JP3227432B2 - リニアモータのコイル構造 - Google Patents
リニアモータのコイル構造Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リニアモータのコ
イル構造に関するものである。
イル構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、複数のコイルが列設されたコ
イルブロックを磁界中に配し可動子を移動させる推力を
発生させるように各コイルに電流を流して成るリニアモ
ータとして、例えば複数の永久磁石が長手方向に沿って
一定間隔で同一方向の磁極面の極性が交互に異なるよう
に配設されて成る永久磁石ブロックと、永久磁石の磁極
面に対向するコイルが長手方向に複数個列設されて成る
コイルブロックとを備え、永久磁石ブロックに対するコ
イルブロックの相対的な位置に応じて各コイルを交互に
異なる極性に励磁することで進行磁界を発生させ、この
進行磁界により両ブロック間に働く磁力によって永久磁
石ブロック又はコイルブロックの何れか一方の可動側ブ
ロック（可動子）を進行磁界と同方向に推進するリニア
モータが提供されている。
イルブロックを磁界中に配し可動子を移動させる推力を
発生させるように各コイルに電流を流して成るリニアモ
ータとして、例えば複数の永久磁石が長手方向に沿って
一定間隔で同一方向の磁極面の極性が交互に異なるよう
に配設されて成る永久磁石ブロックと、永久磁石の磁極
面に対向するコイルが長手方向に複数個列設されて成る
コイルブロックとを備え、永久磁石ブロックに対するコ
イルブロックの相対的な位置に応じて各コイルを交互に
異なる極性に励磁することで進行磁界を発生させ、この
進行磁界により両ブロック間に働く磁力によって永久磁
石ブロック又はコイルブロックの何れか一方の可動側ブ
ロック（可動子）を進行磁界と同方向に推進するリニア
モータが提供されている。
【０００３】このようなリニアモータにおいては、コイ
ルに給電して励磁電流を流すために給電基板が設けら
れ、コイルの端末を給電基板に電気的に接続するコイル
構造となっていた。
ルに給電して励磁電流を流すために給電基板が設けら
れ、コイルの端末を給電基板に電気的に接続するコイル
構造となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところでコイルの磁力
を増大させるためには、コイルブロックに継鉄を設けて
磁路を形成するようにするのが望ましいが、部品点数が
増加してコストアップになるという問題がある。
を増大させるためには、コイルブロックに継鉄を設けて
磁路を形成するようにするのが望ましいが、部品点数が
増加してコストアップになるという問題がある。
【０００５】本発明は上記問題に鑑みて為されたもので
あり、その目的とするところは、部品点数を増やすこと
なく磁力の増大が図れるリニアモータのコイル構造を提
供することにある。
あり、その目的とするところは、部品点数を増やすこと
なく磁力の増大が図れるリニアモータのコイル構造を提
供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、複数のコイルが列設されたコイ
ルブロックを磁界中に配し可動子を移動させる推力を発
生させるように各コイルに電流を流して成るリニアモー
タのコイル構造であって、絶縁材料により略板状に形成
されコイルの相数に応じた個数の凹部が長手方向に沿っ
て幅方向に列設された基台と、導電性を有する軟磁性材
料により略帯状に形成され基台の各凹部内に配設される
導電部と、各コイル毎にコイル端末を所定の導電部に接
続する接続手段とを具備することを特徴とし、導電部が
継鉄となって磁路を形成するために磁力の増大が図れる
とともに継鉄を導電部と兼用していることで部品点数が
増加しない。
に、請求項１の発明は、複数のコイルが列設されたコイ
ルブロックを磁界中に配し可動子を移動させる推力を発
生させるように各コイルに電流を流して成るリニアモー
タのコイル構造であって、絶縁材料により略板状に形成
されコイルの相数に応じた個数の凹部が長手方向に沿っ
て幅方向に列設された基台と、導電性を有する軟磁性材
料により略帯状に形成され基台の各凹部内に配設される
導電部と、各コイル毎にコイル端末を所定の導電部に接
続する接続手段とを具備することを特徴とし、導電部が
継鉄となって磁路を形成するために磁力の増大が図れる
とともに継鉄を導電部と兼用していることで部品点数が
増加しない。
【０００７】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、接続手段が、一端側において導電部と接触導通し他
端側でコイルの端末に電気的に接続される接触部から成
ることを特徴とし、接触部によってコイルと導電部とを
電気的に接続することで各コイルへの給電のための結線
作業が簡素化でき、作業性の向上が図れる。
て、接続手段が、一端側において導電部と接触導通し他
端側でコイルの端末に電気的に接続される接触部から成
ることを特徴とし、接触部によってコイルと導電部とを
電気的に接続することで各コイルへの給電のための結線
作業が簡素化でき、作業性の向上が図れる。
【０００８】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において、コイルボビンに巻線を巻設してコイルを形成
しコイルボビンに位置決め用の突起を設けるとともに各
突起が嵌入される位置決め孔を所定の間隔で長手方向に
沿って基台に設けたことを特徴とし、基台に対するコイ
ルの位置決めが容易且つ確実に行える。
において、コイルボビンに巻線を巻設してコイルを形成
しコイルボビンに位置決め用の突起を設けるとともに各
突起が嵌入される位置決め孔を所定の間隔で長手方向に
沿って基台に設けたことを特徴とし、基台に対するコイ
ルの位置決めが容易且つ確実に行える。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を詳細に説明する。
実施形態を詳細に説明する。
【００１０】本実施形態のコイルブロックＡは、３相駆
動のための３個のコイル１1〜１3から成る１ユニット
が、搬送する扉等の搬送推力として必要とされる数だけ
所定の間隔で連設されたものである。そして、上記各ユ
ニットの３個のコイル１1〜１3は、図２に示すように、
上記各ユニットの同じ相対位置（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各
相のうちの同相）のものが、例えば始端の端末部同士が
接続されるとともに終端の端末部が各ユニット毎に共通
接続されてスター結線されている（図２ではユニット数
を３としているがこれに限定する趣旨ではない）。ここ
で、上記結線は、後述する基台２０に設けた４つの導電
部２１1〜２１4によって各コイル１1〜１3の所定の端末
部同士を接続することで行われ、後述する制御装置４０
に対して可撓性を有するフレキシブルプリント基板等を
介して配線される。
動のための３個のコイル１1〜１3から成る１ユニット
が、搬送する扉等の搬送推力として必要とされる数だけ
所定の間隔で連設されたものである。そして、上記各ユ
ニットの３個のコイル１1〜１3は、図２に示すように、
上記各ユニットの同じ相対位置（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各
相のうちの同相）のものが、例えば始端の端末部同士が
接続されるとともに終端の端末部が各ユニット毎に共通
接続されてスター結線されている（図２ではユニット数
を３としているがこれに限定する趣旨ではない）。ここ
で、上記結線は、後述する基台２０に設けた４つの導電
部２１1〜２１4によって各コイル１1〜１3の所定の端末
部同士を接続することで行われ、後述する制御装置４０
に対して可撓性を有するフレキシブルプリント基板等を
介して配線される。
【００１１】一方、制御装置４０は、図３に示すよう
に、直流電源から成る電源部４１と、例えば逆起防止用
ダイオードＤが逆並列に接続された６つのスイッチ素子
Ｑのブリッジ回路で構成されコイル１の励磁相（Ｕ相、
Ｖ相、Ｗ相の３相）を切り換える出力部４２と、出力部
４２の各スイッチ素子Ｑをスイッチング制御する制御部
４３と、コイルブロックＡの永久磁石ブロック（後述す
る）に対する相対的な位置を検出するためのホール素子
のような磁気センサ４４とを備えている。また、制御部
４３は、例えばＣＰＵを主構成要素とし、磁気センサ４
４からの位置検出信号を入力し、所定のプログラムに基
づいて出力部４２のスイッチ素子Ｑを順次オンオフす
る。この制御装置４０により、コイルブロックＡの３相
のコイル１の内の２つの相のコイル１に常時電流を流す
ことにより、コイルホルダ１０の長手方向に沿って移動
する進行磁界を発生し、この進行磁界によって上記永久
磁石ブロックとの間で大略直線的な長手方向に向けて移
動し得る推力を得ることができる。
に、直流電源から成る電源部４１と、例えば逆起防止用
ダイオードＤが逆並列に接続された６つのスイッチ素子
Ｑのブリッジ回路で構成されコイル１の励磁相（Ｕ相、
Ｖ相、Ｗ相の３相）を切り換える出力部４２と、出力部
４２の各スイッチ素子Ｑをスイッチング制御する制御部
４３と、コイルブロックＡの永久磁石ブロック（後述す
る）に対する相対的な位置を検出するためのホール素子
のような磁気センサ４４とを備えている。また、制御部
４３は、例えばＣＰＵを主構成要素とし、磁気センサ４
４からの位置検出信号を入力し、所定のプログラムに基
づいて出力部４２のスイッチ素子Ｑを順次オンオフす
る。この制御装置４０により、コイルブロックＡの３相
のコイル１の内の２つの相のコイル１に常時電流を流す
ことにより、コイルホルダ１０の長手方向に沿って移動
する進行磁界を発生し、この進行磁界によって上記永久
磁石ブロックとの間で大略直線的な長手方向に向けて移
動し得る推力を得ることができる。
【００１２】ここで、コイルブロックＡとともにリニア
モータを構成する永久磁石ブロックは、厚み方向に異極
が存在し長手方向に一定間隔を持って交互に異極が存在
するよう着磁された平板状の永久磁石にて形成されてい
る。そして、コイルブロックＡと永久磁石ブロックの一
方を固定子、他方を可動子とし、上記進行磁界によって
推進する可動子によって扉等が搬送されるのである。な
お、永久磁石ブロックの代わりに、例えば鉄やアルミ等
の金属製板材に突起状の磁極部を複数個列設した従来周
知の構造のものを固定子あるいは可動子として用いるこ
とも可能である。
モータを構成する永久磁石ブロックは、厚み方向に異極
が存在し長手方向に一定間隔を持って交互に異極が存在
するよう着磁された平板状の永久磁石にて形成されてい
る。そして、コイルブロックＡと永久磁石ブロックの一
方を固定子、他方を可動子とし、上記進行磁界によって
推進する可動子によって扉等が搬送されるのである。な
お、永久磁石ブロックの代わりに、例えば鉄やアルミ等
の金属製板材に突起状の磁極部を複数個列設した従来周
知の構造のものを固定子あるいは可動子として用いるこ
とも可能である。
【００１３】コイルブロックＡは、図１に示すように、
各ユニットの３個のコイル１1〜１3を長手方向に沿って
内部に並べて収納するコイルホルダ１０と、略帯状に形
成された４つの導電部２１1〜２１4をコイルホルダ１０
の長手方向に沿ってコイルホルダ１０の内部に臨ませて
支持する基台２０と、各コイル１1…の端末部に設けら
れ各コイル１1…毎にそれぞれ所定の導電部２１1〜２１
4に接触導通する接触部２1，２2とを具備している。
各ユニットの３個のコイル１1〜１3を長手方向に沿って
内部に並べて収納するコイルホルダ１０と、略帯状に形
成された４つの導電部２１1〜２１4をコイルホルダ１０
の長手方向に沿ってコイルホルダ１０の内部に臨ませて
支持する基台２０と、各コイル１1…の端末部に設けら
れ各コイル１1…毎にそれぞれ所定の導電部２１1〜２１
4に接触導通する接触部２1，２2とを具備している。
【００１４】コイルホルダ１０は、合成樹脂等によって
断面形状略コ字形の樋状に形成され、その内部に各コイ
ル１1…が長手方向に沿って並んだ状態で収納される。
コイルホルダ１０の長手方向に延びる両側壁１１，１１
の上端部内側には、基台２０の端部を挿入して保持する
保持溝１２が長手方向に沿って形成してある。
断面形状略コ字形の樋状に形成され、その内部に各コイ
ル１1…が長手方向に沿って並んだ状態で収納される。
コイルホルダ１０の長手方向に延びる両側壁１１，１１
の上端部内側には、基台２０の端部を挿入して保持する
保持溝１２が長手方向に沿って形成してある。
【００１５】コイル１1…は、合成樹脂等の絶縁性を有
する部材によって形成されたコイルボビン３に巻設され
ている。また、コイルボビン３の胴部の一端側には位置
決め用の突起４が突設されている。
する部材によって形成されたコイルボビン３に巻設され
ている。また、コイルボビン３の胴部の一端側には位置
決め用の突起４が突設されている。
【００１６】基台２０は、長手方向に沿った帯状の凹所
２２が短幅方向に４つ並べて形成されており、各凹所２
２には導電性を有する軟磁性材料によって略帯板状に形
成された導電部２１1〜２１4がそれぞれ嵌入されてい
る。そして、図１に示すように、導電部２１1〜２１4が
形成された面を内側にして、長手方向に沿った両端部を
コイルホルダ１０の両側壁１１，１１に形成した保持溝
１２に挿入することにより、基台２０がコイルホルダ１
０の開口側を塞ぐようにして取着保持される。
２２が短幅方向に４つ並べて形成されており、各凹所２
２には導電性を有する軟磁性材料によって略帯板状に形
成された導電部２１1〜２１4がそれぞれ嵌入されてい
る。そして、図１に示すように、導電部２１1〜２１4が
形成された面を内側にして、長手方向に沿った両端部を
コイルホルダ１０の両側壁１１，１１に形成した保持溝
１２に挿入することにより、基台２０がコイルホルダ１
０の開口側を塞ぐようにして取着保持される。
【００１７】また、弾性を有する金属部材によって板バ
ネ状に形成された接触部２1，２2が、先端部をコイルホ
ルダ１０の開口面に臨ませるようにして、コイルホルダ
１０内に収納される各コイル１1…の始端及び終端の端
末部に基端部が半田付け等の適宜の手段で電気的に接続
されている。ここで、２つの接触部２1，２2のうちの一
方の接触部（共通接触部）２2は、ユニット内の３個の
コイル１1〜１3同士を共通接続するための共通接続用の
導電部２１4に対して先端部が弾接し、他方の接触部２1
は、各相に対応した導電部２１1〜２１3の何れか１つに
対して先端部が弾接する位置にそれぞれ配設されてい
る。
ネ状に形成された接触部２1，２2が、先端部をコイルホ
ルダ１０の開口面に臨ませるようにして、コイルホルダ
１０内に収納される各コイル１1…の始端及び終端の端
末部に基端部が半田付け等の適宜の手段で電気的に接続
されている。ここで、２つの接触部２1，２2のうちの一
方の接触部（共通接触部）２2は、ユニット内の３個の
コイル１1〜１3同士を共通接続するための共通接続用の
導電部２１4に対して先端部が弾接し、他方の接触部２1
は、各相に対応した導電部２１1〜２１3の何れか１つに
対して先端部が弾接する位置にそれぞれ配設されてい
る。
【００１８】さらに基台２０には、各コイル１1…の位
置決め用の突起４が嵌入される位置決め孔２３が所定の
間隔で列設されており、位置決め用の突起４を位置決め
孔２３に嵌入するようにしてコイルホルダ１０の開口側
に基台２０を取着すれば、各コイル１1…をコイルホル
ダ１０及び基台２０に対して容易且つ確実に位置決めす
ることができる。なお、本実施形態では位置決め孔２３
を略円形に形成しているが、これに限定する趣旨ではな
く、位置決め用の突起４の形状に応じた任意の形状とす
ればよい。
置決め用の突起４が嵌入される位置決め孔２３が所定の
間隔で列設されており、位置決め用の突起４を位置決め
孔２３に嵌入するようにしてコイルホルダ１０の開口側
に基台２０を取着すれば、各コイル１1…をコイルホル
ダ１０及び基台２０に対して容易且つ確実に位置決めす
ることができる。なお、本実施形態では位置決め孔２３
を略円形に形成しているが、これに限定する趣旨ではな
く、位置決め用の突起４の形状に応じた任意の形状とす
ればよい。
【００１９】而して、本実施形態のコイルブロックＡを
製造する過程においては、コイルホルダ１０内に各相に
対応したコイル１1〜１3を所定の順序で並べて収納し、
コイルホルダ１０の開口部に基台２０を取着すれば、各
コイル１1〜１3の接触部２1，２2がそれぞれ共通接続用
の導電部２１4と各相に対応した導電部２１1〜２１3の
何れか１つとに弾接して接触導通することになる。すな
わち、導電部２１1〜２１4と各コイル１1〜１3をリード
線等を使って結線する場合に比較して結線作業が非常に
簡素化され、作業性の向上が図れる。また、同相のコイ
ル１1…については、ユニットに関係なくコンパチブル
にコイルホルダ１０内に収納してコイルブロックＡを組
み立てることができ、組立の作業時間が短縮できるとい
う利点もある。
製造する過程においては、コイルホルダ１０内に各相に
対応したコイル１1〜１3を所定の順序で並べて収納し、
コイルホルダ１０の開口部に基台２０を取着すれば、各
コイル１1〜１3の接触部２1，２2がそれぞれ共通接続用
の導電部２１4と各相に対応した導電部２１1〜２１3の
何れか１つとに弾接して接触導通することになる。すな
わち、導電部２１1〜２１4と各コイル１1〜１3をリード
線等を使って結線する場合に比較して結線作業が非常に
簡素化され、作業性の向上が図れる。また、同相のコイ
ル１1…については、ユニットに関係なくコンパチブル
にコイルホルダ１０内に収納してコイルブロックＡを組
み立てることができ、組立の作業時間が短縮できるとい
う利点もある。
【００２０】また、コイルボビン３に設けた突起４が基
台２０の位置決め孔２３に嵌入されて位置決めが為され
るから、更に作業性の向上が図れるとともに組立後にコ
イル１1…の位置ずれが生じる等の不具合の発生を防ぐ
ことができるという利点がある。しかも、導電部２１1
〜２１4を軟磁性材料で形成しているので、コイルホル
ダ１０に取着した状態で導電部２１1〜２１4が継鉄とな
ってコイル１1…から発生する磁束の磁路を形成するた
め、進行磁界の磁力を増大させて特性の向上が図れると
ともに継鉄及び従来の給電基板を導電部２１1〜２１4と
兼用していることで部品点数が更に削減できるという利
点がある。
台２０の位置決め孔２３に嵌入されて位置決めが為され
るから、更に作業性の向上が図れるとともに組立後にコ
イル１1…の位置ずれが生じる等の不具合の発生を防ぐ
ことができるという利点がある。しかも、導電部２１1
〜２１4を軟磁性材料で形成しているので、コイルホル
ダ１０に取着した状態で導電部２１1〜２１4が継鉄とな
ってコイル１1…から発生する磁束の磁路を形成するた
め、進行磁界の磁力を増大させて特性の向上が図れると
ともに継鉄及び従来の給電基板を導電部２１1〜２１4と
兼用していることで部品点数が更に削減できるという利
点がある。
【００２１】
【発明の効果】請求項１の発明は、複数のコイルが列設
されたコイルブロックを磁界中に配し可動子を移動させ
る推力を発生させるように各コイルに電流を流して成る
リニアモータのコイル構造であって、絶縁材料により略
板状に形成されコイルの相数に応じた個数の凹部が長手
方向に沿って幅方向に列設された基台と、導電性を有す
る軟磁性材料により略帯状に形成され基台の各凹部内に
配設される導電部と、各コイル毎にコイル端末を所定の
導電部に接続する接続手段とを具備するので、導電部が
継鉄となって磁路を形成するために磁力の増大が図れる
とともに継鉄を導電部と兼用していることで部品点数が
増加しないという効果がある。
されたコイルブロックを磁界中に配し可動子を移動させ
る推力を発生させるように各コイルに電流を流して成る
リニアモータのコイル構造であって、絶縁材料により略
板状に形成されコイルの相数に応じた個数の凹部が長手
方向に沿って幅方向に列設された基台と、導電性を有す
る軟磁性材料により略帯状に形成され基台の各凹部内に
配設される導電部と、各コイル毎にコイル端末を所定の
導電部に接続する接続手段とを具備するので、導電部が
継鉄となって磁路を形成するために磁力の増大が図れる
とともに継鉄を導電部と兼用していることで部品点数が
増加しないという効果がある。
【００２２】請求項２の発明は、接続手段が、一端側に
おいて導電部と接触導通し他端側でコイルの端末に電気
的に接続される接触部から成るので、接触部によってコ
イルと導電部とを電気的に接続することで各コイルへの
給電のための結線作業が簡素化でき、作業性の向上が図
れるという効果がある。
おいて導電部と接触導通し他端側でコイルの端末に電気
的に接続される接触部から成るので、接触部によってコ
イルと導電部とを電気的に接続することで各コイルへの
給電のための結線作業が簡素化でき、作業性の向上が図
れるという効果がある。
【００２３】請求項３の発明は、コイルボビンに巻線を
巻設してコイルを形成しコイルボビンに位置決め用の突
起を設けるとともに各突起が嵌入される位置決め孔を所
定の間隔で長手方向に沿って基台に設けたので、基台に
対するコイルの位置決めが容易且つ確実に行えるという
効果がある。
巻設してコイルを形成しコイルボビンに位置決め用の突
起を設けるとともに各突起が嵌入される位置決め孔を所
定の間隔で長手方向に沿って基台に設けたので、基台に
対するコイルの位置決めが容易且つ確実に行えるという
効果がある。
【図１】実施形態を示す断面斜視図である。
【図２】同上における配線図である。
【図３】同上における制御装置を示す概略回路図であ
る。
る。
Ａ コイルブロック １ コイル ２ 接触部 １０ コイルホルダ ２０ 基台 ２１ 導電部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−183263（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 41/02 - 41/035
Claims (3)
- 【請求項１】 複数のコイルが列設されたコイルブロッ
クを磁界中に配し可動子を移動させる推力を発生させる
ように各コイルに電流を流して成るリニアモータのコイ
ル構造であって、絶縁材料により略板状に形成されコイ
ルの相数に応じた個数の凹部が長手方向に沿って幅方向
に列設された基台と、導電性を有する軟磁性材料により
略帯状に形成され基台の各凹部内に配設される導電部
と、各コイル毎にコイル端末を所定の導電部に接続する
接続手段とを具備することを特徴とするリニアモータの
コイル構造。 - 【請求項２】 接続手段は、一端側において導電部と接
触導通し他端側でコイルの端末に電気的に接続される接
触部から成ることを特徴とする請求項１記載のリニアモ
ータのコイル構造。 - 【請求項３】 コイルボビンに巻線を巻設してコイルを
形成しコイルボビンに位置決め用の突起を設けるととも
に各突起が嵌入される位置決め孔を所定の間隔で長手方
向に沿って基台に設けたことを特徴とする請求項１又は
２記載のリニアモータのコイル構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02974599A JP3227432B2 (ja) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | リニアモータのコイル構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02974599A JP3227432B2 (ja) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | リニアモータのコイル構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000228857A JP2000228857A (ja) | 2000-08-15 |
| JP3227432B2 true JP3227432B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=12284647
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02974599A Expired - Fee Related JP3227432B2 (ja) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | リニアモータのコイル構造 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3227432B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4672315B2 (ja) | 2004-09-06 | 2011-04-20 | 東芝機械株式会社 | リニアモータおよびリニア移動ステージ装置 |
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1999
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