(57)【要約】【課題】  シュートに供給される茶葉の飛び跳ねを抑制して当該シュート下部からの茶葉の落下軌跡を一定化させることにより、シュートの傾斜方向の寸法を大きくすることなく、常に正確に色彩選別を行うことができる茶葉の色彩選別機を提供する。【解決手段】  上部から下部に茶葉を整列させつつ流し得るシュート１、２と、該シュート１の上部に茶葉を落下させる振動フィーダ９と、落下する茶葉を撮像し画像を得るＣＣＤカメラ３、４と、該撮像手段で得られた画像の色彩に基づき、茶葉が所定色彩を有するものであるか否かを判定する判定手段１６と、該判定手段１６により所定色彩を有するものであると判定されたものを吹き飛ばすエアノズル７、８とを備え、茶葉中の所定色彩を有するものを選別して取り除くための茶葉の色彩選別機において、振動フィーダ９とシュート１の上部とを近接配置させたものである。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定角度傾斜して配設されるとともに、上下方向に複数の並列な溝部を有して、その上部から下部に茶葉を整列させつつ流し得るシュートと、
該シュート上に茶葉を供給すべく当該シュートの上部に茶葉を落下させる供給手段と、
前記シュートの下部から落下する茶葉を撮像し画像を得る撮像手段と、
該撮像手段で得られた画像の色彩に基づき、被撮像物が所定色彩を有するものであるか否かを判定する判定手段と、
該判定手段により所定色彩を有するものであると判定されたものを吹き飛ばし、前記シュートによる落下軌跡とは異なる軌跡で落下させるエアノズルと、
を備え、茶葉中の所定色彩を有するものを選別して取り除くための茶葉の色彩選別機において、
前記供給手段と前記シュートの上部とを近接配置させたことを特徴とする茶葉の色彩選別機。
【請求項２】
前記供給手段は、前記シュートの上部まで延設して当該シュートの溝部と対応する溝部により茶葉を落下させ得る落とし口を具備するとともに、少なくとも当該落とし口の底面形状が前記シュートの溝部と合致し得る溝形状とされたことを特徴とする請求項１記載の茶葉の色彩選別機。
【請求項３】
前記落とし口は、前記供給手段から前記シュートの上部に向かって所定の曲率を有した形状とされたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の茶葉の色彩選別機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、茶葉中の白茎などの所定色彩を有するものを選別して取り除くための茶葉の色彩選別機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
茶葉や米粒などの被検知物体（ワーク）を、その色彩に基づいて良品と不良品とに選別する色彩選別機として、例えば、特許文献１で開示されているものが挙げられる。かかる色彩選別機は、シュートを傾斜配置しておき、該シュートの上部から下部に被検知物体を整列させつつ流して落下させる一方、落下中の被検知物体の色彩を色彩検知ユニットにて検知し、所定の色彩のものに対してエアを噴出して選別するものであった。
【０００３】
然るに、本出願人は、上記色彩選別機を茶葉の選別手段に適用すべく、シュートの上下方向に複数の並列な溝部を形成し、該溝部に沿って茶葉を整列させつつ下方へ流し、シュートの下部から落下する茶葉をＣＣＤカメラにて撮像するとともに、撮像したものが例えば白茎などの茶葉であると判定した際には、エアノズルを駆動して吹き飛ばすことにより良品と不良品とを選別する装置を提案するに至った。
【０００４】
しかして、上記色彩選別機においては、シュートの下部から落下する茶葉に対して、ＣＣＤカメラによる撮像及びエアノズルによる吹き飛ばしをタイミングよく行う必要があるため、高精度に色彩選別を行うためには、茶葉の落下軌跡を一定化する必要がある。本出願人は、シュート上を茶葉が跳ねつつ流れることが茶葉の落下軌跡を乱す主な原因の一つであることを見出し、例えば特許文献２にて開示されているように、その跳ねつつ流れる茶葉と干渉し得る干渉部材をシュートに具備させた茶葉の色彩選別機を提案した。
【特許文献１】特開平１０−１８０１９５号公報
【特許文献２】特開２００４−１６９９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の茶葉の色彩選別機においては、干渉部材によりシュート上を跳ねつつ流れる茶葉の跳ねを収束させて落下軌跡の一定化を図っているものの、その効果は依然十分ではないという問題があった。即ち、茶葉を供給する振動フィーダ等の供給手段からシュート上に茶葉が落下する際、当該振動フィーダとシュートとの離間寸法が通常１００ｍｍ程度と大きいため、茶葉が複雑に飛び跳ねてしまい、干渉部材による跳ねの収束のみでは落下軌跡が略同一とならない場合が生じるのである。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、シュートに供給される茶葉の飛び跳ねを抑制して当該シュート下部からの茶葉の落下軌跡を一定化させることにより、シュートの傾斜方向の寸法を大きくすることなく、常に正確に色彩選別を行うことができる茶葉の色彩選別機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、所定角度傾斜して配設されるとともに、上下方向に複数の並列な溝部を有して、その上部から下部に茶葉を整列させつつ流し得るシュートと、該シュート上に茶葉を供給すべく当該シュートの上部に茶葉を落下させる供給手段と、前記シュートの下部から落下する茶葉を撮像し画像を得る撮像手段と、該撮像手段で得られた画像の色彩に基づき、被撮像物が所定色彩を有するものであるか否かを判定する判定手段と、該判定手段により所定色彩を有するものであると判定されたものを吹き飛ばし、前記シュートによる落下軌跡とは異なる軌跡で落下させるエアノズルとを備え、茶葉中の所定色彩を有するものを選別して取り除くための茶葉の色彩選別機において、前記供給手段と前記シュートの上部とを近接配置させたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の茶葉の色彩選別機において、前記供給手段は、前記シュートの上部まで延設して当該シュートの溝部と対応する溝部により茶葉を落下させ得る落とし口を具備するとともに、少なくとも当該落とし口の底面形状が前記シュートの溝部と合致し得る溝形状とされたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の茶葉の色彩選別機において、前記落とし口は、前記供給手段から前記シュートの上部に向かって所定の曲率を有した形状とされたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、供給手段とシュートの上部とを近接配置させたので、シュートに供給される茶葉の飛び跳ねを抑制して当該シュート下部からの茶葉の落下軌跡を一定化させることにより、シュートの傾斜方向の寸法を大きくすることなく、常に正確に色彩選別を行うことができる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、少なくとも落とし口の底面形状がシュートの溝部と合致し得る溝形状とされたので、当該溝部の上方に溝形状を合致させれば、落とし口とシュートの上部とを極めて近接させることができ、シュート上に供給される茶葉の飛び跳ねを効果的に抑制することができる。更に、溝形状の上部にシュートの溝部と対応した溝部が形成されており、かかる供給手段の溝部にて茶葉が整列されるので、シュートに供給される茶葉の整列をより正確に行わせることができ、シュート下部からの茶葉の落下軌跡をより一定化させることができる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、落とし口が供給手段からシュートの上部に亘って所定の曲率を有した形状とされたので、当該落とし口における溝部での茶葉の整列効果をより高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る茶葉の色彩選別機は、茶葉中において白色の色彩を帯びた白茎などを選別して取り除くためのものであり、図１に示すように、床面に固設されたフレーム１２と、上下２段に配設された第１シュート１及び第２シュート２と、撮像手段としてのＣＣＤカメラ３及び４と、蛍光灯５及び６と、エアノズル７及び８と、判定手段１６（図３参照）と、供給手段としての振動フィーダ９とから主に構成されている。
【００１４】
フレーム９の上部には、振動コンベア１０が配設されており、図示しないホッパから供給された茶葉を振動コンベア１０にて振動しつつ振動フィーダ９まで搬送し、該振動フィーダ９に対して茶葉を所定量ずつ均等に供給し得るよう構成されている。第１シュート１及び第２シュート２は、薄板材を図２の如く折り曲げ形成しつつ所定角度傾斜して上下２段に形成されたものであり、上段の第１シュート１から下段の第２シュート２に亘って順次茶葉を流し得るものである。
【００１５】
このような折り曲げ形状により、傾斜方向（上下方向）に溝部１ａ及び２ａが複数並列して形成されることとなり、かかる溝部１ａ及び２ａに沿ってシュート１及び２の上部から下部に茶葉を整列させつつ流し得るよう構成されている。尚、本実施形態においては、溝部１ａ及び２ａの断面形状が略Ｕ字とされているが、茶葉の整列を行い得るものであれば、他の形状（断面略Ｖ字等）としてもよい。
【００１６】
エアノズル７及び８は、図１に示すように、第１シュート１及び第２シュート２の表面（上面）側に各々配設され、後述する判定手段１６により所定色彩を有するものであると判定されたもの（本実施形態においては白茎）を吹き飛ばし、第１シュート１又は第２シュート２による落下軌跡とは異なる軌跡で落下させるものである。
【００１７】
即ち、エアノズル７及び８は、第１シュート１の各溝部１ａ及び２ａに対応して複数並列に配設され、これら第１シュート１又は第２シュート２から落下する茶葉のうち、エアノズル７又は８が駆動して吹き飛ばされたものは、通常の落下軌跡より下方の軌跡に沿って落下（遠方側に落下）するよう構成されているのである。そして、上段のエアノズル７で吹き飛ばされた茶葉は、下方に配設された振動コンベア１４（図１参照）におけるエリア１４ａ側に落下するとともに、下段のエアノズル８で吹き飛ばされた茶葉は、当該振動コンベア１４におけるエリア１４ｂ側に落下し、それぞれ所定の場所まで搬送される。
【００１８】
尚、エアノズル７、８にて吹き飛ばされなかった茶葉（白茎と色彩判定されなかった茶葉）は、第２シュート２の下方に配設された案内部材１５に至り、そこから更に落下して振動コンベア１３にて回収されることとなる。ここで、本実施形態においては、判定手段１２にて白茎と色彩判定したものをエアノズル７及び８にて吹き飛ばすよう構成されているが、良品の茶葉（即ち、白茎でない茶葉）と色彩判定したものをエアノズル７及び８からのエアにて吹き飛ばすよう構成してもよい。
【００１９】
蛍光灯５及び６は、ＣＣＤカメラ３及び４のそれぞれの撮像範囲に光を照射するものであり、夫々が第１シュート１及び第２シュート２の幅方向に延設されている。かかる蛍光灯５及び６による光の照射によって、ＣＣＤカメラ３及び４によって得られる画像をより鮮明とし、後述する判定手段１６による判定をより精度良く行うことができる。尚、これら蛍光灯５及び６に代えて他の光源（例えばハロゲンランプ、発熱電球、キセノンランプ又はＬＥＤ等）としてもよい。
【００２０】
ＣＣＤカメラ３及び４は、第１シュート１及び第２シュート２から落下する茶葉を当該シュート１及び２の裏面（下面）側から撮像してデジタル画像を得るものであり、当該第１シュート１又は第２シュート２の直下における幅方向一列に撮像範囲が設定されている。即ち、ＣＣＤカメラ３及び４によって得られる画像のうち、色彩選別の対象とされるセンシング範囲のことを撮像範囲としている。尚、ＣＣＤカメラ３及び４にて撮像範囲のアナログ画像を得るようにしてもよい。
【００２１】
また、ＣＣＤカメラ３及び４は、図３で示すように、それぞれ判定手段１６と電気的に接続されている。かかる判定手段１６は、例えばマイコンから成るもので、ＣＣＤカメラ３及び４で得られた画像（即ち、撮像範囲の画素）の色彩に基づき、撮像した茶葉が白茎であるか否か（被撮像物が所定色彩を有するものであるか否か）を判定するものである。即ち、撮像した画像の画像処理により白茎を識別し得れば足り、２値化処理して白黒判定してもよいし、色調（濃淡）を加味した画像処理を施してもよい。
【００２２】
更に、判定手段１６は、エアノズル７、８とも電気的に接続されており、判定手段１２による色彩判定に基づきエアノズル７、８が制御されるよう構成されている。これにより、判定手段１２が白茎であると判定した場合、エアノズル７又は８を駆動させ、吹き飛ばして落下軌跡を異ならせることにより選別可能とされているのである。
【００２３】
ここで、本実施形態に係る供給手段としての振動フィーダ９は、ホッパから供給された茶葉が振動コンベア１０を介して順次投入される一方、振動により当該茶葉を第１シュート１の上部に落下させるためのものであり、図４〜図６に示すように、所定角度傾斜して配設されるとともに、振動コンベア１０からの茶葉を受けて収容する収容部９ａと、該収容部９ａから第１シュート１の上部まで延設された落とし口１７とを有している。そして、収容部９ａに収容された茶葉は、付与される振動（図６中矢印方向の振動）により落とし口１７側に移動し、該落とし口１７の先端から第１シュート１の上部に至ることとなる。
【００２４】
落とし口１７には、第１シュート１の溝部１ａと対応した溝部１７ｂが茶葉の進行方向（収容部９ａから落とし口１７の突端へ向かう方向）に複数形成されており、収容部９ａの茶葉が当該溝部１７ｂにより整列されつつ第１シュート１の上部に供給されるようになっている。これにより、第１シュート１の溝部１ａのみで茶葉を整列させるものに比べ、より多くの茶葉を整列させることができ、色彩選別精度を向上させることができる。
【００２５】
また、落とし口１７の底面形状（下面の形状）は、図５に示すように、溝部１７ｂに倣った形状とされ、第１シュート１の溝部１ａと合致し得る溝形状１７ａとなっている。これにより、図７に示すように、第１シュート１の上面と落とし口１７とを合致させて配置すれば、これらの離間寸法ｔを極めて小さくすることができるので、両部材を近接配置することができ、落とし口１７の突端から第１シュート１に落下する茶葉の飛び跳ねを抑制することができる。
【００２６】
然るに、溝部１ａの茶葉の整列効果及び落とし口１７の第１シュート１との近接配置効果により、当該第１シュート１の下部からの茶葉の落下軌跡をより一定化させることができ、精度よく茶葉の色彩選別を行わせることができる。尚、近接配置として、振動フィーダ９の振動により落とし口１７の突端と第１シュート１の上部とが接触しない寸法まで近接させるのが好ましいが、例えば当該寸法を３０ｍｍ以下としてもよい。これは、針状に整形された茶葉の長さは、おおよそ１５〜２０ｍｍ程度であることから、上記離間寸法を茶葉の長さの２倍以内に近づけるのが好ましいからである。
【００２７】
また、落とし口１７と第１シュート１の上部とを近接配置することにより、当該落とし口１７突端に達した茶葉の第１シュートの上部に対する位置エネルギを従来のもの（離間寸法が１００ｍｍ程度のもの）より減少させることができ、第１シュート１上に落下した茶葉の飛び跳ねを極端に小さくできるので、当該第１シュート１の溝部１ａへの茶葉の収まりが早く、整列効果を大きくすることができる。尚、本実施形態における落とし口１７は、収容部９ａとは別体の部材（例えば樹脂等から成る成形品）とされ、当該収容部９ａに連結されているが、これら収容部９ａと落とし口１７とが一体なものとしてもよい。
【００２８】
更に、本実施形態に係る落とし口１７は、図６に示すように、収容部９ａから第１シュート１の上部に向かって所定の曲率を有した形状（同図中符号Ａで示す部位）とされている。これにより、落とし口１７が屈曲形状を有したものに比べ、当該落とし口１７における溝部１７ｂでの茶葉の整列効果をより高めることができる。
【００２９】
即ち、隣り合う溝部１７ｂに跨って流れる茶葉を観察すると、所定の曲率を有した形状部位Ａにて９０度向きを変え、溝部１７ｂ内に収まることが分かった。かかる現象を実証すべく落とし口での茶葉の動きを１分程度観察し、以下の表１にまとめた。この表１から、落とし口の形状は、屈曲して角を有するものに比べ、所定の曲率を有したものの方が茶葉の整列効果が高いことが分かる。尚、同表について、ａは隣り合う溝部に跨って流れる茶葉の本数、ｂはａのうち曲率部Ａにて向きを変えて溝部内に収まった本数、ｃはｂのａに対する割合をパーセンテージで表したものである。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
上記実施形態に係る茶葉の色彩選別機によれば、供給手段たる振動フィーダ９と第１シュート１の上部とを近接配置したので、当該第１シュート１の上部に供給された茶葉の飛び跳ね自体を抑制することができ、装置の小型化を図りつつシュートの下部からの茶葉の落下軌跡を均一化させることができる。即ち、従来の如く第１シュート１に供給された茶葉に落下の際の衝撃が加わり、飛び跳ねるものにおいては、シュートの長さを大きくして飛び跳ねが収まるまで茶葉を流す必要があったのに対し、本実施形態においては、茶葉の飛び跳ね自体を抑制し得るので、シュートの大きさをそれ程大きくしなくても、高精度な色彩選別を行うことができるのである。
【００３２】
次に、上記茶葉の色彩選別機における作用について説明する。
作業者がホッパに茶葉を投入すると、その茶葉が順次、振動コンベア１０及び案内部材１１を介して振動フィーダ９の収容部９ａに落下する。該収容部９ａの茶葉は、付与される振動により落とし口１７に至り、該落とし口１７の溝部１７ｂに収まりつつ第１シュート１の溝部１ａに移動する。このとき、落とし口１７の溝形状１７ａと第１シュート１の溝部１ａとが合致して、これらの離間寸法ｔが極めて小さくなっているため、落下による衝撃により茶葉が飛び跳ねるのを抑制している。
【００３３】
また、落とし口１７の所定曲率を有した部位Ａにより、隣り合う溝部１７ｂに跨って移動する茶葉が溝部１７ｂ内に収まって整列しているため、各溝部１７ｂを流れた茶葉が確実に第１シュート１の溝部１ａに収まって流れるようになっている。そして、第１シュート１を流れた茶葉は、その下部から所定の軌跡に沿って落下し、ＣＣＤカメラ３の撮像範囲に至る。
【００３４】
このとき、蛍光灯５により照らされた撮像範囲をＣＣＤカメラ３が撮像し、デジタル画像を得るとともに、その画像データを判定手段１６に送信する。かかる判定手段１６において、落下中の茶葉が白茎でないと色彩判定した場合、エアノズル７の停止状態を維持する一方、白茎であると色彩判定した場合、エアノズル７を駆動させ、当該落下中の茶葉にエアを吹き付ける。これにより、エアを吹き付けられた白茎は吹き飛ばされて、落下軌跡を異ならせ、振動コンベア１４のエリア１４ａ側に落下する。尚、エアが吹き付けられない茶葉は、そのまま落下して第２シュート２を流れることとなる。
【００３５】
一方、選別されず第２シュート２に落下した茶葉は、当該第２シュート２を流れた後、その下部から落下する過程において、上記と同様、蛍光灯６により照らされつつＣＣＤカメラ４で撮像される。このとき、既述の如く、ＣＣＤカメラ４で得られたデジタル画像のデータは判定手段１６に送信され、上記と同様の色彩判定が行われる。そして、判定手段１６で白茎でないと判定された場合、エアノズル８の停止状態は維持され、その茶葉はそのまま落下して案内部材１５を介して振動コンベア１３に至る一方、白茎であると判定された場合、エアノズル８が駆動され、エアを吹き付けることによって、その白茎を振動コンベア１４におけるエリア１４ｂ側に吹き飛ばす。
【００３６】
振動コンベア１５に落下した良品と判定された茶葉は、製茶工程における次工程に搬送されることとなり、振動コンベア１６に落下した白茎と判定された茶葉は所定の場所へ搬送されることとなる。このように、色彩選別後のものを各々振動コンベア上に落下させているので、その後の搬送作業を容易とすることができる。尚、かかる振動コンベアに代えて、それぞれ回収箱を配設し、それぞれを回収するよう構成してもよい。
【００３７】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば振動フィーダの落とし口を溝部及び溝形状を形成しない板状のものとし、該落とし口をシュートの上部に近接させるものとしてもよい。近接形態としては、本実施形態の如くシュート上部と落とし口の突端を上下方向に重ね合わせるものの他、図８で示すように、重ね合わせがなく、落とし口１７の突端とシュート１の上端とを微小クリアランスｍだけ離間させつつ両部材を近接させる等してもよい。尚、クリアランスｍは、そこから茶葉がこぼれず、且つ、振動フィーダ９の振動により落とし口１７の突端とシュート１の上部とが接触しない最小の寸法が好ましい。
【００３８】
また、落とし口を具備せず、振動フィーダにおける茶葉の排出口をシュートに近接して配置するようにしてもよく、この場合であっても、供給手段からシュートに落下する茶葉の衝撃を和らげ、飛び跳ねを抑制することができ、シュートの下部からの落下軌跡を一定化させることができるのである。
【００３９】
尚、落とし口には、少なくとも底面形状がシュートの溝部と合致し得る溝形状が形成されていれば足り、その上面の溝部はシュートの溝部に対応した位置に形成されていれば、深さや形状等が異なってもよい。また、本実施形態の如く落とし口に所定の曲率を持たせるものの他、シュート側へ屈曲したもの（角部を有するもの）であってもよい。更には、落とし口の底面形状が溝形状とされつつ上面が平坦とされたものとしてもよい。即ち、落とし口の底面形状が本実施形態の如き溝形状とされることにより、供給手段とシュートの上部とを極めて小さい寸法にて近接配置することができ、茶葉の飛び跳ねを抑制してシュートの下部からの落下軌跡を一定化させることができる。
【００４０】
また更に、本実施形態においては上下２段に亘ってシュートを配設しているが、３段以上の複数段に亘ってシュートを配設し、色彩選別回数を増加させることにより、選別精度をより向上させるようにしてもよく、或いはシュートを１つ配設して１回の色彩選別を行うものとしてもよい。但し、シュートを複数段配設する場合は、最上段のシュートの上部と供給手段とを近接配置させる必要がある。
【００４１】
勿論、選別すべき対象物も本実施形態の如く茶葉中に含まれた白茎に限らず、黄葉、赤棒又は異物など所定色彩を有した種々のものを判定手段にて判定し、エアノズルで取り除くようにしてもよい。この場合、ＣＣＤカメラの感度設定を適宜変更する必要があるが、茶葉中に含まれた白茎の他、所謂不良品及び異物を選別除去することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
供給手段と前記シュートの上部とを近接配置させた茶葉の色彩選別機であれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたものにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態に係る茶葉の色彩選別機を示す側面模式図
【図２】同茶葉の色彩選別機におけるシュートを示す斜視図
【図３】同茶葉の色彩選別機におけるＣＣＤカメラ、エアノズル及び判定手段の接続状態を示すブロック図
【図４】同茶葉の色彩選別機における振動フィーダを示す上面図
【図５】図４におけるＶ−Ｖ線断面図
【図６】同茶葉の色彩選別機における振動フィーダの落とし口を示す側面模式図
【図７】同茶葉の色彩選別機における振動フィーダの落とし口に形成された溝部及び溝形状とシュートに形成された溝部との位置関係を示す断面模式図
【図８】本発明の他の実施形態に係る茶葉の色彩選別機における落とし口とシュートとの近接形態を示す模式図
【符号の説明】
【００４４】
１    第１シュート
２    第２シュート
１ａ、２ａ  溝部
３、４  ＣＣＤカメラ（撮像手段）
５，６  蛍光灯
７、８  エアノズル
９    振動フィーダ
１０  振動コンベア
１１  案内部材
１２  フレーム
１３、１４  振動コンベア
１５  案内部材
１６  判定手段
１７  落とし口
１７ａ  溝形状
１７ｂ  溝部
【図１】
2005279425.tif 000004
【図２】
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【図３】
2005279425.tif 000006
【図４】
2005279425.tif 000007
【図５】
2005279425.tif 000008
【図６】
2005279425.tif 000009
【図７】
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【図８】
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