(57)【要約】【課題】高硬水地域での洗濯による洗浄性能を向上するとともに、すすぎ後の仕上がりを向上する。【解決手段】洗濯物を収容する洗濯槽４と、洗濯槽４へ給水する給水経路９と、給水経路９に設け洗濯に使用する水を軟水化処理する軟水化手段１２とを備え、軟水化手段１２により軟水化処理した水を洗濯槽４へ給水し、洗濯に使用した水を軟水化手段１２に供給して軟水化手段１２を再生し、再生時に排出する硬度成分を含んだ再生水を排水経路２１を通して機外へ排水するようにしたものであるので、高硬水地域での洗濯による洗浄性能を向上するとともに、すすぎ後の仕上がりを向上することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯物を収容する洗濯槽と、前記洗濯槽へ給水する給水経路と、前記給水経路に設け洗濯に使用する水を軟水化処理する軟水化手段とを備え、前記軟水化手段により軟水化処理した水を前記洗濯槽へ給水し、洗濯に使用した水を前記軟水化手段に供給して前記軟水化手段を再生し、再生時に排出する硬度成分を含んだ再生水を排水経路を通して機外へ排水するようにした洗濯機。
【請求項２】
洗濯のすすぎ工程で使用した水を軟水化手段に供給して前記軟水化手段を再生するようにした請求項１記載の洗濯機。
【請求項３】
洗濯の最終すすぎ工程で使用した水を軟水化手段に供給して前記軟水化手段を再生するようにした請求項２記載の洗濯機。
【請求項４】
給水経路にろ過フィルタを設け、洗濯に使用した水を前記ろ過フィルタでろ過処理して軟水化手段に供給し前記軟水化手段を再生するようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載の洗濯機。
【請求項５】
洗濯に使用した水を軟水化手段に供給するポンプを設け、前記ポンプにより洗濯に使用した水を軟水化手段に供給して前記軟水化手段を再生するようにした請求項１〜４のいずれか１項に記載の洗濯機。
【請求項６】
軟水化手段は、ケーシングの内部に、少なくとも一対の電極と、前記電極間に挟まれた陽イオン交換層と陰イオン交換層の２層構造から成る水分解イオン交換体と、前記水分解イオン交換体の表面に接する流路を有し、前記軟水化手段の軟水化処理時は、前記陽イオン交換層と対向する電極に電圧を印加し、再生時は、前記陰イオン交換層と対向する電極に電圧を印加して前記水分解イオン交換体を再生するようにした請求項１〜５のいずれか１項に記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衣類等の洗濯をおこなう洗濯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、洗濯用の水を軟水化処理して洗浄性能を向上させ、再生時に放出する硬度成分をすすぎ用の水に添加してすすぎ性能を向上させる洗濯装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
洗剤の洗浄力に大きな影響を及ぼすのは、硬度成分としてのカルシウム、マグネシウムという２価の陽イオンである。これらは、洗剤中の界面活性剤と反応して不溶性の金属石鹸を生成し、洗浄に寄与する界面活性剤量を減少させて洗浄力を低下させる。したがって、このような洗濯用水の硬度成分を除去することで、洗濯機の洗浄性能を向上することができる。
【０００４】
図４は、特許文献１に記載された従来の洗濯機の断面図を示したものである。図４に示すように、洗濯機本体５１の内部に洗濯槽５２と電気分解手段である金属イオン脱着機構５３が収容されている。洗濯槽５２内の底部に設けた回転翼５４にモータ５５が連結されている。洗濯機本体５１の上方には水道水供給口５６が設けられている。水道水供給口５６と連結された金属イオン脱着機構５３には、電極５７、５８と水道水が収容されており、洗い時には、電極５７、５８に直流電源（図示せず）から電圧を印加して水道水供給口５６から供給された水道水を電気分解し、マグネシウムイオンやカルシウムイオン等の金属イオンを捕捉して、金属イオンの除去された水道水を、洗濯槽５２に供給する。また、すすぎ時には、洗い時に印加した電圧と逆向きの電圧を電極５７、５８に印加することによって、金属イオンをすすぎ水中に放出させて泡立ちを抑え、すすぎ水の使用量を減少させて、すすぎ時間の短縮を図るようにしている。
【０００５】
ここで、金属イオン脱着機構５３において、洗い時に金属イオンを捕捉する場合は、電極５８が陰極、電極５７が陽極となるように電圧を印加して陰極５８に金属イオンを捕捉させる。すすぎ時には、電極５７が陰極、電極５８が陽極となるように電圧を印加して陽極５８から捕捉した金属イオンを放出させる。このように、洗い時とすすぎ時で印加する電圧の向きを変えて、洗い時には洗浄能力を上げ、すすぎ時には、すすぎ水に残留している界面活性剤と捕捉された金属イオンを結合させて、不必要な界面活性剤を除去することによって、泡立ちが抑えられすすぎの効率がよくなるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１４９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の構成では、金属イオン脱着機構５３に捕捉した金属イオンは、すすぎ時に洗濯槽５２に投入してすすぎ用の水に放出され洗濯物をすすぐ。このとき、高硬度地域で洗濯を行う場合、金属イオン脱着機構５３からは多量の過剰な金属イオンが洗濯槽５２内に放出されるため、残留する界面活性剤と結合した金属石鹸がすすぎ水中に析出する。また、あるいは水中の炭酸ガスが抜けると炭酸カルシウムがすすぎ水中に析出する。その結果、洗濯後の洗濯物にこのような析出物が付着したり、この析出物に汚れ成分が再付着することによって、洗濯物の洗浄が不十分となる課題があった。また、高濃度
の硬度成分を含んだ水で洗濯物をすすぐと、洗濯後の洗濯物は柔軟性が低下し仕上がりが悪くなるという課題があった。
【０００８】
また、金属イオン脱着機構５３は、対電極から成る電気分解方式であり、電極５８に金属イオンを捕捉しているが、この方式では金属イオンを捕捉するイオン交換サイトが少ないため、金属イオンを除去するために洗濯槽５２への給水流量を小さくしなければならず洗濯時間が長時間化する。また、高硬度水の金属イオンを除去するためには、装置サイズが大型化するという課題もあった。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、高硬水地域での洗濯による洗浄性能を向上するとともに、すすぎ後の仕上がりを向上することができる洗濯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、洗濯物を収容する洗濯槽と、前記洗濯槽へ給水する給水経路と、前記給水経路に設け洗濯に使用する水を軟水化処理する軟水化手段とを備え、前記軟水化手段により軟水化処理した水を前記洗濯槽へ給水し、洗濯に使用した水を前記軟水化手段に供給して前記軟水化手段を再生し、再生時に排出する硬度成分を含んだ再生水を排水経路を通して機外へ排水するようにしたものである。
【００１１】
これによって、軟水化手段の再生時に排出する高濃度の硬度成分が洗濯に使用する水中に投入されることなく、機外へ排水することができ、洗濯物への析出物の付着や、析出物への汚れ成分の再付着を防止して洗濯物の洗浄効果を高めることができるとともに、洗濯後の洗濯物の柔軟性を維持することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の洗濯機は、洗濯物への析出物の付着や、析出物への汚れ成分の再付着を防止して洗濯物の洗浄効果を高めることができるとともに、洗濯後の洗濯物の柔軟性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１における洗濯機の断面図
【図２】同洗濯機の軟水化手段の採水時の断面図
【図３】同洗濯機の軟水化手段の再生時の断面図
【図４】従来の洗濯機の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１の発明は、洗濯物を収容する洗濯槽と、前記洗濯槽へ給水する給水経路と、前記給水経路に設け洗濯に使用する水を軟水化処理する軟水化手段とを備え、前記軟水化手段により軟水化処理した水を前記洗濯槽へ給水し、洗濯に使用した水を前記軟水化手段に供給して前記軟水化手段を再生し、再生時に排出する硬度成分を含んだ再生水を排水経路を通して機外へ排水するようにしたことにより、軟水化手段の再生時に排出する高濃度の硬度成分は洗濯に使用する水中に投入されないので、すすぎ水中に過剰な硬度成分が放出されることがなく、金属石鹸や炭酸カルシウムの析出を抑制することができる。これにより、洗濯物への析出物が付着や、この析出物に汚れ成分が再付着することを防止し洗濯物の十分な洗浄を行うことができる。また、洗濯後の洗濯物の柔軟性を維持することができる。また、洗濯に使用した水を利用して軟水化手段を再生することができ、新しい水道水を使用することなく節水ができる。
【００１５】
第２の発明は、特に、第１の発明において、洗濯のすすぎ工程で使用した水を軟水化手
段に供給して前記軟水化手段を再生するようにしたことにより、洗い工程後に比べて、すすぎ工程後は軟水化手段の再生に使用する水中に汚れ成分や洗剤成分が少なく、軟水化手段の再生を効率よく行うことができるとともに、軟水化手段の耐久性を確保することができる。
【００１６】
第３の発明は、特に、第２の発明において、洗濯の最終すすぎ工程で使用した水を軟水化手段に供給して前記軟水化手段を再生するようにしたことにより、軟水化手段の再生に使用する水中の汚れ成分や洗剤成分がさらに少なくなり、軟水化手段の再生をさらに効率よく行うことができるとともに、軟水化手段の耐久性を確保することができる。
【００１７】
第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、給水経路にろ過フィルタを設け、洗濯に使用した水を前記ろ過フィルタでろ過処理して軟水化手段に供給し前記軟水化手段を再生するようにしたことにより、軟水化手段の再生に使用する水中の汚れ成分や洗剤成分をろ過フィルタにより除去することができ、再生に使用する水中の汚れ成分や洗剤成分をさらに少なくすることができるので、軟水化手段の再生をさらに効率よく行うことができるとともに、軟水化手段の耐久性を確保することができる。
【００１８】
第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明において、洗濯に使用した水を軟水化手段に供給するポンプを設け、前記ポンプにより洗濯に使用した水を軟水化手段に供給して前記軟水化手段を再生するようにしたことにより、軟水化手段の設置位置に制限を受けることなく、洗濯に使用した水を軟水化手段に効率よく短時間で供給することができる。
【００１９】
第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明において、軟水化手段は、ケーシングの内部に、少なくとも一対の電極と、前記電極間に挟まれた陽イオン交換層と陰イオン交換層の２層構造から成る水分解イオン交換体と、前記水分解イオン交換体の表面に接する流路を有し、前記軟水化手段の軟水化処理時は、前記陽イオン交換層と対向する電極に電圧を印加し、再生時は、前記陰イオン交換層と対向する電極に電圧を印加して前記水分解イオン交換体を再生するようにしたことにより、多数のイオン交換サイトを有するイオン交換体により硬度成分を捕捉して軟水化処理するので、洗い時に高硬度水を軟水化する場合でも小型の装置サイズで大流量の給水流量で軟水化することができる。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の断面図、図２は、同軟水化手段の軟水化処理時の断面図、図３は、同軟水化手段の再生時の断面図である。
【００２２】
図１〜図３において、洗濯機本体１は、外槽２と、外槽２内に回転自在に配設した内槽３から成る洗濯槽４を有している。内槽３は、外槽２に取り付けられたモータ５によって回転駆動するように構成されている。内槽３は有底円筒形に形成され、その周面に外槽２内に通じる多数の通水孔６が形成され、内周面の複数位置にバッフル７を設けている。内槽３の回転中心に回転軸５ａを設け、内槽３の軸心方向を背面側から正面側に向けて上向きに傾斜させて配設している。この回転軸５ａに外槽２の背面側に取り付けたモータ５を連結し、内槽３を正転および逆転方向に回転駆動するようにしている。
【００２３】
洗濯槽４は、開閉自在な給水弁８を介して水道栓（図示せず）に連結した給水経路９が接続されており、洗濯の洗いおよびすすぎ時は給水弁８を開いて給水され、洗い時は、給水経路９に備えられた洗剤ケース１０内の洗剤とともに洗濯槽４内へ投入する。
【００２４】
洗濯機本体１の正面側の上向き傾斜面１ａに蓋１１を設け、洗濯物を投入する外槽２に設けた開口部２ａを開閉自在に覆っている。蓋１１の開閉により開口部２ａを通して内槽３内に洗濯物を出し入れすることができる。
【００２５】
軟水化手段１２は、給水経路９の途中の洗剤ケース１０の上流側に設けられている。軟水化手段１２は、ケーシング１３内に１対の板状の電極１４が両端に設けられている。電極１４はチタンに白金がメッキされたものであり、電極１４の耐消耗性を確保している。電極１４の間には、１対の水分解イオン交換体１５が流路１６を挟んで設けられている。
【００２６】
水分解イオン交換体１５は、強酸性のイオン交換基を持つ陽イオン交換層１７と、強塩基性のイオン交換基を持つ陰イオン交換層１８が１枚に張り合わされた２層構造となっている。そして、陽イオン交換層１７と陰イオン交換層１８が向き合うように設置されている。
【００２７】
ここで、陽イオン交換層１７は、−ＳＯ３Ｈを官能基とする強酸性イオン交換基を含み、陰イオン交換層１８は、−ＮＲ３ＯＨを官能基とする強塩基性イオン交換基を含む。ここで、陽イオン交換層１７および陰イオン交換層１８は、ポリエチレン等のバインダで粉砕されたイオン交換樹脂を接着した不均一膜、あるいは、高分子体に直接イオン交換基を持った均一膜のどちらを用いてもよい。
【００２８】
洗濯槽４の底部には、洗濯水（洗いおよびすすぎに使用した水）を排水する排水路１９が接続され、排水弁２０を設けている。軟水化手段１２の出口側には、軟水化手段１２を再生する時に生成する高硬度の再生水を排水する排水経路２１が給水経路９と分岐して設けられ、分岐部には第１三方弁２２を設けて流路を切り換えるように構成されている。排水経路２１の終端は洗濯水を排水するための排水路１９に接続されており、再生水は軟水化手段１２から排水経路２１を通り、排水路１９を経て洗濯機本体１から外部へ排出される。
【００２９】
また、洗濯に使用した水を軟水化手段１２の再生用に供給するための再生水供給経路２３が排水路１９と分岐して設けられ、その終端は軟水化手段１２の上流側の給水経路９に接続されている。排水路１９との分岐部には第２三方弁２４、給水経路９との接続部には第３三方弁２５が設けられており、洗濯に使用した水を洗濯機外へ排水、あるいは、軟水化手段１２へ供給できるよう流路を切り換えるように構成されている。再生水供給経路２３には、洗濯に使用した水を軟水化手段１２へ送るポンプ２６が設けられている。
【００３０】
軟水化手段１２の上流側の給水経路９にはろ過フィルタ２７が備えられている。このろ過フィルタ２７は孔径０．１〜５μｍのフィルタであり、給水経路９から取り外しできる構造となっている。
【００３１】
制御手段２８は、洗濯機本体１内の上部に設けられており、設定された動作シーケンスに基き、モータ５、給水弁８、軟水化手段１２、排水弁２０、第１三方弁２２、第２三方弁２４、第３三方弁２５、ポンプ２６等を制御し、洗い、すすぎ、脱水の各工程を逐次制御する。
【００３２】
以上のように構成された洗濯機について、以下その動作について説明する。洗濯機本体１の電源を入れて、蓋１１を開けて洗濯槽４に衣類を入れ洗剤ケース１０に洗剤を投入して運転を開始すると、洗濯の洗い工程が開始する。始めに、給水弁８が開き水道原水が給水経路９を通じて軟水化手段１２へ導入される。
【００３３】
図２に示すように、水道原水中には硬度成分のカルシウムイオン、炭酸イオン等が含まれており、ケーシング１３の上部に設けた流入口１３ａから流入し、ケーシング１３の下部に設けた流出口１３ｂに向かって流路１６を流れる。このとき、ケーシング１３に設置された電極１４には直流電圧が印加され、水分解イオン交換体１５の陽イオン交換層１７側の電極１４にはプラスの電圧が印加され、陰イオン交換層１８側の電極１４はマイナス極となる。
【００３４】
この結果、水道原水中のカルシウムイオンは陽イオン交換層１７へ、炭酸イオンは陰イオン交換層１８へ電気泳動して層内に入り込む。そして、カルシウムイオンは、陽イオン交換層１７の強酸性イオン交換基の−ＳＯ３Ｈの水素イオンとイオン交換し、炭酸イオンは、陰イオン交換層１８の強塩基性イオン交換基の−ＮＲ３ＯＨの水酸化物イオンとイオン交換する。こうして、流路１６中の硬度成分は除去されて軟水化される。そして、軟水化された水は、ケーシング１３の下部に設けた流出口１３ｂから処理水が流出し、給水経路９を通って洗濯槽４内へ給水される。
【００３５】
洗濯槽４内へ洗剤と軟水が一定量供給された後、モータ５により洗濯槽４の内槽３が回転駆動されて洗い行程が開始される。内槽３の回転により、洗濯槽４内に収容された洗濯物は、内槽３の内周面に設けられたバッフル７によって回転方向に持ち上げられ、持ち上げられた内槽３内の上方高さ位置から落下する撹拌動作が繰り返されるので、洗濯物には叩き洗いの作用が及んで洗い工程が行われる。
【００３６】
ここで、洗濯槽４内に供給される洗濯用水は、軟水化手段１２によって硬度成分が除去されているので、洗剤中の界面活性剤が反応して不溶性の金属せっけんを生成することを防止することができる。したがって、洗浄に寄与する界面活性剤量を減少させて洗浄力を低下させることがないので、洗濯による洗浄性能を向上することができる。そして、所要の洗い時間の後、第２三方弁２４により流路が排水路１９側に設定され、洗いに使用した洗濯槽４内の水が洗濯機外へ排水される。そして、洗濯槽４の内槽３を高速回転させる脱水動作により洗濯物に含まれた洗剤液を脱水し、洗い工程が終了する。
【００３７】
洗い工程が終了した後、次にすすぎ工程が開始する。すすぎ回数は洗濯機の使用者により任意に設定することができるが、本実施の形態では洗濯の標準コースであるすすぎ２回の場合について説明する。すすぎ工程では、洗い工程と同様に、給水弁８が開き洗濯槽４に洗濯物の量に応じて設定された所定量の水が供給される。洗濯物は内槽３の回転によりすすがれ洗剤を除去する。そして、第２三方弁２４により流路を排水路１９側に設定され、すすぎに使用した水が洗濯機外へ排水され、内槽３を高速回転させる脱水動作により洗濯物の水分を脱水して１回目のすすぎが終了する。
【００３８】
次に、２回目のすすぎが始まる。２回目のすすぎも１回目と同様に給水と洗濯物のすすぎが行われる。洗濯物のすすぎが終わると、第２三方弁２４により流路が再生水供給経路２３側に切り換えられ、第３三方弁２５が再生水供給経路２３と給水経路９の洗濯槽４側が連通するように切り換えてポンプ２６が作動する。そして、すすぎに使用した洗濯槽４内の水が再生水供給経路２３を通じて軟水化手段１２へ供給される。すすぎに使用した水が軟水化手段１２へ供給されると、軟水化手段１２の再生を開始する。
【００３９】
図３に示すように、軟水化手段１２において、電極１４には軟水化時とは逆方向の電圧が印加される。陰イオン交換層１８側にプラスの電圧が印加され、陽イオン交換層１７側の電極はマイナス極となる。水分解イオン交換体１５の両側に電圧を印加すると、陽イオン交換層１７と陰イオン交換層１８の界面中のイオン成分が減少して抵抗が高くなり、ある時点で水の解離が行われ、水素イオン及び水酸化物イオンが生成する。
【００４０】
陽イオン交換層１７では、軟水化時にイオン交換されたカルシウムイオンが、生成した水素イオンとイオン交換し再生される。そして、カルシウムイオンは流路１６中に放出される。一方、陰イオン交換層１８では、軟水化時にイオン交換された炭酸イオンが、生成した水酸化物イオンとイオン交換し再生される。そして、炭酸イオンは流路１６中に放出される。
【００４１】
一定時間、水分解イオン交換体１５に電圧を印加して再生した後、第１三方弁２２により流路が排水経路２１側に切り換えられる。そして、軟水化手段１２の流路１６中の硬度成分を多量に含んだ再生水が排水経路２１を通じて排水路１９から洗濯機外部へ排水されて軟水化手段１２の再生が終了する。ここで、軟水化手段１２が再生している間、内槽３が高速回転して洗濯物を脱水して洗濯が終了する。
【００４２】
以上のように、すすぎに使用した水で軟水化手段１２を再生することができる。再生時に排出する高濃度の硬度成分は、洗濯に使用する水中に投入されないので、すすぎ水中に過剰な硬度成分が放出されることがなく、金属石鹸や炭酸カルシウムの析出を抑制することができる。これにより、洗濯物への析出物が付着や、この析出物に汚れ成分が再付着することを防止することができ、洗濯物の洗浄効果を高めることができる。また、洗濯後の洗濯物の柔軟性を維持することができる。
【００４３】
また、洗濯の最終すすぎ工程に使用した水を軟水化手段１２に供給して再生するので、軟水化手段１２の再生に使用する水中の汚れ成分や洗剤成分がさらに少なくなるので、軟水化手段１２の再生をさらに効率よく行うことができるとともに、軟水化手段１２の耐久性を確保することができる。さらに、洗濯に使用した水を利用して軟水化手段１２の再生をおこなうので、使用する水道水を少なくすることができる。
【００４４】
さらに、ろ過フィルタ２７備えているので、洗濯に使用した水をろ過フィルタ２７でろ過処理して軟水化手段１２に供給して再生することができる為、再生に使用する水中の汚れ成分や洗剤成分がろ過フィルタ２７より除去され、再生に使用する水中の汚れ成分や洗剤成分がさらに少なくなるので、軟水化手段１２生をさらに効率よく行うことができると共に、軟水化手段の耐久性を確保することができる。
【００４５】
また、軟水化手段１２は、陽イオン交換層１７と陰イオン交換層１８の２層構造から成る水分解イオン交換体１５により構成されているので、多数のイオン交換サイトを有するイオン交換体により硬度成分を捕捉して軟水化処理し、洗い時に高硬度水を軟水化する場合でも小型の装置サイズで大流量の給水流量で軟水化することができる。
【００４６】
以上のように、本実施の形態においては、洗濯物を収容する洗濯槽４と、洗濯槽４への給水経路９に洗濯に使用する水を軟水化処理する軟水化手段１２とを備え、軟水化手段１２により軟水化処理した水で洗濯物を洗濯し、洗濯に使用した水を軟水化手段１２に供給して軟水化手段１２を再生し、再生時に排出する硬度成分を含んだ再生水は洗濯槽４外部へ排水することにより、再生時に排出する高濃度の硬度成分は洗濯に使用する水中に投入されないので、すすぎ水中に過剰な硬度成分が放出されることがなく、金属石鹸や炭酸カルシウムの析出を抑制することができる。
【００４７】
これにより、洗濯物への析出物が付着や、この析出物に汚れ成分が再付着することを防止し、洗濯物の十分な洗浄を行うことができる。また、洗濯後の洗濯物の柔軟性を維持することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上のように、本発明にかかる洗濯機は、洗濯物への析出物の付着や、析出物への汚れ
成分の再付着を防止して洗濯物の洗浄効果を高めることができるとともに、洗濯後の洗濯物の柔軟性を維持することができるので、洗濯機として有用である。
【符号の説明】
【００４９】
４  洗濯槽
９  給水経路
１２  軟水化手段
１３  ケーシング
１４  電極
１５  水分解イオン交換体
２１  排水経路
【図１】
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【図２】
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【図３】
2012000175.tif 000005
【図４】
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