(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ同士を精密に位置決め調心するための光ファイバ調心構造であって、
光ファイバを挟み込む一対のクランプ部材（５０）と、該クランプ部材の対を内側に挟み込むことによりクランプ部材同士を圧接させる方向の側圧を与えるクランプ手段（４）と、クランプ部材相互の相手側に対向する対向面（５３、５８）の一方または両方に形成されて光ファイバを突き合わせ接続可能に位置決め調心する調心溝（５５）とを備えてなり、
調心溝は収納した光ファイバの一部がクランプ部材の対向面から突出する形状で形成され、一方または両方のクランプ部材あるいは両クランプ部材の対向面の間には光ファイバの対向面からの突出部分とともにクランプ力を支持して対向面間の非接触状態を維持する離間距離維持部（５７）が調心溝の一側方にのみ設けられていることを特徴とする光ファイバ調心構造。
【請求項２】
前記一対のクランプ部材の内の片方である蓋体（５２）が、二つの端部蓋（５２ａ）および一つの中央蓋（５２ｂ）からなる３分割体であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ調心構造。
【請求項３】
前記クランプ手段が、スリーブ状に形成された、Ｃ形バネあるいはコ字状バネであり、
前記クランプ手段は、分割スリット（１０）によって、前記蓋体の二つの端部蓋（５２ａ）および一つの中央蓋（５２ｂ）に対応する３っつの部分に分割されており、クランプ手段の前記分割スリットによって分割された各部分のクランプ力が、前記クランプ部材における、前記蓋体の二つの端部蓋（５２ａ）および一つの中央蓋（５２ｂ）に対応する各部分に個別に作用するようになっていることを特徴とする請求項２記載の光ファイバ調心機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メカニカルスプライスなどに用いられる光ファイバ調心構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ファイバ接続器等に設けられる光ファイバの位置決め調心構造としては、プレート状の一対のクランプ部材間に光ファイバをクランプし、これらクランプ部材の互いに向かい合う対向面の一方または両方に形成した位置決め溝によって、光ファイバを位置決め溝に押し付けるようにして位置決め調心する構造が多用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記のような光ファイバの調心構造の場合、光ファイバのクランプ時に両クランプ部材の対向面同士が当接して、一体化したクランプ部材の内部に光ファイバを収納する構造になっていることから、対向面の形成精度が厳しくなってコスト上昇の原因になっていた上、クランプ力を正常な方向で安定して光ファイバに作用させるには対向面全体の平面度に加えて清浄度を維持する必要もあり、調心作業に手間がかかるといった問題が生じていた。また、高い調心精度を得るには、光ファイバの位置決め調心すべき部分の全体にクランプ力を均等に作用させる必要があるが、このような調心構造では高価なクランプ機構の使用が必要になる。特に複数本の光ファイバを一度に位置決め調心する場合には、各光ファイバにクランプ力を均等に作用させなければばらず、全ての光ファイバを高精度に位置決め調心するには、手間がかかるとともにコストも上昇するといった不満があった。
また、前述のような調心構造を有する光ファイバ接続器では、クランプ部材の間で光ファイバを接続した後に接着固定することから再使用が不可能となるため光ファイバの着脱ができず、接続切り替え等には有効に利用できないといった不満があった。
【０００４】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、クランプ力を確実かつ安定して光ファイバに作用させることを可能にしたことにより、光ファイバをより高精度かつ確実に位置決め調心することができ、しかも低コスト化することができる光ファイバ調心構造を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る光ファイバ調心構造では、光ファイバを挟み込む一対のクランプ部材と、該クランプ部材の対を内側に挟み込むことによりクランプ部材同士を圧接させる方向の側圧を与えるクランプ手段と、クランプ部材相互の相手側に対向する対向面の一方または両方に形成されて光ファイバを突き合わせ接続可能に位置決め調心する調心溝とを備えてなり、調心溝は収納した光ファイバの一部がクランプ部材の対向面から突出する形状で形成され、一方または両方のクランプ部材あるいは両クランプ部材の対向面の間には光ファイバの対向面からの突出部分とともにクランプ力を支持して対向面間の非接触状態を維持する離間距離維持部が調心溝の一側方にのみ設けられていることを前記課題の解決手段とした。
【０００８】
本発明によれば、調心溝に収納した光ファイバをクランプ部材の間に挟み込んだ時に、光ファイバと離間距離維持部のみがクランプ部材間に作用する光ファイバのクランプ力を支持して、対向面間の他の部分は非接触状態が維持される。これにより、クランプ力が光ファイバと離間距離維持部とに分散して作用し、光ファイバにはクランプ力が常時正常かつ安定に作用する。離間距離維持部を設置した領域では光ファイバにクランプ力を正常かつ安定に作用するので、光ファイバの調心位置に沿って離間距離維持部を設置することにより、広範囲にわたって高い調心精度を得ることができる。特に、多心の光ファイバの調心では、各光ファイバに対応する調心溝を並列に形成し、これら調心溝の形状を調整して、全ての光ファイバおよび離間距離維持部の対向面間での露出寸法を等しくする。これにより、クランプ部材間におけるクランプ力が、離間距離維持部の作用で全ての光ファイバに均等に作用し、複数本の光ファイバを同時に高精度に位置決め調心することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の光ファイバ調心構造を光ファイバ接続器に適用した実施形態を説明する。  図１から図５は、本発明を適用する光ファイバ接続器の例（適用対象例）を示す。図中符号１は、光ファイバ接続器である。この光ファイバ接続器１は、図１および図２に示すように、一体化時に概略断面円形のロッド状となる二つ割り構造を構成するベース２および蓋体３からなる素子１Ａと、該素子１Ａの全体をほぼ収納可能な細長コ字状のＣ形バネ４とを備えている。
【００１０】
ベース２および蓋体３は、図２および図４に示すように、ともに断面半円形のロッド状の部材であって、互いの対向面５、６を境にして分離されるようになっている。本例のベース２と蓋体３とは、共にプラスチック等の適度な硬度を有する材料によって形成されている。
【００１１】
図２および図３に示すように、ベース２の対向面５の長手方向中央部には、単心の光ファイバ心線７を突き合わせ接続可能に位置決め調心する調心溝としてのＶ溝８が形成され、対向面５の長手方向両端部にはベース２の外側から挿入される光ファイバ心線７をＶ溝８の近傍に導く光ファイバガイド溝９が形成されている。これらＶ溝８と光ファイバガイド溝９とは、ベース２の長手方向に沿った同一直線上に配置されている。
Ｖ溝８には光ファイバ心線７の先端の被覆を除去して露出させた裸ファイバ７ａが収納され、光ファイバガイド溝９には光ファイバ心線７の被覆部分が収納される。Ｖ溝８は、光ファイバ心線７から露出させた裸ファイバ７ａを収納した時に該裸ファイバ７ａを精密に調心するとともに、裸ファイバ７ａが対向面５から３０μｍ突出する形状に形成されている。
【００１２】
図２に示すように、ベース対向面５の長手方向３カ所には、蓋体対向面６に形成された係合凹部１４と係合される係合凸部１５と、蓋体対向面６に突設された係合凸部１５と係合される係合凹部１４とが形成されている。係合凸部１５の先端には、係合凹部１４に対する相対回転を可能とする湾曲面１６が形成されており、図４および図５に示すように、ベース２と蓋体３とを一体化した時に係合した全ての係合凹部１４と係合凸部１５の組の相対回転の軸線が素子１Ａの幅方向（図３中矢印Ｃ方向、図４、図５左右）一側部に沿った同一直線上に配置されて、この直線を軸線としてベース２と蓋体３の相対回転が可能になっている。ベース２と蓋体３の相対回転の軸線は光ファイバ接続器１の軸線と平行であり、しかも光ファイバ接続器１の側部に位置されるので、互いに係合された係合凹部１４と係合凸部１５とはベース２と蓋体３の開閉用のヒンジの機能を果たす。
【００１３】
蓋体３は、図２および図３に示すように、ベース２のＶ溝８に対応する中央蓋１７と、光ファイバガイド溝９に対応する端部蓋１８の三つの部分を直列に配列した構成になっている。中央蓋１７と端部蓋１８との間は、連結される相手側に向けて突設された連結端部１９同士を係合させるようにして直列に連結されるようになっている。
図３に示すように、両端部蓋１８には、光ファイバガイド溝９に収納された光ファイバ心線７の上部（図３上側）を収納する光ファイバ収納溝２０が形成されている。
【００１４】
中央蓋１７の対向面６は平坦面であるが、Ｖ溝８に対応する位置にＶ溝８に収納された裸ファイバ７ａの上部を収納する裸ファイバ収納溝を形成することも可能である。こうすることにより、より径の太い裸ファイバ７ａにも対応することが可能になる。但し、中央蓋１７の対向面６に裸ファイバ収納溝を形成した場合にも、裸ファイバ７ａの一部が両対向面５、６の間に露出されるようにする。
また、中央蓋１７の対向面６は、Ｖ溝８と対向する部分のみ高い平面度が得られていれば良く、他の部分は、光ファイバ心線７のクランプ時にベース２側の対向面５と容易には接触しない程度の平面度であれば良い。
【００１５】
素子１Ａの長手方向両端部には、図１および図３に示すように、光ファイバガイド溝９に光ファイバ心線７を挿入するための漏斗状の挿入凹部２１が形成されている。また、素子１Ａの長手方向両端部の常時Ｃ形バネ４の外側に露出する露出部２２の側面には工具係合面２２ａが形成されているので、工具等で固定することが簡便である。
なお、素子１Ａは、請求項１または２記載のクランプ部材に相当する。
【００１６】
図１および図４に示すように、素子１Ａの幅方向他側部（係合凹部１４や係合凸部１５と対向する反対側）には、ベース２と蓋体３との間を開放するための楔２４が挿入される楔挿入溝２５が開口されている。楔挿入溝２５は、素子１Ａの長手方向４カ所でベース２と蓋体３のそれぞれの対向面５、６をえぐって形成されており、Ｃ形バネ４のクランプ力に抗して楔２４が圧入されることによりベース２と蓋体３との間が押し開かれるようになっている。素子１Ａは、楔挿入溝２５がＣ形バネ４の開口部２３に露出する向きでＣ形バネ４に挿入される。
【００１７】
なお、楔挿入溝２５に楔２４を圧入した時には、係合された係合凹部１４と係合凸部１５とが構成する回転軸線を中心としてベース２と蓋体３とが楔挿入溝２５を拡張する方向に相対回転して離間するようになっている。
楔２４は、平坦に形成された先端面２４ａを楔挿入溝２５の最奥部に突き当てるようにして圧入されるようになっている。また、楔２４は、楔挿入溝２５の目的開口幅に相当する厚さ寸法ｔ1を有しているので、圧入によって楔挿入溝２５の最奥部に突き当てるだけで常に一定の開口量で安定して楔挿入溝２５を開口することができるようになっている。
【００１８】
Ｃ形バネ４は、素子１Ａよりやや短い細長スリーブ状であって、ベリリウム銅等の材料で形成されている。ベリリウム銅の場合、目的形状に成形後時効硬化処理を行ったものや、熱処理後フッ素樹脂等でコーティングしたもの等がより好ましい。
Ｃ形バネ４の開口部２３の、素子１Ａの楔挿入溝２５に対応する複数箇所には、楔挿入窓２６が形成されている。
図１中符号１０は分割スリット１０であり、中央蓋１７および端部蓋１８に対応する合計３っつの部分にＣ形バネ４を分割している。したがって、素子１Ａに作用するＣ形バネ４のクランプ力は、中央蓋１７や端部蓋１８にそれぞれ独立に作用するようになっている。
Ｃ形バネ４は、請求項１または２記載のクランプ手段に相当する。
【００１９】
以下、本実施形態の作用および効果を説明する。
本例の光ファイバ接続器１は、楔挿入溝２５に楔２４を挿入してベース２と蓋体３との間のクランプ力を緩めておき（図５参照）、素子１Ａの両挿入凹部２１から光ファイバ心線７を挿入してＶ溝８上で突き合わせ状態にした後、素子１Ａにクランプ力を与えることにより、光ファイバ心線７同士を精密に調心して突き合わせ接続できるようになっている。
【００２０】
光ファイバ心線７同士を光ファイバ接続器１内で突き合わせ状態にするには、素子１Ａ両端の挿入凹部２１から光ファイバ心線７をＶ溝８に向けて押し込む。これにより、予め光ファイバ心線７の先端に露出させておいた裸ファイバ７ａは光ファイバガイド溝９を経由してＶ溝８に導入され、Ｖ溝８上で突き合わせ状態になる。
突き合わせ状態になった裸ファイバ７ａをクランプ固定するには、楔挿入溝２５から楔２４を引き抜き、ベース２と中央蓋１７との間に裸ファイバ７ａを挟み込む。この時、図４に示すように、中央蓋１７の対向面６は裸ファイバ７ａとのみに当接して、ベース２と中央蓋１７の対向面５、６間に裸ファイバ７ａの対向面５からの突出寸法ｔ2(＝３０μｍ）に相当する隙間が形成され、ベース２と中央蓋１７との間のクランプ力が裸ファイバ７ａに集中的に作用する。一方、ベース２と端部蓋１８との間は、光ファイバ心線７の被覆部分をクランプした時に互いの対向面５、６同士が圧接されるようになっている。
なお、係合凹部１４と係合凸部１５とは、裸ファイバ７ａのクランプ時に係合凸部１５の湾曲面１６が係合凹部１４に接触しないようになっており、ベース２と蓋体３間のクランプ力を負担しないとともに、ベース２に対して中央蓋１７や端部蓋１８を相対位置決めする機能を果たす。
【００２１】
ここで、連結端部１９の係合形態（図３参照）によって中央蓋１７は端部蓋１８に対してベース２方向への相対的な移動が許されていることから、例えば、光ファイバ心線７の被覆部分の径が大きくベース２と端部蓋１８の対向面５、６間に隙間が生じる場合であっても、ベース２と中央蓋１７との間での裸ファイバ７ａのクランプが可能であり、Ｃ形バネ４の分割スリット１０によって仕切られた中央部分が与える側圧によって、裸ファイバ７ａのクランプ状態は光ファイバ心線７の被覆部分のクランプ状態に関係無く常に正常に維持される。
【００２２】
よって、突き合わせられた両光ファイバ心線７の裸ファイバ７ａの全体に確実にクランプ力を作用させることができ、精密に調心した両裸ファイバ７ａ同士を接続するので、高い接続精度を確実に得ることができる。また、ベース２と中央蓋１７との間のクランプ力を裸ファイバ７ａのみで負担する構造であるため、ベース２と中央蓋１７とが裸ファイバ７ａを中心として回転して、対向面５、６間に相対的な回転がある程度存在しても、裸ファイバ７ａにはクランプ力が正常な向きで作用するので、調心精度を維持することができる。また、ベース２および蓋体３は、裸ファイバ７ａのクランプ時に裸ファイバ７ａと当接する限定された部分についてのみＶ溝８や対向面５、６の形成精度を確保すれば良く、対向面５、６の他の部分は裸ファイバ７ａのクランプ時に発生する隙間ｔ2の範囲で突出部分の存在が許され、形成精度を緩和することができるので、素子１Ａの製造が容易になり、光ファイバ接続器１の低コスト化が可能になる。
【００２３】
裸ファイバ７ａのクランプ後に楔挿入溝２５に再度楔２４を圧入すれば、ベース２と蓋体３との間での光ファイバ心線７のクランプを解除することができ、容易に光ファイバ心線７を接続切替することができる。また、楔２４を挿入する楔挿入溝２５を選択すれば片側の光ファイバ心線７についてのみクランプを解除することも可能であり、接続切替の作業性を向上することができる。
【００２４】
図６から図８は本発明の実施形態の光ファイバ接続器を示す。図中符号５０はＣ形バネ４内に挿入される素子、５１はベース、５２は蓋体である。なお、本実施形態の光ファイバ接続器は、適用対象例の光ファイバ接続器に対して素子のみを変更しており、図中図１から図５と同一の構成部分には同一の符号を付し、その説明を簡略化する。
【００２５】
図６に示すように、素子５０は断面円形の二つ割りロッド状であって、共に断面半円形のベース５１および蓋体５２からなっている。
ベース５１の蓋体５２と対向する対向面５３の長手方向中央部には、光ファイバテープ心線（以下「テープ心線」）５４の端末に露出させた複数本の裸ファイバ５４ａ同士を突き合わせ接続可能に位置決め調心する調心溝としてのＶ溝５５が複数並列状態に形成され、各Ｖ溝５５の長手方向両端からベース５１の長手方向端部には、素子５０の外側からＶ溝５５に裸ファイバ５４ａを導く光ファイバガイド溝５６が形成されている。なお、Ｖ溝５５は、裸ファイバ５４ａを収納した時に、裸ファイバ５４ａが対向面５３から２５μｍ突出する形状に形成されている。
【００２６】
ベース５１と蓋体５２の対向面５３、５８の幅方向（図６中矢印Ｄ方向）一側部外側には、適用対象例の光ファイバ接続器の係合凹部１４および係合凸部１５と同様に、ベース５１と蓋体５２のヒンジ機構を構成する係合凹部５９および係合凸部６０が形成され、幅方向他側部には楔挿入溝６１が形成されている。ベース５１の対向面５３の一側部外側には、係合凹部５９および係合凸部６０を避けた位置に、対向面５３、５８の離間距離を維持する離間距離維持部５７が突設されている。離間距離維持部５７は、ベース５１の肉盛りされた部分であって、Ｖ溝５５と平行に延在する突条であって、対向面５３から２５μｍ程度突出している。なお、離間距離維持部としては、対向面５３、５８間に所望の隙間ｔ3(図７参照）を形成可能であれば、蓋体５２にのみ突設した突起や、ベース５１と蓋体５２の双方から突設した突起、ベース５１と蓋体５２の間に介挿した別部材等を適用することも可能である。
【００２７】
また、光ファイバガイド溝５６のベース５１の長手方向両端部に開口する導入端部６２は、ベース５１の外側に行くにしたがって対向面５３からの深度が増大するように傾斜されており、素子５０の一体化時においてもテープ心線５４を容易に挿入できるようになっている。
なお、蓋体５２は、Ｃ形バネ４の分割スリット１０に対応する二つの端部蓋５２ａおよび一つの中央蓋５２ｂからなる３分割体であって、素子５０においてはＣ形バネ４の分割スリット１０によって分割された各部分のクランプ力が素子５０の端部蓋５２ａおよび中央蓋５２ｂに対応する各部分に個別に作用するようになっている。
【００２８】
本実施形態の光ファイバ接続器に適用されるテープ心線５４は、光ファイバ接続器において突き合わせ接続する際には、Ｖ溝５５に収納する長さで裸ファイバ５４ａを先端部に露出させておき、各裸ファイバ５４ａをそれぞれ対応する光ファイバガイド溝５６に添わせるようにして導入端部６２から挿入することにより、Ｖ溝５５に挿入される。テープ心線５４の被覆５４ｂ部分は、裸ファイバ５４ａが所定長さＶ溝５５に挿入されると光ファイバガイド溝５６上に乗り上げ、この状態で素子５０のクランプ力を作用させることにより、ベース５１と端部蓋５２ａとの間にクランプされるようになっている。
【００２９】
以下、本実施形態の光ファイバ接続器の作用および効果を説明する。
この光ファイバ接続器を使用してテープ心線５４同士を突き合わせ接続するには、楔挿入溝６１に楔２４を挿入してベース５１と蓋体５２との間に作用するクランプ力を緩めておき（図８参照）、テープ心線５４の先端に露出させておいた裸ファイバ５４ａを素子５０の両端の導入端部６２から光ファイバガイド溝５６に挿入してＶ溝５５において突き合わせ、楔２４を引き抜いてＣ形バネ４のクランプ力を素子５０に作用させることによりテープ心線５４をベース５１と蓋体５２との間にクランプして、裸ファイバ５４ａ同士の突き合わせ状態を維持する。
【００３０】
図７に示すように、テープ心線５４のクランプ時には、各裸ファイバ５４ａと離間距離維持部５７とによって、ベース５１と中央蓋５２ｂの対向面５３、５８間にｔ3(＝２５μｍ）の隙間が均等に維持され、クランプ力が各裸ファイバ５４ａに均等に作用するので、全ての裸ファイバ５４ａを高精度に調心することができ、テープ心線５４同士の接続精度が向上する。また、楔挿入溝６１から楔２４を引き抜いた際に、離間距離維持部５７が中央蓋５２ｂの対向面５８に最初に当接して、ベース５１および蓋体５２の回転中心に最も近い裸ファイバ５４ａにクランプ力が集中的に作用することを防止し、クランプ力が全ての裸ファイバ５４ａにほぼ同時に作用するようになっているので、全ての裸ファイバ５４ａの光伝送特性を安定に維持することができる。
【００３１】
なお、本発明は光ファイバ接続器以外、位置決め溝によって光ファイバを調心位置決めする機構を有するものであれば、例えば、光ファイバを突き合わせ接続可能に成端するフェルールやメカニカルクランプ等にも適用することも可能である。
本発明の各実施形態に記載した光ファイバ接続器においては、Ｖ溝以外の例えばＵ溝等の調心溝や、Ｃ形バネ以外の例えばコ字状バネ等のクランプ手段の適用も可能である。
【００３２】
【発明の効果】
【００３３】
本発明の光ファイバ調心構造によれば、調心溝を収納した光ファイバの一部がクランプ部材の対向面から突出する形状に形成し、一方または両方のクランプ部材あるいは両クランプ部材の対向面の間には光ファイバの対向面からの突出部分とともに対向面間の非接触状態を維持する離間距離維持部が調心溝の一側方にのみ設けたことにより、調心溝に収納した光ファイバをクランプ部材の間に挟み込んだ時に、クランプ部材間に作用する光ファイバのクランプ力を光ファイバと離間距離維持部のみによって支持して、光ファイバにクランプ力が確実かつ正常に作用するので、調心精度を向上することができる。また、離間距離維持部を光ファイバの調心位置に沿った領域に設置すれば、クランプ力を光ファイバの長手方向の広い範囲で均等に作用させることができ、光ファイバを一層確実かつ高精度に調心することができる。特に、多心の光ファイバの調心では、各光ファイバに対応する調心溝と離間距離維持部とを並列に形成することにより、離間距離維持部の作用でクランプ力を全ての光ファイバに均等に作用させることができ、全ての光ファイバを高精度に調心することができるといった優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の光ファイバ調心機構の第１実施形態を示す図であって、光ファイバ接続器を示す全体斜視図である。
【図２】  図１の光ファイバ接続器を示す分解斜視図である。
【図３】  図１の光ファイバ接続器のＡ−Ａ線断面矢視図である。
【図４】  図１の光ファイバ接続器のＢ−Ｂ線断面矢視図である。
【図５】  図１の光ファイバ接続器の素子に楔を挿入して光ファイバ心線のクランプ力を解除した状態を示すＢ−Ｂ線断面矢視図である。
【図６】  本発明の光ファイバ接続器の第２実施形態を示す分解斜視図である。
【図７】  図６の光ファイバ接続器のＶ溝近傍における断面図である。
【図８】  図６の光ファイバ接続器の素子に楔を挿入して光ファイバ心線のクランプ力を解除した状態を示すＶ溝近傍の断面図である。
【符号の説明】
１…光ファイバ接続器、１Ａ…クランプ部材（素子）、４…Ｃ形バネ（クランプ手段）、５…対向面、６…対向面、７…光ファイバ（光ファイバ心線）、８…調心溝（Ｖ溝）、５０…クランプ部材（素子）、５３…対向面、５４…光ファイバ（テープ心線）、５５…調心溝（Ｖ溝）、５７…離間距離維持部、５８…対向面。
【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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