(57)【要約】【課題】十分な消音効果が得られ、かつ送風特性を向上することができるレンジフードを提供することを目的とする。【解決手段】空気の流れ２における上流側にて空気を捕集するフード部３と、前記フード部にて捕集した空気を排気する排出部４から構成され、排出部４の内部に角筒形状を有する２つの能動消音風路が、送風部８からフード部３（下流側から上流側）に向かってハの字形状になるように互いに傾斜して配置されたレンジフード１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気の流れ方向における上流側にて空気を捕集するフード部と、前記フード部にて捕集した空気を排気する排出部とからなるレンジフードであって、
前記排出部は、
前記上流側に空気を吸い込む吸込口と、
前記吸込口より吸い込んだ空気を排出する排出口と、
前記吸込口と前記排出口とを連通する送風路と、
前記送風路の内部に設けられ前記吸込口から前記排出口へと空気を導く送風部と、
前記送風路の内部かつ前記送風部の上流側に設けられた複数の能動消音風路と、
前記能動消音風路内の消音を行う能動消音部を備え、
前記フード部は、
前記吸込口に連通する下流側開口部と、
前記下流側開口部の上流側に設けられた上流側開口部と、
前記上流側開口部と下流側開口部の間に設けられた整流板と、
前記上流側開口部の内側周縁と前記整流板の外側周縁とで構成され前記フード部への空気の取り込み口となる捕集口とを備え、
少なくとも２つの前記能動消音風路が、互いに前記フード部に向かってハの字形状に構成されたレンジフード。
【請求項２】
前記能動消音風路は角筒形状であり、
前記能動消音部は、
前記上流側より上流マイク、スピーカ、下流マイクをこの順で備え、それぞれの前記能動消音風路の内面かつハの字形状における外側面に上流マイク、スピーカ、下流マイクを備えた請求項１に記載のレンジフード。
【請求項３】
前記能動消音風路の内部にフィルタを設け、
前記フィルタは、鉛直方向に垂直な垂直面に対し傾斜し、かつ前記能動消音風路の流れ方向に垂直な面よりも前記垂直面に対する傾斜が小さい構成とした請求項１又は２に記載のレンジフード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天井や壁面等に設置するレンジフードに関し、詳しくは、運転時に発生する送風機の騒音を消音するための能動消音装置を備えたレンジフードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、キッチンに設置されるレンジフードは運転時に発生する騒音を低下させることが求められている。このような課題を解決する手段の一つとして、レンジフード内に能動型消音装置を搭載するという方法が挙げられる。
【０００３】
従来、ダクト用能動型消音装置としては、図５の断面図に示すように、ダクト１０１の内部に上流側から適宜間隔をそれぞれ設けて順次付設された、内部原音のリファレンスマイク１０２、消音スピーカ１０３、エラーマイク１０４、及びそれらとそれぞれ接続された演算制御器１０５から構成されるものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
この種の装置において、ダクト１０１内を気流１０６とともに伝搬する発生音は、リファレンスマイク１０２で周波数等が検出され、演算制御器１０５で上記発生音と逆位相の信号が作成される。この逆位相の信号は、消音スピーカ１０３からダクト１０１内に放出されて上記発生音をキャンセル消音する。エラーマイク１０４が内部音をモニターし、エラーマイク１０４の出力が零になるように演算制御器１０５が消音スピーカ１０３に送る信号を調整している。
【０００５】
このような能動型消音器は、一次元音場において伝播する騒音を消音するものであり、送風路を伝播する騒音においては、平面波となる周波数帯域までの制御が可能である。
【０００６】
しかしながら、平面波となる周波数はダクト口径によって変化し、ダクト口径が大きい場合には平面波になる周波数が低周波側に狭帯域化する。従って、ダクト口径が大きい場合には一次元音場と仮定できなくなり、本来消音しなければならない高周波の騒音は消音することができない。
【０００７】
このため、大口径の通風路用の能動型消音装置として、消音通風路をセル状に分割して口径の小さいダクト（小口径ダクト）の組み合わせとしたものが知られている（例えば特許文献２参照）。各小口径ダクトにすることで、平面波で伝播する騒音の周波数範囲を高周波側へ広帯域化して制御するものである。
【０００８】
以下、その能動型消音装置について図６を参照しながら説明する。
【０００９】
図６に示すように、大口径ダクトは小口径ダクト２０１、２０２、２０３、２０４のセル状に分割され、各小口径ダクトに消音スピーカ１０３が設置されている。また、小口径ダクト２０１には消音スピーカ１０３の設置位置を基準とし、上流側にリファレンスマイク１０２、下流側にエラーマイク１０４が設置されている。
【００１０】
リファレンスマイク１０２及びエラーマイク１０４で検出される騒音信号は演算制御器１０５に入力される。演算制御器１０５は入力された騒音信号に基づいて消音スピーカ１０３に出力する駆動信号を生成する。各小口径ダクトに設置した消音スピーカ１０３は、この駆動信号を出力し、すなわち同一の打ち消し音によって各小口径ダクトを伝播する騒音を消音する。
【００１１】
このように、大口径ダクトをセル状に分割して、小口径ダクトの組み合わせとすることで、平面波で伝播する周波数帯域が高周波側に広くなり、十分な消音効果を得ることができるとしている。
【００１２】
なお、図６において、図５に示す構成要素と同じ又は同様の構成要素は同一の参照符号によって指示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】実開平５−１１１９８号公報
【特許文献２】特開平９−１６０５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
一般的にレンジフードは、上記特許文献２のリファレンスマイク１０２側にファンを備え、エラーマイク１０４側にはキッチン空間と繋がる開口部を備える。よって、キッチン空間へ放出されるファンの騒音を低減するために、ファンと開口部の間に能動消音装置を備える必要がある。
【００１５】
本来、エラーマイク１０４は各々のエラーマイク１０４が備わる小口径ダクトの音だけを検出するものである。しかしながら、エラーマイク１０４近傍に開口部があることで、他の小口径ダクトからの音を検知しやすくなり、リファレンスマイク１０２に入力される信号と関連性の低い駆動信号を生成する。したがってこの相関性を低下させないようにしなければならないという課題がある。
【００１６】
そこで本発明は、複数の小口径能動消音ダクトから構成される能動消音装置を備えた場合であっても、十分な消音効果が得られ、かつ送風特性を向上することができるレンジフード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】
【００１７】
そこで本発明に係るレンジフードは、空気の流れ方向における上流側にて空気を捕集するフード部と、前記フード部にて捕集した空気を排気する排出部とからなるレンジフードであって、前記排出部は、前記上流側に空気を吸い込む吸込口と、前記吸込口より吸い込んだ空気を排出する排出口と、前記吸込口と前記排出口とを連通する送風路と、前記送風路の内部に設けられ前記吸込口から前記排出口へと空気を導く送風部と、前記送風路の内部かつ前記送風部の上流側に設けられた複数の能動消音風路と、前記能動消音風路内の消音を行う能動消音部を備え、前記フード部は、前記吸込口に連通する下流側開口部と、前記下流側開口部の上流側に設けられた上流側開口部と、前記上流側開口部と下流側開口部の間に設けられた整流板と、前記上流側開口部の内側周縁と前記整流板の外側周縁とで構成され前記フード部への空気の取り込み口となる捕集口とを備え、少なくとも２つの前記能動消音風路が、互いに前記フード部に向かってハの字形状に構成されたものであり、これによって所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、複数の小口径能動消音ダクトから構成される能動消音装置を備えた場合であっても、十分な消音効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１に係るレンジフードの断面図
【図２】本発明の実施の形態１に係るレンジフードの能動消音風路の拡大図
【図３】本発明の実施の形態１に係るレンジフードの能動消音風路の拡大図
【図４】本発明の実施の形態１に係るレンジフードのフィルタ近傍の拡大図
【図５】従来の能動消音装置の概要図
【図６】従来の能動消音装置の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施の形態に係るレンジフードは、空気の流れ方向における上流側にて空気を捕集するフード部と、前記フード部にて捕集した空気を排気する排出部とからなるレンジフードであって、前記排出部は、前記上流側に空気を吸い込む吸込口と、前記吸込口より吸い込んだ空気を排出する排出口と、前記吸込口と前記排出口とを連通する送風路と、前記送風路の内部に設けられ前記吸込口から前記排出口へと空気を導く送風部と、前記送風路の内部かつ前記送風部の上流側に設けられた複数の能動消音風路と、前記能動消音風路内の消音を行う能動消音部を備え、前記フード部は、前記吸込口に連通する下流側開口部と、前記下流側開口部の上流側に設けられた上流側開口部と、前記上流側開口部と下流側開口部の間に設けられた整流板と、前記上流側開口部の内側周縁と前記整流板の外側周縁とで構成され前記フード部への空気の取り込み口となる捕集口とを備え、少なくとも２つの前記能動消音風路が、互いに前記フード部に向かってハの字形状に構成されたものである。
【００２１】
これにより、各能動消音風路の吸込口同士の距離が大きくなるので、ある能動消音風路が他の能動消音風路からの音を検知しにくく、正確な駆動信号を生成するので、十分な消音効果を得ることができる。さらに、吸込口から捕集口までの距離が短く、下流側開口部から能動消音風路への空気流れの曲がり具合も緩やかになるので、圧力損失を抑えてレンジフードの風量特性を向上することができる。また、送風部と吸込口の鉛直方向寸法に対して能動消音風路を斜めに配置することで長くでき、リファレンスマイクと消音スピーカ間の距離も長くできるので、十分な消音効果を得ることができる。
【００２２】
また本発明の実施の形態に係るレンジフードは、前記能動消音風路は角筒形状であり、前記能動消音部は、前記上流側より上流マイク、スピーカ、下流マイクをこの順で備え、それぞれの前記能動消音風路の内面かつハの字形状における外側面に上流マイク、スピーカ、下流マイクを備えたものである。
【００２３】
これにより、下流側開口部から能動消音風路への曲がり風路部分の内側に上流マイクが備えられる。曲がり風路では内側が低流速領域となり気流ノイズを低減することができるので、十分な消音効果を得ることができる。また、上流マイク、スピーカ、下流マイクが下向きになるので、これらが垂れてきた油滴に曝されて音の検知や発生を阻害することも無く、十分な消音効果を得ることができる。
【００２４】
また本発明の実施の形態に係るレンジフードは、前記能動消音風路の内部にフィルタを設け、前記フィルタは、鉛直方向に垂直な垂直面に対し傾斜し、かつ前記能動消音風路の流れ方向に垂直な面よりも前記垂直面に対する傾斜が小さい構成としたものである。
【００２５】
これにより、傾斜があることでフィルタに付着した油滴を重力によって一方に集められるのでメンテナンスを容易にできる。また、能動消音風路の流れ方向に垂直にした場合よりもフィルタ面積が広くなり、規定の風量に対してフィルタ通過時の気流を低風速化できるので、圧力損失を抑えてレンジフードの風量特性を向上することができる。
【００２６】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１に係るレンジフードについて、図１を参照しながら説明する。なお図１は、レンジフードの断面図である。
【００２７】
本実施の形態１に係るレンジフード１は、空気の流れ２における上流側（図面における下側）にて空気を捕集するフード部３と、前記フード部３にて捕集した空気を排気する排出部４とからなる。
【００２８】
排出部４は、前記上流側に空気を吸い込む吸込口５と、吸込口５より吸い込んだ空気を排出する排出口６と、吸込口５と排出口６とを連通する送風路７と、送風路７の内部に設けられ吸込口５から排出口６へと空気を導く送風部８と、送風路７の内部かつ送風部８の上流側に設けられた２つの能動消音風路９とを備えている。
【００２９】
フード部３は、吸込口５に連通する下流側開口部１１と、下流側開口部１１の上流側に設けられた上流側開口部１２と、上流側開口部１２と下流側開口部１１の間に設けられた取り外し可能な整流板１３と、上流側開口部１２の内側周縁と整流板１３の外側周縁とで構成されフード部３への空気の取り込み口となる捕集口１４とを備えている。
【００３０】
能動消音風路９は角筒形状であり、送風部８からフード部３（下流側から上流側）に向かってハの字形状になるように２つの能動消音風路９が互いに傾斜して配置されている。すなわち２つの能動消音風路が空気の流れ方向に対して略並列に並べられ、かつ鉛直方向に対して傾きを有した構成となっており、その２つの傾きの延長線（２つの能動消音風路の延長）が下流方向で交差する。また各能動消音風路９は、内部に消音を行う能動消音部１０と、調理による油煙を捕集する取り外し可能なフィルタ１８を備えている。
【００３１】
能動消音部１０は、上流側より上流マイクとなるエラーマイク１５、スピーカ１６、下流マイクとなるリファレンスマイク１７をこの順で、それぞれ能動消音風路９の内面かつハの字形状における外側面９ｗに備えている。ここで外側面とは、２つの能動消音風路を構成する８つの壁面のうち互いに最遠方に配置された対向する各壁面を指す。
【００３２】
フィルタ１８は、鉛直方向に垂直な垂直面に対し傾斜し、かつ能動消音風路９の流れ方向に垂直な面よりも前記垂直面に対する傾斜が小さい構成としている。ここで鉛直方向とは図１における下方向を指し、鉛直方向に垂直な垂直面とはレンジフード１の設置時において整流板１３上で最大面積を有する平面とすることができる。
【００３３】
送風部８は、遠心ファン１９と遠心ファン１９を回転させるモータ２０と、遠心ファンからの空気を集めて排出口６へと送るファンケーシング２１から構成されている。
【００３４】
以上が、本実施の形態に係るレンジフード１の構成である。
【００３５】
続いて、レンジフード１の稼動時における各部の動作や作用を説明する。レンジフード１においてモータ２０により駆動された遠心ファン１９が回転すると、空気の流れ２のように上流側開口部１２（捕集口１４）から排出口６に至る気流が発生する。これと同時に、遠心ファン１９の騒音が排出部４、フード部３を通り上流側開口部１２全体、特に捕集口１４から放射される。
【００３６】
一般的にダクト状風路は、音圧を断面方向に均一となる平面波にする作用を有するため、ダクト状風路となっている能動消音風路９の内部では一次元的に音圧が伝播する。そこで能動消音風路９において、リファレンスマイク１７が騒音を検出し、検出した騒音を騒音信号として演算制御器（図示せず）に伝達する。
【００３７】
演算制御部は、まずリファレンスマイク１７で検知した音から消音点となるエラーマイク１５での音を予測する。予測は、あらかじめ求められたリファレンスマイク１７とエラーマイク１５との相関性に基づいて行われる。次に演算制御部は、予測した音を打ち消すための逆位位相の信号を生成し、これを打消音としてスピーカ１６から発生させて能動消音風路９内の騒音を消音する。さらにエラーマイク１５に伝達する音と予測音との間にズレが発生して消音効果が低下することを防ぐために、エラーマイク１５が検知した音を演算制御部に送信することで、演算制御部が相関性のズレを修正する。これにより消音性能を向上させている。
【００３８】
この仕組みでは、リファレンスマイク１７が検出する音とエラーマイク１５が検出する音の相関性が高いほど、消音効果を高くすることができる。この相関性を高めるためには、リファレンスマイク１７で検出した音と同じ音がエラーマイク１５に伝わることが必要である。しかし、例えば、一方のマイクにしか検出できない音がすると、相関性は低下することとなる。
【００３９】
ここで、リファレンスマイク１７が検出する音とエラーマイク１５が検出する音の相関性を低下させる原因である、他の能動消音風路からの音の検知について、図２に示した能動消音風路の拡大図を参照しながら説明する。なお、図２の能動消音風路は、取り外し可能なフィルタ１８を取り外した状態である。
【００４０】
図２では能動消音風路９を２つの能動消音風路９ａ，９ｂに分け、能動消音風路９ａを基準に説明している。前述のとおり演算制御部は、能動消音風路９ａへの進入音２２ａをリファレンスマイク１７ａで検知し、所定の信号に変換する。続いて変換された信号からエラーマイク１５ａの位置における音を予測し、能動消音風路９ａのスピーカ１６ａからエラーマイク１５の位置で進入音２２を打ち消す打消音２３ａを発生する。この打消音２３ａを加えられた進入音２２は消音されて通過音２４ａとなる。しかしながら通過音２４ａは、実際は音圧が０となるのではなく、小さな音圧を持った消し残し音を含んで伝播する。
【００４１】
ここで従来のように能動消音風路９が並列に隣接配置された状態、即ちハの字形状を構成しない場合には、能動消音風路９ａの吸込口５ａと能動消音風路９ｂの吸込口５ｂとの吸込口距離２５が０となる。このため能動消音風路９ｂにおける通過音２４ｂの音が吸込口５ｂ、下流側開口部１１、吸込口５ａを経由してエラーマイク１５ａに伝播し、さらに減衰しながらリファレンスマイク１７ａへ伝播する。この通過音２４ｂはリファレンスマイク１７ａが検出する音とエラーマイク１５ａが検出する音の相関性を低下させて消音効果が低下する。
【００４２】
これに対し実施の形態１では、能動消音風路９をハの字形状に構成しているので吸込口距離２５が大きくなり、互いに他の能動消音風路からの通過音の回り込みを抑制する。よって、演算制御部は進入音２２ａを打ち消すための正確な（相関性の高い）駆動信号を生成することができ、十分な消音効果を得ることができる。
【００４３】
また、レンジフードにおいては、作業スペースなどの点から、天井から下端までの距離が制限され、能動消音風路高さ２６も制限されることとなる。
【００４４】
一般的に能動消音装置は、能動消音演算分の時間よりも、リファレンスマイクから消音スピーカへ消音対象音が伝わる時間を長くする必要がある。このため、リファレンスマイクと消音スピーカ間の距離の確保が課題である。
【００４５】
しかしながら、ハの字状の配置により能動消音風路９が斜めに形成されるので、斜めに形成されない場合よりもリファレンスマイク１７と消音スピーカ１６間の距離を長くできる。このため、従来のように能動消音風路を並列に隣接配置した場合に比較して高い消音効果を得ることができる。
【００４６】
次に、このハの字形状の構成が気流に与える影響ついて、図３に示した能動消音風路の拡大図を参照しながら説明する。なお、図３の能動消音風路は、取り外し可能なフィルタ１８を取り外した状態である。
【００４７】
図３では、空気の流れ２は、捕集口１４から流入し、下流側開口部１１、吸込口５を経由し能動消音風路９へと向かっている。
【００４８】
ここで偏向角２７を、下流側開口部１１から遠心ファン方向（下流）に向かう空気の流れ方向と下流側開口部１１が構成する平面との角度と定義する。
【００４９】
一般的に、レンジフードは、広範囲の調理排気を覆って捕集するために、開口部に平板を近接させて整流するものが多い。この場合、気流が屈折しながら小口径ダクトへ向かうので、圧力損失が生じて風量を低下させたりするので、平板周りの風路設計が課題である。
【００５０】
しかしながら、レンジフード１は、能動消音風路９をハの字構成にしているので能動消音風路９の向きが鉛直方向に対して傾いており、従来のように能動消音風路を並列に配置した場合に比較して吸込口５で気流の偏向角２７が小さくなっている。よって、吸込口５での気流の曲がり箇所での圧力損失を低減でき、レンジフードの風量特性を向上することができる。ここで風量特性の向上とは、同一消費電力で風量を増加させたり、同一風量をより少ない消費電力で送風できることを言う。
【００５１】
さらに、能動消音風路９をハの字形状とすることは、吸込口５と捕集口１４の距離、すなわち下流開口部流路距離２８を従来のように能動消音風路を並列に隣接配置した場合に比較して小さくすることができる。よって、空気が狭い流路を通過する距離が短くなるので、下流側開口部１１における圧力損失を低減でき、レンジフードの風量特性を向上することができる。
【００５２】
また、吸込口５における気流の偏向の慣性により、偏向の内側に気流の低風速領域２９を発生させている。なお低風速領域２９の対面には高風速領域が発生する。ここでマイクを高風速領域近傍に配置すると、高風速中で大きくなる乱流騒音をマイクが検知して前述の相関性が低下する。しかし実施の形態１では、それぞれの能動消音風路９の内面かつハの字形状における外側面、即ち低風速領域２９にエラーマイク１５、リファレンスマイク１７を備えることで、相関性の低下を抑制し、十分な消音効果を得ることができる。
【００５３】
次に、このハの字形状の構成における油煙捕集について、図４に示したレンジフードのフィルタ近傍の拡大図を参照しながら説明する。
【００５４】
調理中に発生した油煙を含んだ空気は下流側開口部１１を経由してフィルタ１８を通過する。通過した際に油煙に含まれる油成分が捕集され続けると、フィルタ面に油滴が付着した状態になる。このとき、フィルタ１８が水平となっていると、油成分が鉛直方向に備えられた整流板１３（図４では図示せず）へ滴って広がるため、レンジフード１のメンテナンスに多大な時間が必要とされる。そこでフィルタ１８に傾きを与えることで、フィルタ１８下方へ集まることとなる。図４では、一例として、フィルタ１８の端部を折り曲げることで油溜め部３０を形成した状態を示しており、この油溜め部３０に集まった油を廃棄できるようにすることでレンジフード１のメンテナンスを容易にできる。
【００５５】
また、このときのフィルタ１８の傾きは能動消音風路９に対する垂直断面位置３１よりも鉛直方向に対する傾斜が小さい構成とすることで、風路に対してフィルタ１８の面積をより大きくできる。これによりレンジフード１の規定の風量に対してフィルタ１８を通過する風量は単位面積当たりでは減少し、換言すると単位面積当たりのフィルタ１８における気流速度は低風速化する。このため圧力損失を抑えてレンジフードの風量特性を向上することができる。
【００５６】
また、実際のレンジフード１の使用においては、フィルタ１８を取付けていても、油成分の捕集効率は１００％ではないため、長期使用により能動消音風路９内に油が蓄積する。蓄積した油は油滴となって壁面に沿って鉛直方向に移動する。このとき、平面ではない振動面を有するエラーマイク１５、スピーカ１６、リファレンスマイク１７などが鉛直上方向へ向いて備えられると、振動面が油滴に曝され、エラーマイク１５、スピーカ１６、リファレンスマイク１７は正確に信号を扱えなくなる。しかし実施の形態１では、エラーマイク１５、スピーカ１６、リファレンスマイク１７が鉛直方向を向くので、油滴に曝されて音の検知や発生を阻害されること無く、十分な消音効果を得ることができる。
（変形例）
実施の形態１では、２つの能動消音風路がハの字形状を構成した。しかしながら能動消音風路は２つに限るものではなく、例えば４つの能動消音風路で２組の隣接させた能動消音風路ペアを作成しこのペア同士で上述のハの字形状を構成してもよい。
【００５７】
また、４つの能動消音装置を備え、ハの字形状を有するペアを２組作成し、この２組を下流側にて交差させることにより、鉛直下方向に向かって四方に幅広に形成した能動消音装置としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明にかかるレンジフードは、騒音を押さえたレンジフードとして有用である。
【符号の説明】
【００５９】
１    レンジフード
２    空気の流れ
３    フード部
４    排出部
５、５ａ、５ｂ    吸込口
６    排出口
７    送風路
８    送風部
９、９ａ、９ｂ    能動消音風路
９ｗ  外側面
１０  能動消音部
１１  下流側開口部
１２  上流側開口部
１３  整流板
１４  捕集口
１５、１５ａ  エラーマイク
１６、１６ａ  スピーカ
１７、１７ａ  リファレンスマイク
１８  フィルタ
２０  モータ
２１  ファンケーシング
２２、２２ａ  進入音
２３ａ  打消音
２４ａ、２４ｂ  通過音
２５  吸込口距離
２６  能動消音風路高さ
２７  偏向角
２８  下流開口部流路距離
２９  低風速領域
３０  油溜め部
３１  垂直断面位置
【図１】
2016118334.tif 000003
【図２】
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【図３】
2016118334.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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