(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタエレメントを洗浄する洗浄槽と、該フィルタエレメントを着脱自在に取り付け可能なフィルタエレメント取付手段と、該フィルタエレメントを、該フィルタエレメント取付手段と共に軸線回りに回転可能なフィルタエレメント回転手段と、を具備するフィルタエレメント洗浄装置であって、
該フィルタエレメント取付手段は、
回転取付軸の下部に下部リンク固定体を設け上部に上部リンク固定体を設け、
該下部リンク固定体と該上部リンク固定体との間に中間摺動体を該回転取付軸に上下摺動自在に枢設し、
該回転取付軸を回転させたときにリンク機構を拡張状態にし、リンク機構の一部をなすエレメント押圧体でフィルタエレメントの内面を押圧して該フィルタエレメントを回転取付軸に固定し、
回転取付軸を回転を止めたときにリンク機構を収縮状態にし、該エレメント押圧体をフィルタエレメントに内接した状態から解放し、該フィルタエレメントを取り外しできる状態にすることを特徴とするフィルタエレメント洗浄装置。
【請求項２】
前記中間摺動体を、前記エレメント押圧体の下端部と連結するとともにスプリングにより上方に引張り力を与え、
前記回転取付軸の回転を止めた時に、スプリングの作用により前記中間摺動体を上方に引き上げ、
リンク機構を収縮状態にして前記エレメント押圧体を前記フィルタエレメントの内面から離間させることを特徴とする請求項１のフィルタエレメント洗浄装置。
【請求項３】
洗浄槽内に昇降自在にかつフィルタエレメントを取り巻く状態で配設され、前記フィルタエレメントの外面に向けて空気、水の少なくともいずれかを噴射可能な外側流体噴射手段を具備することを特徴とする請求項１又は２のフィルタエレメント洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種のフィルタ、例えば、大型機械のディーゼルエンジン用エアーフィルタ、船舶用エンジン用エアーフィルタ、空調機用エアーフィルタ等に用いられるフィルタエレメントを洗浄するためのフィルタエレメント洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、物流の中枢を担う陸上運送の大半はディーゼルトラックによる運送によって行われている。ディーゼルトラックにはディーゼルエンジン用エアーフィルタ等に用いられるフィルタエレメントが使われている。ディーゼルトラックは日夜走り続けるうちに、吸気口の要であるエアーフィルタに、他の自動車が巻き上げる砂ぼこりや、ディーゼルが排気する粒子状の浮遊物質であるすすなどが付着する。これらの粒子状物質と排ガス中に含まれる油分とが結合して、フィルタエレメント外面に強固に付着し、次第に目づまりを起こす。目づまりを起こしたエアーフィルタは通気抵抗が増大し、十分な吸気を得られないため、エンジン内の燃料と吸気のバランスが崩れ、不完全燃焼を起こす。その結果エンジンの出力が低下し、運転手が通常よりアクセルを踏み込むため、燃費の低下を招いていた。こうした事態に陥らないため、フィルタエレメントに付着した付着物を定期的に除去して再生して使用する必要がある。従来、このような付着物の除去は、フィルタエレメントに機械的振動を加えたり、いわゆるエアーブローという外部から圧搾空気を吹きつけたりして行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来のフィルタエレメントの付着物除去洗浄作業は、以下の解決すべき課題を有していた。
即ち、フィルタエレメントに油よごれやタール等が付着した場合には、単に上記した機械的除去方法を用いるのみでは、十分に除去することができず、フィルタエレメントの再生が困難であり、新品と交換せざるを得ず、メンテナンス費用が嵩むことになっていた。また、取り外されたフィルタエレメントは、紙、金属、ゴム、プラスチックスなど様々な素材で構成されている複合部品のため、資源ゴミとしてリサイクルさせることが困難なので産業廃棄物として処分されていた。  本発明は、このような状況に鑑みなされたものであり、砂ぼこり、すすのみならず、油よごれやタール等が付着したフィルタエレメントであっても、確実に除去して何回も再生して使用することができるフィルタエレメント洗浄装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のフィルタエレメント洗浄装置は、
フィルタエレメントを洗浄する洗浄槽と、該フィルタエレメントを着脱自在に取り付け可能なフィルタエレメント取付手段と、該フィルタエレメントを、該フィルタエレメント取付手段と共に軸線回りに回転可能なフィルタエレメント回転手段と、を具備するフィルタエレメント洗浄装置であって、
該フィルタエレメント取付手段は、
回転取付軸の下部に下部リンク固定体を設け上部に上部リンク固定体を設け、
該下部リンク固定体と該上部リンク固定体との間に中間摺動体を該回転取付軸に上下摺動自在に枢設し、
該回転取付軸を回転させたときにリンク機構を拡張状態にし、リンク機構の一部をなすエレメント押圧体でフィルタエレメントの内面を押圧して該フィルタエレメントを回転取付軸に固定し、
回転取付軸を回転を止めたときにリンク機構を収縮状態にし、該エレメント押圧体をフィルタエレメントに内接した状態から解放し、該フィルタエレメントを取り外しできる状態にすることを特徴とする。
【０００５】
また、本発明のフィルタエレメント洗浄装置は、上記のフィルタエレメント洗浄装置において、中間摺動体を、エレメント押圧体の下端部と連結するとともにスプリングにより上方に引張り力を与え、回転取付軸の回転を止めた時に、スプリングの作用により中間摺動体を上方に引き上げ、リンク機構を収縮状態にしてエレメント押圧体をフィルタエレメントの内面から離間させることを特徴とする。
【０００６】
さらに、本発明のフィルタエレメント洗浄装置は、上記のフィルタエレメント洗浄装置において、洗浄槽内に昇降自在にかつフィルタエレメントを取り巻く状態で配設され、フィルタエレメントの外面に向けて空気、水の少なくともいずれかを噴射可能な外側流体噴射手段を具備することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図に示す一実施の形態を参照して、本発明を具体的に説明する。
まず、図１〜図７を参照して、本発明の第１の実施形態に係るフィルタエレメント洗浄装置Ａの構成について説明する。
なお、以下に説明する本実施の形態では、フィルタエレメントとして、ディーゼルエンジン用エアーフィルタの一部品として用いられる多数のひだ部を有する筒状のフィルタエレメント１４を例示するが、他の種類のフィルタエレメント、例えば、溶液濾過フィルタ等も本発明に係るフィルタエレメント洗浄装置Ａによって効果的に洗浄再生できることはいうまでもない。
【０００８】
図示するように、床面１０上に複数の支持脚１１で支持される上部架台１２の略中央部には、内部に洗浄液の一例である洗浄水（好ましくは、界面活性剤、消泡剤等を含有した水）を充填した洗浄槽１３が取り付けられている。
図１に示すように、洗浄槽１３内には、筒状のフィルタエレメント１４が浸漬状態に設置されている。一方、フィルタエレメント１４は、フィルタエレメント取付手段の一例である回転取付軸１５の下部に設置された保持板４６上に着脱自在に取り付けられている。
また、回転取付軸１５の下端部には、スプロケット２２が固着されており、スプロケット２２は、上部架台１２の下面に取り付けた回転モータ１９の出力軸に固着したスプロケット２０と無端ベルト２１によって連動連結されている。
【０００９】
さらに、図２に示すように、上記洗浄槽１３内に濾過室４１を設けることも好ましい。すなわち、洗浄槽１３の内部を仕切壁４０によってフィルタエレメント１４を浸漬・洗浄する洗浄室と、濾過室４１とに区画する。濾過室４１を別個に仕切って設けることによって、洗浄水中に混入した砂やすすなどを洗浄水循環中に取り除くことができる。
【００１０】
濾過室４１内には、水供給配管３１を通して洗浄水を循環使用するための濾過フィルタ４２が配設されている。
濾過室４１の下部には、濾過フィルタ４２上部に蓄積した沈殿物を排出するための沈殿物取出口４３が設けられており、沈殿物取出口４３は常時は蓋によって閉塞されている。
【００１１】
次に、フィルタエレメント１４を洗浄槽１３内に固定するフィルタエレメント取付手段について説明する。図３に示すように、洗浄槽１３の開閉蓋１８を開けて、フィルタエレメント１４の中央開口部１７を、回転取付軸１５の上部から挿入する。そして、フィルタエレメント１４を、回転取付軸１５の下部に設けられた保持板４６上に設置し、回転取付軸１５の上端部に設けられたボルトに、フィルタエレメント固定ネジ４５により固着する。
【００１２】
このように、フィルタエレメント１４を洗浄槽１３の上部から挿入し、フィルタエレメント保持板４６に当接させた後に、回転取付軸１５の上端部に固定ネジ４５により螺着することによって、回転取付軸１５にフィルタエレメント１４を一体的強固に取り付けることができる。
一方、固定ネジ４５を緩めることによって、フィルタエレメント１４を回転取付軸１５から上方へ容易に取り外すことができる。
【００１３】
フィルタエレメント１４の中央開口部１７が大径であったりする場合は、上記固定ネジ４５によってはフィルタエレメント１４を回転取付軸１５に固着できないことがあるので、図４に示すように、洗浄槽１３の上部に設けられた上下動自在の押さえ蓋４７を用いて、フィルタエレメント１４を保持板４６との間に押圧固定する。
【００１４】
この場合は、押さえ蓋４７の中央に押さえ蓋回転軸４８を取り付け、この押さえ蓋回転軸４８の上方先端部を回転ハンドル５５と連接させている。
また、洗浄槽１３上部に開閉自在に設けられている洗浄槽開閉蓋１８の中央部に開孔されたネジ孔５０と、前記押さえ蓋回転軸４８を螺合させ、押さえ蓋回転軸４８上部に設けた回転ハンドル５５を左右回転させることにより、前記押さえ蓋４７を昇降させることができる構造になっている。
【００１５】
この昇降自在の押さえ蓋４７を下降させ、フィルタエレメント１４を押圧することができ、前記回転取付軸１５の上部の固定ネジ４５を用いなくてもフィルタエレメント１４を保持板４６上に強固に固定することができる。
尚、上述した固定ネジ４５を用いてフィルタエレメント１４を回転取付軸１５に固定する場合は、上記押さえ蓋４７は用いる必要はないので、回転ハンドル５５を回して、洗浄槽開閉蓋５９近くに上昇移動させておく。
【００１６】
さらに、フィルタエレメント１４は、別の取り付け方法によっても洗浄槽１３内に強固に固定させることができる。例えば、図５に示すように、リンク機構Ｌを利用して、フィルタエレメント１４の内面側から固定する方法も好適に適用される。
図５において、回転取付軸１５の下部に下部リンク固定体５１を設け、回転取付軸１５上部に上部リンク固定体５２を設ける。
上記リンク機構Ｌが図６の実線で示す拡張（開）状態になれば、リンク機構Ｌの一部をなすエレメント押圧体５３がフィルタエレメント１４の内面を押圧する状態になり、フィルタエレメント１４は回転取付軸１５と一体的強固に固定される。
他方、リンク機構Ｌが、図５に示す破線で示す収縮（閉）状態になれば、エレメント押圧体５３はフィルタエレメント１４に内接した状態から解放され、フィルタエレメント１４を保持板４６から取り外しできる状態になる。
上記リンク機構Ｌは、下部リンク固定体５１及び上部リンク固定体５２によって回転取付軸１５に取り付けられているので、回転取付軸１５を回転させると遠心力で、実線で示す拡張状態になり、フィルタエレメント１４を回転取付軸１５に一体的強固に固定できるのである。
【００１７】
また、回転を止めると、リンク機構Ｌは収縮状態になりエレメント押圧体５３がフィルタエレメント１４の内面を押圧する状態ではなくなるので、フィルタエレメント１４を取り外しできる状態になる。
なお、回転取付軸１５の回転を止めた時に、エレメント押圧体５３がフィルタエレメント１４に内接状態から自動的に解放され、フィルタエレメント１４の取り外しを容易化するために、上記下部リンク固定体５１と上部リンク固定体５２との間に、中間摺動体５４を回転取付軸１５に上下摺動自在に枢設することが好ましい（図５参照）。
【００１８】
この中間摺動体５４とエレメント押圧体５３の下端部５８とを連結し、さらに、前記中間摺動体５４をスプリング５６等により上方に引張り力を与えておけば、回転取付軸１５の回転を止めた時には、スプリング５６の作用により中間摺動体５４は上方に引き上げられ、リンク機構Ｌは収縮状態になり、エレメント押圧体５３はフィルタエレメント１４の内面から離間する。
回転取付軸１５が回転している時には、エレメント押圧体５３は遠心力で外側に広がろうとする（拡張状態になろうとする）ので、中間摺動体５４はスプリング５６の力に抗して下方に位置するようになり、リンク機構Ｌは拡張状態になる。
リンク機構Ｌは、回転取付軸１５の円周方向に放射状に３台（１２０度角度間隔）ないし４台（９０度間隔）配設され、３本ないし４本のエレメント押圧体５３によってフィルタエレメント１４の内面に対して均等に押圧力を付与することができる。
【００１９】
なお、スプリング５６の上端部は回転取付軸１５の上端部に固定されている。エレメント押圧体５３がフィルタエレメント１４内面と接する面には、フィルタエレメントの内面を傷つけないように、ゴム等の弾性体でカバーされていることが望ましい。
【００２０】
図６に示すように、洗浄槽１３内において、筒状のフィルタエレメント１４の外周には、水噴射孔２７を有する水噴射配管２８、空気噴射孔２９を有する空気噴射配管３０の両者又はいずれかが、略９０°の間隔をあけて配設されていることが望ましい。
そして、水噴射配管２８と空気噴射配管３０の上端部はそれぞれ上、下環状管２８ａ、３０ａを介して水供給配管３１と圧搾空気供給配管３２の一端に連通連結されている。また、水供給配管３１の他端は循環ポンプ６２を介して循環タンク６１に連通連結されており、圧搾空気供給配管３２の他端はコンプレッサ２６の吐出口に連通連結されている。上記した構成によって、外側流体噴射手段Ｂを形成することができ、水と圧搾された空気をフィルタエレメン１４の外面に向けて強力に噴射することができる。
【００２１】
水噴射配管２８と空気噴射配管３０によって形成される外側流体噴射手段Ｂは、上部架台１２上に設置したモータ駆動によるクランク機構４４によって昇降可能に構成されている。従って、フィルタエレメント１４を洗浄槽１３内に浸漬した状態で、水噴射配管２８と空気噴射配管３０のみを上、下に往復移動させながら、水と圧搾空気をフィルタエレメント１４の外側に噴射することができ、フィルタエレメント１４外側の汚れを効率よく除去することができる。
なお、前記外側流体噴射手段Ｂの上下動は、モータ駆動によるクランク機構４４によるものだけでなく、例えば、空気シリンダ等を用いた往復駆動もできる。この場合の昇降シリンダへの圧搾空気の供給は、コンプレッサ２６を利用することができる。
上記の操作によって、フィルタエレメントに付着する微細なごみのみでなく、頑固に付着する油汚れやタールであっても、確実に除去することができる。
【００２２】
図７にフィルタエレメント洗浄装置Ａの制御盤４９を示す。図示するように、制御盤４９上には、前記、回転取付軸１５、循環ポンプ６２、外側流体噴射手段Ｂ、等の制御をする多数のスイッチ群と、状態表示ランプと、タイマー等が取り付けられている。
【００２３】
なお、上記装置の望ましい概略寸法としては、
洗浄槽：約１２０リットル
フィルタエレメント１４：外形２００ｍｍ〜３００ｍｍφ、高さ：３００ｍｍ〜５００ｍｍであり、上記フィルタエレメントを用いるトラックの大きさの目安としては、４ｔ車〜１０ｔ車及びトレーラーである。
また、上記回転取付軸１５の回転に用いられる、本発明のフィルタエレメント回転手段の一例としてのモータ１９としては、インバータ付き０．４ｋｗ、３相２００Ｖのものが好適に用いられる。
また、上記洗浄剤には、界面活性剤として、非イオン系のものが好ましく、消泡剤として、廃水処理用のシリコーン系消泡剤（旭化学工業（株）製、アサヒシリコーン  ＡＦ１４２）を加えることが好ましい。この消泡剤は、抑泡性、破泡性、持続性等に優れ、水希釈性が改良されたものであり、本願発明の装置に用いるとフィルタエレメントの洗浄・再生を効率よく行うことができる。
【００２４】
次に、本発明の洗浄装置を用いてフィルタエレメントを洗浄した結果を以下に示す。表１は、新品、洗浄前の目詰まりのもの、及び本洗浄装置を用いて目詰まり品を洗浄した洗浄品のフィルタエレメントの通気テストを実施した結果である。
この結果から、目詰まり品は通気度が新品のほぼ半分以下に低下しているが、本発明の洗浄装置により洗浄した洗浄品は、新品と同等の通気度が得られた。
【００２５】
表２は、エアーフィルタの燃料消費率試験結果を示すものである。
本発明の洗浄装置による洗浄品は、燃料消費率においても新品とその性能が変わらず、よい結果であった。
定地燃費率は、目詰まり品が８．８８であったものが、洗浄品は８．９９を示し、新品の値の範囲（９．０７〜８．９５）の中に入っており、新品と同様の状態に回復した性能を有するようになった。また、吸入空気圧力は目詰まり品が極端に悪い値を示しているのに対し、洗浄品は新品と同等の値を示している。
【００２６】
本発明のフィルタエレメント洗浄装置は、上記の構成を基本とするが、以下の構成を加えることもできる。
図８に示すように、洗浄槽１３からのフィルタエレメント１４を取り出し、取り入れ手段として、下記の構成のようにすることもできる。
すなわち、上端部に水平旋回ブーム３７の基部を固着した昇降シリンダ１８の下端部は、床面１０上に固定設置したシリンダ支持筒３４によって回転自在に支持されている。また、昇降シリンダ１８の下端部にはスプロケット３５が固着されており、スプロケット３５は、シリンダ支持筒３４の外周面に取り付けた回転モータ３６の出力軸に固着したスプロケット３７と無端ベルト３８によって連動連結されている。
【００２７】
洗浄槽１３に隣接した位置に水平旋回ブーム３７を備えた昇降手段を垂設し、昇降手段の一例である昇降シリンダ１８の上端部に片持ち梁状に、フィルタエレメント１４を把持させるようにすることができる。
この昇降手段の基端部に、フィルタエレメント１４の上部を連結し、フィルタエレメントの洗浄槽１３からの出し入れや、隣接する準備槽１６（図９参照）との移動の容易化を図ることができる。
【００２８】
上記した構成によって、回転モータ３６を駆動することによって、水平旋回ブーム３７を昇降シリンダ１８の軸線周りに旋回させることができ、フィルタエレメント１４を、洗浄槽１３と準備槽１６との間で容易に移動させることができる。
この場合の動作説明をすると、昇降シリンダ１８を駆動してフィルタエレメント１４を準備槽１６の直上に上昇させた後、水平旋回ブーム３７を旋回して、フィルタエレメント１４を洗浄槽１３の直上に位置させた後、昇降シリンダ１８を駆動してフィルタエレメント１４を洗浄槽１３内の洗浄水中に浸漬する。これらの動作も前記した制御盤４９のスイッチで行うことができる。
【００２９】
また、図９に示すように、準備槽１６の設置をすることもできる。
上部架台１２上の洗浄槽１３に隣接した位置であって、水平旋回ブーム３７の先端部の旋回軌跡上をなす位置には、フィルタエレメント１４を着脱自在に収納可能な準備槽１６を設置することもできる。洗浄槽１３内で洗浄する前に、この準備槽１６内にフィルタエレメント１４を数分から数十分間漬けて置くことによって、小石や粗い粒状物などをあらかじめに除去し、洗浄槽１３内でのフィルタエレメント１４の洗浄を効果的に行うことができる。
なお、準備槽１６を利用して、フィルタエレメント洗浄水の排水処理の凝集処理を施し、汚れ成分のみを凝集分離処理することもできる。この場合は、循環タンク６１の洗浄水を循環ポンプ６２を用いて給水するか、別途吸水ポンプを設けて処理する。
【００３０】
次に、上記した構成を有するフィルタエレメント洗浄装置Ａによるフィルタエレメント１４の洗浄動作について、フィルタエレメントの固定方法をリンク機構Ｌを用いて行う場合を説明する。
（１）フィルタエレメント１４の固定・保持を行うリンク機構Ｌを収縮させた状態に設置する。
（２）フィルタエレメント１４を洗浄槽１３に挿入する。
（３）循環ポンプ６２を起動し、洗浄槽１３内に洗浄液を導入する。
（４）約１０分程度静置して、予備洗浄を行う。
（５）洗浄槽１３下部のバルブを開にし、洗浄液を循環タンク６１に移す。
（６）洗浄槽蓋１８を被せ、洗浄槽１３を密閉状態にする。
（７）制御盤４９の回転取付軸１５駆動モータの電源を投入する。
（８）所定時間、回転取付軸１５、循環ポンプ６２、外側流体噴射手段Ｂ等を駆動させた後、エレメント洗浄装置が停止する。
（９）その後、回転モータ１９を駆動してフィルタエレメント１４を回転取付軸１５と一体的に高速で回転しながら、フィルタエレメント１４に付着する洗浄水を除去する。即ち、この作業は、洗浄槽１３における洗浄作業の後処理工程である。
上記一連の操作、それぞれの機器の駆動タイミングや時間はあらかじめタイマー等で設定できる。
【００３１】
【表１】
0003897526.tif 000002
【００３２】
【表２】
0003897526.tif 000003
【００３３】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明では、フィルタエレメント取付手段に着脱自在に取り付けたフィルタエレメントを、洗浄槽内で洗浄液中に浸漬して、回転させてフィルタエレメントに付着する砂やすすなどの粒状ゴミを除去するのみでなく、フィルタエレメントを洗浄槽内のフィルタエレメントに付着する微細なごみや、フィルタエレメントに頑固に付着する油汚れやタールを除去するようにしたので、極めて悪条件下で使用されるようなフィルタエレメントであっても、確実に再生して使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フィルタエレメントを洗浄槽に浸漬した状態における本発明の１実施の形態に係るフィルタエレメント洗浄装置の一部断面正面図である。
【図２】濾過室を設けたフィルタエレメント洗浄装置の一部断面正面図である。
【図３】洗浄槽の開閉蓋を開けてフィルタエレメントを挿入する状態を示した断面正面図である。
【図４】フィルタエレメントを洗浄槽に固定する方法を示す概略側面図である。
【図５】フィルタエレメントを洗浄槽に固定する他の方法を示す概略側面図である。
【図６】外側空気・水噴射手段の構造を説明する斜視図である。
【図７】フィルタエレメント洗浄装置の制御盤のスイッチ群を示す説明図である。
【図８】洗浄槽からのフィルタエレメントを取り出し、取り入れ手段を示す概略側面図である。
【図９】準備槽を配設した状態を示す概略平面図である。
【符号の説明】
Ａ：フィルタエレメント洗浄装置、
Ｌ：リンク機構
１０：床面、
１１：支持脚、
１２：上部架台、
１３：洗浄槽、
１４：フィルタエレメント、
１５：回転取付軸、
１６：準備槽、
１７：中央開口部、
１８：昇降シリンダ、
１９、３６：回転モータ、
２０，２２，３５，３７：スプロケット、
２１，３８：無端ベルト、
２６：コンプレッサ、
２７：水噴射孔、
２８：水噴射配管、
２９：空気噴射孔、
３０：空気噴射配管、
３０ａ：下環状管、
３１：水供給配管、
３２：圧搾空気供給配管、
３４：シリンダ支持筒、
３７：水平旋回ブーム、
４０：仕切壁、
４１：濾過室、
４２：濾過フィルタ、
４３：沈殿物取出口、
４４：クランク機構、
４５：固定ネジ、
４６：保持板、
４７：押さえ蓋、
４８：押さえ蓋回転軸、
４９：制御盤
５１：下部リンク固定体
５２：上部リンク固定体
５３：エレメント押圧体
５４：中間摺動体
５５：回転ハンドル、
５８：下端部
５９：洗浄槽開閉蓋
６２：循環ポンプ、
【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】
0003897526.tif 000009
【図７】
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【図８】
0003897526.tif 000011
【図９】
0003897526.tif 000012