JP2020067759A - Automatic suggestion system for coal unloading facility components replacement - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、揚運炭設備部品交換自動提案システムに関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an automatic coal unloading equipment part replacement automatic suggestion system.
一般に、揚運炭設備は、船舶に積載された石炭を連続アンローダ及びベルトコンベヤ等の機器により火力発電所等のプラントへ運搬する設備である。 Generally, a coal transportation facility is a facility for transporting coal loaded on a ship to a plant such as a thermal power plant by a device such as a continuous unloader and a belt conveyor.
前記揚運炭設備における連続アンローダやベルトコンベヤは、多種多様な機械・電気部品で構成されている。 The continuous unloader and the belt conveyor in the above-mentioned coal transportation equipment are composed of various mechanical and electric parts.
従来、前記プラントを運営するクライアントは、前記連続アンローダやベルトコンベヤのメーカが提出した完成図書に基づき、それらの部品交換計画を立てているが、トラブル発生時に保管されている部品がない場合、その都度、突発的にメーカに対し部品発注を行っている。 Conventionally, the client operating the plant makes a plan for replacing these parts based on the completed book submitted by the manufacturer of the continuous unloader or belt conveyor, but if there is no part stored at the time of trouble, Every time, we suddenly place an order for parts with the manufacturer.
尚、火力発電所等のプラントにおける機器のメンテナンスと関連する一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献1がある。 Note that, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-242242 discloses a general technical level related to maintenance of equipment in plants such as thermal power plants.
しかしながら、前述のように、クライアントが突発的にメーカに対し部品発注を行うのでは、必ずしもメーカに部品の在庫があるとは限らず、該部品の在庫がない場合には、プラントの運転を停止せざるを得なくなることもあり、操業率の低下につながる虞があった。 However, as described above, if a client suddenly places an order for a part with a maker, the maker does not always have the part in stock. If the part does not have the stock, the plant operation is stopped. Inevitably, there was a risk that the operating rate would decline.
因みに、前記メーカは、自社製品である機器に関して部品交換推奨時期の目安を提示しているが、実際に機器が使用されている揚運炭設備の稼働状況までは把握することができなかった。 By the way, the maker has provided a guideline for the recommended replacement time of parts for the equipment that is its own product, but it was not possible to grasp the operating status of the coal unloading equipment in which the equipment is actually used.
このため、まだ使用できる部品であるにもかかわらず定期交換されてしまうことも多々あり、保全費用が嵩む要因の一つとなっていた。 Therefore, even though the parts are still usable, they are often replaced regularly, which is one of the factors that increase the maintenance cost.
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなしたもので、操業率の向上並びに保全費用の削減を図り得る揚運炭設備部品交換自動提案システムを提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide an automatic coal unloading equipment part replacement automatic suggestion system capable of improving the operation rate and reducing the maintenance cost.
本発明は、船舶に積載された石炭を機器によりプラントへ運搬する揚運炭設備部品交換自動提案システムであって、
前記機器の稼働状況を把握して該機器を制御する制御装置と、
該制御装置で把握される機器の稼働状況を示すデータを集めてデータベース化するデータ収集装置と、
該データ収集装置で集められたデータがインターネット回線を通じて入力され保管されるクラウド記憶装置と、
該クラウド記憶装置に保管されたデータに基づき前記機器の部品交換推奨時期を求める情報分析装置と、
該情報分析装置で求められた機器の部品交換推奨時期がインターネット回線を通じて提供されるクライアント端末と
を備えた揚運炭設備部品交換自動提案システムに係るものである。
The present invention is an automatic coal unloading equipment part replacement automatic suggestion system for transporting coal loaded on a ship to a plant by a device,
A control device for grasping the operating status of the device and controlling the device;
A data collection device that collects data indicating the operating status of the equipment grasped by the control device and creates a database,
A cloud storage device in which data collected by the data collection device is input and stored through an internet line,
An information analysis device that obtains a component replacement recommended time of the device based on the data stored in the cloud storage device,
This is related to an automatic suggestion system for parts excavation equipment parts exchange, which is equipped with a client terminal which is provided through the Internet at the time when the parts exchange recommended time of equipment required by the information analysis device is provided.
前記揚運炭設備部品交換自動提案システムにおいて、前記機器の稼働状況を示すデータは、センサで計測される振動、温度、作動流体の流量、作動流体の汚れ度、作動流体の圧力、電流を含むようにすることが好ましい。 In the automatic coal unloading facility parts replacement automatic suggestion system, data indicating the operating status of the equipment includes vibration measured by a sensor, temperature, flow rate of working fluid, degree of contamination of working fluid, pressure of working fluid, and current. It is preferable to do so.
又、前記揚運炭設備部品交換自動提案システムにおいて、前記情報分析装置は、前記機器の使用時間、稼働率、負荷率の状態を監視し、前記機器の部品寿命に影響するデータの相関関係を監視し、該相関関係の崩れに基づき前記機器の部品の異常の有無と程度を判断することにより、該機器の部品交換推奨時期を求めるようにすることが好ましい。 Further, in the automatic coal unloading equipment parts replacement automatic suggestion system, the information analysis device monitors a state of use time, operation rate, and load factor of the device, and correlates data affecting the part life of the device. It is preferable that the recommended replacement time of the component of the device is obtained by monitoring and determining the presence or absence and the degree of abnormality of the component of the device based on the breakdown of the correlation.
本発明の揚運炭設備部品交換自動提案システムによれば、操業率の向上並びに保全費用の削減を図り得るという優れた効果を奏し得る。 According to the automatic coal unloading equipment part replacement automatic suggestion system of the present invention, it is possible to achieve an excellent effect that the operation rate can be improved and the maintenance cost can be reduced.
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1〜図4は本発明の揚運炭設備部品交換自動提案システムの実施例である。 1 to 4 show an embodiment of the automatic coal unloading equipment part replacement automatic suggestion system of the present invention.
先ず、船舶に積載された石炭をプラントへ運搬する揚運炭設備の機器として用いられる連続アンローダの一例について図4を用いて説明する。 First, an example of a continuous unloader used as a device of a coal transportation facility for transporting coal loaded on a ship to a plant will be described with reference to FIG.
図4に示す連続アンローダ600は、桟橋800に敷設されたレール601上に走行フレーム602が走行自在に設けられ、該走行フレーム602上に、傾動自在なブーム603を備えた旋回フレーム604が設けられ、前記ブーム603先端に、船舶700の船倉701の内部の石炭900を掻き取って船倉701の外部に搬出するバケットエレベータ605が吊り下げられている。前記ブーム603の内部には、前記バケットエレベータ605で掻き取って引き上げテーブルフィーダ606上に落下させた石炭900をブーム603基端側へ搬送するブームコンベヤ607が配設されている。又、前記走行フレーム602には、前記ブームコンベヤ607からシュート608を介して送給される石炭900を走行フレーム602の外部に搬出する搬出コンベヤ609が配設されている。
In the
前記バケットエレベータ605は、前記ブーム603先端に上下方向へ延びる本体フレーム610を旋回自在となるよう配備して構成されている。該本体フレーム610の下端部には、端面を開放した外枠フレーム611に対し入れ子状となるよう内枠フレーム612を伸縮自在に配設してなる掻取部フレーム613が略水平に取り付けられている。前記掻取部フレーム613の外枠フレーム611の基端と内枠フレーム612の先端にはスプロケット614,615が設けられ、該スプロケット614,615と前記本体フレーム610上部に設けられたスプロケット616には、石炭900の掻き取り用の多数のバケット617を取り付けた無端状のチェーン618が掛け回されている。
The
前記旋回フレーム604の頂部には、バランシングレバー619が枢着され、該バランシングレバー619の先端部には、前記バケットエレベータ605の本体フレーム610がトップフレーム620を介して取り付けられ、前記ブーム603とバランシングレバー619と旋回フレーム604とトップフレーム620とによって平行四辺形リンク機構が形成されている。前記バランシングレバー619の後端部にはカウンタウェイト621が取り付けられている。
A
尚、前記旋回フレーム604は、図示していないインバータによって制御される旋回用の電動モータを備えた旋回駆動装置622により旋回するようになっている。又、前記平行四辺形リンク機構を形成するブーム603及びバランシングレバー619は、油圧モータ及び油圧ユニット(図示せず)によって駆動される起伏シリンダ等の起伏駆動装置623により起伏するようになっている。更に又、図4中、624は運転室であって、該運転室624にオペレータが搭乗して連続アンローダ600を操作するようになっている。
The
そして、本実施例の場合、揚運炭設備部品交換自動提案システムは、図1に示す如く、制御装置100と、データ収集装置200と、クラウド記憶装置300と、情報分析装置400と、クライアント端末500とを備えている。
Then, in the case of the present embodiment, as shown in FIG. 1, the automatic coal unloading equipment part replacement automatic suggestion system includes a
前記制御装置100は、PLC(Programmable Logic Controller)とも呼ばれ、前記機器としての連続アンローダ600の稼働状況を把握して該連続アンローダ600を制御するものである。
The
前記データ収集装置200は、前記制御装置100で把握される連続アンローダ600の稼働状況を示すデータを集めてデータベース化するようになっており、クライアントとメーカとの間で共通に使用されるプラットフォームである。
The
前記クラウド記憶装置300は、前記データ収集装置200で集められたデータがインターネット回線を通じて入力され保管されるようになっている。
The
前記情報分析装置400は、前記クラウド記憶装置300に保管されたデータに基づき、前記連続アンローダ600の使用時間、稼働率、負荷率の状態を監視し、前記連続アンローダ600の部品寿命に影響するデータの相関関係を監視し、該相関関係の崩れに基づき前記連続アンローダ600の部品の異常の有無と程度を判断することにより、前記連続アンローダ600の部品交換推奨時期を求めるようになっている。
The
前記クライアント端末500は、前記情報分析装置400で求められた連続アンローダ600の部品交換推奨時期がインターネット回線を通じて提供されるようになっている。
The
図1には一例として、前記連続アンローダ600(図4参照)のバケットエレベータ605を駆動するインバータ630、電動モータ640及び減速機650と、前記ブーム603を起伏させる起伏駆動装置623の油圧モータ660及び油圧ユニット670とを示している。前記電動モータ640には、各種のセンサとして、振動センサ641と、温度センサ642とが取り付けられ、前記減速機650には、振動センサ651と、温度センサ652と、作動流体としての潤滑油の流量センサ653と、該潤滑油の汚れ度センサ654とが取り付けられている。前記油圧モータ660には、振動センサ661と、温度センサ662と、電流計663とが取り付けられ、前記油圧ユニット670には、振動センサ671と、温度センサ672と、作動流体としての作動油の流量センサ673と、該作動油の汚れ度センサ674と、前記作動油の圧力センサ675とが取り付けられている。前記各種のセンサ(振動センサ641,651,661,671、温度センサ642,652,662,672、流量センサ653,673、汚れ度センサ654,674、圧力センサ675、電流計663)で計測される振動、温度、作動流体(潤滑油、作動油)の流量、作動流体(潤滑油、作動油)の汚れ度、作動流体(潤滑油、作動油)の圧力、電流は、前記制御装置100へ入力されるようになっている。又、前記インバータ630と制御装置100との間で、前記電動モータ640の速度、トルク、電流、電圧を示す信号の授受が行われ、前記油圧モータ660と制御装置100との間で、前記油圧モータ660の速度、トルクを示す信号の授受が行われるようになっている。これにより、前記制御装置100において前記連続アンローダ600の稼働状況が把握されるようになっている。
In FIG. 1, as an example, an
尚、前記インバータ630、電動モータ640及び減速機650は、前記連続アンローダ600のバケットエレベータ605を駆動するものに限らず、例えば、前記旋回駆動装置622、ブームコンベヤ607、搬出コンベヤ609を駆動するものであっても良い。又、前記油圧モータ660及び油圧ユニット670についても、前記ブーム603を起伏させるものに限らず、他の装置を駆動するものに適用可能である。
The
次に、上記実施例の作用を説明する。 Next, the operation of the above embodiment will be described.
揚運炭設備の連続アンローダ600におけるバケットエレベータ605を駆動する電動モータ640は、振動センサ641により振動が計測され、温度センサ642により温度が計測される。
The vibration of the
前記電動モータ640に取り付けられる減速機650は、振動センサ651により振動が計測され、温度センサ652により温度が計測され、流量センサ653により潤滑油の流量が計測され、汚れ度センサ654により潤滑油の汚れ度が計測される。
In the
前記揚運炭設備の連続アンローダ600におけるブーム603を起伏させる起伏駆動装置623の油圧モータ660は、振動センサ661により振動が計測され、温度センサ662により温度が計測され、電流計663により電流が計測される。尚、前記電流計663で計測される電流は、油圧モータ660へ作動油を給排する電磁弁等を制御するために供給される電流である。
In the
前記油圧モータ660に作動油を給排する油圧ユニット670は、振動センサ671により振動が計測され、温度センサ672により温度が計測され、流量センサ673により作動油の流量が計測され、汚れ度センサ674により作動油の汚れ度が計測され、圧力センサ675により作動油の圧力が計測される。
In the
前記各種のセンサ(振動センサ641,651,661,671、温度センサ642,652,662,672、流量センサ653,673、汚れ度センサ654,674、圧力センサ675、電流計663)で計測される振動、温度、作動流体(潤滑油、作動油)の流量、作動流体(潤滑油、作動油)の汚れ度、作動流体(潤滑油、作動油)の圧力、電流は、制御装置100へ入力される。
It is measured by the various sensors (
又、前記インバータ630と制御装置100との間において、前記電動モータ640の速度、トルク、電流、電圧を示す信号の授受が行われ、前記油圧モータ660と制御装置100との間において、前記油圧モータ660の速度、トルクを示す信号の授受が行われる。
Further, signals indicating the speed, torque, current, and voltage of the
これにより、前記制御装置100において前記連続アンローダ600の稼働状況が把握される。
As a result, the operating status of the
前記制御装置100で把握される連続アンローダ600の稼働状況を示すデータは、プラットフォームとしてのデータ収集装置200に集められてデータベース化され、クライアントとメーカとの間で共有される(図2のステップS10参照)。
The data indicating the operating status of the
前記データ収集装置200で集められたデータは、インターネット回線を通じてクラウド記憶装置300に入力され保管される(図2のステップS20参照)。
The data collected by the
前記クラウド記憶装置300に保管されたデータに基づき情報分析装置400において前記連続アンローダ600の部品交換推奨時期が求められる。より詳細には、前記連続アンローダ600の使用時間、稼働率、負荷率の状態が監視され(図2のステップS30参照)、前記連続アンローダ600の部品寿命に影響するデータの相関関係が監視され(図2のステップS40参照)、該相関関係の崩れに基づき前記連続アンローダ600の部品の異常の有無と程度が判断される(図2のステップS50参照)。これにより、前記連続アンローダ600の部品交換推奨時期が求められる(図2のステップS60参照)。
Based on the data stored in the
ここで、前記連続アンローダ600の部品寿命に影響するデータの相関関係の崩れに基づき前記連続アンローダ600の部品の異常の有無と程度を判断する手順を、図3を用いて説明する。
Here, a procedure for determining the presence / absence and the degree of abnormality of the component of the
図3に示す例では、前記ブーム603を起伏させる起伏駆動装置623の油圧モータ660及び油圧ユニット670の配管が監視対象部位として選定されている。
In the example shown in FIG. 3, the
この場合、監視対象信号は、油圧ユニット670の流量センサ673によって計測される作動油の流量Q、圧力センサ675によって計測される作動油の圧力P、電流計663によって計測される電流I(油圧モータ660へ作動油を給排する電磁弁等を制御するために供給される電流)となる。
In this case, the signals to be monitored are the flow rate Q of hydraulic oil measured by the
仮に、前記配管に劣化による作動油の漏れが発生した場合、作動油の入口流量の変化が図3(a)に示すような線図であるのに対し、作動油の出口流量の変化が図3(b)に示すような線図となり、本来、一致すべき入口流量と出口流量との関係性が図3(c)に示す如く崩れる。図示は省略しているが、前記圧力センサ675によって計測される作動油の圧力Pにおける入口圧力と出口圧力との関係性も崩れることになる。尚、油圧モータ660へ作動油を給排する電磁弁等を制御するために供給される電流に関しては特に変化はなく、前記電流計663によって計測される電流Iはほとんど変わらない。
If the leakage of hydraulic oil due to deterioration of the pipe occurs, the change in the inlet flow rate of the hydraulic oil is as shown in FIG. 3A, while the change in the outlet flow rate of the hydraulic oil is The diagram is as shown in FIG. 3B, and the relationship between the inlet flow rate and the outlet flow rate, which should originally match, is broken as shown in FIG. 3C. Although illustration is omitted, the relationship between the inlet pressure and the outlet pressure in the hydraulic oil pressure P measured by the
即ち、図3(d)に示す如く、当初、正常領域に収まっていた流量Q、圧力P、電流Iの生信号値が時間の経過と共に変化し、互いの相関関係が崩れると、該相関関係の崩れに基づき、異常領域に遷移したことが認識され、図3の例では、配管から作動油が漏れていると判断することが可能となる。尚、正常領域から異常領域への遷移の度合いが大きければ、それだけ異常の程度も大きく、深刻な状態になっていると判断できる。 That is, as shown in FIG. 3 (d), when the raw signal values of the flow rate Q, the pressure P, and the current I, which were initially contained in the normal region, change with the passage of time and the mutual correlation is lost, the correlation It is possible to recognize that the transition to the abnormal region is made based on the collapse of No. 1, and in the example of FIG. 3, it can be determined that the hydraulic oil is leaking from the pipe. It should be noted that if the degree of transition from the normal region to the abnormal region is large, the degree of abnormality is correspondingly large, and it can be determined that the state is serious.
つまり、複数の生信号値の相関関係の崩れに基づき前記連続アンローダ600の部品の異常の有無と程度を判断することが可能となり、前記連続アンローダ600の部品交換推奨時期が求められるわけである。因みに、複数の生信号値の相関関係の崩れに基づき部品の異常の有無と程度を判断し、部品交換推奨時期を求める手法は、多次元情報データによる予測、診断、分析法として提案されているMT(Mahalanobis Taguchi)法を用いたものである。図3には、監視対象部位として油圧モータ660及び油圧ユニット670の配管を例に挙げたが、前記連続アンローダ600の他の部品やベルトコンベヤの部品についても同様に異常の有無と程度を判断できることは勿論である。
That is, it becomes possible to judge the presence or absence and the degree of abnormality of the component of the
前記情報分析装置400で求められた連続アンローダ600の部品交換推奨時期は、インターネット回線を通じてクライアント端末500に提供される(図2のステップS70参照)。
The recommended part replacement time of the
この結果、クライアントは、前記クライアント端末500に提供された連続アンローダ600の部品交換推奨時期を参照しつつ、突発的ではなく計画的にメーカに対し部品発注を行えるようになり、プラントの運転を停止せずに済み、操業率を高めることが可能となる。
As a result, the client can refer to the component replacement recommended time of the
因みに、前記メーカは、実際に連続アンローダ600が使用されている揚運炭設備の稼働状況を把握した上で、自社製品である連続アンローダ600に関して部品交換推奨時期の目安を提示することが可能となり、メーカ自身も余裕を持って部品調達が行えるようになる。
By the way, the manufacturer can show the operating conditions of the coal unloading equipment in which the
このため、まだ使用できる部品はそのまま継続して使用され、定期交換されてしまうことがなくなり、保全費用が削減される。 Therefore, the parts that can still be used are continuously used as they are, and are not regularly replaced, and maintenance costs are reduced.
こうして、操業率の向上並びに保全費用の削減を図り得る。 In this way, the operating rate can be improved and the maintenance cost can be reduced.
そして、本実施例の場合、前記機器(連続アンローダ600)の稼働状況を示すデータは、センサ(振動センサ641,651,661,671、温度センサ642,652,662,672、流量センサ653,673、汚れ度センサ654,674、圧力センサ675、電流計663)で計測される振動、温度、作動流体の流量、作動流体の汚れ度、作動流体の圧力、電流を含んでいる。このように構成すると、機器(連続アンローダ600)の稼働状況をより細密に把握する上で有効となる。
In the case of the present embodiment, the data indicating the operating status of the device (continuous unloader 600) is the sensors (
又、前記情報分析装置400は、前記機器(連続アンローダ600)の使用時間、稼働率、負荷率の状態を監視し、前記機器(連続アンローダ600)の部品寿命に影響するデータの相関関係を監視し、該相関関係の崩れに基づき前記機器(連続アンローダ600)の部品の異常の有無と程度を判断することにより、該機器(連続アンローダ600)の部品交換推奨時期を求めるようになっている。このように構成すると、正常領域から異常領域への遷移の度合いの大きさから機器(連続アンローダ600)の部品交換推奨時期をより精度良く判断できる。
The
尚、本発明の揚運炭設備部品交換自動提案システムは、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、部品交換推奨時期を求める機器としては、連続アンローダだけではなく、揚運炭設備を構成するベルトコンベヤも含まれること等、その他、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得ることは勿論である。 Incidentally, the automatic coal unloading equipment part replacement automatic suggestion system of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and not only the continuous unloader but also the coal unloading equipment is used as a device for determining the recommended replacement time. Needless to say, various modifications can be made within the scope not departing from the gist of the present invention, such as including a belt conveyor constituting the same.
100 制御装置
200 データ収集装置
300 クラウド記憶装置
400 情報分析装置
500 クライアント端末
600 連続アンローダ(機器)
601 レール
602 走行フレーム
603 ブーム
604 旋回フレーム
605 バケットエレベータ
606 テーブルフィーダ
607 ブームコンベヤ
608 シュート
609 搬出コンベヤ
610 本体フレーム
611 外枠フレーム
612 内枠フレーム
613 掻取部フレーム
614 スプロケット
615 スプロケット
616 スプロケット
617 バケット
618 チェーン
619 バランシングレバー
620 トップフレーム
621 カウンタウェイト
622 旋回駆動装置
623 起伏駆動装置
624 運転室
630 インバータ
640 電動モータ
641 振動センサ(センサ)
642 温度センサ(センサ)
650 減速機
651 振動センサ(センサ)
652 温度センサ(センサ)
653 流量センサ(センサ)
654 汚れ度センサ(センサ)
660 油圧モータ
661 振動センサ(センサ)
662 温度センサ(センサ)
663 電流計(センサ)
670 油圧ユニット
671 振動センサ(センサ)
672 温度センサ(センサ)
673 流量センサ(センサ)
674 汚れ度センサ(センサ)
675 圧力センサ(センサ)
700 船舶
701 船倉
800 桟橋
900 石炭
Q 流量
P 圧力
I 電流
100
642 Temperature sensor (sensor)
650
652 Temperature sensor (sensor)
653 Flow rate sensor (sensor)
654 Dirt sensor (sensor)
660
662 Temperature sensor
663 Ammeter (sensor)
670
672 Temperature sensor (sensor)
673 Flow rate sensor (sensor)
674 Dirt sensor (sensor)
675 Pressure sensor (sensor)
700
Claims (3)
前記機器の稼働状況を把握して該機器を制御する制御装置と、
該制御装置で把握される機器の稼働状況を示すデータを集めてデータベース化するデータ収集装置と、
該データ収集装置で集められたデータがインターネット回線を通じて入力され保管されるクラウド記憶装置と、
該クラウド記憶装置に保管されたデータに基づき前記機器の部品交換推奨時期を求める情報分析装置と、
該情報分析装置で求められた機器の部品交換推奨時期がインターネット回線を通じて提供されるクライアント端末と
を備えた揚運炭設備部品交換自動提案システム。 An automatic coal unloading equipment parts replacement suggestion system for transporting coal loaded on a ship to a plant by equipment,
A control device for grasping the operating status of the device and controlling the device;
A data collection device that collects data indicating the operating status of the equipment grasped by the control device and creates a database,
A cloud storage device in which data collected by the data collection device is input and stored through an internet line,
An information analysis device that obtains a component replacement recommended time of the device based on the data stored in the cloud storage device,
An automatic coal unloading equipment parts replacement suggestion system with a client terminal that provides the recommended parts replacement time for the equipment required by the information analysis device through an internet line.
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- 2018-10-23 JP JP2018199262A patent/JP7266380B2/en active Active
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