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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft allgemein einen Motor. Insbesondere betrifft
die Erfindung einen Motor mit einem Stator, der aus einer Schichtung
von Elektrostahlblechen geformt ist.
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HINTERGRUND
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Ein
bekannter Motor weist einen Stator, einen Rotor und eine Welle auf.
Beispielsweise weist ein in der
JP2005-151648A offenbarte Motor einen Stator
auf, der durch eine Schichtung mehrerer Elektrostahlbleche (d. h.
erster Elektrostahlbleche) und einer Schichtung mehrerer Elektrostahlbleche
(d. h. zweiter Elektrostahlbleche) aufgebaut ist, die an beiden
axialen Seiten der Schichtung der ersten Elektrostahlbleche angeordnet
ist. Jedes der zweiten Elektrostahlbleche weist eine größere
Dicke als diejenige des ersten Elektrostahlblechs auf, um zu verhindern, dass
die ersten Elektrostahlbleche durch eine Spannung, die radial auswärts
beaufschlagt wird, wenn der Motor montiert wird oder in einem Gehäuse
gehalten wird, verbogen oder verformt wird.
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Bei
dem in der
JP 2005-151648A offenbarten Motor
kann möglicherweise eine Erhöhung im Eisenverlust
des Motors eine Verschlechterung des Rotationswirkungsgrads des
Motors verursachen, da die ersten Elektrostahlbleche und die zweiten
Elektrostahlbleche mit voneinander unterschiedlichen Dicken verwendet
werden.
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Somit
besteht ein Bedarf nach einem Motor mit einem Stator, der durch
Elektrostahlbleche aufgebaut ist, die alle dieselbe Dicke aufweisen,
und in einem Gehäuse gehalten werden, während
ein Verbiegen oder eine Verformung der Elektrostahlbleche verhindert
wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einer
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist ein Motor eine drehbar
vorgesehene Ausgangswelle, einen Rotor, der an der Ausgangswelle
befestigt ist und mit der Ausgangswelle drehbar ist, einen Stator,
der durch eine Schichtung einer Vielzahl von Elektrostahlblechen
geformt ist, die aus einem magnetische Material hergestellt sind, wobei
die Elektrostahlbleche mittels Pressbearbeitung gestanzt werden
und jedes der Elektrostahlbleche einen gescherten (sheared) Abschnitt
mit einer Scherabsenkung (shear droop), eine Spule, die an den Stator
gewickelt ist, und ein Gehäuse auf, in dem der Stator und
der Rotor untergebracht sind, und das einen Halter zum Halten des
Stators aufweist. An einem Ende des Stators sind die Elektrostahlbleche
ein einer Schichtungsrichtung davon angeordnet, und an dem anderen
Ende des Stators sind die Elektrostahlbleiche in einer Schichtungsrichtung
davon angeordnet. Die Elektrostahlbleche weisen Oberflächen
auf, an denen jeweils die Scherabsenkung geformt ist, wobei die
Oberflächen der Elektrostahlbleche einander zugewandt sind.
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Der
Stator weist erste Elektrostahlbleche auf, die durch das an dem
einen Ende des Stators angeordnete Elektrostahlblech und einer vorbestimmte
Anzahl von Elektrostahlblechen gebildet sind. Stanzrichtungen der
Elektrostahlbleche, die die ersten Elektrostahlbleche bilden, sind
gleich zueinander. Der Stator weist weiterhin zweite Elektrostahlbleche
auf, die durch das an dem anderen Ende des Stators angeordnete Elektrostahlblech
und einer vorbestimmte Anzahl von Elektrostahlblechen gebildet sind.
Die Stanzrichtungen der Elektrostahlbleche, die die ersten Elektrostahlbleche
bilden, unterscheiden sich von den Stanzrichtungen der Elektrostahlbleche, die
die zweiten Elektrostahlbleche bilden.
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Die
ersten Elektrostahlbleche sind durch die Hälfte der gesamten
Elektrostahlbleche gebildet, wohingegen die zweiten Elektrostahlbleche
durch die andere Hälfte der gesamten Elektrostahlbleche
gebildet sind.
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Erfindungsgemäß sind
die Elektrostahlbleche, die an einem Ende des Stators in deren Schichtungsrichtung
angeordnet sind und an dem anderen Ende des Stators in deren Schichtungsrichtung
angeordnet sind, jeweils derart geformt, dass die Stanzrichtungen
der an dem einem Ende des Stators angeordneten Elektrostahlbleche
sich von dem Stanzrichtungen der an dem anderen Ende des Stators
angeordneten Elektrostahlblechen unterscheiden. Das heißt,
dass Oberflächen, an denen jeweils die Scherabsenkung beim
Stanzen erzeugt wird, der Elektrostahlbleche, die an einem Ende
des Stators angeordnet sind, Oberflächen, an denen jeweils
die Scherabsenkung bei Stanzen erzeugt wird, der Elektrostahlbleche
zugewandt sind, die an dem anderen Ende des Stators angeordnet sind.
Dementsprechend wirkt die beim Befestigen des Stators an dem Gehäuse
erzeugte mechanische Spannung in einer Richtung, in der die an dem
einen Ende des Stators angeordneten Elektrostahlbleche und die an
dem anderen Ende des Stators angeordneten Elektrostahlbleche gegeneinander
in einem engen Kontakt gepresst werden. Daher wird verhindert, dass
die den Stator bildenden Elektrostahlbleche verbogen oder verformt
werden.
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Da
die ersten Elektrostahlbleche durch eine Hälfte der gesamten
Elektrostahlbleche und die zweiten Elektrostahlbleche durch die
andere Hälfte der gesamten Elektrostahlbleche gebildet
sind, kann die von den beiden axialen Enden des Stators beaufschlagte
Spannung gleichförmig beaufschlagt werden.
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Der
Stator weist eine äußere umlaufene Oberfläche,
die an dem Gehäuse befestigt ist, und eine innere umlaufene
Oberfläche auf, die eine Vielzahl von Zähnen aufweist,
die dem Rotor zugewandt sind und radial nach innen vorspringen,
wobei Nuten in einer Aussparungsform zwischen den zueinander benachbarten
Zähnen geformt sind. Die Stanzrichtungen der äußeren
umlaufenen Oberflächen (äußeren Randoberflächen)
der Elektrostahlbleche, die die äußere umlaufene
Oberfläche des Stators bilden, unterscheiden sich von der
Stanzrichtung zumindest der Nuten, die an den inneren umlaufenen
Oberflächen (inneren Randoberflächen) der Elektrostahlbleche
vorgesehen sind, die die innere umlaufene Oberfläche des
Stators bilden. Die beim Stanzen erzeugte Scherabsenkung ist zumindest
an Eckenabschnitten geformt, die an den Zähnen vorgesehen
sind, die den Nuten in beiden axialen Enden der inneren umlaufenen
Oberfläche des Stators zugewandt sind.
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Da
zumindest der Eckenabschnitt, der an jeden der Zähne vorgesehen
ist, die der Nut an jedem axialen Ende des Stators zugewandt ist,
durch die beim Stanzen erzeugte Scherabsenkung geformt ist, weist
der Eckenabschnitt keinen scharfen bzw. spitzen Winkelabschnitt
auf, wodurch eine Beschädigung an dem Isolierteil verhindert
wird, der den leitenden Draht beschichtet, der die Spule bildet,
wenn der leitende Draht an jedem der Zähne gewickelt wird.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren
zur Herstellung eines Motors, der einen Rotor, einen durch Schichtung
von Elektrostahlblechen geformten Stator und ein Gehäuse
aufweist, in dem der Rotor und der Stator untergebracht sind, einen
Pressprozess zum Formen der Elektrostahlbleche mittels Pressbearbeitung,
wobei jedes der Elektrostahlbleche einen gescherten Abschnitt aufweist,
an dem eine Scherabsenkung geformt ist, auf: einen Schichtungsprozess
zum Schichten der Elektrostahlbleche derart, dass Oberflächen
der Elektrostahlbleche, die an einem Ende des Stators in einer Schichtungsrichtung davon
angeordnet sind, und Oberflächen der Elektrostahlbleche,
die an dem anderen Ende des Stators in einer Schichtungsrichtung
davon angeordnet sind, jeweils einander zugewandt sind, wobei an
jeder der Oberflächen die Scherabsenkung gebildet ist,
und einen Befestigungsprozess zum Befestigen des geschichteten Stators
an das Gehäuse.
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Der
Schichtungsprozess kann aufweisen: einen Prozess zum Schichten des
an dem einen Ende des Stators angeordneten Elektrostahlblechs und
einer vorbestimmten Anzahl von Elektrostahlblechen, von denen alle
die Stanzrichtungen gleich zueinander sind, und einen Prozess zum
Schichten des an dem anderen Ende des Stators angeordneten Elektrostahlblech
und einer vorbestimmten Anzahl von Elektrostahlblechen, von denen
alle die Stanzrichtungen gleich zueinander sind.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorstehend beschriebenen und zusätzlichen Merkmale und
Charakteristiken der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden ausführlichen
Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Querschnittsansicht, die einen Motor gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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2 eine
schematische Querschnittsansicht, die einen Stator und ein Gehäuse
des Motors gemäß dem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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3A eine
erläuternde Ansicht, die eine radial nach auswärts
gerichtet auf eine äußere umlaufene Oberfläche
eines Elektrostahlbleches beaufschlagte Spannung veranschaulicht;
und
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3B eine
erläuternde Ansicht, die eine radial nach auswärts
gerichtet auf eine äußere umlaufenen Oberflächen
einer Vielzahl von Elektrostahlblechen beaufschlagte Spannung veranschaulicht.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Nachstehend
ist ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben.
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Wie
es in den 1 und 2 dargestellt ist,
weist ein Motor 10 einen Rotor 11, einen Stator 12,
eine Spule 17, ein Gehäuse 18, eine Ausgangswelle 15 und
ein Lager 16 auf.
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Das
Gehäuse 18 weist ein erstes Gehäuse 18a,
das mit einem Statorhalter 19 ausgerüstet ist, der
als Halter zum Stabilisieren des Stators 12 dient, und
ein zweites Gehäuse 18b auf.
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Der
Rotor 11 ist im Wesentlichen in eine Säulenform
mit einer Schichtung von Elektrostahlblechen für den Rotor
geformt.
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Die
Ausgangswelle 15 wird drehbar durch das Lager 16 gestützt,
das in das Gehäuse eingepasst ist. Die Ausgangswelle 15 ist
mit dem Rotor 11 drehbar.
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Der
Stator 12 ist im Wesentlichen in eine zylindrische Form
mit einer Schichtung von Elektrostahlblechen 13 geformt.
Der Stator 12 weist mehrere Zähne 12a und
Nuten 12b an einer engeren umlaufener Oberfläche
auf, wie es in 2 veranschaulicht ist. Die Zähne 12a erstrecken
sich in einer radial nach innen gerichteten Richtung. Jede der Nuten 12b,
die im Wesentlichen eine Aussparungsform aufweisen, ist zwischen
zueinander benachbarten Zähnen 12a geformt.
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Die
Elektrostahlbleche 13 werden allgemein mittels Pressbearbeitung
gestanzt. Die resultierende Stanzoberfläche jedes der Elektrostahlbleche 13 ist durch
eine gescherte (sheared) Oberfläche (d. h. einen gescherten
Abschnitt) geformt, an der eine Scherabsenkung (shear droop) 21 erzeugt
wird und eine Bruchoberfläche geformt, an der ein Grat 20 erzeugt
wird. Die Scherabsenkung 21 zeigt in diesem Fall einen
gerundeten (gekrümmten) Abschnitt, der durch plastische
Verformung eines Eckabschnitts eines Arbeitsstücks und
dergleichen erhalten wird, die bei der Pressbearbeitung erzeugt
wird.
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Wie
es in 3A gezeigt ist, weist jedes
der den Stator 12 bildenden Elektrostahlbleche 13 eine äußere
umlaufende Oberfläche bzw. äußere Randoberfläche 13a und
eine innere umlaufende Oberfläche bzw. innere Randoberfläche 13b auf.
Die äußeren Randoberflächen 13a der
jeweiligen Elektrostahlbleche 13 bilden gemeinsam eine äußere
Randoberfläche (umlaufene Oberfläche) des Stators 12,
wohingegen die inneren Randoberflächen 13b der
jeweiligen Elektrostahlbleche 13 gemeinsam einen innere
Randoberfläche (umlaufene Oberfläche) des Stators 12 bilden.
Die äußere Randoberfläche 13a und
die innere Randoberfläche 13b werden in unterschiedlichen
Richtungen voneinander (d. h. mit unterschiedlichen Stanzrichtung)
gestanzt. Wie es in 1, 3A und 3B veranschaulicht
ist, unterscheidet sich ein Positionsverhältnis zwischen
der gescherten Oberfläche und der Bruchoberfläche
an der äußeren Randoberfläche 13a und
der inneren Randoberfläche 13b jedes der Elektrostahlbleche 13.
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Im
Wesentlichen eine Hälfte der gesamten Elektrostahlbleche 13,
(d. h. die Hälfte der gesamten Laminierungsschichten der
Elektrostahlbleche 13) werden derart geschichtet, dass
deren Stanzrichtungen gleich zueinander sind, wodurch die ersten
Elektrostahlbleche 13c geformt werden. Die andere Hälfte
der gesamten Elektrostahlbleche 13 (d. h. die andere Hälfte
der gesamten Laminierungsschichten der Elektrostahlbleche 13)
wird derart geschichtet, dass deren Stanzrichtungen zueinander gleich
sind, wodurch die zweiten Elektrostahlbleche 13d geformt werden.
Dann wird eine Schichtung der ersten Elektrostahlbleche 13c und
eine Schichtung der zweiten Elektrostahlbleche 13d aneinander zusammengesetzt,
um den Stator 12 derart zu bilden, dass die Stanzrichtung
der Schichtung der ersten Elektrostahlbleche 13c und die
Stanzrichtung der Schichtung der zweiten Elektrostahlbleche 13d voneinander unterschiedlich
sind. Das heißt, dass Oberflächen der ersten Elektrostahlbleche 13c,
an denen jeweils die Scherabsenkung 21 beim Stanzen erzeugt
wird, Oberflächen der zweiten Elektrostahlbleche 13d zugewandt
sind, an denen jeweils die Scherabsenkung 21 beim Stanzen
erzeugt wird, wie es in 3B veranschaulicht
ist. Als Ergebnis weist der Stator 12 Bruchoberflächen,
an denen jeweils der Grat 20 geformt ist, an Eckabschnitten 12c,
die an beiden axialen Enden der äußeren Randoberfläche
vorgesehen sind, sowie gescherte Oberflächen, an denen
jeweils die Scherabsenkung 21 geformt ist, an Eckabschnitten 12d, 12e und 12f auf,
die an beiden axialen Enden der inneren Randoberfläche
vorgesehen sind.
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Danach
wird die Spule 17 in jede der Nuten 12b aufgenommen,
während diese an jedem der Zähne 12a des
Stators 12 gewickelt wird, der durch die Schichtung der
ersten und zweiten Elektrostahlbleche 13c und 13d wie
vorstehend beschrieben geformt worden ist. Da die Eckabschnitte 12d, 12e und 12f,
die an beiden axialen Enden der inneren Randoberfläche
des Stators 12 vorgesehen sind, durch die gescherten Oberflächen
geformt sind, an denen jeweils die Scherabsenkung geformt ist, d.
h. keine scharfen Winkelabschnitte vorhanden sind, wird verhindert,
dass ein Isolierteil, das einen die Spule 17 bildenden
leitenden Draht bedeckt, beschädigt wird, wenn der leitenden
Draht an jedem der Zähne 12a gewickelt wird.
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Der
Stator 12 wird dann in bzw. an das Gehäuse 18 an
den äußeren Randoberflächen 13a der Elektrostahlbleche 13 pressgepasst
oder schrumpfgepasst, bis der Stator 12 Kontakt mit dem
Statorhalter 19 des ersten Gehäuses 18a macht,
wodurch der Stator 12 an dem Gehäuse 18 gehalten
wird. Die Spannung, die in dem Stator 12 bei Einpassen
des Stators 12 in das Gehäuse 18 zur
Befestigung erzeugt wird, ist nachstehend unter Bezugnahme auf 3A und 3B erläutert.
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Wenn
das Presspassen oder Schrumpfpassen bei Montieren des Stators 12 an
das erste Gehäuse 18a angewandt wird, wird eine
Spannung f erzeugt und von der radial nach außen gerichteten
Seite zu der inneren Seite jede der äußeren Randoberflächen 13a der
den Stator 12 bildenden Elektrostahlbleche 13 beaufschlagt.
Jedoch weist die äußere Randoberfläche 13a den
Grat 20, der sich axial derart nach außen erstreckt,
dass eine dünne Rippenform gebildet wird, und die Scherabsenkung 21 auf, die
gerundet ist und zu der radial inneren Seite hin plastisch verformt
ist. Somit wirkt die von der radial äußeren Seite
auf jede der Elektrostahlbleche 13 beaufschlagte Spannung
f nicht auf die Scherabsenkung 21 ein, die gerundet ist
und zu der radial inneren Seite hin plastisch verformt ist, und
wirkt auf den Grat 20 ein, der sich axial derart nach außen
erstreckt, dass die dünne Rippenform gebildet wird. Das
heißt, wenn angenommen wird, dass die resultierende Kraft der
Spannung f, die auf ein einzelnes Elektrostahlblech 13 einwirkt,
gleich einer Spannung F ist, wirkt die von der radial nach außen
gerichteten Seite auf das Elektrostahlblech 13 beaufschlagte
Spannung F auf die Bruchoberfläche relativ zu einer Mittellinie
C stark ein. Das heißt, dass die Spannung F nicht parallel
zu der Mittellinie C wirkt und von der Bruchoberfläche
der äußeren Randoberfläche 13a des
Elektrostahlblechs 13 mit einer Neigung zu der Bruchoberfläche
der inneren Randoberfläche 13b des Elektrostahlblechs 13 einwirkt.
Jedoch ist der Stator 12 durch eine Schichtung der ersten Elektrostahlbleche 13c und
der Schichtung der zweiten Elektrostahlbleche 13d aufgebaut,
die derart miteinander zusammengesetzt sind, dass deren Stanzrichtungen
unterschiedlich voneinander sind. Das heißt, dass Oberflächen
der ersten Elektrostahlbleche 13c, an denen jeweils die
Scherabsenkung 21 beim Stanzen erzeugt wird, Oberflächen
der zweiten Elektrostahlbleche 13d zugewandt sind, an denen
jeweils die Scherabsenkung 21 beim Stanzen erzeugt wird.
Der an jedem axialen Ende der äußeren Randoberflächen
des Stators 12 vorgesehene Eckabschnitt 12c weist
den Grat 20 auf. Somit wirkt die resultierende Kraft der Spannung
F, die von der radial äußeren Seite auf den gesamten
Stator 12 beaufschlagt wird, in einer Richtung ein, in
der die ersten Elektrostahlbleche 13c und die zweiten Elektrostahlbleche 13d gegeneinander gepresst
werden, wodurch verhindert wird, dass die den Stator 12 bildenden
Elektrostahlbleche 13 sich verbiegen oder verformen.
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Wie
es vorstehend beschrieben worden ist, weist ein Motor eine Ausgangswelle 15,
einen Rotor 11, der an der Ausgangswelle befestigt ist
und damit drehbar ist, einen Stator 12, der durch eine
Schichtung von Elektrostahlblechen 13 gebildet ist, die
mittels Pressbearbeitung gestanzt sind, wobei jede der Elektrostahlbleche 13 einen
gescherten Abschnitt mit einer Scherabsenkung 21 aufweist,
eine an dem Stator 12 gewickelte Spule 17 und
ein Gehäuse 18 auf, in dem der Stator 12 und
der Rotor 11 untergebracht sind. An einem Ende des Stators 12 sind
die Elektrostahlbleche 13 in einer Schichtungsrichtung
davon angeordnet und an dem anderen Ende des Stators 12 sind
die Elektrostahlbleche 13 sind in einer Schichtungsrichtung
davon angeordnet. Die Elektrostahlbleche 13 weisen Oberflächen
auf, an denen jeweils die Scherabsenkung 21 gebildet ist,
wobei die Oberflächen der Elektrostahlbleche 13 einander
zugewandt sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2005-151648
A [0002, 0003]