(57)【要約】【課題】クロストークを低減し伝送ノイズの低減を図ったコネクタ及びコネクタ付きケーブルを提供する。【解決手段】ケーブル１１の端部に設けられ、接続対象の機器１００のスロット１０１へと挿入されることで、機器１００とケーブル１１とを電気的に接続するパドルカード基板２を備えたコネクタ１であって、パドルカード基板２は、機器１００への挿入側の端部に、挿入方向に沿って並ぶように離間して形成され、機器１００に電気的に接続される複数対の機器側電極２２と、各対の機器側電極２２間に設けられたパドルカード基板２の保護用の金属製の保護用電極２５と、を有し、保護用電極２５が、挿入方向において２分割されており、分割された保護用電極２５である２つの分割保護用電極２５ａ，２５ｂの挿入方向に沿った長さが互いに異なっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブルの端部に設けられ、接続対象の機器のスロットへと挿入されることで、前記機器と前記ケーブルとを電気的に接続するパドルカード基板を備えたコネクタであって、
前記パドルカード基板は、
前記機器への挿入側の端部に、挿入方向に沿って並ぶように離間して形成され、前記機器に電気的に接続される複数対の機器側電極と、
各対の前記機器側電極間に設けられた前記パドルカード基板の保護用の金属製の保護用電極と、を有し、
前記保護用電極が、前記挿入方向において２分割されており、分割された前記保護用電極である２つの分割保護用電極の前記挿入方向に沿った長さが互いに異なっている、
コネクタ。
【請求項２】
前記分割保護用電極の前記挿入方向に沿った長さが、当該分割保護用電極と前記挿入方向に隣り合う前記機器側電極の前記挿入方向に沿った長さと異なっている、
請求項１に記載のコネクタ。
【請求項３】
前記パドルカード基板の同一の面に形成されている全ての分割保護用電極の前記挿入方向に沿った長さが互いに異なっている、
請求項１または２に記載のコネクタ。
【請求項４】
前記保護用電極を構成する２つの前記分割保護用電極の前記挿入方向に沿った長さの差が、０．１ｍｍ以上である、
請求項１乃至３の何れか１項に記載のコネクタ。
【請求項５】
ケーブルと、
前記ケーブルの端部に設けられ、接続対象の機器のスロットへと挿入されることで、前記機器と前記ケーブルとを電気的に接続するパドルカード基板を備えたコネクタと、を備え、
前記パドルカード基板は、
前記機器への挿入側の端部に、挿入方向に沿って並ぶように離間して形成され、前記機器に電気的に接続される複数対の機器側電極と、
各対の前記機器側電極間に設けられた前記パドルカード基板の保護用の金属製の保護用電極と、を有し、
前記保護用電極が、前記挿入方向において２分割されており、分割された前記保護用電極の前記挿入方向に沿った長さが異なっている、
コネクタ付きケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コネクタ及びコネクタ付きケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、通信機器の基板（所謂マザーボード）等に接続されるコネクタ付きケーブルとして、差動信号伝送用ケーブルの端部に、パドルカード基板が内蔵されたコネクタを備えたものが知られている。パドルカード基板の一端には、通信機器の基板等に電気的に接続される複数の機器側電極が形成されている。
【０００３】
近年の通信の高速化に伴い、コネクタ付きケーブルで伝送できる帯域を広げることが望まれている。そこで、コネクタ付きケーブルのチャンネル数を増大させるべく、パドルカード基板において機器側電極の数を増加させることが行われている。例えば特許文献１では、パドルカード基板に、機器側電極を複数列設けることで、機器側電極の数を増加させている。
【０００４】
特許文献１のように、パドルカード基板に機器側電極を複数列設けた場合、通信機器等において、パドルカード挿入時に機器側電極に接触する接触子が複数列設けられることになる。そのため、接触子が、パドルカードの挿入時に、パドルカード基板の挿入方向において隣り合う機器側電極間の基材上を摺動して、パドルカード基板の表面を傷つけたり削ってしまったりするおそれが生じる。そこで、接触子からパドルカード基板を保護するために、パドルカード基板の挿入方向において隣り合う機器側電極間に、フローティングパッド、あるいはプリワイプパッドと呼ばれる金属製の保護用電極を形成することが行われている。
【０００５】
保護用電極は、電気的に中立（フローティング）とされ、同一列の（パドルカード基板の挿入方向において隣り合う）２つの機器側電極間に、両機器側電極と離間して形成されている。従来、同一列の機器側電極間に、１つの保護用電極を形成することが一般的に行われていたが、規格のオプションで保護用電極をパドルカード基板の挿入方向において２分割することが認められており、パドルカード基板の挿入方向における中央で保護用電極が２分割された構造も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３３５０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、同一列の機器側電極間に、１つの保護用電極を形成した場合、２５Ｇｂａｕｄの伝送速度でも影響のある低い周波数（１５Ｇ〜２５ＧＨｚ）で同一列の機器側電極を伝送する差動信号間に大きなクロストークが発生してしまうという課題がある。
【０００８】
また、パドルカード基板の挿入方向において保護用電極を２等分に分割した場合においても、５０Ｇｂａｕｄの伝送速度で影響のある周波数（３０〜４０ＧＨｚ）で同一列の機器側電極を伝送する差動信号間に大きなクロストークが発生してしまうという課題がある。
【０００９】
このように、従来構造では、同一列の機器側電極を伝送する差動信号間に大きなクロストークが発生してしまい、これらのクロストークの悪化により伝送ノイズが増大してしまうという課題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、クロストークを低減し伝送ノイズの低減を図ったコネクタ及びコネクタ付きケーブルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、ケーブルの端部に設けられ、接続対象の機器のスロットへと挿入されることで、前記機器と前記ケーブルとを電気的に接続するパドルカード基板を備えたコネクタであって、前記パドルカード基板は、前記機器への挿入側の端部に、挿入方向に沿って並ぶように離間して形成され、前記機器に電気的に接続される複数対の機器側電極と、各対の前記機器側電極間に設けられた前記パドルカード基板の保護用の金属製の保護用電極と、を有し、前記保護用電極が、前記挿入方向において２分割されており、分割された前記保護用電極である２つの分割保護用電極の前記挿入方向に沿った長さが互いに異なっている、コネクタを提供する。
【００１２】
また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、ケーブルと、前記ケーブルの端部に設けられ、接続対象の機器のスロットへと挿入されることで、前記機器と前記ケーブルとを電気的に接続するパドルカード基板を備えたコネクタと、を備え、前記パドルカード基板は、前記機器への挿入側の端部に、挿入方向に沿って並ぶように離間して形成され、前記機器に電気的に接続される複数対の機器側電極と、各対の前記機器側電極間に設けられた前記パドルカード基板の保護用の金属製の保護用電極と、を有し、前記保護用電極が、前記挿入方向において２分割されており、分割された前記保護用電極の前記挿入方向に沿った長さが異なっている、コネクタ付きケーブルを提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、クロストークを低減し伝送ノイズの低減を図ったコネクタ及びコネクタ付きケーブルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係るコネクタの概略構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図２】パドルカード基板の機器への挿入を説明する断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の比較対象となる比較例のパドルカード基板を示す平面図である。
【図４】本発明による実施例及び比較例のクロストーク特性を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１６】
（コネクタ付きケーブルの全体構成）
図１は、本実施の形態に係るコネクタの概略構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。図１（ａ），（ｂ）に示すように、コネクタ付きケーブル１０は、ケーブル１１と、ケーブル１１の端部に設けられた本実施の形態に係るコネクタ１と、を備えている。
【００１７】
本実施の形態では、コネクタ付きケーブル１０は、１チャンネルの送受信が可能に構成されており、コネクタ１には、送信用のケーブル１１と受信用のケーブル１１の合計２本のケーブル１１が接続されている。ただし、コネクタ１に接続されるケーブル１１の数はこれに限定されず、例えば、送信用に２本、受信用に２本の合計４本のケーブル１１を用いて、２チャンネルの送受信が可能に構成されていてもよい。また、コネクタ付きケーブル１０は、受信あるいは送信のみを行うものであってもよい。
【００１８】
（ケーブル１１）
ケーブル１１は、差動信号を伝送する一対の信号導体１１ａを有する差動信号伝送用ケーブルである。ケーブル１１の具体的な構造は特に限定されるものではないが、例えば、平行に配置された一対の信号導体１１ａを一括して覆うように発泡樹脂等からなる絶縁体を設け、絶縁体の周囲にシールド導体を設けた構造のものを用いることができる。
【００１９】
（コネクタ１）
コネクタ１は、パドルカード基板２と、パドルカード基板２を収容するケース３と、を有している。なお、図１（ａ）では、ケース３を破線にて示しており、図１（ｂ）では、ケース３を省略して示している。
【００２０】
パドルカード基板２は、ケーブル１１の端部に設けられ、接続対象の機器１００のスロット１０１へと挿入されることで、機器１００とケーブル１１とを電気的に接続するためのものである（図２参照）。
【００２１】
パドルカード基板２には、ケーブル１１の信号導体１１ａがはんだ等により電気的に接続される複数（ここでは４つ）のケーブル接続電極２１が形成されている。ケーブル接続電極２１は、パドルカード基板２の機器１００への挿入側と反対側の端部（図１（ａ），（ｂ）における右側の端部）に形成されている。
【００２２】
また、パドルカード基板２は、機器１００への挿入側の端部（図１（ａ），（ｂ）における左側の端部）に、挿入方向に沿って並ぶように離間して形成され、機器１００に電気的に接続される複数対の機器側電極２２を有している。ここでは、２本のケーブル１１に対応する２対（４つ）の機器側電極２２がパドルカード基板２に形成されている。対を構成する機器側電極２２は、パドルカード基板２の挿入方向に対向するように形成される。以下、機器１００への挿入側に配置された機器側電極２２を第１機器側電極２２ａと呼称し、機器１００への挿入側と反対側（ケーブル１１側）に配置された機器側電極２２を第２機器側電極２２ｂと呼称する。各対の第１機器側電極２２ａは、挿入方向と垂直な方向（以下、幅方向という）に離間して配列されている。同様に、各対の第２機器側電極２２ａは、幅方向に離間して配列されている。
【００２３】
ケーブル接続電極２１と対応する機器側電極２２とは、パドルカード基板２の表面あるいは内層に形成された配線パターン２３、及びカップリングコンデンサ２４を介して、電気的に接続されている。カップリングコンデンサ２４は、高周波の交流信号のみを通過させ、直流信号を遮断するフィルタの役割を果たしている。なお、カップリングコンデンサ２４は省略可能である。
【００２４】
また、パドルカード基板２は、対となる機器側電極２２間（第１機器側電極２２ａと第２機器側電極２２ｂとの間）に設けられた金属製の保護用電極２５を有している。保護用電極２５は、フローティングパッド、あるいはプリワイプパッドとも呼ばれるものであり、パドルカード基板２の表面が傷つかないように保護する役割を果たす。それぞれの保護用電極２５は、他の電極と電気的に接続はされずに、電気的にフローティング状態とされる。
【００２５】
図２は、パドルカード基板２の機器１００への挿入を説明する断面図である。図２に示すように、機器１００のスロット１０１内には、パドルカード基板２の挿入方向に沿って並ぶように、第１接触子１０２ａと第２接触子１０２ｂが設けられている。両接触子１０２ａ，１０２ｂは、例えば金属条を折り曲げ加工してばね状に弾性変形可能に構成されており、スロット１０１の上部から下方へと突出するように設けられている。図２では示されていないが、２対の機器側電極２２に対応するように、パドルカード基板２の幅方向に並んで２つずつの第１接触子１０２ａ及び第２接触子１０２ｂが設けられている。
【００２６】
パドルカード基板２を機器１００のスロット１０１に挿入すると、両接触子１０２ａ，１０２ｂが弾性変形しつつパドルカード基板２の表面を摺動し、第１接触子１０２ａが第１機器側電極２２ａに、第２接触子１０２ｂが第２機器側電極２２ｂに接触して、それぞれ電気的に接続される。この際、第２接触子１０２ｂは、第１機器側電極２２ａと第２機器側電極２２ａ間のパドルカード基板２の表面を摺動することになるが、本実施の形態では、第１機器側電極２２ａと第２機器側電極２２ｂ間に保護用電極２５を設けているため、第２接触子１０２ｂは、この保護用電極２５上を摺動することになり、パドルカード基板２の表面の損傷等が抑制される。保護用電極２５の詳細については、後述する。
【００２７】
図１に戻り、パドルカード基板２は、幅方向において機器側電極２２及び保護用電極２５を一括して挟み込むように形成された一対のグランド電極２６を有している。この一対のグランド電極２６と、２対の機器側電極２２とで、カードエッジコネクタ２８が形成されている。また、パドルカード基板２は、パドルカード基板２のカードエッジコネクタ２８となる領域以外の領域であって、かつ、ケーブル接続電極２１や配線パターン２３、及びカップリングコンデンサ２４を形成した領域の周囲の領域の表面を覆うように形成されたグランドパターン２７を有している。グランド電極２６の端部（パドルカード基板２の挿入側と反対側の端部）は、グランドパターン２７に電気的に接続されている。グランド電極２６及びグランドパターン２７は、接地電位（所謂シグナルグランド）とされる。
【００２８】
（保護用電極２５）
本実施の形態に係るコネクタ１では、保護用電極２５が、パドルカード基板２の挿入方向において２分割されており、分割された保護用電極２５である２つの分割保護用電極２５ａ，２５ｂの挿入方向に沿った長さＬ３，Ｌ４が互いに異なっている。以下、パドルカード基板２の挿入方向に沿った長さを、単に長さという。また、機器１００への挿入側（第１機器側電極２２ａ側）に配置された分割保護用電極を第１分割保護用電極２５ａと呼称し、機器１００への挿入側と反対側（第２機器側電極２２ｂ側）に配置された分割保護用電極を第２分割保護用電極２５ｂと呼称する。
【００２９】
保護用電極２５を設けた場合、対となる機器側電極２２ａ，２２ｂを伝送する差動信号間のクロストークは、保護用電極２５を介した機器側電極２２ａ，２２ｂ間の共振（共鳴）に起因する。本実施の形態のように、保護用電極２５を分割することで、分割により共振周波数が上がる。また本実施の形態のように、両分割保護用電極２５ａ，２５ｂの長さＬ３，Ｌ４を異ならせることで、両分割保護用電極２５ａ，２５ｂ間で共振周波数が変化し、共振に起因するクロストークの悪化を抑制することが可能になる。つまり、本実施の形態のように、保護用電極２５を不等分割することで、機器側電極２２ａ，２２ｂ間に配置された保護用電極２５との共振結合による差動クロストークを低減することが可能になる。
【００３０】
機器側電極２２ａ，２２ｂと分割保護用電極２５ａ，２５ｂ間での共振を抑制するため、分割保護用電極２５ａ，２５ｂの長さＬ３．Ｌ４は、分割保護用電極２５ａ，２５ｂと挿入方向に隣り合う機器側電極２２ａ，２２ｂの長さＬ１，Ｌ２と異なることがより望ましい。本実施の形態では、第１機器側電極２２ａの長さＬ１を１．７ｍｍ、第２機器側電極２２ｂの長さＬ２を１．６５ｍｍとした。また、本実施の形態では、第１分割保護用電極２５ａの長さＬ３を２．３０ｍｍ、第２分割保護用電極２５ｂの長さＬ４を２．１６ｍｍとした。
【００３１】
第１分割保護用電極２５ａの長さＬ３と、第２分割保護用電極２５ｂの長さＬ４とが非常に近い値であると、クロストークを十分に抑えることができなくなるので、保護用電極２５を構成する２つの分割保護用電極２５ａ，２５ｂの長さの差（｜Ｌ３−Ｌ４｜）は、０．１ｍｍ以上とすることが望ましい。本実施の形態では、長さの差（｜Ｌ３−Ｌ４｜）を０．１４ｍｍとした。また、同様の理由により、保護用電極２５を構成する２つの分割保護用電極２５ａ，２５ｂのうち、長い方の分割保護用電極２５ａの長さＬ３を短い方の分割保護用電極２５ｂの長さＬ４で除した比（Ｌ３／Ｌ４）は、１．０４５以上であるとよい。
【００３２】
また、本実施の形態では、２チャンネルの差動信号のみを伝送しているが、伝送するチャンネル数を増大させると、電極間の間隔が狭くなり、対間のクロストークが問題となってくる。このような場合には、対間でのクロストークを抑制するために、パドルカード基板２の同一の面に形成されている全ての分割保護用電極２５ａ，２５ｂの長さを互いに異ならせることが望ましい。一方の分割保護用電極２５ａと一方の分割保護用電極２５ｂとの間の距離と、他方の分割保護用電極２５ａと他方の分割保護用電極２５ｂとの間の距離とは同じとされる。これは、これらの距離が同じでないと、第１機器側電極２２ａまたは第２機器側電極２２ｂに接続される差動配線間でのインピーダンスのバランスが崩れてしまうためである。
【００３３】
（クロストーク特性）
次に、コネクタ１のクロストーク特性について検討した。図１（ａ），（ｂ）のコネクタ１を試作し、クロストークを示すＳパラメータであるＳＤＤ４１をシミュレーションにより求めた。ここでは、第１機器側電極２２ａに差動信号を入力した場合に、図１に破線Ａで示す位置における第２機器側電極２２ｂと接続された内層の配線における差動モードの通過量（クロストーク）をＳＤＤ４１とした。また、比較のため、図３（ａ）に示すように、保護用電極２５を省略した比較例１と、図３（ｂ）に示すように、保護用電極２５を非分割（長さ４．６０ｍｍ）とした比較例２と、図３（ｃ）に示すように、保護用電極２５を等分割した（Ｄ３＝Ｄ４＝２．２３ｍｍとした）比較例３についても、同様の測定を行った。なお、実施例及び比較例１〜３において、機器側電極２２及び保護用電極２５の幅は０．５４ｍｍとした。結果をまとめて図４に示す。
【００３４】
図４に示すように、保護用電極２５を省略した比較例１では、良好なクロストーク特性が得られている。しかし、比較例１では、保護用電極２５がないために、コネクタ１の抜差しを繰り返すと、パドルカード基板２の表面が損傷してしまうおそれがある。また、機器１００の第２接触子１０２ｂ表面のめっき剥がれ等の損傷が発生してしまうおそれもある。
【００３５】
保護用電極２５を非分割とした比較例２では、１５ＧＨｚ〜２５ＧＨｚの周波数帯でＳＤＤ４１が高くなっており、クロストーク特性が悪化している。この１５ＧＨｚ〜２５ＧＨｚの周波数帯は、２５Ｇｂａｕｄの伝送速度で影響のある帯域である。
【００３６】
保護用電極２５を等分割した比較例３では、３０ＧＨｚ〜４０ＧＨｚの周波数帯でＳＤＤ４１が高くなっており、クロストーク特性が悪化している。この３０ＧＨｚ〜４０ＧＨｚの周波数帯は、５０Ｇｂａｕｄの伝送速度で影響のある帯域である。
【００３７】
これに対して、本発明の実施例では、３０ＧＨｚ〜４０ＧＨｚの周波数帯で若干ＳＤＤ４１が高くなるものの、比較例２，３と比較してＳＤＤ４１が大きく改善されている。このように、本実施の形態によれば、広い周波数帯でＳＤＤ４１を小さくすることができ、クロストーク特性を改善することができる。さらには、本実施の形態によれば、次世代５６Ｇｂａｕｄで必要とされる４２ＧＨｚまでの周波数帯においても、良好なクロストーク特性を得ることができる。
【００３８】
（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係るコネクタ１では、保護用電極２５が、挿入方向において２分割されており、分割された２つの分割保護用電極２５ａ，２５ｂの長さＤ３，Ｄ４が互いに異なっている。これにより、両分割保護用電極２５ａ，２５ｂ間で共振周波数を変化させ、共振に起因するクロストークの悪化を抑制することが可能になる。よって、本実施の形態によれば、クロストークを低減し伝送ノイズの低減を図ったコネクタ１及びコネクタ付きケーブル１０を実現できる。
【００３９】
（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
【００４０】
［１］ケーブル（１１）の端部に設けられ、接続対象の機器（１００）のスロット（１０１）へと挿入されることで、前記機器（１００）と前記ケーブル（１１）とを電気的に接続するパドルカード基板（２）を備えたコネクタ（１）であって、前記パドルカード基板（２）は、前記機器（１００）への挿入側の端部に、挿入方向に沿って並ぶように離間して形成され、前記機器（１００）に電気的に接続される複数対の機器側電極（２２）と、各対の前記機器側電極（２２）間に設けられた前記パドルカード基板（２）の保護用の金属製の保護用電極（２５）と、を有し、前記保護用電極（２５）が、前記挿入方向において２分割されており、分割された前記保護用電極（２５）である２つの分割保護用電極（２５ａ，２５ｂ）の前記挿入方向に沿った長さが互いに異なっている、コネクタ（１）。
【００４１】
［２］前記分割保護用電極（２５ａ，２５ｂ）の前記挿入方向に沿った長さが、当該分割保護用電極（２５ａ，２５ｂ）と前記挿入方向に隣り合う前記機器側電極（２２）の前記挿入方向に沿った長さと異なっている、［１］に記載のコネクタ（１）。
【００４２】
［３］前記パドルカード基板（２）の同一の面に形成されている全ての分割保護用電極（２５ａ，２５ｂ）の前記挿入方向に沿った長さが互いに異なっている、［１］または［２］に記載のコネクタ（１）。
【００４３】
［４］前記保護用電極（２５）を構成する２つの前記分割保護用電極（２５ａ，２５ｂ）の前記挿入方向に沿った長さの差が、０．１ｍｍ以上である、［１］乃至［３］の何れか１項に記載のコネクタ（１）。
【００４４】
［５］ケーブル（１１）と、前記ケーブル（１１）の端部に設けられ、接続対象の機器（１００）のスロット（１０１）へと挿入されることで、前記機器（１００）と前記ケーブル（１１）とを電気的に接続するパドルカード基板（２）を備えたコネクタ（１）と、を備え、前記パドルカード基板（２）は、前記機器（１００）への挿入側の端部に、挿入方向に沿って並ぶように離間して形成され、前記機器（１００）に電気的に接続される複数対の機器側電極（２２）と、各対の前記機器側電極（２２）間に設けられた前記パドルカード基板（２）の保護用の金属製の保護用電極（２５）と、を有し、前記保護用電極（２５）が、前記挿入方向において２分割されており、分割された前記保護用電極（２５）である２つの分割保護用電極（２５ａ，２５ｂ）の前記挿入方向に沿った長さが互いに異なっている、コネクタ付きケーブル（１０）。
【００４５】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【００４６】
また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１…コネクタ
２…パドルカード基板
２２…機器側電極
２５…保護用電極
２５ａ…第１分割保護用電極（分割保護用電極）
２５ｂ…第２分割保護用電極（分割保護用電極）
１０…コネクタ付きケーブル
１１…ケーブル
１００…機器
１０１…スロット
【図１】
2020144989.tif 000003
【図２】
2020144989.tif 000004
【図３】
2020144989.tif 000005
【図４】
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