(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主幹制御装置と、該主幹制御装置により制御され、複数の電動機を駆動制御する電動機駆動制御装置と、該複数の電動機により駆動され、回転軸が機械的に連結された複数の印刷機および折機および複数の駆動ロールからなるラインシャフト式印刷機の駆動制御装置であって、
上記主幹制御装置は、増速、減速指令を含む速度指令信号を出力する速度指令設定部と、該速度指令設定部からの速度指令信号と上記印刷機、折機あるいは駆動ロールの回転速度を検出する速度検出器からの速度検出信号とを比較し、速度指令信号に速度検出信号が追従するように制御する速度制御部とを備え、
上記主幹制御装置は、印刷機の印刷運転を停止する際、上記速度指令信号を、フリーラン停止させるより速い所定の減速レートで低下させ、上記電動機を該減速レートで減速停止させるように構成され、
上記速度制御部には、上記電動機を減速停止させる際に動作し、上記電動機へ力行側の駆動信号が出力されないように制限する制限回路が設けられ、
上記電動機を減速停止させる際、上記電動機の回転が機械的に制限されて上記減速レートより速い減速レートで減速する状態が発生した際、上記制限回路により、上記電動機の回転数を増速させる側の駆動信号が出力されないように制限する
ことを特徴とする印刷機の駆動制御装置。
【請求項２】
主幹制御装置と、該主幹制御装置により制御される複数の同期位置制御装置と、該同期位置制御装置により制御され、複数の電動機を駆動制御する電動機駆動制御装置と、該複数の電動機により駆動され、回転軸が機械的に連結されていない複数の印刷機および折機および複数の駆動ロールからなるシャフトレス式印刷機の駆動制御装置であって、
上記主幹制御装置は、増速、減速指令を含む速度位置指令信号を出力する速度位置指令設定部を備え、
上記同期位置制御装置は、該速度位置指令設定部からの速度位置指令信号と上記印刷機、折機あるいは駆動ロールの回転速度を検出する速度位置検出器からの速度位置検出信号とを比較し、速度位置指令信号に速度位置検出信号が追従するように制御する速度位置制御部とを備え、
上記主幹制御装置は、印刷機の印刷運転を停止する際、上記速度位置指令信号を、フリーラン停止させるより速い所定の減速レートで低下させ、上記電動機を該減速レートで減速停止させるように構成され、
上記速度位置制御部には、上記電動機を減速停止させる際に動作し、上記電動機へ力行側の駆動信号が出力されないように制限する制限回路が設けられ、
上記電動機を減速停止させる際、上記電動機の回転が機械的に制限されて上記減速レートより速い減速レートで減速する状態が発生した際、上記制限回路により、上記電動機の回転数を増速させる側の駆動信号が出力されないように制限する
ことを特徴とする印刷機の駆動制御装置。
【請求項３】
無停電電源装置と停電検出器と回生コンバータと過電圧防止用ダイナミックブレーキユニットと電力抵抗器が設けられ、回生コンバータが出力する直流主回路電源が各電動機駆動制御装置へ給電される場合において、
上記電動機への給電が停止する停電時、上記主幹制御装置は上記無停電電源装置から給電され、
上記主幹制御装置は、上記停電検出器により停電が検出されたとき、上記速度位置指令信号を、停電対策用減速レートで低下させ、
上記速度位置制御部は、上記制限回路により、上記電動機の回転数を増速させる側の駆動信号が出力されないように制限する
ことを特徴とする請求項２に記載の印刷機の駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の印刷機および折機および複数の駆動ロールにより構成される新聞輪転機および商業用オフセット輪転機および枚用印刷機などの印刷機の駆動制御装置に関し、特に、複数の印刷機と折機と複数の駆動ロール同士を機械的に接続したラインシャフト式印刷機、複数の印刷機と折機と複数の駆動ロール同士が機械的に接続されていないシャフトレス式印刷機において、機械的障害の発生等により印刷機を印刷運転より減速停止または急減速させる際、機械の破損等を防ぐことができる印刷機の駆動制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
新聞輪転機および商業用オフセット輪転機および枚用印刷機などの印刷機としては、複数の印刷機と折機と複数の駆動ロール同士を機械的に接続したラインシャフト式印刷機が用いられてきたが、近年では複数の印刷機と折機と複数の駆動ロール同士が機械的に接続されていないシャフトレス式印刷機が使用されるようになってきている（シャフトレス式印刷機については例えば特許文献１，２等参照）。
上記印刷機において、ラインシャフト式印刷機は、印刷機と折機と複数の駆動ロールの軸が機械的に接続されており、定常印刷運転から減速停止させる際に、通常、印刷機と折機と複数の駆動ロール等は同期して減速する。
一方、印刷機と折機と複数の駆動ロール同士が機械的に接続されていないシャフトレス式印刷機においては、定常印刷運転から減速停止させる際、印刷機、折機、駆動ロールなどを同じ速度変化率で同時に減速させ、定常運転時の位相関係をそのまま維持するようにしている（印刷機を減速停止させる技術については、例えば特許文献３、特許文献４等参照）。
【０００３】
ここで、印刷機および折機および駆動ロールを停止させる手段には、駆動電動機に供給する電力を遮断し機械的損失のみで停止させるフリーラン停止、フリーラン停止＋機械式ブレーキでフリーラン停止よりも速く停止させる方法、直流機におけるフリーラン停止＋電力抵抗器に機械の減速エネルギーを消費させるダイナミックブレーキ方式、インバータ制御におけるダイナミックブレーキ＋駆動電動機を速度制御（回生運転）で停止させる方法、電源側に機械の減速エネルギー（電力）を回生させることが可能な電力回生装置を使用し、駆動電動機を速度制御（回生運転）で停止させる方法などがある。
この中で印刷機と折機と駆動ロールを減速停止させる方法として、決められた一定の減速レートで速度指令信号を漸減し、印刷機および折機および駆動ロールの駆動電動機を速度制御（回生運転）することにより機械を停止させる方法が主流となっている。
この方法は特に複数の印刷機および折機および複数の駆動ロールを機械的な結合なしに個別駆動するシャフトレス式印刷機において、駆動電動機を速度制御または同期位置制御で停止させることは、複数の印刷機および折機および複数の駆動ロールを同じ速度変化率で同時に減速停止させることができる有効な手段であるが、ラインシャフト式印刷機においても、多くの場合、この方法が採用される。
【０００４】
【特許文献１】特許第３０７３７２７号公報
【特許文献２】特許第３３８３２６４号公報
【特許文献３】特開２００３−２０５５９８号公報
【特許文献４】特開２００５−２５４８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ラインシャフト式印刷機、シャフトレス式印刷機において、印刷機および折機および駆動ロールを速度制御により減速停止または急減速させているとき、印刷機自身または折機自身または駆動ロール自身の不具合、または外部要因によるトラブル、例えば印刷用紙の巻き付き、印刷用紙の紙詰まり、ボールベアリングの焼付き・破損、工具などの巻き込み、人体の巻き込みなどが発生した場合、機械的にはこれらの障害により、あらかじめ設定された減速停止レートまたは急減速レートよりも速い減速レートで停止しようとする。
この場合、従来は速度制御により減速運転しているため、印刷機または折機または駆動ロールに上記障害が発生して速度が急速に低下しようとすると、速度制御装置は電動機回転速度が速度指令に一致させるよう動作し、電動機駆動制御回路に対するトルク指令または電流指令を増加させて速度が低下しないように働く。
その結果、印刷機または折機または駆動ロールに上記障害が発生して機械的には速く停止しようとしていても、制御装置はあらかじめ設定された減速レートで無理に電動機を回してしまい、結果的に機械の破損・ダメージの拡大あるいは人的災害を拡大してしまっていた。
【０００６】
図１１（ａ）は、従来の減速停止時の電動機回転速度の変化を示したものである。
印刷運転中に減速停止指令が与えられると、フリーラン停止時の減速レートよりも速い減速レートで速度指令が漸減し、速度制御装置は回生トルク指令または回生電流指令を出力し、電動機駆動制御装置および電動機は、これに従い回生運転（ブレーキ側運転）で減速する。
しかし、減速途中で機械自身の不具合や外部要因によるトラブル、例えば印刷用紙の巻き付き・印刷用紙の紙詰まり・ボールベアリング焼付き・破損、工具類巻込み・人体巻き込みなど機械的障害が発生すると印刷機は減速速度指令よりも速い減速レートで減速しようとする。
ところが、速度制御装置が動作中の場合、速度制御装置は速度指令に応じた減速レートで減速させるよう動作するため、力行制御すなわち電動機を駆動側で無理して回そうとする。そのため印刷機自身または折機自身または駆動ロール自身の破損・ダメージの拡大および人的災害の拡大を招いていた。
【０００７】
図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の速度制御状態を速度制御装置のトルク指令または電流指令の動作で表したものである。
縦軸上側が力行側トルク指令（＋）または力行側電流指令（＋）、縦軸下側は回生側トルク指令（−）または回生側電流指令（−）である。横軸は時間軸を示す。
一定速度で印刷運転中は力行側トルク指令（＋）または力行側電流指令（＋）を示すが、減速停止指令が与えられると回生側トルク指令（−）または回生側電流指令（−）となる。減速途中で機械自身の不具合や外部要因によるトラブル、例えば印刷用紙の巻き付き・印刷用紙の紙詰まり・ボールベアリングの焼付き・破損、工具類の巻き込み・人体の巻き込みなど機械的障害が発生すると印刷機は減速速度指令よりも速い減速レートで停止しようとする。
ところが、速度制御装置は速度指令に応じた減速レートで減速するよう動作するため、力行制御すなわち電動機を駆動側で無理して回そうとする。そのため印刷機自身または折機自身または駆動ロール自身の破損・ダメージの拡大および人的災害の拡大を招くことになる。
なお、非常停止操作などにより、印刷機および折機および駆動ロールを駆動する電動機への電力供給を遮断し、印刷機および折機および駆動ロールをフリーラン停止（機械的損失のみで機械を自由停止させる）場合は、上記問題は生じないが、ここではこのような操作は考えないこととする。
【０００８】
なお、制御装置等が無停電電源装置から給電され、停電が発生したとき、フリーラン停止をさせるのではなく、停電対策用減速レートで速度を減少させ、短時間で印刷機の動作を停止させるように構成されている場合、減速停止中に電力回生モード（発電モード）に移行し、停電時でも主回路の電圧が回復する。
このような場合にも、停電対策用減速レートで速度を減少させているときに機械的障害等が発生すると、上記と同様に、印刷機自身または折機自身または駆動ロール自身の破損・ダメージを与える可能性がある。
【０００９】
以上のように、従来の印刷機の駆動制御装置においては、減速途中で機械的障害等が発生すると電動機を駆動側で無理して回そうとするため、印刷機自身または折機自身または駆動ロール自身の破損・ダメージの拡大および人的災害の拡大を招くといった問題が生じていた。
本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、停止中における力行側の駆動指令を制限することにより、減速停止中に機械的障害などが発生しても、印刷機自身または折機自身または駆動ロール自身の破損・ダメージの拡大および人的災害の拡大を招くことがない印刷機の駆動制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明においては、上記課題を次のように解決する。
（１）複数の電動機を駆動制御する電動機駆動制御装置と、該複数の電動機により駆動され、回転軸が機械的に連結された複数の印刷機および折機および複数の駆動ロールからなるラインシャフト式印刷機の駆動制御装置において、ラインシャフト式印刷機を制御する主幹制御装置は、印刷機の印刷運転を停止する際、上記速度指令信号を、フリーラン停止させるより速い所定の減速レートで低下させ、上記電動機を該減速レートで減速停止させるように構成され、主幹制御装置に設けられた速度制御部には、上記電動機を減速停止させる際に動作し、上記電動機へ力行側の駆動信号が出力されないように制限する制限回路が設けられる。
そして、上記電動機を減速停止させる際、上記電動機の回転が機械的に制限されて上記減速レートより速い減速レートで減速する状態が発生した際、上記制限回路により、上記電動機の回転数を増速させる側の駆動信号が出力されないように制限する。
上記構成とすることにより、ラインシャフト式印刷機を印刷運転中に減速停止または急減速させる場合において、印刷機自身または折機自身または駆動ロール自身の不具合および外部要因のトラブル、例えば印刷用紙の巻き付き、印刷用紙の紙詰まり、ボールベアリングの焼付き・破損、工具などの巻込み、人体の巻き込みなどが発生し、機械的にはこれらの機械的障害により、上記減速レートよりも速い減速レートで停止しようとする場合に、この速い減速レートを優先させることができる。
すなわち、制限回路により、電動機の回転数を増速させる側の駆動信号が出力されないように制限しているので、複数の印刷機および折機および複数の駆動ロールを速度制御により本来の減速レートまたは急減速レートで無理に駆動（力行運転）させることなく、障害の発生した印刷機または折機または駆動ロールのより速く停止しようとする減速レートを優先させることができる。
このため、印刷機自身または折機自身または駆動ロール自身の破損・ダメージの拡大および人的災害を最小限に抑えることが可能となる。
【００１１】
（２）同期位置制御装置により制御され、複数の電動機を駆動制御する電動機駆動制御装置と、該複数の電動機により駆動され、回転軸が機械的に連結されていない複数の印刷機および折機および複数の駆動ロールからなるシャフトレス式印刷機の駆動制御装置において、シャフトレス式印刷機を制御する主幹制御装置は、印刷機の印刷運転を停止する際、上記速度位置指令信号を、フリーラン停止させるより速い所定の減速レートで低下させ、上記電動機を該減速レートで減速停止させるように構成され、同期位置制御装置に設けられた速度位置制御部には、上記電動機を減速停止させる際に動作し、上記電動機へ力行側の駆動信号が出力されないように制限する制限回路が設けられる。
そして、上記電動機を減速停止させる際、上記電動機の回転が機械的に制限されて上記減速レートより速い減速レートで減速する状態が発生した際、上記制限回路により、上記電動機の回転数を増速させる側の駆動信号が出力されないように制限する。
上記構成とすることにより、印刷機自身または折機自身または駆動ロール自身の不具合および外部要因のトラブル、例えば印刷用紙の巻き付き、印刷用紙の紙詰まり、ボールベアリングの焼付き・破損、工具などの巻込み、人体の巻き込みなどが発生し、機械的にはこれらの機械的障害により、上記減速レートよりも速い減速レートで停止しようとする場合に、この速い減速レートを優先させることができる。
すなわち、制限回路により、電動機の回転数を増速させる側の駆動信号が出力されないように制限しているので、複数の印刷機および折機および複数の駆動ロールを速度制御により本来の減速レートまたは急減速レートで無理に駆動（力行運転）させることなく、障害の発生した印刷機または折機または駆動ロールのより速く停止しようとする減速レートを優先させることができる。
このため、印刷機自身または折機自身または駆動ロール自身の破損・ダメージの拡大および人的災害を最小限に抑えることが可能となる。
【００１２】
（３）上記（２）において、無停電電源装置と停電検出器と回生コンバータと過電圧防止用ダイナミックブレーキユニットと電力抵抗器を設け、回生コンバータが出力する直流主回路電源が各電動機駆動制御装置へ給電される場合において、電動機への給電が停止する停電時、主幹制御装置は上記無停電電源装置から給電され、主幹制御装置は、上記停電検出器により停電が検出されたとき、上記速度位置指令信号を、停電対策用減速レートで低下させる。そして、上記速度位置制御部は、上記制限回路により、上記電動機の回転数を増速させる側の駆動信号が出力されないように制限する。
上記構成とすることにより、シャフトレス式印刷機を印刷運転中に、停電検出または瞬時停電検出により停電対策用減速レートで減速停止または急減速させる場合において、印刷機自身または折機自身または駆動ロール自身の不具合および外的要因のトラブル、例えば印刷用紙の巻き付き、印刷用紙の紙詰まり、ボールベアリングの焼付き・破損、工具などの巻込み、人体の巻き込みなどが発生し、機械的にはこれらの機械的障害により減速停止レートまたは急減速レートよりも速い減速レートで停止しようとする場合に、この速い減速レートを優先させることができる。
すなわち、制限回路により、電動機の回転数を増速させる側の駆動信号が出力されないように制限しているので、複数の印刷機および折機および複数の駆動ロールを速度制御により本来の減速レートまたは急減速レートで無理に駆動（力行運転）させることなく、障害の発生した印刷機または折機または駆動ロールのより速く停止しようとする減速レートを優先させることができる。
このため、印刷機自身または折機自身または駆動ロール自身の破損・ダメージの拡大および人的災害を最小限に抑えることが可能となる。
【００１３】
上記制限回路は、障害の発生した印刷機または折機または駆動ロールのより速く停止しようとする減速レートを優先するマイナストルク指令またはマイナス電流指令の優先回路と優先回路を有効にする切り換え回路から構成される。
具体的には、印刷運転中に停止信号または急減速信号が速度制御部（速度位置制御部）に与えられた場合、マイナストルク指令またはマイナス電流指令の優先回路（力行制限回路）によりトルク指令または電流指令の力行側信号（プラス信号）をゼロにリミットし、回生信号（マイナス信号）のみ出力できるようにする。もし力行信号（プラス信号）が比例積分回路より出力された場合には、ゼロ信号とのマイナス優先回路によりゼロ信号（トルク指令または電流指令がゼロ）が出力される。これにより機械が障害により速度指令よりも速く停止しようとした場合、制御装置はこれを妨げないように働き、機械的損失のみで停止させることができる。
この制御は、ラインシャフト式印刷機の場合は、主幹盤内速度制御装置で行われ、シャフトレス式印刷機の場合は、各同期位置制御装置および各電動機駆動制御装置において行われる。
なお、駆動電動機および電動機駆動制御装置の種類により、速度制御装置より電動機駆動制御装置へ出力される信号をトルク指令または電流指令として説明する。本明細書では、インバータ制御装置と三相誘導電動機の組み合わせの場合をトルク指令、サイリスタレオナード制御装置と直流電動機の組み合わせの場合を電流指令として記述する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）ラインシャフト式印刷機あるいはシャフトレス式印刷機の駆動制御装置において、主幹制御装置に設けられた速度制御部に、電動機を減速停止させる際に動作し、上記電動機へ力行側の駆動信号が出力されないように制限する制限回路を設けているので、印刷運転中に減速停止または急減速させる際、例えば印刷用紙の巻き付き、印刷用紙の紙詰まり、ボールベアリングの焼付き・破損、工具などの巻込み、人体の巻き込みなどの機械的障害が発生し、上記減速停止レートよりも速い減速レートで停止しようとする場合において、障害の発生した印刷機または折機または駆動ロールの速く停止しようとする減速レートを優先させることができ、本来の減速レートまたは急減速レートで無理に駆動（力行運転）させることがない。
このため、印刷機自身または折機自身または駆動ロール自身の破損・ダメージの拡大および人的災害を最小限に抑えることができる。
（２）制御装置等が無停電電源装置から給電され、停電が発生したとき、停電対策用減速レートで速度を減少させ印刷機の動作を停止させるように構成されている場合、減速停止中に電力回生モード（発電モード）に移行し、停電時でも主回路の電圧が回復する。
このように停電対策用減速レートで速度を減少させている際、前記と同様に機械的障害等が発生すると、印刷機自身または折機自身または駆動ロール自身の破損・ダメージを与える可能性があるが、本発明では、電動機を減速停止させる際に動作し、上記電動機へ力行側の駆動信号が出力されないように制限する制限回路を設けているので、障害の発生した印刷機または折機または駆動ロールの速く停止しようとする減速レートを優先し印刷機自身または折機自身または駆動ロール自身の破損・ダメージの拡大および人的災害を最小限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明の第１の実施例である折機および各印刷機が機械的に接続されたラインシャフト式印刷機の構成例を示す図、図２は本発明の第１の実施例であるラインシャフト式印刷機の速度制御装置を示す図である。
図１において、１は折機、２は印刷機、３は折機の折胴、４は印刷機の版胴、５は縦軸、６は主軸、７はクラッチ、８は主電動機であり、主電動機８により駆動される主軸６はクラッチ７を介して互いに連結され、折機の折胴３、印刷機の版胴４は、縦軸５を介して主軸６に連結されている。このため、クラッチ７が接続されているとき、折機１、印刷機２は同期運転される。
１６は速度設定信号を出力する速度設定器、９は主軸６の回転速度を検出する速度検出用パルスジェネレータ（または速度発電機）、１４は速度制御装置、１０は主電動機８を駆動制御する電動機駆動制御装置、１３はクラッチ７と連動するリレー接点である。
【００１６】
速度設定器１６には、起動、停止、増速、減速などの外部信号１７が与えられ、速度設定器１６は、上記外部指令に応じた速度指令信号１５を速度制御装置１４に出力する。
速度制御装置１４には、上記速度設定器１６よりの速度指令信号１５と速度検出用パルスジェネレータまたは速度発電機９からの速度フィードバック信号１２が入力され、速度制御装置１４は、速度指令信号１５と速度フィードバック信号１２との速度偏差に応じて、トルク指令または電流指令を出力する。トルク指令または電流指令は、電動機駆動制御装置１０に与えられ、電動機駆動制御装置１０はトルク指令または電流指令に基づき各主電動機８を駆動する。
【００１７】
図２は、本発明の第１の実施例である図１に示したラインシャフト式印刷機における速度制御系の構成例を示す図である。同図は、図１に示した速度設定器１６、速度制御装置１４、電動機駆動制御装置１０、主電動機８等から構成される部分を示したものであり、本実施例の速度制御装置１４は、比例積分制御回路と、本発明に係る力行制限回路（マイナストルク指令優先回路またはマイナス電流指令優先回路、以下、マイナス指令優先回路ともいう）を有効にする切り換え回路を有する。なお、力行制限回路と切り換え回路は、理解しやすいように簡略化して表現したものである。
同図において、４１は起動・停止・増速・減速などの外部接点信号、４２は外部接点信号４１の動作状態に応じた速度指令を生成する速度指令装置（図１の速度設定器１６に相当）、４３は速度指令装置より出力される速度指令信号である。
４４は速度検出用パルスジェネレータまたは速度発電機６７（図１の速度検出用パルスジェネレータ（または速度発電機）９に相当）などにより検出される速度フィードバック信号であり、速度指令信号４３及び速度フィードバック信号４４は加減算回路４５でその偏差が求められ、比例積分制御回路４６に与えられ該偏差に対して比例積分演算が施される。
【００１８】
比例積分制御回路４６において、４７は速度指令信号と速度フィードバック信号の偏差信号、４８は比例演算回路であり、比例演算回路４８は上記偏差信号４７に比例演算を施し、速度偏差比例出力信号４９を出力する。この信号４９は、速度偏差比例出力信号に上限・下限を設けるリミッター回路５０を介して、比例出力信号５１として加減算回路５６に入力される。
また、５２は速度偏差信号に対して積分演算を施す積分演算回路であり、積分演算回路５２から出力される速度偏差積分信号５３は速度偏差積分信号に上限・下限を設けるリミッター回路５４を介して、積分出力信号５５として加減算回路５６に出力される。加減算回路５６は、比例出力信号５１と上記積分出力信号５５を加算し、トルク指令または電流指令信号５７を出力する。
【００１９】
５８は、例えばダイオード等から構成される力行制限回路であり、力行側トルク指令または力行側電流指令をトルク指令ゼロ［％］または電流指令ゼロ［Ａ］に制限するマイナス優先回路として機能する。なお、５９はトルク指令ゼロ［％］または電流指令ゼロ［Ａ］、６０は力行制限回路５８より出力されるトルク指令または電流指令である。
図３は、上記力行制限回路５８の特性図である。
同図の縦軸は比例積分制御回路４６よりのトルク指令、横軸は前記リミッタ回路よりのトルク指令出力である。マイナストルク指令（回生側）は制限されず、プラストルク指令（力行側）のみゼロトルクに制限されることを示しており、印刷機が減速停止する時、速度制御装置が力行状態に移行するのを制限する。
また、６１は力行制限回路５８の有効／無効を選択する切り換え回路であり、６２は力行制限回路５８の有効／無効を選択する切り換えリレー、６３は切り換えリレーの接点、６４は切り換え回路６０より出力される最終トルク指令または電流指令である。
６５は電動機駆動制御装置（図１の電動機駆動制御装置１０に相当）、６６は主電動機（図１の主電動機８に相当）であり、電動機駆動制御装置は、前述したように例えばインバータ制御装置と三相誘導電動機の組み合わせ、あるいはサイリスタレオナード制御装置と直流電動機の組み合わせから構成される。
【００２０】
次に図２により本発明の第１の実施例を説明する。
図２において、外部接点信号４１の入力信号に応じて速度指令装置４２より速度指令信号４３が出力される。
電動機６５または機械軸に取り付けられた速度検出用ロータリーエンコーダまたはパルスジェネレータまたは速度発電機６６により検出される速度フィードバック信号４４と速度指令信号４３を加減算回路４５において演算し、速度偏差信号４７を得る。
次に比例積分制御回路４６において速度偏差信号４７に対する比例信号５１と積分信号５５を得て、加減算回路５６で合成する。
比例積分制御回路４６より出力されるトルク指令信号または電流指令信号５６は、信号切り換え回路６１の切り換えリレー６２が切替わっていない場合（接点６３が比例積分制御回路４６側に接続されている場合）には、そのまま電動機駆動制御装置６５に出力され、主電動機６６は上記トルク指令信号または電流指令信号に基づき制御される。
【００２１】
また、信号切り換え回路６１の切り換えリレー６２が切替わっている場合（接点６３が力行制限回路５８側に接続されている場合）には、比例積分制御回路４６より出力されるトルク指令信号または電流指令信号５６とトルク指令ゼロまたは電流指令ゼロ５９とを力行制限回路（マイナス指令優先回路）５８で比較し、ゼロ以下となる信号６０を優先出力する。
すなわち、信号切り換え回路６０の切り換えリレー６２およびその接点６３の動作に応じ、比例積分制御回路４６より出力されるトルク指令信号または電流指令信号５６を選択するか、力行制限回路（マイナス指令優先回路）５８より出力されるトルク指令信号または電流指令信号５９を選択する。信号切り換え回路６１の動作は、いつ力行制限回路（マイナス指令優先回）５８を有効にしたいかで決定される。
【００２２】
具体的には、本発明においては、印刷運転中の印刷機において減速停止信号（または急減速信号）が与えられた時、速度制御装置１４において力行制限回路（マイナス指令優先回路）５８を有効にして、トルク指令または電流指令を回生側指令のみ有効になるように力行側指令をリミットする。これにより、減速停止信号による減速中に機械的な障害などが発生した場合に、印刷機が力行側（駆動側）で減速することによる機械的・人的被害の拡大を防止する。
すなわち、信号切り換え回路６１は減速停止信号（または急減速信号) が与えられた時に動作させる。信号切り換え回路６１より出力された最終トルク指令または最終電流指令６４は電動機駆動制御装置６５与えられ、このトルク指令または電流指令により電動機６６を駆動する。
なお、電動機６６の駆動軸が回ることにより、速度検出用ロータリーエンコーダまたはパルスジェネレータまたは速度発電機６７が回転し、電動機回転速度に応じた速度フィードバック信号４４が得られる。
【００２３】
図４（ａ）は、本実施例における減速停止時の電動機回転速度の変化を示したものである。
高速印刷運転中に減速停止指令が与えられると、フリーラン停止時の減速レートよりも速い減速レートで速度指令が漸減する（同図Ａの点線）。これに応じ、速度制御装置１４は回生トルク指令または回生電流指令を出力し、電動機駆動制御装置６５および電動機６６は、これに従い回生運転（電気ブレーキ）で急減速する。
しかし、減速途中で機械自身の不具合や外部要因によるトラブル、例えば印刷用紙の巻き付き・印刷用紙の紙詰まり・ボールベアリングの焼付き・破損、工具類の巻込み・人体の巻き込みなど機械的障害が発生すると印刷機は減速速度指令よりもさらに速い減速レート（同図Ｂの実線）で停止しようとする。
【００２４】
本発明の力行制限回路５８が設けられていない場合には、速度制御装置１４は速度指令に応じた減速レート（同図Ａ）で減速するよう動作するため、力行制御すなわち電動機を駆動側で無理して回そうとする。しかし、本発明においては、力行制限回路５８が設けられており、減速停止指令が与えられると同時に、切り換え回路６１が動作し、力行制限回路５８（マイナス指令優先回路）が有効になる。
このため、速度制御装置１４からの力行信号（＋）は出力されず、力行制限回路５８により制限されたトルクゼロ［％］または電流ゼロ［Ａ］信号が電動機駆動制御装置６５に出力される。
これにより機械的障害で機械が自然に停止する減速レートが優先される。切り換え回路６１の動作状態は、印刷機または折機または駆動ロールが停止するまで保持されるので、印刷機自身または折機自身または駆動ロール自身の破損・ダメージの拡大および人的災害の拡大を最小限に抑えることができる。
【００２５】
図４（ｂ）は、図３（ａ）の速度制御状態を速度制御装置のトルク指令または電流指令の動作で表したものである。縦軸上側が力行側トルク指令（＋）または力行側電流指令（＋）、縦軸下側は回生側トルク指令（−）または回生側電流指令（−）である。
横軸は時間軸を示す。一定速度で印刷運転中は力行側トルク指令（＋）または力行側電流指令（＋）を示すが、減速停止指令が与えられると機械の運動エネルギーを吸収するため回生側トルク指令（−）または回生側電流指令（−）となる。
減速途中で機械自身の不具合や外部要因によるトラブル、例えば印刷用紙の巻き付き・印刷用紙の紙詰まり・ボールベアリングの焼付き・破損、工具類の巻き込み・人体の巻き込みなど機械的障害が発生すると印刷機・折機・駆動ロールは減速速度指令よりもさらに速い減速レートで停止しようとする。ところが、速度制御装置は速度指令に応じた減速レートで減速するよう動作するため、力行側トルク指令（＋）または力行側電流指令（＋）すなわち電動機を駆動側で無理して回そうとする。
しかし、本発明においては、減速停止指令が与えられると同時に信号切り換え回路が動作し、力行制限回路５８（マイナス指令優先回路）が有効になるので速度制御回路からの力行側トルク指令信号（プラストルク指令）または力行側電流指令信号（プラス電流指令）は優先選択されず、トルク指令ゼロ［％］信号または電流指令ゼロ［Ａ］信号が電動機駆動制御装置に出力される。
力行制限は印刷機または折機または駆動ロールが停止するまで保持されるので、印刷機自身または折機自身または駆動ロール自身の破損・ダメージの拡大および人的災害の拡大を最小限に抑えることができる。
【００２６】
図４（ａ）、図４（ｂ）と先に示した図１１（ａ）（ｂ）を対比すると明らかなように、図１１に示す従来例においては、減速途中で機械的障害が発生すると印刷機は減速速度指令よりも速い減速レートで減速しようとするため、力行側トルク指令（＋）または力行側電流指令（＋）が出力され、電動機を駆動側で無理して回そうとする。そのため印刷機自身または折機自身または駆動ロール自身の破損・ダメージの拡大および人的災害の拡大を招いていた。
これに対し、本発明では、図４（ａ）（ｂ）に示すように、減速停止指令が与えられると力行制限回路５８（マイナス指令優先回路）が有効になるので、減速途中で機械的障害が発生しても、力行側トルク指令（＋）または力行側電流指令（＋）が出力されることはなく、印刷機自身または折機自身または駆動ロール自身の破損・ダメージの拡大および人的災害の拡大を招くことはない。
【００２７】
図５は本発明の第２の実施例である折機および各印刷機が機械的に接続されていないシャフトレス式印刷機の構成例を示す図、図６は本発明の第２の実施例であるシャフトレス式印刷機の速度指令設定部および同期位置制御装置および力行制限回路の構成例を示す図である。
図５において、２１は折機、２２は印刷機、２３は折機の折胴、２４は印刷機の版胴、２７は減速機、２８は主電動機であり、主電動機２８の回転軸はラインシャフト式印刷機のように機械的に連結されておらず、折機の折胴３、印刷機の版胴４等は、各主電動機２８によりそれぞれ駆動されるが、同期位置制御装置により各軸は同期制御される。
２９は主電動機２８の回転を検出するロータリーエンコーダ、２５は回転軸の原点位置に取り付けられた鉄片、２６は近接スイッチであり、近接スイッチ２６により鉄片２５を検知することにより、機械軸原点位置を検出する。
３８は速度指令信号を出力する速度指令装置、３６は速度位置設定信号を出力する速度位置指令装置、３１は同期位置制御装置、３０は主電動機２８を駆動制御する電動機駆動制御装置であり、３２はロータリーエンコーダよりの速度位置フィードバック信号、３３は近接スイッチ２６よりの機械軸原点信号、３４は速度位置指令装置よりの速度位置周波数指令信号、３５は速度位置指令装置と各同期位置制御装置間の通信信号、３６は速度位置指令装置、３７は速度指令装置よりの速度指令信号、３８は速度指令装置、３９は起動、停止、増速、減速、停電検出などの外部接点信号である。
【００２８】
速度指令装置３８には、起動、停止、増速、減速などの外部信号３９が与えられ、速度指令装置３８は、上記外部指令に応じた速度指令信号３７を速度位置指令装置３６に出力する。
速度位置指令装置３６は上記速度指令信号と折機２１の原点位置信号に基づき、折機２１、印刷機２２などを同期駆動するための速度位置周波数指令信号３４を生成し、同期位置制御装置３１に出力する。
同期位置制御装置３１には、上記速度位置周波数指令信号３４と、ロータリーエンコーダ２９からの速度位置フィードバック信号、近接スイッチ６からの原点位置信号が入力され、速度位置周波数指令信号３４と速度位置フィードバック信号等に基づき、各主電動機２８の速度、回転位置を一致させるためのトルク指令または電流指令を演算して出力する。
トルク指令または電流指令は、各電動機駆動制御装置３０に与えられ、各電動機駆動制御装置１０はトルク指令または電流指令に基づき各主電動機８を駆動する。
なお、ここではシャフトレス式印刷機の構成・動作についは詳述しないが、必要であれば例えば前記特許文献１，２等を参照されたい。
【００２９】
図６は、本発明の第２の実施例である図５に示したシャフトレス式印刷機における速度位置制御系の構成例を示す図であり、同図は、図４に示した速度設定器３８、同期位置制御装置３１、電動機駆動制御装置３０、主電動機２８等から構成される部分を示したものであり、主として速度制御系の構成を示しており、速度位置指令装置３６、同期位置制御装置３１内に設けられた同期位置制御回路などの構成は省略されている。
速度制御系の構成は前記図２に示したものと同様であり、比例積分制御回路と、本発明に係る力行制限回路（マイナス指令優先回路）を有効にする切り換え回路を有する。なお、力行制限回路と切り換え回路は、理解しやすいように簡略化して表現したものである。  同図において、４１は起動・停止・増速・減速などの外部接点信号、４２は外部接点信号４１の動作状態に応じた速度指令を生成する速度指令装置（図５の速度指令装置３８に相当）、４３は速度指令装置より出力される速度指令信号である。
【００３０】
２９はロータリーエンコーダ、７３は機械軸原点検出用近接スイッチ（図５の近接スイッチ２６に相当）であり、速度指令装置４２が出力する同期位置パルス信号６８、ロータリーエンコーダ２９が出力する速度位置フィードバック信号４４および近接スイッチ７３からの機械軸原点信号７４は、同期位置制御回路６９に入力され、同期位置制御回路６９は同期位置偏差信号７０を出力する。
一方、速度指令装置４２が出力する速度指令信号４３に、上記同期位置偏差信号７０が加減算器７１で加減算されて同期位置偏差補正速度指令信号７２が生成され、この信号とロータリーエンコーダ２９が出力する速度位置フィードバック信号４４は加減算回路４５に与えられて、その速度偏差が求められ、比例積分制御回路４６に与えられ該偏差に対して比例積分演算が施される。
【００３１】
以下の構成は前述した図２で説明したのと同じであり、比例演算回路４８は上記偏差信号４７に比例演算を施し、速度偏差比例出力信号４９を出力し、この信号４９は、リミッター回路５０を介して、比例出力信号５１として加減算回路５６に入力される。
また、積分演算回路５２は速度偏差信号に対して積分演算を施し、この信号５３はリミッター回路５４を介して、積分出力信号５５として加減算回路５６に出力される。加減算回路５６は、比例出力信号５１と上記積分出力信号５５を加算し、トルク指令または電流指令信号５７を出力する。
【００３２】
５８は力行制限回路であり、前述したように力行側トルク指令または力行側電流指令をトルク指令ゼロ［％］または電流指令ゼロ［Ａ］に制限するマイナス優先回路として機能する。また、６１は力行制限回路５８の有効／無効を選択する切り換え回路であり、６２は力行制限回路５８の有効／無効を選択する切り換えリレー、６３は切り換えリレーの接点、６４は切り換え回路６０より出力される最終トルク指令または電流指令である。
６５は例えばインバータから構成される電動機駆動制御装置（図４の電動機駆動制御装置３０に相当）、６６は主電動機（図４の主電動機２８に相当）である。
【００３３】
本実施例の動作は基本的に先に図２で説明した第１の実施例と同じであり、加減算回路４５が出力する速度偏差信号４７が比例積分制御回路４６に与えられ、比例積分制御回路４６からトルク指令信号（または電流指令信号）５７が出力される。
ここで、信号切り換え回路６１の切り換えリレー６２が切替わっていない場合（接点６３が比例積分制御回路４６側に接続されている場合）には、そのまま電動機駆動制御装置６５に出力され、主電動機６６は上記トルク指令信号または電流指令信号に基づき制御される。
また、信号切り換え回路６１の切り換えリレー６２が切替わっている場合（接点６３が力行制限回路５８側に接続されている場合）には、前述したように比例積分制御回路４６より出力されるトルク指令信号（または電流指令信号５６）とトルク指令ゼロまたは電流指令ゼロ５９とを力行制限回路（マイナス指令優先回路）５８で比較し、ゼロ以下となる信号６０を優先出力する。
【００３４】
本実施例においては、前述したように、印刷運転中の印刷機において減速停止信号（または急減速信号）が与えられた時、速度制御装置１４において力行制限回路（マイナス指令優先回路）５８を有効にして、トルク指令または電流指令を回生側指令のみ有効になるように力行側指令を制限する。これにより、減速停止信号による減速中に機械的な障害などが発生した場合に、印刷機が力行側（駆動側）で減速することによる機械的・人的被害の拡大を防止する。
すなわち、信号切り換え回路６１は減速停止信号（または急減速信号) が与えられた時に動作させる。信号切り換え回路６１より出力された最終トルク指令または最終電流指令６３は電動機駆動制御装置６４に与えられ、このトルク指令または電流指令により電動機６５を駆動する。
本実施例においても、前記図４（ａ）、図４（ｂ）で説明したように、減速停止指令が与えられると力行制限回路５８（マイナス指令優先回路）が有効になるので、減速途中で機械的障害が発生しても、力行側トルク指令（＋）または力行側電流指令（＋）が出力されることはなく、印刷機自身または折機自身または駆動ロール自身の破損・ダメージの拡大および人的災害の拡大を防ぐことができる。
【００３５】
次に、停電対策を施したシャフトレス式印刷機に本発明を適用した第３の実施例について説明する。
図７は、シャフトレス式印刷機の停電対策回路の一例である。主電源は三相交流商業用電源８１であり、回生コンバータ８３に三相交流電力を供給する。停電時は、この電源よりの給電は無くなるが、単相交流無停電電源８２が主幹制御装置８６および停電検出器８４の電源として用意されている。
この電源は停電時、少なくとも全ての機械が停止するまで電力を供給し続ける。回生コンバータ８３より直流電力を供給される直流主回路８７は、各電動機駆動制御装置８９へ接続され、各電動機９０を駆動する。主幹制御装置８６と各電動機駆動制御装置８９は高速通信手段８８によって結ばれ、速度位置指令が各電動機駆動制御装置８９へ与えられる。蓄電装置９１は直流主回路８７に接続され、充電抵抗器９３を介して蓄電用電力コンデンサ９４を常時充電する。
【００３６】
印刷運転中に停電が発生すると、直流主回路８７の電圧が低下し始めると同時に蓄電装置９１は、蓄電用電力コンデンサ９４に蓄えられた電力を電力用整流器９２を介して放電し、直流主回路８７の急激な電圧低下を阻止する。一方、停電検出器８４は三相交流商業用電源８１の電圧を常時監視し、電圧が設定された値を下まわると停電と判断し、停電検出信号８５を主幹制御装置８６へ与える。
これにより、主幹制御装置８６は、後述する図９に示す停電発生時急減速速度指令パターンに基づく速度位置指令を高速通信手段８８により各電動機駆動制御装置８９へ与える。
各電動機駆動制御装置８９は、与えられた速度位置指令に従い、電動機９０を急減速させ、力行モード（駆動モード）から電力回生モード（発電モード）に移行する。これにより直流主回路電圧は、急速に上昇し、電動機駆動制御装置８９が不足電圧（低電圧）を検知して停止することを回避する。その後、電動機９０は主幹制御装置８６から与えられる上記停電発生時急減速速度指令パターンに基づき減速を続けることで、主回路直流電圧を高く維持し、直流主回路８７に接続された過電圧防止用ダイナミックブレーキユニット９５を動作させ、電力抵抗器９６で回生電力を消費することで、主回路直流電圧を一定に保つ。なお、図７における白抜き矢印は停電発生後、急減速中の電流の流れを示す。
【００３７】
図８は停電検出器とのその動作、及び、停電対策を施した本実施例の速度位置制御系の構成例を示す図である。                                    
図８（ｃ）に示す本実施例の速度位置制御系の構成及び動作は図６と基本的に同じであり、本実施例においては、図８（ａ）（ｂ）に示すように停電検出器８５が動作すると、所定の処理時間後に信号切り換え回路６１の切り換えリレー６２が動作し、力行制限回路５８を有効にする。
【００３８】
図９は、印刷運転中に停電もしくは瞬時停電が発生した場合の速度指令の急減速パターンの一例である。
印刷運転中に停電もしくは瞬時停電が発生した場合、三相交流電源の電圧低下の検出、停電検出信号の主幹制御装置８６への入力、停電対策プログラムの実行が行われ、停電発生時の減速停止指令パターンが出力される。
停電直後は、図９の実線に示すように、低下した主回路直流電圧を回復させるため、速い減速レートで減速し、瞬時に各電動機を電力回生モード（発電モード）に移行させる。  主回路直流電圧が上昇したら減速レートを少し緩め、直流電圧の安定化を図る。印刷機の回転速度が低下してくると消費電力も低下するため、さらに減速レートを緩め、回転速度ゼロで停電時急減速停止処理を終了する。
この間、図８に示したように力行制限回路５８は有効であるので、図４で説明したように、減速途中に上記機械的障害が発生しても印刷機自身または折機自身または駆動ロール自身の破損・ダメージの拡大および人的災害の拡大を最小限に抑えることができる。
【００３９】
図１０は、図９における停電発生時の主回路直流電圧の変化の一例を示したものである。停電発生直後は、上記停電対策プログラムが実行されるまでに遅れ時間が存在するため、直流電圧は急速に低下する。
そのまま直流電圧が低下し続けると各電動機駆動制御装置８９は不足電圧（低電圧）を検出し運転を停止しまうが、そうなる前に停電対策プログラムが実行され、停電時急減速速度指令が各電動機駆動速度制御装置に与えられると、各電動機９０は指令に従い急減速し電力回生モード（発電モード）に移行する。
その結果、主回路直流電圧は急速に回復するが、上昇しすぎると、場合によっては過電圧レベルに到達し各電動機駆動制御装置は過電圧を検出し停止してしまう。
そこでダイナミックブレーキユニット９５および電力抵抗器９６により構成されるダイナミックブレーキ回路を設け、主回路直流電圧上昇時、ある決められたＤＢ動作電圧になるとダイナミックブレーキユニット９５が動作し、電力抵抗器９６で電力を消費することで過電圧を防止する。
このように主回路直流電圧は、過電圧および低電圧にならないように制御しなければならず、このような場合、通常主回路直流電圧が一定になるように電圧制御を行うが、新聞用シャフトレス式輪転機のように駆動電動機が数十台におよぶ大規模システムでは、電圧制御の補正を入れると印刷機の速度が変動するとともに主回路直流電圧に大きく影響し、かえって直流電圧が不安定になりやすい。そこで、図９に示した停電時減速パターンを使用し、主回路直流電圧を高くすると共にダイナミックブレーキ回路を動作させることで、主回路直流電圧を一定に保つことができる。
【００４０】
本実施例においては、停電が発生したとき、停電対策用減速レートで速度を減少させ印刷機の動作を停止させるように構成されたシャフトレス式印刷機において、停電対策用減速レートで減速停止中に力行制限回路を有効とし、電動機へ力行側の駆動信号が出力されないように制限しているので、減速途中に上記機械的障害が発生しても印刷機自身または折機自身または駆動ロール自身の破損・ダメージの拡大および人的災害の拡大を最小限に抑えることができる。
なお、上記実施例では、停電対策用減速レートで減速停止中に力行制限回路を有効とする場合について説明したが、前記第２の実施例に本実施例を適用し、減速停止中および停電対策用減速レートで減速停止中、力行制限回路を有効にするように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施例の折機および各印刷機が機械的に接続されたラインシャフト式印刷機の構成例を示す図である。
【図２】ラインシャフト式印刷機における力行制限回路を有する本発明の第１の実施例の速度制御系の構成例を示す図である。
【図３】減速停止時、力行状態に移行するのを制限する回路の特性図である。
【図４】機械的障害が発生した時、力行制限回路により力行側トルク指令を制限された場合の電動機実回転速度の変化、トルク指令の変化の一例を示した図である。
【図５】本発明の第２の実施例の折機および各印刷機が機械的に接続されていないシャフトレス式印刷機の構成例を示す図である。
【図６】シャフトレス式印刷機における力行制限回路を有する本発明の第２の実施例の速度位置制御系の構成例を示す図である。
【図７】シャフトレス式印刷機における停電対策回路の一例を示す図である。
【図８】シャフトレス式印刷機における停電検出器と力行制限回路を有する本発明の第３の実施例の速度位置制御系の構成例を示す図である。
【図９】停電発生時の減速停止指令パターン例を示す図である。
【図１０】図９における停電発生時の主回路直流電圧の変化の一例を示す図である。
【図１１】従来の減速停止時の電動機回転速度の変化とトルク指令または電流指令を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    折機
２    印刷機
３    折機の折胴
４    印刷機の版胴
５    縦軸
６    主軸
７    クラッチ
８    電動機
９    速度検出用ロータリーエンコーダ（またはパルスジェネレータ、速度発電機）
１０  電動機駆動制御装置
１４  速度制御装置
１６  速度設定器
２１  折機
２２  印刷機
２３  折機の折胴
２４  印刷機の版胴
２５  鉄片
２６  近接スイッチ
２７  減速機
２８  主電動機
２９  ロータリーエンコーダ
３０  電動機駆動制御装置
３１  同期位置制御装置
３６  速度位置指令装置
３８  速度指令装置
４２  速度指令装置
４５  加減算回路
４６  比例積分制御回路（速度制御回路）
４８  比例演算回路
５０  リミッター回路
５２  積分演算回路
５４  リミッター回路
５６  加減算回路
５８  力行制限回路（回生側トルク指令または回生側電流指令をトルク指令ゼロまたは電流指令ゼロに制限する優先回路）
６１  切り換え回路
６２  切り換えリレー
６５  電動機駆動用制御装置
６６  印刷機または折機または駆動ロール駆動用電動機
６７  速度検出用ロータリーエンコーダ（またはパルスジェネレータ、速度発電機）
６９  同期位置制御回路
７１  加減算回路
７２  同期位置偏差補正速度指令信号
７３  機械軸原点検出用近接スイッチ
７４  機械軸原点信号
８１  三相交流商業用電源
８２  単相交流無停電電源
８３  回生コンバータ（三相交流電源／直流電源）
８４  停電検出器
８５  停電検出信号
８６  主幹制御装置
８７  直流主回路
８８  高速通信信号線（主幹制御装置〜各インバータ間）  
８９  電動機駆動制御装置（インバータ制御装置）
９０  電動機
９１  蓄電装置（常時充電、停電時放電）
９２  電力用整流器
９３  充電抵抗器
９４  蓄電用電力コンデンサ
９５  過電圧防止用ダイナミックブレーキユニット
９６  電力抵抗器
【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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