JP3085076B2 - スーパーチャージャ - Google Patents
スーパーチャージャInfo
- Publication number
- JP3085076B2 JP3085076B2 JP06029681A JP2968194A JP3085076B2 JP 3085076 B2 JP3085076 B2 JP 3085076B2 JP 06029681 A JP06029681 A JP 06029681A JP 2968194 A JP2968194 A JP 2968194A JP 3085076 B2 JP3085076 B2 JP 3085076B2
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- JP
- Japan
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- discharge
- supercharger
- pressure
- control valve
- displacement chamber
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- Exhaust Silencers (AREA)
- Supercharger (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スーパーチャージャに
関する。
関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関の高出力化のために、過給を実
行するスーパーチャージャを設けることは既に公知とな
っている。このようなスーパーチャージャとして、一般
的にはルーツ型スーパーチャージャが使用される。この
ルーツ型スーパーチャージャは、通常、互いに反対方向
に回転する一対の二葉形ロータを具備し、各ロータが半
回転毎に交互に吐出を実行するものであり、構造が比較
的簡単で高い信頼性を有しているが、吐出が定期的とな
るために吐出側には圧力脈動が起こり、この圧力脈動の
振幅に応じた比較的大きな騒音が発生する。
行するスーパーチャージャを設けることは既に公知とな
っている。このようなスーパーチャージャとして、一般
的にはルーツ型スーパーチャージャが使用される。この
ルーツ型スーパーチャージャは、通常、互いに反対方向
に回転する一対の二葉形ロータを具備し、各ロータが半
回転毎に交互に吐出を実行するものであり、構造が比較
的簡単で高い信頼性を有しているが、吐出が定期的とな
るために吐出側には圧力脈動が起こり、この圧力脈動の
振幅に応じた比較的大きな騒音が発生する。
【0003】この騒音を低減するために、日本自動車工
業会知的財産部会により発行されている自動車技術事例
集の発行番号92575号(発行日1992年9月30
日)には、ルーツ型スーパーチャージャにおいて、各ロ
ータによりハウジング内の二箇所で形成される二つの押
しのけ室が、それぞれ、制御弁が設けられた連通路によ
って吐出側通路に接続されており、一方の押しのけ室に
より吐出が行われている時に、他方の押しのけ室側の制
御弁を開弁して吐出側通路内の圧力の一部をこの押しの
け室へ逃がし、吐出側通路内の圧力脈動の振幅を低減す
るものが記載されている。
業会知的財産部会により発行されている自動車技術事例
集の発行番号92575号(発行日1992年9月30
日)には、ルーツ型スーパーチャージャにおいて、各ロ
ータによりハウジング内の二箇所で形成される二つの押
しのけ室が、それぞれ、制御弁が設けられた連通路によ
って吐出側通路に接続されており、一方の押しのけ室に
より吐出が行われている時に、他方の押しのけ室側の制
御弁を開弁して吐出側通路内の圧力の一部をこの押しの
け室へ逃がし、吐出側通路内の圧力脈動の振幅を低減す
るものが記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術は、ロ
ータ回転数が高いほど又は過給圧が高いほど、圧力脈動
の振幅が大きくなって騒音が大きくなるものとして、こ
れらの時ほど、制御弁の開弁時間を長くして、吐出側通
路内の圧力を押しのけ室へ十分に逃がすようになってい
る。確かに、傾向的には前述の時ほど圧力脈動の振幅は
大きくなるが、実際の圧力脈動は、吐出側通路長さ及び
形状により、低回転域の特定ロータ回転数においても共
鳴によって圧力脈動の振幅が異常に大きくなる可能性が
あり、従来技術の制御弁開弁時間制御では、この時に十
分に騒音を低減することができない。
ータ回転数が高いほど又は過給圧が高いほど、圧力脈動
の振幅が大きくなって騒音が大きくなるものとして、こ
れらの時ほど、制御弁の開弁時間を長くして、吐出側通
路内の圧力を押しのけ室へ十分に逃がすようになってい
る。確かに、傾向的には前述の時ほど圧力脈動の振幅は
大きくなるが、実際の圧力脈動は、吐出側通路長さ及び
形状により、低回転域の特定ロータ回転数においても共
鳴によって圧力脈動の振幅が異常に大きくなる可能性が
あり、従来技術の制御弁開弁時間制御では、この時に十
分に騒音を低減することができない。
【0005】従って、本発明の目的は、吐出側通路内の
圧力脈動により発生する騒音を確実に低減することがで
きるルーツ型のスーパーチャージャを提供することであ
る。
圧力脈動により発生する騒音を確実に低減することがで
きるルーツ型のスーパーチャージャを提供することであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によるスーパーチ
ャージャは、ルーツ型構造を有し、ロータによりハウジ
ング内に形成される少なくとも一つの押しのけ室を単独
で吐出側通路へ連通する連通路と、前記連通路に設けら
れた制御弁と、他の押しのけ室による吐出の実行中で前
記押しのけ室が前記ハウジングに対して密閉状態の時に
おいて、前記制御弁をスーパーチャージャ回転角度に対
する吐出圧力上昇率が大きいほど長く開弁する制御弁開
閉手段、とを具備することを特徴とする。
ャージャは、ルーツ型構造を有し、ロータによりハウジ
ング内に形成される少なくとも一つの押しのけ室を単独
で吐出側通路へ連通する連通路と、前記連通路に設けら
れた制御弁と、他の押しのけ室による吐出の実行中で前
記押しのけ室が前記ハウジングに対して密閉状態の時に
おいて、前記制御弁をスーパーチャージャ回転角度に対
する吐出圧力上昇率が大きいほど長く開弁する制御弁開
閉手段、とを具備することを特徴とする。
【0007】
【作用】前述のスーパーチャージャは、ルーツ型構造を
有し、ロータによりハウジング内に形成される少なくと
も一つの押しのけ室を単独で吐出側通路へ連通する連通
路と、連通路に設けられた制御弁とを具備し、制御弁開
閉手段は、他の押しのけ室による吐出の実行中で前述の
押しのけ室がハウジングに対して密閉状態の時におい
て、制御弁をスーパーチャージャ回転角度に対する吐出
圧力上昇率が大きいほど長く開弁する。
有し、ロータによりハウジング内に形成される少なくと
も一つの押しのけ室を単独で吐出側通路へ連通する連通
路と、連通路に設けられた制御弁とを具備し、制御弁開
閉手段は、他の押しのけ室による吐出の実行中で前述の
押しのけ室がハウジングに対して密閉状態の時におい
て、制御弁をスーパーチャージャ回転角度に対する吐出
圧力上昇率が大きいほど長く開弁する。
【0008】
【実施例】図1は、本発明によるスーパーチャージャの
概略断面図である。同図において、1はスーパーチャー
ジャ本体である。このスーパーチャージャは、特にルー
ツ型のものであり、長円形断面のハウジング2と、その
内部を互いに反対方向に回転する一対の二葉形ロータ
3,4を有している。ハウジング2の対向する二つの側
壁には、それぞれ吸入口2aと吐出口2bが設けられ、
吸入口2aには吸入側通路5が、また吐出口2bには吐
出側通路6が接続されている。
概略断面図である。同図において、1はスーパーチャー
ジャ本体である。このスーパーチャージャは、特にルー
ツ型のものであり、長円形断面のハウジング2と、その
内部を互いに反対方向に回転する一対の二葉形ロータ
3,4を有している。ハウジング2の対向する二つの側
壁には、それぞれ吸入口2aと吐出口2bが設けられ、
吸入口2aには吸入側通路5が、また吐出口2bには吐
出側通路6が接続されている。
【0009】ハウジング2内には、吸入口2aから取り
入れられた空気を吐出口2bから送り出すために各ロー
タ3,4によって二箇所で押しのけ室7,8が形成され
る。各押しのけ室7,8は、対応するロータの半回転毎
に形成され、交互に吐出を実行するようになっている。
入れられた空気を吐出口2bから送り出すために各ロー
タ3,4によって二箇所で押しのけ室7,8が形成され
る。各押しのけ室7,8は、対応するロータの半回転毎
に形成され、交互に吐出を実行するようになっている。
【0010】各押しのけ室7,8を単独で吐出側通路6
へ連通する第1及び第2連通路9,10が設けられ、第
1連通路9には第1制御弁9aが、また第2連通路10
には第2制御弁10aがそれぞれ設置されている。第1
及び第2連通路9,10とハウジング2との接続部は、
特に、ロータ3,4の二つの回転軸線を結ぶ延長線上が
選択されている。それにより、各制御弁9a,10aの
開弁によって、ハウジング2に対して密閉状態の各押し
のけ室7,8を必要に応じて長時間、吐出側通路6に連
通させることが可能となる。
へ連通する第1及び第2連通路9,10が設けられ、第
1連通路9には第1制御弁9aが、また第2連通路10
には第2制御弁10aがそれぞれ設置されている。第1
及び第2連通路9,10とハウジング2との接続部は、
特に、ロータ3,4の二つの回転軸線を結ぶ延長線上が
選択されている。それにより、各制御弁9a,10aの
開弁によって、ハウジング2に対して密閉状態の各押し
のけ室7,8を必要に応じて長時間、吐出側通路6に連
通させることが可能となる。
【0011】このスーパーチャージャ本体1は、一回転
毎に各ロータ3,4が一回転するようになっており、そ
れにより、一回転毎に四回の吐出が実行されるものであ
る。このような吐出が定期的となるルーツ型スーパーチ
ャージャは、一般的に吐出側通路6内において圧力脈動
が起こり、それにより比較的大きな騒音が発生する。こ
の騒音は、脈動の振幅が大きいほど大きくなることがわ
かっている。
毎に各ロータ3,4が一回転するようになっており、そ
れにより、一回転毎に四回の吐出が実行されるものであ
る。このような吐出が定期的となるルーツ型スーパーチ
ャージャは、一般的に吐出側通路6内において圧力脈動
が起こり、それにより比較的大きな騒音が発生する。こ
の騒音は、脈動の振幅が大きいほど大きくなることがわ
かっている。
【0012】図2は、スーパーチャージャ本体1の特定
回転数における回転角度に対する吐出側通路6内の圧力
を示すグラフであり、一般的には、実線で示すように吐
出毎の圧力脈動が発生する。しかし、本実施例のスーパ
ーチャージャ本体1は、制御装置20によって第1及び
第2制御弁9a,10aを開閉制御することによりこの
圧力脈動を減少させ、騒音を低減するものである。
回転数における回転角度に対する吐出側通路6内の圧力
を示すグラフであり、一般的には、実線で示すように吐
出毎の圧力脈動が発生する。しかし、本実施例のスーパ
ーチャージャ本体1は、制御装置20によって第1及び
第2制御弁9a,10aを開閉制御することによりこの
圧力脈動を減少させ、騒音を低減するものである。
【0013】制御装置20には、吐出側通路6の吐出口
2b近傍に配置され、スーパーチャージャ本体1の吐出
圧力を測定するための圧力センサ21と、スーパーチャ
ージャ本体1の回転角度位置を検出する回転角度センサ
22等が接続されている。図3は、前述の第1及び第2
制御弁の開閉制御のためのフローチャートであり、回転
角度センサ22からの出力を基に、例えば図1の上側の
ロータ3による吐出が開始される時から実行され、スー
パーチャージャ本体1の所定回転角度、例えば30°毎
に繰り返されるものである。
2b近傍に配置され、スーパーチャージャ本体1の吐出
圧力を測定するための圧力センサ21と、スーパーチャ
ージャ本体1の回転角度位置を検出する回転角度センサ
22等が接続されている。図3は、前述の第1及び第2
制御弁の開閉制御のためのフローチャートであり、回転
角度センサ22からの出力を基に、例えば図1の上側の
ロータ3による吐出が開始される時から実行され、スー
パーチャージャ本体1の所定回転角度、例えば30°毎
に繰り返されるものである。
【0014】まずステップ101において、カウント値
nが1だけ増加される。このカウント値nは機関停止と
共に0にリセットされるものであり、当初カウント値n
は1となってステップ102に進む。ステップ102に
おいて、カウント値nが7であるかどうかが判断され、
この判断が肯定される時は、ステップ103においてカ
ウント値nは1とされ、また否定される時はそのままス
テップ104に進む。
nが1だけ増加される。このカウント値nは機関停止と
共に0にリセットされるものであり、当初カウント値n
は1となってステップ102に進む。ステップ102に
おいて、カウント値nが7であるかどうかが判断され、
この判断が肯定される時は、ステップ103においてカ
ウント値nは1とされ、また否定される時はそのままス
テップ104に進む。
【0015】ステップ104において、カウント値nが
3又は6であるかどうかが判断され、現在1であるため
に、この判断は否定され、ステップ105に進んで圧力
センサ21により測定される現在の吐出圧力がP1とし
て記憶される。
3又は6であるかどうかが判断され、現在1であるため
に、この判断は否定され、ステップ105に進んで圧力
センサ21により測定される現在の吐出圧力がP1とし
て記憶される。
【0016】次にステップ106においてカウント値n
が2であるかどうかが判断され、現在1であるために、
この判断は否定されてステップ107に進み、カウント
値nが5であるかどうかが判断される。この判断も否定
されステップ108に進み、ステップ104において記
憶された吐出圧力P1がP2として記憶され、終了す
る。
が2であるかどうかが判断され、現在1であるために、
この判断は否定されてステップ107に進み、カウント
値nが5であるかどうかが判断される。この判断も否定
されステップ108に進み、ステップ104において記
憶された吐出圧力P1がP2として記憶され、終了す
る。
【0017】次回の処理において、カウント値nが2と
なるために、ステップ105において現在の吐出圧力が
P1として記憶された後、ステップ106の判断が肯定
されてステップ109に進む。ステップ109におい
て、スーパーチャージャ本体1の回転角度に対する吐出
圧力上昇率A(パスカル/度)が次式により算出され
る。
なるために、ステップ105において現在の吐出圧力が
P1として記憶された後、ステップ106の判断が肯定
されてステップ109に進む。ステップ109におい
て、スーパーチャージャ本体1の回転角度に対する吐出
圧力上昇率A(パスカル/度)が次式により算出され
る。
【0018】A=(P1−P2)/30 この式において、数値30とは本フローチャートが繰り
返されるスーパーチャージャ本体1の回転角度であり、
またP2は前述したようにカウント値nが1の時の吐出
圧力である。
返されるスーパーチャージャ本体1の回転角度であり、
またP2は前述したようにカウント値nが1の時の吐出
圧力である。
【0019】次にステップ110に進み、ロータ3によ
り形成される押しのけ室7が吐出中であり、ロータ4に
より形成される押しのけ室8がハウジング2に対して密
閉状態である時において、この吐出圧力上昇率Aが大き
いほど第2制御弁10aを長く開弁する。
り形成される押しのけ室7が吐出中であり、ロータ4に
より形成される押しのけ室8がハウジング2に対して密
閉状態である時において、この吐出圧力上昇率Aが大き
いほど第2制御弁10aを長く開弁する。
【0020】また、カウント値nが3又は6となってい
れば、ステップ104における判断は肯定され、そのま
ま終了する。また、カウント値nが5となっていれば、
ステップ105において現在の吐出圧力がP1として記
憶された後、ステップ107の判断が肯定されてステッ
プ111に進み、カウント値nが4の時にP2として記
憶されている吐出圧力を使用してステップ109と同様
に吐出圧力上昇率Aが算出され、ロータ4により形成さ
れる押しのけ室8が吐出中であり、ロータ3により形成
される押しのけ室7がハウジング2に対して密閉状態で
ある時において、この吐出圧力上昇率Aが大きいほど第
1制御弁9aを長く開弁する。
れば、ステップ104における判断は肯定され、そのま
ま終了する。また、カウント値nが5となっていれば、
ステップ105において現在の吐出圧力がP1として記
憶された後、ステップ107の判断が肯定されてステッ
プ111に進み、カウント値nが4の時にP2として記
憶されている吐出圧力を使用してステップ109と同様
に吐出圧力上昇率Aが算出され、ロータ4により形成さ
れる押しのけ室8が吐出中であり、ロータ3により形成
される押しのけ室7がハウジング2に対して密閉状態で
ある時において、この吐出圧力上昇率Aが大きいほど第
1制御弁9aを長く開弁する。
【0021】図2には、前述のカウント値nとスーパー
チャージャ本体1の回転角度との関係が示されており、
カウント値nが1の時には押しのけ室7による吐出が開
始され、またカウント値nが4の時には押しのけ室8に
よる吐出が開始されるようになっている。前述の第1及
び第2制御弁9a,9bの開閉制御を実施した時の吐出
側通路6内の圧力は、一方の押しのけ室により吐出が行
われている時に、ハウジング2に対して密閉状態の他方
の押しのけ室が吐出側通路6と連通され、吐出側通路6
内の圧力の一部がこの押しのけ室へ逃げるために、図2
に点線で示すように、全体的な吐出側通路6内の圧力を
低下させることなく、圧力脈動の振幅を減少させること
ができる。しかし、制御弁の開弁時間を単純に長くする
と、吐出側通路6内の圧力が下がり過ぎ、一方の押しの
け室によるさらなる吐出により一点鎖線で示すように再
び吐出側通路6内の圧力が上昇し、さらなる圧力脈動を
発生させることになり、騒音を低減させることにはなら
ない。
チャージャ本体1の回転角度との関係が示されており、
カウント値nが1の時には押しのけ室7による吐出が開
始され、またカウント値nが4の時には押しのけ室8に
よる吐出が開始されるようになっている。前述の第1及
び第2制御弁9a,9bの開閉制御を実施した時の吐出
側通路6内の圧力は、一方の押しのけ室により吐出が行
われている時に、ハウジング2に対して密閉状態の他方
の押しのけ室が吐出側通路6と連通され、吐出側通路6
内の圧力の一部がこの押しのけ室へ逃げるために、図2
に点線で示すように、全体的な吐出側通路6内の圧力を
低下させることなく、圧力脈動の振幅を減少させること
ができる。しかし、制御弁の開弁時間を単純に長くする
と、吐出側通路6内の圧力が下がり過ぎ、一方の押しの
け室によるさらなる吐出により一点鎖線で示すように再
び吐出側通路6内の圧力が上昇し、さらなる圧力脈動を
発生させることになり、騒音を低減させることにはなら
ない。
【0022】図2の点線で示すような良好な圧力脈動の
減少を実現するためには、吐出側通路6の長さ及び形状
により特定スーパーチャージャ回転数において圧力脈動
の共鳴が起こることを考慮すれば、実際の圧力脈動の振
幅が大きい時ほど、各制御弁の開弁時間を長くすること
が必要である。本実施例における各制御弁9a,10a
の開閉制御に使用されるスーパーチャージャ回転角度に
対する吐出圧力上昇率Aは、ほぼ実際の圧力脈動の振幅
の大きさを表すものであるために、さらなる圧力脈動を
発生させることなく確実に圧力脈動の振幅を減少させ、
騒音を十分に低減することが可能となる。
減少を実現するためには、吐出側通路6の長さ及び形状
により特定スーパーチャージャ回転数において圧力脈動
の共鳴が起こることを考慮すれば、実際の圧力脈動の振
幅が大きい時ほど、各制御弁の開弁時間を長くすること
が必要である。本実施例における各制御弁9a,10a
の開閉制御に使用されるスーパーチャージャ回転角度に
対する吐出圧力上昇率Aは、ほぼ実際の圧力脈動の振幅
の大きさを表すものであるために、さらなる圧力脈動を
発生させることなく確実に圧力脈動の振幅を減少させ、
騒音を十分に低減することが可能となる。
【0023】図3に示すフローチャートにおいて使用さ
れた具体的な数値は、理解を容易にするための例であ
り、これらは本発明を限定するものではない。また、本
実施例において、一対の二葉形ロータを有するスーパー
チャージャ本体が使用されているが、もちろん、三ロー
タ式等の他の形状のルーツ型スーパーチャージャ本体を
使用することも可能である。さらに、押しのけ室を単独
で吐出側通路へ連通する少なくとも一つの連通路が設け
られていれば、この押しのけ室を使用して、他の押しの
け室の吐出中に発生する圧力脈動を良好に減少させて、
この時の騒音を十分に低減させることができる。
れた具体的な数値は、理解を容易にするための例であ
り、これらは本発明を限定するものではない。また、本
実施例において、一対の二葉形ロータを有するスーパー
チャージャ本体が使用されているが、もちろん、三ロー
タ式等の他の形状のルーツ型スーパーチャージャ本体を
使用することも可能である。さらに、押しのけ室を単独
で吐出側通路へ連通する少なくとも一つの連通路が設け
られていれば、この押しのけ室を使用して、他の押しの
け室の吐出中に発生する圧力脈動を良好に減少させて、
この時の騒音を十分に低減させることができる。
【0024】
【発明の効果】このように、本発明によるスーパーチャ
ージャ本体によれば、ルーツ型構造を有し、ロータによ
りハウジング内に形成される少なくとも一つの押しのけ
室を単独で吐出側通路へ連通する連通路と、連通路に設
けられた制御弁とを具備し、制御弁開閉手段は、他の押
しのけ室による吐出の実行中で前述の押しのけ室がハウ
ジングに対して密閉状態の時において、制御弁をスーパ
ーチャージャ回転角度に対する吐出圧力上昇率が大きい
ほど長く開弁するために、吐出側通路の長さ及び形状に
より特定スーパーチャージャ回転数において圧力脈動の
共鳴が起きても、前述の吐出圧力上昇率は、言わば実際
の圧力脈動の振幅を示すものであり、確実に圧力脈動の
振幅を減少させ、騒音を十分に低減することが可能とな
る。
ージャ本体によれば、ルーツ型構造を有し、ロータによ
りハウジング内に形成される少なくとも一つの押しのけ
室を単独で吐出側通路へ連通する連通路と、連通路に設
けられた制御弁とを具備し、制御弁開閉手段は、他の押
しのけ室による吐出の実行中で前述の押しのけ室がハウ
ジングに対して密閉状態の時において、制御弁をスーパ
ーチャージャ回転角度に対する吐出圧力上昇率が大きい
ほど長く開弁するために、吐出側通路の長さ及び形状に
より特定スーパーチャージャ回転数において圧力脈動の
共鳴が起きても、前述の吐出圧力上昇率は、言わば実際
の圧力脈動の振幅を示すものであり、確実に圧力脈動の
振幅を減少させ、騒音を十分に低減することが可能とな
る。
【図1】本発明によるスーパーチャージャの概略断面図
である。
である。
【図2】スーパーチャージャ回転角度に対する吐出側通
路内の圧力を示すグラフである。
路内の圧力を示すグラフである。
【図3】制御弁の開閉制御のためのフローチャートであ
る。
る。
1…スーパーチャージャ本体 3,4…ロータ 5…吸入側通路 6…吐出側通路 7,8…押しのけ室 9…第1連通路 9a…第1制御弁 10…第2連通路 10a…第2制御弁
Claims (1)
- 【請求項1】 ルーツ型構造を有し、ロータによりハウ
ジング内に形成される少なくとも一つの押しのけ室を単
独で吐出側通路へ連通する連通路と、前記連通路に設け
られた制御弁と、他の押しのけ室による吐出の実行中で
前記押しのけ室が前記ハウジングに対して密閉状態の時
において、前記制御弁をスーパーチャージャ回転角度に
対する吐出圧力上昇率が大きいほど長く開弁する制御弁
開閉手段、とを具備することを特徴とするスーパーチャ
ージャ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06029681A JP3085076B2 (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | スーパーチャージャ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06029681A JP3085076B2 (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | スーパーチャージャ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07238839A JPH07238839A (ja) | 1995-09-12 |
JP3085076B2 true JP3085076B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=12282865
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06029681A Expired - Fee Related JP3085076B2 (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | スーパーチャージャ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3085076B2 (ja) |
-
1994
- 1994-02-28 JP JP06029681A patent/JP3085076B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07238839A (ja) | 1995-09-12 |
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