(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
足長、足幅、踵幅を含む足の外形の寸法の入力を受け付ける足寸法入力部と、
足の外形の寸法と当該足の内部の骨格に含まれる骨の位置とを予め対応付けた標準モデルのデータを用いて、前記足寸法入力部が入力を受け付けた前記足の外形の寸法から、前記足の前記骨の足長方向及び足幅方向の位置を推定する骨位置推定部と、
前記足の前記骨の位置に対応して基準面上に配置されるインソールの表面の隆起した特定部分のうち前記足の前記骨格の内側縦アーチ又は外側縦アーチに対応する前記特定部分の形状について、前記骨位置推定部が推定した前記足の前記骨の位置を基準に決定される前記特定部分の前記基準面に対して垂直方向の寸法が最大であるピーク位置の足長方向及び足幅方向の位置を前記足長方向に変更する設計パラメータ、前記骨位置推定部が推定した前記足の前記骨の位置を基準に決定される前記特定部分の足先側端の足長方向及び足幅方向の位置を前記足長方向に変更する設計パラメータ、及び前記特定部分の前記基準面に対して垂直方向の最大寸法であるピーク高さを決定する設計パラメータの入力を受け付ける設計パラメータ入力部と、
前記骨位置推定部が推定した前記足の前記骨の位置と、前記設計パラメータ入力部が入力を受け付けた前記設計パラメータとから、前記インソールの前記表面の形状を、前記設計パラメータによって定義される前記特定部分を含むように形成するためのデータを算出するデータ算出部と、
を備えたことを特徴とする、インソール設計システム。
【請求項２】
前記骨位置推定部は、
足長、足幅、踵幅について、前記足寸法入力部が入力を受け付けたデータと前記標準モデルのデータとの比率を求め、前記比率に基づいて前記標準モデルを拡大・縮小し、拡大・縮小した前記標準モデルの前記骨の位置を、前記骨位置推定部が推定する前記骨の位置とすることを特徴とする、請求項１に記載のインソール設計システム。
【請求項３】
前記骨位置推定部は、予め準備された複数の標準モデルから、
前記足寸法入力部が入力を受け付けた足長、足幅、踵幅の入力データとの差が小さくなる複数の前記標準モデルを選択し、選択した前記標準モデルを用いて補間することにより、前記足の骨の位置を推定することを特徴とする、請求項１に記載のインソール設計システム。
【請求項４】
前記設計パラメータ入力部は、前記内側縦アーチに対応する前記特定部分である内アーチの足長方向及び足幅方向の前記ピーク位置の基準となる前記骨の位置として、内側楔状骨、舟状骨、踵骨の載距突起のいずれか一つの位置の選択を受け付けることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一つに記載のインソール設計システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インソール設計システムに関し、詳しくは、靴の中に敷くインソール（中敷）を個別に設計し製造するためのインソール設計システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
足の骨格のアーチ構造に対応する形状や構造を有するインソールが種々提案されている。また、足の三次元形状を測定することにより、個人差や用途に応じて最適な形状のインソールを作製することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−４５２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
オーダーメイドのインソールは、型取りしたり計測したりして得た足の形状に対して、適宜箇所に凹凸が追加された形状に、作製される。足の形状に対して追加する凹凸の位置や寸法が、設計者の経験や勘によって決められると、設計者によって異なるインソールが作製されることになり、好ましくない。
【０００５】
一定の品質を得るためには、一定のルールに従って設計パラメータを決定できるようにすることが望まれる。また、インソールの注文者に対して、どのような効果を狙ってインソールが設計され、それが設計パラメータにどのように反映されているのかなど、設計パラメータについて分かりやすく説明できるようにすることが望まれる。さらに、過去に作製したインソールの設計データに基づいて別の靴に用いるインソールを作製する場合や、インソールの使用による足の形状や歩行時の足の動きの変化を観察しながらインソールを作り直していく場合などに、インソールの作製履歴を容易に活用できることが望まれる。
【０００６】
本発明は、かかる実情に鑑み、一定のルールに従って設計パラメータを決定でき、設計パラメータについて分かりやすく説明でき、インソールの作製履歴を容易に活用できるインソール設計システムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成したインソール設計システムを提供する。
【０００８】
インソール設計システムは、（ａ）足長、足幅、踵幅を含む足の外形の寸法の入力を受け付ける足寸法入力部と、（ｂ）足の外形の寸法と当該足の内部の骨格に含まれる骨の位置とを予め対応付けた標準モデルのデータを用いて、前記足寸法入力部が入力を受け付けた前記足の外形の寸法から、前記足の前記骨の足長方向及び足幅方向の位置を推定する骨位置推定部と、（ｃ）前記足の前記骨の位置に対応して基準面上に配置されるインソールの表面の隆起した特定部分のうち前記足の前記骨格の内側縦アーチ又は外側縦アーチに対応する前記特定部分の形状について、前記骨位置推定部が推定した前記足の前記骨の位置を基準に決定される前記特定部分の前記基準面に対して垂直方向の寸法が最大であるピーク位置の足長方向及び足幅方向の位置を前記足長方向に変更する設計パラメータ、前記骨位置推定部が推定した前記足の前記骨の位置を基準に決定される前記特定部分の足先側端の足長方向及び足幅方向の位置を前記足長方向に変更する設計パラメータ、及び前記特定部分の前記基準面に対して垂直方向の最大寸法であるピーク高さを決定する設計パラメータの入力を受け付ける設計パラメータ入力部と、（ｄ）前記骨位置推定部が推定した前記足の前記骨の位置と、前記設計パラメータ入力部が入力を受け付けた前記設計パラメータとから、前記インソールの前記表面の形状を、前記設計パラメータによって定義される前記特定部分を含むように形成するためのデータを算出するデータ算出部とを備える。
【０００９】
上記構成において、インソール設計システムは、足の外形の寸法と設計パラメータとが入力されると、インソールの表面形状を形成するためのデータを算出する。
【００１０】
上記構成によれば、設計パラメータは足の骨の位置を基準に決定される。そのため、足の骨の位置を考慮した一定のルールに従って、インソールの設計パラメータを決定できる。また、設計パラメータについて分かりやすく説明できる。また、インソールの作製履歴として、足の骨の位置を基準とする設計パラメータを蓄積することによって、インソールの作製履歴を容易に活用できる。
【００１１】
好ましくは、前記骨位置推定部は、足長、足幅、踵幅について、前記足寸法入力部が入力を受け付けたデータと前記標準モデルのデータとの比率を求め、前記比率に基づいて前記標準モデルを拡大・縮小し、拡大・縮小した前記標準モデルの前記骨の位置を、前記骨位置推定部が推定する前記骨の位置とする。
【００１２】
好ましくは、前記骨位置推定部は、予め準備された複数の標準モデルから、前記足寸法入力部が入力を受け付けた足長、足幅、踵幅の入力データとの差が小さくなる複数の前記標準モデルを選択し、選択した前記標準モデルを用いて補間することにより、前記足の骨の位置を推定する。
【００１３】
好ましくは、前記設計パラメータ入力部は、前記内側縦アーチに対応して隆起する前記特定部分である内アーチの足長方向及び足幅方向の前記ピーク位置の基準となる前記骨の位置として、内側楔状骨、舟状骨、踵骨の載距突起のいずれか一つの位置の選択を受け付ける。
【００１４】
この場合、足の外形の寸法からその位置を推定した骨を基準として、容易に、かつ効率よく設計することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、一定のルールに従って設計パラメータを決定でき、設計パラメータについて分かりやすく説明できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】足の骨格のアーチ構造の説明図である。
【図２】インソールの略図である。
【図３】インソール設計システムの構成を示すブロック図である。
【図４】足の外形の寸法の説明図である。
【図５】足の骨の説明図である。
【図６】インソールの設計パラメータの説明図である。
【図７】インソールの設計パラメータの説明図である。
【図８】インソールの設計パラメータの説明図である。
【図９】インソールの設計パラメータの説明図である。
【図１０】インソールの設計パラメータの説明図である。
【図１１】インソールの設計パラメータの説明図である。
【図１２】インソールの設計パラメータの説明図である。
【図１３】インソールの設計パラメータの説明図である。
【図１４】インソールの設計パラメータの説明図である。
【図１５】端末の画面表示の説明図である。
【図１６】端末の画面表示の説明図である。
【図１７】端末の画面表示の説明図である。
【図１８】端末の画面表示の説明図である。
【図１９】端末の画面表示の説明図である。
【図２０】端末の画面表示の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図２０を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は、足２の骨格のアーチ構造の説明図であり、右足を図示している。図２は、インソール１０の表面１０ｓの形状を示す略図であり、左足用を図示している。図１に示すように、足２の骨格は、親指の付け根、小指の付け根、踵の３点を結ぶ線４，６，８が弧を描いて膨らんでおり、それぞれ、内側縦アーチ４、外側縦アーチ６、横アーチ８と呼ばれている。このような足のアーチ構造に対応して、図２に示すように、インソール１０の表面１０ｓに隆起した特定部分１０ａ，１０ｂ，１０ｃや窪んだ部分１０ｄなどを形成することにより、足裏全体で体重を支えたり、足のアーチ構造の形状を整えたりすることができる。
【００１９】
図３は、インソール設計システム５０の構成を示すブロック図である。図３に示すように、インソール設計システム５０は、サーバ上に構成され、ＬＡＮやインターネットなどの通信網８０を介して端末７０に接続され、端末７０と通信する。端末７０には、例えば、ディスプレイとキーボードとタッチパッドやマウス等を備えたパーソナルコンピュータや、タッチパネルを備えたタブレット型コンピューターや、スマートフォン（多機能携帯電話・ＰＨＳ）などを用いることができる。
【００２０】
なお、インソール設計システム５０の機能の一部をアプリケーションソフトとして、端末７０にインストールしても構わない。また、インソール設計システム５０と端末７０とを直接接続するなどして一体化し、スタンドアロンの専用装置として構成しても構わない。
【００２１】
図３に示すように、インソール設計システム５０は、足寸法入力部５２と、設計パラメータ入力部５４と、骨位置推定部５６と、データ算出部５８と、出力部６０とを備えている。
【００２２】
足寸法入力部５２は、図１５に示す画面を端末７０に表示するためのデータを端末７０に送出し、端末７０が操作されると、足の外形の寸法について入力を受け付ける。足寸法入力部５２が入力を受け付ける足の外形の寸法は、図４の説明図に示すように、足長Ａ、足幅Ｂ、踵幅Ｃの寸法を含む。足長Ａ、足幅Ｂ、踵幅Ｃは、適宜に定義すればよい。例えば、足長Ａは、足が接する基準を垂直に見たときに踵と第二趾とを結ぶ線に沿う線上の足外形の長さである。足幅Ｂは、足が接する基準を垂直に見たときに第一趾と第五趾の付け根を結ぶ線上の足の外形の長さである。踵幅Ｃは、足が接する基準を垂直に見たときに踵から足長の１７％の箇所の足の外形の幅（踵と第二趾とを結ぶ線に垂直な線上の寸法）である。
【００２３】
骨位置推定部５６は、足寸法入力部５２が入力を受け付けた足の外形の寸法データから、図５に示すように、足２の内部の骨格３０に含まれる特定の骨（詳しくは後述する。）の位置を推定する。
【００２４】
骨位置推定部５６は、例えば、足の外形の寸法と骨の位置とを予め対応付けた標準モデルのデータを用いて、骨の位置を推定する。具体的には、足長、足幅、踵幅について、足寸法入力部５２が入力を受け付けたデータと標準モデルのデータとの比率を求め、この比率に基づいて標準モデルを拡大・縮小し、拡大・縮小した標準モデルの骨の位置を、推定位置とする。複数の標準モデルを予め準備しておき、足長、足幅、踵幅の入力データとの差が小さくなるいくつかの標準モデルを選択し、選択した標準モデルを用いて補間することにより、骨の位置を推定しても構わない。標準モデルは、足のタイプ（ギリシャ型、エジプト型、スクエア型等）に応じて、異なるものを用いてもよい。
【００２５】
なお、足の骨の位置は、上記以外の方法によって推定しても構わないが、足の骨の位置はインソールを設計する際の基準となるため、一義的に推定される必要がある。
【００２６】
設計パラメータ入力部５４は、端末７０からの操作に応じて、図１６〜図２０に示す画面を表示するためのデータを端末７０に送出し、端末７０が操作されると、設計パラメータについて入力を受け付ける。設計パラメータ入力部５４は、端末７０から、次の（ａ）〜（ｇ）の設計パラメータの入力を受け付ける。
【００２７】
（ａ）インソール長、インソール幅、インソール厚、インソール形状
端末７０に図１６に示す画面が表示された状態で、端末７０を操作することにより、インソールの基本データを入力できる。すなわち、図６の平面図に示すインソール長Ｌ及びインソール幅Ｗと、図７の側面図に示すインソール厚Ｔ（一定の厚さを有するベース部１２についての底面１２ｔと上面１２ｓとの間の寸法）と、図７の要部拡大図に示す足先部分についてのインソール形状のタイプとを、入力できる。図７（ａ）はラウンド、図７（ｂ）はオブリーク、図７（ｃ）はスクエアである。図６〜図８において、符号１０ｐは足先側端、符号１０ｑは踵側端である。インソールを敷く靴内部の寸法・形状に応じて、インソールの基本データを入力する。
【００２８】
（ｂ）内側アーチのピーク高さ、ピーク位置及びアーチ長さ
端末７０に図１７に示す画面が表示された状態で、端末７０を操作することにより、インソール１０の内側アーチ１０ａ（図２参照）についての設計パラメータ（ピーク高さ、ピーク位置及びアーチ長さ）を入力できる。
【００２９】
図９に示すように、ピーク高さは、内側アーチ１４ａ，１４ｂのピーク１４ｓ，１４ｔの高さであり、基準面１２ｓ（ベース部１２の上面１２ｓ）からの垂直方向の寸法である。ピーク位置は、内側アーチ１４ａ，１４ｂのピーク１４ｓ，１４ｔの位置であり、内側楔状骨３２、舟状骨３３、踵骨３４の載距突起３４ｘのいずれか一つの位置を選択し、必要に応じて、選択した位置からピーク位置までの足長方向の寸法を入力する。すなわち、内側アーチ１４ａ，１４ｂのピーク１４ｓ，１４ｔは、選択した骨の直下、またそこから足長方向にずらした位置に配置される。
【００３０】
アーチ長さとしては、内側アーチ１４ａ，１４ｂの足先側端１４ｐ，１４ｑの位置を入力する。すなわち、第１中足骨３１の骨頭３１ａ又は骨頭手前３１ｂの位置を選択し、必要に応じて、選択した位置から足先側端１４ｐ，１４ｑまでの足長方向の寸法を入力する。内側アーチ１４ａ，１４ｂの踵側端１４ｘは、踵骨３４の位置を基準に決定され、設計パラメータの入力は不要である。内側アーチ１４ａ，１４ｂの両端１４ｐ，１４ｑ；１４ｘは、基準面１２ｓ（ベース部１２の上面１２ｓ）上にある。
【００３１】
（ｃ）外側アーチのピーク高さ、ピーク位置及びアーチ長さ
端末７０に図１７に示す画面が表示された状態で、端末７０を操作することにより、インソール１０の外側アーチ１０ｂ（図２参照）についての設計パラメータ（ピーク高さ、ピーク位置及びアーチ長さ）を入力できる。
【００３２】
図１０に示すように、ピーク高さは、外側アーチ１５ａ，１５ｂのピーク１５ｓ，１５ｔの高さであり、基準面１２ｓ（ベース部１２の上面１２ｓ）からの垂直方向の寸法である。ピーク位置は、外側アーチ１５ａ，１５ｂのピーク１５ｓ，１５ｔの位置であり、立方骨３５の所定位置（例えば中心位置）を基準とし、必要に応じて、基準位置からピーク位置までの足長方向の寸法を入力する。すなわち、外側アーチ１５ａ，１５ｂのピーク１５ｓ，１５ｔは、立方骨３５の所定位置の直下、またそこから足長方向にずらした位置に配置される。
【００３３】
アーチ長さとしては、外側アーチ１５ａ，１５ｂの足先側端１５ｐ，１５ｑの位置を入力する。すなわち、第五中足骨３６の骨頭３６ａ又は中間位３６ｂを選択し、必要に応じて、選択した位置から足先側端１５ｐ，１５ｑまでの足長方向の寸法を入力する。外側アーチ１５ａ，１５ｂの踵側端１５ｘは、踵骨３４の位置を基準に決定され、設計パラメータの入力は不要である。外側アーチ１５ａ，１５ｂの両端１５ｐ，１５ｑ；１５ｘは、基準面１２ｓ（ベース部１２の上面１２ｓ）上にある。
【００３４】
（ｄ）横アーチのピーク高さ及びピーク位置
端末７０に図１８に示す画面が表示された状態で、端末７０を操作することにより、インソール１０の横アーチ１０ｃ（図２参照）についての設計パラメータ（ピーク高さ及びピーク位置）を入力できる。
【００３５】
図１１（ａ）の平面図及び図１１（ｂ）の側面図に示すように、ピーク高さは、横アーチ１６のピーク１６ａの高さであり、基準面１２ｓからの垂直方向の突出寸法である。ピーク位置は、足幅Ｂの中心点Ｏを基準とし、必要に応じて、横アーチ１６のピーク１６ａを矢印１６ｘで示す足長方向に、基準位置（中心点Ｏ）からずらす寸法を入力する。
【００３６】
なお、横アーチのピーク位置は、足幅方向には固定される。ピーク長さは、横アーチの断面形状が予め決められているため、ピーク高さから決まる。もっとも、足幅方向についてピーク位置を入力可能（移動可能）としても構わない。また、ピーク長さを入力可能としても構わない。
【００３７】
（ｅ）ウェッジ
端末７０に図１９に示す画面が表示された状態で、端末７０を操作することにより、図１４の説明図に示す母趾球２０、小趾球２２、踵全体２４、踵内側２６、踵外側２８について基準面１２ｓからの高さを、設計パラメータを入力する。これらのパラメータによって、足の傾きを調整することができる。
【００３８】
（ｆ）踵の形状
端末７０に図２０に示す画面が表示された状態で、端末７０を操作することにより、踵部の形状について、設計パラメータを入力できる。
【００３９】
踵部の形状は、図１２（ａ）に示すラウンド型と、図１２（ｂ）に示すフラット型とから選択する。図１２（ａ）及び（ｂ）は、インソール１０の踵部１０ｄを、足幅方向（足長方向と交差する方向）に沿って切断した断面を示す。
【００４０】
（ｇ）アーチ断面形状
端末７０に図２０に示す画面が表示された状態で、端末７０を操作することにより、アーチ断面形状について、設計パラメータを入力できる。
【００４１】
アーチ断面形状は、図１３（ａ）に示すＶ字型と、図１３（ｂ）に示すラウンド型とから選択する。図１３（ａ）及び（ｂ）は、インソール１０の足長方向の中間部分を足幅方向に沿って切断した断面を示す。
【００４２】
図３に戻り、データ算出部５８は、骨位置推定部５６が推定した骨の位置と、設計パラメータ入力部５４が入力を受け付けた設計パラメータとから、インソール１０の表面１０ｓの立体形状を形成するためのデータを算出する。例えば、設計パラメータによって定義されるアーチ形状や断面形状を有し、かつ滑らかに連続する曲面形状をインソール加工装置で削り出すときに切削工具の位置や回転速度などを制御するための制御データを算出する。あるいは、インソール加工装置の制御データの元になるデータ、例えば、設計パラメータによって定義されるアーチ形状や断面形状を有し、かつ滑らかに連続する曲面形状のデータを算出する。硬さや形状が異なる複数の部材を接合した複合構造のインソールの場合、データ算出部５８が算出するデータに、インソール１０の表面１０ｓの立体形状を形成するために部分的に追加する部材の材質・寸法などのデータが含まれていても構わない。
【００４３】
出力部６０は、データ算出部５８が算出したデータを、インソール加工装置に直接出力したり、一時記憶装置に出力したり、記録媒体に出力したり、設計用の端末や他の端末に出力したりする。
【００４４】
以上に説明したインソール設計システム５０を用いると、足の骨の位置を考慮しながらインソールの形状を容易に、かつ効率よく設計することができる。設計パラメータは、骨の位置を基準に決定されるので、設計ルールを決めておけば、だれもが同じように設計することができ、一定の品質のインソールを設計し作製することができる。
【００４５】
また、設計パラメータが骨の位置を基準に定義されているので、設計パラメータについて分かりやすく説明できる。
【００４６】
さらに、インソールの作製履歴として、足の骨の位置を基準とする設計パラメータを蓄積することによって、過去に作製したインソールの設計データに基づいて別の靴に用いるインソールを作製する場合や、インソールの使用による足の形状や歩行時の足の動きの変化を観察しながらインソールを作り直していく場合などに、インソールの作製履歴を容易に、かつ効率よく活用できる。例えば、足のアーチ構造をインソールによって矯正する場合に、矯正の進展に応じて形状を変更したインソールを設計し作製することが容易である。
【００４７】
＜まとめ＞  以上に説明したインソール設計システムを用いると、一定のルールに従って設計パラメータを決定でき、設計パラメータについて分かりやすく説明できる。
【００４８】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。
【００４９】
例えば、設計パラメータや、設計パラメータの基準となる骨は、適宜に選択すればよく、実施例に限定されない。例えば、内側アーチや外側アーチの足幅方向の位置についての設計パラメータの入力を受け付けるようにしても構わない。
【００５０】
また、本発明のインソール設計システムは、履物に着脱自在に装着されるインソール（履物とは別部材のインソール）に限らず、履物の一部分（足裏が接する部分）を形成するインソール（履物自体のインソール）についても、適用可能である。例えば、本発明のインソール設計システムは、データ算出部がサンダルや下駄などの履物の足裏が接する部分の表面形状を削り出すための加工機制御データを算出するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
２  足
４  内側縦アーチ
６  外側縦アーチ
８  横アーチ
１０  インソール
１０ａ  内側アーチ（特定部分）
１０ｂ  外側アーチ（特定部分）
１０ｃ  横アーチ（特定部分）
１０ｄ  踵部
１０ｐ  足先端
１０ｑ  踵側端
１０ｓ  表面
１２  ベース部
１２ｓ  上面（基準面）
１２ｔ  底面
１４ａ，１４ｂ  内側アーチ
１４ｐ，１４ｑ  足先側端（一方端）
１４ｓ，１４ｔ  ピーク
１４ｘ  踵側端（他方端）
１５ａ，１５ｂ  外側アーチ
１５ｐ，１５ｑ  足先側端（一方端）
１５ｓ，１５ｔ  ピーク
１５ｘ  踵側端（他方端）
１６  横アーチ
１６ａ  ピーク
１６ｘ  足長方向
２０  母趾球
２２  小趾球
２４  踵全体
２６  踵内側
２８  踵外側
３０  骨格
３１  中足骨
３１ａ  骨頭
３１ｂ  骨頭手前
３２  内側楔状骨
３３  舟状骨
３４  踵骨
３４ｘ  載距突起
３５  立方骨
３６  第五中足骨
３６ａ  骨頭
３６ｂ  中間位
５０  インソール設計システム
５２  足寸法入力部
５４  設計パラメータ入力部
５６  骨位置推定部
５８  データ算出部
６０  出力部
７０  端末
８０  通信網
【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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【図１９】
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【図２０】
0006267745.tif 000021