(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネルの開口に取り付けられるシェル及び該シェルに対して同軸状に配置された内部コンタクトを有し、前記内部コンタクトは前記シェルの内側の中間ハウジングに副組立体として形成され、前記中間ハウジングはスプリングを介して前記シェルに対してフローティングするパネル取付型同軸コネクタにおいて、
前記スプリングは弾性を有する環状のワッシャであり、
該ワッシャは、前記中間ハウジングの後方部より大径の開口を有して前記後方部の周囲に配置されていることを特徴とするパネル取付型同軸コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はパネル取付型同軸コネクタに関し、特にマルチコネクタ組立体をパネルやハウジングに取り付けるのに有用なパネル取付型同軸コネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
幾つかの装置では、複数の回路を形成してタスクを実行させるため、少なくとも１個の同軸コネクタをもつ複数のコネクタの同時嵌合が必要とされる。便宜上、単一ユニットとして取り扱われる共通パネル（またはハウジング）に全てが取り付けられている第１のコネクタが、共通パネル（またはハウジング）に取り付けられている第２のコネクタに同時に取り付けられる。パネルを互いに軸方向に相対的に動かすことにより全てのコネクタ対を嵌合せしめ、パネルは互いに動かされる大きな装置に固定される。パネル同士の位置合わせ及びパネル移動完了時の横方向及び軸方向の最終位置は、非常に限定された公差範囲内で確実な嵌合相互関係を得るため可能な限り正確に制御される。同軸コネクタは、嵌合時に、両コネクタの信号導体と外側導体間の正確な嵌合が最小インピーダンス不整合での最適信号伝送特性にとって重要である。嵌合パネルについての非常に限定された公差範囲は、通常、同軸コネクタの最適嵌合条件を得るのに充分に正確であるとはいえない。
【０００３】
マルチコネクタ嵌合に有用な嵌合同軸コネクタ組立体の一つの技術、嵌合時に高精度な中心付け及び最適軸方向位置取り付けを可能とする技術が米国特許第4,697,859号公報に開示されている。第１の同軸コネクタまたはジャックは、パネルに固定的に取り付けられ、一方、第２のコネクタまたはプラグは、その外側シールドシェル回りのスプリット保持リングを用いて、外側シェルに取り付けられた外方向フランジブッシュと協働して、パネル開口内に保持され、その間にコネクタの後端で開口の内向きフランジを保持する。保持リングは、外側シェルの中央部に沿って軸方向に移動可能で、圧縮スプリングにより開口フランジに対してハウジング中央部に沿って前方向にバイアスされている。スプリングは、外側シェルを前方向にバイアスし、プラグの肩部に対してジャックの先端が接触する時に、コネクタ嵌合中に、保持リングに対して後方向に圧縮可能であり、２つのパネルの最終間隔の変化範囲を補償するプラグとジャックコネクタの所望の軸方向位置付けを達成している。径方向位置合わせは大開口内にフローティング取り付けされているプラグコネクタで行われ、調整移動はプラグの外側シェルへの入り口での傾斜導入面に抗するジャックの外側シールドシェルベアリングの導入端の係合で得られる。このとき、プラグはパネル開口内での横方向移動による係合を通してジャックに対する中心付けが行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
コネクタ半部の一つがパネルの後方のストリップライン回路基板に電気的に接続され、他のコネクタがマイクロストリップ回路基板に電気的に接続可能で、インピーダンス不整合を最小化する同軸コネクタが要望されている。
【０００５】
更に、固定的に取り付けられている相補コネクタと嵌合するためのパネルにフローティング取り付けされているストリップライン回路基板用の同軸コネクタも要望されている。
【０００６】
低背を規定する制限された軸方向寸法のフローティング取付同軸コネクタもまた要望されている。
【０００７】
本発明の目的は、嵌合コネクタの内側導体により回路への成端へのストレスを最小化することにより、パネル−パネル空間の変動及び嵌合同軸コネクタの中心線位置合わせのオフセットを補償するとともに、パネルが固定された装置内の電子回路への確実な電気的接続を維持する嵌合同軸コネクタ組立体を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、嵌合面と装置内の電子回路との接触係合間の最小軸方向寸法をもち、薄いパネルの厚さ内にコネクタの大部分を配設するフローティング取付同軸コネクタを提供することにある。
【０００９】
本発明の、更に他の目的は、基板の信号回路とコネクタの内側導体との弾性接触接合をもつ装置内のストリップライン回路基板に特に有用なフローティング取付同軸コネクタを提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、ストリップライン回路基板の接地面との直接接地回路を規定するようなフローティング取付同軸コネクタを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によるパネル取付型同軸コネクタは、パネルの開口に取り付けられるシェル及び該シェルに対して同軸状に配置された内部コンタクトを有し、前記内部コンタクトは前記シェルの内側の中間ハウジングに副組立体として形成され、前記中間ハウジングはスプリングを介して前記シェルに対してフローティングするパネル取付型同軸コネクタにおいて、前記スプリングは弾性を有する環状のワッシャであり、該ワッシャは、前記中間ハウジングの後方部より大径の開口を有して前記後方部の周囲に配置されている。
【００１２】
本発明では、パネル開口内に取り付けられている第１のコネクタが、当該パネル開口内に堅固に取り付けられている第２のコネクタとの嵌合時に、軸方向及び横方向の両方向の位置調整用に採用されている。第１のコネクタは、パネル開口内に堅固に取り付けられている外側シェル及び外側シェル内で軸方向及び径方向の両方向移動のためにフローティング取り付けされた副組立体を含み、更に、中間ハウジング内に取り付けられ、中心付けされている誘電体スリープ内に内側導体を含んでいる。中間ハウジングは、その端部に外側シェルの内向きフランジの後方に配設されている外方向フランジブッシュが端部に堅固に取り付けられている小径後方部を含んでいる。
【００１３】
ブッシュと大径前方ハウジング部間には、最小軸方向寸法をもち後方部回りに曲げスプリングワッシャのような環状スプリングが配設されている。曲げスプリングワッシャの後端は、外側シェルの内向きフランジ近傍に配設されており、その先端は大径前方ハウジングにより規定されている後方対向肩部近傍に配設されている。ワッシャの内径及び外径は、外側シェルに対して副組立体の径方向のフローティングを許容する空隙を与えるように選定されている。本発明の一つの態様では、曲げスプリングワッシャを通る大開口が中間ハウジングの後部の大開口内での横方向移動を許容し、ワッシャは肩部に対して圧縮力を維持している。こうして、ワッシャは、中間ハウジングを制限範囲でインクリメンタルな軸方向及び後方の移動を可能とし、パネル間の空間の公差変動を補償するとともに、第１と第２のコネクタの中心線間のオフセットを補償している。
【００１４】
本発明の一つの特別な有用な応用では、第１のコネクタの内側導体は、回路基板に対してインクリメンタルな移動を許容し、パネルの後方の回路基板のストリップライン回路に確実に電気的に接続されており、一方、外側導体は回路基板の接地層との電気的接続を行う。弾性コンタクト部材は、ストリップライン回路に堅固に取り付けられており、第１のコネクタのフローティング副組立体の内側導体のコンタクト部は、圧縮状態下、弾性コンタクト部材の先端と嵌合的に係合するため、第１のコネクタが取り付けられているパネルを越えて延出し、確実な電気的係合を維持するとともに、弾性コンタクト部材に対してコンタクト部をインクリメンタルに横方向に移動可能としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を以下に図面を参照して説明する。
図１は、それぞれのパネルに固定され嵌合されつつあるコネクタの縦断面図である。コネクタの一つはそのパネルに堅固に取り付けられ、他のコネクタはインクリメンタルな軸方向及び横方向移動を許容するように取り付けられ、それぞれの回路基板の回路に電気的に接続された内側導体を有する。
【００１６】
図１を参照すると、第１の同軸コネクタ５０は、装置（図示せず）の第１のパネル５２に固定され、パネル５２の後方の回路基板５４に電気的に接続される。第１のコネクタ５０は、パネル５２の開口５８内に堅固に取り付けられている外側シェル５６と、外側シェル５６内に取り付けられている副組立体６０を含んでいる。副組立体６０は、同軸コネクタ５０の外側導体を規定する中間ハウジング６２と、中間ハウジング６２の嵌合キャビティ６６内に取り付けられている導体インサート６４と、中間ハウジング６２の後方部７２内の誘電体スリーブ７０内に取り付けられているコンタクト部材６８とを有し、コンタクト部材６８が中間ハウジング６２内に同軸状に正確に配設され、その前方ピンコンタクト部７４が導体インサート６４内に同軸状に配設されている。後方コンタクト部７６は、中間ハウジング６２と外側シェル５６の後方端及び第１のパネル５２を越えて後端部７８まで延出し、回路基板５４の信号回路１１０への電気接続を確立している。
【００１７】
回路基板５４は、信号回路１１０が基板の絶縁材料内の中央部に埋め込まれ、基板の主面上に規定されている接地面１１２、１１４間にシールドされているストリップライン回路基板として図示されている。弾性コンタクト部材１１６は、回路基板５４の信号回路１１０に電気的に接続されている装置１１８内に配設されており、回路基板５４近傍に弾性部１２０と、後方コンタクト部７６の端部７８に第１の同軸コネクタ５０の内側導体と嵌合可能な前方コンタクト部１２２とを含んでいる。
【００１８】
第２の同軸コネクタ１０は、装置（図示せず）の第２のパネル１２に取り付けられており、第２のパネル１２の後方のマイクロストリップ回路基板１４に電気的に接続されている。外側導体１６は、第２のパネル１２の開口１８内に堅固に取り付けられており、嵌合中に第１のコネクタ５０の中間ハウジング６２の前方部８０内に受容される第２のパネル１２を越えて廷出する前方部２０を含んでいる。外側導体１６内には、同軸状に、誘電体スリーブ２４内で内側導体を規定し、外側導体１６の大キャビディ２８内で前方に延出している前方コンタクト部２６を有するコンタクト部材２２が配設されている。コンタクト部材２２は、回路３０に半田付けされ、コンタクト部材２２の後方ソケット部３４に嵌合されている直角ピン３２により回路基板１４の信号回路３０に電気的に接続されている。外側導体の電気的接続は、マイクロストリップ用接地面として機能し、電気材料層により信号回路３０から分離されているパネル１２を通して確立される。
【００１９】
第２のコネクタ１０のコンタクト部材２２の前方コンタクト部２６は、嵌合時に第１のコネクタ５０のコンタクト部材６８の前方ピンコンタクト部７４と嵌合可能なソケット部として示されいる。外側導体１６の前方部２０は、第１のコネクタ５０の中間ハウジング６２の大径前方部８０の大キャビディ６６内に受容される。このとき、先端３６は最初に、大キャビディ６６への案内部を規定する傾斜面８２と係合して嵌合コネクタの位置合わせを促進する。嵌合の間、導体インサート６４のスプリングアーム８４は、第２のコネクタ１０の外側導体１６の前方部２０の内面３８と係合し、最適化された同軸接続特性のため、その内側導体の接触係合位置に対する選択軸上位置で第１と第２の同軸コネクタ１０、５０間の確実な電気的係合を確立している。前方部２０は、スプリングアーム８４の先端８６が外側導体１６の前方部２０の前方対向面４０と接触するまで、軸方向前方に動き続ける。
【００２０】
第１の同軸コネクタ５０を更に参照すると、ブッシュ８８は、中間ハウジング６２の後方部７２の後端の周囲に固定され、外側シェル５６の内向きフランジ９２の後方に配設され、径方向外方向に廷出するフランジ９０を有する。円筒状の曲げられたワッシャ９４は、中間ハウジング６２の後方部７２の周囲に固定され、その後端９６は、ブッシュ８８のフランジ９０とともに、外側シェル５６のフランジ９２と係合することにより、外側シェル５６内に副組立体６０を取り付ける。先端９８は、中間ハウジング６２の大径前方部８０により規定される後方対向肩部１００と接触し、曲げワッシャ９４を利用することにより外側シェル５６、第１のパネル５２に対して副組立体６０のインクリメンタルな軸方向移動を可能とする。曲げワッシャ９４は、更に、中間ハウジング６２の後方部７２の周囲に大開口１０２を含み、外側シェル５６に対して副組立体６０のインクリメンタルな径方向移動を可能とする。
【００２１】
図２において、パネル１２は、パネル５２に向かって移動され、コネクタ１０、５０が嵌合する。コネクタ１０は、理想または通常状態でのコネクタ５０の中心線と一致する中心線をもっている。図３において、パネル１２、５２は、最終的にこれらの最短許容距離である離隔距離Ｘ１に至る。コネクタ１０、５０は、パネル１０がその最短許容位置に移動される前に副組立体６０と接触するので、△Ｘ１距離だけ後方向に押圧されているコネクタ５０の副組立体６０と嵌合するようになる。副組立体６０は、したがって、距離△Ｘ１だけ後方向に押圧されるので、後方コンタクト部７６は弾性コンタクト１１６を軸方向に圧縮し、後方向コンタクト部６８の端部７８の新軸方向位置と対応付けられる。
【００２２】
曲げワッシャ９４が先端９８と後端９６間で圧縮されると、嵌合時に、副組立体６０上にスプリングバイアスが生じ、副組立体６０を第２のコネクタ１０に向けて押圧する。曲げワッシャ９４と、外側シェル５６の内向きフランジ９２と中間ハウジング６２の後方対向肩部１００間距離の寸法は、コネクタの嵌合前に、曲げワッシャ９４がフランジ９２と副組立体６０間に若干のバイアスを連続的に与えるように設定されている。曲げワッシャ９４は、通常の圧縮スプリングの軸方向長なしで、パネル取付同軸コネクタに用いるのに必要なバイアス手段の利点を与えている。曲げワッシャ９４は、図６により詳細に示され、ニュージャージー州、フェアフィールドのアキュレートスクリューマシン社（Ａccurate ＳcrewＭachine Ｃo.）から販売されているＡＭＳＣＯ円筒状曲げワッシャを用いることができる。
【００２３】
図４と図５において、その中心線が横方向距離△Ｙだけオフセットされた状態でコネクタ１０がコネクタ５０と嵌合されつつある。図４において、コネクタ１０の先端３６は、中間ハウジング６２の傾斜導入部８２と、つまりコネクタ５０の先端部と係合しつつある。図５において、コネクタ１０、５０は嵌合状態にある。図３のように、スプリングアーム８４の先端８６は、充分な嵌合条件で外側導体１６の前方対向面４０と接触している。しかしながら、図５では、副組立体６０が△Ｘ１よりも小さい距離△Ｘ２後方に押圧されて曲げワッシャ９４の偏向または圧縮を小さくし、パネル−パネル距離のインクリメンタルな許容距離として図３のＸ１より大きいパネル−パネル間距離Ｘ２が示されている。
【００２４】
図５において、コネクタ１０の外側導体１６の前方部２０の先端３６が、大キャビディ６６に延び、充分なコネクタ嵌合前にコネクタ１０のコンタクト部材２２とのコンタクト部材６８の正確な位置合わせを生じさせる副組立体６０の傾斜導入部８２と係合するとき、コネクタ５０の副組立体は、均等距離△Ｙ横方向に押圧され、コネクタ５０の中心線がコネクタ１０のそれと位置合わせされる。副組立体６０により保持されているコンタクト部材６８の横方向移動は、弾性コンタクト１１６の付加インクリメンタル軸方向圧縮と同様に、弾性コンタクト１１６の中心線に対して後方コンタクト部７６の距離△Ｙ相当の移動を生じさせ、図３で生じたよりも小さい量だけ移動を生じさせる。
【００２５】
図７に示す好適な弾性コンタクト１１６は、ニュージャージ州、シダーグローブのサーボメータ社により販売されている部品番号２１５６のようなベローズコンタクトスプリングとされる。弾性部１２０は、ベローズ配設であり、コンタクト部材の後方コンタクト部の端部の係合による圧縮下でストリップライン回路基板の信号回路近傍に連続的に配設されている。コンタクト部材と信号回路間の電気的接続は、半田接合を必要としない。かかる半田接続は、フローティング取付同軸コネクタの副組立体のインクリメンタル移動に起因するストレスを受けると損傷される。ベローズコンタクトスプリングの弾性部１２０は、コンタクト部材の後方コンタクト部との圧力係合による前方コンタクト部１２２の横方向移動許容特性を持ちつつ信号回路との確実な圧力接続を依然維持している。
【００２６】
図８と図９を参照すると、コンタクト部材１３４の後方コンタクト部１３２の端部１３０のベローズ型弾性コンタクトスプリング１３８の一実施例の前方コンタクト部１３６との係合が図示されている。コンタクトスプリング１３８は、コンタクト部材１３４の凸端部１３０と略相補状の凹状ピン受容キャビティ１４０をもつとともに、ベローズ部１４２をもつ。図８において、コンタクト部材１３４とコンタクトスプリング１３８の中心線は、軸方向及び角度方向に位置合わせされる。図９において、コンタクト部材１３４の中心線は、コンタクトスプリング１３８の中心線からインクリメンタル距離△Ｙ１だけ横方向にオフセットされている。前方コンタクト部１３６が横方向インクリメンタル距離△Ｙ１押圧されるので、コンタクトスプリング１３８はベローズ部１４２の屈曲により、前方コンタクト部１３６を角度距離αだけインクリメンタルに回転可能とし、コンタクト部材１３４とコンタクトスプリング１３８間の確実な電気接続が維持されている。
【００２７】
図１０〜図１３は、コンタクト部材とコンタクトスプリングのコンタクトインタフェースの種々の例を示している。図１０において、コンタクト部材１５０は、コンタクトスプリング１５６の円筒状ピン受容凹部１５４内に配設されているブラント端部１５２を規定している。図１１において、コンタクト部材１６０は、先ず、径方向、外方向に、次に、後方向に曲げられた自由端１６４をもつタイン１６２の列を規定し、好ましくは、コンタクトスプリング１６８の円筒状ピン受容凹部１６６の内径よりも若干大きな外径を規定し、凹部１６６の側壁とのスプリングバイアス係合をその周囲の複数位置で確実としている。図１２において、コンタクト部材１７０は、コンタクトスプリングの円筒状ピン受容凹部１７８の周辺と係合する寸法の傾斜周辺端面１７６をもつ端部１７４上に低背円錐台状エンボス１７２を規定している。図１３において、コンタクトスプリング１８２の前方端１８０は、コンタクト部材１８８の後方端部内に規定されている円筒状凹部１８６の周辺と係合するようにされた円錐台状エンボス１８４を規定している。ここで注意すべきは、図８と同様に、図１１〜図１３の係合インタフェースの実施例は、該中心線が、図９に示すように、互いにインクリメンタルな角度であっても、各コンタクト部材と対応するコンタクトスプリング間の複数位置の物理的係合を与えていることである。
【００２８】
曲げワッシャ９４は、中間ハウジング６２の後方部９０の外径に対して大きい内径をもつように選択されている。こうして生じる径方向の余裕は、外側シェル５６に対して中間ハウジングの横方向移動を許容する更なる利点を与えている。したがって、本発明の曲げワッシャ９４の使用により、フローティング取付同軸コネクタの応答性が、軸方向位置の範囲と同様に、固定嵌合コネクタのオフセット位置の範囲まで改善されつつ、効率的なインピーダンス制御が可能となる。
【００２９】
図１４は、図１〜図５のコネクタ５０と略同じで、そのコネクタ１０と嵌合可能な同軸コネクタ２００の第２の実施例を示す。コネクタ２００は、中間ハウジング２０４上に規定されている後方外側コンタクト部２０２を有する。外側コンタクト部２０２は、ストリップライン回路基板２０８に向かい自由端２１０まで延出するスプリングコンタクトアーム２０６の列を有する。自由端２１０上の径方向、外方向エンボス２１２は、コネクタ２００のパネル２２０への取り付け後、接地面２１８と電気的に接続された開口２１６の導体側壁２１４と、連続的にスプリングバイアス接地係合されている。コンタクト部材２２２は、図１〜図５に示すように、弾性コンタクト２２６を用いることにより、回路基板２０８の信号回路２４と連続的に電気的に係合されている。コネクタ２００とストリップライン回路基板２０８間の信号回路と接地回路の両回路は、固定的に取り付けられた嵌合同軸コネクタとフローティング取付同軸コネクタ２００との嵌合時に、軸方向及び横方向の位置のインクリメンタルに移動可能であることを理解すべきである。
上述の実施例に為される変更と改変は、本発明の技術思想に含まれることは明らかである。
【００３０】
本発明のパネル取付同軸コネクタは、フローティング取り付けされ、軸方向だけでなく、横方向が調整を可能であるので、パネル−パネル間隔の変動及び同軸コネクタと嵌合同軸コネクタの中心線の位置ずれが補償されている。また、同軸コネクタが取り付けられている電子装置内の回路基板の回路への内側コンタクトの成端部へのストレスを軽減する。この同軸コネクタでは、嵌合面と装置の回路基板間の軸方向寸法が最小化され、パネルの薄型化が可能となる。更に、上記同軸コネクタは、装置内の回路基板のストリップライン型との電気的接続を確立するのに有用であり、ストリップラインの回路基板の設地面をもつ直接接地回路を規定できる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、マイクロストリップ型回路板に最小インピーダンス不整合で接続可能であり且つ相手コネクタと確実に接続可能にするフローティング構造の回路接続用同軸コネクタが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を示し、同軸コネクタがそれぞれのパネルに固定され嵌合されつつある同軸コネクタの縦断面図である。
【図２】  中心線が位置合わせされた状態で嵌合中に、初期嵌合状態にある同軸コネクタを示す図１と同様な図である。
【図３】  充分に嵌合された同軸コネクタと、同軸コネクタにより最小距離だけ離隔されているパネルを有する図２と同様な図である。
【図４】  中心線間隔オフセットをもつ図２と同様な縦断面図である。
【図５】  充分に嵌合された同軸コネクタをもち、他の同軸コネクタと位置合わせされた横方向調整位置をもつコネクタの一つを示す図４と同様な図である。
【図６】  フローティング嵌合同軸コネクタ内に取り付けられた曲げスプリングワッシャの斜視図である。
【図７】  回路基板の回路へのフローティング取付同軸コネクタの内側導体の電気接続を規定するために用いられているベローズ接触スプリング部材の斜視図である。
【図８】〜
【図１３】  本発明の種々の実施形態例における図７に示すと同様なベローズ接触スプリング部材とのフローティング取付同軸コネクタの内側導体の電気接続インタフェイスを示す他の実施例の拡大断面図である。
【図１４】  本発明の他の実施形態を示し、外側導体はストリップライン回路基板の接地面と係合し、回路基板の弾性コンタクトと係合する内側導体を囲んでいる後方延出接触部を有する断面図である。
【符号の説明】
１０            嵌合同軸コネクタ
５０，１００    同軸コネクタ
５２            パネル
５６            導体外側シェル
５８            開口
６０            副組立体
６２，２０４    中間ハウジング
６８，２２２    内側コンタクト部材
７２            後方部
７６            後方コンタクト部
９２            径方向内側フランジ
９４            環状スプリング
【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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