JP2003184888A - 転がり軸受 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 良好な潤滑性能を確保しつつ、運転開始時に
おいて動摩擦トルクを早期に安定させて小さくすること
が可能な転がり軸受を提供する。 【解決手段】 内輪又は外輪に案内される保持器を備え
た転がり軸受において、前記保持器の案内面である内径
面又は外径面に、軸方向に延びる溝１６，２６と周方向
に延びる溝１７，２７を複数形成する。
おいて動摩擦トルクを早期に安定させて小さくすること
が可能な転がり軸受を提供する。 【解決手段】 内輪又は外輪に案内される保持器を備え
た転がり軸受において、前記保持器の案内面である内径
面又は外径面に、軸方向に延びる溝１６，２６と周方向
に延びる溝１７，２７を複数形成する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、転がり軸受の改良
に関し、具体的には、少量の油潤滑で使用される人工衛
星姿勢制御用フライホイール用転がり軸受やジャイロス
コープ用転がり軸受の改良に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、少量の油潤滑で使用される転がり
軸受としては、例えば、人工衛星姿勢制御用フライホイ
ール用転がり軸受やジャイロスコープ用転がり軸受があ
る。これらの転がり軸受は、耐久性を確保するため、低
トルク及び／又はトルクの変動を最小に抑える必要があ
る。そこで、このような転がり軸受としては、組み立て
時に充填する潤滑油量を最小限に絞り、且つ、運転開始
後において潤滑油を安定して供給するため、転がり軸受
の内輪・外輪に微量の潤滑油を塗布する、いわゆる、オ
イルプレーティング処理が施されたものや、潤滑油を含
浸させた保持器と内輪・外輪の軌道面の塗布潤滑油によ
って潤滑されるものが提案されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上記のような微量潤滑
された転がり軸受が運転されると、内輪・外輪軌道面に
初期に塗布された潤滑油が遠心力によって振り飛ぼうと
するが、保持器の案内面や保持器のポケット面に滞留す
ることがある。転がり軸受の回転に伴う動摩擦トルク
は、運転開始後、時間の経過とともに次第に減少して定
常状態になり、小さなトルク値で安定する。しかし、保
持器の案内面や保持器のポケット面に潤滑油が滞留して
いる場合、滞留した潤滑油に起因して動摩擦トルクが減
少しない、いわゆる、オイルジョグ現象によって動摩擦
トルクが定常値になるのに多大な時間を要してしまうこ
とがある。このとき、動摩擦トルクを安定させるため
の、いわゆる、慣らし運転に長時間を要してしまうた
め、作業効率が極めて低くなる。一方、保持器の案内面
の潤滑が十分でないと、保持器と軌道輪の案内面との間
の滑り摩擦が大きくなり、保持器の自励振動を起こした
り音が発生してしまう。本発明は、上記事情に鑑みてな
されたもので、その目的は、良好な潤滑性能を確保しつ
つ、運転開始時において動摩擦トルクを早期に安定させ
て小さくすることが可能な転がり軸受を提供することに
ある。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、内
輪又は外輪に案内される保持器を備えた転がり軸受にお
いて、前記保持器の案内面である内径面又は外径面に、
軸方向に延びる溝と周方向に延びる溝とが複数形成され
ていることを特徴とする転がり軸受によって達成され
る。このような構成によれば、案内面に設けられた軸方
向及び周方向の溝によって、潤滑油が適宜外部に流出さ
れ、案内面やポケットに滞留することがなくなる。この
ため、オイルジョグ現象等によって動摩擦トルクが安定
するのに多大な時間を要することを回避することがで
き、転がり軸受の慣らし運転に長時間をかける必要がな
い。また、軸方向及び周方向の溝に、最低限の量の潤滑
油が適宜保持されるため、保持器と軌道輪との間におい
て良好な潤滑性能を確保することができる。 【０００５】 【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態の一例を説明する。図１に、人工衛生姿勢制御用
フライホイールやジャイロスコープに使用可能なアンギ
ュラ玉軸受１０を示す。アンギュラ玉軸受１０は、内輪
１１と、外輪１２と、内輪・外輪間に複数配置された転
動体（玉）１３と、玉１３を円周方向等間隔に保持する
ポケット１５が設けられた保持器１４を備えている。保
持器１４の材料としては、銅合金等の金属、樹脂等、特
に限定されない。 【０００６】保持器１４の外径面１４ａは、外輪１２に
案内される案内面である。外径面１４ａと外輪１２の内
径面との隙間に潤滑油が供給されることで滑り摩擦が抑
えられる構成となっている。 【０００７】保持器１４の外径面１４ａには、図２
（ａ）に示すように、保持器軸方向に延びる軸方向溝１
６と、周方向に延びる周方行溝１７が形成されている。
軸方向溝１６と周方向溝１７は、それぞれ保持器１４の
径方向に深さを有するように外径面１４ａに凹設されお
り、断面形状が半円形状である。 【０００８】軸方向溝１６は、保持器１４の外径面１４
ａにおいて隣接するポケット１５の間（以下、柱部とも
いう。）と、ポケット１５の周方向位置に対応する位置
に設けられている。隣接する軸方向溝１６は周方向に対
して一定の間隔で設けられている。周方向溝１７は、柱
部の保持器軸方向中央に設けられ、その溝内の空間を介
して隣接するポケット１５同士が周方向に連通するよう
に構成されている。柱部において、軸方向溝１６と周方
向溝１７は互いに垂直に交わって、連通している。寸法
に制限はないが、例えば、保持器１４の内径を２８．９
ｍｍとし、外径を３４．５ｍｍとし、軸方向溝１６の深
さを０．３ｍｍとし、周方向溝１７の深さを０．３ｍｍ
とし、ともに溝の幅を１．４ｍｍとすることができる。 【０００９】本実施形態の構成によれば、外輪１２に案
内される保持器１４の案内面である外径面１４ａに軸方
向溝１６及び周方向溝１７が設けられているため、最低
限の量の潤滑油を外径面１４ａに確保しつつ、余分な潤
滑油を軸方向溝１６及び周方向溝１７から効率良く外部
へ排出することができる。このため、アンギュラ玉軸受
１０内の回転時に、潤滑油に起因する攪拌抵抗を減ら
し、転がり摩擦抵抗も減少させることができ、また、運
転初期においては、動摩擦トルクを低く抑えることがで
きる。保持器１４の外径面１４ａやポケット１５に余分
な潤滑油が滞留しなくなるため、アンギュラ玉軸受１０
の運転開始から定常値に至る時間を著しく短縮すること
ができる。また、保持器１４の外径面１４ａに設けた軸
方向溝１６及び周方向溝１７に潤滑油が最低限の量だけ
適宜確保されるため、保持器１４の案内面での摩擦が小
さくでき、保持器１４の自励振動や音の発生を防止する
ことができる。 【００１０】図２（ｂ）に、本発明の他の実施形態を示
す。２４は、円筒ころ軸受に組み込まれるもみ抜き型の
保持器である。保持器２４は、周方向等間隔に、図示し
ないころが装填されるポケット２５を有している。保持
器２４の外径面２４ａには、保持器軸方向に延びる軸方
向溝２６と、周方向に延びる周方行溝２７が形成されて
いる。 【００１１】軸方向溝２６は、保持器２４の外径面２４
ａにおいて隣接するポケット２５の間（以下、柱部とも
いう。）と、ポケット２５の周方向位置に対応する位置
に設けられている。隣接する軸方向溝２６は周方向に対
して一定の間隔で設けられている。周方向溝２７は、柱
部の保持器軸方向中央に設けられ、その溝内の空間を介
して隣接するポケット２５同士が周方向に連通するよう
に構成されている。その他、軸方向溝２６及び周方向溝
２７の寸法及び形状は図２に示すものと同様の構成であ
る。 【００１２】上記の実施形態においては、外径面１４
ａ、２４ａに溝を設ける構成としたが、内輪案内の転が
り軸受の場合は、保持器の内径面に溝を設ければよい。
こうすれば、上記の実施形態と同様の効果を奏すること
ができる。 【００１３】 【実施例】実施例として、図２（ａ）に示した形態の保
持器１４を組み込んだアンギュラ玉軸受（日本精工株式
会社製品番号７０００）であって、軸受内径１０ｍｍ、
軸受外径２６ｍｍ、軸受幅８ｍｍ、玉径４．７６２ｍ
ｍ、軸受ピッチ径１８ｍｍのものを用意した。また、比
較例として、外径面に溝を設けてない保持器を組み込ん
だ上記と同様の寸法を有するアンギュラ玉軸受を用意し
た。これらのアンギュラ玉軸受を、図３に示すように、
回転が停止した状態（回転数：０（ｒｐｍ））から６分
間で回転数を６０００ｒｐｍに上昇させ、時間の経過に
伴うアンギュラ玉軸受の温度及び動摩擦トルクの変化を
求める試験を行った。 【００１４】結果を図４、５に示す。図４は比較例の温
度及び動摩擦トルクの変化を表すグラフである。図５
は、図２（ａ）の保持器１４を組み込んだアンギュラ玉
軸の温度及び動摩擦トルクの変化を表すグラフである。
図４に示すように、比較例のアンギュラ玉軸は、運転開
始から激しい動摩擦トルクの変動が見られ、１００時間
経過後も安定せず、約２００時間経過後、ようやく安定
した状態に到達した。一方、図５のアンギュラ玉軸は、
１００時間経過時には、動摩擦トルクが安定した状態に
到達し、変動がなくなった。また、試験開始時に上昇し
た温度は、比較例に比べて早期に下降することがわかっ
た。さらに、アンギュラ玉軸受の潤滑性能も、比較例に
比べ良好であった。 【００１５】上記の試験から、保持器の案内面（図２
（ａ）においては外径面）に軸方向溝及び周方向溝を設
けたアンギュラ玉軸受は、なんら溝を設けない保持器を
組み込んだアンギュラ玉軸受に比べて、動摩擦トルクが
早く安定することがわかった。このため、本発明にかか
るアンギュラ玉軸受は、良好な潤滑性能を確保しつつ、
動摩擦トルクを安定させるための慣らし運転の時間を大
幅に短縮することが可能である。 【００１６】なお、本発明は、前述した実施形態に限定
されるものではなく、適宜な変形、改良などが可能であ
る。本発明は玉軸受及び円筒ころ軸受はもちろん、円す
いころ軸受、ニードル軸受、自動調心軸受等、保持器を
有する転がり軸受全般に適用でき、顕著な効果を奏す
る。軸方向溝は、保持器の柱部のみに設けてもよいし、
ポケットに対応する位置にのみ設けてもよい。周方向溝
は、柱部だけでなく、ポケットの軸方向両側に周回させ
てもよい。軸方向溝及び周方向溝の深さ、幅等の寸法及
び形状は、本発明の効果を奏する範囲でそれぞれ自由に
設定することが可能である。例えば、断面形状は、半円
形状の他に、正方形状、矩形状、三角形状であってもよ
い。 【００１７】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
良好な潤滑性能を確保しつつ、運転開始時において動摩
擦トルクを早期に安定させて小さくすることが可能な転
がり軸受を提供できる。
に関し、具体的には、少量の油潤滑で使用される人工衛
星姿勢制御用フライホイール用転がり軸受やジャイロス
コープ用転がり軸受の改良に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、少量の油潤滑で使用される転がり
軸受としては、例えば、人工衛星姿勢制御用フライホイ
ール用転がり軸受やジャイロスコープ用転がり軸受があ
る。これらの転がり軸受は、耐久性を確保するため、低
トルク及び／又はトルクの変動を最小に抑える必要があ
る。そこで、このような転がり軸受としては、組み立て
時に充填する潤滑油量を最小限に絞り、且つ、運転開始
後において潤滑油を安定して供給するため、転がり軸受
の内輪・外輪に微量の潤滑油を塗布する、いわゆる、オ
イルプレーティング処理が施されたものや、潤滑油を含
浸させた保持器と内輪・外輪の軌道面の塗布潤滑油によ
って潤滑されるものが提案されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上記のような微量潤滑
された転がり軸受が運転されると、内輪・外輪軌道面に
初期に塗布された潤滑油が遠心力によって振り飛ぼうと
するが、保持器の案内面や保持器のポケット面に滞留す
ることがある。転がり軸受の回転に伴う動摩擦トルク
は、運転開始後、時間の経過とともに次第に減少して定
常状態になり、小さなトルク値で安定する。しかし、保
持器の案内面や保持器のポケット面に潤滑油が滞留して
いる場合、滞留した潤滑油に起因して動摩擦トルクが減
少しない、いわゆる、オイルジョグ現象によって動摩擦
トルクが定常値になるのに多大な時間を要してしまうこ
とがある。このとき、動摩擦トルクを安定させるため
の、いわゆる、慣らし運転に長時間を要してしまうた
め、作業効率が極めて低くなる。一方、保持器の案内面
の潤滑が十分でないと、保持器と軌道輪の案内面との間
の滑り摩擦が大きくなり、保持器の自励振動を起こした
り音が発生してしまう。本発明は、上記事情に鑑みてな
されたもので、その目的は、良好な潤滑性能を確保しつ
つ、運転開始時において動摩擦トルクを早期に安定させ
て小さくすることが可能な転がり軸受を提供することに
ある。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、内
輪又は外輪に案内される保持器を備えた転がり軸受にお
いて、前記保持器の案内面である内径面又は外径面に、
軸方向に延びる溝と周方向に延びる溝とが複数形成され
ていることを特徴とする転がり軸受によって達成され
る。このような構成によれば、案内面に設けられた軸方
向及び周方向の溝によって、潤滑油が適宜外部に流出さ
れ、案内面やポケットに滞留することがなくなる。この
ため、オイルジョグ現象等によって動摩擦トルクが安定
するのに多大な時間を要することを回避することがで
き、転がり軸受の慣らし運転に長時間をかける必要がな
い。また、軸方向及び周方向の溝に、最低限の量の潤滑
油が適宜保持されるため、保持器と軌道輪との間におい
て良好な潤滑性能を確保することができる。 【０００５】 【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態の一例を説明する。図１に、人工衛生姿勢制御用
フライホイールやジャイロスコープに使用可能なアンギ
ュラ玉軸受１０を示す。アンギュラ玉軸受１０は、内輪
１１と、外輪１２と、内輪・外輪間に複数配置された転
動体（玉）１３と、玉１３を円周方向等間隔に保持する
ポケット１５が設けられた保持器１４を備えている。保
持器１４の材料としては、銅合金等の金属、樹脂等、特
に限定されない。 【０００６】保持器１４の外径面１４ａは、外輪１２に
案内される案内面である。外径面１４ａと外輪１２の内
径面との隙間に潤滑油が供給されることで滑り摩擦が抑
えられる構成となっている。 【０００７】保持器１４の外径面１４ａには、図２
（ａ）に示すように、保持器軸方向に延びる軸方向溝１
６と、周方向に延びる周方行溝１７が形成されている。
軸方向溝１６と周方向溝１７は、それぞれ保持器１４の
径方向に深さを有するように外径面１４ａに凹設されお
り、断面形状が半円形状である。 【０００８】軸方向溝１６は、保持器１４の外径面１４
ａにおいて隣接するポケット１５の間（以下、柱部とも
いう。）と、ポケット１５の周方向位置に対応する位置
に設けられている。隣接する軸方向溝１６は周方向に対
して一定の間隔で設けられている。周方向溝１７は、柱
部の保持器軸方向中央に設けられ、その溝内の空間を介
して隣接するポケット１５同士が周方向に連通するよう
に構成されている。柱部において、軸方向溝１６と周方
向溝１７は互いに垂直に交わって、連通している。寸法
に制限はないが、例えば、保持器１４の内径を２８．９
ｍｍとし、外径を３４．５ｍｍとし、軸方向溝１６の深
さを０．３ｍｍとし、周方向溝１７の深さを０．３ｍｍ
とし、ともに溝の幅を１．４ｍｍとすることができる。 【０００９】本実施形態の構成によれば、外輪１２に案
内される保持器１４の案内面である外径面１４ａに軸方
向溝１６及び周方向溝１７が設けられているため、最低
限の量の潤滑油を外径面１４ａに確保しつつ、余分な潤
滑油を軸方向溝１６及び周方向溝１７から効率良く外部
へ排出することができる。このため、アンギュラ玉軸受
１０内の回転時に、潤滑油に起因する攪拌抵抗を減ら
し、転がり摩擦抵抗も減少させることができ、また、運
転初期においては、動摩擦トルクを低く抑えることがで
きる。保持器１４の外径面１４ａやポケット１５に余分
な潤滑油が滞留しなくなるため、アンギュラ玉軸受１０
の運転開始から定常値に至る時間を著しく短縮すること
ができる。また、保持器１４の外径面１４ａに設けた軸
方向溝１６及び周方向溝１７に潤滑油が最低限の量だけ
適宜確保されるため、保持器１４の案内面での摩擦が小
さくでき、保持器１４の自励振動や音の発生を防止する
ことができる。 【００１０】図２（ｂ）に、本発明の他の実施形態を示
す。２４は、円筒ころ軸受に組み込まれるもみ抜き型の
保持器である。保持器２４は、周方向等間隔に、図示し
ないころが装填されるポケット２５を有している。保持
器２４の外径面２４ａには、保持器軸方向に延びる軸方
向溝２６と、周方向に延びる周方行溝２７が形成されて
いる。 【００１１】軸方向溝２６は、保持器２４の外径面２４
ａにおいて隣接するポケット２５の間（以下、柱部とも
いう。）と、ポケット２５の周方向位置に対応する位置
に設けられている。隣接する軸方向溝２６は周方向に対
して一定の間隔で設けられている。周方向溝２７は、柱
部の保持器軸方向中央に設けられ、その溝内の空間を介
して隣接するポケット２５同士が周方向に連通するよう
に構成されている。その他、軸方向溝２６及び周方向溝
２７の寸法及び形状は図２に示すものと同様の構成であ
る。 【００１２】上記の実施形態においては、外径面１４
ａ、２４ａに溝を設ける構成としたが、内輪案内の転が
り軸受の場合は、保持器の内径面に溝を設ければよい。
こうすれば、上記の実施形態と同様の効果を奏すること
ができる。 【００１３】 【実施例】実施例として、図２（ａ）に示した形態の保
持器１４を組み込んだアンギュラ玉軸受（日本精工株式
会社製品番号７０００）であって、軸受内径１０ｍｍ、
軸受外径２６ｍｍ、軸受幅８ｍｍ、玉径４．７６２ｍ
ｍ、軸受ピッチ径１８ｍｍのものを用意した。また、比
較例として、外径面に溝を設けてない保持器を組み込ん
だ上記と同様の寸法を有するアンギュラ玉軸受を用意し
た。これらのアンギュラ玉軸受を、図３に示すように、
回転が停止した状態（回転数：０（ｒｐｍ））から６分
間で回転数を６０００ｒｐｍに上昇させ、時間の経過に
伴うアンギュラ玉軸受の温度及び動摩擦トルクの変化を
求める試験を行った。 【００１４】結果を図４、５に示す。図４は比較例の温
度及び動摩擦トルクの変化を表すグラフである。図５
は、図２（ａ）の保持器１４を組み込んだアンギュラ玉
軸の温度及び動摩擦トルクの変化を表すグラフである。
図４に示すように、比較例のアンギュラ玉軸は、運転開
始から激しい動摩擦トルクの変動が見られ、１００時間
経過後も安定せず、約２００時間経過後、ようやく安定
した状態に到達した。一方、図５のアンギュラ玉軸は、
１００時間経過時には、動摩擦トルクが安定した状態に
到達し、変動がなくなった。また、試験開始時に上昇し
た温度は、比較例に比べて早期に下降することがわかっ
た。さらに、アンギュラ玉軸受の潤滑性能も、比較例に
比べ良好であった。 【００１５】上記の試験から、保持器の案内面（図２
（ａ）においては外径面）に軸方向溝及び周方向溝を設
けたアンギュラ玉軸受は、なんら溝を設けない保持器を
組み込んだアンギュラ玉軸受に比べて、動摩擦トルクが
早く安定することがわかった。このため、本発明にかか
るアンギュラ玉軸受は、良好な潤滑性能を確保しつつ、
動摩擦トルクを安定させるための慣らし運転の時間を大
幅に短縮することが可能である。 【００１６】なお、本発明は、前述した実施形態に限定
されるものではなく、適宜な変形、改良などが可能であ
る。本発明は玉軸受及び円筒ころ軸受はもちろん、円す
いころ軸受、ニードル軸受、自動調心軸受等、保持器を
有する転がり軸受全般に適用でき、顕著な効果を奏す
る。軸方向溝は、保持器の柱部のみに設けてもよいし、
ポケットに対応する位置にのみ設けてもよい。周方向溝
は、柱部だけでなく、ポケットの軸方向両側に周回させ
てもよい。軸方向溝及び周方向溝の深さ、幅等の寸法及
び形状は、本発明の効果を奏する範囲でそれぞれ自由に
設定することが可能である。例えば、断面形状は、半円
形状の他に、正方形状、矩形状、三角形状であってもよ
い。 【００１７】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
良好な潤滑性能を確保しつつ、運転開始時において動摩
擦トルクを早期に安定させて小さくすることが可能な転
がり軸受を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアンギュラ玉軸受を示す部分断面図で
ある。 【図２】本発明にかかる保持器を示す図である。 【図３】内輪回転数の経時変化を示すグラフである。 【図４】比較例の軸受温度及びトルクの経時変化を示す
グラフである。 【図５】実施例の軸受温度及びトルクの経時変化を示す
グラフである。 【符号の説明】 １０ アンギュラ玉軸受 １１ 内輪 １２ 外輪 １３ 転動体（玉） １４、２４ 保持器 １５、２５ ポケット １６、２６ 軸方向溝 １７、２７ 周方向溝
ある。 【図２】本発明にかかる保持器を示す図である。 【図３】内輪回転数の経時変化を示すグラフである。 【図４】比較例の軸受温度及びトルクの経時変化を示す
グラフである。 【図５】実施例の軸受温度及びトルクの経時変化を示す
グラフである。 【符号の説明】 １０ アンギュラ玉軸受 １１ 内輪 １２ 外輪 １３ 転動体（玉） １４、２４ 保持器 １５、２５ ポケット １６、２６ 軸方向溝 １７、２７ 周方向溝
─────────────────────────────────────────────────────
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(72)発明者 大浦 行雄
神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号
日本精工株式会社内
Ｆターム(参考） 3J101 AA02 AA12 AA32 AA42 AA52
AA62 BA21 BA22 BA34 BA44
CA11 DA14 EA13 EA31 EA75
FA32 GA57
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 内輪又は外輪に案内される保持器を備え
た転がり軸受において、前記保持器の案内面である内径
面又は外径面に、軸方向に延びる溝と周方向に延びる溝
とが複数形成されていることを特徴とする転がり軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001383078A JP2003184888A (ja) | 2001-12-17 | 2001-12-17 | 転がり軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001383078A JP2003184888A (ja) | 2001-12-17 | 2001-12-17 | 転がり軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003184888A true JP2003184888A (ja) | 2003-07-03 |
Family
ID=27593227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001383078A Pending JP2003184888A (ja) | 2001-12-17 | 2001-12-17 | 転がり軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003184888A (ja) |
Cited By (13)
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-
2001
- 2001-12-17 JP JP2001383078A patent/JP2003184888A/ja active Pending
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