(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を搬送する第１搬送部と、搬送される前記廃棄物の素材を検知するセンサと、第１選別対象の前記素材の登録を受け付ける制御部と、１又は複数のノズルから排出されるエアーを用いて前記センサにより検知された前記第１選別対象の素材の前記廃棄物を回収する第１回収部と、を備える第１の光学選別機構と、
前記第１の光学選別機構の下流に位置し、前記第１回収部により回収されなかった前記廃棄物を搬送する第２搬送部と、第２選別対象の素材として、前記第１選別対象の前記素材と同じ素材の登録を受け付ける制御部と、前記第２搬送部により搬送される前記廃棄物のうち第２選別対象として登録された前記素材の前記廃棄物を回収するロボットアームと、を備えるロボット選別機構と、
を備えることを特徴とする、廃棄物選別システム。
【請求項２】
請求項１に記載の廃棄物選別システムであって、
前記ロボットアームは、単位時間当たりのピック回数に制限があることを特徴とする、廃棄物選別システム。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれか一項に記載の廃棄物選別システムであって、
前記ロボット選別機構の下流に位置し、前記ロボットアームにより回収されなかった前記廃棄物を搬送する第４搬送部と、第３選別対象の素材として、前記第１選別対象の前記素材と同じ素材の登録を受け付ける制御部と、前記第４搬送部により搬送される前記廃棄物のうち、第３選別対象として登録された素材の前記廃棄物を、１又は複数のノズルから排出されるエアーを用いて回収する第２回収部と、を備える第２の光学選別機構を備えることを特徴とする、廃棄物選別システム。
【請求項４】
廃棄物を搬送する第１搬送ステップと、
第１選別対象となる前記廃棄物の素材の登録を受け付ける第１登録ステップと、
前記第１搬送ステップで搬送される前記廃棄物の素材をセンサを用いて検知する検知ステップと、
１又は複数のノズルから排出されるエアーを用いて前記センサにより検知された前記第１選別対象の素材の前記廃棄物を回収する第１回収ステップと、
第２選別対象となる前記廃棄物の素材として、前記第１選別対象の前記素材と同じ素材の登録を受け付ける第２登録ステップと、
第１回収ステップにおいて回収されなかった前記廃棄物を搬送する第２搬送ステップと、
前記第２搬送ステップにおいて搬送される前記廃棄物のうち第２選別対象として予め登録された前記素材の前記廃棄物をロボットアームを用いて回収するアーム回収ステップと、
を備えることを特徴とする、廃棄物選別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、廃棄物選別システム、及び廃棄物選別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、廃棄物を資源として有効活用するために、素材や大きさ等に応じて廃棄物を選別する技術が知られている。
【０００３】
特許文献１には、廃棄物の選別システムが開示されている。同文献の段落［００３５］には、「まず、サブコンベア２１に廃棄物Ｗを供給し、選別の前処理として振動篩装置２２によって廃棄物Ｗを所定の大きさ以下（５０ｍｍ）の廃棄物を篩い落してから廃棄物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３・・・をコンベア２０に供給する。」と記載されている。また、段落［００４１］には、「また、ステップＳ６において廃棄物Ｗの素材が指定されると、入力部２１から選別処理部４４に信号が出力され、選別処理部４４によってロボットアーム５０を駆動する。ロボットアーム５０は、コンベア２０上の廃棄物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３・・・を取り出し、作業者が指定した素材に対応する回収ボックス７０に廃棄物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３・・・を摘み上げて排出することによって、廃棄物Ｗが素材毎に選別される（ステップＳ１１）。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１０９１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された技術では、振動篩装置を用いて所定の大きさ以下の廃棄物を篩い落とす前処理を行った後、ロボットアームを用いて所定の素材の廃棄物を摘み上げて排出している。即ち、ロボットアームにより回収される廃棄物はある一定以上の大きさを有している。一定以上の大きさを有さない廃棄物を選別するためには、篩い落とされた廃棄物を別の選別ラインに移動させる必要が生じ、移動コストが発生する。さらには、振動篩装置によって生じる２種類の廃棄物をそれぞれ別の選別ラインで選別する必要があるため、広いスペースが必要となる。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、より効率的に廃棄物を選別する廃棄物選別システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る廃棄物選別システムは、廃棄物を搬送する第１搬送部と、搬送される前記廃棄物の素材を検知するセンサと、第１選別対象の前記素材の登録を受け付ける制御部と、１又は複数のノズルから排出されるエアーを用いて前記センサにより検知された前記第１選別対象の素材の前記廃棄物を回収する第１回収部と、を備える第１の光学選別機構と、前記第１の光学選別機構の下流に位置し、前記第１回収部により回収されなかった前記廃棄物を搬送する第２搬送部と、第２選別対象の素材として、前記第１選別対象の前記素材と同じ素材の登録を受け付ける制御部と、前記第２搬送部により搬送される前記廃棄物のうち第２選別対象として登録された前記素材の前記廃棄物を回収するロボットアームと、を備えるロボット選別機構と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
前記ロボットアームは、単位時間当たりのピック回数に制限があることを特徴としてもよい。
【０００９】
前記廃棄物選別システムは、前記ロボット選別機構の下流に位置し、前記ロボットアームにより回収されなかった前記廃棄物を搬送する第４搬送部と、第３選別対象の素材として、前記第１選別対象の前記素材と同じ素材の登録を受け付ける制御部と、前記第４搬送部により搬送される前記廃棄物のうち、第３選別対象として登録された素材の前記廃棄物を、１又は複数のノズルから排出されるエアーを用いて回収する第２回収部と、を備える第２の光学選別機構を備えることを特徴としてもよい。
【００１０】
また、本発明の他の態様に係る廃棄物選別方法は、廃棄物を搬送する第１搬送ステップと、第１選別対象となる前記廃棄物の素材の登録を受け付ける第１登録ステップと、前記第１搬送ステップで搬送される前記廃棄物の素材をセンサを用いて検知する検知ステップと、１又は複数のノズルから排出されるエアーを用いて前記センサにより検知された前記第１選別対象の素材の前記廃棄物を回収する第１回収ステップと、第２選別対象となる前記廃棄物の素材として、前記第１選別対象の前記素材と同じ素材の登録を受け付ける第２登録ステップと、第１回収ステップにおいて回収されなかった前記廃棄物を搬送する第２搬送ステップと、前記第２搬送ステップにおいて搬送される前記廃棄物のうち第２選別対象として予め登録された前記素材の前記廃棄物をロボットアームを用いて回収するアーム回収ステップと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本願発明によれば、より効率的に廃棄物を選別する廃棄物選別システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】廃棄物選別システムの一例を示す模式図である。図１（Ａ）は、廃棄物選別システムの平面図であって、図１（Ｂ）は、廃棄物選別システムの側面図である。
【図２】第１光学選別機の一例を示す模式図である。図２（Ａ）は、第１光学選別機の平面図であり、図２（Ｂ）は、第１光学選別機の側面図である。
【図３】ロボット選別機及び選別台の一例を示す模式図である。図３（Ａ）は、ロボット選別機及び選別台の平面図であり、図３（Ｂ）は、ロボット選別機及び選別台の側面図である。
【図４】第２光学選別機の一例を示す模式図である。図４（Ａ）は、第２光学選別機の平面図であり、図４（Ｂ）は、第２光学選別機の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態の例を説明する。以下において、中間処理施設において使用される廃棄物選別システムを例に挙げて説明する。しかしながら、本実施形態における廃棄物選別システムは、中間処理施設において用いられるものに限定されるものではなく、さらには、本システムにおける選別対象は、廃棄物に限定されるものではない。
【００１４】
従来の廃棄物選別システムでは、振動篩装置を用いて廃棄物を大きさにより仕分け、小さい廃棄物と大きい廃棄物とで別々の選別処理を行う。小さい廃棄物については、エアーにより選別処理を行う光学選別機を用いて、対象の廃棄物を選別する。大きい廃棄物については、選別作業者が目視により対象の廃棄物を特定し、手で選別を行う。しかしながら、この方法では振動篩装置から２ラインに分岐して選別処理を行うため、スペースを要する。本実施形態における廃棄物選別システムは、対象の廃棄物の選別をより効率的に行うことが可能となる。
【００１５】
図１は、廃棄物選別システム１０の一例を示す模式図である。図１（Ａ）は、廃棄物選別システム１０の平面図であって、図１（Ｂ）は、廃棄物選別システム１０の側面図である。
【００１６】
廃棄物選別システム１０は、定量供給機１と、粒度選別機２と、第１光学選別機３と、ロボット選別機４と、選別台５と、第２光学選別機７と、搬送コンベア６・９と、選別品コンベア８・１１とを備える。一例として、少なくとも第１光学選別機３と、ロボット選別機４と、選別台５と、第２光学選別機７とは、直列に設置される。また、少なくとも第１光学選別機３と、ロボット選別機４と、選別台５と、第２光学選別機７とは、地面より高い位置に設置され、選別した廃棄物を下階に落とす。
【００１７】
本実施形態では、第１光学選別機３と、ロボット選別機４と、第２光学選別機７とは、同じ素材の廃棄物を選別するよう設定される。しかしながら、第１光学選別機３と、ロボット選別機４と、第２光学選別機７については、各々選別対象となる素材の設定が可能であるため、異なる素材の廃棄物を回収するよう設定されていてもよい。
【００１８】
定量供給機１は、粒度選別機２に対して廃棄物を定量的に供給する機能を有する。定量供給機１は、例えば複数のプッシュボードを前後方向に交互に移動させることにより、廃棄物を搬送コンベア９に供給する。定量供給機１により定量的に供給される廃棄物は、搬送コンベア９により第１光学選別機３に搬送される。
【００１９】
なお、搬送コンベア９は、図示しない磁選機を有し、廃棄物を搬送しながら廃棄物内の金属材料を回収してもよい。
【００２０】
粒度選別機２は、粒度の小さい廃棄物を篩い落とす篩い機である。例えば粒度選別機２は、筒状のスクリーンドラムを有しており、スクリーンドラムを回転させることにより、搬送コンベア９から搬送された廃棄物から粒度の小さい廃棄物（例えば２０ｍｍ以下）を篩い落とす。結果として、粒度選別機２により、粒度の大きな廃棄物が選別され、第１光学選別機３に搬送される。
【００２１】
なお、粒度選別機２は、廃棄物選別システム１０に必須の構成ではない。しかしながら、粒度選別機２を後述の第１光学選別機３よりも上流に配置することにより、第１光学選別機３の負荷を軽減し、より精度の高い廃棄物の選別を可能とする。
【００２２】
第１光学選別機３は、予め登録された選別対象の素材の廃棄物を検知し、エアーを噴出することにより選別し回収する機構を有する。第１光学選別機３により回収された廃棄物は、選別品コンベア１１により図示しない回収庫へと搬送される。第１光学選別機３において、登録された素材以外の素材により構成される廃棄物と、登録された廃棄物のうち一定の重さ以上の廃棄物とが、回収されずに下流へと導かれる。第１光学選別機３により回収されなかった廃棄物は、第１光学選別機３よりも下流に位置するロボット選別機４に搬送される。
【００２３】
ロボット選別機４は、ロボットアームを用いて選別対象の廃棄物を摘まみ上げて回収する機構を有する。ロボット選別機４により回収された廃棄物は、選別品コンベア８により回収庫へと搬送される。ロボット選別機４により回収されなかった廃棄物は、ロボット選別機４の下流に位置する選別台５に搬送される。
【００２４】
選別台５は、搬送路の一部であって、選別作業者が選別作業を行うよう選別作業者の目前に廃棄物を搬送する。選別作業者は、廃棄物を目視し、選別対象となる廃棄物を手で回収する。選別作業者により回収されなかった廃棄物は、搬送コンベア６により、選別台５の下流に位置する第２光学選別機７に搬送される。
【００２５】
第２光学選別機７は、第１光学選別機３と同様に、エアーを噴出することにより、選別対象の廃棄物を選別し回収する機構を有する。下流に第２光学選別機７を配置することにより、より確実に選別対象の廃棄物を選別することができる。
【００２６】
選別品コンベア１１は、第１光学選別機３により回収された選別対象の廃棄物を搬送するコンベアである。選別品コンベア１１は、例えば１列設置され、選別前の廃棄物の搬送方向と逆方向、即ち上流方向に向けて稼働し、第１光学選別機３により回収された廃棄物を搬送する。
【００２７】
選別品コンベア８は、ロボット選別機４により回収された選別対象の廃棄物を搬送するコンベアである。選別品コンベア８は、例えばロボット選別機４を挟むよう２列設置される。１列の選別品コンベア８は、上流に向けて稼働し、ロボット選別機４により回収された廃棄物を搬送する。
【００２８】
図２は、第１光学選別機３の一例を示す模式図である。図２（Ａ）は、第１光学選別機３の平面図であり、図２（Ｂ）は、第１光学選別機３の側面図である。
【００２９】
第１光学選別機３は、搬送コンベア３１と、センサ３２と、回収部３３と、選別品コンベア３４と、回収ダクト３５とを備える。搬送コンベア３１は、回収部３３へと廃棄物を搬送する（図２に示す矢印ａ方向）。搬送コンベア３１は、例えばベルトコンベアであるが、様々な大きさの廃棄物を搬送可能なものであればよい。
【００３０】
センサ３２は、廃棄物の素材を検知する。センサ３２は、例えば近赤外線カメラによりその機能を発揮する。センサ３２は近赤外線カメラに限定されず、Ｘ線カメラなど、選別する素材に応じて適切な装置を用いることができる。
【００３１】
第１光学選別機３の回収部３３は、図示しない制御部及びノズルによりその機能を発揮する。制御部は、図示しないコンピューターによりその機能を発揮する。制御部は、入力装置を介して素材の入力を受け付けると、入力された素材を選別対象として登録する。制御部は、センサ３２により検知された情報を用いて、選別対象の素材を有する廃棄物を検知する。制御部は、例えば近赤外線カメラにより撮像された画像を解析する。一例として、制御部は、ハイパースペクトラルイメージング（ＨＳＩ）法により画像を解析し、高い精度で選別対象の素材を検知することができる。
【００３２】
回収部３３は、内部に１又は複数のノズルを備え、バルブを開閉することによりノズルからエアーを噴出する。制御部は、検知した選別対象の素材に対してエアーを噴出することにより、対象の廃棄物をそれ以外の廃棄物と異なる搬送路に移動させて選別する。
【００３３】
選別された廃棄物は、選別品コンベア３４により図２に示す矢印ｂ方向に搬送される。選別品コンベア３４により搬送された廃棄物は、下段の選別品コンベア１１に移し替えられる。選別品コンベア１１は、図２に示す矢印ｍ方向に移動する。選別品コンベア１１に載置された選別対象の廃棄物は、回収ダクト３６を経由して、図２に示す矢印ｎ方向又は矢印ｏ方向に排出され、回収される。
【００３４】
回収部３３により回収されなかった廃棄物は、搬送コンベア４１により、図２に示す矢印ｃ方向に移動する。なお、本実施形態における第１光学選別機３は、例えば廃プラスチックからポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、廃プラスチックからポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、混合廃棄物からプラスチック、混合廃棄物から木、混合廃棄物から紙、等を選別可能である。
【００３５】
図３は、ロボット選別機４及び選別台５の一例を示す模式図である。図３（Ａ）は、ロボット選別機４及び選別台５の平面図であり、図３（Ｂ）は、ロボット選別機４及び選別台５の側面図である。ロボット選別機４は、搬送コンベア４１と、センサ４２と、アーム支持部４３とを備える。搬送コンベア４１は、図３に示すｃ方向に移動し、第１光学選別機３により回収されなかった廃棄物を下流のセンサ４２へと導く。
【００３６】
センサ４２は、図２に示すセンサ３２と同様に、可視光カメラ又は近赤外線カメラ、レーザースキャナー、金属検知器等であって、廃棄物の素材を検知する。アーム支持部４３は、１つにつき１又は複数のロボットアームを指示する。図３に示すロボット選別機４は、各々１つのロボットアームを支持する２つのアーム支持部４３を有しているが、ロボット選別機４の有するアーム支持部４３の数、及びアーム支持部４３の支持するロボットアームの数はこれに限定されない。
【００３７】
ロボット選別機４は、第１光学選別機３と同様に、図示しない制御部を有し、入力された素材を選別対象として登録する。制御部は、センサ４２により検知された情報を用いて、選別対象の素材を有する廃棄物を検知する。制御部は、検知した選別対象の廃棄物のピックポイントを特定し、ロボットアームを駆動させて摘まみ上げ、選別品コンベア８に載置することにより回収する。
【００３８】
選別品コンベア８は図３に示す左方向に移動し、選別対象の廃棄物は、図２に示す回収ダクト３５を経由して矢印ｅ方向又は矢印ｆ方向に排出される。
【００３９】
付言すると、ロボット選別機４は、単位時間当たりのピック回数に物理的な制限がある。様々な大きさの廃棄物が混合されている場合、そのままロボット選別機４による選別を行うと、小さい廃棄物を大きい廃棄物と同様にロボットアームが回収するため、容易に単位時間当たりのピック回数の上限に達し、対象の廃棄物を回収し損なう事態が想定される。
【００４０】
本実施形態では、ロボット選別機４より上流に第１光学選別機３を設置することで、ロボット選別機４による選別処理を行う前に、対象の廃棄物のうち軽量のものが選別される。即ち、ロボット選別機４に廃棄物が搬送される際には、残存する対象の廃棄物は一定以上の重さを有するものに限られる。これにより、廃棄物選別システム１０が振動篩装置を有さない場合であっても、ロボット選別機４は大きさの大きい廃棄物を効率的に回収することができる。
【００４１】
また、図１〜図３に示す廃棄物選別システム１０は、２列の選別品コンベア８を有しているが、これらの選別品コンベア８が各々異なる方向に移動してもよい。例えば複数のロボット選別機４が、異なる方向に移動する選別品コンベア８に廃棄物を載置することができる。これにより、複数のロボット選別機４が、異なる基準で廃棄物を仕分けることができる。
【００４２】
なお、選別品コンベア８・１１により、第１光学選別機３とロボット選別機４とで、回収する廃棄物を分類することができる。例えば、第１光学選別機３により選別された廃棄物と、ロボット選別機４により選別された、第１光学選別機３による廃棄物より大きい廃棄物とを分類することができる。また例えば、第１光学選別機３とロボット選別機４とで、異なる素材の廃棄物を回収することができる。
【００４３】
ロボット選別機４で回収されなかった廃棄物は、図３に示す矢印ｇ方向に移動し、選別台５へと搬送される。
【００４４】
選別台５は、選別対象者が作業を行う台である。選別台５はコンベア状になっており、廃棄物を矢印ｇ方向に移動させる。選別作業者は、選別台５の上の廃棄物を目視し、対象となる素材の廃棄物がある場合に、手でつかみ、選別台５の下部に配置されたケースに移動させる。
【００４５】
本実施形態において、選別台５を設け、選別作業者による選別を行うことにより、確実に対象となる素材の廃棄物を回収することができる。
【００４６】
図４は、第２光学選別機７の一例を示す模式図である。図４（Ａ）は、第２光学選別機７の平面図であり、図４（Ｂ）は、第２光学選別機７の側面図である。選別台５において回収されなかった廃棄物は、搬送コンベア６により第２光学選別機７に搬送される。
【００４７】
第２光学選別機７は、搬送コンベア７１と、センサ７２と、回収部７３と、回収ダクト７４・７５とを備える。搬送コンベア７１は、搬送コンベア６により搬送される、第１光学選別機３、ロボット選別機４、及び選別台５において回収されなかった廃棄物をセンサ７２に対して搬送する。
【００４８】
センサ７２は、先述のセンサ３２・４２と同様に、可視光カメラ又は近赤外線カメラ、レーザースキャナー、金属検知器等であって、廃棄物の素材を検知する。第２光学選別機７は、図示しない制御部を有し、入力装置を介して素材の入力を受け付けると、入力された素材を選別対象として登録する。制御部は、センサ７２により検知された情報を用いて、選別対象の素材を有する廃棄物を検知する。
【００４９】
回収部７３は、内部に１又は複数のノズルを備え、バルブを開閉することによりノズルからエアーを噴出する。制御部は、検知した選別対象の素材に対してエアーを噴出することにより、対象の廃棄物とそれ以外の廃棄物とを選別する。選別された廃棄物は、回収ダクト７４又は回収ダクト７５のいずれか一方を経由して、図４の矢印ｋ方向又は矢印ｌ方向に排出される。選別されなかった廃棄物は、回収ダクト７４又は回収ダクト７５のうち、選別された廃棄物により使用される方でない回収ダクトを経由して、図４の矢印ｋ方向又は矢印ｌ方向に排出される。
【００５０】
本実施形態では、第２光学選別機７を使用することにより、仮にロボット選別機４や選別作業者による選別により回収しきれなかった選別対象の廃棄物がある場合にも、確実に対象の廃棄物を回収することができる。
【００５１】
なお、本実施形態において、選別台５及び第２光学選別機７は必須の構成ではない。選別対象となる廃棄物の素材やスペース等に応じて、適切な装置構成を選択することができる。また、各装置の有する制御部は、他の制御部と共通であってもよい。即ち、例えば第１光学選別機３の制御部が、ロボット選別機４、及び第２光学選別機７における選別処理を制御してもよい。
【００５２】
以上、本実施形態の廃棄物選別システム１０によれば、直列に配置された各装置により効率的に対象の廃棄物を選別して回収することができる。これにより、別ラインで廃棄物の大きさを仕分ける作業を行う必要がないため、装置を並列に設置する場合に比べ、占有スペースの削減が可能となる。特に、第１光学選別機３の下流にロボット選別機４を配置することで、各装置の機能が適切に発揮され、より効率的に廃棄物の選別を行うことができる。
【００５３】
上記の記載に基づいて、当業者であれば、本願発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本願発明の態様は、上述した実施形態に限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本願発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１：定量供給機、２：粒度選別機、６・３１・４１・７１：搬送コンベア、３：第１光学選別機、４：ロボット選別機、５：選別台、７：第２光学選別機、８・１１・３４：選別品コンベア、１０：廃棄物選別システム、３２・４２・７２：センサ、３３・７３：回収部、３５・３６・４４・７４・７５：回収ダクト、４３：アーム支持部、ａ・ｂ・ｃ・ｄ・ｅ・ｆ・ｇ・ｈ・ｉ・ｋ・ｌ・ｎ・ｏ：矢印
【要約】
【課題】より効率的に廃棄物を選別する廃棄物選別システムの提供を目的とする。
【解決手段】廃棄物選別システムであって、廃棄物を搬送する第１搬送部と、搬送される前記廃棄物の素材を検知するセンサと、第１選別対象の前記素材の登録を受け付ける制御部と、１又は複数のノズルから排出されるエアーを用いて前記センサにより検知された前記第１選別対象の素材の前記廃棄物を回収する第１回収部と、を備える第１の光学選別機構と、前記第１の光学選別機構の下流に位置し、前記第１回収部により回収されなかった前記廃棄物を搬送する第２搬送部と、前記第２搬送部により搬送される前記廃棄物のうち第２選別対象として登録された前記素材の前記廃棄物を回収するロボットアームと、を備えるロボット選別機構と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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