(57)【要約】【課題】水を下に置くタイプは水の経路にポンプが入り、雑菌繁殖のおそれがある。【解決手段】水容器１２は下に置く。水容器１２は水袋１４と空気袋１６を含む。ポンプ１８は空気袋１６に空気を送り込む。すると空気袋１６が膨らみ、水袋１４が圧迫され、水が水管カプラ５２、主水管５０を通って冷却容器３０、加熱容器３２に入る。さらに一時容器４０にも入る。一時容器４０の残量が少ないと水量センサ４４がそれを検知し、スイッチ５８をオンしていく。それによりポンプ１８に電力が供給され、揚水が実行される。【選択図】図１
2013184733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水源である水容器と、
水容器に由来する水が導入される調温容器と、
調温容器から水を外に取り出す給水栓と、
駆動装置と、を備え、
水容器は水袋を収容し、
駆動装置が加圧要素を駆動して水容器内の水袋を加圧し、水袋から押し出された水が調温容器へ導かれることを特徴とする水サーバ。
【請求項２】
請求項１に記載の水サーバにおいて、
駆動装置はポンプであり、加圧要素は空気袋であり、ポンプで空気袋を膨らませることで、水容器内にて水袋を加圧することを特徴とする水サーバ。
【請求項３】
請求項２に記載の水サーバにおいて、
水容器内で水袋は空気袋より下に置かれ、水袋からサーバ本体への取水口を水袋の下部に設けたことを特徴とする水サーバ。
【請求項４】
請求項２に記載の水サーバにおいて、水袋は空気袋に包まれていることを特徴とする水サーバ。
【請求項５】
請求項２に記載の水サーバにおいて、水袋と空気袋は仕切りを共用し、隣接して一体に形成されることを特徴とする水サーバ。
【請求項６】
請求項１に記載の水サーバにおいて、水容器はサーバ本体下部に設けられた空間に収納されることを特徴とする水サーバ。
【請求項７】
請求項１に記載の水サーバにおいて、調温容器内の水が減ったとき、これを補填する一時容器をさらに備えることを特徴とする水サーバ。
【請求項８】
請求項１に記載の水サーバにおいて、調温容器に代えて、調温機能を有さず貯水機能を有する一時容器を設けたことを特徴とする水サーバ。
【請求項９】
請求項７または８に記載の水サーバにおいて、
一時容器内の水の容量を検知するセンサをさらに備え、このセンサの出力に応じて駆動装置が制御されることを特徴とする水サーバ。
【請求項１０】
水源である水容器と、水容器から導入した水を給水栓からユーザに供給する本体装置を含む水サーバにおいて、
水容器内の水に外圧を加える加圧器を設け、水容器を給水栓よりも低い位置に設置したうえで水容器から本体装置への水の経路を設けたことを特徴とする水サーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水サーバに関し、とくに購入した水をセットして利用する水サーバに関する。また、その水サーバに利用可能な水容器、カプラ、その他付属装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品や飲料など、日々口にするものに対し、多くの人が成分を気にしている。ひとむかし前到来した健康ブームが定着したこともあり、天然水を中心に水サーバがかなり普及した。水サーバをもっていなくてもコンビニエンスストア等で水を買う人は多く、今後も水サーバは普及していくと考えられる。
【０００３】
水サーバを利用してすぐに感じるのは水ボトルの重さである。ボトルは１０リットルを越えるものも多く、これを持ち上げ、上下を逆さまに持ち直し、サーバの最上部の決まった場所にセットするのは楽ではない。とくに、女性だけの職場、一人暮らしの女性、老人だけの家庭にとって、ボトルの重さはサーバ普及の足かせとなる。すでにサーバをもっている人にしても、ボトルのセットは面倒な作業である。
【０００４】
特許文献１には、水タンクを下置きにする飲料用温水・冷水器が提案されている。水は送水路に設けられたポンプでくみ上げている。この文献の発明はボトルをセットする煩わしさの解消を主眼とするものではないが、この構成によれば確かにボトルを持ち上げる必要はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−７２８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の構成によれば、水の経路中にポンプがある。健康を重視し、せっかく天然水など良質の水を購入したのに、それがポンプを通ってくるのである。心理的な抵抗もあるが、ポンプのような機構が水の経路にあると雑菌繁殖の心配がある。水の経路は誰が見ても安心できるよう単純化したい。
【０００７】
また、このポンプで揚水するにはポンプ内部に水を満たす必要がある。そのため、ポンプは水タンクの最下部に置く必要があり、水サーバ全体の構成要素の配置設計に制約がある。この制約もなくし、よりシンプルな水サーバとしたい。
【０００８】
本発明はこの観点からなされたもので、その目的は水のセットが楽であり、かつ、水の経路を単純化でき、設計上も自由度の高い水サーバの提供にある。また、その水サーバに利用可能な水容器、およびその水容器に取り付けられるカプラ等の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の水サーバは、水源である水容器と、水容器に由来する水が導入される調温容器と、調温容器から水を外に取り出す給水栓と、駆動装置とを備える。水容器は水袋を収容し、駆動装置が加圧要素を駆動して水容器内の水袋を加圧し、水袋から押し出された水が調温容器へ導かれる。調温容器に代えて、または調温容器に加えて、調温機能はもたないが貯水機能をもつ一時容器を設けてもよい。
【００１０】
「水源」とは水サーバに最初に水を供給するところである。水容器は水を購入したときの配送単位の水ボトル等であってもよい。「加圧要素」は固体には限らない。この構成によれば、水袋から押された水が移動するだけなので、水の経路にポンプなどの機構を入れる必要がない。また、水の移動に圧力を利用するので、水容器は低い場所に置くことができる。
【００１１】
本発明の別の態様も水サーバであり、水源である水容器と、水容器から導入した水を給水栓からユーザに供給する本体装置を含む。水容器内の水に外圧を加える加圧器が設けられる。水容器を給水栓よりも低い位置に設置したうえで水容器から本体装置への水の経路を設ける。経路は単純な管であってもよく、管の中にポンプなどの駆動装置を入れる必要はない。
【００１２】
この構成でも、押された水は管を通って本体装置へ移動するだけなので、やはり水の経路を単純化できる。なお、水容器はサーバ本体に収納されるだけでなく、本体とは離れた場所、たとえば本体を載置するテーブルの下などに置かれてもよい。
【００１３】
なお、サーバの中で、水に対して所定の処理、たとえば、調温、成分調節、殺菌のその他を施してもよい。また、「ユーザ」は人間に限らず、水を利用する後工程の装置、たとえば調理器具等であってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、水を高い位置にセットする必要がない。また、水の経路を単純化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１に係る水サーバの構成を示す図である。
【図２】図１の水サーバの外観を示す図である。
【図３】水の残量検知に関する構成を示す図である。
【図４】実施の形態２に係る水サーバの構成を示す図である。
【図５】水容器の別の構造を示す図である。
【図６】図５の管の分岐部を拡大して示す図である。
【図７】図５の管の分岐部を構成するカプラを示す図である。
【図８】実施の形態３に係る水サーバの構成を示す図である。
【図９】図８の一時容器において水が減った様子を示す図である。
【図１０】実施の形態３で利用する水袋および空気袋の全体構成を示す図である。
【図１１】図１０の全体構成の詳細を示す図である。
【図１２】図１２（ａ）、図１２（ｂ）は、二重円構造の本体側カプラと容器側カプラをそれぞれ示す図である。
【図１３】図１２（ａ）、図１２（ｂ）のカプラの接続後の状態を示す図である。
【図１４】図１４（ａ）、図１４（ｂ）は、水容器の取り付け口に設けた場合の二重円構造の本体側カプラと容器側カプラをそれぞれ示す図である。
【図１５】図１４（ａ）の本体側カプラの差圧スイッチがオフした状態を示す図である。
【図１６】空気袋に代えて、機構部材で水袋を押す構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態１
図１は実施の形態１に係る水サーバ１００の構成を示す。水サーバ１００は上部機構２００と下部機構３００に分かれる。下部機構３００は水容器１２を収納するスペースをもつ。
【００１７】
水容器１２はユーザが水を買ったときに配送される単位で、これが水サーバ１００の水源となる。水容器１２は樹脂製、金属製、木製など素材を問わないが、内圧、すなわち空気圧ないし水圧に耐える堅牢性を有する。たとえば、金属棒で直方体形状を作り、その６つの面のそれぞれに、対角線を結ぶよう２本ずつ補強の金属棒を入れてフレームを作る。その中に樹脂製のケースを入れて形成する。ただし、上面は水の再充填のために開閉できる構造としておく。配送の際、およびユーザが使用している間、上面は閉じている。
【００１８】
水容器１２は内部に水袋１４、空気袋１６、ポンプ１８をもつ。水袋１４と空気袋１６はともに、ポリリプロピレンフイルムやポリエチレンラミネートフイルム、塩化ビニル樹脂等（以下単に「ビニール」で代表させる）で形成され、内容物の容積にしたがって変形する。水袋１４は底に取水口２２が設けられ、ここから水容器１２外部まで延びるホース２４の端部に容器側水管カプラ５２ｂが設けられている。これが本体側水管カプラ５２ａとつながる。両カプラ５２ａ、５２ｂを併せて水管カプラ５２と呼ぶ。水管カプラ５２が接続されていないとき、本体側水管カプラ５２ａ、容器側水管カプラ５２ｂそれぞれから外に水が漏れないよう、それらの中に弁が設けられている。この弁は後述の図１２（ａ）、図１２（ｂ）、図１３で説明する構造のものを利用する。
【００１９】
空気袋１６はポンプ１８に気密に接続される。ポンプ１８は空気袋１６に空気を送り込む。水容器１２の中にポンプ１８を収容する部屋を設けてもよいが、ポンプ１８を空気袋１６の上にそのまま置くだけでも差し支えはない。水容器１２がユーザに配送された時点で、水袋１４には天然水等の水がフルに充填され、空気袋１６は空である。
【００２０】
ポンプ１８の電源ラインは水容器１２外部まで延び、その端部に容器側電気コネクタ５４ｂが設けられている。これが本体側電気コネクタ５４ａにつながる。ふたつの電気コネクタ５４ａ、５４ｂを併せて電気コネクタ５４と呼ぶ。なお、本体側水管カプラ５２ａと本体側電気コネクタ５４ａを樹脂等で一体に形成し、同様に容器側水管カプラ５２ｂと容器側電気コネクタ５４ｂを一体に形成してもよい。その場合、ユーザによる水管と電気コネクタの接続が楽になる。
【００２１】
水管カプラ５２と電気コネクタ５４が一体か別体かは別として、水管カプラ５２が接続されたとき押されるマイクロスイッチ（図示せず）を水管カプラ５２の接続部分に入れておく。このマイクロスイッチをポンプ１８に電力を供給するスイッチ５８（後述）と直列に入れておく。これにより、水管カプラ５２がきちんと接続されない限り、ポンプ１８は作動しない構成とし、水漏れを防止できる。
【００２２】
一方、上部機構２００には調温容器である冷却容器３０と加熱容器３２がある。冷却容器３０は図示しないコンプレッサやペルチェ素子等による既知の冷却機構により冷却され、冷水を作る。冷水はユーザの操作により冷水コック３４から出る。加熱容器３２は図示しない電熱線等による既知の加熱機構で加熱され、熱湯を作る。熱湯はユーザ操作により熱湯コック３６から出る。冷却容器３０、加熱容器３２は水管カプラ５２から延びる主水管５０を通して水袋１４から水を得る。
【００２３】
主水管５０はさらに、一時容器ホルダ４２内の一時容器４０にもつながれる。一時容器４０はシリコンゴムのダイヤフラムで、蛇腹構造である。そのため中の水が増えるとふくれ、減ると萎む。一時容器４０には空気抜き栓４６が設けられる。中にフロートがあり、水面が下降しているとフロートが下がり、弁が開き空気が出るか、または入る。フロートが上昇すると弁が閉じるため、水が漏れることはない。この構造自体は水道に利用される既知の技術である。
【００２４】
一時容器４０がバッファとして作用するため、低コストのポンプ１８を使いやすくなる。低コストだと能力が低くなるが、使用によって減った水を比較的長い時間かけて一時容器４０に補充すればよいため、能力はクリティカルではなくなる。
【００２５】
一時容器ホルダ４２には水量センサ４４が設けられ、これが一時容器４０内の上面に触れている。水量センサ４４はリミットスイッチ、ストロークセンサ等で作ることができる。そのため一時容器４０内の水位を検知することができる。水位が下がったとき水量センサ４４は検知信号線４８に「オン信号」を出し、水位が上がったとき「オフ信号」を出す。
【００２６】
検知信号線４８はスイッチ５８に接続される。スイッチ５８の一端は本体内で電源に接続され、他端は本体側電気コネクタ５４ａに接続される。スイッチ５８は検知信号線４８に「オン信号」が出ているときオン、「オフ信号」が出ているときオフする。スイッチ５８がオンしている間、電力が電気コネクタ５４を通してポンプ１８に与えられ、ポンプ１８が空気袋１６に空気を送り込む。ポンプ１８は内部に逆止弁をもち、自身が停止している間、空気袋１６からの空気漏れが防止される。
【００２７】
図２は水サーバ１００の外観を示す。図１と同じ構成には同じ符号を付す。上部機構２００には冷水コック３４と熱湯コック３６がある。従来一般的な水サーバとは異なり、上部機構２００の上に水タンクはない。そのため、上部機構２００の上面はコップその他の小物を置くこともできる。紙や樹脂製のコップ、コーヒーや紅茶等の飲料の素、スプーン等を収納する、上部機構２００と一体または別体のケースを設けてもよい。
【００２８】
下部機構３００には収納キャビティ３０２がある。ここに水容器１２がセットされる。水容器１２は通常配送業者が家庭や職場の玄関まで届けてくれる。ユーザはこれを水サーバ１００まで運ぶ。持ち運びを楽にするために、水容器１２には床上走行ができる程度の径、たとえば直径５センチメートルの車輪６０が２個または４個設けられている。収納キャビティ３０２は図示しない扉をもち、水容器１２を収納したあとこれを閉める。
【００２９】
水容器１２には透明な樹脂による窓６６が設けられており、ユーザはこれを通して水の残量確認ができる。収納キャビティ３０２の扉は少なくともこの窓に対応する位置において透明または半透明の材質で形成される。水面をより鮮明に見せるために、水容器１２の底面の下にＬＥＤ等の照明を設けてもよい。この場合、少なくともＬＥＤがある個所付近では、水容器１２の底面は透明な部材で形成されるものとする。
【００３０】
水容器１２には、ハンドル６２が上面または側面に取り付けられている。ユーザはこれをもち、キャリーバッグのように水容器１２を移動させることができる。
【００３１】
下部機構３００の手前下部には、水サーバ１００の筐体を一部切り欠くようにスロープ６４がつけられている。車輪６０はスロープ６４を登り、収納キャビティ３０２の奥へ収納される。収納後、ユーザは水管カプラ５２と電気コネクタ５４をそれぞれ接続する。なお、収納前に水管カプラ５２と電気コネクタ５４が接続できるよう、ホース２４を長くしてもよい。
【００３２】
以上の水サーバ１００の利用シーンは以下のとおりである。まず、最初に水サーバ１００を購入ないしレンタルし、家庭や職場に置く。このとき水サーバ１００には水が入っていないため、一時容器４０は萎んでいる。水量センサ４４は検知信号線４８に「オン信号」を出す。
【００３３】
この状態でユーザが水容器１２を収納キャビティ３０２にセットする。水管カプラ５２と電気コネクタ５４が別体の場合、取扱説明書による指示により、ユーザは水管カプラ５２と電気コネクタ５４をこの順につなぐ。逆順でつなぐと、先にポンプ１８が作動して水漏れが発生しうるためである。水管カプラ５２と電気コネクタ５４が一体で、前述のマイクロスイッチが水管カプラ５２に入っている場合、ユーザは接続の順序を気にする必要はない。なお、水管カプラ５２と電気コネクタ５４が別体のときでも、図３で後述する着脱検出器を設けることで、やはりユーザは接続の順序を気にしないでよくなる。
【００３４】
いずれにせよ、最初、本体側の電力供給用のスイッチ５８は「オン信号」を受けて通電状態になっているため、ポンプ１８が作動する。空気袋１６が徐々に膨らみ、これが水袋１４に外圧をかける。水袋１４の水は取水口２２、ホース２４、水管カプラ５２、主水管５０を経由し、冷却容器３０と加熱容器３２を満たしていく。これらがフルになると、水は一時容器４０に入り始める。これがフルになると水量センサ４４が「オフ信号」を出し、スイッチ５８がオフしてポンプ１８が停止する。
【００３５】
ある程度時間がたつと冷却容器３０、加熱容器３２による調温が完了し、冷水と熱湯が出る状態になる。ユーザは必要なときに冷水コック３４、熱湯コック３６からそれらをコップ等に注ぐ。使用により冷却容器３０または加熱容器３２から水が出るとこれを充填するように一時容器４０から水が自然落下する。一時容器４０の水が減ればまた「オン信号」が出てポンプ１８が作動し、水袋１４の水が一時容器４０に充当される。
【００３６】
以上の構成により、ユーザは重い水容器１２を持ち上げてセットする負担から解放される。水の経路にポンプ１８等の駆動装置が入らないため、心理的な抵抗や雑菌の繁殖を抑えることができる。
【００３７】
残量ゼロ検知
一般的な水サーバと異なり、水サーバ１００は水ボトルが外から見えない。水袋１４が空になった後もポンプ１８は作動し続けてしまう。図２の窓６６により残量を目視できるが、電気的な手法で残量を確認してもよい。
【００３８】
図３はそのための付加的な構成で、マイクロプロセッサ７２、ＬＥＤ７４、スイッチ７６、リセットボタン７８が追加される。ＬＥＤ７４は上部機構２００のユーザから見える個所に取り付けられる。リセットボタン７８も同様、ユーザが押しやすい場所に設けられる。
【００３９】
マイクロプロセッサ７２は検知信号線４８を入力する。マイクロプロセッサ７２は内部のクロックで検知信号線４８に「オン信号」が出たときその継続時間ｔ０を計測する。本来、ポンプ１８が最も長く作動するのは、冷却容器３０、加熱容器３２、一時容器４０がすべて空のときである。そのとき、冷却容器３０等の容量とポンプ１８の性能からポンプ１８の最大作動時間Ｔ０が計算できる。したがって、ｔ０＞Ｔ０となると水袋１４が空であると推測できる。マイクロプロセッサ７２は、ポンプ１８の性能のばらつき等のマージンα（α＞１）を入れて、ｔ０＝αＴ０となったとき、スイッチ７６をオンし、ＬＥＤ７４を点灯させる。これによりユーザは水がなくなったことを知る。
【００４０】
マイクロプロセッサ７２はさらに検知信号線４８から修正検知信号線４８ａを生成する。修正検知信号線４８ａは図１において、検知信号線４８の代わりにスイッチ５８を制御する。修正検知信号線４８ａは、マイクロプロセッサ７２がＬＥＤ７４用のスイッチ７６をオンするときには、「オフ信号」となるようマスクされる。これにより、水がなくなるとポンプ１８の作動も止まる。
【００４１】
ユーザは水容器１２を交換する。作業が終わるとリセットボタン７８を押す。これによりマイクロプロセッサ７２は初期状態に戻り、ＬＥＤ７４が消え、ポンプ１８が作動しはじめる。
【００４２】
残量少検知
マイクロプロセッサ７２は水袋１４の残量が少なくなったときにもＬＥＤ７４をつける。マイクロプロセッサ７２は、前回リセットボタン７８が押されたときから次押されるまでの間、修正検知信号線４８ａに「オン信号」が出ている、すなわちポンプ１８が作動している総時間ｔ１を積算する。一方、水袋１４の水量とポンプ１８の性能から、水袋１４の水がなくなるまでのポンプ１８の作動総時間Ｔ１は計算できる（この方法は上述の「段量ゼロ検知」の別の方法となりうる）。仮に「残量少」を「水の残りがｂ割」と定義すれば、ｔ１＝（１?ｂ／１０）Ｔ１となったとき、マイクロプロセッサ７２はＬＥＤ７４を点灯させればよい。
【００４３】
「残量少」と「残量ゼロ」との違いを示すために、ＬＥＤ７４の発色を緑から赤に変え、または点灯の態様を点滅から常時点灯などに変えてもよい。
【００４４】
なお、水の残量を直接ユーザが目で確認できるよう、水サーバ１００の全高を低くして、一時容器ホルダ４２を筐体の外に出してもよい。その場合、水源の位置は別として、それ以外の点で従来一般的な水サーバに見える。
【００４５】
実施の形態２
図４は水サーバ１００の別の実施の形態を示す。図１との違いに焦点を当てる。ポンプ１８は水容器１２の中ではなく、水サーバ１００の中に設けられる。そのため、電気コネクタ５４に代わり、ポンプ１８から空気袋１６へ空気を送る空気管カプラ７０が設けられている。水管カプラ５２と空気管カプラ７０は、本体側および容器側で、それぞれ一体でも別体でもよい。
【００４６】
図１の構成の場合、ポンプ１８ごと回収されるため、ポンプ１８のメンテナンスをこまめに行うことができる。また、水サーバ１００本体の製造コストを抑さえることができる。図４の構成の場合、サービスに使用するポンプ１８の総数が少なくて済む。水容器１２自体も軽くなる。実施の形態１、２のごとく、ポンプ１８の位置に自由度が高く、特許文献１の課題を解決できる。
【００４７】
なお、水容器１２は水袋１４を収納できれば足り、取り外しができるものに限らない。下部機構３００に水袋１４の収容スペースを設け、そこに水袋１４を直接入れる場合、その収容スペースを水容器１２と考えることができる。
【００４８】
図５は図４の水容器１２の別例である。水容器１２の中に二重構造の袋があり、内側が水袋１４、外側が空気袋１６である。水袋１４から水を引き出す水管１４ａと、空気袋１６に空気を送り込む空気管１６ａも二重になっており、水管１４ａの断面は通常の円だが、空気管１６ａの断面はドーナツ状となる。ふたつの管は分岐個所Ｂで分かれ、水管１４ａは水管カプラ５２、空気管１６ａは空気管カプラ７０へ接続される。
【００４９】
図６は図５の分岐個所Ｂを拡大して示す。水管１４ａは空気管１６ａに開けられた穴Ｈから外に出る。図示しないが、空気管１６ａの内圧に耐えるよう、穴Ｈの周囲は接着剤や樹脂等で気密に封止される。水管１４ａはある程度硬さのある素材で、たとえばホースのような厚みのあるビニール製とする。空気管１６ａによって水管１４ａが締め付けられても、水管１４ａの水の通路を確保するためである。
【００５０】
水袋１４と水管１４ａの接続は熱溶着や接着剤による。もちろん、水袋１４を形成するとき水管１４ａも一体に形成してしまってもよい。その場合、水管１４ａの中に硬い樹脂製のストロー状の補強材を入れて空気圧による潰れを防止してもよい。空気管１６ａの形成についても同様である。
【００５１】
図５の水容器１２によれば、仮に水袋１４が破損しても水は空気袋１６内に留まる。また、空気袋１６によって水袋１４を全方向から押していくため、水袋１４の水を最後まで使い切りやすい。そのため、取水口２２は必ずしも水袋１４の底部に設ける必要もない。
【００５２】
図５は図４の水容器１２を基本にしたが、もちろん図１の水容器１２を基本としてもよい。その場合、空気管１６ａを水容器１２内でポンプ１８に接続し、ポンプ１８の電源を電気コネクタ５４からとればよい。
【００５３】
図６では、空気と水の分岐を管自体で行った。しかし、これは樹脂製などのカプラによって行ってもよい。図７はそのカプラ９０の概略構成を示す。カプラ９０の下部Ｌは二重円の構造、分岐部Ｂで中の管が外に飛び出し、上部Ｕで独立したふたつの管になっている。数学的に言えば、二重円のトポロジーを独立したふたつの円のトポロジーに変換している。なお、カプラ９０とそれぞれ管の接続自体は溶着等既知の方法でよい。
【００５４】
実施の形態３
図８は別の実施の形態に係る水サーバ１００の上部機構２００を示す。図１との主な違いは、一時容器４０の一部がそのまま冷却容器３０になっていること、一時容器４０が蛇腹構造ではなく、シリコンダイヤフラム製の円筒状のヘッド（以下、円筒ヘッド４１）で形成された伸縮構造となっていることである。
【００５５】
一時容器４０は漏斗状のセパレータ４５によって冷却容器３０と区画されている。漏斗の管は水管１４ａにつながり、水が一時容器４０へ導入される。一時容器４０は樹脂ないし金属による逆向きの上側カップ構造４０ａと、金属による下側カップ構造４０ｂで形成される。上下カップ構造は接続部４３で固定される。下側カップ構造４０ｂのまわりには図示しないコンプレッサで冷却される冷却部材３１が取り付けられ、この空間が冷却容器３０となる。
【００５６】
上側カップ構造４０ａの中に、ひとまわり小さなカップ状の円筒ヘッド４１が設けられ、これが接続部４３で下側カップ構造４０ｂと気密に接続される。接続は、かしめ、接着剤等、どのような方法によってもよい。円筒ヘッド４１の上面中央に空気抜き栓４６が気密に取り付けられている。空気抜き栓４６は一時容器４０と連通する。一時容器４０に導入された水は、下側カップ構造４０ｂと円筒ヘッド４１による空間に密閉される。
【００５７】
空気抜き栓４６にはカップ構造のスリーブ５１が取り付けられる。スリーブ５１の底面は円筒ヘッド４１を押さえ、上方に立った側壁は水が減って円筒ヘッド４１が凹んでいく際、円筒ヘッド４１の側面がきれいに折り返されるよう、ガイドの役割を果たす。スリーブ５１の底面の半径は円筒ヘッド４１の上面の半径より少し小さい。水量センサ４４はスリーブ５１の側壁の上部の位置を検出する。
【００５８】
水管１４ａと空気管１６ａは前述した二重円のトポロジーで、図示しない水容器１２から揚水する。本体側の管の端部には本体側カプラ４００が取り付けられている。水容器１２側の管も二重円構造で、その端部には容器側カプラ４０２が取り付けられている。これらのカプラが結合する。このカプラにも実施の形態１同様マイクロスイッチ（図示せず）を入れ、これをポンプ１８の電力供給路に直列に入れておく。カプラの詳細構造は後述する。
【００５９】
本体側の二重円の構造は図７のカプラ９０を利用してポンプ１８付近で解消され、空気管１６ａがポンプ１８に接続される。ポンプ１８付近まで二重構造を保つことで、水管１４ａからの水漏れを空気管１６ａで受け止めることができる。
【００６０】
水管１４ａから揚がった水はセパレータ４５によって一時容器４０に入る。セパレータ４５は外周部分に隙間があり、そこから水が冷却容器３０に落ちる。冷却容器３０は冷水を貯めるために一時容器４０の下にある。セパレータ４５と下側カップ構造４０ｂの接する個所に、小さな穴４９が設けられている。もし水容器１２の水がなくなっても、冷却容器３０に水が残っていれば、そこから穴４９を通して加熱容器３２へ水が供給できる場合がある。これにより、加熱容器３２における空焚きを防止する。もちろん、加熱容器３２には独自にサーモスタットを設けるが、より安全を見越した設計である。
【００６１】
図９は水が減ったときの一時容器４０の状態を示す。水位が下がり、スリーブ５１と空気抜き栓４６および円筒ヘッド４１の自重により、円筒ヘッド４１の上面が下がっていく。スリーブ５１の側壁は円筒ヘッド４１の上面の円周部分の少し内側を押していくため、円筒ヘッド４１の側面がうまく折り返され、円筒ヘッド４１の上面が平面状を保ちながら下がっていく。水量センサ４４が水不足を検知するため、ポンプ１８が作動し、図８の状態まで次第に水面が戻っていく。一時容器４０には外から空気が入らず、細菌の繁殖を抑えることができる。
【００６２】
図１０はこの実施の形態で利用する水袋１４と空気袋１６を模式的に示す。これらふたつの袋は、大きなひとつの袋の中に仕切りを入れた構造で、原理的には３枚のビニールを重ねて周辺部分を熱溶着させればこの形となる。すなわち、３枚の真ん中が仕切りとなり、これとそれぞれ両側のビニールにより水袋１４と空気袋１６の部屋ができる。別の言い方をすれば、水袋１４と空気袋１６は仕切りを共用し、隣接して一体に形成される。この製法は簡単であり、コストの面でも有利である。
【００６３】
図１０は図示しない水容器１２の中で膨らみ、水袋１４と空気袋１６を併せて立方体状になった状態を示す。実際には、３枚のビニールを重ねてふたつの袋を作るので、それらが膨らんでも立方体状にはならない。しかし、水容器１２が立方体状であれば、その内部で膨らむことで、一部にしわを作りながら立方体状になる。同図はその状態を模式的に示す。以下、しわは無視し、ふたつの袋で立方体が形成されるとして説明を簡略化する。
【００６４】
仕切りのビニールは３枚の真ん中にあり、立方体ＡＢＣＤ?ＥＦＧＨを斜めに分割する頂点ＢＤＨＦを結ぶ線上で他の２枚と溶接されている。仕切りのビニールは十分な面積をもち、その中央部分は、立方体の中で自身から一番遠い辺ＡＥと辺ＣＧまで到達できる。
【００６５】
仕切りの下、頂点ＢＤＣ?ＦＨＧの三角柱が水袋１４、反対側の頂点ＡＢＤ?ＥＦＨの三角柱が空気袋１６である。ただし、最初は満水であり、空気袋１６はほぼ容積がゼロ、水袋１４はほぼ立方体全部を占めている。このとき、仕切りのビニールの中央部分は上の辺ＡＥに接している。その状態から水が減ると、空気袋１６が容積を持ち始める。実際にはその形状は三角柱ではなく、水面が重力で水平になるため、直方体となる。同図には、仕切りのビニールが形成する水面Ｓが描かれている。最終的に水がなくなると、仕切りのビニールの中央部分は下の辺ＣＧに到達する。
【００６６】
水面Ｓを観察すれば水の減り方がわかる。そこで、水袋１４のひとつの面であって、かつ水袋１４を左右対称に見る面ＡＤＨＥに窓Ｗを設ける。水容器１２はこの窓Ｗがユーザから見える方向にセットされる。
【００６７】
図１１（ａ）、図１１（ｂ）は水容器１２の詳細を示す。図１０の面ＡＢＣＤのほうから見た図である。頂点Ｂ、Ｄで袋の一部が外に飛び出しているのは、袋を作る際に溶着のマージンとしてとった部分である。水袋１４および空気袋１６はそれぞれビニール製で、仕切り４０４が両方の袋に共用される。水袋１４にはホース４１０が延びている。ホース４１０の先端には錘４１２が取り付けられ、ホース４１０の先端が水袋１４の底に届く。
【００６８】
水容器１２の上部には二重管４０６が取り付けられる。二重管４０６は上方に延び、その先端に図８の容器側カプラ４０２が取り付けられる。二重管４０６の水容器１２の側は、内側の水管をそのまま容器内に導き、一方空気管はつば４０８の部分で垂直に曲げている。仕切り４０４は図１０において、頂点ＢＤＨＦを結ぶ線上で外側のビニールに溶接されるとした。しかし、厳密には図１１のごとくつば４０８の個所においては、辺ＢＦ上ではなく、つば４０８の先端に接続され、空気を空気袋１６に気密に導く。
【００６９】
図１１（ａ）はほぼ満水の状態、図１１（ｂ）は半分まで減った状態を示す。後者では空気袋１６が膨らんでいる。空気袋はつば４０８の個所ではその先端に接続されているので、仕切り４０４はつば４０８の先端から折れ曲がり、たとえば図中の点Ｋのようなホース４１０の縁に沿って膨らんでいく。
【００７０】
図１２（ａ）、図１２（ｂ）は図８の本体側カプラ４００と容器側カプラ４０２それぞれの詳細構造を示す。これらの図では水管、空気管は省いている。図１３はこれらのカプラの接続後を示し、水管と空気管も示している。煩瑣を避けるために、図１３では図１２（ａ）、図１２（ｂ）で示した符号の一部を省く。
【００７１】
図１２（ｂ）のごとく、容器側カプラ４０２は二重円の構造であり、内側に水の通路４２０、外側に空気の通路４２２が形成される。先端には、それぞれの通路が本体側カプラ４００と気密に接続されるよう、ゴム製のＯリング４２４が嵌められ、これが、かしめによって固定されたワッシャ４２６で外れないようになっている。水の通路４２０に弁４３０が設けられる。これはバネ４３２によって緩く付勢され、カプラが外れているとき漏水しないよう閉弁する。
【００７２】
図１２（ａ）のごとく、本体側カプラ４００も二重円の構造であり、基本的に容器側カプラ４０２同様の構造である。しかし、相手側で気密性を考慮しているため、Ｏリングとワッシャはない。また、容器側カブラ４０２と係合するよう爪４４４が設けられている。水の経路４２０には弁４４０があり、バネ４４２で付勢されている。カプラが外れているときはこれが閉弁して漏水を防ぐ。
【００７３】
図１３のごとく、カプラが接続されたとき、容器側カプラ４０２の弁４３０と本体側カプラ４００の弁４４０の先端が互いに押し合い、これらがともに開弁して水が流れる。ふたつのバネの付勢力がバランスしないといずれかの弁が開かない怖れがあるため、容器側カプラ４０２の弁４３０と本体側カプラ４００の弁４４０のそれぞれの移動距離を制限するストッパ４６０、４６２が設けられている。カプラがきちんと接続されたとき、ふたつの弁４３０、４４０はふたつのストッパ４６０、４６２によって位置決めされ、水の経路４２０が確保される。
【００７４】
なお、ここではふたつの弁４３０、４４０の先端どうしが押し合う構造としたが、必ずしも弁どうしが押し合う必要はない。容器側カプラ４０２の弁４３０は本体側カプラ４００のいずれかの部分で押されればよいし、逆も同様である。
【００７５】
ここでは二重円構造のカプラを図８のごとく水容器１２から少し離れた個所に設けた。これは、図１１の二重管４０６が上方に延びていき、その先にカプラがある前提である。しかし、カプラは水容器１２の出口にあってもよい。図１４（ａ）、図１４（ｂ）はその場合の本体が本発明カプラ４００と容器側カプラ４０２をそれぞれ示す。図１１（ａ）、図１１（ｂ）の二重管４０６の部分がそのまま容器側カプラ４０２となる。
【００７６】
図１４（ｂ）の容器側カプラ４０２と図１２（ｂ）のそれとの違いは、水容器１２（図示せず）側の空気の通路４２２の部分が水容器１２の中に取り付けやすいように、つば状に拡がっている点である。これが図１１（ａ）、図１１（ｂ）のつば４０８に当たる。
【００７７】
図１４（ａ）の本体側カプラ４００は図１２（ａ）のそれと同じでもよい。しかしここではさらに改良を加え、差圧スイッチ４７０を設けている。差圧スイッチ４７０は、リードスイッチ４７２、磁石４７４、シリコンゴムによるダイヤフラム４７６、バネ４７８で構成される。磁石４７４はダイヤフラム４７６に乗っており、リードスイッチ４７２に近づくようバネ４７８で付勢される。ダイヤフラム４７６の表と裏はそれぞれ空気の通路４２２と水の通路４２０に面している。リードスイッチ４７２は図示しないポンプ１８の電力供給線に直列に入れられる。
【００７８】
通常、水と空気の圧力はほぼ等しい。同図はこの状態における差圧スイッチ４７０の状態を示す。ダイヤフラム４７６は初期位置にあり、磁石４７４がリードスイッチ４７２に近づき、磁界によってこれがオンする。そのため、ポンプ１８への通電が許可される。
【００７９】
図１５は水容器１２の水がなくなったときの差圧スイッチ４７０の状態を示す。このときもはや水圧は上昇せず、空気圧との差圧が大きくなる。この空気圧にダイヤフラム４７６が押されて下がり、磁石４７４がリードスイッチ４７２から遠ざかり、磁界が弱まるためこれがオフする。これでポンプ１８への通電が禁止される。その結果、水がないときにポンプ１８を止めることができる。
【００８０】
なお、差圧スイッチ４７０のほかに、図示しない差圧弁を同様の個所に設けてもよい。この差圧弁は空気の通路４２２と水の通路４２０の差圧が所定のリリーフ圧に達したとき、空気圧を逃がす。水容器１２の水がなくなると、もはや水圧は上昇せず、空気圧が相対的に高くなる。そこでこの状態になったとき空気圧を解放する。ユーザが水容器１２を交換するために水管カプラを外したとき、高い空気圧が一気に抜けると、管の内部に残った水が飛び散る可能性がある。予め差圧弁で空気を抜くことでこの事態を回避することができる。
【００８１】
変形技術
実施の形態では、水袋１４を空気袋１６で加圧した。しかし、水袋１４の中に直接空気を入れ、この空気を加圧要素とする方法もある。この場合、水が空気に触れる点、細菌の繁殖という懸念が増えるが、構造自体はより単純になる。
【００８２】
実施の形態では揚水に電力による駆動装置を用いた。しかし、人力による駆動装置も考えられる。たとえば、足で踏むタイプのエアーポンプを下部機構３００下部に収納可能に設け、これを必要なときに取り出し、空気袋１６を膨らませることもできる。
【００８３】
実施の形態では、水袋１４を空気袋１６で加圧した。しかし、機構部材で押してもよい。図１６において、水容器１２は上面が開いた箱状で、水袋１４が入っている。空気袋１６はない。上部機構２００から下部機構３００の空洞部分、すなわち水容器１２の収容部分に水袋１４を押す板がついたアーム８０が延びている。アーム８０は上部機構２００内のアクチュエータ８２により水袋１４を押していく。アクチュエータ８２は検知信号線４８（または修正検知信号線４８ａ）に「オン信号」が出ているとき押しつけ動作をする。図示しないが、実施の形態１同様、水管カブラ５２の接続が解かれたらオフするマイクロスイッチがあり、このスイッチがオフのときアクチュエータ８２が最も上の初期位置に戻るようマイクロコンピュータ７２等で制御する。これにより水容器１２の交換ができる。
【００８４】
実施の形態では、冷却ないし加熱の調温容器のほかに一時容器４０を設けた。しかし、つねに常温で水を提供する場合、調温容器は不要である。その場合、図１の構造において、冷却容器３０と加熱容器３２を削除し、一時容器４０自体または主水管５０に単一のコックを設ければよい。図８の構造でも同様である。
【００８５】
図８の構造において、一時容器４０は上側カップ構造４０ａを有した。これには穴が空いており、そこに空気抜き栓４６が収まる構造である。これらはすべて上部機構２００の内部にあるが、上部機構２００の上面に穴を開け、さらに、空気抜き栓４６の上部を伸ばし、満水なら外から空気抜き栓４６が視認できる構成としてもよい。
【００８６】
この構成の場合、一時容器４０の水が減ると空気抜き栓４６が見えなくなる。水容器１２に水が残っていれば、ポンプ１８の揚水により再び空気抜き栓４６が見えてくる。いつまでも見えない場合、ユーザは水容器１２の水がなくなったことを認識することができる。空気抜き栓４６に目立つ人形その他を取り付ければ、その動きを楽しむこともできる。
【００８７】
実施の形態では、水容器１２は自身で内圧に耐える堅牢性を有するとした。しかし、水容器１２は段ボール箱のように、あまり堅牢でないものであってもよい。その場合、内圧による変形は下部機構３００内の収容スペースないし収納キャビティ３０２を構成する壁面で防止する構造とすればよい。
【００８８】
実施の形態では、一時容器４０は上部機構２００の中に入れた。しかし、上部機構２００の全高を低くして一時容器４０を上部機構２００の外に出してもよい。その場合、水の減り方を目視しやすい。
【００８９】
各実施の形態で説明した上部機構２００と水容器１２は、当然だがそれぞれ別の組合せでも水サーバ１００を実現することができる。
【００９０】
本発明のさまざまな見方
本発明の水サーバは、概念的に以下のとらえ方もできる。
Ａ１：  水源である水容器と、水容器に由来する水が導入される調温容器と、調温容器から水を外に取り出す給水栓と、駆動装置とを備え、水容器は水袋を収容し、駆動装置が加圧要素を駆動して水容器内の水袋を加圧し、水袋から押し出された水が調温容器へ導かれる。ただし、調温容器に代えて、または調温容器に加えて、調温機能は有さず貯水機能を有する一時容器を備えてもよい。
Ａ２：  Ａ１において、駆動装置はポンプであり、加圧要素は空気袋であり、ポンプで空気袋を膨らませることで、水容器内にて水袋を加圧する。
Ａ３：  Ａ２において、ポンプを水容器内に収容した。
Ａ４：  Ａ３において、サーバ本体からポンプへの給電経路、および水袋からサーバ本体への給水経路をともに着脱可能に構成した。
Ａ５：  Ａ４において、給電経路と給水経路の接続部材を一体化した。
Ａ６：  Ａ３またはＡ４において、給水経路が正しく接続されていない間、給電経路を絶つスイッチを入れた。
Ａ７：  Ａ２において、ポンプを水容器外かつサーバ本体内に設けた。
Ａ８：  Ａ７において、ポンプから空気袋への給気経路、および水袋からサーバ本体への給水経路をともに着脱可能に構成した。
Ａ９：  Ａ８において、給気経路と給水経路の接続部材を一体化した。
Ａ１０：  Ａ８またはＡ９において、給水経路が正しく接続されていない間、駆動装置への給電経路を絶つスイッチを入れた。
Ａ１１：  Ａ１において、水容器は床上走行用の車輪を有する。
Ａ１２：  Ａ１において、一時容器はシリコンのダイヤフラムによる、伏せたカップ状の容器であり、収容する水が減ったときそれに追従してカップの側面の折り返し量が増え、カップの上面が沈んでいく構造である。
Ａ１３：  Ａ１において、駆動装置の作動時間、たとえば継続作動時間をもとに水袋内の水がなくなったことを検知する制御装置を設ける。制御装置の例はマイクロプロセッサである（以下同様）。
Ａ１４：  Ａ１３において、水袋内の水がなくなったことが検知されたとき、制御装置は駆動装置を停止する。
Ａ１５：  Ａ１において、駆動装置の作動時間、たとえば作動総時間をもとに水袋内の水が少なくなったことを検知する制御装置を設ける。
Ａ１６：  Ａ１５において、水袋内の水がなくなったことが検知されたとき、制御装置はその旨をユーザに告知する。
Ａ１７：  Ａ１において、水サーバの筐体の上面に小物を入れるケースを設ける。
【００９１】
本発明の水サーバは、概念的に以下のとらえ方もできる。
Ｂ１：  水源である水容器と、水容器から導入した水を給水栓からユーザに供給する本体装置を含む水サーバにおいて、水容器内の水に外圧を加える加圧器を設け、水容器を給水栓よりも低い位置に設置したうえで水容器から本体装置への水の経路を設けた。
Ｂ２：  Ｂ１において、水の経路は管であり、加圧器により水をこの管を介して揚水せしめる。
Ｂ３：  Ｂ２において、水を駆動する機構を管の中から排除した。
【００９２】
本発明の水サーバに利用可能な水容器は、概念的に以下のとらえ方もできる。
Ｃ１：  水サーバの水源として利用される水容器であって、内側は水袋、外側は空気袋である二重構造の袋を有し、水袋から水サーバへ水を取り出す第１管と、外部から空気袋へ空気を入れる第２管とを設けた。
Ｃ２：  Ｃ１において、第２管が第１管を包含し、管も二重構造とされる。
Ｃ３：  Ｃ２において、二重構造の第１管、第２管は、水サーバ本体側と接続される個所においては二重構造が解消され、独立したふたつの管となっている。
【００９３】
本発明の水サーバに利用可能な水容器は、概念的に以下のとらえ方もできる。
Ｄ１：  水サーバの水源として利用される水容器であって、仕切りを共用する水袋と空気袋が一体に形成され、水袋から水サーバへ水を取り出す第１管と、外部から空気袋へ空気を入れる第２管とが設けられた。
Ｄ２：  Ｄ１において、第２管が第１管を包含し、管も二重構造とされる。
Ｄ３：  Ｄ２において、二重構造の第１管、第２管は、水サーバ本体側と接続される個所においては二重構造が解消され、独立したふたつの管となっている。
Ｄ４：  Ｄ１において、３枚のシート、たとえばビニール製のものを重ねて周辺部分を溶着させ、３枚の真ん中を仕切りとし、この仕切りとそれぞれ両側のシートにより水袋と空気袋の部屋を設けた。
【００９４】
本発明の水サーバに利用可能なカプラは、概念的に以下のとらえ方もできる。
Ｅ１：（図７のカプラ）
カプラであり、一端において第２管が第１管を包含する二重構造の管を接続する機構をもち、他端において第２管と第１管をそれぞれ独立した管として外部の機構に接続する機構をもち、内部において第１管を第２管の壁面に貫通せしめ、管による二重円のトポロジーを独立したふたつの円のトポロジーに変換する機構をもつ。
【００９５】
本発明の水サーバに利用可能なカプラは、概念的に以下のとらえ方もできる。
Ｆ１：（図１２（ａ）、図１２（ｂ）、図１４（ａ）、図１４（ｂ）のカプラ）
第２管が第１管を包含する二重構造の管を接続するカプラであり、第１管に付勢された弁が設けられ、この弁は本カプラが相手側カプラと接続されていないときには付勢力によって閉弁し、相手側カプラと接続されているときには相手側カプラの構造の一部に押されて開弁する。
Ｆ２：  Ｆ１において、弁の移動距離を制限するストッパを設けた。
Ｆ３：  Ｆ１において、第１管内の圧力と第２管内の圧力の差圧スイッチを設け、差圧が所定値を越えたとき差圧スイッチの状態が変わる。
Ｆ４：  Ｆ１において、第１管内の圧力と第２管内の圧力の差圧弁を設け、差圧が所定の開放値を越えたとき、差圧弁が開弁して第１管の圧力を低減する。
Ｆ５：  Ｆ２の構造のカプラふたつひと組のセットであり、これらが接続されたとき、ストッパによって両側の弁の位置決めがなされ、第１管の通路が確保される。
【００９６】
本発明の水サーバには、さらに以下の変形例がある。
Ｇ：  請求項に記載の水サーバのいずれかの特徴と、グルーブＡまたはＢの水サーバのいずれかの特徴をあわせもつ水サーバ。
【００９７】
本発明の水サーバと水容器の組合せには、さらに以下の変形例がある。
Ｈ：  グループＧの水サーバのいずれかと、グルーブＣまたはＤの水容器のいずれかを組み合わせた水サーバ。
【００９８】
本発明の水サーバとカプラの組合せには、さらに以下の変形例がある。
Ｉ：  グループＨの水サーバのいずれかに、グルーブＥまたはＦのカプラのいずれかを利用した水サーバ。
【符号の説明】
【００９９】
１２  水容器，  １４  水袋，  １６  空気袋，  １８  ポンプ，  ２２  取水口，  ３０  冷却容器，  ３２  加熱容器，  ３４  冷水栓，  ３６  熱湯栓，  ４０  一時容器，  ４４  水量センサ，  ５２  水管カプラ，  ５４  空気管カプラ，  ６０  車輪，  ７２  マイクロプロセッサ，  ７４  ＬＥＤ，  ８０  アーム，  ８２  アクチュエータ，  ９０  カプラ，  １００  水サーバ，  ２００  上部機構，  ３００  下部機構，  ３０２  収納キャビティ，  ４０４  仕切り，  ４０８  つば，  ４２０  水の通路，  ４２２  空気の通路，  ４３０，４４０  弁，  ４３２，４４２  バネ，  ４６０，４６２  ストッパ，  ４７０  差圧スイッチ。
【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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【図１６】
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