JPH0711868Y2 - Column structure of machining center - Google Patents
Column structure of machining centerInfo
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- JPH0711868Y2 JPH0711868Y2 JP19073787U JP19073787U JPH0711868Y2 JP H0711868 Y2 JPH0711868 Y2 JP H0711868Y2 JP 19073787 U JP19073787 U JP 19073787U JP 19073787 U JP19073787 U JP 19073787U JP H0711868 Y2 JPH0711868 Y2 JP H0711868Y2
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- spindle
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Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、マシニングセンタのコラム構造に関する。
更に詳しくは、主軸ヘッドを昇降可能に案内支持するガ
イドを円形支柱で構成したマシニングセンタのコラム構
造に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a column structure of a machining center.
More specifically, it relates to a column structure of a machining center in which a guide for guiding and supporting a spindle head so as to be able to move up and down is constituted by a circular column.
［従来の技術］ 一般にマシニングセンタにおいて、主軸ヘッドを昇降可
能に案内するガイド面は、ボックス形のコラム前面に配
設されている。このコラムの断面は角形であり、２本の
ガイドを備えている。そして、前記ガイドを支持するコ
ラムは、鋳物または板金溶接構造で構成され、上下に案
内される。マシニングセンタは、通常マガジンと、自動
工具交換装置（ATC）と、主軸頭とは、別々に設けてあ
り同時に移動するものは少ない。[Prior Art] Generally, in a machining center, a guide surface that guides a spindle head in a vertically movable manner is disposed on the front surface of a box-shaped column. The column has a rectangular cross section and is provided with two guides. The column that supports the guide is formed of a casting or a sheet metal welding structure and is guided vertically. In a machining center, a magazine, an automatic tool changer (ATC), and a spindle head are provided separately, and few move at the same time.
［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、コラムは剛性をうるためボックス形に形
成され、空気の流通が少なく、熱が滞留し、結果的にコ
ラムが変形する。それがガイド面にも及び精度が悪くな
り、ガイド面の拘束のみでは精度の向上が計れないとい
う問題があった。更に、コラム構造は大形重量物である
ため組付け、精度出し作業が困難で製造工程数が増大す
る問題を有していた。マシニングセンタのATCの動作時
間の短縮を計るには、主軸頭と工具マガジンとは常に同
期させて動かしてATC時間を短縮したほうが良い。この
考案は、前記のような従来技術の問題点を解決するもの
である。[Problems to be Solved by the Invention] However, the column is formed in a box shape because it has rigidity, air is less circulated, heat is retained, and the column is consequently deformed. However, there is a problem in that the accuracy is poor even on the guide surface, and the accuracy cannot be improved only by restraining the guide surface. Further, since the column structure is a large and heavy product, it is difficult to assemble and obtain precision, and the number of manufacturing steps increases. In order to reduce the ATC operation time of the machining center, it is better to always move the spindle head and the tool magazine in synchronization to reduce the ATC time. This invention solves the problems of the prior art as described above.
この考案の目的は、コラムの空気の流通性を改善して熱
変形を無くすると共に、剛性を有する柱の配置としたマ
シニングセンタのコラム構造を提供するものである。An object of the present invention is to provide a column structure for a machining center in which the column has a rigid column arrangement while improving the flowability of air in the column to prevent thermal deformation.
この考案の他の目的は、２本のガイドバー方式のコラム
構造を採用し、ガイドバーを挾んで両側に主軸頭と工具
マガジンを配置してATC時間の短縮を図るものである。Another object of the present invention is to reduce the ATC time by adopting a column structure of two guide bar type and placing a spindle head and a tool magazine on both sides across the guide bar.
［問題点を解決するための手段］ 前記目的を達成するために本考案は、次のような手段を
採用する。[Means for Solving Problems] In order to achieve the above-mentioned object, the present invention employs the following means.
機械の本体を構成する台であるベッド（１）と、 該ベッド（１）上に垂直に立設され、少なくとも２本以
上の断面が円形で外周面が案内面である円形支柱（8a,8
b）と、 該円形支柱（8a,8b）に支持され昇降可能に設けられた
主軸頭（11）と、 前記主軸頭（11）を上下に駆動するための上下駆動手段
（12）と、 前記主軸頭（11）に回転自在に支持され先端に工具（18
b）を有すると共に後端に工具締結装置（20）を有する
主軸（14）と、 該主軸（14）を回転すべく前記主軸頭（11）に設けられ
た回転駆動手段（15）と、 前記ベッド（１）上にあって前記主軸（14）の前面に位
置して設けられたテーブル（25）と、 前記円形支柱（8a,8b）に前記主軸頭（11）と一体に昇
降可能で前記円形支柱（8a,8b）を挟んで主軸頭（11）
と反対側に設けられ、かつ前記円形支柱（8a,8b）の両
中心線を含む面に対し前記主軸頭（11）と重量バランス
する位置に配設された工具マガジン（17）と、 該工具マガジン（17）と前記主軸（14）の工具挿着部と
の間に設けられた工具の交換をする工具交換アーム（1
9）と、 下端を前記ベッド（１）に上端を前記円形支柱に連結さ
れ、かつ前記円形支柱（8a,8b）に平行に配置された補
助支柱（９）と で構成することを特徴とするマシニングセンタのコラム
構造である。A bed (1) that is a platform that constitutes the main body of the machine, and a circular column (8a, 8) that is erected vertically on the bed (1) and has at least two or more circular cross sections and an outer peripheral surface as a guide surface.
b), a spindle head (11) supported by the circular columns (8a, 8b) so as to be able to move up and down, a vertical drive means (12) for vertically driving the spindle head (11), It is rotatably supported by the spindle head (11) and a tool (18
b) and a spindle (14) having a tool fastening device (20) at the rear end, a rotary drive means (15) provided on the spindle head (11) for rotating the spindle (14), A table (25) provided on the bed (1) and located in front of the spindle (14), and the circular column (8a, 8b) can be raised and lowered integrally with the spindle head (11). Spindle head (11) sandwiching a circular column (8a, 8b)
And a tool magazine (17) provided on the opposite side of the circular column (8a, 8b) in a position that balances weight with the spindle head (11) with respect to a surface including both center lines of the circular column (8a, 8b), A tool exchange arm (1) for exchanging tools provided between the magazine (17) and the tool insertion portion of the spindle (14).
9) and an auxiliary column (9) having a lower end connected to the bed (1) and an upper end connected to the circular column (8) and arranged in parallel with the circular column (8a, 8b). It is a column structure of a machining center.
少なくとも２本以上の前記円形支柱（8a,8b）の中心線
を含む面が鉛直面であり、かつ前記主軸の軸線が前記鉛
直面に平行で水平であると良い。It is preferable that at least two or more circular pillars (8a, 8b) include a center line that is a vertical plane, and that the axis of the main shaft is parallel and horizontal to the vertical plane.
更に、前記円形支柱（8a,8b）の内少なくとも１本は前
記主軸頭（11）を昇降可能に支持すると共に他の前記円
形支柱（8a,8b）は前記主軸頭（11）の回り止めをして
なるものでも良い。Further, at least one of the circular columns (8a, 8b) supports the spindle head (11) so as to be able to move up and down, and the other circular columns (8a, 8b) prevent the spindle head (11) from rotating. It can also be done.
更に、前記主軸頭（11）の主軸（14）は前記円形支柱
（8a,8b）と前記補助支柱（９）との間に設けてなるも
のでも良い。Furthermore, the spindle (14) of the spindle head (11) may be provided between the circular columns (8a, 8b) and the auxiliary column (9).
［作用］ この考案は前記の構成を採用したことにより、テーブル
上に搬入されたパレット上のワークを加工するために、
先端に工具を装着した主軸を回転し、この主軸を軸承し
た主軸頭を水平面内で移動可能なベースと共に移動する
と共に、この主軸頭を２本の支柱に案内させて昇降移動
する。この場合、主軸頭は２本の支柱に支持されるた
め、熱がコラムに滞留することなく、熱変形がなく高精
度な加工が可能となる。[Operation] By adopting the above-mentioned configuration, this invention can process the work on the pallet loaded on the table,
A spindle equipped with a tool at its tip is rotated, and a spindle head bearing the spindle is moved together with a base movable in a horizontal plane, and the spindle head is guided by two columns to move up and down. In this case, since the spindle head is supported by the two columns, heat does not stay in the column, and there is no thermal deformation, and high-precision machining is possible.
［実施例］ 以下、添付図面に基づいて本考案の実施例を詳細に説明
する。[Embodiment] Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
第１図は本考案のコラム構造の要部を示す全体側面図、
第２図は第１図のＡ−Ａ断面図を示し、第３図は本考案
のコラム構造の要部を示す全体正面図である。ベッド１
上にサドル２がＸ軸サーボモータ３により、２本のレー
ル4a,4b上を摺動可能に載置されている。前記サドル２
上には、ベース５がＹ軸サーボモータ７により２本のレ
ール6a,6b上に、前記サドル２の移動方向と直交する方
向に摺動可能に載置されている。FIG. 1 is an overall side view showing the main part of the column structure of the present invention,
2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is an overall front view showing a main part of the column structure of the present invention. Bed 1
The saddle 2 is slidably mounted on the two rails 4a and 4b by the X-axis servomotor 3 on the top. The saddle 2
A base 5 is mounted on the two rails 6a, 6b by a Y-axis servomotor 7 so as to be slidable in a direction orthogonal to the moving direction of the saddle 2.
更に、前記ベース５には、２本の円形支柱8a,8bが縦方
向に設けられている。この２本の支柱8a,8bと平行して
補助支柱９が設けてある。この支柱8a,8bと平行に立設
した補助支柱９の頂部には、支持部材10が固定されてい
る。前記補助支柱９は、第２図に示すように断面コ字型
の溝型鋼等が使用される。なお、この場合溝型鋼の底部
を前記支柱8a,8b側に向けた構造が２次断面形数が大き
くなり、支柱との関係で剛性がえられる。Further, the base 5 is provided with two circular columns 8a and 8b in the vertical direction. An auxiliary column 9 is provided in parallel with the two columns 8a and 8b. A support member 10 is fixed to the top of the auxiliary column 9 which is erected in parallel with the columns 8a and 8b. As shown in FIG. 2, the auxiliary column 9 is made of grooved steel having a U-shaped cross section. In this case, the structure in which the bottom of the channel steel is directed toward the columns 8a and 8b has a large secondary cross-sectional shape, and rigidity can be obtained in relation to the columns.
前記２本の支柱8a,8bには、主軸頭11がＺ軸サーボモー
タ12により昇降可能に案内支持されている。２本の支柱
8a,8bとのガイド部13は、例えばリニアモーションベア
リングのように、摺動抵抗の少ないボールガイドとする
のが好ましい。また、前記主軸頭11前面には、前記ベッ
ド１と同一ベッド１上にテーブル25が水平面内で旋回割
出し可能に支持されている。このテーブル25上には、加
工物（ワーク）を載置するパレット26がクランパ（図示
せず）で締結される。A spindle head 11 is supported by a Z-axis servomotor 12 so as to be able to move up and down on the two columns 8a and 8b. Two columns
The guide portion 13 with 8a, 8b is preferably a ball guide with low sliding resistance, such as a linear motion bearing. A table 25 is supported on the front surface of the spindle head 11 on the same bed 1 as the bed 1 so as to be pivotable and indexable in a horizontal plane. On the table 25, a pallet 26 on which a workpiece is placed is fastened by a clamper (not shown).
一方、前記主軸頭11には、主軸14が回転自在にベアリン
グを介して支持されている。この主軸14は、主軸頭11上
部に設けられた主軸モータ15により、プーリ16を介して
回転駆動される。更に、前記主軸頭11の端部には、工具
マガジン17が前記２本の支柱8a,8bを挾んで前記主軸14
と重量バランス的、すなわち両支柱8a,8bの中心線を含
む面を中心としてモーメントがバランスする対称位置に
配設されている。前記工具マガジン17内の工具18aは、
主軸14の一端に挿着された工具18bとATC（自動工具交換
装置）19により逐次交換される。前記主軸14に挿着され
た工具18を緊締するための工具締付装置20が主軸頭11の
後方に設けられている。On the other hand, a spindle 14 is rotatably supported on the spindle head 11 via bearings. The spindle 14 is rotationally driven via a pulley 16 by a spindle motor 15 provided above the spindle head 11. Further, at the end of the spindle head 11, a tool magazine 17 sandwiches the two columns 8a and 8b, and the spindle 14
And the weights are balanced, that is, they are arranged at symmetrical positions in which the moments are balanced with respect to the plane including the center lines of both columns 8a and 8b. The tool 18a in the tool magazine 17 is
The tool 18b inserted into one end of the spindle 14 and the ATC (automatic tool changer) 19 are sequentially replaced. A tool tightening device 20 for tightening a tool 18 inserted into the spindle 14 is provided behind the spindle head 11.
なお、この考案のコラム構造によれば、ベース５上に立
設した２本の支柱8a,8bは、ベース５のＹ軸線の移動方
向に配置する。更に、この支柱８に支持される主軸頭11
には、主軸14と工具マガジン17を支柱８と対称位置に配
置する。この主軸14は支柱８と平行にベース５上に立設
した補助支柱９との間に配置とする構成が最適である。According to the column structure of the present invention, the two columns 8a, 8b erected on the base 5 are arranged in the moving direction of the Y-axis of the base 5. Further, the spindle head 11 supported by the column 8
In this case, the spindle 14 and the tool magazine 17 are arranged symmetrically with the column 8. Optimally, the main shaft 14 is arranged between the supporting column 8 and the auxiliary supporting column 9 standing upright on the base 5.
したがって、このような構造とすることによってコラム
の構造は有限要素法によるモーダル解析において剛性が
高められていることがわかる。Therefore, it can be seen that by adopting such a structure, the rigidity of the column structure is enhanced in the modal analysis by the finite element method.
本実施例の作動 つぎに、前記のように構成された本考案の作動を説明す
る。Operation of the Present Embodiment Next, the operation of the present invention configured as described above will be described.
第１図ないし第３図に示す通り、テーブル25上にワーク
（図示せず）を載置したパレット26が搬入締着される。
工具マガジン17内の工具18aと交換した工具18bは、主軸
14端に装着され、この主軸14は、工具締付装置20により
締め付け固定される。この状態で主軸頭11は、Ｙ軸サー
ボモータ12により第１図中２点鎖戦の位置の範囲内で昇
降移動制御される。更に、前記主軸頭11は、コラムを構
成する支柱８と共にベース５のＹ軸サーボモータ７およ
びザドル２のＸ軸サーボモータ７の制御により水平面内
で、第１図および第３図の２点鎖線の範囲内で移動制御
される。As shown in FIGS. 1 to 3, a pallet 26 on which a work (not shown) is placed on the table 25 is loaded and fastened.
The tool 18b replaced with the tool 18a in the tool magazine 17 is
The spindle 14 is attached to the 14th end, and the spindle 14 is fastened and fixed by the tool fastening device 20. In this state, the spindle head 11 is controlled to be moved up and down by the Y-axis servomotor 12 within the range of the position of the two-point chain battle in FIG. Further, the spindle head 11 is controlled by the Y-axis servomotor 7 of the base 5 and the X-axis servomotor 7 of the saddle 2 together with the column 8 constituting the column, and in the horizontal plane, the two-dot chain line in FIG. 1 and FIG. Movement is controlled within the range.
前述した主軸頭11の移動により主軸14を主軸モータ15に
より回転し、パレット26上のワークは所望の加工が施さ
れている。したがって、本実施例のマシニングセンタの
コラム構造を採用することにより、コラムの組付けが容
易となる。また、各種主軸頭、立形、横形またはアンギ
ュラ形などとの組換えが容易となり、多機種のバリエー
ションが容易に単時間で実現できる。フレキシブルな生
産ラインに投入する機械として採用が可能になると共
に、単純構造で機械のメンテナンスも容易となり、更に
単純構造であるにもかかわらず剛性ある構造とすること
ができる。Due to the movement of the spindle head 11 described above, the spindle 14 is rotated by the spindle motor 15, and the work on the pallet 26 is subjected to desired processing. Therefore, by adopting the column structure of the machining center of this embodiment, the assembling of columns becomes easy. In addition, it is easy to switch to various spindle heads, vertical type, horizontal type, angular type, etc., and it is possible to easily realize variations of multiple models in a single time. It can be adopted as a machine to be put into a flexible production line, and the machine can be easily maintained with a simple structure, and a rigid structure can be achieved despite the simple structure.
［他の実施例］ 前記実施例の補助支柱９の断面形状はコ字形であったが
これに限定する必要はない。前記支柱8a,8bと同様に円
形の補助支柱１本、または２本以上の補助支柱で構成す
る。更に主軸頭が重い場合には、これらの補助支柱に主
軸頭の片側の荷重を支えるように構成する。また、前記
実施例では、ATCはマガジン側に設けたものであるが、
主軸側に設けても良い。[Other Embodiments] The cross-sectional shape of the auxiliary column 9 in the above-mentioned embodiment is a U-shape, but it is not limited to this. Similar to the columns 8a and 8b, it is composed of one circular auxiliary column or two or more auxiliary columns. Further, when the spindle head is heavy, these auxiliary columns are configured to support the load on one side of the spindle head. Further, in the above embodiment, the ATC is provided on the magazine side,
It may be provided on the spindle side.
［考案の効果］ この考案は、コラム構造を単純構造とすることで風の流
通性を改善して、熱による変形を無くし精度の向上が計
れると共に、従来のコラムに比して、組付け作業が容易
となり生産性が向上し、結果として製造コストの低減が
計れるなどのすぐれた効果を有するものである。[Advantages of the Invention] This invention improves the flowability of the wind by making the column structure simple so that deformation due to heat can be eliminated and the accuracy can be improved. It has an excellent effect that the manufacturing cost is improved, the productivity is improved, and as a result, the manufacturing cost can be reduced.
第１図は本考案のコラム構造の要部を示す全体側面図、
第２図は第１図のＡ−Ａ断面図を示し、第３図は本考案
のコラム構造の要部を示す全体正面図である。 １…ベッド、２…サドル、３…Ｘ軸サーボモータ、５…
ベース、７…Ｙ軸サーボモータ、8,8a,8b…支柱、９…
補助支柱、10…支持部材、11…主軸頭、14…主軸、12…
Ｚ軸サーボモータ、25…テーブル、26…パレット、17…
工具マガジン、19…自動工具交換装置、20…工具締付装
置FIG. 1 is an overall side view showing the main part of the column structure of the present invention,
2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is an overall front view showing a main part of the column structure of the present invention. 1 ... Bed, 2 ... Saddle, 3 ... X-axis servo motor, 5 ...
Base, 7 ... Y-axis servo motor, 8, 8a, 8b ... Prop, 9 ...
Auxiliary column, 10 ... Support member, 11 ... Spindle head, 14 ... Spindle, 12 ...
Z-axis servo motor, 25 ... table, 26 ... pallet, 17 ...
Tool magazine, 19 ... Automatic tool changer, 20 ... Tool tightening device
Claims (4)
（１）と、 該ベッド（１）上に垂直に立設され、少なくとも２本以
上の断面が円形で外周面が案内面である円形支柱（8a,8
b）と、 該円形支柱（8a,8b）に支持され昇降可能に設けられた
主軸頭（11）と、 前記主軸頭（11）を上下に駆動するための上下駆動手段
（12）と、 前記主軸頭（11）に回転自在に支持され先端に工具（18
b）を有すると共に後端に工具締結装置（20）を有する
主軸（14）と、 該主軸（14）を回転すべく前記主軸頭（11）に設けられ
た回転駆動手段（15）と、 前記ベッド（１）上にあって前記主軸（14）の前面に位
置して設けられたテーブル（25）と、 前記円形支柱（8a,8b）に前記主軸頭（11）と一体に昇
降可能で前記円形支柱（8a,8b）を挟んで主軸頭（11）
と反対側に設けられ、かつ前記円形支柱（8a,8b）の両
中心線を含む面に対し前記主軸頭（11）と重量バランス
する位置に配設された工具マガジン（17）と、 該工具マガジン（17）と前記主軸（14）の工具挿着部と
の間に設けられた工具の交換をする工具交換アーム（1
9）と、 下端を前記ベッド（１）に上端を前記円形支柱に連結さ
れ、かつ前記円形支柱（8a,8b）に平行に配置された補
助支柱（９）と で構成することを特徴とするマシニングセンタのコラム
構造。1. A bed (1) which is a stand constituting a main body of a machine, and a circular shape which is erected vertically on the bed (1) and has at least two or more circular cross sections and an outer peripheral surface being a guide surface. Prop (8a, 8
b), a spindle head (11) supported by the circular columns (8a, 8b) so as to be able to move up and down, a vertical drive means (12) for vertically driving the spindle head (11), It is rotatably supported by the spindle head (11) and a tool (18
b) and a spindle (14) having a tool fastening device (20) at the rear end, a rotary drive means (15) provided on the spindle head (11) for rotating the spindle (14), A table (25) provided on the bed (1) and located in front of the spindle (14), and the circular column (8a, 8b) can be raised and lowered integrally with the spindle head (11). Spindle head (11) sandwiching a circular column (8a, 8b)
And a tool magazine (17) provided on the opposite side of the circular column (8a, 8b) in a position that balances weight with the spindle head (11) with respect to a surface including both center lines of the circular column (8a, 8b), A tool exchange arm (1) for exchanging tools provided between the magazine (17) and the tool insertion portion of the spindle (14).
9) and an auxiliary column (9) having a lower end connected to the bed (1) and an upper end connected to the circular column (8) and arranged in parallel with the circular column (8a, 8b). Column structure of machining center.
b）の中心線を含む面が鉛直面であり、かつ前記主軸の
軸線が前記鉛直面に平行で水平である実用新案登録請求
の範囲第１項記載のマシニングセンタのコラム構造。2. At least two circular struts (8a, 8)
The column structure for a machining center according to claim 1, wherein the plane including the center line of b) is a vertical plane, and the axis of the main shaft is parallel and horizontal to the vertical plane.
本は前記主軸頭（11）を昇降可能に支持すると共に他の
前記円形支柱（8a,8b）は前記主軸頭（11）の回り止め
をしてなる実用新案登録請求の範囲第１項または第２項
記載のマシニングセンタのコラム構造。3. At least one of the circular columns (8a, 8b)
The book supports the spindle head (11) so as to be able to move up and down, and the other circular columns (8a, 8b) prevent rotation of the spindle head (11). Column structure of the machining center described in item 2.
支柱（8a,8b）と前記補助支柱（９）との間に設けてな
る実用新案登録請求の範囲第1,2,3項から選択される１
項記載のマシニングセンタのコラム構造。4. A utility model registration claim in which the spindle (14) of the spindle head (11) is provided between the circular support (8a, 8b) and the auxiliary support (9). 1 selected from 3 terms
Column structure of the machining center described in paragraph.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19073787U JPH0711868Y2 (en) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | Column structure of machining center |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19073787U JPH0711868Y2 (en) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | Column structure of machining center |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0197841U JPH0197841U (en) | 1989-06-29 |
| JPH0711868Y2 true JPH0711868Y2 (en) | 1995-03-22 |
Family
ID=31481684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19073787U Expired - Lifetime JPH0711868Y2 (en) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | Column structure of machining center |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0711868Y2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5597520B2 (en) * | 2010-11-01 | 2014-10-01 | 新日本工機株式会社 | Machine Tools |
-
1987
- 1987-12-17 JP JP19073787U patent/JPH0711868Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0197841U (en) | 1989-06-29 |
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