(57)【要約】【課題】カートンの取り出し不良の発生を低減して、加工ラインの稼働率を向上させることのできるカートン取出供給装置を提供する。【解決手段】カートン取出供給装置１は、折り畳まれた状態のカートン７を収容するカートン収容部２と、そのカートン収容部２に収容されたカートン７を吸引するための弾性変形可能な吸引カップ１１を先端部に有する駆動吸引部３と、を備える。駆動吸引部３には、折り畳まれた状態のカートン７の第一方向の両端側をそれぞれ吸引するように吸引カップ１１が配置されている。また、吸引カップ１１は、カートン７の第一方向よりも、第一方向に垂直な第二方向に長い形状を有するように配置されている。吸引カップ１１によってカートン７を吸引しつつ、駆動吸引部３が後退することにより、カートン収容部２から、カートン７が１枚取り出される。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
折り畳まれた状態のカートンを収容し、下方が前記カートンの取出し部とされるとともに、その取出し部に前記カートンと係合してそのカートンを保持するストッパーが設けられたカートン収容部と、
そのカートン収容部の前記取出し部の最前面に配置された前記カートンを吸引するための弾性変形可能な吸引カップを先端部に有する駆動吸引部と、を備え、
前記駆動吸引部は、折り畳まれた状態の前記カートンの中央領域を避けて第一方向の両端側をそれぞれ吸引するように前記吸引カップが配置され、前記吸引カップは、前記第一方向よりも前記第一方向に垂直な第二方向に長い形状を有し、
前記駆動吸引部が前進して前記最前面の前記カートンを吸引し、後退することにより前記カートンを前記カートン収容部から取り出すカートン取出供給装置。
【請求項２】
前記カートンは、前記吸引カップに吸引される吸引面の前記中央領域にミシン目が形成されており、前記吸引カップは、前記中央領域の前記ミシン目を避けて前記カートンを吸引する請求項１に記載のカートン取出供給装置。
【請求項３】
前記吸引カップは、ニトリルゴムを含む弾性材料によって形成された請求項１または２に記載のカートン取出供給装置。
【請求項４】
前記吸引カップは、その内部を吸引するための吸引孔が形成された吸盤保持本体部と、
その吸盤保持本体部の外周部に接続され、前記カートンを吸引するために弾性変形する吸盤と、を備え、
前記吸盤は、先端部側に、吸着口を備えたカップ部と、前記吸盤保持本体部側に、前記吸盤保持本体部及び前記カップ部の前記吸盤本体部側の径よりも径が大きい拡径部とを備える請求項１〜３のいずれか１項に記載のカートン取出供給装置。
【請求項５】
前記カップ部は、前記吸着口に、突出するリブ部と、溝部とが形成された請求項４に記載のカートン取出供給装置。
【請求項６】
前記カートンは、ティシュペーパー用カートンである請求項１〜５のいずれか１項に記載のカートン取出供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、折り畳まれた状態のカートンを収容するカートン収容部から、カートンを取り出して搬送装置に供給するカートン取出供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
折り畳まれた状態のカートンを収容するカートン収容部から、カートンを取り出して搬送装置に供給するカートン取出供給装置が知られている（例えば、特許文献１）。カートン取出供給装置は、例えば、ティシュペーパーの外箱であるカートンを、毎分８０〜１００枚の高速で１枚ずつ取り出す。高速であるため、カートンの反り、罫線の入り具合、印刷インクの滑りの差により、取り出しの失敗を生じ、加工ラインの停止を頻発させていた。従来から、カートンを吸着するバキュームカップのサイズや材質等の改善が試みられていたが、取り出しの失敗による加工ラインの停止は、加工ライン停止原因の主たる原因となっていた。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−７２０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
カートン取り出しの失敗による加工ラインの停止は、稼働率を悪化させ、製造コストの増加につながる。そこで、カートン取り出しの失敗を減少させて、製造コストの増加を抑制するカートン取出供給装置が望まれている。
【０００５】
本発明の課題は、カートンの取り出し不良の発生を低減して、加工ラインの稼働率を向上させることのできるカートン取出供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［１］  折り畳まれた状態のカートンを収容し、下方が前記カートンの取出し部とされるとともに、その取出し部に前記カートンと係合してそのカートンを保持するストッパーが設けられたカートン収容部と、そのカートン収容部の前記取出し部の最前面に配置された前記カートンを吸引するための弾性変形可能な吸引カップを先端部に有する駆動吸引部と、を備え、前記駆動吸引部は、折り畳まれた状態の前記カートンの中央領域を避けて第一方向の両端側をそれぞれ吸引するように前記吸引カップが配置され、前記吸引カップは、前記第一方向よりも前記第一方向に垂直な第二方向に長い形状を有し、前記駆動吸引部が前進して前記最前面の前記カートンを吸引し、後退することにより前記カートンを前記カートン収容部から取り出すカートン取出供給装置。
【０００７】
［２］  前記カートンは、前記吸引カップに吸引される吸引面の前記中央領域にミシン目が形成されており、前記吸引カップは、前記中央領域の前記ミシン目を避けて前記カートンを吸引する前記［１］に記載のカートン取出供給装置。
【０００８】
［３］  前記吸引カップは、ニトリルゴムを含む弾性材料によって形成された前記［１］または［２］に記載のカートン取出供給装置。
【０００９】
［４］  前記吸引カップは、その内部を吸引するための吸引孔が形成された吸盤保持本体部と、その吸盤保持本体部の外周部に接続され、前記カートンを吸引するために弾性変形する吸盤と、を備え、前記吸盤は、先端部側に、吸着口を備えたカップ部と、前記吸盤保持本体部側に、前記吸盤保持本体部及び前記カップ部の前記吸盤本体部側の径よりも径が大きい拡径部とを備える前記［１］〜［３］のいずれかに記載のカートン取出供給装置。
【００１０】
［５］  前記カップ部は、前記吸着口に、突出するリブ部と、溝部とが形成された前記［４］に記載のカートン取出供給装置。
【００１１】
［６］  前記カートンは、ティシュペーパー用カートンである前記［１］〜［５］のいずれかに記載のカートン取出供給装置。
【発明の効果】
【００１２】
駆動吸引部の吸引カップは、カートンの第一方向よりも第一方向に垂直な第二方向に長い形状を有し、カートンの第一方向の両端側を吸引することから、吸引する面積がそれほど大きくないにもかかわらず、カートンをよく強固に吸引することができる。このため、多数の吸引カップを備える必要がなく、吸引カップの位置調整等が容易であるし、トラブルが発生しにくい。また、カートンの第一方向の両端部を吸引することから、カートンに形成されたミシン目等を吸引時に破損することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、変更、修正、改良を加え得るものである。
【００１４】
図１に、カートン７を搬送する搬送装置５上に、本発明のカートン取出供給装置１が複数並べて備えられた加工ラインを示す。各カートン取出供給装置１から、例えば、異なる着色が施されたカートン７が順次取り出され、所定の並び方で並べられて搬送装置５によって搬送される。
【００１５】
図２に示すように、カートン取出供給装置１は、折り畳まれた状態のカートン７を収容するカートン収容部２と、そのカートン収容部２に収容されたカートン７を吸引するための弾性変形可能な吸引カップ１１を先端部に有する駆動吸引部３と、を備える。
【００１６】
カートン収容部２は、折り畳まれた状態のカートン７を積層して収容し、下方がカートン７の取出し部２ｔとされている。そして、取出し部２ｔにカートン７を係止してそのカートン７を保持するストッパー２ｓが設けられている。このため、積層状態のカートン７は、ストッパー２ｓにより、下方から落下することなくカートン収容部２内に収容されている。後述するように、カートン収容部２の取出し部２ｔの最前面、すなわち最下面に配置されたカートン７が、吸引カップ１１に吸引されて、カートン収容部２から一枚ずつ取り出される。
【００１７】
駆動吸引部３は、カートン収容部２の下方に配置され、カートン収容部２の取出し部２ｔに接近する方向に前進可能、また遠ざかる方向に後退可能に構成された駆動軸部４と、駆動軸部４の先端部に、カートン収容部２内のカートン７を吸引してカートン７をカートン収容部２から取り出すための吸引カップ１１が備えられている。図２に示す実施形態においては、駆動吸引部３が、上昇、下降を繰り返して、カートン７が取り出される。
【００１８】
図３に吸引カップ１１の断面図を示す。図３に示すように、吸引カップ１１は、その内部を吸引するための吸引孔１４が形成された吸盤保持本体部１２と、その吸盤保持本体部１２の外周部に接続され、カートン７を吸引するために弾性変形する吸盤１３と、を備える。吸盤１３は、先端部側に、吸着口１５ｋを備えたカップ部１５と、吸盤保持本体部１２側に、吸盤保持本体部１２及びカップ部１５の吸盤本体部１２側の径よりも径が大きい拡径部１６とを備える。言い換えると、吸盤１３の拡径部１６は、吸盤保持本体部１２とカップ部１５との間に断面が山形に形成されたベローズ部である。弾性変形する吸盤１３が、カップ部１５と拡径部１６との２層構造とされているため、吸盤１３の内部の空気をより多く吸引して、被吸引物（カートン７）を確実に吸引することが可能である。つまり、ベローズ部（拡径部１６）を有することから、ベローズ部の柔軟性により、反りの強いカートン７にも追従して吸引させることが可能である。そして、吸引カップ１１は、ニトリルゴムを含む弾性材料によって形成されたものが好適である。吸引カップ１１を温度変化による柔らかさの変化がないニトリルゴム系にすることにより、寒冷時のカップ硬化によるトラブルの発生を防止することができる。
【００１９】
図４（ａ）に、吸引カップ１１を吸着口１５ｋ側から見た底面図、図４（ｂ）に側面図を示す。吸引カップ１１は、一の方向と、その一の方向に垂直な方向とで長さの異なる長い形状、長円形状を有し、具体的には、図４（ａ）に示すように、吸着口１５ｋが長円形とされている。このため、後述するように、吸引することが困難な領域を避けて、広い範囲を吸引することが可能である。このため、カートン７の中央領域に形成されたミシン目を避けて吸引させることができ、ミシン目を破損するトラブルを抑制することができる。
【００２０】
一方、例えば、吸着口が円形の場合、十分な吸引力を得るために、大きな吸引カップ１１を使用すると、吸引することが困難な領域を避けることが難しくなるし、吸引することが困難な領域を避けるために、小さな吸引カップ１１を使用すると、十分な吸引力を得ることが難しくなる。また、小さな吸引カップ１１を多数使用すると、それぞれのバランスをとることが難しく、調整に時間を要する。
【００２１】
本発明のように、長円形等の、一の方向と、その一の方向に垂直な方向とで長さの異なる長い形状を有する吸引カップ１１を用いることにより、吸引カップ１１を多数備えなくとも、十分な吸引力を得ることができ、吸引カップ１１の数を減らすことができるため、吸引の調整が容易となる。
【００２２】
さらに、カップ部１５は、吸着口１５ｋに、突出するリブ部１５ｒと、溝部１５ｍとが形成されている。また、吸盤保持本体部１２の吸着口１５ｋ側にも、突出するリブ部１２ｒと、溝部１２ｍとが形成されている。このように吸着口１５ｋ側に、弾性部材により、リブ部１５ｒ，１２ｒ、溝部１５ｍ，１２ｍが形成され凹凸状とされていることから、被吸引物（カートン７）を確実に吸引することが可能である。
【００２３】
次に、カートン取出供給装置１に収容され、取り出されるカートン７について説明する。カートン７は、木材パルプ、古紙等を原料とする厚紙等の紙材料を主体に製造した収納箱であり、主にティシュペーパー、ペーパータオル等の衛生用紙を収納するための概ね直方体の収納箱である。カートン７には、その一面に衛生用紙の取出口を形成するための切込線（ミシン目等）が形成されており、使用者がその切込線を破断することによって、取出口が形成され、カートン７内部の衛生用紙を取り出すことができるようになっている。さらに、箱とされた場合に、取出口が形成された面と対向する面（底面）には、中央領域にＵ字状の押上片形成用切込線２４が１対ミシン目にて形成されている（図６参照）。この押上片形成用切込線２４を押圧して押し破り、カートン本体の内側に折り曲げると一対の押上片が形成される。この押上片によって、カートン本体内部の衛生用紙が上面側に押し上げられるため、上面の取出口から衛生用紙の最後の一枚まで、安定してポップアップさせることが可能となる。
【００２４】
本発明のカートン取出供給装置１には、上記のようなカートン７が折り畳まれた状態にて積層されて収容され、以下に説明するように、取出し部２ｔから取り出されて搬送装置５に供給される。
【００２５】
次に、加工ラインにおけるカートン取出供給工程について説明する。図１に示すように、カートン７を搬送する搬送装置５上に、本発明のカートン取出供給装置１が複数（図１では、５台）並べて備えられおり、各々のカートン取出供給装置１には、図２に示すように、折り畳まれた状態のカートン７が積層されて収容されている。それぞれのカートン取出供給装置１に、異なる色にて装飾が施されたカートン７が収容されている。そして、図２に示すように、駆動吸引部３が、カートン収容部２の取出し部２ｔに接近する方向に、前進して最前面のカートン７を吸引カップ１１にて吸引する。
【００２６】
図５に最前面のカートン７を吸引カップ１１にて吸引するところを示す。駆動吸引部３は、最前面（最下面）のカートン７近傍まで前進（上昇）し、吸引カップ１１をカートン７に押し当てる。図６に、下から見たカートン７に対する吸引カップ１１の押し当て位置を示す。カートン７には、中央領域にミシン目（押上片形成用切込線２４）が形成されており、押上片形成用切込線２４が下向き、すなわち、押上片形成用切込線２４のある面が吸引面としてカートン収容部２に収容されており、駆動吸引部３は、折り畳まれた状態のカートン７の長手方向の両端側をそれぞれ吸引するように２つの吸引カップ１１が配置されている。すなわち、本実施形態においては、長手方向が第一方向である。また、吸引カップ１１は、カートン７の長手方向よりも、長手方向に垂直な方向に長い、長円形状を有するように配置されている。このため、カートン７の中央領域に形成されたミシン目には、吸引カップ１１が直接接触することはなく、かつ長円形の形状をしているため、広い面積にて吸引することが可能である。
【００２７】
図７に駆動吸引部３のさらに好ましい実施形態を示す。図７において、駆動吸引部３は、駆動軸４の先端部に第二駆動軸３４を備え、第二駆動軸３４に、吸引カップ１１が取り付けられている。駆動軸４には、ガイド部４ｇが、例えば溝として形成されており、第二駆動軸３４は、そのガイド部４ｇに沿って移動可能とされている。また、同様に、第二駆動軸３４には、ガイド部３４ｇが、例えば溝として形成されており、吸引カップ１１は、そのガイド部３４ｇに沿って移動可能とされている。以上のように構成すれば、これらの移動機構により、吸引カップ１１の取り付け位置が調整可能となり、種々の形状や大きさのカートンに対応できる。
【００２８】
図６に戻り、カートン７に吸引カップ１１が押し当てられると、吸引孔１４から吸盤１３内の空気を吸引することにより、吸盤１３にカートン７を吸引させることができる。つまり、カートン７は、吸引カップ１１に吸引される吸引面の中央領域にミシン目が形成されており、吸引カップ１１は、中央領域のミシン目を避けてカートン７を吸引する。そして、図２に示すように、駆動吸引部３が後退（下降）することにより、最前面のカートン７は、カートン収容部２のストッパー２ｓから外れて、カートン収容部２から、カートン７が１枚取り出される。なお、２つの吸引カップ１１は、吸引位置やタイミングがずれないように連結アーム５０で連結されている。
【００２９】
そして、吸引孔１４からの吸盤１３内の空気の吸引を停止することにより、吸引カップ１１からカートン７が離脱する。そして、図１に示すように、１〜５の各カートン取出供給装置１から、異なる色のカートン７が搬送装置５上に取り出され、５枚（５色）のカートン７が一組として、搬送装置５にて搬送され、以後の工程にて、折り畳まれたカートン７が箱状に組み立てられて、箱内に、例えば、ティシュペーパーが収容されて、図８に示すようなティシュペーパー入りカートンとされる。
【００３０】
なお、カートン７は、上面、底面、一対の側面、及び一対の妻面を有する形状に折り曲げられ、これらの面によって区画され、ティシュペーパーを収納し得る内部空間が形成された箱状とされる。そして、カートン７には、ティシュペーパーの取出口を形成するための取出口形成用切込線５４が形成されている。また、カートン７は、ウインドウフィルム５９を備えたものであってもよいし、ウインドウフィルムを備えない、いわゆるフィルムレスカートンであってもよい。ウインドウフィルム５９は、取出口をカートン本体の内面側から被覆するように配置されたフィルム材であり、衛生用紙を取り出すためのスリット５８が形成されている。
【００３１】
本発明のカートン取出供給装置１によって搬送装置５に供給されるカートンは、底面が長方形であり、直方体形状のカートン７（図８）に限られない。すなわち、図１０に示すような底面が正方形の立方体（または直方体）のカートン６７にも適応することができる。このようなカートン６７をカートン収容部２から取り出す場合にも、図９に示すように、折り畳まれた状態のカートン６７の中央領域を避けて第一方向の両端側をそれぞれ吸引するように、第一方向よりも第一方向に垂直な第二方向に長い形状を有した長円形の吸引カップ１１が配置されるようにすればよい。このようにすれば、押上片形成用切込線２４を破損することなく、十分な吸引力でカートン収容部２から取り出すことが可能である。
【００３２】
また、吸引カップ１１でカートン７，６７を吸引する位置は、以上の実施形態に限られない。図１１及び図１２にカートンの底面を示し、吸引カップ１１による吸引位置の他の実施形態を説明する。底面が正方形の形状を有するカートン７において、図１１に示すように、長手方向に垂直な幅方向（底面の短辺に沿った方向）を第一方向とし、中央領域の押上片形成用切込線２４を避けて、第一方向の両端側をそれぞれ吸引するようにしてもよい。
【００３３】
さらに、底面が正方形の形状を有するカートン６７において、図１２に示すように、対角線の方向を第一方向とし、中央領域の押上片形成用切込線２４を避けて、第一方向の両端側をそれぞれ吸引するようにしてもよい。図１１及び図１２に示すように、中央領域の押上片形成用切込線２４を避けて吸引することにより、押上片形成用切込線２４の破損を防止し、長円形状の吸引カップ１１によって十分な吸引力で吸引することができる。
【実施例】
【００３４】
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３５】
（比較例）
まず、実施例に先立って、円形の吸引カップ４１を用いた。図１３（ａ）に、吸引カップ４１の底面図、図１３（ｂ）に側面図を示す。このとき用いた吸引カップ４１の吸盤４３は、先端部側に、吸着口１５ｋを備えたカップ部４５と、吸盤保持本体部４２側に、吸盤保持本体部４２及びカップ部４５の吸盤本体部１４側の径よりも径が大きい拡径部４６とを備える。吸盤４３は、円形であり、シリコン製のものを用いた。
【００３６】
図１３に示すような円形の吸盤４３を有する吸引カップ４１を、図２に示したカートン取出供給装置に取り付けた。十分な吸引を行うために、直径４０ｍｍの吸引カップ４１を５個取り付ける必要があった。図１４に取り付け位置を示す。カートン取出供給装置によって、カートン７を毎分８０〜１００枚程度の高速で、１枚ずつ取り出した。
【００３７】
このとき、以下のような問題点が発生した。すなわち、周囲の温度により吸引カップ４１の硬度が変化して、寒冷時には、硬化が起こり、取り出し不良が頻発した。吸引カップ４１を５個取り付けるために、各々のバランス調整が難しく、調整に時間が必要であった。さらに、中央に配置された吸引カップ４１によって、カートン７のミシン目が破損する問題を生じた。
【００３８】
（実施例）
図３〜４に示した楕円形の吸盤１３を有する吸引カップ１１を用いて、図６のように配置した。温度変化による柔らかさの変化がないニトリルゴム系の吸引カップ１１を用いることにより、寒冷時にも取り出し不良の発生が僅かであった。吸引カップ１１を２個取り付けるのみで、十分な吸引力を得ることができ、各々のバランス調整も容易であった。さらに、カートン７の中央領域に配置される吸引カップ１１がないため、カートン７のミシン目が破損する問題を生じなかった。比較例に対して、実施例では、カートン７の取り出し失敗の頻度が８０％減少した。
【００３９】
本発明のカートン取出供給装置１は、例えば、ティシュペーパー用カートンの取出供給に用いることができる。ティシュペーパー用カートンには、図６に示すように押上片形成用切込線２４（ミシン目）が形成されており、従来、このミシン目により吸引がうまくいかなかったり破損したりする問題点があり、さらに、長方形のカートンでは、多数の吸引カップ（図１４参照）のバランスをよくするための調整が難しいという問題点もあったが、本発明によりこれらの問題点が解決された。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
折り畳まれたカートンの内部に、例えば、ティシュペーパーを収容してティシュペーパー入りカートンを製造するための加工ラインに備えるカートン取出供給装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明のカートン取出供給装置が複数並べて備えられた加工ラインである。
【図２】本発明のカートン取出供給装置を示す模式図である。
【図３】本発明のカートン取出供給装置に備え付けられた吸引カップを示す断面図である。
【図４】本発明のカートン取出供給装置に備え付けられた吸引カップを示す模式図であり、（ａ）は、底面から見た模式図、（ｂ）は、側面から見た模式図である。
【図５】吸引カップによる吸引を説明する模式図である。
【図６】吸引カップによる吸引を下方から見た模式図である。
【図７】第二駆動軸を備える駆動吸引部を示す模式図である。
【図８】本発明のカートン取出供給装置が備えられた加工ラインにおいて製造されるティシュペーパー入りカートン示す斜視図である。
【図９】底面が正方形の形状を有するカートンの場合の吸引カップによる吸引を下方から見た模式図である。
【図１０】底面が正方形の形状を有するカートンを示す斜視図である。
【図１１】底面が長方形の形状を有するカートンの吸引の他の実施形態を示す模式図である。
【図１２】底面が正方形の形状を有するカートンの吸引の他の実施形態を示す模式図である。
【図１３】本発明のカートン取出供給装置に備え付けられた比較例の吸引カップを示す模式図であり、（ａ）は、側面から見た模式図、（ｂ）は、底面から見た模式図である。
【図１４】比較例の吸引カップの取り付け位置を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４２】
１：カートン取出供給装置、２：カートン収容部、２ｓ：ストッパー、２ｔ：取出し部、３：駆動吸引部、４：駆動軸、５：搬送装置、７：カートン、１１：吸引カップ、１２：吸盤保持本体部、１２ｍ：溝部、１２ｒ：リブ部、１３：吸盤、１４：吸引孔、１５：カップ部、１５ｋ：吸着口、１５ｍ：溝部、１５ｒ：リブ部、１６：拡径部、２４：押上片形成用切込線、４１：吸引カップ、４２：吸盤保持本体部、４３：吸盤、４４：吸引孔、４５：カップ部、４５ｋ：吸着口、４６：拡径部、５０：連結アーム、５４：取出口形成用切込線、５８：スリット、５９：ウインドウフィルム、６７：カートン。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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