(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送路により搬送される紙葉類を厚み方向に重ねて集積する紙葉類集積装置において、
前記厚み方向と略平行かつ前記搬送方向と略垂直である仕切面のうち、前記搬送路の搬送方向の下流側にある仕切面から、前記搬送方向の上流側に突出して設けられた係止手段と、前記係止手段の上流側および下流側に移動可能であるカバー手段とを有し、前記カバー手段は前記紙葉類と接する部位の摩擦係数が前記係止手段の摩擦係数より低く、前記紙葉類を集積するときは前記係止手段の少なくとも一部が前記搬送方上流側に突出するように付勢されて移動し、前記紙葉類を該紙葉類集積装置の外部へ取り出すときは前記係止手段が前記カバー手段の前記搬送方向下流側に位置するように付勢されて移動するカバー手段であることを特徴とする紙葉類集積装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、区分情報が付与された紙葉類を該区分情報に従い区分する紙葉類区分装置における紙葉類を集積する紙葉類集積装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
紙葉類の集積装置において、下流側の仕切面に突出部を設けたものとして、例えば特開平１０−１５７９０６号公報記載の紙葉類の集積機構がある。
【０００３】
この集積機構では、紙葉類の取り出し側になるにしたがい、搬送方向上流側に傾斜したストッププレートが示されている。紙葉類を整列して集積するためには、例えば前述のストッププレートのように、取り出し口側が突出した構造とし、また突出部の摩擦係数を高くすると良い。しかし、突出部に引っかかり、取り出しにくいという問題があった。前述の例ではこの点について触れられていない。
【０００４】
特開平１０−２０３７０９号公報記載の紙葉類集積装置には、下流側の壁面に、紙葉類を集積する際に紙葉類の衝突時の衝撃を柔らげるゴム部材を固着させておき、更に、このゴム部材の表面に紙葉類の衝突による摩耗を防ぐためにプラスチック平面部材を固着させた技術が記載されている。図８の説明において、紙葉類の投入基準位置Ｅからのゴム部材の端部の位置は、紙葉類の投入基準位置Ｅからの紙葉類の重心位置Ｇよりも、紙葉類の取り出し側になるように配置することが記載されている。しかし、搬送される紙葉類が単一の紙葉からなる葉書のような構造の場合、重心位置が葉書の形態に対して一様に決まるが、封書の如き紙葉類であると重心位置が封書の形態に対して一様に決まらない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、搬送される紙葉類がいかなる種類のものであっても安定して集積し、集積装置から紙葉類を取り出す際にスムーズに取り出すことができる、紙葉類区分装置における紙葉類集積装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、前記厚み方向と略平行かつ前記搬送方向と略垂直である仕切面のうち、前記搬送路の搬送方向の下流側にある仕切面から、前記搬送方向の上流側に突出して設けられた係止手段と、前記係止手段の上流側および下流側に移動可能であるカバー手段とを有し、前記カバー手段は前記紙葉類と接する部位の摩擦係数が前記係止手段の摩擦係数より低く、前記紙葉類を集積するときは前記係止手段の少なくとも一部が前記搬送方上流側に突出するように付勢されて移動し、前記紙葉類を該紙葉類集積装置の外部へ取り出すときは前記係止手段が前記カバー手段の前記搬送方向下流側に位置するように付勢されて移動するカバー手段であることにより達成することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の紙葉類集積装置を適用した例として、書状区分機を図１に示す。
【００１０】
本発明の装置で取り扱う紙葉類の一例は、葉書や封書などの定形の郵便書状である。
【００１１】
書状区分機は、書状１に記された宛名やバーコードなどの区分情報を読取り、この区分情報によって書状の区分処理を行うものである。以下に構成要素を説明する。
【００１２】
まず、５０は紙葉類集積装置であり、ここでは書状を厚み方向に重ねて集積するものである。その詳細な構成は後に述べる。
【００１３】
２は、厚み方向に重ねられた書状１を運搬するホッパである。
【００１４】
３は、書状１を１通ずつ順次供給する供給部である。供給部３は、例えば、穴の開いたベルトを用いて、穴を通じてエアを吸引して書状１をベルトに吸着し、ベルトを移動することにより、書状１を1通ずつ分離して供給する構成となっている。なお、図1において供給部３は書状１を下側へ供給する構成になっているが、本発明において供給方向は上側など、いずれであってもかまわない。
【００１５】
４は、書状１を搬送する搬送路であり、例えば対向するベルトにより書状１を挟持して搬送する。
【００１６】
５は異物検知部であり、書状１が本書状区分機５０の処理に適さないことを検知する。例えば書状１の大きさや硬さが不適当であることや２枚以上重なって供給されることを、書状の通過時間や搬送路の変形により検知する。
【００１７】
６は第１の搬送ゲートであり、例えば書状1の搬送方向を切り換えるゲート部材をソレノイドで駆動する構成になっている。
【００１８】
７は、箱様の形状を有する第１のリジェクト集積手段である。
【００１９】
８は、書状１の姿勢を修正する第１の整位部であり、例えば搬送方向に対して斜行したベルトにより、書状の一辺を搬送の基準となる面に押し付けて書状の姿勢を整える。９は書状１の区分情報を読みとる読み取り部である。書状区分機５０における区分情報の一例は、文字やバーコードで書かれた宛名である。第１の整位部８は読み取り部９より上流側にあって、書状１の姿勢を整えてから読み取り部９へ搬送することにより、読み取り精度を向上する。
【００２０】
１０は重送検知部であり、供給部３において誤って書状１を２枚以上重ねて供給したことを検知する。例えば対向するベルト同士を異なる搬送速度とし、重なった書状同士をずらし、長さの変化を検出することにより、重送と判断する。
【００２１】
１１は第２の搬送ゲートであり、例えば書状1の搬送方向を切り換えるゲート部材をソレノイドで駆動する構成になっている。
【００２２】
１２は、箱様の形状を有する第２のリジェクト集積手段である。
【００２３】
１３は、書状１の姿勢を修正する第２の整位部であり、１４は書状１の区分情報にしたがってバーコードなどの機械コードを印刷する印刷部である。第２の整位部１３は印刷部１４より上流側にあって、書状１の姿勢を整えてから印刷部８へ搬送することにより、所定の位置に印刷する。
【００２４】
１５は、印刷確認部であり、例えばバーコードリーダである。
【００２５】
１６は、書状１を各段に振り分ける段ゲートである。
【００２６】
１７は、紙葉類集積装置５０を取り付けるベース部材である。図１において、ベース部材１８は一枚の平板からなるように描いてあるが、複数の部材から構成された基準面であってもよい。
【００２７】
１８は、書状区分機の動作状況を表示する表示手段であり、例えば三色信号灯やLCDディスプレーなどを用いて、正常処理中であることや異常が発生したことなどを作業者に知らせる。
【００２８】
１９は、紙葉類集積装置５０に割り当てる区分情報のパターンを設定する区分設定手段であり、例えばタッチパネルや複数のスイッチからなる。
【００２９】
図２に紙葉類集積装置５０の実施形態の一例を示す。
【００３０】
５１は区分ゲートであり、例えばゲート片とそれを駆動するソレノイドなどのアクチュエータとからなる。区分ゲート５１は、書状１を紙葉類集積装置５０へ導入するときは搬送路４と交叉する。一方、導入しないときは搬送路４と交叉せずに、点線で示すように搬送路４の下側に収納される。これによって、書状１を選択的に導入することができる。
【００３１】
また、５２はゲートセンサである。例えば一対のフォトダイオードとフォトトランジスタからなり、書状１によって光軸が遮光されることにより、書状１の搬送位置を検出する。
【００３２】
５３は集積ガイドであり、集積ガイド５３は屈曲した平板からなり、ガイド支点５４を中心に、矢印Ｂで示すように揺動する構成になっている。
【００３３】
５５は底板であり、例えばアクリル板からなる。底板５５は、底板支点５６を中心に、矢印Ｃのように揺動する構成になっており、図示しない弾性体によって、書状が集積されていないときは傾斜し、書状が多数集積されたときは略水平になるように支持されている。書状１は、書状１が集積されていないときは、底板５５にその片面を接して集積され、書状１が既に集積されているときは、それに片面を接して集積されるように、書状１の厚み方向に重なって順次集積される。
【００３４】
また、底板５５は底板支点５６を中心に揺動するとしたが、略水平の状態で書状の厚み方向に移動するようにバネ等の弾性体等で支持する構造であってもよい。さらに、書状を集積する量が減少するが、底板５５を固定した構造であってもよい。
【００３５】
５７は仕切板であり、搬送路４の搬送方向に隣接して配置された紙葉類集積装置５０を区切る板である。また、５７ａは搬送方向下流側の、５７ｂは搬送方向上流側の仕切板をそれぞれ指すものとする。
【００３６】
５８は係止手段であり、例えばゴムなどの表面が高摩擦の粘弾性体からなり、書状１を整列して集積する機能がある。係止手段５８については後に詳しく説明する。
【００３７】
５９は満杯検知手段であり、例えば一対のダイオードとフォトトランジスタとからなり、光軸が遮光されることにより、満杯を検知する。
【００３８】
１７はベースであり、紙葉類集積装置５０の奥側の壁を構成し、仕切板５７などが取り付けられている。また、搬送路４での搬送の基準でもあり、書状１の奥側の辺は、ベース１７に沿うように搬送される。
【００３９】
以上の構成の紙葉類集積装置５０に、書状１を投入したときの集積手順について説明する。
【００４０】
書状１は搬送路４で矢印イの向きに搬送される。ゲートセンサ５２により、区分情報に対応する紙葉類集積装置５０の近傍に達したとき、区分ゲート５１を切り換えて、書状１を投入する。
【００４１】
書状１は区分ゲート５１の下面を矢印Ａのように沿って進み、既に集積されている書状１と集積ガイド５３との間に進入する。そして、書状１は集積ガイド５３に押さえられることにより、または書状１が仕切板５７ａに当たることによって停止し、集積が完了する。
【００４２】
書状１が投入されると、集積ガイド５３が矢印Ｂのように揺動し、書状の厚み分だけ持ち上げられる。書状を多数集積して、集積ガイドが５ｂで示す位置になったとき、満杯検知手段５９を遮光して、満杯を検知する。また、満杯検知手段５９が遮光してから、所定の枚数または厚さの書状を投入してから満杯としても良い。
【００４３】
作業者が書状１を取り去るなどにより、満杯検知手段５９の検知が解除されたら、満杯処理を停止する。
【００４４】
次に図３と図４とを用いて、係止手段５８について説明する。
【００４５】
まず、書状１はその重量が多様（例えば、５０ｇ以下の範囲）である。例えば、書状１の重量が比較的重い場合、集積ガイド５３によって減速されずに、仕切板５７から跳ね返る。また、書状１が軽い場合、集積ガイド５３で減速して、仕切板５７に到達しないこともある。そのため、ある特定の重量の書状が連続すると、図３において書状１ａに示すように、仕切板５７との間に隙間Ｓを開けて集積されることがある。
【００４６】
ここで、次の書状１ｂが投入されたとき、書状１ｂの先端が矢印ロで示すように下方へ進入する。そのとき、書状１ｂの先端が仕切板５７または係止手段５８（点Ｄ）に接触し、書状１ｂの中間が書状１ａ（点Ｅ）に接触した状態で停止することがある（先端もぐり込みと表す）。
【００４７】
このような状態では、書状１ｂの後端が区分ゲート５１や集積ガイド５３の近傍になることがあるため、さらに次の書状１ｃと書状１ｂとが衝突して、ジャムが発生しやすくなる。
【００４８】
そのために、係止手段５８は高摩擦材を用いて、矢印ロの方向に滑らないようにしている。
【００４９】
また、図４に示すように、係止手段５８は仕切板５７ａから搬送方向と反対側へ出張っている。最も出張った突出面５８Ｓは、書状１の中央より手前側に設けられているため、書状１は手前側が奥側より先に衝突することが多い。それにより、書状１の手前側に搬送方向（矢印ハ）と反対側の力（矢印ニ）が発生して、重心Ｇ周りに書状１を奥側に寄せる力（矢印ホ）となる。これにより、書状１は手前側に飛び出すことが無く、集積装置内部に集積できるようになっている。
【００５０】
さらに係止手段５８は粘弾性体を用いることにより、書状１の衝突力を緩和し、かつ書状１の衝突によって発生する騒音を低減している。
【００５１】
このように、係止手段５８には高摩擦材であり、かつ粘弾性体という条件があり、適当な素材として、ゴムが使用されることが多い。
【００５２】
ところが、このような係止手段５８を用いた場合、集積装置から書状１を取り出しにくいという問題がある。
【００５３】
図５は書状１を取り出すときに発生する力を示している。
【００５４】
まず、前述のように、書状の重量により、書状が集積される位置が異なる。そのため、図５に示すように、書状１は下流側の仕切板５７ａまたは係止手段５８から上流側の仕切板５７ｂまでの間に広がって集積されることが多い。
【００５５】
次に書状１を手前側に引き出すため、引き出し力Ｆｐを加える。書状１は係止手段５８と仕切板５７ｂとに接しているため、摩擦力ＦａとＦｂとを受ける。
【００５６】
ここで、係止手段５８は高摩擦材のため、Ｆａ＞Ｆｂという関係になる。そのため、把持点Ｈ周りにモーメントＭが発生し、図５においては時計回りに回転する力が働く。それにより、書状１から係止手段５８と仕切板５７ｂとに対して、抗力ＮａとＮｂとが発生する。ここで、ＮａとＮｂとはほぼ等しいので、高摩擦である係止手段５８との摩擦力Ｆａは、Ｆａ＞Ｆｂという関係のままであり、さらにＦａとＦｂとが増大するという循環が起こり、引き出し力Ｆｐが極めて大きくなる。
最終的には、書状１が大きく変形して、書状１の上流奥側の角Ｆが仕切板５７ｂに沿って引き出されねば、書状１を取り出すことができない。
【００５７】
したがって、搬送方向の下流側に位置する面、すなわち仕切板５７ａと係止手段５８は、書状１を集積するときに摩擦係数が高く、書状１を取り出すときに摩擦係数が小さくなることが望ましい。
【００５８】
そこで、本発明の紙葉類集積装置５０では、第１の実施形態として、図６から図８に示すように係止手段５８に低摩擦部を設けた。
【００５９】
まず、図６を用いて係止手段５８の構成を説明する。
【００６０】
１０１は、ゴムなどの高摩擦かつ粘弾性の特性を有する部材、例えばゴムから構成された第１の係止部材である。
【００６１】
１０２は仕切板５７ｂと同等以下の摩擦係数である部材から構成される第２の係止部材である。第２の係止部材１０２は、第１の係止部材１０１の一部をコーティングするフッ素樹脂などのコーティング材であっても良い。
【００６２】
突出面１０Ｓは、第１の係止部材１０１と第２の係止部材１０２とにより構成され、前述のように書状１を奥側へ寄せるため、書状１の中心より手前側に設ける。また、図３を用いて説明した先端もぐり込みが発生しないように、突出面１０Ｓの一部は、高摩擦である第１の係止手段１０１で構成する。
【００６３】
したがって、第１の係止部材１０１は、ベース１７から第１の係止部材１０１の奥側の突出点Ｊまでの距離をＲとし、書状１の先端の辺の長さをＷとすると、以下に示す式１の条件を満たすものとする。
【００６４】
Ｒ＞（Ｗ／２）… (式1)
また、第２の係止部材１０２は、第１の係止部材１０１より手前側であり、かつ書状１の手前側の角を包含する範囲に設ける。すなわち、ベース１７から第２の係止部材１０２の奥側までの距離をＴとすると、ＴとＲとＷの関係を以下の条件とする。
【００６５】
Ｔ＞Ｒ … (式２)    かつ    Ｔ＜Ｗ … (式３)
このような係止手段５８を設けて、書状１を取り出すときの力を図５で説明する。
【００６６】
まず、初めに書状１を引き出すときは、第１の係止部材１０１の摩擦係数が高いため、Ｆａ＞Ｆｂとなり、モーメントＭが発生する。その結果、抗力ＮａとＮｂとが働く。
【００６７】
抗力Ｎａは書状先端の手前側の角に発生し、それは第２の係止部材１０２へ作用する。ここで、第２の係止部材１０２の摩擦係数は、仕切板５７ｂと同等であるため、Ｆａ≒Ｆｂとなる。それにより、モーメントＭはほぼ無くなり、抗力ＮａとＮｂが発生し無くなるため、摩擦力ＦａとＦｂは増えることが無い。この結果、書状１を変形させることなく、Ｆｐ≒（Ｆａ＋Ｆｂ）なる力で、書状１を取り出すことができる。
【００６８】
このように、係止手段５８の手前側に低摩擦部を設けることにより、取り出し時にかかる負荷を低減することができる。
【００６９】
なお、紙葉類には郵便書状のように、幅Ｗが最小長Ｗｍｉｎから最大長Ｗｍａｘまでの範囲を有することがある。このとき、前述の(式１)と(式３)は以下のようになる。
【００７０】
まず、(式１)は、突出面１０Ｓが書状１の中心より手前側という条件であるから、
Ｒ＞（Ｗｍａｘ／２）  … (式４)
とすれば、最大の書状においても条件を満たすことができる。
【００７１】
また、(式３)は、第２の係止部材１０２が書状１の手前側の角を包含するという条件であるから、
Ｔ＜Ｗｍｉｎ …  (式５)
とすれば、最小の書状においても条件を満たすことができる。
【００７２】
例えば、書状の幅Ｗが、９０ｍｍ≦Ｗ≦１２０ｍｍとすると、Ｒ＞６０ｍｍであり、Ｔ＜９０ｍｍであることが望ましい。すなわち、第１の係止部材１０１の突出面は、ベース１７より６０ｍｍから９０ｍｍの範囲とする。そして、第２の係止部材１０２の突出面を９０ｍｍから手前側の範囲に設けるとよい。
【００７３】
また、以上の説明において、第１の係止部材１０１の突出面高さＵと、第２の係止部材１０２の突出面高さＶとは同一であるものとしてきた。しかしながら、加工精度の点から同一にはなりえない。
【００７４】
したがって、望ましくはＵ＝Ｖであるが、｜Ｕ−Ｖ｜がある程度小さければ、書状１を取り出すときの変形も小さいので許容できる。例えば、｜Ｕ−Ｖ｜＜０．５ｍｍである。
【００７５】
また、図６の例において、第１の係止部材１０１と第２の係止部材１０２はそれぞれ仕切板５７ａに接して、設けられていた。
【００７６】
ここで、第１の係止部材１０１には、書状１の衝突による騒音を低減する効果がある。その効果を増すためには、第１の係止部材１０１を大きくした方が良い。
【００７７】
そこで、図７に示すように、第１の係止部材１０１は、突出面１０１Ｓと、傾斜面１０１ａと、切り欠き面１０１ｂとを少なくとも有する形状とする。傾斜面１０１ａは、突出面１０１Ｓの奥側Ｊと、ベース１７と仕切板５７ａとの交線Ｋとを結んだ面より、仕切板５７ａ側にあるものとする。また、切り欠き面１０１ｂは突出面１０１Ｓより、仕切板５７ａ側にあるものとする。
【００７８】
このような第１の係止部材１０１を仕切板５７ａに接して設け、第２の係止部材１０２を切り欠き面１０１ｂに接して設けることにより、第１の係止部材１０１を大きくすることができ、騒音の低減に効果がある。
【００７９】
また、図８に示すように、仕切板５７ａに段差を設けることにより、低摩擦部を構成することもできる。すなわち、第１の係止部材１０１より手前側について、仕切板５７ａを折り曲げるまたは板厚を増すことにより、突出面１０Ｓとを略水平にすればよい。
【００８０】
このように、係止手段５８の手前側に低摩擦部を設けることにより、取り出し時にかかる負荷を低減することができる。
【００８１】
さらに、取り出し時の負荷を低減するために、図９から図１１に第２の実施形態を示す。本実施形態は書状１を取り出すときに、高摩擦な係止手段５８を、低摩擦であるカバーで覆うことにより、取り出し時の負荷を低減するものである。
【００８２】
まず、図９において、１０３がカバー手段である。
【００８３】
カバー手段１０３は、係止手段５８より低摩擦な部材であるカバー面１０４と、カバー面１０４を厚み方向に略平行な軸について回転自在に支える支点１０５と、カバー面１０４を一方向に付勢する弾性体１０６とからなる。
【００８４】
図１０はカバー手段１０３を上流側から見た図である。
【００８５】
カバー面１０４は係止手段５８が搬送方向上流側に突出できるように、その一部が切り欠かれている。そして、係止手段５８を含めてその奥側の範囲で、弾性体１０６によりカバー面１０４より係止手段５８が搬送方向上流側に突出するように付勢されている。すなわち、図９において、弾性体１０６は矢印Ｐの方向へ力を加えている。
【００８６】
一方、少なくとも係止手段５８から手前側の範囲では、カバー面１０４の一部が係止手段５８より搬送方向上流側になるように構成されている。
【００８７】
また、支点１０５はそれを中心にカバー面１０４が付勢されている方向とは反対方向に回転したとき、カバー面１０４が係止手段５８より上流側になる位置に設けられている。
【００８８】
このようなカバー手段１０３により、まず書状１を集積するとき、係止手段５８がカバー面１０４より上流側に突出しているため、書状１は係止手段５８に接触し、先端もぐり込みを防止することができる。
【００８９】
一方、図１１に示すように、書状１を取り出すときは、カバー面１０４は書状１から矢印Ｑ方向に力を受ける。それにより、カバー面１０４は矢印Ｑ’方向に回転する。ここで、係止手段５８のほとんど全てがカバー面１０４の下流側に位置する。そのため、書状１は高摩擦である係止手段５８には接せず、より低摩擦であるカバー面１０４に接して取り出され、取り出し時の負荷を小さくすることができる。
【００９０】
このように、集積された書状１を取り出すとき、係止手段５８より上流側に移動するカバー手段１０３を設けることにより、取り出し時の負荷を小さくすることができる。
【００９１】
【発明の効果】
本発明を適用することにより、紙葉類集積装置に集積した紙葉類を取り出すときにおける、取り出し力を低減することができる。それにより、紙葉類の破損の低減、作業性の向上などに寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】紙葉類区分装置の概略図である。
【図２】紙葉類集積装置の構成図である。
【図３】書状の先端もぐり込みの様子を示す模式図である。
【図４】書状の跳ね返りの様子を示す模式図である。
【図５】取り出し時に発生する力を示す概念図である。
【図６】係止手段の構成を示す概略図である。
【図７】係止手段の構成を示す概略図である。
【図８】係止手段の構成を示す概略図である。
【図９】カバー手段の構成を示す概略図である。
【図１０】カバー手段の構成を示す概略図である。
【図１１】カバー手段の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１…書状、２…ホッパ、３…供給部、４…搬送路、５…異物検知部、６…第１の搬送ゲート、７…第１のリジェクト集積手段、８…第１の整位部、９…読み取り部、１０…重送検出部、１１…第２の搬送ゲート、１２…第２のリジェクト集積手段、１３…第２の整位部、１４…印刷部、１５…印刷確認部、１６…段ゲート、１７…ベース部材、１８…表示手段、１９…区分選択手段、５０…紙葉類集積装置、５１…区分ゲート、５２…ゲートセンサ、５３…集積ガイド、５４…ガイド支点、５５…底板、５６…底板支点、５７…仕切板、５８…係止手段、５９…満杯検知手段、１０１…第１の係止部材、１０２…第２の係止部材、１０３…カバー手段。
【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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【図１０】
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【図１１】
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