(57)【要約】進行路に沿って往復移動可能なカッターナイフと、カッターナイフに隣接して取り付けられ、カッターナイフのための第１の非切断位置および第２の切断位置を少なくとも一部は画定するようにカッターナイフと機械的に協働する軌道部材と、軌道部材上の位置に取り付けられ、カッターナイフが第１の非切断位置にある場合にカッターナイフを解放自在に磁気的に拘束する磁石と、を含む切断装置が開示されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
進行路に沿って往復移動するように支持されるカッターナイフであって、前記進行路が、後退した非切断位置に前記カッターナイフを配置する第１の端部と、伸長した切断位置に前記カッターナイフを配置する第２の端部とを有する、カッターナイフと、
前記第１の端部から前記第２の端部へ前記進行路に沿って前記カッターナイフを移動させるように、前記カッターナイフに選択的に供給される、流体圧力源と、
前記カッターナイフに隣接して配置され、前記カッターナイフと機械的に協働する軌道部材であって、前記進行路に沿って前記カッターナイフの前記往復移動を少なくとも一部は規定するのに有効である、軌道部材と、
前記軌道部材に取り付けられる磁石であって、前記カッターナイフが前記往復進行路の前記第１の端部にある場合に前記カッターナイフを磁気的に吸引し、拘束するのに有効である、磁石と
を備える、切断装置。
【請求項２】
前記軌道部材が、外接周縁部を画定する概ね円形形状の本体を有し、前記本体が、前記本体の前記外接周縁部に対して半径方向内側に間隔を置いた関係で配置される第１の実質的に円形形状の軌道と、前記第１の軌道に連通しており、前記第１の軌道と前記外接周縁部との間にある前記本体の領域内にさらに配置される第２の円弧状の軌道とをさらに規定し、前記磁石が、前記第１の実質的に円形形状の軌道に対して並置された、半径方向内側に間隔をあけた関係で配置される、請求項１に記載の切断装置。
【請求項３】
前記第２の円弧状の軌道が、前記第１の軌道から離れるように半径方向外向き方向に、および前記本体の前記外接周縁部に向かって分岐する第１の端部と、前記第１の軌道に収束し、概ね半径方向内側方向に、および前記本体の前記外接周縁部から離れるようにさらに向けられる反対側の第２の端部とを有し、前記第１の軌道に沿って移動する場合に前記カッターナイフが前記第１の後退した非切断位置に留まり、前記カッターナイフに流体圧力を選択的に加えると、前記カッターナイフが前記第１の軌道から前記第２の軌道に分岐し、前記進行路に沿って前記第２の伸長した切断位置にさらに搬送され、次いで、前記カッターナイフが前記第２の軌道に沿って移動し、次いで前記第１の軌道に収束する場合に、前記第１の非切断位置に元の場所へ移動する、請求項２に記載の切断装置。
【請求項４】
前記第２の軌道が前記第１の実質的に円形形状の軌道から分岐し、次いでこの円形形状の軌道に元の場所へ収束する前記円形形状の本体の領域内に、前記磁石が、少なくとも部分的に向けられる、請求項３に記載の切断装置。
【請求項５】
前記磁石が、第１および第２の円弧状の部分を有し、前記磁石の各部分が、実質的に均一な幅寸法を有する、請求項４に記載の切断装置。
【請求項６】
前記第１の軌道が、円周方向寸法を有し、前記磁石の前記第１の部分が、前記第１の軌道の円周の約８６度未満を占め、前記磁石の前記第２の部分が、前記第１の軌道の円周の約３７度未満を占める、請求項５に記載の切断装置。
【請求項７】
前記磁石の前記第１の部分が、前記第１の軌道の円周の約４０度未満だけ前記磁石の前記第２の部分から間隔を置いて配置される、請求項６に記載の切断装置。
【請求項８】
前記磁石の前記第１および第２の部分が、その前記長さに沿って均一な磁気力をそれぞれ加え、前記磁石の前記第１および第２の部分の各々によって加えられる前記磁気力が、前記第１の軌道に対して実質的に半径方向内側に向けられる、請求項６に記載の切断装置。
【請求項９】
前記磁石の第１および第２の部分が、それぞれ、Ｎ極およびＳ極を有し、前記Ｎ極が、前記第１の軌道に対して、並置され近接して間隔を置いた関係で配置され、前記Ｓ極が、前記第１の軌道に対して、半径方向内側に配置されるとともに間隔を置いた関係で配置される、請求項８に記載の切断装置。
【請求項１０】
前記磁石の前記第１および第２の部分が、互いに対して端と端とを接して並置される複数の磁石から形成される、請求項９に記載の切断装置。
【請求項１１】
前記カッターナイフが、前記磁石の前記第１および第２の部分によって磁気的に吸引される金属から少なくとも一部が形成される、請求項９に記載の切断装置。
【請求項１２】
前記それぞれの第１および第２の軌道が、所定の幅および深さ寸法をそれぞれ有し、前記それぞれの第１の軌道と第２の軌道との間に配置される前記円形形状の本体の中間領域によって少なくとも一部は画定され、前記中間領域が、反対側の第１および第２の端部と、前記第１の端部と第２の端部との間に配置される中央点と、前記中央点から、およびその前記第１および第２の端部の前記方向に測定された場合に減少する幅寸法とを有し、前記中間領域が、前記中央点から延在する方向に、およびその前記第１の端部に向かって測定された場合に減少する高さ寸法と、前記中央点から、および前記中間領域の前記第２の端部の前記方向に測定された場合に実質的に均一な高さ寸法とを有する、請求項３に記載の切断装置。
【請求項１３】
前記中間領域が、異なる湾曲度をそれぞれ有する反対側の湾曲した側壁によってさらに画定され、前記中間領域が、前記中間領域のそれぞれの湾曲した側壁の一部と協働し、この一部を形成する解放自在な湾曲したカムインサートを嵌合可能に収容する空洞をさらに画定し、前記軌道部材が、所定の摩耗指数を有する第１の材料から製作され、前記湾曲したカムインサートが、前記第１の材料よりも大きい摩耗指数を有する第２の材料から少なくとも一部は製作される、請求項１２に記載の切断装置。
【請求項１４】
前記切断ナイフの前記進行路は、前記第２の軌道が前記第１の軌道から分岐する前記円形の本体の領域を通して延在し、前記進行路が延在する前記領域は、約３０ｍｍ未満の幅寸法を有する、請求項１２に記載の切断装置。
【請求項１５】
前記円形形状の本体によって画定され、かつ、その前記周縁部からさらに延在し、前記第２の軌道が前記第１の軌道から分岐する場所に近い位置で前記第２の軌道に連通する、カッターナイフ除去領域をさらに備える、請求項１２に記載の切断装置。
【請求項１６】
足型状の第１の端部を持つ脚状の本体を有するカッターナイフであって、前記足型状の端部がブレードを画定し、脚軸が前記第１の端部から延在し、第２の端部で終端し、前記カッターナイフが前記脚軸に対して垂直に、外向きに延在するカムフォロアを有し、前記カムフォロワが所与の長さ寸法を有し、前記カッターナイフが後退した非切断位置に前記カッターナイフを配置する第１の端部と、伸長した切断位置に前記カッターナイフを配置する第２の端部とを有する進行路に沿って往復移動するために支持される、カッターナイフと、
少なくとも１つのカッターナイフステーションを画定し、前記カッターナイフが前記進行路に沿って移動する場合に、前記カッターナイフを往復動的に支持するナイフ支持部材と、
前記カッターナイフの前記第２の端部に選択的に供給され、その前記第１の端部から前記第２の端部へ前記進行路に沿って前記カッターナイフを移動させる流体圧力源と、
前記ナイフ支持部材に隣接して配置される軌道部材であって、前記軌道部材が前記カッターナイフの前記カムフォロアとさらに協働し、前記進行路に沿って前記カッターナイフの往復移動を少なくとも一部は規定するのにさらに有効である、軌道部材と、
前記軌道部材に取り付けられ、前記カッターナイフが前記往復進行路の前記第１の端部にある場合に前記カッターナイフを磁気的に吸引し、拘束するのに有効である磁石であって、前記磁石が円弧状であり、所与の距離だけさらに間隔を置いて設けられた第１および第２の部分を有し、前記磁石の前記第１および第２の部分が実質的に均一な幅寸法を有し、実質的に均一な磁気力を発する、磁石と
を備える、切断装置。
【請求項１７】
前記軌道部材が、外接周縁部を画定する概ね円形形状の本体を有し、前記本体が、前記本体の前記外接周縁部に対して半径方向内側に間隔を置いた関係で配置される第１の実質的に円形形状の軌道と、前記第１の軌道に連通しており、前記第１の軌道と前記外接周縁部との間にある前記本体の領域内にさらに配置される第２の円弧状の軌道とをさらに規定し、前記磁石が、前記第１の実質的に円形形状の軌道に対して並置された、半径方向内側に間隔を置いた関係で配置される、請求項１６に記載の切断アセンブリ。
【請求項１８】
前記第２の円弧状の軌道が、前記第１の軌道から離れるように概ね半径方向外向き方向に、および前記本体の前記外接周縁部に向かって分岐する第１の端部と、前記第１の軌道に収束し、概ね半径方向内側方向にさらに配置され、前記本体の前記外接周縁部から間隔を置いて配置される反対側の第２の端部とを有し、前記第１の軌道に沿って移動する場合に前記カッターナイフが前記第１の後退した非切断位置に留まり、前記カッターナイフの前記第２の端部に流体圧力を選択的に加えると、前記カッターナイフが前記第１の軌道から前記第２の軌道に分岐し、前記第２の伸張した切断位置に前記進行路に沿ってさらに搬送され、次いで前記カッターナイフが前記第１の軌道に収束する場合に、前記第１の非切断位置に元の場所へ移動する、請求項１７に記載の切断アセンブリ。
【請求項１９】
前記磁石は、前記第２の軌道が前記第１の実質的に円形形状の軌道から分岐し、次いでこの円形形状の軌道に元の場所へ収束する前記円形形状の本体の領域内に少なくとも一部は向けられ、前記第１の軌道が、円周方向寸法を有し、前記磁石の前記第１の部分が、前記第１の軌道の円周の約８６度未満を占め、前記磁石の前記第２の部分が、前記第１の軌道の円周の約３７度未満を占め、前記磁石の前記第１の部分が、前記第１の軌道の円周の約４０度未満だけ前記磁石の前記第２の部分から間隔を置いて配置される、請求項１８に記載の切断アセンブリ。
【請求項２０】
前記磁石の前記第１および第２の部分が、それぞれ、Ｎ極およびＳ極を有し、前記Ｎ極が、前記第１の軌道に対して並置され近接して間隔を置いた関係で配置され、前記Ｓ極が、前記第１の軌道に対して半径方向内側に配置されるとともに間隔を置いた関係で配置される、請求項１９に記載の切断装置。
【請求項２１】
前記それぞれの第１および第２の軌道が、所定の幅および深さ寸法をそれぞれ有し、前記それぞれの第１の軌道と第２の軌道との間に配置される前記円形形状の本体の中間領域によって少なくとも一部は画定され、前記中間領域が、反対側の第１および第２の端部と、前記第１の端部と第２の端部との間に配置される中央点と、前記中央点から、およびその前記第１および第２の端部の前記方向に測定された場合に減少する幅寸法とを有し、前記中間領域が、前記中央点から延在する方向に、およびその前記第１の端部の前記方向に測定された場合に減少する高さ寸法と、前記中央点から、および前記中間領域の前記第２の端部の前記方向に測定された場合に実質的に均一な高さ寸法とを有する、請求項２０に記載の切断装置。
【請求項２２】
前記中間領域が、異なる湾曲度をそれぞれ有する反対側の湾曲した側壁によってさらに画定され、前記中間領域が、前記中間領域のそれぞれの湾曲した側壁の一部と協働し、それを形成する解放自在な湾曲したカムインサートを嵌合可能に収容する空洞をさらに画定し、前記軌道部材が、所定の摩耗指数を有する第１の材料から製作され、前記湾曲したカムインサートが、前記第１の材料よりも、より望ましい摩耗指数を有する第２の材料から少なくとも一部は製作される、請求項２１に記載の切断装置。
【請求項２３】
前記切断ナイフの前記進行路は、前記第２の軌道が前記第１の軌道から分岐する前記円形の本体の領域を通して延在し、前記進行路が延在する前記領域は、約３０ｍｍ未満の幅寸法を有する、請求項２１に記載の切断装置。
【請求項２４】
前記円形形状の本体によって画定され、かつ、その前記周縁部から延在し、前記第２の軌道が前記第１の軌道から分岐する場所に近い位置で前記第２の軌道に連通する、カッターナイフ除去領域をさらに備える、請求項２１に記載の切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細長い物品の欠陥を検出し、物品が高出力の生産設備で処理される際に物品から欠陥を切断するための装置に関連して使用される切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
次に来る段落で開示される本発明は、特許文献１に示されているものなどの検査および切断装置と関連して使用され得る。この先行特許の内容は、参照により本明細書に組み込まれている。特許文献１は、冷凍フライドポテトに使用されるスライスしたジャガイモなどの細長い物品の処理に関して、工業界にその時に存在する認められた問題に対処するものであり、そこでは細長い物品が、最初に横方向に間隔を置いて（離隔して）配置されたレーンに整列され、次いで欠陥についてスライスしたジャガイモを検査するために電気光学カメラを個々のレーンの直ぐ下に通過させていた。以前の先行技術の装置においては、スライスしたジャガイモについて欠陥に遭遇した場合は、回転ホイール上の１つまたは複数のナイフが、物品から欠陥を切断するようにホイールから突き出され、または前へ押し出された。特許文献２および特許文献３などのさまざまな初期の米国特許は、そのような初期の装置を説明している。これらの以前の先行技術の特許に示された装置を用いて大量の製品を処理することは非常に困難であったので、これらの先行技術の装置は、あまり効果的ではないと考えられていた。また、特許文献１は、欠陥を有するかもしれない細長い物品の処理に関する認められた限界を解決するためのさまざまな他の先行技術の試みを説明している。たとえば、特許文献１および特許文献４の発明者は、その生産能力に対して非常に安価でロバストな結果を得られる装置を使って、細長い物品から欠陥を除去できるように大量の検査および切断を行う発明を説明している。
【０００３】
たとえば、特許文献１に示されている装置は、食品加工産業で広く採用されており、長年にわたって作動され、大きな成功をおさめている。この先行技術の特許で説明されたこの装置は、数十年にわたって確実に作動しているが、その有用性を損なってしまったいくつかの欠点があった。留意されている第１の欠点、および時折のみ、上に説明されているような装置に用いられる個々のカッターナイフは、時折所定の作動速度で回転される場合に時期尚早に移動し、次に半径方向外に向かって配置された向きに押し出され、その後に切断装置によって最初に配備されることなく処理されている細長い食品製品に係合することになる。半径方向に伸張した切断位置への切断ナイフのこの時期尚早の配備により、時折、切断ナイフはスライスされたジャガイモを不必要に切断し、かつ／または損傷されることがあった。上述のものに加えて、現在まで使用されている切断ナイフは、合成材料から製作されており、通常の摩耗および裂け目ならびに日常の動作条件により、この種の先行技術の切断ナイフまたはブレードは、時折破損することになり、交換される必要があった。この種の摩耗に関連する故障は、この種の装置において時々予想される。しかしながら、切断され検査されるべき製品に応じて、切断ナイフのそのような交換は、典型的な食品加工工場の操作中に時間がかかり不便な場合があり得る。
【０００４】
上述のように認められた欠点に対処するために、磁石を使用する切断装置が現場で開発され、配備されたが、今では特許文献５において完全に開示され、見られている。この特定の切断装置は、進行路に沿って往復移動可能なカッターナイフを含み、カッターナイフは、確実に保持され、次に後退した位置から伸長した位置に展開され、次いでその参考文献に説明されているように磁石を使用することによって適切な向きに保持される。特許文献５に例示され開示されているような装置が作動され、大きな成功をおさめていたが、発明者らは、磁石を使用する切断ホイールを開発するように努めており、そこでは、より速い処理速度が実現されることができ、特許文献５に示されるような先行技術の装置で可能であるものよりも高い信頼性が得られ得る。したがって、本発明の主要な目的は、米国特許第８，９７８，５３０号明細書に開示されている切断装置の改良を提供することであり、これは、今述べたことおよび以前の米国特許に説明されているものなどの装置ではその時まで可能でなかった性能の向上および他の動作特性を提供する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様は、進行路に沿って往復移動するために支持されるカッターナイフであって、進行路が、後退した非切断位置にカッターナイフを配置する第１の端部と、伸長した切断位置にカッターナイフを配置する第２の端部とを有する、カッターナイフと、第１の端部から第２の端部へ進行路に沿ってカッターナイフを移動させるように、カッターナイフに選択的に供給される、流体圧力源と、カッターナイフに隣接して配置され、カッターナイフと機械的に協働する軌道部材であって、進行路に沿ってカッターナイフの往復移動を少なくとも一部は規定するのに有効である、軌道部材と、軌道部材に取り付けられる磁石であって、カッターナイフが単独で往復進行路の第１の端部にある場合にカッターナイフを磁気的に吸引し、拘束するのに有効である、磁石とを含む切断装置に関する。
【０００６】
本発明のもう１つの態様は、足型状の第１の端部を持つ脚状の本体を有するカッターナイフであって、足型状の端部がブレードを画定し、脚軸が第１の端部から延在し、第２の端部で終わり、カッターナイフが脚軸に対して垂直に、外向きに延在するカムフォロアを有し、カムフォロワが所与の長さ寸法を有し、カッターナイフが後退した非切断位置にカッターナイフを配置する第１の端部と、伸長した切断位置にカッターナイフを配置する第２の端部とを有する進行路に沿って往復移動するために支持される、カッターナイフと、少なくとも１つのカッターナイフステーションを画定し、カッターナイフが進行路に沿って移動する場合に、カッターナイフを往復動的に支持するナイフ支持部材と、カッターナイフの第２の端部に選択的に供給され、その第１の端部から第２の端部へ進行路に沿ってカッターナイフを移動させる流体圧力源と、ナイフ支持部材に隣接して配置される軌道部材であって、軌道部材がカッターナイフのカムフォロアとさらに協働し、進行路に沿ってカッターナイフの往復移動を少なくとも一部は規定するのにさらに有効である、軌道部材と、軌道部材に取り付けられ、カッターナイフが往復進行路の第１の端部にある場合にカッターナイフを磁気的に吸引し、拘束するのに有効である磁石であって、磁石が円弧状であり、所与の距離だけさらに間隔を置いて（離隔して）設けられた第１および第２の部分を有し、磁石の第１および第２の部分が実質的に均一な幅寸法を有し、実質的に均一な磁気力を発する磁石とを含む、切断装置に関する。
【０００７】
本発明のこれらのおよび他の態様を、後に今まで以上に詳しく説明することにする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の好ましい実施形態を、次の添付図面を参照して以下に説明する。
【０００９】
【図１】本発明の切断装置の斜視部分図であり、本切断装置に対してさまざまな向きの切断ナイフの位置を示す図である。
【００１０】
【図２】本発明の切断装置で使用されるナイフ支持リングの斜視側立面図であり、本発明で使用される１つの切断ナイフを示しており、この切断ナイフがそれに対して半径方向外向きの位置に配置される図である。
【００１１】
【図３】本発明の切断装置に使用され得る切断ナイフの一形態の斜視側立面図である。
【００１２】
【図４】本発明の特徴を形成する軌道部材の部分斜視側立面図であり、軌道部材の周りのさまざまな向きに配置された切断ナイフをさらに示す図である。
【００１３】
【図５】構造をその下方に示すために切断ナイフを取り外した状態の、図４に見られる軌道部材の部分斜視立面図である。
【００１４】
【図６】図５に見られるように線６−６に沿った位置から見た、大きく拡大された部分斜視平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明のこの開示は、「科学および有用な技術の進歩を促進するために」米国特許法の憲法上の目的を推進するために提出されている（第１条、第８項）。
【００１６】
ここで図１の研究を参照すると、本発明の切断装置１０は、符号１１で全体的に示されている回転不能な車軸または支持部材を含むことが分かるであろう。回転不能な車軸は、この出願で以前に説明されたような先行技術の切断装置のいくつかの構造的特徴を取り囲み、これは、本発明と直接的に密接な関係はないが、米国特許４，５２０，７０２号明細書にさらに完全に開示されている内部空洞１２を画定する。読者は、本発明で使用され、この図では部分的にのみ示されている車軸の構造を理解するように前述の特許を参照する。特に、本発明１０、より詳細には固定車軸１１の内部空洞１２は、図１に断片的にのみ示されているエジェクタマニホールドアセンブリ１３を取り囲んでいる。このエジェクタマニホールドアセンブリ１３は、よく知られており、このアセンブリに関するさらなる開示および議論は正当な理由がない。また、本発明の内部空洞１２には、エジェクタマニホールドアセンブリ１３に供給される流体圧力源１４が設けられる。一般的には圧縮空気を含むこの流体圧力源は、内部空洞１２に沿って下がっていき、次にエジェクタマニホールドアセンブリ１３に供給され、次いで図１に示されるようにエジェクタノズル１５を介してバルブアセンブリ（図示せず）によって選択的に放出される。この流体圧力は、第１の非切断位置から第２の切断位置へそれぞれの切断ナイフを移動させるように、その切断ナイフに、またはそれらに対して加えられる。切断ナイフのこの進行路は、後に今まで以上に詳しく議論されることになる。読者は、後に説明されることになる切断ナイフに流体圧力を選択的に放出するのに使用されるバルブアセンブリに関する細部を得るために米国特許第４，５２０，７０２号明細書を参照する。前に留意されたように、米国特許第４，５２０，７０２号明細書および米国特許第８，９７８，５３０号明細書の内容は、両方とも参照によりこの出願に組み込まれている。また、車軸または支持部材１１は、後に今まで以上に詳しくまた議論されることになる回転ナイフ支持部材の向きを決定するのに使用される誘導インデックスセンサ１６を取り付ける。
【００１７】
上記で確認された米国特許において説明されたものと構造が類似した円形ナイフ支持リング２０が、本発明の切断装置１０に使用される（図２）。円形ナイフ支持リング２０は、複数のカッターナイフステーション２２を画定する本体２１を有する。カッターナイフステーションにより、後に説明されることになるようにそれぞれのカッターナイフは他のものに対する１つについて所定の環状に間隔を置いた（離隔した）関係で配置されることができるようになる。この円形ナイフ支持リングは、外周縁部２３と、所与の寸法の開口２５を画定する反対側の内周縁部２４とをさらに有する。図２に見られるように、開口２５は、固定車軸１１の外径寸法よりもほんの僅かに大きいように寸法決めされる。円形ナイフ支持リング２０は、図１に見られるように選択的なエジェクタノズル１５に対して実質的に一直線に、および流体受容関係状態に個々のカッターナイフステーションを配置するように、固定された車軸部材１１の周りに所与の動作速度で駆動回転されるように動作可能である。図２の斜視側立面図に見られるように、複数のカッターナイフステーション２２は、本体２１の周縁部２３の周りにおよそ６０°の向きに間隔を置いて配置されるいくつかのセグメントに固定され、または配置される。誘導インデックスセンサ１６（図１）は、ナイフ支持リングまたは部材２０が回転不能な車軸または支持部材１１の周りを回転する際にその向きを確認するように使用される。円形ナイフ支持リングの構成および回転に関するさらなる細部は、米国特許第４，５２０，７０２号明細書を参照することによって見出され得る。ここで図１を参照し、また図４、図５および図６を参照すると、切断装置１０は、一般に車軸１１にしっかりと固定されて取り付けられる環状形状の軌道部材４０を含み、上記で議論されたように、円形ナイフ支持リング２０に関してさらに並置される。図面（図４および図５）に見られる環状の軌道部材は、本体４１を有し、この本体４１は、外側の実質的に円形の周縁部４２と、その上にこれが取り付けられる固定車軸または支持部材１１の外径寸法よりもほんの僅かに大きい直径寸法を有する開口４４をさらに画定する反対側の内周縁部４３とによって画定される。環状の軌道部材４０は、所定の間隔を置いた関係で、かつ外周縁部４２に対して半径方向内向きに配置される第１の実質的に円形の軌道または軌道輪５１をさらに画定する。第１の軌道または軌道輪５１は、実質的に均一な幅および深さ寸法を有し、次に来る段落で議論されることになるそれぞれのカッターナイフの形状構成または一部と機械的に協働するようにさらに動作可能である。
【００１８】
上述の図面に見られるように、環状の軌道部材４０は、第１の円形軌道５１から分岐する第１の端部５３を有する第２の円弧状の軌道または軌道輪５２をさらに画定し、第１の端部５３から間隔を置いて配置される所定の位置で第１の円形軌道を再結合させる第２のまたは収束端５４をさらに有することを理解されたい。
【００１９】
ここで図５および図６を参照すると、第２の軌道５２は、実質的に均一な幅および深さ寸法を有さず、むしろ、第１のまたは分岐端５３は、第２のまたは収束端５４とは全く異なる幅および深さ寸法を有し、これは、第１の軌道５１を再結合させることに留意されたい。ここで図６を参照すると、環状形状の軌道部材４０の本体４１は、外周縁部４２から延在し、第２の軌道５２が第１の軌道５１から分岐する場所に近い位置で第２の軌道５２に連通するカッターナイフ除去領域６０を画定することに気付かれよう。このカッターナイフ除去領域は、個々のカッターナイフが損傷されまたは他のメンテナンスが必要とされるときにそれらが後に説明されることになるように環状形状の軌道部材４０から取り外される場合に使用される。さらに図６を参照すると、符号７０で全体的に示される領域または面域は、第２の軌道５２が第１の軌道５１から分岐する場所の付近に配置される。第２の軌道のこの第１の端部は、符号５３で示されている。領域７０は、環状形状の軌道部材４０およびその本体４１によって画定される。可変の高さ寸法を有するこの面域７０により、カッターナイフが動作中にこの領域または面域７０と衝突することを実質的に防止するように、進行路に沿って移動するカッターナイフが、後に議論されることになるが、第１の軌道５１から第２の軌道５２へ滑らかに移動することができるようになり、後に説明されるように、カッターナイフの移動が機能不全中に第１の軌道または第２の軌道に徐々に向けられることがさらにできるようになる。また、領域７０は、下記に説明されるように、カッターナイフが図示しない横たわるスライスされたジャガイモを切断するように配備された後に、カッターナイフが第１の軌道５１に元の場所へ跳ね返りまたは戻ることを妨げるように機能することもできる。切断ナイフの進行路が延在するこの領域７０の寸法は、次に来る段落において今まで以上に詳しく議論されることになる。
【００２０】
環状形状の軌道部材４０およびその本体４１は、それぞれ、第１の軌道５１と第２の軌道５２との間に配置される中間領域８０を一部は画定し、後に説明されるように、第１の軌道５１および第２の軌道５２の部分を一部はさらに画定する（図５）。湾曲したまたは円弧状の中間領域は、第１の端部８１と、反対側の第２の端部８２と、全体として符号８３で示される中心点とを有する。図６および図７から分かるように、中間領域は、それぞれ、中心点８３から、およびその第１の端部８１および第２の端部８３の方向に測定した場合に、減少する幅寸法を有する。さらに、中間領域８０は、中心点８３から延在する方向に、およびその第１の端部８１に向かって測定した場合に減少する高さおよび幅の寸法を有する。ここで図６を参照すると、中間領域８０の第１の端部８１は、中間領域の中央平面に対して約４５度の角度で向けられ、かつ別様に螺旋状に方向付けられる、半径方向内側に向けられる表面７１によって画定される。螺旋の向きにより、一般的には、軌道部材４０の３６０度の全回転に対して、約４．１４インチ（約１０．５２センチメートル）は高さ利得が生じることになる。本発明においては、第１の端部８１の長さもしくは高さの上昇または増加は、軌道部材が軌道部材の円周の周りで約４８．１度回転する場合に約０．５６２インチ（約１．４３センチメートル）である。領域７０は、部分的に重なり、中間領域８０の第１の端部８１を横切って半径方向に横方向に延在する。この構成により、それぞれのカッターナイフは、開示されるように、カッターナイフのカムフォロアが第１の端部８１に係合する高さに第１の端部８１の高さが達するまで、第１の端部８１の最先端を横切ることができるようになる。さらに、中間領域８０は、中心点８３から、およびその第２の端部８２の方向に測定された場合に、実質的に均一な高さ寸法を有する。中間領域は、第１の軌道５１の部分を一部は形成しまたは画定する、半径方向内向きに配置されかつ湾曲した側壁８４によって一部は画定され、第２の軌道５２の部分を一部は画定しまたは形成する、半径方向外向きに配置されかつ湾曲した側壁８５を追加として画定する。図面（図５）に見られるように、中間領域８０は、中心点８３の領域に配置される空洞９０を画定する。空洞は、所定の形状を有し、符号９１で全体的に示されているカムインサートを嵌合可能に収容するように動作可能である。解放自在な湾曲したカムインサート９１は、中間領域８０のそれぞれの湾曲した側壁８４および８５の部分と嵌合可能に協働し、それらを形成する。理解されるべきであるが、軌道部材４０は、下記で議論されるように、カッターナイフを形成する材料と共に使用される場合は、所定の硬度、耐久性、および／または機能的有用性および適合性を有する第１の機械加工に適しかつ／または成形可能な材料から製作され、湾曲したカムインサートは、硬度、耐久性、および／または機能的有用性および一般的には第１の材料よりも大きい適合性を有する第２の材料から少なくとも一部は製作される。カムインサート９１は、ファスナ９４によって空洞９０内に固定される。設けられるカムインサート９１は、製品の使用寿命を延ばすように、本発明の使用中に取り外され、交換され得る「摩耗部品」である。このカムインサート９１が交換されることになる摩擦摩耗は、後により詳細に議論されることになる。もちろん、軌道部材４０は、後に説明されるようにそれぞれのカッターナイフを製作するのに使用される材料に機能的に適合しながら、この摩擦摩耗に抵抗する単一の材料で製作され得る。上述の製造オプションが選択された場合は、カムインサートは、一般的にもはや必要でないことになる。
【００２１】
ここで図４、図５および図６を参照すると、環状形状の軌道部材４０の本体４１は、第１の磁石空洞１０１、および第２の磁石空洞１０２を一部は画定する。第１および第２の磁石空洞は、第１の軌道５１に対して半径方向内側に配置され、第１の磁石空洞１０１は、本体４１の近傍に、および第２の軌道５２が第１の軌道５１から分岐する場所に隣接して配置される。さらに、第２の磁石空洞１０２は、本体４１の領域に配置され、そこで、第２の軌道５２は、第１の実質的に円形形状の軌道５１に元の場所へ収束する。第１および第２の磁石空洞１０１および１０２は、それぞれ、円弧状であり、実質的に円形形状の第１の軌道５１の湾曲と実質的に類似した湾曲を有する。上述のように、第１および第２の磁石空洞１０１および１０２は、第１の軌道５１に対して並置された、間隔を置いた関係で半径方向内側に配置される。実質的に円形形状の第１の軌道５１は、円周方向寸法を有し、第１の磁石空洞１０１は、第１の軌道の円周の約８６°未満を占めることを理解されたい。さらに、磁石空洞１０２の第２の部分は、第１の軌道５１の円周の約３７°未満を占める。第１の磁石空洞１０１は、第１の軌道５１の円周の約４０°未満だけ第２の磁石１０２から間隔を置いて配置されることを理解されたい。全体的に符号１１０で示される磁石は、それぞれの第１および第２の磁石空洞１０１および１０２内にそれぞれ収容される。磁石１１０は、円弧状であり、第１の磁石空洞１０１内に嵌合可能に収容される第１の部分１１１を含み、磁石１１２の第２の部分はまた、円弧状であり、第２の磁石空洞１０２内に嵌合可能に収容される。それぞれの磁石部は、それぞれＮ極１１３およびＳ極１１４を有する。図面に見られる構成においては、Ｎ極１１３は、第１の軌道５１に対して並置された、近接して間隔を置いた関係で配置され、Ｓ極１１４は、第１の軌道５１に対して半径方向内側に、および間隔を置いた関係で配置される。理解されるべきであるが、磁石の第１の部分１１１および第２の部分１１２は、単一体として製作されることができ、または図５に示されるように、多数の個別のより小さな細長い磁石によって形成されることができ、これらは、互いに対して端と端を接して並置される。理解されるべきであるが、磁石の第１の部分１１１および第２の部分１１２は、その長さに沿って均一な磁気力をそれぞれ及ぼす。磁石の第１の部分１１１および第２の部分１１２の各々によって加えられる磁気力は、それぞれ、第１の軌道５１に対して実質的に半径方向内側に向けられる。磁石の第１の部分１１１および第２の部分１１２の動作は、それぞれ、次に来る段落で今まで以上に詳しく議論されることになる。
【００２２】
ここで図１、図３および図４を参照すると、本発明の切断装置１０は、符号１３０で全体的に示される複数のカッターナイフを使用し、この複数のカッターナイフは、その中でカッターナイフが機械的に協働する、実質的に円形のナイフ支持リング２０および環状の軌道部材４０に対して第１の非切断位置から第２の半径方向に伸張した切断位置まで、下記で議論されることになる所与の半径方向に向けられた進行路に沿ってさらに選択的に往復移動可能である。より詳細には、図３に最もよく見られるように、それぞれのカッターナイフ１３０は、第１の足型状の端部１３２と、処理されている色々な種類の野菜（図示せず）のような対象となる物体を切断するのに使用されるブレード状縁部１３３とを有する脚状の本体１３１を有する。それぞれのカッターナイフ１３０は、脚軸１３４を含み、これは、第１の足型状の端部１３２から延在し、第２の端部１３５で終端する。前に議論されたように、流体圧力源１４は、第２の端部１３５に加えられ、下記に議論されることになるように、進行路に沿ってそれぞれのカッターナイフ１３０を推進する力となる。さらに、突出部分またはカムフォロア１３６は、脚軸１３４と一体に作られ、それに対して通常外向きに延在し、第１の足型状の端部１３２と同じ平面に配置される。突出部分またはカムフォロワ１３６は、第１の円形軌道５１または第２の軌道５２に収容され、それに沿って移動し、または別様にそれと機械的に協働されるように動作可能であり、この軌道は、環状の軌道部材４０によって画定される。カムフォロワ１３６は、第１の端部１３２と第２の端部１３５との間のほぼ中ほどに配置される。カムフォロワは、所定の長さ寸法を有する。カムフォロアの長さは、領域７０の幅を少なくとも一部は決定する。カムフォロアの長さが長くなるにつれて、領域７０の幅は狭くなる。他方では、カムフォロアの長さが短くなるにつれて、領域７０の幅は増加する。領域７０の幅は、切断装置１０の動作の速度を少なくとも一部は決定する。なぜならば、いったん切断ナイフが進行路に沿って推進されれば、より広い領域７０により、時々十分な時間が経過できるようになっており、したがって切断ナイフは、進行路線の終わりに達し、第１の軌道５１の方向に跳ね返ることができるからである。領域７０の幅を短くすることによって、進行路線に沿って推進されるそれぞれのカッターナイフは、確実に第２の軌道５２に保持されることができ、第１の軌道５１に跳ね返ったりまたは後ろへ移動することができない。これらの前に説明された個々の軌道５１または５２へのそれぞれのカッターナイフ１３０のうちの１つの移動は、個々のカッターナイフ１３０のための進行の往復路線１４０を少なくとも一部は規定する。図３に見られるように、間隙１３７が、第１の足型状の端部１３２と突出部分またはカムフォロワ１３６との間に画定される。この隙間は、それぞれのカッターナイフ１３０の進行路線１４０の長さを規定する。本カッターナイフ１３０は、参照により本明細書に組み込まれている米国特許第４，５２０，７０２号明細書に説明されているカッターナイフとその全体的な形状が実質的に同様である。さらに、それぞれのカッターナイフ１３０は、円形ナイフ支持リング２０によって規定されるように個々のカッターナイフステーション２２内に収容され、摺動自在に支持され、これは、それぞれのカッターナイフ１３０の進行路線を少なくとも一部はさらに規定する。したがって、カッターナイフ１３０は、第１の端部１４１（図１）から進行路線または進行路１４０に沿って移動し、第１の端部において、カッターナイフ１３０は、後退した非切断位置に配置され、第１の軌道５１に沿って進行路１４０の第２の端部１４２に引き続き移動しまたは進行し、そこで、個々のカッターナイフ１３０は、伸張した切断位置に配置され、それぞれのカッターナイフ１３０は、第２の軌道５２に沿って移動している。理解されるべきであるが、流体圧力源１４の選択的な適用は、個々のカッターナイフ１３０を第１の軌道５１から第２の軌道５２に軌道部材の領域７０（図６）を通して移動させるのに有効であり、それによって、進行路１４０の第１の端部１４１から進行路１４０に沿ってカッターナイフ１３０を移動させ、そこでは、カッターナイフ１３０は、進行路の第２の端部１４２まで後退した非切断位置にあり、そこでカッターナイフは、伸張した切断位置にあり、第２の軌道５２に沿って移動している。個々のカッターナイフ１３０の移動は、カムフォロワ１３６によって少なくとも一部は行われ、このカムフォロア１３６は、引用された前の段落および参照文献に説明されたように、それぞれの第１および第２の軌道に沿って移動しまたは案内されることが図面（図１）を研究することから明らかなはずである。図４の研究から、進行路１４０の第２の端部１４２の伸張した切断位置にある個々のカッターナイフ１３０は、一般的には個々のカッターナイフ１３０がフライドポテト、細長い野菜など（図示せず）のような切断されるべき物体に係合している位置に一般的にあることを認められたい。個々のカッターナイフが切断されるべき物体に強制的に係合している場合は、物体との係合により、個々のカッターナイフ１３０は半径方向内側に付勢されることになり、突出部分またはカムフォロワ１３６は、カムインサート９１と摩擦係合しまたはこれと係合するようになる。この半径方向内側に向けられる力および摩擦係合により、本体４１の中間領域の中心点８３の領域における摩擦摩耗または劣化が経時的に生じることになる。したがって、カムインサート９１およびより詳細には第２の側壁９３は、上述のように、後に「摩耗指数」と呼ばれる、硬度、耐久性および／または機能的適合性を有する物質で製作され、この摩耗指数は、環状形状の軌道部材の本体４１を形成する材料について計算される「摩耗指数」よりも大きい。再び、これらの材料は、下記で議論されるようにカッターナイフを製作するために選択される材料と機能的に適合するように選択される。したがって、摩擦摩耗中間領域８０は、カムインサート９１によって占められるが、長期間の作動の際に本発明１０を維持するように容易に交換され得る。
【００２３】
図面に見られる構成においては、磁石の第１の部分１１１および第２の部分１１２は、上記のように第１の端部１４１から第２の端部１４２への往復進行路１４０に沿って個々のカッターナイフ１３０を付勢することになる選択的な流体圧力１４を適用しないときは個々のカッターナイフ１３０を第１の軌道５１に磁気的に拘束するようにそれぞれ動作可能であることを認められたい。さらに、磁石１１０の第２の部分１１２に関して、この磁石１１２は、第２の軌道５２に沿って移動した後に、第１の軌道５１に収束しているカッターナイフ１３０を磁気的に吸引するだけでなく、中間領域８０の第２の端部８２における第１の軌道および第２の軌道の収束によってもたらされる隙間またはスペースのために、第１の軌道５１に沿って第１の軌道から間隔を置いた位置に移動するカッターナイフの不用意な移動を防止するように動作可能である。この移動は、それぞれの切断ナイフに作用する遠心力の影響によって引き起こされるかもしれない。この機能に加えて、磁石１１０の第２の部分１１２はまた、ユーザが機能不全を取り除き、あるいは破損しまたは損傷した切断ナイフを除去しているときに切断装置が逆回転される場合に、カッターナイフを第１の軌道５１に保持する働きをする。個々のカッターナイフ１３０は、磁石１１０の第１および第２の部分によって磁気的に吸引される材料で少なくとも一部は形成されることを認められたい。磁石がカッターナイフの突出部分ならびに足型状の端部の両方を吸引するのに効果的であった先の先行技術の特許の教示とは対照的に、磁石の第１の部分１１１および第２の部分１１２によって加えられる磁気力は、突出部分またはカムフォロア１３６をそれぞれ主として吸引する。カッターナイフ１３０の好ましい形態は、上述したようにそれぞれのカッターナイフが磁石１１０と磁気的に協働することができるようになる磁着性金属の小さなパーセンテージで形成される充填材料を有するナイロンから一般的に製作される。また、ステンレス鋼も使用され得る。それぞれのカッターナイフ１３０は、約５５ｍｍの長さ寸法および約１．５ｍｍの厚さを有する。
動作
【００２４】
本発明の説明された実施形態の動作は、容易に明らかであり、この時点で簡単に要約されると考えられる。
【００２５】
その最も広い態様において、本発明１０は、進行路１４０に沿って往復移動するために支持されるカッターナイフ１３０を含む切断装置に関する。進行路１４０は、後退した非切断位置にカッターナイフ１３０を配置する第１の端部１４１と、伸長した切断位置にカッターナイフを配置する第２の端部１４２とを有する。本発明は、カッターナイフ１３０を第１の端部１４１から第２の端部１４２にそれぞれ進行路１４０に沿って移動させるように、カッターナイフ１３０に選択的に供給される流体圧力源１４を含む。また、本発明１０は、カッターナイフ１３０に隣接して配置され、カッターナイフ１３０と機械的に協働する軌道部材４０を含み、これは、カッターナイフの進行路に沿った往復移動を少なくとも一部は規定するのにさらに有効である。さらに、およびその最も広い態様において、本発明１０は、軌道部材４０上に配置される磁石１１０を含み、これは、カッターナイフが往復進行路１４０の第１の端部１４１にある場合にカッターナイフ１３０を磁気的に吸引し拘束するのにさらに有効である。その最も広い態様において、軌道部材４０は、外接周縁部４２を画定する概ね円形形状の本体４１を有する。本体４１は、本体４１の外接周縁部４２に対して半径方向内側に間隔を置いた関係で配置される第１の実質的に円形形状の軌道５１をさらに画定する。第２の円弧状の軌道５２は、第１の軌道５１に連通しており、第１の軌道と外接周縁部４２との間にある本体４１の領域にさらに配置される。磁石１１０は、第１の実質的に成形される軌道５１に対して並置された、半径方向内側に間隔を置いた関係で配置される。
【００２６】
第２の円弧状の軌道５２は、第１の軌道５１から離れるように半径方向外向き方向に、および本体４１の外接周縁部４２に向かって分岐する第１の端部５３を有する。さらに、第２の軌道５２は、反対側の第２の端部５４を有し、これは、第１の軌道５１に収束し、概ね半径方向内側方向に、および本体４１の外接周縁部４２から離れるようにさらに向けられる。第１の軌道５１に沿って移動する場合のカッターナイフ１３０は、第１の後退したまたは非切断位置１４１に留まり、流体圧力１４をカッターナイフ１３０に選択的に加えると、カッターナイフ１３０は、第１の軌道５１からおよび第２の軌道５２に分岐し、第２の伸張した切断位置１４２に進行路１４０に沿ってさらに搬送され、次いで、カッターナイフ３０が第２の軌道に沿って移動し、次に第１の軌道５１に収束すると第１の非切断位置１４１に移動しまたは別様に元の場所へ戻る。このカッターナイフ１３０のこの移動は、この参照文献および前の特許において前に開示されたように、回転不能な車軸１１に対してナイフ支持リング２０を回転させることによって行われる。
【００２７】
その最も広い態様においては、切断装置１０は、第２の軌道５２が第１の実質的に円形形状の軌道５１から分岐し、次いでこの円形形状の軌道５１に元の場所へ収束する前記円形形状の本体４１の領域内に少なくとも一部は向けられる磁石１１０を含む。前に議論されたように、磁石１１０は、第１および第２の円弧状の部分１１１および１１２をそれぞれ有する。磁石の各部分は、実質的に均一な幅寸法を有する。さらに、第１の軌道１５１は、円周方向の寸法を有し、磁石１１０の第１の部分１１１は、第１の軌道の円周の約８６°未満を占める。さらに、磁石１１０の第２の部分１１２は、第１の軌道５１の円周の約３７°未満を占める。磁石１１０の第１の部分１１１は、第１の軌道５１の円周の約４０°未満だけ磁石１１０の第２の部分１１２から間隔を置いて配置されることを理解されたい。磁石の第１の部分１１１および第２の部分１１２はそれぞれ、その長さに沿って均一な磁気力をそれぞれ加える。磁石１１０の第１の部分１１１および第２の部分１１２の各々によって加えられる磁気力は、第１の軌道５１に対して実質的に半径方向内側に向けられる。図面に見られる構成においては、磁石の第１の部分１１１および第２の部分１１２はそれぞれ、１１３および１１４とそれぞれ標識付けされたＮ極およびＳ極を各々有する。Ｎ極１１３は、第１の軌道５１に対して並置された、近接して間隔を置いた関係で配置され、Ｓ極１１４は、半径方向内側に、かつ第１の軌道５７に対して間隔を置いた関係で配置される。本発明の１つの形態における磁石の第１の部分１１１および第２の部分１１２は、それぞれ、互いに対して端と端を接して並置される複数の磁石１１５から形成される。前に議論されたように、カッターナイフ１３０は、磁石の第１の部分１１１および第２の部分１１２によってそれぞれ磁気的に吸引される金属で少なくとも一部は形成される。
【００２８】
その最も広い態様においては、環状形状の軌道部材４０によって画定される第１および第２の軌道５１および５２は、所定の幅および深さ寸法を各々有し、円形形状の本体４１の中間領域８０によって少なくとも一部は画定され、これは、それぞれの第１の軌道５１と第２の軌道５２との間にそれぞれ配置される。本体４０の中間領域８０は、それぞれ反対側の第１の端部８１および第２の端部８２と、第１の端部と第２の端部との間に配置される中心点８３とを有する。中間領域は、中心点８３から、およびその第１および第２の端部８１および８２の方向に測定した場合、減少する幅寸法を有する。中間領域８０は、中心点から延在する方向に、およびその第１の端部に向かって測定した場合に減少する高さ寸法と、中心点８３、および中間領域８０の第２の端部８２の方向から測定した場合に実質的に均一な高さ寸法とを有する。
【００２９】
中間領域８０は、それぞれ反対側の湾曲した側壁８４および８５によってさらに画定される。湾曲した側壁の各々は、異なる湾曲度を有し、隣接した領域８０は、解放自在な湾曲カムインサート９０を嵌合可能に収容する空洞９０をさらに画定する。カムインサート９０は、中間領域８０のそれぞれの湾曲した側壁８４および８５の部分と協働し、その部分を形成する。本発明の１つの形態において軌道部材４０は、後に摩耗指数と定義される、所定の硬度、耐久性、および／または機能的適合性を有する第１の材料から製作される。さらに、湾曲カムインサート９０は、第１の材料よりも大きいかまたはより望ましい摩耗指数を有する第２の材料で少なくとも一部は製作される。本発明においては、それぞれの切断ナイフ１３０の進行路１４０は、第２の軌道５２が第１の軌道５１から分岐する円形本体の領域７０を通して延在する。進行路１４０が延在する領域は、約３０ｍｍ未満の幅寸法を有する。本構成においては、本発明１０は、円形形状の本体４１によって画定されるカッターナイフ除去領域６０を含み、これは、その周縁部４２から延在し、第２の軌道５２が第１の軌道５１から分岐するその場所の近くの位置で第２の軌道５２に連通する。
【００３０】
したがって、本発明の切断装置は、それによって米国特許第４，５２０，７０２号明細書に見られる先行技術の装置の性能の認められた欠点が効果的に克服される便利な手段を提供し、それによって、これまで経験していたものを超えるロバスト性および信頼性の向上した切断アセンブリを提供することが分かるであろう。本発明は、米国特許第８，９７８，５３０号明細書に見られる装置を使用することによって達成され得る動作速度を超える動作速度の増加をさらに提供する。上述のように、これらの特許の両方の教示は、参照により本明細書に組み込まれている。
【００３１】
法令に従って、本発明は、構造的および方法的特徴に関して多かれ少なかれ特定の言語で説明されている。しかしながら、本明細書において開示された手段は本発明を実施する好ましい形態を含むので、本発明は示され説明された特定の特徴に限定されるものではないことを理解されたい。したがって、本発明は、均等論に従って適切に解釈される添付の特許請求の範囲の適切な範囲内でその形態または修正のいずれかで要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３２】
【特許文献１】米国特許第４，５２０，７０２号明細書
【特許文献２】米国特許第３，５４３，０３５号明細書
【特許文献３】米国特許第３，６６４，３３７号明細書
【特許文献４】米国特許第６，９２３，０２８号明細書
【特許文献５】米国特許第８，９７８，５３０号明細書
【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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【国際調査報告】
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