JP4309593B2 - コンベヤベルトを接合するための予備成形された帯状片、およびコンベヤベルトを接合する方法 - Google Patents

コンベヤベルトを接合するための予備成形された帯状片、およびコンベヤベルトを接合する方法 Download PDF

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Description

【0001】
【技術分野】
本発明は、コンベヤベルトの端部に接合部を形成する方法と装置に関する。
【0002】
【発明の背景】
コンベヤベルトは、ある場所から他へ資材を移動させる手段として広く使われている。大規模な採鉱作業では、コンベヤベルトは一般にスチールコードまたはスチールストランドが埋め込まれているゴムの本体から形成されている。資材が搬送される表面には被覆化合物を使用できる。この化合物は一般に磨耗抵抗および切削抵抗がきわめて高く、また、搬送される岩石がベルトを引裂かないように十分な厚さのものである。内面にはプーリ化合物を使用することができ、ベルトはベルトを駆動させるのに用いられるプーリの上を移動するときに、このゴムは、強い磨耗に適した理想的なものである。
【0003】
これらのスチールコードまたはスチールストランド付きベルトは数マイルに及ぶこともあり、取り付けて組み立てるのに数百万ドルを要することもある。そのようなベルトの製造は最初に工場で行なわれ、ベルトが均一な伸張を呈し、かつベルトの損傷を引き起こす可能性があるベルト移動に伴う巻きずれを最小限に抑えるように、スチールストランドまたはスチールコードがベルトの表面と平行に同一面の関係で配置される。
【0004】
従来技術のベルト製造方法は、ゴムベルトを加硫させるステップと、現場に輸送するために加硫後のゴムベルトを大きなスプールに巻き付けるステップとを要する。ベルトのスプールが現場に受け入れられると、しっかりした接合部を作るに足る接合長を形成するのに十分であると判断される距離に亘って加硫ゴムをストランドから除去することによって、接合する端部を処理しなくてはならない。
【0005】
ゴムの除去は、非常に時間がかかる面倒な作業である。加硫ゴムをストランドから剥離するために、しばしばピアノ線が用いられる。幅が数フィートもある大きなベルトでは、各接合端部で100本を越えるストランドを露出させなくてはならない。露出させたら、できる限り多くの加硫ゴムをストランドから除去しなくてはならなかった。次にストランドは、トルエンなどの溶剤で清浄化され、それから、ストランドに、例えば”ケミロックNo.203”とキシレンとの3:2の混合溶液が塗布され、そしてゴムのりが塗布されて乾燥される。1970年1月6日に付与された「スチールコードが埋め込まれたコンベヤベルトの接合方法(A METHOD OF JOINING CONVEYOR BELTS HAVING STEEL CORDS EMBEDDED THEREIN)」と題された米国特許第3,487,871号に記載されているように両端部が処理された後、ベルトの形成に用いられたゴムと同じ品質の加硫ゴムまたは半加硫ゴムで作られた接合部材が形成される。部材の上面は、非加硫状態のゴムで作られ、ストランドを受け入れる複数の溝を備えていることが好ましい。ストランドが所定の位置に入れば、完全な接着を保証するために、前述のタイプの接着剤が表面の面に塗布されることが好ましい。この従来技術特許では、「非加硫状態のゴム」という用語を用い、その非加硫状態のゴムが、異なった加硫部材または半加硫部材(13)の溶融面には好適であるというが、この用語は、この特許の請求の範囲に要求されているように「少なくともその上面を、不完全に加硫された状態のゴムで形成させる」ことを意味すると考えられる。接合する部材がこの溝付き面で半加硫状態である場合の重大な制限は、半硬化状態のゴムの使用により接着溶剤の使用が強いられることである。これらの溶剤はVOCが高く、キシレンおよびトルエンが大量に使用されていることにより作業員に発がん性の危険を生じる。世界の先進地域では、そのような溶剤の使用は強く抑えられている。
【0006】
最も関連した先行技術は、欧州特許出願EP−A−0372510号にみられる。この出願は、加硫ゴムを有し、スチールストランドがその加硫ゴムに埋め込まれているコンベヤベルトの端部を接合する方法であって、複数のストランドを露出させるステップと、少なくとも1つの帯状片92が、上面にある実質的に平行な複数のストランド受入溝を有する下部帯状片であり、少なくとも1つの他の帯状片90が、上部帯状片である、少なくとも2つのゴム未加硫帯状片90、92を用意するステップと、接合されるベルト端部の露出しているストランド100を少なくとも1つの下部帯状片の溝の中に置くステップと、上部帯状片90を下部帯状片92の上に重ねて置き、両帯状片を一緒に加硫し、かつ、ストランド100に対して加硫付着し、それによって継ぎ合わされた接合部を形成するステップからなる方法を開示されている。
従来技術の接合部材の第2の制限は、明らかに部材が正確なベルト幅に成形され、ベルトのストランド数の正確に2倍数のストランドを有していることである。これは、コンベヤベルトの幅、すなわちサイズ、すなわちストランドの数は、この特許で教示されている概念を所要の特別設計の金型に用いるように標準化されていないので、各ベルト幅に対して特有の部材が存在していなくてはならいことを意味した。
【0007】
米国特許第3,487,871号に記載の接合方法の第3の制限は、ストランドに残っている場合に接着に悪影響を及ぼす加硫ベルトゴムが、ストランドに無い状態にしなくてはならないことであった。
【0008】
本発明の目的は、接合部材を半加硫する必要を無くすことである。
【0009】
別の目的は、溶剤の使用を不要にすることである。
【0010】
さらに別の目的は、接合前にすべての加硫ゴムをストランドから完全剥離する必要を無くすことである。
【0011】
本発明のさらに別の目的は、ベルトの幅、すなわち対応するストランド数と無関係に複数使用できる接合用の帯状片を提供することである。
【0012】
さらに別の目的は、接合処理の時間を節約するとともに接合強度を向上させることである。
【0013】
【発明の概要】
加硫ゴム(2)を有し、スチールストランド(1)が該加硫ゴムに埋め込まれているコンベヤベルト(10)の端部(11、12)を接合する方法を開示する。この発明は、(a)ゴム(2)の一部を、接合されるベルト端部(11、12)から取り除いて複数のストランド(1)を露出させるステップと、(b)少なくとも1つの帯状片(20)が、上面(24)にある実質的に平行な複数のストランド受入溝(22)を有する下部帯状片であり、少なくとも1つの他の帯状片が、上部帯状片(20)である、少なくとも2つの未加硫ゴム帯状片(20)を用意するステップと、(c)接合されるベルト端部(11、12)の露出しているストランド(1)を下部帯状片(20)の溝(22)の中に置くステップと、(d)上部帯状片(20)を下部帯状片(20)の上に重ねて置き、両帯状片(20)を一緒に加硫し、それによって継ぎ合わされた接合部を形成する。
【0014】
好適な方法では、加硫ゴム(2)を取り除いて複数のストランド(1)を露出させるステップが、ストランド(1)の少なくとも一部が加硫ゴム、最も好ましくは加硫ゴム(5)のコーティング、で覆われたままにしておくことを含み、それによって、両帯状片(20)を一緒に加硫させるステップが、帯状片(20)を、少なくとも部分的に覆われたストランド(1)に接着することを含む。
【0015】
少なくとも2つの未加硫ゴム帯状片(20)を用意するステップは、少なくとも2つの下部帯状片(20)を用意して、帯状片(20)の幅を増加させるように帯状片(20)を隣接させて配置するステップと、少なくとも2つの下部帯状片のうちの1つを溝(22)と平行に切断し、それによって総帯状片幅(WS)をコンベヤベルトの幅(WB)に実質的に一致させるステップとを含んでいる。
【0016】
上部帯状片(20)は、下部帯状片(20)と同様に溝付きであってもよい。上部帯状片および下部帯状片は、断面輪郭が同じであることが好ましい。
【0017】
上部帯状片または下部帯状片(20)を用意するステップは、帯状片(20)をカレンダー加工するステップ含み、カレンダーは、上面(24)のストランド受入溝(22)を形成する突条(356)を構成する平行な複数の構成要素を有するローラ(352)を有する。
【0018】
一実施形態では、カレンダー加工するステップは、カレンダーのローラ組立体(200)で下部帯状片が形成されるのに伴って、下部帯状片(20)を、プーリと接触するゴム化合物の帯状片(3)に貼り付け、それによって二重化合物の下部帯状片(20)を形成するステップを含む。上部帯状片(20)も同様に、上部被覆ゴム化合物(4)に加硫付着させることによって二重化合物にすることができる。
【0019】
前述の各接合方法では、スチールケーブルで補強されたベルト(10)を接合するために、幅WS、長さLSのエラストマーの帯状片(20)を使用する。この帯状片(20)は、帯状片(20)の幅WSの方向に延びる断面輪郭を有する未硬化の帯状片(20)であることを特徴とする。この断面輪郭は、帯状片の長手方向に平行に延びる実質的に半円形の複数のくぼみを有する。各くぼみは、スチールケーブルまたはスチールストランド(1)を配置するためのスチールケーブル受入溝(22)を形成している。
【0020】
帯状片(20)が、ベルト(10)の幅(WB)より狭い幅(WS)を有し、それによって各継ぎ接合部に複数の帯状片(20)が必要であることが好ましい。
【0021】
帯状片(20)は、各継ぎ接合部用の4つ以上の帯状片(20)から成るキットに事前包装されていることが最も好ましい。
【0022】
【発明の詳しい説明】
図1には、実例としてのコンベヤベルト(10)が観られる。ベルト(10)は、ゴムの(20)の芯層、すなわち中心層に埋め込まれた複数のスチールコードまたはスチールストランド(1)を有する。図示のように、中心層(2)は、コンベヤ装置(図示せず)の駆動プーリと接触するのに理想的に適したゴム化合物の下部層(3)、および、磨耗抵抗および切削抵抗に理想的に適したゴム化合物の被覆層(4)と隣接している。また、そのようなベルト(10)は、付加的な織物(テキスタイルまたはファブリック)の層を含むこともできるし、あるいは、コードの接着性を高めるためにベルトのスチールストランドに薄いゴムの接着層で含浸または被覆されることもあるが、上部化合物または下部化合物が無い1種類の同質のゴムだけを利用して形成されることもある。それにもかかわらず、本発明は、スチールコードまたはスチールストランド(1)を有する公知のタイプのゴムコンベヤベルト(10)のほとんどの接合を容易化するのに理想的に適している。
【0023】
示されているように、接合されるベルト端部(11、12)の処理が図2に図示されている。ベルト端部(11、12)のベルト(10)の本体(14)の一部は、スチールストランド(1)を露出させるために除去される。便宜上、「ベルト(10)の本体(14)」という用語は、中心層(2)、下部(3)、および被覆(4)、および任意の他の層といったすべての本体要素を含むものとする。本体(14)のこの部分は、ベルトの幅間を斜めに延びる方向に除去されることが好ましい。これは、接合の継目が同時に駆動プーリに接近しないことを確実にする。また、ストランドの上面上のゴム層を、ストランドの下の下側ゴム層よりも多く切断することもでき、この端部(11、12)処理方法は、一般に段付け(stepped contour)と呼ばれている。これらの特徴は、要求されないが、いくつかの用途で継ぎ接合を向上させることができる。
【0024】
端部(11、12)からゴムの本体(14)が除去されると、スチールコードのストランド(1)が露出する。ゴムの本体(14)を除去するいくつかの技術では、コード(1)からゴムを剥離するためにスチール製のピアノ線が使用される。この本体(14)除去の方法では、コードのごく一部しか硬化ゴムで覆われていないように、スチールコードを覆っているほぼすべてのゴムが除去される。要望されれば、コードまたはストランドに付着している残りのゴムはワイヤブラシ等で取り除くことができる。しかしながら、この技術は非常に面倒で時間がかかり、回避されることが好ましい。
【0025】
ゴムの本体(14)を取り除く別の方法として、図3に示されているように、ゴムの薄い外装(5)で被覆されているストランド(1)を残しながらゴムの本体(14)を除去する、輪郭に合致した切断面を有する手段を使用することなどがある。この技術では、接合部を接合する前に硬化ゴムの外装(5)の接着性を高めるためにストランド(1)をバフ磨きすることもできる。
【0026】
本発明は、製造技術の結果としてベルトの端部でストランドが露出しているベルトに対して使用されることが理想的であることに注意することが重要である。そのような場合、接合するために端部(11、12)を処理するステップを無くすこともできるし、または、硬化したゴムを除去するステップを回避または変更することもできる。
【0027】
図2に示されているように、露出したストランド(1)は、予備成形された未加硫ゴムの帯状片(20)のくぼみの中に配置されることが理想的である。これらのくぼみは各々がストランド受入溝(22)である。1インチ当たりの溝(22)の数は、ベルトの一端の1インチ当たりのストランドの数の2倍であることが理想的である。
【0028】
予備成形された接合用の各帯状片(20)は、図2に示されるような幅(WS)と長さ(LS)を有する。帯状片(20)は、複数の溝(22)を有する第1の表面(24)と、ほぼ平坦、すなわち平面状の第2の表面(26)とを有する。
【0029】
平坦な帯状片(20)の溝付きの第1の表面(24)をストランド(1)に隣接するように方向付けることによって、一方の端部(11)のストランド(1)を溝(22)に1つおきに配置することができ、さらに他方の端部(12)のストランド(1)が、埋められる残りの溝(22)に入れられる。このようにして得られた端部(11)のストランド(1)および端部(12)のストランド(1)は、互いに部分的に重なるアレイを形成する。
【0030】
継ぎ接合部のストランド(1)の数が、コンベヤベルト(10)の残りの部分のストランドの数のほぼ2倍であるので、何通りものパターン化された手順でコードまたはストランド(1)の長さを変更することが可能である。原理的な考えは、端部(11)の短く切断されたコード(1)が端部(12)の1つまたは2つの長いコード(1)と隣接し、また、その逆の場合も同様である、ということである。その結果の効果は、コード端部が駆動プーリの周りを、ピーク応力を引き起こす同時発生的な曲がり方で曲がらないことである。これらの接合技術は当業界でよく知られているが、それらは本発明に容易に応用できることに注意することが重要である。
【0031】
コードまたはストランド(1)が適切な接合手順ですべて溝(22)の中に配置されると、1つまたは複数の上部帯状片が、上部および下部が未硬化のゴムの帯状片でストランドを覆うように接合開口部の上に配置される。
【0032】
上部帯状片は、下部帯状片と同様に溝が付けられていることが好ましい。上部帯状片および下部帯状片は、形状および構成が同じであることが最も好ましい。
【0033】
あるいは、上部帯状片は、単に未硬化のゴムの平坦な構成要素であってもよい。
【0034】
継ぎ接合に必要な開口の量に応じて、そのような場合に必要な大きさよりわずかに大きく帯状片(20)を形成し、必要に応じてフィットするように切り落とすこともできる。
【0035】
帯状片は、強度および耐性について最適の接合長LSになるように長さの調整がなされることが最も好ましく、帯状片の切り落とし、すなわち切断は推奨されない。この場合、ベルトの製造により、少なくとも接合長が十分であることが保証され得る。
【0036】
帯状片の幅(WS)に関して、接合用帯状片の重要な特徴は、帯状片が、一般にベルト幅(WB)より狭い幅(WS)に予備成形されることである。5フィート以上の幅を有するベルトの場合、より狭い複数の帯状片の方が取扱い易いことは容易に理解できる。接合作業者は、単にストランドを被覆するのに必要なだけ多くの帯状片を配置することができ、それから、ベルトの全幅にほぼ一致させるように最後の帯状片を切り落とし切断しなくてはならない。理想的には、この切り落としは、ただ単に、高温のナイフまたは同様の切断部品を使って、このナイフを帯状片の溝(22)に通すことしか必要としないことである。この処置は、継ぎ接合部の上部および下部の両方に適用できる。
【0037】
未硬化の帯状片(20)が配置され、ストランドが溝(22)の中に適切に置かれると、接合領域が図4に示されるように硬化プレス機(30)の中に置かれる。硬化されれば、接合は完了する。従来技術で用いられているより難解な技術に対して、精度および品質管理を向上させることの利点は容易に理解できるが、この方法は、優れた接合部を形成することに加え、接合時間を現状技術の半分程度にまで短縮することができる。大きな採鉱用ベルトに100回程度の接合が必要かも知れないと考えられるとき、1つの継ぎ接合を完成させる時間を8時間から4時間未満へ短縮することは、明らかな費用と時間の節約である。
【0038】
図5に、予備成形されたエラストマー帯状片(20)を形成するためのカレンダー装置(100)が示されている。装置(100)は、1つまたは複数のカレンダー組立体(200)を有し、各組立体(200)は、一対のカレンダーローラ(350、352)を有している。
【0039】
図6において、一方のローラ(352)が、平行配列で配置されている複数の突条(356)を有し、突条(356)は、帯状片(20)の断面輪郭に複数のくぼみ(22)を形成し、これらの溝形成用の突条(356)は、ストランド受入溝(22)を形成する。カレンダーローラ(352)の一方、好ましくは突条(356)を備えているローラ(352)は、帯状片(20)の全輪郭を決める要素形成くぼみ(354)を有する。帯状片(20)自体は、未硬化のゴム(40)をカレンダーローラの間隙に供給することによって形成される。示されているように、ローラに供給する手段(360)は、ゴムを、間隙に送られる丸いストランド(40)に加工する押出機(360)である。帯状片の輪郭が形成されると、帯状片(20)は直接、搬送手段(600)の上に移される。示されているように、搬送手段には、スチールのコンベヤベルト(207)があってもよい。
【0040】
あるいは、帯状片(20)は、別のゴム層(3、4)に移すこともできる。図8と9にそれぞれ示されているように、予備成形された帯状片を下部プーリゴム層(3)または上部被覆ゴム層(4)に積層し、それによって特定の上部帯状片(20)および下部帯状片(20)を作ることができる。そのような場合、図5に示されているように2つの層を同時に形成するために2つのカレンダー組立体を使用できる。
【0041】
帯状片(20)はライナー(50)などの支持部材に移すことが好ましいと考えられる。最も好ましいのは、半硬質のポリライナー(50)である。
【0042】
図10に示されているように、ライナー(50)の上に置くと、帯状片(20)は、コイル状に巻いて垂直に重ねることができる。帯状片(20)が、帯状片の作られる場所、例えばカレンダーローラで、ライナー(50)に付着させられる、すなわち移されるとすると、ライナー(50)への接着は、帯状片(20)がライナー(50)にしっかり固定されるように行なわれる。これにより、輸送時および取扱い時の損傷の可能性が最小になった。示されているように、キットの状態で送り出されるコイルの個数は、継ぎ接合部を作るのに必要な量と等しくなくてはならない。
【0043】
図示のように、帯状片(20)を作るための前述の装置(100)は、上部被覆層(4)または下部プーリ層(3)の一方を形成するための別のカレンダー組立体(200)を含むこともできる。
【0044】
それにもかかわらず、帯状片(20)を形成する原理は、構成要素を生すなわち未硬化の状態で予備成形できることが有利である。これにより、帯状片(20)は、確実に溶剤およびセメントを使用する必要無く使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 加硫ゴムに埋め込まれたスチールストランドを有する、具体例としてのベルト構造物の部分断面図である。
【図2】 対応するベルト端部に付着させるように処理されたベルト端部と、継ぎ接合用に予備成形された複数の未加硫ゴム帯状片との斜視図である。
【図3】 加硫ベルトゴムのコーティングに覆われている状態で示されているスチールコードのストランドの図である。
【図4】 本発明によるベルト接合部を形成するための加硫プレス機の側面立面図である。
【図5】 予備成形エラストマー帯状片を形成するためのカレンダー装置の斜視図である。
【図6】 ストランド受入溝を帯状片に形成する突条を備えた、カレンダーローラの断面図である。
【図7】 好適な帯状片の断面図である。
【図8】 帯状片に積層される下部プーリゴム層を備えた予備成形帯状片の断面図である。
【図9】 帯状片に積層される上部プーリゴム層を備えた予備成形帯状片の断面図である。
【図10】 ゴムに埋め込まれたスチールストランドで補強されたベルトの接合部を接合するための、具体例としてのキット内の帯状片組立体の斜視図である。

Claims (3)

  1. 加硫ゴム(12)を有し、スチールストランド(1)が前記加硫ゴムに埋め込まれているコンベヤベルト(10)の端部(11、12)を接合する方法が、
    複数のストランド(1)を露出させるステップと、
    少なくとも1つの帯状片(20)が、上面(24)にある実質的に平行な複数のストランド受入溝(22)を有する下部帯状片であり、少なくとも1つの他の帯状片(20)が上部帯状片である、少なくとも2つの未加硫ゴム帯状片(20)を用意するステップと、
    接合されるベルト端部(11、12)の露出している前記ストランド(1)を前記少なくとも1つの下部帯状片(20)の前記溝(22)の中に置くステップと、
    前記上部帯状片(20)を前記下部帯状片(20)の上に重ねて置き、両帯状片(20)を一緒に加硫し、かつ、前記ストランド(1)に対して加硫付着し、それによって継ぎ合わされた接合部を形成するステップと、を含んでいる方法に於いて、
    前記上部帯状片(20)又は下部帯状片(20)を用意する前記ステップが前記帯状片(20)に前記溝(22)をカレンダー加工するステップ含み、カレンダー(350、352)が、前記帯状片(20)の上面(24)の前記ストランド受入溝(22)を形成する平行な複数の要素構成突条(356)を有し、カレンダー加工する前記ステップは、前記下部帯状片(20)が前記カレンダーローラで形成されるのに伴って、前記下部帯状片(20)を、プーリに接触するゴム化合物の帯状片(3)に貼り付け、それによって二重化合物の下部帯状片(20)を形成するステップを含む、ことを特徴とするコンベヤベルト(10)の端部(11、12)を接合する方法。
  2. 加硫ゴム(12)を有し、スチールストランド(1)が前記加硫ゴムに埋め込まれているコンベヤベルト(10)の端部(11、12)を接合する方法が、
    複数のストランド(1)を露出させるステップと、
    少なくとも1つの帯状片(20)が、上面(24)にある実質的に平行な複数のストランド受入溝(22)を有する下部帯状片であり、少なくとも1つの他の帯状片(20)が上部帯状片である、少なくとも2つの未加硫ゴム帯状片(20)を用意するステップと、
    接合されるベルト端部(11、12)の露出している前記ストランド(1)を前記少なくとも1つの下部帯状片(20)の前記溝(22)の中に置くステップと、
    前記上部帯状片(20)を前記下部帯状片(20)の上に重ねて置き、両帯状片(20)を一緒に加硫し、かつ、前記ストランド(1)に対して加硫付着し、それによって継ぎ合わされた接合部を形成するステップと、を含んでいる方法に於いて、
    複数の溝(22)を有する前記上部帯状片(20)又は下部帯状片(20)を用意する前記ステップが帯状片(20)に前記溝(22)をカレンダー加工するステップ含み、カレンダー(350、352)が、前記帯状片(20)の上面(24)の前記ストランド受入溝(22)を形成する平行な複数の要素構成突条(356)を有し、前記カレンダー加工するステップが、前記上部帯状片(20)を上部被覆ゴム化合物の帯状片(4)に貼り付けるステップを含む、ことを特徴とするコンベヤベルト(10)の端部(11、12)を接合する方法。
  3. 加硫ゴム(12)を有し、スチールストランド(1)が前記加硫ゴムに埋め込まれているコンベヤベルト(10)の端部(11、12)を接合する方法が、
    複数のストランド(1)を露出させるステップと、
    少なくとも1つの帯状片(20)が、上面(24)にある実質的に平行な複数のストランド受入溝(22)を有する下部帯状片であり、少なくとも1つの他の帯状片(20)が、上部帯状片である、少なくとも2つの未加硫ゴム帯状片(20)を用意するステップと、
    接合されるベルト端部(11、12)の露出している前記ストランド(1)を前記少なくとも1つの下部帯状片(20)の前記溝(22)の中に置くステップと、
    前記上部帯状片(20)を前記下部帯状片(20)の上に重ねて置き、両帯状片(20)を一緒に加硫し、かつ、前記ストランド(1)に対して加硫付着し、それによって継ぎ合わされた接合部を形成するステップと、を含んでいる方法に於いて、
    複数の溝(22)を有する前記上部帯状片(20)又は下部帯状片(20)を用意する前記ステップが前記帯状片(20)に前記溝(22)をカレンダー加工するステップ含み、カレンダー(350、352)が、前記帯状片(20)の上面(24)の前記ストランド受入溝(22)を形成する平行な複数の要素構成突条(356)を有し、前記上部又は下部帯状片が形成されるのに伴って前記上部又は下部帯状片が分離ライナー(50)に貼り付けられる、ことを特徴とするコンベヤベルト(10)の端部(11、12)を接合する方法。
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