(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の周縁に設けられ、物品を把持する開閉可能な一対のグリップ片と、
前記グリップ片を開閉させる開閉機構と、
前記グリップ片の開閉動作に連動して揺動するとともに、相互に交差して配置された一対の揺動アームとを備え、
前記グリップ片は前記回転体の回転動作によって物品を搬送し、
前記揺動アームは、前記回転体の所定の回転位置において、前記グリップ片の開放動作に連動して揺動することにより、前記グリップ片によって把持された物品を前記グリップ片から押し出すことを特徴とする物品搬送装置。
【請求項２】
前記揺動アームは物品を受け取るときに物品と係合して前記グリップ片に案内する案内面を有することを特徴とする請求項1に記載の物品搬送装置。
【請求項３】
前記開閉機構は、前記一対のグリップ片が固着された一対の回転軸と、これらの回転軸を回転させる駆動機構とを備え、前記揺動アームは、前記一対の回転軸を支点として設けられることを特徴とする請求項１に記載の物品搬送装置。
【請求項４】
前記揺動アームは、前記回転軸に回転可能に取付けられるとともに、前記グリップ片とスプリングを介して連結されていることを特徴とする請求項３に記載の物品搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品を把持して回転移送するロータリー式の物品搬送装置に関し、より詳しくは、物品を搬送する間に所定の位置で物品を排出することが可能な物品搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、飲料や食品を容器に充填してキャッピングを行う製造ラインに設けられる物品搬送装置として、容器を把持する開閉可能な一対のグリップ片を回転体の周縁に沿って複数設け、容器を回転移送している間に所定の位置においてグリップ片を開放して、容器を次工程のコンベヤに受け渡す構成が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４７３４５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した物品搬送装置において、容器自体が変形していたり、容器の底が支持台に載置されている場合、容器をコンベヤに受け渡すために容器を強制的にグリップ片から押し出すことが必要である。しかしながら容器をコンベヤ側に押し出すための従来の装置は複雑な構成を有しており、簡単な構成で確実に容器をコンベヤに排出できる装置の開発が望まれていた。
【０００５】
本発明は、容器等の物品をコンベヤ等の後段の装置側に確実に排出することのできる、簡単な構成の物品搬送装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、回転体の周縁に設けられ、物品を把持する開閉可能な一対のグリップ片と、グリップ片を開閉させる開閉機構と、グリップ片の開閉動作に連動して揺動するとともに、相互に交差して配置された一対の揺動アームとを備え、グリップ片は回転体の回転動作によって物品を搬送し、揺動アームは、回転体の所定の回転位置において、グリップ片の開放動作に連動して揺動することにより、グリップ片によって把持された物品をグリップ片から押し出すことを特徴としている。
【０００７】
好ましくは、揺動アームは物品を受け取るときに物品と係合してグリップ片に案内する案内面を有する。開閉機構は例えば、一対のグリップ片が固着された一対の回転軸と、これらの回転軸を回転させる駆動機構とを備え、揺動アームは、一対の回転軸を支点として設けられる。この構成において、揺動アームは、回転軸に回転可能に取付けられるとともに、グリップ片とスプリングを介して連結されていてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、簡単な構成により、物品を下流側の装置に確実に押し出すことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態を適用した容器搬送装置を備えた容器搬送システムを概略的に示す平面図である。
【図２】中間ホイール、分岐ホイール、排出ホイールの間における容器の受渡し動作を説明するための図である。
【図３】分岐ホイールを示す断面図である。
【図４】グリッパが閉鎖したときのグリッパと揺動アームを示す平面図である。
【図５】グリッパが開放したときのグリッパと揺動アームを示す平面図である。
【図６】グリッパと揺動アームを示す側面図である。
【図７】セクタギヤとカムフォロアを示す平面図である。
【図８】グリッパの開閉機構を示し、分岐ホイールを径方向に沿って見た断面図である。
【図９】グリッパの開閉機構を示し、分岐ホイールを周方向に沿って見た断面図である。
【図１０】中間ホイールから分岐ホイールへ容器を供給する動作を示す図である。
【図１１】は分岐ホイールから第１排出コンベヤへ容器を排出する動作を示す図である。
【図１２】本発明の第２実施形態を適用した検査システムを概略的に示す図である。
【図１３】第２実施形態のグリッパの開閉機構を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図示された実施形態を参照して本発明を説明する。
図１は本発明の第１の実施形態を適用した容器搬送装置を備えた容器搬送システムの配置を概略的に示している。この容器搬送システムは、例えばマヨネーズ等の食品が充填された樹脂製の軟質容器をピロー包装機へ搬送するものである。すなわち第１排出コンベヤ１１と第２排出コンベヤ１２の下流（図１において右側）にはそれぞれピロー包装機（図示せず）が設けられており、キャッパ１３においてキャッピングされた容器は中間ホイール１４、分岐ホイール１５、排出ホイール１６を介して第１または第２排出コンベヤ１１、１２に受け渡され、ピロー包装機へ搬送される。この搬送動作において、キャッパ１３から送られてくる全ての容器は中間ホイール１４から分岐ホイール１５へ受け渡され、後述するように、分岐ホイール１５によって交互に、第１排出コンベヤ１１または排出ホイール１６に振り分けられて排出される。排出ホイール１６へ受け渡される容器は第２排出コンベヤ１２に排出される。
【００１１】
図２を参照して、中間ホイール１４、分岐ホイール（回転体）１５、排出ホイール（回転体）１６の間における容器の受渡し動作を説明する。分岐ホイール１５には、円周方向に沿って等間隔毎に、容器Ｃを把持するためのグリッパ２０が設けられる。各グリッパ２０は一対のグリップ片２１を有しているが、図２では一方のグリップ片２１だけが示されている。また、中間ホイール１４や排出ホイール１６の周縁にも同様に、図示しないが、グリッパ２０が等間隔毎に設けられている。
【００１２】
グリップ片２１は回転軸２２に固定され、回転軸２２が軸心周りに回転することにより、回動して開閉する。一対のグリップ片２１は引張りバネ２９（図３）のバネ力によって通常は閉鎖しているが、カム２３の作用により開放する。すなわち一方のグリップ片２１が固着された回転軸２２にはレバー２４が取付けられ、レバー２４の先端にはカムフォロア２５が設けられており、カムフォロア２５はカム２３に係合可能である。カム２３は分岐ホイール１５において、中間ホイール１４と第１排出コンベヤ１１と排出ホイール１６の近傍にそれぞれ設けられ、これらの箇所において、カムフォロア２５がカム２３に係合してグリッパ２０が開閉する。
【００１３】
全てのグリッパ２０は中間ホイール１４に接近すると開放して容器Ｃを受取り、閉鎖して第１排出コンベヤ１１まで搬送する。第１排出コンベヤ１１の近傍では一部のグリッパ２０が開放して容器Ｃを第１排出コンベヤ１１へ受け渡す。他のグリッパ２０は閉鎖状態を維持して容器Ｃを排出ホイール１６まで搬送し、開放して容器Ｃを排出ホイール１６へ受け渡す。この容器Ｃの受渡し動作については後に詳述する。
【００１４】
図３を参照して、分岐ホイール１５の構成を説明する。分岐ホイール１５の本体は下側水平板３０と上側水平板３１を有する。下側水平板３０には垂直方向に延びる支持筒３２が取付けられる。支持筒３２内には中心軸３３が貫通して延び、支持筒３２の上端から突出する中心軸３３の上部には、連結部材３４を介して環状の支持板３５が取付けられ、支持板３５の外周縁部には、容器Ｃが載置される容器支持部材３６が設けられる。中心軸３３の上端部には支持板３５と平行な回転板３７が取付けられ、回転板３７の外周縁には、後述するように、グリッパ２０と、その開閉機構が設けられる。
【００１５】
一方、支持筒３２の下端から突出する中心軸３３の下部には、連結部材３９を介して駆動ギヤ４０が取付けられる。駆動ギヤ４０は支持筒３２の外周部に嵌合された軸受４１によって回転自在に支持され、図示しない駆動モータによって回転駆動される。分岐ホイール１５において、下側水平板３０と上側水平板３１と支持筒３２は図示しない固定枠に支持されて常時静止しており、その他の部分は、駆動モータと駆動ギヤ４０によって駆動され、支持筒３２の軸心を回転中心として回転する。
【００１６】
グリッパ２０を構成する一対のグリップ片２１は、回転板３７に立設された一対の回転軸２２に固着され、回転軸２２と一体的に回動する。各回転軸２２の上端、すなわちグリップ片２１の上側にはそれぞれ揺動アーム２６が設けられ、一対の揺動アーム２６はグリッパ２０の一部を構成する。
【００１７】
次に図４〜６を参照して、グリッパ２０の構成を説明する。グリップ片２１は回転軸２２に一体的に固着されるが、揺動アーム２６は回転軸２２に対して相対回転可能に取付けられる。グリップ片２１の回転軸２２に近い外面端部側の側面には板部材２７が固定されており、板部材２７と揺動アーム２６の端部側との間にはスプリング２８が設けられている。また、揺動アーム２６の端部には上から見るとＬ字状の係合板部材５１が固定されている。係合板部材５１は先端に板部材２７と係合する係合部５１ａを有しており、スプリング２８によって付勢される揺動アーム２６の先端がグリップ片２１に対して相対的に前進する位置を規制する。
【００１８】
すなわち、図４のグリップ片２１が閉じている状態から図５のグリップ片２１が開いた状態に移るときには、グリップ片２１の開放状態に伴ってスプリング２８が撓むことにより揺動アーム２６に付勢力が与えられ、揺動アーム２６の先端が外方に向けて前進し、グリップ片２１が開放動作を終えたとき、その位置は係合部５１ａが板部材２７と係合することによって決められる。これに対して、容器Ｃの供給動作や排出動作時において揺動アーム２６に負荷がかかった際には、スプリング２８が撓むことによって、揺動アーム２６の先端は図５の破線のようにグリップ片２１に対して後退し、係合部５１ａは板部材２７から離間する。
【００１９】
一方のグリップ片２１の内側に取付けられたボルト５３は他方のグリップ片２１に向かって延び、これによりグリップ片２１の閉鎖位置が定められる。すなわちグリッパ２０の開放状態において、図５に示されるように一対のグリップ片２１は略平行であり、ボルト５３の先端は他方のグリップ片２１から離間しているが、閉鎖動作においてグリッパ２０は、ボルト５３の先端が他方のグリップ片２１に当接する位置において停止する。
【００２０】
グリップ片２１の先端部の内側に形成された円弧状面２１ａは、閉鎖状態において容器Ｃを把持するのに適した楕円形状、すなわち容器Ｃの外周面に沿った曲率を有する凹状の曲面である。揺動アーム２６の先端部の内側面は、円弧状面２１ａよりも小さい曲率を有する凹状の押出し面２６ａと、押出し面２６ａよりも先端側に位置し、押出し面２６ａとは逆側に湾曲した凸状の案内面２６ｂとを有する。一対の揺動アーム２６は、回転軸２２を支点として、相互に交差して設けられ、一方の回転軸２２に設けられた揺動アーム２６の先端部は、他方の回転軸２２に設けられたグリップ片２１の円弧状面２１ａに達している。
【００２１】
図４に示されるように、グリップ片２１が閉鎖状態にあるとき、円弧状面２１ａは容器の外周面と略同じ形状を有する。これに対して揺動アーム２６の先端部は円弧状面２１ａよりも外側に位置し、両方の揺動アーム２６の押出し面２６ｂの交点Ｐは円弧状面２１ａに合致しており、押出し面２６ｂは全体的に円弧状面２１ａよりも外側に位置する。すなわち、各揺動アーム２６の先端部はグリップ片２１によって把持される容器に干渉しない。これに対してグリップ片２１が開放すると、一対の揺動アーム２６は揺動して、交点Ｐがグリップ片２１の円弧状面２１ａの内側に移動し、図５に示されるように、揺動アーム２６の押出し面２６ａは２つの円弧状面２１ａの間に位置するようになる。
【００２２】
図７〜９を参照してグリップ片２１を開閉させる開閉機構の構成を説明する。一対のグリップ片２１が固着された一対の回転軸２２は、平行に設けられた回転板３７と環状支持板３８を貫通して延び、回転板３７と環状支持板３８により、軸心周りに回転自在に支持される。支持板３８は回転板３７の上方に位置し、回転板３８の外周縁に沿う環状を呈する。回転板３７と支持板３８はステー４９によって連結される。グリップ片２１と揺動アーム２６は、回転軸２２において支持板３８よりも上方に取付けられ、揺動アーム２６は回転軸２２の上端部に固定される。
【００２３】
回転軸２２の回転板３７と支持板３８の間の部分には、相互に噛合する一対のセクタギヤ（駆動機構）４２が固定される。したがって一対の回転軸２２は相互に反対方向に同時に回転し、グリップ片２１が開閉する。一対の回転軸２２の一方において、セクタギヤ４２の上方には、先端にカムフォロア２５が設けられたレバー２４が固定される。この回転軸２２の回転板３７より下方に突出する部分には、取付け部材４４を介してピン４５が取付けられ、このピン４５と、回転板３７の下面に固定されたピン４６は引張りバネ２９によって連結される。引張りバネ２９は回転軸２２を常時、グリップ片２１が閉鎖する方向に付勢する。
【００２４】
図８において、ステー４９よりも左側に位置するグリップ片２１、揺動アーム２６等は、分岐ホイール１５において所定の基準位置から数えて奇数番目に位置し、ステー４９よりも右側に位置するグリップ片２１、揺動アーム２６等は偶数番目に位置する。奇数番目のカムフォロア２５はレバー２４の上側に設けられ、偶数番目のカムフォロア２５はレバー２４の下側に設けられる。これら上下のカムフォロア２５の高さ位置に対応して、上側水平板３１の上面と下面にカム２３が設けられており、カムフォロア２５とカム２３が係合することによってレバー２４、セクタギヤ４２、回転軸２２等が回転されることによって一対のグリップ片２１が開かれる。
【００２５】
カムフォロア２５と係合するカム２３は図２に示すように、中間ホイール１４から容器Ｃを受け取る位置と第１排出コンベヤ１１へ容器Ｃを受け渡す位置と排出ホイール１６へ容器Ｃを受け渡す位置の３箇所に配置されている。中間ホイール１４から容器Ｃを受け取る位置においては、カムフォロア２５がレバー２４の上側に設けられている奇数番目のグリッパ２０と、カムフォロア２５がレバー２４の下側に設けられている偶数番目のグリッパ２０とが、共に開放して容器Ｃを受け取るように、上下のカムフォロア２５と係合する固定のカム２３が上側水平板３１に設けられている。排出ホイール１６へ容器Ｃを受け渡す位置においても同様に、奇数番目のグリッパ２０と偶数番目のグリッパ２０とを開放させて容器Ｃを受け渡すように、上下のカムフォロア２５と係合する固定のカム２３が上側水平板３１に設けられている。
【００２６】
一方、第１排出コンベヤ１１へ容器Ｃを排出する位置においては、図９に示すように上側水平板３１の上面と下面に配置されるカム２３は、それぞれエアシリンダ６０のロッド６１の先端に固定されており、前進してカムフォロア２５と係合する位置と後退してカムフォロア２５と係合しない位置とに進退動可能に構成されている。
【００２７】
本実施形態では、容器Ｃを１本毎交互に第１排出コンベヤ１１と排出ホイール１６へ振り分けて搬送するように制御される。具体的には、エアシリンダ６０は、レバー２４の上側にカムフォロア２５を備えた奇数番目のグリッパ２０に保持されている容器Ｃを第１排出コンベヤ１１へ排出し、レバー２４の下側にカムフォロア２５を備えた偶数番目のグリッパ２０に保持されている容器Ｃは排出ホイール１６へ受け渡すように制御される。すなわち、例えば第１排出コンベヤ１１へ容器Ｃを排出する位置では、上側水平板３１の上面に配置されたカム２３を前進させるとともに、上側水平板３１の下面に配置されたカム２３を後退させる。
【００２８】
図１０は中間ホイール１４から分岐ホイール１５へ容器Ｃを供給する動作を示している。ステップ（１）は分岐ホイール１５のグリッパ２０が中間ホイール１４によって搬送される容器Ｃに接近しつつある状態を示している。この状態においてカムフォロア２５はカム２３の頂上付近にある（図２参照）。したがってグリップ片２１は開放状態にあり、揺動アーム２６は閉塞状態にある。一方、容器Ｃは揺動アーム２６の案内面２６ｂに接触し始めている。
【００２９】
分岐ホイール１５がさらに回転してグリッパ２０がさらに中間ホイール１４へ近づくと、ステップ（２）の状態となり、図において左側に位置する揺動アーム２６の案内面２６ｂが容器Ｃに押されて揺動し始める。すなわち、この揺動アーム２６とグリップ片２１を連結するスプリング２８が圧縮される。したがって揺動アーム２６はグリップ片２１に対して相対回転し、図５の破線で示すような状態となる。このようにして容器Ｃは揺動アーム２６の案内面２６ｂに係合し、案内面２６ｂに案内されてグリップ片２１の間に導かれつつあるが、グリップ片２１はまだ開放状態にある。
【００３０】
ステップ（３）では、左側の揺動アーム２６が容器Ｃによってさらに揺動し、スプリング２８はステップ（２）の状態よりもさらに圧縮される。ステップ（４）では、グリッパ２０はさらに容器Ｃに接近し、カムフォロア２５はカム２３の頂上から降り始め、グリップ片２１は閉鎖し始める。これに伴い、容器Ｃは揺動アーム２６の案内面２６ｂから外れて押出し面２６ａに係合し、容器Ｃに案内面２６ｂが係合していた揺動アーム２６はスプリング２８のバネ力によって元の状態に戻る。
【００３１】
ステップ（５）ではグリップ片２１がさらに閉鎖する。ステップ（６）では、カムフォロア２５はカム２３から離間し、これによりグリップ片２１は完全に閉鎖状態になり、容器Ｃはグリップ片２１の円弧状面２１ａによって把持される。また揺動アーム２６は開放位置にあり、容器Ｃにほとんど接触しない。この状態でグリップ片２１は分岐ホイール１５の回転動作によって容器Ｃを搬送する。
【００３２】
図１１は分岐ホイール１５から第１排出コンベヤ１１へ容器Ｃを排出する動作を示している。ステップ（１）はグリッパ２０が容器Ｃを把持して搬送している状態を示している。ステップ（２）ではカムフォロア２５がカム２３に係合して（図２参照）、グリップ片２１が開放し始める。これに伴い揺動アーム２６が閉鎖し始め、押出し面２６ａが容器Ｃに当接する。ステップ（３）ではグリップ片２１がさらに開放し、揺動アーム２６はさらに閉塞する。これにより容器Ｃには、揺動アーム２６を介してスプリング２８のバネ力が作用し、揺動アーム２６の押出し面２６ａによって、グリップ片２１から外れる方向に押し出され始める。
【００３３】
ステップ（４）では、グリップ片２１がさらに開放し、容器Ｃは揺動アーム２６の押出し面２６ａによってさらに押出される。ステップ（５）では、グリップ片２１は略全開状態となり、容器Ｃは揺動アーム２６の押出し面２６ａから略完全に押出される。ステップ（６）では、グリップ片２１は全開状態となり、容器Ｃは揺動アーム２６の押出し面２６ａから解放されて第１排出コンベヤ１１（図２参照）に排出される。
【００３４】
以上のように本実施形態は、分岐ホイール１５が所定の回転位置すなわち第１排出コンベヤ１１に近接した位置において、グリップ片２１の開放動作に連動して揺動することにより、グリップ片２１によって把持されていた容器Ｃをグリップ片２１から押し出すように構成されている。したがって、本実施形態によれば、グリップ片２１に揺動アーム２６を相対回転可能に取付けるという簡単な構成により、容器Ｃを第１排出コンベヤ１１の搬送面上に確実に押し出すことができる。
【００３５】
このような作用効果は、排出ホイール１６に関しても同様であり、グリッパ２０が第２排出コンベヤ１２に近接した位置において、上述したのと同様な作用によって揺動アーム２６が容器Ｃをグリップ片２１から押出して第２排出コンベヤ１２に受け渡す。
【００３６】
上記実施形態においては、分岐ホイール１５から容器Ｃを１本毎交互に第１排出コンベヤ１１と排出ホイール１６へ振り分けて搬送しているが、第１排出コンベヤ１１や第２排出コンベヤ１２の下流側に配置されているピロー包装機の状況によって振り分け方を適宜変更することも可能である。例えば、第１排出コンベヤ１１の下流側に設けられているピロー包装機が停止した場合は、分岐ホイール１５から全ての容器Ｃを排出ホイール１６へ受け渡すように、第１排出コンベヤ１１の容器受渡し位置では、上側と下側のカム２３を共に後退位置に定めてグリッパ２０が開放しないようにエアシリンダ６０を制御し、第２排出コンベヤ１２の下流側に設けられているピロー包装機が停止した場合は、分岐ホイール１５から全ての容器Ｃを第１排出コンベヤ１１へ受け渡すように、第１排出コンベヤ１１の受渡し位置では、上側と下側のカム２３を共に前進位置に定めて全てのグリッパ２０を開放するようにエアシリンダ６０を制御することも可能である。
【００３７】
なお、これらの場合は、上流側に配置されているキャッパを含む装置の処理能力を半分に低下させて、ピロー包装機へ搬送する容器Ｃの本数を大幅に増加させないようにすることも可能である。
【００３８】
図１２、１３は本発明の第２実施形態を示している。第２実施形態は、ブロー成形機によって成型されたＰＥＴ容器の検査システムに本発明を適用した例である。この検査システムでは、ＰＥＴ容器は第１中間ホイール７０から検査ホイール７１へ受け渡されて検査された後、リジェクトホイール７２へ受け渡される。良品と判定されたＰＥＴ容器は受渡し位置Ｑにおいて第２中間ホイール７３へ受け渡され、次の工程へ搬送される。これに対して不良と判定されたＰＥＴ容器は受渡し位置Ｑを通過し、リジェクト位置Ｒにおいてリジェクトシュート７４へ排出される。
【００３９】
第２実施形態においてグリッパ２０と、グリッパ２０を開閉駆動する構成は、第１実施形態と基本的に同じであるが、カム２３の構成が異なる。すなわち受渡し位置Ｑでは、カム２３とエアシリンダ６０は上側水平板３１の上面のみに設けられ、またカムフォロア２５はレバー２４の上面のみに設けられている。このカム２３は、良品のＰＥＴ容器Ｃが来た時に前進してカムフォロア２５に係合し、これによりグリッパ２０が開放して容器Ｃは第２中間ホイール７３のグリッパ７５に受け渡される。不良品のＰＥＴ容器Ｃが来たとき、カム２３は後退位置にあり、したがってグリッパ２０は把持状態を維持して容器Ｃをリジェクトシュート７４へ搬送する。リジェクト位置Ｒに配置されるカム２３は固定カムであり、常にカムフォロア２５に係合するようになっている。すなわちリジェクト位置Ｒでは、全てのグリッパ２０が開放する。
【００４０】
なお第２実施形態において、リジェクト位置Ｒにおいても受け渡し位置Ｑと同様にカム２３を進退動可能に配置し、リジェクトする不良品の容器Ｃが来たときのみカム２３を前進させるようにしてもよい。
【００４１】
また、第１および第２実施形態において、グリップ片２１と揺動アーム２６はスプリング２８によって連結され、相互に連動して開閉するように構成されているが、これに替えて、グリップ片２１と揺動アーム２６にそれぞれ開閉機構を設けてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１５  分岐ホイール
１６  排出ホイール
２０  グリッパ
２１  グリップ片
２２  回転軸
２６  揺動アーム
２６ａ  案内面
４２  セクタギヤ（駆動機構）
Ｃ  容器
【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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