(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周部を有するファイバガイドの前記周部に沿って、光ファイバを整列保持する工程と、
前記ファイバガイドおよび前記ファイバガイドに保持された前記光ファイバを周方向から取囲み、取囲んだ状態で上端側が開放され下端側が閉じられる筒状のスリーブを配置する工程と、
前記スリーブと前記ファイバガイドとによって挟まれ前記光ファイバが配置された領域に、前記ファイバガイドの前記周部に沿って所定の長さの第１金属部材を配置する工程と、
前記スリーブの上端部に、前記ファイバガイドおよび前記ファイバガイドに保持された前記光ファイバを周方向から取囲むようにリング状の第２金属部材を配置する工程と、
加熱処理を施すことにより前記第１金属部材および前記第２金属部材を溶融させて、前記スリーブと前記ファイバガイドとによって挟まれた領域に充填するとともに、前記スリーブの前記上端部から前記上端部の上方に位置するファイバガイドの部分に向かって山すそ状に延在させることにより、前記スリーブと前記ファイバガイドとの間に位置する光ファイバの部分を封止するための封止部材を形成する工程と、
を備えた、光ファイバ導入部封止方法。
【請求項２】
前記第２金属部材を配置する工程では、リング状の前記第２金属部材として、前記スリーブの外径よりも短い外径を有するものを用いる、請求項１記載の光ファイバ導入部封止方法。
【請求項３】
前記封止部材を形成する工程の前に、前記スリーブの前記上端部に、前記第２金属部材を周方向から取囲むためのリング状部材を配置する工程を備えた、請求項１または２に記載の光ファイバ導入部封止方法。
【請求項４】
前記第２金属部材を配置する工程では、リング状の前記第２金属部材として、上方に向かって外径が小さくなるテーパ状のものを用いる、請求項１〜３のいずれかに記載の光ファイバ導入部封止方法。
【請求項５】
ファイバガイドと前記ファイバガイドを周方向から取囲むように配置される筒状のスリーブとによって挟まれた領域に位置し、前記ファイバガイドの周部に沿って整列保持された光ファイバに対して、溶融させることにより前記光ファイバを封止するための光ファイバ封止部材であって、
前記ファイバガイドと前記スリーブとによって挟まれ前記光ファイバが位置する領域に配置される第１金属部材と、
前記ファイバガイドおよび前記光ファイバを周方向から取囲むように前記スリーブの上端側に配置されるリング状の第２金属部材と
を備え、
前記第１金属部材は前記第２金属部材に固定されている、光ファイバ封止部材。
【請求項６】
前記第２金属部材は、上方に向かって外径が小さくなるテーパ状である、請求項５記載の光ファイバ封止部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ導入部封止方法およびそれに用いられる光ファイバ封止部材に関し、特に、光海底中継器に適用される光ファイバ導入部封止方法と、それに用いられる低融点の金属から形成された光ファイバ封止部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光海底中継器は光通信システムにおいて、海底にて使用される光海底ケーブルの中継器である。その光海底中継器について説明する。図１２に示すように、光海底中継器の主な構成部分である中継回路４は、放熱緩衝体３と耐圧筐体１によって囲まれている。耐圧筐体１は、シリンダ２と端面板５を有している。
【０００３】
光海底ケーブル内の光ファイバは、テールケーブル７から端面板５に設けられたフィードスルー６を経て中継回路４に接続されている。そのフィードスルー６内に光ファイバ導入封止部が配設されている。
【０００４】
次に、その光ファイバ導入封止部について説明する。図１３に示すように、従来の光ファイバ導入封止部１１０では、複数の光ファイバ１１１を整列配置するためのファイバガイド１１２が設けられている。そのファイバガイド１１２と光ファイバ１１１の周囲にはスリーブ１１３が設けられている。ファイバガイド１１２はナット１１５によりスリーブ１１３に固定されている。
【０００５】
スリーブ１１３とファイバガイド１１２との隙間（空間）には、封止部材として低融点金属部材１１４が充填されている。低融点金属部材１１４は、たとえば半田等から形成されている。
【０００６】
また、低融点金属部材１１４と光ファイバ１１１との密着性を向上させるために、光ファイバ１１１の表面は金属被覆部１１８によって覆われている。金属被覆部１１８は、光ファイバ１１１の表面上にたとえば蒸着等を行うことによって形成されている。一点鎖線１２０内は、光ファイバ導入封止部における主要部である。
【０００７】
次に、光ファイバ導入封止部１１０の封止方法について説明する。図１４に示すように、まず、ファイバガイド１１２の周りに所定の数の光ファイバ１１１を整列配置する。次に、そのファイバガイド１１２を、ナット（図示せず）によりスリーブ１１３に固定する。
【０００８】
さらに、図１５に示すように、スリーブ１１３とファイバガイド１１２との隙間（空間）において、光ファイバ１１１と光ファイバ１１１との間に棒状の低融点金属部材１３０を配置する。このとき、ファイバガイド１１２の周囲に光ファイバ１１１と低融点金属部材１３０とが交互に配置されるようにする。
【０００９】
次に、たとえば高周波を利用した加熱装置１４０により低融点金属部材１３０を加熱して低融点金属部材１３０を溶解させて、その後冷却する。これにより、図１６に示すように、スリーブ１１３とファイバガイド１１２との隙間（空間）に低融点金属部材１３０が充填されて、封止部材１１４が形成される。このとき、封止部材１１４には、スリーブ１１３の上端部分からファイバガイド１１２に向かって山すそ状のフィレット部（一点鎖線１３５内）が形成されることになる。
【００１０】
山すそ状のフィレット部が形成されることで、封止部材１１４による光ファイバ１１１への応力負荷が緩和されて、光ファイバ１１１の性能の低減が抑制される。
【００１１】
このようにして、光ファイバ導入封止部が形成される。完成した光ファイバ導入封止部は、フィードスルー６（図１２参照）内に配置されることになる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光ファイバ導入封止部の封止方法では次のような問題点があった。スリーブ１１３とファイバガイド１１２との隙間（空間）に封止部材として低融点金属部材を充填するとともに、山すそ状のフィレット部（一点鎖線１３５内）を形成するためには、比較的長い棒状の低融点金属部材１３０が必要とされる。
【００１３】
このような比較的長い棒状の低融点金属部材１３０を加熱する際には、図１７に示すように、スリーブ１１３とファイバガイド１１２との隙間よりも上方に位置する低融点金属部材１３０の部分がスリーブ１１３の外周１８０に向かって傾いてしまうことがあった。
【００１４】
そのため、低融点金属部材１３０が途中の部分から溶け落ちてしまい、図１８に示すように、フィレット部が山すそ状に良好に形成されないことがあった（一点鎖線１３６内）。また、フィレット部が封止部材１１４の円周方向において均一に形成されないことがあった。その結果、封止部材１１４による光ファイバ１１１への応力負荷が緩和されずに、光ファイバ１１１の性能が低下することがあった。
【００１５】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、１つの目的はフィレット部が良好に形成される光ファイバ導入部封止方法を提供することであり、他の目的は、そのような光ファイバ導入部封止方法に用いられる光ファイバ封止部材を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の一つの局面における光ファイバ導入部封止方法は、以下の工程を備えている。周部を有するファイバガイドの周部に沿って、光ファイバを整列保持する。ファイバガイドおよびそのファイバガイドに保持された光ファイバを周方向から取囲み、取囲んだ状態で上端側が開放され下端側が閉じられる筒状のスリーブを配置する。スリーブとファイバガイドとによって挟まれ光ファイバが配置された領域に、ファイバガイドの周部に沿って所定の長さの第１金属部材を配置する。スリーブの上端部に、ファイバガイドおよびそのファイバガイドに保持された光ファイバを周方向から取囲むようにリング状の第２金属部材を配置する。加熱処理を施すことにより第１金属部材および第２金属部材を溶融させて、スリーブとファイバガイドとによって挟まれた領域に充填するとともに、スリーブの上端部からその上端部の上方に位置するファイバガイドの部分に向かって山すそ状に延在させることにより、スリーブとファイバガイドとの間に位置する光ファイバの部分を封止するための封止部材を形成する。
【００１７】
この方法によれば、第１金属部材および第２金属部材を溶融させて封止部材を形成する際に、第１金属部材は、スリーブとファイバガイドとの隙間（空間）を充填するように溶融する一方、第２金属部材はリング状の第２金属部材の内側を充填するように溶融する。これにより、スリーブの外周方向へ第２金属部材が溶け落ちるようなことがなくなり、スリーブの上端からファイバガイドにかけて所望の山すそ状のフィレット部が安定して形成されることになる。その結果、封止部材による光ファイバへの応力負荷が確実に緩和されて、光ファイバの性能が低下するのを防止することができる。
【００１８】
その第２金属部材を配置する工程では、リング状の第２金属部材として、スリーブの外径よりも短い外径を有するものを用いることが好ましい。
【００１９】
この場合には、第２金属部材が溶融する際には、リング状の第２金属部材の内側を確実に充填するように溶融する。そのため、第２金属部材がスリーブの外周方向へ溶け落ちることを阻止することができる。
【００２０】
また、封止部材を形成する工程の前に、スリーブの前記上端部に、第２金属部材を周方向から取囲むためのリング状部材を配置する工程を備えていることが好ましい。
【００２１】
これにより、第２金属部材が溶融する際に、スリーブの外周方向へ溶け落ちることが確実に阻止される。
【００２２】
また、第２金属部材を配置する工程では、リング状の第２金属部材として、上方に向かって外径が小さくなるテーパ状のものを用いることが好ましい。
【００２３】
これにより、第２金属部材が溶融する際に、リング状の第２金属部材は確実に内側に向かって溶け落ちることになる。
【００２４】
本発明の他の局面における光ファイバ封止部材は、ファイバガイドとファイバガイドを周方向から取囲むように配置される筒状のスリーブとによって挟まれた領域に位置し、ファイバガイドの周部に沿って整列保持された光ファイバに対して、溶融させることにより光ファイバを封止するための光ファイバ封止部材であって、第１金属部材とリング状の第２金属部材とを備えている。第１金属部材は、ファイバガイドとスリーブとによって挟まれ光ファイバが位置する領域に配置される。リング状の第２金属部材は、ファイバガイドおよび光ファイバを周方向から取囲むようにスリーブの上端側に配置される。そして、第１金属部材は第２金属部材に固定されている。
【００２５】
この構造によれば、第１金属部材および第２金属部材を溶融させて光ファイバを封止する際に、第１金属部材は、スリーブとファイバガイドとの隙間を充填するように溶融する一方、特に第２金属部材はリング状の第２金属部材の内側を充填するように溶融する。これにより、スリーブの外周方向へ第２金属部材が溶け落ちるようなことがなくなり、スリーブの上端からファイバガイドにかけて所望の山すそ状のフィレット部が安定して形成されることになる。その結果、光ファイバへの応力負荷が確実に緩和されて、光ファイバの性能が低下するのを防止することができる。そして、第１金属部材は第２金属部材に固定されていることで、所定の位置にそれぞれ第１金属部材および第２金属部材を容易に配置することができる。
【００２６】
その第２金属部材は、上方に向かって外径が小さくなるテーパ状であることが好ましい。
【００２７】
これにより、第２金属部材が溶融する際には、リング状の第２金属部材の内側を確実に充填するように溶融する。そのため、第２金属部材がスリーブの外周方向へ溶け落ちることを阻止することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
本発明の実施の形態１に係る光ファイバ導入部封止方法とそれに用いられる光ファイバ封止部材について説明する。図１に示すように、まず、ファイバガイド１２の周りに所定の数の光ファイバ１１を整列配置する。次に、そのファイバガイド１２を、ナット（図示せず）によりスリーブ１３に固定する。
【００３０】
さらに、図２に示すように、スリーブ１３とファイバガイド１２との隙間（空間）において、光ファイバ１１と光ファイバ１１との間に棒状の低融点金属部材３１を配置する。このとき、ファイバガイド１２の周囲に光ファイバ１１と低融点金属部材３１とが交互に配置されるようにする。
【００３１】
そして、スリーブ１３の上端部にリング状の低融点金属部材３２を配置する。このリング状の低融点金属部材３２の外径は、スリーブ１３の外径よりも小さいことが望ましい。
【００３２】
次に、たとえば高周波を利用した加熱装置４０により、低融点金属部材３１、３２を加熱して溶融する。この加熱溶融過程において、低融点金属部材３１は、スリーブ１３とファイバガイド１２との隙間（空間）を充填するのに費やされる。一方、低融点金属部材３２はスリーブ１３の上端部からファイバーガイド１２の長手方向に向かって延在する山すそ状のフィレット部を形成するために費やされる。
【００３３】
このとき、リング状の低融点金属部材３２の外径がスリーブ１３の外径よりも小さいことで、図３において矢印８１に示すように、低融点金属部材３２が溶融する際には、リング状の低融点金属部材３２の内側を充填するように溶融する。そのため、スリーブ１３の外周方向へ溶け落ちるようなことがなくなる。
【００３４】
これにより、図４に示すように、スリーブ１３の上端部からファイバガイド１２にかけて所望の山すそ状のフィレット部（一点鎖線３５内）が安定して形成されることになる。その結果、低融点金属部材を溶融して形成される封止部材１４による光ファイバ１１への応力負荷が確実に緩和されて、光ファイバ１１の性能が低下するのを防止することができる。
【００３５】
なお、上述した光ファイバ導入部封止方法では、低融点金属部材として光ファイバ１１と光ファイバ１１との間に配置される棒状の低融点金属部材３１と、スリーブ１３の上端部に配置されるリング状の低融点金属部材３２とを別体とした場合を例に挙げて説明した。
【００３６】
この他に、図５に示すように、棒状の低融点金属部材３１がリング状の低融点金属部材３２にあらかじめ固定された一体型の低融点金属部材３０を適用してもよい。この場合には、棒状の低融点金属部材３１を１本ずつ所定の位置に配置させる手間を省くことができる。
【００３７】
実施の形態２
本発明の実施の形態２に係る光ファイバ導入部封止方法について説明する。図６に示すように、まず、ファイバガイド１２の周りに所定の数の光ファイバ１１を整列配置する。次に、そのファイバガイド１２を、ナット（図示せず）によりスリーブ１３に固定する。
【００３８】
さらに、図７に示すように、スリーブ１３とファイバガイド１２との隙間（空間）において、光ファイバ１１と光ファイバ１１との間に棒状の低融点金属部材３１を配置する。このとき、ファイバガイド１２の周囲に光ファイバ１１と低融点金属部材３１とが交互に配置されるようにする。
【００３９】
スリーブ１３の外周部分にリング状の低融点金属部材３２が外周に向かって溶け落ちるのを阻止するための溶け落ち防止リング部材５０を配置する。溶け落ち防止リング部材５０としては、耐熱性を有するたとえば、カプトン（Ｒ）テープやテフロン（Ｒ）テープ等が好ましい。
【００４０】
次に、たとえば高周波を利用した加熱装置４０により、低融点金属部材３１、３２を加熱して溶融する。この加熱溶融過程において、低融点金属部材３１は、スリーブ１３とファイバガイド１２との隙間（空間）を充填するのに費やされる。一方、低融点金属部材３２はスリーブ１３の上端部からファイバーガイド１２の長手方向に向かって延在する山すそ状のフィレット部を形成するために費やされる。
【００４１】
このとき、溶け落ち防止リング部材５０が配設されていることで、低融点金属部材３２が溶融する際に、スリーブ１３の外周方向へ溶け落ちることが確実に阻止される。
【００４２】
これにより、前述した図４に示したのと同様に、スリーブ１３の上端部からファイバガイド１２にかけて所望の山すそ状のフィレット部が安定して形成される。その結果、低融点金属部材を溶融して形成される封止部材１４による光ファイバ１１への応力負荷が確実に緩和されて、光ファイバ１１の性能が低下するのを防止することができる。
【００４３】
実施の形態３
本発明の実施の形態３に係る光ファイバ導入部封止方法とそれに用いられる封止部材について説明する。図８に示すように、まず、ファイバガイド１２の周りに所定の数の光ファイバ１１を整列配置する。次に、そのファイバガイド１２を、ナット（図示せず）によりスリーブ１３に固定する。
【００４４】
さらに、図９に示すように、スリーブ１３とファイバガイド１２との隙間（空間）において、光ファイバ１１と光ファイバ１１との間に棒状の低融点金属部材３１を配置する。このとき、ファイバガイド１２の周囲に光ファイバ１１と低融点金属部材３１とが交互に配置されるようにする。
【００４５】
そして、スリーブ１３の上端部にリング状であってテーパ状の低融点金属部材３３を配置する。このテーパ状の低融点金属部材３３の外径は、スリーブ１３の外径よりも小さいことが望ましい。
【００４６】
次に、たとえば高周波を利用した加熱装置４０により、低融点金属部材３１、３３を加熱して溶融する。この加熱溶融過程において、低融点金属部材３１は、スリーブ１３とファイバガイド１２との隙間（空間）を充填するのに費やされる。一方、低融点金属部材３３はスリーブ１３の上端部からファイバーガイド１２の長手方向に向かって延在する山すそ状のフィレット部を形成するために費やされる。
【００４７】
このとき、低融点金属部材３３の外径がスリーブ１３の外径よりも小さく、また、低融点金属部材３３がテーパ状であることで、低融点金属部材３３が溶融する際には、低融点金属部材３３は確実に内側に向かって溶け落ちる。
【００４８】
これにより、図４に示されるのと同様に、スリーブ１３の端からファイバガイド１２にかけて所望の山すそ状のフィレット部が安定して形成される。その結果、低融点金属部材を溶融して形成される封止部材１４による光ファイバ１１への応力負荷が確実に緩和されて、光ファイバ１１の性能が低下するのを防止することができる。
【００４９】
なお、上述した光ファイバ導入部封止方法では、低融点金属部材として光ファイバ１１と光ファイバ１１との間に配置される棒状の低融点金属部材３１と、スリーブ１３の端部に配置されるテーパ状の低融点金属部材３３とを別体とした場合を例に挙げて説明した。
【００５０】
この他に、図１０および図１１に示すように、棒状の低融点金属部材３１がテーパ状の低融点金属部材３３にあらかじめ固定された一体型の低融点金属部材３０を適用してもよい。この場合には、棒状の低融点金属部材３１を１本ずつ所定の位置に配置させる手間を省くことができる。
【００５１】
また、上記各実施の形態では、光ファイバ導入部封止方法として海底中継器に用いられる光ファイバ導入部を例に挙げて説明したが、海底中継器に限られず、光ファイバ導入部を有する機器に適用することが可能である。
【００５２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明は上記の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の一つの局面における光ファイバ導入部封止方法によれば、第１金属部材および第２金属部材を溶融させて封止部材を形成する際に、第１金属部材は、スリーブとファイバガイドとの隙間（空間）を充填するように溶融する一方、第２金属部材はリング状の第２金属部材の内側を充填するように溶融する。これにより、スリーブの外周方向へ第２金属部材が溶け落ちるようなことがなくなり、スリーブの上端からファイバガイドにかけて所望の山すそ状のフィレット部が安定して形成されることになる。その結果、封止部材による光ファイバへの応力負荷が確実に緩和されて、光ファイバの性能が低下するのを防止することができる。
【００５４】
その第２金属部材を配置する工程では、リング状の第２金属部材として、スリーブの外径よりも短い外径を有するものを用いることが好ましく、この場合には、第２金属部材が溶融する際には、リング状の第２金属部材の内側を確実に充填するように溶融する。そのため、第２金属部材がスリーブの外周方向へ溶け落ちることを阻止することができる。
【００５５】
また、封止部材を形成する工程の前に、スリーブの前記上端部に、第２金属部材を周方向から取囲むためのリング状部材を配置する工程を備えていることが好ましく、これにより、第２金属部材が溶融する際に、スリーブの外周方向へ溶け落ちることが確実に阻止される。
【００５６】
また、第２金属部材を配置する工程では、リング状の第２金属部材として、上方に向かって外径が小さくなるテーパ状のものを用いることが好ましく、これにより、第２金属部材が溶融する際に、リング状の第２金属部材は確実に内側に向かって溶け落ちることになる。
【００５７】
本発明の他の局面における光ファイバ封止部材によれば、第１金属部材および第２金属部材を溶融させて光ファイバを封止する際に、第１金属部材は、スリーブとファイバガイドとの隙間を充填するように溶融する一方、特に第２金属部材はリング状の第２金属部材の内側を充填するように溶融する。これにより、スリーブの外周方向へ第２金属部材が溶け落ちるようなことがなくなり、スリーブの上端からファイバガイドにかけて所望の山すそ状のフィレット部が安定して形成されることになる。その結果、光ファイバへの応力負荷が確実に緩和されて、光ファイバの性能が低下するのを防止することができる。そして、第１金属部材は第２金属部材に固定されていることで、所定の位置にそれぞれ第１金属部材および第２金属部材を容易に配置することができる。
【００５８】
その第２金属部材は、上方に向かって外径が小さくなるテーパ状であることが好ましく、これにより、第２金属部材が溶融する際には、リング状の第２金属部材の内側を確実に充填するように溶融する。そのため、第２金属部材がスリーブの外周方向へ溶け落ちることを阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１に係る光ファイバ導入部封止方法の一工程を示す縦断面図である。
【図２】  同実施の形態において、図１に示す工程において断面線ＩＩ−ＩＩにおける横断面図である。
【図３】  同実施の形態において、図１に示す工程の後に行われる工程を示す縦断面図である。
【図４】  同実施の形態において、図３に示す工程の後に行われる工程を示す縦断面図である。
【図５】  同実施の形態において、低融点金属部材の一例を示す斜視図である。
【図６】  本発明の実施の形態２に係る光ファイバ導入部封止方法の一工程を示す縦断面図である。
【図７】  同実施の形態において、図６に示す工程において断面線ＶＩＩ−ＶＩＩにおける横断面図である。
【図８】  本発明の実施の形態３に係る光ファイバ導入部封止方法の一工程を示す縦断面図である。
【図９】  同実施の形態において、図８に示す工程において断面線ＩＸ−ＩＸにおける横断面図である。
【図１０】  同実施の形態において、低融点金属部材の一例を示す斜視図である。
【図１１】  同実施の形態において、図１０に示す断面線ＸＩ−ＸＩにおける低融点金属部材の断面図である。
【図１２】  光海底中継器の断面図である。
【図１３】  光海底中継器に用いられる従来の光ファイバ導入封止部の縦断面図である。
【図１４】  従来の光ファイバ導入部封止方法の一工程を示す縦断面図である。
【図１５】  図１４に示す工程における横断面図である。
【図１６】  図１５に示す工程の後に行われる工程を示す縦断面図である。
【図１７】  従来の光ファイバ導入部封止方法の問題点を説明するための一工程を示す縦断面図である。
【図１８】  従来の光ファイバ導入部封止方法の問題点を説明するための他の一工程を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  耐圧筐体、２  シリンダ、３  放熱緩衝体、４  中継回路、５  端面板、６  フィードスルー、７  テールケーブル、１１  光ファイバ、１２  ファイバガイド、１３  スリーブ、１４  封止部材、１８  金属被覆部、３０，３１，３２，３３  低融点金属部材、４０  加熱装置、５０  溶け落ち防止リング部材。
【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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【図１８】
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