(57)【要約】【課題】円柱形ワークをその端面が荷降ろし面に直交する状態で荷降ろしする場合に、ストッパなどの転動停止手段を設けることなく、ワークへの衝撃を回避しつつ所定位置への荷降ろしを可能にする。【解決手段】無人フォークリフト１は固定されたショートアーム５とシリンダ７により回動可能なロングアーム６とを備えている。ロングアーム６には開放角度センサ１７が備えられ、これにより得られた開放角度から把持されているワークＷの径が算出される。そしてこのワークＷの径に基づいて、アンクランプ時におけるロングアーム６の開放角度の目標値、即ちワークＷの下端部が荷降ろし面に接触し且つその転動を止めさせ得る位置におけるロングアーム６の開放角度が得られる。ロングアーム６は目標値に至るまで微小角度の開放動作・一旦停止を数回繰り返す。目標開放角度に至った後ロングアーム６を全開放し、ワークＷから車両全体を後退させる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを把持するために開閉可能な一対のクランプアームが取り付けられた無人荷役車両において、
前記一対のクランプアームにより周面で把持された円柱形のワークをその端面が荷降ろし面に直交する状態で前記一対のクランプアームの開放動作によりアンクランプする場合に、
前記一対のクランプアームのうち上方にあるクランプアームの開放動作を、下端部が荷降ろし面に接触しつつ転動しているワークと接触してその転動を止めさせ得る位置において途中で一旦停止させるように構成されていることを特徴とする無人荷役車両。
【請求項２】
前記一対のクランプアーム間の開放角度又は開放距離を検知するための開放検知手段を備えており、
アンクランプ動作中に前記開放検知手段によって開放角度又は開放距離を検知しつつ、前記上方にあるクランプアームの開放動作が行われることを特徴とする請求項１に記載の無人荷役車両。
【請求項３】
前記一対のクランプアーム間の開放角度又は開放距離を検知するための開放検知手段を備えており、
アンクランプ動作開始前に前記開放検知手段によって検知された開放角度又は開放距離から算出されたワーク径に基づいて、前記上方にあるクランプアームの開放動作が行われることを特徴とする請求項１に記載の無人荷役車両。
【請求項４】
前記上方にあるクランプアームの開放動作が途中で複数回停止するようになっており、少なくとも最初の停止時にはワークの下端部が荷降ろし面に接触せず、２回目以降のいずれかの停止時にワークの下端部が荷降ろし面に接触することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の無人荷役車両。
【請求項５】
ワークを把持するために開閉可能な一対のクランプアームが取り付けられた無人荷役車両の駆動方法において、
前記一対のクランプアームにより周面で把持された円柱形のワークをその端面が荷降ろし面に直交する状態で前記一対のクランプアームの開放動作によりアンクランプする場合に、
前記一対のクランプアームのうち上方にあるクランプアームを開放したときにワークが荷降ろし面に接触する方向に転動するように、ワークの荷降ろし可能位置で前記一対のクランプアームによりワークを把持し、
前記一対のクランプアームのうち上方にあるクランプアームを開放し、
前記上方にあるクランプアームの開放動作を、下端部が荷降ろし面に接触しつつ転動しているワークと接触してその転動を止めさせ得る位置において途中で一旦停止し、そして、
ワークが静止してから前記上方にあるクランプアームを再度開放するようにしたことを特徴とする無人荷役車両の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種荷物、特にロール紙など円柱形の荷物の運搬・積み下ろし作業に使用される無人荷役車両及びその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
荷物（以下“ワーク”と称する）の運搬・積み下ろし作業に使用される荷役車両として、近年省力化などの要請により、中央制御装置の指令に基づいて駆動される無人フォークリフトを使用することがある。特にロール紙などの円柱形ワークに対する荷役作業を行う場合、ワークの周面を把持するための、開閉可能な長短一対のクランプアームが車両前部に取り付けられる（特許文献１参照）。この文献において一対のクランプアームのうち短い方のショートアームはホルダに固定され、長い方のロングアームはシリンダによりホルダに対して回動可能であって、これにより両アームによりワークを把持可能となっている。
【０００３】
このような一対のクランプアームを用いて円柱形ワークの荷役作業を行うにあたっては、先ず端面が水平方向にある状態のワークに対してその周面を径方向両側からクランプし、ワークを把持したままクランプアームをショートアームが下になるよう９０度回転させ、ワークの端面が荷降ろし面に直交する状態とし、ショートアームを荷降ろし面近傍まで下降させ、アンクランプするのが一般である。クランプ・アンクランブ動作において、従来は、ロングアームのシリンダの圧力を圧力センサにて検知し、この圧力が各規定値に達したときにクランプ動作完了・アンクランプ動作完了を判断している。より詳細には、ワーク把持位置にて両アームを閉じる方向に回動させてクランプし、シリンダ圧力がクランプの規定値に達するとクランプ完了、その後荷降ろし位置にて９０度回転、下降させる。そしてリフトシリンダの圧力が減少し荷降ろし可能位置と判断すると（リフトシリンダにも圧力センサがあり、保持圧を検知している。）、アンクランプ動作を開始してロングアームを途中停止させることなくワークと離隔した位置へと全開放する。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３２２２９５号公報  （第３頁、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、円柱形ワークをその端面が荷降ろし面に直交する状態でアンクランプする場合において、リフトシリンダ圧力が減少し荷降ろし可能位置に達した時点では、ショートアームが荷降ろし面に接していてもワーク下端部と荷降ろし面との間には隙間がある。このようなワークが荷降ろし面から離隔した状態でロングアームを途中停止させることなく全開放すると、ワークは荷降ろし面へと転がり落ちる。これによりワークは衝撃を受けて破損する可能性があると共に、所定位置への荷降ろしが非常に困難である。
【０００６】
また、ワークを所定位置に荷降ろしできるように転動を止める手段としてストッパを設ける場合、コストがかかると共に、たとえストッパを設けてもワークがストッパに衝突して跳ね返り、所定位置で停止しないことがある。
【０００７】
さらに、レーンに沿って複数のワークを配置するいわゆる“レーン置き”を行う場合には、全ワークに対する所定位置に上下可動のストッパを予め設けておき、荷降ろし作業の度に、当該荷降ろし所定位置にあるストッパのみ荷降ろし面に突出させると共に、その他のストッパは荷降ろし面下に収める必要がある。このように上下可動のストッパを多く設けると、施工コストがかさんでしまう。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、円柱形ワークをその端面が荷降ろし面に直交する状態でアンクランプする場合に、ストッパなどの転動停止手段を用いることなく、ワークへの衝撃を回避しつつ所定位置への荷降ろしを可能とする無人荷役車両及びその駆動方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る無人荷役車両は、ワークを把持するために開閉可能な一対のクランプアームが取り付けられた無人荷役車両において、一対のクランプアームにより周面で把持された円柱形のワークをその端面が荷降ろし面に直交する状態で一対のクランプアームの開放動作によりアンクランプする場合に、一対のクランプアームのうち上方にあるクランプアームの開放動作を、下端部が荷降ろし面に接触しつつ転動しているワークと接触してその転動を止めさせ得る位置において途中で一旦停止させるように構成されている（請求項１）。
【００１０】
また、本発明に係る無人荷役車両の駆動方法は、ワークを把持するために開閉可能な一対のクランプアームが取り付けられた無人荷役車両の駆動方法において、一対のクランプアームにより周面で把持された円柱形のワークをその端面が荷降ろし面に直交する状態で一対のクランプアームの開放動作によりアンクランプする場合に、一対のクランプアームのうち上方にあるクランプアームを開放したときにワークが荷降ろし面に接触する方向に転動するように、ワークの荷降ろし可能位置で一対のクランプアームによりワークを把持し、一対のクランプアームのうち上方にあるクランプアームを開放し、上方にあるクランプアームの開放動作を、下端部が荷降ろし面に接触しつつ転動しているワークと接触してその転動を止めさせ得る位置において途中で一旦停止し、そして、ワークが静止してから上方にあるクランプアームを再度開放するようにしたものである（請求項５）。
【００１１】
上記構成によると、円柱形ワークをその端面が荷降ろし面に直交する状態でアンクランプする場合に、従来のようにワークが荷降ろし面から離隔した状態でクランプアームが途中停止なしでワークと離隔した位置へと全開放されるのではなく、ワークの下端部が荷降ろし面に接触し且つその転動を止めさせ得る位置において、クランプアームの開放動作が一旦停止される。この一旦停止後にクランプアームの開放動作を再開して全開放してもワークは転動せず静止した状態で保たれるため、ワークの落下による衝撃を回避できると共に、所定位置への荷降ろしを実現することができる。さらに、ストッパなどの転動停止手段を用いる必要がないので、特にレーン置きなどを行う場合でもストッパ設置によるコスト増加の問題を解消することができる。
【００１２】
また、本発明に係る無人荷役車両は、一対のクランプアーム間の開放角度又は開放距離を検知するための開放検知手段を備えており、アンクランプ動作中に開放検知手段によって開放角度又は開放距離を検知しつつ、上方にあるクランプアームの開放動作が行われるようになっていることが好ましい（請求項２）。
【００１３】
上記構成によると、クランプアーム間の開放角度又は開放距離を検知することで、実際の開放角度又は開放距離が、ワークの下端部が荷降ろし面に接触し且つその転動を止めさせ得る状態に対応する値に至ったか否かを確認しつつ、クランプアームの開放動作を行うことができる。これにより、アンクランプ後のワークの転動をより確実に防止することができる。
【００１４】
また、本発明に係る無人荷役車両は、一対のクランプアーム間の開放角度又は開放距離を検知するための開放検知手段を備えており、アンクランプ動作開始前に開放検知手段によって検知された開放角度又は開放距離から算出されたワーク径に基づいて、上方にあるクランプアームの開放動作が行われるようになっていることが好ましい（請求項３）。
【００１５】
上記構成によると、開放検知手段によって算出されたワークの径に基づいて、アンクランプ時のワークの転動を防止するのに適切なクランプアームの開放角度又は開放距離が得られ、これを目標値として設定した上でアームの開放動作を行うことができる。これにより、アンクランプ後のワークの転動を確実に防止しつつ、クランプアームの開放動作を効率よく行える。さらにワークの径毎に適切な開放角度又は開放距離を得ることができるので、特に様々な径のワークに対する荷役作業を効率よく行うことができる。
【００１６】
また、上方にあるクランプアームの開放動作が途中で複数回停止するようになっており、少なくとも最初の停止時にはワークの下端部が荷降ろし面に接触せず、２回目以降のいずれかの停止時にワークの下端部が荷降ろし面に接触することが好ましい（請求項４）。
【００１７】
上記構成によると、アンクランプ動作時に、ワークの下端部が荷降ろし面に接触し且つその転動を止めさせ得る位置に至るまでに途中でクランプアームを停止させることにより、ワークに加わる衝撃を抑えながら、アンクランプ後のワークの転動をより確実に防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施の形態では、無人荷役車両として無人フォークリフトを想定する。
【００１９】
図１（ａ）には、本実施の形態に係る無人フォークリフト１が荷降ろし位置にて円柱形ワークＷをアンクランプする直前の状態が示されている。無人フォークリフト１は、車両前部において鉛直方向に延出するマスト２を有する。このマスト２の前方には、マスト２に沿って昇降されるリフトブラケット３ａが装着されており、さらにその前面に、回転装置３ｂを介して一対のクランプアーム５，６を保持するホルダ４が水平軸回りに回転可能に取り付けられている。つまり、クランプアーム５，６、ホルダ４、回転装置３ｂは、リフトブラケット３ａの昇降によって、共にマスト２に沿って鉛直方向に上下に移動可能となっている。
【００２０】
対向配置されたクランプアーム５，６は長さが異なり、短い方のショートアーム５の基端部はホルダ４に固定され、長い方のロングアーム６の基端部はホルダ４に回動可能に取り付けられシリンダ７により回動される。また、ショートアーム５及びロングアーム６の先端にはそれぞれ、クランプ面を湾曲させたパッド８，９がヒンジピン１０を介して回動可能に備えられている。このような構成により、一対のクランプアーム５，６を開閉させて、円柱形ワークＷを径方向両側から把持できるようになっている。
【００２１】
またロングアーム６における基端部の回動中心となる支軸６ａには、開放角度センサ１７が備えられている。この開放角度センサ１７はロングアームの支軸６ａと連結された入力軸を含み、この入力軸に支軸６ａの回転が伝達されることによりロングアーム６の開放角度を検知することができる。
【００２２】
図１（ｂ）には、クランプアーム５，６による理想的なワーク把持状態が示されている。ここではパッド８，９の回動中心（各ヒンジピン１０）を結んだ直線がワークＷの中心Ｏを通っている。本実施の形態ではこの理想的な把持状態にあると仮定し、上記開放角度センサ１７により得られたロングアーム６の開放角度から、円柱形ワークＷの径Ｄを算出する。
【００２３】
なお、図１（ａ）は上述のようにアンクランプ直前の状態であり、この状態に至るまでには、ワークＷをクランプし、その後リフトブラケット３ａを荷降ろし位置まで下降するという動作が行われる。リフトブラケット３ａを荷降ろし位置にて停止させるには、マスト２下部に設けられた光センサ１５が用いられる。この光センサ１５は、リフトブラケット３ａに設置されたドグ（図示なし）がリフトブラケット３ａの昇降と共に光センサ１５の近傍を通過するのを検知するものである。このドグが光センサ１５の近傍を通過した時点で荷降ろし位置に至ったと判断され、リフトブラケット３ａの下降が停止される。
【００２４】
この荷降ろし位置においてアンクランプ開始する時点では、ショートアーム５の先端近傍は荷降ろし面に接触しているが、ワークＷ下端部は荷降ろし面から若干（図中の間隔Ｘ）隔離している。
【００２５】
次に、図２及び図３を参照しつつ、アンクランプ動作時における本実施の形態の無人フォークリフト１の駆動方法について説明する。なお本実施の形態では、アンクランプ動作の開始前に、ワークＷの下端部が荷降ろし面に接触し且つその転動を止めさせ得る位置におけるロングアーム６の開放角度の値が、上述のように開放角度センサ１７から算出されたワーク径Ｄに基づいて得られるものとする。このときのロングアーム６の開放角度をワークＷの静止角度θとし、以下のような駆動を行う。
【００２６】
図１（ａ）に示した状態から、先ずロングアーム６をワーク静止角度θの１／３だけ開放し（Ｓ１）、動作を一旦停止させる（Ｓ２）。次にロングアーム６の開放角度がワーク静止角度θに至ったか否かの判断を行い（Ｓ３）、θに至っていない場合（Ｓ３；ＮＯ）、ステップＳ１に戻ってθの１／３だけロングアーム６を開放、一旦停止の動作を再び行う。ここではまだ、ワークＷの下端部は荷降ろし面に接触していない。
【００２７】
なお、ステップＳ３では、上記開放角度センサ１７により検知されたロングアーム６の開放角度が用いられる。
【００２８】
ステップＳ１・Ｓ２の開放・一旦停止動作が３回行われた後、ステップＳ３においてロングアーム６の開放角度がθに至ったと判断される（Ｓ３；ＹＥＳ）。このようにロングアーム６の開放角度がθに至った時点において、図２（ａ）に示すように、ワークＷの下端部は荷降ろし面と接触する。
【００２９】
その後ロングアーム６を一定速度で全開放する（Ｓ４）と、図２（ｂ）に示すように、ロングアーム６がワークＷと離隔した状態になる。ここで全開放とはロングアーム６における最大開放角度まで開放することを意味する。図２（ａ）から図２（ｂ）の状態に至るまで、即ちロングアーム６がワークＷと接触している状態から離隔する状態に至るまで、ワークＷは転動することなく所定の荷降ろし位置にて静止している。
【００３０】
以上ステップＳ１〜Ｓ４によりワークＷに対するアンクランプ動作が終了した後、無人フォークリフト１を、ロングアーム６の開放角度を全開放に保持したまま、ワークＷから離れるように図２（ｂ）の矢印方向（紙面右方向）に後退させる。このように後退させた後の状態が図２（ｃ）に示されている。なお、この後退動作の過程において、ロングアーム６の先端近傍がワークＷの上部に衝突することのないよう、上記全開放の角度が設定されているものとする。
【００３１】
また図２（ｂ）から図２（ｃ）の状態に至るまで、即ち図２（ｂ）ではワークＷと接触していたショートアーム６が図２（ｃ）のようにワークＷと離隔する過程においても、上述の図２（ａ）から図２（ｂ）の状態に至る過程と同様に、ワークＷは転動することなく所定の荷降ろし位置にて静止したままである。
【００３２】
以上に述べたように、本実施形態に係る無人フォークリフト１及びその駆動方法によると、円柱形ワークＷをその端面が荷降ろし面に直交する状態でアンクランプする場合に、従来のようにワークＷが荷降ろし面から離隔した状態でクランプアーム５，６が途中停止なしでワークＷと離隔した位置へと全開放されるのではなく、図２（ａ）に示すように、ワークＷ下端部が荷降ろし面に接触し且つワークＷの転動を止めさせ得る位置においてクランプアーム５，６の開放動作が一旦停止される（Ｓ１，Ｓ２）。これにより、一旦停止後にクランプアーム５，６の開放動作を再び開始して全開放（Ｓ４）してもワークＷは転動せず静止した状態で保たれるため、ワークＷの落下による衝撃を回避できると共に、所定位置への荷降ろしを実現することができる。
【００３３】
またさらに、本実施の形態によると、ストッパなどの転動停止手段を用いる必要がないので、特にレーン置きなどを行う場合でもストッパ設置によるコスト増加の問題を解消することができる。
【００３４】
また、ロングアーム６の開放角度を検知するための開放角度センサ１７を備え、この開放角度センサ１７により検知された開放角度に基づいて、アンクランプ動作中にロングアーム６の開放角度がワーク静止角度θに至ったか否かが判断される（Ｓ３）。このように、実際のロングアーム６の開放角度がワーク静止角度θに至ったか否かを確認しつつクランプアームの開放動作を行うことにより、アンクランプ後のワークＷの転動をより確実に防止することができる。
【００３５】
また、開放角度センサ１７により検知された開放角度からワーク径Ｄを算出し、このワーク径Ｄに基づいて、アンクランプ時のワークＷの転動を防止するのに適切なロングアーム６の開放角度、即ちワーク静止角度θが得られ、これを目標値として設定した上でアームの開放動作を行うことができる。これにより、アンクランプ後のワークＷの転動を確実に防止しつつ、ロングアーム６の開放動作を効率よく行える。またさらにワークＷの径毎に適切な開放角度を得ることができるので、様々な径のワークＷに対する荷役作業を効率よく行うことができる。
【００３６】
また、アンクランプ時におけるロングアーム６の開放動作は途中で２回停止するようになっており、最後の停止時（図２（ａ）参照）以外には、ワークＷの下端部が荷降ろし面に接触せず、最後の停止時にワークＷの下端部が荷降ろし面に接触するようになっている。このように、ワークＷが荷降ろし面に接触し且つワークＷの転動を止めさせ得る位置に至るまで、途中でロングアーム６を２回停止させることにより、ワークＷに加わる衝撃を抑えながら、アンクランプ後のワークＷの転動をより確実に防止することができる。
【００３７】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。
【００３８】
例えば、上述した実施の形態ではアンクランプ時におけるロングアーム６の開放をワーク静止角度θの１／３ずつとして途中で２回停止するようになっているが、これに限定されず、ワーク静止角度θ以下の任意の角度ずつ開放してよい。そして途中で一旦停止する（Ｓ２）回数は１回のみでもよいし、３回以上であってもよいし、さらに１回の開放動作によりワーク静止角度θに至るようにしてもよい。また、ワーク静止角度θに至った後ロングアーム６を全開放せずにさらに１回以上開放動作を一旦停止しながら開放してもよい。
【００３９】
また、ロングアーム６の開放角度を検知する開放角度センサ１７は、支軸６ａに連結された入力軸を備えたものに限定されず様々な構成であってよい。さらにこの開放角度センサ１７の代わりに、例えばシリンダ７のストローク量を検知するセンサを用いることにより、ロングアーム６の開放角度又は開放距離を得る構成であってよい。つまり、一対のクランプアーム５，６間の開放角度又は開放距離を検知することができるのであれば、様々な手段を用いてよい。
【００４０】
また、本実施の形態では上記のような手段によりワークＷの径Ｄをアンクランプ動作前に予め算出し、その径Ｄに基づいてアーム開放するようになっているが、ワークＷの径Ｄを算出することなくアンクランプ動作を行ってよい。このようにワーク径Ｄが不明の場合でも、実際のクランプアーム５，６間の開放角度又は開放距離を随時確認しつつ開放させることができる。
【００４１】
またワークＷの径Ｄは、クランプアーム５，６間の開放角度や開放距離から算出するのではなく、他の手段により与えられてもよい。
【００４２】
また、上述した実施の形態における開放角度センサ１７など一対のクランプアーム５，６間の開放角度を検知する手段、又は、開放距離を検知する手段を省略してもよい。この場合は実際のクランプアーム５，６間の開放角度又は開放距離を知ることができないが、アンクランプ動作開始後の１回毎のアーム開放角度又は開放距離を比較的小さくすることにより、ストッパを用いることなく所定位置への荷降ろしを実現することができる。
【００４３】
なお、上述した実施の形態ではクランプアーム５，６によるワーク把持状態を図１（ｂ）に示したようなパッド８，９の回動中心（各ヒンジピン１０）を結んだ直線がワークＷの中心Ｏを通った状態であると仮定した上で、ロングアーム６の開放角度からワークＷの径Ｄを算出しているが、若干のずれが生じていてもよい。その場合でもワークの径Ｄの近似値を得ることにより、ワークＷの下端部が荷降ろし面に接触し且つその転動を止めさせ得る位置におけるロングアーム６の開放角度θの近似値が求まる。またこのように理想的な把持状態が得られない場合を考慮して、目標値θに至るまでに複数回停止させることで、所定位置への荷降ろしが実現可能になる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１及び請求項５によると、円柱形ワークをその端面が荷降ろし面に直交する状態で荷降ろしする場合に、ストッパなどの転動停止手段を設けることなく、ワークへの衝撃を回避しながら所定位置への荷降ろしが可能になる。
【００４５】
請求項２によると、アンクランプ後のワークの転動をより確実に防止することができる。
【００４６】
請求項３によると、アンクランプ後のワークの転動を確実に防止しつつ、様々な径のワークに対する荷役作業を効率よく行うことができる。
【００４７】
請求項４によると、ワークに加わる衝撃を抑えながら、アンクランプ後のワークの転動をより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る無人フォークリフトの円柱形ワークに対するアンクランプ動作開始直前の状態を示す概略側面図である。（ｂ）は、図１（ａ）の無人フォークリフトにおけるワーク把持状態を部分的に示す説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る無人フォークリフトの駆動方法を段階的に示す図である。（ａ）は、図１（ａ）の無人フォークリフトにおけるロングアームをワーク静止角度まで開放してワークが荷降ろし面に接触した状態を示す概略側面図である。（ｂ）は、図２（ａ）の状態からさらにロングアームを開放して全開放した状態を示す概略側面図である。（ｃ）は、図２（ｂ）の状態からアームを開放させたまま無人フォークリフトを後退させた状態を示す概略側面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る無人フォークリフトのアンクランブ動作時における駆動方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  無人フォークリフト（無人荷役車両）
５  ショートアーム（クランプアーム）
６  ロングアーム（クランプアーム）
７  シリンダ
８、９  パッド
１０  ヒンジピン
１７  開放角度センサ（開放検知手段）
Ｗ  ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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