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					                                                  生物生産機械学

第4章 収 穫 機
1.穀物収穫機
 穀物収穫機には,刈り取った作物を結束してほ場に置いていくバインダと,刈り取り後,直ちに脱穀して収
穫するコンバインがある.コンバインには,日本で開発され,ジャポニカイネの収穫に用いられる自脱コンバ
インと,東南アジアで普及しつつあるインデイカイネ用コンバインおよび欧米などで広く用いられる普通コンバ
インがある.さらに普通コンバインには,
大別して直流コンバインと軸流コンバイ
ンがある.わが国でも,1986 年に国産
の軸流コンバインが開発されて以降,
普通コンバインは年々増加する傾向に
ある.
 右図に水稲の収穫様式別の収穫面
積割合を示す.1999 年産水稲では,自
脱コンバイン,バインダ,普通コンバイ
ンおよび手刈りによる収穫面積割合は,
それぞれ 86.5%,10.8%,2.5%,0.3%
で,水稲の 99.7%が機械収穫されてい
る.


1) バインダ     ( 藤田 真由 + 2009 黒木 健太 )
 ○ 概 要
  バインダ(reaper-binder、あるいは binder)とは、主に米や麦の収穫作業で使用される農業機械の 1 つで、
穀物を刈り取り、結束ひもで結束して、その束を機外に放出する収穫機である。
 登熟期を迎えた作物の刈り取りと結束を同時に行うことができる。わが国で使用されるバインダは、1~2
条刈り(刈り幅 0.3~0,6m)で、10a当たり 1500 束程度の小束を結束する小型収穫機である。「バインダ」は語
源的には結束機の意味だが、刈取機 (reaper) から発展した機械であり、かならず刈り取りの機能も持って
いる。単に刈取機(刈り取り機)ともいう。




          ヤンマーバインダー Be シリーズ」

 ○ 構 造
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     バインダは大まかにいって、引き起こし部(デバイダー)、刈取り部、結束部、走行部から構成される。幅
広低圧力タイヤを 1~2 輪持つ自走式で、1.5~3.6kW のガソリンエンジンを搭載し、走行部、刈取部、および
結束部を駆動する。分草板と分草ガイドにより、刈り取る穀稈とその周囲のものを分離誘導し、引き起こした
稈を刈刃で刈り取り、結束部で結束して機体の右側から圃場に束を放出する。
     a. 刈り取り部: 「刈り取り部」は作物が直立した状態であればその刈取りは容易であるが、台風や長雨で
倒伏している場合には、引き起こし部が作物を機械で刈取れる状態にまで引き起こす役割を受け持つ。
     刈取り部は条数によって選択するが、バインダでは 1 条用ないし 2 条用のものが普及している。なかには 3
条のものもあるが一般的ではない。




       刈刃(コンバイン・バインダー)           丸刃        刈刃(直流コンバイン)




b.    結束部: 「結束部」では、ジュートひもやサイザルひも、あるいは合成ひもで一定量の束毎に結束をした
              のち自動的に排出する(上図 右)。
C.    走行部 : 「走行部」はバインダを移動させるための装置で、1 輪式または 2 輪式となる。装着されるタイ
              ヤの仕様には、溝が浅く一般的な乾田用と、特殊なパターンを持つ幅広の湿田用がある。
              エンジンは小馬力のものが採用され、4〜6 馬力程度の空冷 4 サイクルガソリンエンジンを
              搭載することが多い。
d.性 能 : 作業速度は 0.8m/s 前後で,ほ場作業量は 1 条刈りで 5.2~9.2a/h,2 条りで
          10.9~15.Oa/h ぐらいである.
              湿田での作業やイネが倒伏している場合には,0.3~0.4m/s で作業する.


     ○ 利用例・利用状況
      昭和 30 年代後半から登場し、日本では広く一般に普及してい
     る。しかし、自脱型コンバインの普及により衰退傾向にある。今で

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                                                生物生産機械学
 は小区画圃場などで利用されている。
「バインダの準備」
 ●バインダは、稲を刈り取って紐で株元を一定の大きさ(太さ)に結ぶ機械である。一般的に、歩行型の1
  ~3条刈りの機械の利用が多い。
 ●注油や刃の摩耗については、自脱コンバインと同じよう
  に注意する。
 ●バインダによる収穫作業後には、稲を天日乾燥する「はざか
  け」を行う。このためには、稲束が紐でしっかり結束されている
  必要があり、強度の弱くなった紐や古い紐を使うと結束作業が
  うまくいかないので注意する。
「バインダ収穫作業の実際」

 ●バインダによる稲の収穫適期は、コンバインより4~5日程度前
  が良いとされている。これは、コンバインによって収穫された米
  が収穫直後に機械乾燥されるのに対し、バインダによって刈り
  取りとられた米は、4~5日かけて自然乾燥されるからである。
  この間に茎葉から胚乳に養分が移動して米が太るとも言われて
  いる。
 ●バインダの結束部に紐を通し、エンジンをかけたら、左回りで2
  ~3周刈り取る。次に枕地をもう少し刈り取って広げ、枕地での
  旋回時間が短くなるように中割作業を行い、最後に長辺方向に
  沿って刈りながら回り刈りを行う。     三菱農機(株)   MB210(2輪1条刈)



2)自脱コンバイン ( 谷口知博 )
a.自脱コンバインの概要(特徴)
 自脱コンバインとは、自動脱穀機に排わら処理機、引起し装置を有する刈取機と走行部を組合わせたコン
バインを指す。平野部に大区画の耕地が少なく、中山間地に比較的狭い農地が多い日本の実情に合わせて
開発された。過去には運転者が歩きながら操作する歩行型もあったが、現在市販されているコンバインは全
て乗用型となっている。しかし、小型の 2 条刈コンバインに限り、田の出入
りやトラックへの積み下ろしのために、歩きながら操作が出来る機構を有
する機種がある。小型の自脱コンバインは省力化の目的でハーベスター
の代用としても利用される。自脱コンバインはその営農規模にあわせて、
2 条刈から 6 条刈まで、様々な大きさがある。
 刈稈をフィードチェーンで挟持しながら、穂先だけをこぎ室内に供給し
て脱穀するので、脱穀損失・損傷・所要動力も少なく、         図1 三菱コ
ンバイン VG98
 選別部を小型にでき、全体を小型化できる特長がある。反面、刈取・搬送部が複雑になり、大豆などへの
適用や大型化が困難である。


b.自脱コンバインの構造・機構

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(1)刈取部 : 刈取部では、バインダと同様の 50mm刈刃を用いる。刈刃の前方に約 30cm間隔で分草板
が数個(刈り取り条数+1 個)設置されている。穀稈の引起しにはバイン                   ダ
と同様の引起しづめが用いられている。作物が直立している場合、刈り
取り作業は容易であるが、台風や病虫害、肥培管理の影響によって作
物が倒伏している場合、その程度によっては刈取りが困難になる。自脱                     コ
ンバインの刈取り部は普通コンバインのリールヘッダに比較すれば、倒
伏する可能性がある稲などの作物に対して、より適した刈取り部と言え                     る。
図2   刈 取 部
(2)搬送部 : 地際から刈取られた作物は搬送部によって、脱穀部へ整然と搬送される。搬送は、搬送チェ
ーンと呼ばれる突起が付いた金属製のチェーンが強制的に行う。こぎ胴に対して奥に作物を入れすぎた深こ
ぎを行うと、損失や馬力のロスを生じ、逆に浅こぎを行うと穀粒がわらに残るこ
ぎ残
しが発生する。搬送部は刈取部から脱穀部へと作物を搬送しながら、こぎ深さ
を適正に調整する役割を担い、最近のコンバインでは作物の長さにあわせてこ
ぎ深さを自動的に調節し、常に最適なこぎ深さで作物を脱穀部に供給する仕組
みを備えている。                 (図3 搬送部 )
( 3 )脱穀部・選別部
 こぎ胴には逆V字型のこぎ歯が多数取りつけられており、動力で回転する。こぎ胴がフィードチェーンで整
然と送られる作物の穂先から、こぎ室を通過する 2 秒間の間に穀粒をこぎ落す。こぎ胴の下側には鋼線を編
んだクリンプ網があり、クリンプ網を通過した物だけが選別板へと落ちる。選別板は偏心した軸によって揺動
し、穀粒と不要なわら屑を比重によって選別し、大きなわら
屑はストローラックを経て機外へ排出される。さらに揺動板
から落下した穀粒は唐箕ファンが発生する風によって選別
され、目的の穀粒のみが籾タンクへと搬送される。この選
別された穀粒を搬送する系統は 1 番と呼ばれ、1 番ラセンな
どと呼ばれる。選別が不完全で、穀粒とわら屑が分離しき
れていない物は、2 番と呼ばれる系統でこぎ胴、あるいは選
別板に還元され、再選別が行われる。さらに軽いわら屑や
埃は、唐箕ファン、あるいは吸引ファンの風によって機外に
排出される。
※穂先の穀粒のみを処理し、わら(穀桿)が選別部に殆ど入
り込まないのが自脱の最大の特徴である。
(図4)脱穀・選別部




( 4 )穀粒処理部
 脱穀部が選別した籾は、次の二種類の方法で処理される。
1).袋詰式: ポリエチレンなどの丈夫な化学繊維を編んだ、チャックで封をすることが出来るコンバイン袋、
 又は籾袋と呼ばれる袋に籾を詰める方式。一袋の容量は約 50 リットル有り、籾が詰められるとおよそ 30kg
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 程になるコンバイン袋は、手作業でコンバインから取りだされ運搬される。
2).グレーンタンク式: グレーンタンクはコンバインの大きさにあわせて 250 リットルから 2,000 リットルの容
 量がある。6 条刈の 2,000 リットルのグレーンタンクは籾袋では約 40 袋に相当し、収量を反当 8 俵と仮定す
 ると約 17a の面積を機械を止めることなく刈り続けることが出来る。タンクが大きければ大きいほど連続し
 て刈取を続けることができ、作業能率が向上する。タンクに貯められた籾は、ラセンを使って籾を搬送する
 アンローダやオーガと呼ばれる排
 出装置によって、バラ籾を運搬す
 る籾コンテナやフレコン、或はダン
 プトラックに排出される。最近では
 オーガを無線で自在に遠隔操作し
 たり、伸縮式にして排出の位置合
 せを容易に      図5 グレーンタン
 ク         図6 排出オーガ
する等の構造を持つ機種もある。
( 5 )排わら処理部
 [一般的な装備]
・カッタ:脱穀作業が済んだ稲わらを 5cm から 15cm 程度の長さに細断処理する。
 細断したわらは圃場一面に散布されることになり、後でトラクタのロータリに
 よって田にすき込まれる。 稲わらの経路を切替えることによって、稲わらを
 細 断 せ ず に そ の ま ま バ ラ 落 し す る こ と も 可 能 で あ る 。
 図7 排わら処理部
 [その他の装備]
・ドロッパ: 稲わらの経路を切替えてバラ落しするわらを受けとめ、結束せずに一定量ずつまとめて圃場に落
 下させる装置。小型のコンバインではカッタとともに標準装備されることが多いが、あまり使われていない。
・結束機: ノッタとも呼ばれる。稲わらを束にして結束する装置。後でそのわら束を手作業で立てて風乾した
 りする。家畜がいる農家でよく使われる。
・立体放出: 結束機とともに使用する。結束したわらを捻って落下させ、わら束を圃場に自立させて、手作業
 でわら束を立てる手間を省く装置。
・カウントドロッパ :ノッタドロッパとも呼ばれる。結束機で結束したわら束を、一定の数まとめて圃場に落下さ
 せる装置。わら束の収集を省力化する。


( 6 )走行部
 軟弱な水田を走行するため、走行部には接地圧 12~22kPa のゴム製の履帯が用いられている。履帯は 75
~90mm ピッチの一定間隔に鉄製の芯金を配置し、その下部に 50~100 本のスチールワイヤを長手方向に
入れ、合成ゴムで一体化したものである。履帯の外面にはけん引力を増すために、高さ 15~40mmのラグが
一文字などのパターンに配置されている。接地部は 4~7 個の転輪で支えられ、大形機では揺動できるイコラ
イザが取り付けてあり、畝越えが安全かつ安易に行える構造になっている。変速機には、速度を無段階に調
節できる静油圧トランスミッション(HST)を用いるものが多い。




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                  図8   クローラ
( 7 )自動制御装置
   自脱コンバインは、操作、調節する部分が多く、作業者の疲労軽減と安全性及び作業性能向上のた
  め、各種の自動制御装置や警報・モニタ装置が組み込まれている。
・ 方向制御装置 分草板に取り付けたマイクロスイッチやポテンショメータなどで作物列を検出し、電磁弁
  で油圧シリンダを作動させ、操向クラッチを操作して自動操向する。
・ 刈高さ制御    刈取部を昇降する油圧シリンダの位置をポテンショメータで検出し、作業者が予め設定し
  た刈高さ位置に合わせる。
・ こぎ深さ制御装置 マイクロスイッチなどの稈長センサを刈稈搬送部に設置し、搬送装置の傾きを変えて
  こぎ室に入る穂先位置を適切に制御する。
・ 刈稈搬送速度装置 走行 HST とは別の HST により刈取部からフィードチェーン
  までの搬送速度を走行速度に同調させ、刈稈搬送の乱れを抑え、安定した姿
  勢で脱穀部に刈稈を提供する。
・ 選別制御装置 選別部の穀粒量を検出して、チャフシーブの間隔を調節するこ
  とで、選別性能を適切に制御する。穀粒量の検出には、グレーンパ               ン上の
  穀粒の層厚をポテンションメータで検出する方法やチャフシーブ
 を通過する風力変化から推定する方法がある。                       図9 水平制御装置
  ※チャフシーブ・・・開度を変えることにより穀粒の漏下量を調節する機構。
・ 水平制御装置 機体の姿勢を傾斜センサで検出し、油圧シリン
  ダで車高を左右、前後に調節することで、刈取部や選別部を水
  平に保つ装置である。
・ その他   わらや穀物の詰まりを通知する警報装置、エンジン停
  止装置、グレーンタンクが一杯になると通知する装置やレベル
  表示装置、収穫量と収穫位置を同時に測定し、収量マップを作
  成する収量モニタ。                   図 10 こぎ深さ自動調節装置


c.性能(作業精度や作業能率)
 作業能率: 作物の種類、品種、収量、収穫条件で圃場作業量は著しく異なる。
 2条刈り用:7~20a/h    3条刈り用:18~38a/h     4条刈り用:30~50a/h
 5条刈り用:50~85a/h    6条刈り用:85~100a/h
          [例]4条刈自脱コンバイン
           三菱農機 三菱コンバイン VY433(24.3kW)    16~55 分/10a
        ヤンマー農機 ヤンマーコンバイン GC447(34.5kW) 15~20分/10a


 作業精度: 作物の条件や気象条件で異なるが、気候の良好な日中での収穫の場合、
          穀粒損失:2~3%以下。 損傷粒:0.5%以下
 ※ 作物が倒伏すると穀粒損失は増加し、雨天や早朝や夕刻には作物に水滴が付着して、脱穀・選別性
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    能が悪化し作業能率も低下する。


d.利用例、利用状況
 日本の多くの農家で水稲の収穫の際に利用されている。自脱コンバインは、2 条刈から 6 条刈まで、様々
な大きさがあるため、営農規模にあわせてコンバインの大きさを選択できる。
        (参考文献・引用)

        文永堂出版 農業機械学 第3版

        三菱農機株式会社         http://www.mam.co.jp

        ヤンマー農機         http://www.yanmar.co.jp

        フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 http://ja.wikipedia.org/wiki



3)普通コンバイン ( 川畑 拓也 )
(1) 普通コンバインの概要
 農作物を収穫する機械の一つ。コンバインの種類について、日本で開発され、ジャポニカ米の収穫に用い
られる自脱コンバインと、欧米などで広く用いられる普通コンバインなどがある。国内でも普通コンバインは
年々増加傾向にある。
普通コンバイン(conventional combine)は,自脱コンバインに対して,穀物全部が脱穀部を通過する構造に
なっており,適用できる作物の種類が多く,こぎ胴幅を増やすことで大形化できるが,穀粒拐失や拐傷が多い.
普通コンバインは,進行方向に対して直角に配置したこぎ胴で脱穀し,ストロウォーカ(straw walker)で長わ
らと穀粒を選別する。このため,直
流コンバイン(tangential
now combine)ともいう。機能を大別
すると,図 に示すようにヘッダ部、
搬送部,脱穀部,選別・精選部,走
行部,グレーンタンク部などからな
る.走行部は水田用にハーフクロー
ラを用いるが,畑地用は車輪式で
前輪が駆動輪,後輪が操向輪にな
っている。


(2) 構造・機構
コンバインは、作物に合わせて設計されている脱着可能な刈取部を装備している。
まず、ヘッダが作物を刈り取り、プラットホーム上に倒された穀物はオーガで中央に集められ、フィーダコンベ
ヤで脱穀部のこぎ胴とコンケーブとの間に供給され脱穀される。選別はストロウォーカあたりで行われる。
  走行部には4本のタイヤを備えたものもあるが、日本製のコンバインは水田への適応性を高めるためにク
ローラ(キャタピラ)を装備しているものが多い。刈取部には
水平制御機構を備え、コンピュータ制御によりエンジン出力を
自動制御するものもある。
標準ヘッダはグレンプラットフォーム(grain platform)、あるい
はプラットフォームヘッダ(platform header)と呼ばれ、レシプロ
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(バリカン)モアーを装備し、刈取られた作物をヘッドに落とすための金属またはプラスチックのツースが付いた
回転するリールを特色とする。                    図 a 直流コンバイン
    その後、クロス・オーガ(cross auger)がスロート(throat)へ作物を引き込む。 グレンプラットフォームは、穀
粒、マメ科植物および多くの種子作物を含む多く
の作物に使用される。


(3) 性 能
 自脱型コンバインは、稲の穂先部分だけを脱穀装置にかけて脱穀(穀物の実の部分だけを取り出す。)す
るのに             図b 直流コンバイン
比べ普通型コンバインは、刈り取った穀桿のすべてを機械内部で脱穀する。適用できる作物の種類が多く機
械の大型化も可能であるが穀粒損失や損傷が多いのが難点(稲の場合穀粒損失が5%、損傷粒が2~
9%)。しかし最近は性能も良くなり損傷・損失は減少しつつある。こぎ胴の直径は 370~600mmで、回転数
150~1500rpmの範囲でベルト式の無段変速機によって、作物の種類や状態に合わせて調整する。回転
速度を上げるとこぎ残しは減少するが、損傷粒やわら破砕度は増える。


(4) 利用状況
    当初は機械が大型であったために、比較的狭い日本の農地では使いづらく、稲の収穫に適するように日
    本で独自に開発された自脱コンバインのほうが普及が進んだ。




*   参考ホームページ

     Wikipedia、www.yanmar.co.jp/hokuto/products/combine/GC980.html - 39k




4)軸流コンバイン              ( 久保田 啓介 )
(1) 軸流コンバインの概要
    穀物収穫機のコンバインには欧米などで広く用いられる普通コンバインがある。普通コンバインには大別し
て直流コンバインと軸流コンバイン(axial-flow combine)があり、軸流コンバインはロータリコンバイン(rotary
combine)ともいう。日本で開発された汎用コンバインは軸流式である。進行方向に対して平行にロータを配置
したコンバインである。




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                   図 軸流コンバイン(axial-flow combine)


(2)   軸流コンバインの構造・機構
  汎用コンバインは水稲、麦、大豆など多くの作物に利用することを目的に開発された普通型コンバインであ
る。現在、4社から市販されているが、いずれも軸流式のスクリュー脱穀機構を搭載しており、作物の違いに
対してはこぎ胴周速度と送塵弁の角度を、また水稲の脱粒性の違いに対しては送塵弁の角度を変えること
によって対応するようになっている。穀物は長いロータと円形状のコンケーブの間を、らせん状に運動しなが
ら脱穀されロータの後半で選別される。走行部が履帯式のものは水田で作業ができる。




(3)   軸流コンバインの性能
  コンバインの作業性能は、作物、品種、作物条件、ほ場条件、作業条件等によって変わる。軸流コンバイン
は、直流コンバインに比べ脱穀作用時間が長く、穀粒損失は少ないが、所要動力はいくぶん大きい傾向があ
る。




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(4)   軸流コンバインの利用例・利用状況
 水稲、麦、ダイズなどの作物に広く利用されている。


参考サイト

http://www.kanbou.maff.go.jp/www/gichou/manual/1-8.htm

http://www.knaes.affrc.go.jp/press/20070808/index.html

5)インデイカイネ用コンバイン
 タイや中国で普及しつつあるインデイカイネ用コンバイ
ンを図に示す.
こぎ胴は進行方向に対して直角に配置されている.イン
デイカイネは脱粒しやすいため,線径約 15mm のスパイ
クツースを取り付けた投げ込み式の軸流脱穀機が使用
される.投げ込み式のためダイズの収穫も可能である.
刈り取ったイネは左側からこぎ室に入り,らせん状に回
転しながら脱穀,選別され,穀粒はコンケープを漏下し,
長わらは右側から排出される.漏下した穀粒は,唐みフ
ァンによって風選される.このこぎ胴は,インドのパンジ
ャプ地方で使用されていた脱穀機をベースにフィリピンの国際イネ研究所(IRRI)で開発され,フィリピン,タイ
など東南アジアや中国南部でインデイカイネの脱穀機として使用,改良されてきたものである.構造が簡単な
ため,このコンバインがインデイカイネ用として広く普及すると考えられる.しかし,このコンバインは,①刈高
さが高い,②選別が悪い,③わらが使えないことから,インデイカイネの収穫にも自脱コンバインが適してい
るとの意見もある.




(Report 2009 古賀 健)
○ インディカイネ用コンバインの概要(特徴): インディカ稲は、ジャポニカ稲と比べて脱粒しやすいため普
      通型コンバインが使用される。
○ インディカイネ用コンバインの構造・機構:インディカ稲は脱粒しやすいため、スパイクツースを取り付けた
      投げ込み式の軸流脱穀機が使用されている。図のコンバイン(IRRI 型脱穀機)のこぎ胴は、国際稲研究
      所(IRRI)で開発された脱穀機を改良したものであり、構造が簡単である。タイや、インドネシアなどで普
      及している。
○ インディカイネ用コンバインの利用例・利用状況: インディカイネ用コンバインは、タイや、中国で普及し
      つつある。また、日本企業として、クボタがタイ向けのコンバインの販売を行っている。


6) その他のコンバイン                      ( 柿木佳奈 )
(1) 大豆コンバイン
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                                               生物生産機械学
○概要 : 大豆は稲や麦などの穀粒に比べて、損傷や汚損しやすい。大豆栽培の中でもっとも多労を要する
 「収穫・脱穀」作業が効率化された功績は大きく、全国の優良農家の中にはコンバインを核とした機械化一
 貫体系によって労働時間を大幅に短縮し、軽労化した事例も珍しくない。




○構 造: 軸流コンバインとほぼ同様。機中を搬送する際にバケット式を
  用いたり、機外に排出する際に空気圧を用いた装置が使われている。
・ロングスクリューこぎ歯ロータ: こぎ胴の外周に取り付けたスクリュー
 こぎ歯により、作物をロータの軸方向に搬送しながら、クリンプ網と
 の間でやさしく脱穀する。
・グレンタンク式 : 2,000 リットルのグレンタンクは籾袋では約 40 袋
 に相当し、約 17a の面積を機械を止ることなく刈り続けることが出来る。
 タンクが大きければ大きいほど連続して刈取を続けることができ、作業能率が向上する。
○性 能 : 作業幅 2100mm~2600mm : 作業能率 10a当たり11~23分
○利用例 : 最近では、大豆専用のコンバインだけでなく、稲・麦・大豆・そばの全てに対応したコンバインも
        ある。




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posted:6/13/2012
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