JP2014196030A - 負圧式倍力装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】負圧式倍力装置にて、負圧弁でのシール性を高めると共に、負圧弁部の着座位置での潰れ量のバラツキを低減する。【解決手段】負圧式倍力装置にて、バルブボデー22の軸孔22a内に組付けた弁機構Vは、プランジャ32のバルブボデー22に対する進退移動に応じ負圧室R1と変圧室R2間を連通・遮断する負圧弁V1及び変圧室R2と大気間を連通・遮断する大気弁V2を備える。負圧弁V1は、バルブボデー22に設けた負圧弁座22dと、これに着座・離座可能なゴム製の負圧弁部41b1と、これを一体的に保持する金属製の保持部材(プレート41c)と、負圧弁部41b1と保持部材(41c)を負圧弁座22dに向けて付勢するスプリング43を備える。バルブボデー22に、負圧弁部41b1の負圧弁座22dに対する着座位置を規定するストッパ22eが設けられ、着座位置ではストッパ22eに保持部材(41c)が軸方向にて当接し位置保持される。【選択図】 図2
Description
本発明は、自動車に適用されるブレーキ装置の一構成部品である負圧式倍力装置に関するものである。
一般に、負圧式倍力装置においては、ハウジング内を前方の負圧室と後方の変圧室とに区画する可動隔壁に連結されて前記ハウジングに対して軸方向に移動可能なバルブボデーが軸孔を備えていて、この軸孔内には、前記バルブボデーに対して軸方向に進退可能で入力部材と一体的に移動するプランジャと、このプランジャの前記バルブボデーに対する進退移動に応じて前記負圧室と前記変圧室間を連通・遮断する負圧弁および前記変圧室と大気間を連通・遮断する大気弁を備えた弁機構が組み込まれるとともに、前記プランジャの前端部と前記バルブボデーの前端部が後面に係合可能な反動部材と、この反動部材の前面に後端部にて係合し前記バルブボデーに対して軸方向に移動可能な出力部材が組付けられている。かかる負圧式倍力装置は、例えば、下記の特許文献1に記載されている。
上記した特許文献1に記載されている負圧式倍力装置においては、前記弁機構の前記負圧弁が、前記バルブボデーに設けた負圧弁座と、この負圧弁座に対して軸方向にて着座・離座可能な負圧弁部と、この負圧弁部を一体的に保持する保持部材を備えている。なお、バルブボデーは一般に硬質の樹脂製であり、負圧弁部は一般に弾性変形可能なゴム製であり、保持部材は一般に金属製であり、負圧弁部と保持部材はスプリングによって負圧弁座に向けて軸方向に付勢されている。
上記特許文献1に記載されている負圧式倍力装置においては、初期状態(入力部材とプランジャが初期位置(復帰位置)にあって、負圧室と変圧室間が開状態の負圧弁を通して連通し、変圧室と大気間が閉状態の大気弁により連通を遮断されている状態)から、入力部材が前進してプランジャが前進すると、負圧弁部と保持部材がスプリングによって負圧弁座に向けて軸方向に付勢され、負圧弁部が負圧弁座に着座して負圧室と変圧室間の連通が遮断される。
また、上記特許文献1に記載されている負圧式倍力装置においては、初期状態から負圧弁部が負圧弁座に着座して停止するまでの間において、負圧弁部が負圧弁座に受け止められる以外には、負圧弁部と保持部材が負圧弁座に向けて軸方向に自由に移動可能である。このため、負圧弁部が負圧弁座に着座して停止し、負圧室と変圧室間の連通が遮断されている状態では、負圧弁部と保持部材がスプリングによって負圧弁座に向けて軸方向に付勢されていて、スプリングの付勢力全てが負圧弁部を介して負圧弁座にて受け止められ、負圧弁部が潰れた状態で負圧弁座に着座している。
ところで、上記した負圧式倍力装置の構成にて、負圧弁でのシール性を高めるために、負圧弁部として採用されるゴム素材のゴム硬度を可能な限り低くすると、負圧弁でのシール性を高めることが可能であるものの、負圧弁部が負圧弁座に着座して停止している状態(着座位置)での負圧弁部の潰れ量(弾性変形量)に、大きなバラツキが生じやすくて、当該負圧式倍力装置の特性(例えば、一般的に知られている、ジャンピング特性、フローティング特性など)に大きなバラツキが生じるおそれがある。なお、負圧弁部の潰れ量(弾性変形量)に大きなバラツキが生じる要因としては、負圧弁部として採用されるゴム素材のゴム硬度を可能な限り低くした点や、負圧弁座、負圧弁部、保持部材などの製作誤差や、スプリングの製作誤差などがあるが、負圧弁部として採用されるゴム素材のゴム硬度を可能な限り低くした点と、スプリングや負圧弁座の製作誤差が大きな要因である。
本発明は、上記した課題を解消すべくなされたもの(負圧弁でのシール性を高めることが可能であるとともに、負圧弁部の着座位置での潰れ量のバラツキを低減可能な負圧式倍力装置を提供するもの)であり、
ハウジング内を前方の負圧室と後方の変圧室とに区画する可動隔壁に連結されて前記ハウジングに対して軸方向に移動可能なバルブボデーが軸孔を備えていて、この軸孔内には、前記バルブボデーに対して軸方向に進退可能で入力部材と一体的に移動するプランジャと、このプランジャの前記バルブボデーに対する進退移動に応じて前記負圧室と前記変圧室間を連通・遮断する負圧弁および前記変圧室と大気間を連通・遮断する大気弁を備えた弁機構が組み込まれるとともに、前記プランジャの前端部と前記バルブボデーの前端部が後面に係合可能な反動部材と、この反動部材の前面に後端部にて係合し前記バルブボデーに対して軸方向に移動可能な出力部材が組付けられている負圧式倍力装置であって、
前記弁機構の前記負圧弁が、前記バルブボデーに設けた負圧弁座と、この負圧弁座に対して軸方向にて着座・離座可能なゴム製の負圧弁部と、この負圧弁部を一体的に保持する金属製の保持部材と、前記負圧弁部と前記保持部材を前記負圧弁座に向けて軸方向に付勢するスプリングを備えていて、
前記バルブボデーには、前記負圧弁部の前記負圧弁座に対する軸方向の着座位置を規定するストッパが設けられていて、前記着座位置では前記ストッパに前記保持部材が軸方向にて当接して位置保持されるように設定されている負圧式倍力装置
に特徴がある。
ハウジング内を前方の負圧室と後方の変圧室とに区画する可動隔壁に連結されて前記ハウジングに対して軸方向に移動可能なバルブボデーが軸孔を備えていて、この軸孔内には、前記バルブボデーに対して軸方向に進退可能で入力部材と一体的に移動するプランジャと、このプランジャの前記バルブボデーに対する進退移動に応じて前記負圧室と前記変圧室間を連通・遮断する負圧弁および前記変圧室と大気間を連通・遮断する大気弁を備えた弁機構が組み込まれるとともに、前記プランジャの前端部と前記バルブボデーの前端部が後面に係合可能な反動部材と、この反動部材の前面に後端部にて係合し前記バルブボデーに対して軸方向に移動可能な出力部材が組付けられている負圧式倍力装置であって、
前記弁機構の前記負圧弁が、前記バルブボデーに設けた負圧弁座と、この負圧弁座に対して軸方向にて着座・離座可能なゴム製の負圧弁部と、この負圧弁部を一体的に保持する金属製の保持部材と、前記負圧弁部と前記保持部材を前記負圧弁座に向けて軸方向に付勢するスプリングを備えていて、
前記バルブボデーには、前記負圧弁部の前記負圧弁座に対する軸方向の着座位置を規定するストッパが設けられていて、前記着座位置では前記ストッパに前記保持部材が軸方向にて当接して位置保持されるように設定されている負圧式倍力装置
に特徴がある。
上記した本発明の実施に際して、前記弁機構の前記大気弁が、前記プランジャに設けた大気弁部と、前記負圧弁部に対して並列的に設けられていて前記大気弁部に対して軸方向に着座・離座可能なゴム製の大気弁座を備えていることも可能である。また、前記弁機構の前記大気弁が、前記プランジャに設けた大気弁部と、前記負圧弁部に対して直列的に設けられていて前記大気弁部に対して軸方向に着座・離座可能なゴム製の大気弁座を備えていることも可能である。
本発明による負圧式倍力装置においては、上記したように、前記バルブボデーに、前記負圧弁部の前記負圧弁座に対する軸方向の着座位置を規定するストッパが設けられていて、前記着座位置では前記ストッパに前記保持部材が軸方向にて当接して位置保持されるように設定されている。このため、保持部材が、着座位置(ストッパにより規定される位置)より前方に移動することが規制されて、保持部材が着座位置より前方に移動することによる負圧弁部の潰れ量(弾性変形量)増大が防止される。したがって、負圧弁部として採用されるゴム素材のゴム硬度を可能な限り低くして、負圧弁でのシール性を高めることが可能であるとともに、負圧弁部の着座位置での潰れ量のバラツキを低減することが可能である。これにより、負圧弁での良好なシール性を確保しつつ、当該負圧式倍力装置での特性のバラツキを低減することが可能である。
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1〜図3は本発明による負圧式倍力装置の第1実施形態を示していて、この第1実施形態の負圧式倍力装置においては、ハウジング10に可動隔壁21とバルブボデー22を備えるパワーピストン20がピストン軸方向にて前後方向(図1の左右方向)に移動可能に組付けられていて、ハウジング10内が可動隔壁21により前方の負圧室R1と後方の変圧室R2とに区画されている。
ハウジング10は、前方シェル11と後方シェル12を備えるとともに、前方シェル11に気密的に設けられて負圧室R1を負圧源(例えば、図示省略のエンジンの吸気マニホールド)に常時連通させるための負圧導入管13を備えている。このハウジング10は、後方シェル12を気密的に貫通する複数本(図1では一本のみが示されている)の取付ボルト14と、前方シェル11と後方シェル12を気密的に貫通する複数本(図1では一本のみが示されている)の取付ボルト15の後方部位にて静止部材、すなわち車体(図示省略)に固定され、取付ボルト15の前方部位にてブレーキマスタシリンダ(図示省略)を支持するように構成されている。
ブレーキマスタシリンダは、公知のものであり、そのシリンダ本体(図示省略)の後端部にて前方シェル11に気密的に組付けられている。また、ブレーキマスタシリンダのピストン(図示省略)は、シリンダ本体から後方に突出して負圧室R1内に突入しており、後述する出力軸35の先端部35aによって前方に押動されるように構成されている。
パワーピストン20の可動隔壁21は、環状のプレート21aと、環状のダイアフラム21bとからなり、ハウジング10内にて前後方向(パワーピストン20の軸方向)へ移動可能に設置されている。ダイアフラム21bは、その外周縁に形成された環状の外周ビード部21b1にて、ハウジング10に気密的に挟持されている。また、ダイアフラム21bは、その内周縁に形成された環状の内周ビード部21b2にて、プレート21aの内周部とともにバルブボデー22の外周部に気密的に固定されている。
パワーピストン20のバルブボデー22は、可動隔壁21の内周部に連結された硬質樹脂製の中空体であって、円筒状に形成された中間部位にてハウジング10の後方シェル12に気密的かつ前後方向(パワーピストン20の軸方向)へ移動可能に組付けられており、ハウジング10の前方シェル11との間に介装されたリターンスプリング23によって後方に向けて付勢されている。なお、バルブボデー22のハウジング10外に突出する部位は、後端に複数の通気孔19aを有するブーツ19によって被覆保護されている。
また、バルブボデー22には、前後方向にて貫通する段付の軸孔22aが形成されるとともに、この軸孔22aの中間段部に後端にて連通するとともに前端にて負圧室R1に連通する一対の(図1および図2では一方のみが示されている)負圧連通路22bと、軸孔22aの前方部分に略直交していてキー部材39を外周から挿通可能なキー取付孔22cが形成されている。
上記した軸孔22aには、入力軸31とプランジャ32が同軸的に組付けられるとともに、弁機構Vとフィルタ51,52が同軸的に組付けられている。また、上記した軸孔22aには、プランジャ32の前方に、連結部材33、反動部材34および出力軸(出力部材)35が同軸的に組付けられている。
入力軸31は、バルブボデー22に対して前後方向に進退可能であり、球状先端部31aにてプランジャ32の受承連結部32cに関節状に連結され、後端ねじ部31bにてヨークを介してブレーキペダル(共に図示省略)に連結されていて、ブレーキペダルに作用する踏力を入力として前方に向けて受けるように構成されている。また、入力軸31は、その中間段部に係止されたリテーナ36を介してリターンスプリング37に係合していて、リターンスプリング37によって後方に向けて付勢されている。
プランジャ32は、その先端部32aにて連結部材33を介して反動部材34における後面の中央部位に当接可能であるとともに、その中間部に形成した環状溝部32bにてキー部材39に係合可能であって、先端部32aが反動部材34から連結部材33を介して出力の反力を部分的に受ける部分である。また、プランジャ32の後端には、弁機構Vにおける環状の大気弁部32dが形成されている。このプランジャ32は、先端部32aと中間部32eにて、バルブボデー22の軸孔22aに軸方向にて摺動可能に嵌合されている。なお、プランジャ32の中間部32eが嵌合する軸孔22a部位には、軸方向に延びる連通溝22a1(図2参照)が形成されていて、この連通溝22a1を通して空気が軸方向に流通可能とされている。
反動部材34は、その後面の中央部位が後方に膨出変形可能であり、出力軸35の後方円筒部35b内に収容されて前面全体にて出力軸35の後端部後面に係合(当接)した状態にて、出力軸35の後方円筒部35bとともにバルブボデー22の前端部に組付けられている。この反動部材34は、その後面にて、プランジャ32の先端部32a前面に連結部材33を介して当接可能であるとともに、バルブボデー22の円環状前端面に当接している。
出力軸35は、反動部材34とともにバルブボデー22の軸孔22aの前端部内に前後方向へ移動可能に組付けられていて、先端部35aにてブレーキマスタシリンダにおけるピストンの係合部(凹部)に押動可能に当接しており、制動作動時にはブレーキマスタシリンダのピストンから受ける反力を反動部材34に伝達するようになっている。
キー部材39は、パワーピストン20のバルブボデー22に対するプランジャ32の前後方向移動を規定する機能と、ハウジング10に対するパワーピストン20の後方への移動限界位置(バルブボデー22の後方復帰位置)を規定する機能を有していて、バルブボデー22とプランジャ32のそれぞれに対してパワーピストン20の軸方向に所要量相対移動可能に組付けられている。
弁機構Vは、プランジャ32のバルブボデー22に対する進退移動(軸方向移動)に応じて負圧室R1と変圧室R2間を連通・遮断する負圧弁V1と、プランジャ32のバルブボデー22に対する進退移動(軸方向移動)に応じて変圧室R2と大気間を連通・遮断する大気弁V2を備えていて、バルブボデー22における負圧連通路22bの後端部に一体的に形成した円弧形状又は円形状の負圧弁座22dと、プランジャ32の後端部に一体的に形成した環状の大気弁部32dと、この大気弁部32dに対して同軸的に配置されてバルブボデー22の軸孔22a内に組付けた筒状の弁体41を備えている。
弁体41は、環状の取付部41aと、この取付部41aに一体的に形成されて軸方向に移動可能な筒状の可動部41bを有するとともに、可動部41bに一体的に設けた環状のプレート41cを有していて、取付部41aと可動部41bは同一のゴム製であり、プレート41cは金属製である。プレート41cは、後述する負圧弁部41b1と大気弁座41b2を保持する保持部材であり、取付部41aおよび可動部41bと一体成形されている。
取付部41aは、バルブボデー22の軸孔22a内に気密的に組付けられていて、リテーナ42によってバルブボデー22における軸孔22aの定位置(段部)に固定保持されている。なお、リテーナ42は、リターンスプリング37によって前方に向けて付勢されていて、バルブボデー22における軸孔22aの段部に固定されている。可動部41bは、バルブボデー22に設けた負圧弁座22dに対して軸方向にて着座・離座可能な負圧弁部41b1を有するとともに、プランジャ32に設けた大気弁部32dに対して軸方向にて着座・離座可能な大気弁座41b2を有している。
負圧弁V1は、バルブボデー22に設けた負圧弁座22dと、この負圧弁座22dに対して軸方向にて着座・離座可能なゴム製の負圧弁部41b1と、この負圧弁部41b1を一体的に保持するプレート41cと、負圧弁部41b1とプレート41cを負圧弁座22dに向けて軸方向に付勢するスプリング43を備えている。大気弁V2は、プランジャ32に設けた大気弁部32dと、上記した負圧弁部41b1に対して並列的(同心的)に設けられて大気弁部32dに対して軸方向に着座・離座可能なゴム製の大気弁座41b2を備えるとともに、大気弁座41b2を一体的に保持するプレート41cと、大気弁座41b2とプレート41cを大気弁部32dに向けて軸方向に付勢するスプリング43を備えている。
上記した弁機構V(V1,V2)の構成によって、変圧室R2は、入力軸31およびプランジャ32のバルブボデー22に対する前後方向の移動に応じて、負圧室R1または大気に連通可能である。すなわち、入力軸31およびプランジャ32がバルブボデー22に対して図1〜図3の原位置(復帰位置)から前方へ移動して、負圧弁部41b1が負圧弁座22dに着座し、大気弁部32dが大気弁座41b2から離座したときには、変圧室R2が負圧室R1との連通を遮断されて大気に連通する。このときには、ブーツ19の通気孔19a、フィルタ51,52、弁体41の内部、大気弁部32dと大気弁座41b2間の隙間、バルブボデー22に設けた連通路等を通して、変圧室R2に大気が流入する。
また、入力軸31およびプランジャ32がバルブボデー22に対して復帰位置(原位置)に戻って、大気弁部32dが大気弁座41b2に着座し、負圧弁部41b1が負圧弁座22dから離座している状態(すなわち、大気弁V2が閉じて、変圧室R2と大気との連通が遮断され、かつ、負圧弁V1が開いて、負圧室R1と変圧室R2とが連通している状態)では、変圧室R2が大気との連通を遮断されて負圧室R1に連通する。このときには、バルブボデー22に設けた連通路、負圧弁部41b1と負圧弁座22d間の隙間、負圧連通路22b等を通して、変圧室R2から負圧室R1に空気が吸引されて流れる。
ところで、この第1実施形態においては、バルブボデー22に、負圧弁部41b1の負圧弁座22dに対する軸方向の着座位置を規定するストッパ22eが設けられていて、前記着座位置ではストッパ22eにプレート41cの外周前端が軸方向にて当接して位置保持されるように設定されている。なお、ストッパ22eは、バルブボデー22における軸孔22aの弁体41を収容する部位の一部(前端部分)を小径として段部を形成することにより、バルブボデー22に設けられている。
このため、この第1実施形態においては、プレート41cが、上述した着座位置(ストッパ22eにより規定される位置)より前方に移動することが規制されて、プレート41cが着座位置より前方に移動することによる負圧弁部41b1の潰れ量(弾性変形量)増大が防止される。したがって、負圧弁部41b1として採用されるゴム素材のゴム硬度を可能な限り低くして、負圧弁V1でのシール性を高めることが可能であるとともに、負圧弁部41b1の着座位置での潰れ量のバラツキを低減することが可能である。これにより、負圧弁V1での良好なシール性を確保しつつ、当該負圧式倍力装置での特性(例えば、ジャンピング特性、フローティング特性など)のバラツキを低減することが可能である。なお、この第1実施形態の上述した作用以外の作用は公知であるため、その説明は省略する。
上記した第1実施形態においては、大気弁座41b2が負圧弁部41b1に対して並列的に設けられている負圧式倍力装置に本発明を実施したが、本発明は、例えば、図4に示した第2実施形態のような、大気弁座141b2が負圧弁部141d1に対して直列的に設けられている負圧式倍力装置にも同様に実施することが可能である。図4に示した第2実施形態の負圧式倍力装置では、上記した第1実施形態の弁体41に代えて、弁体141が採用されている。なお、弁体141以外の構成、例えば、入力軸131、プランジャ132、プランジャ132に設けた大気弁部132d等の構成は、上記第1実施形態の構成と同じである。
弁体141は、第1弁体部141Aと第2弁体部141Bによって構成されていて、第1弁体部141Aと第2弁体部141Bは一体的に連結されている。第1弁体部141Aは、環状の取付部141aと、この取付部141aに一体的に形成されて軸方向に移動可能な筒状の可動部141bを有するとともに、可動部141bに一体的に設けた環状のプレート141cを有していて、取付部141aと可動部141bは同一のゴム製であり、プレート141cは金属製である。プレート141cは、大気弁座141b2を保持する保持部材であり、取付部141aおよび可動部141bと一体成形されている。第2弁体部141Bは、負圧弁部141d1を有する弁部141dと、筒状のホルダ141eを有していて、弁部141dはゴム製であり、ホルダ141eは金属製である。ホルダ141eは、弁部141dを保持する保持部材であり、後端部にてプレート141cの外周部に連結固定されている。
ところで、この第2実施形態では、バルブボデー122に、負圧弁部141d1の負圧弁座122dに対する軸方向の着座位置を規定するストッパ122eが設けられていて、前記着座位置ではストッパ122eにホルダ141eの外周前端が軸方向にて当接して位置保持されるように設定されている。なお、ストッパ122eは、バルブボデー122における軸孔122aの弁体141を収容する部位の一部(前端部分)を小径として段部を形成することにより、バルブボデー122に設けられている。このため、この第2実施形態においても、上記第1実施形態の作用と同様の作用が得られる。これにより、この第2実施形態においても、負圧弁V11での良好なシール性を確保しつつ、当該装置での特性(例えば、ジャンピング特性、フローティング特性など)のバラツキを低減することが可能である。
上記した各実施形態においては、シングル式の負圧式倍力装置に本発明を実施したが、本発明は、例えば、タンデム式の負圧式倍力装置にも、上記した各実施形態と同様にまたは適宜変更して、実施することが可能であり、上記した実施形態に限定されるものではない。
10…ハウジング、20…パワーピストン、21…可動隔壁、22…バルブボデー、22a…軸孔、22b…負圧連通路、22c…キー取付孔、22d…負圧弁座、22e…ストッパ、31…入力軸(入力部材)、32…プランジャ、32d…大気弁部、34…反動部材、35…出力軸(出力部材)、39…キー部材、41…弁体、41a…取付部、41b…可動部、41b1…負圧弁部、41b2…大気弁座、41c…プレート(保持部材)、43…スプリング、V…弁機構、V1…負圧弁、V2…大気弁、R1…負圧室、R2…変圧室
Claims (3)
- ハウジング内を前方の負圧室と後方の変圧室とに区画する可動隔壁に連結されて前記ハウジングに対して軸方向に移動可能なバルブボデーが軸孔を備えていて、この軸孔内には、前記バルブボデーに対して軸方向に進退可能で入力部材と一体的に移動するプランジャと、このプランジャの前記バルブボデーに対する進退移動に応じて前記負圧室と前記変圧室間を連通・遮断する負圧弁および前記変圧室と大気間を連通・遮断する大気弁を備えた弁機構が組み込まれるとともに、前記プランジャの前端部と前記バルブボデーの前端部が後面に係合可能な反動部材と、この反動部材の前面に後端部にて係合し前記バルブボデーに対して軸方向に移動可能な出力部材が組付けられている負圧式倍力装置であって、
前記弁機構の前記負圧弁が、前記バルブボデーに設けた負圧弁座と、この負圧弁座に対して軸方向にて着座・離座可能なゴム製の負圧弁部と、この負圧弁部を一体的に保持する金属製の保持部材と、前記負圧弁部と前記保持部材を前記負圧弁座に向けて軸方向に付勢するスプリングを備えていて、
前記バルブボデーには、前記負圧弁部の前記負圧弁座に対する軸方向の着座位置を規定するストッパが設けられていて、前記着座位置では前記ストッパに前記保持部材が軸方向にて当接して位置保持されるように設定されている負圧式倍力装置。 - 請求項1に記載の負圧式倍力装置において、
前記弁機構の前記大気弁が、前記プランジャに設けた大気弁部と、前記負圧弁部に対して並列的に設けられていて前記大気弁部に対して軸方向に着座・離座可能なゴム製の大気弁座を備えていることを特徴とする負圧式倍力装置。 - 請求項1に記載の負圧式倍力装置において、
前記弁機構の前記大気弁が、前記プランジャに設けた大気弁部と、前記負圧弁部に対して直列的に設けられていて前記大気弁部に対して軸方向に着座・離座可能なゴム製の大気弁座を備えていることを特徴とする負圧式倍力装置。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2013-03-29 JP JP2013072369A patent/JP2014196030A/ja active Pending
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