(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
その全長に亘る透孔を形成してなる金属製フェルールの製造方法において、
フェルール素材に前記透孔よりも太い線材挿入孔を形成する第１の工程と、
次にフェルール素材に前記透孔と同じサイズ且つ同断面形状の金属線材を挿入する第２の工程と、
次に金属線材を挿入した状態のフェルール素材を引抜き塑性加工し金属線材にフェルール素材を密着させて金属線材付きフェルール線材とする第３の工程と、
次に金属線材付きフェルール線材から金属線材を引き抜き、更に所定長さに切断して透孔付きフェルール素材とする第４の工程と、
次に透孔付きフェルール素材に所定の機械加工を施してフェルールとする第５の工程と、
を備えたこと特徴とする金属製フェルールの製造方法。
【請求項２】
前記透孔が円形断面の孔であることを特徴とする請求項１に記載の金属製フェルールの製造方法。
【請求項３】
前記透孔が円形と異なる異形断面の孔であることを特徴とする請求項１に記載の金属製フェルールの製造方法。
【請求項４】
前記金属線材付きフェルール線材の断面外形が円形と異なる形状であることを特徴とする請求項１〜３の何れに記載の金属製フェルールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属製フェルールの製造方法に関し、特に金属製のフェルール素材に細径の透孔や円形以外の異形断面の透孔を成形する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属部材に孔開け加工する技術としては、ボール盤などの工作機械、ワイヤカット放電加工機、レザー加工機などが適用される。軸状の金属部材や金属製の細長い条材に透孔を形成する場合は、主としてボール盤などの工作機械によりドルリを用いて孔開け加工することになる。従来、１００〜３００μｍの径の細径の透孔を穿孔可能なドリルも実用に供されてはいるが、これら細径のドリルによっては、ドリル径の３倍程度の深さの透孔を形成するのが限度であり、ドリル穿孔では円筒状の透孔しか形成できない。
【０００３】
一方、金属製の細長い条材にその全長に亘る透孔を形成してなる透孔付きの金属製条材を製作する場合、従来では、一般にダイスとプラグを用いて外形と透孔とを成形する引抜き成形加工が適用される。この引抜き成形加工では、ダイスとプラグの形状如何で、種々の形状の透孔を形成することができるし、条材の外形も円形以外の種々の異形の形状に形成することが可能である。他方、長さが比較的短い金属製条材であって前記のような透孔付きの条材は、熱間押出し成形加工によっても製作することができる。
【０００４】
ここで、光通信系における多数の光ファイバの端部を光コネクタに連結し、光コネクタと光コネクタとを光アダプタにより接続する構造においては、各光ファイバの端部に接続フェルールが装着され、光アダプタにアライメントスリーブを設け、１対の接続フェルールをアライメントスリーブに両側から挿嵌して、１対の光ファイバのクラッド部の端面同士を突き合わせた状態で接続する。
【０００５】
図１３（ａ），（ｂ）に示すように、接続フェルール５０は、ステンレス製のフェルール本体５１と、ジルコニア製の筒体５２からなり、フェルール本体５１には光ファイバの芯線を導入する為の芯線導入孔５３（例えば、内径８００μｍ、長さ２．５ｍｍ）が形成され、筒体５２には光ファイバのクラッド部を導入する為のクラッド部導入孔５６（例えば、内径１２５μｍ、長さ５ｍｍ）が形成されている。また、フェルール本体５１には光コネクタの嵌合穴部に嵌合させる為の嵌合部５４も形成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記ドリルによる穿孔では、細径の長い透孔を条材に形成することは到底不可能であるだけでなく、ドリルによる穿孔では円形と異なる異形断面の透孔を穿孔することはできない。ここで、引抜き成形加工により透孔付きの条材を製作することも可能であり、異形断面の透孔を成形することも可能である。しかし、引抜き成形加工により成形可能な透孔の太さ（内径）は限度があり、細径の細長い透孔を成形することは容易ではない。しかも、ドリルや引抜き塑性加工による穿孔では孔内面の仕上がり精度も高めにくい。
【０００７】
特に、引抜き成形加工に用いるダイスの形状とプラグの形状に応じて、加工許容限界が決まり、それらの形状によっては偏肉や欠肉が生じたり、引抜き後の歪みが大きくなったりするため、ダイスの形状とプラグの形状を夫々全く自由に設定できる訳ではない。しかも、引抜き成形加工により形成した透孔では、透孔がプラグの径よりも微小に大きくなったり微小に小さくなったりするため、透孔の寸法精度を高めにくく、精密部品の透孔を形成することは容易ではない。以上のことは、押出し成形加工の場合も同様である。
【０００８】
図１３に示すような接続フェルールの場合、金属部材に内径が１２５μｍ程度の微細な細長い孔を形成することが不可能であることから、フェルール本体と筒体の２部品からなる非常に高価な接続フェルールが適用されている。本発明の目的は、細長い条材に種々の形状や種々の径の透孔を形成可能な金属製条材の透孔形成方法、細長い条材に種々の形状や種々の径の透孔を形成してなる透孔付き金属製条材の製造方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の金属製フェルールの製造方法は、その全長に亘る透孔を形成してなる金属製フェルールの製造方法において、フェルール素材に透孔よりも太い線材挿入孔を形成する第１の工程と、次にフェルール素材に透孔と同じサイズ且つ同断面形状の金属線材を挿入する第２の工程と、次に金属線材を挿入した状態のフェルール素材を引抜き塑性加工し金属線材にフェルール素材を密着させて金属線材付きフェルール線材とする第３の工程と、次に金属線材付きフェルール線材から金属線材を引き抜き、更に所定長さに切断して透孔付きフェルール素材とする第４の工程と、次に透孔付きフェルール素材に所定の機械加工を施してフェルールとする第５の工程とを備えたものである。
【００１０】
先ず、フェルール素材として適用する金属材料は、普通鋼やステンレス鋼などの種々の鋼、アルミやアルミ合金等のアルミ系金属、マグネシウム系金属、銅やその合金など銅系金属、チタン系金属、ニッケル系金属、その他の金属などを適用可能である。まず、最初に、第の１工程では、フェルール素材に透孔よりも太い線材挿入孔を形成する。このフェルール素材の製作は引抜き塑性加工や押出し塑性加工にて製作することができ、このフェルール素材の長さは自由に設定可能であるが、フェルール素材の長さが長過ぎる場合には金属線材の引抜きが難しくなるため、約１〜２ｍ程度とするのが望ましい。フェルール素材の太さは、自由に設定可能である。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
次に、第２の工程では、フェルール素材の線材挿入孔に金属線材を挿入する。金属線材を構成する金属材料は、ピアノ線やピアノ線と同様の鋼からなる線材を適用する。金属線材は、透孔と同サイズ且つ同断面形状のものである。
【００１９】
次に、第３の工程では、金属線材を挿入した状態のフェルール素材を圧縮させつつ引抜き塑性加工し金属線材にフェルール素材を密着させて金属線材付きフェルール線材とするる。次に、第４の工程では、金属線材付きフェルール線材から金属線材を引き抜いて、更に所定長さに切断して透孔付きフェルール素材を形成する。金属線材付きフェルール線材から金属線材を引き抜くと、金属線材の抜けた跡に透孔が形成され、金属線材と同じ断面形状の精密な孔となる。また、フェルール素材からの金属線材の引抜きが容易になるように、金属線材に予め離型剤（石灰膜、表面活性剤、潤滑剤など）を塗布した状態で、線材挿入孔に金属線材を挿入することが望ましい。
透孔の断面形状は、円形でもよく、円形と異なる異形（四角形、三角形、多角形、スプライン形状、歯車形状、その他）でもよい。透孔の太さは自由に設定可能であり、例えば数１０ｍｍ〜１００μｍの範囲に設定可能である。
線材挿入孔の断面形状は、透孔と相似の形状でもよく、透孔と異なる形状でもよいが、線材挿入孔の太さは透孔よりも幾分大きく、金属線材を挿入可能な大きさに形成するものとする。また、フェルール線材に形成する透孔の数は１つでもよく、複数でもよいが、フェルール素材には透孔に対応する１又は複数の線材挿入孔を形成するものとする。
最後に、第５工程では、透孔付きフェルール素材が機械加工され、所望の形状の金属製フェルールが形成される。
【００２０】
請求項２の金属製フェルールの製造方法は、請求項１の発明において、前記透孔が円形断面の孔であることを特徴とするものである。こうして、金属線材を介して設定した円形断面の透孔を形成することができる。
請求項３の金属製フェルールの製造方法は、請求項１の発明において、前記透孔が円形と異なる異形断面の孔であることを特徴とするものである。こうして、金属線材を介して設定した種々の異形断面の透孔を形成することができる。
【００２１】
請求項４の金属製フェルールの製造方法は、請求項１〜３の何れかの発明において、前記金属線材付きフェルール線材の断面外形が円形と異なる形状であることを特徴とするものである。こうして、フェルール線材の断面外形が円形と異なる所望の形状に形成することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態は、光ファイバを接続する為に光ファイバの端部に装着される一体型フェルールの製造方法に本発明を適用した場合の例である。最初に、一体型フェルールと、これに関連する光ファイバについて説明する。図１に示すように、光ファイバ１の端部分をフェルールに保持させる為に、光ファイバ１の端部分に例えば長さ２．５ｍｍで外径約８００μｍφの芯線２と、この芯線２の先から延びる長さ５ｍｍで外径約１２５μｍφのクラッド部３とが形成される。このクラッド部３の軸心部には例えば９μｍφのコアがある。
【００２３】
図６（ａ），（ｂ）に示すように、一体型フェルール１０は、耐蝕性や切削性に優れた金属材料（例えば、ＳＵＳ３０１）で一体品に構成されている。このフェルール１０の軸心部分には、光ファイバ１の芯線２を導入可能な芯線導入孔１７と、クラッド部導入孔１６とが貫通状に形成されている。芯線導入孔１７は、例えば内径８００〜８１０μｍφで長さが２．５ｍｍである。クラッド部導入孔１６は、芯線導入孔１７に直列的に連通し且つ光ファイバ１の芯線２から延びるクラッド部３を密着状に導入可能に形成されている。このクラッド部導入孔１６は、例えば内径１２７〜１２９μｍφで長さが５．０ｍｍである。
【００２４】
前記一体型フェルール１０の長さ方向途中部に、光コネクタ（図示略）の嵌合穴部に相対回動不能に嵌合される嵌合部２０が形成され、この嵌合部２０は６角形の外形に形成されている。このフェルール１０において、嵌合部２０よりも右側部分と左側部分には、嵌合部２０よりも小径で芯線導入孔１７よりも少し短い円筒状外形の第１円筒部１８と、この第１円筒部１８と同径でクラッド部導入孔１６よりも少し短い円筒状外形の第２円筒部１９とが形成されている。
【００２５】
図７（ａ），（ｂ）には、この一体型フェルール１０に光ファイバ１の端部分を装着して保持した状態が示されており、クラッド部導入孔１６に光ファイバ１のクラッド部３が密着状に導入され、芯線導入孔１７に光ファイバ１の芯線２が密着状に導入され接着にて固定されている。この一体型フェルール１０によれば、その軸心部分に芯線導入孔１７とクラッド部導入孔１６とを直列的に同心状に形成し、フェルール１０の長さ方向の途中部に嵌合部２０を形成し、フェルール１０を１部品からなる一体品に構成したので、芯線導入孔１７、クラッド部導入孔１６、嵌合部２０などの加工精度が高くなり、欠陥品の発生も少なくなり、製作費も大幅に低減する。
【００２６】
次に、前記一体型フェルール１０を製造する方法について図２〜図６に基づいて説明する。最初に、第１工程において、図２（ａ），（ｂ）に示すように、軸心部分に光ファイバ１のクラッド部３よりも大径の軸孔１２（例えば、1000〜2000μｍφの軸孔）を有する例えばステンレス（ＳＵＳ３０１）製の例えば長さ１〜２ｍで外径５．０〜６．０ｍｍのフェルール素材１１を製作する。このフェルール素材１１は、予め引抜き塑性加工により製作される。軸孔１２が線材挿入孔に相当する。
【００２７】
次に、第２工程において、図３に示すように、このフェルール素材１１の軸孔１２にクラッド部導入孔１６と同径で且つフェルール素材１１より硬質の金属線材１３が挿入される。次に、第３工程において、フェルール素材１１の軸孔１２に金属線材１３が挿入された状態で、６角ダイスと引抜き加工装置を用いて、フェルール素材１１を圧縮させつつ引抜き塑性加工（冷間又は熱間加工）し、金属線材１３にフェルール素材１１を密着する状態に塑性加工してフェルール線材１４を図４に示すように製作する（これが、金属線材付きフェルールに相当する）。このとき、塑性加工の加工率が大きい場合には、複数回の塑性加工を施すものとする。尚、前記金属線材１３の表面に所定の離型剤（例えば、石灰、潤滑剤又は表面活性剤など）を塗布してから、軸孔１２に挿入することが望ましい。
【００２８】
金属線材１３としてフェルール素材１１よりも硬質のピアノ線を用いるが、これに限定されるものではなく、フェルール素材１１よりも高硬度であれば、例えばチタン合金製の線材や、種々の合金鋼製の線材、その他の線材を適用してもよい。尤も、金属線材１３は必ずしもフェルール素材１１よりも硬質である必要はなく、同等の硬度のもの又はフェルール素材１１より低硬度のものでもよい。次に、第４工程において、図５に示すように、フェルール線材１４から金属線材１３を引抜いてクラッド部導入孔１６（これが、透孔に相当する）を形成し、フェルール線材１４を所定長さ（例えば、１０〜１２ｍｍ）に切断してフェルールブランク１５を製作する（これが、透孔付きフェルール素材に相当する）。
【００２９】
次に、第５工程において、図６（ａ），（ｂ）に示すように、フェルールブランク１５のクラッド部導入孔１６の一端側部分を穿孔加工してクラッド部導入孔１６よりも大径の芯線導入孔１７を形成する。さらに、フェルールブランク１５の一端側部分を切削加工して適当な長さの第１円筒部１８を形成し、フェルールブランク１５の他端側部分を切削加工して適当な長さの第２円筒部１９を形成し、フェルール１０の長さ方向の途中部に外形が６角形の所定長さの嵌合部２０を形成すると、一体型フェルール１０が得られる。
【００３０】
次に、第６工程において、図７（ａ）に示すように、一体型フェルール１０の芯線導入孔１７側から、光ファイバ１のクラッド部３と芯線２とを導入し、クラッド部３をクラッド部導入孔１６に密着状に導入するとともに、芯線２を芯線導入孔１７に密着状に導入し、芯線２を芯線導入孔１７に接着固定し、光ファイバ１の端部分を一体型フェルール１０に固定保持する。その後、このフェルール１０を光コネクタに装着する際に、嵌合部２０を光コネクタの嵌合穴部に相対回動不能に嵌合させる。
【００３１】
以上説明した一体型フェルールの製造方法によれば、フェルール素材１１の軸孔１２に金属線材１３を挿入した状態で６角形のダイス孔を有する６角ダイスを用いて引抜き塑性加工してフェルール線材１４を製作するので、切削加工以外の簡単な方法で、フェルール１０の細径のクラッド部導入孔１６を精度よく形成できる。こうして、製作誤差の少ない高品質のステンレス製の一体型フェルール１０を、従来の２部品からなるフェルールに比較して格段に安価に製造することができ、製造途中で発生する欠陥品も格段に少なくなる。
【００３２】
前記第３工程において、外形が６角形のフェルール線材１４を製作するので、フェルール素材１１を圧縮させつつ引抜き塑性加工するダイスの構造も簡単になるうえ、安定的に能率的に引抜き塑性加工を行うことができる。しかも、フェルール線材１４の６角形の外形を有効活用して、光コネクタの嵌合穴部に相対回動不能に嵌合される外形が六角形の嵌合部２０を形成することができる。
【００３３】
尚、ここで、前記フェルール素材１１を構成する金属材料は、ステンレスとは限らず、アルミ合金、ジュラルミン、マグネシウム合金、真鍮等の銅合金も適用可能である。また、フェルールの嵌合部の外形形状は一例を示すもので、光コネクタの用途に応じた種々の形状を採用することができる。
【００３４】
次に、別実施形態に係る金属製フェルールの製造方法について、図８〜図１２に基づいて説明する。第１工程において、図８に示すような、金属製の細長いフェルール素材３０（例えば、太さ数ｍｍ〜数１０ｍｍ、長さ１〜２ｍ）であって、軸心部に全長に亘る線材挿入孔３１を形成してなるフェルール素材３０を引抜き塑性加工にて製作する。このフェルール素材３０を構成する金属材料としては、普通鋼やステンレス鋼などの種々の鋼、アルミやアルミ合金等のアルミ系金属、マグネシウム系金属、銅やその合金など銅系金属、チタン系金属、ニッケル系金属、その他の金属などを適用可能である。
【００３５】
前記線材挿入孔３１は、図１１、図１２に示す透孔３４よりも太く形成する。但し、この線材挿入孔３１の断面形状は、自由に設定可能であるが、透孔３４と似た形状であることが望ましい。本実施形態の場合、線材挿入孔３１の断面形状は円形であり、透孔３４の断面形状は正方形である。
【００３６】
次に、第２工程において、図９に示すように、フェルール素材３０の線材挿入孔３１に金属線材３２を挿入する。この金属線材３２は透孔３４と同サイズ且つ同断面形状のもので、フェルール素材３０よりも硬質の金属材料で構成されている。本実施形態では、透孔３４の断面形状は正方形であるため、金属線材３２の断面形状も正方形であり、金属線材３２は例えばピアノ線と同じ鋼材からなる線材である。
【００３７】
次に、第３工程において、図１０に示すように、金属線材３２を挿入したフェルール素材３０を引抜き加工装置により圧縮させつつ引抜き塑性加工し、金属線材３２にフェルール素材３０を密着させ、金属線材３２付きのフェルール線材３３とする。この引抜き塑性加工は、１回の塑性加工で行う場合もあるし、複数回の塑性加工で行うこともある。
【００３８】
本実施形態のフェルール線材３３の外面形状は、円筒の外面に４つの縦角溝を形状した形状である。前記の引抜き塑性加工は基本的に冷間加工にて行うものとするが、必要に応じてフェルール素材３０を加温又は加熱しながら行うことも不可能ではない。また、圧縮させつつ押出し塑性加工を施す場合は、熱間加工で行うものとする。
【００３９】
次に、第４工程において、図１１に示すように、図１０に示す金属線材３２付きのフェルール線材３３から金属線材３２を引抜いて透孔３４付きのフェルール線材３３にする。前記のように金属線材３２に予め離型剤を塗布しておけば、金属線材３２の引抜きを容易に行うことができる。但し、必要に応じて、フェルール線材３３を熱膨張させた状態で金属線材３２を引き抜き易くしてもよい。次に、第５工程において、図１２に示すように、前記のようにして製作した透孔付きの金属製フェルール線材３３を適当長さに分断して透孔付きフェルール素材３５にする。
【００４０】
このように、フェルール素材３０の線材挿入孔３１に金属線材３２を挿入した状態でフェルール素材３０を圧縮させながら引抜き塑性加工して金属線材３２にフェルール素材３０を密着させ、その後金属線材３２を引き抜くという方法で、透孔３４を形成したフェルール線材４４を容易に形成することができる。透孔３４の孔内面の仕上がり精度も高いものとなる。従来技術では、本実施形態におけるような細く且つ円形と異なる異形断面の長い透孔３４を形状することは殆ど不可能であるが、本発明によれば、極めて簡単に形成することができる。
【００４１】
【００４２】
【００４３】
【００４４】
１〕前記透孔付きフェルール線材の外形の形状は、前記以外の種々の形状（四角形、三角形、その他の多角形、楕円形、等々）に設定することができる。また、透孔の断面形状も、前記以外の種々の形状に設定可能である。フェルール線材の太さも数１０ｍｍ〜数ｍｍの範囲に自由に設定可能である。その他、当業者であれば前記実施の形態を参考にして、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記の実施の形態に種々の変更を付加した形態で実施可能である。
【００４５】
【００４６】
【００４７】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、フェルール素材にその全長に亘る且つ透孔よりも太い線材挿入孔を形成し、次にフェルール素材の線材挿入孔に透孔と同じサイズ且つ同断面形状の金属線材を挿入し、次に金属線材を挿入した状態のフェルール素材を引抜き塑性加工し金属線材にフェルール素材を密着させて金属線材付きフェルール線材とし、次に金属線材付きフェルール線材から金属線材を引き抜き、更に所定長さに切断して透孔付きフェルール素材とするので、次の効果が得られる。所望の太さの所望の断面形状の透孔を有するフェルール線材を容易に形成することができ、そのフェルール線材の外形の断面形状を所望の形状に塑性加工することができる。金属線材を挿入した状態で引抜き塑性加工して形成するため、透孔の内面の仕上がり精度は高くなり、強度や品質に優れる透孔付きのフェルール線材を製作することができる。さらに、この透孔付きのフェルール線材を所定の長さに切断した透孔付きフェルール素材に所定の機械加工を施すので、所望の形状のフェルールを形成することができる。
【００４８】
請求項２の発明によれば、所望の太さの円形断面の透孔を形成したフェルール線材を容易に製作することができる。
請求項３の発明によれば、所望の太さの円形と異なる種々の異形断面の透孔を形成したフェルール線材を容易に製作することができる。
請求項４の発明によれば、金属線材付きフェルール線材の断面外形が円形と異なる形状であるため、種々の金属部品を製作する際の素材に好適の透孔付きのフェルール線材を製作することができる。
【００４９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る光ファイバの端部の外観を示す図である。
【図２】（ａ）はフェルール素材の要部断面図であり、（ｂ）はフェルール素材の左側面図である。
【図３】フェルール素材に金属線材を挿入した状態の要部断面図である。
【図４】塑性加工したフェルール線材と金属線材の要部断面図である。
【図５】（ａ）はフェルール部材の断面図であり、（ｂ）はフェルール部材の左側面図である。
【図６】（ａ）は一体型フェルールの断面図であり、（ｂ）は一体型フェルールの左側面図である。
【図７】（ａ）は一体型フェルールに光ファイバの端部を装着した状態の断面図であり、（ｂ）は一体型フェルールの左側面図である。
【図８】別実施形態のフェルール素材の斜視図である。
【図９】フェルール素材に金属線材を挿入した状態を示す斜視図である。
【図１０】塑性加工後の金属線材付きフェルール線材の斜視図である。
【図１１】金属線材を抜き取った状態の透孔付きのフェルール線材の斜視図である。
【図１２】透孔付きフェルール素材を分断した状態を示す斜視図である。
【図１３-(a)】従来のフェルールの断面図である。
【図１３-(b)】従来のフェルールの左側面図である。
【符号の説明】
１１フェルール素材
１２軸孔
１３金属線材
１４フェルール線材
１６クラッド部導入孔
３０フェルール素材
３１線材挿入孔
３２金属線材
３３フェルール線材
３４透孔
【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−（ａ）】
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【図１３−（ｂ）】
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