(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心導体の周囲に、絶縁体、外部導体及び外被が順次同軸状に設けられた複数本の同軸ケーブルが複数の群に分けられて各群ごとに平面状に整列されてフラットケーブルユニットとされ、複数の前記フラットケーブルユニットが複数段に積層された多段同軸ケーブルハーネスであって、
前記同軸ケーブルは、中心導体、絶縁体及び外部導体が段状に露出され、
各前記フラットケーブルユニットは、前記外部導体に接続されたグランドバーと、少なくとも前記絶縁体に貼り付けられて前記絶縁体を固定する整列フィルムと、前記整列フィルムに貼り付けられて前記整列フィルムの幅方向の両端を固定する固定フィルムとを有し、
前記整列フィルムには、前記中心導体が露出される窓部が形成されていることを特徴とする多段同軸ケーブルハーネス。
【請求項２】
請求項１に記載の多段同軸ケーブルハーネスであって、
前記中心導体には、露出箇所よりも先端側に前記絶縁体が残され、前記中心導体に残された絶縁体が前記整列フィルムによって固定されていることを特徴とする多段同軸ケーブルハーネス。
【請求項３】
請求項１または２に記載の多段同軸ケーブルハーネスであって、
前記フラットケーブルユニットは、保護フィルムによって前記窓部が覆われていることを特徴とする多段同軸ケーブルハーネス。
【請求項４】
中心導体の周囲に、絶縁体、外部導体及び外被が順次同軸状に設けられた複数本の同軸ケーブルが複数の群に分けられて各群ごとに平面状に整列されてフラットケーブルユニットとされ、複数の前記フラットケーブルユニットが複数段に積層された多段同軸ケーブルハーネスの製造方法であって、
前記同軸ケーブルを複数本毎の群に分割して各群ごとに平面状に整列させてフラットケーブルユニットとするユニット化工程と、
前記同軸ケーブルの絶縁体及び外部導体を段状に露出させる端末処理工程と、
各前記フラットケーブルユニット毎に、少なくとも前記絶縁体に整列フィルムを貼り付けて前記絶縁体を固定する整列フィルム貼り付け工程と、
各前記フラットケーブルユニット毎に、前記外部導体にグランドバーを接続するグランドバー接続工程と、
前記整列フィルムの幅方向の両端に固定フィルムを貼り付けて固定する固定フィルム貼り付け工程と、
前記整列フィルム及び絶縁体の一部を除去することにより、前記整列フィルムに窓部を形成するとともに前記窓部で前記中心導体を露出させる導体露出工程とを含むことを特徴とする多段同軸ケーブルハーネスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多段同軸ケーブルハーネス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療機器などのケーブルハーネスとして、複数本の細径同軸ケーブルを集合一体化させた多芯同軸ケーブルハーネスが用いられている。
この種のケーブルハーネスとしては、外被が取り除かれて、外部導体、絶縁体及び中心導体が段状に順次露出された同軸ケーブルが複数本並列され、同軸ケーブルを個別に係止する係止爪部を有するグランドバーが各外部導体に固着されて同軸ケーブルのピッチが固定され、露出された中心導体が所定のピッチで絶縁被覆材に接着されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２７０１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
多芯のケーブルハーネスでは、フレキシブル配線板や基板などの被接続部への接続前に予め全てのケーブルの端末加工を施しておくことが行われる。
また、被接続部が多段である場合、それぞれフラットにした複数群のケーブル束を有する多段のハーネスが用いられるが、このような多段のハーネスにおいても予め端末加工が施される。
しかしながら、このような多段のハーネスの接続作業では、下段での被接続部への接続作業スペースを確保するために、上段側のケーブル束を湾曲させることとなるため、上段側のケーブル束において端末加工して露出させた導体の整線ピッチが大きく乱れ、その後の接続作業に支障を来すおそれがあった。
また、端末加工を施したハーネスでは、露出させた導体を保護し、移動、輸送、保管時における整線ピッチの乱れを確実に防ぐ必要があった。
【０００５】
本発明の目的は、接続作業を円滑かつ良好に行うことができ、移動、輸送、保管時における整線ピッチの乱れを確実に防ぐことが可能な多段同軸ケーブルハーネス及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決することのできる本発明の多段同軸ケーブルハーネスは、中心導体の周囲に、絶縁体、外部導体及び外被が順次同軸状に設けられた複数本の同軸ケーブルが複数の群に分けられて各群ごとに平面状に整列されてフラットケーブルユニットとされ、複数の前記フラットケーブルユニットが複数段に積層された多段同軸ケーブルハーネスであって、
前記同軸ケーブルは、中心導体、絶縁体及び外部導体が段状に露出され、
各前記フラットケーブルユニットは、前記外部導体に接続されたグランドバーと、少なくとも前記絶縁体に貼り付けられて前記絶縁体を固定する整列フィルムと、前記整列フィルムに貼り付けられて前記整列フィルムの幅方向の両端を固定する固定フィルムとを有し、
前記整列フィルムには、前記中心導体が露出される窓部が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の多段同軸ケーブルハーネスにおいて、前記中心導体には、露出箇所よりも先端側に前記絶縁体が残され、前記中心導体に残された絶縁体が前記整列フィルムによって固定されていることが好ましい。
【０００８】
本発明の多段同軸ケーブルハーネスにおいて、前記フラットケーブルユニットは、保護フィルムによって前記窓部が覆われていることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の多段同軸ケーブルハーネスの製造方法は、中心導体の周囲に、絶縁体、外部導体及び外被が順次同軸状に設けられた複数本の同軸ケーブルが複数の群に分けられて各群ごとに平面状に整列されてフラットケーブルユニットとされ、複数の前記フラットケーブルユニットが複数段に積層された多段同軸ケーブルハーネスの製造方法であって、
前記同軸ケーブルを複数本毎の群に分割して各群ごとに平面状に整列させてフラットケーブルユニットとするユニット化工程と、
前記同軸ケーブルの絶縁体及び外部導体を段状に露出させる端末処理工程と、
各前記フラットケーブルユニット毎に、少なくとも前記絶縁体に整列フィルムを貼り付けて前記絶縁体を固定する整列フィルム貼り付け工程と、
各前記フラットケーブルユニット毎に、前記外部導体にグランドバーを接続するグランドバー接続工程と、
前記整列フィルムの幅方向の両端に固定フィルムを貼り付けて固定する固定フィルム貼り付け工程と、
前記整列フィルム及び絶縁体の一部を除去することにより、前記整列フィルムに窓部を形成するとともに前記窓部で前記中心導体を露出させる導体露出工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の多段同軸ケーブルハーネスによれば、各フラットケーブルユニットを被接続部へ接続する際に、接続作業前のフラットケーブルユニットを湾曲させたとしても、接続作業前のフラットケーブルユニットの中心導体の整列状態が整列フィルム及び固定フィルムによって維持されているので、中心導体の整線ピッチが乱れるようなことがない。したがって、それぞれのフラットケーブルユニットを被接続部へ極めて円滑かつ良好に接続することができる。また、整列フィルム及び固定フィルムによって中心導体の整列状態が維持されているので、移動、輸送、保管時における中心導体の整線ピッチの乱れを確実に防ぐことができる。
また、本発明の多段同軸ケーブルハーネスの製造方法によれば、接続作業が円滑であり、さらに、移動、輸送、保管時における整線ピッチの乱れがない多段同軸ケーブルハーネスを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る多段同軸ケーブルハーネスの平面図である。
【図２】図１の多段同軸ケーブルハーネスの一部の側面図である。
【図３】多段同軸ケーブルハーネスを構成する同軸ケーブルの断面図である。
【図４】保護フィルムを取り除いた状態のフラットケーブルユニットの平面図である。
【図５】フラットケーブルユニットの窓部の拡大平面図である。
【図６】保護フィルムを貼り付けた状態のフラットケーブルユニットの平面図である。
【図７】多段同軸ケーブルハーネスを用いた超音波プローブケーブルを示す図である。
【図８】プローブに設けられた被接続部を示す被接続部の平面図である。
【図９】プローブの被接続部へのフラットケーブルユニットの接続構造を示す平面図である。
【図１０】多段同軸ケーブルハーネスが製造される中間状態を示すフラットケーブルユニットの平面図である。
【図１１】多段同軸ケーブルハーネスが製造される別の中間状態を示すフラットケーブルユニットの平面図である。
【図１２】多段同軸ケーブルハーネスが製造される別の中間状態を示すフラットケーブルユニットの平面図である。
【図１３】多段同軸ケーブルハーネスが製造される別の中間状態を示すフラットケーブルユニットの平面図である。
【図１４】多段同軸ケーブルハーネスが製造される別の中間状態を示すフラットケーブルユニットの平面図である。
【図１５】多段同軸ケーブルハーネスが製造される別の中間状態を示すフラットケーブルユニットの平面図である。
【図１６】多段同軸ケーブルハーネスが製造される別の中間状態を示すフラットケーブルユニットの平面図である。
【図１７】多段同軸ケーブルハーネスを示すフラットケーブルユニットの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る多段同軸ケーブルハーネス及びその製造方法の実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
なお、図１，図４から図６では、各フィルム４２，４４に覆われた箇所の内側構造を透過して図示している。
図１及び図２に示すように、多段同軸ケーブルハーネス１１は、その端部に複数のフラットケーブルユニット１２を備えている。
本実施形態の多段同軸ケーブルハーネス１１は、例えば、超音波診断装置などの医療機器等のプローブに接続されて用いられるものであり、各フラットケーブルユニット１２がプローブの被接続部に接続されて用いられる。
【００１３】
これらのフラットケーブルユニット１２は、複数本（例えば１６本）の同軸ケーブル２１を平面状に整列させたものであり、フラットケーブルユニット１２が、図２に示すように複数段（本実施形態では１２段）に積層されている。これらのフラットケーブルユニット１２は、その後端側に巻き付けられた、例えば、カプトン（登録商標）などのポリイミドから形成された樹脂テープ１３によって束ねられて一体化されている。
【００１４】
それぞれのフラットケーブルユニット１２は、長手方向の長さがそれぞれ異なっている。具体的には、上段側から下段側へ向かって次第に長さが短い。なお、図１に示すようにそれぞれのフラットケーブルユニット１２の幅寸法はそれぞれ略同一である。
これらのフラットケーブルユニット１２には、それぞれ上段から、段数に応じた数値が記載されたラベル１４が貼り付けられている。
【００１５】
これらのフラットケーブルユニット１２を構成する同軸ケーブル２１は、収縮チューブからなるシース１５によって一つに束ねられて多芯ケーブル１６を形成している。この多芯ケーブル１６は、フラットケーブルユニット１２を構成する複数本（例えば１６本）の同軸ケーブル２１の束を複数束（例えば１２束）まとめたケーブルである。シース１５によって束ねられた多芯ケーブル１６は、シース１５が収縮チューブからなるので、同軸ケーブル２１の長手方向への移動が規制されて位置ずれが防がれている。なお、この多芯ケーブル１６としては、シース１５の内周側に、シールドの確保及び機械的補強のために銅合金線を編組したシールド層を巻くのが好ましい。
【００１６】
また、シース１５としては、医療機器の可動部として要求される特性、すなわち、柔軟性、耐摩耗性、機械的特性に優れた樹脂が用いられ、例えば、フッ素樹脂、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ウレタン、ポリオレフィン、シリコーン、あるいはポリ塩化ビニリデン等が用いられる。なお、この多芯ケーブル１６には、同軸ケーブル２１以外にも、給電線（図示省略）などの各種の電線が含まれる場合もある。
【００１７】
図３に示すように、同軸ケーブル２１は、その中心に中心導体３１を有し、この中心導体３１の周囲に、絶縁体３２、外部導体３３及び外被３４が同軸状に順次設けられている。
中心導体３１は、例えば、錫めっきされた銅合金線３１ａを複数本撚って形成したものであり、その外周を、例えばポリオレフィン（ポリエチレン、発泡ポリエチレン等）、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）、エチレン−エチルアクリレート共重合樹脂（ＥＥＡ）、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、フッ素樹脂などからなる絶縁材で被覆することにより、絶縁体３２が形成されている。
【００１８】
外部導体３３は、例えば、複数本の銅合金線３３ａを横巻きで巻き付けたものであり、この外部導体３３の外周側に、ポリエステルなどの樹脂からなる外被３４が被覆されている。
【００１９】
次に、フラットケーブルユニット１２の構造について説明する。
図２や図４に示すように、フラットケーブルユニット１２を構成する同軸ケーブル２１は、中心導体３１、絶縁体３２及び外部導体３３が段状に露出されている。また、中心導体３１には、その露出箇所よりも先端側に、絶縁体３２が残されている。
また、フラットケーブルユニット１２には、表面側に、各同軸ケーブル２１の外部導体３３の露出位置にグランドバー４１が配設されており、このグランドバー４１が各同軸ケーブル２１の外部導体３３と導通接続されている。
【００２０】
このフラットケーブルユニット１２は、表裏から整列フィルム４２が貼り付けられている。整列フィルム４２は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から形成されたものであり、これらの整列フィルム４２によってフラットケーブルユニット１２における各同軸ケーブル２１の絶縁体３２の表裏が覆われている。整列フィルム４２は、両端で互いに貼り合わされて耳部４２ａを形成している。これらの整列フィルム４２によって、同軸ケーブル２１の絶縁体３２及び中心導体３１が整列状態に維持されている。整列フィルム４２は絶縁体３２の片面から貼ることもできる。ただし、片面からしか貼られていない場合、整列フィルム４２の接着面が一部露出するので、他の何かに不必要にくっつくことがある。したがって両面から貼るのが好ましい。
また、整列フィルム４２には窓部４３が形成されており、図５に示すように、中心導体３１が整列フィルム４２の窓部４３で露出される。なお、図５では整列フィルム４２にハッチングを付して示している。
【００２１】
また、フラットケーブルユニット１２は、整列フィルム４２の両端の耳部４２ａに、両面から固定フィルム４４が貼り付けられている。これらの固定フィルム４４は、例えば、厚さ０．０５ｍｍ程度のポリイミドから形成された硬質なフィルムであり、カプトン（登録商標）などのフィルムが用いられている。
これらの固定フィルム４４によって、整列フィルム４２が変形することによる窓部４３内での中心導体３１の変形が防止されている。なお、図４，図６では固定フィルム４４にハッチングを付して示している。
【００２２】
図６に示すように、フラットケーブルユニット１２には、窓部４３を覆うように、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から形成された保護フィルム４７が貼り付けられている。これにより、窓部４３で露出されていた中心導体３１が覆われて保護されている。保護フィルム４７を片面から貼ることができるが、両面から貼る方が確実に保護できて好ましい。
【００２３】
上記の多段同軸ケーブルハーネス１１は、例えば、超音波診断装置などの医療機器の超音波プローブケーブルなどとして用いられる。
図７に超音波プローブケーブルを示す。超音波プローブケーブルにおいて、多段同軸ケーブルハーネス１１は、複数のフラットケーブルユニット１２が積層された一端側に、プローブ５１が接続され、他端側に、超音波診断装置に接続するためのコネクタ５２が設けられている。
【００２４】
図７及び図８に示すように、プローブ５１には、それぞれのフラットケーブルユニット１２が接続される複数（１２個）の被接続部５３を備えている。これらの被接続部５３は、フレキシブル基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuits）からなるものであり、複数の信号端子部５４とグランド端子部５５とを有している。
【００２５】
図９に示すように、プローブ５１のそれぞれの被接続部５３に対して、それぞれのフラットケーブルユニット１２の中心導体３１が信号端子部５４に接続され、グランドバー４１がグランド端子部５５に接続される。
【００２６】
被接続部５３にフラットケーブルユニット１２を接続するには、まず、保護フィルム４７を剥がして窓部４３で中心導体３１を露出させる。
そして、このフラットケーブルユニット１２の中心導体３１及びグランドバー４１を、はんだ付け等によって信号端子部５４及びグランド端子部５５に、それぞれ導通接続させる。このとき、中心導体３１は、窓部４３内で整列フィルム４２及び固定フィルム４４によって整列状態が維持されているので、信号端子部５４への接続作業はパルスヒートなどで一括して行うことができ円滑である。
【００２７】
なお、中心導体３１及びグランドバー４１を被接続部５３に接続したら、中心導体３１の接続箇所よりも先端側を切断するとともに、整列フィルム４２を、フラットケーブルユニット１２の両側部近傍部分で切断し、中心導体３１の接続箇所の前方側の整列フィルム４２及び両側部の固定フィルム４４を除去する。
【００２８】
ところで、上記のプローブ５１の被接続部５３への接続作業は、最下段のフラットケーブルユニット１２から順に行うこととなる。したがって、接続作業を行う際には、作業対象のフラットケーブルユニット１２の接続作業スペースを確保するために、上段側のフラットケーブルユニット１２を湾曲させることとなる。このとき、上段側のフラットケーブルユニット１２は、何れも、整列フィルム４２及び固定フィルム４４によって中心導体３１の整列状態が維持されているので、中心導体３１の整線ピッチが乱れるようなことがない。
したがって、上段側のフラットケーブルユニット１２においても、被接続部５３へ極めて円滑かつ良好に接続することができる。
【００２９】
整列させた中心導体３１に接着テープを貼り付けることにより、中心導体３１の整列状態を維持させることも可能であるが、この場合、中心導体３１を被接続部５３に接続すべく接着テープを剥がすと、剥がす接着テープによって中心導体３１が変形してしまい、中心導体３１の整列状態が乱れてしまう。
これに対して、本実施形態では、窓部４３で露出されている中心導体３１は、整列テープ４２及び保護テープ４７に接触していないので、保護テープ４７を剥がす際にも中心導体３１の整列状態が乱れるようなこともない。
【００３０】
また、フラットケーブルユニット１２の窓部４３が保護フィルム４７で覆われているので、接続作業前に中心導体３１を触って変形させてしまうような不具合もなくすことができる。
しかも、上記の多段同軸ケーブルハーネス１１では、整列フィルム４２及び固定フィルム４４によって中心導体３１の整列状態が維持され、また、窓部４３が保護フィルム４７で覆われているので、多段同軸ケーブルハーネス１１の移動、輸送、保管時における中心導体３１の整線ピッチの乱れ、外傷あるいは酸化などを確実に防ぐことができる。
【００３１】
次に、上記の多段同軸ケーブルハーネス１１の製造方法について説明する。
（ユニット化工程）
まず、同軸ケーブル２１を、所定の本数毎の群に分割して平面状に整列させ、テープ（図示省略）などによって一体化させて長さ寸法が段階的に異なる複数のフラットケーブルユニット１２を形成する。複数のフラットケーブルユニット１２を形成したら、それぞれのフラットケーブルユニット１２に対して、以下に示す加工を行う。
【００３２】
（端末処理工程）
フラットケーブルユニット１２の同軸ケーブル２１に対して、ＣＯ２レーザ加工機によって、図１０に示すように、外被３４を所定長さ除去し、外部導体３３を露出させる。
次に、図１１に示すように、ＹＡＧレーザ加工機によって、外部導体３３を、所定位置で切断し、切断箇所よりも先端側の外被３４及び外部導体３３を、銅合金線３３ａが残らないように除去して絶縁体３２を露出させる。
【００３３】
（整列フィルム貼り付け工程）
図１２に示すように、露出させた絶縁体３２を所定ピッチに整線し、絶縁体３２の表裏から整列フィルム４２を貼り付け、絶縁体３２を所定ピッチで固定する。整列フィルム４２は、ＰＥＴなどＣＯ２レーザで切断可能なものとする。
【００３４】
（グランドバー接続工程）
図１３に示すように、外部導体３３にグランドバー４１を接続する。グランドバー４１は、糸半田をグランドバー４１と外部導体３３との間に挟んで、またはペースト半田をグランドバー４１に塗布し、パルスヒータによって加熱することにより、外部導体３３に接続し、両側部の余分な部分を切断して除去する。このとき、グランドバー４１よりも先端側への外部導体３３の突出寸法は０．２ｍｍ以下とする。なお、グランドバー４１よりも先端側への外部導体３３の突出寸法はない方が好ましい。
【００３５】
（固定フィルム貼り付け工程）
図１４に示すように、整列フィルム４２の両端の耳部４２ａを覆うように、耳部４２ａの両面から固定フィルム４４を貼り付ける。固定フィルム４４はポリイミド（例えばカプトン）などＣＯ２レーザで切断されないものとする。
固定フィルム４４を貼り付けたら、図１５に示すように、グランドバー４１から所定寸法位置で、フラットケーブルユニット１２を幅方向に切断する。
【００３６】
（導体露出工程）
図１６に示すように、グランドバー４１から所定の寸法位置で、ＣＯ２レーザ加工機によって整列フィルム４２及び絶縁体３２の一部を除去する。これにより、整列フィルム４２に窓部４３を形成するとともに、この窓部４３で中心導体３１を露出させる。
固定フィルム４４は、ポリイミドから形成されているのでＣＯ２レーザによって固定フィルム４４を切断することなく、整列フィルム４２と絶縁体３２を除去することができる。
【００３７】
なお、窓部４３を形成して中心導体３１を露出させたら、図１７に示すように、フラットケーブルユニット１２に、窓部４３を覆うように、保護フィルム４７を貼り付ける。保護フィルム４７はＰＥＴなどを使用できる。窓部４３になる部分には接着材が付けられてなく、窓部４３以外の部分で整列フィルム４２や同軸ケーブル２１に貼り付くようにする。保護フィルム４７を両面から貼るのが好ましい。また、それぞれのフラットケーブルユニット１２に、その段数に応じた番号のラベル１４を貼り付けてもよい。
その後、積層させたフラットケーブルユニット１２の後端側に樹脂テープ１３を巻き付け、積層させたフラットケーブルユニット１２を一体化する。
【００３８】
上記の製造方法によれば、接続作業を円滑かつ良好に行うことができ、また、移動、輸送、保管時における整線ピッチの乱れを防ぐことが可能な多段同軸ケーブルハーネス１１を容易に製造することができる。
【００３９】
なお、上記実施形態では、多段同軸ケーブルハーネス１１のフラットケーブルユニット１２を、フレキシブル基板に接続する場合について説明したが、フラットケーブルユニット１２は、硬質の印刷基板（ＰＷＢ：Printed Wiring Board）からなる配線板材に接続することも可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１１：多段同軸ケーブルハーネス、１２：フラットケーブルユニット、２１：同軸ケーブル、３１：中心導体、３２：絶縁体、３３：外部導体、３４：外被、４１：グランドバー、４２：整列フィルム、４３：窓部、４４：固定フィルム、４７：保護フィルム
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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