(57)【要約】【課題】本発明は、楕円ボール形の物品を所定の向きに揃えられる球状物品の整列装置を提供する。【解決手段】本発明の整列装置は、入口Ｓ１から受け入れた楕円ボール形の物品Ｐを載置面１５に載せて出口Ｓ２へ搬送する搬送ベルト１３を設け、この搬送ベルトを挟んだ一方の側方に、載置面より上方で、搬送ベルトに並行に、搬送ベルトの搬送速度より遅い速度で移動する第１の整列ベルト２０を設け、他方の側方に、第１の整列ベルトとの間で物品の長軸方向長さより小さな間隔を保ちながら、搬送ベルト１３の搬送速度より速い速度で移動する第２の整列ベルト２１を並行に設けた。同構成により、楕円ボール形の物品が、入口から搬送ベルトの幅方向に長軸方向が向いた姿勢で、搬送ベルトの載置面へ受け渡され、該物品の長軸方向の片側が、第１、第２の整列ベルトに触れると、物品が中央部を中心に回動し、長軸方向が搬送ベルトの搬送方向に向く。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に載置面を有し、楕円ボール形の物品を受け入れる入口から、整列した物品を受け渡す出口へ向って延び、前記入口から受け入れた前記物品を載置面に載せながら前記出口へ搬送する搬送ベルトと、
前記搬送ベルトを挟んだ一方の側方に、前記搬送ベルトの載置面より上方の位置で、前記搬送ベルトに沿って並行に設けられ、前記搬送ベルトの搬送速度より、若干、遅い速度で、前記搬送ベルトと共に移動する第１の整列ベルトと、
前記搬送ベルトを挟んだ他方の側方に、前記搬送ベルトの載置面より上方の位置で、前記第１の整列ベルトとの間で前記物品の長軸方向長さより小さな間隔を保ちながら、前記搬送ベルトに沿って並行に設けられ、前記搬送ベルトの搬送速度より、若干、速い速度で、前記搬送ベルトと共に移動する第２の整列ベルトとを有し、
前記速度の異なる第１、第２の整列ベルトが、前記入口から前記搬送ベルトに受け渡される物品に、長軸方向を搬送方向へ向かせる挙動を与える
ことを特徴とする球状物品の整列装置。
【請求項２】
前記第１、第２の整列ベルトは、前記載置面の近くに配置され、
更に、前記第１、第２の整列ベルトを上下に振動させ、前記載置面上の物品に前記第１、第２の整列ベルトと触れる機会を与えるベルト振動装置を有している
ことを特徴とする請求項１に記載の球状物品の整列装置。
【請求項３】
前記搬送ベルトの載置面は、搬送方向とは交差する向きの多数の溝部を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の球状物品の整列装置。
【請求項４】
前記第１、第２の整列ベルトは、断面形状が円形のベルト部材から形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の球状物品の整列装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、楕円ボール形の物品を所定に向きに揃える球状物品の整列装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
チョコレート商品では、直交する各方向の長さが異なる球状物品、例えば楕円ボール形に形成されたチョコレート粒を包装箱内に入れて販売することが行われている。
こうした商品では、製造した楕円ボール形のチョコレート粒の品質を検査するために、製造された多数の楕円形チョコレート粒の中から、所定形状より外形が小さいチョコレート粒を分離したり、表面が歪んだチョコレート粒を分離したりして、不良品を除くことが行われている。このような検査は人手作業で行っていた。
【０００３】
ところが、人手作業は、効率的ではない。そこで、機械化が考えられる。しかし、機械による検査は、外形が小さいチョコレート粒の分離については対応できるものの、表面が歪んだチョコレート粒の分離については、チョコレート粒の表面や裏面を検査することが求められるため、容易には不良品の検査が行えない。特にこの検査は、チョコレート粒を同じ向きに揃えなければ行えないが、チョコレート粒の形状は、特殊な形状、すなわち楕円ボール形をなしているために、安定性に欠け、特定の方向に揃えるのは難しい。そのため、人手に頼っている。
【０００４】
ところで、他の物品を取り扱う分野を見ると、特許文献１に示されるような円筒状のキャップの向き揃える技術はある。この技術は、円筒状のキャップという、片側に平坦な面をもち、その平坦な面側に重心が偏っているという物品の特徴を利用して、円錐台形状の整列器を回転させ、この整列器の一方から円筒状のキャップを入れて回転させ、他方へ搬送する間で、キャップを所定の向きに揃えるというものである。
【特許文献１】特開２００７−１４５５９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
楕円ボール形の物品は、重心が中央にあり、略球状をなしているために、円筒状のキャップとは異なり、転がりやすいという不安定な要素があるので、一つの場所に止めておくのが難しい。特に、品質検査は、一定の止まった姿勢が保たれて、始めて、画像検出などにより表面形状の具合が認識されるので、楕円ボール形の物品には、それに即した整列が求められる。
【０００６】
ところが、特許文献１の技術は、転がりやすい不安定な楕円ボール形の物品を考慮していないので、楕円ボール形の物品を所定の向きに揃えること自体、かなり難しい。
そこで、本発明の目的は、楕円ボール形の物品を所定の向きに揃えられる球状物品の整列装置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に記載の発明は、上記目的を達成するために、上面に載置面を有し、楕円ボール形の物品を受け入れる入口から、整列した物品を受け渡す出口へ向って延び、入口から受け入れた物品を載置面に載せながら出口へ搬送する搬送ベルトを設け、この搬送ベルトを挟んだ一方の側方に、搬送ベルトの載置面より上方の位置で、搬送ベルトに沿って並行に、搬送ベルトの搬送速度より、若干、遅い速度で、搬送ベルトと共に移動する第１の整列ベルトを設け、搬送ベルトを挟んだ他方の側方に、搬送ベルトの載置面より上方の位置で、第１の整列ベルトとの間で物品の長軸方向長さより小さな間隔を保ちながら、搬送ベルトに沿って並行に設けられ、搬送ベルトの搬送速度より、若干、速い速度で、搬送ベルトと共に移動する第２の整列ベルトを設け、速度の異なる第１、第２の整列ベルトが、入口から搬送ベルトに受け渡される物品に、長軸方向を搬送方向へ向かせる挙動を与える構成とした。
【０００８】
同構成により、入口から、楕円ボール形の物品が、搬送ベルトの幅方向に長軸方向が向いた姿勢で、搬送ベルトの載置面へ受け渡され、物品の長軸方向の片側が、第１、第２の整列ベルトの一方、あるいは両方に触れる。すると、該物品は、搬送ベルトと第１，２の整列ベルトとの速度差から、中央部を中心に回動し、長軸方向が搬送ベルトの搬送方向に向き、整列ベルト間に収まる。そして、その姿勢のまま、出口へ搬送される。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、更に、楕円ボール形の物品の長軸方向が搬送方向へ向きやすくなるよう、第１、第２の整列ベルトは、載置面の近くに配置し、更に、第１、第２の整列ベルトを上下に振動させ、載置面上の物品に第１、第２の整列ベルトと触れる機会を与えるベルト振動装置を設ける構成を採用した。
請求項３に記載の発明は、更に、楕円ボール形の物品が、載置面上で安定して止まるように、搬送ベルトの載置面は、搬送方向とは交差する向きの多数の溝部を有する構成とした。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、更に、楕円ボール形の物品に対する傷つけを防ぐよう、整列ベルトには、断面形状が円形のベルト部材を用いた。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、楕円ボール形の物品は、どのような向きで搬送ベルトに受け渡されても、長軸方向端部が第１の整列ベルトや第２の整列ベルトに触れる挙動を利用して、搬送ベルトと第１，２の整列ベルトの速度差から、中央部を中心に回動する挙動を与え、長軸方向を搬送方向へ向かせることができる。これにより、同物品は、長軸方向が搬送ベルトの搬送方向に向いた状態で、第１，２の整列ベルト間に収まりながら搬送できる。
【００１２】
したがって、難しいとされる不安定な楕円ボール形の物品を所定の向きに揃えることができる。
請求項２の発明によれば、楕円ボール形の物品は、搬送中も、第１、第２の整列ベルトと触れる機会が与えられるから、確実に所定の向きに揃えることができる。
請求項３の発明によれば、載置面上で、楕円ボール形の物品を安定して止めることができる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、傷つけを防ぎながら、楕円ボール形の物品に、向きを揃える挙動を与えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を図１〜図６に示す一実施形態にもとづいて説明する。
図１は、直交する各方向の長さが異なる球状の物品、例えばラグビーボール形状に似た楕円ボール形状の物品、具体的には短軸方向と長軸方向の球面の形状が異なる楕円ボール形のアーモンドチョコレート粒Ｐ（以下、単にチョコレート粒Ｐという）の品質を検査する品質検査装置１の概略的な構成を示している。また図２は、同装置１に組み込まれた整列装置１０を説明する斜視図を示し、図３は、同整列装置１０の一部平面図を示し、図４は、図２中のＡ−Ａ線に沿う断面図を示し、図５は、図２中のＢ−Ｂ線に沿う断面図を示し、図６は、図２中のＣ−Ｃ線に沿う断面図を示している。
【００１５】
品質検査装置１は、例えば多数のチョコレート粒Ｐを繰り出す繰出部２の後に続いて、順に、ロープコンベア３で外形が小さいチョコレート粒Ｐを分離する小粒排除装置４、分離後のチョコレート粒Ｐの外形をネットコンベア５と該コンベア５の上部並びに裏面の照明下で画像検出するカメラ６とを用いて検査する外形検査装置７、異形な外形のチョコレート粒Ｐをエアの噴射で排除するエア噴射式排除装置８、排除後のチョコレート粒Ｐを所定の向きに揃える整列装置１０、２組のカメラ３０で所定の向きに揃えたチョコレート粒Ｐの表と裏の面状態を検査する表・裏面検査装置３１、歪んだ面をもつチョコレート粒Ｐをエアの噴射で排除するエア噴射式排除装置３３、出口コンベア３５を配設して構成される。
【００１６】
本発明の要部となるチョコレート粒Ｐの向きを揃える整列装置１０には、図２に示されるような整列装置１０のフレーム部品などで構成される上面１０ａに、多数の小幅のロープコンベアＳを並行に配設した構造が用いられる。ロープコンベアＳは、いずれも整列装置１０の搬送方向である左右方向に沿って延びている。
以下、同ロープコンベアＳの構造を説明すると、図１および図２中１１は、表・裏面検査装置３１の入口側に配置した出口ローラ、１２は、これら出口ローラ１１と対となる複数の入口ローラである。入口ローラ１２は、いずれも外形検査装置７の出口側に配置してある（図１だけ図示）。出口ローラ１１および入口ローラ１２は、いずれも所定の間隔で、多数、並行に配置してある。
【００１７】
図２に示されるように各出口ローラ１１と各入口ローラ１２間には、それぞれ搬送ベルト、例えば無端状の平ベルトで構成されるタイミングベルト１３が掛け渡されている。これにより、図１に示されるように各タイミングベルト１３の往側をなす往区間のベルト部分１３ａは、上面１０ａに沿って、コンベアＳの入口Ｓ１となる外形検査装置７の出口から、ロープコンベアＳの出口Ｓ２となる表・裏面検査装置３１の入口まで配置される。また復側をなす上面１０ａから下方へ反転する各タイミングベルト１３の復区間のベルト部分１３ｂは、いずれも共通な駆動装置、例えば電動モータで構成されるタイミングベルト送り用駆動装置１４（図２に図示）の出力部とつながっていて、同装置１４の作動により、それぞれタイミングベルト１３が、所定の一定な速度で駆動されるようにしている。なお、図１中、１６ａは、往区間のベルト部分１３ａの中間を案内するガイドローラ（図２にも図示）、１６ｂは、復区間のベルト部分１３ｂを案内するガイドローラ（図２だけ図示）を示す。
【００１８】
図２に示されるように各タイミングベルト１３の上面（外側に向く面）は、載置面１５となっていて、タイミングベルト１３の周回により、入口Ｓ１からの外形検査を終えたチョコレート粒Ｐを受け取って、出口Ｓ２へ搬送できるようにしている。なお、載置面１５には、搬送方向とは交差する向きで、多数の小溝部１５ａが形成してある。
図１および図２に示されるように出口ローラ１１を挟んだ両側には、それぞれ出口プーリ１７が並行に配置されている。また入口ローラ１２を挟んだ両側には、出口プーリ１７と対となる入口プーリ１８（図１だけ図示）がそれぞれ並行に配置されている。これら出口プーリ１７と入口プーリ１８間には、それぞれ整列ベルトが掛け渡されている。なお、整列ベルトには、商品が不用意に傷つかないよう、断面形状が円形のベルト部材、例えば無端状の丸ベルト２０，２１が用いてある。こうしたプーリ掛けにより、タイミングベルト１３の両側にそれぞれ一対の丸ベルト２０，２１を配置させている。丸ベルト２０，２１の往側をなす往区間のベルト部分２０ａ，２１ａは、いずれも図４〜図６に示されるように載置面１５に載るチョコレート粒Ｐの長軸方向端の下側を通るよう、載置面１５の近くに配置してある。具体的には、ベルト部分２０ａ、２１ａは、図３および図４に示されるように載置面１５の近くの高さで、チョコレート粒Ｐの長軸方向長Ｐ１（図３に図示）より、やや小さい間隔を保ちながら、タイミングベルト１３のベルト部分１３ａと並行に配置させてある。また各丸ベルト２０，２１の上面１０ａから下方へ反転する復区間の２本のベルト部分２０ｂ，２１ｂのうち、片側のベルト部分、例えばベルト部分２０ｂは、図２に示されるように駆動装置、例えば電動モータで構成される丸ベルト送り用第１駆動装置２２の出力部とつながっている。この丸ベルト送り用第１駆動装置２２により、片方の丸ベルト２０は、タイミングベルト１３の速度より、若干、具体的にはわずかに遅い速度でタイミングベルト１３と同方向へ駆動されるようにしてある。また反対側のベルト部分２１ｂは、駆動装置、例えば電動モータで構成される丸ベルト送り用第２駆動装置２３の出力部とつながっている。この丸ベルト送り用第２駆動装置２３により、反対側の丸ベルト２１は、タイミングベルト１３の速度より、若干、具体的にはわずかに速い速度でタイミングベルト１３と同方向へ駆動されるようにしてある。なお、図２中、２４ａは、ガイドローラ１６ａと一緒に、往区間のベルト部分２０ａ、２１ａの中間を案内するガイドプーリ、２４ｂは、復区間のベルト部分２０ｂ，２１ｂを案内するガイドプーリ（図１に図示）を示す。
【００１９】
また往区間には、丸ベルト２０，２１を交互に振動させるベルト振動装置２５が設けられている。このベルト振動装置２５には、例えば図１、図２および図５に示されるように入口Ｓ１側の各ベルト部分２０ａ、２１ａを、所定の間隔で配置された複数、例えば３組の偏心プーリ２６（図２では２個しか図示せず）で振動させる構造が用いられている。
具体的に説明すると、３組の偏心プーリ２６は、タイミングベルト１３の両側にそれぞれ配設される。これら３組の偏心プーリ２６は、それぞれタイミングベルト１３を挟んだ一方のプーリと他方のプーリとで位相が異なるように配置してある。例えば１８０度位相するタイミングで配置してある。さらに３組の偏心プーリ２６は、搬送方向に対しても、位相が異なるように設けてある。例えば搬送方向で隣り合う偏心プーリ２６，２６間は、１８０度位相するタイミングにしてある。これら３組の偏心プーリ２６は、図５に示されるように外周のプーリ部が内蔵の軸受２７によって回転自在としてある。そして、これら偏心プーリ２６の中心部が、組毎、共通な駆動用シャフト２８に支持されている。３本の駆動用シャフト２８は、いずれも図２に示されるように共通な駆動装置、例えば電動モータで構成される丸ベルト振動用駆動装置２９の出力部とつながっていて、同装置２９の作動がもたらす、各偏心プーリ２８の偏心運動による丸ベルト２０，２１の押し上げと戻りとの繰り返しにより、入口Ｓ１側のベルト部分１３ａを挟んだ両側のベルト部分２０ａ，２１ａが交互に振動されるようにしている。
【００２０】
なお、図４および図６中４０は、上面１０ａの各部に配設され、丸ベルト２０，２１の往区間のベルト部分２０ａ，２１ａをガイドするガイド部を示している（図４、図６のみ図示）。
つぎに、このように構成された整列装置の１０の作用を、品質検査装置１の作用と共に説明する。
【００２１】
今、図１に示されるように多数の楕円ボール形のチョコレート粒Ｐが繰出部２から、小粒排除装置４へ供給されたとする。すると、同小粒排除装置４のロープコンベア３を通過する間に、多数のチョコレート粒Ｐの中から、通常より小さな外形のチョコレート粒Ｐｎ（不良品）が分離される。これにより、通常の大きさのチョコレート粒Ｐだけが、続く外形検査装置７のネットコンベア５に送られる。
【００２２】
このネットコンベア５を通過する間に、ネットコンベア５上のチョコレート粒Ｐは、ネットコンベア５の上部並びに裏面から行われる照明下で、上面がカメラ６で撮像される。このカメラ６で捕らえた画像により、歪な外形のチョコレート粒Ｐの検出が行われる。続くエア噴射式排除装置８により、整列装置１０の入口Ｓ１へ至る前に、通常の外形形状とは異なるチョコレート粒Ｐｍ（不良品）が取り除かれる。これにより、通常の正規な外形形状のチョコレート粒Ｐだけが、整列装置１０のロープコンベアＳの入口Ｓ１へ受け渡される。
【００２３】
ネットコンベア５からのチョコレート粒Ｐは、図３に示されるような長軸方向がタイミングベルト１３の幅方向に向くなど多くは、搬送方向とは異なる向きで、タイミングベルト１３へ至る（落下）。このとき、タイミングベルト１３の両側の丸ベルト２０，２１は、タイミングベルト１３より上側に配置されているうえ、両ベルト間の空隙は、チョコレート粒Ｐの長軸方向長Ｐ１より、若干、小さいから、横向きや斜めの方向など長軸方向が搬送方向とは異なる方向に向くチョコレート粒Ｐは、載置面１５へ至る際、長軸方向の端部が、丸ベルト２０，２１の一方、あるいは双方に触れるという挙動が生ずる。
【００２４】
ここで、両側の丸ベルト２０，２１は、タイミングベルト１３の移動速度を基準速度として、一方の丸ベルト２０は、わずかに該基準速度より遅い速度で、他方の丸ベルト２１は、わずかに該基準速度より速い速度で移動している。
このため、図３および図４に示されるように基準速度より遅い速度の丸ベルト２０にチョコレート粒Ｐの端部が触れると、チョコレート粒Ｐには、丸ベルト２０とタイミングベルト１３との速度差にしたがい、図３中の矢印に示されるような中央部を中心に搬送方向後方向へ回動する挙動が与えられる。また基準速度より速い速度の丸ベルト２１にチョコレート粒Ｐの端部が触れると、チョコレート粒Ｐには、丸ベルト２１とタイミングベルト１３との速度差にしたがい、図３中の矢印に示されるような中央部を中心に搬送方向前方向へ回動変位させる挙動が与えられる。むろん、双方の丸ベルト２０，２１に触れた場合にも、チョコレート粒Ｐには、中央部を中心に回動する挙動が与えられる。これにより、チョコレート粒Ｐは、長軸方向が搬送方向へ向く。
【００２５】
一方、図５に示されるように３組の偏心プーリ２６で支えられている入口Ｓ１側のベルト部分２０ａ，２１ａは、当該３組の偏心プーリ２６がもたらす凹凸的な動きにより、交互に上下方向に振動させられている。
この振動により、チョコレート粒Ｐは、タイミングベルト１３へ受け渡されるとき、所定の向きに十分に向かなくとも、続く３組の偏心プーリ２６を通過するときに、ベルト部分２０ａ、２１ａの振動（変位）によって、チョコレート粒Ｐの長軸方向の端部と触れる機会が与えられ、所期の向きに整えられる。このときの接触は、図５に示されるようにベルト部分２０ａ、２１ａで、チョコレート粒Ｐの長軸方向の端部を押し上げるように行われるので、チョコレート粒Ｐは、高低差による転がりにより、向きの変更がしやすく、速やかに長軸方向が搬送方向へ向く。
【００２６】
こうした向きの変更により、チョコレート粒Ｐは、図３の左側に示されるように、長軸方向が搬送方向に向いた姿勢で、ベルト部分２０ａ，２１ａ間に収まる。このとき、載置面１５には、多数の小溝部１５ａが形成されているので、チョコレート粒Ｐは、不安定な球面形状であるが、転がらずに、載置面１５の一個所の地点に止まる。
このようにして整列されたチョコレート粒Ｐは、長軸方向長Ｐ１がタイミングベルト１３の長手方向へ向き、短軸方向長Ｐ２がタイミングベルト１３の幅方向へ向くという定姿勢のまま、出口Ｓ２から搬出される。
【００２７】
なお、整列された多数のチョコレート粒Ｐは、出口Ｓ２から出コンベア３５へ受け渡される間に、表・裏面検査装置３１の２組のカメラ３０により、チョコレート粒Ｐの載置面側の面と、反対側の面とがそれぞれ撮像されて、チョコレート粒Ｐの表と裏の面状態が検査される。歪んだ面をもつチョコレート粒Ｐｏ（不良品）があると、エア噴射式排除装置３３で排除され、正規の楕円形のチョコレート粒Ｐだけが選ばれる。
【００２８】
このように、所定の向きに揃えるのが難しいとされる楕円形ボール形のチョコレート粒Ｐは、タイミングベルト１３の両側の丸ベルト２０，２１により、中央部を中心に回動する挙動が与えられることによって、どのような向きでタイミングベルト１３に受け渡されても、長軸方向が搬送方向に向くように揃えられる。
したがって、不安定な楕円ボール形のチョコレート粒Ｐ（物品）を所定の向きに揃えることができる。特に丸ベルト２０，２０を振動させて、チョコレート粒Ｐと丸ベルト２０，２０と接触する機会を多く与えるようにすると、不完全な姿勢で止まることはなくなり、確実に所定の向きにチョコレート粒Ｐを揃えることができる。
【００２９】
しかも、多数の小溝部１５ａを有する載置面１５を採用すると、不安定な楕円ボール形のチョコレート粒Ｐ（物品）でも安定して止めておける。そのうえ、丸ベルト２０、２１の採用により、チョコレート粒Ｐに対する傷つけを防ぎながら、チョコレート粒Ｐの向き揃えが行える。
なお、本発明は上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば一実施形態では、楕円ボール形の物品として、楕円ボール状のチョコレート粒を用いた例を挙げたが、これに限らず、他の楕円ボール形の物品を所定の向きに揃えるようにしてもよい。もちろん、ベルト振動装置も、偏心プーリを用いた以外の構造で構成しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態の球状物品の整列装置を、同装置を組み込んだ品質検査装置と共に示す概略的な正面図。
【図２】同整列装置の構造を示す斜視図。
【図３】同整列装置の一部の平面図。
【図４】図２中のＡ−Ａ線に沿う側断面図。
【図５】図２中のＢ−Ｂ線に沿う側断面図。
【図６】図２中のＣ−Ｃ線に沿う側断面図。
【符号の説明】
【００３１】
１０  整列装置
１３  タイミングベルト（搬送ベルト）
１５  載置面
１５ａ  小溝部（溝部）
２０  丸ベルト（第１の整列ベルト）
２１  丸ベルト（第２の整列ベルト）
２５  ベルト振動装置
Ｐ  チョコレート粒（楕円ボール形の物品）
Ｓ１  入口
Ｓ２  出口
【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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