(57)【要約】【課題】付勢手段に用いたねじりコイルバネが破断したとしても破断片が脱落することがなく、また、ねじりコイルバネの交換容易として、安全性と保守性の両立を図る。【解決手段】筒部１１と、筒部１１の下部に揺動可能に設けられる開閉部１５と、開閉部１５を付勢する付勢手段２１とを備えるホッパ装置４において、付勢手段２１が、固定板２２と、固定板２２の外側にあって開閉部１５の開閉動作に追従して回動する可動板２４と、可動板２４の回動中心となる軸部２５と、軸部２５に取り付けられるねじりコイルバネ２６と、固定板２２に突設され、可動板２４との間にねじりコイルバネ２６の線径より小さい隙間が設けられ、ねじりコイルバネ２６の一方腕部が巻き付けられる固定ピンと、可動板２４に突設され、固定板２２との間にねじりコイルバネ２６の線径より小さい隙間が設けられ、ねじりコイルバネ２６の他方腕部が巻き付けられる可動ピン３２とを備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に物品を受け入れるための受入口（１２）を有し、下部に前記物品を排出するための排出口（１３）を有する筒部（１１）と、
前記筒部の下部に揺動可能に設けられて前記排出口を開閉自在とし、閉じた状態で前記筒部内に前記物品を貯留し、開いた状態で該物品を落下排出する開閉部（１５）と、
前記開閉部を開閉いずれかの向きに付勢する付勢手段（２１）と、を備えるホッパ装置（４）において、
前記付勢手段が、前記筒部を支持する固定板（２２）と、
前記固定板と対向して設けられ、前記開閉部の開閉動作に追従して回動する可動板（２４）と、
前記固定板と前記可動板の間にあって該可動板の回動中心となる軸部（２５）と、
前記軸部をコイル部分（２７）に挿通させて取り付けられるねじりコイルバネ（２６）と、
前記固定板に突設され、該固定板と対向する前記可動板とは非接触であるとともに該可動板との間に前記ねじりコイルバネの線径より小さい隙間（Ａ，Ｂ）が設けられ、前記ねじりコイルバネの一方の腕部（２８）の先端部（２９）が巻き付けられる固定ピン（３１）と、
前記可動板に突設され、該可動板と対向する前記固定板とは非接触であるとともに該固定板との間に前記ねじりコイルバネの線径より小さい隙間（Ａ，Ｂ）が設けられ、前記ねじりコイルバネの他方の腕部（２８）の先端部（２９）が巻き付けられる可動ピン（３２）と、
を具備することを特徴とするホッパ装置。
【請求項２】
前記ねじりコイルバネ（２６）は、その取付け状態において二本の前記腕部（２８，２８）が互いに離間する方向に付勢しているときには該腕部が前記固定ピン（３１）及び前記可動ピン（３２）に対して内側から外側に向かって巻き付けられていることを特徴とする請求項１記載のホッパ装置。
【請求項３】
前記ねじりコイルバネ（２６）は、その取付け状態において二本の前記腕部（２８，２８）が互いに近接する方向に付勢しているときには該腕部が前記固定ピン（３１）及び前記可動ピン（３２）に対して外側から内側に向かって巻き付けられていることを特徴とする請求項１記載のホッパ装置。
【請求項４】
前記固定板（２２）が一対で設けられ、
前記可動板（２４）が前記一対の固定板のそれぞれの外側に設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載のホッパ装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１つに記載のホッパ装置（４）が鉛直方向に複数配設されてチャンネルを形成し、前記チャンネルが所定の並び方向に複数並んでいることを特徴とする組合せ計量装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品（主に食品）を受入口から受け入れて排出口から排出するホッパ装置と、このホッパ装置を複数備え、前記物品を所定量となるように計量して組み合わせて排出する組合せ計量装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、組合せ計量装置は、複数の計量部で計量された物品の組合せの中から目標重量範囲となる組合せを選定し、その選定された物品を集合排出するように構成されている。また、組合せ計量装置における物品の集合、計量などにはホッパ装置が使用されている。このホッパ装置は、上部に受入口を有し、下部に排出口を有している。また、ホッパ装置は、シャッタなどの開閉部によって排出口を開閉自在としている。
【０００３】
上述したようなホッパ装置では、開閉部がホッパ装置の本体（筒部）の両側面の下部に一対の回動軸を介して揺動可能に取り付けられている。通常、開閉部はバネなどを有する付勢手段によって閉じる向きに付勢されている。
【０００４】
下記特許文献１の第６図には、排出口を開閉する開閉部が付勢手段によって付勢されたホッパ装置のことが開示されている。このホッパ装置では、開閉部が筒部の側面にピン枢支されるとともに、開閉部の側部にレバーが設けられ、レバーの上端と筒部の間に圧縮バネが介装されることで開閉部は閉じる向きに常時付勢される。さらに、レバーの下端がエアシリンダのロッドに接続されており、このロッドの伸縮によって開閉部を開閉することができる。
【０００５】
ところが、圧縮バネはメンテナンス時などに脱落しやすいという欠点があった。また、圧縮バネを使用すると装置構成が複雑になるという問題があった。
【０００６】
そのため、近年ではホッパ装置の付勢手段にねじりコイルバネを用いることが多い。ねじりコイルバネは、コイル部分を軸部に挿通させているため脱落することがなく、軸部の軸方向に引き抜くだけで取り外すことができるため交換が容易という利点がある。また、ねじりコイルバネは、このバネが有する二本の腕部のうちの一方の先端部がホッパ装置の筒部側に設けられたピン（固定ピン）に引っ掛けられ、他方の先端部が開閉部側に設けられたピン（可動ピン）に引っ掛けられる。
【特許文献１】実公平３−７７９０号公報  第６図
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来のホッパ装置のように付勢手段にねじりコイルバネを用いた場合、長期間（数年）使用したときや、何らかの原因で傷ついたときなどに二本の腕部のところで破断する可能性があった。特に腕部の先端部は撓みによる応力が集中するため他の箇所よりも破断しやすく、その破断片が落下して物品に混入してしまうと大変危険である。
【０００８】
また、ねじりコイルバネの二本の腕部の先端部を板金などで挟み込んで筒部側及び開閉部側に固定する方法がとられることがあるが、腕部の先端部を固定してしまうとねじりコイルバネを簡単に取り外せなくなるため交換作業が煩雑になり、メンテナンス性（保守性）が低下するという問題があった。
【０００９】
そこで本発明は、上記状況に鑑みてなされたもので、開閉部の付勢手段に用いたねじりコイルバネが破断したとしてもその破断片が脱落することがなく、交換も容易となることから安全性と保守性の両立を実現したホッパ装置と、このホッパ装置を備えた組合せ計量装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
本発明の請求項１記載のホッパ装置は、上部に物品を受け入れるための受入口１２を有し、下部に前記物品を排出するための排出口１３を有する筒部１１と、
前記筒部１１の下部に揺動可能に設けられて前記排出口１３を開閉自在とし、閉じた状態で前記筒部１１内に前記物品を貯留し、開いた状態で該物品を落下排出する開閉部１５と、
前記開閉部１５を開閉いずれかの向きに付勢する付勢手段２１と、を備えるホッパ装置４において、
前記付勢手段２１が、前記筒部１１を支持する固定板２２と、
前記固定板２２と対向して設けられ、前記開閉部１５の開閉動作に追従して回動する可動板２４と、
前記固定板２２と前記可動板２４の間にあって該可動板２４の回動中心となる軸部２５と、
前記軸部２５をコイル部分２７に挿通させて取り付けられるねじりコイルバネ２６と、
前記固定板２２に突設され、該固定板２２と対向する前記可動板２４とは非接触であるとともに該可動板２４との間に前記ねじりコイルバネ２６の線径より小さい隙間Ａ，Ｂが設けられ、前記ねじりコイルバネ２６の一方の腕部２８の先端部２９が巻き付けられる固定ピン３１と、
前記可動板２４に突設され、該可動板２４と対向する前記固定板２２とは非接触であるとともに該固定板２２との間に前記ねじりコイルバネ２６の線径より小さい隙間Ａ，Ｂが設けられ、前記ねじりコイルバネ２６の他方の腕部２８の先端部２９が巻き付けられる可動ピン３２と、を具備することを特徴としている。
【００１１】
請求項２記載のホッパ装置は、前記ねじりコイルバネ２６は、その取付け状態において二本の前記腕部２８，２８が互いに離間する方向に付勢しているときには該腕部２８，２８が前記固定ピン３１及び前記可動ピン３２に対して内側から外側に向かって巻き付けられていることを特徴としている。
【００１２】
請求項３記載のホッパ装置は、前記ねじりコイルバネ２６は、その取付け状態において二本の前記腕部２８，２８が互いに近接する方向に付勢しているときには該腕部２８，２８が前記固定ピン３１及び前記可動ピン３２に対して外側から内側に向かって巻き付けられていることを特徴としている。
【００１３】
請求項４記載の組合せ計量装置は、前記固定板２２が一対で設けられ、
前記可動板２４が前記一対の固定板２２，２２のそれぞれの外側に設けられていることを特徴としている。
【００１４】
請求項５記載の組合せ計量装置は、請求項１〜４の何れか１つに記載のホッパ装置４が鉛直方向に複数配設されてチャンネルを形成し、前記チャンネルが所定の並び方向に複数並んでいることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によるホッパ装置によれば、開閉部を付勢するためのねじりコイルバネの二本の腕部の先端部が、固定ピン及び可動ピンに巻き付けられているため、仮に腕部の先端部が破断しても破断片が固定ピン及び可動ピンに留まり、各ピンから脱落することを防ぐことができる。更に、固定ピンと可動板の間、可動ピンと固定板の間がねじりコイルバネの線径よりも小さい隙間であるため、この隙間から各ピンに巻き付いている破断片が脱落することを確実に防ぐことができる。これにより、安全性が高まる。さらに、ねじりコイルバネは交換性がよく、メンテナンス時などの取り付け・取り外し作業が容易となるため、保守性が高まる。
【００１６】
また、ねじりコイルバネ（腕部）の付勢方向に応じて固定ピン及び可動ピンに巻き付ける向きを変えることでその最先端部に応力が集中することを避けることができる。この結果、破断片は環形状となり、確実に各ピンに留まるようになる。
【００１７】
さらに、固定板が一対で設けられているとともに、これら一対の固定板のそれぞれに可動板と、軸部と、ねじりコイルバネとが設けられているため、開閉部に十分な付勢力を与えることできる。これにより、このホッパ装置（筒部）が一回に収容する物品の重量が重くてなっても開閉部を確実に閉じることができる。また、開閉部が筒部の排出口の幅方向に対してバランスよく閉じるように力を与えることができる。
【００１８】
さらに、本発明による組合せ計量装置によれば、物品の組合せ計量中に仮にホッパ装置のねじりコイルバネが破断したとしても、その破断片が物品に混入することがなくなり、安全性が高まる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。
図１は本発明による組合せ計量装置の一実施の形態を示す正面図である。
【００２０】
この実施の形態は、物品（主に食品など）を所定量ずつ包装するために、物品を所定量となるように計量して組み合わせて排出する組合せ計量装置である。
【００２１】
図１に示すように、この組合せ計量装置１は、物品を略放射方向に分散するための分散フィーダ２と、分散フィーダ２によって分散された物品を供給搬送するための複数の供給トラフ３と、供給トラフ３の下方に配設された複数のホッパ装置４と、ホッパ装置４の下方に配設された集合シュート５とを備えている。なお、この組合せ計量装置１は、物品を供給搬送する供給トラフ３が分散フィーダ２を中心として略放射状に配設されたいわゆる円形タイプの組合せ計量装置である。
【００２２】
また、ホッパ装置４は、鉛直方向に並んでおり、上からストックホッパ４ａ、計量ホッパ４ｂの順に配設されている。ストックホッパ４ａと計量ホッパ４ｂは一つのチャンネルを形成している。そして、このチャンネルが所定の並び方向（図１では分散フィーダを中心とした円周方向）に複数並んでいる。
【００２３】
ストックホッパ４ａは、供給トラフ３から供給された物品を所定量ずつ蓄えて計量ホッパ４ｂに排出する。計量ホッパ４ｂは、ストックホッパ４ａから排出された物品をそれぞれの計量器で計量し、計量後に組合せ選定し、組合せ選定後に下方の集合シュート５に排出する。
【００２４】
なお、計量ホッパ４ｂの計量器からの計量信号は、図示しない組合せ選定手段に入力される。組合せ選定手段は、計量ホッパ４ｂに供給された物品の重量を計量器の計量信号に基づいて記憶し、例えば包装ラインなどから排出要求信号を受けると、計量された物品の重量の組合せの中から目標重量範囲内の組合せを選定し、選定した物品を収容している計量ホッパ４ｂに対応する設定信号を出力する。これにより、目標重量範囲内の重量に組み合わせられた物品が集合シュート５によって包装ラインなどに集合排出される。
【００２５】
また、組合せ選定手段による物品の選定方法にはいくつかの方法があるが、ここでは、計量ホッパ４ｂに収容された物品の中から組合せを選定し、選定した物品のみを集合シュート５に排出する方法が採用されている。
【００２６】
ここから、ホッパ装置（ストックホッパ、計量ホッパ）の構成について説明する。
図２は本発明によるホッパ装置の一実施の形態を示す斜視図、図３（ａ），（ｂ）は同実施の付勢手段の動作を示す説明図、図４及び図５は同実施の形態の付勢手段を構成する固定ピン及び可動ピンと固定板及び可動板の関係を示す説明図、図６（ａ），（ｂ）は同実施の開閉部の開閉動作を示す側面図である。
【００２７】
図２に示すように、このホッパ装置４は、筒部１１と、開閉部１５と、付勢手段２１と、リンク機構４１とを備えている。
【００２８】
筒部１１は、略矩形筒状に形成されており、その上部に物品を受け入れるための受入口１２を有し、下部に物品を排出するための排出口１３を有している。筒部１１の下部（排出口１３の断面）は背面側から正面側にかけて下り傾斜している。
【００２９】
開閉部１５は、略矩形の底板１６と、底板１６の両側部が略直角に折り曲げられた一対の側板１７，１７とからなる。また、側板１７には受部１８が設けられており、受部１８に筒部１１の両側面に突設されたピン１４，１４が挿通される。これにより、開閉部１５は筒部１１の下部にピン１４を中心に揺動可能に取り付けられる。さらに、底板１６には後述するリンク機構４１に連結される一対の突片１９，１９が設けられている。
【００３０】
また、開閉部１５は、筒部１１の排出口１３を開閉自在とするものであり、開閉部１５が閉じた状態では筒部１１内に物品を貯留し、開閉部１５が開いた状態では筒部１１内の物品を落下させて筒部１１内から排出する。
【００３１】
図２〜５に示すように、開閉部１５を開閉いずれかの向き（この実施の形態では閉じる向き）に付勢する付勢手段２１は、固定板２２と、可動板２４と、軸部２５と、ねじりコイルバネ２６と、固定ピン３１と、可動ピン３２とを備えている。
【００３２】
固定板２２は、略Ｌ字形に形成されており、筒部１１の背面側に一対で設けられている。一対の固定板２２，２２は、上述した組合せ計量装置１の本体と筒部１１の間にあって筒部１１を支持している。また、一対の固定板２２，２２の間には、組合せ計量装置１の本体が備えるフック部（図６参照）に引っ掛けて取り付けるための二本の取付けシャフト２３，２３が上下に並んで設けられている。
【００３３】
可動板２４は、略半円形に形成されており、一対の固定板２２，２２の外側に設けられているとともに、各固定板２２と対向して設けられている。また、可動板２４は軸部２５の先端部に固定されている。軸部２５は、可動板２４の回動中心となるものである。この軸部２５にはねじりコイルバネ２６が取り付けられる。
【００３４】
ねじりコイルバネ２６は、コイル部分２７と、コイル部分２７の両端部から伸びた二本の腕部２８，２８とからなる。上述したように、ねじりコイルバネ２６は、コイル部分２７を軸部２５に挿通させて取り付けられる。なお、ねじりコイルバネにはＳＵＳ製のものなどがある。
【００３５】
図４に示すように、固定板２２には、固定板２２と可動板２４に間において可動板２４側に向けて固定ピン３１が突設されている。固定ピン３１の先端部と可動板２４とは互いの干渉を防ぐために非接触であり、隙間Ａが設けられている。この隙間Ａは、ねじりコイルバネ２６の線径よりも小さい隙間となっている。
【００３６】
また、可動板２４には、固定板２２と可動板２４の間において固定板２２側に向けて可動ピン３２が突設されている。可動ピン３２の先端部と固定板２２とは非接触であり、互いの干渉を防ぐために隙間Ａが設けられている。この隙間Ａは、ねじりコイルバネ２６の線径よりも小さい隙間となっている。
【００３７】
図５に示すように、固定板２２と可動板２４には、それぞれ円弧状の長孔３３，３４が設けられている。固定板２２の長孔３３は、可動板２４の回動に伴う可動ピン３２の移動軌跡に沿って設けられており、可動板２４の長孔３４は、可動板２４が回動に伴い固定ピン３１がたどる軌跡に沿って設けられている。なお、これらの各長孔３３，３４には固定ピン３１及び可動ピン３２が挿通されていてもよい。また、図５に示すように、側方から見て、各ピン３１，３２と各長孔３３，３４とは非接触であり、隙間Ｂが設けられている。この隙間Ｂは、ねじりコイルバネ２６の線径よりも小さい隙間となっている。
【００３８】
図３に示すように、ねじりコイルバネ２６は、その二本の腕部２８，２８のうちの一方の先端部２９が固定ピン３１に巻き付けられ、他方の先端部２９が可動ピン３２に巻き付けられている。また、図３では、ねじりコイルバネ２６の二本の腕部２８，２８は、互いに離間する方向（図３中矢線方向）に付勢しており、このとき、先端部２９で応力が集中するのは各ピン３１，３２の内側に位置する部分である。そのため、そこに最先端部２９ａが位置しないように、二本の腕部２８，２８は各ピン３１，３２に対して内側から外側に向かって巻き付けられている。
【００３９】
図６に示すように、前述したリンク機構４１は、連結板４２と、中間板４４とから構成されている。
【００４０】
連結板４２は、一対の固定板２２，２２のそれぞれの内側に設けられ、その一端部が前記軸部２５の基端部に固定されている。したがって、連結板４２が回動すると軸部２５が回動し、軸部２５の回動に伴って前記可動板２４が回動する。また、連結板４２の他端部は、中間板４４に連結されている。さらに、一対の連結板４２，４２の間には、後述する駆動手段と動力的に連結される連結シャフト４３が設けられている。
【００４１】
中間板４４は、一端部が上述したように連結板４２に連結され、他端部が前記開閉部１５の突片１９に連結されている。なお、各連結部分はピン枢支されている。
【００４２】
図６に示すように、このリンク機構４１は、連結板４２の連結シャフト４３が前述した駆動手段としてのモータ５１から偏心して伸びている出力軸５２の出力端部５３に連結されていることで開閉部１５の開閉が可能となる。図６（ａ）に示すように、モータ５１の回転駆動によって出力軸５２の出力端部５３が回転移動する。そして、図６（ｂ）に示すように、出力端部５３が上方に移動しているときには、出力端部５３の移動によって連結シャフト４３が上方に移動し、中間板４４を介して突片１９が筒部１１の背面側に引っ張られて開閉部１５が開くようになる。また、出力端部５３が下方に移動しているときには、開閉部１５は付勢手段２１によって付勢されているため閉じるようになる。
【００４３】
上述した実施の形態によれば、開閉部１５を付勢するためのねじりコイルバネ２６の二本の腕部２８，２８の先端部２９，２９が、固定ピン３１及び可動ピン３２に巻き付けられているため、腕部２８の先端部２９が破断してもその破断片が固定ピン３１及び可動ピン３２に留まり、各ピン３１，３２から脱落することを防ぐことができる。また、固定ピン３１と可動板２４の間、可動ピン３２と固定板２２の間がねじりコイルバネ２６の線径よりも小さい隙間であるため、この隙間Ａ，Ｂから各ピン３１，３２に巻き付いている破断片が脱落することを更に確実に防ぐことができる。
【００４４】
また、ねじりコイルバネ２６（腕部２８）の付勢方向に応じて、その先端部２９の固定ピン３１及び可動ピン３２に巻き付ける向きを変えることでその最先端部２９ａに応力が集中することを避けることができる。この結果、破断片は環形状となり、確実に各ピン３１，３２に留まるようになる。
【００４５】
さらに、固定板２２が一対で設けられているとともに、これら一対の固定板２２，２２のそれぞれに可動板２４と、軸部２５と、ねじりコイルバネ２６とが設けられているため、開閉部１５に十分な付勢力を与えることできる。これにより、このホッパ装置４（筒部１１）が一回に収容する物品の重量が重くてなっても開閉部１５を確実に閉じることができる。また、開閉部１５が筒部１１の排出口１３の幅方向に対してバランスよく閉じるように力を与えることができる。
【００４６】
そして、物品の組合せ計量中にねじりコイルバネ２６が破断したとしても、その破断片が物品に混入することがなくなる。
【００４７】
なお、上述した実施の形態では、ねじりコイルバネ２６の二本の腕部２８，２８が離間する方向に付勢しているため先端部２９が各ピン３１，３２の内側から外側に向かって巻き付けられているが、図７に示すように、例えば二本の腕部２８，２８が近接する方向に付勢するねじりコイルバネ２６を取り付けた場合には、先端部２９を各ピン３１，３２の外側から内側に向かって巻き付けることで最先端部２９ａに応力が集中することを避けることができる。なお、図中の矢線はねじりコイルバネ２６の付勢方向を示している。
【００４８】
また、上述した実施の形態では、開閉部１５を付勢する付勢手段２１である固定板２２及び可動板２４は一対で設けられる構成としているが、付勢手段２１（固定板２２及び可動板２４）が一つだけであってもよい。例えば、ホッパ装置４が一回に収容する物品の重量が軽い場合や、ホッパ装置４自体が小型である場合などでは、開閉部１５に加わる力が小さいことから、このような場合は付勢手段２１が一対で設けられる必要はなく、いずれか片方だけがあればよい。
【００４９】
さらに、付勢手段２１が設けられる位置は、上述した実施の形態で説明した位置に限定する必要はなく、付勢手段２１である固定板２２と可動板２４とが対向して軸部２５を中心に回動する機構を有しているのであれば、ホッパ装置４におけるいずれの位置に設けられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明による組合せ計量装置の一実施の形態を示す正面図である。
【図２】本発明によるホッパ装置の一実施の形態を示す斜視図である。
【図３】（ａ），（ｂ）同実施の形態の付勢手段の動作を示す説明図である。
【図４】同実施の形態の付勢手段を構成する固定ピン及び可動ピンと固定板及び可動板の関係を示す説明図である。
【図５】同実施の形態の付勢手段を構成する固定ピン及び可動ピンと固定板及び可動板の関係を示す説明図である。
【図６】（ａ），（ｂ）同実施の形態の開閉部の開閉動作を示す側面図である。
【図７】（ａ），（ｂ）付勢手段（ねじりコイルバネ）の他の例の動作を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５１】
４…ホッパ装置
１１…筒部
１２…受入口
１３…排出口
１５…開閉部
２１…付勢手段
２２…固定板
２４…可動板
２５…軸部
２６…ねじりコイルバネ
２７…コイル部分
２８…腕部
２９…先端部
３１…固定ピン
３２…可動ピン
Ａ，Ｂ…隙間
【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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