(57)【要約】【課題】電動送風機の発する煙を検知することで発煙を抑制することができる電気掃除機を提供する。【解決手段】集塵部２８と、集塵部に吸引負圧を作用させる電動送風機３０と、電動送風機の発する煙を検知する煙検知装置７４，７４Ａと、煙検知装置の検知結果に基づいて電動送風機を制御する制御部８６と、を備える電気掃除機１０である。煙検知装置７４，７４Ａは、発光部７６と、発光部から発せられた光を遮断する遮光壁８０と、発光部から発せられた光が煙に当たって散乱した散乱光を受光する受光部７８と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集塵部と、前記集塵部に吸引負圧を作用させる電動送風機と、前記電動送風機の発する煙を検知する煙検知装置と、前記煙検知装置の検知結果に基づいて前記電動送風機を制御する制御部と、を備え、
前記煙検知装置が、発光部と、前記発光部から発せられた光を遮断する遮光壁と、前記発光部から発せられた光が煙に当たって散乱した散乱光を受光する受光部と、を備える、
ことを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】
前記電動送風機と掃除機本体の本体排気口とを繋ぐ排気風路を備え、
前記煙検知装置は、前記発光部と前記受光部と前記遮光壁が設けられた検知室を備え、前記検知室が、前記排気風路に面して設けられるとともに、開口部を介して前記排気風路に開口して設けられた、請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項３】
前記電動送風機と掃除機本体の本体排気口とを繋ぐ排気風路を備え、
前記排気風路の対向する壁面に前記発光部と前記受光部が設置され、前記排気風路内における前記発光部と前記受光部の間に排気風の流れ方向に沿って前記遮光壁が設置された、請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項４】
前記電動送風機と掃除機本体の本体排気口とを繋ぐ排気風路を備え、
前記排気風路における前記電動送風機と前記煙検知装置との間に煙を通すフィルタが設けられた、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気掃除機の電動送風機にはカーボンブラシを採用しているものが主流であり、目詰まり状態での繰り返し使用などで電動送風機に負荷がかかり、まれに発煙および赤熱カーボンブラシ片飛散の故障が発生することがある。これに対し、従来、電動送風機に流れる電流値を検出して異常電流を検知し、この検知結果に基づいて電動送風機を停止させる安全停止装置を搭載した電気掃除機がある（例えば、下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１８７８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、異常電流は外部ノイズにより生じることもあるため、電流値に基づいて異常電流を検知する方式では電動送風機からの発煙を直接検知することはできない。
【０００５】
そこで、電動送風機の発する煙を検知することで発煙を抑制することができる電気掃除機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】
【０００６】
本実施形態に係る電気掃除機は、集塵部と、前記集塵部に吸引負圧を作用させる電動送風機と、前記電動送風機の発する煙を検知する煙検知装置と、前記煙検知装置の検知結果に基づいて前記電動送風機を制御する制御部と、を備え、前記煙検知装置が、発光部と、前記発光部から発せられた光を遮断する遮光壁と、前記発光部から発せられた光が煙に当たって散乱した散乱光を受光する受光部と、を備えるものである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態に係る電気掃除機の斜視図である。
【図２】同電気掃除機の掃除機本体の断面図である。
【図３】図２のIII−III線での掃除機本体の断面図である。
【図４】同電気掃除機の内部構造を模式的に示す断面図である。
【図５】（ａ）同電気掃除機の煙検知装置の通常時の断面図であり、（ｂ）は発煙時の断面図である。
【図６】同電気掃除機の電動送風機用制御回路のブロック図である。
【図７】第２実施形態に係る電気掃除機の内部構造を模式的に示す断面図である。
【図８】（ａ）第２の実施形態の煙検知装置の通常時の断面図であり、（ｂ）は発煙時の断面図である。
【図９】第３実施形態に係る電気掃除機の内部構造を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
（第１実施形態）
図１に示すように、第１実施形態に係る電気掃除機１０は、掃除機本体１２と、この掃除機本体１２に形成されたホース接続口１４に接続されるホース体１６と、このホース体１６の先端部に設けられた手元操作部１７と、この手元操作部１７に接続される延長管１８と、この延長管１８の先端に接続される吸込口体１９とを備える。
【００１０】
掃除機本体１２は、中空状のケース本体２０を備える。このケース本体２０の左右両側部には、掃除機本体１２を走行可能にする走行輪２２が回動可能に軸支されている。また、ケース本体２０の上部には、掃除機本体１２を持ち運ぶための取手部２４が設けられている。
【００１１】
図２〜図４に示すように、ケース本体２０の内部は、隔壁２６により前後に区画されており、前側には、集塵部２８が区画形成され、後側には、電動送風機３０を収容する電動送風機室３１と、電動送風機室３１の上方に設けられた上部ダクト３２と、電源コードを巻回したコードリールを収容するコードリール室３４とが区画形成されている。コードリール室３４は、電動送風機室３１の側方に設けられている。
【００１２】
集塵部２８は、ホース接続口１４に接続された部屋（集塵室）であって、電動送風機３０の駆動により吸込口体１９及びホース体１６を介して空気とともに吸い込んだ塵埃を捕集する部分であり、例えば、紙パックなどの集塵袋３６が内部に取り付け可能になっている。集塵袋３６の下流側で隔壁２６の上流側には集塵室フィルタ３７が取り付けられている。
【００１３】
電動送風機室３１には、集塵部２８に吸引負圧を作用させる電動送風機３０と、この電動送風機３０と集塵部２８との間に介在する消音器３８が収容されている。電動送風機３０はケース状の第１送風機カバー４０により覆われ、第１送風機カバー４０はケース状の第２送風機カバー４２により覆われており、この第２送風機カバー４２により電動送風機室３１が区画形成されている。
【００１４】
電動送風機３０は、吸気口４４を有する遠心ファン部４６と、排気口４８を有するモータ部５０とからなる。
【００１５】
モータ部５０は、排気口４８が設けられたモータケース５１と、このモータケース５１の内周面に設けられた固定子５２と、この固定子５２の内側に配された回転子５４と、この回転子５４に電気的に接続されたブラシ機構５６とを備え、固定子５２と回転子５４とブラシ機構５６とで電動機５８が構成されている。回転子５４は、回転軸に巻回された回転子巻線５４Ａと、この回転子巻線５４Ａに接続された整流子５４Ｂとを備える。ブラシ機構５６は、カーボンブラシ５６Ａと、このカーボンブラシ５６Ａを整流子５４Ｂに押圧付勢するコイルバネ５６Ｂとを備える。
【００１６】
遠心ファン部４６は、電動機５８の駆動により回転する遠心ファン６０と、この遠心ファン６０を覆うファンカバー６１とを備え、ファンカバー６１の中央部に形成された吸気口４４から吸い込んだ空気を外周側に吹き出すものである。上記消音器３８は、吸気口４４に対して気密に接続されている。
【００１７】
上部ダクト３２は、電動送風機室３１を形成する第２送風機カバー４２の上面に沿って設けられている。第２送風機カバー４２とケース本体２０との間には、ダクト形成部材６２が設けられ、このダクト形成部材６２と第２送風機カバー４２との間に、前後方向に延びる上部ダクト３２が密閉空間として形成されている。
【００１８】
掃除機本体１２の後部には、上部ダクト３２と連通する本体排気口６４が後方に向けて複数開口形成されており、この本体排気口６４から掃除機本体１２の外部に排気されるように構成されている。なお、図示しないが、本体排気口６４の内側に排気口フィルタを取り付けてもよい。
【００１９】
この電気掃除機１０において、電動送風機３０と本体排気口６４とを繋ぐ排気風路６５は次のように形成されている。
【００２０】
電動送風機３０を取り囲む第１送風機カバー４０の下部には、第１カバー排気口６６が設けられており、図２及び図４に示すように、電動送風機３０の外周を流れる排気風と、モータ部５０の排気口４８から吹き出された排気風は、第１カバー排気口６６から下方に排出される。第１カバー排気口６６は、第１送風機カバー４０の下部の後側の位置に設けられている。第１カバー排気口６６には、フィルタ６８が設けられている。フィルタ６８としては、煙を通しつつカーボン粉などの埃を遮断するもの、例えば、通気性を有する発泡ウレタンのフィルタが好適に用いられる。
【００２１】
電動送風機室３１を区画形成する第２送風機カバー４２の上部には、第２カバー排気口７０が設けられている。図２〜図４に示すように、第１カバー排気口６６から吹き出され、第１送風機カバー４０の外面に沿って流れてきた排気風（詳細には、第１送風機カバー４０の下面に沿って前方に流れ、更に第１送風機カバー４０の前面に沿って上方に流れてきた排気風）は、第２カバー排気口７０から上方に排出される。すなわち、第２カバー排気口７０を通ることで電動送風機室３１から上部ダクト３２内に排出され、電動送風機室３１内の排気風は全て第２カバー排気口７８を経て上部ダクト３２内に流れ込む。第２カバー排気口７０は、第２送風機カバー４２の上部の前側の位置に設けられており、上部ダクト３２の前端部に開口している。第２カバー排気口７０には、フィルタ７２が設けられている。フィルタ７２としては、上記フィルタ６８と同様、煙を通しつつカーボン粉などの埃を遮断するものが好適に用いられる。
【００２２】
第２カバー排気口７０から上部ダクト３２内に排出された排気風は、上部ダクト３２内を通って後方へと流れ、掃除機本体１２の本体排気口６４から外部に排出される。以上のように、電動送風機３０から、第１送風機カバー４０の内側空間、第１カバー排気口６６、第１送風機カバー４０と第２送風機カバー４２との間の空間、第２カバー排気口７０、及び上部ダクト３２を経て、本体排気口６４に至る排気風路６５が形成されている。
【００２３】
本実施形態に係る電気掃除機１０には、電動送風機３０の発する煙を検知する煙検知装置７４が設けられている。ここで、電動送風機３０の発する煙としては、電動送風機３０の異常による発煙であれば、その要因は特に限定されず、例えば、カーボンブラシ５６Ａと整流子５４Ｂとの摩擦によって発生する火花に起因するものでもよく、電動機５８の巻線５４Ａでのレアショートに起因するものでもよい。
【００２４】
煙検知装置７４は、電動送風機３０の下流に配置されており、すなわち、電動送風機３０と本体排気口６４とを繋ぐ排気風路６５に設けられている。煙検知装置７４は、光を発する発光素子からなる発光部７６と、受光する受光素子からなる受光部７８とを備える光電式の煙検知機である。発光部７６と受光部７８の間には、発光部７６から発せられた光を遮断する板状の遮光壁８０が設けられており、受光部７８は、発光部７６から発せられた光が煙に当たって散乱した散乱光を受光する。すなわち、煙検知装置７４は、発光部７６から放射した光が煙による散乱により遮光壁８０を迂回して受光部７８にて受光されることで煙を検知するように構成されている。
【００２５】
この例では、煙検知装置７４は、発光部７６と受光部７８と遮光壁８０が設けられた検知室８２を備え、この検知室８２が、排気風路６５に面して設けられるとともに、開口部８４を介して排気風路６５に開口して設けられている。詳細には、煙検知装置７４は、上部ダクト３２に設けられており、上部ダクト３２の上面３２Ａに面して検知室８２が形成されている。すなわち、検知室８２は、上部ダクト３２の上面３２Ａに設けられた開口部８４を介して上部ダクト３２の上側に設けられている。
【００２６】
図５（ａ）に示すように、発光部７６は、検知室８２の一方の側面に設けられ、受光部７８は、前記一方の側面に対向する他方の側面に設けられ、遮光壁８０は、発光部７６と受光部７８の間においてこれら側面と平行に設けられている。遮光壁８０は、発光部７６から発せられた光を遮り、受光部７８に直接届かないように、その高さが設定されており、この例では、検知室８２の天井面から下方に立設されて排気風路６５内には突出しない高さに設定されている。なお、この例では、図２に示すように、検知室８２の前後に発光部７６と受光部７８を設け、その間に左右方向に延びる遮光壁８０を設けているが、これに代えて、検知室８２の左右に発光部７６と受光部７８を設け、その間に前後方向に延びる遮光壁８０を設けてもよい。後者の場合、遮光壁８０は排気風の流れ方向に沿って設置されることになるので、風路抵抗をより小さくすることができる。
【００２７】
検知室８２は、遮光壁８０によって、発光部７６側の区画８２Ａと、受光部７８側の区画８２Ｂとに区切られている。上記開口部８４は、これら両区画８２Ａ及び８２Ｂが上部ダクト３２に対して開口するように、少なくとも遮光壁８０及びその両側近傍の範囲で設けられていればよく、例えば、検知室８２の全体（下面全体）で設けられてもよいが、この例では、遮光壁８０及びその両側近傍の範囲で設けられている。
【００２８】
図６に示すように、電動送風機用制御回路には、電動送風機３０と、煙検知装置７４と、制御部８６と、電力調整部８８と、電源９０が設けられている。制御部８６は、煙検知装置７４の検知結果に基づいて電動送風機３０を制御するものであり、マイコン等により構成されている。電力調整部８８には、例えばトライアックが用いられる。詳細には、煙検知装置７４からの煙検知情報が制御部８６に入力され、制御部８６は電力調整部８８を制御する信号を出力して、電源９０から電動送風機３０に供給される電力を調整する。本実施形態では、煙検知装置７４が所定値以上の煙を検知したときに、制御部８６は、電力調整部８８を介して、電動送風機３０に供給される電力を止めて、電動送風機１８の運転を停止する。
【００２９】
以上の構成において、電動送風機３０に電力を供給して電気掃除機１０の運転を開始すると、電動送風機３０が吸引力を発生して塵埃を集塵部２８に集塵させることができる。電動送風機３０からの排気風は、図４に示すように、電動送風機室３１内及び上部ダクト３２により形成された排気風路６５を通って本体排気口６４から外部に排出される。
【００３０】
その際、通常時（即ち、電動送風機３０が発煙していないとき）には、図５（ａ）に示すように、煙検知装置７４において、発光部７６から発せられる光は、遮光壁８０により遮られ、受光部７８には届かない。すなわち、受光側区画８２Ｂは遮光壁８０の陰になっており、受光部７８は光を受けないので、制御部８６は、電動送風機３０からの発煙はないと判断する。
【００３１】
一方、電動送風機３０に異常が生じて煙が発生したとき、煙は排気風に混入して排気風路６５に流れる。そのとき、図５（ｂ）に示すように、煙検知装置７４において、開口部８４近傍に煙が進入することにより、発光部７６から発せられた光が散乱する。この散乱光を受光部７８が受光するため、制御部８６は、電動送風機３０の発煙を認識することができ、電力調整部８８を介して電動送風機３０の運転を停止する。
【００３２】
このように、本実施形態であると、発光部７６と受光部７８と遮光壁８０を持つ光電式の煙検知装置７４を設けたことにより、電動送風機３０の発する煙を直接検知することできるので、早期かつ確実に発煙を発見して、発煙を抑制することができる。
【００３３】
また、本実施形態であると、煙検知装置７４を排気風路６５に面して設け、開口部８４を介して検知室８２を排気風路６５に開口させたことにより、煙検知装置７４の発光部７６や受光部７８、遮光壁８０が風路抵抗とはならない。そのため、風路抵抗となるのを回避しつつ、煙検知装置７４を排気風路６５に設けることができる。
【００３４】
また、検知室８２が排気風路６５（この例では上部ダクト３２）の上面３２Ａに面して形成されており、一般に煙は流路の上部側を流れやすいので、排気風に混入した煙を検出しやすいというメリットがある。なお、図５（ｂ）に示す例では、煙が開口部８４から検知室８２内に進入した状態を示しているが、必ずしも検知室８２内に煙が進入しなくても、煙検知装置７４による煙の検知は可能である。すなわち、開口部８４の近傍に煙が存在すれば、その煙で発光部７６の発した光を散乱させて受光部７８で受けることが可能であるため、煙を検知することができる。
【００３５】
また、本実施形態では、排気風路６５における電動送風機３０と煙検知装置７４との間にフィルタ６８，７２を設けたことにより、次の作用効果が奏される。すなわち、電動送風機３０からの排気風には電動送風機３０のカーボンブラシから出るカーボン粉などを含むことがあり、排気風に含まれるカーボン粉などにより散乱光が生じて煙の検知が安定しないことがある。本実施形態では、微細な煙粒子は通過するものの、カーボン粉などを遮断可能なフィルタ６８，７２を、煙検知装置７４の上流側に設けたことにより、カーボン粉などの影響を抑えて、煙の検知を行うことができる。
【００３６】
（第２実施形態）
第２実施形態は、上部ダクト３２に設ける煙検知装置７４Ａの構成が、第１実施形態の煙検知装置７４とは異なる。
【００３７】
図７及び図８に示すように、第２実施形態では、電動送風機３０と本体排気口６４とを繋ぐ排気風路６５内に煙検知装置７４Ａが組み込まれている。煙検知装置７４Ａは、排気風路６５の対向する壁面（側面）に発光部７６と受光部７８を設置し、排気風路６５内における発光部７６と受光部７８との間に排気風の流れ方向に沿って遮光壁８０を設置することで構成されている。
【００３８】
詳細には、煙検知装置７４Ａは上部ダクト３２内に設けられており、上部ダクト３２の左右両側面３２Ｂ，３２Ｃに発光部７６と受光部７８が各別に設けられ、すなわち、一方の側面３２Ｂに発光部７６が、他方の側面３２Ｃに受光部７８が、互いに対向させて設けられている。この例では、発光部７６と受光部７８は、風路抵抗とならないように、左右両側面３２Ｂ，３２Ｃに埋め込まれている。
【００３９】
遮光壁８０は、発光部７６と受光部７８の間において、後方に向かって流れる排気風の流れ方向に沿って、即ち、上記側面３２Ｂ，３２Ｃと平行に設けられており、発光部７６から発せられた光を遮り、受光部７８に直接届かないように、その高さが設定されている。遮光壁８０は、上部ダクト３２の底面３２Ｄから上方に立設されており、上部ダクト３２の上面３２Ａとの間で空間９２が確保されるように、その高さが設定されている。
【００４０】
排気風路６５である上部ダクト３２は、前後方向に延びる遮光壁８０によって、発光部７６側の流路部分３２Ｘと、受光部７８側の流路部分３２Ｙとに区画されている。両流路部分３２Ｘ，３２Ｙは遮光壁８０によって完全には分断されておらず、遮光壁８０の上側に確保された空間９２により連通した状態に設けられている。
【００４１】
第２実施形態によれば、通常時には、図８（ａ）に示すように、煙検知装置７４Ａにおいて、発光部７６から発せられる光は、遮光壁８０により遮られ、受光部７８には届かない。すなわち、受光側流路部分３２Ｙは遮光壁８０の陰になっており、受光部７８は光を受けないので、制御部８６は、電動送風機３０からの発煙はないと判断する。
【００４２】
一方、電動送風機３０に異常が生じて煙が発生したとき、煙は排気風に混入して排気風路６５に流れる。そのとき、図８（ｂ）に示すように、煙検知装置７４Ａにおいて、遮光壁８０の上方の空間９２に煙が流れることにより、発光部７６から発せられた光が散乱する。この散乱光を受光部７８が受光するため、制御部８６は、電動送風機３０の発煙を認識することができ、電力調整部８８を介して電動送風機３０の運転を停止する。
【００４３】
このように、第２実施形態でも、第１実施形態と同様、光電式の煙検知装置７４Ａにより電動送風機３０の発する煙を直接検知することできるので、早期かつ確実に発煙を発見して、発煙を抑制することができる。
【００４４】
また、第２実施形態であると、排気風路６５内に煙検知装置７４Ａを組み込んだものであるが、遮光壁８０を排気風の流れ方向に沿って設置したので、風路抵抗を低減することができる。そのため、風路抵抗になることを回避しつつ、煙検知装置７４Ａを排気風路６５内に組み込むことができる。また、遮光壁８０の上部側に煙が進入する空間９２を設けており、一般に煙は流路の上部側を流れやすいので、排気風に混入した煙を検出しやすい。第２実施形態について、その他の構成及び作用効果は第１実施形態と同様であり、説明は省略する。
【００４５】
（第３実施形態）
第３実施形態は、煙検知装置７４Ａの配設位置が第２実施形態とは異なる。この実施形態では、煙検知装置７４Ａは、図９に示すように、電動送風機室３１内に設けられており、詳細には、第１送風機カバー４０と第２送風機カバー４２との間の排気風路部分６５Ａに設けられている。第１カバー排気口６６から排出された排気風は、第１送風機カバー４０の下側において第２送風機カバー４２との間で形成された前後方向に延びる排気風路部分６５Ａを通過した後、第１送風機カバー４０の前面に沿って上方に流れて第２カバー排気口７０から上方に排出される。従って、第１送風機カバー４０の内側の排気風は、全て第１カバー排気口６６を経て上記排気風路部分６５Ａ内に流れ込む。本実施形態では、この排気風路部分６５Ａに煙検知装置７４Ａを組み込んでいる。
【００４６】
煙検知装置７４Ａの具体的な構成は第２実施形態と同様であり、従って、上記の図８で示されたものと同様の断面構成を持つ。詳細には、排気風路部分６５Ａの左右両側面に発光部７６と受光部７８が各別に設けられ、これら発光部７６と受光部７８の間に、前方に向かって流れる排気風の流れ方向に沿って前後方向に延びる遮光壁８０が設けられている。また、遮光壁８０の上方において、排気風路部分６５Ａの上面との間に空間９２が確保され、遮光壁８０の左右両側の流路部分を連通した状態としている。
【００４７】
第３実施形態でも第２実施形態と同様、電動送風機３０で煙が発生したとき、排気風路部分６５Ａに流れる煙により発光部７６から発せられた光が散乱し、この散乱光を受光部７８が受光するため、電動送風機３０の発煙を検知することができ、電動送風機３０の運転を停止することができる。従って、早期かつ確実に発煙を発見して、発煙を抑制することができる。
【００４８】
第３実施形態について、その他の構成及び作用効果は第２実施形態と同様であり、説明は省略する。なお、第３実施形態では、煙検知装置７４Ａを電動送風機室３１内に設けているため、フィルタ６８により排気風に含まれる塵埃を除去することができ、塵埃の影響を抑えた煙の検知を行うことができる。
【００４９】
（その他の実施形態）
煙検知装置７４，７４Ａは、電動送風機３０からの発煙を検出できる限り、その配設位置は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第１送風機カバー４０の内側に設けてもよく、また、上下方向に延びる排気風路部分に設けてもよい。一般に煙は流路の上部側を流れやすいので、例えば、電動送風機を収容する電動送風機室の上面（上記の第１送風機カバーや第２送風機カバーの上面）に面して煙検知装置を設置してもよい。
【００５０】
また、上記実施形態では、カーボン粉などの埃を除去するフィルタ６８，７２を第１及び第２カバー排気口６６，７０に設けたが、電動送風機３０と煙検知装置７４，７４Ａとの間に設けられていれば、その位置は特に限定されず、煙検知装置７４，７４Ａに近接させて設けてもよい。例えば、第１実施形態のように煙検知装置７４を排気風路６５に面して形成する場合、その開口部８４を覆うようにフィルタを設置してもよい。
【００５１】
上記した実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５２】
１０…電気掃除機、１２…掃除機本体、３０…電動送風機、６４…本体排気口、６５…排気風路、６８，７２…フィルタ、７４，７４Ａ…煙検知装置、７６…発光部、７８…受光部、８０…遮光壁、８２…検知室、８４…開口部、８６…制御部
【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】
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【図８】
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【図９】
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