御手段を含むことを特徴とする請求項２に記載の飼育槽。
【請求項４】
上記温度調節手段としてペルチェ素子を用いたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の飼育槽。
【請求項５】
照明装置をさらに備え、上記制御装置が上記照明装置を制御することにより槽内の照度を制御する照度制御手段を含むことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の飼育槽。
【請求項６】
上記制御装置が、月日および時間を示す日時演算手段と、槽内空気温度、水温、槽内空気湿度および照度のうちの少なくとも２つ以上の制御対象の単位時間ごとの制御目標値である設定基準値を示す２４時間プログラムおよび年間プログラムを格納した記憶手段と、上記日時演算手段からの月日および時間に従って上記２４時間プログラムおよび年間プログラムから得られる設定基準値を補正演算する基準値補正演算手段と、を含み、補正演算して得られた設定値に従って上記各制御を行うことを特徴とする請求項２ないし５のいずれか１項に記載の飼育槽。
【請求項７】
上記熱交換手段が、上記温度調節手段との間で熱伝導性をもち、上記槽内の空気と上記水中部の水との両方に接するようにして配された熱交換器からなることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の飼育槽。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水中と陸地を含む比較的特異な環境に棲息する爬虫類、両生類、昆虫等の小動物や植物等の生体を飼育するための飼育槽に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術においては、ペルチェ素子により、観賞用の魚や植物を飼育するための水槽の中の水を冷却することができ、かつ、通電を逆方向に切り替えることで水槽の中の水を加温することができる温度調節機能付き水槽がある（例えば特許文献１参照）。また、照明の光量を調節することができる飼育槽がある（例えば特許文献２参照）。さらに、任意の温度制御パターンにより空気または水の温度を調節することができる制御装置がある（例えば特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２２８６３８号公報
【特許文献２】
特開平７−１５５０８８号公報
【特許文献３】
特開平７−２０９４７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
比較的特異な環境に棲息する爬虫類、両生類、昆虫等の小動物や植物等の生体を飼育するためには、飼育槽内の空気温度、水温、湿度、及び照度から構成される環境を、自然界と同一にすることが望ましい。しかし、上記のような従来の技術においては、飼育槽内を水と空気とが共存する環境にする必要がある場合に、以下のような課題があった。
【０００５】
まず、飼育槽内の水または空気のいずれか一方の温度の調節を行うことは可能であったが、水と空気の両方を自動的に冷却または加温することができなかった。
【０００６】
また、飼育槽内の空気温度を調節することは可能であったが、空気の湿度の調節を自動的に加湿または除湿することができなかった。
【０００７】
また、年間を通しての環境の変化を自動的に調節することができなかった。
【０００８】
これらの課題により、小動物や植物等の生体をその生体に適さない悪い環境にさらす危険性があった。
【０００９】
この発明では、上記の課題を解決することにより、比較的特異な環境に棲息する爬虫類、両生類、昆虫等の小動物や植物を、一般家庭においても簡単に飼育することができる飼育槽を安価で得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的に鑑み、この発明は、水中部と陸地部とが設けられるようにした生体の飼育を行うための槽に、温度調節手段との間で熱伝導性をもち上記槽内の空気および上記水中部の水との間で熱交換を行うように配された熱交換手段と、この熱交換手段と槽内の空気との熱交換を促進させる送風機と、上記槽内の空気の温度と水中部の水温に従って上記温度調節手段および送風機を制御して槽内空気温度と水温とを同時に制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする飼育槽にある。
また、水中部と陸地部とが設けられるようにした生体の飼育を行うための槽と、温度調節可能な温度調節手段と、この温度調節手段との間で熱伝導性をもち、上記槽内の空気および上記水中部の水との間で熱交換を行うように配された熱交換手段と、回転時に上記熱交換手段と槽内の空気との熱交換を促進させる送風機と、槽内の空気の温度を検出する槽内空気温度センサと、槽内の上記水中部の水温を検出する槽内水温センサと、上記槽内空気温度センサおよび槽内水温センサからの温度と水温に従って上記温度調節手段および送風機を制御して槽内の環境を制御する制御装置と、を備え、上記制御装置が少なくとも槽内空気温度と水温とを同時に制御する温度・水温制御手段を含むことを特徴とする飼育槽にある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の一実施の形態による飼育槽の全体の概略構成を示す正面図であり、図２は図１のＩ−Ｉ線での断面図である。図１は図２の矢印Ｆからみた図である。図１、２において、槽Ｂの槽内側に、槽内熱交換器２を配し、槽内熱交換器２に温度調整手段であるペルチェ素子１の熱交換面の一方が槽内側の熱交換面として伝熱ブロック４を介して良好な熱伝導性を有して結合している。槽内送風機３は、回転時に熱交換器２と槽内の空気Ａとの熱交換を促進する位置に配置されている。槽外熱交換器６はペルチェ素子１の槽外側の熱交換面の熱エネルギーを槽外の空気に伝達するものであり、伝熱ブロック５を介してペルチェ素子１と良好な熱伝導性を有して結合している。槽外送風機７は、回転時に槽外熱交換器６の槽外の空気への熱伝達を促進する。
【００１２】
槽内空気温度センサ１１は槽内の空気温度を、槽内湿度センサ１３は槽内の空気湿度をそれぞれ検出できる位置に設置されている。槽内水温センサ１２は、槽内に貯められた水中部Ｍの水温を検出できる位置に設置されている。槽内熱交換器温度センサ１４は槽内熱交換器２の例えば表面に設置され表面温度を検出する。槽外空気温度センサ１５は、機械室２２内に槽外の空気温度を検出可能な位置に配置されている。照明装置Ｌは槽内の照度を調節する。
【００１３】
そして図３に示すように、ペルチェ素子１、槽内送風機３、槽外送風機７、照明装置Ｌ、槽内空気温度センサ１１、槽内水温センサ１２、槽内湿度センサ１３、槽内熱交換器温度センサ１４、槽外空気温度センサ１５および電源ＰＳ（図１、２には省略されている）が、図示しない配線により制御装置８に電気的に接続されている。さらに槽内には陸地部Ｇがあり、また小動物や植物等の生体Ｓがいて、断熱材２１は槽Ｂの内部と機械室２２との間の熱伝導を遮断する。
【００１４】
また、コンピュータ等により構成される制御装置８は以下で説明する制御（実施の形態２も含めて）を行うために図４に示すように温度・水温制御手段１０１、湿度制御手段１０３、照度制御手段１０５、日時演算手段１０７、槽内環境の制御対象の制御目標となる設定基準値を示したテーブルである２４時間プログラムおよび年間プログラムを格納したメモリ１０９、および基準値補正演算手段１１１を含む。
【００１５】
以上の構成において、制御装置８は、槽内空気温度センサ１１と槽内水温センサ１２との検出結果に応じてペルチェ素子１に通電する直流電圧の向きを切り替えることによって、槽内を冷却または加温することができ、直流電圧の大きさを調節することにより、槽内の冷却量または加温量を調節することができる。また、必要に応じて槽内送風機３と槽外送風機７との通電を制御することにより、槽内熱交換器２と槽内の空気との熱交換と槽外熱交換器６と槽外の空気との熱交換量とを調節することができる。さらに、照明装置Ｌの通電を制御することにより、槽内の照度を調節することができる。
【００１６】
ここで槽内熱交換器２は槽内の空気Ａと水中部Ｍ内の水（Ｍ）との両方に接する形状としているため、槽内の水（Ｍ）と空気Ａとの両方に熱エネルギーを伝えることを可能にしている。例えば、冷却運転において、水（Ｍ）よりも空気Ａの方をより多く冷却する必要がある場合には、制御装置８が槽内送風機３を高速で回転させる運転を行うことにより、空気Ａへの熱伝達を促進させる。逆に、空気よりも水の方をより多く冷却する必要がある場合には、制御装置８が槽内送風機３の回転数を低下させるか停止させることによって、空気Ａへの熱伝達よりも水（Ｍ）への熱伝達を効率よく行う。
【００１７】
制御装置８が槽内送風機３の回転数を適宜調節することで、槽内熱交換器２の水（Ｍ）への熱伝達量と空気Ａへの熱伝達量とを微調整する構成としているため、この熱伝達量の調整により、結果的に、水（Ｍ）および空気Ａの温度をそれぞれ所望の温度に保持することを可能としている。なお槽Ｂの材質を断熱効果の高いものにすることで、槽内が外気の影響を受けにくくすることができる。さらに槽内熱交換器温度センサ１４からの温度を、槽内の空気Ａの露点温度より小さくなるように冷却すれば除湿を、槽内の水を加温するようにすれば加湿を、それぞれ行うことができる。
【００１８】
上記実施の形態１においては、槽内の湿度を調節する必要がない場合には、槽内湿度センサ１３と槽内熱交換器温度センサ１４を設けずに構成してもよい。また、照度を調節する必要がない場合には、照明装置Ｌを設けずに構成してもよい。
【００１９】
また、上記実施の形態１においては、冷却または加温にペルチェ素子１を用いているが、圧縮機等を用いて冷却または加温を行う構成としてもよい。
【００２０】
さらに、上記実施の形態１においては、槽内熱交換器を１つのみ用いて構成しているが、例えば水中部Ｍ内の熱交換量を大きくしたい場合には水専用の槽内熱交換器とペルチェ素子を上記槽内熱交換器２とペルチェ素子１とは別に設けてもよいし、例えば空気Ａの熱交換量を大きくしたい場合には空気専用の槽内熱交換器とペルチェ素子を上記槽内熱交換器２とペルチェ素子１とは別に設けてもよい。また、構成部品が少し多くなるが、水中部Ｍの熱交換器と空気Ａの熱交換器を別体に設けて、それぞれの熱交換器で水中部Ｍと空気Ａの温度を調節するようにしてもよい。また、ペルチェ素子、槽内外の送風機、あるいは槽内外の熱交換器の数を増やしたり、形状を大きくするなどすれば、熱交換量を大きくすることが可能である。また、陸地部Ｇは槽Ｂに予め固定されたものでも良いし、形状の異なるものをオプションで容易に使用者が任意に選択して配置可能にしたり、使用者が適宜加工したり、作成できるようにしてもよい。
【００２１】
このようにこの実施の形態１では、飼育槽において、温度調整手段と、熱交換器と、送風機と、槽内の水温を検出する槽内水温センサと、槽内の空気温度を検出する槽内空気温度センサと、制御装置とを備え、槽内の水温と空気温度を制御するように構成したので、爬虫類や昆虫等を飼育することができると共に、両生類や魚類をも同時に飼育することができるという効果がある。また、飼育槽内の１つの熱交換器を槽内の水と空気との両方に接するように配置したので、水温と空気温度を制御する飼育槽を、簡単な構成で実現できるという効果がある。さらに、湿度センサを備え、槽内の空気の湿度を制御するように構成したので、棲息する湿度環境に制限のある生体を飼育するための飼育槽を、より簡単な構成で実現できるという効果がある。さらに、照明装置を備え、制御装置により照度を制御するように構成したので、槽内の環境をより自然環境に近い状態にすることができるという効果がある。
【００２２】
実施の形態２．
実施の形態２の飼育槽を図５に基づいて説明する。図５は実施の形態２における制御装置８の特徴的な制御の部分を示す動作フローチャートである。なお全体的な構成は図１〜３に示すものと同様である。また、実施の形態１では制御装置８において図４の温度・水温制御手段１０１、湿度制御手段１０３および照度制御手段１０５により制御が行われるが、実施の形態２ではさらに日時演算手段１０７、槽内環境の制御対象である槽内空気温度、水温、槽内空気湿度および照度のうちの少なくとも２つ以上の制御対象の単位時間ごとの制御目標値である設定基準値を示したテーブルである２４時間プログラムおよび年間プログラムを格納したメモリ１０９、およびこの設定基準値を月日および時間に従って補正演算する基準値補正演算手段１１１を使用して上記各制御を行う。
【００２３】
実施の形態１の飼育槽において、予めＸ月１日Ｚ時０分の設定基準値が制御装置８内の記憶手段１０９内の２４時間プログラムおよび年間プログラム（特に図示せず）として記憶されている。ここでＸは１から１２までの任意の整数、Ｚは０から２３までの任意の整数である。設定基準値は、空気温度設定基準値Ｔａｓ０、水温設定基準値Ｔｗｓ０、空気湿度設定基準値Ｈａｓ０、照度設定基準値Ｌｉｓ０のうちの少なくとも２つ以上であり、これらはいずれもＸとＺの関数である。
【００２４】
まずステップ１のように、制御装置８は各温度センサ１１，１２，１４，１５、湿度センサ１３の検出値を入力し、槽内空気温度ｔａ、槽内空気湿度ｈａ、槽内水温ｔｗ、槽外空気温度、槽内熱交換器表面温度ｔｅとして認識する（ステップＳ１）。
【００２５】
次にステップ２では、現在の日時を演算し、Ｘ１月Ｙ１日Ｚ１時Ｗ１分として認識する（ステップＳ２）。
【００２６】
次にステップ３では、Ｘ１月１日Ｚ１時０分、すなわちＸ＝Ｘ１、Ｚ＝Ｚ１における空気温度設定基準値、水温設定基準値、空気湿度設定基準値、照度設定基準値を、それぞれ記憶手段１０９から読み出し、Ｔａｓ００、Ｔｗｓ００、Ｈａｓ００、Ｌｉｓ００として認識する。同様に、Ｘ１月１日（Ｚ１＋１）時０分の各設定基準値を読み出し、Ｔａｓ０１、Ｔｗｓ０１、Ｈａｓ０１、Ｌｉｓ０１として、（Ｘ１＋１）月１日Ｚ１時０分の各設定基準値を読み出し、Ｔａｓ０２、Ｔｗｓ０２、Ｈａｓ０２、Ｌｉｓ０２として、それぞれ認識する（ステップＳ３）。
【００２７】
続いてステップ４では、ステップ２で記憶手段１０９からＸ１とＺ１の値から読み出した空気温度設定基準値Ｔａｓ００、Ｔａｓ０１、Ｔａｓ０２、水温設定基準値Ｔｗｓ００、Ｔｗｓ０１、Ｔｗｓ０２、空気湿度設定基準値Ｈａｓ００、Ｈａｓ０１、Ｈａｓ０２、照度設定基準値Ｌｉｓ００、Ｌｉｓ０１、Ｌｉｓ０２に対し、Ｙ１、Ｚ１の値に応じた補正演算を行い、空気温度設定値Ｔａｓ、水温設定値Ｔｗｓ、空気湿度設定値Ｈａｓ、照度設定値Ｌｉｓを現在の設定値として確定する。補正演算は、例えばＴａｓについては、次式のように行うことができるが、１例であるため、他の式を用いて演算することも可能である（ステップＳ４）。
【００２８】
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【００２９】
ステップ５ではステップ１で検出した槽内空気温度ｔａ、槽内空気湿度ｈａ、槽内水温ｔｗ、槽外空気温度ｔｏ、槽内熱交換器表面温度ｔｅの値から、ステップ４で確定した空気温度設定値Ｔａｓ、水温設定値Ｔｗｓ、空気湿度設定値Ｈａｓ、照度設定値Ｌｉｓに対し、ペルチェ素子１の出力電圧と、槽内送風機３の回転数と、照明装置Ｌの出力照度を演算する（ステップＳ５）。
【００３０】
最後に、ステップ６、ステップ７、ステップ８にて、ステップ５での演算結果の出力処理を行う（ステップＳ６〜Ｓ８）。
【００３１】
以上のステップ１からステップ８までを１サイクルとして、例えば１秒に１サイクルの周期で一連の処理を行うことにより、槽内の空気温度、水温、湿度、照度を、常に最適な状態に維持することが可能である。
【００３２】
各設定基準値は、記憶手段１０９に予め記憶してもよいし、飼育者が詳細に設定して記憶手段１０９に記憶するようにしてもよい。飼育者が簡単に選択できるような設定手段を設けて、例えば地域や国、あるいは小動物の種類を選択するようにすれば、わずらわしい設定を行うことなく、容易に特異な環境に棲息する小動物を飼育できる。または飼育者が各設定基準値を詳細に設定することができるような設定手段を設けて、あらゆる槽内環境を実現できるようにしてもよい。
【００３３】
なお、この実施の形態２ではペルチェ素子を用いた場合のペルチェ素子の出力電圧を算出し出力しているが、例えばペルチェ素子の代わりに圧縮機を用いた場合には、その回転数を算出し出力するようにしてもよい。
【００３４】
このように、この実施の形態２では、飼育槽において、制御装置８は日時演算手段を有し、槽内の空気温度、水温、湿度、照度のうち、少なくとも２つ以上の制御対象を、予め設定された２４時間プログラム等により、単位時間ごとの目標値に従って制御するように構成したので、飼育者が不在であっても槽内環境を自動調節することができ、また、予め設定された年間プログラムにより単位期間ごとの目標値に従って制御するように構成したので、飼育槽内の水温、空気温度、湿度、照度のうち少なくとも２つ以上の自動調節を１年を通して行うことができるため、例えば冬眠など、自然環境で年間の限られた期間でしか起こらない生態を模擬的に観察できるという効果がある。さらに制御装置に予め記憶された複数個の年間プログラムを有するように構成したので、飼育槽内の水温、空気温度、湿度、照度のうち、少なくとも２つ以上の自動調節を、煩わしいプログラム設定を行うことなく、簡単に行うことができるという効果がある。
【００３５】
このように飼育槽において、温度調節手段と、熱交換器と、槽内の水温を検出する水温センサと、槽内の空気温度を検出する空気温度センサと、制御装置とを備え、槽内の水温と空気温度を制御するように構成したので、爬虫類や昆虫等を飼育することができると共に、両生類や魚類をも同時に飼育することができる。
【００３６】
また、飼育槽内の１つの熱交換器を槽内の水と空気との両方に接するように配置したので水温と空気温度を制御する飼育槽を簡単な構成で実現できる。
【００３７】
また、槽内の熱交換器の温度を検出する熱交換器温度センサと、空気の湿度を検出する湿度センサとを備え、槽内の空気の湿度を制御するように構成したので、棲息する湿度環境に制限のある生体を飼育するための飼育槽を、より簡単な構成で実現できる。
【００３８】
また、温度調節手段としてペルチェ素子を用いたので、空気温度と水温とを制御する飼育槽を、小型化できる。
【００３９】
また、照明装置を備え、制御装置により照度を制御するように構成したので、槽内の環境をより自然環境に近い状態にすることができる。
【００４０】
また、制御装置に日時演算手段を設けて、槽内の空気温度、水温、湿度、照度のうち、少なくとも２つ以上の制御対象を、２４時間プログラムおよび年間プログラムにより、単位時間ごとの目標値に従って制御するように構成したので、飼育者が不在であっても槽内環境を自動調節し、またこの自動調節を１年を通して行うため、例えば冬眠など、自然環境で年間の限られた期間でしか起こらない生態を模擬的に観察できる。
【００４１】
また、制御装置に予め記憶された複数個の年間プログラムを有するように構成したので、飼育槽内の空気温度、水温、湿度、照度のうち、少なくとも２つ以上の自動調節を、煩わしいプログラム設定を行うことなく、簡単に行うことができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、水中部と陸地部とが設けられるようにした生体の飼育を行うための槽に、温度調節手段との間で熱伝導性をもち上記槽内の空気および上記水中部の水との間で熱交換を行うように配された熱交換手段と、この熱交換手段と槽内の空気との熱交換を促進させる送風機と、上記槽内の空気の温度と水中部の水温に従って上記温度調節手段および送風機を制御して槽内空気温度と水温とを同時に制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする飼育槽とした。また、特に水中部と陸地部とが設けられるようにした生体の飼育を行うための槽と、温度調節可能な温度調節手段と、この温度調節手段との間で熱伝導性をもち、上記槽内の空気および上記水中部の水との間で熱交換を行うように配された熱交換手段と、回転時に上記熱交換手段と槽内の空気との熱交換を促進させる送風機と、槽内の空気の温度を検出する槽内空気温度センサと、槽内の上記水中部の水温を検出する槽内水温センサと、上記槽内空気温度センサおよび槽内水温センサからの温度と水温に従って上記温度調節手段および送風機を制御して槽内の環境を制御する制御装置と、を備え、上記制御装置が少なくとも槽内空気温度と水温とを同時に制御する温度・水温制御手段により構成した。これにより、飼育槽内の熱交換器を槽内の水と空気との両方に接するように配置したので水温と空気温度を制御することができ、ひいては比較的特異な環境に棲息する爬虫類、両生類、昆虫等の小動物や植物を、一般家庭においても簡単に飼育することができる飼育槽を安価で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による飼育槽の全体の概略構成を示す正面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線での断面図である。
【図３】この発明による飼育槽における制御構成を示す図である。
【図４】この発明による飼育槽の制御装置の機能ブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態２における制御装置の特徴的な制御の部分を示す動作フローチャートである。
【符号の説明】
１  ペルチェ素子（温度調整手段）、２  槽内熱交換器、３  槽内送風機、４  伝熱ブロック、５  伝熱ブロック、６  槽外熱交換器、７  槽外送風機、８  制御装置、１１  槽内空気温度センサ、１２  槽内水温センサ、１３  槽内湿度センサ、１４  槽内熱交換器温度センサ、１５  槽外空気温度センサ、２１  断熱材、２２  機械室、Ａ  空気、Ｂ  槽、Ｇ  陸地部、Ｌ  照明装置、Ｍ  水中部、Ｓ  生体。
【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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