(57)【要約】【課題】  容易に送風効率を向上させることが可能となり、仕事率を向上させることができる電動送風機を提供する。【解決手段】  電動機と、この電動機によって回転駆動されるファン及びそのディフューザを有する送風機とから成り、前記ディフューザには前記ファンの吐出口に対向してボリュート壁２３が形成された電動送風機において、前記ボリュート壁２３の先端部２３ａ両面に送風方向に直交して端縁に達する溝２３ｂを形成するようにした。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機と、この電動機によって回転駆動されるファン及びそのディフューザを有する送風機とから成り、前記ディフューザには前記ファンの吐出口に対向してボリュート壁が形成された電動送風機において、
前記ボリュート壁の先端部両面に送風方向に直交して端縁に達する溝を形成したことを特徴とする電動送風機。
【請求項２】
電動機と、この電動機によって回転駆動されるファン及びそのディフューザを有する送風機とから成る電動送風機において、
前記ファンのブレードの先端部両面に送風方向に直交する溝を形成したことを特徴とする電動送風機。
【請求項３】
前記送風機側の電動機フレームと前記ディフューザとのシール部として、一方側に環状突起を形成し、他方側に前記環状突起に対向する環状溝を形成すると共に、この環状溝に硬化状態において柔軟性を有する合成樹脂を充填したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電動送風機。
【請求項４】
前記ファンを覆うファンカバーの吸込口周縁に前記ファンの吸気口周縁に対向する環状溝を形成し、この環状溝に配設されるシール材を、硬化状態において耐熱性、低摩擦性、柔軟性を有すると共に、けずれやすい合成樹脂を充填して形成する際に、充填した合成樹脂の表面を幅方向に分割する環状部材を装着したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電動送風機。
【請求項５】
前記合成樹脂に、紫外線を照射することにより硬化する紫外線硬化性樹脂を用いると共に、前記環状部材に紫外線を透過する部材を用いたことを特徴とする請求項４記載の電動送風機。
【請求項６】
前記環状部材の円周部を凹凸形状に形成したことを特徴とする請求項４又は請求項５記載の電動送風機。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、電気掃除機等に用いられる電動送風機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電気掃除機等に用いられる電動送風機は、電動機と、この電動機によって回転駆動される遠心ファン及びそのディフューザを有する送風機とから成り、ディフューザには遠心ファンの吐出口に対向してボリュート壁が形成されている。
【０００３】
従来より、上記ボリュート壁先端部は、空気抵抗を低減するため尖った形状になっている。しかしながら、ディフューザはその多くが樹脂成形部品であり、先端形状を鋭利にすることには限界がある。一方で、ファンから吐出される空気の流速は、最大仕事率点では１００（ｍ／ｓ）程度であり、従来形状では、ボリュート通路入口にて大幅に減速され、送風効率の低下を招き、仕事率を低下させていた。なお、特許文献１には、静翼（ボリュート壁）側壁に複数の円形の凹部を有したものが開示されている。これは、比較的流速が大きい場合、ディフューザ部などで生じる乱流境界層の剥離を防ぐものであり、複数の円形状の凹部を有することにより、凹部内を流れる渦流により乱流境界層を境界面に保持する力を大きくし、剥離を抑さえ、損失を低減し、電動送風機の効率を向上させていると、記されている。
【０００４】
また、従来より、ファンの吸気口側のブレード先端部も、空気抵抗を低減するため尖った形状になっている。しかしながら、ブレード先端部形状を鋭利にすることは、強度的にも限界がある。一方で、ファンに吸気される空気の流速は、従来形状ではファンのブレード先端部にて大幅に減速され、送風効率の低下を招き、仕事率を低下させていた。これに対しても、特許文献２には、インペラ（ファン）の前後面シュラウドとブレードとで囲まれた通路の表面（ブレード面を含む）に略半球状の突起を設けたものが開示されている。この通路の表面に設けた略半球状の突起は、小さな気流の乱れを生ずるように作用するため、通路内に流入した空気流は剥離を生ずることがなく、渦流が発生しにくくなり、インペラの送風効率は高くなると、記されている。
【０００５】
また、従来、送風機側の電動機フレームとディフューザとのシール部は、電動機フレームのベアリング圧入部外周に、ディフューザのハウジング部内周に突設された略円錐リング状突出部を当接させて行われていた。しかしながら、この従来技術では、運転時にベアリング等に発生する熱によりベアリング圧入部外周に当接させているディフューザの略円錐リング状突出部が変形を起こすことや、ディフューザを成形する際に略円錐リング状突出部の真円度がばらつくことにより、シールが不完全になり、送風効率を低下させる問題があった。なお、特許文献３には、エアーガイド（ディフューザ）の略中央部にインペラ（ファン）と反対方向に形成した弾性力のある凸部を負荷側ブラケット（電動機フレーム）へリング状に突出させ、負荷側ブラケットには前記エアーガイドの凸部に対向する凹部に傾斜面を形成した電動送風機が開示されている。これにより、確実にエアーガイドと負荷側ブラケットとを密着させることが可能となるので、成形時における形状の僅かな変形から生じるエアーガイドと負荷側ブラケットとの嵌合部の隙間からのわずかな空気洩れ防止が図れ、性能の向上が図れると、記されている。
【０００６】
また、特許文献４には、ファンを覆うファンカバーの吸込口周縁に環状溝を形成し、この環状溝にファンの吸気口周縁が当接するシール材を設け、このシール材を、耐熱性、低摩耗性、柔軟性を有すると共に、けずれやすい合成樹脂（紫外線硬化性樹脂）を環状溝に充填して形成したものが開示されている。これにより、ファンとファンカバーとの隙間を介してファン吐出口からファン吸気口に流れる循環流を安価に防止し得ると、記されている。
【特許文献１】特開平５−３４０３９７号公報
【特許文献２】特開平５−３１２１８８号公報
【特許文献３】特開平５−２９６１９７号公報
【特許文献４】特開平９−２３６０９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１や特許文献２に開示されたものは、ディフューザのボリュート壁やファンのブレード面に複数の円形の凹部や略半球状の突起を形成するものであり、ボリュート壁が立設されるディフューザはその多くが樹脂成形部品であるため、円形の凹部があると型抜きが困難となる。一方、ファンのブレード片は個々に作成されて前面シュラウドと後面シュラウド間に配設されるので、型抜きの問題は生じないが、略半球状の突起が形成されたブレード片を円弧状に曲げる際のプレス加工が困難となる。
【０００８】
また、電動機フレームとディフューザとのシール部として特許文献３に開示されたものは、ディフューザ側に形成されるリング状凸部とこれに対向して電動機フレーム側に形成される凹部の傾斜面が接触するので、それぞれの部品の寸法公差や真円度がばらつくことにより、シールが不完全になり、送風効率を低下させる虞がある。
【０００９】
また、特許文献４に開示されたものでは、ファンカバーの吸込口周縁の環状溝に液状の合成樹脂材を流し込んだときに、表面張力により環状溝の幅方向両端部と中央部とに寸法差が生じ、シールが安定的にされない問題が生じ、それにより電動送風機の吸込性能が低下する虞がある。
【００１０】
そこで、本願発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、容易に送風効率を向上させることが可能となり、仕事率を向上させることができる電動送風機を提供することを目的とするものである。
【００１１】
また、電動機フレームとディフューザとのシールを確実なものとすることを目的とするものである。
【００１２】
また、ファンとファンカバーとのシールが安定的に可能となり、電動送風機の吸込性能が低下するのを防ぐことを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記のような目的を達成するために、本願発明は、電動機と、この電動機によって回転駆動されるファン及びそのディフューザを有する送風機とから成り、前記ディフューザには前記ファンの吐出口に対向してボリュート壁が形成された電動送風機において、前記ボリュート壁の先端部両面に送風方向に直交して端縁に達する溝を形成したことを特徴とするものである。
【００１４】
また、電動機と、この電動機によって回転駆動されるファン及びそのディフューザを有する送風機とから成る電動送風機において、前記ファンのブレードの先端部両面に送風方向に直交する溝を形成したことを特徴とするものである。
【００１５】
さらに、前記送風機側の電動機フレームと前記ディフューザとのシール部として、一方側に環状突起を形成し、他方側に前記環状突起に対向する環状溝を形成すると共に、この環状溝に硬化状態において柔軟性を有する合成樹脂を充填したことを特徴とするものである。
【００１６】
また、前記ファンを覆うファンカバーの吸込口周縁に前記ファンの吸気口周縁に対向する環状溝を形成し、この環状溝に配設されるシール材を、硬化状態において耐熱性、低摩擦性、柔軟性を有すると共に、けずれやすい合成樹脂を充填して形成する際に、充填した合成樹脂の表面を幅方向に分割する環状部材を装着したことを特徴とするものである。
【００１７】
さらに、前記合成樹脂に、紫外線を照射することにより硬化する紫外線硬化性樹脂を用いると共に、前記環状部材に紫外線を透過する部材を用いたことを特徴とするものである。
【００１８】
また、前記環状部材の円周部を凹凸形状に形成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本願発明によれば、ボリュート壁の先端部両面に送風方向に直交して端縁に達する溝を形成したことにより、この溝の窪み部分の圧力を低下させ、空気密度を下げることで空気抵抗を抑えることができ、これにより送風効率を向上させることが可能となり、仕事率を向上させることができる。また、上記溝は端縁にまで達しているので、樹脂成形の場合にも型抜きの問題が発生することなく容易に作成することができる。
【００２０】
また、ファンのブレードの先端部両面に送風方向に直交する溝を形成したことにより、上記と同様に溝の窪み部分の圧力を低下させ、空気密度を下げることで空気抵抗を抑えることができ、これにより送風効率を向上させることが可能となり、仕事率を向上させることができる。また、溝であるので、ブレード片を円弧状に曲げる際のプレス加工も容易となる。
【００２１】
さらに、電動機フレームとディフューザとのシール部として、一方側に環状突起を形成し、他方側に前記環状突起に対向する環状溝を形成すると共に、この環状溝に硬化状態において柔軟性を有する合成樹脂を充填したことにより、環状溝に充填されて硬化状態においても柔軟性を有する樹脂に環状突起が当接するので、シールを確実なものとすることができる。また、熱変形や真円度や寸法公差に影響されることなく寸法管理が容易にできることによって、品質が高い状態で維持できる。
【００２２】
また、ファンカバーの吸込口周縁の環状溝に配設されるシール材を、硬化状態において耐熱性、低摩擦性、柔軟性を有すると共に、けずれやすい合成樹脂を充填して形成する際に、充填した合成樹脂の表面を幅方向に分割する環状部材を装着したことにより、表面張力による樹脂材の撓みを低減させることができ、溝の両端部と中央部の寸法差を小さくすることが可能となる。よって、ファンとファンカバーのシールが安定的に可能となり、電動送風機の吸込性能が低下するのを防ぐことができる。
【００２３】
さらに、上記合成樹脂に、紫外線を照射することにより硬化する紫外線硬化性樹脂を用いると共に、上記環状部材に紫外線を透過する部材を用いたことにより、紫外線硬化性樹脂に紫外線をむら無く照射できて、樹脂全体を短時間で確実に硬化させることができる。
【００２４】
また、上記環状部材の円周部を凹凸形状に形成したことにより、液状の樹脂材が円滑に流れ込み、紫外線照射等により硬化した場合には表面積が大きくなったことにより、取付強度も上昇する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本願発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本願発明が適用される電動送風機の一例の全体構成を示す一部破断図であり、電動送風機１は、電動機２と送風機３とから構成されている。
【００２７】
電動機２は、一端（図では上端）側を開口した有底筒状のブラケット４内に、固定子５や回転子６が収納され、上記一端側開口にはネジ７にて電動機フレーム８が取り付けられている。回転子６の回転軸９の両端側は、ブラケット４底面及び電動機フレーム８の各中央部に各々圧入固定されたベアリング１０で回転自在に支持されている。また、ブラケット４には、固定子５や回転子６を冷却した排気風が排出される排気口１１が形成されると共に、ブラシ保持具１２が取り付けられている。このブラシ保持具１２内にはコイルバネ１３を介してカーボンブラシ１４が保持され、このカーボンブラシ１４がコイルバネ１３により回転軸９側の整流子１５外周面に圧接されるように構成されている。
【００２８】
また、送風機３は、電動機２のフレーム８から突出する回転軸９にナット１６により固定された遠心ファン１７と、この遠心ファン１７と電動機フレーム８との間に配置されて電動機フレーム８にネジ１８にて固定されるディフューザ１９とから成り、これらが金属製のファンカバー２０で覆われるように構成されている。
【００２９】
上記ディフューザ１９は、上記遠心ファン１７との間に間隔を設けるための凹部２１が形成された合成樹脂製の基部２２と、この基部２２の表面側(遠心ファン１７側)に遠心ファン１７の外周に対向して遠心ファン１７の回転方向に図２に示すように放射状に立設されたボリュート壁２３と、基部２７の裏面側（電動機２側）に一体形成されて、遠心ファン１７から吐出され上記ボリュート壁２３及びファンカバー２０を介して方向転換された排気風を電動機フレーム８に形成された通風口２４に導く排気通路２５を形成する渦巻き状の案内羽根２６とから形成されている。
【００３０】
一方、遠心ファン１７は、図３に示すように渦巻き状の複数枚のブレード２７とその前後を挟む前面シュラウド２８及び後面シュラウド２９とから構成されている。前面シュラウド２８は、その中央部に空気を吸い込む吸気口３０が形成され、この吸気口３０から外周部に向かって後面シュラウド２９との間隔が漸次狭くなるように形成されており、外周部に吐出口３１が形成されて、前面中央部の吸気口３０から吸い込んだ空気を圧縮して外周部の吐出口３１から放射方向に排出するように構成されている。
【００３１】
また、ファンカバー２０は、遠心ファン１７及びディフューザ１９の前面及び外周面を覆うようにして電動機２のフレーム８の外周部に圧入固定されるように形成され、その前面側中央部には、遠心ファン１７の吸気口３０に対応した吸込口３２が形成されている。
【００３２】
図４は上記図２の囲み円Ａ内の構成を示す拡大図、図５は作用を示す拡大図であり、それぞれ（ａ）は本願発明前の従来技術、（ｂ）は本願発明の実施形態を示している。
【００３３】
本願発明前の従来技術では、図４（ａ），図５（ａ）に示すようにボリュート壁先端部２３ａは空気抵抗を低減するため尖った形状になっているが、本実施形態においては、図４（ｂ），図５（ｂ）に示すように、尖った形状のボリュート壁先端部２３ａ両面に送風方向に直交して端縁に達する複数の溝２３ｂを形成している。
【００３４】
図４（ａ）に示した従来形状では、図５（ａ）に示すように空気流ａがボリュート壁先端部２３ａで２分されてから大きな剥離が生じることにより前述したようにボリュート通路入口にて大幅に減速され、送風効率の低下を招き、仕事率を低下させていた。これに対して、図４（ｂ）に示した本実施形態においては、溝２３ｂの窪み部分の圧力を低下させることにより空気抵抗を少なくすることを可能にして、図５（ｂ）に示すように空気流ａが２分されても剥離が生じない。このことにより送風効率を向上させることが可能となり、電動送風機の仕事率を向上させることができる。また、溝２３ｂは端縁にまで達しているので、樹脂成形した場合にも前述した特許文献１にような型抜きの問題が発生することなく、容易に作成することができる。
【００３５】
図６は上記図３の囲み円Ｂ内のブレード先端部の構成を示す拡大図であり、（ａ）は本願発明前の従来技術、（ｂ）は本願発明の実施形態を示している。
【００３６】
本願発明前の従来技術では、図６（ａ）に示すようにブレード２７の先端部２７ａは空気抵抗を低減するため尖った形状になっているが、本実施形態においては、図６（ｂ）に示すように、尖った形状のブレード先端部２７ａ両面に送風方向に直交して端縁に達する複数の溝２７ｂを形成している。また、これらの溝２７ｂは、ブレード２７の先端部２７ａ両面で重ならないように交互に形成している。
【００３７】
図６(a)に示した従来形状では、前述したと同様の作用で空気流が大幅に減速され、送風効率の低下を招き、仕事率を低下させていた。これに対して、図６（ｂ）に示した本実施形態においては、前述したと同様な作用で溝２７ｂの窪み部分の圧力を低下させることにより空気抵抗を少なくすることを可能にしている。このことにより送風効率を向上させることが可能となり、電動送風機の仕事率を向上させることができる。また、溝でしかも先端部のみに形成してあるので、前記特許文献２に示された略半球状の突起に比べてブレード２７を円弧状に曲げる際のプレス加工も容易となる。
【００３８】
また、上記各溝２７ｂは、ブレード２７の先端部２７ａ両面で重ならないように交互に形成されているので、溝形成による強度低下を抑えることができる。なお、この構成を前述したボリュート壁先端部２３ａに形成した溝２３ｂに適用しても同様な作用効果が得られる。
【００３９】
図７〜図９は、電動機フレーム８とディフューザ１９とのシール部の実施形態を示す構成図であり、前述してきたものと同一符号は同一又は相当部分を示している。
【００４０】
本実施形態においては、図７，図８（ａ），図９に示すように、ディフューザ１９の基部２２中央に形成されて電動機フレーム８のベアリング圧入部８ａが嵌合するハウジング部２２ａ下面に環状突起２２ｂを形成し、電動機フレーム８側には図８（ｂ），図９に示すように前記環状突起２２ｂに対向する環状溝８ｂを形成すると共に、この環状溝８ｂに例えばシリコーン等が添加されて硬化状態において柔軟性を有する合成樹脂（紫外線硬化性樹脂）８ｃを充填したものである。
【００４１】
このように構成することにより、環状溝８ｂに充填されて硬化状態においても柔軟性を有する合成樹脂（紫外線硬化性樹脂）８ｃに環状突起２２ｂが当接するので、シールを確実なものとすることができる。
【００４２】
すなわち、電動機フレーム８の環状溝８ｂに紫外線で硬化する液状の紫外線硬化性樹脂８ｃを流し込み、紫外線を照射して硬化させて、ディフューザ１９のハウジング部２２ａ側の環状突起２２ｂと電動機フレーム８側の環状溝８ｂに充填された硬化状態で柔軟性を有する紫外線硬化性樹脂８ｃとで、ディフューザ１９が電動機フレーム８にネジ止めされる際に、図９（ｂ）に示すように環状突起２２ｂが硬化状態で柔軟性を有する紫外線硬化性樹脂８ｃに食い込むようにして確実なシールが可能となる。
【００４３】
また、それぞれの部品の熱変形や真円度や寸法公差に影響されることなく寸法管理が容易にできることによって、品質が高い状態で維持できる。
【００４４】
なお、上記実施形態では、ディフューザ１９側に環状突起２２ｂを形成し、電動機フレーム８側に環状溝８ｂを形成して硬化状態で柔軟性を有する合成樹脂８ｃを充填したが、これとは逆に、電動機フレーム８側に環状突起を形成し、ディフューザ１９側に環状溝を形成して硬化状態で柔軟性を有する合成樹脂を充填しても、上記と同様な作用効果が得られる。
【００４５】
図１０はファンカバー２０の中央断面図で、図１１はその囲み円Ｄ内の構成を示す拡大図であり、（ａ）は本願発明前の従来技術、（ｂ）は本願発明の実施形態を示している。
【００４６】
本願発明前の従来技術では、図１１（ａ）に示すように、ファンカバー２０の吸込口３２周縁の環状溝３２ａに液状の合成樹脂（紫外線硬化性樹脂）３２ｂを流し込んだときに、表面張力により環状溝３２ａの幅方向両端部と中央部とに寸法差が生じ、シールが安定的にされない問題が生じていた。これに対して、本実施形態においては、図１１（ｂ）に示すように、ファンカバー２０の吸込口３２周縁に前述したファン１７の吸気口３０周縁に対向する環状溝３２ａを形成し、この環状溝３２ａに配設されるシール材を、例えばシリコーン等を添加して硬化状態において耐熱性、低摩擦性、柔軟性を有すると共に、けずれやすい合成樹脂（紫外線硬化性樹脂）３２ｂを充填して形成する際に、充填した合成樹脂（紫外線硬化性樹脂）３２ｂの表面を幅方向に分割する断面逆水滴形状の環状樹脂成形部品３２ｃを装着したものである。
【００４７】
このように構成することにより、図１１（ａ）に示した従来技術に比べて、表面張力による樹脂材の撓みを低減させることができ、環状溝３２ａの幅方向両端部と中央部の寸法差を小さくすることが可能となる。よって、ファン１７とファンカバー２０のシールが安定的に可能となり、電動送風機の吸込性能が低下するのを防ぐことができる。
【００４８】
また、上記合成樹脂３２ｂとして、紫外線を照射することにより硬化する紫外線硬化性樹脂を用いると共に、環状樹脂成形部品３２ｃに紫外線を透過する例えば透明の樹脂材を用いている。これにより、紫外線硬化性樹脂３２ｂに紫外線をむら無く照射できて、樹脂全体を短時間で確実に硬化させることができる。
【００４９】
さらに、環状樹脂成形部品３２ｃには、図１２（ｂ）に示すように内周と外周の円周部に凹凸形状３２ｄが形成されている。従って、液状の合成樹脂（紫外線硬化性樹脂）３２ｂが円滑に流れ込み、紫外線照射により硬化した場合には表面積が大きくなったことにより、取付強度も上昇する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本願発明が適用される電動送風機の一例の全体構成を示す一部破断図。
【図２】そのディフューザのボリュート壁形成面側の平面図。
【図３】同じく、その遠心ファンの構成図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は中央断面図。
【図４】上記図２の囲み円Ａ内の構成を示す拡大図で、（ａ）は本願発明前の従来技術、（ｂ）は本願発明の実施形態を示している。
【図５】同じく、その作用を示す拡大図で、（ａ）は本願発明前の従来技術、（ｂ）は本願発明の実施形態を示している。
【図６】上記図３の囲み円Ｂ内のブレード先端部の構成を示す拡大図で、（ａ）は本願発明前の従来技術、（ｂ）は本願発明の実施形態を示している。
【図７】電動機フレームとディフューザとのシール部の実施形態を示す構成図で、（ａ）はディフューザの上面図、（ｂ）は中央断面図、（ｃ）は裏面図。
【図８】同じく電動機フレームとディフューザとのシール部の実施形態を示す構成図で、（ａ）はディフューザの中央断面図、（ｂ）は対応する電動機フレームの中央断面図。
【図９】上記電動機フレームにディフューザを取り付けた状態を示す中央断面図であり、（ｂ）は（ａ）の囲み円Ｃ内の拡大図。
【図１０】ファンカバーの中央断面図。
【図１１】上記図１０の囲み円Ｄ内の構成を示す拡大図で、（ａ）は本願発明前の従来技術、（ｂ）は本願発明の実施形態を示している。
【図１２】ファンカバー吸込口周縁の環状溝に装着する環状の樹脂成形部品の構成図で、（ａ）は中央断面図、（ｂ）は平面図。
【符号の説明】
【００５１】
１  電動送風機
２  電動機
３  送風機
４  ブラケット
５  固定子
６  回転子
８  電動機フレーム
８ａ  ベアリング圧入部
８ｂ  環状溝
８ｃ  紫外線硬化性樹脂
９  回転軸
１０  ベアリング
１１  排気口
１７  遠心ファン
１９  ディフューザ
２０  ファンカバー
２２ａ  ハウジング部
２２ｂ  環状突起
２３  ボリュート壁
２３ａ  先端部
２３ｂ  溝
２７  ブレード
２７ａ  先端部
２７ｂ  溝
３０  吸気口
３１  吐出口
３２  吸込口
３２ａ  環状溝
３２ｂ  紫外線硬化性樹脂
３２ｃ  環状樹脂成形部品
３２ｄ  凹凸形状 
【図１】
2007009796.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】
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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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