JP3680973B2 - Outer rotor type engine generator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アウターロータ型エンジン発電機に関する。
【0002】
【従来の技術】
アウターロータの内周面に磁石を配置してなる多極式発電機は、近年インバータ制御により商用周波数出力を取り出す可搬式発電機等の発電部分として多用されるようになってきた。
【0003】
エンジンでこのアウターロータ型多極式発電機を駆動する場合に、アウターロータをエンジンのフライホイールに兼用するフライホイール回転子とすることも可能で、この方式を採用することにより別途専用のフライホイールを設ける必要がなくエンジン発電機全体の小型化が図れる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし一方では、従来のようなフライホイールの外周に磁石を取り付けて点火エネルギーを取り出す例えば自己トリガ式点火装置のような外付けの点火装置を使用することがかなり難しいという問題がある。
【0005】
すなわちアウターロータの場合、内周面に発電用磁石を配置している関係上、十分なエネルギーを得るためにはアウターロータの径寸法を小さくすることはできず、周速度が高速となる大径のアウターロータのさらにその外周に磁石を取り付けること(例えば特開昭61−40463号公報)は、磁石の支持強度を得ることが難しいとともに徒にアウターロータを大型化することになる。
【0006】
このためアウターロータをエンジンのフライホイールに兼用しようとすると、例えば実公平6−46219号公報記載のように、アウターロータの内側の多極発電部の一部の極を点火専用にして点火装置の電源を取り出すようにせざるを得ないということになり、そのため点火装置自体が複雑化して高価になるとともに、高出力を取り出せるはずの多極発電部の一部を点火用に使用して発電出力を犠牲にするという問題があった。
【0007】
そこで本願出願人は、先の出願(特願平9−9309号)において、アウターロータの外環帯状壁の内側に配置された磁石の磁力を透き窓を介して外側に導き、外環帯状壁の外側に対向して配置されたエンジン点火装置用発電部によって点火電源を取り出せるようにしたエンジン発電機を提案している。
【0008】
これによれば発電出力を犠牲にすることなく簡単な構造で点火用電源を取り出すことができるが、肉厚の大きい外環帯状壁の一部を欠損して透き窓を形成する場合は、高速で回転するアウターロータの回転バランスを保持することが問題となる。
【0009】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、アウターロータの外環帯状壁の内側に配置された磁石の磁力を透き窓を介して外側に導くようにして簡単な構造で点火電源を取り出しつつも、アウターロータの良好な回転バランスを維持できるアウターロータ型エンジン発電機を供する点にある。
【0010】
【課題を解決するための手段および作用効果】
上記目的を達成するために、本発明は、有底円筒状に形成されたアウターロータの外環帯状壁の内周に周方向に亘って複数の磁石を配置し、該磁石に対向する内部空間に多極の発電コイルを巻装した固定子を収容してなるアウターロータ型エンジン発電機において、前記アウターロータの外環帯状壁の外側に対向してエンジン点火装置用発電部を配置し、前記アウターロータの外環帯状壁の一部に前記エンジン点火装置用発電部に向けて前記磁石の磁力を作用させる磁力貫通用の透き窓を形成するとともに、前記アウターロータの外環帯状壁の側部間を塞ぐ底壁部に形成した複数の冷却通風用開口のうち、前記磁力貫通用の透き窓と回転中心に対して反対側に形成される冷却通風用開口を大きくし、前記アウターロータの回転中心に対して前記磁力貫通用の透き窓と反対側の外環帯状壁の開口側側縁に切欠きを設け、前記アウターロータの回転バランスを調整するように構成したアウターロータ型エンジン発電機とした。
【0011】
有底円筒状をなすアウターロータの外環帯状壁の一部に磁力貫通用の透き窓を設けるとともに、アウターロータの底壁に設けられる冷却通風用開口のうち透き窓と回転中心に対して反対側に形成される冷却通風用開口を大きくし、かつ透き窓と反対側の外環帯状壁の開口側側縁に切欠きを設けて軸方向のバランスをとりながら、この切欠きの存在を含め開口の大きな冷却通風用開口によりアウターロータの回転バランスを調整するので、従来の冷却通風用開口の大きさを変え切欠きを設けるだけの簡単な構造で全体の小型コンパクト化を損なうことなくアウターロータの良好な回転バランスを維持することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図1ないし図8に図示し説明する。
本実施の形態のアウターロータ型エンジン発電機1の構造を示す要部断面図を図1に示す。
【0017】
フライホイールを兼ねるアウターロータであるフライホイール回転子3は、円板状の底壁4と外環帯状壁5とから有底円筒の椀状に形成されており、底壁4が駆動軸2にスリーブ7を介して嵌着され駆動軸2と一体に回転可能に支持されている。
【0018】
外環帯状壁5の内周面には18個の磁石6が周方向に亘って配列取り付けられている。
磁石6は外周側と内周側にN極とS極が分極されて、隣合う磁石6,6は、互いに対向する極性が異なるように構成されている(図6参照)。
【0019】
この円環状に配列される磁石6に対向する内部空間に、固定子10が収容されている。
固定子10は、スリーブを介して中央を固定支持されたステータコア11が外周部に27個の突極12を放射状に突設し、各突極12に発電コイル13が巻装されている。
各突極12は、微小空隙を介して磁石6と対向している。
【0020】
図3に発電回路の回路図を示す。
発電コイル13は3種類あり、そのうち1種の3相発電コイル13aは、6個のダイオード15からなる3相全波整流回路を介してレギュレータ16に接続され、レギュレータ16はインバータ17に接続されており、このインバータ17により、商用周波数(例えば50Hzまたは60Hz)の交流出力を得る。
【0021】
このレギュレータ16とインバータ17を駆動する電源回路18にもう1種類の単相発電コイル13bが接続されている。
そして残りの種類の3相発電コイル13cは、3個のダイオード19からなる3相半波整流回路が接続され、同整流回路の出力によりバッテリ充電用等の直流出力を得る。
【0022】
以上のようなアウターロータ型エンジン発電機1において、本実施の形態では、フライホイール回転子3を図4ないし図6に図示するような形状としている。有底円筒状のフライホイール回転子3の底壁4には、中央のスリーブ7を嵌合する円孔の周囲に冷却通風用開口20a,20bが4か所等間隔に穿設されている。
【0023】
冷却通風用開口20a,20bは、角部を滑らかに丸めた三角形状をなし、4か所の冷却通風用開口20a,20bのうち1つの冷却通風用開口20aが他の3つの冷却通風用開口20bより一周り大きな形状をしている。
【0024】
フライホイール回転子3の外環帯状壁5には、回転中心に対して上記サイズの大きい冷却通風用開口20aと反対側の部分に図5および図6に示すような3つの磁力貫通用の透き窓であるスリット孔21,22,23(図5の格子状ハッチ部分)が形成されている。
そして外環帯状壁5に対向して外側に自己トリガ式点火装置30が配置される(図1参照)。
【0025】
図5において上下のスリット孔21,23は、上下対称で軸方向に長尺であり、一方の端部が互いに近づく方向に延出した概ねL字状をしており、各スリット孔21,23は内側の隣合う磁石6,6の互いに対向する2つの側部が外部から見える位置に対応して形成され、長尺な軸方向の幅長は磁石6より若干小さい。
【0026】
両スリット孔21,23に挟まれたスリット孔22は、スリット孔21,23の周方向への延出部と軸方向反対側に偏って設けられ、周方向に若干長尺の矩形孔であり、内側の磁石6の周方向真上位置に形成される。
【0027】
図5において上下の磁石6,6は、それぞれ一側部がスリット孔21,23に対応しているだけで大部分が外環帯状壁5に支持され、中央の磁石6は両側部と中央の一部がスリット孔21,22,23に対応してその他は外環帯状壁5に支持されているので、高速回転時に各磁石6に大きな遠心力が働いても確実に磁石6を支持することができる。
【0028】
スリット孔22の処での軸方向直角断面図(図5のVI−VI断面図)を図6に示す。
図6において中央の磁石6の外周側N極の中央付近から出た磁力線は、スリット孔22から外側に漏出したのち両側のスリット孔21,23から隣の磁石6,6の外周側S極に至る。
【0029】
また中央の磁石6の外周側N極の左右側部から出た磁力線は、両側のスリット孔21,23から外側に漏出したのち同じスリット孔21,23から隣の磁石6,6の外周側S極に至る。
【0030】
フライホイール回転子3の回転により、上記外側に漏出する磁力線も一緒に回転し、外環帯状壁5の外側に配置された自己トリガ式点火装置30を通過する毎に自己トリガ式点火装置30によってエンジンの点火動作が行われる。
【0031】
上記のように外環帯状壁5の一部に磁力貫通用のスリット孔21,22,23を形成し、回転中心に対しスリット孔21,22,23と反対側に位置する底壁4の冷却通風用開口20aを他の3つの冷却通風用開口20bより大きく拡大した開口としたので、その開口の拡大した分をスリット孔21,22,23と回転中心に対して平衡するように調整することで、容易に回転バランスを保持することができる。
【0032】
冷却通風用開口を利用して、その1つの冷却通風用開口20aの開口を大きく形成する簡単な構造でフライホイール回転子3の回転バランスを保持することができるので、全体を小型コンパクトに纏めることができる。
【0033】
なお本フライホイール回転子3は、図7に示すように回転中心に対してスリット孔21,22,23と反対側の外環帯状壁5の開口側側縁に切欠き25を形成して軸方向のバランスを調整するようにしている。
【0034】
切欠き25は回転中心に対して開口の大きな冷却通風用開口20aと同じ側にあって軸方向のバランスをとっており、この切欠き25の存在を含め冷却通風用開口20aは回転バランスを調整している。
【0035】
前記自己トリガ式点火装置30は、外環帯状壁5の外周面に対向してイグナイター31を有している。
イグナイター31は、コ字状をなす鉄心40の一対の脚部40a,40b間の連結部に1次コイル31aと2次コイル31bが巻装されたものであり、一対の脚部40a,40bの内側間の寸法は磁石6の周方向の寸法よりも小さく、外側間の寸法は磁石6の周方向の寸法よりも大きく形成されている(図1参照)。
【0036】
かかるイグナイター31を一体に有する自己トリガ式点火装置30の回路構成を図8に示す。
イグナイター31の1次コイル31aの両端は、それぞれ電線32,33に接続され、電線32にトランジスタ34,35の各エミッタ端子が接続され、接地された電線33にトランジスタ34のコレクタ端子およびトランジスタ35のコレクタ端子に接続された抵抗36の他端が接続されている。
【0037】
そしてトランジスタ34のベース端子はトランジスタ35のコレクタ端子に接続され、トランジスタ35のベース端子は電線32,33間に直列に接続された抵抗37,38の接続点に接続されている。
一方イグナイター31の2次コイル31bの一端は、点火プラグ39の一端に接続され、2次コイル31bの他端は、点火プラグ39の他端に接続されるとともに接地されている。
【0038】
フライホイール回転子3が回転してスリット孔21,22,23で構成される磁束漏出部がイグナイター31の鉄心40の一方の脚部40aに至ると、まずイグナイター31の1次コイル31aに電圧が発生してトランジスタ34のエミッタ側が正電位となり両トランジスタ34,35はともに作動せず、次いで磁束漏出部が鉄心40の他方の脚部40bに近づくと、コ字状鉄心40を流れる磁力線の向きが逆になり逆向きの電圧が発生してトランジスタ34のコレクタ側が正電位となり、トランジスタ34は導通し、1次コイル31aに1次電流が流れる。
【0039】
そして脚部40bに近づくにつれてトランジスタ34のコレクタ・エミッタ電位が徐々に上昇し、抵抗37,38で分圧されるトランジスタ35のベース電圧がトリガ電圧に達すると、トランジスタ35が導通し、トランジスタ34がオフとなり、イグナイター31の1次コイル31aが瞬時に遮断され、この結果イグナイター31の2次コイル31bに高電圧パルスが誘導されて点火プラグ39に火花を発生させることができる。
【0040】
以上のように本実施の形態に示されたアウターロータ式エンジン発電機1は、アウターロータがフライホイールを兼ねるフライホイール回転子3を使用した全体が小型化されたエンジン発電機であり、フライホイール回転子3の一部に磁力貫通用のスリット孔21,22,23を設ける簡単な構造であり、フライホイール回転子3の外環帯状壁5の内周に配置された磁石6の磁力をスリット孔21,22,23を介して外側に導き、外環帯状壁5の外側に対向して配置された自己トリガ式点火装置30のイグナイター31により点火電源を取り出し、1回転に1回点火プラグ39をスパークさせている。
【0041】
フライホイール回転子3の外環帯状壁5に設けられる磁力貫通用のスリット孔21,22,23は必要最小限の孔であればよく、外環帯状壁5の内周に配置される磁石6を支持するに支障はなく、高速回転により磁石6に大きな遠心力が働いても十分な支持強度を確保することができる。
【0042】
また発電機出力用の磁石6の一部を点火用に利用して外側に別設した点火用発電部から点火エネルギーを得ているので、点火ために発電機用電源として利用可能な発電エネルギーの一部が犠牲にされることがなく、効率良く高い発電機出力を得ることができる。
【0043】
そして本アウターロータ型エンジン発電機1は、フライホイール回転子3の外環帯状壁5の内側に配列された磁石6の磁力を外側に導くため設けられたスリット孔21,22,23と回転中心に対して反対側の冷却通風用開口20aを大きく形成する簡単な構造で全体の小型コンパクト化を損なうことなくフライホイール回転子3すなわちアウターロータの回転バランスを良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一実施の形態のアウターロータ型エンジン発電機の構造を示す要部断面図である。
【図2】図1においてII−II線で切断した断面図である。
【図3】本アウターロータ型エンジン発電機の発電回路の回路図である。
【図4】フライホイール回転子の正面図である。
【図5】図4におけるV矢視図である。
【図6】図5においてVI−VI線で切断した断面図である。
【図7】図4におけるVII矢視図である。
【図8】自己トリガ式点火装置の回路図である。
【符号の説明】
1…アウターロータ型エンジン発電機、2…駆動軸、3…フライホイール回転子、4…底壁、5…外環帯状壁、6…磁石、
10…固定子、11…ステータコア、12…突極、13…発電コイル、15…ダイオード、16…レギュレータ、17…インバータ、18…電源回路、
20a,20b…冷却通風用開口、21,22,23…スリット孔、25…切欠き、
30…自己トリガ式点火装置、31…イグナイター、32,33…電線、34,35…トランジスタ、36,37,38…抵抗、39…点火プラグ、40…鉄心。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an outer rotor type engine generator.
[0002]
[Prior art]
In recent years, multipolar generators in which magnets are arranged on the inner peripheral surface of the outer rotor have been frequently used as power generation parts such as portable generators that extract commercial frequency output by inverter control.
[0003]
When driving this outer rotor type multi-pole generator with an engine, it is possible to use the outer rotor as a flywheel rotor that also serves as the engine flywheel. By adopting this method, a separate dedicated flywheel Therefore, it is possible to reduce the size of the entire engine generator.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, on the other hand, there is a problem that it is quite difficult to use an external ignition device such as a self-triggered ignition device that attaches a magnet to the outer periphery of a flywheel as in the prior art and extracts the ignition energy.
[0005]
In other words, in the case of the outer rotor, the diameter of the outer rotor cannot be reduced in order to obtain sufficient energy due to the arrangement of the power generating magnet on the inner peripheral surface, and the large diameter that increases the peripheral speed. Further, attaching a magnet to the outer periphery of the outer rotor (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-40463) makes it difficult to obtain the support strength of the magnet and increases the size of the outer rotor.
[0006]
For this reason, when the outer rotor is used as an engine flywheel, for example, as described in Japanese Utility Model Publication No. 6-46219, a part of the pole of the multipolar power generation section inside the outer rotor is exclusively used for ignition. Therefore, the ignition device itself becomes complicated and expensive, and a part of the multipolar power generation unit that should be able to extract high output is used for ignition to generate power output. There was a problem of sacrifice.
[0007]
Therefore, in the previous application (Japanese Patent Application No. 9-9309), the applicant of the present application guides the magnetic force of the magnet arranged inside the outer ring-shaped wall of the outer rotor to the outside through the transparent window, and An engine generator is proposed in which an ignition power source can be taken out by a power generation unit for an engine ignition device arranged to face the outside of the engine.
[0008]
According to this, the ignition power supply can be taken out with a simple structure without sacrificing the power generation output, but when a transparent window is formed by removing a part of the thick outer ring belt-like wall, high speed It becomes a problem to maintain the rotational balance of the outer rotor that rotates at the same time.
[0009]
The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is simple by guiding the magnetic force of a magnet arranged inside the outer ring belt-like wall of the outer rotor to the outside through a transparent window. It is in providing an outer rotor type engine generator that can maintain a good rotational balance of the outer rotor while taking out the ignition power source with the structure.
[0010]
[Means for solving the problems and effects]
In order to achieve the above object, the present invention provides an internal space in which a plurality of magnets are arranged in the circumferential direction on the inner periphery of an outer ring belt-like wall of an outer rotor formed in a bottomed cylindrical shape and facing the magnets. In an outer rotor type engine generator that houses a stator in which a multipolar power generation coil is wound, an engine ignition device power generation unit is disposed opposite the outer ring-shaped wall of the outer rotor, A through-hole for penetrating magnetic force is formed on a part of the outer ring belt-like wall of the outer rotor so as to apply the magnetic force of the magnet toward the power generation unit for the engine ignition device, and the side portion of the outer ring belt-like wall of the outer rotor is formed. Among the plurality of cooling ventilation openings formed in the bottom wall portion that closes the gap, the cooling ventilation opening formed on the opposite side to the transparent window for magnetic penetration and the rotation center is enlarged, and the rotation of the outer rotor Previous to center On the opposite side of the outer ring belt wall opening side edge of the show-window for force through providing the notch, and the structure was outer rotor type engine generator so as to adjust the rotational balance of the outer rotor.
[0011]
A transparent window for penetrating magnetic force is provided in a part of the outer ring belt-like wall of the outer rotor having a bottomed cylindrical shape, and is opposed to the transparent window and the rotation center in the cooling ventilation opening provided in the bottom wall of the outer rotor. Including the presence of this notch while increasing the cooling ventilation opening formed on the side and providing a notch on the opening side edge of the outer ring belt-like wall on the opposite side of the transparent window to balance the axial direction The outer rotor's rotational balance is adjusted by the large opening for cooling ventilation , so the outer rotor can be made without changing the size of the conventional cooling ventilation opening and providing a notch without compromising the overall size and compactness. A good rotation balance can be maintained.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part showing the structure of the outer rotor type engine generator 1 of the present embodiment.
[0017]
The
[0018]
Eighteen
The
[0019]
A
In the
Each
[0020]
FIG. 3 shows a circuit diagram of the power generation circuit.
There are three types of
[0021]
Another type of single-phase
The remaining three-phase
[0022]
In the outer rotor type engine generator 1 as described above, in the present embodiment, the
[0023]
The
[0024]
The outer ring belt-
Then, a self-triggered
[0025]
In FIG. 5, the upper and lower slit holes 21 and 23 are symmetrical in the vertical direction and are elongated in the axial direction. The upper and lower slit holes 21 and 23 are generally L-shaped with one end extending in a direction approaching each other. Is formed corresponding to the position where the two opposite side portions of the
[0026]
The
[0027]
In FIG. 5, the upper and
[0028]
FIG. 6 shows a cross-sectional view perpendicular to the axial direction at the slit hole 22 (cross-sectional view taken along VI-VI in FIG. 5).
In FIG. 6, the magnetic field lines coming out from the vicinity of the center of the N pole on the outer circumference side of the
[0029]
Further, the magnetic field lines coming out from the left and right sides of the outer peripheral side N pole of the
[0030]
When the
[0031]
As described above, slit holes 21, 22, 23 for penetrating magnetic force are formed in a part of the outer ring belt-
[0032]
Since the rotation balance of the
[0033]
As shown in FIG. 7, the
[0034]
The
[0035]
The self-
The
[0036]
FIG. 8 shows a circuit configuration of a self-triggered
Both ends of the
[0037]
The base terminal of the
On the other hand, one end of the
[0038]
When the
[0039]
Then, the collector-emitter potential of the
[0040]
As described above, the outer rotor type engine generator 1 shown in the present embodiment is an engine generator in which the entire outer rotor using the
[0041]
The slit holes 21, 22, 23 for penetrating magnetic force provided in the outer ring belt-
[0042]
In addition, since a part of the
[0043]
The outer rotor type engine generator 1 includes a
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part showing the structure of an outer rotor type engine generator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram of a power generation circuit of the outer rotor type engine generator.
FIG. 4 is a front view of a flywheel rotor.
FIG. 5 is a view taken in the direction of arrow V in FIG. 4;
6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG.
7 is a view taken along arrow VII in FIG. 4;
FIG. 8 is a circuit diagram of a self-triggered ignition device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Outer rotor type engine generator, 2 ... Drive shaft, 3 ... Flywheel rotor, 4 ... Bottom wall, 5 ... Outer ring-shaped wall, 6 ... Magnet,
10 ... Stator, 11 ... Stator core, 12 ... Salient pole, 13 ... Generator coil, 15 ... Diode, 16 ... Regulator, 17 ... Inverter, 18 ... Power supply circuit,
20a, 20b ... cooling ventilation openings, 21, 22, 23 ... slit holes, 25 ... notches,
30 ... Self-triggered ignition device, 31 ... Igniter, 32, 33 ... Electric wire, 34, 35 ... Transistor, 36, 37, 38 ... Resistance, 39 ... Spark plug, 40 ... Iron core.
Claims (1)
前記アウターロータの外環帯状壁の外側に対向してエンジン点火装置用発電部を配置し、
前記アウターロータの外環帯状壁の一部に前記エンジン点火装置用発電部に向けて前記磁石の磁力を作用させる磁力貫通用の透き窓を形成するとともに、
前記アウターロータの外環帯状壁の側部間を塞ぐ底壁部に形成した複数の冷却通風用開口のうち、前記磁力貫通用の透き窓と回転中心に対して反対側に形成される冷却通風用開口を大きくし、
前記アウターロータの回転中心に対して前記磁力貫通用の透き窓と反対側の外環帯状壁の開口側側縁に切欠きを設け、
前記アウターロータの回転バランスを調整するように構成したことを特徴とするアウターロータ型エンジン発電機。A stator in which a plurality of magnets are arranged on the inner circumference of an outer ring belt-like wall of an outer rotor formed in a bottomed cylindrical shape in the circumferential direction, and a multipolar power generation coil is wound in an internal space facing the magnet. In an outer rotor type engine generator containing
A power generation part for an engine ignition device is arranged opposite to the outer side of the outer ring belt-like wall of the outer rotor,
While forming a through-hole for penetrating the magnetic force to act the magnetic force of the magnet toward the power generation part for the engine ignition device in a part of the outer ring belt-like wall of the outer rotor,
Out of a plurality of cooling ventilation openings formed in the bottom wall portion that blocks between the sides of the outer ring belt-like wall of the outer rotor, the cooling ventilation formed on the opposite side to the transparent window for magnetic penetration and the rotation center Increase the opening for
A notch is provided on the opening side edge of the outer ring belt-like wall on the side opposite to the transparent window for penetrating the magnetic force with respect to the rotation center of the outer rotor,
An outer rotor type engine generator configured to adjust the rotational balance of the outer rotor.
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JP2007135379A (en) | 2005-11-14 | 2007-05-31 | Mitsubishi Electric Corp | Magneto-generator |
-
1997
- 1997-12-09 JP JP33848297A patent/JP3680973B2/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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JPH11178299A (en) | 1999-07-02 |
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