(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と、複数のスイッチと、複数の抵抗器とを有し、電圧検出区間での電圧降下が各スイッチのオン・オフ状態の全組合せでそれぞれ異なるよう構成した電気回路と、前記電圧検出区間の電圧値を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段により検出された電圧値が、前記全組合せの何れか１つに対応するように、電圧値の範囲を仕切るしきい値を記憶したしきい値記憶手段と、前記電圧検出手段により検出された電圧値としきい値とを比較して各スイッチ状態の組合せを判定するスイッチ状態判定手段とを備えたスイッチ状態検出装置において、
前記電圧検出手段により検出された電圧値に基づいて、新しきい値を演算する演算手段と、
前記記憶手段のしきい値を新しきい値に更新する更新手段とを備えた
ことを特徴とするスイッチ状態検出装置。
【請求項２】
前記演算手段は、スイッチ状態検出装置を作動させる初期において、前記電圧検出手段により前記全組合せで検出された各電圧値に基づいて、新しきい値を演算する
ことを特徴とする請求項１記載のスイッチ状態検出装置。
【請求項３】
前記演算手段は、しきい値によって仕切られる電圧値の範囲が隣接する、各スイッチ状態の２つの組合せで検出された各電圧値の中央の値を新しきい値とする
ことを特徴とする請求項１または２記載のスイッチ状態検出装置。
【請求項４】
各スイッチ状態の組合せの何れか１つの電圧値を監視電圧値として定期的に検出する監視手段を備え、
前記演算手段は、監視電圧値が変動した場合に、監視電圧値の変動量をしきい値に加え、これを新しきい値とする
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載のスイッチ状態検出装置。
【請求項５】
前記電気回路の雰囲気の温度を測定する温度検出手段と、
温度検出手段により検出される温度に対応する予め設定された温度補正値を記憶する補正値記憶手段とを備え、
前記演算手段は、温度検出手段により検出された温度の温度補正値をしきい値に加え、これを新しきい値とする
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載のスイッチ状態検出装置。
【請求項６】
商品の販売状態を複数のスイッチにより検出し、商品の販売を制御する自動販売機において、
請求項１乃至５記載のスイッチ状態検出装置の何れか１つを備えた
ことを特徴とする自動販売機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動販売機の各種スイッチの状態を検出するスイッチ状態検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の自動販売機に備えられるスイッチ状態検出装置として、電源と、商品の売り切れを検知する売切検知スイッチと、商品を搬出する搬出モータのカムスイッチと、複数の抵抗器とを有し、電圧検出区間での電圧降下が各スイッチ状態の全組合せによりそれぞれ異なるようにした電気回路と、前記電圧検出区間の電圧値を検出するＡ／Ｄ変換器と、前記電圧検出手段により検出された電圧値が、前記全組合せの何れか１つに対応するように、電圧値の範囲を４つに仕切る３つのしきい値を記憶したメモリとを有し、Ａ／Ｄ変換器により検出された電圧値と各しきい値とを比較して各スイッチ状態の組合せをＣＰＵにより判定する制御部とを備えたものが知られている。このスイッチ状態検出装置により自動販売機は各スイッチの状態を認識し、商品の搬出や売切ランプの点灯などの、商品の販売制御を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記スイッチ状態検出装置においては、各部品の初期ばらつき、装置の雰囲気の温度、各部品の経年劣化等により、検出される電圧値が予め設定された各しきい値をまたいで変化すると、各スイッチ状態を誤って検出する。これにより、例えば自動販売機内に商品が存在するにもかかわらず売切ランプを点灯したり、購買者により商品が選択されても搬出モータが作動しないなど、的確な販売制御を行うことができないという問題点があった。
【０００４】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、しきい値を適切な値に更新することのできるスイッチ状態検出装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、請求項１では、電源と、複数のスイッチと、複数の抵抗器とを有し、電圧検出区間での電圧降下が各スイッチのオン・オフ状態の全組合せでそれぞれ異なるよう構成した電気回路と、前記電圧検出区間の電圧値を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段により検出された電圧値が、前記全組合せの何れか１つに対応するように、電圧値の範囲を仕切るしきい値を記憶したしきい値記憶手段と、前記電圧検出手段により検出された電圧値としきい値とを比較して各スイッチ状態の組合せを判定するスイッチ状態判定手段とを備えたスイッチ状態検出装置において、前記電圧検出手段により検出された電圧値に基づいて、新しきい値を演算する演算手段と、前記記憶手段のしきい値を新しきい値に更新する更新手段とを備えている。これにより、スイッチ状態検出装置において実際に検出された電圧値に基づいて、しきい値が更新される。
【０００６】
また、請求項２では、請求項１記載のスイッチ状態検出装置において、前記演算手段は、スイッチ状態検出装置を作動させる初期において、前記電圧検出手段により前記全組合せで検出された各電圧値に基づいて、新しきい値を演算している。これにより、請求項１の作用に加え、装置の各部品の初期ばらつきを含んだ各電圧値に基づいて、しきい値が更新される。
【０００７】
また、請求項３では、請求項１または２記載のスイッチ状態検出装置において、前記演算手段は、しきい値によって仕切られる電圧値の範囲が隣接する、各スイッチ状態の２つの組合せで検出された各電圧値の中央の値を新しきい値としている。これにより、請求項１または２の作用に加え、しきい値より小さい方の電圧値及びしきい値の差と、しきい値より大きい方の電圧値及びしきい値の差が等しくなるように、しきい値が更新される。
【０００８】
また、請求項４では、請求項１乃至３の何れか１項に記載されたスイッチ状態検出装置において、各スイッチ状態の組合せの何れか１つの電圧値を監視電圧値として定期的に検出する監視手段を備え、前記演算手段は、監視電圧値が変動した場合に、監視電圧値の変動量をしきい値に加え、これを新しきい値としている。これにより、請求項１乃至３の何れか１項の作用に加え、監視電圧値が変動した場合に、しきい値は変動量に対応した値に更新される。
【０００９】
また、請求項５では、請求項１乃至４の何れか１項に記載されたスイッチ状態検出装置において、前記電気回路の雰囲気の温度を測定する温度検出手段と、温度検出手段により検出される温度に対応する予め設定された温度補正値を記憶する補正値記憶手段とを備え、前記演算手段は、温度検出手段により検出された温度の温度補正値をしきい値に加え、これを新しきい値としている。これにより、請求項１乃至４の何れか１項の作用に加え、電気回路の雰囲気の温度が変化して電気回路を構成する各部品の物性値が変化した場合に、しきい値は温度補正値を加えた値に更新される。
【００１０】
また、請求項６では、商品の販売状態を複数のスイッチにより検出し、商品の販売を制御する自動販売機において、請求項１乃至５記載のスイッチ状態検出装置の何れか１つを備えている。これにより、自動販売機の各スイッチの状態を正確に認識することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１乃至図７は本発明のスイッチ状態検出装置を備えた自動販売機の一実施形態を示すもので、図１はスイッチ状態検出装置の概略回路図、図２は各スイッチの状態と検出される電圧値との関係を示すグラフ、図３乃至図７は制御部の動作を示すフローチャートである。
【００１２】
このスイッチ状態検出装置は、図１に示すように、スイッチ状態を検出する電気回路Ｃとこれに接続した制御部Ｓとを有している。この電気回路Ｃは、ダーリントン接続により構成されたトランジスタ１を有し、このトランジスタ１のベース側には制御部Ｓの出力ポート２が接続され、トランジスタ１のエミッタ側に電圧値Ｖccを有する電源３が接続され、トランジスタ１のコレクタ側にはダイオード４のアノード側が接続されている。ダイオード４のカソード側には第１の抵抗器５の一端が接続され、第１の抵抗器５の他端には電圧検出区間としての第２の抵抗器６の一端が接続されている。また、直列に接続された売切検知スイッチ７及び第３の抵抗器８と、これまた直列に接続されたカムスイッチ９及び第４の抵抗器１０とが、第１の抵抗器５に対して並列に接続されている。さらに、第２の抵抗器６の一端側には、制御部ＳのＡ／Ｄ変換器１１が接続され、第２の抵抗器６の電圧降下を検出するようになっている。ここで、売切検知スイッチ７は自動販売機内に商品が残っている場合はＯＦＦであり、商品が全て搬出されるとＯＮとなる。また、カムスイッチ９は自動販売機の商品を搬出する際に搬出モータが駆動するとＯＦＦからＯＮになり、搬出モータを停止させるときに再びＯＦＦになるようになっている。本実施形態においては、第１の抵抗器５の抵抗値Ｒ１と、第３の抵抗器８の抵抗値Ｒ３と、第４の抵抗器１０の抵抗値Ｒ４との関係は、初期ばらつき等の誤差を除いた理論上の値で、Ｒ１＝２×Ｒ３＝Ｒ４となっている。
【００１３】
制御部Ｓは、前述した出力ポート２及びＡ／Ｄ変換器１１と、これらに接続するＣＰＵ１２と、ＣＰＵ１２に接続され、しきい値記憶手段及び補正値記憶手段としてのメモリ１３とを有している。ＣＰＵ１２は電気回路Ｃに流れる電流を制御し、第２の抵抗器６における電圧降下を検出する。さらに、ＣＰＵ１２には、装置の近傍に設けられ装置の雰囲気温度Ｔを検出する温度センサ１４と、しきい値を更新する際に管理者により押圧される更新スイッチ１５とが接続されている。
【００１４】
図２に示すように、Ａ／Ｄ変換器１１にて検知される電圧値Ｖは、売切検知スイッチ７がＯＮでカムスイッチ９がＯＮのときは電圧値Ｖ１、売切検知スイッチ７がＯＮでカムスイッチ９がＯＦＦのときは電圧値Ｖ２、売切スイッチ７がＯＦＦでカムスイッチ９がＯＮのときは電圧値Ｖ３、売切スイッチ７がＯＦＦでカムスイッチ９がＯＦＦのときは電圧値Ｖ４となっていて、各電圧値Ｖ１〜Ｖ４の関係は、前述した各抵抗器５，８，１０の関係から、第２の抵抗器６の抵抗値Ｒ２が各抵抗値Ｒ１，Ｒ３，Ｒ４に比べて十分に小さい場合、誤差を除いた理論上の値で、Ｖ１＝４×Ｖ４、Ｖ２＝３×Ｖ４、Ｖ３＝２×Ｖ４となっている。ここで、電圧値Ｖ１と電圧値Ｖ２の中央の値のしきい値Ｂ１、電圧値Ｖ２と電圧値Ｖ３の中央のしきい値Ｂ２、電圧値Ｖ３と電圧値Ｖ４の中央のしきい値Ｂ３がそれぞれ予め設定されてメモリ１３に記憶されており、Ａ／Ｄ変換器１１により検出される電圧値Ｖと、これら各しきい値Ｂ１〜Ｂ３とを比較することにより、スイッチ状態判定手段としてのＣＰＵ１２は、各スイッチ７，９のＯＮ・ＯＦＦの状態を判定している。
【００１５】
以上のように構成されたスイッチ状態検出装置においては、工場出荷前の初期状態における場合と、自動販売機の待機状態、即ち売切スイッチ７がＯＦＦ状態でカムスイッチ９がＯＦＦ状態において検出される電圧値Ｖ４が変動した場合と、温度センサ１４により検出される温度Ｔが変動した場合と、管理者により更新スイッチ１５が押圧された場合に、演算手段及び更新手段としてのＣＰＵ１２により、しきい値Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３に対応する新しきい値Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３が演算され、各しきい値Ｂ１〜Ｂ３が適切な値に更新されるようになっている。この各しきい値Ｂ１〜Ｂ３の更新における制御部Ｓの動作を、図３乃至図７のフローチャートを参照して以下に詳述する。
【００１６】
まず、工場出荷前の初期状態における各しきい値Ｂ１〜Ｂ３の更新の動作について説明すると、図３に示すように、管理者により売切検知スイッチ７及びカムスイッチ９がＯＮ状態にされると（Ｓ１）、電圧値Ｖ１を検出する（Ｓ２）。次に、管理者により売切検知スイッチ７がＯＮ状態でカムスイッチ９がＯＦＦ状態にされると（Ｓ３）、電圧値Ｖ２を検出する（Ｓ４）。次に、管理者により売切検知スイッチ７がＯＦＦ状態でカムスイッチ９がＯＮ状態にされると（Ｓ５）、電圧値Ｖ３を検出する（Ｓ６）。次に、管理者により売切検知スイッチ７がＯＦＦ状態でカムスイッチ９がＯＦＦ状態にされると（Ｓ７）、電圧値Ｖ４を検出する（Ｓ８）。これら検出した各電圧値Ｖ１〜Ｖ４を用いて、各新しきい値Ｎ１〜Ｎ３を、Ｎ１＝（Ｖ１＋Ｖ２）／２，Ｎ２＝（Ｖ２＋Ｖ３）／２，Ｎ３＝（Ｖ３＋Ｖ４）／２の式を用いて演算する（Ｓ９）。次に、メモリ１３に記憶された各しきい値Ｂ１〜Ｂ３を、新しきい値Ｎ１〜Ｎ３に更新する（Ｓ１０）。
【００１７】
次に、自動販売機の待機状態に監視電圧値としての電圧値Ｖ４が変動した場合の各しきい値Ｂ１〜Ｂ３の更新の動作について説明する。図４に示すように、予め設定された所定の時間が経過すると（Ｓ２０）、電圧値Ｖ４を検出し（Ｓ２１）、メモリ１３に記憶された基準電圧値Ｖn4と検出された電圧値Ｖ４の差ΔＶ４を演算する（Ｓ２２）。差ΔＶ４がメモリ１３に記憶された所定の値Ｖp4より大きい場合は（Ｓ２３）、差ΔＶ４をメモリ１３に記憶する（Ｓ２４）。この差ΔＶ４を用いて、各新しきい値Ｎ１〜Ｎ３を、Ｎ１＝（Ｂ１＋ΔＶ４），Ｎ２＝（Ｂ２＋ΔＶ４），Ｎ３＝（Ｂ３＋ΔＶ４）の式を用いて演算する（Ｓ２５）。次に、メモリ１３に記憶された各しきい値Ｂ１〜Ｂ３を、新しきい値Ｎ１〜Ｎ３に更新し（Ｓ２６）、基準電圧値Ｖn4を電圧値Ｖ４に更新する（Ｓ２７）。ステップＳ２０において所定の時間が経過していない場合と、ステップＳ２３において差ΔＶ４が所定の値Ｖp4以下の場合は、ステップＳ２０に戻る。
【００１８】
次に、温度Ｔが変動した場合の各しきい値Ｂ１〜Ｂ３の更新の動作について説明する。本実施形態においては、温度センサ１４により温度Ｔを１℃単位で監視していて、図５に示すように、この温度Ｔが変化したと判断した場合は（Ｓ３０）、変化した温度Ｔに対応する温度補正値Ｔｃをメモリ１３より読み込み（Ｓ３１）、各新しきい値Ｎ１〜Ｎ３を、Ｎ１＝（Ｂ１＋Ｔｃ），Ｎ２＝（Ｂ２＋Ｔｃ），Ｎ３＝（Ｂ３＋Ｔｃ）の式を用いて演算する（Ｓ３２）。次に、メモリ１３に記憶された各しきい値Ｂ１〜Ｂ３を、新しきい値Ｎ１〜Ｎ３に更新する（Ｓ３３）。ステップＳ３０において温度Ｔが変動していないと判断した場合は、ステップＳ３０に戻る。
【００１９】
次に、管理者により更新スイッチ１５が押圧された場合の各しきい値Ｂ１〜Ｂ３の更新の動作について説明する。このとき、自動販売機は待機状態でありカムスイッチ９はＯＦＦ状態となっている。図６に示すように、更新スイッチ１５が押圧されると（Ｓ４０）、売切検知スイッチ７のＯＮ・ＯＦＦを判別する（Ｓ４１）。売切検知スイッチ７がＯＮである場合は、このときの電圧値Ｖ２を検出し（Ｓ４２）、搬出モータを作動させる（Ｓ４３）。カムスイッチ９がＯＮ状態となったら（Ｓ４４）、電圧値Ｖ１を検出し（Ｓ４５）、新しきい値Ｎ１を、Ｎ１＝（Ｖ１＋Ｖ２）／２の式を用いて演算する（Ｓ４６）。次に、メモリ１３に記憶されたしきい値Ｂ１を、新しきい値Ｎ１に更新し（Ｓ４７）、ステップＳ４０に戻る。ステップＳ４１にて、売切検知スイッチ７がＯＦＦである場合は、図７に示すように、このときの電圧値Ｖ４を検出し（Ｓ４８）、搬出モータを作動させる（Ｓ４９）。カムスイッチ９がＯＮ状態となったら（Ｓ５０）、電圧値Ｖ３を検出し（Ｓ５１）、新しきい値Ｎ３を、Ｎ３＝（Ｖ３＋Ｖ４）／２の式を用いて演算する（Ｓ５２）。次に、メモリ１３に記憶されたしきい値Ｂ３を、新しきい値Ｎ３に更新し（Ｓ５３）、ステップＳ４０に戻る。
【００２０】
このように、本実施形態のスイッチ状態検出装置によれば、例えば工場から出荷される前のような、装置を作動する初期において、各電圧値Ｖ１〜Ｖ４に基づいて各新しきい値Ｎ１〜Ｎ３を演算し、各しきい値Ｂ１〜Ｂ３を更新するようにしたので、各しきい値Ｂ１〜Ｂ３は各部品の初期ばらつきを含んだ各電圧値Ｖ１〜Ｖ４を用いて更新され、しきい値Ｂ１〜Ｂ３を初期ばらつきに応じた値にすることができる。従って、初期ばらつきを原因として各電圧値Ｖ１〜Ｖ４が各しきい値Ｂ１〜Ｂ３をまたいで変化することはなく、ＣＰＵ１２が各スイッチ７，９の状態を誤認識することはない。
【００２１】
また、各しきい値Ｂ１〜Ｂ３によって仕切られる電圧値の範囲が隣接する、各スイッチ７，９状態の組合せで検出された各電圧値Ｖ１〜Ｖ４の中央の値を新しきい値Ｎ１〜Ｎ３とするようにしたので、各しきい値Ｂ１〜Ｂ３に仕切られる小さい方の電圧値及びしきい値の差と、各しきい値Ｂ１〜Ｂ３に仕切られる大きい方の電圧値及びしきい値の差が等しくなり、電圧値Ｖの僅かな変動量により、一方の電圧値Ｖがしきい値をまたいで変化することはなく、ＣＰＵ１２が各スイッチ７，９の状態を誤認識することはない。
【００２２】
また、売切検知スイッチ７がＯＦＦ、カムスイッチ９がＯＮであるときの電圧値Ｖ３を定期的に検出し、電圧値Ｖ３の変動量ΔＶ３を各しきい値Ｂ１〜Ｂ３に加えたものを新しきい値Ｎ１〜Ｎ３としたので、各部品の経年劣化等により各電圧値Ｖ１〜Ｖ４が変化しても、電圧値Ｖ３が変動した後の電気回路Ｃに対応した各しきい値Ｂ１〜Ｂ３へ速やかに更新することができる。
【００２３】
また、電気回路Ｃの雰囲気温度Ｔを測定する温度センサ１４を設け、温度Ｔに対応する温度補正値Ｔｃを予めメモリ１３に記憶し、検出された温度Ｔの温度補正値Ｔｃを各しきい値Ｂ１〜Ｂ３に加えたものを新しきい値Ｎ１〜Ｎ３としたので、装置の雰囲気の温度変動により電気回路Ｃを構成する各部品の物性が変化し、各電圧値Ｖ１〜Ｖ４が変化しても、温度変動に対応した各しきい値Ｂ１〜Ｂ３に速やかに更新することができる。
【００２４】
また、更新スイッチ１５が押圧されると、搬出モータを作動してカムスイッチ９のＯＮ状態とＯＦＦ状態とでそれぞれ電圧値を検出し、この２つの電圧値に基づいてしきい値を更新するようにしたので、例えば自動販売機の待機状態など、任意の時期に各しきい値を更新することができ、実用に際して極めて有利である。
【００２５】
また、本実施形態のスイッチ状態検出装置を自動販売機に備えたので、売切検知スイッチ７とカムスイッチ９の状態を正確に認識することができ、例えば自動販売機の売切ランプを誤って点灯させたりすることはない。
【００２６】
尚、前記実施形態においては、スイッチ状態検出装置を自動販売機に備えたものを示したが、これを空気調和装置やショーケースなど複数のスイッチを有する構成のものであれば、如何なるものにスイッチ状態検出装置を備えてもよいことは勿論である。
【００２７】
また、前記実施形態においては、売切検知スイッチ７と搬出モータのカムスイッチ９の、２つのスイッチの状態を検出するものを示したが、この他に商品選択スイッチの状態を検出するようにして３つのスイッチの状態を検出するなどスイッチの個数はいくつでもよい。３つのスイッチの状態を検出する場合は、各スイッチ状態の組合せは全部で８通りとなり、７つのしきい値がメモリ１３に記憶される。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１のスイッチ状態検出装置によれば、実際に検出された電圧値に基づいてしきい値が更新されるようにしたので、各部品の経年劣化等により電圧値が変化しても、これに対応したしきい値に更新することができる。
【００２９】
また、請求項２のスイッチ状態検出装置によれば、請求項１の効果に加え、装置の各部品の初期ばらつきを含んだ各電圧値に基づいて、しきい値が更新されるようにしたので、しきい値を初期ばらつきに応じた値にすることができる。従って、初期ばらつきを原因として各電圧値がしきい値をまたいで変化することはなく、各スイッチの状態が誤認識されることはない。
【００３０】
また、請求項３のスイッチ状態検出装置によれば、請求項１または２の効果に加え、しきい値より小さい方の電圧値及びしきい値の差と、しきい値より大きい方の電圧値及びしきい値の差が等しくなるように、しきい値が更新されるようにしたので、電圧値の僅かな変動量により、一方の電圧値がしきい値をまたいで変化することはなく、各スイッチの状態が誤認識されることはない。
【００３１】
また、請求項４のスイッチ状態検出装置によれば、請求項１乃至３の何れか１項の効果に加え、監視電圧値が変動した場合に、しきい値は変動量に対応した値に更新されるようにしたので、監視電圧値が変動した後の電気回路に対応したしきい値へ速やかに更新することができる。
【００３２】
また、請求項５のスイッチ状態検出装置によれば、請求項１乃至４の何れか１項の効果に加え、電気回路の雰囲気の温度が変化して電気回路を構成する各部品の物性値が変化した場合に、しきい値は温度補正値を加えた値に更新されるようにしたので、温度変動に対応したしきい値に速やかに更新することができる。
【００３３】
また、請求項６の自動販売機によれば、請求項１乃至５のスイッチ状態検出装置の何れか１つを備えたので、各スイッチの状態を正確に認識することができ、例えば自動販売機の売切ランプを誤って点灯させたりすることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すスイッチ状態検出装置の概略回路図
【図２】各スイッチの状態と検出される電圧値との関係を示すグラフ
【図３】制御部の動作を示すフローチャート
【図４】制御部の動作を示すフローチャート
【図５】制御部の動作を示すフローチャート
【図６】制御部の動作を示すフローチャート
【図７】制御部の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
３…電源、５…第１の抵抗器、６…第２の抵抗器、７…売切検知スイッチ、８…第３の抵抗器、９…カムスイッチ、１０…第４の抵抗器、１２…ＣＰＵ、１３…メモリ、１４…温度センサ、Ｂ１…しきい値、Ｂ２…しきい値、Ｂ３…しきい値、Ｃ…電気回路、Ｎ１…新しきい値、Ｎ２…新しきい値、Ｎ３…新しきい値、Ｔ…雰囲気温度、Ｔｃ…温度補正値、Ｖ…電圧値。
【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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