(57)【要約】【課題】  圧縮器の再起動を円滑にして圧縮器の起動信頼性を向上させる、容量可変回転圧縮器を備える空気調和機を提供する。【解決手段】  正逆回転可能な圧縮器と、前記圧縮器を正方向に回転させる圧縮器駆動部と、前記圧縮器が正方向に回転されたか否か判断する起動判断部と、前記圧縮器の起動失敗時、前記圧縮器が正方向と反対の方向に起動した後、正方向に再起動するように前記圧縮器駆動部を制御する圧縮器制御部とを含む。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正逆回転可能な圧縮器；
前記圧縮器を第１または第２方向に回転させる圧縮器駆動部；
前記圧縮器が前記第１方向に回転されたか否か判断する起動判断部；及び
前記圧縮器の起動失敗時、前記圧縮器が前記第１方向と逆方向である第２方向に起動された後、第１方向に再起動されるように前記圧縮器駆動部を制御する圧縮器制御部を含む空気調和機。
【請求項２】
前記圧縮機のモータ巻線に誘起される電流を検出し、電流値を出力する電流センサーをさらに含み、
前記起動判断部は、前記電流センサーの出力電流値に基づいて前記圧縮器が起動されたか否か判断することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記圧縮器は、内部容積が異なる第１及び第２圧縮室；
回転軸を回転させる圧縮器モータ；
前記圧縮器モータの回転軸の回転方向にしたがって偏心されたり偏心解除されながら第１及び第２圧縮室のうち一側を圧縮させると同時に、残る他側の圧縮室は圧縮解除させる第１偏心装置を含む容量可変回転圧縮器であることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項４】
正逆回転可能な圧縮器を備える空気調和機の制御方法において、
前記圧縮器を起動させて第１方向に回転させる段階；
前記圧縮器が前記第１方向に起動されたか否か判断する段階；及び
前記圧縮器が起動に失敗した時、前記圧縮器を第２方向に回転させた後、前記第１方向に再起動させる段階を含むことを特徴とする空気調和機の制御方法。
【請求項５】
前記圧縮器が前記第１方向に起動されたか否か判断する段階は、
前記圧縮器のモータ巻線に誘起される電流を検出する段階；
検出された電流値が臨界電流値より大きいと前記圧縮器の起動失敗と判断する段階；及び
前記検出された電流値が臨界電流値より小さいと前記圧縮器の起動成功と判断する段階を含むことを特徴とする請求項４に記載の空気調和機の制御方法。
【請求項６】
前記圧縮器は、内部容積が異なる第１及び第２圧縮室を含み、回転軸の回転方向によって前記第１及び第２圧縮室のうちいずれか一側では圧縮がなされると同時に、残る他の圧縮室では空回転がなされて圧縮解除される容量可変回転圧縮器であることを特徴とする請求項４に記載の空気調和機の制御方法。
【請求項７】
正逆回転可能な圧縮器；
前記圧縮器を第１または第２方向に回転させる圧縮器駆動部；
前記圧縮器が前記第１方向に回転されたか否か判断する起動判断部；及び
前記圧縮器の起動失敗時、前記圧縮器が前記第１方向と逆方向である第２方向に起動された後、第１方向に再起動されるように前記圧縮器駆動部を制御する圧縮器制御部を含む圧縮器制御装置。
【請求項８】
前記起動判断部は、前記圧縮機のモータ巻線に誘起される電流を検出する電流センサーの出力電流値に基づいて前記圧縮器が起動されたか否か判断することを特徴とする請求項７に記載の圧縮器制御装置。
【請求項９】
前記圧縮器は、内部容積が異なる第１及び第２圧縮室；
回転軸を回転させる圧縮器モータ；
前記圧縮器モータの回転軸の回転方向にしたがって偏心されたり偏心解除されながら第１及び第２圧縮室のうち一側を圧縮させると同時に、残る他側の圧縮室は圧縮解除させる偏心装置を含む容量可変回転圧縮器であることを特徴とする請求項７に記載の圧縮器制御装置。
【請求項１０】
前記圧縮器の吸入側と吐出側間に圧力差が解消されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項１１】
前記第１偏心装置と第１および第２圧縮室のうち少なくとも一つの内面間に接触抵抗が解消されることを特徴地とする請求項３に記載の空気調和機。
【請求項１２】
冷暖房切替用四方弁；凝縮器；複数の電動膨脹弁；複数の蒸発器；および冷媒管を含み、前記冷暖房切替用四方弁、凝縮器、電動膨脹弁、蒸発器は順次的に前記冷媒管を通じて連結されて閉回路を形成することを特徴とする請求項３に記載の空気調和機。
【請求項１３】
前記冷媒管は、前記圧縮器の吐出側と前記電動膨脹弁の流入側を連結し、前記圧縮器から吐出された高圧冷媒の流れを案内する高圧管を含むことを特徴とする請求項１２に記載の空気調和機。
【請求項１４】
前記冷媒管は、電動膨脹弁の流出側と圧縮器の吸入側を連結し、前記電動膨脹弁で膨脹された低圧冷媒の流れを案内する低圧管を含むことを特徴とする請求項１３に記載の空気調和機。
【請求項１５】
前記凝縮器は高圧管の中途に設けられ、前記蒸発器は低圧管の中途に設けられることを特徴とする請求項１４に記載の空気調和機。
【請求項１６】
それぞれ蒸発器を有し、並列に配置される複数の室内ユニット；及び
圧縮器、凝縮器、そして複数の電動膨脹弁を含む室外ユニットをさらに備え、前記一つの室外ユニットに前記複数台の室内ユニットが連結されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項１７】
前記複数の室内ユニットはそれぞれ、同一の容量と構成を有することを特徴とする請求項１６に記載の空気調和機。
【請求項１８】
第２偏心装置をさらに含み、前記第１及び第２偏心装置がそれぞれ、第１及び第２圧縮室内に設けられることを特徴とする請求項１２に記載の空気調和機。
【請求項１９】
前記第１及び第２偏心装置はそれぞれ、第１及び第２偏心カム、第１及び第２偏心ブッシュ、第１及び第２係合溝、及び第１及び第２ローラを含むことを特徴とする請求項１８に記載の空気調和機。
【請求項２０】
前記回転軸が回転するとき第１及び第２偏心ブッシュのうちいずれか一つが偏心される位置にかかり、残りの一つが偏心されない位置にかかる係止ピンをさらに含み、
前記第１及び第２偏心カムは、前記回転軸の外面に対向するように設けられ、第１及び第２ローラは第１及び第２偏心ブッシュの外面に回転可能に結合されることを特徴とする請求項１９に記載の空気調和機。
【請求項２１】
前記第１及び第２圧縮室内にそれぞれ設けられ、前記第１及び第２圧縮室の内部を第１及び第２吸入空間と第１及び第２吐出空間に区画するベーンをさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の空気調和機。
【請求項２２】
前記回転軸が第１方向に回転すると、前記第１圧縮室の第１偏心ブッシュの外面が前記回転軸と偏心され、前記係止ピンは第１係合溝の一端にかかり、前記第１ローラが第１圧縮室内面と接して回転しながら第１圧縮室の圧縮動作がなされることを特徴とする請求項２０に記載の空気調和機。
【請求項２３】
前記回転軸が前記第１方向と反対方向である第２方向に回転すると、前記第１圧縮室の第１偏心ブッシュの外面が回転軸と偏心解除され、前記係止ピンが第１係合溝の他端にかかり、第１ローラが第１圧縮室の内面と離隔された状態で回転しながら第１圧縮室の空回転がなされることを特徴とする請求項２１に記載の空気調和機。
【請求項２４】
前記圧縮器の流入側と吐出側間に発生する圧力差は圧縮器を再起動することによって解消されることを特徴とする請求項４に記載の空気調和機の制御方法。
【請求項２５】
圧縮器、偏心装置、圧縮器駆動部、起動判断部、及び制御部を有する空気調和機の制御方法において、
前記制御部が、前記圧縮器を起動させて第１方向に回転させる段階；
前記起動判断部が、前記圧縮器が前記第１方向に起動されたか否か判断する段階；及び
前記圧縮器が起動に失敗した時、前記圧縮器を停止させる段階を含むことを特徴とする空気調和機の制御方法。
【請求項２６】
前記圧縮器の起動失敗時、前記偏心装置を第１方向に回転させ、圧力不平衡または一時的な接触抵抗の増加などの失敗要因を解消する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２５に記載の空気調和機の制御方法。
【請求項２７】
前記第１方向に回転している前記圧縮器を停止させる段階；
前記失敗要因を解消した後、前記第１方向と反対方向である第２方向に前記圧縮器を再起動する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２６に記載の空気調和機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機に関し、特に、圧縮器の起動を円滑にする空気調和機及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、圧縮器は、吸入側に流入する低圧の冷媒を回転軸に連結された偏心装置を利用して高圧の冷媒に圧縮させて吐出側に吐出させる装置をいう。
【０００３】
ところで、様々な要因によって圧縮動作を行っていた圧縮器を一時停止させた後再起動させる必要がある場合には、圧縮器の吸入側と吐出側間の圧力差により圧縮器の再起動が円滑にできなくなる。
【０００４】
したがって、従来では、圧縮器の円滑な再起動のために室外ユニットと室内ユニットとの間に設けられた電動膨脹弁を開いて所定時間の間圧力平衡を行った後圧縮器を再起動させてきた。
【０００５】
しかし、所定の圧力平衡を行うにもかかわらず、圧縮器の吸入側と吐出側間の圧力差が一定水準解消出されない場合には圧縮器の再起動に失敗してしまう。
【０００６】
さらに、このような圧縮器の起動失敗が長時間続くと、圧縮器モータに過負荷がかかって圧縮器の破損につながる恐れがある。
【０００７】
この種の問題点は、吐出容量の可変のために圧縮器を頻繁に停止する容量可変回転圧縮器においてより深刻である。
【０００８】
ちなみに、このような容量可変回転圧縮器と関連して本出願人は、大韓民国特許出願第２００２−６１４６２号で内容積の異なる二つの圧縮室のうちいずれか一側でのみ選択的に圧縮動作が行われるようにする容量可変回転圧縮器を出願した。
【０００９】
この容量可変回転圧縮器は、偏心装置の動作により内部容積が異なる二つの圧縮室のうちいずれか一側で圧縮動作が行われる時、他の圧縮室では空回転がなされるようにすることによって回転軸の回転方向を変更することだけで容量可変運転ができるようにしたものである。
【００１０】
このような容量可変回転圧縮器を備える空気調和機では、室内機の要求容量が変化し、室内ユニット容量を増加または減少させる必要がある場合、変化された室内ユニットの容量に合わせて吐出容量を可変させるため、圧縮器モータを一時停止させた後、所定の圧力平衡時間が経過すると偏心装置が空回転する圧縮室で圧縮動作がなされるように圧縮器モータの回転方向を反対方向に転換して容量可変回転圧縮器を再起動させる。
【００１１】
しかし、従来の空気調和機では、偏心装置が空回転する圧縮室においても圧縮器モータの回転によりある程度の圧縮がなされるため、再起動のさい偏心装置が空回転する圧縮室における圧縮動作のために圧縮器モータを回転させる場合、この圧縮室内部の圧力不平衡により圧縮器モータの回転が拘束されて起動に失敗する恐れがあり、圧縮器の起動信頼性を相対的に劣らせる問題点があった。しかも、従来の空気調和機では、容積の大きい圧縮室を圧縮する場合には起動力の相対的に高い圧縮器モータの主巻線を使ってモータを駆動させ、容積の少ない圧縮室を圧縮する場合には起動力の相対的に低い圧縮器モータの補助巻線を使ってモータを駆動させているため、容積の少ない圧縮室の圧縮のために起動する場合には起動力が相対的に低下してしまい、起動に失敗する確率が一層高かった。
【００１２】
また、機械的な偏差により圧縮器内部のローラと圧縮室の内面間に一時的に接触抵抗が増加すると起動失敗につながり、圧縮器の起動信頼性が落ちる問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、圧縮器の起動を円滑にして圧縮器の起動信頼性を向上させるための空気調和機及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明に係る空気調和機は、正逆回転可能な圧縮器と、前記圧縮器を正方向または逆方向に回転させる圧縮器駆動部と、前記圧縮器が前記特定方向に回転されたか否か判断する起動判断部と、前記圧縮器の起動失敗時、前記圧縮器が特定方向と反対の方向に起動された後、特定方向に再起動されるように前記圧縮器駆動部を制御する圧縮器制御部とを含む。
【００１５】
また、本発明は、正逆回転可能な圧縮器を備える空気調和機の制御方法において、前記圧縮器を起動させて正方向に回転させる段階と、前記圧縮器が正方向に起動されたか否か判断する段階と、前記圧縮器が起動に失敗した時、前記圧縮器を逆方向に回転させた後、正方向に再起動させる段階を含む空気調和機の制御方法を提供する。
【００１６】
また、本発明は、正逆回転可能な圧縮器、前記圧縮器を正方向または逆方向に回転させる圧縮器駆動部と、前記圧縮器が前記正方向に回転されたか否か判断する起動判断部と、前記圧縮器の起動失敗時、前記圧縮器が正方向と反対の方向に起動された後、正方向に再起動されるように前記圧縮器駆動部を制御する圧縮器制御部とを含む圧縮器制御装置を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る空気調和機及びその制御方法では、圧縮器の起動を円滑にして圧縮器の起動信頼性を向上させることができる。
【００１８】
本発明に係る空気調和機及びその制御方法では、圧縮器が起動に失敗した場合にも迅速に再起動でき、再起動にかかる時間を大幅に縮められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好ましい実施例を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。図面中、同一の構成要素には可能な限り同一の参照番号または符号を共通使用し、周知技術については適宜説明を省略するものとする。
【００２０】
図１は、本発明に係る空気調和機における圧縮器の作動概念を説明するための制御ブロック図である。図１に示すように、本発明に係る空気調和機は、圧縮器制御部１０、起動判断部１１、圧縮器駆動部１２、及び電流センサー１３を含む。電流センサー１３は、圧縮器１のモータ巻線に誘起される電流を検出するセンサーである。
【００２１】
起動判断部１１は、電流センサー１３から出力される電流値に基づいて圧縮器１が起動されたか否か判断する。つまり、出力電流値があらかじめ設定された電流値より大きいと起動失敗と判断し、あらかじめ設定された電流値より小さいと起動成功と判断する。
【００２２】
圧縮器駆動部１２は、圧縮器１を正方向または逆方向に選択的に回転させる。圧縮器制御部１０は、圧縮器１が起動に失敗した時、圧縮器１の起動を円滑にするために圧縮器駆動部１２により圧縮器１を逆方向に回転させた後、再び正方向に再起動させる。これにより、圧縮器の吸入側と吐出側間の圧力差または圧縮器内の偏心装置と圧縮室の内面間の一時的な機械的接触抵抗が解消され、圧縮器の起動を円滑にしながらも、圧縮器１の再起動に要求される時間が縮められる。
【００２３】
以下、本発明に係る空気調和機及びその制御方法を詳細に説明する。図２は、本発明の一実施例による空気調和機の回路構成図である。図２に示すように、本発明の実施例による空気調和機は、閉回路を構成するように冷媒管により順次的に連結された容量可変回転圧縮器１、冷暖房切替用四方弁２、凝縮器３、電動膨脹弁４、そして蒸発器５を含む。冷媒管のうち、容量可変回転圧縮器１の吐出側と電動膨脹弁４の流入側を連結する冷媒管は、容量可変回転圧縮器２から吐出された高圧冷媒の流れを案内する高圧管６であり、電動膨脹弁４の流出側と圧縮器１の吸入側を連結する冷媒管は、電動膨脹弁４で膨脹された低圧冷媒の流れを案内する低圧管７である。凝縮器３は高圧管６の中途に設けられ、蒸発器５は低圧管７の中途に設けられる。容量可変回転圧縮器１が冷房運転すると冷媒は実線で表す矢印方向に流れ、暖房運転すると冷媒は点線で表す矢印方向に流れる。
【００２４】
また、本発明の一実施例による空気調和機は、室外ユニット８と室内ユニット９を含む。室外ユニット８は、前述した容量可変回転圧縮器１と凝縮器３、そして電動膨脹弁４を含む。室内ユニット９は、複数台が並列に配置され、各室内ユニット９は蒸発器５を含む。したがって、一つの室外ユニット８に複数台の室内ユニット９が連結された構成となる。そして、各室内ユニット９の容量と形態は同一でもよく、異なっていてもいい。
【００２５】
ここで、容量可変回転圧縮器１とそれぞれの電動膨脹弁４は全般的な制御を行う制御部と電気的に連結されており、制御部の制御信号に応じて駆動される。
【００２６】
一方、室外ユニット８の容量可変回転圧縮器１は、図３に示すように、第１及び第２圧縮室３１、３２を含む。第１及び第２圧縮室３１、３２の内部にはそれぞれ、圧縮器モータの回転軸２１の回転方向変化にしたがって第１及び第２圧縮室３１、３２のローラ３７、３８が偏心されるか偏心解除されながら圧縮及び圧縮解除動作を行えるようにする第１及び第２偏心装置４０、５０が備えられる。第１及び第２偏心装置４０、５０は、第１及び第２圧縮室３１、３２の回転軸の外面にそれぞれ設けられる第１及び第２偏心カム４１、５１、各偏心カム４１、５１の外面に回転可能に結合される第１及び第２偏心ブッシュ４２、５２、第１及び第２偏心ブッシュ４２、５２の外面に回転可能に結合される第１及び第２ローラ３７、３８、回転軸２１が回転するとき第１及び第２偏心ブッシュ４２、５２のうちいずれか一つが偏心される位置にかかり、残りの一つが偏心されない位置にかかるようにする係止ピン８１を含む。また、第１及び第２圧縮室３１、３２内には半径方向に往復動するベーン６１、６２(図３及び図４ａ，図４ｂ参照)が設けられ、圧縮室３１、３２内部を吸入空間と吐出空間とに区画している。参照符号６３は第１吸入口であり、６４は第２吸入口である。
【００２７】
このように構成される容量可変回転圧縮器１で、回転軸２１が逆方向に回転すると、図４ａに示すように、第１圧縮室３１の第１偏心ブッシュ４２の外面が回転軸２１と偏心された状態で係止ピン８１が係合溝８２の一端に結合された状態になるので、第１ローラ３７が第１圧縮室３１内面と接して回転しながら第１圧縮室３１の圧縮動作がなされる。一方、第２圧縮室３２では、図４ｂに示すように、第２偏心ブッシュ５２の外面が回転軸２１と同心をなす状態になるため、第２ローラ３８が第２圧縮室３２の内面と離隔された状態となり、第２圧縮室３２の空回転がなされる。参照符号６５は第１吐出口であり、６６は第２吐出口である。
【００２８】
また、回転軸２１が正方向に回転すると、図５ａに示すように、第１圧縮室３１の第１偏心ブッシュ４２の外面が回転軸２１と偏心解除された状態で係止ピン８１が係合溝８２の他端にかかった状態になるので、第１ローラ３７が第１圧縮室３１の内面と離隔された状態で回転し、第１圧縮室３１の空回転がなされる。この時、第２圧縮室３２では、図５ｂに示すように、第２偏心ブッシュ５２の外面が回転軸２１と偏心された状態になるので、第２ローラ３８が第２圧縮室３２の内面と接して回転する状態になり、第２圧縮室３２の圧縮動作がなされる。
【００２９】
図６は、本発明の一実施例による空気調和機の制御方法を示す制御フローチャートである。図１ないし図３及び図６を参照すれば、まず、室内ユニットの要求容量が変わったか否か判断する(段階１００)。この段階１００での判断結果、室内ユニットの要求容量が変化したら圧縮器制御部１０は逆方向に圧縮器１を回転させるに先立って圧縮器１を停止させる(段階１０１)。説明を簡単にするため、圧縮器１は、室内ユニット９の要求容量が変わる前には正方向に回転すると仮定する。
【００３０】
次いで、冷媒サイクル上の電動膨脹弁４を開いて所定時間の間冷媒サイクル上の低圧側と高圧側の圧力を平衡にする(段階１０２)。この圧力平衡は、例えば、２分間持続する。
【００３１】
段階１０２で所定時間の圧力平衡を行った後、圧縮器制御部１０は圧縮器１２を逆方向に起動させる(段階１０３)。
【００３２】
段階１０３で圧縮器１を逆方向に起動させた後、圧縮器制御部１０は、圧縮器モータの巻線に誘起される電流を検出する電流センサー１３により検出された電流値に基づいて圧縮器１の起動が成功したか否か判断する(段階１０４)。起動に成功した場合には電流値が一時的に上昇してから正常値に低くなるが、起動に失敗した場合には圧縮器モータに過負荷がかかって電流値が急激に上昇するので、圧縮器１のモータ巻線に流れる電流値があらかじめ設定された電流値に比べて大きいと圧縮器１が起動失敗したと判断し、あらかじめ設定された電流値に比べて小さいと圧縮器１が起動成功したと判断する。
【００３３】
段階１０４で起動失敗と判断される場合、圧縮室１における吸入側と吐出側間の圧力不平衡または圧縮器１内部のローラと圧縮室内面間の機械的偏差による一時的な接触抵抗の増加により起動が失敗したものと判断し、一応、圧縮器１を停止させる。
【００３４】
そして、このような起動失敗要因を解消するために、圧縮器１を正方向に起動させる(段階１０５)。その後、圧縮器制御部１０は段階１０４におけると同方法で圧縮器１の正方向への起動が成功したか否か判断する(段階１０６)。段階１０６で起動失敗と判断されたら、上述した要因とは異なる原因により起動が失敗したものであるので、段階１０１にリターンする。
【００３５】
一方、段階１０６で起動に成功すると、偏心装置４０、５０が正方向に回転し、第１または第２圧縮室３１、３２内部の圧力不平衡及び第１または第２ローラ３７、３８と第１または第２圧縮室３１、３２内面間の一時的な機械的接触抵抗などのような起動失敗要因を簡単に除去する。
【００３６】
段階１０６で起動に成功したら、正方向に回転していた圧縮器１は逆方向に再起動するために一時停止する(段階１０７)。その後、圧縮器１は逆方向に再起動する(段階１０３)。したがって、段階１０６で起動失敗要因が除去された状態で圧縮器１が再起動されるので、段階１０３で圧縮器１の再起動が円滑になる。また、圧縮器１を再起動方向と逆方向に一時作動させるので、前述した起動失敗要因が迅速に除去でき、圧縮器１を再起動させるにかかる全体時間を縮めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る空気調和機における圧縮器の作動概念を説明するための制御ブロック図である。
【図２】本発明の一実施例による空気調和機の回路構成図である。
【図３】図２の容量可変回転圧縮器を示す縦断面図である。
【図４ａ】図３の回転軸が正方向に回転する時の圧縮動作を示す図である。
【図４ｂ】図３の回転軸が正方向に回転する時の圧縮動作を示す図である。
【図５ａ】図３の回転軸が逆方向に回転する時の圧縮動作を示す図である。
【図５ｂ】図３の回転軸が逆方向に回転する時の圧縮動作を示す図である。
【図６】本発明の一実施例による空気調和機の制御方法を説明するための制御フローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
１    容量可変回転圧縮器
２    四方弁
３    凝縮器
４    電動膨脹弁
５    蒸発器
６    高圧管
７    低圧管
８    室外ユニット
９    室内ユニット
１０  圧縮器制御部
１１  起動判断部
１２  圧縮器駆動部
１３  電流センサー
【図１】
2005083738.tif 000003
【図２】
2005083738.tif 000004
【図３】
2005083738.tif 000005
【図４ａ】
2005083738.tif 000006
【図４ｂ】
2005083738.tif 000007
【図５ａ】
2005083738.tif 000008
【図５ｂ】
2005083738.tif 000009
【図６】
2005083738.tif 000010