(57)【要約】  粉末コーティング材を計量供給するためのディスペンサは粉末材を吐き出すための開口及び供給源から開口へ粉末材を移送するための導管を有している。導管は、導管を通る粉末材の流れの全体的方向を横切るほぼ長方形の断面を有するセクションを有している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末コーティング材を計量供給するためのディスペンサにおいて、
前記ディスペンサが、前記粉末材を吐き出すための開口及び前記粉末材を供給源から移送するための導管を有し、前記開口に隣接する前記導管の第一のセクションが前記第一のセクションを通る前記粉末材の流れの方向を横切る断面を有し、前記第一のセクションの前記断面がほぼ長方形である、ディスペンサ。
【請求項２】
前記第一のセクションが第一の増径セクションを備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第一の増径セクションから前記粉末材の流れの上流において、第一の減径セクションをさらに備えている、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第一の増径セクションのルーメンがその入口端に第一の断面積をその出口端に第二の断面積を有し、前記第一の増径セクションの前記ルーメンの断面積が前記第一の断面積から前記第二の断面積に均等に増大する、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記第一の減径セクションが、前記第一の減径セクションを通る前記粉末材の流れの方向を横切る断面を有し、前記第一の減径セクションの前記断面もほぼ長方形である、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記第一の減径セクションのルーメンが、その入口端に第三の断面積をその出口端に第四の断面積を有し、前記第一の減径セクションの前記ルーメンの断面積が前記第三の断面積から前記第四の断面積に均等に減少する、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第一の減径セクションが、前記第一の減径セクションを通る前記粉末材の流れの方向を横切る断面を有し、前記第一の減径セクションの前記断面もほぼ長方形である、請求項３に記載の装置。
【請求項８】
前記導管が、ルーメンを備えるシール材と、ルーメン及び第一の形体を有している第二の減径セクションを有している第一の部材と、ルーメン及び第二の形体を有している第二の増径セクションを有している第二の部材とを有し、前記第一の形体と第二の形体が協働して前記第二の減径セクションと前記第二の増径セクションとの間にシール材を納めるための空間を形成する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記導管が、ルーメンをさらに有している第二の減径セクションと、ルーメンを有している第二の増径セクションとを有している、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記第二の減径セクションが第一の構造成分に配備され、かつ前記第二の増径セクションが前記第一の構造成分に選択的に結合されるのに適する第二の構造成分に配備され、前記第一の構造成分と第二の構造成分と間の前記選択的結合を密封するシール材をさらに有している、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記第二の減径セクションの前記ルーメンがその出口端に第二の断面を有し、前記第二の増径セクションの前記ルーメンがその入口端に第三の断面を有し、前記シール材の前記ルーメンが前記第二の断面から前記第三の断面への遷移となる、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
粉末コーティング材を計量供給するためのディスペンサにおいて、
前記ディスペンサが、前記粉末材を吐き出すための開口及び前記粉末材を供給源から前記開口へ移送するための導管を有し、前記導管が第一の減径セクション及び第一の増径セクションを有し、前記第一の減径セクション及び前記第一の増径セクションのうち少なくとも一方を通る粉末材の流れの方向をほぼ横切る前記第一の減径セクション及び前記第一の増径セクションのうち前記少なくとも一方の断面がほぼ長方形である、ディスペンサ。
【請求項１３】
前記第一の減径セクションが、その入口端に第一の断面積をその出口端に第二の断面積を有し、前記第一の減径セクションの断面積が前記第一の断面積から前記第二の断面積に均等に減少する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記第一の増径セクションが、その入口端に第三の断面積をその出口端に第四の断面積を有し、前記第一の増径セクションの断面積が前記第三の断面積から前記第四の断面積に均等に増大する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第一の増径セクションが、その入口端に第一の断面積をその出口端に第二の断面積を有し、前記第一の増径セクションの断面積が前記第一の断面積から前記第二の断面積に均等に増大する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
その入口端に第一の断面積をその出口端に第二の断面積を有する第二の減径セクションをさらに有し、前記第二の減径セクションの断面積が前記第一の断面積から前記第二の断面積に均等に減少する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１７】
その入口端に第三の断面積をその出口端に第四の断面積を有する第二の増径セクションをさらに有し、前記第二の増径セクションの断面積が前記第三の断面積から前記第四の断面積に均等に増大する、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記第一の減径セクション及び第一の増径セクションを通る粉末材の流れの方向をほぼ横切る前記第一の減径セクション及び第一の増径セクションの両方の断面がほぼ長方形である、請求項１２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば流動床から例えば空気流などガス流に浮遊する粉末コーティング材（以後、時に「コーティング粉末」又は「粉末」と呼ぶ）などコーティング材を計量供給するためのディスペンサに関するものである。本発明はコーティング粉末を計量供給するためのディスペンサとの関連で開示される。しかし、本発明は他の用途にも有用性を有すると考えられる。
【背景技術】
【０００２】
コーティング材を計量供給するためのシステムは既知である。例えば、米国特許第３，５３６，５１４号、３，５７５，３４４号、３，６９８，６３６号、３，８４３，０５４号、３，９１３，５２３号、３，９６４，６８３号、４，０３７，５６１号、４，０３９，１４５号、４，１１４，５６４号、４，１３５，６６７号、４，１６９，５６０号、４，２１６，９１５号、４，３６０，１５５号、４，３８１，０７９号、４，４４７，００８号、４，４５０，７８５号、Ｒｅ．３１，８７６号、４，５２０，７５４号、４，５８０，７２７号、４，５９８，８７０号、４，６８５，６２０号、４，７８８，９３３号、４，７９８，３４０号、４，８０２，６２５号、４，８２５，８０７号、４，９２１，１７２号、５，３５３，９９５号、５，３５８，１８２号、５，４３３，３８７号、５，７２０，４３６号、５，８５３，１２６号及び６，３２８，２２４号において例示され説明されるシステムがある。また、米国特許第２，７５９，７６３号、２，９５５，５６５号、３，１０２，０６２号、３，２３３，６５５号、３，５７８，９９７号、３，５８９，６０７号、３，６１０，５２８号、３，６８４，１７４号、４，０６６，０４１号、４，１７１，１００号、４，２１４，７０８号、４，２１５，８１８号、４，３２３，１９７号、４，３５０，３０４号、４，４０２，９９１号、４，４２２，５７７号、Ｒｅ．３１，５９０号、４，５０５，４３０号、４，５１８，１１９号、４，７２６，５２１号、４，７７９，８０５号、４，７８５，９９５号、４，８７９，１３７号、４，８９０，１９０号及び４，８９６，３８４号、英国特許明細書第１，２０９，６５３号、日本特許出願第６２−１４０，６６０号、１−３１５，３６１号、３−１６９，３６１号、３−２２１，１６６号、６０−１５１，５５４号、６０−９４，１６６号、６３−１１６，７７６号、５８−１２４，５６０号及び１９７２年の３３１，８２３、及びフランス特許第１，２７４，８１４号において例示され説明される装置もある。また、「Ａｅｒｏｂｅｌｌ（商標）粉末アプリケータＩＴＷ自動分割」及び「Ａｅｒｏｂｅｌｌ(商標)  ＆  Ａｅｒｏｂｅｌｌ  Ｐｌｕｓ（商標）ロータリアトマイザ、ＤｅＶｉｌｂｉｓｓ  Ｒａｎｓｂｕｒｇ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」において例示され説明される装置もある。これらの参照文献の開示は参照を持って本明細書に組み込まれる。以上の列記は全ての関連技術を完全に調査したこと、列記される以外の関連技術がこれ以上存在しないことあるいは列記される技術が特許性にとって重要であることを表示しようとするものではない。また、このようないかなる表示も推論されるべきではない。
【０００３】
本出願は２００３年８月２９日に提出され本出願と同じ譲受人に譲渡されたＵ．Ｓ．Ｓ．Ｎ．１０／６２８，９０８に関連する。
【発明の開示】
【０００４】
本発明の１つの態様によれば、粉末コーティング材を計量供給するためのディスペンサは、粉末材を吐き出すための開口及び粉末材を供給源から移送するための導管を有している。開口に隣接する導管の第一のセクションは、第一のセクションを通る粉末材の流れの方向を横切るほぼ長方形の断面を有する。
【０００５】
本発明のこの態様による例として、第一のセクションは第一の増径セクションを備えている。
【０００６】
さらに、本発明のこの態様による例として、導管は第一の増径セクションから粉末材の流れの上流において、第一の減径セクションを備えている。
【０００７】
本発明のこの態様による例として、第一の増径セクションのルーメンは、その入口端に第一の断面積をその出口端に第二の断面積を有する。第一の増径セクションのルーメンの断面積は、第一の断面積から第二の断面積に均等に増大する。
【０００８】
本発明のこの態様による例として、第一の減径セクションは、第一の減径セクションを通る粉末材の流れの方向を横切るほぼ長方形の断面を有する。
【０００９】
本発明のこの態様による例として、第一の減径セクションのルーメンは、その入口端に第三の断面積をその出口端に第四の断面積を有する。第一の減径セクションのルーメンの断面積は、第三の断面積から第四の断面積に均等に減少する。
【００１０】
本発明のこの態様による例として、導管は、さらに、ルーメンを有している第二の減径セクションと、ルーメンを有している第二の増径セクションとを有している。
【００１１】
本発明のこの態様による例として、第二の減径セクションは第一の構造成分に配備され、第二の増径セクションは第一の構造成分に選択的に結合されるのに適する第二の構造成分に配備される。装置は、第一の構造成分と第二の構造成分との間の選択的結合を密封するシール材をさらに有している。
【００１２】
本発明のこの態様による例として、第二の減径セクションのルーメンはその出口端に第二の断面を有し、第二の増径セクションのルーメンはその入口端に第三の断面を有し、シール材のルーメンは第二の断面から第三の断面への遷移となる。
【００１３】
本発明の別の態様によれば、粉末コーティング材を計量供給するためのディスペンサは、粉末材を吐き出すための開口及び粉末材を供給源から開口へ移送するための導管を有している。導管は第一の減径セクション及び第一の増径セクションを有している。第一の減径セクション及び第一の増径セクションのうち少なくとも一方を通る粉末材の流れの方向をほぼ横切る第一の減径セクション及び第一の増径セクションのうちの前記一方の断面は、ほぼ長方形である。
【００１４】
本発明のこの態様による例として、第一の減径セクション及び第一の増径セクションを通る粉末材の流れの方向をほぼ横切る第一の減径セクション及び第一の増径セクションの両方の断面は、ほぼ長方形である。
【００１５】
本発明のこの態様による例として、第一の減径セクションはその入口端に第一の断面積をその出口端に第二の断面積を有する。第一の減径セクションの断面積は、第一の断面積から第二の断面積に均等に減少する。
【００１６】
さらに、本発明のこの態様による例として、第一の増径セクションは、その入口端に第三の断面積をその出口端に第四の断面積を有する。第一の増径セクションの断面積は、第三の断面積から第四の断面積に均等に増大する。
【００１７】
さらに、本発明のこの態様による例として、装置は、その入口端に第五の断面積をその出口端に第六の断面積を有する第二の減径セクションを有している。第二の減径セクションの断面積は第五の断面積から第六の断面積に均等に減少する。
【００１８】
さらに、本発明のこの態様による例として、装置はその入口端に第七の断面積をその出口端に第八の断面積を有する第二の増径セクションを有している。第二の増径セクションの断面積は第七の断面積から第八の断面積に均等に増大する。
【００１９】
本発明は本発明を例証する以下の詳細な説明及び添付図面を参照することによって最も良く理解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本願において使用される場合、「導電性」及び「非絶縁性」などの言葉は、「非導電性」及び「絶縁性」として説明される材料より導電性である広い範囲の導電度を意味する。「半導電性」などの言葉は導電性と非導電性との間の広い範囲の導電度を意味する。「前」、「後」、「上」、「下」などの言葉は、例示的な実施態様を説明するためにのみ使用され、限定的であることを意図しない。
【００２１】
図面は、例えば４８１５２  Ｗｅｓｔ  Ｒｏａｄ，  Ｗｉｘｏｍ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ  ４８３９３のＩＴＷ  ＧＥＭＡ  Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，ＩＴＷ  Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ  Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ  Ｇｒｏｕｐが市販するＲＰＧ−２デュアルヘッド粉末ガン７８７７２型など一般的なタイプの粉末ガンを示している。図１を参照すると、ガン１０は、並んだ２つのノズルを有し、その各々が、それぞれの粉末送出チューブ１４を通じて、ロボット粉末ガンリアプレート１８にこのために設けられる通路に取り付けられるそれぞれのガン内部粉末ホース有刺取付け具１６（図２〜３を参照のこと）に結合されている。ロボット粉末ガンリアプレート１８は、ねじ込みロボットプレート保持リング１９によって、２つのロボットプレート粉末ホース有刺取付け具２２（図４〜５を参照のこと）を備えている対応する通路を有するロボット粉末ガンアダプタプレート２０に結合されている。各ロボットプレート粉末ホース有刺取付け具２２はそれぞれの粉末ホース有刺取付け具１６と協働して、それぞれの粉末ホース取付けシール２６（図６〜７を参照のこと）を受けるための溝２４を形成する。
【００２２】
各ロボットプレート粉末ホース有刺取付け具２２は、例えば粉末の流れの方向を横切る断面が円形であるルーメンを有している。円形断面の直径は、約１．０６インチ（約２．７ｃｍ）の長さに沿って約０．３７５インチ（約９．５ｍｍ）から約０．３１９インチ（約８ｍｍ）に直線的に減少する。各粉末ホース有刺取付け具１６は、例えば円形断面のルーメンを有している。円形断面の直径は約１．０６インチ（約２．７ｃｍ）の長さに沿って約０．３１９インチ（約８ｍｍ）から約０．３７５インチ（約９．５ｍｍ）に直線的に増大する。取付け具１６、２２は、例えば１５−２０％ガラス充填Ｄｅｒｌｉｎ  ５７０（登録商標）のアセタール樹脂から構成される。シール２６を通るルーメンは、例えば約０．３１９（約８ｍｍ）の一定の内径を有する。シール２６は例えば低密度ポリエチレンから構成される。
【００２３】
この構造は、凸凹の小さいシールアセンブリ２２、２６、１６をもたらし、その結果、シール２６への及びその周りでの粉末の蓄積を減少する。シール２６は、２つの有刺取付け具１６、２２の間に納められる。取付け具１６、２２は協働して、シール２６を納める溝２４を形成する。シール２６は規則に準拠する。シール２６が２つの有刺取付け具１６、２２の間を向き、ロボット粉末ガンリアプレート１８とロボット粉末ガンアダプタプレートを結合することによって圧縮されると、シール２６は粉末送出チューブ１４のルーメン２８の形状を比較的凸凹の小さいものにするので、粉末の蓄積を減少する。同時に、２つの有刺取付け具１６、２２の間のシール２６の圧縮が取付け具１６、２２のルーメンの形態及びシール２６の内径と結びついて、粉末供給源３２からの粉末の流路において第一の合流／分岐セクションを生成する。供給源３２は、例えば米国特許第５，７６８，８００号において例証され説明される一般的タイプの流動床など多数の既知のタイプのいずれでもよい。粉末供給ホース４６は粉末供給源からロボットアーム（図には示されていない）を通って伸び、ロボットアームの端にロボット粉末ガンアダプタプレート２０が取り付けられる。粉末送出チューブ１４の近位端４７は粉末ホース有刺取付け具１６に結合される。
【００２４】
図８〜９を参照すると、第二の制流子３８が粉末送出チューブ１４とノズル１２との間に結合される。第二の制流子３８は減径セクション４２及び増径セクション４４を有している。例えば、減径セクション４２のルーメンの断面は円形である。例えば、減径セクション４２のルーメンの直径は約１インチ（約２．５ｃｍ）の長さに沿って約０．３９１インチ（約１ｃｍ）から約０．３１２インチ（約８ｍｍ）に直線的に減少する。例えば増径セクションのルーメンの断面は円形である。例えば、増径セクション４４のルーメンの直径は、約２．８３４インチ（約７．２ｃｍ）の長さに沿って約０．３１２インチ（約８ｍｍ）から約０．５０３インチ（約１．３ｃｍ）に直線的に増大する。
【００２５】
図１０〜１１を参照すると、第三の制流子１３８がノズル１２に組み込まれる。第三の制流子１３８は減径セクション１４２及び増径セクション１４４を有している。減径セクション１４２及び増径セクション１４４のルーメンの断面はほぼ長方形である。例えば、減径セクション１４２のルーメンの寸法は、約０．６インチ（約１．５ｃｍ）の長さに沿って約０．５インチ（約１．２５ｃｍ）×約０．４２４インチ（約１ｃｍ）から約０．５インチ（約１．２５ｃｍ）×約０．２９９インチ（約０．７５ｃｍ）に直線的に減少する。例えば、増径セクション１４４のルーメンの寸法は、約１インチ（約２．５ｃｍ）の長さに沿って約０．５インチ（約１．２５ｃｍ）×約０．２９９インチ（約０．７５ｃｍ）から約０．５インチ（約１．２５ｃｍ）×約０．４０６インチ（約１ｃｍ）に直線的に増大し、減径セクション１４２の約０．５インチ（約１．２５ｃｍ）の寸法と増径セクション１４４の約０．５インチ（約１．２５ｃｍ）の寸法は同じ方向を向く。図１２を参照すると、減径セクション１４２及び増径セクション１４４は、ノズル１２’のハウジング１５２に挿入され２本の位置決めピン１５４を用いて所定の位置に固定される樹脂例えばポリテトラフルオロエチレンのスリーブ１５０で実現することができる。ガン１０は、スリーブ１５０の側壁にこのために設けられるスロット１６０に挿入される羽根１５６に充電電極をさらに備えることができる。
【００２６】
減径及び増径セクション２２、４２、２４２；１６、４４、１４４は、ノズル１２内の粉末蓄積を減少する流動形状をもたらすと考えられる。蓄積された粉末ははがれて又は「フレーク」状にはがれて搬送ガス（通常、圧縮空気）の流れで粉末施工対象の物品まで運ばれる傾向があるので、粉末蓄積は、一般的に言って粉末計量供給システムにおいて避けられるべきものである。蓄積粉末は、物品の粉末コーティングに欠陥を生じる可能性がある。また、ほぼ長方形断面の増径セクション４４及び減径セクション４２は、搬送ガスによって運ばれる粉末の層流を強化すると考えられる。これは、搬送ガスの流れにおいて粉末の分散をより均等にすると考えられる。
【００２７】
粉末供給ホース４６及び粉末送出チューブ１４のねじれ及び曲がりは、搬送ガスの中に浮遊する粒子の流動パラメータに悪影響を及ぼす可能性がある。第一及び第二の合流／分岐セクション２２、２６、１６及び４２、４４は、制御された速度で流れを抑制し、その後流れが拡大できるようにして、この種の流動パラメータへの悪影響を緩和する。例えば、粉末送出チューブ１４の長さは約１０．２５インチ（約２６ｃｍ）であり、内径は約０．３７５インチ（約１ｃｍ）である。粉末送出チューブ１４は、例えばＴｙｇｏｔｈａｎｅ（登録商標）のポリウレタンから構成される。制流子３８は例えば１５−２０％ガラス充填Ｄｅｒｌｉｎ５７０（登録商標）商標のアセタール樹脂から構成される。
【００２８】
例証される制流子１６、２２、２６、３８及び１３８は、直線的に変化する減径及び増径セクションを有するが、他の形態も当然可能である。例えば、減径及び／又は増径セクションのうち１つ又はそれ以上の側壁の縦断面は直線以外でも良い。例えば、減径及び／又は増径セクションのうち１つ又はそれ以上の側壁の縦断面は指数曲線、方物曲線、双曲線、楕円曲線、円曲線などでもよい。
【００２９】
２つの合流／分岐セクション２２、２６、１６及び４２、４４が粉末の流れの中にある。２つの合流／分岐セクション２２、２６、１６及び４２、４４は、合流／分岐セクション２２、２６、１６及び４２、４４の下流の粉末雲がもう少し均質になるように粉末を再編成すると考えられる。その後粉末はノズル１２、１２’に送られる。幾分ほぼ長方形のノズル１２、１２’の断面形状１４４は、粉末の流れをほぼ長方形のもう少し均質の形状に形作ると考えられる。幾分ほぼ長方形のノズルの断面形状１４４は流れを強化すると考えられる。円形断面の導管においては、長方形断面形態１４４の導管の場合より導管の壁近くに配分される粉末が少ないと考えられる。円形断面形態においては、大半の粉末が導管の中心に向かい、壁に向かう粉末は少ない。長方形断面１４４の場合、粉末は長方形断面１４４全体により均等に分散すると考えられる。中央羽根１５６を組み込むノズル１２’において、ノズル出口１２’で２つの流れが合流するとき、流れは出口の羽根１５６の「シャドウ」を満たす傾向があるので２つの流れは衝突する。羽根１５６の両面の粉末密度が等しくない場合、ノズル１２’に存在する粉末雲は均等ではないかも知れない。ノズル１２’における粉末の流れの密度の変動は、コーティングされる基板への均等なフィルムの「積み重ね」を得る可能性を阻害する可能性がある。コーティング計量供給システムの重要な属性は、均等で、制御可能なフィルムの厚みを与える能力である。コーティングが厚すぎればコーティングの欠陥となる可能性があり、定義上廃材となって、コーティングコストを増す。コーティングが薄すぎれば、コーティングの外観及び機能に悪影響を与える可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明を組み込むシステムの部分縦断面側面、部分ブロック線図を示す。
【図２】図１に示されるシステムの細部の縦断面側面図を示す。
【図３】図２の断面線３−３に沿って見た図２に示される細部の端面図を示す。
【図４】図１に示されるシステムの細部の縦断面側面図を示す。
【図５】図４の断面線５−５に沿って見た図４に示される細部の端面図を示す。
【図６】図１に示されるシステムの細部の縦断面側面図を示す。
【図７】図６の断面線７−７に沿って見た図６に示される細部の端面図を示す。
【図８】図１に示されるシステムの細部の縦断面側面図を示す。
【図９】図８の断面線９−９に沿って見た図８に示される細部の端面図を示す。
【図１０】図１に示されるシステムの細部の縦断面側面図を示す。
【図１１】図１０の断面線１１−１１に沿って見た図１０に示される細部の端面図を示す。
【図１２】図１０〜１１に示される細部の代替形態の縦断面側面図を示す。
【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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【図１２】
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【国際調査報告】
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