説明

暖房便座装置及びトイレ装置

【課題】温風により暖房しつつ座面の温度のムラを抑制した暖房便座装置及びこれを備えたトイレ装置を提供する。
【解決手段】送風部と、前記送風部により送風される空気を加熱する加熱部と、前記加熱された空気を噴出する吹出口と、が設けられたケーシングと、前記ケーシングに対して回動自在に軸支され、前記吹出口から噴出された前記空気が流れる風路が設けられた便座と、を備え、前記便座の座面と前記風路との間の伝熱抵抗は、前記風路の下流側よりも上流側において高いことを特徴とする暖房便座装置を提供する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、暖房便座装置及びトイレ装置に関し、より具体的には、温風により便座を暖房する暖房便座装置及びこれを備えたトイレ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
水洗便器の便座を暖房できると、気温の低い冬場などでもトイレを快適に使用することができる。便座を暖房する手段として、便座内に風路を設けて温風を通過させる方法がある(特許文献1)。また、便座内の風路に、温風を循環させる暖房便座も開示されている(特許文献2)。温風を循環させると、排熱を抑制し少ないヒータパワーで効率的に便座を暖房することが可能となる。
【0003】
ところが、特許文献1に開示された温風暖房便座の場合、温風吹出口から吹き出した温風は、吹出口よりも低い位置にある便座内の風路へと導かれる。従って、温風は風路の内壁に衝突しながら進むことになり、局所的な熱交換により便座の座面の温度にムラが生じやすい。
また、特許文献1及び特許文献2のいずれに開示された暖房便座においても、便座の中に設けた風路の上流側よりも下流側の温度が低くなる傾向がある。これは、風路の上流側で熱交換により温度が低下した風が下流側に至るからである。その結果として、便座の座面の温度が不均一になり、使用者に不快感を与えるおそれがある。
【特許文献1】特開平11−253360号公報
【特許文献2】実開平5−237047号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、温風により暖房しつつ座面の温度のムラを抑制した暖房便座装置及びこれを備えたトイレ装置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】
【0005】
本発明の一態様によれば、送風部と、前記送風部により送風される空気を加熱する加熱部と、前記加熱された空気を噴出する吹出口と、が設けられたケーシングと、前記ケーシングに対して回動自在に軸支され、前記吹出口から噴出された前記空気が流れる風路が設けられた便座と、を備え、前記便座の座面と前記風路との間の伝熱抵抗は、前記風路の下流側よりも上流側において高いことを特徴とする暖房便座装置が提供される。
【0006】
また、本発明のさらに他の一態様によれば、便器と、前記便器の上に設けられた上記のいずれかの暖房便座装置と、を備えたことを特徴とするトイレ装置が提供される。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、温風により暖房しつつ座面の温度のムラを抑制した暖房便座装置及びこれを備えたトイレ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態にかかる暖房便座装置を備えたトイレ装置の模式斜視図である。
【0009】
本具体例の暖房便座装置は、水洗便器300の上部に設けられたケーシング500を有する。なお、水洗便器300の洗浄機構としては、いわゆる「ロータンク式」でもよく、あるいはロータンクを用いない「水道直圧式」であってもよい。
【0010】
ケーシング500には、便座410及び便蓋400がそれぞれ開閉自在に軸支されている。これら便座410及び便蓋400は、手動により開閉できるとともに、電動開閉機構により自動的に開閉可能としてもよい。そして、本実施形態においては、ケーシング500に温風供給機構550が設けられ、便座410の中に温風を導入することにより便座410の暖房が可能とされている。
【0011】
またさらに、ケーシング500には、衛生洗浄装置としての機能部を併設してもよい。すなわち、この暖房便座装置は、便座410に座った使用者の「おしり」などに向けて水を噴出する吐水ノズル615を有する洗浄機能部などを適宜備える。なお、本願明細書において「水」という場合には、冷水のみならず、加熱されたお湯も含むものとする。またさらに、本具体例の暖房便座装置は、便座に座った使用者の「おしり」などに向けて温風を吹き付けて乾燥させる温風乾燥機能や、便器のボウル内の空気を吸い込み、フィルタや触媒などを介して臭気成分を低減させる脱臭機能や、トイレ室内に温風を吹き出してトイレ室を暖房する室内暖房機能などを有するものとすることができる。これらの動作は、例えば、ケーシング500とは別体として設けられたリモコン200により操作可能としてもよい。ただし、本発明においては、吐水ノズル615やその他の付加機能部は必ずしも設けなくてもよく、便座410の温風暖房機構が設けられていればよい。
【0012】
図2は、本実施形態の便座暖房機構を表す概念図である。なお、図2以降の各図に関しては、既出の図面について説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
本具体例は、温風循環式の暖房便座装置である。ケーシング500の中には、温風供給機構550として、例えば、ファン552とヒータ554とが設けられている。ファン552から送出された空気はヒータ554により加熱されて温風が生成され、この温風は送出部560を介して、便座410の中に導入される。便座410の中には、温風の風路412が形成されており、送出部560から便座410の風路412に導入された温風は、便座410の中を流れ、戻入部570を介してケーシング500の温風供給機構550に戻る。すなわち、本具体例の便座暖房機構は、便座410が閉じられた状態において、温風供給機構550、送出部560、風路412、戻入部570、温風供給機構550という循環路を形成し、温風がこの循環路を繰り返し流れるようにされている。このようにすれば、排熱を抑制して熱効率の優れた温風暖房が可能となる。そして、この温風暖房機構の動作は、例えばリモコン200により制御可能とされている。すなわち、リモコン200に便座410の温度を表示させたり、温度を設定可能とすることができる。
【0013】
送出部560においては、ケーシング500の側に温風の吹出口が設けられ、便座410の側にも、この吹出口に対応した導入口が設けられている。戻入部570についても、便座410の側に温風の吹出口が設けられ、ケーシング500の側も、これに対応した導入口が設けられたものとすることができる。なお、後に詳述するように、戻入部570は送出部560に隣接させてもよい。
【0014】
以上説明したように、本具体例においては、閉じられた状態の便座410の中に温風を導入し暖房可能とされている。本具体例によれば、特許文献2に開示されている温風暖房便座のように伸縮自在のダクトにより便座410とケーシング500とを接続していないので、便座410をケーシング500から取り外して清掃や水洗いなどする際にも、簡単に取り外し、再装着することができる。
【0015】
そして、本実施形態においては、便座410の座面と風路412との間の伝熱抵抗が、下流側よりも上流側において相対的に高いものとされている。具体的には、例えば便座410の構造、材質、風路の形態の少なくともいずれかを、上流側と下流側とで異なるものとすることにより、上流側における伝熱抵抗を下流側における伝熱抵抗よりも相対的に高くする。こうすることにより、温風で暖房した際の便座410の座面の温度のムラを抑制することができる。
【0016】
図3は、図2に表した循環式の暖房便座装置における便座の座面温度の分布を例示する模式図である。
ここでは参考例として、便座410の構造、材質、風路の形態は、中心線Cに対して左右対称とした。つまり、便座410の座面と風路412との間の伝熱抵抗は、中心線Cに対して左右対称とされている。この参考例の便座の風路412に温風を循環させ、温度が定常状態に達した時、送出部560の近傍における温風の温度は25.7℃、戻入部570の近傍における温風の温度は15.3℃だけ室温を上回っていた。そして、この時に、便座410の座面の温度は、上流側で15.4℃、先端付近で13.6℃、下流側で11.3℃だけそれぞれ室温を上回っていた。つまり、便座410の座面の温度は、上流側と下流側とで4℃近く異なることが分かる。これは、上流側において温風と便座410との間の熱交換が進み、温度が低下した温風が下流側に至るからであると考えられる。しかし、このような座面の温度のムラは、便座410に座る使用者に対して不快感を与えるおそれがある。
【0017】
これに対して、本実施形態においては、図2に表したように、便座410の座面と便座内風路412との間の伝熱抵抗が下流側よりも上流側において高くなるようにされている。こうすることにより、上流側における熱交換を抑制し、便座410の座面の温度をより均一に近づけることができる。本実施形態の便座410の具体的な構成については、後に具体例を挙げて詳述する。
【0018】
図4は、本発明を適用できるもうひとつの暖房便座装置を表す概念図である。
本具体例は、温風通過式の暖房便座装置である。すなわち、本具体例においては、便座410の中に2つの風路412A、412Bが設けられている。これら風路412A、412Bは、便座410の先端付近に設けられた仕切り418により仕切られている。温風供給機構550から送出された温風は、送出部560A、560Bを介して便座の中の風路412A、412Bにそれぞれ導かれる。風路412A、412Bの先端には図示しない排気口がそれぞれ設けられ、温風は矢印A、Bで表したように便座410から外部に排出される。なお、仕切り418を設けずに、便座内風路412A、412Bを流れた温風が、便座の先端付近で合流し、便座410の先端付近に設けられたひとつあるいは複数の排気口から排出されるようにしてもよい。
【0019】
このように本具体例においては温風は循環されず、便座410の中を通過して排出される。本具体例においても、風路412A、412Bの上流側において温風と便座410との間の熱交換が先行するので、便座410の座面の温度は、後方(ケーシング500に近い側)で高く、先端に向かって低くなる。
【0020】
これに対して、本実施形態においては、このような暖房便座装置においても、便座410の座面と風路412A、412Bとの間の伝熱抵抗が、風路412A、412Bのそれぞれにおいて下流側よりも上流側で相対的に高くなるようにされている。こうすることにより、風路412A、412Bのそれぞれにおいて上流側における熱交換を抑制し、便座410の座面の温度をより均一に近づけることができる。
【0021】
以下、本実施形態について具体例を参照しつつさらに詳細に説明する。
図5は、本実施形態の暖房便座装置において用いることができる便座410の組立図である。
本具体例の便座410は、表面に座面を有する上板420と、便器の側に設けられる下板422と、を、ネジ430で結合した構造を有する。組み立てた状態において、上板420と下板422との間に風路412(または412A、412B)が形成される。すなわち、上板420は風路412の上部を構成し、下板422は風路412の下部を構成する。
【0022】
図6は、図5のA−A線断面図である。
すなわち、この具体例は、図2に関して前述した温風循環式の暖房便座装置に本発明を適用した一具体例を表す。本具体例においては、下板422は、断熱材(緩衝層)423と底板424とからなる。上板420と下板422とを結合した状態において、上板420と断熱材423との間に風路412が形成される。断熱材423は底板424よりも熱伝導率の低い材料からなり、風路412を流れる温風から下方に向けた熱の放出を抑制する役割を有する。上板420と底板424は、例えばポリプロピレンなどの樹脂で形成してもよく、あるいはアルミニウムなどの金属で形成してもよい。そして、本具体例においては、下流側(図6において左側)における上板420の厚みt2よりも、上流側(図6において右側)における上板420の厚みt1のほうが厚くされている。こうすることにより、上流側での座面410Sと風路412との間の伝熱抵抗を下流側よりも高くすることができ、上流側での熱交換を抑制できる。その結果として、上流側と下流側の座面410Sの温度を近づけることができる。
【0023】
なお、図6には、図5のA−A線断面のみを表したが、本実施形態においては、風路412に沿って、上板420の厚みを連続的あるいは段階的に変化させることができる。すなわち、上板420の厚みを上流側から下流側に向けて連続的または段階的に薄くすることにより、座面410Sの温度を均一に近づけることができる。
【0024】
図7は、図4に表した温風通過式の暖房便座装置の便座410の断面構造の風路412A(または412B)に沿って展開した模式図である。
本具体例においても、便座410の下板422は、断熱材423と底板424とからなる。上板420と断熱材423との間に風路412A(412B)が形成され、温風が矢印Wの方向に流れる。そして、上板420の厚みは、上流側において厚く、下流側において薄くされている。このようにすれば、上流側において座面410Sと風路412A(412B)との間の伝熱抵抗を相対的に高くすることができ、熱交換を抑制して座面410Sの温度をより均一に近づけることができる。
【0025】
図8は、本実施形態の暖房便座装置において用いることができる別の便座410の組立図である。
また、図9は、本具体例の便座410の断面構造を表す模式図である。
【0026】
本具体例においては、上板420の上に、表面層442とクッション層444とからなる表皮部440が設けられる。表面層442は、例えば布や通気性を有する樹脂層などからなり、使用者が座った時の座面の「ヒヤリ感」を低減する。クッション層444は例えば発泡性のウレタンなどの柔軟な材料や低反発性の材料などからなり、便座410に座った使用者の「おしり」にかかる応力を分散して快適な座り心地を与えることができる。
このような表皮部440を設けることにより、風路412から上板420を介して伝達される熱を分散させることができ、座面410Sにおける温度のムラを緩和できる。
【0027】
また、図9(a)及び(b)に表したように、表皮部440は、上板420や下板422に対して着脱可能としてもよい。このようにすれば、例えば表皮部440が汚れた時に取り外して洗うことができ、また、表皮部440のみを交換することもできる。また、これとは逆に、例えば底板424の裏面側に汚れが付着した場合などに、表皮部440を取り外してから下板422を水洗いすれば、表皮部440を濡らすことがない。なお、表皮部440を上板420または下板422に固定する方法としては、例えば、ボタンやジッパー、フックなどの各種の方法を挙げることができる。
【0028】
図10は、図8に表した便座410のA−A線断面図であり、図8及び図9に表した便座410に本発明を適用した一例を表す模式図である。
本具体例は、図2に関して前述した温風循環式の暖房便座装置に本発明を適用したものである。本具体例においては、表皮部440の厚みが下流側(向かって左側)よりも上流側(向かった右側)において厚くされている(t1>t2)。すなわち、上流側のほうがクッション層444が厚くされている。このようにすれば、上流側での座面410Sと風路412との間の伝熱抵抗を下流側よりも高くすることができ、上流側での熱交換を抑制できる。その結果として、上流側と下流側の座面410Sの温度を近づけることができる。
【0029】
なお、図10においては、クッション層444の厚みを変化させているが、その代わりに、あるいはクッション層444の厚みとともに、表面層442の厚みを変化させてもよい。つまり、表面層442の厚みを上流側において相対的に厚くしてもよい。
【0030】
また、図4に関して前述した温風通過式の暖房便座装置の場合には、表皮部440の厚みを風路412A、412Bに沿った下流側よりも上流側において厚くすればよい。
【0031】
図11も、図8に表した便座410のA−A線断面図であり、図8及び図9に表した便座410に本発明を適用した第2の具体例を表す模式図である。
本具体例は、図2に関して前述した温風循環式の暖房便座装置に本発明を適用したものである。本具体例においては、上板420の厚みが下流側(向かって左側)よりも上流側(向かった右側)において厚くされている(t1>t2)。こうすれば、図6に関して前述したものと同様に、上流側での座面410Sと風路412との間の伝熱抵抗を下流側よりも高くすることができ、上流側での熱交換を抑制できる。その結果として、上流側と下流側の座面410Sの温度を近づけることができる。
【0032】
また本具体例に関しても、図4に関して前述した温風通過式の暖房便座装置の場合には、上板420の厚みを風路412A、412Bに沿った下流側よりも上流側において厚くすればよい。
【0033】
図12も、図8に表した便座410のA−A線断面図であり、図8及び図9に表した便座410に本発明を適用した第3の具体例を表す模式図である。
本具体例は、図2に関して前述した温風循環式の暖房便座装置に本発明を適用したものである。本具体例においては、上流側において、風路412と座面410Sとの間に緩衝層450が挿入されている。緩衝層450は、熱の伝達を抑制する作用を有し、その材料としては、樹脂、繊維、紙類をはじめとする各種のものを挙げることができる。緩衝層450を挿入すれば、上流側での座面410Sと風路412との間の伝熱抵抗を下流側よりも高くすることができ、上流側での熱交換を抑制できる。その結果として、上流側と下流側の座面410Sの温度を近づけることができる。
【0034】
緩衝層450の厚みは一定である必要はなく、例えば、上流側から下流側に向けて緩衝層450の厚みが連続的あるいは段階的に薄くなるようにしてもよい。このようにすれば、座面410Sの全体に亘って温度を均一に近づけることが可能となる。
【0035】
また、本具体例に関しても、図4に関して前述した温風通過式の暖房便座装置の場合には、風路412A、412Bに沿った上流側に緩衝層450を挿入すればよい。
【0036】
図13は、図5に表した便座410のA−A線断面図であり、図2に関して前述した温風循環式の暖房便座装置に本発明を適用した具体例を表す。
本具体例においては、上板420の材質が上流側と下流側とで異なる。すなわち、上流側の上板420Aの材質は、下流側の上板420Bの材質よりも伝熱抵抗が高い。このようにすれば、上流側での座面410Sと風路412との間の伝熱抵抗を下流側よりも高くすることができ、上流側での熱交換を抑制できる。その結果として、上流側と下流側の座面410Sの温度を近づけることができる。
【0037】
ここで、例えば、上流側の上板420Aを樹脂により形成し、下流側の上板420Bを金属により形成するというように、異なる母材を用いてもよい。一方、例えば、上板420を構成する樹脂の母材にガラス繊維などの添加材を混入し、添加材の混合比率を上流側と下流側とで変える方法もある。こうすれば、上流側から下流側に亘り、上板420の伝熱抵抗を連続的に変化させることも可能となる。この場合、母材に混入する添加材は、伝熱抵抗を上げるものでも下げるものでもよい。伝熱抵抗を上げる添加材を母材に混入する場合には、下流側よりも上流側において混合量を増加させればよい。これとは逆に、伝熱抵抗を下げる添加材を母材に混入する場合には、上流側よりも下流側において混合量を増加させればよい。
【0038】
また本具体例に関しても、図4に関して前述した温風通過式の暖房便座装置の場合には、上板420の材質を風路412A、412Bに沿った下流側よりも上流側において伝熱抵抗が高くなるように変えればよい。
【0039】
図14は、図8に表した便座410のA−A線断面図であり、図2に関して前述した温風循環式の暖房便座装置に本発明を適用した具体例を表す。
本具体例においては、クッション層444の伝熱抵抗が上流側と下流側とで異なる。すなわち、上流側のクッション層444Aの伝熱抵抗は、下流側のクッション層444Bの伝熱抵抗よりも高い。このようにしても、上流側での座面410Sと風路412との間の伝熱抵抗を下流側よりも高くすることができ、上流側での熱交換を抑制できる。その結果として、上流側と下流側の座面410Sの温度を近づけることができる。
【0040】
例えば上流側と下流側とで、異なる材料のクッション層444をそれぞれ用いてもよい。一方、例えば、クッション層444を構成する発泡性材料の材質を上流側から下流側に亘り、連続的または段階的に変化させてもよい。クッション層444の伝熱抵抗を制御する方法として、その発泡率あるいは空気含有率を変える方法がある。例えば、空気含有率を上げると、伝熱抵抗を上げることができる。
【0041】
また本具体例に関しても、図4に関して前述した温風通過式の暖房便座装置の場合には、クッション層444の材質を風路412A、412Bに沿った下流側よりも上流側において伝熱抵抗が高くなるように変えればよい。
【0042】
なお、図14においては、クッション層444の材質を変化させているが、その代わりに、あるいはクッション層444の材質とともに、表面層442の材質を変化させてもよい。つまり、表面層442の材質を上流側において相対的に伝熱抵抗が高いものとしてもよい。
【0043】
図15は、図8に表した便座410のA−A線断面図であり、図2に関して前述した温風循環式の暖房便座装置に本発明を適用した具体例を表す。
本具体例においては、図13に関して前述したものと同様に、上板420の材質が上流側と下流側とで異なる。すなわち、上流側の上板420Aの材質は、下流側の上板420Bの材質よりも伝熱抵抗が高い。このようにすれば、上流側での座面410Sと風路412との間の伝熱抵抗を下流側よりも高くすることができ、上流側での熱交換を抑制できる。その結果として、上流側と下流側の座面410Sの温度を近づけることができる。
【0044】
図13に関して前述したように、例えば、上流側の上板420Aを樹脂により形成し、下流側の上板420Bを金属により形成するというように、異なる母材を用いてもよい。一方、例えば、上板420を構成する樹脂の母材にガラス繊維などを混入し、その混合比率を上流側と下流側とで変える方法もある。こうすれば、上流側から下流側に亘り、上板420の伝熱抵抗を連続的に変化させることも可能となる。この場合、母材に混入する材料は、伝熱抵抗を上げるものでも下げるものでもよい。伝熱抵抗を上げる材料を母材に混入する場合には、下流側よりも上流側において混合量を増加させればよい。これとは逆に、伝熱抵抗を下げる材料を母材に混入する場合には、上流側よりも下流側において混合量を増加させればよい。
【0045】
また本具体例に関しても、図4に関して前述した温風通過式の暖房便座装置の場合には、上板420の材質を風路412A、412Bに沿った下流側よりも上流側において伝熱抵抗が高くなるように変えればよい。
【0046】
図16も、図8に表した便座410のA−A線断面図であり、図2に関して前述した温風循環式の暖房便座装置に本発明を適用した具体例を表す。
本具体例においては、上流側において、上板420またはクッション層444の少なくともいずれかが、伝熱抵抗層460を含む2層構造とされている。伝熱抵抗層460は、図12に関して前述した緩衝層450と同様に熱の伝達を抑制する作用を有し、その材料としては、樹脂、繊維、紙類をはじめとする各種のものを挙げることができる。伝熱抵抗層460を含む2層構造とすれば、上流側での座面410Sと風路412との間の伝熱抵抗を下流側よりも高くすることができ、上流側での熱交換を抑制できる。その結果として、上流側と下流側の座面410Sの温度を近づけることができる。
【0047】
図12に関して前述した緩衝層450と同様に、本具体例においても、伝熱抵抗層460の厚みは一定である必要はなく、例えば、上流側から下流側に向けて伝熱抵抗層460の厚みが連続的あるいは段階的に薄くなるようにしてもよい。このようにすれば、座面410Sの全体に亘って温度を均一に近づけることが可能となる。
【0048】
また、本具体例に関しても、図4に関して前述した温風通過式の暖房便座装置の場合には、風路412A、412Bに沿った上流側に伝熱抵抗層460を挿入すればよい。
【0049】
次に、本発明の第2の実施の形態として、便座410に設けられた風路412の形態に変化を与えた暖房便座装置について説明する。
図17〜図19の(a)は、図8に表した便座410の断面図に対応し、(b)は、風路412の模式平面図である。すなわち、図17〜図19は、図2に関して前述した温風循環式の暖房便座装置に本実施形態を適用した具体例を表す。
本具体例においては、便座410に設けられた風路412の形態が、上流側と下流側とで異なる。すなわち、温風との接触面積が、上流側で小さく、下流側で大きくなるように風路412が形成されている。このために、下流側の風路412に邪魔壁を有する邪魔板470が設けられている。
図17に表した本具体例における邪魔板470は、風路412の左右に交互に立設され、風路412を流れる温風が邪魔板470に衝突しながら左右にジグザグに流れるようにされている。
一方、図18に表した具体例においては、一対の邪魔板472の間を通過した温風が風路の中央に立設された邪魔板474に衝突するように風路412が形成されている。
また、図19に表した具体例においては、風路412の左右に交互に立設された邪魔板476は上板420には接触せず、温風の通り道が確保されている。
【0050】
図17〜図19に表したいずれの具体例においても、下流側において温風と邪魔板470との接触により温風が撹拌され熱交換が促進される。一方、上流側にはこのような邪魔板470が設けられていないので、温風は矢印で表したようにスムーズに流れ、温風との接触面積は小さく、熱交換は抑制される。その結果として、上流側と下流側の座面410Sの温度を近づけることができる。さらには、風路412を流れる温風が、風路412の中央に立設された邪魔板474によって左右に分流するようにされているため、上流側と下流側との間だけではなく、風路412の内周側と外周側との間についても、温度を近づけることができる。この場合には、邪魔板474は、風路412の内側から外側の温度ムラを解消する突起としての役割も果たす。
図19に表した具体例の場合、邪魔板476の上に隙間が設けられ、温風がこの隙間に導かれることにより上板420の裏面側において熱交換が促進されるので、下流側の温度を上げる効果がより顕著となる。
【0051】
なお、図17〜図19のいずれの具体例についても、上流側から下流側にかけて、邪魔板470〜476のサイズを連続的または段階的に大きくしたり、あるいは邪魔板470〜476の間隔を連続的または段階的に小さくすれば、下流側に向けて温風の衝突面積を増加させることができる。その結果として、上流側と下流側の座面410Sの温度を近づけることができる。
【0052】
また、図17及び図18に表した具体例の場合、邪魔板470〜474を機械的な補強のためのリブとしても活用できる。例えば、図6や図11に関して前述した具体例と、本具体例とを組み合わせる場合、上板420の厚みは下流側において相対的に薄くなる。しかし、上板420の厚みを薄くすると、機械的な強度が低下するため、便座410に座る使用者の体重を支えられない場合もあり得る。これに対して、図17あるいは図18に表したように邪魔板470〜474を立設すれば、これらが上板420を支えるリブとしても作用する。その結果として、厚みが薄い下流側の上板420を機械的に補強することができる。さらに、リブを立設した部位の上板420のたわみを抑制することができるため、上板420の補強だけにとどまらず、上板420と接合する部位の下板422の破損を防ぐことができる。この場合に、リブの代わりに後述する突起のボスを利用しても同様の効果を得ることができる。
【0053】
次に、本実施形態の第4の具体例として、便座の風路412に突起を設けた暖房便座装置について説明する。
図20は、本具体例における便座410の構造を説明するための模式組立図である。
また、図21は、図20のA−A線断面図である。
【0054】
本具体例においては、便座410の風路412に4本の略円柱状の突起480が設けられている。突起480は、上板420と下板422とをネジ430により固定するための略円柱状のボスを兼用している。
【0055】
図22(a)及び(b)は、突起480を設けた場合と設けない場合について座面410Sの温度と外気温度との差分を表す温度分布をそれぞれ測定した結果を表す模式図である。
ここで、風路412を流れる温風の風量は毎秒0.32立方メートルとした。また、温風は、送出部560から便座410の風路412を時計回り方向に流れて戻入部570に至る。なお、ここでは、図20、図21に表した表面層442及びクッション層444は設けずに上板420の表面の温度を測定した。
【0056】
突起480を設けない場合には、図22(b)に表したように上流側で10.3℃、下流側で8.0℃であり、温度差は2.3℃である。これに対して、突起480を設けた場合には、図22(b)に表したように上流側で10.6℃、下流側で9.7℃であり、温度差は0.9℃であった。つまり、突起480を設けることにより、上流側と下流側の温度差が、40パーセント以下にまで縮小した。これは、風路412を流れる温風が、突起480に衝突して撹拌されるためであると考えられる。すなわち、風路412を流れる温風が撹拌されないと、温風は風路412の中を層流状に流れる。この場合、上板420の近くを流れる温風と上板420との間で熱交換が優先的に生ずるので、上板420の近くを流れる温風は上流側で熱を取り去られて温度が低下した状態で下流側に運ばれることとなる。そのため、下流側において上板420に熱を十分に供給できず、座面410Sの温度は、下流側で低くなる。これに対して、突起480を設けることにより、風路412を流れる温風は突起480に衝突して撹拌される。そのため、上流側で上板420に熱を奪われていない温風が撹拌され、下流側において上板420の近くを流れることができ、上板420に熱を供給することができる。その結果として、下流側においても温風と上板420との間の熱交換が促進され、下流側の座面410Sの温度が上昇するものと考えられる。
【0057】
また、突起480を設けることにより、上流側と下流側との間の温度のムラばかりでなく、風路の外周側と内周側との間の温度のムラも低減できる。例えば、図22(b)に符号410Dで表した内周側の部分の温度は6℃以下であり、外周側に比べて外気温度との差分が顕著に小さい。これに対して、突起480を設けた場合には、図22(a)に表したように、これに対応する部分の温度は8℃を超えており、便座の内周側と外周側との温度差は抑制されている。これは、突起480を設けることにより、温風が外周側と内周側とに分流し、またさらに撹拌されるために、風路412の内周側にも温度の高い温風が供給されるためであると考えられる。ここで、温風を外周側と内周側とに分流するという観点からは、突起480を風路の外周側や内周側に寄せて設けるのではなく、中央付近に設けることが望ましい。
【0058】
図23(a)及び(b)は、突起480を設けた場合と設けない場合について座面410Sの温度分布をシミュレーションにより評価した結果を表す模式図である。なお、図中の温度は、上板420の温度と外気温度との差分を表している。
図22に関して前述した実測の結果と同様に、シミュレーションにおいても、突起480を設けることにより、温度が均一に近づくことが分かる。すなわち、突起480を設けない場合には、図23(b)に表したように、上流側で10.9℃、下流側で8.6℃であるが、突起480を設けた場合には、図23(a)に表したように上流側で10.7℃、下流側で9.0℃であった。つまり、突起480を設けることにより、上流側と下流側の温度差が縮小することが分かる。また、図22に関して前述したものと同様に、突起480を設けない場合には図23(b)に表したように下流側の内周側に外気温度との差分が6℃を下回る低温の部分410Dが出現するが、突起480を設けた場合には、図23(a)に表したような対応する部分は8℃以上に維持されている。 以上説明したように、風路412に突起を設けることにより、温風を撹拌し分流することができ、その結果として、上流側と下流側との間、及び外周側と内周側との間の温度のムラを抑制できる。
なお、本実施形態における突起480の形状・サイズ、数などは、図20〜図23に関して前述した具体例には限定されない。すなわち、風路412を流れる温風を撹拌し、あるいは分流するものであれば、種々の形状、サイズを有する突起を任意の数だけ風路412に設けることができる。また、前述した具体例においては、突起480とボスとを兼用したが、本発明はこれには限定されず、ボスの役割を果たさない形態の突起480を設けてもよい。
【0059】
次に、本実施形態の第5の具体例として、風路412の断面積を上流側から下流側に向けて減少させた暖房便座装置について説明する。
図24は、本具体例における便座410を説明するための模式組立図である。
また、図25は、図24のA−A線断面図である。
【0060】
本具体例においては、底板424の上に緩衝層423が設けられ、この断熱材423の厚みを変えることにより、風路412の高さHが上流側から下流側に向かって漸減している。つまり、風路412の断面積が上流側から下流側に向かって漸減している。このようにすると、風路412を流れる温風の流速が徐々に増加し、下流側に進むほど、より狭い風路に絞られることとなる。すると、風路412を流れる温風のうちで、上流側において熱を奪われていない温風と上板420との距離が接近し、熱交換が促進される。その結果として、下流側の座面410Sの温度が上昇し、上流側との温度差が小さくなる。
【0061】
本発明者は、本具体例について、シミュレーションにより座面410Sの温度分布を評価した。
図26は、本発明者が実施したシミュレーションのモデルを説明するための模式図である。すなわち、図26(a)は便座410の平面図であり、図26(b)及び(c)はそのA−A線断面図である。
【0062】
また、図27は、このモデルにおいて設定した風路412の断面積の分布を表すグラフ図である。
【0063】
図26(b)に表したモデルAは、上流側から下流側に向けて風路412の断面積を徐々に縮小させ、最上流部における断面積に対して最下流部における断面積を80パーセントとした。一方、図26(c)に表したモデルBは、同様に上流側から下流側に向けて風路412の断面積を徐々に縮小させ、最上流部の断面積に対して最下流部の断面積を60パーセントとした。
また、図27に表した比較例は、便座の先端部410T(図26(a)参照)において風路412の断面積が最も小さくなる分布を有する。そして、これらモデルA、モデルB、比較例のいずれも、表面層442とクッション層444とを設けず、上板420の表面を座面410Sとしてその温度を求めた。
【0064】
図28(a)は比較例、図28(b)はモデルA、図28(c)はモデルBについてそれぞれ座面410Sの温度の分布を表す模式図である。
ここで、風量は毎秒0.0079立方メートルとした。
【0065】
図28(a)に表した比較例においては、座面410Sの温度と外気温度との差分の温度は全般的に15〜19℃と低く、また、風路が最も絞られる先端410Tのやや上流側に温度が最も高い(〜19℃)の部分410Mが観察された。
【0066】
これに対して、図28(b)に表したモデルAにおいては、座面410Sの温度は全般的に19〜21℃と高くなり、上流側において21.7℃、下流側において19.4℃が得られている。また、図28(a)に表した比較例のように先端410Tの付近に局所的な高温部は観察されなかった。
【0067】
また、図28(c)に表したモデルBにおいては、座面410Sの温度は全般的にさらに高くなり、上流側において23.6℃、下流側において21.9℃が得られた。また、図28(a)に表した比較例のように先端410Tの付近に局所的な高温部は観察されなかった。
【0068】
これらの結果から、風路412の断面積を絞ることにより、座面410Sの温度をより高くできることがわかる。また、図28(a)に表した比較例において先端410Tのやや上流側に温度が高い部分410Mが観察されたことからも、風路410の断面積が絞られる部分の付近において、温風と上板420との熱交換が促進されることが考えられる。つまり、本具体例においては、風路412の断面積を下流側に向けて徐々に小さくすることにより、温風と上板420との熱交換を徐々に促進させ、その結果として、座面410Sの温度を全体的に高くし、さらに上流側と下流側との間の温度差も小さくすることができるものと考えられる。
【0069】
また、本具体例においては、図26に表したように、風路412の上方の上板420の厚みは、上流側と下流側とで同一とされている。そして、風路412に沿って下板422の厚みを徐々に厚くすることにより、風路412の断面積を絞っている。つまり、風路412の下方の下板422は、下流側に向けて徐々に高くなる傾斜を有する。このようにすれば、上板420の伝熱抵抗が下流側に向けて高くなることはなく、温度をより均一に近づけることが容易となる。
【0070】
なおここで、第1実施形態に関して前述したように、上流側における伝熱抵抗を下流側における伝熱抵抗よりも大きくしてもよい。このためには、例えば、上板420の厚みを上流側で厚く、下流側で薄くすればよい。そして、下板422の厚みにさらに大きな分布を設けることにより、風路412の断面積を下流側に向けて徐々に絞ることが可能となる。
【0071】
一方、本具体例においては、図26(b)及び(c)に表したように、座面410Sは外周側が高く、内周側が低くなる傾斜を有する。これは、一般的な便座の座面410Sの形状に準じたものである。そして、本具体例においては、風路412もこれに合わせて傾斜している。つまり、風路412の高さHは外周側から内周側にかけてほぼ一定とされている。このようにすると、温風は外周側と内周側とをいずれもムラなく流れることができ、外周側と内周側との温度差を小さくすることができる。
【0072】
図29は、参考例を表す模式図である。
本参考例においては、風路412の高さHは、外周側で大きく、内周側で小さい。しかし、風路412の高さHがこのような分布を有すると、温風は高さHが大きい部分を流れる傾向があり、外周側の温度に比べて内周側の温度が低下する傾向がある。図29に表しした参考例の場合、下流側の内周側において、相対的に温度が低下した部分410Lが観察される。これに対して、図26〜図28関して前述したモデルA及びモデルBにおいては、このように内周側における温度の低下は観察されず、座面410Sの温度をより均一にすることができる。
【0073】
以上、本発明の第1及び第2の実施の形態について説明した。
次に、これらいずれの実施の形態においても用いることが可能な、便座410に温風を導入する送出部の構造について説明する。
図30は、ケーシング500と便座410の間に設けられた送出部560の断面構造を例示する概念図である。
本具体例の場合、ケーシング500には、突出したダクト(吹出口)562が設けられている。ダクト562の先端にはダンパ(開閉板)564が開閉自在に設けられている。ダクト562は、便座410を開いた状態においては後退し、ケーシング500の前端面が略平坦な面となるようにしてもよい。便座410を閉じた状態においてはダクト562は突出し、便座410に設けられた導入口414に挿入された状態となる。この状態で便座410の風路412に温風を導入することができる。この時、例えばダンパ564の開き角度を調節することにより、矢印で表したように水平方向からみて斜め下方に向けて温風をやや下向きに吹き出させることができる。このようにすると、ダクト562から吹き出した温風が直ちに上板420の裏面に衝突することを防止できる。その結果として、送出部560の近傍において、座面410Sの温度が高くなることを防止できる。
なお、ダンパ564の開き角度を調節する代わりに、ダクト562をやや下向きに傾斜
また、ダクト562の周囲に、弾性材料からなるパッキン568を適宜設けることにより、送出部560おける温風の「漏れ」を抑制できる。また、戻入部570においても同様の構造を採用することができる。
このような構造にすれば、便座410をケーシング500から取り外して清掃や水洗いなどする際にも、簡単に取り外し、再装着することができる。
【0074】
図31は、本発明を適用できる温風循環式の暖房便座装置の動作の一例を表す模式図である。
ケーシング500には、外気を取り込む吸引口580と、空気を排出する排出口582と、が設けられている。そして、これら吸引口580と排出口582に連通する風路には、開閉自在のダンパ(風路切替手段)546、548がそれぞれ設けられている。そして、これらダンパ546、548により開閉される風路の途上には、温風供給機構550として、例えば、ファン(送風部)552とヒータ(加熱部)554とが設けられている。また、ヒータ554の下流側には、外部に連通したダクト592が設けられ、ダンパ590がこのダクト592を開閉自在に設けられている。
【0075】
図31(a)に表したように、循環送風モード(便座暖房運転)においては、ダンパ546、548がそれぞれ閉じられ、またダンパ590がダクト592を閉じた状態とされ、送風が環流される循環風路が形成される。この状態で、ファン552から送出された空気がヒータ554により加熱されて温風が生成され、この温風は送出部560を介して、便座410の中に導入される。便座410の中には、仕切り418により区画された温風の風路(便座内風路)412が形成されている。送出部560から便座410の風路412に導入された温風は、矢印で表したように便座410の中を流れ、戻入部570を介してケーシング500のファン552の上流側に戻る。
【0076】
一方、図31(b)に表したようにダンパ546、548、590を開くと、ヒータ554により暖められた温風は、ダクト592に流れる。この時、便座内風路412はダンパ590、594により両端が閉じられた状態となり、内部の温風は保持されて、便座410の温度が急激に低下することを防止できる。
【0077】
このような暖房便座装置に図5〜図30に関して前述した便座410を設けることにより、座面の温度を均一に近づけて使用感に優れた暖房便座装置を実現できる。
【0078】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、図1乃至図31に関して前述した各具体例は、技術的に可能な範囲において適宜組み合わせることができ、これらも本発明の範囲に包含される。例えば本発明における送出部の具体例として、ダクト(吹出口)562をケーシング500に設けた穴から突出させる構造を例示したが、本発明はこれに限られることはなく、例えば便座410を軸支する軸支部を介して便座に温風を供給する温風暖房便座に対しても適用することができる。
また、暖房便座装置の構造や動作の内容についても、図1乃至図31に関して前述したものには限定されず、当業者が適宜設計変更することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができるものも本発明の要旨を含む限り、本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【0079】
【図1】本発明の実施の形態にかかる暖房便座装置を備えたトイレ装置の模式斜視図である。
【図2】本実施形態の便座暖房機構を表す概念図である。
【図3】図2に表した循環式の暖房便座装置における便座の座面温度の分布を例示する模式図である。
【図4】本発明を適用できるもうひとつの暖房便座装置を表す概念図である。
【図5】本実施形態の暖房便座装置において用いることができる便座410の組立図で
【図6】図5のA−A線断面図である。
【図7】図4に表した温風通過式の暖房便座装置の便座410の断面構造の風路412A(または412B)に沿って展開した模式図である。
【図8】本実施形態の暖房便座装置において用いることができる別の便座410の組立図である。
【図9】本具体例の便座410の断面構造を表す模式図である。
【図10】図8に表した便座410のA−A線断面図であり、図8及び図9に表した便座410に本発明を適用した一例を表す模式図である。
【図11】図8に表した便座410のA−A線断面図であり、図8及び図9に表した便座410に本発明を適用した第2の具体例を表す模式図である。
【図12】図8に表した便座410のA−A線断面図であり、図8及び図9に表した便座410に本発明を適用した第3の具体例を表す模式図である。
【図13】図5に表した便座410のA−A線断面図であり、図2に関して前述した温風循環式の暖房便座装置に本発明を適用した具体例を表す。
【図14】図8に表した便座410のA−A線断面図であり、図2に関して前述した温風循環式の暖房便座装置に本発明を適用した具体例を表す。
【図15】図8に表した便座410のA−A線断面図であり、図2に関して前述した温風循環式の暖房便座装置に本発明を適用した具体例を表す。
【図16】図8に表した便座410のA−A線断面図であり、図2に関して前述した温風循環式の暖房便座装置に本発明を適用した具体例を表す。
【図17】(a)は、図8に表した便座410の断面図であり、(b)は、風路412の模式平面図である。
【図18】(a)は、図8に表した便座410の断面図であり、(b)は、風路412の模式平面図である。
【図19】(a)は、図8に表した便座410の断面図であり、(b)は、風路412の模式平面図である。
【図20】本具体例における便座410の構造を説明するための模式組立図である。
【図21】図20のA−A線断面図である。
【図22】(a)及び(b)は、突起480を設けた場合と設けない場合について座面410Sの温度分布をそれぞれ測定した結果を表す模式図である。
【図23】(a)及び(b)は、突起480を設けた場合と設けない場合について座面410Sの温度分布をシミュレーションにより評価した結果を表す模式図である。
【図24】本具体例における便座410を説明するための模式組立図である。
【図25】図24のA−A線断面図である。
【図26】本発明者が実施したシミュレーションのモデルを説明するための模式図である。
【図27】モデルにおいて設定した風路412の断面積の分布を表すグラフ図である。
【図28】(a)は比較例、(b)はモデルA、(c)はモデルBについてそれぞれ座面410Sの温度の分布を表す模式図である。
【図29】参考例を表す模式図である。
【図30】ケーシング500と便座410の間に設けられた送出部560の断面構造を例示する概念図である。
【図31】本発明を適用できる温風循環式の暖房便座装置の動作の一例を表す模式図である。
【符号の説明】
【0080】
200 リモコン、300 水洗便器、400 便蓋、410 便座、410S 座面、412、412A、412B 風路、414 導入口、418 仕切り、420、420A、420B 上板、422 下板、423 断熱材、424 底板、430 ネジ、440 表皮部、442 表面層、444、444A、444B クッション層、450 緩衝層、460 伝熱抵抗層、470、472、474、476 邪魔板、500 ケーシング、546 ダンパ、550 温風供給機構、552 ファン、554 ヒータ、560 送出部、562 ダクト、564 ダンパ、568 パッキン、570 戻入部、580 吸引口、582 排出口、590 ダンパ、592 ダクト、615 吐水ノズル


【特許請求の範囲】
【請求項1】
送風部と、前記送風部により送風される空気を加熱する加熱部と、前記加熱された空気を噴出する吹出口と、が設けられたケーシングと、
前記ケーシングに対して回動自在に軸支され、前記吹出口から噴出された前記空気が流れる風路が内部に設けられた便座と、
を備え、
前記便座の座面と前記風路との間の伝熱抵抗は、前記風路の下流側よりも上流側において高いことを特徴とする暖房便座装置。
【請求項2】
前記便座は、前記風路の上部を構成する上板と、前記風路の下部を構成する下板と、を有し、
前記上流側における前記上板の厚みは、前記下流側における前記上板の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項1記載の暖房便座装置。
【請求項3】
前記便座は、前記風路の上部を構成する上板と、前記風路の下部を構成する下板と、を有し、
前記上流側における前記上板の材質と、前記下流側における前記上板の材質と、が異なることを特徴とする請求項1または2に記載の暖房便座装置。
【請求項4】
前記便座は、前記座面を構成する表皮部を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の暖房便座装置。
【請求項5】
前記上流側における前記表皮部の厚みは、前記下流側における前記表皮部の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項4記載の暖房便座装置。
【請求項6】
前記便座は、前記上流側において、前記座面と前記風路との間に設けられ前記風路から前記座面への熱の伝導を抑制する緩衝層をさらに有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の暖房便座装置。
【請求項7】
前記上板は、母材と、伝熱抵抗を上昇させる添加材と、を含有し、
前記上流側における前記添加材の混合量は、前記下流側における前記添加材の混合量よりも大きいことを特徴とする請求項3記載の暖房便座装置。
【請求項8】
前記表皮部は、空気を含有したクッション層を有し、
前記上流側における前記クッション層の空気含有率は、前記下流側における前記クッション層の空気含有率よりも大きいことを特徴とする請求項4記載の暖房便座装置。
【請求項9】
前記風路を流れる前記空気の移動を妨げる邪魔壁を前記下流側に設けたことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1つに記載の暖房便座装置。
【請求項10】
送風部と、前記送風部により送風される空気を加熱する加熱部と、前記加熱された空気を噴出する吹出口と、が設けられたケーシングと、
前記ケーシングに対して回動自在に軸支され、前記吹出口から噴出された前記空気が流れる風路が内部に設けられた便座と、
を備え、
前記風路内に、前記風路を流れる空気の移動を、前記便座の外側面の方向と内側面の方向とに分流する突起が設けられたことを特徴とする暖房便座。
【請求項11】
前記風路の断面積は、上流側から下流側に向けて漸減することを特徴とする請求項1〜10のいずれか1つに記載の暖房便座装置。
【請求項12】
前記便座は、前記風路の下方に設けられ前記風路からの熱の伝導を抑制する緩衝層をさらに有することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1つに記載の暖房便座装置。
【請求項13】
前記吹出口は、水平方向からみて斜め下方に向けて前記空気を噴出することを特徴とする請求項1〜12のいずれか1つに記載の暖房便座装置。
【請求項14】
前記吹出口に、開閉自在な開閉板が設けられ、
前記開閉板が開いた状態において、水平方向からみて斜め下方に向けて前記空気を噴出することを特徴とする請求項1〜13のいずれか1つに記載の暖房便座装置。
【請求項15】
前記吹出口から噴出され前記風路に導入される前記空気の漏れだしを抑制するパッキンをさらに備えたことを特徴とする請求項1〜14のいずれか1つに記載の暖房便座装置。
【請求項16】
便器と、
前記便器の上に設けられた請求項1〜15のいずれか1つに記載の暖房便座装置と、
を備えたことを特徴とするトイレ装置。


【図1】
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【図2】
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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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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図24】
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【図25】
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【図26】
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【図27】
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【図30】
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【図31】
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【図3】
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【図22】
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【図23】
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【図28】
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【図29】
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