(57)【要約】【課題】操作軸を２次側の流出水路の側から主弁を貫通して設けた場合においても、操作軸に対して背圧室の圧力が後退方向の押圧力として働かず、従来に増して操作を軽くすることのできるパイロット式の流量制御弁装置を提供する。【解決手段】操作軸３２によりパイロット弁３６を進退移動させることによって主弁１６を進退移動させ、主水路１４の開度を変化させて流量制御を行う流量制御弁装置１２において、操作軸３２を２次側の流出水路１４ｂの側から主弁１６及び背圧室２６を貫通する状態に設けて先端側の嵌入部４２を、背圧室２６を内側に形成する壁部４４の嵌合孔４６にＯリング４８を介して水密に且つ進退移動可能に嵌合するとともに、嵌合孔４６からは主弁１６をバイパスして流出水路１４ｂに至り、背圧室２６から嵌合孔４６側に漏れた水を流出水路１４ｂへと戻す戻し水路５６を、パイロット水路３０とは別途に設けておく。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
(イ)主弁座に対する進退移動によって主水路の開度を変化させる主弁と
(ロ)該主弁の背後に形成され、内部の圧力を該主弁に対して閉弁方向の押圧力として作用させる背圧室と
(ハ)該主水路における１次側の流入水路の水を該背圧室に導いて該背圧室の圧力を増大させる導入小孔と
(ニ)該背圧室と前記主水路における２次側の流出水路とを連通させる状態に該主弁を貫通して設けられ、該背圧室の水を該流出水路に抜いて該背圧室の圧力を減少させるパイロット水路と
(ホ)前記主弁の進退方向に進退移動して該パイロット水路の開度を制御するパイロット弁と
(ヘ)該パイロット弁を進退移動させる操作軸と
を備え、該操作軸により該パイロット弁を進退移動させることによって前記主弁を進退移動させ、前記主水路の開度を変化させて流量制御を行う流量制御弁装置において
前記操作軸を前記２次側の流出水路の側から前記主弁及び背圧室を貫通する状態に設けてその先端部を、該背圧室を内側に形成する壁部の嵌合孔にシール部材を介して水密に且つ進退移動可能に嵌合するとともに、該嵌合孔は大気に開放して成ることを特徴とする流量制御弁装置。
【請求項２】
(イ)主弁座に対する進退移動によって主水路の開度を変化させる主弁と
(ロ)該主弁の背後に形成され、内部の圧力を該主弁に対して閉弁方向の押圧力として作用させる背圧室と
(ハ)該主水路における１次側の流入水路の水を該背圧室に導いて該背圧室の圧力を増大させる導入小孔と
(ニ)該背圧室と前記主水路における２次側の流出水路とを連通させる状態に該主弁を貫通して設けられ、該背圧室の水を該流出水路に抜いて該背圧室の圧力を減少させるパイロット水路と
(ホ)前記主弁の進退方向に進退移動して該パイロット水路の開度を制御するパイロット弁と
(ヘ)該パイロット弁を進退移動させる操作軸と
を備え、該操作軸により該パイロット弁を進退移動させることによって前記主弁を進退移動させ、前記主水路の開度を変化させて流量制御を行う流量制御弁装置において
前記操作軸を前記２次側の流出水路の側から前記主弁及び背圧室を貫通する状態に設けてその先端部を、該背圧室を内側に形成する壁部の嵌合孔にシール部材を介して水密に且つ進退移動可能に嵌合するとともに、
前記嵌合孔からは前記主弁をバイパスして前記２次側の流出水路に至り、前記背圧室から該嵌合孔側に漏れた水を該流出水路へと戻す戻し水路を、前記パイロット水路とは別途に設けてあることを特徴とする流量制御弁装置。
【請求項３】
請求項１，２の何れかにおいて、前記パイロット弁は前記操作軸に一体に構成してあることを特徴とする流量制御弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は流量制御弁装置に関し、詳しくはパイロット弁の進退移動により主弁を進退移動させて流量制御を行うパイロット式の流量制御弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パイロット弁の進退移動により主弁を進退移動させて主水路の開度を変化させ、流量制御を行うパイロット式の流量制御弁装置として、(イ)主弁座に対する進退移動によって主水路の開度を変化させる主弁と、(ロ)主弁の背後に形成され、内部の圧力を主弁に対して閉弁方向の押圧力として作用させる背圧室と、(ハ)主水路における１次側の流入水路の水を背圧室に導いて背圧室の圧力を増大させる導入小孔と、(ニ)背圧室と主水路における２次側の流出水路とを連通させる状態に主弁を貫通して設けられ、背圧室の水を流出水路に抜いて背圧室の圧力を減少させるパイロット水路と、(ホ)主弁の進退方向に進退移動してパイロット水路の開度を制御するパイロット弁と、(ヘ)パイロット弁を進退移動させる操作軸と、を備え、操作軸によりパイロット弁を進退移動させることによって主弁を進退移動させ、主水路の開度を変化させて流量制御を行う流量制御弁装置において、操作軸を２次側の流出水路の側から主弁及び背圧室を貫通する状態に設けて成る流量制御弁装置が公知である。
【０００３】
図８はその具体例を示している。
図８において２００は主水路で、２００ａ，２００ｂは主水路２００における１次側の流入水路，２次側の流出水路をそれぞれ表している。
２０４は主水路２００上に設けられたダイヤフラム弁からなる主弁で、主弁座２０６に対して図中上下方向に進退移動し、その前進移動で主弁座２０６に着座して主水路２００の連通を遮断する。また図中上向きの後退移動により主弁座２０６から離間し、主水路２００を開放する。そして主弁座２０６からの離間量に応じて主水路２００の開度を変化させ、主水路２００を流れる水の流量を変化させる。
【０００４】
２０８は主弁２０４の背後に形成された背圧室で、この背圧室２０８は、内部の水の圧力を主弁２０４に対して閉弁方向の押圧力として作用させる。
図９において、２１０は主弁２０４を貫通して設けられた導入小孔で、この導入小孔２１０を通じて流入水路２００ａの水が背圧室２０８に導入されることにより、背圧室２０８の圧力が増大せしめられる。
【０００５】
主弁２０４にはまた、これを貫通して背圧室２０８と流出水路２００ｂとを連通させ、背圧室２０８の水を流出水路２００ｂへと抜いて、背圧室２０８の圧力を減少せしめる環状の且つ水路幅の狭小なパイロット水路２１２が設けられている。
【０００６】
２１４は、主弁２０４の中心部に形成された貫通孔内に図中上下方向に進退移動可能に設けられたパイロット弁で、このパイロット弁２１４が図中上下方向に進退移動することで、パイロット水路２１２の開度が変化せしめられる。
詳しくは、主弁２０４には貫通孔周りに環状をなすパイロット弁座２１６が設けられていて、このパイロット弁座２１６にＯリング２１８が保持されており、通常時はパイロット弁２１４はこのＯリング２１８に弾性嵌合した状態にあって、パイロット水路２１２は閉鎖された状態にあり、またこれとともに主弁２０４が閉鎖された状態にある。
【０００７】
この状態からパイロット弁２１４が図中上向きに前進移動すると、パイロット弁２１４とＯリング２１８との間に隙間が生じてパイロット水路２１２が開かれ、そしてそのパイロット水路２１２の開度が、パイロット弁２１４の図中上向きの前進移動により大となる。
また逆にパイロット弁２１４が図中下向きに後退移動することでその隙間、即ちパイロット水路２１２の開度が小となり、更にパイロット弁２１４が図中下向きに後退移動してＯリング２１８に弾性嵌合した状態となると、パイロット水路２１２が閉鎖されて、図９に示すようにパイロット弁２１４及び主弁２０４が閉弁状態となる。
【０００８】
図８において２２０は操作軸で、上記パイロット弁２１４はこの操作軸２２０の上端部に一体に構成されており、操作軸２２０が図中上下方向に進退移動することで、パイロット弁２１４が一体に同方向に進退移動させられる。
２２２は駆動モータで、この駆動モータ２２２の回転により上記操作軸２２０が図中上下方向に進退移動せしめられる。
【０００９】
このパイロット式の流量制御弁装置は、パイロット弁２１４を進退移動させることで背圧室２０８の圧力を制御し、そしてこれにより主弁２０４を進退移動させて、主水路２００の開度を変化させ流量制御するものであることから、軽い操作で流量制御を行うことができる利点を有するものであるが、このパイロット式の流量制御弁装置は、先端部にパイロット弁２１４が一体に構成された操作軸２２０が、２次側の流出水路２００ｂの側から主弁２０４を貫通して背圧室２０８に臨んでいることから、その先端面に対し背圧室２０８の１次圧が図中下向き、即ち操作軸２２０の後退方向に働き、その分操作軸２２０を前進方向に操作する際の操作が重くなってしまうといった問題が内在していた。
【００１０】
本発明はこのような問題を解決することを目的としてなされたものである。
尚本発明に対する先行技術として下記特許文献１に開示されたものがある。但しこの特許文献１に開示のものは本発明とは異なったものである。
【００１１】
【特許文献１】特許第２７０２５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は以上のような事情を背景とし、操作軸を２次側の流出水路の側から主弁を貫通して設けた場合においても、操作軸に対して背圧室の圧力が後退方向の押圧力として働かず、従来に増して操作を軽くすることのできるパイロット式の制御弁装置を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
而して請求項１のものは、(イ)主弁座に対する進退移動によって主水路の開度を変化させる主弁と、(ロ)該主弁の背後に形成され、内部の圧力を該主弁に対して閉弁方向の押圧力として作用させる背圧室と、(ハ)該主水路における１次側の流入水路の水を該背圧室に導いて該背圧室の圧力を増大させる導入小孔と、(ニ)該背圧室と前記主水路における２次側の流出水路とを連通させる状態に該主弁を貫通して設けられ、該背圧室の水を該流出水路に抜いて該背圧室の圧力を減少させるパイロット水路と、(ホ)前記主弁の進退方向に進退移動して該パイロット水路の開度を制御するパイロット弁と、(ヘ)該パイロット弁を進退移動させる操作軸と、を備え、該操作軸により該パイロット弁を進退移動させることによって前記主弁を進退移動させ、前記主水路の開度を変化させて流量制御を行う流量制御弁装置において、前記操作軸を前記２次側の流出水路の側から前記主弁及び背圧室を貫通する状態に設けてその先端部を、該背圧室を内側に形成する壁部の嵌合孔にシール部材を介して水密に且つ進退移動可能に嵌合するとともに、該嵌合孔は大気に開放して成ることを特徴とする。
【００１４】
請求項２のものは、(イ)主弁座に対する進退移動によって主水路の開度を変化させる主弁と、(ロ)該主弁の背後に形成され、内部の圧力を該主弁に対して閉弁方向の押圧力として作用させる背圧室と、(ハ)該主水路における１次側の流入水路の水を該背圧室に導いて該背圧室の圧力を増大させる導入小孔と、(ニ)該背圧室と前記主水路における２次側の流出水路とを連通させる状態に該主弁を貫通して設けられ、該背圧室の水を該流出水路に抜いて該背圧室の圧力を減少させるパイロット水路と、(ホ)前記主弁の進退方向に進退移動して該パイロット水路の開度を制御するパイロット弁と、(ヘ)該パイロット弁を進退移動させる操作軸と、を備え、該操作軸により該パイロット弁を進退移動させることによって前記主弁を進退移動させ、前記主水路の開度を変化させて流量制御を行う流量制御弁装置において、前記操作軸を前記２次側の流出水路の側から前記主弁及び背圧室を貫通する状態に設けてその先端部を、該背圧室を内側に形成する壁部の嵌合孔にシール部材を介して水密に且つ進退移動可能に嵌合するとともに、前記嵌合孔からは前記主弁をバイパスして前記２次側の流出水路に至り、前記背圧室から該嵌合孔側に漏れた水を該流出水路へと戻す戻し水路を、前記パイロット水路とは別途に設けてあることを特徴とする。
【００１５】
請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記パイロット弁は前記操作軸に一体に構成してあることを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【００１６】
以上のように本発明は、操作軸を２次側の流出水路の側から主弁及び背圧室を貫通する状態に設けた上、その先端部を、背圧室を内側に形成する壁部の嵌合孔にシール部材を介して水密に且つ進退移動可能に嵌合して、その嵌合孔を大気に開放したもので、本発明によれば、操作軸に対して背圧室の圧力が後退方向の力として作用する問題を解決し得、操作軸を従来に増して軽い操作で前進移動させることが可能となる。
【００１７】
次に請求項２は、上記嵌合孔から主弁をバイパスして２次側の流出水路に至り、背圧室から嵌合孔側に漏れた水を流出水路へと戻す戻し水路を、パイロット水路とは別途に設けたものである。
請求項１の流量制御弁装置において、嵌合孔を直接外部に開放しておくと、万一背圧室内の水が操作軸の先端部との間を水密にシールしているシール部材から外側に漏れたときに、その漏れた水がそのまま外部に流出してしまう問題を生ずる。
【００１８】
しかるに請求項２によれば、万一背圧室内の水が、嵌合孔内に且つシール部材から外側に漏れ出たとしても、その漏れた水を戻し水路を通じて流出水路へと戻すことができ、背圧室内の水が嵌合孔側に漏れ出た場合においても、その漏れ出た水が外部へと漏出してしまう問題を生じない利点を有する。
【００１９】
本発明において、上記パイロット弁は操作軸とは別に設けて、これを操作軸により進退移動させるように構成することも可能であるが、請求項３に従ってかかるパイロット弁を操作軸に一体に構成しておくことができる。
このようにしておけば、弁装置の構成を簡単化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１０は流量制御弁装置１２におけるボデーで、その内部に主水路１４を有しており、その主水路１４上にダイヤフラム弁からなる主弁１６が開閉可能に設けられている。
図１中１４ａは、この主水路１４における主弁１６よりも上流側（１次側）の流入水路を、また１４ｂは下流側（２次側）の流出水路をそれぞれ表している。
【００２１】
主弁１６は、図２に示しているように硬質（ここでは樹脂製）の主弁本体１８と、これにより保持されたゴム製のダイヤフラム膜２０とからなっている。
この主弁１６は、主弁座２２に対して図中上下方向に進退移動して主水路１４を開閉し、また主水路１４の開度を変化させる。
詳しくは、主弁座２２への着座によって主水路１４を遮断し、また主弁座２２から図中上向きに離間することによって、主水路１４を開放する。
また主弁座２２からの離間量に応じて主水路１４の開度を大小変化させ、主水路１４を流れる水の流量を調節する。
【００２２】
図１において、２４はボデー１０の一部を構成する蓋体で、その内側（図中下側）に且つ主弁１６の背後に背圧室２６を形成している。
背圧室２６は、内部の圧力を主弁１６に対して図中下向きの閉弁方向の押圧力として作用させる。
【００２３】
図２に示しているように、主弁１６にはこれを貫通して１次側の流入水路１４ａと、背圧室２６とを連通させる導入小孔２８が設けられている。
この導入小孔２８は、流入水路１４ａからの水を背圧室２６に導いて背圧室２６の圧力を増大させる。
【００２４】
主弁１６にはまた、これを貫通して背圧室２６と２次側の流出水路１４ｂとを連通させる、水抜水路としての環状の水路幅が狭小なパイロット水路３０が設けられている。
このパイロット水路３０は、背圧室２６内の水を流出水路１４ｂに抜いて背圧室２６の圧力を減少させる。
【００２５】
図２に示しているように、主弁１６にはその中心部においてこれを軸心方向に貫通する貫通孔が設けられており、そこに操作軸３２の先端側（図中上端側）の部分が挿通されている。
上記パイロット水路３０は、この操作軸３２の先端側の部分の外周面と貫通孔内周面との間に環状に形成される。
【００２６】
図２に示しているように、操作軸３２にはくびれ部３４が設けられていて、その外周側に環状の凹所が形成されている。
操作軸３２は、このくびれ部３４よりも上側の部分がパイロット弁３６とされている。即ちこの実施形態ではパイロット弁３６が操作軸３２に一体に構成されている。
【００２７】
主弁１６には、貫通孔の内周面に沿って主弁１６の軸心周りに環状をなすパイロット弁座３８が一体に設けられている。
このパイロット弁座３８は、シール部としてのＯリング４０を保持している。
【００２８】
上記操作軸３２は、図１に示しているようにくびれ部３４を除いてその全体が断面円形且つ外径が一様な棒状をなしており、その先端側の一部にて構成された上記パイロット弁３６が、パイロット弁座３８に対し主弁１６の軸心に沿って図中上下方向に進退移動可能に嵌合するようになっている。
【００２９】
図２はパイロット弁３６の止水時の状態を表しており、このときパイロット弁３６はＯリング４０を介してパイロット弁座３８に対し全周に亘って径方向に弾性接触し、パイロット弁座３８との間を水密にシールした状態にある。
またこのとき、主弁１６は主弁座２２に着座した状態にあって、主水路１４は閉鎖された状態にある。
【００３０】
図４，図５はパイロット弁３６の移動による主水路１４の開閉制御の作用を表している。
この実施形態では、図２に示す止水状態から図４（Ｉ）に示しているようにパイロット弁３６が図中上向きに後退移動すると、パイロット弁３６とパイロット弁座３８との間に隙間が生じ、背圧室２６内の水がパイロット水路３０を通じて流出水路１４ｂ側に抜け出して、背圧室２６の圧力が減少する。
【００３１】
そこで主弁１６が流入水路１４ａとの圧力差により図中上向きに後退移動し、そして図４（II）に示しているように流入水路１４ａの圧力と、背圧室２６の圧力とがバランスする位置で主弁１６の後退移動が停止する。
この主弁１６の後退移動によって、主弁１６と主弁座２２との間に隙間が生じ、流入水路１４ａから流出水路１４ｂへと水が流入する。
【００３２】
この状態からパイロット弁３６が更に図中上向きに後退移動させられると、背圧室２６の圧力と流入水路１４ａとの圧力をバランスさせるようにして、主弁１６がパイロット弁３６の後退移動に追従して後退移動し、主水路１４の開度を更に広くして主水路１４を流れる水の流量を増大させる（図４(III)参照）。
【００３３】
一方、パイロット弁３６が図５（Ｉ）に示しているように図中下向きに前進移動すると、パイロット弁３６とパイロット弁座３８との間、詳しくはパイロット弁座３８に保持されたＯリング４０との間の隙間が小さくなって、即ちパイロット水路３０の開度が小さくなって、背圧室２６から流出水路１４ｂに抜ける水の量が少なくなり、背圧室２６の圧力が増大する。
【００３４】
このため、その増大した圧力により主弁１６が今度は図中下向きに前進移動して、背圧室２６の圧力と流入水路１４ａとの圧力をバランスさせる位置で停止する。
このとき主弁１６と主弁座２２との間の隙間は小さくなって、即ち主水路１４の開度が小さくなって、主水路１４を流れる水の流量が減少する（図５(II)参照）。
【００３５】
そしてこの状態から更にパイロット弁３６が図中下向きに前進運動すると主水路１４の開度が更に小さくなり、主水路１４を流れる水の流量が更に減少する（図５(III)参照）。
【００３６】
そして更にパイロット弁３６が図中下向きに前進運動して、パイロット弁座３８に保持されたＯリング４０に弾性接触し、パイロット水路３０を閉鎖した状態になると、ここにおいて主弁１６が閉弁状態（図２に示す状態）となって主水路１４の連通が遮断され、水の流通が停止する。
【００３７】
上記操作軸３２は、図１に示しているように２次側の流出水路１４ｂの側から、主弁１６及び背圧室２６を貫通する状態で設けられており、そしてパイロット弁３６の上側の嵌入部４２が、蓋体２４にて構成されるボデー１０の壁部４４に形成された嵌合孔４６に、Ｏリング４８を介して水密に且つ軸心方向（図中上下方向）に進退移動可能に嵌合せしめられている。
ここで操作軸３２は、図１に示しているように駆動モータ５０に作動的に連結され、かかる駆動モータ５０の回転により操作軸３２が図中上下方向に進退駆動されるようになっている。
【００３８】
図２にも示しているように、蓋体２４には上向きの中空円筒形状の突出部５２が設けられており、その内部に嵌合孔４６の一部が形成されるとともに、その上底部には嵌合孔４６内部を外部且つ大気に開放する開放口５４が設けられている。
図３に示しているように、この開放口５４は嵌入部４２が図中上向きに移動する際に嵌合孔４６内部の空気を外部に逃がし、また嵌入部４２が図中下向きに前進運動する際に、外部からの空気を嵌合孔４６内に導き入れることによって、嵌入部４２の円滑な移動を確保する。
【００３９】
以上のようにこの実施形態は、操作軸３２を２次側の流出水路１４ｂの側から主弁１６及び背圧室２６を貫通する状態に設けた上、その先端部分である嵌入部４２を、背圧室２６を内側に形成する壁部４４の嵌合孔４６にＯリング４０を介して水密に且つ進退移動可能に嵌合して、その嵌合孔４６を開放口５４を通じて大気に開放したもので、この実施形態によれば、操作軸３２に対して背圧室２６の圧力が後退方向の力として作用する問題を解決し得、操作軸３２を従来に増して、軽い操作で前進運動させることができる。
【００４０】
またこの実施形態では、パイロット弁３６を操作軸３２に一体に構成しているため、流量制御弁装置１２の構成を簡単化できる利点を有する。
【００４１】
図６は本発明の他の実施形態を示している。
この例は、嵌合孔４６から主弁１６をバイパスして２次側の流出水路１４ｂに至り、背圧室２６から嵌合孔４６側に漏れた水を、流出水路１４ｂへと戻す戻し水路５６を、パイロット水路３０とは別途に設けた例である。
【００４２】
この実施形態においては、万一背圧室２６内の水が嵌合孔４６内に且つＯリング４８より外側に漏れ出たとしても、その漏れた水を戻し水路５６を通じて流出水路１４ｂへと戻すことができ、背圧室２６内の水が嵌合孔４６側に漏れ出た場合においても、そのまま外部へと漏出してしまう問題を生じない利点を有する。
【００４３】
以上本発明の実施形態を詳述したが、これらはあくまで一例示である。
例えば図７に示しているように、パイロット弁３６を径方向に環状に突出する状態に設けて、かかるパイロット弁３６を主弁１６に設けた環状のパイロット弁座３８に軸方向（パイロット弁３６の進退方向）に当接させ、或いはこれから離間させる形式の流量制御弁装置１２に対して本発明を適用することも可能である。
また本発明においてはパイロット水路３０を上記とは異なった形態で設けることも可能である等、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態である流量制御弁装置を示す図である。
【図２】図１の要部を拡大して示す図であり、パイロット弁が閉弁した状態で示す図である。
【図３】図１の要部を拡大して示す図であり、パイロット弁が開弁した状態で示す図である。
【図４】同実施形態における流量調節の際の作用説明図である。
【図５】図４に続く作用説明図である。
【図６】本発明の他の実施形態である流量制御弁装置を示す図である。
【図７】本発明の更に他の実施形態の要部を示す図である。
【図８】従来の流量制御弁装置を示す図である。
【図９】従来の流量制御弁装置の不具合を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４５】
１２  流量制御弁装置
１４  主水路
１４ａ  流入水路
１４ｂ  流出水路
１６  主弁
２２  主弁座
２６  背圧室
２８  導入小孔
３０  パイロット水路
３２  操作軸
３６  パイロット弁
４２  嵌入部
４４  壁部
４６  嵌合孔
４８  Ｏリング（シール部材）
５４  開放口
５６  戻し水路
【図１】
2007333192.tif 000003
【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】
2007333192.tif 000009
【図８】
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【図９】
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