(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のシュリンクラベルが嵌挿された被嵌挿体の搬送路を囲うように設置される加熱処理室と、
前記加熱処理室内に設置され、前記加熱処理室内を通過する前記被嵌挿体に嵌挿された前記シュリンクラベルに加熱蒸気を吹き付ける蒸気吹付手段と
を備え、
前記加熱処理室の側面に、前記加熱処理室内に供給された加熱蒸気を外部に排出する、開口面積及び開口位置を調整可能な蒸気排出口が形成されており、
前記蒸気吹付手段に加熱蒸気を供給する蒸気供給管は、制御弁を介して蒸気ボイラに接続され、前記制御弁を開閉させることによって、前記蒸気吹付手段への供給蒸気量を調整するようになっており、
前記加熱処理室に取り付けた温度センサと、前記蒸気供給管における前記制御弁の上流側に取り付けた、蒸気供給圧を検出するための圧力センサと、前記温度センサからの温度検出信号と前記圧力センサからの圧力検出信号とに基づいてカスケード制御を行う調節器とを設け、
前記調節器からの操作出力信号に応じて前記制御弁が開閉動作を行うようになっていることを特徴とするラベル加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、ＰＥＴボトル等の容器にシュリンクラベルを装着するラベル装着装置に搭載される、シュリンクラベルを加熱収縮させるためのラベル加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
清涼飲料等の液体飲料が充填されるＰＥＴボトル等の容器には、通常、商品名や内容物の表示等が印刷された、合成樹脂フィルムからなるシュリンクラベルが装着されており、こういったシュリンクラベルは、容器を所定の搬送路に沿って搬送する搬送コンベアと、搬送コンベアによって搬送される容器に未収縮の筒状のシュリンクラベルを嵌挿するラベル嵌挿装置と、容器に嵌挿されたシュリンクラベルを加熱収縮させる加熱装置とを備えたラベル装着装置によって連続的に容器に装着されるのが一般的である。
【０００３】
ラベル装着装置に搭載されるラベル加熱装置としては、例えば、図７に示すように、シュリンクラベルＬが嵌挿された容器Ｂを搬送する搬送コンベアＣを囲うように設置される加熱処理室５１と、この加熱処理室５１内を通過する容器Ｂに嵌挿されたシュリンクラベルＬに加熱蒸気を吹き付ける、加熱処理室５１内に設置された蒸気吹付手段５２とを備えたものがあり、蒸気吹付手段５２によって加熱処理室５１内に供給された加熱蒸気は、加熱処理室５１の上部に形成された蒸気排出口５１ａから排気ダクト５６を介して排気ファン５６ａによって強制的に外部に排出されるようになっている。
【０００４】
また、このラベル加熱装置５０は、同図に示すように、加熱処理室５１内が容器Ｂの搬送方向に第１加熱ゾーンｚ１、第２加熱ゾーンｚ２に区画されており、各加熱ゾーンｚ１、ｚ２毎にそれぞれ配設された蒸気吹付手段５２によって、シュリンクラベルＬを段階的に熱収縮させるようになっている。即ち、第１加熱ゾーンｚ１内で行われる初期収縮段階では、シュリンクラベルＬの下部側が重点的に加熱収縮されることによって、シュリンクラベルＬの熱収縮に伴う容器Ｂの所定位置からのずり上がりを防止した後、第２加熱ゾーンｚ２において、シュリンクラベルＬの全体を加熱収縮させることで、シュリンクラベルＬが容器Ｂの所定位置に綺麗に装着されるようになっている。
【０００５】
前記蒸気吹付手段５２は、図７及び図８に示すように、搬送コンベアＣに沿うようにその両側に上下方向に多段に配設された、多数の蒸気噴射孔５３ａを有する複数の蒸気噴射管５３がバルブ５５を介してヘッダ部５４にそれぞれ接続されており、各バルブ５５を開閉することによって、各蒸気噴射管５３から噴射される蒸気噴射量のバランス調整を行うことができるようになっている。
【０００６】
図９に示すように、前記ヘッダ部５４には、蒸気ボイラー５７によって生成された加熱蒸気を供給する蒸気供給管５８が接続されており、この蒸気供給管５８にはヘッダ部５４への蒸気供給圧を一定に保持する減圧弁５９と、ヘッダ部５４への蒸気供給量を制御する制御弁６０とが設置されている。
【０００７】
また、加熱処理室５１には、加熱処理室５１内の温度を検出する温度センサ６１が設置されており、この温度センサ６１からの温度検出信号に応じて出力される調節器６２からの操作信号に基づいて制御弁６０が開閉操作を行うことで、加熱処理室５１内の温度が設定温度に保持されるように、蒸気噴射管５３の蒸気噴射量が調整されるようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したようなラベル加熱装置５０では、蒸気排出口５１ａが加熱処理室５１の上部に形成されているため、蒸気噴射管５３から噴射されることで、加熱処理室５１内に供給された加熱蒸気が加熱処理室５１の下方側から上方側に導かれ、加熱蒸気が常に加熱処理室５１の上部に集中することになる。また、蒸気吹付手段５２の下方側からは温度の低い空気が上方側に導かれることになる。
【０００９】
このため、加熱処理室５１内は、常時、下部より上部のほうが温度が高くなり、シュリンクラベルＬの上部側が下部側に比べて加熱されやすくなるので、シュリンクラベルＬをその下部から上部に向かって段階的に熱収縮させることが難しい状態となる。特に、シュリンクラベルＬの下部側を重点的に熱収縮させることで、容器Ｂに対するシュリンクラベルＬのずり上がりを防止しなければならない第１加熱ゾーンｚ１内における温度コントロールが難しいという問題があった。
【００１０】
また、加熱処理室５１内は、加熱蒸気が集中する蒸気排出口５１ａ近傍の温度が特に高くなり、同一加熱ゾーン内における同一高さ位置においても、蒸気排出口５１ａが形成されている部分とそれ以外の部分との間に温度ムラが形成されるので、シュリンクラベルＬを均一に熱収縮させることができないといった問題もある。
【００１１】
また、近年は、生産性を高めるためにラベル装着装置が高速で運転される傾向にあるが、ラベル装着装置を高速で運転すると、搬送コンベアＣによる容器Ｂの搬送速度が大きくなるので、容器Ｂが加熱処理室５１内を通過するのに要する時間、即ち、シュリンクラベルＬに対する加熱時間が短くなり、シュリンクラベルＬを充分に熱収縮させることができなくなる。このため、高速で運転されるラベル装着装置には、低速で運転されるラベル装着装置に比べて全長が長いラベル加熱装置を搭載しなければならず、ラベル装着装置が全体的に大型化するといった問題がある。
【００１２】
このため、ラベル装着装置に搭載されるラベル加熱装置については、シュリンクラベルＬに対する加熱能力を確保しつつ、加熱処理室５１の全長を短くすることが要望されているが、上述したラベル加熱装置５０における蒸気吹付手段５２のように、搬送コンベアＣに沿うように配設される蒸気噴射管５３をバルブ５５を介してヘッダ部５４に接続するものにあっては、加熱蒸気の噴射領域となる蒸気噴射管５３の設置領域に加えて、ヘッダ部５４及びバルブ５５の設置領域を容器Ｂの搬送方向に必ず確保しなければならないので、加熱処理室５１の全長を大きく短縮することができなかった。
【００１３】
そこで、この発明の課題は、加熱処理室内をシュリンクラベルの加熱収縮に適した温度分布状態に保つことができ、さらに、シュリンクラベルに対する加熱能力を確保しつつ、加熱処理室の全長を短くすることができるラベル加熱装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記の課題を解決するため、この発明は、筒状のシュリンクラベルが嵌挿された被嵌挿体の搬送路を囲うように設置される加熱処理室と、前記加熱処理室内に設置され、前記加熱処理室内を通過する前記被嵌挿体に嵌挿された前記シュリンクラベルに加熱蒸気を吹き付ける蒸気吹付手段とを備え、前記加熱処理室の側面に、前記加熱処理室内に供給された加熱蒸気を外部に排出する、開口面積及び開口位置を調整可能な蒸気排出口が形成されており、前記蒸気吹付手段に加熱蒸気を供給する蒸気供給管は、制御弁を介して蒸気ボイラに接続され、前記制御弁を開閉させることによって、前記蒸気吹付手段への供給蒸気量を調整するようになっており、前記加熱処理室に取り付けた温度センサと、前記蒸気供給管における前記制御弁の上流側に取り付けた、蒸気供給圧を検出するための圧力センサと、前記温度センサからの温度検出信号と前記圧力センサからの圧力検出信号とに基づいてカスケード制御を行う調節器とを設け、前記調節器からの操作出力信号に応じて前記制御弁が開閉動作を行うようになっていることを特徴とするラベル加熱装置を提供するものである。なお、ここにいう「加熱蒸気」とは、加熱された水蒸気及び水蒸気が結露した湯気を含む概念である。
【００１５】
以上のように構成されたラベル加熱装置では、加熱処理室内に供給された加熱蒸気が加熱処理室の側面に形成された蒸気排出口から排出されるようになっているので、加熱処理室の上部に加熱蒸気が集中することがなく、しかも、蒸気排出口は、その開口面積及び開口位置を調整することができるので、開口面積や開口位置を適宜調整することによって、加熱処理室内をシュリンクラベルの加熱収縮に適した温度分布状態に調整することができる。
【００１６】
また、このラベル加熱装置では、加熱処理室に取り付けた温度センサからの温度検出信号と、蒸気供給管における制御弁の上流側に取り付けた、蒸気供給圧を検出するための圧力センサからの圧力検出信号とに基づいてカスケード制御を行う調節器からの操作出力信号に応じて制御弁が開閉動作を行うようになっているので、加熱処理室内の温度を常時設定温度に保持することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。図１に示すラベル加熱装置１は、ＰＥＴボトル等の容器Ｂを搬送コンベアＣによって搬送しながら容器Ｂの胴部に筒状のシュリンクラベルＬを装着するラベル装着ラインに設置されるものであり、前工程において容器Ｂの胴部に嵌挿された未収縮の筒状のシュリンクラベルＬを、この加熱装置１によって加熱収縮させることで容器Ｂの胴部に密着させるようになっている。
【００１８】
このラベル加熱装置１は、図１及び図２（ａ）、（ｂ）に示すように、搬送コンベアＣを囲うように設置される加熱処理室１０と、この加熱処理室１０内に設置される蒸気吹付手段１１、１２とを備えており、この蒸気吹付手段１１、１２によって加熱処理室１０内を通過する容器Ｂに嵌挿されたシュリンクラベルＬに加熱蒸気を吹き付けることで、シュリンクラベルＬを熱収縮させるようになっている。
【００１９】
前記加熱処理室１０は、図１に示すように、容器Ｂに嵌挿されたシュリンクラベルＬの下部を重点的に熱収縮させる第１加熱ゾーンＺ１と、シュリンクラベルＬを全体的に熱収縮させる第２加熱ゾーンＺ２とに区画されており、各加熱ゾーンＺ１、Ｚ２に蒸気吹付手段１１、１２がそれぞれ設置されている。
【００２０】
この加熱処理室１０の両側面には、図１及び図２（ａ）に示すように、蒸気吹付手段１１、１２によって各加熱ゾーンＺ１、Ｚ２内に供給される加熱蒸気を外部に排出するための蒸気排出口１０ａが各加熱ゾーンＺ１、Ｚ２の略全長にわたってそれぞれ形成されており、各蒸気排出口１０ａには、その開口面積及び開口位置を調整するための調整板１６がボルト止めされている。従って、大きさの異なる調整板１６に付け替えたり、調整板１６の取付位置を変えることによって、蒸気排出口１０ａの開口面積及び開口位置を任意に調整することができるようになっている。
【００２１】
前記加熱処理室１０の外側には、蒸気排出口１０ａを含むように加熱処理室１０の上半部を覆うカバー部材１３が設置されており、このカバー部材１３と加熱処理室１０とによって、蒸気排出口１０ａから排出される加熱蒸気の蒸気排出路１３ａが形成されている。
【００２２】
加熱処理室１０及びカバー部材１３によって形成される蒸気排出路１３ａは、カバー部材１３の上面に形成された接続口１３ｂを介して、排気ファン１５が設置された排気ダクト１４に接続されており、各加熱ゾーンＺ１、Ｚ２の蒸気排出口１０ａから排出される加熱蒸気が、各加熱ゾーンＺ１、Ｚ２毎に形成された蒸気排出路１３ａ及び排気ダクト１４を通って、排気ファン１５によって強制的に外部に排出されるようになっている。
【００２３】
第１加熱ゾーンＺ１に設置される蒸気吹付手段１１は、図１及び図２に示すように、搬送コンベアＣを挟んで対向するように配置された、容器Ｂの搬送方向に延びる一対の蒸気噴射器１１ａによって構成されており、各蒸気噴射器１１ａには、その上面に接続された蒸気供給管１７によって加熱蒸気が供給されるようになっている。
【００２４】
各蒸気噴射器１１ａには、図１及び図３（ａ）、（ｂ）に示すように、双方の対向面に、同心円上に形成された６個の蒸気噴射孔１１ｂからなる多数の蒸気噴射孔群ＨＧが、上下方向及び容器Ｂの搬送方向に整列した状態で形成されており、それぞれの蒸気噴射孔群ＨＧの中心位置には、図３及び図４に示すように、各蒸気噴射孔群ＨＧを覆うワッシャ１１ｄを取り付けるためのボルト１１ｃが取り付けられている。
【００２５】
従って、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、蒸気噴射器１１ａに形成された任意の蒸気噴射孔群ＨＧに対してワッシャ１１ｄを取り付けることで、その蒸気噴射孔群ＨＧからの加熱蒸気の噴射が阻止され、蒸気噴射器１１ａから噴射される加熱蒸気の蒸気噴射量のバランス調整を行うことができる。
【００２６】
一方、第２加熱ゾーンＺ２に設置される蒸気吹付手段１２は、搬送コンベアＣを挟んで対向するように配置された一対の蒸気噴射ユニットから構成されており、各蒸気噴射ユニットは、図１に示すように、蒸気供給管１７が接続されるヘッダ部１２ａと、このヘッダ部１２ａにバルブ１２ｂを介して接続される、容器Ｂの搬送方向に延びる上下６本の蒸気噴射管１２ｃとから構成されている。
【００２７】
各蒸気噴射管１２ｃには、多数の蒸気噴射孔１２ｄが容器Ｂの搬送方向に一定間隔で形成されており、バルブ１２ｂを開閉することによって、各蒸気噴射管１２ｃから噴射される加熱蒸気の噴射量を調整することができるようになっている。
【００２８】
蒸気吹付手段１１、１２にそれぞれ加熱蒸気を供給する蒸気供給管１７は、図５に示すように、制御弁１９を介して蒸気ボイラ１８に接続されており、各制御弁１９を開閉させることによって、各蒸気吹付手段１１、１２への供給蒸気量を調整することができるようになっている。
【００２９】
また、加熱処理室１０には、各加熱ゾーンＺ１、Ｚ２の温度をそれぞれ検出する温度センサ２０が取り付けられていると共に各蒸気供給管１７における制御弁１９の上流側には蒸気供給圧を検出するための圧力センサ２１が取り付けられており、温度センサ２０からの温度検出信号と圧力センサ２１からの圧力検出信号に基づいてカスケード制御を行う調節器２２からの操作出力信号に応じて制御弁１９が開閉動作を行うことにより、各加熱ゾーンＺ１、Ｚ２内の温度が常時設定温度に保持されるようになっている。
【００３０】
以上のように構成されたラベル加熱装置１では、まず、加熱処理室１０の第１加熱ゾーンＺ１において、搬送されてくる容器Ｂに嵌挿されたシュリンクラベルＬの下部側に重点的に加熱蒸気を噴射することで、シュリンクラベルＬの下部側が重点的に加熱収縮され、シュリンクラベルＬが容器Ｂに対して所定位置に保持される。これによって、その後の熱収縮に伴うシュリンクラベルＬのずり上がりが防止される。
【００３１】
このようにして、シュリンクラベルＬの下部側を重点的に加熱収縮させた後、第２加熱ゾーンにおいて、シュリンクラベルＬの全体的に加熱蒸気を噴射することで、シュリンクラベルＬの全体が均一に熱収縮され、シュリンクラベルＬが容器Ｂの所定位置に綺麗に装着される。
【００３２】
以上のように、このラベル加熱装置１では、蒸気吹付手段１１、１２によって加熱処理室１０内に供給された加熱蒸気が、加熱処理室１０の側面に形成された蒸気排出口１０ａから外部に排出されるようになっているので、加熱処理室の上面に蒸気排出口が形成された従来のラベル加熱装置のように、加熱処理室１０の上部に加熱蒸気が集中することがなく、しかも、蒸気排出口１０ａは、調整板１６の大きさ及び取付位置によって、その開口面積及び開口位置を調整することができるので、開口面積や開口位置を適宜調整することによって、区画された第１加熱ゾーンＺ１及び第２加熱ゾーンＺ２内を、各加熱ゾーンＺ１、Ｚ２におけるシュリンクラベルＬの加熱収縮に適した温度分布状態に調整することが可能となる。
【００３３】
また、このラベル加熱装置１では、各加熱ゾーンＺ１、Ｚ２の略全長にわたって加熱処理室１０の両側面に形成された蒸気排出口１０ａから排出された加熱蒸気が、加熱処理室１０の各加熱ゾーンＺ１、Ｚ２毎に仕切られて形成された蒸気排出路１３ａを通って排気ダクト１４に導かれるようになっているので、他の加熱ゾーンへの影響が少なく、各加熱ゾーンＺ１、Ｚ２毎の調整が容易となり、さらに、加熱処理室の上面に部分的に形成された蒸気排出口に排気ダクトが直接接続された従来のラベル加熱装置のように、同一加熱ゾーン内における同一高さ位置において容器Ｂの搬送方向に温度ムラが形成されることもなく、シュリンクラベルＬを均一に熱収縮させることができるという効果がある。
【００３４】
また、第１加熱ゾーンＺ１に設置された蒸気吹付手段１１は、上下方向及び容器Ｂの搬送方向に整列するように多数の蒸気噴射孔１１ｂを形成した蒸気噴射器１１ａの上面に蒸気供給管１７を直接接続し、しかも、ワッシャ１１ｄを用いて蒸気噴射孔群ＨＧ毎に蒸気噴射孔１１ｂを閉塞することで、蒸気噴射器１１全体の蒸気噴射量のバランス調整を行うことができるようにしたので、第２加熱ゾーンＺ２内に設置される蒸気吹付手段１２のように、複数の蒸気噴射管１２ｃを接続するためのヘッダ部１２ａや蒸気噴射量のバランス調整用のバルブ１２ｂが不要になると共に、蒸気供給管１７の接続領域を容器Ｂの搬送方向に確保する必要がなく、シュリンクラベルＬに対する加熱能力を低下させずに、第１加熱ゾーンＺ１の全長をヘッダ部１２ａ、バルブ１２ｂ及び蒸気供給管１７の接続部分の長さｔだけ短くすることができる。
【００３５】
従って、第１加熱ゾーン及び第２加熱ゾーンの双方に、蒸気吹付手段１２と同様な蒸気噴射ユニットを設置している従来のラベル加熱装置に比べて、加熱処理室１０の全長、即ちラベル加熱装置１の全長を短くすることができる。
【００３６】
また、このラベル加熱装置１では、上述したように、蒸気供給管１７に設置された圧力センサ２１によって蒸気供給圧を検出し、蒸気供給圧の変動を加味しながら加熱処理室１０内の温度制御を行うカスケード制御を採用したので、従来のラベル加熱装置のように、蒸気供給圧を一定に保持する減圧弁を設置する必要がなく、ラベル加熱装置１が小型化されるという効果もある。
【００３７】
なお、上述した実施形態では、各蒸気噴射孔群ＨＧを構成する６個の蒸気噴射孔１１ｂをワッシャ１１ｄによって閉塞するようにしているが、蒸気噴射孔１１ｂの開閉機構はこれに限定されるものではなく、例えば、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、蒸気噴射器１１ａの蒸気噴射面にテーパ状の蒸気噴射孔１１ｂを形成し、このテーパ状の蒸気噴射孔１１ｂに嵌合する頭部を有するねじ１１ｅを蒸気噴射孔１１ｂに挿通して蒸気噴射面に対向する面にねじ込み、このねじ１１ｅを回転させることで蒸気噴射孔１１ｂに対してねじ１１ｅの頭部を進退させることにより、蒸気噴射孔１１ｂを開閉させることも可能である。
【００３８】
また、上述した実施形態では、第２加熱ゾーンＺ２に従来タイプの蒸気噴射ユニットを設置しているが、第２加熱ゾーンＺ２にも、第１加熱ゾーンＺ１に設置している蒸気噴射器１１ａと同一構成の蒸気噴射器を設置すると、ラベル加熱装置の全長をさらに短くすることができる。
【００３９】
また、上述した実施形態では、加熱処理室１０内が第１加熱ゾーンＺ１及び第２加熱ゾーンＺ２の２ゾーンに区画されているが、これに限定されるものではなく、シュリンクラベルを段階的に熱収縮させる必要のない場合は、加熱処理室１０内を区画する必要はなく、シュリンクラベルをさらに多段階的に熱収縮させる必要がある場合は、３ゾーン以上に区画することも可能である。
【００４０】
また、上述した実施形態では、各加熱ゾーンＺ１、Ｚ２内において、一対の蒸気噴射器１１ａまたは一対の蒸気噴射ユニットを搬送コンベアＣの両側に対向した状態で設置しているが、さらに、こういった蒸気噴射器１１ａまたは蒸気噴射ユニットを搬送コンベアＣの下方側にも設置し、搬送コンベアＣによって搬送される容器Ｂに向けて下方側から加熱蒸気を吹き付けるようにすることも可能である。このように容器Ｂの下方側からも加熱蒸気を吹き付けるようにすると、加熱処理室１０内の下部の温度低下を有効に防止することができる。
【００４１】
また、上述した実施形態では、ＰＥＴボトル等の容器ＢにシュリンクラベルＬを装着する場合について説明したが、本発明のラベル加熱装置は、容器以外の食品、雑貨類等、種々の物品にシュリンクラベルを装着する場合に使用することができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかるラベル加熱装置の一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】（ａ）は図１のＸ−Ｘ線に沿った概略断面図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線に沿った概略断面図である。
【図３】（ａ）は同上のラベル加熱装置における蒸気噴射器を示す部分正面図、（ｂ）は同上の蒸気噴射器を示す部分断面図である。
【図４】（ａ）は同上のラベル加熱装置における蒸気噴射孔群を閉塞した状態の蒸気噴射器を示す部分正面図、（ｂ）は同上の蒸気噴射孔群を閉塞した状態の蒸気噴射器を示す部分断面図である。
【図５】同上のラベル加熱装置における加熱処理室内の温度制御方法を説明するための制御系の概略構成図である。
【図６】（ａ）は同上のラベル加熱装置における蒸気噴射孔の変形例を閉じた状態を示す断面図、（ｂ）は同上のラベル加熱装置における蒸気噴射孔の変形例を開いた状態を示す断面図である。
【図７】従来のラベル加熱装置を示す断面図である。
【図８】同上のラベル加熱装置を示す断面図である。
【図９】同上のラベル加熱装置における加熱処理室内の温度制御方法を説明するための制御系の概略構成図である。
【符号の説明】
１  ラベル加熱装置
１０  加熱処理室
１０ａ  蒸気排出口
１１、１２  蒸気吹付手段
１１ａ  蒸気噴射器
１１ｂ  蒸気噴射孔
１１ｃ  ボルト
１１ｄ  ワッシャ
１６  調整板
１７  蒸気供給管
１９  制御弁
Ｂ  容器
Ｃ  搬送コンベア
Ｌ  シュリンクラベル
Ｚ１  第１加熱ゾーン
Ｚ２  第２加熱ゾーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0004530457.tif 000005
【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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