(57)【要約】      （修正有）【課題】多くのコアロッド（あるいはロッド小片）を同時に洗浄することを可能にしてＲＩＴ（ロッドインチューブ）プリフォームを大量に製造するために必要な時間とコストを著しく低減する方法を提供する。【解決手段】光ファイバプリフォーム１０に関わるコアロッド１２あるいは他のガラス構成要素が、それらを複数の第一のスリーブに装着し、構成要素を保持するためにスリーブの入口および出口端を部分的に塞ぐことにより清浄にされる。第一のスリーブの入口端が第二のスリーブの入口端と向き合うようにスリーブが第二のスリーブの中に収容される。流体送出システムが第二のスリーブの入口端に清浄用流体を供給し、流体が第一のスリーブに入って装着された構成要素の露出した表面に接触する。流体が第一のスリーブの出口端から出て、第二のスリーブの出口端から除去される。清浄にされた構成要素は汚れの危険性がなく第一のスリーブから取り外される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバプリフォームに関わるガラス構成要素を清浄にする方法であって、
軸と、入口端と、前記入口端に対して軸方向反対側に位置する出口端とを有する複数の第一のスリーブを準備する工程と、
前記第一のスリーブのそれぞれに一つあるいは一つ以上のガラスプリフォーム構成要素を装着する工程と、
前記装着された構成要素を前記第一のスリーブ内に保持するために前記第一のスリーブのそれぞれの入口および出口端を部分的に塞ぐ工程と、
軸と、入口端と、前記入口端とは軸方向に反対である出口端とを有する第二のスリーブを準備する工程と、
前記第一のスリーブの入口端が前記第二のスリーブの入口端と向き合うように前記第二のスリーブの内部に前記装着された第一のスリーブを一緒に配する工程と、
前記第二のスリーブの入口端を流体送出システムと連結する工程と、
前記送出システムから前記第二のスリーブの入口端に一あるいは一以上の流体を供給する工程とを含み、前記流体は、前記第一のスリーブの入口端の中に流れこんで前記第一のスリーブ内の構成要素の露出した表面に接触して、前記構成要素を清浄またはエッチングするものであり、さらに、
前記第一のスリーブの出口端から流体を除去する工程と、
前記第二のスリーブの出口端の外へ除去した流体を導く工程と
を含むことを特徴とする。
【請求項２】
前記流体を供給する工程は、前記構成要素を清浄にするための液体界面活性剤または洗浄剤を流すことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記流体を供給する工程は、前記構成要素をエッチングするためのフッ化水素酸溶液を流すことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記流体を供給する工程は、前記構成要素をすすぐための水を流すことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記流体を供給する工程は、前記構成要素を乾燥させるための乾燥用ガスを流すことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第二のスリーブの出口端に蓋をし、前記第二のスリーブから除去された流体を流体循環システムと連通させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記流体を供給する工程の間、前記第一および第二のスリーブを垂直に保持することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記清浄されるガラス構成要素は光ファイバプリフォーム用のコアロッドからなり、前記第一のスリーブのそれぞれの中にコアロッドを装着することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記第一のスリーブのそれぞれに連続して装着された前記コアロッドの軸方向端面の間に分離用部材を配したことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
コアロッドを光ファイバプリフォームに組み立てる方法であって、
請求項８あるいは請求項９の方法によって前記コアロッドを清浄する工程と、
前記清浄されたコアロッドを光ファイバプリフォームのオーバークラッド管に挿入する工程と、
前記装着された所与の第一のスリーブの第一の端部を前記清浄する工程の後に前記オーバークラッド管の管路に軸方向に整列させる工程と、
前記第一のスリーブの第一の端部から外へ清浄にされた前記コアロッドを押し出し、そして前記オーバークラッド管の管路に押し込むために、前記第一の端部とは軸方向に反対の前記第一のスリーブの第二の端部を通して押し棒を挿入する工程とを含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ファイバ用ガラスプリフォームの製造に関し、特に種々のロッドインチューブ（ＲＩＴ）形のプリフォームに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＩＴファイバプリフォーム製造の最初の段階は、ガラスオーバークラッド管の内側の軸方向に１本もしくは１本以上のコアロッドを挿入することを含む。通常、コアロッドは、ロッドのコア材料を汚染する危険性を避けながら手で運搬が可能なように、一端から伸びるハンドルを有している。ロッドのハンドルは製品の識別および追跡目的のためにも使われる。
【０００３】
従来型のＲＩＴプロセスでは、１本のコアロッドがロッドに取り付けられたハンドルに助けられて、オーバークラッド管の軸方向管路に挿入される。犠牲となるガラススペーサを、管の軸方向の全長を充填するために挿入してもよい。ハンドルは、それがはずされる最終のオーバークラッドプロセスの段階まで、コアロッドに取り付けられたままになっている。
【０００４】
連続した長いコア材料を形成するために、多数のコアロッドの端部と端部を溶融して使うこともよく知られている。しかし、これはコストのかかる余計な工程であり、溶融の熱源に起因する水酸基（ＯＨ）濃度の増加によって、溶融部のプリフォームから線引きされるファイバの品質によくない影響を与えるかもしれない。
【０００５】
数多くのコアロッドを単一のオーバークラッド管に挿入すること、あるいは機械的な組立てを用いることなどの工程改善は、一つあるいは一つ以上のオーバークラッド管にロッドのコア材料を挿入する前に、コアロッドのハンドルを除去することが必要である。例えば、ＯＦＳファイテルＵＳＡ（社名、登録商標）が供給するＡｌｌＷａｖｅ（登録商標）ファイバのような光ファイバにおいて、余計なコストを低減しそして水ピークゼロ品質を維持するためには、ロッドがオーバークラッド管に挿入される前に、ＶＡＤ工程で表面に残った水を除去すべくコアロッドをフッ化水素酸（ＨＦ  ａｃｉｄ）で徹底的にエッチングしなければならない。
【０００６】
手で直接触れることなく、コアロッドをハンドルなしで清浄にし、エッチングし、オーバークラッド管に挿入する技術が「Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｐｒｅｆｏｒｍ  ｗｉｔｈ  Ｏｖｅｒｃｌａｄ  Ｔｕｂｅｓ」と題し、本発明の譲受人に譲渡された２００６年９月２８日公開の米国特許出願公開第２００６／０２１６５２７号明細書（２００５年３月２３日出願の米国特許出願第１１／０８８，０７６号）に開示されている。この開示技術において、ガラススペーサ、複数のコアロッド小片、および管の栓が、長い管状のホルダあるいはスリーブに装着される。プラスチックボールのスペーサが、小片の向き合う端面の間、ガラススペーサと最も上のロッド小片の間、および栓と最も下のロッド小片の間に配される。この技術は、管状のホルダの開放前後端の間に酸溶液を流し、その後脱イオン水ですすぐことにより、ガラススペーサ、ロッド小片および管の栓をきれいに洗浄する。洗浄されると、ホルダの開放前端がオーバークラッド管内の軸方向の管路に一列に並べられ、ホルダの開放後端から押し棒を挿入することによりコアロッド小片が管の管路内に連続的に押し込まれる。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０２１６５２７号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／０１０７７３５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、複数のホルダに装着した状態で多くのコアロッド（あるいはロッド小片）を同時に洗浄することを可能にする方法は、ＲＩＴプリフォームを大量に製造するために必要な時間とコストを著しく低減することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、ガラス光ファイバプリフォームに関わるコアロッドあるいはその他の構成要素を清浄にする方法は、それぞれが軸と、入口端と、入口端に対して軸方向反対側にある出口端とを有する数多くの第一のスリーブを供給することを含む。複数のコアロッドがそれぞれのスリーブに装着され、装着されたコアロッドがスリーブ内に保持されるようスリーブの入口および出口端が部分的に塞がれる。第一のスリーブの入口端が第二のスリーブの入口端の方を向くように、装着された第一のスリーブが第二のスリーブ内に一緒に配される。第二のスリーブの入口端が流体送出システムに連結され、システムから供給される流体が第一のスリーブに入り、コアロッドの露出表面に接触してロッドを清浄に、および／あるいはエッチングする。流体は第一のスリーブから除去され、第二のスリーブの出口端から外部に排出される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のよりよい理解のために、付属の図面、および添付の請求の範囲とにより以下に説明する。なお、これらの図面中の構成要素は必ずしも寸法通りではない。
【００１０】
図１は、本発明に基づいて組立てられるロッドインチューブ（ＲＩＴ）光ファイバプリフォーム１０を示す。プリフォーム１０は、ガラスオーバークラッド管１４の内部に軸方向に縦につないで積み重ねられた複数の円筒状コアロッド（「ロッド小片」とも呼ばれる）１２を含む。ロッド１２は、よく知られた修正化学気相堆積（ＭＣＶＤ）法、あるいは例えば気相軸付け堆積（ＶＡＤ）や外付け気相堆積（ＯＶＤ）などの等価な工程によって作られる単一の長尺クラッド付きコアロッドから作り出されてもよい。あるいは、各ロッド１２をクラッドのないファイバコア材料だけから構成してもよい。好ましくは、ロッド１２の軸方向端面は、例えばダイヤモンドソーを用いて平らに切断される。
【００１１】
オーバークラッド管１４は、例えば商業的に入手可能なシリカガラス円筒の形で取得されてもよい。図示の実施例においては、図に見られるように、管１４の先端部あるいは下端１６の周囲は円錐台形に形成され、例えば約２４度の角度で半径方向の内側に向いて先細になっている。中空円筒状のハンドル１８が管１４の頂部に形成され、短いガラススペーサ２０がハンドル１８の軸孔２２の底部に配される。スペーサ２０が、管１４内部でのコアロッド１２の上方への動きを阻止するように構成、配置される。スペーサ２０は、図１に示すように環状の突起、あるいは管１４の内周上の段２４によってスペーサがハンドル孔２２の中に滑り上がることを阻止する位置まで、オーバークラッド管１４の底端から軸方向に挿入されてもよい。
【００１２】
プリフォーム１０の更なる詳細が、例えば「Ｒｏｄ  ｉｎ  Ｔｕｂｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｐｒｅｆｏｒｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ」と題し、本発明の譲受人に譲渡された２００４年６月１０日公開の米国特許出願公開第２００４／０１０７７３５号明細書（２００２年１２月４日出願の米国特許出願第１０／３０９，８５２号）に開示されている。プリフォーム１０の二重オーバークラッド版について開示している先に述べた米国特許出願公開第２００６／０２１６５２７号明細書も参照のこと。これら出願のすべての関連部分を参照のために引用する。しかし、ここに開示される本発明のプロセスは、いろいろなサイズと形状、および一つあるいは一つ以上のオーバークラッド管を有するＲＩＴプリフォームについて一般的に適用され得るということが理解されるであろう。
【００１３】
図２は、コアロッド１２およびその他の構成要素が清浄化のために配列された細長い円筒状スリーブ４０の内側を示す。スリーブ４０は、コアロッド１２の清浄化およびエッチングを容易にし、きれいになったロッドを汚すことなくスペーサ２０およびオーバークラッド管の栓４１といっしょに図１のオーバークラッド管１４の中に直接挿入することを可能にする。スリーブ４０は、例えばポリプロピレン、ＰＴＦＥあるいは強酸あるいは基礎液に侵されない同等の材料で形成されてもよい。オーバークラッド管に挿入されるコアロッド１２の数によって、スリーブ４０は長さ３メータあるいはそれ以上であってもよい。以下に説明されるように、スリーブ４０をオーバークラッド管１４とともに軸方向に整列するために、プラスチックの整列ブロック４３もスリーブ４０の内側に置かれる。
【００１４】
コアロッド１２に関わるいずれのハンドルも、ロッドが清浄化のためにスリーブ４０に挿入される前に取り除かれる。通常、ハンドルはダイヤモンドソーを用いて切断されるので、残ったコア材料は、とりわけ切り屑による汚れの危険性にさらされる。したがって、ロッドはいかなる汚れおよび／あるいはロッドの前処理あるいは取り扱いにより生じる表面の水を除去し、要求される製品品質（つまり、破断がほとんどない、高い歩留まり、および低い伝送損失）を確保するために清浄にされなければならない。スリーブ４０は、一種類あるいは一種類以上の清浄化液が開放入口端４２でスリーブ４０に入り、軸方向に入口端４２の反対側にある開放出口端４４から液が排出されるような寸法に形成される。以下に詳細に述べるように、液の流れはコアロッド１２の露出した表面を清浄にし、そして／あるいはエッチングするように作用する。
【００１５】
流体は、外部の洗浄あるいは流体送出システムの一部であるノズル４６によってスリーブ４０の入口端４２と連通してもよい。図８に詳細に示されるように、スリーブ４０の軸方向管路の内径は入口端４２で細くなり、スリーブ内の管路に流体を流入させるためにノズル４６の先端が入口端４２に取り付けられたときに、入口端がスリーブとの液密封止を確立するように形成される。
【００１６】
スリーブ４０の出口端４４は、入口端４２に供給されスリーブの軸方向に流れる清浄用流体がスリーブから排出、除去されるように形成される。また、出口端４４は、コアロッド１２が清浄化の前に出口端４４を通してスリーブ４０の内部の軸方向に挿入され、その後出口端から排出されるような寸法となっている。コアロッド１２を清浄化のために出口端から手で挿入してもよいが、上に述べた理由により、適切な製品品質を確保するためにはオーバークラッド管に挿入される前に清浄にされたロッドに触れることは避けなければならない。したがって、図３に見られるように、スリーブ内のコアロッド１２とその他の構成要素を出口端４４から押し出し、図１のオーバークラッド管１４の軸方向管路の中に直接押し込むためにプラスチックの押し棒６０がスリーブ４０の入口端４２から挿入されてもよい。
【００１７】
押しブロック５０がスリーブ４０の出口端４４から最初に装着され、図２に見られるように、ブロック５０は入口端４２に隣接して配置される。図８を参照のこと。ブロック５０は、例えばポリプロピレンで形成されてもよく、清浄用流体が入口端４２から入り、ブロック５０を通り抜けてスリーブ４０の内側のコアロッド１２と接触するために十分な断面の軸方向管路および／あるいは溝を有する。図８に見られるように、半径が小さくなったスリーブの管路はブロック５０が入口端４２から外に移動することを妨げている。
【００１８】
次に、プラスチックボール６２が出口端４４を通して装着され、それに続いて管の栓４１、プラスチックボール６２、第一のコアロッドあるいはロッド小片１２、および他のボール６２が装着される。それから第二、第三、および更なるコアロッド１２がそれぞれのロッド１２を分離するためのプラスチックボール６２とともに出口端４４を通して装着されてもよい。プラスチックボール６２は、コアロッド１２の軸方向端面の間に配されて、端面がスリーブ４０の中で十分に清浄用流体にさらされるよう端面の接触を最小限にしながら衝撃を和らげ、端面を傷つけることから保護する役割を果たす。
【００１９】
取外し可能な横断ピン６４がスリーブ４０の出口端４４に挿入され、ピン６４はスリーブの入口端４２で管路の直径が小さくなっていることと併せてスリーブ内に装着された部品を保持し、清浄用流体が清浄化操作の間中スリーブを通して流れるために十分な程度に部分的に出口端を塞ぐ。もし所望であれば、製品識別と追跡目的のためにスリーブ４０の外側表面にマーキングを施してもよい。
【００２０】
図３に見られるように、清浄化操作の後、ピン６４を抜いて、スリーブ４０の出口端４４が、例えばオーバークラッド管１４の底端から約５ｃｍ離れた位置におかれる。押し棒６０がスリーブ４０の入口端４２を通して軸方向に挿入され、押しブロック５０を図３の左方向に移動させてオーバークラッド管の方向にスリーブの出口端４４から整列ブロック４３を押し出す。それからスリーブ４０は、ブロック４３がオーバークラッド管内の軸方向管路と一直線になるように、オーバークラッド管に対して配置される。それからスリーブ４０と管１４は、ちょうど整列ブロック４３が落下または取り除かれるに十分なだけ、軸方向に分離される。
【００２１】
押し棒６０が再び図３の左方向に押されて、清浄にされた部品に手で触れることなく清浄になったスペーサ２０、コアロッド１２、および栓４１がスリーブの出口端４４から外に、そして管１４の軸方向管路の中に直接動かされる。プラスチックボール６２はコアロッド１２が管の管路に挿入されるときに下に落とされるか、あるいは廃棄される。
【００２２】
図４から７はスリーブの中に装着されたコアロッドを清浄にするために複数のスリーブ４０を同時に使用できるシステムを例示しており、そのスリーブはより大きな外径の外側管あるいはスリーブ７０の中に含まれ、それにより生産性を増加させるものである。例示のシステムは清浄にするコアロッド１２が装着される３つのスリーブ４０を収容している。スリーブ４０の入口端４２は外側スリーブ７０の入口端７４の方向を向いている。スリーブ７０の軸方向管路の内側直径は入口端７４の内側で減少するように傾斜がつけられ、端部７４は、流体供給ノズル７５とともに液密封止を確立するように形成される。例えば、個々のスリーブ４０の直径と外側のスリーブ７０の内径によって、２つ、３つあるいはそれ以上のスリーブ４０が外側のスリーブ７０の中にいっしょに配置されてもよいことが理解されるであろう。
【００２３】
通常、円筒状の端部ブロック７２が外側のスリーブ７０の入口端７４の内側に挿入され、直径を狭められた管路が、端部ブロック７２がさらに下方に移動することを妨げる。端部ブロック７２は軸方向の管路および／あるいは溝を持ち、ノズル７５を経てスリーブの入口端７４に供給される清浄用の流体がブロック７２を通過し、それぞれのスリーブ４０の入口端４２に一様に配分され、スリーブ４０内のコアロッドと接触しながら流れることを確実にしている。したがって、図４から７のシステムは、それぞれのスリーブ４０について図２および８のノズル４６の使用を省略してもよい。
【００２４】
外側スリーブ７０の出口端７６は、好ましくはそれぞれのスリーブ４０を頂部に留めるような寸法で配置される環状の浮上がり防止リング７８と、リング７８の真上にスリーブ７０の出口端７６を貫通して挿入される取外し可能な横断ピン７９とを含む。以下に説明するように、リング７８とピン７９は、ともに個々の装着されたスリーブ４０が清浄化処理の間に移動あるいは上方に浮き上がることを抑制するように作用する。
【００２５】
本発明のプロセスを実行するために要求されてはいないが、閉じた流体送出システムを形成して安全性および効率の向上をもたらすために、外側スリーブ７０の出口端７６は図７に示すように取り囲むか、あるいはキャップをされてもよい。図７において導管８０の一端はスリーブ７０の出口端７６とつながり、出口端７６から排出される清浄用流体を導管８０の反対の端にある流体循環システム８２に戻すように配される。図７の配置は液体がスリーブ４０、７０の内側を流れるときに酸および他の潜在的に有害な液体が漏出することを防止する。この配置は外部にある戻り桶に集めるために液体がスリーブ７０の出口端から自由に排出されるならば必要になるであろう清浄用液体の量を顕著に低減する。
【００２６】
スリーブ４０に含まれるコアロッド１２（あるいは他のガラスプリフォーム部分）は外側スリーブ７０の入口端７４に供給される種々の流体がスリーブ４０の入口端に入り、その中のロッドの露出した表面上を流れることにより洗浄され清浄にされる。洗浄および清浄の操作は、例えば次のように進んでもよい。
１．高純度脱イオン水を数分間流すことによりロッド１２をすすぐ。
２．液体界面活性剤あるいは清浄用洗剤を流すことにより表面の汚れおよび油脂を溶解する。
３．脱イオン水の流れで再度ロッドをすすぐ。
４．ロッド表面の条件（例えばＯＨ濃度）により、数分から数時間２５から４９％のフッ化水素酸溶液を流すことによりロッドをエッチングする。
５．脱イオン水の流れで３回ロッドをすすぐ。
６．ロッドを乾燥させるためにＮ２あるいは清浄空気のような不活性乾燥ガスを流す。
【００２７】
循環システム８２は、図７のようにスリーブが垂直方向に向いているときにスリーブ４０、７０の高さに打ち勝つために十分な供給圧力を維持できるべきである。即ち、供給圧力は、スリーブが垂直に保持され液体が充填されたときにスリーブの入口端で現れる静水圧を超えるべきであり、それにより全清浄操作の間中液体循環がシステム８２により維持されるということである。
【００２８】
先に述べたように、スリーブ４０、７０を、オーバークラッド管あるいはガラスロッド１２を洗浄し、清浄にするために上に述べた同様の工程を使って完成したプリフォームのような他のガラスプリフォーム構成要素を清浄にするために使われてもよい。清浄にされたら、構成要素は（例えば、長い清浄な棒により）スリーブ４０、７０から押し出され、直接きれいな保存袋あるいは他の汚れがないコンテナに押し込まれてもよい。
【００２９】
ここに開示するように、本発明の方法はコアロッドあるいは他の光ファイバプリフォームに関わる構成要素を安全に移動し、識別し、清浄にし、エッチングし、貯蔵し、それから光ファイバプリフォームを製造するために組み立てることを可能にする。従来の取り扱いによるいかなる汚れの危険性も本質的に低減あるいは解消される。この方法はすべてとは言わないまでもほとんどの現行のＲＩＴプリフォーム製造プロセスに適合し、よく知られたＭＣＶＤ、ＶＡＤ、ＪＶＤ、あるいはＯＶＤ技術によって作られるコアロッドに適している。
【００３０】
これまで述べたことは本発明の好ましい実施例を表しているが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく種々の改良および変更が行われ得るものであり、かつ本発明はそのような改良および変更のすべてを以下の請求の範囲内に含むものであることを当業者は理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】複数のコアロッドを含むＲＩＴ光ファイバプリフォームの断面図である。
【図２】本発明による図１のプリフォームの組立て前にコアロッドが清浄にされるスリーブを示す。
【図３】図２のスリーブから図１のプリフォームのオーバークラッド管への清浄にされたコアロッドの装着を示す。
【図４】清浄化処理前の複数の図２のスリーブが含まれる外側スリーブの斜視図である。
【図５】図４の外側スリーブの入口端を示す。
【図６】図４の外側スリーブ（図示しない）の内側に配される図２の３つのスリーブを示す。
【図７】図４の外側スリーブ内に含まれるスリーブを通して洗浄液を循環させるクローズドシステムのブロックダイアグラムである。
【図８】図２のスリーブの流体の入口端の詳細図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０          光ファイバプリフォーム
１２          コアロッド
１４          オーバークラッド管
１６          オーバークラッド管の下端
１８          ハンドル
２０          ガラススペーサ
２２          軸孔
２４          環状の突起
４０          円筒状スリーブ
４１          栓
４２、７４    入口端
４３          整列ブロック
４４、７６    出口端
４６          ノズル
５０          プッシュブロック
６０          押し棒
６２          プラスチックボール
６４、７９    横断ピン
７０          外側管
７２          端部ブロック
７５          ノズル
７８          浮き上がり防止リング
８０          導管
８２          流体循環システム
【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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