(57)【要約】【課題】自然エネルギーを利用してオーバーバランスを調整するこが可能なエレベータ装置を提供する。【解決手段】乗りかごと釣合い重りをつるべの原理で昇降させるエレベータ装置であって、水を溜める貯留タンク２１は、釣合い重り１４の最高位よりも高い位置に設置されている。調整タンク１６は、釣合い重りに固定され、貯留タンクからの水を溜める。第１の測定器１５は、乗りかごの積載質量を測定する。第２の測定器１８は、調整タンク内の水の質量を測定する。調整部１９は、釣合い重りの昇降行程の中間位置に設置され、貯留タンクに溜めた水を調整タンクへ送り、調整タンクの水を排水経路へ排出する。制御部２５は、第１、第２の測定器の出力信号に基づき調整部を制御する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻上機を介してワイヤーロープで連結される乗りかごと釣合い重りをつるべの原理で昇降させるエレベータ装置であって、
前記釣合い重りの最高位よりも高い位置に設置され、水を溜める貯留タンクと、
前記釣合い重りに固定され、前記貯留タンクからの水を溜める調整タンクと、
前記乗りかごの積載質量を測定する第１の測定器と、
前記調整タンクの水の質量を測定する第２の測定器と、
前記釣合い重りの昇降行程の中間位置に設置され、前記貯留タンクに溜めた水を前記調整タンクへ送り、前記調整タンクの水を排水経路へ排出する調整部と、
前記第１、第２の測定器の出力信号に基づき前記調整部を制御する制御部と
を具備することを特徴とするエレベータ装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記乗りかごの質量と前記第１の測定器により測定された積載質量の合算値および前記釣合い重りの質量と前記第２の測定器により測定された調整質量の合算値が等しくなるよう前記調整部を制御し、前記調整タンクの水量を調整することを特徴とする請求項１記載のエレベータ装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記乗りかごの乗車人数を予め登録可能な行き先階呼び登録機能を有する場合、登録された前記乗りかごの乗車人数に基づく質量と前記乗りかごの質量の合算値、及び前記釣合い重りの質量と前記第２の測定器の測定した調整質量の合算値が等しくなるよう前記調整部を制御し、前記調整タンクの水量を調整することを特徴とする請求項１記載のエレベータ装置。
【請求項４】
前記制御部は、停電により電力が遮断され、非常用電源から電力が供給される場合、前記第１の測定器により測定された前記乗りかごの積載質量と前記乗りかごの質量の合算値、及び前記釣合い重りの質量と前記第２の測定器により測定された調整質量の合算値が等しくなるよう前記調整部を制御して前記調整タンクの水量を調整した後、前記乗りかごの運行を開始することを特徴とする請求項１記載のエレベータ装置。
【請求項５】
前記制御部は、太陽光発電装置により発電された電力と、前記電力を貯蔵する二次電池により駆動されることを特徴とする請求項１記載のエレベータ装置。
【請求項６】
前記貯留タンクは、雨水を貯留することを特徴とする請求項１記載のエレベータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、エレベータ装置に係り、例えばつるべ式エレベータのオーバーバランスを調整する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、つるべ式エレベータ装置は、巻上機を介してワイヤーロープの一端に乗りかごが設けられ、他端に釣合い重りが設けられ、巻上機のシーブとワイヤーロープのトラクションを利用して乗りかごを運行するエレベータの標準的な駆動方式として利用されている。
【０００３】
一般的なつるべ式エレベータは、乗りかごに人や荷物を積載するため、乗りかごの質量と積載質量を合算した乗りかご全体の質量は可変する。しかし、釣合い重りの質量は固定して使用することが多い。このため、巻上機の必要トルクを考慮すると、釣合い重りの質量は、乗りかごの定員又は最大積載の概ね半分を積載した場合に釣り合うように調整することが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２３４６８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、一回の乗車人数が１〜２人と非常に少ない場合や、逆にオフィスビルの出勤時のように、定員乗車の状態で使用する場合、巻上機は常に最大トルクを必要とする状態となる。
【０００６】
このような使用状態は、定員の半分程度の乗車状態であるバランス状態と比較すると、トルク電流分だけ多くの電力を必要とする。また、特に停電時などにおいて、建物の非常用電源によりエレベータを駆動する場合、全てのエレベータを駆動できるだけの電力を供給できない。このため、運転するエレベータの台数を絞る必要がある。このような場合において、乗りかご全体の質量と釣合い重りのバランスが崩れたアンバランス状態でエレベータを運行することは、過剰な電力を必要とするため好ましくない。
【０００７】
そこで、釣合い重り量を調整することが考えられるが、このためにさらに多大なエネルギーを使うことは得策ではない。
【０００８】
したがって、本実施形態は、自然エネルギーを利用してオーバーバランスを調整することが可能なエレベータ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本実施形態に係るエレベータ装置は、巻上機を介してワイヤーロープで連結される乗りかごと釣合い重りをつるべの原理で昇降させるエレベータ装置であって、前記釣合い重りの最高位よりも高い位置に設置され、水を溜める貯留タンクと、前記釣合い重りに固定され、前記貯留タンクからの水を溜める調整タンクと、前記乗りかごの積載質量を測定する第１の測定器と、前記調整タンクの水の質量を測定する第２の測定器と、前記釣合い重りの昇降行程の中間位置に設置され、前記貯留タンクに溜めた水を前記調整タンクへ送り、前記調整タンクの水を排水経路へ排出する調整部と、前記第１、第２の測定器の出力信号に基づき前記調整部を制御する制御部とを具備することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係るエレベータ装置の一例を示す構成図。
【図２】図１の要部の構成を示す構成図。
【図３】図１の要部の動作を説明するために示す構成図。
【図４】図１の動作を説明するために示すフローチャート。
【図５】図１の動作を示すものであり、乗車人数と調整質量の関係の一例を示す図。
【図６】第２の実施形態に係る乗車人数と調整質量の関係を示す図。
【図７】第３の実施形態に係る乗車人数と調整質量の関係を示す図。
【図８】第４の実施形態に係る乗車人数と調整質量の関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して実施形態について説明する。図１は、実施形態に係るオーバーバランス調整部を有し、つるべの原理で動作するエレベータ装置を示している。
【００１２】
図１に示すエレベータ装置１０において、巻上機１１には、ワイヤーロープ１２が巻回されている。このワイヤーロープ１２の一端には乗りかご１３が設けられ、他端には釣合い重り１４が設けられている。乗りかご１３には、積載質量センサ１５が設けられ、この積載質量センサ１５により、乗りかご１３に乗車した人員、貨物の積載質量が測定される。尚、本実施形態では、積載質量センサ１５の出力信号と後述する調整質量センサの出力信号を制御部で演算したアンバランス量を、従来の積載質量センサの信号としてエレベータを制御している。
【００１３】
また、釣合い重り１４は、例えば乗りかご１３に乗車した最小人数でもバランスが調整可能な重量に設定されている。この釣合い重り１４には、調整タンク１６が設けられている。調整タンク１６は、内部に液体、例えば雨水が貯留されることにより、重りとしての機能を果たすものである。このため、調整タンク１６の底部には、例えば可撓性を有するパイプ１７の一端が設けられ、このパイプ１７を介して、調整タンク１６内に雨水を流入させたり、調整タンク１６内の雨水を排出したりする。調整タンク１６内の雨水の量に応じて釣合い重り１４を含む合計の質量が変化する。
【００１４】
さらに、例えば調整タンク１６には、調整質量センサ１８が設けられ、この調整質量センサ１８により、調整タンク１６に貯留された雨水の質量が測定される。
【００１５】
調整タンク１６に接続されたパイプ１７の他端は、調整部１９に接続されている。この調整部１９は、釣合い重り１４の昇降行程の中間位置に設置され、後述するように、調整タンク１６の質量を制御する。この調整部１９には、パイプ２０を介して貯留タンク２１が接続されるとともに、図示せぬ排水経路に接続されたパイプ２４が接続されている。
【００１６】
貯留タンク２１は、釣合い重り１４の最高到達点よりも高い位置に配置される。この貯留タンク２１には、例えばエレベータ装置が設置される建物の外部に降った雨水２２が貯留される。この貯留タンク２１の例えば下部には、水位センサ２３が設けられている。この水位センサ２３は、貯留タンク２１内の雨水の水位を測定し、例えば測定された水位が水位センサ２３の設置位置以下となった場合、制御停止を示す信号を出力する。
【００１７】
水位センサ２３、及び積載質量センサ１５、調整質量センサ１８の出力信号は、制御部２５に供給される。制御部２５は、エレベータ装置１０全体を制御するものであり、例えば水位センサ２３、及び積載質量センサ１５、調整質量センサ１８の出力信号に基づき、調整部１９を制御し、調整タンク１６内の雨水の量を調整して乗りかご１３の質量と釣合い重り１４の質量をバランスさせる。
【００１８】
また、制御部２５の電源は、通常の商用電源、非常用電源２９、或いは太陽光パネル２６、及び二次電池２７を組み合わせて使用することが可能である。例えば通常時、制御部２５は商用電源を用いて、所定の動作を行い、太陽光パネル２６により発電された電力は、二次電池２７に蓄電される。
【００１９】
尚、建物の非常電源と、エレベータ単体で用意される停電時自動着床装置の２次電池とは、独立した電源であり、前述した積載質量センサの出力信号を制御部で演算された後のアンバランス量に切り替えることにより、エレベータの制御とは独立した制御が可能となる。このため、本実施形態の装置を既設のエレベータへ後付けすることも可能である。
【００２０】
一方、商用電源の停電時、非常用電源２９を使用したり、太陽光パネル２６により発電された電源や二次電池２７に蓄電された直流電源を使用したりして制御部２５などの動作を維持することが可能である。太陽光パネル２６により発電された電源や二次電池２７に蓄電された直流電源は、例えばインバータ（ＩＮＶ）２８により交流電源に変換され、例えば調整部１９内のポンプの制御に使用される。
【００２１】
図２は、図１に示す調整部１９の一例を示しており、図１と同一部分には同一符号を付している。調整部１９において、電磁弁ＶＡは、パイプ２０とパイプ１９ａの間に接続され、ポンプ１９ｃは、パイプ１９ａとパイプ１７の間に接続されている。パイプ１９ａは分岐路１９ｂを有し、この分岐路１９ｂとパイプ２４との間に電磁弁ＶＢが接続されている。電磁弁ＶＡ、ＶＢはソレノイド１９ｄ、１９ｅによりそれぞれ駆動される。ポンプ１９ｃは、例えば制御部２５内のプログラムに設けられたタイマに設定された時間だけ駆動される。
【００２２】
上記構成において、例えば貯留タンク２１内の雨水を調整タンク１６に移動させる場合、電磁弁ＶＡが開放され、貯留タンク２１内の雨水がその位置エネルギーにより調整タンク１６に移動される。このため、ポンプ１９ｃは駆動する必要がない。
【００２３】
また、調整タンク１６内の雨水を排水経路に排水する場合、調整タンク１６と調整部１９の位置関係により、ポンプ１９ｃの制御が異なる。例えば図１に示すように、調整タンク１６が調整部１９より上方に位置している場合、電磁弁ＶＡを閉止し、電磁弁ＶＢを開放する。これにより調整タンク１６内の雨水は、その位置エネルギーにより、パイプ１７、ポンプ１９、パイプ１９ａ、１９ｂ、電磁弁ＶＢ、パイプ２４を介して排水経路に導かれる。このため、ポンプ１９は駆動する必要がない。
【００２４】
一方、図３に示すように、調整タンク１６が調整部１９より下方に位置している場合、サイフォンの原理を用いて制御される。すなわち、調整タンク１６内の雨水は、パイプ１７、調整部１９内のポンプ１９ｃ、パイプ１９ａ、１９ｂ、電磁弁ＶＢを通ってパイプ２４内に導かれ、パイプ２４内の雨水の下面が調整タンク１６内の雨水の水面の位置より低くなると、サイフォンの原理により、調整タンク１６内の雨水は自動的に排出される。このため、電磁弁ＶＡを閉止し、電磁弁ＶＢを開放した状態において、ポンプ１９ｃを駆動する。ポンプ１９ｃは、パイプ２４内の雨水の下面が調整タンク１６内の雨水の水面の位置より低くなった時点において停止される。この後、調整タンク１６内の雨水はサイフォンの原理により、自動的に排出される。
【００２５】
ポンプ１９ｃの駆動時間は前述したようにタイマにより制御される。このタイマには、ポンプ１９ｃの駆動時間が設定される。駆動時間は、釣合い重り１４と調整部１９との位置に応じて可変されることが望ましいが、例えば釣合い重り１４が最下部に位置している場合において、サイフォンの原理が働くまでの一定時間としてもよい。
【００２６】
図４は、上記調整部１９及び制御部２５の動作を示している。図４を参照して調整部１９及び制御部２５の動作について説明する。
【００２７】
先ず、制御部２５において、制御すべき目標質量が入力される（Ｓ１１）。この目標質量は、例えば乗りかごの質量と積載質量センサ１５により測定された積載質量との合算値であり、後述するように、例えばエレベータの混雑時間や閑散時間に応じて設定される。次に、調整質量と目標質量とが比較される（Ｓ１２）。調整質量は、例えば釣合い重り１４の質量と調整質量センサ１８により測定された調整タンク１６の質量の合算値である。調整質量と目標質量の比較の結果、調整質量が目標質量よりも大きい場合、調整タンク１６内の雨水を排水する必要があると判断され、電磁弁ＶＡが閉止され（Ｓ１３）、電磁弁ＶＢが開放される（Ｓ１４）。
【００２８】
この状態において、釣合い重り１４と調整部１９の位置が比較される（Ｓ１５）。この結果、釣合い重り１４の位置が調整部１９よりも高いと判断された場合、調整タンク１６内の雨水は、ポンプ１９ｃを駆動することなく、その位置エネルギーにより排水できる。このため、ポンプ１９ｃが停止され（Ｓ１６）、調整タンク１６内の雨水は、パイプ１７、ポンプ１９ｃ、パイプ１９ａ、１９ｂ、電磁弁ＶＢ、パイプ２４を介して排水される。
【００２９】
一方、釣合い重り１４の位置が調整部１９よりも低いと判断された場合、前述したように、サイフォンの原理が働くまで、ポンプ１９ｃが駆動される。すなわち、ポンプ１９ｃが駆動され（Ｓ１７）、タイマの経過時間が判別される（Ｓ１８）。この結果、タイマに設定された時間を経過した場合、ポンプ１９ｃが停止される（Ｓ１６）。
【００３０】
上記のようにして、ポンプ１９ｃを停止した状態又はポンプ１９ｃを駆動した状態で調整タンク１６の雨水の排水が開始されると、制御が例えばステップＳ１２に移行され、再度、調整質量と目標質量が比較される。この結果、調整質量が目標質量以下となった場合、調整質量が目標質量より小さいかどうかが判別される（Ｓ１９）。この結果、調整質量と目標質量が等しい場合、電磁弁ＶＡ、ＶＢが閉止され、ポンプ１９ｃが停止される（Ｓ２０、Ｓ２１、Ｓ２２）。このように、調整タンク１６内の雨水が排出され、調整質量が目標質量に一致するように制御されて、エレベータの運行が開始される。
【００３１】
また、ステップＳ１９において、調整質量が目標質量より小さいと判断された場合、水位センサ２３の出力信号に基づき、貯留タンク２１内に雨水が有るかどうかが判断される（Ｓ２３）。この結果、貯留タンク２１内に雨水があると判断された場合、電磁弁ＶＡが開放され（Ｓ２４）、電磁弁ＶＢが閉止され（Ｓ２５）、ポンプ１９ｃが停止され（Ｓ１６）、貯留タンク２１内の雨水がその位置エネルギーによりパイプ２０、電磁弁ＶＡ、パイプ１９ａ、ポンプ１９ｃ、パイプ１７を介して調整タンク１６に供給される。
【００３２】
この後、ステップＳ１２に制御が移行され、再度、調整質量と目標質量が比較される。この結果、調整質量が目標質量以下である場合、調整質量が目標質量より小さいかどうかが判別される（Ｓ１９）。この結果、調整質量と目標質量が等しい場合、電磁弁ＶＡ、ＶＢが閉止され、ポンプ１９ｃが停止される（Ｓ２０、Ｓ２１、Ｓ２２）。このように、調整タンク１６内に雨水が流入され、調整質量が目標質量に一致するように制御されて、エレベータの運行が開始される。
【００３３】
一方、ステップＳ１９において、調整質量が目標質量より小さいと判断され、ステップＳ２３において、貯留タンク２１内に雨水がないと判断された場合、調整タンク１６の雨水を増加して釣合い重り１４の質量を調整することができない。このため、電磁弁ＶＡ、ＶＢが閉止され、ポンプ１９ｃが停止される（Ｓ２０、Ｓ２１、Ｓ２２）。この後、調整質量が目標質量に一致するように制御されて、エレベータの運行が開始される。
【００３４】
図５は、オーバーバランスを調整するための乗りかご１３の乗車人数と調整質量との関係の一例を示している。
【００３５】
図５は、例えばオフィスビルに設置されたエレベータにおいて、例えば出勤時間帯のように、エレベータの乗車人数が増加する混雑時と、乗車人数が減少する閑散時を予め予測して目標質量とする場合を示している。この例の場合、混雑時と閑散時の目標質量が予め定められている。つまり、混雑時は、乗車人数の最大値に対応して目標質量が増大され、閑散時は、乗車人数の最小値に対応して目標質量が低減される。このため、混雑時に対応して、調整タンク１６の水量を増加して調整質量を増加し、閑散時は、調整タンク１６の水量を低減して調整質量を低下させる。このように、目標質量に対して調整質量を調整することにより、混雑時と閑散時に対応して、釣合い重り１４と調整タンク１６の合計の質量を調整することができ、オーバーバランスを調整できる。
【００３６】
上記第１の実施形態によれば、釣合い重り１４に調整タンク１６を設け、乗りかごの積載質量に応じて、調整タンク１６内の雨水の量を調整部１９により調整することにより、乗りかごの質量と積載質量の合算値と、釣合い重り１４及び調整タンク１６の質量との合算値をバランスさせることができる。このため、巻上機のトルクを低減することが可能であり、巻上機の力行運転時の電力消費を低減することができる。
【００３７】
また、目標質量を混雑時や閑散時に応じて設定し、この目標質量に対して調整質量を一致させることにより、オーバーバランスを効率良く調整することが可能である。
【００３８】
さらに、調整タンク１６の水量を増加する場合、貯留タンク２１内に貯留された雨水の位置エネルギーを利用し、調整タンク１６の水量を減少させる場合、調整タンク１６内の雨水の位置エネルギー及びサイフォンの原理を用いて調整している。このため、電気エネルギーの使用を極力抑え、自然エネルギーを用いてオーバーバランスを調整することが可能である。
【００３９】
（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態を示すものであり、オーバーバランスを調整するための目標質量の定め方の他の例を示すものである。
【００４０】
第１の実施形態は、混雑時と閑散時に応じて目標質量を予測して設定した。これに対して、第２の実施形態は、乗りかご１３の乗車人数を示す積載質量センサ１５の出力を目標質量として入力することで制御する。
【００４１】
上述したように、釣合い重り１４及び調整タンク１６全体の質量は、乗りかご１３全体の質量と等しくなるように制御される。このため、乗りかご全体と釣合い重り全体が一致するように目標質量が演算され、乗りかご１３の乗車人数を示す積載質量センサ１５の出力を目標質量として調整タンク１６の質量を制御することにより、オーバーバランスを調整できる。
【００４２】
すなわち、乗りかご１３の乗車人数は、積載質量センサ１５により測定される。この積載質量センサ１５の出力信号が目標質量として制御部２５に供給され、この目標質量に対して調整タンク１６の水量が制御される。
【００４３】
第２の実施形態の場合、図６に示すように、人や荷物の質量が瞬時に変化するため、追従が遅れる。その分がオーバーバランスの不足分となる。しかし、追従した分だけ巻上機のトルク出力を低減でき、消費電力を低減することができる。
【００４４】
また、積載質量センサ１５により、リアルタイムに乗りかご１３の乗車人数を測定することができ、測定結果に応じて目標質量を変化させている。このため、第１の実施形態のように予め目標質量を設定する場合に比べて、目標質量と調整質量の誤差を低減することが可能である。このため、第１の実施形態のように、混雑時と閑散時とが明確に区別できない用途のエレベータに適用した場合、効率の良いオーバーバランス調整を行うことが可能である。
【００４５】
（第３の実施形態）
図７は、第３の実施形態を示すものであり、オーバーバランスを調整するための目標質量の定め方の他の例を示すものである。
【００４６】
第３の実施形態は、例えば行き先階呼び登録機能を有するエレベータ装置に適用されるものである。
【００４７】
例えば行き先階と乗車人数を予め登録することが可能な行き先階呼び登録機能を有するエレベータ装置が開発されている。この行き先階呼び登録機能を有するエレベータ装置の場合、行き先階と乗車人数を予め把握することできる。このため、目標質量を乗りかごの質量＋（乗車予定人数×標準体重）と設定することにより、図７に示すように、予め調整タンク１６の水量を制御して調整質量を目標質量に調整することができる。したがって、目標質量と調整質量とを一致させることが可能であるため、オーバーバランスを最適に調整でき、消費電力を削減して効率の良い力行運転を行うことができる。
【００４８】
（第４の実施形態）
図８は、第４の実施形態を示すものであり、オーバーバランスを調整するための目標質量の定め方の他の例を示すものである。
【００４９】
第４の実施形態は、例えば停電時に非常用電源２９でエレベータが駆動される場合を想定したものである。第１乃至第３の実施形態の場合、エレベータのサービスを向上させるため、オーバーバランスが十分に調整されていない場合においても力行運転が行われ、待ち時間を最小限に抑制している。
【００５０】
これに対して、非常用電源２９でエレベータが駆動される場合、オーバーバランスが十分に調整された後、運転される。すなわち、図８に示すように、例えば積載質量センサ１５の出力信号に基づき乗りかご１３の質量と積載質量の合算値が目標質量として設定され、調整タンク１６の水量が調整されて調整質量が目標質量に一致するまで、運行が開始されない。
【００５１】
第４の実施形態の場合、運行開始までの待ち時間が長くなるが、調整質量と目標質量が一致され、オーバーバランスが十分に調整された状態において、エレベータが運行されるため、巻上機のトルクを最小状態とすることができる。したがって、非常用電源２９の消費電力を極力低減してエレベータの運行を続けることが可能である。
【００５２】
尚、上記各実施形態は、貯留タンク２１に貯留された雨水を用いて調整タンク１６の質量を調整した。しかし、これに限定されるものではなく、雨水に代えて例えば水道水を貯留タンク２１に貯留し、使用することも可能である。
【００５３】
その他、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１０…エレベータ装置、１１…巻上機、１２…ワイヤーロープ、１３…乗りかご、１４…釣合い重り、１５…積載質量センサ、１６…調整タンク、１７、２０、２４…パイプ、１８…調整質量センサ、１９…調整部、２１…貯留タンク、２２…雨水、２５…制御部、２６…太陽光パネル、２７…二次電池、２９…非常用電源。
【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】
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【図８】
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