(57)【要約】【課題】  保護管内に光ファイバケーブルを張架支持するための口金内で光ファイバケーブルの破断を防止する。【解決手段】  光ファイバケーブル２２の両端部分を包囲するように接着剤２２ｃで接着結合した金属製の口金２４を金属製の保護管２１内に支持して光ファイバケーブルを保護管内に張架する光ファイバスコープ１において、光ファイバケーブルの接着結合部分における外周の被覆２２ｂを除去する被覆除去端における被覆残存部分２２ｂ1の光ファイバ２２ａの表面からの立ち上がり角度を鋭角とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバケーブルの周囲を金属製の保護管で包囲した光ファイバユニット部と、この光ファイバユニット部の先端部分に取り付けた対物アダプタ部と、光ファイバユニット部の後端部分に取り付けたカメラユニット部とを備え、前記光ファイバユニット部は、光ファイバケーブルの先端部分における周囲の被覆を除去して接着剤で接着結合した金属製の口金を保護管にねじ止めして該保護管内に張架するように内装した光ファイバスコープにおいて、
前記光ファイバケーブルの外周の被覆除去端における被覆残存部分の光ファイバの表面からの立ち上がり角度を鋭角としたことを特徴とする光ファイバスコープ。
【請求項２】
請求項１において、前記保護管は、長さ方向に伸縮可能な伸縮継手を備えて保護管の伸長を吸収する構成としたことを特徴とする光ファイバスコープ。
【請求項３】
請求項１または２において、前記カメラユニット部は、吊りフックを備えたことを特徴とする光ファイバスコープ。
【請求項４】
請求項２において、前記保護管は、前記伸縮継手を伸長するように与圧する圧縮ばねを内装したことを特徴とする光ファイバスコープ。
【請求項５】
光ファイバケーブルの周囲を金属製の保護管で包囲した光ファイバユニット部と、この光ファイバユニット部の先端部分に取り付けた対物アダプタ部と、光ファイバユニットの後端部分に取り付けたカメラユニット部とを備え、
前記光ファイバユニット部は、光ファイバケーブルの先端部分における周囲の被覆を除去して接着剤で接着結合した金属製の口金を保護管にねじ止めして該保護管内に張架するように内装した構成において、
前記光ファイバケーブルの外周の被覆除去端における被覆残存部分の光ファイバの表面からの立ち上がり角度を鋭角とした構成の光ファイバスコープを使用し、
前記光ファイバユニット部の保護管は、長さ方向に伸縮可能な伸縮継手を備え保護管の伸長を吸収することができるように構成し、光ファイバユニット部の先の対物アダプタ部を観察環境内に挿し込んで対物アダプタ部を観察位置まで垂下させるときの垂下荷重を前記光ファイバケーブルの張力によって支えるように構成したことを特徴とする高温環境観察システム。
【請求項６】
請求項５において、前記カメラユニット部は吊りフックを備え、前記吊りフックを支持して光ファイバスコープを垂下させて光ファイバユニット部の先の対物アダプタ部を観察環境内に挿し込むことを特徴とする高温環境観察システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバスコープ及び高温環境観察システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバスコープは、光ファイバケーブルの周囲を金属製の保護管で包囲した光ファイバユニット部と、この光ファイバユニット部の先端部分に取り付けた対物アダプタ部と、光ファイバユニット部の後端部分に取り付けたカメラユニット部を備える。
【０００３】
対物アダプタ部は、観察環境を照明する観察環境照明光を放出し、観察環境から反射してくる観察環境画像光を取り込むミラーと、このミラーと光ファイバケーブルの先端の間に介在して観察環境画像光を光ファイバケーブルに入射するレンズユニットを備える。
【０００４】
カメラユニット部は、観察環境照明光を発生して光ファイバケーブルに入射する照明光源と、光ファイバケーブルから入射する観察環境画像光を電子画像データに変換する電子カメラ（ＣＣＤカメラ）を備える。照明光源は、カメラユニット部の外に設ける場合もある。
【０００５】
そして、光ファイバユニット部は、複数の光ファイバを束ねた光ファイバケーブルの先端部分と後端部分のそれぞれの周囲に接着剤で接着結合した金属製の口金を保護管にねじ止め支持して該保護管に内装し、口金で支持した光ファイバケーブルの先端面を前記対物アダプタ部のレンズユニットに対向させ、後端部分の周囲に接着剤で接着結合した金属製の口金で支持した光ファイバケーブルの後端面を前記カメラユニットに対向させた構成である。因みに、光ファイバケーブルは、照明光源から入射した観察環境照明光を伝播するライトガイドファイバと、前記レンズユニットから入射した観察環境画像光をＣＣＤカメラに伝播するイメージファイバを備える。
【０００６】
このような光ファイバスコープを使用して高温・高放射線環境である原子炉の内部構造物、例えば、炉内ラックを観察する場合には、炉体の上部から光ファイバユニット部の先（対物アダプタ部）を炉内に挿し込んで対物アダプタ部を炉内ラック位置まで垂下させ、照明光源から出射する観察環境照明光をライトガイドファイバを介して対物アダプタ部に導いて観察環境（炉内ラック）を照明し、観察環境からの観察環境画像光をイメージファイバを介してＣＣＤカメラに入射して電子画像データに変換し、この電子画像データをモニタ装置で可視化した観察環境画像を観察するように行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２９６０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような高温・高放射線環境下での環境観察において、光ファイバスコープは、高温と高放射線に曝されることから、高耐熱性、高耐放射線性であることが要求され、そのような材料を使用して構成している。
【０００９】
しかしながら、このような光ファイバスコープは、繰り返し使用すると、常温環境と高温環境を繰り返す光ファイバユニット部の先端部分では、口金と光ファイバケーブルを接着結合する重合部分において熱膨張の差によって光ファイバケーブルに繰り返し荷重（応
力）が作用して光ファイバケーブルが口金内で破断する問題がある。
【００１０】
また、光ファイバスコープは、観察環境に挿し込んだ光ファイバユニット部における保護管の上部を支持して全体（垂下部分）を支えることにより対物アダプタ部を観察目的の環境に対峙させる構成であるが、観察中に保護管が熱膨張により伸びて観察目的環境位置からずれてしまうことから、対物アダプタ部の位置（カメラによる撮影画像環境）を常に監視して光ファイバスコープの挿し込み量を調整する制御が必要であった。
【００１１】
本発明の１つの目的は、光ファイバユニット部の先端部分において口金を接着結合して包囲した光ファイバケーブルの口金内での破断を防止（又は軽減）することができる光ファイバスコープを実現することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、環境観察中に保護管が熱膨張により伸長して目的とする観察環境位置からずれてしまうのを防止（又は軽減）することができる高温環境観察システムを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
光ファイバユニット部の口金内での光ファイバケーブルの破断の原因は、口金を接着結合するために光ファイバケーブルの先端部分の被覆を除去して光ファイバの表面を露出させるときに被覆除去端の被覆残存部分を光ファイバの表面に対して直角（鈍角）形状としたことにより、被覆除去工具が光ファイバの表面に鋭角な傷を付けて該傷に応力が集中することにあることが判明した。しかも、光ファイバスコープを高温環境に挿入すると保護管が長さ方向に伸長して該保護管内に張架された光ファイバケーブルの張力を増加させることから、光ファイバケーブルを口金から引き抜く方向に大きな力が作用して破断を助長することも判明した。
【００１４】
従って、本発明の光ファイバスコープの特徴は、光ファイバケーブルの周囲を金属製の保護管で包囲した光ファイバユニット部と、この光ファイバユニット部の先端部分に取り付けた対物アダプタ部と、光ファイバユニット部の後端部分に取り付けたカメラユニット部とを備え、
前記光ファイバユニット部は、光ファイバケーブルの先端部分における周囲の被覆を除去して接着剤で接着結合した金属製の口金を保護管にねじ止めして該保護管内に張架するように内装した構成において、
前記光ファイバケーブルの外周の被覆除去端における被覆残存部分の光ファイバの表面からの立ち上がり角度を鋭角としたことにある。
【００１５】
また、前記保護管は、長さ方向に伸縮可能な伸縮継手を備えて保護管の伸長を吸収する構成とすることにより、口金と光ファイバケーブルの間に該光ファイバケーブルを口金から引き抜く方向の大きな力が作用しないようにする。
【００１６】
また、前記保護管は、伸縮継手を伸長するように与圧する圧縮ばねを内装することにより、光ファイバスコープを横向き（横長）状態にして使用することを可能とする。
【００１７】
そして、本発明の高温環境観察システムは、光ファイバケーブルは熱膨張が保護管よりも極めて小さいことに着目し、前記光ファイバスコープにおける光ファイバユニット部の保護管に長さ方向に伸縮可能な伸縮継手を設けて保護管の伸長を吸収するように構成し、光ファイバユニット部の先の対物アダプタ部を観察環境内に挿し込んで対物アダプタ部を観察環境位置まで垂下させるときの垂下荷重を前記光ファイバケーブルの張力によって支えるように構成したことにある。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の光ファイバスコープは、光ファイバケーブルの先端部分の被覆を除去して光ファイバの表面を露出させて口金を接着結合するための光ファイバケーブルの被覆除去端における被覆残存部分の光ファイバの表面からの立ち上がり角度を鋭角としたことにより、被覆除去工具が光ファイバの表面に鋭角な傷を付けることがなくなり、応力集中によって光ファイバケーブルが破断するのを防止または軽減することができる。
【００１９】
また、保護管は、長さ方向に伸縮可能な伸縮継手を備えて保護管の伸長を吸収する構成としことにより、口金と光ファイバケーブルの間に該光ファイバケーブルを口金から引き抜く方向の大きな力を作用させて光ファイバケーブルの破断を助長するのを防止することができる。
【００２０】
また、保護管は、圧縮ばねを内装して伸縮継手を伸長するように与圧しているので、光ファイバスコープを横向き（横長）状態にしても使用することができる。
【００２１】
また、本発明の高温環境観察システムは、光ファイバユニット部の保護管を伸縮可能に構成し、光ファイバユニット部の先に取り付けた対物アダプタ部を観察環境内に挿し込んで対物アダプタ部を観察環境位置まで垂下させるときの垂下荷重を光ファイバケーブルの張力によって支えるように構成したことにより、光ファイバケーブルは熱膨張が保護管よりも極めて小さいことから、環境観察中に対物アダプタ部が目的とする観察環境位置からずれてしまうのを防止（又は軽減）することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の光ファイバスコープの実施例を示す外観図である。
【図２】図１に示した光ファイバスコープにおける光ファイバユニット部の保護管伸縮部と対物アダプタ部を示す縦断側面図であり、（ａ）は保護管の伸長状態、（ｂ）は保護管の収縮状態である。
【図３】図２に示した光ファイバスコープの光ファイバユニット部における光ファイバケーブルに対する口金の接着結合構成を拡大して示す縦断側面図である。
【図４】図１に示した光ファイバスコープを使用した原子炉内観察システムの概略を示す縦断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の高温環境観察システムは、光ファイバケーブルの周囲を金属製の保護管で包囲した光ファイバユニット部と、この光ファイバユニット部の先端部分に取り付けた対物アダプタ部と、光ファイバユニットの後端部分に取り付けたカメラユニット部とを備え、前記光ファイバユニット部は、光ファイバケーブルの先端部分における周囲の被覆を除去して接着剤で接着結合した金属製の口金を保護管にねじ止めして該保護管内に張架するように内装した構成において、前記光ファイバケーブルの外周の被覆除去端における被覆残存部分の光ファイバの表面からの立ち上がり角度を鋭角とした構成の光ファイバスコープを使用し、
前記光ファイバユニット部の保護管は、長さ方向に伸縮可能な伸縮継手を備え保護管の伸長を吸収することができるように構成し、光ファイバユニット部の先の対物アダプタ部を観察環境内に挿し込んで対物アダプタ部を観察位置まで垂下させるときの垂下荷重を前記光ファイバケーブルの張力によって支えるように構成する。
【実施例１】
【００２４】
本発明の光ファイバスコープ及び高温環境観察システムの実施例を図面を参照して説明する。
【００２５】
この実施例の光ファイバスコープ１は、図１に示すように、光ファイバユニット部２と、対物アダプタ部３と、カメラユニット部４とを備える。
【００２６】
光ファイバユニット部２は、伸縮継手を備えたステンレス製の保護管２１内に光ファイバケーブルを張架するように支持して内装した構成である。伸縮継手及び張架する構成の詳細については後述するが、光ファイバケーブルの上端部分と下端部分の外周に口金を接着結合し、この口金を保護管２１の上端部分と下端部分の内側にねじ止め支持する構成である。光ファイバケーブルは、カメラユニット部４から入射した観察環境照明光を対物アダプタ部３に伝播するライトガイドファイバと、対物アダプタ部３から入射した環境画像光をカメラユニット部４に伝播するイメージファイバを備える。
【００２７】
対物アダプタ部３は、詳細構成については後述するが、光ファイバユニット部２の下端部分に結合され、光ファイバユニット部２の光ファイバケーブ（ライトガイドファイバ）から入射した観察環境照明光を観察環境に向けて放出し、観察環境から反射してくる環境画像光を取り込んで光ファイバケーブル（イメージファイバ）に入射する構成である。
【００２８】
カメラユニット部４は、光ファイバユニット部２の上端部分において保護管２１に溶接４１して結合された底板４２と、この底板４２から立ち上がる側板４３と、この側板４３の上端に取り付けた天板４４とによってカメラ部ケースを構成し、前記天板４４の上面にねじ止めして起立させた吊りフック４５とを備える。そして、観察環境照明光を光ファイバユニット部２の光ファイバケーブル（ライトガイドファイバ）に入射するように照明光源（図示省略）まで伸びる照明光導入部４６と、光ファイバユニット部２の光ファイバケーブル（イメージファイバ）から入射した環境画像光を電子データ（観察環境画像データ）に変換するＣＣＤカラーカメラ４７を備える。このＣＣＤカラーカメラ４７は、保護管２１の上端部分に設けられたカメラ設置筒４８の上端に設置され、光ファイバケーブル（イメージファイバ）の上端はレンズを介して前記ＣＣＤカラーカメラ４７に対向するように延長される。
【００２９】
光ケーブルユニット部２における保護管２１に対する光ファイバケーブルの張架支持構造、保護管２１の伸縮継手及び該保護管２１に取り付けた対物アダプタ部３の内部構造を図２及び図３を参照して説明する。
【００３０】
光ファイバユニット部２における光ファイバケーブル２２は、保護管２１の中心部に張架される。保護管２１は、長さ方向の伸縮を吸収する伸縮継手を備える。
【００３１】
この伸縮継手は、ステンレス製の保護管２１を長さ方向に上保護管２１ａと下保護管２１ｂとに２分割し、上保護管２１ａの下端部分の内側にステンレス製の摺動管２１ｃを嵌入して摺動部分を上保護管２１ａの先に突出させるように溶接結合し、この摺動管２１ｃの摺動部分に下保護管２１ｂを摺動可能に嵌入し、摺動管２１ｃの摺動部分における下保護管２１ｂ内への嵌入部分に形成した係止長孔２１ｃ1に上保護管２１ａに外側から捩じ
込んだ係止ねじ２３の先端部分を嵌入することにより抜け止め及び回り止めするようにして構成する。
【００３２】
この実施例において、伸縮継手は、上保護管２１ａと下保護管２１ｂの間に摺動可能に介在させた摺動管２１ｃによって構成したが、上保護管２１ａと下保護管２１ｂの間に蛇腹管を介在させて構成するように変形することもできる。
【００３３】
光ファイバケーブル２２の下端部分には、その外周を包囲するようにステンレス製の口金２４を接着結合し、下保護管２１ｂの下端部分の内側に嵌着したケーブル固定具２５の中心に設けたファイバ固定孔に前記光ファイバケーブル２２の口金２４を嵌入して止めね
じ２６によって抜け止めする。
【００３４】
光ファイバケーブル２２と口金２４との接着結合部分において光ファイバケーブル２２が破断するのを防止するための両者の接着結合構成について、図３を参照して説明する。
【００３５】
光ファイバケーブル２２は、実際には、光ファイバ２２ａの外周面に保護用の被覆２２ｂを施した構成である。このような光ファイバケーブル２２の周囲に口金２４を強固に接着結合するために、光ファイバケーブル２２の接着領域の先端部分の被覆２２ｂを除去して光ファイバ２２ａの外周面を露出させている。この被覆除去は、刃物による切除や研削によって行うが、被覆除去端における被覆残存部分２２ｂ1の光ファイバ２２ａの表面か
らの立ち上がり角度が鋭角となるように行う。
【００３６】
このような被覆除去によれば、刃物を用いた被覆除去作業において被覆２２ｂを切り開いて光ファイバ２２ａの表面に達した刃物の刃先は、光ファイバ２２ａの表面に対して平行に近い角度（鋭角）で該表面に当接することになるので、光ファイバ２２ａの表面に鋭角な傷を付けるのを防止することができる。このような刃物を用いた被覆除去作業は、刃先が光ファイバ２２ａの表面に接する放物線を描くように刃物を被覆２２ｂに切り入れることにより実現することができる。
【００３７】
このような被覆除去は、研削工具を使用した被覆除去作業によっても実現することができる。
【００３８】
このようにして先端部分の被覆を除去して光ファイバ２２ａの表面を露出させた光ファイバケーブル２２は、接着結合部分に接着剤２２ｃを塗布して口金２４に挿入して接着結合する。
【００３９】
口金２４に接着結合して該口金２４の先端に露出させた光ファイバケーブル２２の端面２２ｄは、観察環境照明光の出射及び観察環境画像光の入射に望ましい平面形状に仕上げ加工する。
【００４０】
対物アダプタ部３は、光ファイバケーブル対向窓３１ａと観察窓３１ｂを備えたアダプタケース３１にレンズユニット３２と反射鏡３３を内蔵し、アダプタケース３１を下保護管２１ｂの下端部とケーブル固定具２４の下端部に嵌着結合し、光ファイバケーブル２２から入射した観察環境照明光をレンズユニット３２と反射鏡３３を介して観察窓３１ｂから観察環境に向けて放出し、観察窓３１ｂから取り込んだ観察環境画像光を反射鏡３３とレンズユニット３２を介して光ファイバケーブル２２に入射する構成である。
【００４１】
光ファイバユニット部２の上端部分における光ファイバケーブル２２の張架支持は、図示説明は省略するが、下端部分と同様に、光ファイバケーブルの上端部分の外周に口金を接着剤によって接着結合し、この口金を上保護管２１ａの上端部分に設けたカメラ設置筒４８の内側に嵌着したケーブル固定具の中心に設けたファイバ固定孔に嵌入して止めねじによって抜け止めするようにして行う。上部における口金は高温に曝されて伸長することがないことから、光ファイバケーブル２２の被覆除去において前述したような配慮は省略することもできる。
【００４２】
このように構成した光ファイバスコープ１は、対物アダプタ部３を観察環境に対峙させるように挿し入れ、照明光源（図示省略）から出射した観察環境照明光を光ファイバユニット部２の光ファイバケーブル２２におけるライトガイドファイバを介して対物アダプタ部３に導いて観察環境を照明し、観察環境からの観察環境画像光を光ファイバケーブル２２のイメージファイバを介してＣＣＤカラーカメラ４７に入射して電子画像データに変換
し、この電子画像データをモニタ装置（図示省略）で可視化した観察環境画像を観察するように行う。
【００４３】
このような環境観察において、対物アダプタ部３を高温の観察環境に挿し入れると、口金２４が熱せられて伸長する。しかしながら、光ファイバケーブル２２において口金２４に包囲されて接着結合された部分の光ファイバ２２ａには引っ張り応力が集中するような傷がないことから、光ファイバケーブル２２が破断するようなことはない。しかも、保護管２１も伸長するが、この保護管２１における上保護管２１ａと下保護管２１ｂの間に介在した伸縮継手がこの伸長を吸収することから、光ファイバケーブル２２を張架支持した保護管２１の伸長によって光ファイバケーブル２２に過大な引っ張り張力が作用するようなこともない。
【００４４】
このような光ファイバスコープ１を使用した高温環境観察の一例である原子炉内観察システムは、図４に示すように、カメラユニット部４に設けた吊りフック４５を使用して吊り機構５によって光ファイバスコープ１を吊り下げ、対物アダプタ部３を原子炉６における観察環境に対峙させるように挿し入れ、照明光源（図示省略）から出射した観察環境照明光を光ファイバユニット部２の光ファイバケーブル２２におけるライトガイドファイバを介して対物アダプタ部３に導いて観察環境を照明し、観察環境からの観察環境画像光を光ファイバケーブル２２のイメージファイバを介してＣＣＤカラーカメラ４７に入射して電子画像データに変換し、この電子画像データをモニタ装置（図示省略）で可視化した観察環境画像を観察するように行う。
【００４５】
因みに、吊り機構５において、５１は吊り下げ量（観察環境への光ファイバスコープ１の挿し込み量）を調節する巻上げ装置、５２は吊り索条である。また、原子炉６において、６１は原子炉容器、６２は炉内ラック、６３は炉心上部機構、６４は炉上部機構である。そして、この実施例における観察環境は、原子炉容器６１内の炉内ラック６２の上部における作業環境である。
【００４６】
このときの対物アダプタ部３の吊り下げ荷重の支持は、主として、下側のケーブル固定具２５−口金２４−光ファイバケーブル２２−上側の口金−ケーブル固定具−カメラ設置筒４８―上保護管２１ａ−底板４２−側板４３−天板４４−吊りフック４５の経路で行うことになり、光ファイバスコープ１の長さ方向の寸法は、主として、熱による伸長が極めて少ない光ファイバケーブル２２によって支配されることから、吊りフック４５による光ファイバスコープ１の吊り下げにおいて、対物アダプタ部３の位置ずれ（下降）を防止することができる。因みに、このときの保護管２１の伸長は、伸縮継手によって吸収される。
【００４７】
従って、高温環境観察において、光ファイバスコープ１の伸長を吸収補正するために観察中に挿し込み量を調整する制御は不要となる。
【実施例２】
【００４８】
前述した実施例１の光ファイバスコープ１は、観察環境に吊り下げて縦長状態で使用する例であるが、この光ファイバスコープ１は、観察環境に横向き（横長）状態に挿し込んで使用する場合には、光ファイバケーブル２２が緊張するような垂下（重力）荷重が発生しないことから、光ファイバケーブル２２を緊張させるような緊張手段を付加することが必要である。
【００４９】
この実施例２は、この緊張手段を付加した光ファイバスコープ１の例である。この実施例２は、前述した実施例１における伸縮継手と並列に圧縮ばねを付加することによって実現することができる。
【００５０】
具体的には、図２に示すように、上保護管２１ａの内側に環状のばね受け２７ａを設け、このばね受け２７ａと下保護管２１ｂに嵌着された２５の間に弦巻ばね２７ｂを圧縮状態（圧縮ばね）に介在させ、上保護管２１ａと下保護管２１ｂ（伸縮継手）を伸長するように与圧する構成にする。
【００５１】
このように構成することにより、弦巻ばね２７ｂは保護管２１を伸長させるように作用することから、光ファイバケーブル２２は重力荷重が作用しなくても緊張状態となり、光ファイバスコープ１は横向き（横長）状態でも使用することができるようになる。
【符号の説明】
【００５２】
１…光ファイバスコープ、２…光ファイバユニット部、２１…保護管、２１ａ…上保護管、２１ｂ…下保護管、２１ｃ…摺動管、２２…光ファイバケーブル、２２ａ…光ファイバ、２２ｂ…被覆、２２ｂ1…被覆残存部分、２２ｃ…接着剤、２４…口金、２５…ケー
ブル固定具、３…対物アダプタ部、３１…アダプタケース、３２…レンズユニット、３３…反射鏡、４…カメラユニット部、４５…吊りフック、４６…照明光導入部、４７…ＣＣＤカラーカメラ、４８…カメラ設置筒、５…吊り機構、６…原子炉。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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