JP2903841B2 - 能動的消音装置 - Google Patents
能動的消音装置Info
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- JP2903841B2 JP2903841B2 JP4058284A JP5828492A JP2903841B2 JP 2903841 B2 JP2903841 B2 JP 2903841B2 JP 4058284 A JP4058284 A JP 4058284A JP 5828492 A JP5828492 A JP 5828492A JP 2903841 B2 JP2903841 B2 JP 2903841B2
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- duct
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
- F01N1/06—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using interference effect
- F01N1/065—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using interference effect by using an active noise source, e.g. speakers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
- Duct Arrangements (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンや送風機のよ
うな、高温ガスの排気ダクトから発生する騒音を消音す
る能動的消音装置に関する。
うな、高温ガスの排気ダクトから発生する騒音を消音す
る能動的消音装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】騒音を消音するための装置として、特開
昭６２−２０６２１２号公報などに開示された能動的消
音装置があり、図１０はこれら従来の能動的消音装置を
示す概略構成図である。能動的消音装置は、一般に、一
次音源１からの騒音をダクト２に通し、ダクト２の途中
で一次音源１による音量を音量検出マイク６で検出し、
検出した信号を信号処理回路４で加工し、これを基に一
次音源１の騒音と逆位相で同振幅の音を二次音源として
のスピーカ３から放射し、一次音源１の騒音をスピーカ
３の音と干渉させて消音するもので、これによってダク
ト２の出口の音量検出マイク５で検出する音を最小にし
ようとするものである。
昭６２−２０６２１２号公報などに開示された能動的消
音装置があり、図１０はこれら従来の能動的消音装置を
示す概略構成図である。能動的消音装置は、一般に、一
次音源１からの騒音をダクト２に通し、ダクト２の途中
で一次音源１による音量を音量検出マイク６で検出し、
検出した信号を信号処理回路４で加工し、これを基に一
次音源１の騒音と逆位相で同振幅の音を二次音源として
のスピーカ３から放射し、一次音源１の騒音をスピーカ
３の音と干渉させて消音するもので、これによってダク
ト２の出口の音量検出マイク５で検出する音を最小にし
ようとするものである。
【０００３】この能動的消音装置を、高温ガスが流れる
エンジンや送風機のダクトに適用する場合には、スピー
カ３や音量検出マイク５、６を熱から守り、かつスピー
カ３の出力不足を補うために、図１０のようにこれらを
ダクト２の出口に設けたり、耐熱性のあるスピーカ３や
音量検出マイク５，６を用いるなどの対策が講じられて
いた。
エンジンや送風機のダクトに適用する場合には、スピー
カ３や音量検出マイク５、６を熱から守り、かつスピー
カ３の出力不足を補うために、図１０のようにこれらを
ダクト２の出口に設けたり、耐熱性のあるスピーカ３や
音量検出マイク５，６を用いるなどの対策が講じられて
いた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、二次音
源や音量検出マイクをダクトの出口に設けるのは、その
設置場所が限定されるため、施工やメンテナンスに困難
な場合を生じたり、雨や風に対する特別の対策が必要と
なる。また、ダクトの外で音の干渉が行われることにな
り、減音効果に指向性が生じる等の課題があった。本発
明は、これらの課題を解決して、安価で効果的な能動的
消音装置を提供することを目的とする。
源や音量検出マイクをダクトの出口に設けるのは、その
設置場所が限定されるため、施工やメンテナンスに困難
な場合を生じたり、雨や風に対する特別の対策が必要と
なる。また、ダクトの外で音の干渉が行われることにな
り、減音効果に指向性が生じる等の課題があった。本発
明は、これらの課題を解決して、安価で効果的な能動的
消音装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、一次音源
と、該一次音源から発せられる音波を伝搬するダクト
と、音量を検出する音量検出センサと、前記一次音源か
ら発せられる音波と逆位相で同振幅の音波を放射する二
次音源とを備え、音を通過させ断熱効果を有する音透過
断熱体を前記ダクトに設け、該音透過断熱体に前記二次
音源と音量検出センサとを設置してなる能動的消音装置
において、前記音透過断熱体は、複数のパイプを平行に
して一端を前記ダクトに固定したパイプ構造物とし、前
記ダクトと反対側のパイプ端部に前記二次音源と音量検
出センサを設置したものである。
と、該一次音源から発せられる音波を伝搬するダクト
と、音量を検出する音量検出センサと、前記一次音源か
ら発せられる音波と逆位相で同振幅の音波を放射する二
次音源とを備え、音を通過させ断熱効果を有する音透過
断熱体を前記ダクトに設け、該音透過断熱体に前記二次
音源と音量検出センサとを設置してなる能動的消音装置
において、前記音透過断熱体は、複数のパイプを平行に
して一端を前記ダクトに固定したパイプ構造物とし、前
記ダクトと反対側のパイプ端部に前記二次音源と音量検
出センサを設置したものである。
【０００６】第２の発明は、前記音透過断熱体を、周囲
を囲った箱体にこの箱体を貫通する複数のパイプを配し
たパイプ構造物とし、このパイプ構造物のパイプと平行
な箱体の一面を前記ダクトに固定し、前記ダクトと反対
側の箱体面に前記二次音源と音量検出センサを設置した
ものである。
を囲った箱体にこの箱体を貫通する複数のパイプを配し
たパイプ構造物とし、このパイプ構造物のパイプと平行
な箱体の一面を前記ダクトに固定し、前記ダクトと反対
側の箱体面に前記二次音源と音量検出センサを設置した
ものである。
【０００７】第３の発明は、前記パイプ構造物のパイプ
総断面積又はパイプ長又はパイプ総断面積及びパイプ長
を変更可能としたものである。
総断面積又はパイプ長又はパイプ総断面積及びパイプ長
を変更可能としたものである。
【０００８】
【作用】第１の発明においては、音透過断熱体が、ダク
トと二次音源及び音量検出センサとの間で、熱を遮断
し、音を通過させる。そして、パイプ構造物のパイプ内
部を音が通過し、パイプ外部が外気にさらされてパイプ
構造物が冷却される。
トと二次音源及び音量検出センサとの間で、熱を遮断
し、音を通過させる。そして、パイプ構造物のパイプ内
部を音が通過し、パイプ外部が外気にさらされてパイプ
構造物が冷却される。
【０００９】第２の発明においては、パイプ構造物のパ
イプ外部を音が通過し、パイプ内部が外気にさらされて
パイプ構造物が冷却される。
イプ外部を音が通過し、パイプ内部が外気にさらされて
パイプ構造物が冷却される。
【００１０】第３の発明においては、パイプ総断面積又
はパイプ長又はパイプ総断面積及びパイプ長を変更する
ことにより、特定の周波数で二次音源の御圧レベルを増
大させることができる。
はパイプ長又はパイプ総断面積及びパイプ長を変更する
ことにより、特定の周波数で二次音源の御圧レベルを増
大させることができる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す能動的消音装
置の構成図である。
置の構成図である。
【００１２】一次音源１の音波を伝搬するダクト２の途
中に、音を通過させ断熱効果を有する音透過断熱体８を
取り付け、この音透過断熱体８を介して二次音源のスピ
ーカ３と音量検出マイク５，６を設置する。これによっ
て、スピーカ３と音量検出マイク５，６を熱から保護し
つつ、ダクト２に対してスピーカ及び音量検出マイクと
しての機能を十分に発揮させようとしたものである。な
お、４は信号処理回路であり、この能動的消音装置も、
一次音源からの音の消音は従来例で説明したと同様にし
てなされる。
中に、音を通過させ断熱効果を有する音透過断熱体８を
取り付け、この音透過断熱体８を介して二次音源のスピ
ーカ３と音量検出マイク５，６を設置する。これによっ
て、スピーカ３と音量検出マイク５，６を熱から保護し
つつ、ダクト２に対してスピーカ及び音量検出マイクと
しての機能を十分に発揮させようとしたものである。な
お、４は信号処理回路であり、この能動的消音装置も、
一次音源からの音の消音は従来例で説明したと同様にし
てなされる。
【００１３】図２は本発明の別の実施例を示す能動的消
音装置の構成図であって、一次音源１からの音量検出
を、回転パルス計７で行なわせたものである。
音装置の構成図であって、一次音源１からの音量検出
を、回転パルス計７で行なわせたものである。
【００１４】図３は図１の音透過断熱体８の一例を示す
ダクトの断面斜視図である。図において、２はダクト、
３はスピーカ、９はスピーカ３のケース、１０はダクト
の内側に設けた軽量の断熱材である。１１はパイプであ
って、ダクト２とケース９との間に複数平行に設け、各
パイプ１１の端をそれぞれダクト２とケース９に溶接又
はねじ等で固定する。複数のパイプ１１を図３のように
構成したパイプ構造物１２は、パイプ１１の内部を音が
通過し、パイプ１１の外部が外気にさらされてパイプ構
造物が冷却され、ダクト２とケース９との間で音透過断
熱体として作用する。
ダクトの断面斜視図である。図において、２はダクト、
３はスピーカ、９はスピーカ３のケース、１０はダクト
の内側に設けた軽量の断熱材である。１１はパイプであ
って、ダクト２とケース９との間に複数平行に設け、各
パイプ１１の端をそれぞれダクト２とケース９に溶接又
はねじ等で固定する。複数のパイプ１１を図３のように
構成したパイプ構造物１２は、パイプ１１の内部を音が
通過し、パイプ１１の外部が外気にさらされてパイプ構
造物が冷却され、ダクト２とケース９との間で音透過断
熱体として作用する。
【００１５】図４は図１の音透過断熱体８の別の例を示
すダクトの断面斜視図である。１３は周囲が囲われた箱
体であって、箱体１３には複数のパイプ１１を貫通させ
る。そして、パイプ１１の貫通方向と平行な箱体１３の
対向面を、それぞれダクト２とケース９に溶接又はねじ
等で固定する。複数のパイプ１１を図４のように構成し
たパイプ構造物１４は、パイプ１１の外部を音が通過
し、パイプ１１の内部が外気にさらされてパイプ構造物
が冷却され、ダクト２とケース９との間で音透過断熱体
として作用する。なお、図３、図４のパイプ構造物１
２，１４に用いるパイプは熱伝導率の大きいものがよ
く、銅パイプなどが好適である。
すダクトの断面斜視図である。１３は周囲が囲われた箱
体であって、箱体１３には複数のパイプ１１を貫通させ
る。そして、パイプ１１の貫通方向と平行な箱体１３の
対向面を、それぞれダクト２とケース９に溶接又はねじ
等で固定する。複数のパイプ１１を図４のように構成し
たパイプ構造物１４は、パイプ１１の外部を音が通過
し、パイプ１１の内部が外気にさらされてパイプ構造物
が冷却され、ダクト２とケース９との間で音透過断熱体
として作用する。なお、図３、図４のパイプ構造物１
２，１４に用いるパイプは熱伝導率の大きいものがよ
く、銅パイプなどが好適である。
【００１６】図５は図３又は図４の構成において、ダク
ト２内を流れる気体温度及びパイプ構造物１２、１４の
各部寸法をある状態に設定して実験した、ダクト２側と
スピーカ３側の温度比較図である。これによれば、スピ
ーカ３側の温度を常温程度に維持できることがわかる。
なお、スピーカ３側の温度を常温程度に維持すること
は、パイプ構造物１２、１４の各部の寸法の組合わせに
よって、いろいろな場合に実現できる。
ト２内を流れる気体温度及びパイプ構造物１２、１４の
各部寸法をある状態に設定して実験した、ダクト２側と
スピーカ３側の温度比較図である。これによれば、スピ
ーカ３側の温度を常温程度に維持できることがわかる。
なお、スピーカ３側の温度を常温程度に維持すること
は、パイプ構造物１２、１４の各部の寸法の組合わせに
よって、いろいろな場合に実現できる。
【００１７】図６はパイプ構造物１２のパイプの総断面
積の変化による、スピーカの音圧レベルの周波数特性で
ある。実線は総断面積が零すなわちパイプ構造体１２を
使用しない場合、一点鎖線は総断面積がＡの場合、破線
は総断面積が２Ａの場合である。この図より、パイプ構
造体１２がない場合は、スピーカの音圧レベルはほぼ一
定しているのに対し、パイプ構造体１２を設けた場合
は、特定の周波数にてスピーカの音圧レベルが増大する
ことがわかる。また、総断面積がＡから２Ａへ２倍にな
ると、スピーカの音圧レベルが増大する周波数はｆ0 か
ら２1/2 ・ｆ0 に変化する。
積の変化による、スピーカの音圧レベルの周波数特性で
ある。実線は総断面積が零すなわちパイプ構造体１２を
使用しない場合、一点鎖線は総断面積がＡの場合、破線
は総断面積が２Ａの場合である。この図より、パイプ構
造体１２がない場合は、スピーカの音圧レベルはほぼ一
定しているのに対し、パイプ構造体１２を設けた場合
は、特定の周波数にてスピーカの音圧レベルが増大する
ことがわかる。また、総断面積がＡから２Ａへ２倍にな
ると、スピーカの音圧レベルが増大する周波数はｆ0 か
ら２1/2 ・ｆ0 に変化する。
【００１８】図７は図３、図４の構造がヘルムホルツの
共鳴器として作用する説明図である。（ａ）は図３の場
合、（ｂ）は図４の場合をそれぞれ示し、図中の符号は
図３、図４と同一物を示す。いずれの場合にも、パイプ
構造物１２，１４がオリフィスとして作用し、オリフィ
スの総断面積Ｓは、（ａ）の場合にはパイプ総断面積で
あって、パイプ断面積×パイプ本数となり、（ｂ）の場
合には、スピーカと接する面の箱体断面積−パイプ総断
面積となる。そして、ヘルムホルツの共鳴周波数ｆは次
式（１）で表され、これが前述した総断面積の変化に伴
って、スピーカの音圧レベルが増大した理由でもある。
共鳴器として作用する説明図である。（ａ）は図３の場
合、（ｂ）は図４の場合をそれぞれ示し、図中の符号は
図３、図４と同一物を示す。いずれの場合にも、パイプ
構造物１２，１４がオリフィスとして作用し、オリフィ
スの総断面積Ｓは、（ａ）の場合にはパイプ総断面積で
あって、パイプ断面積×パイプ本数となり、（ｂ）の場
合には、スピーカと接する面の箱体断面積−パイプ総断
面積となる。そして、ヘルムホルツの共鳴周波数ｆは次
式（１）で表され、これが前述した総断面積の変化に伴
って、スピーカの音圧レベルが増大した理由でもある。
【００１９】
【数１】
【００２０】なお、パイプ構造物１２，１４のパイプ総
断面積の変更は、パイプにあらかじめバルブやオリフィ
スを備えておき、このバルブやオリフィスによって行う
ことができる。また、パイプ総断面積やパイプ長の変更
は、パイプ構造物１２，１４のダクト２やケース９への
固定をねじで行うようにしておき、パイプ構造物１２，
１４全体を取替える等によって可能である。その他、パ
イプ構造物１２，１４をブロック単位で製作しておい
て、ブロック単位毎に取替えることもできる。
断面積の変更は、パイプにあらかじめバルブやオリフィ
スを備えておき、このバルブやオリフィスによって行う
ことができる。また、パイプ総断面積やパイプ長の変更
は、パイプ構造物１２，１４のダクト２やケース９への
固定をねじで行うようにしておき、パイプ構造物１２，
１４全体を取替える等によって可能である。その他、パ
イプ構造物１２，１４をブロック単位で製作しておい
て、ブロック単位毎に取替えることもできる。
【００２１】また、音透過断熱体は図３、図４のように
パイプを用いた構造としないで、図８のように、ケース
９のスピーカ３とダクト２間に穴１５を数個あけただけ
の構造にしてもよい。図８の音透過断熱体８の利用例を
図９により説明する。図９中、１はエンジンなどの一次
音源、１６は建屋、１７は煙穴である。煙穴効果により
ダクト内圧力が背圧に成っている箇所に、音透過断熱体
８を設置すれば、外気を吸い込み自然冷却が促進され
る。穴１５の径が小さく、数が少なければ、穴１５から
建屋１６内部への漏れ音はわずかであり、問題は生じな
い。
パイプを用いた構造としないで、図８のように、ケース
９のスピーカ３とダクト２間に穴１５を数個あけただけ
の構造にしてもよい。図８の音透過断熱体８の利用例を
図９により説明する。図９中、１はエンジンなどの一次
音源、１６は建屋、１７は煙穴である。煙穴効果により
ダクト内圧力が背圧に成っている箇所に、音透過断熱体
８を設置すれば、外気を吸い込み自然冷却が促進され
る。穴１５の径が小さく、数が少なければ、穴１５から
建屋１６内部への漏れ音はわずかであり、問題は生じな
い。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
温ガスが流れるダクトに対しても、二次音源と音量検出
センサをダクトの途中の任意の場所に設けることがで
き、その結果、次のような効果を有する能動的消音装置
が得られる。 （ａ）二次音源と音量検出センサを外部に面して設置す
る必要がなくなり、雨や風に対する特別な対策が不要と
なる。 （ｂ）二次音源をダクトの途中に設けることで、ダクト
内部で音の干渉が行われ、減音効果に指向性を生じな
い。 （ｃ）二次音源と音量検出センサを任意の場所に設置で
きるので、施工性、メンテナンス性が向上する。 （ｄ）音透過断熱体であるパイプ構造物は構造が簡単で
あり、また、パイプ総断面積やパイプ長を変更すること
で、二次音源の音圧レベルを特定周波数において増大さ
せることができる。 （ｅ）全体として装置コスト、メンテナンス費の低減が
図れる。
温ガスが流れるダクトに対しても、二次音源と音量検出
センサをダクトの途中の任意の場所に設けることがで
き、その結果、次のような効果を有する能動的消音装置
が得られる。 （ａ）二次音源と音量検出センサを外部に面して設置す
る必要がなくなり、雨や風に対する特別な対策が不要と
なる。 （ｂ）二次音源をダクトの途中に設けることで、ダクト
内部で音の干渉が行われ、減音効果に指向性を生じな
い。 （ｃ）二次音源と音量検出センサを任意の場所に設置で
きるので、施工性、メンテナンス性が向上する。 （ｄ）音透過断熱体であるパイプ構造物は構造が簡単で
あり、また、パイプ総断面積やパイプ長を変更すること
で、二次音源の音圧レベルを特定周波数において増大さ
せることができる。 （ｅ）全体として装置コスト、メンテナンス費の低減が
図れる。
【図１】本発明の一実施例を示す能動的消音装置の構成
図である。
図である。
【図２】本発明の別の実施例を示す能動的消音装置の構
成図である。
成図である。
【図３】音透過断熱体の一例を示すダクトの断面斜視図
である。
である。
【図４】音透過断熱体の別の例を示すダクトの断面斜視
図である。
図である。
【図５】図３の構成におけるダクト側とスピーカ側の温
度比較図である。
度比較図である。
【図６】スピーカの音圧レベルの周波数特性である。
【図７】ヘルムホルツの共鳴器の説明図である。
【図８】音透過断熱体の別の例を示すダクトの断面斜視
図である。
図である。
【図９】図８の音透過断熱体の利用説明図である。。
【図１０】従来の能動的消音装置の構成図である。
１ 一次音源 ２ ダクト ３ スピーカ ４ 信号処理回路 ５，６ 音量検出マイク ８ 音透過断熱体 １１ パイプ １２，１４ パイプ構造物
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−210211（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−98927（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−183912（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−72395（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−206212（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−118320（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G10K 11/178 F01N 1/00 F01N 1/06 F01N 7/14 F24F 13/02
Claims (3)
- 【請求項１】 一次音源と、該一次音源から発せられる
音波を伝搬するダクトと、音量を検出する音量検出セン
サと、前記一次音源から発せられる音波と逆位相で同振
幅の音波を放射する二次音源とを備え、音を通過させ断
熱効果を有する音透過断熱体を前記ダクトに設け、該音
透過断熱体に前記二次音源と音量検出センサとを設置し
てなる能動的消音装置において、 前記音透過断熱体は、複数のパイプを平行にして一端を
前記ダクトに固定したパイプ構造物とし、前記ダクトと
反対側のパイプ端部に前記二次音源と音量検出センサを
設置したことを特徴とする能動的消音装置。 - 【請求項２】 一次音源と、該一次音源から発せられる
音波を伝搬するダクトと、音量を検出する音量検出セン
サと、前記一次音源から発せられる音波と逆位相で同振
幅の音波を放射する二次音源とを備え、音を通過させ断
熱効果を有する音透過断熱体を前記ダクトに設け、該音
透過断熱体に前記二次音源と音量検出センサとを設置し
てなる能動的消音装置において、 前記音透過断熱体は、周囲を囲った箱体にこの箱体を貫
通する複数のパイプを配したパイプ構造物とし、このパ
イプ構造物のパイプと平行な箱体の一面を前記ダクトに
固定し、前記ダクトと反対側の箱体面に前記二次音源と
音量検出センサを設置したことを特徴とする能動的消音
装置。 - 【請求項３】 前記パイプ構造物のパイプ総断面積又は
パイプ長又はパイプ総断面積及びパイプ長を変更可能と
したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の能動
的消音装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4058284A JP2903841B2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 能動的消音装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4058284A JP2903841B2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 能動的消音装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05257483A JPH05257483A (ja) | 1993-10-08 |
| JP2903841B2 true JP2903841B2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
ID=13079898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4058284A Expired - Fee Related JP2903841B2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 能動的消音装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2903841B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1267402B1 (it) * | 1994-02-22 | 1997-02-05 | Electronic Sound Attenuation S | Silenziatore attivo per gas di scarico. |
| DE102015217461A1 (de) * | 2015-09-11 | 2017-03-16 | Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG | Verbindungsrohr zum Anschließen eines aktiven Schalldämpfers an eine Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine |
-
1992
- 1992-03-16 JP JP4058284A patent/JP2903841B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05257483A (ja) | 1993-10-08 |
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