JPH0557829A - 複合部材 - Google Patents
複合部材Info
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- JPH0557829A JPH0557829A JP22288291A JP22288291A JPH0557829A JP H0557829 A JPH0557829 A JP H0557829A JP 22288291 A JP22288291 A JP 22288291A JP 22288291 A JP22288291 A JP 22288291A JP H0557829 A JPH0557829 A JP H0557829A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】この発明は、構成簡易にして、高効率な熱的結
合と共に、高効率な電気的結合を実現し得るようにする
ことにある。 【構成】基板１０を構成する層１１ａの積層方向の一方
の面に前記各層１１ａの炭素繊維の断面が露出する接合
部１２を設け、この接合部１２の炭素繊維の断面が被伝
導側に接合されるようにして、相互間が熱的及び電気的
に高効率に結合されるように構成したのである。
合と共に、高効率な電気的結合を実現し得るようにする
ことにある。 【構成】基板１０を構成する層１１ａの積層方向の一方
の面に前記各層１１ａの炭素繊維の断面が露出する接合
部１２を設け、この接合部１２の炭素繊維の断面が被伝
導側に接合されるようにして、相互間が熱的及び電気的
に高効率に結合されるように構成したのである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば宇宙空間に構
築される構造物等の真空環境における熱制御等の高効率
な熱伝導や、高効率な電気の伝達が要請される各種シス
テムに用いるのに好適する複合部材に関する。
築される構造物等の真空環境における熱制御等の高効率
な熱伝導や、高効率な電気の伝達が要請される各種シス
テムに用いるのに好適する複合部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、宇宙開発の分野において
は、人工衛星に搭載される搭載機器を設置する場合、発
熱体、例えば搭載機器をアルミニウムハニカムサンドイ
ッチパネルで構成される取付板に設置し、この取付板に
埋設したヒートパイプ、冷却管等の熱輸送部材を用いて
放射部に熱輸送を行い、搭載機器の熱制御を行う熱輸送
手段が用いられている。これは、宇宙環境が真空環境で
あることにより、熱伝導を利用した熱制御が有効である
ことによる。
は、人工衛星に搭載される搭載機器を設置する場合、発
熱体、例えば搭載機器をアルミニウムハニカムサンドイ
ッチパネルで構成される取付板に設置し、この取付板に
埋設したヒートパイプ、冷却管等の熱輸送部材を用いて
放射部に熱輸送を行い、搭載機器の熱制御を行う熱輸送
手段が用いられている。これは、宇宙環境が真空環境で
あることにより、熱伝導を利用した熱制御が有効である
ことによる。
【０００３】ところが、上記熱輸送手段にあっては、例
えば図１１に示すように熱輸送部材１を取付板２上の搭
載機器３に対向してそれぞれ埋設し、搭載機器３の熱量
をそれぞれに対向配置した熱輸送部材１で図示しない放
射部まで熱輸送することにより、搭載機器３の熱制御が
行われているために、その配置構成に制約を受けるとい
う問題を有する。
えば図１１に示すように熱輸送部材１を取付板２上の搭
載機器３に対向してそれぞれ埋設し、搭載機器３の熱量
をそれぞれに対向配置した熱輸送部材１で図示しない放
射部まで熱輸送することにより、搭載機器３の熱制御が
行われているために、その配置構成に制約を受けるとい
う問題を有する。
【０００４】これは、特に最近の宇宙開発の分野におけ
る宇宙航行体の大形化の要請にともなって、搭載機器３
の高密度実装化を図る場合に大きな問題が生じる。即
ち、取付板に高密度実装された各搭載機器３は、それぞ
れ熱輸送部材１を介して放射部に熱結合させなければ効
率的な熱制御が困難となるため、上記配置構成の制約
上、大形となるという不具合が生じる。
る宇宙航行体の大形化の要請にともなって、搭載機器３
の高密度実装化を図る場合に大きな問題が生じる。即
ち、取付板に高密度実装された各搭載機器３は、それぞ
れ熱輸送部材１を介して放射部に熱結合させなければ効
率的な熱制御が困難となるため、上記配置構成の制約
上、大形となるという不具合が生じる。
【０００５】そこで、宇宙開発の分野にあっては、小形
化を確保したうえで、搭載機器等の熱伝導側と放熱部等
の被熱伝導側との効率的な熱結合を実現して、高効率な
熱輸送を可能とする熱輸送手段の開発が要請されてい
る。
化を確保したうえで、搭載機器等の熱伝導側と放熱部等
の被熱伝導側との効率的な熱結合を実現して、高効率な
熱輸送を可能とする熱輸送手段の開発が要請されてい
る。
【０００６】なお、係る事情は、宇宙環境に限ることな
く、例えば地上における各種の真空環境システムにおい
ても、熱制御を実施する場合、熱伝導が利用されること
により、同様である。
く、例えば地上における各種の真空環境システムにおい
ても、熱制御を実施する場合、熱伝導が利用されること
により、同様である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、真
空環境における熱輸送手段では、熱伝導側と被熱伝達側
との熱結合に熱輸送部材を用いているために、小形化の
促進に制約を受けるという問題を有していた。
空環境における熱輸送手段では、熱伝導側と被熱伝達側
との熱結合に熱輸送部材を用いているために、小形化の
促進に制約を受けるという問題を有していた。
【０００８】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、構成簡易にして、高効率な熱的結合と共に、高効
率な電気的結合を実現し得るようにした複合部材を提供
することを目的とする。
ので、構成簡易にして、高効率な熱的結合と共に、高効
率な電気的結合を実現し得るようにした複合部材を提供
することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び作用】この発明は、炭
素繊維が樹脂で固着される複数の層が積層された複合部
材において、前記層の積層方向の少なくとも一方の面に
前記各層の炭素繊維の断面が露出する接合部を設けて構
成した。
素繊維が樹脂で固着される複数の層が積層された複合部
材において、前記層の積層方向の少なくとも一方の面に
前記各層の炭素繊維の断面が露出する接合部を設けて構
成した。
【００１０】上記構成によれば、各層は、その接合部に
炭素繊維の断面が露出されていることにより、被伝達側
と接合された状態において、炭素繊維の断面が被伝達側
に結合される。従って、各層は、その炭素繊維が被伝導
側と熱的及び電気的に高効率に結合される。
炭素繊維の断面が露出されていることにより、被伝達側
と接合された状態において、炭素繊維の断面が被伝達側
に結合される。従って、各層は、その炭素繊維が被伝導
側と熱的及び電気的に高効率に結合される。
【００１１】また、この発明は、炭素繊維が樹脂で固着
される複数の層が積層された複合部材において、前記層
の積層方向の少なくとも一方の面に前記各層の炭素繊維
の繊維束の周囲面が露出する接合部を設けて構成した。
される複数の層が積層された複合部材において、前記層
の積層方向の少なくとも一方の面に前記各層の炭素繊維
の繊維束の周囲面が露出する接合部を設けて構成した。
【００１２】上記構成によれば、各層は、その接合部に
炭素繊維の繊維束の周囲面が露出されていることによ
り、被伝達側と接合された状態において、炭素繊維の繊
維束の周囲面が被伝導側に結合される。従って、各層は
その炭素繊維が被伝導側と熱的及び電気的に高効率に結
合される。
炭素繊維の繊維束の周囲面が露出されていることによ
り、被伝達側と接合された状態において、炭素繊維の繊
維束の周囲面が被伝導側に結合される。従って、各層は
その炭素繊維が被伝導側と熱的及び電気的に高効率に結
合される。
【００１３】さらに、この発明は、炭素繊維が樹脂で固
着される複数の層が積層された複合部材において、前記
層の積層方向と略直交する少なくとも一方端に該積層方
向に対して所定の傾斜角を有し、前記各層の炭素繊維の
断面が露出する接合部を設けて構成した。
着される複数の層が積層された複合部材において、前記
層の積層方向と略直交する少なくとも一方端に該積層方
向に対して所定の傾斜角を有し、前記各層の炭素繊維の
断面が露出する接合部を設けて構成した。
【００１４】上記構成によれば、各層は、その接合部に
炭素繊維の断面が積層方向に対して所定の傾斜角を有し
て配列されていることにより、被伝達側との接合におい
て、接合部として十分な接合面積が確保されると共に、
その炭素繊維の断面が被伝導側に結合される。従って、
各層はその炭素繊維が被伝導側と熱的及び電気的に高効
率に結合される。
炭素繊維の断面が積層方向に対して所定の傾斜角を有し
て配列されていることにより、被伝達側との接合におい
て、接合部として十分な接合面積が確保されると共に、
その炭素繊維の断面が被伝導側に結合される。従って、
各層はその炭素繊維が被伝導側と熱的及び電気的に高効
率に結合される。
【００１５】
【実施例】以下、この発明の実施例について、図面を参
照して詳細に説明する。
照して詳細に説明する。
【００１６】図１はこの発明の一実施例に係る複合部材
を示すもので、板状の基板１０は複数のプリプレグ１１
を積層した複数層１１ａで形成される。基板１０の各層
１１ａは、その積層方向の一方の面に炭素繊維の断面が
露出されて接合部１２が形成される。この接合部１２に
は被伝導部として、例えば図２に示すように略同様に形
成される基板１０の接合部１２が載置されて接合され
る。これにより、２枚の基板１０は、その各層１１ａの
炭素繊維の断面同士が接続されて熱的及び電気的に結合
され、相互間の熱及び電気的移送が層内の炭素繊維と略
同様に行われる。
を示すもので、板状の基板１０は複数のプリプレグ１１
を積層した複数層１１ａで形成される。基板１０の各層
１１ａは、その積層方向の一方の面に炭素繊維の断面が
露出されて接合部１２が形成される。この接合部１２に
は被伝導部として、例えば図２に示すように略同様に形
成される基板１０の接合部１２が載置されて接合され
る。これにより、２枚の基板１０は、その各層１１ａの
炭素繊維の断面同士が接続されて熱的及び電気的に結合
され、相互間の熱及び電気的移送が層内の炭素繊維と略
同様に行われる。
【００１７】上記基板は、例えば図３に示す手順で製作
される。即ち、長さ寸法の異なる複数のプリプレグ１１
が積層されて一端が階段状の第１のプリプレグ層１３が
形成され、この第１のプリプレグ層１３の一端上には複
数のプリプレグ１１が順に積層されて第２のプリプレグ
層１４が形成される。ここで、第１のプリプレグ層１３
及び第２のプリプレグ層１４はオートクレープ等を用い
て成形され、その後、該第１のプリプレグ層１３及び第
２のプリプレグ層１４の一部が切削あるいは研削等の機
械的に除去されて略板状に形成され（図１中二点鎖線で
示す部分）、第１及び第２のプリプレグ層１３，１４の
境界部に第２のプリプレグ層１４の各層の炭素繊維の断
面が露出される上記接合部１２が形成される。
される。即ち、長さ寸法の異なる複数のプリプレグ１１
が積層されて一端が階段状の第１のプリプレグ層１３が
形成され、この第１のプリプレグ層１３の一端上には複
数のプリプレグ１１が順に積層されて第２のプリプレグ
層１４が形成される。ここで、第１のプリプレグ層１３
及び第２のプリプレグ層１４はオートクレープ等を用い
て成形され、その後、該第１のプリプレグ層１３及び第
２のプリプレグ層１４の一部が切削あるいは研削等の機
械的に除去されて略板状に形成され（図１中二点鎖線で
示す部分）、第１及び第２のプリプレグ層１３，１４の
境界部に第２のプリプレグ層１４の各層の炭素繊維の断
面が露出される上記接合部１２が形成される。
【００１８】また、上記基板１０は、例えば基板１０上
に接合部１２を複数箇所設け、図４に示すように複数の
接合部１２（但し、図４中では、図の都合上、図示せ
ず）に対して宇宙航行体に搭載される搭載機器等の発熱
体２０を設置すると共に、熱輸送部材２１をそれぞれ接
合して設置するように構成しても良い。これによると、
発熱体２０及び熱輸送部材２１は基板１０の炭素繊維を
介して熱的に結合され、一つの熱輸送部材２１で効果的
な熱輸送が実現され、宇宙空間における効率的な熱制御
が可能となる。
に接合部１２を複数箇所設け、図４に示すように複数の
接合部１２（但し、図４中では、図の都合上、図示せ
ず）に対して宇宙航行体に搭載される搭載機器等の発熱
体２０を設置すると共に、熱輸送部材２１をそれぞれ接
合して設置するように構成しても良い。これによると、
発熱体２０及び熱輸送部材２１は基板１０の炭素繊維を
介して熱的に結合され、一つの熱輸送部材２１で効果的
な熱輸送が実現され、宇宙空間における効率的な熱制御
が可能となる。
【００１９】このように、上記複合部材は、基板１０を
構成する層１１ａの積層方向の一方の面に前記各層１１
ａの炭素繊維の断面が露出する接合部１２を設け、この
接合部１２の炭素繊維の断面が被伝導側に結合されるよ
うに構成した。これによれば、基板１０は、その各層１
１ａの炭素繊維の熱的及び電気的結合特性の優れた断面
が被伝導部に接合されることにより、基板１０自体が熱
輸送部材と同様の機能を果して、被伝導部に対して熱的
及び電気的結合が高効率に行われるため、熱輸送部材の
削減化が図れ、小形化の促進が容易に図れる。
構成する層１１ａの積層方向の一方の面に前記各層１１
ａの炭素繊維の断面が露出する接合部１２を設け、この
接合部１２の炭素繊維の断面が被伝導側に結合されるよ
うに構成した。これによれば、基板１０は、その各層１
１ａの炭素繊維の熱的及び電気的結合特性の優れた断面
が被伝導部に接合されることにより、基板１０自体が熱
輸送部材と同様の機能を果して、被伝導部に対して熱的
及び電気的結合が高効率に行われるため、熱輸送部材の
削減化が図れ、小形化の促進が容易に図れる。
【００２０】なお、上記実施例では、第１のプリプレグ
層１３の一方を階段状に形成して、この第１のプリプレ
グ層１３の一端部に第２のプリプレグ層１４の炭素繊維
の断面が露出する接合部１２を形成したが、これに限る
ことなく、図５に示すように第１のプリプレグ層１３ａ
を略三角形状に形成して（同図（ａ）参照）、この第１
のプリプレグ層１３ａ上に第２のプリプレグ層１４ａを
形成し（同図（ｂ）参照）、第２のプリプレグ層１４ａ
の一部を同図（ｃ）に示すように除去して第１のプリプ
レグ層１３ａを挟んで炭素繊維の断面が露出する接合部
１２ａを形成するようにしても良い。また、この発明は
上記実施例に限ることなく、図６及び図７に示すように
接合部を形成しても良い。
層１３の一方を階段状に形成して、この第１のプリプレ
グ層１３の一端部に第２のプリプレグ層１４の炭素繊維
の断面が露出する接合部１２を形成したが、これに限る
ことなく、図５に示すように第１のプリプレグ層１３ａ
を略三角形状に形成して（同図（ａ）参照）、この第１
のプリプレグ層１３ａ上に第２のプリプレグ層１４ａを
形成し（同図（ｂ）参照）、第２のプリプレグ層１４ａ
の一部を同図（ｃ）に示すように除去して第１のプリプ
レグ層１３ａを挟んで炭素繊維の断面が露出する接合部
１２ａを形成するようにしても良い。また、この発明は
上記実施例に限ることなく、図６及び図７に示すように
接合部を形成しても良い。
【００２１】図６の複合部材は、基板１０を形成する層
１１ａの積層方向の一方の面に該各層１１ａの炭素繊維
の繊維束の周囲面が露出する接合部１２ｂを形成したも
ので、例えば図８に示すように、長さ寸法の異なるプリ
プレグ１１を一端を揃えて順に積層した第１のプリプレ
グ層１３ｂが形成される。次に、第１のプリプレグ層１
３ｂの他端の一方の面に長さ寸法の異なるプリプレグ１
１を順に積層した第２のプリプレグ層１４ｂを形成して
成形後、、第１のプリプレグ層１３ｂの各層１１ａの炭
素繊維の繊維束の周囲部をサンディング等の機械的手段
により露出させた接合部１２ｂを基板１０の一方の面に
形成したものである。また、図９に示すようにプリプレ
グ１１の中間部に長さの異なるプリプレグ１１を階段状
に積層した第１のプリプレグ層１３ｃを形成して、この
第１のプリプレグ層１３ｃの階段状部と逆側の面に長さ
寸法の異なるプリプレグ１１を積層した第２のプリプレ
グ層１４ｃを形成し、この第２のプリプレグ層１４ｃの
両端部に対応する第１のプリプレグ層１３ｃの階段状部
側の炭素繊維の繊維束の周囲部を同様にして露出させた
接合部１２ｃを形成するように構成しても良い。
１１ａの積層方向の一方の面に該各層１１ａの炭素繊維
の繊維束の周囲面が露出する接合部１２ｂを形成したも
ので、例えば図８に示すように、長さ寸法の異なるプリ
プレグ１１を一端を揃えて順に積層した第１のプリプレ
グ層１３ｂが形成される。次に、第１のプリプレグ層１
３ｂの他端の一方の面に長さ寸法の異なるプリプレグ１
１を順に積層した第２のプリプレグ層１４ｂを形成して
成形後、、第１のプリプレグ層１３ｂの各層１１ａの炭
素繊維の繊維束の周囲部をサンディング等の機械的手段
により露出させた接合部１２ｂを基板１０の一方の面に
形成したものである。また、図９に示すようにプリプレ
グ１１の中間部に長さの異なるプリプレグ１１を階段状
に積層した第１のプリプレグ層１３ｃを形成して、この
第１のプリプレグ層１３ｃの階段状部と逆側の面に長さ
寸法の異なるプリプレグ１１を積層した第２のプリプレ
グ層１４ｃを形成し、この第２のプリプレグ層１４ｃの
両端部に対応する第１のプリプレグ層１３ｃの階段状部
側の炭素繊維の繊維束の周囲部を同様にして露出させた
接合部１２ｃを形成するように構成しても良い。
【００２２】図７の複合部材は、基板１０を形成する層
１１ａの積層方向と略直交する一方端に該積層方向に対
して所定の傾斜角を有した各層１１ａの炭素繊維の断面
を露出させた接合部１２ｄを形成したものである。この
場合は、例えばプリプレグ１１を積層して形成した基板
１０の端部を所定の傾斜角を有して切削することにより
形成される。また、基板１０に形成する所定の傾斜角を
有する接合部１２ｄとしては、図７に限ることなく、例
えば図１０に示すように基板１０の一端に繊維方向に対
応して略Ｖ字状に突出した接合部１２ｅを形成しても良
い。
１１ａの積層方向と略直交する一方端に該積層方向に対
して所定の傾斜角を有した各層１１ａの炭素繊維の断面
を露出させた接合部１２ｄを形成したものである。この
場合は、例えばプリプレグ１１を積層して形成した基板
１０の端部を所定の傾斜角を有して切削することにより
形成される。また、基板１０に形成する所定の傾斜角を
有する接合部１２ｄとしては、図７に限ることなく、例
えば図１０に示すように基板１０の一端に繊維方向に対
応して略Ｖ字状に突出した接合部１２ｅを形成しても良
い。
【００２３】さらに、上記図１及び図６においては、接
合部１２，１２ｂを積層方向に対して略直交する面の一
方面に形成するように構成したが、これに限ることな
く、両面に形成するように構成しても良い。
合部１２，１２ｂを積層方向に対して略直交する面の一
方面に形成するように構成したが、これに限ることな
く、両面に形成するように構成しても良い。
【００２４】また、図７及び図１０においては、所定の
傾斜角を有した接合部１２ｄ，１２ｅを基板１０の繊維
方向の一端に形成した場合で説明したが、これに限るこ
となく、例えば基板１０の両端に形成するようにしても
良い。さらに、また、この発明に用いられる基板として
は、上述したような板状に限ることなく、円筒等の筒状
のもの適用可能である。
傾斜角を有した接合部１２ｄ，１２ｅを基板１０の繊維
方向の一端に形成した場合で説明したが、これに限るこ
となく、例えば基板１０の両端に形成するようにしても
良い。さらに、また、この発明に用いられる基板として
は、上述したような板状に限ることなく、円筒等の筒状
のもの適用可能である。
【００２５】また、さらに、上記実施例では、宇宙空間
で使用する熱制御のための熱輸送手段として、適用した
場合で説明したが、この発明は、これに限ることなく、
その他、地上における真空環境を含む各種の熱輸送手
段、熱遮蔽手段、電気導通手段としての適用が可能であ
る。よって、この発明は上記実施例に限ることなく、そ
の他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を
実施し得ることは勿論のことである。
で使用する熱制御のための熱輸送手段として、適用した
場合で説明したが、この発明は、これに限ることなく、
その他、地上における真空環境を含む各種の熱輸送手
段、熱遮蔽手段、電気導通手段としての適用が可能であ
る。よって、この発明は上記実施例に限ることなく、そ
の他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を
実施し得ることは勿論のことである。
【００２６】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、構成簡易にして、高効率な熱的結合と共に、高効率
な電気的結合を実現し得るようにした複合部材を提供す
ることができる。
ば、構成簡易にして、高効率な熱的結合と共に、高効率
な電気的結合を実現し得るようにした複合部材を提供す
ることができる。
【図１】この発明の一実施例に係る複合部材を示した
図。
図。
【図２】図１の接合状態を示した図。
【図３】図１の製造工程を説明するために示した図。
【図４】図１の使用例を示した図。
【図５】この発明の他の実施例を示した図。
【図６】この発明の他の実施例を示した図。
【図７】この発明の他の実施例を示した図。
【図８】図７の製造工程を示した図。
【図９】この発明の他の実施例を示した図。
【図１０】この発明の他の実施例を示した図。
【図１１】従来の問題点を説明するために示した図。
１０…基板、１１…プリプレグ、１１ａ…層、１２，１
２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ…接合部、１
３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…第１のプリプレグ層、１
４ａ，１４ｂ，１４ｃ…第２のプリプレグ層、２０…発
熱体、２１…熱輸送部材。
２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ…接合部、１
３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…第１のプリプレグ層、１
４ａ，１４ｂ，１４ｃ…第２のプリプレグ層、２０…発
熱体、２１…熱輸送部材。
Claims (3)
- 【請求項１】 炭素繊維が樹脂で固着される複数の層が
積層された複合部材において、 前記層の積層方向の少なくとも一方の面に前記各層の炭
素繊維の断面が露出する接合部を設けたことを特徴とす
る複合部材。 - 【請求項２】 炭素繊維が樹脂で固着される複数の層が
積層された複合部材において、 前記層の積層方向の少なくとも一方の面に前記各層の炭
素繊維の繊維束の周囲面が露出する接合部を設けたこと
を特徴とする複合部材。 - 【請求項３】 炭素繊維が樹脂で固着される複数の層が
積層された複合部材において、 前記層の積層方向と略直交する少なくとも一方端に該積
層方向に対して所定の傾斜角を有し、前記各層の炭素繊
維の断面が露出する接合部を設けたことを特徴とする複
合部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03222882A JP3086725B2 (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 複合部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03222882A JP3086725B2 (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 複合部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0557829A true JPH0557829A (ja) | 1993-03-09 |
| JP3086725B2 JP3086725B2 (ja) | 2000-09-11 |
Family
ID=16789366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03222882A Expired - Fee Related JP3086725B2 (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 複合部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3086725B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1991
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