(57)【要約】【課題】  搬出自転車の脱輪・転倒トラブルを未然に防止できると共に、隣接自転車の転倒・落下トラブルを未然に防止でき、もって稼働率の向上を図ることができる機械式立体駐輪場を提供する。【解決手段】  機械式立体駐輪場に、保管棚に保管された自転車を撮影する判別用カメラと、判別用カメラで撮影された画像を画像処理し、自転車の傾斜角度が許容範囲内にあるかどうかを判定するコンピュータと、を設ける。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車が出し入れされる入出庫口と、
自転車を保管する保管棚と、
自転車を前記入出庫口から前記保管棚まで搬入し、また前記保管棚から前記入出庫口に搬出する搬送装置と、
前記搬送装置に装備され、前記保管棚に保管された自転車を撮影する判別用カメラと、
前記判別用カメラで撮影された画像を画像処理し、自転車の傾斜角度が許容範囲内にあるかどうか及び／又は自転車の有無を判定するコンピュータと、を備えることを特徴とする機械式立体駐輪場。
【請求項２】
前記コンピュータは、自転車の傾斜角度が許容範囲内にない場合、警報信号を発信することを特徴とする請求項１に記載の機械式立体駐輪場。
【請求項３】
前記判別用カメラは、少なくとも、前記保管棚に新たに自転車を搬入・収納した直後に自転車を撮影することを特徴とする請求項１又は２に記載の機械式立体駐輪場。
【請求項４】
前記判別用カメラは、前記保管棚に既に収納している自転車を搬出する直前、及び／又は前記保管棚への自転車の搬入・搬出動作を行なっていない閑散時に自転車を撮影することを特徴とする請求項１ないし３いずれかに記載の機械式立体駐輪場。
【請求項５】
前記判別用カメラは、自転車の車輪を撮影することを特徴とする請求項１ないし４いずれかに記載の機械式立体駐輪場。
【請求項６】
前記搬送装置は、
自転車を旋回・昇降させる昇降・旋回装置と、
自転車を前記入出庫口及び前記保管棚から前記昇降・旋回装置の昇降棚へ引き込み、又は前記昇降・旋回装置の前記昇降棚から前記入出庫口及び前記保管棚へ押し出す移載装置と、を有し、
前記保管棚は、前記昇降・旋回装置の周囲に放射状に配列され、
前記判別用カメラは、前記昇降・旋回装置のエレベータかごに配置されることを特徴とする請求項１ないし５いずれかに記載の機械式立体駐輪場。
【請求項７】
自転車が出し入れされる入出庫口と、
自転車を保管する保管棚と、
自転車を前記入出庫口から前記保管棚まで搬送し、また前記保管棚から前記入出庫口に搬送する搬送装置と、
前記搬送装置に装備され、前記保管棚に保管された自転車を撮影する監視用カメラと、
機械式立体駐輪場の外部に設けられ、前記監視用カメラで撮影された画像を表示する表示装置と、を備えることを特徴とする機械式立体駐輪場。
【請求項８】
前記搬送装置は、
自転車を旋回・昇降させる昇降・旋回装置と、
自転車を前記入出庫口及び前記保管棚から前記昇降・旋回装置の昇降棚へ引き込み、又は前記昇降・旋回装置の前記昇降棚から前記入出庫口及び前記保管棚へ押し出す移載装置と、を有し、
前記保管棚は、前記昇降・旋回装置の周囲に放射状に配列され、
前記監視用カメラは、前記昇降・旋回装置のエレベータかごに配置されることを特徴とする請求項７に記載の機械式立体駐輪場。
【請求項９】
前記監視用カメラは、オペレータの手動操作により、前記保管棚に収納された自転車の全体や一部に焦点を当てることができ、かつ撮影する向きを変えることができることを特徴とする請求項７又は８に記載の機械式立体駐輪場。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車を駐輪するための機械式立体駐輪場に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、駐輪スペースに自転車が溢れている現状に鑑み、駅前広場、デパート、公共施設等の狭いスペースに効率的に自転車を駐輪する機械式立体駐輪場が建設されている。
【０００３】
機械式立体駐輪場は例えば以下のように作動する。入出庫口に利用者が自転車をセットしてカード操作を行なうと、入出庫口の扉が開く。入出庫口の扉から自転車を取りに移載装置が現れ、移載装置が自転車をクランプして入出庫口内に引き込む。その後、昇降・旋回装置が移載装置ごと自転車を旋回・昇降させ、所定の保管位置まで搬送したら、移載装置が空いている保管棚に自転車を収納する。保管棚に自転車が収納されると、保管棚の保持部が自転車の車輪をクランプして自転車を自立した状態で保持する。自転車の出庫動作は上記入庫動作と逆になる。
【０００４】
このような機械式立体駐輪場には、一棟当り上下方向に複数段の保管棚があり、各段には例えば放射状に複数列の保管棚が配置される。つまり一棟当り、（保管棚の段数）×（各段に配置される保管棚の列数）の数の自転車が収容される。
【０００５】
図７は保管棚に放射状に収容される自転車の平面図を示す。自転車を保管棚に収納する際、収納した自転車が傾くことがある。隣り合っている一対の自転車１，２が、図中二点鎖線で示されるように傾いた状態で、一方の自転車１を引き出そうとすると、引き出そうとする搬出自転車１に隣接自転車２が干渉することがあり、搬出自転車１の脱輪・転倒トラブルのみならず、隣接自転車２の転倒・落下トラブルをも引き起こす。自転車が傾く現象は、例えば長さが短い自転車を保管棚の保持部で十分にクランプできていない場合や、ねじれている自転車やタイヤがパンクしている自転車を収納する場合に発生する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の機械式立体駐輪場には、保管棚に収納した自転車の状態を検出する手段がなかったため、自転車が許容範囲を超えて傾斜している場合、自動運転による自転車搬出時に上述したように、当該搬出自転車の脱輪や隣接自転車との接触による転倒トラブルが発生する。このようなトラブルが発生すると、機械式立体駐輪場の運転停止に追い込まれるので、復旧対策に時間を要し、設備稼働率を下げる要因になる。
【０００７】
本発明は上記に記載のような課題を解決するためになされたもので、搬出自転車の脱輪・転倒トラブルを未然に防止できると共に、隣接自転車の転倒・落下トラブルを未然に防止でき、もって稼働率の向上を図ることができる機械式立体駐輪場を提供することを目的とする。
【０００８】
また、従来の機械式立体駐輪場にあっては、不具合発生時や保守・点検の際には、個々の自転車保管棚の状況を確認するため、その都度、作業員が機械式立体駐輪場の狭いスペースの昇降階段を昇り降りして近くに行く必要があり、時には状況確認後、補修・調整に必要な工具や部品を取りに戻ることもあり、作業効率は良いとはいえない状況であった。
【０００９】
そこで本発明の他の目的は、機械式立体駐輪場の内部状況を事前に確認し、補修・調整作業を見極めて必要な工具・部品を準備することができ、もって作業効率の向上を図ることができる機械式立体駐輪場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】
【００１０】
以下本発明を説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものでない。
【００１１】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、自転車が出し入れされる入出庫口（３）と、自転車を保管する保管棚（８）と、自転車を前記入出庫口（３）から前記保管棚（８）まで搬入し、また前記保管棚（８）から前記入出庫口（３）に搬出する搬送装置（５，６，７）と、前記搬送装置（５，６，７）に装備され、前記保管棚（８）に保管された自転車を撮影する判別用カメラ（１２）と、前記判別用カメラ（１２）で撮影された画像を画像処理し、自転車の傾斜角度が許容範囲内にあるかどうか及び／又は自転車の有無を判定するコンピュータ（１８）と、を備えることを特徴とする機械式立体駐輪場により、上述した課題を解決する。ここで、自転車の有無とは、前記保管棚から自転車が落下しているかどうか、あるいは自転車が転倒しているかどうかを意味する。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１ないし３いずれかに記載の機械式立体駐輪場において、前記コンピュータ（１８）は、自転車の傾斜角度が許容範囲内にない場合、警報信号を発信することを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の機械式立体駐輪場において、前記判別用カメラ（１２）は、少なくとも、前記保管棚（８）に新たに自転車を搬入・収納した直後に自転車を撮影することを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３いずれかに記載の機械式立体駐輪場において、前記判別用カメラ（１２）は、前記保管棚（８）に既に収納している自転車を搬出する直前、及び／又は前記保管棚（８）への自転車の搬入・搬出動作を行なっていない閑散時に自転車を撮影することを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４いずれかに記載の機械式立体駐輪場において、前記判別用カメラ（１２）は、自転車の車輪（２５）を撮影することを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５いずれかに記載の機械式立体駐輪場において、前記搬送装置（５，６，７）は、自転車を旋回・昇降させる昇降・旋回装置（６，７）と、自転車を前記入出庫口（３）及び前記保管棚（８）から前記昇降・旋回装置（６，７）の昇降棚（５ａ）へ引き込み、又は前記昇降・旋回装置（６，７）の前記昇降棚（５ａ）から前記入出庫口（３）及び前記保管棚（８）へ押し出す移載装置（５）と、を有し、前記保管棚（８）は、前記昇降・旋回装置（６，７）の周囲に放射状に配列され、前記判別用カメラ（１２）は、前記昇降・旋回装置（６，７）のエレベータかご（１０）に配置されることを特徴とする。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、自転車が出し入れされる入出庫口（３）と、自転車を保管する保管棚（８）と、自転車を前記入出庫口（３）から前記保管棚（８）まで搬送し、また前記保管棚（８）から前記入出庫口（３）に搬送する搬送装置（５，６，７）と、前記搬送装置（５，６，７）に装備され、前記保管棚（８）に保管された自転車を撮影する監視用カメラ（１３）と、機械式立体駐輪場の外部に設けられ、前記監視用カメラ（１３）で撮影された画像を表示する表示装置と、を備えることを特徴とする機械式立体駐輪場により、上述した課題を解決する。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の機械式立体駐輪場において、前記搬送装置（５，６，７）は、自転車を旋回・昇降させる昇降・旋回装置（６，７）と、自転車を前記入出庫口（３）及び前記保管棚（８）から前記昇降・旋回装置（６，７）の昇降棚（５ａ）へ引き込み、又は前記昇降・旋回装置（６，７）の前記昇降棚（５ａ）から前記入出庫口（３）及び前記保管棚（８）へ押し出す移載装置（５）と、を有し、前記保管棚（８）は、前記昇降・旋回装置（６，７）の周囲に放射状に配列され、前記監視用カメラ（１３）は、前記昇降・旋回装置（６，７）のエレベータかご（１０）に配置されることを特徴とする。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、請求項７又は８に記載の機械式立体駐輪場において、前記監視用カメラ（１３）は、オペレータの手動操作により、前記保管棚（８）に収納された自転車の全体や一部に焦点を当てることができ、かつ撮影する向きを変えることができることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に記載の発明によれば、搬出自転車の脱輪・転倒トラブルを未然に防止できると共に、隣接自転車の転倒・落下トラブルを未然に防止でき、もって稼働率の向上を図ることができる。
【００２１】
請求項２に記載の発明によれば、自転車の傾斜角度が許容範囲内にない場合を異常状態として、オペレータや管理人が確認することができる。
保管棚に新たに自転車を搬入・収納したときに、万が一保管棚の保持部のクランプが効いていないと自転車が倒れる。
【００２２】
保管棚に新たに自転車を搬入・収納したときに、万が一保管棚の保持部のクランプが効いていないと自転車が倒れる。請求項３に記載の発明によれば、保管棚に新たに自転車を搬入・収納したときに保持部のクランプが効いているかどうかを検知することができる。
【００２３】
請求項４に記載の発明によれば、保管棚に既に収納している自転車を搬出する直前に撮影することで、引き出そうとする自転車を移載装置でクランプすることができるかどうかを検知することができる。また、保管棚への搬入・搬出動作を行なっていない閑散時に自転車を撮影することで、自転車の保管状況を検知することができる。
【００２４】
請求項５に記載の発明によれば、ハンドルとかかごとかの白系統のものではなくて、検知し易い黒いタイヤを撮影するので、自転車の傾きの計測精度を上げることができる。
【００２５】
請求項６に記載の発明によれば、昇降・旋回装置のエレベータかごに配置したカメラで全ての自転車を撮影することができるので、カメラの設置台数を削減することができる。
【００２６】
請求項７に記載の発明によれば、保守・点検時において、事前の状況確認をすることができ、作業効率が向上する。
【００２７】
請求項８に記載の発明によれば、昇降・旋回装置のエレベータかごに配置したカメラで全ての自転車を撮影することができるので、カメラの設置台数を削減することができる。
【００２８】
請求項９に記載の発明によれば、不具合発生時や保守・点検時にオペレータの手動操作により、個々の収納自転車の全体や一部に焦点を当てて、状況を把握することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下添付図面に基づいて、本発明の一実施形態における機械式立体駐輪場を説明する。なお、各図を通して同じ機械要素には同じ番号を付す。図１は機械式立体駐輪場の断面図を示し、図２は機械式立体駐輪場の平面図を示す。
【００３０】
機械式立体駐輪場は、利用者が自転車をセットする入出庫口３と、自転車を多数格納する格納庫４とを備える。機械式立体駐輪場には、一棟当り上下方向に複数段の保管棚列があり、各段には保管棚が放射状に複数列配置される。この例では一棟当り、例えば（保管棚列の段数：１０）×（各段に配置される保管棚８の列数：１６）で合計１６０台の自転車が収容できる。
【００３１】
自転車の入庫動作は以下のように行われる。利用者が自転車を入出庫口３にセットして、カード操作を行なうと、入出庫口３の扉が開く。入出庫口３の扉から自転車を取りに移載装置５が現れ、この移載装置５がある程度面の広がりを持った一対のクランプ板５ｂで自転車の前輪の車軸をクランプし、自転車の前輪及び後輪を回転させながら、自転車を保管棚８から昇降棚５ａへと引き込む（図３参照）。その後、昇降装置６が昇降棚５ａを所定高さの保管棚８まで上昇させ、旋回装置７が昇降棚５ａを所定の角度の保管棚８に向くように旋回させる。これら昇降装置６及び旋回装置７が、昇降・旋回装置を構成する。
【００３２】
昇降棚５ａと保管棚８とが位置決めされたら、移載装置５が昇降棚５ａから保管棚８に自転車の後輪側を前方にして押し出す。保管棚８には、例えば一対の板ばねで自転車の後輪を挟む機構、又はシリンダの開閉動作によって自転車の後輪を挟む機構から構成される保持部８ａが設けられる。移載装置５が自転車を保管棚８の奥まで押し込むと、保持部８ａが自転車の後輪をクランプする。これにより保管棚８上で自転車が自立する。自転車を出庫する場合には、上記入庫動作と逆の動作が行われ、保管棚８に格納された自転車が入出庫口３まで自動的に出庫される。なお、昇降棚５ａ及び保管棚８は断面Ｖ字又はＵ字形状の鋼材から形成される。
【００３３】
図３は昇降装置６のエレベータかご１０を示す。エレベータかご１０には移載装置５が載せられ、移載装置５の昇降棚５ａには自転車が載せられる。エレベータかご１０にはブラケット１１が立設され、ブラケット１１の先端には判別用カメラ１２及び監視用カメラ１３が取り付けられる。判別用カメラ１２は、ＣＣＤカメラ、ビデオカメラ等（以下ＣＣＤカメラ等）からなり、保管棚に収納された自転車の車輪のタイヤ面に焦点１６を当て、車輪の写真を撮影する。監視用カメラ１３は、ＣＣＤカメラ等からなり、オペレータの手動操作により、保管棚８に収納された自転車の全体や一部に焦点を当てることができ、かつ撮影する向きを垂直方向及び水平方向に変えることができる。スポットライト１４及び外乱遮蔽板１５は、判別システムの安定的な機能の確保と、円滑な保守・点検を実現するものであり、必要に応じて設置される。
【００３４】
図４は、判別システムのシステム構成図を示す。デジタル化された画像データであるデジタル画像は判別用カメラ１２から画像処理用コンピュータ１８（コンピュータ）に入力される。ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体１９には、画像処理用コンピュータ１８に、デジタル画像を画像処理する手順、自転車の傾斜角度が許容範囲内にあるかどうかを判定する手順を実行させるためのプログラムが記録されている。このプログラムは画像処理用コンピュータ１８のメモリ１８ａにロードされる。オペレータが画像処理用コンピュータ１８を操作できるように、画像処理用コンピュータ１８にはキーボード２０、マウス２１が設けられる。またデジタル画像を表示できるように、画像処理用コンピュータ１８には液晶表示装置、ＣＲＴ等の表示装置２３や、プリンタ２２等が設けられる。これら画像処理用コンピュータ１８や表示装置２３、プリンタ２２は管理人室に設置される。なお、プログラムの容量が小さい場合は、画像処理用コンピュータ１８を設置することなく、機械式立体駐輪場の作動を制御する管理用コンピュータに当該プログラムを実行させてもよい。
【００３５】
図５は画像処理用コンピュータで実行される手順のフローチャートを示す。まず、画像処理用コンピュータ１８は、判別用カメラ１２で撮影されたデジタル画像を受信する（Ｓ１）。次に、与えられたデジタル画像の濃淡からしきい値を決めて、画像を二値化（白か黒かの二値）する（Ｓ２）。この画像の二値化によって与えられたデジタル画像から車輪の部分だけが抽出される。次に、抽出された車輪の二値画像から、自転車の傾斜角度が許容範囲内にあるかどうかを判定する（Ｓ３）。許容範囲内であれば、次の自動操作に移るが、許容範囲内にない場合には異常状態として、管理人やオペレータに確認・善処するように警報信号を発信する（Ｓ４）。このとき、図４に示される警報発生装置２４は、画像処理用コンピュータ１８からの警報信号を受けて、警報を発生する。なお、警報信号を機械式立体駐輪場の管理用コンピュータに送り、機械式立体駐輪場の自動運転を停止させてもよい。
【００３６】
保管棚８から自転車が落下している場合や、あるいは自転車が転倒している場合には、デジタル画像から自転車の車輪の部分を抽出することができない。このような場合には、自転車が無いと判断され、警報信号が発信される。
【００３７】
図６は、自転車の傾斜角度が許容範囲内にあるかどうかを判定する方法の一例を示す。車輪２５が真っ直ぐな角度から所定角度、例えば±３度傾いた場合の横幅を傾斜許容範囲と決める。この角度は取り出そうとする自転車が隣接する自転車に接触しない角度に設定される。デジタル画像から抽出した車輪が、あらかじめ決められた傾斜許容範囲からはみ出したときは、自転車の傾斜角度が許容範囲を超えたと判断する。自転車の車輪は三次元に広がっており、車輪の形状パラメータとして傾斜角度を直接計測するのは困難が伴うが、このように判定することで容易に傾斜角度を計測することができる。勿論、車輪の二値画像から傾斜角度を直接計測してもよい。
【００３８】
警報信号が発生した保管棚の棚番号は、管理用コンピュータから知ることができる。警報信号が発生したら、専門の作業員が機械式立体駐輪場の中に入り、階段やデッキプレートを利用して倒れている自転車のところに行き、自転車の傾きを直したり、保管棚を修理したりする。自転車が保管棚から落下する前にメンテナンスすることができるので、自転車を変形させたり、復旧するまでに時間がかかったりすることが防止される。
【００３９】
判別用カメラによる写真撮影は以下のタイミングなどに自動的に行なわれる。
【００４０】
(1)保管棚８に新たに自転車を搬入・収納した直後。すなわち、移載装置５が自転者を保管棚８に搬入・収納し、自転車のクランプを外した瞬間。自転者を保管棚８に搬入・収納すると、保管棚８の保持部８ａが自転車をクランプして自立させる。万が一保持部８ａのクランプが十分でないと自転車が傾く。これを検知するために、保管棚８に新たに自転車を搬入・収納した直後に撮影する。
【００４１】
(2)保管棚８に既に収納している自転車を搬出する直前。すなわち、移載装置５が自転者を保管棚８に取りに行くとき。これは、移載装置５で自転車をクランプできるかどうかを判断するためである。図３に示されるように、移載装置５はある程度面の広がりを持った一対のクランプ板５ｂで自転車の前輪の車軸を挟み、自転車の前輪及び後輪を回転させながら、自転車を保管棚８から昇降棚５ａへと引き込む。
【００４２】
(3)保管棚８への自転車の搬入・搬出動作を行なっていない閑散時。入出庫が行なわれていない自転車の保管状況を確認するためである。
【００４３】
上記(1)〜(3)のタイミング信号は、管理用コンピュータから画像処理用コンピュータ１８に送られる。
【００４４】
また上述したように、昇降装置６のエレベータかご１０には、判別用カメラ１２の他に監視用カメラ１３が取り付けられる。この監視用カメラ１３は、不具合発生時や保守・点検を行なう場合に使用される。監視用カメラ１３は、オペレータの遠隔操作により、保管棚８に収納された自転車の全体や一部に焦点を当てることができ、かつ撮影する向きを垂直方向及び水平方向に変えることができるものである。監視用カメラ１３は例えば汎用パソコンに接続され、汎用パソコンの表示装置に撮影した画像を表示する。これ以外にも、汎用パソコンを介さないで直接表示装置に表示してもよい。監視用カメラで事前に状況確認を行なうことにより、補修・調整作業を見極めて必要な工具・部品を準備することができ、もって作業効率の向上を図ることができる。
【００４５】
判別用カメラ１２と監視用カメラ１３とを兼用し、カメラを２台に分けることなく、１台にしてもよい。また、監視用カメラ１３にネットワークカメラを用い、インターネットを介して駐輪場から離れた場所のパソコンの表示装置に画像を表示させてもよい。
【００４６】
本発明は上記実施形態に限られることなく、本発明の要旨を変更しない範囲で、種々変更可能である。例えば本実施形態では、自転車はそのハンドルが内向きになって放射状に配列されているが、ハンドルが外向きになって放射状に配列されてもよい。また、自転車は放射状でなくても、並列に並べられてもよい。この場合は水平方向に移載装置が移動することになる。さらに移載装置は、自転車の車輪の車軸をクランプする替わりに、自転車の車輪をクランプしてもよい。さらに、駐輪場は地上式ではなく、地下式であってもよい。さらに、判別用カメラが傾斜度判定のために撮影する対象は、自転車の車輪に限らず、自転車の本体、車輪カバー、これらに貼り付けた検出用のタグ等でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態における機械式立体駐輪設備の断面図。
【図２】上記機械式立体駐輪設備の平面図。
【図３】昇降装置のエレベータかごを示す側面図。
【図４】判別システムのシステム構成図。
【図５】画像処理用コンピュータで実行される手順のフローチャート。
【図６】自転車の傾斜角度が許容範囲にあるかどうかを判定する方法の一例を示すデジタル画像の図。
【図７】保管棚に放射状に収容される自転車の平面図。
【符号の説明】
【００４８】
３…入出庫口
５…移載装置
５ａ…昇降棚
６…昇降装置（昇降・旋回装置）
７…旋回装置（昇降・旋回装置）
８…保管棚
１０…エレベータかご
１２…判別用カメラ
１３…監視用カメラ
１８…画像処理用コンピュータ（コンピュータ）
２４…警報発生装置
２５…車輪
【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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