(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水をマフラー内に導入する水冷式マフラーを備えたエンジンによって駆動されるウォータージェットポンプで、加圧・加速された水を後方の噴射口から噴射し、その反動によって推進するジェット推進型の小型滑走艇であって、
上記水冷式マフラーの冷却ジャケットをマフラーの外周に設け、該冷却ジャケットの上流側と後流側の少なくとも２箇所に、該冷却ジャケットからマフラー内あるいはその後流側の排気通路へ冷却水を吐出する吐出口を設けるとともに、これらの各吐出口を開閉動作する開閉操作弁を配置し、該開閉操作弁を開閉操作して、比較的低速域のときには少なくとも上流側の上記吐出口を開け、それよりも高速域では後流側の上記吐出口を開けるよう構成したことを特徴とする小型滑走艇。
【請求項２】
前記開閉操作弁を、前記エンジンの回転数に対応させて操作して、これら吐出口を開閉するよう構成されていることを特徴とする請求項１記載の小型滑走艇。
【請求項３】
前記開閉操作弁が電磁弁であって、該電磁弁がエンジンの回転数検知センサーからの信号に基づいて、エンジンコントロールユニットからの電気信号によって、開閉操作されることを特徴とする請求項２又は３記載の小型滑走艇。
【請求項４】
前記吐出口が、マフラーの上部壁面に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１の項に記載の小型滑走艇。
【請求項５】
前記後流側の吐出口は、前記冷却ジャケットの後端に設けられた接続壁に形成されるとともに、該冷却ジャケットの内壁面を構成する内管が前記接続壁から後方まで延設され、かかる後流側の吐出口の、後流側の前記内管の外表面には、該吐出口から吐出する冷却水の後方への流れを邪魔するための突起が外径方へ向けて形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１の項に記載の小型滑走艇。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水流を後方に噴射してその反動で水上を航行するジェット推進型の小型滑走艇（Personal Watercraft  (パーソナルウォータークラフト）; ＰＷＣとも呼ばれる) に関し、特に、水冷式のマフラーを備えた小型滑走艇に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
所謂ジェット推進型の滑走艇は、レジャー用，スポーツ用としてあるいはレスキュー用等として、近年多用されている。このジェット推進型の滑走艇では、一般的に艇の底面に設けられた吸水口から吸い込んだ水を、ウォータージェットポンプで加圧・加速して噴射口から後方へ噴射することによって船体を推進させる。
【０００３】
上記小型滑走艇では、エンジンの排気ガス温度を低下させ、さらには排気音を低下させるために、排気マフラー（この明細書において、単に「マフラー」ともいう）内へ冷却水を吐出する吐出口を該マフラーに設けて、該吐出口から冷却水をマフラー内へ吐出するよう構成した「水冷式マフラー」が装置されているものがある。
【０００４】
この水冷式マフラーを具備したエンジンの場合、高速域で上記吐出口から吐出される冷却水が多いと、エンジンの背圧（排圧）が増加して、エンジンの高速域での性能を低下させる。また、一方、吐出口からの冷却水の量が少なすぎると、排気ガス温度が上昇して、マフラーとその後流側のウォーターボックスとを接続するゴム製の接続部品等の交換時期を早めることになる。
【０００５】
つまり、エンジンの性能上、特に高速回転域でのエンジンの性能上からは、上記吐出口からの冷却水の水の量が少ない方が、好ましいが、吐出口からの冷却水の水の量が少ない場合には、上記マフラーとウォーターボックスとの接続部品の交換時期を早めてしまうことになる。このため、上記マフラー内への冷却水の吐出量を少なくできないのが現状である。
【０００６】
本発明は、上記状況に鑑みておこなわれたもので、水冷式のマフラーを有するエンジンを具備したジェット推進型の小型滑走艇において、マフラー内への冷却水の吐出量を可及的に少なくし、しかも排気ガス温度を有効に低下させることが可能な水冷式マフラーを備えた小型滑走艇を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるジェット推進型の小型滑走艇は、冷却水をマフラー内に導入する水冷式マフラーを備えたエンジンによって駆動されるウォータージェットポンプで、加圧・加速された水を後方の噴射口から噴射し、その反動によって推進するジェット推進型の小型滑走艇であって、
上記水冷式マフラーの冷却ジャケットをマフラーの外周に設け、該冷却ジャケットの上流側と後流側の少なくとも２箇所に、該冷却ジャケットからマフラー内あるいはその後流側の排気通路へ冷却水を吐出する吐出口を設けるとともに、これらの各吐出口を開閉動作する開閉操作弁を配置し、該開閉操作弁を開閉操作して、比較的低速域のときには少なくとも上流側の上記吐出口を開け、それよりも高速域では後流側の上記吐出口を開けるよう構成したことを特徴とする。
【０００８】
しかして、このように構成された冷却式マフラーを具備したジェット推進型小型滑走艇によれば、比較的低速域のときには少なくとも上流側の上記吐出口を開け、それよりも高速域では後流側の上記吐出口を開けることによって、高速域においても、エンジンの排圧を低減するとともに、排気ガス温度を効率的に低減させることが可能となる。このため、低速回転域では、マフラーの容積に余裕があることからマフラーの容積に影響を与える少なくとも上流側の吐出口から冷却水を吐出させ、一方、高速回転域では、実質上、マフラーの容積の低減に影響の少ない後流側の吐出口から冷却水を吐出するよう構成している。
【０００９】
また、上記ジェット推進型の小型滑走艇において、上記冷却ジャケットが、マフラーの後端部まで延設されていると、マフラー内で排気ガスの冷却をより有効におこなうことができる。
【００１０】
また、上記ジェット推進型の小型滑走艇において、上記吐出口に開閉操作弁をそれぞれ付設し、前記エンジンの回転数に対応させて、該開閉操作弁を操作して、これら吐出口を開閉するよう構成されていると、エンジンの回転数に合わせて、自動的に、比較的低速域のときには上流側の上記吐出口を開け、それよりも高速域では後流側の上記吐出口を開けることが可能な水冷式マフラーを具備したジェット推進型小型滑走艇を実現することが可能となる。
【００１１】
また、上記ジェット推進型の小型滑走艇において、上記開閉操作弁が電磁弁であって、該電磁弁がエンジンの回転数検知センサーからの信号に基づいて、エンジンコントロールユニットからの電気信号で開閉されるように構成することができる。
【００１２】
また、上記ジェット推進型の小型滑走艇において、上記吐出口が、マフラーの上部壁面に形成されていると、排気ガス通路に均等に冷却水を流出させることができる構成を実現することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態にかかる小型滑走艇について、小型滑走艇を例に挙げて、図面を参照しながら、具体的に説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施形態にかかる水冷式マフラーを備えたジェット推進型小型滑走艇の排気システムを示す一部切り欠いた全体側面図、図２は図１に図示するジェット推進型小型滑走艇のエンジンの排気システムを示す一部切り欠いた全体平面図、図３は図１，図２に示す排気システム全体の部分拡大側面図、図４は図１〜図３に示す水冷式マフラーの後端部の構成を示す拡大図で、（ａ）はその側断面図、（ｂ）は（ａ）のIVb −IVb 矢視図、図５は水冷式マフラーの後端部とその後流側のウォーターボックスの接続部分を示す一部断面した部分平断面図、図９および図１０は上記排気システムが搭載される小型滑走艇の一部切り欠いた全体側面図と全体平面図である。
【００１５】
図９あるいは図１０において、Ａは船体で、この船体Ａは、ハルＨとその上方を覆うデッキＤから構成され、これらハルＨとデッキＤを全周で接続する接続ラインはガンネルラインＧと呼ばれ、この実施形態では、当該ガンネルラインＧは、本小型滑走艇の喫水線Ｌより上方に位置している。
【００１６】
そして、上記デッキＤの中央よりやや後部には、図１０に図示するように、船体Ａの上面に長手方向に延びる平面視において略長方形の開口部１６が形成され、図９，図１０に図示するように、この開口部１６上方に騎乗用のシートＳが配置されている。
【００１７】
また、エンジンＥは、上記シートＳ下方のハルＨとデッキＤに囲まれた横断面形状が「凸」状の空間２０内に配置される。
このエンジンＥは、多気筒（この実施形態では３気筒）の２サイクル型のエンジンＥで、図９に図示するように、クランクシャフト１０ｂが船体Ａの長手方向に沿うような向きで搭載されており、このクランクシャフト１０ｂの出力端は、プロペラ（インペラ）軸１５を介して、インペラ２１が取着されているウォータージェットポンプＰのポンプ軸側に、一体的に回転可能に連結されている。そして、このインペラ２１は、その外周方が、ポンプケーシング２１Ｃで覆われ、小型滑走艇の底面に設けられた給水口１７から取り入れた水を吸水経路を介して取り込んで、ウォータージェットポンプＰで加圧・加速して、通水断面積が後方にゆくに従って小さくなったポンプノズル（噴出部）２１Ｒを通って、後端の噴射口２１Ｋから吐出して、推進力を得るよう構成されている。
【００１８】
また、図９において、２１Ｖは整流するための静翼である。また、図９，図１０おいて、１０はステアリング手段である操舵用のバー型のハンドルで、このハンドル１０を左右に操作することによって、操舵用ケーブル２４を介して、上記ポンプノズル２１Ｒ（噴射口２１Ｋ）後方のステアリングノズル１８を左右に揺動させて、ウォータージェットポンプＰの稼働時に、艇を所望の方向に操舵できるよう構成されている。また、図１０において、Ｌｔは、ハンドル１０に取着されている、エンジンＥのスロットルの操作レバーを示す。
【００１９】
なお、図９，図１０において、１２は後部デッキで、この後部デッキ１２には、開閉式のハッチカバー２９が設けられ、ハッチカバー２９の下方に小容量の収納ボックスが形成されている。また、図９あるいは図１０において、２３は前部ハッチカバーで、このハッチカバー２３の下方には備品等を収納するボックス（図示せず）が設けられている。
【００２０】
ところで、本発明の実施形態にかかる小型滑走艇は、図１，図２に図示するように、エンジンＥからの排気ガスを排出する排気システムＥｘを有する。この排気システムＥｘは、エンジンＥの各排気ポートからは集合管の形態の排気マニホールド１を介して、水冷式のマフラー２に接続されている。また、上記マフラー２は、ゴム製の接続管１１を介して、後流側に配置されるウォーターボックス１２に接続されている。さらに、このウォーターボックス１２からは、排気チューブ１４を介して、船体Ａの船尾から外部へ排気ガスを排出するよう構成されている。
【００２１】
そして、上記マフラー２は、図４、図５にその後端部が図示されるように、本実施形態では、２サイクル型エンジンＥ用であることから、混合気の吹き抜け防止を意図して後端部で絞られた（径が小さくなった）形状をしている。また、マフラー２の略全体が二重管で構成されている。つまり、内部を排気ガスが通過する内管２Ａと、該内管２Ａを外覆し該内管２Ａとの間に冷却水を流す外管２Ｂとから構成されている。上記外管２Ｂの後端には、上記内管２Ａと該外管２Ｂとを接続し、該内管２Ａと外管２Ｂの間に形成される空間（冷却ジャケット６）の後端を外部から隔離する接続壁３が形成されている。この接続壁３は、マフラー２の長手方向に略直交するよう配置されている。また、上記内管２Ａは、最も絞りこまれている外管２Ｂの後端より、さらに後方まで同径の状態で延設され、上記接続壁３より後方まで延設されている。そして、この実施形態では、上述したように、マフラー２の冷却ジャケット６をマフラーの長手方向に沿ってマフラー２後端部まで延設し、該長手方向の上流側と後流側の２箇所に、該冷却ジャケット６からマフラー２内あるいはその後流側の排気通路８（この実施形態では「接続管１１」）へ冷却水を導入する吐出口３Ａ（３Ａu ，３Ａd ）を設けている。勿論、上記吐出口３Ａを２箇所以上、例えば、３箇所あるいはそれ以上設けてもよい。上記上流側の吐出口３Ａu は、マフラー２の絞られた形状（「コーン形状」）の上流側の位置に形成されている。また、後流側の吐出口３Ａd は、マフラー２の絞られた後端に位置する上記接続壁３部分に形成されている。
【００２２】
そして、上流側の吐出口３Ａu は、マフラー２の上端位置に、該マフラー２の内管２Ａを中心方向に貫通するよう、マフラー２の中心を向けて形成されている。
【００２３】
一方、後流側の吐出口３Ａd は、マフラー２の上端位置の上記接続壁３部分に形成されている。そして、この後流側に位置する吐出口３Ａd の、後流側の内管２Ａの外周面には、該吐出口３Ａd から吐出する冷却水の後方への流れを邪魔するための突起４が外径方へ向けて形成されている。この突起４の高さｈは、図６に図示するように、上記外管２Ｂの外周面より、やや低く形成されている。また、上記後流側の吐出口３Ａd は、図４（ａ）に二点鎖線で図示する仮想延長線Ｚが示すように、該吐出口３Ａd の仮想延長線Ｚが上記突起４を避けるように斜め上方に向けて形成されている。この仮想延長線Ｚは、この吐出口３Ａd を穿設する際のドリル（ドリルの方向）を示しているとも言える。また、上記突起４は、この実施形態の場合、上方（平面）から見ると、図５に図示するように、上記吐出口３Ａd を中心に略円弧を描いたその一部となる如き、吐出口３Ａd を中心に湾曲したような曲壁で構成されている。
なお、図４，図６では、上記突起４前方の内管２Ａの表面は、この実施形態では、ストレートになっているが、これに代えて、図１１に図示するように、突起４に向けて徐々に盛り上がったスロープ５に形成してもよい。かかる場合には、吐出口３Ａd から吐出される冷却水がスロープに沿って突起４側に流れることから、上記吐出口３Ａd 自体は水平に設けてもよい。
【００２４】
そして、上記各吐出口３Ａu,３Ａd には、それぞれ電磁弁７が配設され、この電磁弁７のＯＮ−ＯＦＦ操作によって、各吐出口３Ａu,３Ａd が開閉できるよう構成されている。
【００２５】
図７のブロック図に図示するように、上記各電磁弁７は、上記エンジンＥのコントロールユニット（エンジンコントロールユニット）Ｅｃに接続されている。そして、この実施形態の場合には、上記エンジンコントロールユニットＥｃが回転数検出センサーＥｒからエンジンＥの回転数を検出して、エンジンの回転数が低回転域の場合、例えば、アイドリング回転数から２８００ｒｐｍまでは、２箇所の各吐出口３Ａu,３Ａd の各電磁弁７をＯＮにして「開」にして、マフラー２内に両方の吐出口３Ａ, ３Ａd から冷却水を供給する。一方、エンジンの回転数が高速回転域の場合、例えば、２８００ｒｐｍ以上では、後流側の吐出口３Ａd の電磁弁７をＯＮにして「開」にして、マフラー２内に後流側の吐出口３Ａd のみから冷却水を供給するよう構成されている。つまり、低速回転域では、マフラーの容積に余裕があることから多くの冷却水を吐出させ、一方、高速回転域では、マフラーの容積ほぼ総てがマフラーとして機能することが要求されることから、後流側の吐出口３Ａd からのみ冷却水を吐出するよう構成している。なお、高速回転域では、ウォータージェットポンプＰが高速で回転することから、低速時に比べて吐出口３Ａd からより多くの冷却水が吐出され、冷却効果が高まることにもなる。
【００２６】
なお、上記エンジンコントロールユニットＥｃは、エンジンＥの点火時期および燃料の噴射時期を、エンジンＥの回転数等に合わせて最適な状態に制御するための制御装置である。
【００２７】
しかして、このように水冷式マフラーを備えた本ジェット推進型小型滑走艇によると、以下のように作用する。
つまり、エンジンＥの排気ポートから排出される高温の排気ガスは、上記排気マニホールド１を通過して、その後流側に配置されている上記水冷式のマフラー２内に入ると、このマフラー２の外周部位に形成されている冷却ジャケット６によってある程度冷却されるとともに、排気音が低減されることになる。
【００２８】
次に、マフラー２の後端から排気通路８（この実施例では、接続管１１の内方の通路）へ排出される排気ガス（図５，図６の灰色矢印Ｆｇ参照）は、エンジンＥの回転数が高速回転域では、上記コントロールユニットＥｃが、上記後流側の吐出口３Ａd の電磁弁７をＯＮにして「開」にして、上記マフラー２後方の排気通路８内に、後流側の吐出口３Ａdのみから冷却水を供給する。
つまり、高速回転域では、後流側の上記吐出口３Ａd から内管２Ａの外周面を伝って排気通路８へ流出する冷却水と、排気ガスが直接混ざり合って（図５，図６のハッチングの矢印Ｆｍ参照）、効果的に排気ガスが冷却水によって、冷却される。詳しくは、平面図である図５および側面図である図６に白抜きの矢印Ｆｗで図示する如く、上記吐出口３Ａd の配置位置と、その後流側への上記構成の突起４の配置によって、冷却水は、内管２Ａの外周面に満遍なく分散して内管２Ａ全周から該内管２Ａの後端へ流れ、内管２Ａから排気通路８へ排出される排気ガスと、排気通路８の全断面において可及的に満遍なく混ざり合って（図５，図６のハッチングの矢印Ｆｍ参照）、効果的に排気ガスを冷却する。
このように、内管２Ａ後端の全周域で均等に排気ガスと冷却水とが混ざり合うことによって、極めて効率良く排気ガスが冷却されるため、冷却水の量は、従来のものと比べて、大幅に低減できることになる。
しかも、排気ガスはマフラー２の出口から出た接続管１１内で、つまりマフラー２の絞られた位置から後方の排気通路８内（接続管１１内）において、冷却されることから、上記冷却水の量が低減でき、しかもマフラー２後方で冷却水が排気通路へ導入されることから、エンジンＥの排圧の増加は、従来のものに比べて、大幅に抑えられる。
この結果、エンジンＥの高速回転域での性能が、従来の水冷式のマフラーに比べて向上することになる。
【００２９】
一方、エンジンＥの回転数が低速回転域では、上記コントロールユニットＥｃが、上記２箇所の吐出口３Ａu,３Ａd の各電磁弁７をＯＮにして「開」にし、該２箇所の吐出口３Ａu,３Ａd からマフラー２内およびマフラー２後流側（後流側）の排気通路８へ冷却水を供給する。
つまり、低速回転域では、上記後流側の上記吐出口３Ａd から上述したように冷却水をマフラー２の後流側の排気通路に供給するとともに、上流側の吐出口３Ａu から、マフラー２内に冷却水を供給して、排気ガスを冷却することができる。この実施形態では、低速回転域で、２箇所の吐出口３Ａu,３Ａd から冷却水を供給するよう構成しているが、これに代えて、上記上流側の位置する吐出口３Ａu からのみ冷却水を供給してもよい。この場合には、より制御が簡単な構成にすることができる。
なお、上述のように、マフラー２内とマフラー２の出口、あるいはマフラー２の出口で排気ガスが効率よく冷却されて、該排気ガスの温度が低下するため、上記接続管１１がゴム製であっても、熱による劣化が大幅に抑えられ、交換時期を長く設定することができる。従って、可撓性があり接続部材として好適なゴム製の接続管を採用しても、長期間の交換が不要となる。
勿論、上記排気ガスと冷却水が直接混合することによって、消音効果も促進される。
【００３０】
ところで、上記実施例では、後流側の吐出口３Ａd の後流側で内管２Ａの外周面に均等に分散させるための突起４を設けた実施形態について説明したが、突起を設けることなく、マフラーの後端部まで二重管に形成してその間に冷却ジャケットを形成しても、従来の水冷式マフラーに比べて、大きな冷却効果と高速域における排圧の低減効果が得られる。あるいは、上記後端部まで延設した二重管の構成に加えて、内管を外管よりも後流側に延設し且つ内管と外管とを接続する接続壁に上記吐出口のみ設けることによっても、従来の水冷式マフラーに比べて、大きな冷却効果と高速域における排圧の低減効果が得られる。
かかる場合、上記吐出口は、上記接続壁に複数設けることも有効な構成となる。
【００３１】
また、図１〜図６に図示する構成において、上流側および後流側の各吐出口を、それぞれ１つではなく、それぞれ複数設けてもよい。その場合、各吐出口の径を小径にすることによって、全体の冷却水の量が変更ないような構成にしてもよい。
【００３２】
ところで、上記実施例では、エンジンの回転数そのものに基づいて各吐出口の電磁弁を制御しているが、エンジン回転数と比例関係にあるエンジンのスロットル開度、ウォータージェットポンプの噴射圧、船速等の変化を検知して制御してもよく、かかる場合も、エンジン回転数に基づいた制御となることは言うまでもない。
【００３３】
また、図８に図示するように、マフラー２に上記吐出口３ＡU,３Ａd の他に、冷却水を冷却ジャケット６から排出させるための冷却水排水口３Ｂを別途設けて、必要以上の冷却水は上記冷却水排水口３Ｂからマフラー２の外部に排出するよう構成してもよい。かかる場合には、冷却水排水口３Ｂに電磁弁（図示せず）を配設して、この電磁弁を上記コントロールユニットＥｃでエンジンの回転数によって制御し、エンジンの回転数に応じて、吐出口３Ａ（３ＡU,３Ａd ）から流出させる冷却水の量を調整することができるよう構成してもよい。つまり、エンジンの低速域では、上記冷却水排水口３Ｂから多くの冷却水を排出し、高速域ではより少ない冷却水を排出するよう構成してもよい。また、上記冷却水排水口３Ｂは、一般に、上記吐出口３Ａ（３ＡU,３Ａd ）より穴径が大きく構成されることから、冷却ジャケット内に入り込んだ、砂，小石等を排出させる構成としても有効に機能する。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、水冷式のマフラーを有するエンジンを具備したジェット推進型の小型滑走艇において、マフラー内への冷却水の吐出量を可及的に少なくし、しかも排気ガス温度を有効に低下させることが可能となる。
【００３５】
従って、エンジンの高速域においても低速域においても、排圧が可及的に低くなることから、エンジンの有する潜在的性能を有効に引き出すことができる小型滑走艇となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる水冷式マフラーを備えたジェット推進型小型滑走艇の排気システムを示す全体側面図である。
【図２】図１に図示するジェット推進型小型滑走艇のエンジンの排気システムを示す全体平面図である。
【図３】図１，図２に示す排気システムの外観形状を示す側面図である。
【図４】図１〜３に示す水冷式マフラーの後端部の構成を示す拡大図で、（ａ）は側断面図、（ｂ）は（ａ）のIVb −IVb 矢視図である。
【図５】水冷式マフラーの後端部とその後流側のウォーターボックスの接続部分を示す部分平断面図である。
【図６】水冷式マフラーの後端部とその後流側のウォーターボックスの接続部分を示す部分側断面図である。
【図７】図３〜図６に示す水冷式マフラーに配置された吐出口の電磁弁の制御の構成を示すブッロク図である。
【図８】図３〜図６とは別の実施形態にかかる水冷式マフラーの後端部の構成を示す部分側断面図である。
【図９】本発明にかかる水冷式のマフラーを有するジェット推進型小型滑走艇の全体の構成を示す一部切欠いた全体側面図である。
【図１０】図７に示す小型滑走艇の全体平面図である。
【図１１】別の実施形態にかかる吐出口とその後方の突起部分の構成を示す部分拡大側断面図である。
【符号の説明】
Ｅ……エンジン
Ｐ……ウォータージェットポンプ
２……マフラー
３Ａ（３ＡU,３Ａd ）……吐出口
６……冷却ジャケット
８……排気通路
２１Ｋ………噴射口
【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】
0004570793.tif 000008
【図８】
0004570793.tif 000009
【図９】
0004570793.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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