(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンスクロール(12)に内装された遠心式多翼ファン(11)の回転により空気を取り込むブロワー部(10)と、当該ブロワー部(10)からの空気を冷却するエバポレータ(21)を備えたクーラ部(20)と、当該クーラ部(20)からの冷風を加熱するヒータコア(31)を備えたヒータ部(30)とを一つのユニットケース(C)内に形成し、前記エバポレータ(21)から流下する空気流をヒータコア(31)側と当該ヒータコア(31)をバイパスするバイパス通路(32)側に所定の比率で分岐するスライドドア(33)を設けた一体型車両用空気調和装置において、
前記ブロワー部(10)からの空気流が流れ方向を変向して前記エバポレータ(21)に流入するようにガイドする上流側風路(T1)の軸線と平行となるように、前記ブロワー部(10)の直下に前記エバポレータ(21)を垂直に立設し、
前記ユニットケース(C)に設けられた当該エバポレータ(21)の上端を支持する上端支持部(22u)にフィルタ部(F)の上流端部を当接させ、当該フィルタ部(F)の下流端部を前記エバポレータ(21)の下端から離間し、当該フィルタ部(F)が前記上流側風路(T1)内で傾斜するように前記エバポレータ(21)と共に保持し、
前記ファンスクロール(12)の内側壁に沿って流れる空気流の流速を抑制するように、前記フィルタ部(F)のフィルタ部材(ｆ2)を前記ファンスクロール(12)からの空気の流れ方向にジグザグ状に設けたことを特徴とする一体型車両用空気調和装置。
【請求項２】
前記フィルタ部(F)は、前記エバポレータ(21)の空気流入側端面を全面にわたりカバーするように配置したことを特徴とする請求項１に記載の一体型車両用空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブロワー部、クーラ部及びヒータ部を一つのユニットケース内に形成した一体型車両用空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近では、車室内の前席足下周りの空間を広くするために、前後方向の寸法を小さくした車両用空気調和装置が提案されている。この車両用空気調和装置は、前後方向の寸法を小さくするために、ブロワー部からの空気の流れに沿うようにエバポレータを配置することが好ましいが、このようにすれば、ブロワー部から吹き出された空気が偏流し、エバポレータ全体に均一に当たらない虞れがある。
【０００３】
したがって、このような車両用空気調和装置では、一般に、図５に示すように、ブロワー部１からの空気をエバポレータ２に導く風路３内に配風板４を設け、この配風板４により前記空気の流れを変向してエバポレータ２に向けて流し、空気流がほぼ均一にエバポレータ２に当たるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように風路３内に配風板４を設けると、通気抵抗が増大し、風量の低減したり、風切り音が生じることがあり、またユニットケースを製造する場合の型構造も複雑になり、コスト的に不利となる虞れがある。
【０００５】
このような不具合は、最近注目されている一体型車両用空気調和装置においても顕著である。一体型車両用空気調和装置は、前席足下周りの空間や、グローボックス自体のスペースを大きくするために、全体形状が小型化され、省スペース化が図られたものである（例えば、特開平９−９９７２５号、特開平９−２６７６２０号、特開平１０−２９７２４９号等参照）。
【０００６】
この一体型車両用空気調和装置は、遠心式多翼ファンの回転により空気を取り込むブロワー部と、当該ブロワー部からの空気を冷却する断面矩形状のエバポレータが配置されたクーラ部と、当該クーラ部からの冷風を加熱するヒータコアが配置されたヒータ部とを一つのユニットケースにより形成し、前席前方中央に設置される。
【０００７】
ユニットケースの上部に配置されたブロワー部を回転することにより取り込まれた空気は、エバポレータにより冷却され、この冷風がスライドドアの作動によりヒータコア側とバイパス通路側に分けられ、その後、ヒータコアにより加熱された後の温風とバイパス通路を通った冷風がミックスゾーンでミックスされ、所定温度の温調空気となり、各種吹出口より車室内適所に配風される。
【０００８】
この一体型車両用空気調和装置においても、車両前後方向の寸法を小さくするために、ブロワー部から吹き出された空気の流れに沿うようにエバポレータを配置すると、ブロワー部からの空気が偏流し、エバポレータ全体に均一に当たらない虞れがある。
【０００９】
また、昨今の健康、清潔志向から車室内の空気清浄を目的に、ろ過式のフィルターを車両用空気調和装置に追加するニーズが高まっている。しかし、フィルターは、その効果、耐久性を考慮すると、大きく厚くなり、これを車両用空気調和装置に追加した場合、送風時の抵抗が上昇し、風量が低下するという問題もある。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、ブロワー部から吹き出された空気の流れに沿うようにエバポレータを配置しても、空気流が偏流することがなく、エバポレータ全体に均一に当たり、しかもフィルターの面積確保と、送風時のトータル通気抵抗の低減を図ることができる、コンパクトな一体型車両用空気調和装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記する手段により達成される。
【００１２】
（１）ファンスクロールに内装された遠心式多翼ファンの回転により空気を取り込むブロワー部と、当該ブロワー部からの空気を冷却するエバポレータを備えたクーラ部と、当該クーラ部からの冷風を加熱するヒータコアを備えたヒータ部とを一つのユニットケース内に形成し、前記エバポレータから流下する空気流をヒータコア側と当該ヒータコアをバイパスするバイパス通路側に所定の比率で分岐するスライドドアを設けた一体型車両用空気調和装置において、前記ブロワー部からの空気流が流れ方向を変向して前記エバポレータに流入するようにガイドする上流側風路の軸線と平行となるように、前記ブロワー部の直下に前記エバポレータを垂直に立設し、前記ユニットケースに設けられた当該エバポレータの上端を支持する上端支持部にフィルタ部の上流端部を当接させ、当該フィルタ部の下流端部を前記エバポレータの下端から離間し、当該フィルタ部が前記上流側風路内で傾斜するように前記エバポレータと共に保持し、前記ファンスクロールの内側壁に沿って流れる空気流の流速を抑制するように、前記フィルタ部のフィルタ部材を前記ファンスクロールからの空気の流れ方向にジグザグ状に設けたことを特徴とする一体型車両用空気調和装置。
【００１３】
（２）前記フィルタ部は、前記エバポレータの空気流入側端面を全面にわたりカバーするように配置したことを特徴とする一体型車両用空気調和装置。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る一体型車両用空気調和装置を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態に係る一体型車両用空気調和装置を車室内側から見た正面概略断面図、図２は図１の２−２線に沿う概略断面図、図３はフィルタ部の一部破段斜視図、図４は図２の４−４線に沿う概略断面図である。
【００１７】
図１，２において、一体型車両用空気調和装置は、モータＭにより回転される遠心式多翼ファン１１により空気が取り込まれるブロワー部１０と、当該ブロワー部１０からの空気を冷却するエバポレータ２１が設けられたクーラ部２０と、当該クーラ部２０からの冷風を加熱するヒータコア３１が設けられたヒータ部３０とを、一つのユニットケースＣ内に形成したもので、車両前方のインストルメントパネルの下方で、車幅方向略中央位置に配置されている。
【００１８】
なお、このユニットケースＣは、図２に示すように、エンジンルームＥＲと車室Ｒとを仕切るダッシュパネルＤpに取付けられる。
【００１９】
更に詳述する。まず、前記ブロワー部１０は、図１において、ユニットケースＣの中央上部に位置し、渦巻状をしたファンスクロール１２内に遠心式多翼ファン１１が内装され、このファンスクロール１２の空気導入側は、ユニットケースＣの側壁Ｃsに開口された空気吸込口１３に内外気切換ボックス１４が連設されている。
【００２０】
この内外気切換ボックス１４は、内部にドア１５が設けられ、このドア１５により内気導入口１６より車室内空気を、外気導入口１７より車室外空気を選択的に導入するようになっている。
【００２１】
ファンスクロール１２の空気流出側は、当該ファンスクロール１２の延長部分となる略平滑で直状の一対の側壁Ｃsと背面壁が設けられ、エバポレータ２１の上流側風路Ｔ1とされている。
【００２２】
次に、クーラ部２０は、図２に示すように、ブロワー部１０の下方に位置し、ブロワー部１０からの空気を冷却する断面矩形状のエバポレータ２１が前記上流側風路Ｔ1の軸線と平行となるように配置されている。つまり、このエバポレータ２１には、ブロワー部１０からの空気流が上流側風路Ｔ1によりガイドされ、流れ方向が変向して流入するようになっている。
【００２３】
なお、エバポレータ２１は、いわゆる異形管式あるいは積層式などいかなる形式のものであってもよいが、図示のものは積層型エバポレータであり、上部に設けられたタンク部２１ａには冷媒配管Ｐが連設されている。
【００２４】
エバポレータ２１は、上端と下端が、ユニットケースＣと一体に形成された支持部２２u，２２lにより固定保持されている。このような上支持部２２uが形成されると、ユニットケースＣは剛性が高まり、耐荷重性を備えることになることから、比較的重い機器であるモータＭを有するブロワー部１０でも支持できる。
【００２５】
しかも、上支持部２２uの形成によりブロワー部１０の剛性も高められることになるので、ファン騒音が外部に漏れたり、モータ作動によるうなり音も低減でき、モータの振動に伴う騒音の発生もなくなる。
【００２６】
加えて、ブロワー部１０の剛性が高まれば、専用のリブを設ける必要がなく、ユニットケースＣの形状が簡素化される。さらに、ブロワー部１０の下側には、重量のあるエバポレータ２１が設置されているので、このエバポレータ２１によってもブロワー部１０が支持されるので、これによっても前記うなり音が低減し、静かなモータ駆動となる。
【００２７】
なお、エバポレータ２１は、上下の支持部２２u、２２ｌ内に嵌め込むことにより固定保持されるが、支持部２２u、２２ｌとの間には空気漏れを防止するパッキンなどのシール材を介装することが好ましい。
【００２８】
特に、本実施の形態では、フィルタ部Ｆが前記上支持部２２uに前記エバポレータ２１とともに保持されている。なお、フィルタ部Ｆは、必ずしもエバポレータ２１とともに保持する必要はなく、エバポレータ２１とは独立に保持しても良い。
【００２９】
このフィルタ部Ｆは、図３に示すように、矩形状の枠体ｆ1内にジグザグ状の不織布などからなるフィルタ部材ｆ2が設けられたものであり、枠体ｆ1の上流端部がエバポレータ２１の上端支持部２２uに保持され、枠体ｆ1の下流端部はエバポレータ２１の下端支持部２２lと離間するように配置されており、全体的には傾斜して配置された構造となっている。
【００３０】
このフィルタ部Ｆは、エバポレータ２１の空気流入側端面を全面にわたりカバーしており、上流側風路Ｔ1が有している通気抵抗をあまり増大させることなく、フィルタ部Ｆのガイド機能により偏流を防止している。つまり、遠心式多翼ファン１１によりファンスクロール１２内に吹き出された空気は、ファンスクロール１２の内側面に沿って流れる傾向があるが、フィルタ部Ｆを傾斜して配置すれば、内側面に沿って流れる空気流の流速が抑制され、比較的均一流となってエバポレータ２１に流れ込むことになり、これにより偏流が防止できる。
【００３１】
また、ブロワー部１０を、直下でエバポレータ２１と支持部２２で支持し、この支持部２２にフィルタを傾斜して取付けると、エバポレータ２１とフィルタＦの両者でブロワー部１０を支持でき、剛性を高め、モータ振動を低減し、この振動に伴う騒音の防止も可能である。
【００３２】
前記ヒータ部３０は、図２に示すように、前記上流側風路Ｔ1からＵターンした空気流が流れる下流側風路Ｔ2にヒータコア３１が設けられ、クーラ部２０からの空気を加熱して車室内の所定位置に向けて吹き出すようになっている。なお、このヒータ部３０も、前記クーラ部２０と同様、一対の側壁Ｃs間に配置されている。
【００３３】
このヒータコア３１は、内部を高温のエンジン冷却水が流通し、これにより空気を加熱するが、このヒータコア３１の支持も支持部３１u，３１lにより固定保持されている。この保持は、前記エバポレータ２１とほぼ平行に対向するようにしており、これによりヒータコアを斜めに傾斜配置している従来のものに比し、車両の前後方向の大きさを低減できる。
【００３４】
前記エバポレータ２１とヒータコア３１との間には、温調用のスライドドア３３が設けられている。車室内に吹き出される空気の温度調節は、後に詳述するようにヒータコア３１を通過し加熱される温風量とヒータコア３１をバイパスしバイパス通路３２を流れる冷風量との比を変えることによりなされる。
【００３５】
かかる温度調整において、通常、ヒータコア３１を通過させる空気量はそれほど多くないため、ヒータコア３１の大きさを所要の加熱能力を得る大きさに設定しても、その大きさはエバポレータ２１よりも小さい。
【００３６】
したがって、ヒータコア３１は、エバポレータ２１より高さを低く設定でき、これによりヒータコア３１の位置をエバポレータ２１より下げなくても、つまり、ユニットケースＣの外形を一部膨出することなく、エバポレータ２１からの冷風が当該ヒータコア３１をバイパスして流れるバイパス通路３２をヒータコア３１の上部に形成できる。
【００３７】
この結果、ユニットケースＣを大型化したり、異形形状とすることなく、ほぼ矩形形状のユニットケースＣを形成できるのみでなく、エバポレータ２１からの冷風が、ほぼ直線的に、後述するベント吹出口Ｏvに向かうことになり、これにより冷房性能の向上を図ることができる。
【００３８】
このようなエバポレータ２１とヒータコア３１の上下及び幅寸法の違いから、ユニットケースＣの側面に余剰スペースが生じることになるので、ここを利用して、後述のフットダクト３９を形成し、外部に突出する部分のないユニットケースＣとし、全体的にほぼ矩形の箱状とし、梱包作業の容易化など取り扱いやすいものとしている。
【００３９】
ヒータコア３１とエバポレータ２１との間に昇降自在に設けられたスライドドア３３は、円弧状に湾曲した扁平なドアであり、図４に示すように、両側に設けられたラック３４にピニオン３５を噛合し、当該ピニオン３５を図外のアクチュエータにより回動することによりスライドドア３３を昇降させるようにしたものである。
【００４０】
このスライドドア３３は、図２に示すように、仕切壁３６の先端と前記ファンスクロール１２の下端との間に形成されたエバポレータ２１の出口部分３７から吹き出される空気流の流れ方向を調整することによって、ヒータコア３１を通過する空気量とバイパス通路３２を流れる空気量との比率を調整し、車室内に吹き出す空気の温度を制御する。
【００４１】
このスライドドア３３は、図２に示すように、下限位置にある場合は、いわゆるフルクールモードの場合であり、ヒータコア３１の前面を閉じ、エバポレータ２１を通過した冷風が全てバイパス通路３２に流れるようにしたものであり、スライドドア３３が上限位置にある場合は、いわゆるフルホットモードの場合であり、バイパス通路３２を閉じ、エバポレータ２１を通過した冷風が全てヒータコア３１を通過して温風となり下流側風路Ｔ2を上向きに流れるようにしたものである。
【００４２】
また、スライドドア３３が中間位置にある場合は、その位置に応じて定まる比率の冷風と温風が得られ、これらがミックスされ、所定温度の温調風となって、下流側風路Ｔ2を上向きに流れる。
【００４３】
このようにして得られた温調風は、ユニットケースＣの前面側に形成された前記下流側風路Ｔ2の延長となる吹出し風路Ｔ3に沿って流れるが、ここには、フット吹出口Ｏf、ベント吹出口Ｏv及びデフロスト吹出口Ｏdが開設され、これらから車室内に配風される。
【００４４】
この吹出し風路Ｔ3は、ヒータコア３１からブロワー部１０の上方を越えて伸延するように形成され、前記ブロワー部１０を外部から覆い、モータＭの騒音が外部に漏れないようにしている。
【００４５】
本実施の形態では、図４に示すように、略平滑な一対の側壁Ｃs間にエバポレータ２１と、これより小さなヒータコア３１が設けられているので、このエバポレータ２１とヒータコア３１の形状に沿ってユニットケースＣを形成すれば、ユニットケースＣは、外形が凹凸のあるものとなるが、このエバポレータ２１とヒータコア３１の大きさの差分を利用してフットダクト３９を形成すれば、ユニットケースＣは、前記凹凸をフットダクト３９が補い、外形寸法が抑えられ小型化でき、箱状で扱いやすいものとなる。またフットダクト３９は、下流側風路Ｔ2の左右両側に対称に設けられるので、温調風をドライバ側とアシスト側に均等に吹き出すことができる。
【００４６】
さらに、下流側風路Ｔ2のヒータコア３１上部に、ここを流れる空気流の邪魔とならないように、前面壁Ｃfより上方に向かって傾斜して内方突出したリブ３８が設けられている。このリブ３８は、ユニットケースＣを箱状とするために、前記フットダクト３９をユニットケースＣの外部に突出しないように構成したとき、フットモード以外の場合には、冷風と温風のミックス性を高める機能を発揮することになる。
【００４７】
なお、前記フット吹出口ＯfにはフットドアＤfが設けられ、ベント吹出口Ｏvにはベント−デフドアＤvdがそれぞれ回動自在に設けられているが、このベント−デフドアＤvdは、ベントモード時はベント吹出口Ｏvを開放し、デフロストモード時はベント吹出口Ｏvを閉じ、デフ吹出口Ｏdより温調風を車室内に吹き出すようにしている。
【００４８】
バイレベルモード（頭寒足熱モード）時はフットドアＤfを半分開放し、ベント−デフドアＤvdを開放し、ベント吹出口Ｏvから冷風を、フット吹出口Ｏfから温風を吹き出すようにしている。
【００４９】
ベント吹出口Ｏvからの空気は、当該ベント吹出口Ｏに接続される図示しないベントダクトを通って乗員の上半身に向けて吹き出され、デフロスト吹出口Ｏdからの空気は、当該デフロスト吹出口Ｏに接続される図示しないデフダクトを通って窓ガラスの内面に向けて吹き出される。
【００５０】
前記クーラ部２０とヒータ部３０の境界部分には、エバポレータ２１からの凝縮水を車室外に排出するドレンパイプ４０が設けられている。
【００５１】
次に作用を説明する。
【００５２】
遠心式多翼ファン１１が回転すると、内外気切換ボックス１４よりドア１５が選択した内気導入口１６又は外気導入口１７より車室内空気又は車室外空気がファンスクロール１２内に吹き出される。
【００５３】
この空気は、ファンスクロール１２の内側壁に沿って流れ、上流側風路Ｔ1内を流下するが、傾斜設置したフィルタ部Ｆにより内側壁に沿う空気流は、流速が抑制され、通気抵抗をあまり増大させることなく比較的均一流となってエバポレータ２１に流れ込み、エバポレータ全体に均一に当たる。
【００５４】
ここにおいて、例えば、車室内のコントローラが冷房モードに設定され、特に、フルクールモードの場合は、スライドドア３３は下限位置にセットされ、フットドアＤfは「閉」、ベント−デフドアＤvdは「開」の状態にセットされる。
【００５５】
したがって、エバポレータ２１を通過した冷風は、全てバイパス通路３２に流れ、この流れは直線的にベント吹出口Ｏvに向かい、当該ベント吹出口Ｏvから円滑に乗員の上半身に向かって吹き出される。
【００５６】
所定温度が設定された冷房モードの場合は、スライドドア３３は中間位置にセットされ、一部の冷風はバイパス通路３２を通って流れ、他の冷風はヒータコア３１を通過して温風となり下流側風路Ｔ2を上向きに流れる。
【００５７】
この温風は、リブ３８によりバイパス通路３２側に向けられ、ここを流れている冷風の中に強制的に押し込まれるので、冷風とのミックス性が向上し、所定温度の冷風が得られ、ベント吹出口Ｏvから吹き出される。
【００５８】
コントローラが暖房モードに設定され、特に、フルホットモードの場合は、スライドドア３３は上限位置にセットされ、フットドアＤfは「開」、ベント−デフドアＤvdは「閉」の状態にセットされる。
【００５９】
したがって、エバポレータ２１を通過した冷風は、全てヒータコア３１に流れて加熱され、温風となってフット吹出口Ｏfからフットダクト３９を通り、ドライバ側とアシスト側の足元に均等に吹き出される。
【００６０】
なお、所定温度が設定された暖房モードの場合も、スライドドア３３が中間位置にセットされ、バイパス通路３２を通った冷風と、ヒータコア３１を通過した温風が効率良くミックスされ、フット吹出口Ｏfからフットダクト３９に導かれる。
【００６１】
コントローラがデフロストモードに設定されると、ベント−デフドアＤvdは「閉」の状態にセットされ、フットドアＤfは「半開」状態にセットされる。
【００６２】
したがって、エバポレータ２１を通過した冷風はヒータコア３１により加熱され、温風となって一部がフット吹出口Ｏfからフットダクト３９を通り、他の温風は、下流側風路Ｔ2を上向きに流れ、ファンスクロール１２の外周面に沿って流れ、デフロスト吹出口Ｏdから車室内に配風される。
【００６３】
このように、本発明では、ブロワー部１０からの空気流がエバポレータ２１と平行に流れる場合でも、傾斜設置したフィルタＦにより空気流の偏流を防止するようにしたので、小型の車両用空気調和装置であっても、エバポレータ２１には空気流が均一に当たり、通気抵抗や騒音の増加を抑えつつ冷暖房性能を高めることができる。
【００６４】
本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて種々変形することができる。
【００６５】
例えば、上述した実施形態は、ジグザグ状の不織布などからなるフィルタ部材ｆ2を使用したものであるが、このフィルタ部材ｆ2は、他の材料を使用してもよく、電気吸着式のものであってもよい。
【００６６】
また、フィルタＦは、エバポレータ２１の空気流入側端面を全面にわたりカバーするように配置しているが、必ずしも全面にわたりカバーすることもなく、場合によっては一部であっても良い。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、遠心式多翼ファンからの空気流が流れる方向を変向してエバポレータに流入させるようにガイドする上流側風路に、フィルタを傾斜して配置したので、コンパクトな一体型車両用空気調和装置でも、ブロワー部から吹き出された空気流が偏流せず、エバポレータ全体に均一に当たり、フィルタの面積確保と、送風時のトータル通気抵抗や騒音の低減を抑えつつ冷暖房性能を高めることができる。
また、ブロワー部を、その直下に垂直に設けたエバポレータと支持部で支持し、この支持部にフィルタ部を傾斜して取付けたので、エバポレータとフィルタの両者でブロワー部の剛性を高めることができ、モータ振動を低減し、この振動に伴う騒音を防止できる。
さらに、フィルタの上流端部をエバポレータに当接させ、下端部をエバポレータより離間させると共に、フィルタ自体も空気の流れ方向にジグザグ状に設けたので、コンパクトな一体型車両用空気調和装置でも、遠心式多翼ファンから吹き出された空気流が偏流せず、エバポレータ全体に均一に当たる。
【００６８】
請求項２に記載の発明によれば、エバポレータの空気流入側端面を全面にわたりカバーするようにフィルタを配置したので、空気流の偏流防止効果が高く、エバポレータの冷却性能を一層効率良く発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態を車室内側から見た正面概略断面図である。
【図２】  図１の２−２線に沿う概略断面図である。
【図３】  フィルタ部の一部破断斜視図である。
【図４】  図２の４−４線に沿う概略断面図である。
【図５】  従来の車両用空気調和装置の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…ブロワー部、
１１…遠心式多翼ファン（ファン）、
１２…ファンスクロール、
２０…クーラ部、
２１…エバポレータ、
２２u…上部支持部（支持部）
３０…ヒータ部、
３１…ヒータコア、
３２…バイパス通路、
３３…スライドドア、
Ｃ…ユニットケース、
Ｆ…フィルタ部、
Ｔ1…上流側風路。
【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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