JP3950810B2 - サーバ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーバ本体に実装した冷却ファンによりＣＰＵや電源装置を含めサーバ内部全体の冷却を行うのに好適なサーバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術には、【特許文献１】に記載のように、データ供給ユニットの各々を冷却可能な２以上の冷却ファンと、冷却ファンの１つが停止した時に他の冷却ファンを動作させる制御手段を有しているサーバ装置がある。又、【特許文献２】に記載のように、筐体内部後面側中央部に、上部から冷却空気を取り入れて一側面から送風する冷却ファンと、他の側面から冷却用空気を取り入れて下面から送風する冷却ファンとを一体化して実装した冷却ファンユニットを設け、冷却ファンユニットで少なくとも２つの冷却流路に冷却用空気を送風するようにした電子装置がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１９０３９５号公報
【特許文献２】
特開平７−１４１０６２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
サーバの高性能化に伴ってＣＰＵの発熱量は増加している一方、ＣＰＵケースの保証温度はより低くなっている。そのため、【特許文献１】に記載の従来の技術では、１つの冷却ファンで冷却し、その冷却ファンが停止した時は他の冷却ファンを動作させるようにしているが、１つの冷却ファンで冷却する構成であるので、サーバの高性能化に対応できるようには配慮されていないものであった。又、【特許文献２】に記載の従来の技術では、他の面から冷却空気を取り入れて下面から送風する構造であるので、１つの冷却ファンが故障した場合、補償温度より高くなってしまい、ＣＰＵが高温度になるという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、高性能化されたサーバでも連続的な安定稼動ができ、１つの冷却ファンが停止した場合でも急にサーバ障害が起こらないサーバ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本発明のサーバは、サーバユニットの下方に配置されたハードディスクドライブを収納したハードディスクユニットの上部にマザーボードを設置し、マザーボードに設置されたＣＰＵに複数のヒートパイプを取付け、ヒートパイプに複数段の冷却フィンを取付け、ヒートパイプの配列軸線に対して左右に冷却ファンを配置し、冷却ファンの冷却風をハードディスクドライブに導くための複数の通風孔を設け、サーバユニット１の冷却ファンが設けられた面との対向面に排気口を設けたものである。
【０００７】
又、サーバユニットの下方に配置されたハードディスクドライブを収納したハードディスクユニットの上部にマザーボードを設置し、マザーボードに設置されたＣＰＵに複数のヒートパイプを取付け、ヒートパイプに複数段の冷却フィンを取付け、ヒートパイプの配列軸線に対して左右に冷却ファンを配置し、冷却ファンの両側に整流板を設け、冷却ファンの一方の側に電源装置を設置し、電源装置が整流板で一部分を覆うように構成し、冷却ファン側にヒートシンク部を設けたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例であるサーバについて図面を参照して説明する。図１は、本実施例のサーバの平面図、図２は、図１に示すサーバの縦断面図、図３は、サーバの側面図、図４は、サーバユニット１の内部の構成を示す斜視図である。
【０００９】
図１から図４に示すように、サーバユニット１は二重構造となっており、サーバユニット１内の下方側にはハードディスクドライブ７を格納するハードディスクユニット８が設けられている。ハードディスクユニット８の上側には、マザーボード５が設置され、マザーボード５の上部でサーバユニット１の一方側にCPUが取付けられている。ＣＰＵには２本のヒートパイプ２１が取付けられ、ヒートパイプ２１には平板状の冷却フィン４が複数段設けられている。２本のヒートパイプ２１の配列方向でＣＰＵとは反対側のサーバユニット１内側には２つの冷却ファン２がヒートパイプ２１の配列軸線を中心として左右に取付けられている。ハードディスクユニット８の高さは、冷却ファン２の高さの約１／３に設定されている。
【００１０】
２つの冷却ファン２の両側には整流板６が設けられ、整流板６の設置長さ内には、本実施例では３個の例を示したが、複数個の通風孔９が設けられる。図４に示すように、複数の通風孔９は冷却ファン２の下方にも複数個設けられる。図３に示すように、通風孔９は角穴とし、ヒートパイプ２１の配列軸線を中心として左右の面積が均等となるように通風孔９を配置し、ハードディスクユニット８の高さ方向で冷却ファン２に向い合う面に、ヒートパイプ２１の配列軸選を中心として左右の面積が均等になるように通風孔９を配置して合計６個の通風孔９を形成している。
【００１１】
図４に示すように、通風孔９の冷却フィン４側には、マザーボード５からハードディスクユニット８に向けて垂直方向に、冷却風の反射板１５が設けられ、より効率的に通風孔９へ冷却風が流れるようにしている。ハードディスクユニット８の前部、すなわち冷却フィン４側には排気口１０が設けられている。排気口１０は、図２に示すように冷却フィン４と対向している部分及びハードディスク部分に設けられている。又、上方部分に設けても良い。
【００１２】
このように構成することにより、ハードディスクドライブ７の冷却に必要な風速２.０ｍ／ｓ 以上を確保し、ハードディスクユニット８に冷却ファンを実装することなくハードディスクドライブ７の冷却を可能とした。また、このような冷却構造とすることにより、冷却ファン２のどちらか一方が停止してもサーバユニット１の内部とハードディスクユニット８へ冷却風を送ることを可能とした。
【００１３】
サーバユニット１内に設けられる２つの冷却ファン２の一方の側面側には電源装置３が設けられる。電源装置３は、図５から図８に示すように、冷却ファン２側の側面にヒートシンク部３１が設けられ、吸気口部３２には４mm×１０mmでピッチ４mmの粗いスリットが形成され、排気口部３３には３mm×３mmでピッチ４mmの細かいスリットが形成されている。電源装置３には、コネクタ３４，コネクタ３５が設けられ、コンセントへの接続及びサーバの各機器部への電気の供給がなされている。
【００１４】
電源装置３の側面の一部分は、整流板６が設けられるが、その他の部分はヒートシンク部３１に冷却ファン２の冷却風が直接当たるようになっているので、電源装置３を十分に冷却することができる。そのため、電源装置３に冷却用の局部冷却ファンを設けなくても電源装置３を冷却することができる。また、電源装置３に冷却ファン２の冷却風が直接当たるように構成しているので、２つの冷却ファン２のどちらか一方が停止して電源装置３の冷却が行えるようにしている。
【００１５】
冷却ファン２をサーバユニット１の内側に搭載し、２つのヒートパイプの配列軸線に対して左右に配置し、２つの冷却ファン２の両側に整流板６を、排気口１０をサーバユニット１の中央部，上方部分である右上部及びハードディスクユニット８の前部へ配置することによって、２つの冷却ファン２のどちらか一方が停止しても、ＣＰＵを冷却するための冷却風の風速を２.０ｍ／ｓ 以上とすることができ、ＣＰＵ専用の局部冷却ファンを実装しなくても、ヒートパイプに取付けた冷却フィンによりＣＰＵの十分な冷却を可能としている。
【００１６】
シミュレーションによる熱解析結果では、マザーボード５，ＣＰＵの冷却フィン４，電源装置３，ハードディスクドライブ７の動作保証温度である約５５℃を超えないような冷却が行えることが分った。
【００１７】
サーバは、一昼夜、すなわち２４時間安定に稼動される必要であり、一方の冷却ファンが故障して停止した場合でも簡単にサーバ停止に至ってはならないが、本実施例のサーバでは、十分な冷却が行えるので、数年間に渡りサーバの２４時間安定稼動を保証することができる。ＣＰＵや電源装置等の局冷冷却ファンを使用しなくても良いので、冷却ファン数を２つにできサーバの信頼性を向上することができる。
【００１８】
本発明の他の実施例を図９から図１２により説明する。本実施例では、冷却ファンは、前面に設けて、オンラインで冷却ファンを交換できるようにしている。
【００１９】
本実施例のサーバでは、サーバユニット１２は上部ユニット１３とハードディスクユニット８の二重構造とし、別ユニットで形成している。冷却ファン２は、前面に配置し、ＣＰＵ，冷却フィン４は後面に配置しており、その他の構成もハードディスクドライブ７の配置を除いては、図１から図４に示す実施例のものを１８０度回転させた構成となっている。このように、冷却ファン２を前面に配置することにより、次に説明するように、前面での保守が行え、冷却ファン２のどちらか一方が故障した時にオンラインで冷却ファンの交換を行えるようになっている。
【００２０】
オンラインでの冷却ファンの交換の流れを図１２により説明する。冷却ファン２ａと冷却ファン２ｂへの電源供給は、電源装置３からノイズフィルタ１８とファンコントロール基板１７を経由して行われている。これは冷却ファン２ａと冷却ファン２ｂのモータノイズ、冷却ファン２の交換時のノイズがマザーボード５へ影響するのを防止するため、マザーボード５へ電源供給とファン２ａとファン２ｂへの電源供給を分離している。
【００２１】
例えば、サーバユニット１２の冷却ファン２ａが故障した場合、ファンスイッチ１４ａをＯＦＦすることにより、ファンスイッチ１４ａに接続されたファンコントロール基板１７から冷却ファン２ａに電源供給が停止され、ファンコントロール基板１７に接続されているシャッタ１６ａにシャッタ閉の信号が送信されて、冷却ファン２ａのシャッタ１６ａが閉じるようにしている。冷却ファン２ａのシャッタ１６ａを閉じることにより、冷却風がサーバユニット１２の外部へ流出しないようにして冷却風を有効活用し、冷却ファン２ａへの電源供給を停止させる。冷却ファン２ａを停止させた後、サーバユニット１２の前面からオンランで故障したファン２ａを取り外して交換する。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、ＣＰＵ用や電源装置用の局部冷却ファンを用いなくても、サーバ本体に実装した冷却ファンによりＣＰＵや電源装置を含めサーバ内部の機器を冷却することができ、冷却ファンの数を低減できるので、信頼性が向上する。また、２つの冷却ファンのうち一方の冷却ファンが停止してもサーバの冷却を行うことができ、サーバ障害とはならず安定稼動が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるサーバの上面図である。
【図２】本実施例のサーバの正面図である。
【図３】本実施例のサーバの側面図である。
【図４】サーバユニットの内部構造を示す斜視図である。
【図５】電源装置の上面図である。
【図６】電源装置の側面図である。
【図７】電源装置の正面図である。
【図８】電源装置の側面図である。
【図９】本発明の他の実施例であるサーバの上面図である。
【図１０】本実施例のサーバの正面図である。
【図１１】本実施例のサーバの側面図である。
【図１２】オンラインで冷却ファンを交換する手順を示すブロック図である。
【符号の説明】
１，１２…サーバユニット、２…冷却ファン、３…電源装置、４…冷却フィン、５…マザーボード、６…整流板、７…ハードディクスドライブ、８…ハードディクスユニット、９…通風孔、１０…排気口、１３…上部ユニット、１４…冷却ファンスイッチ、１５…反射板、１６…シャッタ、１７…ファンコントロール基板、１８…ノイズフィルタ、２１…ヒートパイプ、３１…ヒートシンク部、３２…吸気口部、３３…排気口部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーバ本体に実装した冷却ファンによりＣＰＵや電源装置を含めサーバ内部全体の冷却を行うのに好適なサーバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術には、【特許文献１】に記載のように、データ供給ユニットの各々を冷却可能な２以上の冷却ファンと、冷却ファンの１つが停止した時に他の冷却ファンを動作させる制御手段を有しているサーバ装置がある。又、【特許文献２】に記載のように、筐体内部後面側中央部に、上部から冷却空気を取り入れて一側面から送風する冷却ファンと、他の側面から冷却用空気を取り入れて下面から送風する冷却ファンとを一体化して実装した冷却ファンユニットを設け、冷却ファンユニットで少なくとも２つの冷却流路に冷却用空気を送風するようにした電子装置がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１９０３９５号公報
【特許文献２】
特開平７−１４１０６２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
サーバの高性能化に伴ってＣＰＵの発熱量は増加している一方、ＣＰＵケースの保証温度はより低くなっている。そのため、【特許文献１】に記載の従来の技術では、１つの冷却ファンで冷却し、その冷却ファンが停止した時は他の冷却ファンを動作させるようにしているが、１つの冷却ファンで冷却する構成であるので、サーバの高性能化に対応できるようには配慮されていないものであった。又、【特許文献２】に記載の従来の技術では、他の面から冷却空気を取り入れて下面から送風する構造であるので、１つの冷却ファンが故障した場合、補償温度より高くなってしまい、ＣＰＵが高温度になるという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、高性能化されたサーバでも連続的な安定稼動ができ、１つの冷却ファンが停止した場合でも急にサーバ障害が起こらないサーバ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本発明のサーバは、サーバユニットの下方に配置されたハードディスクドライブを収納したハードディスクユニットの上部にマザーボードを設置し、マザーボードに設置されたＣＰＵに複数のヒートパイプを取付け、ヒートパイプに複数段の冷却フィンを取付け、ヒートパイプの配列軸線に対して左右に冷却ファンを配置し、冷却ファンの冷却風をハードディスクドライブに導くための複数の通風孔を設け、サーバユニット１の冷却ファンが設けられた面との対向面に排気口を設けたものである。
【０００７】
又、サーバユニットの下方に配置されたハードディスクドライブを収納したハードディスクユニットの上部にマザーボードを設置し、マザーボードに設置されたＣＰＵに複数のヒートパイプを取付け、ヒートパイプに複数段の冷却フィンを取付け、ヒートパイプの配列軸線に対して左右に冷却ファンを配置し、冷却ファンの両側に整流板を設け、冷却ファンの一方の側に電源装置を設置し、電源装置が整流板で一部分を覆うように構成し、冷却ファン側にヒートシンク部を設けたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例であるサーバについて図面を参照して説明する。図１は、本実施例のサーバの平面図、図２は、図１に示すサーバの縦断面図、図３は、サーバの側面図、図４は、サーバユニット１の内部の構成を示す斜視図である。
【０００９】
図１から図４に示すように、サーバユニット１は二重構造となっており、サーバユニット１内の下方側にはハードディスクドライブ７を格納するハードディスクユニット８が設けられている。ハードディスクユニット８の上側には、マザーボード５が設置され、マザーボード５の上部でサーバユニット１の一方側にCPUが取付けられている。ＣＰＵには２本のヒートパイプ２１が取付けられ、ヒートパイプ２１には平板状の冷却フィン４が複数段設けられている。２本のヒートパイプ２１の配列方向でＣＰＵとは反対側のサーバユニット１内側には２つの冷却ファン２がヒートパイプ２１の配列軸線を中心として左右に取付けられている。ハードディスクユニット８の高さは、冷却ファン２の高さの約１／３に設定されている。
【００１０】
２つの冷却ファン２の両側には整流板６が設けられ、整流板６の設置長さ内には、本実施例では３個の例を示したが、複数個の通風孔９が設けられる。図４に示すように、複数の通風孔９は冷却ファン２の下方にも複数個設けられる。図３に示すように、通風孔９は角穴とし、ヒートパイプ２１の配列軸線を中心として左右の面積が均等となるように通風孔９を配置し、ハードディスクユニット８の高さ方向で冷却ファン２に向い合う面に、ヒートパイプ２１の配列軸選を中心として左右の面積が均等になるように通風孔９を配置して合計６個の通風孔９を形成している。
【００１１】
図４に示すように、通風孔９の冷却フィン４側には、マザーボード５からハードディスクユニット８に向けて垂直方向に、冷却風の反射板１５が設けられ、より効率的に通風孔９へ冷却風が流れるようにしている。ハードディスクユニット８の前部、すなわち冷却フィン４側には排気口１０が設けられている。排気口１０は、図２に示すように冷却フィン４と対向している部分及びハードディスク部分に設けられている。又、上方部分に設けても良い。
【００１２】
このように構成することにより、ハードディスクドライブ７の冷却に必要な風速２.０ｍ／ｓ 以上を確保し、ハードディスクユニット８に冷却ファンを実装することなくハードディスクドライブ７の冷却を可能とした。また、このような冷却構造とすることにより、冷却ファン２のどちらか一方が停止してもサーバユニット１の内部とハードディスクユニット８へ冷却風を送ることを可能とした。
【００１３】
サーバユニット１内に設けられる２つの冷却ファン２の一方の側面側には電源装置３が設けられる。電源装置３は、図５から図８に示すように、冷却ファン２側の側面にヒートシンク部３１が設けられ、吸気口部３２には４mm×１０mmでピッチ４mmの粗いスリットが形成され、排気口部３３には３mm×３mmでピッチ４mmの細かいスリットが形成されている。電源装置３には、コネクタ３４，コネクタ３５が設けられ、コンセントへの接続及びサーバの各機器部への電気の供給がなされている。
【００１４】
電源装置３の側面の一部分は、整流板６が設けられるが、その他の部分はヒートシンク部３１に冷却ファン２の冷却風が直接当たるようになっているので、電源装置３を十分に冷却することができる。そのため、電源装置３に冷却用の局部冷却ファンを設けなくても電源装置３を冷却することができる。また、電源装置３に冷却ファン２の冷却風が直接当たるように構成しているので、２つの冷却ファン２のどちらか一方が停止して電源装置３の冷却が行えるようにしている。
【００１５】
冷却ファン２をサーバユニット１の内側に搭載し、２つのヒートパイプの配列軸線に対して左右に配置し、２つの冷却ファン２の両側に整流板６を、排気口１０をサーバユニット１の中央部，上方部分である右上部及びハードディスクユニット８の前部へ配置することによって、２つの冷却ファン２のどちらか一方が停止しても、ＣＰＵを冷却するための冷却風の風速を２.０ｍ／ｓ 以上とすることができ、ＣＰＵ専用の局部冷却ファンを実装しなくても、ヒートパイプに取付けた冷却フィンによりＣＰＵの十分な冷却を可能としている。
【００１６】
シミュレーションによる熱解析結果では、マザーボード５，ＣＰＵの冷却フィン４，電源装置３，ハードディスクドライブ７の動作保証温度である約５５℃を超えないような冷却が行えることが分った。
【００１７】
サーバは、一昼夜、すなわち２４時間安定に稼動される必要であり、一方の冷却ファンが故障して停止した場合でも簡単にサーバ停止に至ってはならないが、本実施例のサーバでは、十分な冷却が行えるので、数年間に渡りサーバの２４時間安定稼動を保証することができる。ＣＰＵや電源装置等の局冷冷却ファンを使用しなくても良いので、冷却ファン数を２つにできサーバの信頼性を向上することができる。
【００１８】
本発明の他の実施例を図９から図１２により説明する。本実施例では、冷却ファンは、前面に設けて、オンラインで冷却ファンを交換できるようにしている。
【００１９】
本実施例のサーバでは、サーバユニット１２は上部ユニット１３とハードディスクユニット８の二重構造とし、別ユニットで形成している。冷却ファン２は、前面に配置し、ＣＰＵ，冷却フィン４は後面に配置しており、その他の構成もハードディスクドライブ７の配置を除いては、図１から図４に示す実施例のものを１８０度回転させた構成となっている。このように、冷却ファン２を前面に配置することにより、次に説明するように、前面での保守が行え、冷却ファン２のどちらか一方が故障した時にオンラインで冷却ファンの交換を行えるようになっている。
【００２０】
オンラインでの冷却ファンの交換の流れを図１２により説明する。冷却ファン２ａと冷却ファン２ｂへの電源供給は、電源装置３からノイズフィルタ１８とファンコントロール基板１７を経由して行われている。これは冷却ファン２ａと冷却ファン２ｂのモータノイズ、冷却ファン２の交換時のノイズがマザーボード５へ影響するのを防止するため、マザーボード５へ電源供給とファン２ａとファン２ｂへの電源供給を分離している。
【００２１】
例えば、サーバユニット１２の冷却ファン２ａが故障した場合、ファンスイッチ１４ａをＯＦＦすることにより、ファンスイッチ１４ａに接続されたファンコントロール基板１７から冷却ファン２ａに電源供給が停止され、ファンコントロール基板１７に接続されているシャッタ１６ａにシャッタ閉の信号が送信されて、冷却ファン２ａのシャッタ１６ａが閉じるようにしている。冷却ファン２ａのシャッタ１６ａを閉じることにより、冷却風がサーバユニット１２の外部へ流出しないようにして冷却風を有効活用し、冷却ファン２ａへの電源供給を停止させる。冷却ファン２ａを停止させた後、サーバユニット１２の前面からオンランで故障したファン２ａを取り外して交換する。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、ＣＰＵ用や電源装置用の局部冷却ファンを用いなくても、サーバ本体に実装した冷却ファンによりＣＰＵや電源装置を含めサーバ内部の機器を冷却することができ、冷却ファンの数を低減できるので、信頼性が向上する。また、２つの冷却ファンのうち一方の冷却ファンが停止してもサーバの冷却を行うことができ、サーバ障害とはならず安定稼動が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるサーバの上面図である。
【図２】本実施例のサーバの正面図である。
【図３】本実施例のサーバの側面図である。
【図４】サーバユニットの内部構造を示す斜視図である。
【図５】電源装置の上面図である。
【図６】電源装置の側面図である。
【図７】電源装置の正面図である。
【図８】電源装置の側面図である。
【図９】本発明の他の実施例であるサーバの上面図である。
【図１０】本実施例のサーバの正面図である。
【図１１】本実施例のサーバの側面図である。
【図１２】オンラインで冷却ファンを交換する手順を示すブロック図である。
【符号の説明】
１，１２…サーバユニット、２…冷却ファン、３…電源装置、４…冷却フィン、５…マザーボード、６…整流板、７…ハードディクスドライブ、８…ハードディクスユニット、９…通風孔、１０…排気口、１３…上部ユニット、１４…冷却ファンスイッチ、１５…反射板、１６…シャッタ、１７…ファンコントロール基板、１８…ノイズフィルタ、２１…ヒートパイプ、３１…ヒートシンク部、３２…吸気口部、３３…排気口部。
Claims (5)
- サーバユニットの下方に配置されたハードディスクドライブを収納したハードディスクユニットと、該ハードディスクユニットの上部に配置されたマザーボードと、該マザーボードに設置されたＣＰＵと、該ＣＰＵに取付けられた複数のヒートパイプ及び該ヒートパイプに取付けられた複数段の冷却フィンと、該ヒートパイプの配列軸線に対して左右に配置された冷却ファンと、該冷却ファンの冷却風を前記ハードディスクドライブに導くために設けられた複数の通風孔と、前記サーバユニットの前記冷却ファンが設けられた面との対向面であって冷却フィンとの対向部分及びハードディスクドライブ部分に排気口を設けたサーバ。
- サーバユニットの下方に配置されたハードディスクドライブを収納したハードディスクユニットと、該ハードディスクユニットの上部に配置されたマザーボードと、該マザーボードに設置されたＣＰＵと、該ＣＰＵに取付けられた複数のヒートパイプ及び該ヒートパイプに取付けられた複数段の冷却フィンと、該ヒートパイプの配列軸線に対して左右に配置された冷却ファンと、該冷却ファンの両側に設けられた整流板と、前記冷却ファンの一方の側に設置され電源装置を備え、前記電源装置が前記整流板で一部分を覆うように構成し前記冷却ファン側にヒートシンク部を設けたサーバ。
- 前記冷却ファンの一方の側に電源装置を配置し、該電源装置の前記冷却ファン側の面にヒートシンク部を設けた請求項１に記載のサーバ。
- 前記冷却ファンが前面に設置され、冷却ファンの一方が故障した場合に故障した冷却ファンへの電源供給を停止し、シャッタを閉じるためのファンスイッチを備えた請求項１から３のいずれかに記載のサーバ。
- 前記通風孔が角穴であって、前記整流板の設置長さ内及び高さ方向で冷却ファンに向い合う面に設けられている請求項１に記載のサーバ。
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2003
- 2003-03-28 JP JP2003089567A patent/JP3950810B2/ja not_active Expired - Fee Related
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