JP2011064543A - Shunt-type flowmeter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係るいくつかの態様は計測技術に関し、特に分流式流量計に関する。 Some embodiments according to the present invention relate to measurement technology, and more particularly to a shunt flow meter.
従来、分流式流量計として、分流路(バイパス流路)を形成し、主流路を形成する主流路保持体(主流路モジュール)に対して着脱可能に構成された分流路保持体(バイパス流路モジュール)を備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a shunt flow meter, a shunt channel (bypass channel) is formed, and a shunt channel holder (bypass channel) configured to be detachable from a main channel holder (main channel module) that forms the main channel A module having a module) is known (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、従来の分流式流量計では、流体が主流路を流れている状態で主流路保持体から分流路保持体を取り外すと、主流路に通じる分流孔から流体が漏えいするという問題があった。そのため、主流路保持体から分流路保持体を取り外すときは、主流路を流れる流体を停止させ、分流式流量計の下流側に設置された装置等も停止させる必要があり、メンテナンス性(メンテナンスのしやすさ)の低下を招いていた。 However, in the conventional shunt type flow meter, there is a problem that if the branch channel holder is removed from the main channel holder in a state where the fluid is flowing through the main channel, the fluid leaks from the branch holes communicating with the main channel. Therefore, when removing the branch flow path holding body from the main flow path holding body, it is necessary to stop the fluid flowing through the main flow path, and also stop the device installed downstream of the shunt flow meter. Ease of use).
本発明のいくつかの態様は前述の問題に鑑みてなされたものであり、メンテナンス性を向上させることのできる分流式流量計を提供することを目的の1つとする。 Some aspects of the present invention have been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a shunt flow meter that can improve maintainability.
本発明に係る分流式流量計は、流体が流れる主流路と前記主流路に通じる分流孔とが設けられた主流路保持体と、分流孔を介して主流路と連通する分流路が設けられ、主流路保持体に着脱可能な分流路保持体と、分流孔における開口部を開閉するための開閉板と、分流路保持体が主流路保持体から取り外されたときに開閉板により開口部を閉塞させる弾性体と、分流路保持体が主流路保持体に取り付けられたときに開口部と開閉板とを離間させる突起部材と、を備える。 A shunt flow meter according to the present invention is provided with a main flow path holding body provided with a main flow path through which a fluid flows and a shunt hole communicating with the main flow path, and a shunt flow path communicating with the main flow path through the shunt holes, A diversion channel holding body that can be attached to and detached from the main flow path holding body, an opening and closing plate for opening and closing the opening in the diversion hole, and an opening and closing plate that closes the opening when the diversion channel holding body is removed from the main flow path holding body And an protruding member that separates the opening and the opening / closing plate when the branch flow path holding body is attached to the main flow path holding body.
かかる構成によれば、分流路保持体を主流路保持体から取り外したときに開閉板により開口部が閉塞され、分流路保持体を主流路保持体に取り付けたときに開口部と開閉板とが離間する。これにより、分流路保持体の取り付け時に分流孔の開口部が開くので、分流孔を介して主流路と分流路とが連通し、主流路と分流路との間を流体が流通する。一方、分流路保持体の取り外し時に分流孔の開口部が閉じるので、主流路と分流路との間における流体の流通が妨げられ、主流路を流れる流体が分流孔から漏えいするのを防止することができる。 According to such a configuration, the opening is closed by the opening / closing plate when the branching channel holder is removed from the main channel holding member, and the opening and the switching plate are connected when the branching channel holder is attached to the main channel holder. Separate. Thereby, since the opening part of a diversion hole opens at the time of attachment of a diversion flow path holding body, a main flow path and a diversion flow path are connected via a diversion hole, and a fluid distribute | circulates between a main flow path and a diversion flow path. On the other hand, since the opening of the diversion hole is closed when the diversion channel holder is removed, the flow of fluid between the main flow channel and the diversion channel is hindered, and the fluid flowing through the main flow channel is prevented from leaking from the diversion hole. Can do.
好ましくは、弾性体は、開閉板が開口部を閉塞するように開閉板の一方の面を付勢し、突起部材は、分流路保持体に設けられ、分流路保持体が主流路保持体に取り付けられたときに開閉板の他方の面に力を加える。 Preferably, the elastic body urges one surface of the opening / closing plate so that the opening / closing plate closes the opening, the protruding member is provided on the branch flow path holding body, and the branch flow path holding body serves as the main flow path holding body. When attached, force is applied to the other side of the opening / closing plate.
好ましくは、開口部は環状のスペーサにより形成されている。 Preferably, the opening is formed by an annular spacer.
好ましくは、開閉板は、スペーサの内径より大きく開口部の径より小さい径を有する。 Preferably, the opening / closing plate has a diameter larger than the inner diameter of the spacer and smaller than the diameter of the opening.
かかる構成によれば、開閉板は、スペーサの内径より大きく開口部の径より小さい径を有する。これにより、開閉板は、スペーサによって確実に係止されるとともに、分流孔の内部で動くことができる。 According to this configuration, the opening / closing plate has a diameter larger than the inner diameter of the spacer and smaller than the diameter of the opening. As a result, the opening / closing plate is securely locked by the spacer and can move inside the flow dividing hole.
好ましくは、開閉板はゴム製である。 Preferably, the opening / closing plate is made of rubber.
かかる構成によれば、開閉板はゴム製である。これにより、開口部の密閉性を高めことができ、流体を確実に遮断することができる。 According to this configuration, the opening / closing plate is made of rubber. Thereby, the sealing property of an opening part can be improved and a fluid can be interrupted | blocked reliably.
好ましくは、弾性体はバネである。 Preferably, the elastic body is a spring.
本発明に係る分流式流量計によれば、分流路保持体の取り付け時に分流孔の開口部が開くので、分流孔を介して主流路と分流路とが連通し、主流路と分流路との間を流体が流通する。一方、分流路保持体の取り外し時に分流孔の開口部が閉じるので、主流路と分流路との間における流体の流通が妨げられ、主流路を流れる流体が分流孔から漏えいするのを防止することができる。これにより、流体が主流路を流れているときに主流路保持体から分流路保持体を取り外すことができ、メンテナンス性を向上させることができる。 According to the shunt flow meter of the present invention, the opening of the shunt hole is opened when the shunt holder is attached, so that the main channel and the shunt channel communicate with each other via the shunt hole, Fluid flows between them. On the other hand, since the opening of the diversion hole is closed when the diversion channel holder is removed, the flow of fluid between the main flow channel and the diversion channel is hindered, and the fluid flowing through the main flow channel is prevented from leaking from the diversion hole. Can do. Thereby, when the fluid is flowing through the main flow path, the branch flow path holding body can be removed from the main flow path holding body, and the maintainability can be improved.
以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法などは以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。 Embodiments of the present invention will be described below. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, the drawings are schematic. Therefore, specific dimensions and the like should be determined in light of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
図1乃至図10は、本発明に係る分流式流量計の一実施形態を示すものである。図1は、本発明の一実施形態における分流式流量計の斜視図である。図1に示すように、分流式流量計1は、主流路11が設けられた主流路保持体10と、主流路保持体10に着脱可能な分流路保持体30と、を備える。また、分流式流量計1は、分流路保持体30の上部に配置された表示装置35を備える。表示装置35は、例えばLEDなどの発光体や液晶ディスプレイなどから構成される。
1 to 10 show an embodiment of a shunt flow meter according to the present invention. FIG. 1 is a perspective view of a shunt flow meter according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the shunt flow meter 1 includes a main flow
図2は、図1に示した分流式流量計の側方断面図である。分流路保持体30には、分流路25が設けられており、分流路保持体30の形状は、例えば板状、又はブロック状である。また、分流路保持体30は、後述する流れセンサ8及び突起部材(シャフト)32a,32bと、内部に配置された、中央演算処理装置(以下、CPUという)300、入力装置251、及び記憶装置400と、を備える。入力装置251は、入力キーなどの入力手段を有しており、各種設定や情報を入力可能に構成される。記憶装置400は、分流路25を流れる流体の流量と主流路11を流れる流体の流量との比(以下、分流比という)に関する情報を記憶するためのものであり、ランダムアクセスメモリ(以下、RAMという)などの揮発性メモリなどから構成される。CPU300には、流れセンサ8、入力装置251、記憶装置400、及び表示装置35が電気的に接続されている。また、CPU300は、主流路11を流れる流体の流量を算出するための算出回路301を有する。なお、図2に示す分流路保持体30は、模式的に描かれており、実際には、マイクロプロセッサ、RAM、リードオンリメモリ(ROM)、I/O回路などをさらに備える。
FIG. 2 is a side sectional view of the shunt flow meter shown in FIG. The branch channel holder 30 is provided with a branch channel 25, and the shape of the branch channel holder 30 is, for example, a plate shape or a block shape. Further, the branch flow path holding body 30 includes a
図3は、図1に示した主流路保持体の上面図であり、図4は、図3に示したIII−III線矢視方向断面図であり、図5は、図3に示したIV−IV線矢視方向断面図である。図3に示すように、主流路保持体10の上面には、楕円状の凹部16が設けられている。凹部16には、主流路11に通じる一対の分流孔4a,4bが設けられている。すなわち、図5に示すように、分流孔4aは、凹部16の底面から主流路11の内壁(内面)に貫通している。また、図示を省略するが、分流孔4bも同様に、凹部16の底面から主流路11の内壁(内面)に貫通している。これにより、図4に示すように、分流孔4aは凹部16から主流路11の上流に連通し、分流孔4bは凹部16から主流路11の下流に連通する。
3 is a top view of the main flow path holding body shown in FIG. 1, FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line III-III shown in FIG. 3, and FIG. 5 is an IV shown in FIG. It is -IV line arrow direction sectional drawing. As shown in FIG. 3, an elliptical
図1に示す六面体の主流路保持体10において、図4に示すように、対向する二面に、注入口13及び排出口14が設けられている。注入口13及び排出口14のそれぞれには、ガスや液体などの流体を通す配管(図示せず)が挿入される。流路保持体10の内部に設けられた主流路11は、注入口13から排出口14に貫通している。主流路11は、注入口13及び排出口14に接続された配管と連通し、注入口13から流入した流体を排出口14から流出する。主流路11の一部には、主流路11の内径を狭める差圧発生構造12が設けられている。差圧発生構造12によって、主流路11の注入口13側と排出口14側の間で、流体の流速に応じた差圧が発生する。差圧発生構造12は、例えばオリフィス又はベンチュリーである。本願では、主流路11の差圧発生構造12より注入口13側を「上流」といい、主流路11の差圧発生構造12より排出口14側を「下流」という。なお、主流路保持体10の材料には、金属又は樹脂などが使用可能である。
In the hexahedral main flow
図6は、図1に示した分流路保持体の下面図である。図2に示したように、分流路保持体30は、分流路保持体30を主流路保持体10に取り付けたときに、図3乃至図5に示す凹部16を覆うように配置される。分流路25は、主流路保持体10に対向する面、すなわち図6に示すように、分流路保持体30の下面に設けられる。また、分流路25は、図3乃至図5に示す楕円状の凹部16と同一又は略同一の輪郭を有する凹部である。図2に示したように、分流路25は、一対の分流孔4a,4bを介して主流路11と連通する。なお、分流路保持体30を主流路保持体10に取り付けたときに、分流路保持体30に覆われた凹部16が分流路25の一部をなしてもよい。分流路25には、分流路保持体30を主流路保持体10に取り付けたときに一対の分流孔4a,4b上にそれぞれ配置される一対の突起部材32a,32bと、分流路25を流れる流体の流量を検出するための流れセンサ8と、が設けられている。
FIG. 6 is a bottom view of the branch passage holder shown in FIG. As shown in FIG. 2, the branch flow path holding body 30 is disposed so as to cover the
図7は、図1に示した流れセンサの斜視図であり、図8は、図7に示したVII−VII線矢視方向断面図である。図7及び図8に示すように、流れセンサ8は、キャビティ66が設けられた基板60、基板60上にキャビティ66を覆うように配置された絶縁膜65、絶縁膜65に設けられたヒータ61、ヒータ61より上流側に設けられた上流側測温抵抗素子62、ヒータ61より下流側に設けられた下流側測温抵抗素子63、及び上流側測温抵抗素子62より上流側に設けられた周囲温度センサ64を備える。
7 is a perspective view of the flow sensor shown in FIG. 1, and FIG. 8 is a cross-sectional view in the direction of arrows VII-VII shown in FIG. As shown in FIGS. 7 and 8, the
図8に示す絶縁膜65のキャビティ66を覆う部分は、断熱性のダイアフラムをなしている。周囲温度センサ64は、図2に示す分流路25に流入してきた流体の温度を測定する。図7及び図8に示すヒータ61は、キャビティ66を覆う絶縁膜65の中心に配置されており、分流路25に流れる流体を、周囲温度センサ64が計測した温度よりも一定温度、例えば10℃高くなるよう、加熱する。上流側測温抵抗素子62はヒータ61より上流側の温度を検出するために用いられ、下流側測温抵抗素子63はヒータ61より下流側の温度を検出するために用いられる。
A portion of the insulating
ここで、図2に示す分流路25中の流体が静止している場合、図7及び図8に示すヒータ61で加えられた熱は、上流方向と下流方向へ対称的に拡散する。したがって、上流側測温抵抗素子62及び下流側測温抵抗素子63の温度は等しくなり、上流側測温抵抗素子62及び下流側測温抵抗素子63の電気抵抗は等しくなる。これに対し、図2に示す分流路25中の流体が上流から下流に流れている場合、図7及び図8に示すヒータ61で加えられた熱は、下流方向に運ばれる。したがって、上流側測温抵抗素子62の温度よりも、下流側測温抵抗素子63の温度が高くなる。そのため、上流側測温抵抗素子62の電気抵抗と、下流側測温抵抗素子63の電気抵抗に差が生じる。下流側測温抵抗素子63の電気抵抗と上流側測温抵抗素子62の電気抵抗の差は、図2に示す分流路25中の流体の速度と相関関係がある。そのため、下流側測温抵抗素子63の電気抵抗と上流側測温抵抗素子62の電気抵抗の差から、分流路25を流れる流体の流量が求められる。
Here, when the fluid in the branch flow path 25 shown in FIG. 2 is stationary, the heat applied by the
図7及び図8に示す基板60の材料としては、シリコン(Si)などが使用可能である。絶縁膜65の材料としては、酸化ケイ素(SiO2)などが使用可能である。キャビティ66は、異方性エッチングなどにより形成される。また、ヒータ61、上流側測温抵抗素子62、下流側測温抵抗素子63、及び周囲温度センサ64のそれぞれの材料には白金(Pt)などが使用可能であり、リソグラフィ法などにより形成可能である。
As a material of the
流れセンサ8により検出された分流路25を流れる流体の流量は、図2に示すCPU300の算出回路301に出力される。また、分流比に関する情報、例えば分流比の値は、ユーザ又はエンジニアによって図2に示す入力装置251から入力される。入力装置251により入力された分流比の値は、CPU300の算出回路301により記憶装置400に書き込まれて記憶される。なお、分流比に関する情報は、パーソナルコンピュータなどを介して記憶装置400に記憶するようにしてもよい。
The flow rate of the fluid flowing through the branch flow path 25 detected by the
分流式流量計1が主流路11を流れる流体の流量を測定する際、算出回路301は、あらかじめ記憶された分流比に関する情報を、記憶装置400から読み出す。次に、算出回路301は、記憶装置400から読み出した分流比に関する情報と、流れセンサ8から入力される分流路25を流れる流体の流量とに基づいて、主流路11を流れる流体の流量を算出する。表示装置35は、算出回路301が記憶装置400から読み出した分流比に関する情報、及び算出回路301が算出した主流路11を流れる流体の流量を表示する。
When the diversion flow meter 1 measures the flow rate of the fluid flowing through the
図9は、分流路保持体の取り外し時における分流孔の状態を説明する拡大側方断面図である。なお、図9及び図10では、分流孔4aの状態のみを示すが、分流孔4bの状態も同様である。よって、分流孔4bの状態については、図示及びその説明を省略する。図4に示したように、分流孔4a,4bのそれぞれの内部には段が設けられており、分流孔4a,4bのそれぞれの内径は、主流路11に接続する側が、凹部16に接続する側よりも狭くなっている。図9に示すように、分流孔4aには、バネ41、開閉板42、及びスペーサ43が設置される。バネ41は、弾性力を利用して開閉板42を動かすためのものであり、凹部16側から分流孔4aの内部の段上に挿入される。開閉板42は、分流孔4aの開口部5を開閉するためのものであり、バネ41の上に設置される。これにより、開閉板42の下面はバネ41によって上方に付勢される。スペーサ43は、分流孔4aの開口部5を形成するためのものであり、環状の形状を有している。スペーサ43は、分流孔4aの凹部16側から開閉板42の上に圧入される。これにより、開閉板42はバネ41とスペーサ43とによって固定され、開閉板42により開口部5が閉塞される。
FIG. 9 is an enlarged side cross-sectional view for explaining the state of the diversion holes when the diversion channel holder is removed. 9 and 10, only the state of the
図10は、分流路保持体の取り付け時における分流孔の状態を説明する拡大側方断面図である。図10に示すように、分流路保持体30を主流路保持体10に取り付けたときに、分流孔4a上に配置される突起部材32aは、開閉板42の上面に当接して力を加える。これにより、開閉板42が押し下げられ、開口部5と開口部5を閉塞していた開閉板42とが離間する。また、分流路保持体30を主流路保持体10から取り外すと、突起部材32aは開閉板42の上面から離れ、バネ41の弾性力によって開閉板42が押し上げられる。これにより、図9に示したように、開閉板42により開口部5が閉塞される。
FIG. 10 is an enlarged side cross-sectional view for explaining the state of the diversion hole when the diversion channel holder is attached. As shown in FIG. 10, when the branch flow path holding body 30 is attached to the main flow
このように、分流路保持体30を主流路保持体10から取り外したときに開閉板42により開口部5が閉塞され、分流路保持体30を主流路保持体10に取り付けたときに開口部5と開閉板52とが離間する。これにより、分流路保持体30の取り付け時に分流孔4a,4bの開口部5が開くので、分流孔4a,4bを介して主流路11と分流路25とが連通し、主流路11と分流路25との間を流体が流通する。一方、分流路保持体30の取り外し時に分流孔4a,4bの開口部5が閉じるので、主流路11と分流路25との間における流体の流通が妨げられ、主流路11を流れる流体が分流孔4a,4bから漏えいするのを防止することができる。
Thus, the
開閉板42の径は、スペーサ43の内径より大きく、分流孔4aの主流路11に接続する側の内径より小さいことが好ましい。これにより、開閉板42は、スペーサ43によって確実に係止されるとともに、分流孔4aの内部で動くことができる。
The diameter of the opening /
また、開閉板42はゴム製であることが好ましい。これにより、開口部5の密閉性を高めことができ、流体を確実に遮断することができる。
The opening /
なお、分流孔4a,4bに、バネ41、開閉板42、及びスペーサ43を設置することによって、流れセンサ8の計測値(分流路25を流れる流体の流量)に影響を及ぼすことはない。分流比の値は、分流孔4a,4bに、バネ41、開閉板42、及びスペーサ43を設置した状態の値が入力され、この分流比の値に基づいて主流路11を流れる流体の流量が算出される。
In addition, by installing the
本実施形態では、スペーサ43により分流孔4a,4bの開口部5を形成するようにしたが、これに限定されず、例えば、スペーサ43を設置せずに、分流孔4a,4bの凹部16側の開口部が内側に突出するように形成(加工)してもよい。
In the present embodiment, the
このように、本発明に係る分流式流量計1によれば、分流路保持体30を主流路保持体10から取り外したときに開閉板42により開口部5が閉塞され、分流路保持体30を主流路保持体10に取り付けたときに開口部5と開閉板52とが離間する。これにより、分流路保持体30の取り付け時に分流孔4a,4bの開口部5が開くので、分流孔4a,4bを介して主流路11と分流路25とが連通し、主流路11と分流路25との間を流体が流通する。一方、分流路保持体30の取り外し時に分流孔4a,4bの開口部5が閉じるので、主流路11と分流路25との間における流体の流通が妨げられ、主流路11を流れる流体が分流孔4a,4bから漏えいするのを防止することができる。これにより、流体が主流路11を流れているときに主流路保持体10から分流路保持体30を取り外すことができ、メンテナンス性を向上させることができる。
Thus, according to the flow dividing type flow meter 1 according to the present invention, the
また、本発明に係る分流式流量計1によれば、開閉板42は、スペーサ43の内径より大きく、分流孔4a,4bの主流路11に接続する側の内径より小さい径を有する。これにより、開閉板42は、スペーサ43によって確実に係止されるとともに、分流孔4a,4bの内部で動くことができる。
Further, according to the flow dividing meter 1 according to the present invention, the opening /
また、本発明に係る分流式流量計1によれば、開閉板42はゴム製である。これにより、開口部5の密閉性を高めことができ、流体を確実に遮断することができる。
Further, according to the shunt flow meter 1 according to the present invention, the opening /
なお、本発明の構成は前述の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもよい。 The configuration of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
1…分流式流量計
4a,4b…分流孔
5…開口部
8…流れセンサ
10…主流路保持体
11…主流路
25…分流路
30…分流路保持体
32a,32b…突起部材
41…バネ
42…開閉板
43…スペーサ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Split flow
Claims (6)
前記分流孔を介して前記主流路と連通する分流路が設けられ、前記主流路保持体に着脱可能な分流路保持体と、
前記分流孔における開口部を開閉するための開閉板と、
前記分流路保持体が前記主流路保持体から取り外されたときに前記開閉板により前記開口部を閉塞させる弾性体と、
前記分流路保持体が前記主流路保持体に取り付けられたときに前記開口部と前記開閉板とを離間させる突起部材と、を備える
ことを特徴とする分流式流量計。 A main flow path holding body provided with a main flow path through which fluid flows and a diversion hole leading to the main flow path;
A diversion channel communicating with the main channel via the diversion hole is provided, and a diversion channel holder that is detachable from the main channel holder;
An opening and closing plate for opening and closing the opening in the diversion hole;
An elastic body that closes the opening by the opening and closing plate when the branch flow path holding body is removed from the main flow path holding body;
A shunt flow meter comprising: a projecting member that separates the opening and the opening / closing plate when the branch flow path holding body is attached to the main flow path holding body.
前記突起部材は、前記分流路保持体に設けられ、前記分流路保持体が前記主流路保持体に取り付けられたときに前記開閉板の他方の面に力を加える
ことを特徴とする請求項1に記載の分流式流量計。 The elastic body biases one surface of the opening / closing plate so that the opening / closing plate closes the opening,
The projection member is provided on the branch passage holding body, and applies a force to the other surface of the opening / closing plate when the branch passage holding body is attached to the main flow path holding body. The shunt flow meter described in 1.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の分流式流量計。 The shunt flow meter according to claim 1 or 2, wherein the opening is formed by an annular spacer.
ことを特徴とする請求項3に記載の分流式流量計。 The shunt flow meter according to claim 3, wherein the opening / closing plate has a diameter larger than an inner diameter of the spacer and smaller than a diameter of the opening.
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の分流式流量計。 The shunt flow meter according to any one of claims 1 to 4, wherein the opening / closing plate is made of rubber.
ことを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の分流式流量計。 The shunt flow meter according to any one of claims 1 to 5, wherein the elastic body is a spring.
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JP2009214637A Pending JP2011064543A (en) | 2009-09-16 | 2009-09-16 | Shunt-type flowmeter |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2011064543A (en) |
-
2009
- 2009-09-16 JP JP2009214637A patent/JP2011064543A/en active Pending
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