(57)【要約】  開示されるものは、ハウジングとその中の可動磁石とを備えた磁気カップリングを有する磁気コンベヤシステム及び装置である。可動磁石は、一つの次元において実質的に束縛され、別の次元において動くように適合されている。可動磁石は、試料ラックの引力発生部分と磁気結合し、ラックを運搬面に沿って移動させるように適合されている。試料ラック中の開口した試料容器からのこぼれを最小限にしながらも試料ラックの移送しやすさが提供される。コンベヤシステムを作動させる方法が他の態様と同様に提供される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つ以上の試料容器を収容し引力発生部分を含む試料ラックがそれに沿って運ばれるように適合されている運搬面と、前記運搬面に隣接する状態で位置し前記運搬面の方向に沿って移動可能な磁気カップリングとを含み、
前記磁気カップリングが、ハウジングと、前記ハウジングに対して動き、動作中、前記磁気カップリングが前記試料ラックの近くを横切るとき前記引力発生部分と磁気結合するように適合された可動磁石とを含み、
前記ハウジング内の前記可動磁石の相対動が、前記運搬面に対して平行な方向において実質的に阻止され、前記運搬面に対して垂直な方向において移動可能である磁気コンベヤシステム。
【請求項２】
前記ハウジングが、前記可動磁石がその中で平行移動するチャネルを含む、請求項１記載の磁気コンベヤシステム。
【請求項３】
前記チャネルが、前記可動磁石の衝撃を減衰するように適合されている吸収材をその少なくとも一つの端部に含む、請求項２記載の磁気コンベヤシステム。
【請求項４】
前記引力発生部分が強磁性部材である、請求項１記載の磁気コンベヤシステム。
【請求項５】
前記強磁性部材が磁気等級を有するステンレス鋼である、請求項４記載の磁気コンベヤシステム。
【請求項６】
前記引力発生部分が前記試料ラックの底部分に配置されている、請求項１記載の磁気コンベヤシステム。
【請求項７】
前記磁気カップリングがコンベヤコンポーネントに取り付けられ、前記コンベヤコンポーネントによって前記運搬面の方向に沿って移動可能である、請求項１記載の磁気コンベヤシステム。
【請求項８】
前記可動磁石が前記試料ラックに隣接する状態に配置されたとき、前記可動磁石が、前記ハウジング中に形成されたチャネルの中を垂直方向に動く、請求項１記載の磁気コンベヤシステム。
【請求項９】
前記可動磁石の賦活位置と休止位置との間の距離が約４mm〜６mmである、請求項７記載の磁気コンベヤシステム。
【請求項１０】
試料ラックを運ぶ方法であって、
一つ以上の試料容器を収容し引力発生部分を含む前記試料ラックがそれに沿って運ばれるように適合されている運搬面を提供すること、
ハウジング及び可動磁石を含む磁気カップリングをその上に有するコンベヤコンポーネントを提供すること、及び
前記コンベヤコンポーネントを移動させて、前記磁気カップリングが前記運搬面上の前記試料ラックに隣接する状態に配置されて、動く磁石が前記引力発生部分と磁気結合して前記試料ラックをコンベヤ面上で運ぶようにすることを含み、
前記ハウジング内の前記可動磁石の相対動が、前記運搬面に対して平行な方向において実質的に阻止され、前記運搬面に対して垂直な方向において移動可能である方法。
【請求項１１】
ベルト面を含むコンベヤベルトと、前記コンベヤベルト上に提供された磁気カップリングとを含み、
前記磁気カップリングが、ハウジングと、前記ハウジングに対して動き、動作中、前記磁気カップリングが試料ラックの近くを横切るとき前記試料ラックの引力発生部分と磁気結合するように適合された可動磁石とを含み、
前記ハウジング内の前記可動磁石の相対動が、前記ベルト面に対して平行な方向において実質的に阻止され、前記ベルト面に対して垂直な方向において移動可能である試料ラックコンベヤ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、試料ラックを臨床分析器との間で行き来させるための装置、システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動化試験システム（たとえば臨床分析器）における体液試料（「検体」とも呼ぶ）の試験においては、試料容器（たとえば試験管、試料カップ、バイアルなど）が、試料ラック中、コンベヤシステムに沿って試験システムまで運ばれることがある。一つのタイプのコンベヤシステムは、試料ラックに磁気結合して、ラックを運搬面に沿って移動させる。ラックに磁気結合する行為は、動作中、試料容器中の流体試料のこぼれの一因となることがある。したがって、試料容器及び試料ラックが臨床分析器との間で行き来されるとき試料容器及び試料ラックを比較的混乱させず、それによって試料容器からのこぼれの傾向を低下させる装置、システム及び方法が望まれる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
第一の態様による、改良された磁気コンベヤシステムが提供される。磁気コンベヤシステムは、一つ以上の試料容器を収容する試料ラック（引力発生部分を含む）がそれに沿って運ばれるように適合されている運搬面、及び運搬面に隣接する状態で位置し、運搬面の方向に沿って移動可能な磁気カップリングを含み、磁気カップリングが、ハウジングと、ハウジングに対して動き、動作中、磁気カップリングが試料ラックの近くを横切るとき引力発生部分と磁気結合するように適合された可動磁石とを含み、ハウジング内の可動磁石の相対動が、運搬面に対して平行な方向において実質的に阻止され、運搬面に対して垂直な方向において移動可能である。
【０００４】
方法の側面における、試料ラックを運ぶ改良された方法が提供される。試料ラックを運ぶ方法は、一つ以上の試料容器を収容する試料ラック（引力発生部分を含む）がそれに沿って運ばれるように適合されている運搬面を提供すること、ハウジング及び可動磁石を含む磁気カップリングをその上に有するコンベヤコンポーネントを提供すること、及びコンベヤコンポーネントを移動させて、磁気カップリングが運搬面上の試料ラックに隣接する状態に配置されて、動く磁石が引力発生部分と磁気結合して試料ラックをコンベヤ面上で運ぶようにすることを含み、ハウジング内の可動磁石の相対動が、運搬面に対して平行な方向において実質的に阻止され、運搬面に対して垂直な方向において移動可能である。
【０００５】
装置の側面における、改良された試料ラックコンベヤ装置が提供される。装置は、ベルト面を含むコンベヤベルトと、コンベヤベルト上に提供された磁気カップリングとを含み、磁気カップリングが、ハウジングと、ハウジングに対して動き、動作中、磁気カップリングが試料ラックの近くを横切るとき試料ラックの引力発生部分と磁気結合するように適合された可動磁石とを含み、ハウジング内の可動磁石の相対動が、ベルト面に対して平行な方向において実質的に阻止され、ベルト面に対して垂直な方向において移動可能である。
【０００６】
本発明のさらに他の側面、特徴及び利点は、本発明を実施するための考えられる最良の形態を含むいくつかの例示的な実施態様及び具現化を示すことにより、以下の詳細な説明から容易に明らかになる。本発明はまた、他の実施態様及び異なる実施態様が可能であり、そのいくつかの詳細が、いずれも本発明の精神及び範囲を逸することなく、様々な点において変更されることができる。したがって、図面及び詳細な説明は、例示的な性質のものと見なされるべきであり、限定的と見なされるべきではない。図面は、必ずしも一定の尺度で描かれてはいない。本発明は、本発明の精神及び範囲に入るすべての変形、等価及び代替を包含するとしている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】従来技術の固定磁石を含む例示的な磁気コンベヤシステムの側面図である。
【図２】本発明の実施態様による、試料ラックと整列しない状態で示された磁気カップリングを含む例示的な磁気コンベヤシステムの側断面図である。
【図３】本発明の実施態様による、試料ラックと整列した磁気カップリングを含む例示的な磁気コンベヤシステムの側断面図である。
【図４】本発明の実施態様による、臨床分析器のためのラック送りシステムの一部として設けられた磁気コンベヤシステムの等角図である。
【図５】本発明の実施態様による、複数の磁気カップリングを含む磁気コンベヤ装置の等角図である。
【図６】本発明の実施態様による、試料ラックを運ぶ複数の磁気カップリングを含む磁気コンベヤシステムの側断面図である。
【図７】本発明の実施態様の磁気カップリングのハウジングの等角図である。
【図８】本発明の実施態様の磁気カップリングのハウジングの平面図である。
【図９】本発明の実施態様の磁気カップリングのハウジングの側面図である。
【図１０】本発明の実施態様の磁気カップリングのハウジングの下面図である。
【図１１】本発明の実施態様の図１０のハウジングを線１１１−１１から見た側断面図である。
【図１２】本発明の実施態様の可動磁石の等角図である。
【図１３】本発明の実施態様の吸収材の等角図である。
【図１４】本発明の実施態様の方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
詳細な説明
図１に明確に示すような従来技術の磁気コンベヤシステム１０において、コンベヤベルト１４に取り付けられた磁気カップリング１２は、試料ラック１７の強磁性部材１６と磁気結合して試料ラックをコンベヤ面１８に沿って移動させる固定磁石１５を含む。試料ラック１７は、一つ以上の試料容器１９を担持し、鋼板のような強磁性部材１６をその底部に含む。運ぶ磁石の強さを増すことが輸送の信頼性を改善する。本発明者らは、運ぶ磁石の磁場強さが増すと、磁気カップリング１２の磁石１５が試料ラック１７に接近するとき、そのような従来技術システムが、受け入れがたい速さでラック１７を加速するおそれがあることを認識した。これが、磁気カップリング１２の方向へのラック１７の飛び跳ね及び開口した試料容器１９に含まれた試料流体のこぼれを招くおそれがある。このこぼれ状態は、患者試料の損失を招き、臨床分析器（図示せず）、コンベヤ面１８を汚染し、おそらくは、運ばれる試料容器中の試料流体を、他の試料容器１９に含まれた他の試料流体と混合させ、おそらくは、清浄／メンテナンスのための分析器ダウンタイムを必要とさせるおそれがあるため、受け入れがたい。
【０００９】
前述の課題に鑑みると、磁気コンベヤシステムによって運ばれるときの試料ラックの飛び跳ねによって生じる、そのような試料容器からのこぼれの傾向を減らすという、未だ対処されていない要請がある。この要請に対処するために、本発明のいくつかの側面による実施態様は、可動磁石を含む磁気コンベヤシステム及び磁気コンベヤ装置を提供する。磁気コンベヤシステムは、一つ以上の試料容器を収容する試料ラックがそれに沿って運ばれるように適合されている運搬面（たとえば低摩擦平坦面）を含む。試料ラックは引力発生部分を含む。磁気カップリングが、運搬面に隣接する状態で（たとえばその下に）位置し、運搬面の方向に沿って（たとえば線形ベクトル経路に沿って）移動可能である。磁気カップリングは、ハウジングと、ハウジングに対して動くように適合された可動磁石とを含む。動作中、可動磁石は、磁気カップリングが運搬面上の試料ラックの近くを横切るとき、試料ラックの引力発生部分と磁気結合する。ハウジング内の可動磁石の相対動は、運搬面に対して平行な方向においては実質的に阻止されるが、運搬面に対して垂直な方向においては（たとえば、ハウジング内のチャネルの軸に沿っては）自由に移動可能である。その結果、磁気カップリングがラックに接近するとき、可動磁石はより運搬面の近くまで移動する。したがって、磁気カップリングが試料ラックと整列するとき、試料ラックに作用する引張り力を減らすことなく、試料ラックの加速は減少する。これが、こぼれを比較的少なくすることができる。
【００１０】
以下、図２〜１４を参照して、本発明のこれら及び他の態様及び特徴を説明する。
【００１１】
図２及び３に明確に示すような本発明の第一の実施態様による、磁気コンベヤシステム２００を説明する。磁気コンベヤシステム２００は、一つ以上の試料容器２０６を収容する試料ラック２０４がその上を運ばれるように適合されている運搬面２０２を含む。試料容器２０６は、試験管、カップ、バイアル又は他の形態の容器であることができ、運ばれる試料流体２０７（たとえば血液、血漿、尿、間質液など）を受けるように適合されている。試料ラック２０４は、ボディ２０５及びボディ中に提供された、鋼スラグ、パック又は板のような強磁性部材であることができる引力発生部分２０８を含む。たとえば、引力発生部分２０８は、ステンレス鋼材料（たとえば４００系ステンレス）のような強磁性材料から製造されることができる。場合によっては、引力発生部分２０８は、亜鉛めっきのような表面めっきを有する強磁性材料から製造されることもできる。引力発生部分２０８は、ラック２０４のボディ２０５の底に形成された凹みの中に受けられ、接着剤、プレス嵌め又は適当な機械的手段（ボルト締め又はねじ締め）によってその中に固定されることができる。試料ラック２０４のボディ２０５はプラスチック又は他の適当な低摩擦材料であることができる。コンベヤ面２０２は一般に平坦な低摩擦面であることができる。たとえば、コンベヤ面２０２は、厚さ約０．０９インチ（約２．３mm）のアルミニウム板上に提供された薄いTeflon（登録商標）コーティングを有することもできる。しかし、非磁性材料を板材として使用することもできる。
【００１２】
磁気コンベヤシステム２００はさらに、運搬面２０２に隣接する状態で移動するように位置し、構成された一つ以上の磁気カップリング２１０（好ましくは複数の磁気カップリング２１０）を含む。たとえば、磁気カップリング２１０は、運搬面２０２の、ラック２０４とは反対の側（たとえば運搬面２０２の下）に提供されることができる。一つ以上の磁気カップリング２１０は、前進動を示す矢印２１１によって示すように、運搬面２０２の方向に沿って相対的に移動可能である。しかし、本コンベヤシステム２００は、前進又は後退のいずれの方向、すなわち、コンベヤシステム２００の一端に提供された臨床分析器との間を行き来する方向にラック２０２を運ぶために使用されることができることが理解されよう。
【００１３】
各磁気カップリング２１０は、ハウジング２１２と、ハウジング２１２のチャネル２１５の中に受けられた可動磁石２１４とを含む。可動磁石２１４は、ハウジング２１２に対してチャネル２１５中で動き（たとえば滑動し）、動作中、コンベヤコンポーネント２１６の移動によって磁気カップリング２１０が試料ラック２０４の近くを横切るとき、引力発生部分２０８と磁気結合するように適合されている。一つの例示的なコンベヤコンポーネント２１６は、運搬面２０２に隣接する経路に沿って磁気カップリング２１０を移動させるように構成されているコンベヤベルトである。しかし、チェーン、バンド、ケーブル、ストラップ、ボールねじ、リニア軸受けなどの適当なコンベヤコンポーネント２１６を使用することもできる。
【００１４】
ハウジング２１２のチャネル２１５内の可動磁石２１４の相対動は、運搬面２０２の平面に対して平行な方向においては実質的に阻止される（たとえば、図２及び３に示すような側方動）。可動磁石２１４は、運搬面２０２の平面に対して垂直な方向（たとえば、図示するように垂直方向）においては自由に動く（たとえば往復運動する）ことができる。具体的には、可動磁石２１４は、ハウジング２１２中、ハウジング２１２中に形成されたチャネル２１５の側壁２１８によって横方向の動きを阻止されるが、チャネル２１５の軸に沿っては動くことを許される。磁石２１４がチャネル内で滑動するが、固まることのないよう、側壁２１８と磁石２１４との間にはわずかな間隙／あそびがあってもよい。磁石２１４は、試料ラック２０４と結合するために自由運動の方向に動くのに十分な強さである磁場強さを有する必要がある。いくつかの実施態様においては、チャネル２１５内での軸方向への磁石２１４の動きを支援するために、ばね（図示せず）が加えられてもよい。例示的なハウジング２１２のさらなる図が図７〜１１に示されている。
【００１５】
図２〜３に示す実施態様において、側壁２１８は、磁石がハウジング２１２中のチャネル２１５の軸に沿って（たとえば図示するように垂直方向に）自由に滑動することができるよう、可動磁石２１４の径方向周りのいくつかの径方向位置に配置され、かつそれからわずかに離間した二つ以上の垂直方向のリブを含むことができる。側壁２１８のリブは、狭い幅を有することができ、チャネル２１５と磁石２１４との間の滑り接触面積を減らすことによって磁石２１４に作用する摩擦を減らすことができる。ハウジング２１２は、摩擦を減らすための他の手段、たとえば適当な潤滑（たとえばオイル、Teflon（登録商標）、グラファイトなど）を含むこともできる。さらに、ハウジング２１２は、低摩擦材料、たとえば成形又は機械加工されることもできる処理されたプラスチック（たとえばLUBRILOY（商標））によりなることもできる。LUBRILOY（商標）は、SABIC Innovative Plastics社から市販されているポリカーボネート材料である。
【００１６】
ハウジング２１２は、ボルト締め、ねじ締め、接着剤結合、クランプ締めなどの適当な手段によってコンベヤコンポーネント２１６（たとえばベルト）に接続されることができる。他の実施態様において、ハウジング２１２は、コンベヤコンポーネント２１６と一体になるように形成されることもできる。たとえば、ハウジング２１２の一部分がコンベヤベルトのポリウレタンベルトに一体に結合されることもできる。
【００１７】
本実施態様において、磁石２１４は、ネオジム磁石のような適当な高強度磁石であることができる。磁石２１４は、亜鉛めっきのようなめっき面を含むことができ、装填されたラック２０４を運搬面２０２に沿って引くために必要な適当な強さであることができる。ディスク形を有し、約０．２５インチ（約６．４mm）の軸方向厚さ（ｔ）及び約０．６２５インチ（約１５．９mm）の外径（ｄ）を有する３８ＭＧＯディスク形磁石（図１２を参照）が、引力発生部分２０８を十分に引き寄せるということが見いだされ、五つの試料容器２０６を装填されたラック２０４の重量の半分をコンベヤシステム２００の運搬面２０２に沿って滑らかに引くのに十分である。
【００１８】
コンベヤシステム２００は、図４に示すようなコンベヤアセンブリ４１６の一部であることができる。コンベヤアセンブリは、一つ以上の試料容器２０６を収容する一つ以上の試料ラック２０４をコンベヤ面２０２に沿って運搬面の端部２０２Ａにおける位置まで運ぶ（又はその位置との間で行き来させる）ように適合されている。運搬面の端部２０２Ａは、試料ラック２０４が臨床分析器（図示せず）によってアクセスされることができる位置であることができる。たとえば、端部２０２Ａに位置するラック全体２０６が取り出され、臨床分析器の中に配置され、そこで、試料容器２０６に収容された試料流体に対して試験が実施されることもできるし、端部２０２Ａにおいてプローブ（図示せず）が簡単に試料容器にアクセスすることもできる。
【００１９】
図２〜３に示す実施態様のようないくつかの実施態様による、チャネル２１５は、可動磁石２１４が、図２に示す「休止位置」から図３に示す「賦活位置」まで動くとき、その衝撃を減衰させるように適合されている、その少なくとも一端に位置し、配置された吸収材２１９を含むことができる。賦活位置において、動く磁石２１４は、引力発生部分２０８にもっとも近い固定位置に引き寄せられ、そこまで移動し、すなわち、吸収材２１９と接触する。可動磁石２１４が移動する間隙距離（ｇ）は、設計上の考慮、たとえばラック２０４及び試料容器２０６の重量ならびに磁石２１４の強さに依存して異なることがあるが、約０．１８７インチ（約４．８mm）の間隙が、本明細書に記載される磁石２１４にとって十分であることがわかった。間隙（ｇ）は、図３に示すように、磁気カップリング２１０が経路に沿って移動し、ラック２０４の近くに来たとき磁石２１４がそれ自体をハウジング中で賦活位置まで引き上げることができるよう、十分に小さいものであるべきである。
【００２０】
図１３に明確に見られる吸収材２１９は、動く磁石２１４が賦活位置まで動くときその音及び／又は衝撃を減らすように適合されている適当な吸収性材料から製造されることができる。たとえば、吸収材２１９は、固体もしくは発泡エラストマー材料、たとえばシリコーン又は合成もしくは天然ゴム材料、ばね、フェルト材料などであることができる。厚さ約０．１８７５インチ（約５mm）のディスク形シリコーンフォームパッドが、本明細書に記載される磁石２１４の衝撃を十分に減衰するということがわかった。吸収材２１９は、接着剤など（たとえば感圧接着剤）によってハウジング２１２の下面に固定され、チャネル２１５の端部に配置されることができる。
【００２１】
図５の実施態様のようないくつかの実施態様においては、各試料ラック２０４の重量の半分だけが、二つの協働する横並びの磁石カップリング２１０それぞれに沿って引かれる。たとえば、図５及び６に明確に示すようなコンベヤシステム２００の磁気コンベヤ装置５１８は、磁石カップリング２１０が、ラック２０４の各端に提供された引き寄せ部分２０８（試料ラック２０４の各端に一つずつ）を引き寄せるとき、ラック２０４をコンベヤ面２０２に沿って引く。したがって、磁気コンベヤシステム２００は、試料ラック２０４が運搬面２０２に沿って横切るとき、それらを均等に、回転なしで運ぶことができる。
【００２２】
図５〜６から見てとれるように、磁気コンベヤ装置５１８は、コンベヤコンポーネント２１６（たとえばコンベヤベルト）が上に載せられるいくつかのコンベヤホイール５２０を含むことができる。ホイール５２０は、車軸などによってフレーム５２２に対して回転するように取り付けられることができ、ホイール５２０及びコンベヤコンポーネント２１６は、適当なモータ５２４及び駆動システム５２６によって駆動されることができる。コンベヤコンポーネント２１６及びホイール５２０は、ホイール５２０に対して牽引力を提供するのに役立つコグを含むことができる。
【００２３】
本発明のいくつかの態様による磁気コンベヤシステム２００、磁気コンベヤ装置５１８及び方法を使用する一つの利点は、試料ラック２０４が運搬面２０２に沿って運ばれるとき、ラック２０４の横方向加速（飛び跳ね）を減らすことにより、開口した試料容器２０６中の流体試料のこぼれの傾向を最小限にすることができることである。しかし、ラック２０４を運搬面２０２に沿って引く運搬（引張り）力は、固定磁石構成に比較しても減少しない。さらには、試料ラック２０４の運搬速度を従来システムに比較して増すことができる。さらには、横方向に拘束された磁石設計が、より小さく、よりコンパクトな磁気カップリング２１０の設計を可能にして、おそらくは、より小さなコンベヤホイール、単位長あたりより多数のカップリング（すなわち、より高いカップリング密度）をもたらす。さらに、コンベヤシステム２００は、搬送面２０２に沿った試料ラック２０４の二方向移動に容易に適合される。
【００２４】
以下、図１４を参照して本発明の方法の動作をさらに詳細に説明する。試料ラックを運ぶ方法１４００は、１４０２において、一つ以上の試料容器２０６を収容する試料ラック（引力発生部分２０８を含む）がそれに沿って運ばれるように適合されている運搬面２０２を提供すること、１４０４において、ハウジング２１２及び可動磁石２１４を含む磁気カップリング２１０をその上に有するコンベヤコンポーネント２１６を提供すること、及び、１４０６において、コンベヤコンポーネント２１６を移動させて、磁気カップリング２１０が運搬面２０２上で試料ラック２０４に隣接する状態に配置されて、動く磁石２１４が引力発生部分２０８と磁気結合して試料ラック２０４をコンベヤ面２０２上で運ぶようにすることを含み、ハウジング２１２内の可動磁石２１４の相対動が、運搬面２０２に対して平行な方向において実質的に阻止され、運搬面２０２に対して垂直な方向において自由に移動可能である。
【００２５】
本発明は、様々な変形及び代替形態が可能であるが、その特定のシステム及び装置実施態様ならびにその方法が実例として図面に示され、本明細書において詳細に説明された。しかし、これは、本発明を、開示された特定のシステム、装置又は方法に限定することを意図したものではなく、それどころか、意図は、本発明の精神及び範囲に入るすべての変形、等価及び代替を包含することである。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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