(57)【要約】【課題】作業が煩雑にならず、配管材料の無駄を無くし、メンテナンスを容易に行うことができるサークルヘッダーおよびそのライン切替方法を提供する。【解決手段】主配管３と、主配管３を中心に構成される円の円周上に配置された複数の副配管５と、主配管３および複数の副配管５を固定支持する支持部材７と、を備えたサークルヘッダー１であって、主配管３の一端に、連結配管１１の一端が接続可能に構成され、連結配管１１の他端が、複数の副配管５の一端に選択的に接続可能に構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主配管と、該主配管を中心に構成される円の円周上に配置された複数の副配管と、前記主配管および前記複数の副配管を固定支持する支持部材と、を備えたサークルヘッダーであって、
前記主配管の一端に、連結配管の一端が接続可能に構成され、
該連結配管の他端が、前記複数の副配管の一端に選択的に接続可能に構成されていることを特徴とするサークルヘッダー。
【請求項２】
前記連結配管に、ジョイント部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のサークルヘッダー。
【請求項３】
前記連結配管の一端側と他端側とが、前記ジョイント部を介して前記連結配管の軸方向を中心にして回転可能に連結されていることを特徴とする請求項２に記載のサークルヘッダー。
【請求項４】
前記主配管および前記複数の副配管の連結配管接続部には、通路内を開閉する開閉機構が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のサークルヘッダー。
【請求項５】
サークルヘッダー本体が、支持フレームを介して作業エリアの上方に吊下されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のサークルヘッダー。
【請求項６】
主配管と、該主配管を中心に構成される円の円周上に配置された複数の副配管と、前記主配管および前記複数の副配管を固定支持する固定部材と、を備え、
前記主配管の一端に、連結配管の一端が接続され、該連結配管の他端が、前記複数の副配管のうち第一配管の一端に選択的に接続されたサークルヘッダーのライン切替方法であって、
前記主配管および前記第一配管の連結配管接続部に設けられた開閉機構を開状態にする第一配管連通工程と、
前記第一配管から前記連結配管を介して前記主配管へ第一材料を搬送する第一材料搬送工程と、
前記第一材料の搬送完了後に、前記開閉機構を閉状態にする通路遮断工程と、
前記第一配管と前記連結配管との第一接続部を離間させる連結配管取外し工程と、
前記主配管の前記開閉機構を開状態にした後に、前記連結配管と前記主配管とを洗浄する洗浄工程と、
前記複数の副配管のうち第二配管と、前記連結配管とを接続する切替配管接続工程と、
前記第二配管の開閉機構を開状態にする第二配管連通工程と、
前記第二配管から前記連結配管を介して前記主配管へ第二材料を搬送する第二材料搬送工程と、を有していることを特徴とするサークルヘッダーのライン切替方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サークルヘッダーおよびそのライン切替方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、シャンプー、ヘアリンス、ボディソープ、台所洗剤などの液体生成物は、使用者の要望の多様化や嗜好性を考慮して、多品種少量生産が基本となっている。このような状況下において、従来の各品種の液体生成物を充填機まで搬送する設備構成は、図８に示すように、各品種の中間品タンク１１０よりそれぞれの給液配管１２０を充填室１３０まで個別に配管を敷設し、充填室１３０内にて充填機１５０への主配管１６０と複数の給液配管１２０から選択された給液配管とを接続して、充填機１５０へ所望の材料を充填していた。従来の方法では、充填室１３０内に配管が錯綜すると共に、充填室１３０内に配管が多く存在し、作業などを行うための有効スペースが確保しづらいという問題があった。また、充填室１３０へ導かれる給液配管１２０の配管敷設スペースも膨大なスペースが必要となり、配管増設が困難になるといった問題もあった。更に、給液配管１２０などに用いる総配管長が長くなるため、初期投資が増大するという問題もあった。
【０００３】
更に、単一の製造装置で対応することは、品種が変わる度に、製造装置の貯蔵設備（充填機１５０など）から輸送配管（給液配管１２０など）に至るまで切替洗浄が必要となり、設備の実稼働率が低下すると共に、洗浄や殺菌に多量の水やエネルギーを費やすこととなる。また、品種切替作業が多くなると、装置廻りの清掃・メンテナンスも多く必要になることや、床配管などが錯綜しているため作業性が悪く、清掃が困難であるという課題があった。
【０００４】
一方、品種毎に専用の製造装置で対応することは、品種の数だけ製造装置が必要となり、莫大な費用がかかるばかりでなく、設備スペースも広大となり、また、それぞれの設備の実稼働率も低くなるという課題があった。
そこで、多目的製造設備において、生産品目の変更による反応槽、分液槽などの槽容器、各種測定機器などとの配管切替え作業を安全かつ簡便に行う配管方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、ホースを用いずに配管切替操作を容易にした自動配管接続装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１００７２３号公報
【特許文献２】特開平６−１５９６００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の発明では、導通した状態の配管連結部材と閉鎖した状態の配管連結部材とを系統毎にその都度全数取り替え作業が発生すると共に、系統確認を常に全数する必要があるため、作業が煩雑になると共に、配管連結部材を予備品を含めて多数用意しておかなければならないという問題がある。
また、特許文献２の発明では、フレームと移動台車とを備えており、設備スペースが広く必要であると共に、配管切替時に接続管からフレーム内に滴下する液体の清掃が困難であるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、作業が煩雑にならず、配管材料の無駄を無くし、メンテナンスを容易に行うことができるサークルヘッダーおよびそのライン切替方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、主配管と、該主配管を中心に構成される円の円周上に配置された複数の副配管と、前記主配管および前記複数の副配管を固定支持する支持部材と、を備えたサークルヘッダーであって、前記主配管の一端に、連結配管の一端が接続可能に構成され、該連結配管の他端が、前記複数の副配管の一端に選択的に接続可能に構成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載した発明は、前記連結配管に、ジョイント部が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載した発明は、前記連結配管の一端側と他端側とが、前記ジョイント部を介して前記連結配管の軸方向を中心にして回転可能に連結されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載した発明は、前記主配管および前記複数の副配管の連結配管接続部には、通路内を開閉する開閉機構が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載した発明は、サークルヘッダー本体が、支持フレームを介して作業エリアの上方に吊下されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載した発明は、主配管と、該主配管を中心に構成される円の円周上に配置された複数の副配管と、前記主配管および前記複数の副配管を固定支持する固定部材と、を備え、前記主配管の一端に、連結配管の一端が接続され、該連結配管の他端が、前記複数の副配管のうち第一配管の一端に選択的に接続されたサークルヘッダーのライン切替方法であって、前記主配管および前記第一配管の連結配管接続部に設けられた開閉機構を開状態にする第一配管連通工程と、前記第一配管から前記連結配管を介して前記主配管へ第一材料を搬送する第一材料搬送工程と、前記第一材料の搬送完了後に、前記開閉機構を閉状態にする通路遮断工程と、前記第一配管と前記連結配管との第一接続部を離間させる連結配管取外し工程と、前記主配管の前記開閉機構を開状態にした後に、前記連結配管と前記主配管とを洗浄する洗浄工程と、前記複数の副配管のうち第二配管と、前記連結配管とを接続する切替配管接続工程と、前記第二配管の開閉機構を開状態にする第二配管連通工程と、前記第二配管から前記連結配管を介して前記主配管へ第二材料を搬送する第二材料搬送工程と、を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載した発明によれば、主配管と副配管との距離が全て同一に構成されるため、一つの連結配管で主配管と副配管とを接続することができ、作業を簡便化することができる。また、作業性が向上し、ライン切替に要する時間を短縮することができる効果がある。
【００１４】
請求項２に記載した発明によれば、ジョイント部により主配管と副配管との間の距離や向きにズレが生じた場合でも調整することができるため、主配管と副配管とを確実に接続することができる効果がある。
【００１５】
請求項３に記載した発明によれば、連結配管の一方を接続状態とし、他方を非接続状態としたときに、ジョイント部を介して非接続側の連結配管を回転すると、その接続開口をサークルヘッダーと相反する方向に向けることができるため、メンテナンス性を向上させることができる。
【００１６】
請求項４に記載した発明によれば、連結配管を取り外す際に、主配管および副配管の開閉機構を閉状態にして行うと、主配管および副配管に残存している材料が装置外へ漏れ出すことがなくなるため、中間品のロスを減少することができると共に、装置廻りの清掃の手間を省くことができる効果がある。
【００１７】
請求項５に記載した発明によれば、サークルヘッダーの下方に必要な作業エリアに、配管類を配することなく装置を構成することができるため、ライン切替作業やメンテナンス作業の効率を向上することができる効果がある。
【００１８】
請求項６に記載した発明によれば、上述のサークルヘッダーを用いてライン切替を行う際に、主配管と副配管との距離が全て同一に構成されているため、一つの連結配管で主配管と副配管とを接続することができ、作業を簡便化することができる。また、作業性が向上し、ライン切替に要する時間を短縮することができる。更に、連結配管を取り外す際に、主配管および副配管の開閉機構を閉状態にして行うと、主配管および副配管に残存している材料が装置外へ漏れ出すことがなくなるため、中間品のロスを減少することができると共に、装置廻りの清掃の手間を省くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。
図１〜図４に示すように、サークルヘッダー１は、シャンプー、ヘアリンス、ボディソープ、台所洗剤などの液体生成物Ｌを中間品タンク４１から充填機５０へ搬送する途中に設けられるものである。このサークルヘッダー１は、液体生成物Ｌを充填機５０へ移送するための一本の移送配管３と、移送配管３を中心として構成される一つの円の円周上に配された複数の給液配管５と、移送配管３および給液配管５を支持固定する略円盤状の一対の支持部材７と、一対の支持部材７間に設けられたサポート部材９と、サークルヘッダー本体を吊り下げ可能なフレーム１０と、移送配管３と給液配管５とを接続するための連結配管１１と、を備えている。
【００２０】
移送配管３は、ＳＵＳ管で構成されており、配管は軸方向が垂直になるように配置されている。移送配管３の下端に連結配管１１が接続可能に構成されており、上端はエルボ部材などが接続され、充填室４３へと導かれるように構成されている。また、移送配管３の下端近傍には、配管通路を開閉可能なバルブ１３が設けられている。更に、バルブ１３の近傍には配管内を液体生成物Ｌが流れているか否かを検知するセンサ１５が設けられている。本実施形態においては、移送配管３の下方から液体生成物Ｌが流入し、配管内を上方に向かって流れ、その先に接続されている充填機５０へと搬送されるように構成されている。
【００２１】
給液配管５は、亜鉛メッキ鋼管やＳＵＳ管で構成されており、配管は軸方向が垂直になるように配置されている。また、給液配管５は、移送配管３を中心にした同一半径の円周上に複数配されている（本実施形態においては、５Ａ〜５Ｈの８本）。給液配管５Ａ〜５Ｈは、全て同一径の配管で構成されている。給液配管５の上端には中間品タンク４１から導かれてきた配管が接続可能に構成されており、下端は連結配管１１が接続可能に構成されている。また、各給液配管５Ａ〜５Ｈの下端近傍には、配管通路を開閉可能なバルブ２３が設けられている。更に、バルブ２３の近傍には配管内を液体生成物Ｌが流れているか否かを検知するセンサ２５が設けられている。本実施形態においては、給液配管５の上方から液体生成物Ｌが流入し、配管内を下方に向かって流れ、その先に接続される連結配管１１へと搬送されるように構成されている。
【００２２】
支持部材７は、ＳＵＳからなる厚さ３ｍｍ程度の円板状のもので構成されている。支持部材７は、２枚の板で一対となっており、その間には鋼管のサポート部材９が複数（本実施形態では４本）接続されている。また、支持部材７には移送配管３および給液配管５が貫通できるように各配管径に合わせた貫通孔が複数形成されている。また、一対の支持部材７の間隔は、８００〜１０００ｍｍ程度で構成されている。支持部材７だけでなく、サポート部材９を設け、より確実に各配管を支持固定できるように構成されている。なお、支持部材７は、各配管の支持固定ができれば一対でなく、１枚で構成してもよいし、３枚以上の板材で構成してもよい。
【００２３】
フレーム１０は、鉄製の鋼材などからなり、サークルヘッダー本体の上部に設けられており、一方が天井面に支持固定されている。また、フレーム１０は、サークルヘッダー本体を吊り下げることができる強度を有している。フレーム１０の他方は、支持部材７と図示しないボルト、ナットなどにより接続されており、サークルヘッダー本体を吊り下げ可能に構成されている。本実施形態において、フレーム１０と支持部材７とは、４箇所で接続されている。なお、フレーム１０と支持部材７との接続箇所数や接続方法は、サークルヘッダー本体の重量や寸法などにより適宜変更してもよい。
【００２４】
ここで、各給液配管５Ａ〜５Ｈは建屋内の天井近傍に敷設されておりサークルヘッダー１へと導かれている。また、移送配管３は、給液配管５と同様に建屋内の天井近傍に敷設されて充填室４３へと導かれている。また、サークルヘッダー本体はフレーム１０により天井面より吊り下げられているため、サークルヘッダー１の下部の床面近傍には配管類が敷設されておらず、各作業スペースとして確保されている。サークルヘッダー１の下部床面には、サークルヘッダー１から漏出してきた液体や清掃時に使用する洗浄水などを排水するための図示しない排水口が設けられている。
【００２５】
連結配管１１は、亜鉛メッキ鋼管やＳＵＳ管で構成されており、外形が略Ｕ字状に構成されている。連結配管１１の一端が移送配管３の下端に接続可能に構成され、他端が給液配管５の下端に接続可能に構成されている。また、連結配管１１の途中にはジョイント３１が設けられている。連結配管１１は、ジョイント３１を介して２つの配管部材が接続された構成となっており、移送配管３に接続される側の第一連結部材３３と、給液配管５に接続される側の第二連結部材３５とで構成されている。ここで、移送配管３と給液配管５との配管口径が同一の場合は、第一連結部材３３と第二連結部材３５とはどちらの側にも接続することができる。また、連結配管１１は、ジョイント３１において、第一連結部材３３と第二連結部材３５とをそれぞれの軸方向を中心に回転可能に構成されている。
【００２６】
更に、連結部材１１の両端部には、クランプ３７が設けられている。クランプ３７により、一端を移送配管３に、他端を給液配管５に接続可能に構成されている。クランプ３７は、サニタリークランプを採用することが好ましい。
連結部材１１は、移送配管３と給液配管５との間に接続された状態で、給液配管５から流入してきた液体生成物Ｌを移送配管３へ流出可能に構成されている。
【００２７】
図４には、サークルヘッダー１を用いた場合の液体搬送設備の全体概略構成図を示す。
図４に示すように、サークルヘッダー１は、異なる液体生成物がそれぞれ貯留されている複数の中間品タンク４１と充填機５０との間に取り付けられている。中間品タンク４１から延出された各給液配管５Ａ〜５Ｈがサークルヘッダー１へ導かれる。サークルヘッダー１からは、一本の移送配管３が充填室４３へ向かって延出されている。移送配管３は、充填室４３内に設置されている充填機５０へ接続されている。サークルヘッダー１において、連結配管１１の接続位置を切り替えることで、所望の中間品タンク４１に貯留されている液体生成物Ｌを充填機５０へ搬送することができるように構成されている。
【００２８】
次に、サークルヘッダー１を用いて液体生成物Ｌを充填機５０まで導く流れおよびライン切替方法を図５〜図７に基づいて説明する。
ここで、装置全体の清掃・メンテナンスは完了しており、給液配管５Ａの上流側に配置された中間品タンク４１に貯留されている液体生成物Ｌ１を充填機５０に搬送し、その後給液配管５Ｂの上流側に配置された別の中間品タンク４１に貯留されている液体生成物Ｌ２を充填機５０に搬送する場合の説明をする。
【００２９】
図５（ａ）に示すように、サークルヘッダー１の給液配管５Ａの下端部と移送配管３の下端部とを連結配管１１により接続する。配管の接続は、連結配管１１のクランプ３７を給液配管５Ａおよび移送配管３の下端部に嵌合し、締付固定する。
【００３０】
図５（ｂ）に示すように、給液配管５Ａのバルブ２３Ａおよび移送配管３のバルブ１３を閉状態から開状態にし、液体生成物Ｌ１が中間品タンク４１から充填機５０まで流通可能な状態にする。
そして、図示しないポンプなどを起動し、液体生成物Ｌ１を充填機５０まで搬送する。液体生成物Ｌ１の搬送が完了すると、ポンプを停止させて、次の液体生成物Ｌ２を充填機５０に充填するための準備を開始する。
【００３１】
図６（ｃ）に示すように、バルブ１３およびバルブ２３Ａを開状態から閉状態にする。その後、連結配管１１と給液配管５Ａとの接続箇所のみを取り外す。そして、連結配管１１のジョイント３１を介して、第二連結部材３５を軸方向に回転させ、第二連結部材３５の端部開口３５Ａが略下方を向く位置になるようにする。
【００３２】
図６（ｄ）に示すように、端部開口３５Ａに配管内洗浄用のホースＨを挿入し、バルブ１３を閉状態から開状態にした後、温純水Ｊ、さらに必要に応じて純粋スチームＪなどを配管内に流し込み、連結配管１１および移送配管３を洗浄および滅菌する。洗浄することにより連結配管１１および移送配管３の配管内に残存していた液体生成物Ｌ１を洗い落とす。配管洗浄終了後、ホースＨを引き抜き、バルブ１３は再び閉状態にしておく。
ここで、配管を洗浄する工程では、連結配管１１を移送配管３および給液配管５から完全に取り外した状態で洗浄作業を行ってもよい。
【００３３】
図７（ｅ）に示すように、洗浄が終了した後に、連結配管１１の一端を移送配管３に接続したままの状態で、他端を給液配管５Ｂに接続可能な位置まで連結配管１１を水平方向に回転させる。その後に、クランプ３７を介して連結配管１１と給液配管５Ｂとを接続する。
【００３４】
図７（ｆ）に示すように、給液配管５Ｂのバルブ２３Ｂおよび移送配管３のバルブ１３を閉状態から開状態にし、液体生成物Ｌ２が貯留されている中間品タンク４１から充填機５０まで流通可能な状態にする。そして、図示しないポンプなどを起動し、液体生成物Ｌ２を充填機５０まで搬送する。液体生成物Ｌ２の搬送が完了すると、ポンプを停止させる。
【００３５】
上述のサイクルを繰り返すことで、各種液体生成物Ｌを連結配管１１の接続先を切り替えることにより、充填機５０まで搬送することができる。
【００３６】
ここで、移送配管３にはセンサ１５が設けられており、給液配管５にはセンサ２５が設けられている。センサ１５およびセンサ２５は、配管内を流れる流量を検知可能な流量センサで構成されているが、他にもリミットスイッチを用いて検知する方法を採用してもよい。このセンサ１５，２５により、液体生成物Ｌの搬送を開始しようとポンプを起動させた後に、適正な液体生成物Ｌが搬送されているかを確認することができる。例えば、連結配管１１を間違えて所望の給液配管と異なる給液配管に接続した場合には、所望の給液配管のバルブ２３は閉状態のままであるのでポンプを起動させてもセンサ２５が反応しない。このような場合には、装置全体を制御している図示しない中央制御室などへ警報を出すことで、早急に対応することができるように構成されている。
【００３７】
本実施形態によれば、移送配管３を中心に構成される同一半径の円周上に複数の給液配管５を配し、移送配管３の下端部と給液配管５の下端部とを接続可能な連結配管１１を用いて、各給液配管の上流側に設置されている中間品タンク４１から充填機５０まで搬送できるようにした。その結果、移送配管３と給液配管５との距離を全て同一にすることができるため、一つの連結配管１１で移送配管３と給液配管５とを接続することができ、ライン切替作業を簡便化することができる。また、作業性が向上し、ライン切替に要する時間を短縮することができる。
【００３８】
また、連結配管１１の途中にジョイント３１を設けたことにより、移送配管３と給液配管５との間の距離や向きに多少のズレが生じた場合でも容易に調整して接続することができるため、移送配管３と給液配管５とを確実に接続することができる。
【００３９】
また、連結配管１１のジョイント３１を介して、第一連結部材３３と第二連結部材３５とを軸方向を中心に回転可能に構成したため、連結配管１１の一端を移送配管３に接続した状態とし、他端を非接続状態としたときに、非接続側の第二連結部材３５を軸方向に回転させ、接続開口３５Ａをサークルヘッダー本体と相反する方向に向けることができ、清掃のためのホースを挿入しやすくすることができる。また、洗浄水が重力で自然に装置外へ流れ出てくるため、配管洗浄終了後に洗浄水を排出させる手間を省くことができ、メンテナンス性を向上させることができる。
【００４０】
また、移送配管３および給液配管５の連結配管接続部にはバルブ１３，２３を設けたため、液体搬送後に連結配管１１を取り外す際に、移送配管３および給液配管５の配管内部に残存している液体を装置外へ流出させることを防ぐことができ、中間品のロスを減少させることができる。また、装置下部へ流出する液体量を減少させることができるため、清掃の手間を省くことができる。
【００４１】
また、サークルヘッダー本体を天井面などから吊り下げて設置し、サークルヘッダー１の下部の床面には配管が通過しない構成としたため、ライン切替作業、メンテナンス作業、および清掃作業などで必要となる作業エリアを確保でき、作業効率を向上することができる。
【００４２】
尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、以下の態様を用いてもよい。
本実施形態では、各配管にＳＵＳ管などを用いた場合の説明をしたが、上述の材質に限定されることなく、樹脂管など搬送する材料などに応じて適宜変更してもよい。
本実施形態では、フレームを天井から吊り下げるようにした場合の説明をしたが、床置き型の架台を組んで、その内部にサークルヘッダー本体を吊り下げるように構成してもよい。
本実施形態では、サークルヘッダーを配管の軸方向が垂直になるように配置した場合の説明をしたが、配管の敷設状況に応じて、配管の軸方向が水平になるように配置したり、斜めに配置したりしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態におけるサークルヘッダーの斜視図である。
【図２】本発明の実施形態におけるサークルヘッダーの設置状況を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態におけるサークルヘッダーを下方から見た概略図である。
【図４】本発明の実施形態におけるサークルヘッダーを用いた液体搬送設備の全体構成図である。
【図５】本発明の実施形態におけるサークルヘッダーのライン切替方法を示す説明図である。
【図６】図５の切替方法の続きを示す説明図である。
【図７】図６の切替方法の続きを示す説明図である。
【図８】従来の液体搬送設備の全体構成図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…サークルヘッダー  ３…移送配管（主配管）  ５…給液配管（副配管）  ７…支持部材  １０…フレーム（支持フレーム）  １１…連結配管  １３，２３…バルブ（開閉機構）  ３１…ジョイント（ジョイント部）
【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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