(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄水を上方に噴射させるノズルを有し、上記ノズル以外には上方に開口部を有しないものであって、噴射の反力によって略水平方向に回転する中空状の回転洗浄ヘッドと、この回転洗浄ヘッドを回動自在に軸支すると共に、軸支部の側方に形成された吐水口から上記回転洗浄ヘッドに洗浄水を送給するノズル軸とを備えた食器洗い機において、上記ノズル軸は、上記吐水口の下部周囲外方に突出された上記回転洗浄ヘッドのスラスト軸受部を有し、上記回転洗浄ヘッドは、上記吐水口との対向部に形成された吐水方向に対して上方向に傾斜した傾斜部を有していると共に、上記傾斜部は上記ノズル軸の中心軸に対し対称に設けられていることを特徴とする食器洗い機。
【請求項２】
上記ノズル軸における、上記吐水口の上部周面に上記回転洗浄ヘッドのラジアル軸受が形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の食器洗い機。
【請求項３】
上記ラジアル軸受は、上記吐水口の上部に突出形成させた冠状突出部の周面からなることを特徴とする請求項２に記載の食器洗い機。
【請求項４】
上記スラスト軸受部は、上記ノズル軸の吐水口下部外径を拡大する如く形成された段部を用いてなることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の食器洗い機。
【請求項５】
上記ノズル軸の内側における上記吐水口の直上部天井部に洗浄水の吐水方向を水平にする整流部が設けられてなることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載の食器洗い機。
【請求項６】
上記回転洗浄ヘッドは、中央部に形成された中空状のタワー部と、このタワー部の上端部に設けられた中央ノズルとを備えてなることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載の食器洗い機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば家庭用のビルトイン型や卓上型の食器洗い乾燥機、食器洗い機、あるいは業務用の食器洗い乾燥機など、タイプや用途を問わず好ましく用いることができる食器洗い機に関し、更に詳細には、食器を洗浄するための洗浄水を噴射する回転洗浄ノズルの軸支構造の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
食器洗い乾燥機に用いられる回転洗浄ノズルにおける回転洗浄ヘッドの円滑な自転を実現するためには、摺動シール部での摩擦を小さくする一方、摺動シール部からの水漏れを防止する必要があるが、従来のＯリングなどを利用した摺動シール技術では、これらは相反する要求となる。この相反する要求を満足する安価な構造が無かったため、従来の食器洗い機の回転洗浄ノズルにおいては、摺動シール部からの多少の水漏れには目をつぶり、使用洗浄水の増加、洗浄ポンプ出力の増加などで対応してきた。
【０００３】
しかしながらその場合、洗浄ポンプの大型化だけでなく、発生音の増加なども誘発してしまう。また、摺動シール部から漏れた洗浄水は、洗浄に寄与せず無駄であると共に、回転洗浄ヘッド内部の圧力（噴射圧）を、ひいては、洗浄力を低下させてしまう。さらに、一度摺動シール部から水が漏れると水漏れが増える方向となってしまう、などの観点から、洗浄ポンプ始動時から回転洗浄ノズルの摺動シール部における水漏れを防止する改善策が求められている。
【０００４】
ここで、回転洗浄ヘッドには、下向きに働く下記の力が存在する。
１）回転洗浄ヘッド自身の自重、
２）回転洗浄ヘッド内に充満される洗浄水の自重、
３）噴射口からの噴流反力。
一方、上向きに働く力には、
４）洗浄水の水流による動圧、がある。
また、回転洗浄ヘッドの上下開口面積により働く力の向きが変化する
５）回転洗浄ヘッドに充満される洗浄水の内圧による力、が存在する。
【０００５】
これらのことを利用し、ノズル軸上方を閉口し、上記４）の上向きの力を回転洗浄ヘッドに働かせず、かつ、回転洗浄ヘッド中央部を貫通穴とし上方開口面積を下方開口面積よりも大きくすることにより、上記５）を下向きに働かせ、回転洗浄ヘッドに働く力を全て下向きとし、複数の水平段部を有するノズル軸に回転洗浄ヘッドを圧接させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、洗浄ポンプを始動しそのまま動作させると上記４）の上向き力による衝撃力により摺動シール面が離脱状態となってしまうのを、洗浄ポンプ始動後に洗浄ポンプを短時間停止させ、回転洗浄ヘッドに充満された洗浄水の自重を利用して摺動シール面を圧接しなおした後に洗浄ポンプを再始動させて洗浄ポンプの再始動時から摺動シール面をノズル軸に圧接させ、水漏れを防止する技術等が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１３９８０７号公報（第１頁要約、図１）
【特許文献２】特開平１１−２２５９３８号公報（第１頁要約、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１の回転洗浄ヘッドに働く力を全て下向きにする場合、確実なシールが実現できるが、摺動シール面が複数存在する。このため、回転洗浄ヘッドとノズル軸の摺動シール面には高い成形精度が要求されると共に、回転洗浄ヘッドは内部が空洞のため、通常上下２つの成形品から構成されるため、これらの高い組立精度が要求される。これより、金型費用が高くなるか、あるいは、組立後の後加工が必要になりコスト上昇を招いてしまう。ここで、小型成型部品は大型成型部品と比べて比較的容易により高い精度にて製作可能なことから、回転洗浄ヘッドの摺動部近傍を別部品で構成することにより、高い組立精度は不要となるものの、回転洗浄ヘッド以外の金型や組立工程の追加などが必要となりコスト上昇を招いてしまう。一方、シール面が複数個でない場合であっても、シール機能を保持するために回転洗浄ヘッドに働く大きな下向き力に比例した摩擦トルクが、回転洗浄ヘッドの自転を妨げる方向に働くため、噴流の水平方向成分を増加する必要があり、洗浄水の有効利用ができないと共に、使用洗浄水量の増加を招く。
【０００８】
一方、上記特許文献２の洗浄ポンプを制御する場合には、一般的な食器洗い乾燥機の洗浄ポンプに対して、起動・停止回数が倍となるため、摺動部の磨耗による寿命は約半分となってしまう。また、制御パラメータである初期起動時間や停止時間は洗浄水の状態（洗剤濃度や、水温等による粘性、密度）以外にも洗浄ポンプの出力に依存するため、確実な摺動シール面での圧接を実現するには、想定される範囲内にて回転洗浄ヘッド内に十分水が充満するよう洗浄ポンプの初期始動時間を長めにする必要がある。これより、最適な初期始動時間よりも長くなるため、回転洗浄ヘッドとノズル軸の摺動シール面からの水漏れを少なくすることは困難である。
【０００９】
この発明は、上記のような従来技術の課題を解決するためになされたもので、高い成形・組立精度が不要で、かつ、洗浄ポンプを一時停止する必要が無く、洗浄ポンプの始動時から回転洗浄ヘッドとノズル軸との摺動シール部を確実にシールでき、また、コスト的にも安価な食器洗い機を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る食器洗い機は、洗浄水を上方に噴射させるノズルを有し、上記ノズル以外には上方に開口部を有しないものであって、噴射の反力によって略水平方向に回転する中空状の回転洗浄ヘッドと、この回転洗浄ヘッドを回動自在に軸支すると共に、軸支部の側方に形成された吐水口から上記回転洗浄ヘッドに洗浄水を送給するノズル軸とを備えた食器洗い機において、上記ノズル軸は、上記吐水口の下部周囲外方に突出された上記回転洗浄ヘッドのスラスト軸受部を有し、上記回転洗浄ヘッドは、上記吐水口との対向部に形成された吐水方向に対して上方向に傾斜した傾斜部を有していると共に、上記傾斜部は上記ノズル軸の中心軸に対し対称に設けられているものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明においては、ノズル軸の吐水口下部周囲外方に、回転洗浄ヘッドの摺動シール部となるスラスト軸受部を突出形成すると共に、回転洗浄ヘッドの吐水口との対向部に吐水方向に対して上方向に傾斜した傾斜部を設けたことにより、摺動シール部を最小の一箇所のみとすることができ、摺動抵抗も小さくできる。しかも洗浄ポンプ始動時に洗浄水の流れで回転洗浄ヘッドに下向きの力が働くことで洗浄ポンプの始動時から確実なシールを実現でき、特別な洗浄ポンプの制御を不要にできる。また、組立・保守性も良く、安価に製造できる。そして、上記傾斜部がノズル軸の中心軸に対し対称に設けられているので、左右方向の力は対称となる傾斜部に働く逆向きの力で相殺され回転洗浄ヘッドに下方向の力が働くことにより、スラスト軸受部に隙間を発生させず水漏れを確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下、この発明をシステムキッチンなどに設置されるビルトイン型引き出し式食器洗い乾燥機に用いた場合を例に説明する。図１〜図３は、この発明の実施の形態１に係る食器洗い機であるビルトイン型食器洗い乾燥機の要部を示すもので、図１は全体構成を概略的に示す側面断面図、図２は図１に示す回転洗浄ヘッドとノズル軸の要部を拡大して示す断面図、図３は回転洗浄ヘッドをノズル軸から外した状態を示す組立断面図である。なお、各図を通じて同一符号は同一もしくは相当部分を示すものとする。
【００１３】
図において、食器洗い乾燥機１は、前面が開口した外箱２と、この外箱２の両側壁部に水平方向に取り付けられたガイドレール３と、このガイドレール３に対して前後方向（図１の左右方向）に移動可能に係合され、外箱２に収容される上面が開放された洗浄槽４を備えている。図示しない食器類の出し入れ時には、洗浄槽４は外箱２より引き出され、食器類を洗浄する際には、図１のように外箱２に収納される。ここで、図示しない内蓋が外箱２の上方内側に設置され、洗浄槽４の引き出し・押し込み動作と同期する図示しない開閉機構が存在する。これにより、収納時には洗浄槽４の上面の開放部を塞ぎ、洗浄水や蒸気が洗浄槽４と図示しない内蓋の外への排水・排気を防止する。洗浄槽４の内部には、食器類を保持する食器カゴ５、洗浄水を温めるためのヒータ６などが設置され、さらに食器カゴ５の下側には食器類の洗浄を行う回転洗浄ノズル７が洗浄槽４の底面などから突設されている。
【００１４】
図の例では、底面に２つの回転洗浄ノズル７を設備しているが、１つの場合、あるいは別途側壁部や天井部など所望の位置に固定ノズルを設けることもできる。回転洗浄ノズル７は、洗浄水を上方ないしは斜め上方に噴射させる略上方に開口された複数個のノズル８１を有し、噴射の反力によって略水平方向に回転する中空棒状の回転洗浄ヘッド８と、この回転洗浄ヘッド８を回動自在に軸支すると共に、洗浄槽４の下側に設けられた洗浄ポンプ１０によって供給される洗浄水を、軸支部の側方周面に設けられた吐水口９１から上記回転洗浄ヘッド８に供給する中空状のノズル軸９とからなっている。
【００１５】
上記ノズル軸９の軸支部を構成するノズル軸頭部９５の側方には、回転洗浄ヘッド８に洗浄水を略水平方向に供給する吐水口９１が周方向に複数設けられ、洗浄ポンプ１０によって送給された洗浄水を該吐水口９１から水平方向のみに吐水する。なお、この例では、ノズル軸９の内側における吐水口９１の直上部天井部は閉口され、ノズル軸９の中心から吐水口９１に向かって下がる向きの傾斜を有する整流部９２が形成されている。また、ノズル軸頭部９５の吐水口９１上方には、冠状の突出部からなるラジアル軸受９３が設けられ、さらに吐水口９１の下側のノズル軸基部９６との間には、ノズル軸９の外径を拡大する如く該ノズル軸９の周囲外方に突出された水平方向の段部からなるスラスト軸受９４が設けられている。
【００１６】
一方、上記回転洗浄ヘッド８は、中央部が上記ノズル軸頭部９５の周りを包囲するように形成され、図２に示すように複数個のノズル８１以外には上方に開口部を持たない構造となっている。そして、中央部の洗浄水入口部８２の吐水口９１に対向する部分は、吐水方向、即ち放射方向に対して上方向に傾斜した傾斜部８３が形成され、その下部のノズル軸９を挿入する中央開口部８４の下端は、上記スラスト軸受９４の上面に周接してシールする突起部からなる摺動シール部８５が形成されている。さらに、中央部の洗浄水入口部８２の上方中央内側には上記ラジアル軸受９３の周りを覆う如く形成され、内周面が該ラジアル軸受９３の外周面に周接する帽子状突出部８６が形成されている。その他の構成は従来装置と同様であるので説明を省略する。
【００１７】
上記において、回転洗浄ヘッド８とノズル軸９との摺動面は、帽子状突出部８６及びラジアル軸受９３で構成されたラジアル軸受部Ｒと、中央開口部８４の下端面からなる摺動シール部８５及びスラスト軸受９４で構成されたスラスト軸受部Ｓの２箇所となっている。ここで、ラジアル軸受部Ｒは単なる摺動面であり、スラスト軸受部Ｓが唯一の摺動シール面となり、摺動シール部８５がスラスト軸受９４の上面に圧接されることにより、シール機能が実現される。
【００１８】
また、回転洗浄ヘッド８に設ける複数のノズル８１は、食器カゴ５に保持された様々な食器類に対する効率的な洗浄を実現するため、ノズル軸９の中心軸に対して非対称に設けられている。この非対称性は、回転洗浄ヘッド８、ひいては、摺動シール部８５が傾こうとして、スラスト軸受９４との周方向に均等な圧接状態を崩し、摺動シール面を構成するスラスト軸受部Ｓに隙間が生じ、水が漏れる方向に作用し、シール性能を左右することとなるが、上記ラジアル軸受部Ｒはこの回転洗浄ヘッド８が傾くのを防止する役割を担っている。
【００１９】
次に、上記のように構成された実施の形態１について、洗浄ポンプ１０が動作した場合における回転洗浄ノズル７の動作を中心に説明する。洗浄を開始する前には、回転洗浄ヘッド８とノズル軸９には洗浄水が存在しないので、回転洗浄ヘッド８には洗浄水の重力による下向きの力の発生は無く、回転洗浄ヘッド８の自重のみで、摺動シール部８５がスラスト軸受９４に当接されている。洗浄ポンプ１０を始動させると、洗浄水がノズル軸頭部９５に到達し始め、吐水口９１から回転洗浄ヘッド８へ洗浄水が供給される。このとき、洗浄水は洗浄ポンプ１０により加圧されているため、ノズル軸９の整流部９２に上向きの力を発生させながら、流れる向きをほぼ水平方向に変えて吐水口９１から噴出される。
【００２０】
回転洗浄ヘッド８の洗浄水入口部８２の吐水口９１に対向する部分には傾斜部８３が設けられているため、この傾斜部８３に吐水口９１からほぼ水平方向に噴射された洗浄水が当り、回転洗浄ヘッド８に下向きの衝撃力が発生する。これにより、洗浄ポンプ１０の始動時に確実にスラスト軸受部Ｓの隙間発生を防止できる。
【００２１】
ここで、ノズル軸頭部９５の内径Ｄ０とノズル軸頭部９５の外径Ｄ１とは殆ど同じ大きさであるため、整流部９２が仮に水平の場合には、吐水口９１から斜め上方に噴射し、上方向への衝撃力が回転洗浄ヘッド８に発生してしまう。しかし、図２に示すように、整流部９２に正しい傾きを設けているため、回転洗浄ヘッド８が下向きに受ける力は大きくなり、摺動シール面であるスラスト軸受部Ｓのシール性能が一層向上される。
【００２２】
洗浄ポンプ１０始動後、中空の回転洗浄ヘッド８内に洗浄水が充填されると、回転洗浄ヘッド８の上下開口面積の差異により上向き内圧力は発生するものの、回転洗浄ヘッド８に充填された洗浄水の自重とノズル８１からの噴流による下向き反力が加わるため、洗浄中においても摺動シール部８５が下向きにスラスト軸受９４に押し付けられ、スラスト軸受部Ｓには隙間が生じずに洗浄が開始される。
摺動シール面を構成するスラスト軸受部Ｓは、全体あるいは部分的な隙間が発生すると、ますます水が漏れ隙間が塞がることはないが、この実施の形態１では、上記構成により、洗浄ポンプ１０の始動時から洗浄中の全ての間、確実にシールが実現できる。
【００２３】
一方、洗浄中における外乱による回転洗浄ヘッド８の傾きについては、ラジアル軸受部Ｒにて傾きを防止している。ここで、構造上動ける傾きは、軸受長さと、軸受隙間により決定され、隙間／長さにほぼ比例する。つまり、本発明に係る実施の形態１では、回転洗浄ヘッド８の帽子状突出部８６とノズル軸９に設けたラジアル軸受９３との上下方向重なり長さと、隙間に相当する。回転洗浄ヘッド８の高さを増加すること無しに、帽子状突出部８６の長さは増大でき、その結果重なり長さも増大可能であるため、同じ許容傾きに対して、従来品よりも隙間を大きく確保することができる。故に、回転洗浄ヘッド８とノズル軸９には高い成形精度と組立精度は不要となる。
【００２４】
また、回転洗浄ヘッド８は使用者が時々清掃するために、ノズル軸頭部９５より着脱されることがある。図３の矢印Ａで示すように、ノズル軸９に対して上下方向の動作のみで着脱可能で、かつ、ラジアル軸受部Ｒの隙間は十分確保できるため、使用者は容易に回転洗浄ヘッド８の着脱、および清掃ができる。
【００２５】
上記のように、実施の形態１によれば、ノズル軸９の吐水口９１下部周囲外方に、回転洗浄ヘッド８のスラスト軸受９４を突出形成して、唯一の摺動シール部分となるスラスト軸受部Ｓを設けると共に、回転洗浄ヘッド８の、吐水口９１との対向部に吐水方向に対して上方向に傾斜した傾斜部８３を設けたことにより、洗浄ポンプ１０始動時に洗浄水の流れで回転洗浄ヘッド８に下向きの力が働くことで始動時から確実なシールを実現でき、特別な洗浄ポンプの制御を不要にできる。同時に摺動シール部分を最少の一箇所のみとすることができ、摺動抵抗も小さくできる。また、少ない構成要素で、組立・保守性が良く、高い成形精度および組立精度が不要で安価に製造できる。
【００２６】
また、ノズル軸頭部９５に上方に伸びる冠状の突出部からなるラジアル軸受９３を設け、回転洗浄ヘッド８の中心部に該ラジアル軸受９３に周接する帽子状突出部８６を設けてラジアル軸受部Ｒを構成したことで、ラジアル軸受部Ｒの長さを大きく確保でき、その結果、ラジアル軸受部Ｒの隙間を十分確保可能なため、高精度なラジアル軸受が不要となり、回転洗浄ヘッド８やノズル軸９を高い精度での成形・組立が不要となり、安価でかつ組立やすい。さらに、ノズル軸９の内側における吐水口９１の直上部を閉口している天井部が、ノズル軸９の中心から吐水口９１に向かって下がる向きに傾斜させて形成された整流部９２を構成していることにより、ノズル軸９の吐水口９１からの噴出流が、より水平方向に流れ出ることから、回転洗浄ヘッド８を下向きに押し付ける力を更に増加することができ、より確実な水漏れ防止が実現できる。
【００２７】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２による食器洗い機の要部である回転洗浄ノズルを示す断面図である。実施の形態１では、回転洗浄ヘッド８の中心部上部が平坦なものについて説明したが、この実施の形態２は、この発明を回転洗浄ヘッド８の中心部上部に中央ノズル８１ａを有するタワー部８７が形成されたタワー式の回転洗浄ヘッド８に適用した場合を例示している。図において、回転洗浄ヘッド８は、ラジアル軸受部Ｒの上部に先細り中空棒状のタワー部８７が形成され、該タワー部８７の先端角部に中央ノズル８１ａが開口されている。そして、ノズル軸頭部９５の天井を形成する整流部９２中央には中央ノズル８１ａに連通する穴９２ａが開けられている。その他の構成は上記実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００２８】
上記のように構成された実施の形態２においては、図示省略している洗浄ポンプから送給された洗浄水の大部分は実施の形態１と同様に吐水口９１から水平方向に吐水され、複数のノズル８１から洗浄槽内上方向に噴射され、同様な動作でスラスト軸受部Ｓからの水漏れが確実に防止される。そして、洗浄水の一部は天井部の穴９２ａ、及びラジアル軸受部Ｒの隙間を通ってタワー部８７内に送給され、中央ノズル８１ａから斜め上方に噴射されて食器類を洗浄する。なお、ラジアル軸受部Ｒには十分な隙間があるため、洗浄水はここからタワー部８７の上方へ到達し、中央ノズル８１ａより噴射される。このため、穴９２ａの大きさは小さくても良く、ラジアル軸受部Ｒの隙間が十分ある場合には、該穴９２ａは省くこともできる。
上記のように構成された実施の形態２においても、実施の形態１と同様な動作によって同様な効果が期待できる。
【００２９】
なお、上記説明した実施の形態１及び２では、スラスト軸受９４は、ノズル軸９の外径を拡大して段部を形成し、該段部の上面で構成したが、これに限定されるものではなく、上記ノズル軸９の吐水口９１の下部周囲外方に突出形成されていればよい。例えば、ノズル軸９の外径を一定にして吐水口９１の下部周囲外方にフランジ状ないしは鍔状に突設して形成しても良い。また、スラスト軸受９４を水平方向の平面状に形成したが、例えば円錐の一部を用いた傾斜面状、あるいは球面の一部をリング状に用いた曲面状にしても差し支えない。なお、それらの場合には、中央開口部８４の下端面からなる摺動シール部８５もスラスト軸受９４の曲面に合わせて同一曲率の曲面にすることが望ましい。また、球面の曲面状に形成した場合には、回転洗浄ヘッド８が傾いても摺動シール面の接触が保持されるという新たな効果が期待できる。
【００３０】
また、ラジアル軸受９３は、冠状突出部の外周面で構成したが、内周面で構成しても同様の効果が期待できることは明らかである。その他、ラジアル軸受部Ｒの位置や形状を変更し、整流部９２を他の方式に置換するなど、この発明の精神の範囲内で種々の変形や変更等が可能であることは言うまでもない。
ところで、上記説明ではこの発明をシステムキッチンに設置されるビルトイン型引き出し式食器洗い乾燥機に用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の方式の食器洗い機、例えば、ビルトイン型で上方あるいは前面が開口面となっている食器洗い乾燥機や、卓上型食器洗い乾燥機、乾燥機能が省略された食器洗浄機など、すべての食器洗い機に適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る食器洗い機であるビルトイン型食器洗い乾燥機の全体構成を概略的に示す側面断面図。
【図２】図１に示す回転洗浄ヘッドとノズル軸の要部を拡大して示す断面図。
【図３】図２に示す回転洗浄ヘッドをノズル軸から外した状態を示す組立断面図。
【図４】この発明の実施の形態２による食器洗い機の要部である回転洗浄ノズルを示す断面図。
【符号の説明】
【００３２】
１  食器洗い乾燥機、  ２  外箱、  ３  ガイドレール、  ４  洗浄槽、  ５  食器カゴ、  ６  ヒータ、  ７  回転洗浄ノズル、  ８  回転洗浄ヘッド、  ８１  ノズル、  ８１ａ  中央ノズル、  ８２  洗浄水入口部、  ８３  傾斜部、  ８４  中央開口部、  ８５  摺動シール部、  ８６  帽子状突出部、  ８７  タワー部、  ９  ノズル軸、  ９１  吐水口、  ９２  整流部、  ９２ａ  穴、  ９３  ラジアル軸受、  ９４  スラスト軸受、  ９５  ノズル軸頭部、  ９６  ノズル軸基部、  １０  洗浄ポンプ、  Ｒ  ラジアル軸受部、  Ｓ  スラスト軸受部、  Ｄ０  ノズル軸頭部の内径、  Ｄ１  ノズル軸頭部の外径。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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