(57)【要約】【課題】静電霧化装置において、放電電極を兼ねる吸熱側電極体を熱電素子に接合させるに際して、簡単な工程で、吸熱側電極体にずれや傾きが生じることを抑制する。【解決手段】本発明の静電霧化装置は、対をなす熱電素子２と、放電電極６を兼ねるように熱電素子２の吸熱側端面１４に接合材１２で接合される吸熱側電極体４と、放熱部材１０を兼ねるように熱電素子２の放熱側に電気接続される放熱側電極体８とを具備する。吸熱側電極体４は、段部３２が設けられた熱電素子配列面３０を有する。この段部３２は、熱電素子２の吸熱側端面１４が接合される箇所を、その周囲よりも突出又は凹陥させたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対をなす熱電素子と、
放電電極を兼ねるように前記熱電素子の吸熱側端面に対して接合材を介して接合され、対をなす前記熱電素子の吸熱側同士を電気接続させる吸熱側電極体と、
放熱部材を兼ねるように前記熱電素子の放熱側に電気接続される放熱側電極体と、を具備し、
前記吸熱側電極体は、段部が設けられた熱電素子配列面を有し、
この段部は、前記熱電素子の前記吸熱側端面が接合される箇所を、その周囲よりも突出又は凹陥させたものであることを特徴とする静電霧化装置。
【請求項２】
前記段部は、円環状又は円弧状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の静電霧化装置。
【請求項３】
前記熱電素子が有する前記吸熱側端面は、長尺状に形成され、
前記吸熱側電極体が有する前記段部は、前記吸熱側端面と対応した長尺状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の静電霧化装置。
【請求項４】
前記熱電素子は、一直線上に配置されることのないように三個以上が前記熱電素子配列面に接合されることを特徴とする請求項１又は２に記載の静電霧化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電微粒子水を生成する静電霧化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
帯電微粒子水を生成するための静電霧化装置として、特許文献１に記載のものが公知である。この静電霧化装置は、図１８に示すように、対をなす熱電素子２の吸熱側同士を電気接続する吸熱側電極体４が放電電極６を兼ね、また、熱電素子２の放熱側に接続される放熱側電極体８が放熱部材１０を兼ねている。これにより、静電霧化装置のコンパクト化が図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２２７９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１８に示す静電霧化装置では、放電電極６を兼ねる吸熱側電極体４が、半田等のペースト状の接合材１２を用いて熱電素子２に接合される。そのため、接合工程中において、放電電極６を兼ねる吸熱側電極体４が、図１９に示すような傾きやずれを生じやすいという問題がある。前記問題を解決するには、接合工程が完了するまでの間、吸熱側電極体４を仮保持しておくという手段も考えられる。しかし、このようにした場合には、製造工程が複雑化するという問題がある。
【０００５】
本発明は、前記の各問題点に鑑みて発明したものであって、放電電極を兼ねる吸熱側電極体を熱電素子に接合させるに際して、簡単な工程で、吸熱側電極体にずれや傾きが生じることを抑制することのできる静電霧化装置を提供することを、課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために本発明の静電霧化装置を、下記構成を具備したものとする。
【０００７】
本発明の静電霧化装置は、対をなす熱電素子と、放電電極を兼ねるように前記熱電素子の吸熱側端面に対して接合材を介して接合され、対をなす前記熱電素子の吸熱側同士を電気接続させる吸熱側電極体と、放熱部材を兼ねるように前記熱電素子の放熱側に電気接続される放熱側電極体と、を具備し、前記吸熱側電極体は、段部が設けられた熱電素子配列面を有し、この段部は、前記熱電素子の前記吸熱側端面が接合される箇所を、その周囲よりも突出又は凹陥させたものであることを特徴とする。
【０００８】
前記段部は、円環状又は円弧状に形成されることも好ましい。
【０００９】
また、前記熱電素子が有する前記吸熱側端面は、長尺状に形成され、前記吸熱側電極体が有する前記段部は、前記吸熱側端面と対応した長尺状に形成されることも好ましい。
【００１０】
また、前記熱電素子は、一直線上に配置されることのないように三個以上が前記熱電素子配列面に接合されることも好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、放電電極を兼ねる吸熱側電極体を熱電素子に接合させるに際して、簡単な工程で、吸熱側電極体にずれや傾きが生じることを抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態１の静電霧化装置の一部破断正面図である。
【図２】同上の静電霧化装置が有する吸熱側電極体の熱電素子配列面側を視た平面図である。
【図３】本発明の実施形態２の静電霧化装置の一部破断正面図である。
【図４】本発明の実施形態３の静電霧化装置の一部破断正面図である。
【図５】同上の静電霧化装置が有する吸熱側電極体の熱電素子配列面側を視た平面図である。
【図６】同上の静電霧化装置において段部を凹設した場合の一部破断正面図である。
【図７】本発明の実施形態４の静電霧化装置が有する吸熱側電極体の熱電素子配列面側を視た平面図である。
【図８】本発明の実施形態５の静電霧化装置の正面図である。
【図９】同上の静電霧化装置の側面図である。
【図１０】同上の静電霧化装置が有する吸熱側電極体の熱電素子配列面側を視た平面図である。
【図１１】本発明の実施形態６の静電霧化装置の正面図である。
【図１２】同上の静電霧化装置の側面図である。
【図１３】同上の静電霧化装置が有する吸熱側電極体の熱電素子配列面側を視た平面図である。
【図１４】同上の静電霧化装置での熱電素子の他の配置を例示する平面図である。
【図１５】本発明の実施形態７の静電霧化装置が有する吸熱側電極体の熱電素子配列面側を視た平面図である。
【図１６】同上の静電霧化装置の変形例の熱電素子配列面を示す平面図である。
【図１７】同上の静電霧化装置の他の変形例の熱電素子配列面を示す平面図である。
【図１８】従来の静電霧化装置の正面図である。
【図１９】同上の静電霧化装置において吸熱側電極体が傾いた場合を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明を、添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１４】
図１には、本発明の実施形態１の静電霧化装置を示している。図１８，図１９に示す従来の静電霧化装置と同様の構成については、同一符号を付す。
【００１５】
本実施形態の静電霧化装置では、放電電極６を冷却する熱交換手段として、Ｐ型とＮ型のペルチェ素子からなる一対の熱電素子２を用いている。一対の熱電素子２は、両者間に通電を行うことでその一端側（図中上側）が吸熱側となり、他端側（図中下側）が放熱側となる。
【００１６】
一対の熱電素子２の吸熱側端面１４には、半田からなる導電性の接合材１２を介して、静電霧化用の放電電極６を兼ねる吸熱側電極体４が接合される。この吸熱側電極体４は、基台部１６の中央部から棒状部１８を一体に突設したものであり、その全体が真鍮、アルミニウム、銅、タングステン、チタン等の金属で形成されている。図中では、基台部１６の部分だけを破断させて示している。吸熱側電極体４の表面には、金、白金等の処理を施して耐食性を向上させてもよい。
【００１７】
一対の熱電素子２の放熱側端面には、半田からなる導電性の接合材２２を介して、板状の放熱側電極体８がそれぞれ一対一で接合される。放熱側電極体８は、真鍮、アルミニウム、銅といった電気伝導性及び熱伝導性に優れた金属で形成されている。これら放熱側電極体８は、図示略のペルチェ駆動回路に接続され、一対の熱電素子２間の通電を行う。加えて、これら放熱側電極体８の表面からは、高効率で放熱が行われる。つまり、放熱側電極体８自体が、熱交換手段のための放熱部材１０を兼ねる。
【００１８】
吸熱側電極体４と一対の熱電素子２と一対の放熱側電極体８は、前記のように半田接合されて静電霧化ブロック２４を形成し、この静電霧化ブロック２４が、筐体２６に支持される。この筐体２６は、ＰＢＴ、ＰＰＳ、ポリカーボネート、液晶ポリマー等の樹脂で形成され、一対の放熱側電極体８の各一部を埋設することで、静電霧化ブロック２４全体を支持している。また、前記埋設により、放熱側電極体８から筐体２６を介しても放熱が行われる。
【００１９】
筐体２６には、吸熱側電極体４の棒状部１８先端と対向する箇所に、リング状の対向電極２８を支持させている。対向電極２８は、ＳＵＳ、銅、白金等の金属や、導電性の樹脂からなる。対向電極２８と筐体２６との接合は、接着剤、ネジ等を用いてもよいし、樹脂からなる筐体２６との間でヒートシールしてもよい。なお、筐体２６の材質として、ＳＵＳ、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等の金属を用いてもよいが、この場合には、放熱側電極体８や対向電極２８との間に絶縁材を介在させる。
【００２０】
前記構成を備える本実施形態の静電霧化装置では、一対の放熱側電極体８と吸熱側電極体４を介して、一対の熱電素子２間に一定方向で通電を行うことで、吸熱側電極体４を直接冷却し、この吸熱側電極体４の表面に結露水を生成する。吸熱側電極体４に結露水が付着した状態で、棒状部１８の先端に電荷が集中するように対向電極２８に電圧を印加すれば、棒状部１８先端にて結露水が静電霧化され、帯電微粒子水が生成される。
【００２１】
そして、本実施形態の静電霧化装置では、吸熱側電極体４の基台部１６が有する熱電素子配列面３０に、熱電素子２の傾きやずれを抑制するための段部３２を形成している。この熱電素子配列面３０は、棒状部１８が立設される面とは反対側の面である。
【００２２】
図２に示すように、段部３２は、接合される熱電素子２と一対一で対応するように、一対形成されている。各段部３２は、対応する熱電素子２の吸熱側端面１４が接合される箇所であり、周囲の熱電素子配列面３０よりも突出して形成されている。各段部３２の平面視での寸法形状は、熱電素子２の吸熱側端面１４の寸法形状と一致するように、或いはこれよりも僅かに大きく形成される。本実施形態では、吸熱側端面１４が正方形状であり、段部３２がこれと同一寸法形状の正方形状である。一対の段部３２は、距離を隔てて形成されている。この段部３２に付着したペースト状の接合材１２が硬化することにより、この接合材１２を介して、熱電素子２の吸熱側端面１４が吸熱側電極体４に接合される。
【００２３】
本発明の実施形態の静電霧化装置によれば、各段部３２と熱電素子２の間において、半田である接合材１２がセルフアライメント効果を発揮し、その結果として、放電電極６を兼ねる吸熱側電極体４が所定位置及び姿勢に維持される。したがって、吸熱側電極体４を仮保持する等の手段を用いずとも、吸熱側電極体４がずれや傾きを生じることが抑制される。
【００２４】
次に、本発明の実施形態２の静電霧化装置について、図３に基づいて説明する。なお、前述した実施形態１と同様の構成については同一符号を付して詳しい説明を省略し、実施形態１とは相違する構成について以下に詳述する。
【００２５】
本実施形態では、吸熱側電極体４が熱電素子配列面３０に有する一対の段部３２を、周囲部分よりも凹陥させることで形成している。なお、本実施形態においても、各段部３２の平面視の寸法形状は、熱電素子２の吸熱側端面１４の寸法形状と一致するように形成している。
【００２６】
本実施形態の静電霧化装置によれば、半田である接合材１２が凹状の各段部３２内に充填され、この接合材１２を介して、熱電素子２の吸熱側端面１４が吸熱側電極体４に接合される。各段部３２内において、硬化前のペースト状である接合材１２は流動が規制される。そのため、この接合材１２上での吸熱側電極体４の位置及び姿勢が維持される。これにより、吸熱側電極体４を仮保持する等の手段を用いずとも、吸熱側電極体４にずれや傾きを生じることが抑制される。
【００２７】
次に、本発明の実施形態３の静電霧化装置について、図４、図５に基づいて説明する。なお、前述した実施形態１と同様の構成については同一符号を付して詳しい説明を省略し、実施形態１とは相違する構成について以下に詳述する。
【００２８】
本実施形態では、実施形態１のように凸状の段部３２を、一対の熱電素子２の吸熱側端面１４に対応してそれぞれ別体で形成するのではなく、実施形態１の段部３２同士を一直線状に連続させた形態の段部３２として形成している。この段部３２上の一端側に接合材１２が付着され、この接合材１２を介して一方の熱電素子２の吸熱側端面１４が接合される。また、段部３２上の他端側にも接合材１２が付着され、この接合材１２を介して他方の熱電素子２の吸熱側端面１４が接合される。図５中では、熱電素子２の接合箇所を点線で示している。
【００２９】
本実施形態においても、実施形態１の場合と同様に、段部３２と熱電素子２の間において接合材１２がセルフアライメント効果を発揮することによって、放電電極６を兼ねる吸熱側電極体４の位置や傾きが保持される。
【００３０】
なお、このような一直線状の段部３２を、実施形態２のように凹陥させて設けてもよい（図６参照）。この場合、実施形態２の段部３２同士を一直線状に連続させたような凹溝状の段部３２となる。凹溝状である段部３２内の一端側に接合材１２が付着され、この接合材１２を介して一方の熱電素子２が接合される。また、段部３２内の他端側にも接合材１２が付着され、この接合材１２を介して他方の熱電素子２が接合される。この場合においても、実施形態２と同様に、段部３２内にて硬化前の接合材１２の流動が規制されることで、放電電極６を兼ねる吸熱側電極体４の位置や傾きが保持される。
【００３１】
次に、本発明の実施形態４の静電霧化装置について、図７に基づいて説明する。なお、前述した実施形態１と同様の構成については同一符号を付して詳しい説明を省略し、実施形態１とは相違する構成について以下に詳述する。
【００３２】
本実施形態では、実施形態１のように凸状の段部３２を、一対の熱電素子２の吸熱側端面１４に対応してそれぞれ別体で形成するのではなく、平面視にて円環状をなす単一の凸状部として形成している。ここでの円環状は、実施形態１の段部３２を、熱電素子配列面３０の中心点３４まわりに回転させた形状である。
【００３３】
この円環状の段部３２の一部に接合材１２が付着され、この接合材１２を介して一方の熱電素子２の吸熱側端面１４が接合される。また、段部３２上の前記接合箇所から周方向に１８０°ずれた部分にも接合材１２が付着され、この接合材１２を介して他方の熱電素子２の吸熱側端面１４が接合される。
【００３４】
本実施形態においても、実施形態１の場合と同様に、接合材１２のセルフアライメント効果によって、放電電極６を兼ねる吸熱側電極体４の位置や傾きが保持される。そして、段部３２が円環状であることから、対をなす熱電素子２とこれに接合される吸熱側電極体４との間での位置関係の自由度が高く、実装工程がより容易となる。
【００３５】
なお、段部３２は円環状に限らず、中心点３４まわりに形成される円弧形状であってもよい。この場合であっても、やはり熱電素子２と吸熱側電極体４との間での位置関係の自由度が高く、実装工程が容易となる。
【００３６】
また、実施形態３において前述したことと同様に、円環状または円弧形状の段部３２を、実施形態２のように凹陥させて設けてもよい。この場合、段部３２は円環状または円弧形状の凹溝となり、段部３２内にて硬化前の接合材１２の流動が規制されることで、放電電極６を兼ねる吸熱側電極体４の位置や傾きが保持される。
【００３７】
次に、本発明の実施形態５の静電霧化装置について、図８〜図１０に基づいて説明する。なお、前述した実施形態１と同様の構成については同一符号を付して詳しい説明を省略し、実施形態１とは相違する構成について以下に詳述する。
【００３８】
図８、図９に示すように、本実施形態で用いる熱電素子２は、長辺ａと短辺ｂからなる長方形状の断面を有する柱状の部材である。ここでの断面とは、各熱電素子２内の通電方向（図８、図９中の上下方向）と直交する断面である。各熱電素子２の吸熱側端面１４と放熱側端面も、前記断面と同様の長方形状であり、長辺ａと短辺ｂからなる。
【００３９】
図１０に示すように、吸熱側電極体４の熱電素子配列面３０には、一対の凸状の段部３２が形成されている。各段部３２は、一対の熱電素子２の吸熱側端面１４に一対一で対応し、それぞれが吸熱側端面１４の寸法形状と一致する（即ち長辺ａと短辺ｂからなる）長方形状を有している。この短辺ｂは、一対の熱電素子２の並設方向（図１０中の左右方向）と平行に設けている。なお、一対の熱電素子２が配置される領域全体の並設方向の幅ｗと、熱電素子２の吸熱側端面１４の長辺ａとを比較したとき、ｗ≧ａとなることが安定化のためには好ましい。
【００４０】
本実施形態では、上述のように、熱電素子２の吸熱側端面１４が長方形状に形成され、吸熱側電極体４の段部３２が、この吸熱側端面１４と同様の長方形状を有している。そのため、一対の熱電素子２に支持される吸熱側電極体４の安定性が増大し、放電電極６を兼ねる吸熱側電極体４のずれや傾きが一層抑制されたものとなる。
【００４１】
なお、吸熱側端面１４や段部３２の形状は、互いの長手方向が一致した長尺形状であればよく、長方形状に限定されない。また、本実施形態においても、実施形態２のように段部３２を凹陥させて設けてもよい。この場合には段部３２内にて接合材１２の流動が規制されることで、放電電極６を兼ねる吸熱側電極体４の位置や傾きが保持される。
【００４２】
次に、本発明の実施形態６の静電霧化装置について、図１１〜図１３に基づいて説明する。なお、前述した実施形態１と同様の構成については同一符号を付して詳しい説明を省略し、実施形態１とは相違する構成について以下に詳述する。
【００４３】
図１１〜図１３に示すように、本実施形態では、熱電素子２を二対用いている。これら熱電素子２に一対一で対応するように、吸熱側電極体４の熱電素子配列面３０には、凸状の段部３２が二対形成されている。各段部３２は、熱電素子配列面３０を平面視したときに四角形の各頂点に位置するように、分散配置される。この配置によれば、放電電極６をなす吸熱側電極体４は二対の熱電素子２に安定的に支持され、ずれや傾きが一層抑制される。
【００４４】
なお、熱電素子２の数は三個以上であればよく、例えば図１４に例示するように、熱電素子２が三個であれば、各段部３２を平面視において三角形の各頂点に位置するように分散配置する。三個以上の熱電素子２が、一直線上に配置されることのないように熱電素子配列面３０に接合されることで、これら熱電素子２によって、放電電極６をなす吸熱側電極体４を安定的に支持することができる。
【００４５】
本実施形態においても、実施形態２のように段部３２を凹陥させて設けてもよい。この場合も接合材１２の流動が規制されることで、放電電極６を兼ねる吸熱側電極体４の位置や傾きが保持される。
【００４６】
次に、本発明の実施形態７の静電霧化装置について、図１５に基づいて説明する。なお、前述した実施形態１と同様の構成については同一符号を付して詳しい説明を省略し、実施形態１とは相違する構成について以下に詳述する。
【００４７】
本実施形態では、凸状の段部３２の頂面に、さらに格子溝状の凹凸形状４０を設けている。ペースト状の接合材１２が付着される箇所に凹凸形状４０を設けることで、この凹凸形状４０の溝部分を伝って接合材１２が均一的に広がりやすくなる。そのため、この接合材１２に支持される吸熱側電極体４の位置ずれや傾きが一層抑制される。凹凸形状４０は格子溝に限定されず、例えば同心円状に多数の溝を設けた形状であってもよい。
【００４８】
本実施形態においても、実施形態２のように段部３２を凹陥させて設けてもよい。この場合も、凹状の段部３２の底面に凹凸形状４０を設けることで、接合材１２に支持される吸熱側電極体４の位置ずれや傾きを一層抑制することができる。
【００４９】
なお、図１６、図１７に例示するように、吸熱側電極体４の熱電素子配列面３０に段部３２を設けない場合であっても、この熱電素子配列面３０に同様の凹凸形状４０を設けることで、接合材１２の厚みが均一化されやすくなり、吸熱側電極体４の位置ずれや傾きが抑制される。図１６では格子状、図１７では同心円状に多数の溝を形成している。ここでは熱電素子配列面３０全体に凹凸形状４０を設けているが、少なくとも、接合材１２を介して熱電素子２が接合される箇所に凹凸形状４０を設ければよい。
【００５０】
以上、説明したように、本発明の実施形態の静電霧化装置は、対をなす熱電素子２と、放電電極６を兼ねるように熱電素子２の吸熱側端面１４に対して接合材１２を介して接合され、対をなす熱電素子２の吸熱側同士を電気接続させる吸熱側電極体４と、放熱部材１０を兼ねるように熱電素子２の放熱側に電気接続される放熱側電極体８とを具備する。吸熱側電極体４は、段部３２が設けられた熱電素子配列面３０を有する。この段部３２は、熱電素子２の吸熱側端面１４が接合される箇所を、その周囲よりも突出又は凹陥させたものである。
【００５１】
段部３２が周囲よりも突出したものである場合には、この段部３２と熱電素子２との間に介在する接合材１２がセルフアライメント効果を発揮することで、放電電極６を兼ねる吸熱側電極体４の位置や姿勢が保持される。また、段部３２が周囲よりも凹陥したものである場合には、この段部３２によって接合材１２の流動が規制されることにより、放電電極６を兼ねる吸熱側電極体４の位置や姿勢が保持される。したがって、放電電極６を兼ねる吸熱側電極体４を熱電素子２に接合させるに際して、簡単な工程によって、吸熱側電極体４のずれや傾きを抑制することができる。
【００５２】
さらに、本発明の実施形態４の静電霧化装置では、段部３２が円環状又は円弧状に形成される。これにより、熱電素子２と吸熱側電極体４との間での位置関係の自由度が高くなり、実装工程が容易化される。
【００５３】
また、本発明の実施形態５の静電霧化装置では、熱電素子２が有する吸熱側端面１４は長尺状に形成され、吸熱側電極体４が有する段部３２は、吸熱側端面１４と対応した長尺状に形成されている。これにより、熱電素子２に支持される吸熱側電極体４の安定性が増大し、放電電極６を兼ねる吸熱側電極体４のずれや傾きが一層抑制される。
【００５４】
また、本発明の実施形態６の静電霧化装置では、熱電素子２は、一直線上に配置されることのないように三個以上が熱電素子配列面３０に接合されている。これによっても、熱電素子２に支持される吸熱側電極体４の安定性が増大し、放電電極６を兼ねる吸熱側電極体４のずれや傾きが一層抑制される。
【００５５】
以上、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明したが、本発明は前記各例の実施形態に限定されるものではなく、本発明の意図する範囲内であれば、各例において適宜の設計変更を行うことや、各例の構成を適宜組み合わせて適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５６】
２  熱電素子
４  吸熱側電極体
６  放電電極
８  放熱側電極体
１０  放熱部材
１２  接合材
１４  吸熱側端面
３０  熱電素子配列面
３２  段部
【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】
2013141644.tif 000009
【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】
2013141644.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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