JPH065467A - 電気二重層コンデンサ - Google Patents
電気二重層コンデンサInfo
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- JPH065467A JPH065467A JP4165757A JP16575792A JPH065467A JP H065467 A JPH065467 A JP H065467A JP 4165757 A JP4165757 A JP 4165757A JP 16575792 A JP16575792 A JP 16575792A JP H065467 A JPH065467 A JP H065467A
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- double layer
- electric double
- layer capacitor
- current collector
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】電気二重層コンデンサを２つ以上直列接続する
とき、等価直列抵抗の低い電気二重層コンデンサを製造
する。 【構成】多孔性セパレータ３を介して対向する一対の固
体状活性炭１と集電体２および固体状活性炭１の周囲に
配置したガスケット４とからなる電気二重層コンデンサ
を複数個積層したものにおいて、集電体２に固体状活性
炭１を接着されたものを含む。集電体２には導電性ゴム
または導電性プラスチックまたはカーボン材料、または
ニッケルを用いる。集電体２にニッケルを用いる場合は
電解液はアルカリ溶液を使用する。端子電極５と最外集
電体２との接触抵抗を下げ、振動，衝撃を吸収できるよ
う電槽６ａと端子電極５間に緩衝材７を配置する。
とき、等価直列抵抗の低い電気二重層コンデンサを製造
する。 【構成】多孔性セパレータ３を介して対向する一対の固
体状活性炭１と集電体２および固体状活性炭１の周囲に
配置したガスケット４とからなる電気二重層コンデンサ
を複数個積層したものにおいて、集電体２に固体状活性
炭１を接着されたものを含む。集電体２には導電性ゴム
または導電性プラスチックまたはカーボン材料、または
ニッケルを用いる。集電体２にニッケルを用いる場合は
電解液はアルカリ溶液を使用する。端子電極５と最外集
電体２との接触抵抗を下げ、振動，衝撃を吸収できるよ
う電槽６ａと端子電極５間に緩衝材７を配置する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気二重層コンデンサに
関するものである。
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の固体状活性炭を用いた電気二重層
コンデンサの断面図を図２，３，４に示す。
コンデンサの断面図を図２，３，４に示す。
【０００３】図２は電気二重層コンデンサの基本セル１
０の断面を示したものである。分極性電極として、特願
平３−８１２６２に示される活性炭／ポリアセン系材料
等の固体状活性炭１が用いられる。集電体２は、カーボ
ン含有のゴムまたはプラスチックであり固体状活性炭１
と熱圧着されている。一対の固体状活性炭１は多孔性セ
パレータ３を介して対向しており、ガスケット４と集電
体２とで電解液を封止している。電気二重層コンデンサ
は耐電圧が電解液の電気分解電圧に規制されるため、要
求される耐電圧に応じて基本セル１０を直列に接続し、
さらに基本セル１０間，基本セル１０と端子電極１１間
の抵抗を下げるために上下より圧力をかけ、図３に示す
ように金属板１２により加圧した状態で保持される。
０の断面を示したものである。分極性電極として、特願
平３−８１２６２に示される活性炭／ポリアセン系材料
等の固体状活性炭１が用いられる。集電体２は、カーボ
ン含有のゴムまたはプラスチックであり固体状活性炭１
と熱圧着されている。一対の固体状活性炭１は多孔性セ
パレータ３を介して対向しており、ガスケット４と集電
体２とで電解液を封止している。電気二重層コンデンサ
は耐電圧が電解液の電気分解電圧に規制されるため、要
求される耐電圧に応じて基本セル１０を直列に接続し、
さらに基本セル１０間，基本セル１０と端子電極１１間
の抵抗を下げるために上下より圧力をかけ、図３に示す
ように金属板１２により加圧した状態で保持される。
【０００４】図４は特開平３−１０６００９に示される
構造である。分極性電極８は、黒鉛基板の集電体９上に
活性炭粉末をプラズマ焼結することにより成形される。
端子電極１１は低抵抗化のために両端の終電体９で代用
しており、分極性電極８，集電体９および多孔性セパレ
ータ３とともに電槽１３ａに納められ、電槽１３ｂによ
り密封されている。
構造である。分極性電極８は、黒鉛基板の集電体９上に
活性炭粉末をプラズマ焼結することにより成形される。
端子電極１１は低抵抗化のために両端の終電体９で代用
しており、分極性電極８，集電体９および多孔性セパレ
ータ３とともに電槽１３ａに納められ、電槽１３ｂによ
り密封されている。
【０００５】ところで、モータやアクチュエータのよう
な機構部品は起動時に非常に大きなエネルギーを必要と
するため、乗用車のスタータモータと鉛電池のような、
モータやアクチュエータ等を電池で駆動するシステムで
は、電池の容量および内部抵抗は、起動時の重負荷にも
十分対応できるよう余裕をもった設計を行わなければな
らない。その結果、電池の形状は大きく、かつ重量も重
いものにならざるを得なかった。この問題を解決する手
段の一つとして、電池と電気二重層コンデンサを組み合
わせて使用し、瞬間的なエネルギーのみ電気二重層コン
デンサがら供給することにより、電池の負荷を軽減し、
小型・軽量化をはかるという方法が検討されている。
な機構部品は起動時に非常に大きなエネルギーを必要と
するため、乗用車のスタータモータと鉛電池のような、
モータやアクチュエータ等を電池で駆動するシステムで
は、電池の容量および内部抵抗は、起動時の重負荷にも
十分対応できるよう余裕をもった設計を行わなければな
らない。その結果、電池の形状は大きく、かつ重量も重
いものにならざるを得なかった。この問題を解決する手
段の一つとして、電池と電気二重層コンデンサを組み合
わせて使用し、瞬間的なエネルギーのみ電気二重層コン
デンサがら供給することにより、電池の負荷を軽減し、
小型・軽量化をはかるという方法が検討されている。
【０００６】さて、電気二重層コンデンサを上述のよう
な瞬時のエネルギ供給用補助電源として用いるために
は、信頼性が高く、電気特性的には等価直列抵抗が低く
かつ静電容量の大きなものでなければならない。しか
し、図３に示すような従来の電気二重層コンデンサでは
基本セル１０間の接触抵抗が大きいために等価直列抵抗
が高く、そのため大電流で放電することができなかっ
た。図４に示すような電気二重層コンデンサでは、分極
性電極８の寸法精度や多孔性セパレータ３を挿入する空
隙確保の問題等のために、対向する分極性電極８間の距
離を小さくすることができず、その結果電解液の抵抗が
大きく等価直列抵抗が高かった。
な瞬時のエネルギ供給用補助電源として用いるために
は、信頼性が高く、電気特性的には等価直列抵抗が低く
かつ静電容量の大きなものでなければならない。しか
し、図３に示すような従来の電気二重層コンデンサでは
基本セル１０間の接触抵抗が大きいために等価直列抵抗
が高く、そのため大電流で放電することができなかっ
た。図４に示すような電気二重層コンデンサでは、分極
性電極８の寸法精度や多孔性セパレータ３を挿入する空
隙確保の問題等のために、対向する分極性電極８間の距
離を小さくすることができず、その結果電解液の抵抗が
大きく等価直列抵抗が高かった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述のように基本セル
を積層しただけでは、基本セル間の接触抵抗が大きいた
めに等価直列抵抗が高く、基本セルの積層体上下より必
要以上に圧力をかけなければならない。従って、図４に
示す電槽に集電体を固定する構造では分極性電極の間隔
を小さくできず、その結果等価直列抵抗が高いという欠
点を有する。
を積層しただけでは、基本セル間の接触抵抗が大きいた
めに等価直列抵抗が高く、基本セルの積層体上下より必
要以上に圧力をかけなければならない。従って、図４に
示す電槽に集電体を固定する構造では分極性電極の間隔
を小さくできず、その結果等価直列抵抗が高いという欠
点を有する。
【０００８】本発明の目的は、電気二重層コンデンサを
２つ以上直列接続するとき、等価直列抵抗の低い電気二
重層コンデンサを提供することにある。
２つ以上直列接続するとき、等価直列抵抗の低い電気二
重層コンデンサを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、多孔性セパレ
ータを介して対向する一対の固体状活性炭と集電体およ
び固体状活性炭の周囲に配置したガスケットとからなる
電気二重層コンデンサを複数個積層したものにおいて、
集電体に固体状活性炭を接着したものを含むという特徴
を有する。集電体には、導電性ゴムまたは導電性プラス
チックまたはカーボン材料，またはニッケルを用いる。
ただし、集電体がニッケルの場合、電解液はアルカリ溶
液を用いる。
ータを介して対向する一対の固体状活性炭と集電体およ
び固体状活性炭の周囲に配置したガスケットとからなる
電気二重層コンデンサを複数個積層したものにおいて、
集電体に固体状活性炭を接着したものを含むという特徴
を有する。集電体には、導電性ゴムまたは導電性プラス
チックまたはカーボン材料，またはニッケルを用いる。
ただし、集電体がニッケルの場合、電解液はアルカリ溶
液を用いる。
【００１０】また、最外集電体と端子電極との密着性向
上と衝撃，振動を吸収できるよう外装ケースと端子電極
間に緩衝材を配置したという特徴を有する。
上と衝撃，振動を吸収できるよう外装ケースと端子電極
間に緩衝材を配置したという特徴を有する。
【００１１】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例の断面図である。
る。図１は本発明の一実施例の断面図である。
【００１２】フェノール系の粉末活性炭と粉末状フェノ
ール系樹脂を重量比で７０／３０になるよう高速の乾式
ミキサーにより乾式混合した。混合時間は４時間であ
る。この混合粉を１８０℃で熱プレスし、７０（Ｌ）×
５０（Ｗ）×４（ｔ）ｍｍ3 の板状に成形した。これを
窒素雰囲気において１０００℃−２時間熱処理し、図１
に示す固体状活性炭１を得た。
ール系樹脂を重量比で７０／３０になるよう高速の乾式
ミキサーにより乾式混合した。混合時間は４時間であ
る。この混合粉を１８０℃で熱プレスし、７０（Ｌ）×
５０（Ｗ）×４（ｔ）ｍｍ3 の板状に成形した。これを
窒素雰囲気において１０００℃−２時間熱処理し、図１
に示す固体状活性炭１を得た。
【００１３】次に、ブチルゴムにカーボンを分散させて
導電性を付与した８０×６０×０．２ｍｍ3 の導電性ゴ
ムを集電体２とし、この集電体２の片面に固体状活性炭
１を接着したものを２つ、集電体２の両面に固体状活性
炭１を接着したものを５つ作った。接着は１０ｋｇ／ｃ
ｍ2 の圧力を加えた状態で８０℃の環境に３０分放置す
ることで行った。
導電性を付与した８０×６０×０．２ｍｍ3 の導電性ゴ
ムを集電体２とし、この集電体２の片面に固体状活性炭
１を接着したものを２つ、集電体２の両面に固体状活性
炭１を接着したものを５つ作った。接着は１０ｋｇ／ｃ
ｍ2 の圧力を加えた状態で８０℃の環境に３０分放置す
ることで行った。
【００１４】８０（Ｌ）×６０（Ｗ）×８（ｔ）ｍｍ3
の絶縁性ブチルゴムを、端より５ｍｍ内側で切りとり、
側面に一つ直径３ｍｍの穴をあけてガスケット４を作っ
た。片面にのみ固体状活性炭を接着した集電体２に、ガ
スケット４，ポリエチレン製で７０（Ｌ）×５０（Ｗ）
×０．１（ｔ）ｍｍ3 の多孔性セパレータ３，両面に固
体状活性炭１を接着した集電体２をそれぞれ配置した。
これを繰り返して最後に片面のみ固体状活性炭を接着し
た集電体２を配置して、集電体が共通になった基本セル
を６つ積層した。
の絶縁性ブチルゴムを、端より５ｍｍ内側で切りとり、
側面に一つ直径３ｍｍの穴をあけてガスケット４を作っ
た。片面にのみ固体状活性炭を接着した集電体２に、ガ
スケット４，ポリエチレン製で７０（Ｌ）×５０（Ｗ）
×０．１（ｔ）ｍｍ3 の多孔性セパレータ３，両面に固
体状活性炭１を接着した集電体２をそれぞれ配置した。
これを繰り返して最後に片面のみ固体状活性炭を接着し
た集電体２を配置して、集電体が共通になった基本セル
を６つ積層した。
【００１５】この積層体を、１０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力を
加えた状態で１２０℃の環境に２時間放置して、集電体
とガスケット間を加硫接着し、冷却後３０ｗｔ％の硫酸
溶液の電解液をガスケット側面の穴より注入含浸した。
電解液注入後、ガスケット側面を接着剤で完全に封止
し、電極端子５および緩衝材７とともにＡＢＳ樹脂製の
電槽６ａ内に挿入し電槽６ｂで蓋をして実施例１の耐圧
５．５Ｖの電気二重層コンデンサを得た。
加えた状態で１２０℃の環境に２時間放置して、集電体
とガスケット間を加硫接着し、冷却後３０ｗｔ％の硫酸
溶液の電解液をガスケット側面の穴より注入含浸した。
電解液注入後、ガスケット側面を接着剤で完全に封止
し、電極端子５および緩衝材７とともにＡＢＳ樹脂製の
電槽６ａ内に挿入し電槽６ｂで蓋をして実施例１の耐圧
５．５Ｖの電気二重層コンデンサを得た。
【００１６】次に、第２の実施例について説明する。第
２の実施例においては、電解液に２７ｗｔ％の水酸化カ
リウムを使用し、集電体２にニッケルを使用してガスケ
ット４とを接着剤で接着した以外は第１の実施例と同様
に製造し、実施例２の耐圧５．５Ｖの電気二重層コンデ
ンサを得た。
２の実施例においては、電解液に２７ｗｔ％の水酸化カ
リウムを使用し、集電体２にニッケルを使用してガスケ
ット４とを接着剤で接着した以外は第１の実施例と同様
に製造し、実施例２の耐圧５．５Ｖの電気二重層コンデ
ンサを得た。
【００１７】次に、第３の実施例について説明する。第
３の実施例は、実施例１の電気二重層コンデンサにおい
て、緩衝材７のないものを製造し、実施例３の耐圧５．
５Ｖの電気二重層コンデンサを得た。
３の実施例は、実施例１の電気二重層コンデンサにおい
て、緩衝材７のないものを製造し、実施例３の耐圧５．
５Ｖの電気二重層コンデンサを得た。
【００１８】次に、実施例と比較のために従来構造の電
気二重層コンデンサを製作した。すなわち実施例１の方
法により基本セル１０を６つ作成し、これを積層した
後、端子電極１１を配置し、両側より金属板１２により
加圧した状態で電気的に短絡しないよう絶縁したボルト
・ナットで固定し、比較例１の耐圧５．５Ｖの電気二重
層コンデンサを得た。
気二重層コンデンサを製作した。すなわち実施例１の方
法により基本セル１０を６つ作成し、これを積層した
後、端子電極１１を配置し、両側より金属板１２により
加圧した状態で電気的に短絡しないよう絶縁したボルト
・ナットで固定し、比較例１の耐圧５．５Ｖの電気二重
層コンデンサを得た。
【００１９】次に、図４を用いて、比較例２について説
明する。図４は従来の耐圧が５．５Ｖである電気二重層
コンデンサの断面図である。
明する。図４は従来の耐圧が５．５Ｖである電気二重層
コンデンサの断面図である。
【００２０】集電体９に黒鉛基板を使用した。実施例１
と同じ固体状活性端を分極性電極８とし、これを集電体
９とメチルセロソルブに溶かしたフェノール系樹脂で接
着し、９００℃で２時間窒素雰囲気で処理して接着し
た。形状，個数は実施例１と同じである。図に示すよう
に、分極性電極８，集電体９，多孔性セパレータ３を電
槽１３ａに配置し、電解液含浸後、電槽１３ｂで蓋をし
て、比較例２の耐圧５．５Ｖの電気二重層コンデンサを
得た。電槽にはＡＢＳ樹脂を用いた。
と同じ固体状活性端を分極性電極８とし、これを集電体
９とメチルセロソルブに溶かしたフェノール系樹脂で接
着し、９００℃で２時間窒素雰囲気で処理して接着し
た。形状，個数は実施例１と同じである。図に示すよう
に、分極性電極８，集電体９，多孔性セパレータ３を電
槽１３ａに配置し、電解液含浸後、電槽１３ｂで蓋をし
て、比較例２の耐圧５．５Ｖの電気二重層コンデンサを
得た。電槽にはＡＢＳ樹脂を用いた。
【００２１】本発明の電気二重層コンデンサに対し、電
気特性として静電容量，等価直列抵抗（ＥＳＲ）につい
て測定した。結果を表１に示す。
気特性として静電容量，等価直列抵抗（ＥＳＲ）につい
て測定した。結果を表１に示す。
【００２２】静電容量の測定は、電気二重層コンデンサ
に５．０Ｖを１時間印加したのち１ｍＡの定電流放電を
行い、コンデンサの端子電圧が３．０Ｖから２．５Ｖへ
変化するまでの時間を測定することにより求めた。ま
た、等価直列抵抗は１ｋＨｚの周波数におけるインピー
ダンスを交流４端子法により測定して求めた。
に５．０Ｖを１時間印加したのち１ｍＡの定電流放電を
行い、コンデンサの端子電圧が３．０Ｖから２．５Ｖへ
変化するまでの時間を測定することにより求めた。ま
た、等価直列抵抗は１ｋＨｚの周波数におけるインピー
ダンスを交流４端子法により測定して求めた。
【００２３】本発明の電気二重層コンデンサの電気特性
は比較例１にくらべ、静電容量はほぼ同じであり、等価
直列抵抗が著しく改善されており、集電体の両面に固体
状活性炭を接着することで約１／２にすることができ
た。また比較例２と比較して等価直列抵抗が３０％近く
低下しており、これは電解液の抵抗が改善されたためと
考えられる。実施例２が実施例１に比較して等価直列抵
抗がさらに下がっており、これは集電体の比抵抗が実施
例１より低くなったためである。実施例３からわかるよ
うに、緩衝材がないと集電体２と端子電極５間の接触抵
抗が増加し、２０％等価直列抵抗が上昇する。比較例１
では基本セル１０間の接触抵抗，基本セル１０と端子電
極１１間の接触抵抗を下げるために、金属板１２を用い
て加圧保持しているが、実施例１では緩衝材７で端子電
極と集電体２との密着性を上げる程度でほとんど加圧の
必要はなく、その結果重量を軽減でき、形状も小さくす
ることができる。以上より、本発明の電気二重層コンデ
ンサは電気特性に優れたものであるといえる。
は比較例１にくらべ、静電容量はほぼ同じであり、等価
直列抵抗が著しく改善されており、集電体の両面に固体
状活性炭を接着することで約１／２にすることができ
た。また比較例２と比較して等価直列抵抗が３０％近く
低下しており、これは電解液の抵抗が改善されたためと
考えられる。実施例２が実施例１に比較して等価直列抵
抗がさらに下がっており、これは集電体の比抵抗が実施
例１より低くなったためである。実施例３からわかるよ
うに、緩衝材がないと集電体２と端子電極５間の接触抵
抗が増加し、２０％等価直列抵抗が上昇する。比較例１
では基本セル１０間の接触抵抗，基本セル１０と端子電
極１１間の接触抵抗を下げるために、金属板１２を用い
て加圧保持しているが、実施例１では緩衝材７で端子電
極と集電体２との密着性を上げる程度でほとんど加圧の
必要はなく、その結果重量を軽減でき、形状も小さくす
ることができる。以上より、本発明の電気二重層コンデ
ンサは電気特性に優れたものであるといえる。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明により、静
電容量を損なうことなく、等価直列抵抗の小さい電気二
重層コンデンサを製造することが可能である。
電容量を損なうことなく、等価直列抵抗の小さい電気二
重層コンデンサを製造することが可能である。
【図１】本発明の一実施例である耐圧が５．５Ｖである
電気二重層コンデンサの断面図である。
電気二重層コンデンサの断面図である。
【図２】従来の電気二重層コンデンサの基本セルの断面
図である。
図である。
【図３】従来の耐圧が５．５Ｖである電気二重層コンデ
ンサの一例の断面図である。
ンサの一例の断面図である。
【図４】従来の耐圧が５．５Ｖである電気二重層コンデ
ンサの他の例の断面図である。
ンサの他の例の断面図である。
【符号の説明】 １ 固体状活性炭 ２ 集電体 ３ 多孔性セパレータ ４ ガスケット ５ 端子電極 ６ａ，ｂ 電槽 ７ 緩衝材 ８ 分極性電極 ９ 集電体 １０ 基本セル １１ 端子電極 １２ 金属板 １３ａ，ｂ 電槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 越智 篤 東京都港区芝五丁目７番１号日本電気株式 会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 多孔性セパレータを介して対向する一対
の固体状活性炭と集電体および固体状活性炭の周囲に配
置したガスケットとからなる電気二重層コンデンサを複
数個積層したものにおいて、集電体の少なくとも片面に
固体状活性炭を接着されたものが含まれていることを特
徴とする電気二重層コンデンサ。 - 【請求項２】 前記集電体にニッケルを使用し、電解液
にアルカリ溶液を用いたことを特徴とする請求項１記載
の電気二重層コンデンサ。 - 【請求項３】 前記電気二重層コンデンサにおいて、端
子電極と外装ケースとの間に緩衝材を入れたことを特徴
とする請求項１及び２記載の電気二重層コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4165757A JPH065467A (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | 電気二重層コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4165757A JPH065467A (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | 電気二重層コンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH065467A true JPH065467A (ja) | 1994-01-14 |
Family
ID=15818479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4165757A Pending JPH065467A (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | 電気二重層コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH065467A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5927630A (en) * | 1997-06-30 | 1999-07-27 | Daiwa Seiko, Inc. | Fishing reel |
| US6152389A (en) * | 1999-12-10 | 2000-11-28 | Brunswick Corporation | Fishing reel clutch |
| US6320740B1 (en) | 1999-02-03 | 2001-11-20 | Nec Corporation | Method for manufacturing a polarized electrode for an electric double-layer capacitor |
| US6507479B2 (en) | 2000-02-01 | 2003-01-14 | Nec Corporation | Electric double-layer capacitor having a laminated overcoat |
| US6510043B1 (en) | 2001-12-31 | 2003-01-21 | Luxon Energy Devices Corporation | Cylindrical high voltage supercapacitor having two separators |
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| JP2016219426A (ja) * | 2011-03-09 | 2016-12-22 | アクイオン エナジー インコーポレイテッド | 水系電解質エネルギー貯蔵装置 |
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| DE112017001745T5 (de) | 2016-03-29 | 2018-12-13 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Fahrzeughöhenjustiervorrichtung |
-
1992
- 1992-06-24 JP JP4165757A patent/JPH065467A/ja active Pending
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