(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気の圧力制御が行われる室の壁面に取付けられる上下が中空円筒形状の反転ガイドに内包され、前記反転ガイド内の中空円管部に曲面隙間を有して配置するとともに前記反転ガイドの回転中心位置と一致した位置に水平の回転軸の回転中心を設けた回転体と、前記回転体の中心部に立設したシャフトに沿って摺動するスリーブを介して付設した羽根を備え差圧により開閉する弁と、を有するダンパ本体を備え、大気圧に対して陽圧あるいは陰圧に切り替えた室内の圧力に対応して前記回転体が前記反転ガイド内の前記回転中心位置を回転可能とすることを特徴とする陽圧・陰圧対応差圧調整ダンパ。
【請求項２】
前記ダンパ本体は前記反転ガイド内を転動する前記回転体の球帯部にベアリングを取付け、前記球帯部は前記反転ガイドの中心線に対して所定の傾斜角度で前記反転ガイドの内径部に削成されたシールリング溝に嵌合し前記反転ガイドとの間の前記曲面隙間を塞ぐシールリングを備えていることを特徴とする請求項１記載の陽圧・陰圧対応調整ダンパ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陽圧・陰圧対応差圧調整ダンパに係り、特に、室内の圧力を調整する差圧ダンパで、大気圧に対して室内空気が陽圧あるいは陰圧に切り替えられても、１個で対応可能な差圧調整ダンパに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子部品、精密機械部品、食品、医薬品等の工場や病院等におけるクリーンルームでは、品質管理等のため室内の温湿度条件を一定範囲に保持するとともに、微小な室内圧力変動にも迅速に対応して、室内の空気を外部に流すことが可能な差圧ダンパが設置されている。この差圧ダンパは、室内への汚染空気の流入防止や、室内からの汚染空気リーク防止のために差圧調整ダンパを用いて陽圧側の室から、陰圧側の室あるいは大気圧に微小流体の空気を通過させて圧力制御を行う差圧ダンパに関するものであり、これに対する特許出願はメーカから数多くがなされている。例えば、その一例として、特公平１−４４９３７号公報が提案されており、同公報は図９および図１０に示すように構成され、その微差圧の制御としては優れたものである。図９および図１０によれば、差圧ダンパ６１は、壁面６３に取付けたダンパ枠６５の中心部に固定されたシャフト６７に、シャフト６７に沿って摺動自在に係合した羽根６９が付いている。前記シャフト６７は、水平方向に対して多少上向きに角度を付けて設置しているため、室間に差圧が生じない限り、前記羽根６９およびバランスウエイト７１の自重により全閉状態を保っている。差圧が生じたときには前記羽根６９が上方向に摺動し、ダンパ枠６５と羽根６９の間に生じた隙間から気流を流して圧力を調整するような構造である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
病院等の室内の空気を圧力による制御する場合で、特に、感染症対応病室（以下、隔離病室という）、又は無菌病室の室内差圧制御に使用する場合には、室間差圧は２０〜４０Ｐａ程度に設定している。また、このときのダンパの通過風量は２００ｍ3／時間（ｈ）程度として室内圧力を維持するようにしている。病院としては、圧力制御可能な一つの病室を無菌病室と隔離病室とに使用できれば、空室になることが少なくなり、効率良く運営できるので、陽圧および陰圧に切替可能な圧力制御病室が望まれている。このためには、病室が陽圧および陰圧に容易に切り替えられるダンパが望まれている。しかしながら、上記の特公平１−４４９３７号公報に示す構造によれば、差圧ダンパは、気流（空気の流れ）方向が一方向であるため、室内圧力を大気圧に対して陽圧から陰圧に、あるいは、陰圧から陽圧に逆転させた場合には対応が不可能である。このためには、差圧ダンパを気流の方向に合わせて取付け直す工事が必要になり、取付け直す工事にはリーク防止用のコーキング作業あるいはその都度余分な工数等が必要になり、壁面が汚れるとともに、工期期間が必要になり簡単に切替ができないという問題が生ずる。また、図１１に示すように、予め陽圧あるいは陰圧のいずれにも対応可能にするため、同じ差圧ダンパ６１を2個用意して逆向きに設置する方法もあるが、この場合には、スペース的、あるいは、意匠的に設置できないことがあるという問題が生ずる。
【０００４】
本発明は上記問題点に着目し、陽圧・陰圧対応差圧調整ダンパに係り、特に、差圧により開閉する弁を有するダンパ本体を反転可能にし、室内の陽圧あるいは陰圧に対応してダンパ本体を反転し容易に空気の流れを切り替えることができ、同じ室を陽圧および陰圧のいずれにも使用できる陽圧・陰圧対応差圧調整ダンパを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る陽圧・陰圧対応差圧調整ダンパは、空気の圧力制御が行われる室の壁面に取付けられる上下が中空円筒形状の反転ガイドに内包され、前記反転ガイド内の中空円管部に曲面隙間を有して配置するとともに前記反転ガイドの回転中心位置と一致した位置に水平の回転軸の回転中心を設けた回転体と、前記回転体の中心部に立設したシャフトに沿って摺動するスリーブを介して付設した羽根を備え差圧により開閉する弁と、を有するダンパ本体を備え、大気圧に対して陽圧あるいは陰圧に切り替えた室内の圧力に対応して前記回転体が前記反転ガイド内の前記回転中心位置を回転可能とする構成としている。
この場合において、前記ダンパ本体は前記反転ガイド内を転動する前記回転体の球帯部にベアリングを取付け、前記球帯部は前記反転ガイドの中心線に対して所定の傾斜角度で前記反転ガイドの内径部に削成されたシールリング溝に嵌合し前記反転ガイドとの間の前記曲面隙間を塞ぐシールリングを備えていると良い。
【０００７】
上記構成によれば、差圧により開閉する弁を有するダンパ本体が空気の圧力制御が行われる室に配設されており、このダンパ本体が所望される室内の陽圧あるいは陰圧に合わせて、ダンパ本体は回転軸により反転される。これにより、例えば、室が大気圧に対して陽圧になるのに合わせて反転させると、室内の空気はダンパ本体の弁を通して大気中あるいは陰圧側の室に排出される。このため、病室に使用した場合では、外部より無菌の新鮮な空気を供給することにより、病室の空気が排出され無菌病室が形成される。また、反対に、室が大気圧に対して陰圧になるのに合わせて反転させると、室内の空気はダンパ本体の弁を通して大気中あるいは陽圧側の室に排出されることがなくなり、室は外部からの空気は入るが、外部に洩れることがなくなる。このために、病室に使用した場合では、外部に病室の空気が流れることがなくなり隔離された隔離病室が形成される。このようなことから、ダンパ本体を反転可能に装着することにより弁の開く方向が切り替わり、同じ病室が無菌病室にも、又、隔離病室にも使用することができる。また、ダンパ本体は反転ガイドの中を反転することにより、小さな力でスムーズに反転させることができる。また、ダンパ本体は反転補助機構により支持されて反転することにより、更に、小さな力でスムーズに反転させることができる。また、ダンパ本体と反転ガイドとの間には、隙間を塞ぐシールリングが備えられると、空気の漏洩流れをなくすことが出来る。このため、例えば、病室では、無菌病室あるいは隔離病室をより確実に維持することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る陽圧・陰圧対応差圧調整ダンパの実施形態を添付した図面に従って詳細に説明する。なお、従来例と同一部品には同一符号を付して説明は省略する。図１は陽圧・陰圧対応差圧調整ダンパ１の側面断面図、図２は陽圧・陰圧対応差圧調整ダンパ１の正面図である。また、図３は反転ガイドの側面断面図、および、図４はダンパ本体の側面図である。
【０００９】
図１乃至図４において、陽圧・陰圧対応差圧調整ダンパ１は、壁面６３に取付けられる反転ガイド３と、反転ガイド３に内包されるダンパ本体５と、および、ダンパ本体５を回転駆動して反転させる回転駆動部７とを備えている。反転ガイド３は、側面視で両端部３ａに開口を有する中空円管部３ｂと、中空円管部３ｂの上下の円筒管を接続する側面板部３ｃにより形成されている。また、反転ガイド３は、内面形状が半径Ｒａの中空円筒管により形成されるとともに、その内径部３ｄには、シールリング１１が挿入される左右一対のシールリング溝１３ａ、１３ｂが削成されている。この左右一対のシールリング溝１３ａ、１３ｂは、本実施例では図４の部品図に示すように、中心線Ｃａに対して対称位置に所定の傾斜角度θａで削成されている。なお、上記の反転ガイド３では、シールリング溝１３ａ、１３ｂは中心線Ｃａに対して対称位置に所定の傾斜角度θａで削成されている例を示したが、傾斜角度θａは陽圧あるいは陰圧の設定する差圧に応じて変更しても良い。
【００１０】
また、シールリング溝１３ａ、１３ｂはＶ字形状で形成したが、通常の凹形状あるいはＵ字形状でも良い。また、ガイド３では、外形形状が側面視で円筒形状に形成されているが、外縁形状は任意に設定でき、矩形形状でも良く、また、正面視で矩形形状に形成されているが、これも任意の外形形状とし得る。
【００１１】
ダンパ本体５は、前記反転ガイド３内を回転する回転部２１と、回転部２１に保持されるとともに差圧により開閉する弁体部２３により形成されている。回転部２１は、前記反転ガイド３に所定の曲面隙間Ｓａを有して配置される回転体２５と、回転体２５に保持されるとともに、反転ガイド３内を転動して回転体２５を支持するベアリング２７と、回転体２５に保持されるとともに反転ガイド３内を移動し、反転ガイド３の左右一対のシールリング溝１３ａ、１３ｂのいずれかに挿入され曲面隙間Ｓａをシールするシールリング１１とにより形成されている。
【００１２】
回転体２５は、側面視では前記反転ガイド３に所定の曲面隙間Ｓａを有して配置される球帯部２５ａと、両端が平坦部で形成され、前記反転ガイド３の中心線Ｃａに近接側の一端側平面部２５ｂ、および、他端側の平面部２５ｃとからなっている。回転体２５は、正面視では矩形形状２５ｄ（図２に示す）に形成されており、反転ガイド３の側面板部３ｃとの間に所定の直線隙間Ｓｂを有して配置されている。回転体２５の矩形形状２５ｄと反転ガイド３の側面板部３ｃとの間の直線隙間Ｓｂも、前記と同様に、シールリング１１により空気の流通をシールしている。なお、上記において、反転ガイド３の側面板部３ｃとの間に所定の直線隙間Ｓｂを有して例を示したが、直線隙間Ｓｂを小さくしてこの部分のシールリング１１を省略することもできる。回転体２５は、正面視でその中心部に空気が流れる円形形状よりなる空気流通孔２５ｅと、その中心部に配設されるとともに一端側平面部２５ｂに連結支持され、かつ、後述する弁体部２３を支持するとともに、回転駆動部７に結合される回転軸受け部２５ｆとにより形成されている。回転軸受け部２５ｆは、本実施例では、一端側平面部２５ｂに縦に配置されて結合されている。
【００１３】
ベアリング２７は、反転補助機構であり、回転体２５の球帯部２５ａに一部埋設されて保持され、かつ、所定間隔離間して配置される複数のボール球２７ａにより形成されている。複数のボール球２７ａは、反転ガイド３の内径部３ｄに転動自在に挿入されており、反転ガイド３によりボール球２７ａを介してダンパ本体５を反転補助機構として反転自在に支持している。上記のベアリング２７の反転補助機構は、ボール球２７ａにより形成したが、無給油軸受、あるいは、オイレス軸受等のスライドベアリングにより形成しても良い。
【００１４】
シールリング１１は、三角形状に形成されており、材料は、ニトリルゴム、フッ素ゴム、シリコンゴム等の合成ゴム、あるいはテフロン、ナイロン等の合成樹脂により形成されている。シールリング１１は、回転体２５の球帯部２５ａに一部埋設されて保持され、回転体２５の回転により反転ガイド３内を移動し、反転ガイド３に設けられた左右一対のシールリング溝１３ａ、１３ｂのいずれかに挿入される。また、上記のシールリング１１は、回転体２５の球帯部２５ａに貼り付け、あるいは、焼き付けられていても良く、また、形状は通常のＯリングを用いても良い。
【００１５】
弁体部２３は、図５あるいは図６に示すように、回転体２５の中心側に配置された一端側平面部２５ｂに結合される回転軸受け部２５ｆに取着されている。回転軸受け部２５ｆは、回転体２５の中心部に配設され、回転体２５と一体に形成されている。回転軸受け部２５ｆは、後述する回転軸４１に連結して、回転体２５を回動する。弁体部２３は、回転軸受け部２５ｆに固着され、垂直に立設されたシャフト２９と、シャフト２９に枢密に挿入され、シャフト２９に沿って摺動自在な弁３１と、弁３１の上側に配置され、弁３１に自重を付与しているバランスウエイト３３とにより形成されている。弁３１は、シャフト２９に枢密に挿入され摺動するスリーブ３５と、スリーブ３５に付設された羽根３７とにより形成されている。また、スリーブ３５にはスライドベアリング３５ａが挿入され、シャフト２９に沿って円滑に摺動するように形成されている。羽根３７は、お椀型形状により形成されるとともに、そのお椀型形状部３７ａの外周部にパッキン部３７ｂが形成されている。羽根３７は、回転体２５の空気流通孔２５ｅを覆って空気の流通、遮断を制御している。羽根３７のパッキン部３７ｂは、回転体２５の中心側に配置された一端側平面部２５ｂに当接したとき、空気の流通を遮断（シール）している。また、羽根３７は、差圧が生ずると、バランスウエイト３３、スリーブ３５、および羽根３７等の弁３１の自重に抗して押し上げて、羽根３７のパッキン部３７ｂと回転体２５の一端側平面部２５ｂとの間に差圧に応じた場合に開口を形成し、一定の差圧になるように空気の流通量を制御している。回転体２５の中心側の他端平面部２５ｃ側には、整流板３９（図１に示す）が取着され、空気流通孔２５ｅを通った気流方向（空気の流れ方向）を整流している。シャフト２９の先端部には、ダンパ本体５の回転時あるいは揺動時に弁体部２３が落下しないようにスナップリング２９ａが取着されている。
【００１６】
回転駆動部７は、回転軸受け部２５ｆに結合してダンパ本体５を回転する回転軸４１と、回転軸４１を回転あるいは揺動するモータ４３とにより形成されている。回転軸４１の中心位置Ｏａ（図１および図４に示す）は、反転ガイド３の回転の中心位置Ｃｂ（図３に示す）に一致した位置に設けられている。回転軸４１は、回転体２５に明けられた孔２５ｇを貫通して、モータ４３と回転軸受け部２５ｆとが連結されている。回転軸４１は、例えば、図５あるいは図６に示すように、インボリートスプライン４１ａにより回転軸受け部２５ｆに結合し、モータ４３の回転力を受けている。この結合は、セレーション、角形スプライン、キー、あるいは、コッタによっても良く。この回転力を受けて、固定結合されているダンパ本体５の回転体２５を回転している。この回転軸４１とモータ４３とが、図５に示すように、直線で結合された場合には、モータ４３は壁６３の内に収納される。また、直角形の場合には、図６に示すように、回転駆動部７は、回転軸受け部２５ｆに結合してダンパ本体５を回転する回転軸４１と、回転軸４１を回転するモータ４３と、トルクの伝達方向を変更するギヤボックス４５により形成されている。この直角形の場合には、かさ歯車４５ａあるいは図示しないウオーム歯車等が組み合わされたギヤボックス４５を設けて直角方向に回転軸４１が曲げられるため、モータ４３は壁面６３の外側に設置できる。このモータ４５は図示しないスイッチにより回転させられる。
【００１７】
以上のように構成された陽圧・陰圧対応差圧調整ダンパ１の作動について、図７および図８を用いて説明する。図７において、例えば、壁面６３の左側室Ｌｍ（図示の左側）が陽圧であり、右側室Ｒｍが陰圧あるいは大気圧とする。この場合には、図示しないスイッチが操作されてモータ４３が回転軸４１を回転する。回転軸４１は、モータ４３の回転力を回転軸受け部２５ｆに伝達し、回転軸受け部２５ｆを介して結合されているダンパ本体５の回転体２５を反転ガイド３内で回転する。このとき、ダンパ本体５の回転体２５は、反転ガイド３内でベアリング２７により支持されて回転するため小さい回転力でスムーズに回転させることができる。ダンパ本体５は反転ガイド３内で回転し、ダンパ本体５に設けられたシールリング１１が反転ガイド３の左側に形成されたシールリング溝１３ａに挿入された状態で停止させる。シールリング溝１３ａは、中心線Ｃａに対して図示の上側が左側に所定の傾斜角度θａに倒れた状態で傾斜している。これにより、側面視で、回転体２５の弁体部２３が取着されている一端側平面部２５ｂは、図示の上側が左側に倒れた状態で傾斜して停止する。これに伴い一端側平面部２５ｂに垂直に立設された弁体部２３のシャフト２９は、一端側平面部２５ｂの傾斜角度θａに応じて陰圧側にあるシャフト２９の先端側が右上方に向いて停止する。陽圧側の左側室Ｌｍと、右側室Ｒｍとの差圧Ｐａが設定値以下のときには、弁体部２３の羽根３７は、バランスウエイト３３、スリーブ３５、および羽根３７等の弁３１の自重により、パッキン部３７ｂが一端側平面部２５ｂに当接し空気の流通を遮断（シール）している。差圧Ｐａが設定値以上になると、差圧Ｐａにより、リーブ３３、および羽根３７等の弁３１の自重に抗してシャフト２９に沿って摺動して、羽根３７のパッキン部３７ｂと回転体２５の一端側平面部２５ｂとの間に開口部Ｇａを形成し、一定の差圧Ｐａになるように陽圧の左側室Ｌｍから陰圧あるいは大気圧の右側室Ｒｍに流れる空気の流通量を制御している。これにより、図示しない供給口より新鮮で無菌の空気を供給するとともに、陽圧の左側室Ｌｍの空気をパッキン部３７ｂと回転体２５の一端側平面部２５ｂとの間の開口部Ｇａから陰圧あるいは大気圧の右側室Ｒｍに流すことにより、例えば、陽圧の左側室Ｌｍは無菌病室として使用することができる。
【００１８】
また、図８において、例えば、壁面６３の左側室Ｌｍ（図示の左側）が陰圧あるいは大気圧であり、右側室Ｒｍが陽圧とする。この場合には、前記と同様に、図示しないスイッチが操作されてモータ４３が回転軸４１を回転する。回転軸４１は、モータ４３の回転力を回転軸受け部２５ｆに伝達し、回転軸受け部２５ｆを介して結合されているダンパ本体５の回転体２５を反転ガイド３内で回転し、ダンパ本体５に設けられたシールリング１１が反転ガイド３の右側に形成されたシールリング溝１３ｂに挿入された状態で停止させる。シールリング溝１３ａは、中心線Ｃａに対して図示の上側が右側に所定の傾斜角度θａに倒れた状態で傾斜している。これにより、側面視で、回転体２５の弁体部２３が取着されている一端側平面部２５ｂは、図示の上側が左側に倒れた状態で傾斜している。これに伴い一端側平面部２５ｂに垂直に立設された弁体部２３のシャフト２９は、一端側平面部２５ｂの傾斜角度θａに応じて陰圧側にあるシャフト２９の先端側が左上方に向いて停止する。陽圧側の右側室Ｒｍと、左側室Ｌｍとの差圧Ｐａが設定値以下のときには、弁体部２３の羽根３７は、バランスウエイト３３、スリーブ３５、および羽根３７等の弁３１の自重により、パッキン部３７ｂが一端側平面部２５ｂに当接し空気の流通を遮断（シール）している。差圧Ｐａが設定値以上になると、差圧Ｐａにより、スリーブ３５、および羽根３７等の弁３１の自重に抗してシャフト２９に沿って摺動して、羽根３７のパッキン部３７ｂと回転体２５の一端側平面部２５ｂとの間が開口部Ｇａを形成し、一定の差圧Ｐａになるように陽圧の右側室Ｒｍから陰圧あるいは大気圧の左側室Ｌｍに流れる空気の流通量を制御している。これにより、陽圧の右側室Ｒｍを新鮮な空気にすることにより、陽圧の右側室Ｒｍの空気をパッキン部３７ｂと回転体２５の平面部２５ｂとの間の開口部Ｇａから陰圧あるいは大気圧の左側室Ｌｍに流すことができ、また、陰圧の左側室Ｌｍから陽圧の右側室Ｒｍに空気が流れることがなくなるため、例えば、陰圧の左側室Ｒｍは隔離病室として使用することができる。上記のごとく、ダンパ本体５が回転軸４１により回転されることにより弁３１の開く方向が切り替わり、同じ左側室Ｌｍの病室が無菌病室にも、又、隔離病室にも使用することができる。同様に、右側室Ｒｍの病室が無菌病室にも、又、隔離病室にも使用することができる。なお、上記実施例では、モータによりダンパ本体を回転させ、室を陽圧、あるいは、陰圧に切り替えていたが、手動により回転軸を回転させるようにしても良い。
【００１９】
上記に記載したように本発明は、空気の圧力制御が行われる室に配設され、差圧により開閉する弁を有するダンパ本体と、大気圧に対して陽圧あるいは陰圧に切り替えた室内の圧力に対応してダンパ本体を回転する回転軸とを有する構成にしたため、差圧により開閉する弁を有するダンパ本体を回転可能にし、室内の陽圧あるいは陰圧に対応してダンパ本体を回転し容易に空気の流れを切り替えることができ、同じ室を陽圧および陰圧のいずれにも使用できる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明における陽圧・陰圧対応差圧調整ダンパによれば、空気の圧力制御が行われる室に差圧により開閉する弁を有するダンパ本体が配設され、このダンパ本体が回転軸の回転により、所望される室内の陰圧あるいは陽圧になるので、同じ室が陽圧あるいは陰圧の両方に容易に切り替えて使用することが出来る。このため、従来の壁面が汚れることが無くなるとともに、工期期間が不要になる。これにより、例えば、病院等では、同じ室が無菌病室あるいは隔離病室で使用することが可能となり、病院等の経営効率を向上することができる。ダンパ本体は反転ガイドの中を回転することにより、小さな力によりスムーズに回転させることができる。また、ダンパ本体は反転補助機構により支持されて回転することで、更に、小さな力によりスムーズに回転させることができる。このため、モータは回転力が小さく出来るために小型化することができ、収納場所を小さく出来るのでスペース的あるいは意匠的に良好に設置できる。また、ダンパ本体と反転ガイドとの間には、隙間を塞ぐシールリングが備えられているために空気の流れをなくすことが出来るため、例えば、病室では、無菌病室あるいは隔離病室をより確実に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る陽圧・陰圧対応差圧調整ダンパの側面断面図である。
【図２】本発明に係る陽圧・陰圧対応差圧調整ダンパの正面図である。
【図３】本発明に係る反転ガイドの側面断面図である。
【図４】本発明に係るダンパ本体の側面図である。
【図５】本発明に係る第１実施例の弁体部および回転駆動部の側面断面図である。
【図６】本発明に係る第２実施例の弁体部および回転駆動部の側面断面図である。
【図７】本発明に係る陽圧・陰圧対応差圧調整ダンパの作動を説明する側面断面図である。
【図８】図７における陽圧・陰圧対応差圧調整ダンパの切替時の作動を説明する側面断面図である。
【図９】従来のダンパの側面図である。
【図１０】従来のダンパの平面図である。
【図１１】従来の他の実施例におけるダンパの側面図である。
【符号の説明】
１………陽圧・陰圧対応差圧調整ダンパ、３………反転ガイド、
５………ダンパ本体、７………回転駆動部、１１………シールリング、
１３ａ、１３ｂ………シールリング溝、２１………回転部、２３………弁体部、
２５………回転体、２５ｅ………空気流通孔、２５ｆ………回転軸受け部、
２７………ベアリング（反転補助機構）、２９………シャフト、３１………弁、
３３………バランスウエイト、３５………スリーブ、３７………羽根、
３９………整流板、４１………回転軸、４３………モータ、
４５………ギヤボックス
【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】
0003830019.tif 000009
【図９】
0003830019.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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