(57)【要約】【課題】メンテナンス性を向上することのできるイオン発生装置を提供する。【解決手段】先端を所定のイオン発生位置に配した針状の放電電極３、４の放電によってイオンを発生するイオン発生装置１において、放電電極３、４が保持部１２に保持されたワイヤー１０の一端を保持部１２から延出して形成され、ワイヤー１０の先端部１０ａを切断する切断部２０と、切断部２０によるワイヤー１０の切断面をイオン発生位置に送り出す送出部１１とを備えた。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端を所定のイオン発生位置に配した針状の放電電極の放電によってイオンを発生するイオン発生装置において、前記放電電極が保持部に保持されたワイヤーの一端を前記保持部から延出して形成され、前記ワイヤーの先端部を切断する切断部と、前記切断部による前記ワイヤーの切断面を前記イオン発生位置に送り出す送出部とを備えたことを特徴とするイオン発生装置。
【請求項２】
前記保持部が前記ワイヤーを回転自在の軸芯に巻回して保持し、前記軸芯が回転して前記ワイヤーが送り出されることを特徴とする請求項１に記載のイオン発生装置。
【請求項３】
前記軸芯から延びる前記ワイヤーを直線状に案内するガイド部を備えたことを特徴とする請求項２に記載のイオン発生装置。
【請求項４】
前記ワイヤーが磁性体により形成され、前記切断部により切断された前記ワイヤーの先端部を磁力により吸着して回収する回収部を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のイオン発生装置。
【請求項５】
前記回収部が前記ワイヤーの周囲を囲む環状に形成され、前記切断部が前記回収部と前記送出部との間に配されるとともに、前記ワイヤーの切断位置に進出して所定時間経過後に前記切断位置から退避することを特徴とする請求項４に記載のイオン発生装置。
【請求項６】
前記切断部が前記ワイヤーを対向する二方から挟む切刃を有し、各前記切刃が前記ワイヤーの先端に対して根元側が互いに離れる傾斜面に形成されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のイオン発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、針状の放電電極の放電によってイオンを発生するイオン発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のイオン発生装置は特許文献１に開示されている。このイオン発生装置は針状の放電電極と、放電電極の周囲を囲む環状の誘電電極とを有している。放電電極と誘電電極との間に高電圧を印加することにより、放電電極の先端からコロナ放電が発生してイオンが生成される。
【０００３】
上記構成のイオン発生装置を空気調和機等の機器の送風路に配置してイオンを含む気流を送出することにより、室内の殺菌効果やリラクゼーション効果を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３０５３２１号公報（第５頁−第１０頁、第５図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来のイオン発生装置によると、放電電極は針状に形成されるため先端に塵埃やシリコン系物質等の異物が付着してイオンの発生量が減少する。このため、放電電極の先端をブラシ等の清掃具の摺動により清掃し、異物が除去される。しかしながら、イオン発生装置は安全性を維持するために放電電極に容易に触れることができない位置に配される。このため、イオン発生装置を機器に装着状態で放電電極の清掃を行うと作業が著しく困難となる。また、イオン発生装置を取り外して清掃を行うこともできるが、煩雑な分解作業や組立作業を伴う。このため、イオン発生装置のメンテナンス性が悪い問題があった。
【０００６】
また、放電電極の先端を尖鋭形状にするとイオンの発生量を安定させることができる。この時、放電電極から例えばマイナスイオンを発生する際にプラスイオンが電界の力を受けて放電電極に加速して衝突する。これにより、放電電極はイオンによりエッチングされ、尖鋭形状が崩れてイオンの発生量が低下する。このため、放電電極を定期的に交換する必要があり、イオン発生装置のメンテナンス性が悪い問題があった。
【０００７】
本発明は、メンテナンス性を向上することのできるイオン発生装置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】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、先端を所定のイオン発生位置に配した針状の放電電極の放電によってイオンを発生するイオン発生装置において、前記放電電極が保持部に保持されたワイヤーの一端を前記保持部から延出して形成され、前記ワイヤーの先端部を切断する切断部と、前記切断部による前記ワイヤーの切断面を前記イオン発生位置に送り出す送出部とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
この構成によると、保持部に保持されたワイヤーの先端をイオン発生位置に配して放電電極が構成され、放電電極の放電によってイオンが発生する。異物の付着やイオンエッチングによって放電電極のイオン発生量が低下すると、切断部によりワイヤーの先端部を切断した後に送出部によってワイヤーが送り出される。切断部によるワイヤーの切断面がイオン発生位置に到達すると送出部が停止され、放電電極が形成される。
【００１０】
また本発明は、上記構成のイオン発生装置において、前記保持部が前記ワイヤーを回転自在の軸芯に巻回して保持し、前記軸芯が回転して前記ワイヤーが送り出されることを特徴としている。この構成によると、ワイヤーが保持部の軸芯に巻回して保持される。軸芯は回転によりワイヤーを順次供給し、送出部によってワイヤーが送り出される。保持部と一体に送出部を構成して軸芯を回転駆動してもよく、保持部と別に設けられる送出部により送り出されるワイヤーの牽引により軸芯が回転してもよい。
【００１１】
また本発明は、上記構成のイオン発生装置において、前記軸芯から延びる前記ワイヤーを直線状に案内するガイド部を備えたことを特徴としている。この構成によると、送出部により送り出されるワイヤーはガイド部によって直線状に案内され、イオン発生位置に導かれる。
【００１２】
また本発明は、上記構成のイオン発生装置において、前記ワイヤーが磁性体により形成され、前記切断部により切断された前記ワイヤーの先端部を磁力により吸着して回収する回収部を設けたことを特徴としている。この構成によると、切断部により磁性体のワイヤーの先端部が切断されると、回収部の磁力により引き付けられて保持される。
【００１３】
また本発明は、上記構成のイオン発生装置において、前記回収部が前記ワイヤーの周囲を囲む環状に形成され、前記切断部が前記回収部と前記送出部との間に配されるとともに、前記ワイヤーの切断位置に進出して所定時間経過後に前記切断位置から退避することを特徴としている。この構成によると、切断部が切断位置に進出してワイヤーを切断すると切断位置で所定時間待機する。この間に切断されたワイヤーの先端部が回収部に回収され、所定時間が経過すると切断部が切断位置から退避する。
【００１４】
また本発明は、上記構成のイオン発生装置において、前記切断部が前記ワイヤーを対向する二方から挟む切刃を有し、各前記切刃が前記ワイヤーの先端に対して根元側が互いに離れる傾斜面に形成されることを特徴としている。この構成によると、切断部によるワイヤーの切断面は先端の尖った尖鋭形状に形成される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、放電電極が保持部に保持されたワイヤーの先端部により構成され、ワイヤーを切断する切断部とワイヤーを送り出す送出部とを設けたので、ワイヤーの切断により放電電極を修復することができる。これにより、放電電極の異物の付着やイオンエッチングにより低下したイオン発生量を容易に回復することができる。従って、イオン発生装置のメンテナンス性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態のイオン発生装置の外観を示す斜視図
【図２】本発明の第１実施形態のイオン発生装置の内部を示す斜視図
【図３】本発明の第１実施形態のイオン発生装置の正面断面図
【図４】本発明の第１実施形態のイオン発生装置の側面断面図
【図５】本発明の第１実施形態のイオン発生装置の切断部を示す正面図
【図６】本発明の第１実施形態のイオン発生装置の回収部を示す上面図
【図７】本発明の第１実施形態のイオン発生装置の構成を示すブロック図
【図８】本発明の第１実施形態のイオン発生装置のメンテナンス時の動作を示すフローチャート
【図９】本発明の第１実施形態のイオン発生装置の切断部の切断時の状態を示す正面図
【図１０】本発明の第１実施形態のイオン発生装置の切断部の切断時の状態を示す上面図
【図１１】本発明の第１実施形態のイオン発生装置の切断部の切断後の状態を示す側面断面図
【図１２】本発明の第１実施形態のイオン発生装置の切断部の切断後の状態の回収部を示す上面図
【図１３】本発明の第２実施形態のイオン発生装置の切断部を示す正面図
【図１４】本発明の第２実施形態のイオン発生装置の切断部の切断時の状態を示す正面図
【図１５】本発明の第２実施形態のイオン発生装置の切断部の切断時の状態を示す正面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は第１実施形態のイオン発生装置を示す斜視図である。イオン発生装置１はハウジング２により覆われ、ハウジング２の上面の２箇所には円形の開口部２ａが開口する。各開口部２ａの中心部にはそれぞれ針状の放電電極３、４が配され、放電電極３、４の周囲を囲む環状の誘電電極５、６が各開口部２ａの周縁に沿って配される。
【００１８】
放電電極３、４の先端は誘電電極５、６の上端と略同じ高さのイオン発生位置に配されて放電する。詳細を後述するように、一方の放電電極３の放電によりプラスイオンが発生し、他方の放電電極４の放電によりマイナスイオンが発生する。
【００１９】
図２はイオン発生装置１の内部を示す斜視図である。また、図３、図４はイオン発生装置１の内部を示す正面図及び側面断面図である。放電電極３、４はそれぞれ導体から成るワイヤー１０の先端部により形成される。ハウジング２内には放電電極３、４をそれぞれ修復する２組の同じ構成の修復機構８が設けられる。
【００２０】
ハウジング２の底部には修復機構８を駆動制御する駆動制御部３１が配される。ハウジング２の一側部には放電電極３、４と誘電電極５、６との間に高電圧を印加する高電圧発生回路３２が配される。駆動制御部３１及び高電圧発生回路３２は外部からの電源３４に接続される。
【００２１】
ワイヤー１０は線径が例えば、０．０５ｍｍの磁性体により形成される。ワイヤー１０の材質としてマルテンサイト系ステンレス鋼やフェライト系ステンレス鋼等を用いることができる。また、ワイヤー１０は後述するように切断部２０により先端部の約１０ｍｍが定期的に切断され、例えば３ヶ月に一度の切断で５年間使用できるように２８０ｍｍの長さに形成される。
【００２２】
修復機構８は送出部１１、切断部２０及び回収部１６を備えている。送出部１１は保持部１２及び伝送部１３を有している。保持部１２は回転自在の円柱状の軸芯１２ａにワイヤー１０を巻回して保持し、保持部１２からワイヤー１０の一端が引き出される。本実施形態では軸芯１２ａの直径を約６ｍｍとし、約２８０ｍｍの長さのワイヤー１０が１５巻の密着巻きにより軸芯１２ａに巻回される。また、保持部１２は駆動制御部３１によって回転駆動されるようになっている。
【００２３】
伝送部１３は保持部１２の上方に配されて保持部１２から引き出されたワイヤー１０を挟む一対のローラーにより形成され、駆動制御部３１によって回転駆動される。従って、保持部１２及び伝送部１３を同時に回転駆動してワイヤー１０を送り出すことができる。尚、保持部１２を送出部１１と別構成にして駆動制御部３１により伝送部１３のみを回転駆動してもよい。この場合、保持部１２は伝送部１３により送り出されるワイヤー１０に牽引されて回転する。
【００２４】
保持部１２と伝送部１３との間には第１ガイド部１４が配される。第１ガイド部１４はワイヤー１０の挿通孔（不図示）を有して上下方向にワイヤー１０を直線状に案内する。これにより、保持部１２に巻回されたワイヤー１０を円滑に伝送部１３に導くことができる。
【００２５】
伝送部１３の上方には第２ガイド部１５が配される。第２ガイド部１５はワイヤー１０の挿通孔（不図示）を有して上下方向にワイヤー１０を直線状に案内する。これにより、伝送部１３により送り出されたワイヤー１０の先端を円滑にイオン発生位置に導くことができる。
【００２６】
第２ガイド部１５の上方には切断部２０が配される。図５は切断部２０の詳細を示す正面図である。切断部２０はワイヤー１０を対向する二方から挟む切刃２１、２２を有している。切刃２１、２２は互いに対向する対向面がワイヤー１０の先端に対して根元側が離れる方向に傾斜した傾斜面２１ａ、２２ａに形成される。駆動制御部３１の駆動によって切刃２１、２２はワイヤー１０を挟んで切断する切断位置と切断位置から退避する退避位置との間を可動する。
【００２７】
尚、傾斜面２１ａ、２２ａの両側部には切断位置で当接する平面形状の当接部２１ｂ、２２ｂが設けられる（図１０参照）。当接部２１ｂ、２２ｂにより切刃２１、２２の当接時の先端の変形を防止することができる。
【００２８】
図２〜図４において、切断部２０の上方には回収部１６が配される。図６は回収部１６の上面図を示している。回収部１６は放電電極３、４を囲む環状の永久磁石により形成される。後述するように、回収部１６はワイヤー１０の切断された先端部１０ａを磁力により吸着して回収する。回収部１６を電磁石により形成してもよい。
【００２９】
図７はイオン発生装置１の構成を示すブロック図である。イオン発生装置１は外部の電源３４が接続されたインターフェース３３が設けられる。電源３４は所定の時期にインターフェース３３を介して駆動制御部３１及び高電圧発生回路３２に電力を供給する。
【００３０】
高電圧発生回路３２は放電電極３、４にそれぞれ接続される正電圧発生部３２ａ及び負電圧発生部３２ｂを有している。電力供給によって正電圧発生部３２ａは正電圧を発生し、負電圧発生部３２ｂは負電圧を発生する。これにより、放電電極３と誘電電極５との間に正の高電圧が印加され、放電電極４と誘電電極６との間に負の高電圧が印加される。
【００３１】
上記構成のイオン発生装置１において、放電電極３と誘電電極５との間に正電圧が印加されると、放電電極３の先端でコロナ放電が発生する。これにより、水素イオン（Ｈ+）が生成され、空気中の水分と結合して主としてＨ+（Ｈ2Ｏ）ｍから成るプラスイオンを発生する。ここで、ｍは任意の自然数である。
【００３２】
放電電極４と誘電電極６との間に負電圧が印加されると、放電電極４の先端でコロナ放電が発生する。これにより、酸素イオン（Ｏ2-）が生成され、空気中の水分と結合して主としてＯ2-（Ｈ2Ｏ）ｎから成るマイナスイオンを発生する。ここで、ｎは任意の自然数である。Ｈ+（Ｈ2Ｏ）ｍ及びＯ2-（Ｈ2Ｏ）ｎは空気中の浮遊菌や臭い成分の表面で凝集してこれらを取り囲む。
【００３３】
そして、式（１）〜（３）に示すように、衝突により活性種である［・ＯＨ］（水酸基ラジカル）やＨ2Ｏ2（過酸化水素）を微生物等の表面上で凝集生成して浮遊菌や臭い成分を破壊する。ここで、ｍ’、ｎ’は任意の自然数である。従って、プラスイオン及びマイナスイオンを発生して室内等の空間に送出することにより該空間の殺菌及び臭い除去を行うことができる。
【００３４】
Ｈ+(Ｈ2Ｏ)ｍ＋Ｏ2-(Ｈ2Ｏ)ｎ→・ＯＨ＋1/2Ｏ2＋(ｍ＋ｎ)Ｈ2Ｏ  ・・・（１）
Ｈ+(Ｈ2Ｏ)ｍ＋Ｈ+(Ｈ2Ｏ)ｍ’＋Ｏ2-(Ｈ2Ｏ)ｎ＋Ｏ2-(Ｈ2Ｏ)ｎ’
→ 2・ＯＨ＋Ｏ2＋(ｍ＋ｍ'＋ｎ＋ｎ')Ｈ2Ｏ ・・・（２）
Ｈ+(Ｈ2Ｏ)ｍ＋Ｈ+(Ｈ2Ｏ)ｍ’＋Ｏ2-(Ｈ2Ｏ)ｎ＋Ｏ2-(Ｈ2Ｏ)ｎ’
→ Ｈ2Ｏ2＋Ｏ2＋(ｍ＋ｍ'＋ｎ＋ｎ')Ｈ2Ｏ ・・・（３）
【００３５】
放電電極３、４の先端に塵埃やシリコン系物質等の異物Ｗが付着してイオンの発生量が減少すると、修復機構８が駆動される。図８は修復機構８の動作を示すフローチャートである。ステップ＃１１では高電圧発生回路３２の駆動を停止してイオンの発生が停止される。
【００３６】
ステップ＃１２では退避位置に配された切断部２０の切刃２１、２２が矢印Ａ（図５参照）に示すように前進する。ステップ＃１３では切断部２０の切刃２１、２２が切断位置に到達したか否かが判断される。切断部２０の切刃２１、２２が切断位置に到達すると、図９に示すように塵埃Ｗが付着したワイヤー１０の先端部１０ａが切断される。切刃２１、２２の端面が傾斜面２１ａ、２２ａにより形成されるため、ワイヤー１０の切断面を先端が尖った尖鋭形状に形成することができる。また、図１０は切断位置の切断部２０及び回収部１６を示す上面図である。回収部１６の下面の開口面は切断位置の切断部２０により覆われる。
【００３７】
ステップ＃１４では切断部２０を切断位置に配した状態で所定時間（例えば、２秒）待機する。この間に、切断された先端部１０ａが図１１、図１２に示すように磁力によって回収部１６に吸着して回収される。回収部１６の開口面が切断位置の切断部２０により覆われるため、先端部１０ａが回収部１６により回収される前に下方に落下することが防止される。
【００３８】
所定時間が経過すると、ステップ＃１５で切断部２０の切刃２１、２２が退避位置に退避する。ステップ＃１６では切断部２０の切刃２１、２２が退避位置に到達したか否かが判断される。切断部２０が待機位置に到達すると、ステップ＃１７で所定時間（例えば、２秒）待機する。
【００３９】
所定時間が経過すると、ステップ＃１８で送出部１１の保持部１２及び伝送部１３が駆動され、ワイヤー１０が上方に送り出される。ステップ＃１９ではワイヤー１０の先端の切断面がイオン発生位置に到達したか否かが判断される。ワイヤー１０の切断面がイオン発生位置に到達すると、ステップ＃２０で送出部１１が停止される。これにより、放電電極３、４が修復される。
【００４０】
本実施形態によると、放電電極３、４が保持部１２に保持されたワイヤー１０の先端部１０ａにより構成され、ワイヤー１０を切断する切断部２０とワイヤー１０を送り出す送出部１１とを設けたので、ワイヤー１０の切断により放電電極３、４を修復することができる。これにより、放電電極３、４の異物Ｗの付着により低下したイオン発生量を容易を回復することができる。また、放電電極３、４の先端が尖鋭形状に形成される場合はイオンエッチングにより尖鋭形状が崩れて低下したイオン発生量を容易を回復することができる。従って、イオン発生装置１のメンテナンス性を向上することができる。
【００４１】
また、保持部１２がワイヤー１０を回転自在の軸芯１２ａに巻回して保持し、軸芯１２ａが回転してワイヤー１０が送り出されるので、長期間使用可能なワイヤー１０を容易に保持して送り出すことができる。
【００４２】
また、軸芯１２ａから延びるワイヤー１０を直線状に案内する第１、第２ガイド部１４、１５を備えたので、軸芯１２ａに巻回されるワイヤー１０の先端を容易にイオン発生位置に導くことができる。
【００４３】
また、切断部２０により切断されたワイヤー１０の先端部１０ａを磁力により吸着して回収する回収部１６を設けたので、先端部１０ａを回収する作業が不要となる。従って、イオン発生装置１のメンテナンス性をより向上することができる。
【００４４】
また、回収部１６がワイヤー１０の周囲を囲む環状に形成され、回収部１６と送出部１１との間に配した切断部２０が切断位置に進出して所定時間経過後に切断位置から退避するので、切断されたワイヤー１０の先端部１０ａの落下を防止して確実に回収することができる。
【００４５】
また、切断部２０がワイヤー１０を対向する二方から挟む切刃２１、２０を有し、切刃２１、２２がワイヤー１０の先端に対して根元側が互いに離れる傾斜面２１ａ、２２ａに形成されるので、放電電極３、４の先端を容易に尖鋭形状に形成することができる。
【００４６】
次に、第２実施形態について図面を参照して説明する。以下の図面において説明の便宜上、前述の図１〜図１２に示す第１実施形態と同一の部分は同一の符号を付している。本実施形態は切断部２０の構成が第１実施形態と異なっている。その他の部分は第１実施形態と同様である。
【００４７】
図１３は第２実施形態のイオン発生装置１の切断部２０を示す正面図である。切断部２０はワイヤー１０を挟んで対向するスライド部２４、２５を有している。一方のスライド部２４上には切刃２３が設けられる。切刃２３はスライド部２４上をスライド可能に配される。また、切刃２３はワイヤー１０の対向面がワイヤー１０の根元側に対して先端がワイヤー１０から離れる方向に傾斜した傾斜面２３ａに形成される。
【００４８】
ワイヤー１０の切断時には図１３に示す退避位置に配された切断部２０のスライド部２４、２５が矢印Ａに示すように前進する。これにより、ワイヤー１０は図１４に示すようにスライド部２４、２５により挟んで保持される。次に、矢印Ｂに示すように切刃２３がスライド部２４上をスライドする。そして、図１５に示すように切刃２３が切断位置に到達すると、塵埃Ｗが付着したワイヤー１０の先端部１０ａが切断される。
【００４９】
この時、ワイヤー１０の切断面が尖鋭形状ではなく軸方向に対して垂直な平面に形成されるが、ワイヤー１０の線径が細い場合は十分イオンを発生させることができる。尚、スライド部２４の上面を傾斜面に形成すると、切刃２３がワイヤー１０に対して斜めに進行する。これにより、ワイヤー１０の切断面を先端が一方に偏った注射針状の尖鋭形状に形成することができる。
【００５０】
本実施形態によると、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
第１、第２実施形態において、リラクゼーション効果を得るために放電電極からマイナスイオンのみを発生してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明によると、針状の放電電極の放電によってイオンを発生するイオン発生装置を用いた空気調和機、空気清浄機、冷蔵庫、洗濯機等に利用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１    イオン発生装置
２    筐体
３、４  放電電極
５、６  誘電電極
８    修復機構
１０    ワイヤー
１０ａ  先端部
１１    送出部
１２    保持部
１３    伝送部
１４    第１ガイド部
１５    第２ガイド部
１６    回収部
２０    切断部
２１、２２、２３  切刃
２１ａ、２２ａ  傾斜面
２１ｂ、２２ｂ  当接部
２４、２５  スライド部
３１    駆動制御部
３２    高電圧発生回路
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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