(57)【要約】【課題】連接棒の応力集中部から折損しなかった場合に連接棒の移動軌跡に異常が生じても、連接棒がクランクケースやその内部等に損傷を与えることを抑制することができる往復動圧縮機の提供。【解決手段】ピストンをシリンダ３０内で往復動させるべく、一端側がピストンに連結され、他端側がクランク軸２２に連結された連接棒４０を有し、クランクケース１１またはシリンダ３０の内側であって、連接棒４０の移動軌跡に異常が生じた場合のみ連接棒４０と当接する位置に突起部５５を備えた。【選択図】図３
2010203324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクケースと、
該クランクケースに回転可能に設けられ、駆動源によって回転駆動されるクランク軸と、
前記クランクケースに設けられ、シリンダヘッドが搭載されたシリンダと、
該シリンダ内を摺動可能に設けられたピストンと、
該ピストンを前記シリンダ内で往復動させるべく、一端側が前記ピストンに連結され、他端側が前記クランク軸に連結された連接棒とを有する往復動圧縮機において、
前記クランクケースまたは前記シリンダの内側であって、前記連接棒の移動軌跡に異常が生じた場合のみ該連接棒と当接する位置に突起部を備えたことを特徴とする往復動圧縮機。
【請求項２】
前記連接棒の前記クランク軸側の外表面の前記突起部と接触しない位置に第１の凹部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の往復動圧縮機。
【請求項３】
前記第１の凹部を複数設けたことを特徴とする請求項２に記載の往復動圧縮機。
【請求項４】
前記ピストンの往復動に伴う前記連接棒の揺動方向の側面に、前記突起部と係合可能な第２の凹部を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の往復動圧縮機。
【請求項５】
前記第２の凹部を複数設けたことを特徴とする請求項４に記載の往復動圧縮機。
【請求項６】
前記突起部を、前記ピストンの往復動に伴う前記連接棒の揺動方向の両側の側面に対向する位置それぞれに設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の往復動圧縮機。
【請求項７】
前記第２の凹部を、前記ピストンの往復動に伴う前記連接棒の揺動方向の両側の側面それぞれに設けたことを特徴とする請求項６に記載の往復動圧縮機。
【請求項８】
前記突起部は、前記ピストンの往復動に伴う前記連接棒の揺動方向の一側の側面に対向する第１の突起部と、前記連接棒の前記揺動方向の他側の側面に対向する第２の突起部とからなり、これら第１の突起部および第２の突起部は、前記シリンダと前記クランクケースとの取付部付近に設けられ、クランク軸近接時回転方向後方側に設けられた前記第１の突起部の先端部は前記シリンダの方向を向いており、クランク軸近接時回転方向前方側に設けられた前記第２の突起部の先端部は前記シリンダとは反対方向を向いていることを特徴とする請求項６または７に記載の往復動圧縮機。
【請求項９】
前記突起部と前記凹部とが当接し係合した場合に、前記駆動源の駆動を停止する駆動停止手段を備えたことを特徴とする請求項８に記載の往復動圧縮機。
【請求項１０】
前記突起部は、前記連接棒の移動軌跡に異常が生じた場合のみ前記連接棒と係合する位置に係合突起部であって、
該係合突起部と前記連接棒とが接触係合した場合に、前記駆動源の駆動を停止する駆動停止手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の往復動圧縮機。
【請求項１１】
前記連接棒の前記ピストンの往復動に伴う揺動方向の側部に、前記係合突起部と係合する連接棒係合突起を設けたことを特徴とする請求項１０に記載の往復動圧縮機。
【請求項１２】
前記係合突起部を、二叉に口が開いた形状としたことを特徴とする請求項１１に記載の往復動圧縮機。
【請求項１３】
前記連接棒係合突起を、前記クランク軸側から前記ピストン側に広がるように傾斜するクサビとしたことを特徴とする請求項１２に記載の往復動圧縮機。
【請求項１４】
前記駆動停止手段は、回転または電流を検出するセンサにより異常を検出すると前記駆動源への通電を停止することを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか一項に記載の往復動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復動圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
往復動圧縮機には、連接棒に過大な負荷が作用したときに連接棒を応力集中部から折損させる技術がある（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２０００−４５９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記往復動圧縮機では、連接棒の応力集中部から折損しなかった場合に連接棒の移動軌跡に異常が生じてクランクケースやその内部等に損傷を与える可能性がある。
【０００５】
したがって、本発明は、連接棒の移動軌跡に異常が生じた場合に、連接棒がクランクケースやその内部等に損傷を与えることを抑制することができる往復動圧縮機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、クランクケースまたはシリンダの内側であって、連接棒の移動軌跡に異常が生じた場合のみ該連接棒と当接する位置に突起部を備えた。
【０００７】
また、本発明は、クランクケースまたはシリンダの内側であって、連接棒の移動軌跡に異常が生じた場合のみ該連接棒と係合する位置に係合突起部を設け、該係合突起部と前記連接棒とが接触係合した場合に、駆動源の駆動を停止する駆動停止手段を備えた。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、連接棒の移動軌跡に異常が生じた場合に、連接棒がクランクケースやその内部等に損傷を与えることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る第１実施形態の往復動圧縮機の全体構成を示す正断面図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態の往復動圧縮機の全体構成を示す側断面図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態の往復動圧縮機の連接棒折損時の要部を示す正断面図である。
【図４】本発明に係る第２実施形態の往復動圧縮機の連接棒折損時の要部を示す正断面図である。
【図５】本発明に係る第３実施形態の往復動圧縮機の連接棒折損時の要部を示す正断面図である。
【図６】本発明に係る第４乃至第６実施形態の往復動圧縮機のブロック図である。
【図７】本発明に係る第５実施形態の往復動圧縮機の連接棒折損時の要部を示す正断面図である。
【図８】本発明に係る第５実施形態の往復動圧縮機の連接棒折損時の要部を示す斜視図である。
【図９】本発明に係る第６実施形態の往復動圧縮機の連接棒折損時の要部を示す斜視図である。
【図１０】本発明に係る第６実施形態の往復動圧縮機の連接棒折損時の要部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る各実施形態を図面を参照して以下に説明する。
【００１１】
「第１実施形態」
本発明に係る第１実施形態である往復動圧縮機を図１〜図３に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係る第１実施形態の往復動圧縮機の全体構成を示す正断面図である。図２は、本発明に係る第１実施形態の往復動圧縮機の全体構成を示す側断面図である。図３は、本発明に係る第１実施形態の往復動圧縮機の連接棒折損時の要部を示す正断面図である。
【００１３】
往復動圧縮機１０は、空気等の気体（流体）を吸引し圧縮して吐出するものである。図１および図２に示すように、往復動圧縮機１０は、クランクケース１１を有しており、クランクケース１１は、内部がクランク室１２とされている。このクランクケース１１の外側には、図２に示すように駆動源である電動モータ１５が取り付けられている。クランクケース１１には、電動モータ１５側に軸受保持部１８が、電動モータ１５とは反対側に、軸受保持部１９が形成されている。これら軸受保持部１８，１９は同軸に配置されており、軸受保持部１８に保持された軸受２０と、軸受保持部１９に保持された軸受２１とによってクランク軸２２がクランクケース１１に回転可能に支持されている。
【００１４】
クランク軸２２は、軸受２０に嵌合するジャーナル部２３と、軸受２１に嵌合するジャーナル部２４と、これらジャーナル部２３，２４の間にこれらに対して偏心して設けられた偏心軸２５とを有しており、ジャーナル部２４と偏心軸２５との間には、バランスウェイト２６が設けられている。クランク軸２２は、ジャーナル部２３よりもクランクケース１１の外側に突出する図示略の連結軸部が電動モータ１５のロータに連結されることになり、電動モータ１５で回転駆動される。
【００１５】
クランクケース１１の上部には、内周面がクランク軸２２と直交する方向に軸線を配した円筒面状をなす取付台部２９が形成されており、この取付台部２９上に取付台部２９の内径よりも小径の内径を有する円筒状のシリンダ３０が、クランク軸２２と直交する方向に軸線を配して取付台部２９と同軸に取り付けられている。このシリンダ３０は、その内周面３１が軸方向のほぼ全体にわたって一定径をなしており、クランク室１２に開口している。また、シリンダ３０のクランクケース１１とは反対側には、弁座板３４およびシリンダヘッド本体３５からなるシリンダヘッド３６が搭載されている。
【００１６】
シリンダヘッド本体３５には、図示は略すが、外部に連通する吸込室と、外部に連通する吐出室とが画成されており、弁座板３４には、図示は略すが、吸込室をシリンダ３０内の圧縮室３８に連通させる吸込穴と、吐出室を圧縮室３８に連通させる吐出穴とが形成されている。また、弁座板３４には、図示は略すが、リード弁としての吸込弁および吐出弁が取り付けられ、これら吸込弁および吐出弁は、基端側がネジ等を介して弁座板３４に固定された固定端となり、先端側は自由端となって、吸込穴、吐出穴をそれぞれ開閉する。
【００１７】
クランク軸２２の偏心軸２５には、連接棒４０が軸受４１を介して回転可能に連結されている。連接棒４０は、図１に示すように、その一端側にあって軸受４１を介してクランク軸２２に回転可能に連結される略円環状の大端部４２と、この大端部４２からシリンダ３０内へと伸長するロッド部４３と、その他端側にある、大端部４２よりも小径の略円環状の小端部４４とを有する一体成形品である。円環状の大端部４２の中心軸線と円環状の小端部４４の中心軸線とは平行をなしており、これらの中心軸線は、ロッド部４３の中心軸線と直交している。
【００１８】
ロッド部４３は、中間部の幅が大端部４２の外径および小端部４４の外径よりも小さくされている。そして、ロッド部４３は、大端部４２側が大端部４２の外周面に円滑に連続するように幅が徐々に拡大する形状をなしている。また、ロッド部４３には、クランク軸２２の軸線方向の両側にこの方向に凹む肉盗部４５が形成されており、これらの肉盗部４５の底面４６は、図２に示すように、深さが小端部４４側ほど深くなっている。その結果、連接棒４０には、ピストン５２側の一端に断面積が最小の断面積最小部４８が形成されている。また、肉盗部４５には、揺動方向両側に補強リブ４７が複数形成されている。
【００１９】
連接棒４０の小端部４４には、円筒状のピストンピン５１が同軸で回転可能に挿入されており、このピストンピン５１を介して略有蓋円筒状のピストン５２が回動可能に連結されている。つまり、ピストン５２には、径方向に貫通する二カ所のピン穴５３が形成されており、一方のピン穴５３、連接棒４０の小端部４４、他方のピン穴５３にピストンピン５１が挿入されることで、ピストン５２が連接棒４０に連結される。ピストン５２は、シリンダ３０内にその軸線方向に沿って往復摺動可能となるように挿嵌されている。言い換えれば、連接棒４０は、ピストン５２をシリンダ３０内で往復動させるべく、一端側がピストン５２に連結され、他端側がクランク軸２２に連結されている。ピストン５２は、シリンダ３０とシリンダヘッド１７との間に上記した圧縮室３８を画成する。
【００２０】
連接棒４０は、大端部４２がクランク軸２２の偏心軸２５によって偏心運動させられることによって、ピストン５２をシリンダ３０内で摺動させながら往復動させることになり、その際に、ピストン５２に連結された小端部４４がシリンダ３０の中心軸線上を直線運動するのに対して、大端部４２が偏心運動することから、全体として、クランク軸２２の中心軸線に直交し且つシリンダ３０の中心軸線に直交する方向に揺動する。このクランク軸２２の中心軸線に直交し且つシリンダ３０の中心軸線に直交する方向（図１の左右方向）を揺動方向とする。他方、連接棒４０は、クランク軸２２の軸線方向には揺動しない。このクランク軸２２の軸線方向（図２の左右方向）を非揺動方向とする。
【００２１】
ここで、具体的に、連接棒４０の揺動について説明すると、図１に示すように連接棒４０を揺動方向とは直交するクランク軸２２の軸線方向に沿って見た場合に、下死点では全体が揺動方向の中央に位置しており、この状態からクランク軸２２が圧縮行程を行うべく図１に示す反時計回りのＲ方向に回転して連接棒４０を上昇させると、上死点と下死点との間の中間まで大端部４２が揺動方向の片側（図１の右側）に移動しながら上昇し、上死点と下死点との間の中央（例えば３時の位置）で最も揺動方向の片側（図１の右側）に位置する。
【００２２】
続いて、上死点に向かうにしたがって大端部４２は揺動方向の中央に戻ることになり、上死点では大端部４２が揺動方向の中央に位置することで連接棒４０の全体が揺動方向の中央に位置することになって圧縮行程が終了する。
【００２３】
ピストン５２が上死点にある状態からクランク軸２２が吸込行程を行うべく回転すると連接棒４０を下降させることになり、上死点と下死点との中間まで、大端部４２が揺動方向の逆の片側（図１の左側）に移動しながら下降し、上死点と下死点との間の中央（例えば９時の位置）で最も揺動方向の逆の片側（図１の左側）に位置する。
【００２４】
続いて、下死点に向かうにしたがって大端部４２は揺動方向の中央に戻ることになり、下死点では大端部４２が揺動方向の中央に位置することで連接棒４０の全体が揺動方向（左右方向）の中央に位置することになって吸込行程が終了する。
【００２５】
ここで、上記したように、連接棒４０には、ピストン５２側の一端に断面積が最小の断面積最小部４８が形成されており、過大な負荷が作用したときにこの断面積最小部４８に応力集中を生じさせて折損するようになっている。
【００２６】
例えば、往復動圧縮機１０を無給油式とすると、使用状況等によってはピストン５２とピストンピン５１と連接棒４０の小端部４４とが固着することがあり、その際には、クランク軸２２の駆動力により連接棒４０に揺動方向に過大な負荷が作用することになる。この負荷で連接棒４０のピストン５２側の主として断面積最小部４８に折損が生じる。そして、ピストン５２、ピストンピン５１および小端部４４が、連接棒４０から分離してしまうと、ロッド部４３および大端部４２を主体とする残りの連接棒４０には、図３に示すように、移動軌跡に異常が生じることになる。つまり、図１に示すようにピストン５２がシリンダ３０の内周面３１に摺動案内されて往復動する際の移動軌跡に対して、図３に示すように異なる移動軌跡で連接棒４０が移動することになる。
【００２７】
第１実施形態では、クランクケース１１とシリンダ３０との取付部付近に設けられる取付台部２９の内側に、図１に示すように連接棒４０の移動軌跡に異常が生じていない場合に連接棒４０に当接せず図３に示すように連接棒４０の移動軌跡に異常が生じた場合のみ連接棒４０と当接する位置に、突起部５５が形成されている。
【００２８】
ここで、図２に示す電動モータ１５で駆動されると、クランク軸２２は、図３における反時計回りのＲ方向に回転することになり、これによって偏心軸２５は取付台部２９に対して図３の右側に近接してから図３の左側に近接するように移動することになる。そして、偏心軸２５が近接する際に先に近接する図３の右側をクランク軸近接時回転方向前方側とし、後で近接する図３の左側をクランク軸近接時回転方向後方側とすると、突起部５５は、取付台部２９におけるクランク軸近接時回転方向後方側に形成されている。この突起部５５は、連接棒４０の揺動方向の一側（図３の左側）の側面に対向する位置に形成されている。なお、取付台部２９におけるクランク軸近接時回転方向前方側（図３における右側）には、点線で示すように突起部５５ａを形成してもよい。
【００２９】
突起部５５は、クランク軸２２の軸線方向の位置を連接棒４０と一致させており、シリンダ３０側にあって取付台部２９から突出するほどシリンダ３０の軸線方向においてクランク軸２２側に位置するように傾斜する傾斜面５６と、クランク軸２２側にあって取付台部２９から突出するほどシリンダ３０の軸線方向においてシリンダ３０側に位置するように傾斜する傾斜面５７と、これら傾斜面５６，５７の先端同士を連結させる先端部５８とを有している。つまり、突起部５５は、取付台部２９から突出するほどシリンダ３０の軸線方向の長さが細くなる先細形状をなしている。なお、先端部５８は、シリンダ３０の内周面３１よりも内側に突出した位置になるように、突起部５５を配置したほうが好ましい。この場合、連接棒４０の先端破断部（小端部側）の揺動幅が突起部５５によって抑制されるのでシリンダ３０の内周面３１に接触することを防止し、内周面３１の傷つき等を防止することができる。
【００３０】
さらに、連接棒４０のクランク軸２２側の外表面の突起部５５と接触しない位置で、連接棒４０の大端部４２におけるロッド部４３近傍のロッド部４３よりも突起部５５側には、径方向にＶ字状に凹んだ破断促進凹部（第１の凹部）６１が形成されている。さらに、破断促進凹部６１の周方向の両側に、径方向外方に突出する肉盛部６２が形成されている。
【００３１】
破断促進凹部６１は、ロッド部４３とは反対側にあってロッド部４３側ほど径方向内側に位置するように傾斜する傾斜面６３と、ロッド部４３側にあってロッド部４３とは反対側ほど径方向内側に位置するように傾斜する傾斜面６４とからなっている。ここで、傾斜面６３，６４の境界位置を通る半径線に対してロッド部４３とは反対側の傾斜面６３の傾斜角度が、ロッド部４３側の傾斜面６４の傾斜角度よりも大きくなっている。
【００３２】
肉盛部６２は、傾斜面６３に対しロッド部４３とは反対側に隣接してロッド部４３とは反対側ほど径方向内側に位置するように傾斜する傾斜面６６と、傾斜面６４に対しロッド部４３側に隣接してロッド部４３側ほど径方向内側に位置するように傾斜する傾斜面６７とを有している。
【００３３】
破断促進凹部６１の底部は、大端部４２の肉盛部６２を除く一定径部分の外径位置よりも径方向内側に位置することになり、大端部４２の内径が一定とされていることから、破断促進凹部６１の底部位置の径方向の肉厚が大端部４２において最も薄くなり、破断が促進される部位となる。なお、破断促進凹部６１を大端部４２の径方向外側に突出するように形成された肉盛部６２を形成したため、破断促進凹部６１を形成したことによる強度不足を肉盛部６２で補うことができるが、肉盛部６２は、大端部４２の強度等を考慮し必要に応じて設ければよく、破断促進凹部６１の周方向のどちらか一方の片側のみに、径方向外方に突出する肉盛部６２を設けてもよい。
【００３４】
ここで、連接棒４０のピストン５２側の小端部近傍に折損が生じて、移動軌跡に異常が生じた連接棒４０は、クランク軸２２のＲ方向への回転力で、ロッド部４３の大端部４２とは反対側を自由端としてクランク軸近接時回転方向前方側からクランク軸近接時回転方向後方側に振られることになり、その際に、図３に示すように、突起部５５の先端部５８に、ロッド部４３の大端部４２側が当接することになる。そして、突起部５５の先端部５８に当接することで連接棒４０は折損することになり、その際に、破断促進凹部６１から良好に破断を生じ大端部４２の他の部分が破断してロッド部４３が大端部４２から折損してクランク軸２２から離脱することになる。したがって、そのままクランク軸２２が回転し続けても、ロッド部４３によってクランクケース１１の内部が損傷することを防止できる。
【００３５】
ここで、前述した特開２０００−４５９４１号公報には、過大な負荷が作用したときに連接棒を折損させる凹部を大端部の表面に形成するものが、特開２００５−８３２１１号公報にも、過大な負荷が作用したときに連接棒を折損させる断面積が最小となる部分をロッド部に形成するものが、それぞれ開示されているが、過大な負荷が作用したときに連接棒の折損を促す構造としても、連接棒が折損せずクランクケース内部に損傷を及ぼす可能性ががあった。
【００３６】
これに対して、上記した第１実施形態では、クランクケース１１の内側であって、連接棒４０の移動軌跡に異常が生じた場合のみ連接棒４０と当接する位置に突起部５５を備え、さらに破断促進凹部６１を大端部４２に備えているため、移動軌跡に異常が生じた連接棒４０がクランク軸２２の回転力で振られると、突起部５５に当接して折損することになり、その際に、破断促進凹部６１から良好に破断を生じ大端部４２の他の部分が破断してロッド部４３が大端部４２から折損してクランク軸２２から離脱することになる。したがって、そのままクランク軸２２が回転し続けても、ロッド部４３によってクランクケース１１の内部が損傷することを防止できる。
【００３７】
なお、突起部５５の形成位置は、連接棒４０の移動軌跡に異常が生じた場合のみ連接棒４０と当接する位置であれば、クランクケース１１ではなく、シリンダ３０の内側に形成しても良く、その場合も、上記と同様の構成を採用できる。
【００３８】
さらに、取付台部２９におけるクランク軸近接時回転方向前後方側の両側に突起部５５および５５ａを設けた場合は、連接棒４０の先端破断部（小端部側）の揺動幅が突起部５５および５５ａによって抑制されるのでシリンダ３０の内周面３１に接触することを防止し、内周面３１の傷つき等を防止する。また、突起部５５および５５ａにより、連接棒４０の先端破断部（小端部側）の揺動幅が規制され、連接棒４０の先端がクランクケース側に落下しにくくなる事で、大端部４２が折損しないときでも、クランクケース内部の損傷を低減することができる。
【００３９】
なお、前記第１実施形態においては、連接棒４０のクランク軸２２側の外表面の突起部５５と接触しない位置に第２実施形態の破断促進凹部６１が複数設けられていてもよい。
【００４０】
連接棒４０の大端部４２のロッド部４３近傍のロッド部４３を中心とした対称位置に、径方向外方に突出する一対の肉盛部６２が対称形状で形成されており、これらの肉盛部６２それぞれの周方向における中間部に、径方向にＶ字状に凹んで破断促進凹部６１が対称形状で形成されていてもよい。
【００４１】
「第２実施形態」
次に、第２実施形態を主に図４に基づいて説明する。図４は、本発明に係る第２実施形態の往復動圧縮機の連接棒折損時の要部を示す正断面図である。なお、第１実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。
【００４２】
第２実施形態では、クランクケース１１における、シリンダ３０の取付部付近となる取付台部２９の内側に、連接棒４０の移動軌跡に異常が生じていない場合に連接棒４０に当接せず連接棒４０の移動軌跡に異常が生じた場合のみ連接棒４０と当接する位置に、突起部７１が形成されている。
【００４３】
突起部７１も、クランク軸２２の軸線方向の位置を連接棒４０と一致させて取付台部２９におけるクランク軸近接時回転方向後方側に形成されており、連接棒４０の揺動方向の一側の側面に対向する位置に形成されている。なお、取付台部２９におけるクランク軸近接時回転方向前方側には突起部は形成されていない。
【００４４】
突起部７１は、シリンダ３０側にあって取付台部２９側が取付台部２９から突出するほどシリンダ３０の軸線方向においてクランク軸２２側に位置し取付台部２９とは反対側が取付台部２９から離れるほどシリンダ３０側に位置するように円弧状をなす円弧状面７２と、クランク軸２２側にあってクランクケース１１から突出するほどシリンダ３０の軸線方向においてシリンダ３０側に位置するように円弧状をなす円弧状面７３と、これら円弧状面７２，７３の先端同士を連結させる先端部７４とを有している。つまり、突起部７１は、取付台部２９から突出するほどシリンダ３０の軸線方向の長さが細くなる先細形状をなしており、その先端部７４がシリンダ３０の軸線方向においてシリンダ３０の方向を向いている。なお、先端部７４は、シリンダ３０の内周面３１よりも内側に突出した位置になるように、突起部７１を配置したほうが好ましい。
【００４５】
そして、連接棒４０の揺動方向の側面であって突起部７１と対向する側の側面に、突起部７１と係合可能な係合凹部（第２の凹部）７７が形成されている。この係合凹部７７は、肉盛部６２のロッド部４３側の傾斜面６７と連続し円弧状面７３と略同形状をなす円弧状面７８と、円弧状面７８のシリンダ３０側の端部から略直交して連接棒４０の突起部７１側の側面に抜ける当接面７９とを有している。
【００４６】
連接棒４０のピストン５２側に折損が生じ、ピストン５２、ピストンピン５１および小端部４４が、連接棒４０から分離すると、ロッド部４３および大端部４２を主体とする残りの連接棒４０には、移動軌跡に異常が生じることになる。この移動軌跡に異常が生じた連接棒４０は、クランク軸２２のＲ方向への回転力で、ロッド部４３の大端部４２とは反対側を自由端としてクランク軸近接時回転方向前方側からクランク軸近接時回転方向後方側に振られることになり、その際に、突起部７１の先端の先端部７４が係合凹部７７の当接面７９に当接するが、突起部７１の円弧状面７３と連接棒４０の係合凹部７７の円弧状面７８は略同形状の円弧をなすので、係合凹部７７と先端部７４の当接を妨げるように干渉することがない。
【００４７】
そして、上記のようにして突起部７１を係合凹部７７に当接させて係合させることで連接棒４０は、その振られる力を破断促進凹部６１に効率良く伝えることになり、破断促進凹部６１から良好に破断を生じ大端部４２の他の部分が破断してロッド部４３がクランク軸２２から離脱することになる。
【００４８】
つまり、上記した第２実施形態のようにして突起部７１を係合凹部７７に当接させて係合させることで連接棒４０は、その振られる力を破断促進凹部６１に効率良く伝えることになり、破断促進凹部６１から良好に破断を生じ大端部４２の他の部分が破断してロッド部４３がクランク軸２２から離脱することになる。したがって、そのままクランク軸２２が回転し続けても、ロッド部４３によってクランクケース１１の内部が損傷することを防止できる。
【００４９】
なお、第２実施形態の連接棒４０に、第１実施形態と同様、複数の破断促進凹部６１を形成しても良い。
【００５０】
また、突起部７１の形成位置も、連接棒４０の移動軌跡に異常が生じた場合のみ連接棒４０と当接する位置であれば、クランクケース１１ではなく、シリンダ３０の内側に形成でき、その場合も、上記と同様の構成を採用できる。
【００５１】
「第３実施形態」
次に、第３実施形態を主に図５に基づいて説明する。図５は、本発明に係る第３実施形態の往復動圧縮機の連接棒折損時の要部を示す正断面図である。なお、第２実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。
【００５２】
第３実施形態においては、連接棒４０の揺動方向の側面であって突起部７１と対向する側の側面に、突起部７１と係合可能な係合凹部７７が、破断促進凹部６１からの距離を異ならせて複数形成されている。
【００５３】
最も破断促進凹部６１に近い係合凹部７７は、肉盛部６２のロッド部４３側の傾斜面６７と連続し円弧状面７３と略同形状をなす円弧状面７８と、円弧状面７８のシリンダ３０側の端部から略直交して連接棒４０の突起部７１側の側面に抜ける当接面７９とを有している。他の係合凹部７７は、破断促進凹部６１側の円弧状面７８が、連接棒４０の突起部７１側の側面から円弧状面７２と略同形状をなして切り込まれ、破断促進凹部６１とは反対側の当接面７９が、円弧状面７８のシリンダ３０側の端部から略直交して突起部７１側の側面に抜ける形状をなしている。
【００５４】
連接棒４０のピストン５２側に折損が生じ、ピストン５２、ピストンピン５１および小端部４４が、連接棒４０から分離すると、ロッド部４３および大端部４２を主体とする残りの連接棒４０には、移動軌跡に異常が生じることになる。この移動軌跡に異常が生じた連接棒４０は、クランク軸２２のＲ方向への回転力で、ロッド部４３の大端部４２とは反対側を自由端としてクランク軸近接時回転方向前方側からクランク軸近接時回転方向後方側に振られることになり、その際に、突起部７１の先端の先端部７４が上記一つの係合凹部７７の当接面７９に当接するが、突起部７１の円弧状面７３と連接棒４０の係合凹部７７の円弧状面７８は略同形状の円弧をなすので、係合凹部７７と先端部７４の当接を妨げるように干渉することがない。
【００５５】
そして、上記のようにして突起部７１をいずれかの係合凹部７７に当接させて係合させることで連接棒４０は、その振られる力を破断促進凹部６１に効率良く伝えることになり、破断促進凹部６１から良好に破断を生じ大端部４２の他の部分が破断してロッド部４３がクランク軸２２から離脱することになる。
【００５６】
さらに、第３実施形態においては、クランクケース１１における、シリンダ３０の取付部付近となる取付台部２９の内側に、連接棒４０の移動軌跡に異常が生じていない場合に連接棒４０に当接せず連接棒４０の移動軌跡に異常が生じた場合のみ連接棒４０と当接する位置に、もう一つの突起部（第２の突起部）８１が形成されている。
【００５７】
突起部８１は、クランク軸２２の軸線方向の位置を連接棒４０と一致させて取付台部２９におけるクランク軸近接時回転方向前方側に形成されており、連接棒４０の揺動方向の他側の側面に対向する位置に形成されている。つまり、突起部７１，８１が、連接棒４０の揺動方向の両側の側面に対向する位置それぞれに設けられている。
【００５８】
突起部８１は、シリンダ３０側にあって取付台部２９から突出するほどシリンダ３０の軸線方向においてクランク軸２２側に位置するように円弧状をなす円弧状面８２と、クランク軸２２側にあって取付台部２９側が取付台部２９から突出するほどシリンダ３０の軸線方向においてシリンダ３０側に位置し取付台部２９とは反対側が取付台部２９から離れるほどクランク軸２２側に位置するように円弧状をなす円弧状面８３と、これら円弧状面８２，８３の先端同士を連結させる先端部８４とを有している。つまり、突起部８１は、取付台部２９から突出するほどシリンダ３０の軸線方向の長さが細くなる先細形状をなしており、その先端部がシリンダ３０の軸線方向においてシリンダ３０とは反対の方向を向いている。なお、先端部８４は、シリンダ３０の内周面３１よりも内側に突出した位置になるように、突起部８１を配置したほうが好ましい。
【００５９】
そして、連接棒４０の大端部４２には、片側のみを示すが、第３実施形態と同様、ロッド部４３近傍のロッド部４３を中心とした対称位置に、径方向外方に突出する一対の肉盛部６２が対称形状で形成されており、これらの肉盛部６２それぞれの周方向における中間部に、径方向にＶ字状に凹んで破断促進凹部６１が対称形状で形成されている。
【００６０】
さらに、連接棒４０の揺動方向の側面であって突起部８１と対向する側の側面には、突起部８１と係合可能な係合凹部（第２の凹部）８７が、破断促進凹部６１からの距離を異ならせて複数形成されている。
【００６１】
すべての係合凹部７７は、破断促進凹部６１とは反対側の円弧状面８８が、連接棒４０の突起部８１側の側面から円弧状面８２と略同形状をなして切り込まれ、破断促進凹部６１側の当接面８９が、円弧状面８８のクランク軸２２側の端部から略直交して突起部８１側の側面に抜ける形状をなしている。これにより、係合凹部７７，８７が、連接棒４０の揺動方向の両側の側面それぞれに設けられている。また、連接棒４０の揺動方向の一側の側面に対向する突起部７１と、連接棒４０の揺動方向他側の側面に対向する突起部８１とを有し、これら突起部７１および突起部８１は、シリンダ３０とクランクケース１１との取付部付近に設けられ、クランク軸近接時回転方向後方側に設けられた突起部７１の先端部はシリンダ３０の方向を向き、クランク軸近接時回転方向前方側に設けられた突起部８１の先端部はシリンダ３０とは反対方向を向いている。
【００６２】
連接棒４０のピストン５２側に折損が生じ、ピストン５２、ピストンピン５１および小端部４４が、連接棒４０から分離して、ロッド部４３および大端部４２を主体とする残りの連接棒４０には、移動軌跡に異常が生じることになる。この移動軌跡に異常が生じた連接棒４０は、クランク軸２２のＲ方向への回転力で、ロッド部４３の大端部４２とは反対側を自由端として振られることになり、その際に、クランク軸近接時回転方向前方側では、シリンダ３０方向に移動することになって、突起部８１の先端の先端部８４がこの一つの係合凹部８７の当接面８９に当接することになり、クランク軸近接時回転方向後方側では、突起部７１の先端の先端部７４がこの一つの係合凹部７７の当接面７９に当接することになる。
【００６３】
そして、上記のようにして突起部８１を係合凹部８７に当接させて係合させるか、突起部７１を係合凹部７７に当接させて係合させることで連接棒４０は、その振られる力を破断促進凹部６１に効率良く伝えることになり、破断促進凹部６１から良好に破断を生じてロッド部４３がクランク軸２２から離脱することになる。
【００６４】
上記した第３実施形態では、連接棒４０の揺動方向の両側の側面に対向する位置それぞれに突起部７１，８１を設けたため、連接棒４０がクランク軸近接時回転方向後方側に振られる場合は勿論、クランク軸近接時回転方向前方側に振られることがあっても、連接棒４０に良好に折損を生じることになる。したがって、そのままクランク軸２２が回転し続けても、ロッド部４３によってクランクケース１１の内部が損傷することを防止できる。
【００６５】
しかも、連接棒４０の揺動方向の両側の側面それぞれに係合凹部７７，８７を設けたため、連接棒４０がクランク軸近接時回転方向前方側にあっても後方側にあっても、突起部８１を係合凹部８７に係合させ、あるいは突起部７１を係合凹部７７に係合させることで、連接棒４０に良好に折損を生じることになる。したがって、連接棒４０によってクランクケース１１が破損することを防止できる。
【００６６】
加えて、連接棒４０の揺動方向の両側の側面それぞれに複数の係合凹部７７と複数の係合凹部８７とを設けたため、連接棒４０がクランク軸近接時回転方向前方側にあっても後方側にあっても、突起部８１をいずれかの係合凹部８７に係合させ、あるいは突起部７１をいずれかの係合凹部７７に係合させることで、連接棒４０に良好に折損を生じることになる。
【００６７】
つまり、上記のようにして突起部８１を係合凹部８７のいずれかに当接させて係合させ、突起部７１を係合凹部７７のいずれかに当接させて係合させることで連接棒４０は、その振られる力を破断促進凹部６１に効率良く伝えることになり、破断促進凹部６１で良好に破断してロッド部４３がクランク軸２２から離脱することになる。したがって、そのままクランク軸２２が回転し続けても、ロッド部４３によってクランクケース１１の内部が損傷することを防止できる。
【００６８】
なお、突起部８１の形成位置も、連接棒４０の移動軌跡に異常が生じた場合のみ連接棒４０と当接する位置であれば、クランクケース１１ではなく、シリンダ３０の内側に形成しても良く、その場合も、上記と同様の構成を採用できる。
【００６９】
さらに、突起部７１および８１を両側に設けた場合は、連接棒４０の先端破断部（小端部側）の揺動幅が突起部７１および８１によって抑制されるのでシリンダ３０の内周面３１に接触することを防止し、内周面３１の傷つき等を防止する。また、突起部７１および８１により、連接棒４０の先端破断部（小端部側）の揺動幅が規制され、連接棒４０の先端がクランクケース側に落下しにくくなる事で、大端部４２が折損しないときでも、クランクケース内部の損傷を低減することができる。
【００７０】
「第４実施形態」
次に、第４実施形態を主に図４〜図６に基づいて説明する。本実施の形態は、第２および第３の実施の形態において、突起部と連接棒に設けた係合凹部が当接して係合した場合には、クランク軸の回転が停止したことを検出してモータへの通電を停止させて、クランクケース内部等の損傷を防止する実施例である。図６は、本発明に係る第４実施形態の往復動圧縮機のブロック図である。
【００７１】
第４実施形態においては、図６に示すように、電動モータ１５に給電を行う電源部９１と、電動モータ１５の回転または電流を検出するセンサ９２と、センサ９２により電動モータ１５の回転異常または電流異常を検出すると電源部９１による電動モータ１５への通電を停止する給電制御部（駆動停止手段）９３とを有している。給電制御部９３は、電源部９１から電動モータ１５へ給電を行っているにも拘わらずセンサ９２により回転数が所定値以下まで低下したことが検出されると回転異常と判定し、また、電源部９１から電動モータ１５へ給電を行っている際にセンサ９２により所定値以上の電流値が検出されると電流異常と判定する。
【００７２】
図４および図５に示すように、移動軌跡に異常が生じた連接棒４０は、クランク軸２２のＲ方向への回転力で、ロッド部４３の大端部４２とは反対側を自由端としてクランク軸近接時回転方向前方側からクランク軸近接時回転方向後方側に振られることになり、突起部８１を係合凹部８７に当接させて係合させるか、突起部７１を係合凹部７７に当接させて係合させることで連接棒４０は、その振られる力を破断促進凹部６１に効率良く伝わることになるが、予期しない不具合により、破断促進凹部６１から破断が生じなくてロッド部４３がクランク軸２２から離脱しなかった場合に、センサ９２が電動モータ１５の回転異常または電流異常を検出することになり、これを受けて、給電制御部９３が電源部９１による電動モータ１５への通電を停止する。これにより、クランク軸２２の回転が停止することになり、ロッド部４３によってクランクケース１１の内部が損傷することを防止できる。
【００７３】
「第５実施形態」
次に、第５実施形態を図６〜図８に基づいて説明する。図６は、第４実施例で説明したように往復動圧縮機のブロック図である。本実施の形態は、第４の実施の形態において説明したように、クランク軸の回転が停止したことを検出してモータへの通電を停止させて、クランクケース内部等の損傷を防止する技術と同類の例であって、突起部と連接棒を積極的に接触係合させることで、確実にクランク軸の回転を停止させる例である。図７は、本発明に係る第５実施形態の往復動圧縮機の連接棒折損時の要部を示す正断面図である。図８は、本発明に係る第５実施形態の往復動圧縮機の連接棒折損時の要部を示す斜視図である。なお、第１乃至４実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。
【００７４】
第５実施形態においては、図７および図８に示すように、連接棒４０のロッド部４３におけるクランク軸近接時回転方向後方側の側部には、クランク軸２２の軸線方向に突出するクサビ（連接棒係合突起）９５が固定されている。このクサビ９５は、図８に示すように、連接棒４０のロッド部４３におけるクランク軸近接時回転方向後方側の側面に近接して平行をなしており、突出先端側の先端縁部９６が大端部４２側ほど突出量が小さくなるように傾斜している。言い換えれば、クサビ９５は、クランク軸２２側からピストン５２側に広がるように傾斜している。
【００７５】
そして、図８に示すように、クランクケース１１とシリンダ３０との取付部付近に設けられる取付台部２９の内側に、連接棒４０の移動軌跡に異常が生じていない場合に連接棒４０と接触せず、連接棒４０の移動軌跡に異常が生じた場合のみ連接棒４０のクサビ９５と係合する位置に、係合突起部９９が形成されている。
【００７６】
係合突起部９９は、取付台部２９におけるクランク軸近接時回転方向後方側に形成されている。この係合突起部９９は、連接棒４０の揺動方向の一側（クランク軸近接時回転方向後方側）の側面に対向する位置に形成されている。
【００７７】
係合突起部９９は、シリンダ３０側にあって取付台部２９から突出するほどシリンダ３０の軸線方向においてクランク軸２２側に位置するように傾斜する傾斜面１００と、クランク軸２２側にあって取付台部２９から突出するほどシリンダ３０の軸線方向においてシリンダ３０側に位置するように傾斜する傾斜面１０１と、これら傾斜面１００，１０１の先端同士を連結させる先端部１０２とを有している。つまり、係合突起部９９は、取付台部２９から突出するほどシリンダ３０の軸線方向の長さが細くなる先細形状をなしている。
【００７８】
係合突起部９９は、突出先端側におけるクランク軸２２の軸線方向の中間位置に、シリンダ軸線方向に貫通する係合溝部１０４が形成されている。この係合溝部１０４は、クランク軸２２の軸線方向の位置を連接棒４０と一致させており、クランク軸２２の軸直交方向に沿う係合面１０５とシリンダ軸線方向に沿い且つ係合面１０５と直交する当接面１０６とを有している。係合突起部９９は、係合溝部１０４が形成されていることから、その両側に二叉状に一対の突片部１０７（一方のみ図示）が形成され、二叉に口が開いた形状をなしている。
【００７９】
移動軌跡に異常が生じた連接棒４０は、クランク軸２２のＲ方向への回転力で、ロッド部４３の大端部４２とは反対側を自由端としてクランク軸近接時回転方向前方側からクランク軸近接時回転方向後方側に振られることになり、その際に、図７および図８に示すように、係合突起部９９の係合溝部１０４に、ロッド部４３の大端部４２側が入り込んで当接面１０６に当接するとともに、クサビ９５が係合突起部９９の係合面１０５を含む突片部１０７に接触係合し、クランク軸２２の回転が停止されることになる。すると、図６に示すように、センサ９２が電動モータ１５の回転異常または電流異常を検出することになり、これを受けて、給電制御部９３が電源部９１による電動モータ１５への通電を停止する。これにより、クランク軸２２が停止することになり、ロッド部４３によってクランクケース１１の内部が損傷することを防止できる。
【００８０】
以上に述べた第５実施形態によれば、連接棒４０の移動軌跡に異常が生じた場合に、クランクケース１１の内側に設けられた係合突起部９９が連接棒４０と係合することになり、係合突起部９９と連接棒４０とが接触係合した場合に、給電制御部９３が電動モータ１５の駆動を停止するため、ロッド部４３によってクランクケース１１の内部が損傷することを防止できる。
【００８１】
また、係合突起部９９を、クランクケース１１の内側であって、連接棒４０の揺動方向の側面に対向する位置に設けたため、連接棒４０の移動軌跡に異常が生じた場合に、連接棒４０を良好に係合させることができる。
【００８２】
また、係合突起部９９が、二叉に口が開いた形状となっているため、連接棒４０の移動軌跡に異常が生じた場合に、連接棒４０を良好に係合させることができる。
【００８３】
また、連接棒４０の揺動方向の側部に、係合突起部９９と係合するクサビ９５を設けたため、連接棒４０がその移動軌跡に異常が生じた場合に、係合突起部９９に良好に係合することができる。
【００８４】
また、クサビ９５は、クランク軸２２側からピストン５２側に広がるように傾斜しているため、連接棒４０がその移動軌跡に異常が生じた場合に、係合突起部９９に良好に係合することができる。
【００８５】
なお、係合突起部９９の形成位置も、連接棒４０の移動軌跡に異常が生じた場合のみ連接棒４０と係合する位置であれば、クランクケース１１ではなく、シリンダ３０の内側に形成しても良く、その場合も、上記と同様の構成を採用できる。
【００８６】
「第６実施形態」
次に、第６実施形態を図６および図９〜図１０に基づいて説明する。図６は、第４および第５実施例で説明したように往復動圧縮機のブロック図である。本実施の形態は、第５の実施の形態における係合突起部を変形させた例である。図９は、本発明に係る第６実施形態の往復動圧縮機の連接棒折損時の要部を示す斜視図である。図１０は、本発明に係る第６実施形態の往復動圧縮機の連接棒折損時の要部を示す斜視図である。なお、第５実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。
【００８７】
第６実施形態においては、連接棒４０のロッド部４３におけるクランク軸近接時回転方向後方側の側部のクランク軸線方向両側に、図９に示すように、クランク軸線方向に突出する複数のクサビ（連接棒係合突起）９５が固定されている。これらのクサビ９５は、ロッド部４３を中心に対称形状をなしており、連接棒４０のロッド部４３におけるクランク軸近接時回転方向後方側の側面に近接して平行をなし、突出先端側の先端縁部９６が大端部４２側ほど突出量が小さくなるように傾斜している。一対のクサビ９５は、クランク軸２２側からピストン５２側に広がるように傾斜している。
【００８８】
そして、クランクケース１１とシリンダ３０との取付部付近に設けられる取付台部２９の内側に、連接棒４０の移動軌跡に異常が生じていない場合に連接棒４０と接触せず連接棒４０の移動軌跡に異常が生じた場合のみ連接棒４０の一対のクサビ９５と係合する位置に、係合突起部１１０が形成されている。
【００８９】
係合突起部１１０は、取付台部２９におけるクランク軸近接時回転方向後方側に形成されている。この係合突起部１１０は、連接棒４０の揺動方向の一側（クランク軸近接時回転方向後方側）の側面に対向する位置に形成されている。
【００９０】
係合突起部１１０は、図１０に示すように、シリンダ３０側（図１０では図示略）にあって取付台部２９から突出するほどシリンダ３０の軸線方向においてクランク軸２２（図１０では図示略）側に位置するように傾斜する傾斜面１１１と、クランク軸２２側にあって取付台部２９から突出するほどシリンダ３０の軸線方向においてシリンダ３０側に位置するように傾斜する傾斜面１１２と、これら傾斜面１１１，１１２の先端同士を連結させる円弧状面１１３とを有している。つまり、係合突起部１１０は、取付台部２９から突出するほどシリンダ３０の軸線方向の長さが細くなる先細形状をなしている。
【００９１】
係合突起部１１０は、突出先端側におけるクランク軸２２の軸線方向の中間位置にシリンダ軸線方向に貫通する係合溝部１１５が形成されている。この係合溝部１１５は、クランク軸２２の軸線方向の位置を連接棒４０と一致させており、クランク軸２２側ほどクランク軸２２の軸線方向において互いに近接するように傾斜する一対の係合面１１６とシリンダ軸線方向に沿い且つ係合面１１６と直交する当接面１１７とを有している。これにより、係合突起部１１０は、その両側に二叉状に一対の突片部１１８が形成され、二叉に口が開いた形状をなしている。係合面１１６の傾斜角はクサビ９５の先端縁部９６の傾斜角度と同等となっている。
【００９２】
移動軌跡に異常が生じた連接棒４０は、図１０に示すように、クランク軸２２のＲ方向への回転力で、ロッド部４３の大端部４２とは反対側を自由端としてクランク軸近接時回転方向前方側からクランク軸近接時回転方向後方側に振られることになり、その際に、係合突起部１１０の係合溝部１１５に、ロッド部４３の大端部４２側が入り込み、当接面１１７に当接するとともに、一対のクサビ９５が一対の係合面１１６に同時に接触係合し、クランク軸２２の回転が停止されることになる。すると、センサ９２が電動モータ１５の回転異常または電流異常を検出することになり、これを受けて、給電制御部９３が電源部９１による電動モータ１５への通電を停止する。これにより、クランク軸２２が停止することになり、ロッド部４３によってクランクケース１１が破損することを防止できる。
【００９３】
以上に述べた第６実施形態によれば、クサビ９５が複数設けられているため、連接棒４０の移動軌跡に異常が生じた場合に、クランクケース１１の内側に設けられた係合突起部１１０に連接棒４０を確実に係合させることができる。したがって、ロッド部４３によってクランクケース１１が破損することを防止できる。
【００９４】
また、係合突起部１１０の一対の係合面１１６が一対のクサビ９５の先端縁部９６と同様に傾斜しているため、クランクケース１１の内側に設けられた係合突起部１１０に連接棒４０をさらに確実に係合させることができる。
【００９５】
なお、係合突起部１１０の形成位置も、連接棒４０の移動軌跡に異常が生じた場合のみ連接棒４０と係合する位置であれば、クランクケース１１ではなく、シリンダ３０の内側に形成しても良く、その場合も、上記と同様の構成を採用できる。
【００９６】
以上の第１実施形態〜第６実施形態においては、単気筒の往復動圧縮機を例にとり説明したが、Ｖ型や水平対向型等の複数気筒の往復動圧縮機にも適用可能である。
【符号の説明】
【００９７】
１０  往復動圧縮機
１１  クランクケース
１５  電動モータ（駆動源）
２２  クランク軸
３０  シリンダ
３６  シリンダヘッド
４０  連接棒
４８  断面積最小部
５２  ピストン
５５  突起部
６１  破断促進凹部（第１の凹部）
７１  突起部（第１の突起部）
７７  係合凹部（第２の凹部）
８１  突起部（第２の突起部）
８７  係合凹部（第２の凹部）
９２  センサ
９３  給電制御部（駆動停止手段）
９５  クサビ（連接棒係合突起）
９９，１１０  係合突起部
【図１】
2010203324.tif 000003
【図２】
2010203324.tif 000004
【図３】
2010203324.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010203324.tif 000009
【図８】
2010203324.tif 000010
【図９】
2010203324.tif 000011
【図１０】
2010203324.tif 000012