(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボトル缶の各部の寸法を測定する測定方法であって、上記ボトル缶を撮像手段により撮像して該ボトル缶の輪郭線を補捉し、上記ボトル缶の開口部天面を基準計測線として捕捉し、該基準計測線を基準として該輪郭線に基づいて該ボトル缶の各部の寸法を測定することを特徴とするボトル缶の測定方法。
【請求項２】
請求項１記載のボトル缶の測定方法において、前記開口部天面は、絞り加工としごき加工とにより形成された胴部の上端にネックイン加工により形成された口金部の上端縁とされていることを特徴とするボトル缶の測定方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のボトル缶の測定方法において、上記撮像手段により得られた画像信号について、該画像信号の一部を領域設定するとともに、該画像信号内における信号強度の変化を検出し、該信号強度の変化による部分を該ボトル缶の輪郭線として検出することを特徴とするボトル缶の測定方法。
【請求項４】
請求項３記載のボトル缶の測定方法において、上記画像信号の一の部分を領域設定して、該一の部分の輪郭線を検出し、上記画像信号の二の部分を領域設定して、該二の部分の輪郭線を検出し、これら一の部分の輪郭線と二の部分の輪郭線とのそれぞれの延長線の交点を測定点とすることを特徴とするボトル缶の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボトル缶の各部の寸法を測定するボトル缶の測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、清涼飲料水等が充填される容器として、ペットボトルに加えて、アルミニウム合金等からなるボトル缶が広く普及している。このボトル缶は、大径の胴部と、この胴部の上端部に形成された小径の口金部とからなり、この口金部には、ネジ部が形成され、このネジ部にキャップが螺着される構成となっている。
通常、このボトル缶は、円盤状に形成されたアルミニウム合金を絞り加工としごき加工とにより加工し、有底円筒形状の缶体を形成し、この缶体の上端部をネックイン加工し、小径に絞り込むとともに口金部を形成し、さらに、口金部にネジ部を形成することによって製造されるものである。
【０００３】
このボトル缶の製造工程においては、製造されるボトル缶の各部の寸法が、仕様に合致しているか否かを確認する必要がある。特に、ボトル缶は口金部にキャップが被着、固定されることから、口金部各部の寸法精度が重要である。
従来、該測定を行う手段としては、ボトル缶の各部に測定用の接触子を当接させ、この接触子の当接、非当接または、その変位等を検出することによって各部を測定するものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の測定方法にあっては、測定用の接触子を物理的にボトル缶に当接させる方法であるため、多数の測定個所を測定する場合には、接触子による測定を何度も繰り返さなければならず、測定に長時間を要するとともに、測定結果も高精度で得られない問題があった。
さらに、上述したように、このボトル缶は、当初絞り加工としごき加工とにより有底円筒形状の缶体を形成し、さらに、該缶体をネックイン加工することにより口金部を形成するという、大きくは２つの工程により製造されるため、缶体胴部の軸線と口金部の軸線がずれて形成される場合がある。この点を考慮しないで測定した場合には、ボトル缶口金部の各部の寸法を正確に測定できない問題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、ボトル缶の各部を高精度かつ高速で測定可能とするボトル缶の測定方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。請求項１に係る発明は、ボトル缶の各部の寸法を測定する測定方法であって、上記ボトル缶を撮像手段により撮像して該ボトル缶の輪郭線を補捉し、上記ボトル缶の開口部天面を基準計測線として補捉し、該基準計測線を基準として該輪郭線に基づいて該ボトル缶の各部の寸法を測定することを特徴とする。
【０００７】
この発明に係るボトル缶の測定方法によれば、撮像手段により撮像した輪郭線に基づき、ボトル缶の各部の寸法を測定するため、ボトル缶に物理的な測定子の接触等を付与することなく高精度な測定が瞬時になされる。また、ボトル缶の開口部天面を基準計測線とするため、ボトル缶特有の、胴部の軸線に対して口金部の軸線がずれていた場合にも、特に口金部各部における測定が極めて高精度になされる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のボトル缶の測定方法において、前記開口部天面は、絞り加工としごき加工とにより形成された胴部の上端にネックイン加工により形成された口金部の上端縁とされていることを特徴とする
【０００９】
この発明に係るボトル缶の測定方法によれば、ボトル缶の開口部天面を基準計測線とするため、ボトル缶特有の、絞り加工としごき加工とにより胴部を形成し、その後、ネックイン加工により、口金部を形成するため、両加工時において胴部の軸線に対して口金部の軸線がずれていた場合にも、特に口金部各部における測定が極めて高精度になされる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１または２記載のボトル缶の測定方法において、上記撮像手段により得られた画像信号について、該画像信号の一部を領域設定するとともに、該画像信号内における信号強度の変化を検出し、該信号強度の変化による部分を該ボトル缶の輪郭線として検出することを特徴とする
【００１１】
この発明に係るボトル缶の測定方法によれば、上記画像信号の信号強度の変化に基づきボトル缶の輪郭線を検出するため、輪郭線を高精度で検出することができるため、ボトル缶の各部の測定を高精度でなされる。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項３記載のボトル缶の測定方法において、上記画像信号の一の部分を領域設定して、該一の部分の輪郭線を検出し、上記画像信号の二の部分を領域設定して、該二の部分の輪郭線を検出し、これら一の部分の輪郭線と二の部分の輪郭線とのそれぞれの延長線の交点を測定点とすることを特徴とする。
【００１３】
この発明に係るボトル缶の測定方法によれば、一の部分の輪郭線と二の部分の輪郭線の交点を測定点とするので、測定の基準が明確になるとともに、微細な部分の測定が可能になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１から図２０はこの発明の一実施形態を示すものである。図１、図２は、この発明によるボトル缶の測定方法を実施するための装置の概略構成が示されている。
これらの図において、符号１は被測定対象となるボトル缶、符号２は測定装置である。
【００１９】
ボトル缶１は、図６に示すように大径の胴部２０と、胴部２０上端から上方に向かうに従い漸次縮径する肩部２１と、肩部２１の上端に形成された胴部２０より小径の口金部２２とから主に構成されている。口金部２２の外周部には、ネジ部２３と、スカート部２４と、膨出部２６とが形成され、口金部２２上端部には、ボトル缶１の上端縁部を折り返したカール部２５が形成されている。カール部２５の内側は開口しており、以下、カール部２５の上端縁を開口部天面という。
ここで、スカート部２４は、キャップ３０のテンパーエビデンス部３１を被着する部分である。すなわち、ボトル缶１の口金部２３に被着されるキャップ３０は、ボトル缶１の開口部天面を閉塞して螺着されるキャップ本体３２と、キャップ本体３２の下端部に破断部３３を備え連結形成されたテンパーエビデンス部３１とからなっており、スカート部２４によりテンパーエビデンス部３１を係止する構成となっている。
また、図２０に示すように、ネジ部２３の上部において、ネジ幅ａが明確に形成され始める部分２７を以下、ネジ始まりと言う。
【００２０】
図１、図２において、測定装置２は、ボトル缶１を保持するテーブル５０と、ボトル缶１の上方に配置されたカメラ５１と、ボトル缶１の側面外方に配置されたカメラ５２、５３と、各カメラ５１、５２、５３に対応して設けられた照明装置５４、５５、５６と、上記各構成要素を制御する制御部５７とから構成されている。テーブル５０は、ボトル缶１を上下方向に移動させる昇降テーブル５８と、ボトル缶１をその軸線を中心として回転させる回転テーブル５９とから構成されている。
【００２１】
また、照明装置５４は環状に形成されており、カメラ５１の下方に設けられている。カメラ５１は照明装置５４の内部を通して、ボトル缶１を上方から撮像できる構成となっている。照明装置５５、５６は、ボトル缶１を挟んでカメラ５２、５３と対向するように設けられている。このとき、カメラ５２、５３は、測定テーブル５０の回転軸を中心に１２０°離間した位置に配置されている。
この場合、カメラ５２は、ボトル缶１の特に、口金部２２を狙って撮像し得るように配置されており、カメラ５３は、ボトル缶１の胴部２０の上部から肩部２１を狙って撮像し得るように配置されている。なお、ボトル缶１に対し、カメラ５２は、ボトル缶１に近く配置され、カメラ５３はカメラ５２よりボトル缶１から離間して配置されている。
【００２２】
図１、図２に示すようにテーブル５０上に載置されたボトル缶１は、カメラ５１、５２、５３により同時に撮像される構成となっている。該撮像による測定完了後、ボトル缶１をその軸線回りに１２０°ずつ回転させ、同様にして測定し、ボトル缶１がその軸線回りに２４０°回転するまでにボトル缶１の周上３箇所について以下説明する測定項目を測定する構成となっている。
【００２３】
この実施の形態において、測定する項目は、図５に示す１４項目である。すなわち、缶の全長、首長、スカート長さ、カール幅、ネジ山高さ、カール内径及び真円度、カール外径、ネジ山外径、スカート外径、スカート谷径、スカート角度、ネジ始まり高さ、ネック長である。これらの測定項目の内、カール内径及び真円度の測定は、カメラ５１によりなされ、缶の全長、首長、スカート長さ、カール幅、ネジ山高さ、カール外径、ネジ山外径、スカート外径、スカート谷径、スカート角度、ネジ始まり高さは、カメラ５２により、さらにネック長はカメラ５３により測定される。
【００２４】
これらの測定は、図３に示すようにカメラ５１、５２、５３により、ボトル缶１の周上３点を撮像することにより行い、これらの撮像結果を制御部５７において処理することにより測定するものである。すなわち、上記撮像結果からボトル缶１の輪郭線を補捉して、この輪郭線に基づいてボトル缶１の各部の寸法を測定するものである。また、この測定方法は、主に、ボトル缶１の開口部天面を基準計測線として補捉し、この基準計測線を基準として測定するものである。
【００２５】
上記のように構成された測定装置２においては、図３に示すように、テーブル５０に載置されたボトル缶１は、まず、ボトル缶１の上面をカメラ５１により、ボトル缶１の測定点１をカメラ５２により、ボトル缶１の測定点３をカメラ５３により同時に撮像する。測定完了後、テーブル５９によりボトル缶１がその軸線回りに１２０°時計回りに回転され、ボトル缶１の測定点１をカメラ５３により、ボトル缶１の測定点２をカメラ５２により同時に撮像する。測定完了後、さらに、ボトル缶１がその軸線回りに１２０°時計回りに回転され、ボトル缶１の測定点３をカメラ５２により、ボトル缶１の測定点２をカメラ５３により同時に撮像する。これにより、上記測定全てがボトル缶１の周上３箇所においてなされることになる。ここで、上記測定項目の内、ネジ始まり高さは、ボトル缶１の周上１箇所存在するのみであるので、回転角０°の際の測定点１においてのみ測定する。
以下各部の測定を具体的に説明する。
【００２６】
まず、図示しない他の装置によって、予めその周方向の位置決めがなされたボトル缶１をテーブル５０上に載置する。このとき、ボトル缶１は、そのネジ始まり部２７がカメラ５２に対して９０°離間した位置に配置される。
そして、カメラ５２により補捉した画像信号について、基準座標を設定する。この基準座標内に、測定されるボトル缶１の仕様に対応したボトル缶の輪郭線を座標上に設定する。このように設定した後、実際のボトル缶１の輪郭線を補捉する。
【００２７】
[缶全長の測定]
この状態において、缶全長Ａの測定においては、まず図６に示すように、ボトル缶１の中心軸近傍、かつボトル缶１開口部天面の近傍に領域Ｗ１を設定する。領域Ｗ１内において、ボトル缶１開口部天面の画像データを上記装置２により得るとともに、この画像データの信号強度の変化から基準計測線Ｌ１を設定する。すなわち、上記装置２においては、図１に示すように、カメラ５２と対向する位置に照明装置５５があるため、カメラ５２で得られる画像信号は、光の中にボトル缶１のシルエットが現れた画像信号である。従って、この画像信号強度の変化すなわち輝度の変化部分を検出することによって、基準計測線Ｌ１が求められる。基準計測線Ｌ１は、缶全長Ａのほか後述する各測定における基準とされる。
この基準計測線Ｌ１から缶全長Ａを算出するには、まず、ボトル缶１の開口部天面左端Ｐ０からやや内方の位置に鉛直線Ｌ２を引き、その後、基準計測線Ｌ１と鉛直線Ｌ２との交点Ｐ１のＹ座標値を計測する。このときのＹ座標値と、ボトル缶１の仕様に合致した高さに相当する基準Ｙ座標値との差を算出し、この算出結果をボトル缶１の仕様に対応した基準寸法に加算することにより全長Ａを算出する。
【００２８】
この測定方法によれば、カメラ５２による撮像により画像を得て測定を行うため、測定子を物理的にボトル缶１に接触させる測定方法に比べて、高精度でかつ短時間で測定することが可能である。また、ネジ始まりを基準とするので、測定の基準が明確で常に高精度の測定を実施することが可能になる。
【００２９】
以下、ボトル缶１の口金部２２及びその近傍の各部の測定を行うが、その前にボトル缶１の軸線合わせを行う。すなわち、ボトル缶１は前述したように、当初絞り加工としごき加工とにより胴部２０を形成し、その後、ネックイン加工により、口金部２２を形成するため、両加工時において、胴部２０と口金部２２の軸線がずれる場合があり、このずれた状態で、口金部２２及びその近傍の測定を行うと適切な測定結果が得られない問題がある。
【００３０】
この問題を解消するため、以下の測定では、開口部天面すなわち、基準計測線Ｌ１を基準として測定を行う。すなわち、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように座標の設定を変化させ、基準計測線Ｌ１を水平座標とし、ボトル缶１口金部２２の軸線Ｍを垂直座標とする。
【００３１】
[ネック長の測定]
ネック長さＢの測定は、カメラ５３により行う。まず、図８に示すように、上述した基準計測線Ｌ１を得る方法と同様にして、肩部２１に領域Ｗ２を設定し、輝度の変化部分を輪郭線として、この輪郭線の接線を延長してＬ２を特定する。さらに、同様にして、胴部２０に領域をＷ３を設定し、Ｌ３を特定する。上記Ｌ２とＬ３との交点Ｐ２を肩部２１と胴部２０の交点とし、上記Ｌ１とＰ２のＹ座標値の差からネック長Ｂを算出する。
【００３２】
[首長の測定]
首長Ｃの測定は、カメラ５２により行う。図９に示すように、まず、膨出部２６に領域Ｗ５を、肩部２１の上端の湾曲部に領域Ｗ６をそれぞれ設定する。これら領域Ｗ５、Ｗ６内において、画像信号の変化部分を輪郭線とし、該輪郭線の延長線Ｌ４、Ｌ５を得、これらＬ４とＬ５との交点をＰ３とする。上記Ｌ１とＰ３とのＹ座標値の差を演算し、首長Ｃを算出する。
【００３３】
[スカート高さの測定]
スカート高さＤの測定は、カメラ５２により行う。図１０に示すように、まず、スカート部２４に領域Ｗ６を設定し、領域Ｗ６内において、画像信号の変化すなわち輝度の変化を検出し、かかる部分の輪郭線を補捉し、この輪郭線上において、最突端部、すなわち図１０における最左端Ｐ４を特定する。上記Ｌ１とＰ４とのＹ座標値の差を演算し、スカート高さＤを算出する。
【００３４】
[カール幅の測定]
カール幅Ｅの測定は、カメラ５２により行う。図１１に示すように、まず、カール部分に領域Ｗ７を設定し、領域Ｗ７内において、画像信号の変化部分、すなわち輝度の変化により輪郭線を補捉し、この輪郭線上において、最も内方に位置する点、すなわち図１１において最右端Ｐ５を特定する。上記Ｌ１とＰ５とのＹ座標値の差を演算し、カール幅Ｅを算出する。
【００３５】
[ネジ山高さの測定]
ネジ山高さＦの測定は、カメラ５２により行う。図１２に示すように、まず、ネジ部２３に領域Ｗ８を設定し、画像信号の変化すなわち輝度の変化を検出し、かかる部分の輪郭線を補捉し、この輪郭線の内、複数あるネジ山頂部の内、図１２において頂部Ｐ６、Ｐ６’の内、最も外方に突出する部分、すなわち最左端Ｐ６’を検出する。次に、複数ある谷のうち、最も内方に位置するＰ７’を検出する。そして、Ｐ６’とＰ７’とのＸ座標値の差を演算し、ネジ山高さＦを算出する。
【００３６】
[カール部内径及び真円度の測定]
口金部２２のカール部２５内径の測定は、図１に示すように、ボトル缶１をカメラ５１により上方から撮像し、図１３（Ａ）、（Ｂ）に示す開口部２５天面の画像を得る。この画像において、ボトル缶１の中心線Ｏを通るとともに、ボトル缶１の周方向に位置をずらせて水平線４０、４１・・・を６４本設定し、これら複数の水平線上におけるカール部２５の内径を測定し、これら内径を平均してカール部２５の内径とする。この平均値と、上記測定により得られた内径の内、最大値及び最小値との差を演算し、真円度を算出する。
なお、本測定例においては、カール部２５の内径を測定したが、カール部２５の外径を測定するようにしても良い。さらに、口金部２２だけでなく胴部２０の外径など各部の径についても同様に測定することが可能である。
【００３７】
[カール部外径の測定]
カール部２５外径Ｇの測定は、カメラ５２により行う。上述と同様にして、図１４に示すように、カール部２５の一方の端と他方の端に領域Ｗ９、Ｗ１０をそれぞれ設定し、この各領域Ｗ９、Ｗ１０内において、それぞれ輪郭線を補捉する。この輪郭線上における領域Ｗ９内の最左端と、領域Ｗ１０内の最右端とのＸ座標値から開口部２５外径Ｇを算出する。
【００３８】
[ネジ山外径の測定]
ネジ山外径Ｈの測定は、カメラ５２により行う。上述と同様にして、図１５に示すように、ネジ部２３の一方の端と他端の端とに、領域Ｗ１１、Ｗ１２をそれぞれ設定し、この領域Ｗ１１、Ｗ１２内において、それぞれ輪郭線を補捉する。図１５においては、この輪郭線上における領域Ｗ１１内の最左端Ｐ１０と、領域Ｗ１２内の最右端Ｐ１１とのＸ座標値からネジ山外径Ｈを算出する。
【００３９】
[スカート外径の測定]
スカート外径Ｉの測定は、カメラ５２により行う。上述と同様にして、図１６に示すように、スカート部２４の一方の端と他端の端とに、領域Ｗ１３、Ｗ１４をそれぞれ設定し、この領域Ｗ１３、Ｗ１４内において、それぞれ輪郭線を補捉する。この輪郭線上における領域Ｗ１３内の最左端Ｐ１２と、領域Ｗ１４内の最右端Ｐ１３とのＸ座標値から膨出部外径Ｉを算出する。
【００４０】
[スカート谷径の測定]
スカート谷径Ｊの測定は、カメラ５２により行う。上述と同様にして、図１７に示すように、スカート谷部２８の一方の端と他端の端とに、領域Ｗ１５、Ｗ１６をそれぞれ設定し、この領域Ｗ１５、Ｗ１６内において、それぞれ輪郭線を補捉する。この輪郭線上における領域Ｗ１５内の最右端Ｐ１４と、領域Ｗ１６内の最左端Ｐ１５とのＸ座標値からスカート谷径Ｊを算出する。
【００４１】
[スカート角度の測定]
スカート角度θの測定は、カメラ５２により行う。上述と同様にして、図１８に示すように、スカート部２４の下端部側に領域Ｗ１７を設定し、領域Ｗ１７において輪郭線を補捉する。この輪郭線の接線の延長線Ｌ６を設定し、上記Ｌ１とＬ６との成す角度をスカート角度θとして算出する。
【００４２】
[ネジ始まり高さの測定]
ネジ始まり高さＫの測定は、カメラ５２により行う。上述と同様にして、図１９に示すように、ネジ始まり部２７の近傍に領域Ｗ１８を設定し、領域Ｗ１８において輪郭線を補捉する。この輪郭線上における領域Ｗ１８内の最突端部、すなわち図１９において最左端Ｐ１４と、上記Ｌ１とのＹ座標値からネジ始まり高さＫを算出する。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に係る発明によれば、撮像手段により撮像した輪郭線に基づき、ボトル缶の各部の寸法を測定するため、ボトル缶に物理的な測定子の接触等を付与することなく瞬時に高精度な測定を実施することが可能になる。また、ボトル缶の開口部天面を基準計測線とするため、ボトル缶特有の、胴部の軸線に対して口金部の軸線がずれていた場合にも、特に口金部各部における測定を高精度に実施することが可能になる。
【００４４】
請求項２に係る発明によれば、ボトル缶の開口部天面を基準計測線とするため、ボトル缶特有の、絞り加工としごき加工とにより胴部を形成し、その後、ネックイン加工により、口金部を形成するため、両加工時において胴部の軸線に対して口金部の軸線がずれていた場合にも、特に口金部各部における測定を高精度に実施することが可能になる。
【００４５】
請求項３に係る発明によれば、上記画像信号の信号強度の変化に基づきボトル缶の輪郭線を検出するため、輪郭線を高精度で検出することができるため、ボトル缶の各部の測定を高精度に実施することが可能になる。
【００４６】
請求項４に係る発明によれば、一の部分の輪郭線と二の部分の輪郭線の交点を測定点とするので、測定の基準が明確になるとともに、微細な部分の測定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態として示したボトル缶測定装置の概略構成図であって、要部を側面視したものである。
【図２】  図１に示す実施形態のボトル缶測定装置の概略構成図であって、要部を平面視したものである。
【図３】  カメラの位置関係及び測定個所を示す説明図である。
【図４】  測定内容を示す説明図である。
【図５】  測定項目及び測定個所を示す説明図である。
【図６】  ボトル缶の全長を測定する方法を示す説明図である。
【図７】  ボトル缶の位置を座標上で修正を行う際における説明図である。
【図８】  ボトル缶のネック長さを測定する方法を示す説明図である。
【図９】  ボトル缶の首長を測定する方法を示す説明図である。
【図１０】  ボトル缶のスカート高さを測定する方法を示す説明図である。
【図１１】  ボトル缶のカール幅を測定する方法を示す説明図である。
【図１２】  ボトル缶のネジ山高さを測定する方法を示す説明図である。
【図１３】  ボトル缶のカール内径を測定する方法を示す説明図である。
【図１４】  ボトル缶のカール外径を測定する方法を示す説明図である。
【図１５】  ボトル缶のネジ山外径を測定する方法を示す説明図である。
【図１６】  ボトル缶のスカート外径を測定する方法を示す説明図である。
【図１７】  ボトル缶のスカート谷径を測定する方法を示す説明図である。
【図１８】  ボトル缶のスカート角度を測定する方法を示す説明図である。
【図１９】  ボトル缶のネジ始まり高さを測定する方法を示す説明図である。
【図２０】  ボトル缶のネジ始まり部を示す説明図である。
【符号の説明】
１  ボトル缶
５１、５２、５３  カメラ（撮像手段）
Ｌ１  基準計測線
４０、４１  水平線
２７  ネジ始まり部
【図１】
0004001754.tif 000002
【図２】
0004001754.tif 000003
【図３】
0004001754.tif 000004
【図４】
0004001754.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0004001754.tif 000008
【図８】
0004001754.tif 000009
【図９】
0004001754.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0004001754.tif 000013
【図１３】
0004001754.tif 000014
【図１４】
0004001754.tif 000015
【図１５】
0004001754.tif 000016
【図１６】
0004001754.tif 000017
【図１７】
0004001754.tif 000018
【図１８】
0004001754.tif 000019
【図１９】
0004001754.tif 000020
【図２０】
0004001754.tif 000021