(57)【要約】【課題】電流によって電動ファンの異常を検出する場合に、電源電圧の変動に影響されずに確実に異常検出ができるようにすることを目的とする。【解決手段】電動ファン１０１ａ，１０１ｂに流れる電流を検出する電流検出器１０２ａ，１０２ｂ、電動ファンの電圧−電流特性が設定され、電圧検出器１０２ａ，１０２ｂの出力信号に基づき電圧−電流特性から推定電流Ｉｒｅｆを求めて出力するテーブル１１０、電流検出器１０２ａ，１０２ｂの出力信号と、テーブル１１０から出力された推定電流Ｉｒｅｆとの差を出力する加減算器１０４ａ，１０４ｂ、加減算器１０４ａ，１０４ｂの出力信号と、予め設定された設定値とを比較し、加減算器１０４ａ，１０４ｂの出力信号が設定値以下であれば「正常」の信号を出力し、加減算器１０４ａ，１０４ｂの出力信号が設定値を越えていれば「異常」の信号を出力する比較器１０３ａ，１０３ｂを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動ファン用の電源に接続された電動ファンの異常を検出する電動ファン異常検出装置において、
上記電源の電圧を検出する電圧検出器、
上記電動ファンに流れる電流を検出する電流検出器、
上記電動ファンの電圧−電流特性が設定され、上記電圧検出器の出力信号に基づき上記電圧−電流特性から推定電流を求めて出力するテーブル、
上記電流検出器の出力信号と、上記テーブルから出力された推定電流に上記電流検出器が検出した上記電動ファンの個数を掛け合わせた値との差を出力する加減算器、
上記加減算器の出力信号と、予め設定された設定値とを比較し、上記加減算器の出力信号が上記設定値以下であれば「正常」の信号を出力し、上記加減算器の出力信号が上記設定値を越えていれば「異常」の信号を出力する比較器、
を備えたことを特徴とする電動ファン異常検出装置。
【請求項２】
電動ファン用の電源に接続された電動ファンの異常を検出する電動ファン異常検出装置において、
上記電源の電圧を検出する電圧検出器、
上記電動ファンに流れる電流を検出する電流検出器、
上記電動ファンの電圧−電流特性が設定され、上記電圧検出器の出力信号に基づき上記電圧−電流特性から推定電流を求めて出力するテーブル、
上記電流検出器の出力信号と、上記テーブルから出力された推定電流に上記電流検出器が検出した上記電動ファンの個数を掛け合わせた値との差を出力する加減算器、
上記加減算器が出力する出力信号の実効値を求める実効値演算器、
上記実効値演算器が出力する実効値の時間変化値を算出する微分演算器、
上記微分演算器の出力信号と、予め設定された設定値とを比較し、上記微分演算器の出力信号が上記設定値以下であれば「正常」の信号を出力し、上記微分演算器の出力信号が上記設定値を越えていれば「異常」の信号を出力する比較器、を備えたことを特徴とする電動ファン異常検出装置。
【請求項３】
上記電動ファンが複数個並列接続されており、上記電流検出器は上記複数個の電動ファンに流れる電流を一括して検出し、上記加減算器は、上記電流検出器の出力信号と、上記テーブルから出力された推定電流に上記電流検出器が検出した上記電動ファンの個数を掛け合わせた値との差を出力することを特徴とする請求項１または２記載の電動ファン異常検出装置。
【請求項４】
上記電動ファンが複数個並列接続されており、上記電流検出器は、上記複数個の電動ファンを複数のグループに分けて上記グループ毎に流れる電流を一括して検出し、上記加減算器は、上記電流検出器の出力信号と、上記テーブルから出力された推定電流に上記電流検出器が検出した上記電動ファンの個数を掛け合わせた値との差を出力することを特徴とする請求項１または２記載の電動ファン異常検出装置。
【請求項５】
電動ファン用の電源に並列接続された複数個の電動ファンの異常を検出する電動ファン異常検出装置において、
上記電動ファンに流れる電流の上記電動ファン間における差を検出する電流検出器、
上記電流検出器の出力信号と、予め設定された設定値とを比較し、上記電流検出器の出力信号が上記設定値以下であれば「正常」の信号を出力し、上記電流検出器の出力信号が上記設定値を越えていれば「異常」の信号を出力する比較器、を備えたことを特徴とする電動ファン異常検出装置。
【請求項６】
電動ファン用の電源に並列接続された複数個の電動ファンの異常を検出する電動ファン異常検出装置において、
上記電動ファンに流れる電流を検出する複数個の電流検出器、
上記電流検出器の出力信号の上記電流検出器間における差を出力する加減算器、
上記加減算器の出力信号と、予め設定された設定値とを比較し、上記加減算器の出力信号が上記設定値以下であれば「正常」の信号を出力し、上記加減算器の出力信号が上記設定値を越えていれば「異常」の信号を出力する比較器、
を備えたことを特徴とする電動ファン異常検出装置。
【請求項７】
電動ファン用の電源に並列接続された複数個の電動ファンの異常を検出する電動ファン異常検出装置において、
上記電動ファンに流れる電流を検出する複数個の電流検出器、
上記電流検出器の出力信号の上記電流検出器間における差を出力する加減算器、
上記加減算器が出力する出力信号の実効値を求める実効値演算器、
上記実効値演算器が出力する実効値の時間変化値を算出する微分演算器、
上記微分演算器の出力信号と、予め設定された設定値とを比較し、上記微分演算器の出力信号が上記設定値以下であれば「正常」の信号を出力し、上記微分演算器の出力信号が上記設定値を越えていれば「異常」の信号を出力する比較器、を備えたことを特徴とする電動ファン異常検出装置。
【請求項８】
上記電流検出器は、上記複数個の電動ファンを複数のグループに分け、上記グループ毎に流れる電流を一括して検出することを特徴とする請求項６または７記載の電動ファン異常検出装置。
【請求項９】
上記電流検出器によって検出された電流を、上記グループ内の電動ファン１台当りの電流として出力する増幅器を備えたことを特徴とする請求項８記載の電動ファン異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動ファンを有する電気機器において、電動ファンの電流を監視することにより、電動ファンの異常を検出する電動ファン異常検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多くの電気機器は、１つの電動ファン、または並列接続され、並列に配置した電動ファンで筐体内の給排気を行い、強制風冷している。この場合、電動ファンが１つでも故障停止すると、給排気量が低下して冷却能力が下がり、筐体内に配置された装置の温度が上昇してこれら装置の誤動作や熱破損を引き起こす恐れが出てくる。
【０００３】
そこで、電動ファンの異常を検出し、対策を講じるための種々の工夫がなされている。例えば、電動ファンの１つが故障した場合、リレー制御回路で電動ファンの動作状態から異常を検出し、電圧調整用抵抗の切換を行うことによって電動ファンの駆動電圧を高めて給排気能力の低下を防止するものがある。
【０００４】
リレー制御回路による電動ファンの異常検出は、例えば、電源線の断線や電動ファン接続コネクタの外れ等によるファン電流の低下、あるいはファンの巻線焼き付き等による過大電流で検出する（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１６４６８２号（第３頁−第４頁、図２、図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の装置では、電動ファンが正常に動作している状態で電源の電圧が増加または減少してファン電流が増加または減少している場合に異常と誤判断するという問題がある。
【０００７】
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、電流によって電動ファンの異常を検出する場合に、電源電圧の変動に影響されずに確実に異常検出ができるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電動ファン異常検出装置は、電動ファン用の電源に接続された電動ファンの異常を検出する電動ファン異常検出装置において、
上記電源の電圧を検出する電圧検出器、
上記電動ファンに流れる電流を検出する電流検出器、
上記電動ファンの電圧−電流特性が設定され、上記電圧検出器の出力信号に基づき上記電圧−電流特性から推定電流を求めて出力するテーブル、
上記電流検出器の出力信号と、上記テーブルから出力された推定電流との差を出力する加減算器、
上記加減算器の出力信号と、予め設定された設定値とを比較し、上記加減算器の出力信号が上記設定値以下であれば「正常」の信号を出力し、上記加減算器の出力信号が上記設定値を越えていれば「異常」の信号を出力する比較器、
を備えたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における電動ファン異常検出装置の回路を示す回路図である。
【００１０】
図１に示したように、本実施の形態の電動ファン異常検出装置では、電動ファン用電源１００に、並列接続された電動ファン１０１ａ及び１０１ｂ並びに電圧検出器１０９が並列に接続されている。また、電動ファン１０１ａ及び１０１ｂに流れる電流Ｉａ及びＩｂを検出する電流検出器１０２ａ及び１０２ｂが設けられている。
【００１１】
また、電動ファンの電圧−電流特性を記録したテーブル１１０が設けられており、電圧検出器１０９の出力信号（電源電圧）はテーブル１１０に入力され、テーブル１１０において、電圧検出器１０９で検出された電源電圧に対応する推定電流Ｉｒｅｆが求められて出力される。
【００１２】
また、テーブル１１０及び電流検出器１０２ａの出力信号が入力される加減算器１０４ａと、テーブル１１０及び電流検出器１０２ｂの出力信号が入力される加減算器１０４ｂとが設けられており、加減算器１０４ａは（Ｉａ−Ｉｒｅｆ）を出力し、加減算器１０４ｂは（Ｉｂ−Ｉｒｅｆ）を出力する。
【００１３】
また、加減算器１０４ａの出力信号が入力される比較器１０３ａと、加減算器１０４ｂの出力信号が入力される比較器１０３ｂが設けられており、比較器１０３ａ及び比較器１０３ｂは、予め設定された設定値と入力された加減算器１０４ａの出力信号とを比較し、加減算器１０４ａ及び加減算器１０４ｂの出力信号が設定値の範囲内であれば「正常」と判断してＬｏｗレベル電圧を出力し、加減算器１０４ａの出力信号が設定値の範囲を越えていれば「異常」と判断してＨｉｇｈレベル電圧を出力する。
【００１４】
図２は、図１に示した電動ファン異常検出装置の回路の動作を示す図である。同図に示したように、正常な運転状態（ａ）に対して、電源１００の電圧Ｖが大きくなり、電動ファン１０１ａ、１０１ｂともに正常な場合（ｂ）、電動ファン１０１ａ及び１０１ｂの電流Ｉａ及びＩｂは増加する。同時に、電圧検出器１０９の出力信号Ｖも増加するので、テーブル１１０の出力信号であるＩｒｅｆも増加する。従って、（Ｉａ−Ｉｒｅｆ）及び（Ｉｂ−Ｉｒｅｆ）の値は変化せず、比較器１０３ａ及び１０３ｂの出力信号はＬｏｗレベル電圧のままである。
【００１５】
電動ファン１０１ｂは正常で、電動ファン１０１ａに異常が発生した場合（ｃ）、電圧検出器１０９の出力信号Ｖは変化しないので、テーブル１１０の出力信号Ｉｒｅｆは変化せず、従って、（Ｉｂ−Ｉｒｅｆ）の値は変化せず、比較器１０３ｂの出力はＬｏｗレベル電圧のままである。一方、電動ファン１０１ａの電流Ｉａは増加して（Ｉａ−Ｉｒｅｆ）の値は大きくなり、比較器１０３ａの出力信号はＨｉｇｈレベル電圧となり、電動ファン１０１ａの異常が検出される。
【００１６】
同様に、電動ファン１０１ｂに異常が発生した場合も、（Ｉｂ−Ｉｒｅｆ）の値は大きくなり、比較器１０３ｂの出力信号はＨｉｇｈレベル電圧となり、電動ファン１０１ｂの異常が検出される。
【００１７】
以上のように、本実施の形態１によれば、電圧検出器１０９で検出された出力信号（電動ファンの電源電圧）から、電動ファンの電圧−電流特性を記録したテーブル１１０に基づいて、電源電圧に対応する推定電流Ｉｒｅｆを求め、電流検出器１０２ａ及び１０２ｂで検出された電動ファン１０１ａ及び１０１ｂの電流Ｉａ及びＩｂと推定電流Ｉｒｅｆとの差、（Ｉａ−Ｉｒｅｆ）及び（Ｉｂ−Ｉｒｅｆ）を加減算器１０４ａ及び加減算器１０４ｂで求め、比較器１０３ａ及び１０３ｂで予め設定された設定値と（Ｉａ−Ｉｒｅｆ）及び（Ｉｂ−Ｉｒｅｆ）とを比較し、設定値の範囲内であるかどうかによって「正常」または「異常」の判断をしてその判断結果を出力するようにしたので、電源電圧の変動による電流Ｉａ及びＩｂの変化が相殺され、確実に電動ファンの異常が検出される。
【００１８】
なお、本実施の形態１において、電動ファンが２台の場合を示したが、電動ファンが１台、あるいは３台以上の場合も同様の回路構成を適用することができることはいうまでもない。
【００１９】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２における電動ファン異常検出装置の回路を示す回路図であり、図１と同一符号は、同一部分または相当部分を示している。
【００２０】
図３に示したように、電源１００、電動ファン１０１ａ及び１０１ｂ、電圧検出器１０９、電動ファン１０１ａ及び１０１ｂに流れる電流Ｉａ及びＩｂを検出する電流検出器１０２ａ及び１０２ｂは上記実施の形態１と同様の構成である。
【００２１】
本実施の形態の電動ファン異常検出装置では、電流検出器１０２ａの出力信号及び電流検出器１０２ｂの出力信号の両方が入力される加減算器１０４が設けられており、加減算器１０４は電流検出器１０２ａ及び電流検出器１０２ｂの出力信号差である（Ｉａ−Ｉｂ）を出力し、加減算器１０４の出力信号である（Ｉａ−Ｉｂ）は比較器１０３に入力される。比較器１０３は、加減算器１０４の出力信号が予め設定された設定値の範囲内であれば「正常」とみなしてＬｏｗレベル電圧を出力し、加減算器１０４の出力信号が設定値を越えると「異常」とみなしてＨｉｇｈレベル電圧を出力する。
【００２２】
図４は、本実施の形態２において、電源電圧Ｖの変動が起きた際の動作、および電動ファンに異常が起きた際の動作を説明するための図である。同図に示したように、正常な運転状態（ａ）に対して、電源１００の電圧Ｖが大きくなり、電動ファン１０１ａ及び１０１ｂともに正常な場合（ｂ）、電動ファン１０１ａ及び１０１ｂの電流Ｉａ及びＩｂは両方とも同じように増加する。そのため、加減算器１０４の出力信号である（Ｉａ−Ｉｂ）は変化せず、比較器１０３の出力信号はＬｏｗレベル電圧のままである。
【００２３】
電動ファン１０１ｂは正常で、電動ファン１０１ａに異常が発生した場合（ｃ）、電動ファン１０１ｂの電流Ｉｂは変化しないが、電動ファン１０１ａの電流Ｉａは大きくなり、従って、電流Ｉａと電流Ｉｂとの差が大きくなり、比較器１０３の出力はＨｉｇｈレベル電圧となり、電動ファン１０１ａの異常が検出される。
【００２４】
同様にして、電動ファン１０１ｂに異常が起きた場合も、電流Ｉａと電流Ｉｂとの差が大きくなり、電動ファン１０１ｂの異常が検出される。
【００２５】
以上のように、本実施の形態２によれば、電流検出器１０２ａ及び１０２ｂで検出された電動ファン１０１ａ及び１０１ｂの電流Ｉａ及びＩｂとの差を加減算器１０４で求め、比較器１０３で予め設定された設定値と、電流Ｉａと電流Ｉｂとの差とを比較し、設定値の範囲内であるかどうかによって「正常」または「異常」の判断をしてその判断結果を出力するようにしたので、電源電圧の変動による電流Ｉａ及びＩｂの変化が相殺され、確実に電動ファンの異常が検出される。
【００２６】
また、上記実施の形態１に示した、電圧検出器及びテーブルが不要になるので、電動ファン異常検出装置の回路を比較的簡便な回路構成にすることができる。
【００２７】
実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３における電動ファン異常検出装置の回路を示す回路図であり、図１と同一符号は同一部分または相当部分を示している。
【００２８】
上記実施の形態１では電動ファン１０１ａ及び１０１ｂに流れる電流Ｉａ及びＩｂそれぞれを検出する電流検出器１０２ａ及び１０２ｂが設けられていたが、図５に示したように、本実施の形態３では、電動ファン１０１ａ及び１０１ｂに流れる電流Ｉａ及びＩｂを一括して検出する１つの電流検出器１０２が設けられている。
【００２９】
また、上記実施の形態１と異なり、１つの加減算器１０４が設けられており、加減算器１０４は、電流検出器１０２が出力する電流（Ｉａ＋Ｉｂ）と、テーブル１１０が出力する推定電流Ｉｒｅｆに電流検出器１０２が検出する電動ファン１０１ａ及び１０１ｂの台数である２を掛け合わせた値との差を比較器１０３に出力する。
【００３０】
そして、比較器１０３は、予め設定された設定値と入力された加減算器１０４の出力信号とを比較し、加減算器１０４の出力信号が設定値の範囲内であれば「正常」と判断してＬｏｗレベル電圧を出力し、加減算器１０４の出力信号が設定値の範囲を越えていれば「異常」と判断してＨｉｇｈレベル電圧を出力する。
【００３１】
図６は、図５に示した電動ファン異常検出装置の回路の動作を示す図である。同図に示したように、正常な運転状態（ａ）に対して、電源１００の電圧Ｖが大きくなり、電動ファン１０１ａ及び１０１ｂともに正常な場合（ｂ）、電動ファン１０１ａ及び１０１ｂの電流Ｉａ及びＩｂは増加する。同時に、電圧検出器１０９の出力信号Ｖも増加するので、テーブル１１０の出力信号Ｉｒｅｆも増加する。従って、（Ｉａ＋Ｉｂ−２×Ｉｒｅｆ）の値は変化せず、比較器１０３の出力はＬｏｗレベル電圧のままである。
【００３２】
電動ファン１０１ｂは正常で、電動ファン１０１ａに異常が発生した場合（ｃ）、電圧検出器１０９の出力信号Ｖは変化しないので、電動ファン１０１ｂの電流Ｉｂは変化せず、テーブル１１０の出力信号Ｉｒｅｆも変化しない。一方、電動ファン１０１ａの電流Ｉａは大きくなり、従って、（Ｉａ＋Ｉｂ−２×Ｉｒｅｆ）の値は大きくなり、比較器１０３の出力信号はＨｉｇｈレベル電圧となり、電動ファン１０１ａの異常が検出される。
【００３３】
同様に、電動ファン１０１ｂに異常が発生した場合も、（Ｉａ＋Ｉｂ−２×Ｉｒｅｆ）の値は大きくなり、比較器１０３の出力信号はＨｉｇｈレベル電圧となり、電動ファン１０１ｂの異常が検出される。
【００３４】
以上のように、本実施の形態３によれば、電圧検出器１０９で検出された出力信号（電動ファンの電源電圧Ｖ）から、電動ファンの電圧−電流特性を記録したテーブル１１０に基づいて、電源電圧Ｖに対応する推定電流Ｉｒｅｆを求め、電流検出器１０２で検出された電動ファン１０１ａ及び１０１ｂの電流Ｉａ及びＩｂと推定電流Ｉｒｅｆとの差である（Ｉａ＋Ｉｂ−２×Ｉｒｅｆ）を加減算器１０４で求め、比較器１０３で予め設定された設定値と加減算器１０４の出力信号とを比較し、設定値の範囲内であるかどうかによって「正常」または「異常」の判断をしてその判断結果を出力するようにしたので、電源電圧の変動による電流Ｉａ及びＩｂの変化が相殺され、確実に電動ファンの異常が検出される。
【００３５】
また、電流検出器の数を減らすことができるので、電動ファン異常検出装置の回路を比較的簡便な回路にすることができる。
【００３６】
また、本実施の形態３において、電動ファンが２台の場合を示したが、３台以上であっても同様の回路構成を適用できることはいうまでもない。
【００３７】
実施の形態４．
図７は、この発明の実施の形態４における電動ファン異常検出装置の回路を示す回路図であり、図１と同一符号は同一部分または相当部分を示している。
【００３８】
本実施の形態は、並列に接続された電動ファン１０１ａ及び１０１ｂのグループと、並列に接続された電動ファン１０１ｃ及び１０１ｄのグループが、電源１００に並列に接続されている場合を示している。
【００３９】
本実施の形態の電動ファン異常検出装置においては、電動ファン１０１ａ及び１０１ｂの電流を一括して検出する電流検出器１０２ａと電動ファン１０１ｃ及び１０１ｄの電流を一括して検出する電流検出器１０２ｂとがあり、電流検出器１０２ａの出力及び電流検出器１０２ｂの出力は加減算器１０４に入力され、加減算器１０４は電流検出器１０２ａの出力と電流検出器１０２ｂの出力との差である（（Ｉａ＋Ｉｂ）−（Ｉｃ＋Ｉｄ））を算出して比較器１０３に入力する。比較器１０３は、加減算器１０４の出力信号が予め設定された設定値の範囲内であれば「正常」とみなしてＬｏｗレベル電圧を出力し、加減算器１０４の出力信号が設定値を越えると「異常」とみなしてＨｉｇｈレベル電圧を出力する。
【００４０】
図８は、本実施の形態４において、電源電圧の変動が起きた際の動作、および電動ファンに異常が起きた際の動作を説明するための図である。同図に示したように、正常な運転状態（ａ）に対して、電源１００の電圧Ｖが大きくなり、電動ファン１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ及び１０１ｄともに正常な場合（ｂ）、電動ファン１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ及び１０１ｄの電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ及びＩｄはともに同じように増加する。そのため、加減算器１０４の出力信号である（（Ｉａ＋Ｉｂ）−（Ｉｃ＋Ｉｄ））は変化せず、比較器１０３の出力信号はＬｏｗレベル電圧のままである。
【００４１】
電動ファン１０１ｂ、１０１ｃ及び１０１ｄは正常で、電動ファン１０１ａに異常が発生した場合（ｃ）、電動ファン１０１ｂ、１０１ｃ及び１０１ｄの電流Ｉｂ、Ｉｃ及びＩｄは変化しないが、電動ファン１０１ａの電流Ｉａは大きくなる。従って、電流（Ｉａ＋Ｉｂ）と電流（Ｉｃ＋Ｉｄ）との差が大きくなり、比較器１０３の出力信号はＨｉｇｈレベル電圧となり、電動ファン１０１ａの異常が検出される。
【００４２】
同様にして、電動ファン１０１ｂ、１０１ｃまたは１０１ｄに異常が起きた場合も、電流（Ｉａ＋Ｉｂ）と電流（Ｉｃ＋Ｉｄ）との差が大きくなり、電動ファン１０１ｂ、１０１ｃまたは１０１ｄの異常が検出される。
【００４３】
以上のように、本実施の形態４によれば、電流検出器１０２ａ及び１０２ｂで検出された電動ファン１０１ａ及び１０１ｂの電流（Ｉａ＋Ｉｂ）と電動ファン１０１ｃ及び１０１ｄの電流（Ｉｃ＋Ｉｄ）との差を加減算器１０４で求め、比較器１０３で予め設定された設定値と加減算器１０４の出力信号とを比較し、加減算器１０４の出力信号が設定値の範囲内であるかどうかによって「正常」または「異常」の判断をしてその判断結果を出力するようにしたので、電源電圧の変動による電流（Ｉａ＋Ｉｂ）及び電流（Ｉｃ＋Ｉｄ）の変化が相殺され、確実に電動ファンの異常を検出することができる。
【００４４】
また、電流検出器の数を減らすことができるので、電動ファン異常検出装置の回路を比較的簡便な回路にすることができる。
【００４５】
また、上記実施の形態３において、本実施の形態と同様に、図５における電動ファン１０１ａ及び１０１ｂを１つのグループとして、このグループを複数個設け、グループ毎の電流を一括して検出する電流検出器を設けることもできる。
【００４６】
実施の形態５．
図９は、この発明の実施の形態５における電動ファン異常検出装置の回路を示す回路図であり、図１と同一符号は同一部分または相当部分を示している。
【００４７】
本実施の形態は、並列に接続された電動ファン１０１ａ及び１０１ｂのグループと、並列に接続された電動ファン１０１ｃ、１０１ｄ及び１０１ｅのグループとが、電源１００に並列に接続されている場合を示している。
【００４８】
本実施の形態の電動ファン異常検出装置では、電動ファン１０１ａ及び１０１ｂのグループの電流Ｉａ及びＩｂが電流検出器１０２ａで一括して検出され、電動ファン１０１ｃ、１０１ｄ及び１０１ｅのグループの電流Ｉｃ、Ｉｄ及びＩｅが電流検出器１０２ｂで一括して検出される。
【００４９】
電流検出器１０２ａ及び１０２ｂの出力信号はそれぞれ、増幅器１０５ａ及び１０５ｂに入力される。増幅器１０５ａ及び１０５ｂに入力された電流検出器１０２ａ及び１０２ｂの出力信号は、切替器１０６ａ及び１０６ｂで各グループの電動ファンの台数に応じた増幅比に切り替えて増幅され、電動ファン１台分に相当する電流値が出力され、切替器１０６ａと切替器１０６ｂから出力された出力信号の差である（（Ｉａ＋Ｉｂ）／２−（Ｉｃ＋Ｉｄ＋Ｉｅ）／３）が加減算器１０４で算出される。加減算器１０４で求められ、加減算器１０４から出力される出力信号は、比較器１０３に入力される。比較器１０３は、加減算器１０４の出力信号が予め設定された設定値の範囲内であれば「正常」と判断してＬｏｗレベル電圧を出力し、加減算器１０４の出力信号が設定値の範囲を越えていれば「異常」と判断してＨｉｇｈレベル電圧を出力する。
【００５０】
図１０は、本実施の形態５において、電源電圧の変動が起きた際の動作、および電動ファンに異常が起きた際の動作を説明するための図である。同図に示したように、正常な運転状態（ａ）に対して、電源１００の電圧が大きくなり、電動ファン１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ及び１０１ｅともに正常な場合（ｂ）、電動ファン１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ及び１０１ｅの電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄ及びＩｅはともに同じように増加する。そのため、加減算器１０４の出力信号である（（Ｉａ＋Ｉｂ）／２−（Ｉｃ＋Ｉｄ＋Ｉｅ）／３）は変化せず、比較器１０３の出力信号はＬｏｗレベル電圧のままである。
【００５１】
電動ファン１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ及び１０１ｅは正常で、電動ファン１０１ａに異常が発生した場合（ｃ）、電動ファン１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ及び１０１ｅの電流Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄ及びＩｅは変化しないが、電動ファン１０１ａの電流Ｉａは大きくなる。従って、電流（Ｉａ＋Ｉｂ）／２と電流（Ｉｃ＋Ｉｄ＋Ｉｅ）／３との差が大きくなり、比較器１０３の出力信号はＨｉｇｈレベル電圧となり、電動ファン１０１ａの異常が検出される。
【００５２】
同様にして、電動ファン１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄまたは１０１ｅに異常が起きた場合も、電流（Ｉａ＋Ｉｂ）／２と電流（Ｉｃ＋Ｉｄ＋Ｉｅ）／３との差が大きくなり、電動ファン１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄまたは１０１ｅの異常が検出される。
【００５３】
以上のように、本実施の形態５によれば、電流検出器１０２ａ及び１０２ｂで検出された電動ファン１０１ａ及び１０１ｂの電流（Ｉａ＋Ｉｂ）と電動ファン１０１ｃ、１０１ｄ及び１０１ｅの電流（Ｉｃ＋Ｉｄ＋Ｉｅ）を、増幅器１０５ａ及び１０５ｂでそれぞれの電動ファン台数に応じた増幅比で増幅し、増幅器１０５ａ及び１０５ｂから出力された電流（Ｉａ＋Ｉｂ）／２と電流（Ｉｃ＋Ｉｄ＋Ｉｅ）／３との差を加減算器１０４で求めて比較器１０３に出力し、比較器１０３で予め設定された設定値と、加減算器１０４の出力信号とを比較し、設定値の範囲内であるかどうかによって「正常」または「異常」の判断をしてその判断結果を出力するようにしたので、電源電圧の変動による電流（Ｉａ＋Ｉｂ）及び電流（Ｉｃ＋Ｉｄ＋Ｉｅ）の変化が相殺され、確実に電動ファンの異常を検出することができる。
【００５４】
また、電流検出器の数を減らすことができるので、電動ファン異常検出装置の回路を比較的簡便な回路にすることができる。
【００５５】
実施の形態６．
図１１は、この発明の実施の形態６における電動ファン異常検出装置の回路を示す回路図であり、図１と同一符号は同一部分または相当部分を示している。
【００５６】
本実施の形態の電動ファン異常検出装置では、電動ファン１０１ａの電流Ｉａと、電動ファン１０１ｂの電流Ｉｂとの差が検出されるように電流検出器１０２が取り付けられている。従って、電流検出器１０２の出力信号は、電動ファン１０１ａの電流Ｉａと、電動ファン１０１ｂの電流Ｉｂとの差である（Ｉａ−Ｉｂ）で出力される。
【００５７】
電流検出器１０２の出力信号は比較器１０３に入力され、比較器１０３は、電流検出器１０２の出力信号が予め設定された設定値の範囲内であれば「正常」と判断してＬｏｗレベル電圧を出力し、電流検出器１０２の出力信号が設定値の範囲を越えていれば「異常」と判断してＨｉｇｈレベル電圧を出力する。
【００５８】
図１２は、本実施の形態６において、電源電圧の変動が起きた際の動作、および電動ファンに異常が起きた際の動作を説明するための図である。同図に示したように、正常な運転状態（ａ）に対して、電源１００の電圧が大きくなり、電動ファン１０１ａ及び１０１ｂともに正常な場合（ｂ）、電動ファン１０１ａ及び１０１ｂの電流Ｉａ及びＩｂはともに同じように増加する。そのため、電流検出器１０２の出力信号である（Ｉａ−Ｉｂ）は変化せず、比較器１０３の出力信号はＬｏｗレベル電圧のままである。
【００５９】
電動ファン電動ファン１０１ａに異常が発生した場合（ｃ）、電動ファン１０１ｂの電流Ｉｂは変化しないが、電動ファン１０１ａの電流Ｉａは大きくなる。従って、電流検出器１０２で検出される電流Ｉａと電流Ｉｂとの差（Ｉａ−Ｉｂ）が大きくなり、比較器１０３の出力信号はＨｉｇｈレベル電圧となり、電動ファン１０１ａの異常が検出される。
【００６０】
同様にして、電動ファン１０１ｂに異常が起きた場合も、電流検出器１０２で検出される電流Ｉａと電流Ｉｂとの差（Ｉａ−Ｉｂ）が大きくなり、電動ファン１０１ｂの異常が検出される。
【００６１】
以上のように、本実施の形態６によれば、電流検出器１０２で、電動ファン１０１ａの電流Ｉａと電動ファン１０１ｂの電流Ｉｂとの差（Ｉａ−Ｉｂ）を検出して出力するようにし、比較器１０３で予め設定された設定値と電流検出器１０２の出力信号とを比較し、設定値の範囲内であるかどうかによって「正常」または「異常」の判断をしてその判断結果を出力するようにしたので、電源電圧の変動による電流Ｉａ及び電流Ｉｂの変化が相殺され、確実に電動ファンの異常を検出することができる。
【００６２】
また、電流検出器の数を減らすことができるとともに、加減算器が不要になるので、電動ファン異常検出装置の回路を簡便な回路構成にすることができる。
【００６３】
また、本実施の形態６において、電動ファンが１ダイずつ合計２台の場合を示したが、図１３及び図１４に示したように、上記実施の形態４と同様に複数個の電動ファンを複数のグループに分け、グループ毎に一括した各電流の差が検出されるようにできることはいうまでもない。
【００６４】
実施の形態７．
図１５は、この発明の実施の形態７における電動ファン異常検出装置の回路を示す回路図であり、図１と同一符号は同一部分または相当部分を示す。
【００６５】
図１５に示したように、電源１００、電動ファン１０１ａ、１０１ｂ、電圧検出器１０９、電流検出器１０２ａ、１０２ｂ、テーブル１１０、加減算器１０４ａ、１０４ｂの構成は上記実施の形態１と同様である。
【００６６】
本実施の形態の電動ファン異常検出装置では、加減算器１０４ａの出力信号が入力される実効値演算器１０７ａと、加減算器１０４ｂの出力信号が入力される実効値演算器１０７ｂが設けられており、実効値演算器１０７ａは（Ｉａ−Ｉｒｅｆ）の実効値を求め、実効値演算器１０７ｂは（Ｉｂ−Ｉｒｅｆ）の実効値を求める。さらに、実効値演算器１０７ａの出力信号が入力される微分演算器１０８ａと、実効値演算器１０７ｂの出力信号が入力される微分演算器１０８ｂが設けられており、微分演算器１０８ａは、（Ｉａ−Ｉｒｅｆ）の実効値の時間変化であるｄ（（Ｉａ−Ｉｒｅｆ）の実効値）／ｄｔを求め、微分演算器１０８ｂは、（Ｉｂ−Ｉｒｅｆ）の実効値の時間変化であるｄ（（Ｉｂ−Ｉｒｅｆ）の実効値）／ｄｔを求める。
【００６７】
比較器１０３ａには微分演算器１０８ａの出力信号が入力され、比較器１０３ｂには微分演算器１０８ｂの出力信号が入力される。比較器１０３ａ及び比較器１０３ｂは、予め設定された設定値と微分演算器１０８ａ及び１０８ｂの出力信号である実効値の時間変化値とを比較し、微分演算器１０８ａ及び１０８ｂの出力信号が設定値の範囲内であれば「正常」と判断してＬｏｗレベル電圧を出力し、微分演算器１０８ａ及び１０８ｂの出力信号が設定値の範囲を越えていれば「異常」と判断してＨｉｇｈレベル電圧を出力する。
【００６８】
図１６は、図１５に示した電動ファン異常検出装置の回路の動作を示す図である。実際の電動ファンには特性のばらつきがあるため、電動ファンが正常な状態でも、実際の電動ファンの電圧−電流特性とテーブル１１０の電圧−電流特性との差が無視できないほど大きい場合がある。
【００６９】
図１６では、正常な運転状態（ａ）における電動ファン１０１ａの電流Ｉａの振幅がテーブル１１０の出力信号である推定電流Ｉｒｅｆの振幅よりも小さくなっている。このように、正常な運転状態でも電流Ｉａと推定電流Ｉｒｅｆに差があるため、Ｉａ−Ｉｒｅｆは常に振動している。
【００７０】
もし、電動ファン１０１ａに異常が発生し、電流Ｉａの振幅が増加したとしても、電流Ｉａの振幅が推定電流Ｉｒｅｆ×２よりそれほど大きくならず、（Ｉａ−Ｉｒｅｆ）の正負は反転するが（Ｉａ−Ｉｒｅｆ）の振幅としては変化が小さく、異常を検出できない場合がある。
【００７１】
ここで、（Ｉａ−Ｉｒｅｆ）の実効値とその実効値の時間変化、ｄ（（Ｉｂ−Ｉｒｅｆ）の実効値）／ｄｔに注目して動作を検討する。
【００７２】
電源１００の電圧が大きくなり、電動ファン１０１ａ、１０１ｂともに正常な場合（ｂ）、（Ｉａ−Ｉｒｅｆ）及び（Ｉｂ−Ｉｒｅｆ）の実効値及び振幅の両方ともは変化するがその変化量は小さい。従って、微分演算器１０８ａ、１０８ｂから出力されるｄ（（Ｉａ−Ｉｒｅｆ）の実効値）／ｄｔ及びｄ（（Ｉｂ−Ｉｒｅｆ）の実効値）／ｄｔの絶対値は小さいので、比較器１０３ａ、１０３ｂの出力はＬｏｗレベル電圧のままである。また、電源１００の電圧が小さくなった場合（ｃ）も同様である。
【００７３】
電動ファン１０１ａに異常が発生した場合（ｄ）、電動ファン１０１ａの電流Ｉａは増加するが、電圧検出器１０９の出力信号Ｖは変化しないので、推定電流Ｉｒｅｆは変化しない。これによって、電流Ｉａの振幅はテーブル１１０の出力信号Ｉｒｅｆの振幅よりも大きくなり、（Ｉａ−Ｉｒｅｆ）の正負は反転するが、（Ｉａ−Ｉｒｅｆ）の振幅は小さい。しかし、（Ｉａ−Ｉｒｅｆ）の実効値は正負が反転しているため、ｄ（（Ｉａ−Ｉｒｅｆ）の実効値）／ｄｔの絶対値が大きくなり、比較器１０３ａの出力はＨｉｇｈレベル電圧となり、電動ファン１０１ａの異常が検出される。
【００７４】
一方、電動ファン１０１ｂは正常であるので、電流Ｉｂは変化せず、推定電流Ｉｒｅｆも変化しないので、微分演算器１０８ｂから出力されるｄ（（Ｉｂ−Ｉｒｅｆ）の実効値）／ｄｔの絶対値は小さく、比較器１０３ｂの出力信号はＬｏｗレベル電圧のままである。
【００７５】
同様に、電動ファン１０１ｂに異常が発生した場合も、（Ｉｂ−Ｉｒｅｆ）の実効値の時間変化が大きくなるため、容易に電動ファン１０１ｂの異常を検出することができる。
【００７６】
以上のように、本実施の形態７によれば、電圧検出器１０９で検出された出力信号（電動ファンの電源電圧）から、電動ファンの電圧−電流特性を記録したテーブル１１０に基づいて、電源電圧に対応する推定電流Ｉｒｅｆを求め、電流検出器１０２ａ及び１０２ｂで検出された電動ファン１０１ａ及び１０１ｂの電流Ｉａ及びＩｂと推定電流Ｉｒｅｆとの差である（Ｉａ−Ｉｒｅｆ）及び（Ｉｂ−Ｉｒｅｆ）を加減算器１０４ａ及び加減算器１０４ｂで求め、実効値演算器１０７ａ、実効値演算器１０７ｂ、微分演算器１０８ａ及び微分演算器１０８ｂで（Ｉａ−Ｉｒｅｆ）及び（Ｉｂ−Ｉｒｅｆ）の実効値の時間変化を求めて、比較器１０３ａ及び１０３ｂで予め設定された設定値と（Ｉａ−Ｉｒｅｆ）及び（Ｉｂ−Ｉｒｅｆ）の実効値の時間変化とを比較し、設定値の範囲内であるかどうかによって「正常」または「異常」の判断をしてその判断結果を出力するようにしたので、電源電圧の変動による電流Ｉａ及び電流Ｉｂの変化が相殺され、確実に電動ファンの異常を検出することができる。
【００７７】
また、電動ファン１０１ａ及び１０１ｂの特性のばらつきに影響されることなく電動ファン１０１ａ及び１０１ｂの動作が正常か異常かを容易に判別することができる。
【００７８】
実施の形態８．
図１７は、本発明の実施の形態８における電動ファン異常検出装置の回路を示す回路図であり、図１と同一符号は同一部分または相当部分を示す。
【００７９】
図１７に示したように、電源１００、電動ファン１０１ａ、１０１ｂ、電圧検出器１０９、電動ファン１０１ａ、１０１ｂに流れる電流Ｉａ、Ｉｂを検出する電流検出器１０２ａ、１０２ｂは上記実施の形態１と同様の構成である。
【００８０】
また、上記実施の形態２と同様、電流検出器１０２ａの出力信号及び電流検出器１０２ｂの出力信号の両方が入力される加減算器１０４が設けられており、加減算器１０４は（Ｉａ−Ｉｂ）を出力する。
【００８１】
本実施の形態の電動ファン異常検出装置では、上記実施の形態７と同様、加減算器１０４の出力信号が入力される実効値演算器１０７が設けられており、実効値演算器１０７は（Ｉａ−Ｉｂ）の実効値を求める。さらに、実効値演算器１０７の出力信号が入力される微分演算器１０８が設けられており、微分演算器１０８は、（Ｉａ−Ｉｂ）の実効値の時間変化であるｄ（（Ｉａ−Ｉｂ）の実効値）／ｄｔを算出する。
【００８２】
比較器１０３に微分演算器１０８の出力信号が入力され、比較器１０３は予め設定された設定値と微分演算器１０８の出力信号とを比較し、微分演算器１０８の出力信号が設定値の範囲内であれば「正常」と判断してＬｏｗレベル電圧を出力し、微分演算器１０８の出力信号が設定値の範囲を越えていれば「異常」と判断してＨｉｇｈレベル電圧を出力する。
【００８３】
図１８は、図１７に示した電動ファン異常検出装置の回路動作を示す図である。実際の電動ファンには特性のばらつきがあるため、電動ファンが正常な状態でも、実際の電動ファンの電圧−電流特性が大きく変動する場合がある。
【００８４】
図１８では、正常な運転状態（ａ）において、電動ファン１０１ａ及び電動ファン１０１ｂの電圧−電流特性に差があるため、電流（Ｉａ−Ｉｂ）は常に振動している。
【００８５】
もし、電動ファン１０１ａに異常が発生し、電流Ｉａの振幅が増加したとしても、（Ｉａ−Ｉｂ）の正負は反転するが（Ｉａ−Ｉｂ）の振幅としては変化が小さいく、異常を検出できない場合がある。
【００８６】
ここで、（Ｉａ−Ｉｂ）の実効値とその実効値の時間変化、ｄ（（Ｉａ−Ｉｂ）の実効値）／ｄｔに注目して動作を検討する。
【００８７】
電源１００の電圧が大きくなり、電動ファン１０１ａ、１０１ｂともに正常な場合（ｂ）、（Ｉａ−Ｉｂ）の実効値及び振幅の両方とも変化するが、その変化量は小さい。従って、微分演算器１０８から出力されるｄ（（Ｉａ−Ｉｂ）の実効値）／ｄｔの絶対値が小さいので、比較器１０３の出力信号はＬｏｗレベル電圧のままである。また、電源１００の電圧が小さくなった場合（ｃ）も同様である。
【００８８】
電動ファン１０１ｂは正常で、電動ファン１０１ａに異常が発生した場合（ｄ）、電動ファン１０１ａの電流Ｉａは増加するが、電源電圧１００の出力電圧Ｖは変化しないので、電流Ｉｂは変化しない。これによって、電流Ｉａの振幅は電流Ｉｂの振幅よりも大きくなり、（Ｉａ−Ｉｂ）の正負は反転するが、（Ｉａ−Ｉｂ）の振幅は小さい。しかし、（Ｉａ−Ｉｂ）の実効値は正負が反転しているため、ｄ（（Ｉａ−Ｉｂ）の実効値）／ｄｔの絶対値が大きくなり、比較器１０３の出力信号はＨｉｇｈレベル電圧となり、電動ファン１０１ａの異常が検出される。
【００８９】
同様に、電動ファン１０１ｂに異常が発生した場合も、（Ｉａ−Ｉｂ）の実効値の時間変化が大きくなり、電動ファン１０１ｂの異常が検出される。
【００９０】
以上のように、本実施の形態８によれば、電流検出器１０２ａ及び１０２ｂで検出された電動ファン１０１ａ及び１０１ｂの電流Ｉａ及びＩｂとの差である（Ｉａ−Ｉｂ）を加減算器１０４で求め、実効値演算器１０７及び微分演算器１０８で（Ｉａ−Ｉｂ）の実効値の時間変化を求めて、比較器１０３で予め設定された設定値と求めた（Ｉａ−Ｉｂ）の実効値の時間変化とを比較し、設定値の範囲内であるかどうかによって「正常」または「異常」の判断をしてその判断結果を出力するようにしたので、電源電圧の変動による電流Ｉａ及び電流Ｉｂの変化が相殺され、確実に電動ファンの異常を検出することができる。
【００９１】
また、電動ファン１０１ａ及び１０１ｂの特性のばらつきに影響されることなく電動ファン１０１ａ及び１０１ｂの動作が正常か異常かを容易に判別することができる。
【００９２】
なお、上記実施の形態７及び８では、電動ファン１つ１つの電流を検出する電流検出器を有する場合について示したが、上記実施の形態３のように、複数の電動ファンの電流を検出する電流検出器を有する場合にも、同様に実効値演算器及び微分演算器を設けることにより、同様の効果を得ることができる。
【００９３】
また、上記実施の形態１ないし８では交流電源回路に適用した場合を示したが、直流電源回路にも適用できるものである。
【００９４】
【発明の効果】
本発明に係る電動ファン異常検出装置によれば、電動ファン用の電源に接続された電動ファンの異常を検出する電動ファン異常検出装置において、
上記電源の電圧を検出する電圧検出器、
上記電動ファンに流れる電流を検出する電流検出器、
上記電動ファンの電圧−電流特性が設定され、上記電圧検出器の出力信号に基づき上記電圧−電流特性から推定電流を求めて出力するテーブル、
上記電流検出器の出力信号と、上記テーブルから出力された推定電流との差を出力する加減算器、
上記加減算器の出力信号と、予め設定された設定値とを比較し、上記加減算器の出力信号が上記設定値以下であれば「正常」の信号を出力し、上記加減算器の出力信号が上記設定値を越えていれば「異常」の信号を出力する比較器、
を備えたものであるので、電源電圧の変動に影響されることなく電動ファンの動作が正常か異常かを容易に判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における電動ファン異常検出装置の回路を示す回路図である。
【図２】図１に示した電動ファン異常検出装置の回路動作を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態２における電動ファン異常検出装置の回路を示す回路図である。
【図４】図３に示した電動ファン異常検出装置の回路動作を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態３における電動ファン異常検出装置の回路を示す回路図である。
【図６】図５に示した電動ファン異常検出装置の回路動作を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態４における電動ファン異常検出装置の回路を示す回路図である。
【図８】図７に示した電動ファン異常検出装置の回路動作を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態５における電動ファン異常検出装置の回路を示す回路図である。
【図１０】図９に示した電動ファン異常検出装置の回路動作を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態６における電動ファン異常検出装置の回路を示す回路図である。
【図１２】図１１に示した電動ファン異常検出装置の回路動作を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態６における電動ファン異常検出装置の別回路を示す回路図である。
【図１４】図１３に示した電動ファン異常検出装置の回路動作を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態７における電動ファン異常検出装置の回路を示す回路図である。
【図１６】図１５に示した電動ファン異常検出装置の回路動作を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態８における電動ファン異常検出装置の回路を示す回路図である。
【図１８】図１７に示した電動ファン異常検出装置の回路動作を示す図である。
【符号の説明】
１００  電動ファン用電源、
１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ，１０１ｅ  電動ファン、
１０２，１０２ａ，１０２ｂ  電流検出器、
１０３，１０３ａ，１０３ｂ  比較器、
１０４，１０４ａ，１０４ｂ  加減算器、１０５ａ，１０５ｂ  増幅器、
１０６ａ，１０６ｂ  切替器、１０７，１０７ａ，１０７ｂ  実効値演算器、
１０８，１０８ａ，１０８ｂ  微分演算器、１０９  電圧検出器、
Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ，Ｉｄ，Ｉｅ  電流、１１０  テーブル、
Ｉｒｅｆ  推定電流。
【図１】
2004328828.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004328828.tif 000007
【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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