(57)【要約】【課題】温度変化を生じる環境下であっても精度の良いスイッチングが行え、且つ、製造が容易で製品毎のバラツキが少なく、構成が簡単な光スイッチを提供する。【解決手段】複数本の光ファイバ１１と、複数本の光ファイバ１１の端面が並列して露出された接続面１９，２０を有する固定側コネクタ１２及び可動側コネクタ１３と、固定側コネクタ１２と可動側コネクタ１３の接続面１９，２０同士を対向させた状態で可動側コネクタ１３をスライドさせて固定側コネクタ１２内の光ファイバ１１と可動側コネクタ１３内の光ファイバ１１の接続を切り替えるスライド機構１４と、可動側コネクタ１３のスライド距離を規制するスライド距離規制機構１５と、を備え、光ファイバ１１、固定側コネクタ１２、可動側コネクタ１３、スライド距離規制機構１５がそれぞれガラス製であるものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の光ファイバと、
前記複数本の光ファイバの端面が並列して露出された接続面を有する固定側コネクタ及び可動側コネクタと、
前記固定側コネクタと前記可動側コネクタの接続面同士を対向させた状態で可動側コネクタをスライドさせて前記固定側コネクタ内の光ファイバと前記可動側コネクタ内の光ファイバの接続を切り替えるスライド機構と、
前記可動側コネクタのスライド距離を規制するスライド距離規制機構と、
を備え、
前記光ファイバ、前記固定側コネクタ、前記可動側コネクタ、前記スライド距離規制機構がそれぞれガラス製であることを特徴とする光スイッチ。
【請求項２】
前記スライド距離規制機構は、前記固定側コネクタ及び前記可動側コネクタの側面を挟み込むように配置される２つの側方ガラス壁と、一方の側方ガラス壁と前記固定側コネクタとの間に配置されるガラススペーサと、からなる請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項３】
前記スライド距離規制機構は、前記固定側コネクタ及び前記可動側コネクタの側面を挟み込むように配置される２つの側方ガラス壁と、前記固定側コネクタのスライド方向の長さよりも前記スライド距離分だけ短くなるように形成されたスライド方向の長さを有する前記可動側コネクタと、からなる請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項４】
前記可動側コネクタの背面に当接する後方ガラス壁を更に備え、
前記固定側コネクタ及び前記可動側コネクタは、前記固定側コネクタと前記可動側コネクタの接続面同士が当接するように配置され、前記可動側コネクタのスライド方向に対して垂直な方向への動きが規制される請求項１〜３のいずれかに記載の光スイッチ。
【請求項５】
前記固定側コネクタ及び前記可動側コネクタの接続面は、前記固定側コネクタの接続面と上面とが成す角が鋭角、前記可動側コネクタの接続面と上面とが成す角が鈍角となるように斜め研磨される請求項４に記載の光スイッチ。
【請求項６】
前記固定側コネクタ及び前記可動側コネクタは、磨りガラス上に配置される請求項１〜５のいずれかに記載の光スイッチ。
【請求項７】
スライド方向に対して平行に伸びるガラス棒を更に備え、
前記固定側コネクタ及び前記可動側コネクタは、その下面に前記ガラス棒に係合する係合溝を有し、前記ガラス棒上にスライド自在に配置される請求項１〜３のいずれかに記載の光スイッチ。
【請求項８】
前記固定側コネクタと前記可動側コネクタの接続面間には、間隙が設けられる請求項７に記載の光スイッチ。
【請求項９】
前記可動側コネクタの背面に当接する後方ガラス壁を更に備え、
前記固定側コネクタ及び前記可動側コネクタの接続面は、前記固定側コネクタの接続面と上面とが成す角が鋭角、前記可動側コネクタの接続面と上面とが成す角が鈍角となるように斜め研磨される請求項７又は８に記載の光スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送路を切り替えるための光スイッチに係り、特に、光ファイバの端面が露出されたコネクタの接続面同士をスライドさせて光伝送路を切り替える光スイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光伝送路を切り替えるための光スイッチとして、光ファイバの端面が露出されたコネクタの接続面同士をスライドさせて光伝送路を切り替えるものがある。この光伝送路を切り替えるためのスライド機構としては、例えば、近年小型化が進んでいるソレノイドが用いられる。
【０００３】
光スイッチでは、コネクタの接続面において光ファイバの端面同士を接続する際に光ファイバの端面同士の光軸が精度良く一致していないと、光ファイバを光伝送路として伝送される光信号の伝送損失が増大して伝送特性が劣化してしまう。
【０００４】
そのため、従来の光スイッチでは、位置決め用のピンで光軸を合わせる方法（例えば、特許文献１，２参照）、ストッパでスライド時の移動距離を調節する方法（例えば、特許文献３参照）を用い、スライドの前後において光ファイバの端面同士の光軸が精度良く一致するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−１６６４１２号公報
【特許文献２】特開平２−４７６２０号公報
【特許文献３】特開平４−２５７８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の光スイッチは、材質の異なる様々な部品を用いて構成されており、温度変化を生じる環境下では各部品がそれぞれ異なる線膨張係数を有しているため、各部品の寸法が別々に変動し、必ずしも光軸を精度良く一致させることができないと言う問題があった。
【０００７】
また、従来の光スイッチでは、各部品の組み付け時に各部品毎に微細な位置合わせが必要となり、製造が容易でなく、製品毎に少なからずバラツキが生じてしまうと言う問題もあった。
【０００８】
更に、近年は機器の小型化が望まれており、機器に搭載される光スイッチについても小型化が要求されてきているが、従来の光スイッチは、構成が複雑であるため、小型化が困難であった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、温度変化を生じる環境下であっても精度の良いスイッチングが行え、且つ、製造が容易で製品毎のバラツキが少なく、構成が簡単な光スイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために創案された本発明は、複数本の光ファイバと、前記複数本の光ファイバの端面が並列して露出された接続面を有する固定側コネクタ及び可動側コネクタと、前記固定側コネクタと前記可動側コネクタの接続面同士を対向させた状態で可動側コネクタをスライドさせて前記固定側コネクタ内の光ファイバと前記可動側コネクタ内の光ファイバの接続を切り替えるスライド機構と、前記可動側コネクタのスライド距離を規制するスライド距離規制機構と、を備え、前記光ファイバ、前記固定側コネクタ、前記可動側コネクタ、前記スライド距離規制機構がそれぞれガラス製である光スイッチである。
【００１１】
前記スライド距離規制機構は、前記固定側コネクタ及び前記可動側コネクタの側面を挟み込むように配置される２つの側方ガラス壁と、一方の側方ガラス壁と前記固定側コネクタとの間に配置されるガラススペーサと、からなると良い。
【００１２】
前記スライド距離規制機構は、前記固定側コネクタ及び前記可動側コネクタの側面を挟み込むように配置される２つの側方ガラス壁と、前記固定側コネクタのスライド方向の長さよりも前記スライド距離分だけ短くなるように形成されたスライド方向の長さを有する前記可動側コネクタと、からなっても良い。
【００１３】
前記可動側コネクタの背面に当接する後方ガラス壁を更に備え、前記固定側コネクタ及び前記可動側コネクタは、前記固定側コネクタと前記可動側コネクタの接続面同士が当接するように配置され、前記可動側コネクタのスライド方向に対して垂直な方向への動きが規制されると良い。
【００１４】
前記固定側コネクタ及び前記可動側コネクタの接続面は、前記固定側コネクタの接続面と上面とが成す角が鋭角、前記可動側コネクタの接続面と上面とが成す角が鈍角となるように斜め研磨されると良い。
【００１５】
前記固定側コネクタ及び前記可動側コネクタは、磨りガラス上に配置されると良い。
【００１６】
スライド方向に対して平行に伸びるガラス棒を更に備え、前記固定側コネクタ及び前記可動側コネクタは、その下面に前記ガラス棒に係合する係合溝を有し、前記ガラス棒上にスライド自在に配置されると良い。
【００１７】
前記固定側コネクタと前記可動側コネクタの接続面間には、間隙が設けられると良い。
【００１８】
前記可動側コネクタの背面に当接する後方ガラス壁を更に備え、前記固定側コネクタ及び前記可動側コネクタの接続面は、前記固定側コネクタの接続面と上面とが成す角が鋭角、前記可動側コネクタの接続面と上面とが成す角が鈍角となるように斜め研磨されると良い。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、温度変化を生じる環境下であっても精度の良いスイッチングが行え、且つ、製造が容易で製品毎のバラツキが少なく、構成が簡単な光スイッチを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光スイッチを示す斜視図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は固定側コネクタと可動側コネクタの製造方法を説明する図である。
【図３】図１の光スイッチにおける固定側コネクタと可動側コネクタの側面図である。
【図４】図１の光スイッチの分解図である。
【図５】図１の光スイッチの動作を説明する図であり、（ａ）は電源ＯＮ時の状態図、（ｂ）は電源ＯＦＦ時の状態図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る光スイッチを示す斜視図である。
【図７】図６の光スイッチの分解図である。
【図８】図６の光スイッチの側面図である。
【図９】図６の光スイッチの動作を説明する図であり、（ａ）は電源ＯＮ時の状態図、（ｂ）は電源ＯＦＦ時の状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２２】
図１は、本発明の好適な第１の実施の形態に係る光スイッチを示す斜視図である。
【００２３】
図１に示すように、第１の実施の形態に係る光スイッチ１０は、複数本（図１では各２本）の光ファイバ１１と、複数本の光ファイバ１１の端面が並列して露出された接続面１９，２０（図３参照）を有する固定側コネクタ１２及び可動側コネクタ１３と、固定側コネクタ１２と可動側コネクタ１３の接続面１９，２０同士を対向させた状態で可動側コネクタ１３をスライドさせて固定側コネクタ１２内の光ファイバ１１と可動側コネクタ１３内の光ファイバ１１の接続を切り替えるスライド機構１４と、可動側コネクタ１３のスライド距離を規制するスライド距離規制機構１５と、を備え、光ファイバ１１、固定側コネクタ１２、可動側コネクタ１３、スライド距離規制機構１５がそれぞれガラス製であることを特徴とする。
【００２４】
固定側コネクタ１２及び可動側コネクタ１３は、光ファイバ１１と、光ファイバ１１を載置するための直方体形状のガラスアレイ１６と、ガラスアレイ１６との間に光ファイバ１１を挟み込むための直方体形状のカバーガラス１７と、からなる。
【００２５】
ガラスアレイ１６には、図示しない平行なＶ溝が等間隔で形成されており、このＶ溝に光ファイバ１１が載置される。このＶ溝の溝ピッチは、光ファイバ１１の外径の長さと等しくされ、隣り合う光ファイバ１１間に光ファイバ１１の外径と同じ長さの間隔が形成される。なお、Ｖ溝の溝ピッチは、光ファイバ１１の外径の長さと異なるようにしても良い。
【００２６】
これら固定側コネクタ１２及び可動側コネクタ１３を作製するには、図２に示すように、被覆を有する複数本の被覆付光ファイバ１８を準備し（図２（ａ））、被覆付光ファイバ１８の中間部において溶剤を用いて被覆を除去し、光ファイバ１１を露出させ（図２（ｂ））、被覆を除去した各被覆付光ファイバ１８の中間部をガラスアレイ１６のＶ溝に載置すると共にその上にカバーガラス１７をその側面とガラスアレイ１６の側面とが一致するように被せて接着する（図２（ｃ））。このとき、ガラスアレイ１６及びカバーガラス１７がガラス製であるので、接着の際にはＵＶ硬化樹脂を用いることで容易に固定することができる。
【００２７】
しかる後、カバーガラス１７を被せた中央部を切断、研磨すると、１組の固定側コネクタ１２及び可動側コネクタ１３が得られる（図２（ｄ））。このとき、図３に示すように、固定側コネクタ１２及び可動側コネクタ１３の接続面１９，２０は、固定側コネクタ１２の接続面１９と上面２１とが成す角が鋭角（例えば、８２度）、可動側コネクタ１３の接続面２０と上面２２とが成す角が鈍角（例えば、９８度）となるように斜め研磨されると良い。これにより、接続面１９，２０における光信号の多重反射による伝送特性の劣化を防止することができると共に、後述する後方ガラス壁３１と固定側コネクタ１２とによって可動側コネクタ１３の前後が挟まれて可動側コネクタ１３が外れてしまうことを防止することができる。
【００２８】
このようにして得られた固定側コネクタ１２及び可動側コネクタ１３は、接続面１９，２０のｘ，ｙ，ｚ方向のズレがなく、また、位置合わせの際にも接続面１９，２０を合わせるだけなので、各光ファイバ１１の偏芯を考慮する必要もなくなる。
【００２９】
再び図１を参照し、固定側コネクタ１２及び可動側コネクタ１３は、可動側コネクタ１３がスライドしやすいように、磨りガラス２３上に配置される。磨りガラス２３の表面には垂直に交わる溝２４，２５が形成される。この溝２４，２５は、磨りガラス２３上に側方ガラス壁２８や後方ガラス壁３１を接着剤にて固定する際に、余分な接着剤を逃がすためのものである。これにより、側方ガラス壁２８や後方ガラス壁３１を接着する箇所以外に接着剤が付着することを防止でき、固定側コネクタ１２や可動側コネクタ１３等の載置箇所の平坦度を保つことができる。
【００３０】
スライド機構１４は、ソレノイド２６からなり、そのソレノイド２６の先端部２７で可動側コネクタ１３を押し引きすることで、可動側コネクタ１３をスライドさせるものである。
【００３１】
このスライド機構１４による可動側コネクタ１３のスライド距離を規制するスライド距離規制機構１５は、図４に示すように、固定側コネクタ１２及び可動側コネクタ１３の側面を挟み込むように配置される２つの側方ガラス壁２８，２９と、一方の側方ガラス壁２９と固定側コネクタ１２との間に配置されるガラススペーサ３０と、からなる。なお、図４では、スライド機構１４を省略している。
【００３２】
２つの側方ガラス壁２８，２９は、その側面が平行に対向するように配置される。ガラススペーサ３０としては、光伝送路を構成する光ファイバ１１と同じものを用いると良い。光ファイバは、１μｍ以内の精度で外径の長さを制御して作製することができるので、高精度なスイッチングをすることができるからである。これにより、可動側コネクタ１３と側方ガラス壁２９との間には、光ファイバ１１の外径と同じ長さの間隔が形成され、可動側コネクタ１３のスライド距離が光ファイバ１１の外径と同じ長さに規制される。
【００３３】
また、光スイッチ１０は、可動側コネクタ１３の背面に当接する後方ガラス壁３１を更に備え、固定側コネクタ１２及び可動側コネクタ１３は、固定側コネクタ１２と可動側コネクタ１３の接続面１９，２０同士が当接するように配置され、可動側コネクタ１３のスライド方向（図１のｘ方向）に対して垂直な方向（図１のｙ方向）への動きが規制される。
【００３４】
光スイッチ１０を製造するには、先ず、磨りガラス２３上に一方の側方ガラス壁２８と後方ガラス壁３１とを位置決めしてＵＶ硬化樹脂等の接着剤で固定する。
【００３５】
次いで、予め前述の方法で作製しておいた固定側コネクタ１２及び可動側コネクタ１３を、可動側コネクタ１３の背面を後方ガラス壁３１に押し付けるように、且つ、固定側コネクタ１２と可動側コネクタ１３の側面を側方ガラス壁２８に押し付けるようにして、磨りガラス２３上に載置する。
【００３６】
その後、他方の側方ガラス壁２９を、その側面を固定側コネクタ１２の側面にガラススペーサ３０を介して押し付けるようにして、磨りガラス２３上に載置する。
【００３７】
そして、固定側コネクタ１２、側方ガラス壁２９、ガラススペーサ３０をＵＶ硬化樹脂等の接着剤で固定する。この手順で各部品を組み付けることで、容易に精度良く各部品が位置決めされる。
【００３８】
最後に、可動側コネクタ１３にスライド機構１４を接続すると、側方ガラス壁２８，２９との間で可動側コネクタ１３がスライドする光スイッチ１０が得られる。
【００３９】
この光スイッチ１０は、図５に示すように、ソレノイド２６の電源がＯＮのとき、ソレノイド２６の先端部２７が可動側コネクタ１３を押し、可動側コネクタ１３が側方ガラス壁２８に押し付けられて、各光ファイバ１１が（１）−（３）、（２）−（４）の組み合わせで接続される（図５（ａ））。
【００４０】
一方、ソレノイド２６の電源がＯＦＦのとき、ソレノイド２６の先端部２７が可動側コネクタ１３を引き、可動側コネクタ１３が側方ガラス壁２９に押し付けられて、各光ファイバ１１が（２）−（３）の組み合わせで接続される（図５（ｂ））。
【００４１】
このような構成の光スイッチ１０によれば、位置決めの精度が要求される各部品が線膨張係数の小さいガラス製であり、温度変化を生じる環境下であっても精度の良いスイッチングが行える。
【００４２】
また、光スイッチ１０は、部品点数が少なく、前述した手順で各部品を組み付けるだけで精度の良いものを製造することが可能であり、製品毎のバラツキが少ない。
【００４３】
更に、光スイッチ１０は、固定側コネクタ１２、可動側コネクタ１３、磨りガラス２３、側方ガラス壁２８，２９、ガラススペーサ３０、後方ガラス壁３１、ソレノイド２６の８つの部品からなる簡単な構成であるので、小型化に対応することが可能である。
【００４４】
また、光スイッチ１０は、主な部品がガラス製であるため、廃棄時に各部品を一括して処理することができ、環境に与える影響を低減することができる。
【００４５】
次に、本発明の好適な第２の実施の形態に係る光スイッチを説明する。ここでは、前述したものと同様の機能、構成を有するものについては同様の符号を付して説明を省略する。
【００４６】
図６に示すように、第２の実施の形態に係る光スイッチ６０は、複数本（図６では各２本）の光ファイバ１１の端面が並列して露出された接続面１９，２０（図８参照）を有する固定側コネクタ６１及び可動側コネクタ６２と、固定側コネクタ６１と可動側コネクタ６２の接続面１９，２０同士を対向させた状態で可動側コネクタ６２をスライドさせて光伝送路を切り替えるスライド機構１４と、可動側コネクタ６２のスライド距離を規制するスライド距離規制機構６３と、を備え、光ファイバ１１、固定側コネクタ６１、可動側コネクタ６２、スライド距離規制機構６３がそれぞれガラス製であることを特徴とする。
【００４７】
スライド距離規制機構６３は、固定側コネクタ６１及び可動側コネクタ６２の側面を挟み込むように配置される２つの側方ガラス壁６４，６５と、固定側コネクタ６１のスライド方向の長さよりもスライド距離分だけ短くなるように形成されたスライド方向の長さを有する可動側コネクタ６２と、からなる。側方ガラス壁６４，６５は、ガラス板６７に固定される。なお、隣り合う光ファイバ１１間の間隔は、光ファイバ１１の外径と同じ長さである。
【００４８】
可動側コネクタ６２の側面６６は、可動側コネクタ６２の側面を光ファイバ１１の外径と同じ長さ（深さ）研磨して形成される。これにより、可動側コネクタ６２と側方ガラス壁６４との間には、光ファイバ１１の外径と同じ長さの間隔が形成され、可動側コネクタ６２のスライド距離が光ファイバ１１の外径と同じ長さに規制される。
【００４９】
この光スイッチ６０は、図７に示すように、スライド方向に対して平行に伸びるガラス棒６８を更に備え、固定側コネクタ６１及び可動側コネクタ６２は、その下面にガラス棒６８に係合する係合溝６９を有し、ガラス棒６８上にスライド自在に配置される。係合溝６９は、図示のような矩形溝以外にもＶ溝のような他の断面形状の溝であっても良い。
【００５０】
ガラス棒６８は、固定側コネクタ６１及び可動側コネクタ６２の側面側に設けられた側方ガラス壁６４，６５を貫通するように設けられ、その位置が固定される。つまり、光スイッチ６０では、固定側コネクタ６１及び可動側コネクタ６２の配置関係がガラス棒６８と係合溝６９とによって固定される。
【００５１】
第１の実施の形態に係る光スイッチ１０では、固定側コネクタ１２と可動側コネクタ１３の接続面１９，２０が当接されていたが、第２の実施の形態に係る光スイッチ６０では、図８に示すように、固定側コネクタ６１と可動側コネクタ６２の接続面１９，２０間には、１０μｍ程度の間隙が設けられる。これにより、固定側コネクタ６１及び可動側コネクタ６２の接続面１９，２０に露出した光ファイバ１１の端面同士、或いは、光ファイバ１１の端面と対向する接続面１９（又は２０）とが擦れて光ファイバ１１の端面に傷が付くのを防止することができ、長期的な信頼性を向上させることが可能となる。なお、この接続面１９，２０間の間隙の大きさが大きくなるにつれて挿入損失が増加するため、間隙の大きさはなるべく小さい方が望ましい。
【００５２】
また、光スイッチ６０は、光スイッチ１０と同様に、可動側コネクタ６２の背面に当接するようにガラス板６７に固定された後方ガラス壁３１を更に備え、固定側コネクタ６１及び可動側コネクタ６２の接続面１９，２０は、固定側コネクタ６１の接続面１９と上面２１とが成す角が鋭角、可動側コネクタ６２の接続面２０と上面２２とが成す角が鈍角となるように斜め研磨される。これにより、接続面１９，２０における光信号の多重反射による伝送特性の劣化を防止することができると共に、後方ガラス壁３１とガラス棒６８と係合溝６９とによって可動側コネクタ６２のスライド方向以外への動きが規制され、可動側コネクタ６２が外れてしまうことを防止することができる。
【００５３】
光スイッチ６０を製造するには、ガラス板６７に側方ガラス壁６４，６５と後方ガラス壁３１とをＵＶ硬化樹脂等の接着剤で固定し、更に、側方ガラス壁６４，６５にガラス棒６８をＵＶ硬化樹脂等の接着剤で固定し、その上から固定側コネクタ６１及び可動側コネクタ６２を載置すると共に固定側コネクタ６１をＵＶ硬化樹脂等の接着剤で固定する。これにより、側方ガラス壁６４，６５との間で可動側コネクタ６２がスライドする光スイッチ６０が得られる。
【００５４】
この光スイッチ６０は、図９に示すように、ソレノイド２６の電源がＯＮのとき、ソレノイド２６の先端部２７が可動側コネクタ６２を押し、可動側コネクタ６２が側方ガラス壁６４に押し付けられて、各光ファイバ１１が（１）−（３）、（２）−（４）の組み合わせで接続される（図９（ａ））。
【００５５】
一方、ソレノイド２６の電源がＯＦＦのとき、ソレノイド２６の先端部２７が可動側コネクタ６２を引き、可動側コネクタ６２が側方ガラス壁６５に押し付けられて、各光ファイバ１１が（２）−（３）の組み合わせで接続される（図９（ｂ））。
【００５６】
このような構成の光スイッチ６０によれば、第１の実施の形態に係る光スイッチ１０の効果に加え、長期的な信頼性を向上させることができると言う優れた効果を得られる。
【００５７】
以上説明したように、本発明によれば、温度変化を生じる環境下であっても精度の良いスイッチングが行え、且つ、製造が容易で製品毎のバラツキが少なく、構成が簡単な光スイッチを提供することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０  光スイッチ
１１  光ファイバ
１２  固定側コネクタ
１３  可動側コネクタ
１４  スライド機構
１５  スライド距離規制機構
１９  固定側コネクタの接続面
２０  可動側コネクタの接続面
【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図９】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図７】
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【図８】
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