JPH0729736Y2 - Linear actuator - Google Patents

Linear actuator

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JPH0729736Y2
JPH0729736Y2 JP1991001437U JP143791U JPH0729736Y2 JP H0729736 Y2 JPH0729736 Y2 JP H0729736Y2 JP 1991001437 U JP1991001437 U JP 1991001437U JP 143791 U JP143791 U JP 143791U JP H0729736 Y2 JPH0729736 Y2 JP H0729736Y2
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JP
Japan
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magnet
yoke
coil
gap
magnetic flux
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文夫 礒部
公隆 岡
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Toyo Electric Manufacturing Ltd
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Toyo Electric Manufacturing Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本考案は、直線的な推力を作用さ
せるリニアアクチュエータに関し、特に推力を可変調整
することができるリニアアクチュエータに関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear actuator that applies a linear thrust force, and more particularly to a linear actuator that can variably adjust the thrust force.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、製図機のプロッタでは筆記具に
筆圧を与えるため、リニアアクチュエータが使用されい
る。図3はリニアアクチュエータの従来の構造を示して
いる。磁性体により有底円筒形状に成形された外部ヨー
ク31の底部に第1マグネット32が固着され、この第
1マグネット32にセンタヨーク33、第2マグネット
34およびサブヨーク35が順に積層されている。これ
ら積層状の第1マグネット32、センタヨーク33、第
2マグネット34およびサブヨーク35は外部ヨーク3
1と隙間36を有する径の円柱状となっている。そし
て、第1マグネット32、第2マグネット34はセンタ
ヨーク33を介して同極(N極)が対向し、また、セン
タヨーク33、サブヨーク35は磁性体により成形され
ている。
2. Description of the Related Art For example, in a plotter of a drafting machine, a linear actuator is used to apply a writing pressure to a writing tool. FIG. 3 shows a conventional structure of a linear actuator. A first magnet 32 is fixed to the bottom of an outer yoke 31 formed of a magnetic material into a bottomed cylindrical shape, and a center yoke 33, a second magnet 34, and a sub-yoke 35 are sequentially stacked on the first magnet 32. The laminated first magnet 32, center yoke 33, second magnet 34 and sub-yoke 35 are the outer yoke 3
1 and a cylindrical shape having a gap 36. The first magnet 32 and the second magnet 34 have the same pole (N pole) facing each other through the center yoke 33, and the center yoke 33 and the sub-yoke 35 are made of a magnetic material.

【0003】一方、符号37は外部ヨーク31内に直線
移動可能に挿入されたプラスチックなどの非磁性体から
なる移動体であり、筆記具などの作動部材(図示せず)
に連結されている。この移動体37はその胴部が外部ヨ
ーク31と積層体との隙間36内に挿入されており、胴
部の下端にはコイル39が巻線されている。なお、符号
38は移動体37の移動を案内するため、サブヨーク3
5に立設されたガイドシャフトである。
On the other hand, reference numeral 37 is a movable body made of a non-magnetic material such as plastic inserted linearly in the outer yoke 31, and is an operating member (not shown) such as a writing instrument.
Are linked to. The body of the moving body 37 is inserted into the gap 36 between the outer yoke 31 and the laminated body, and the coil 39 is wound around the lower end of the body. The reference numeral 38 guides the movement of the moving body 37, and therefore the sub-yoke 3
5 is a guide shaft standing upright.

【0004】このような構成では、第1マグネット32
→センタヨーク33→外部ヨーク31→第1マグネット
32を流れる磁束φ1 が第1マグネット32側に形成さ
れ、第2マグネット34→センタヨーク33→外部ヨー
ク31→サブヨーク35→第2マグネット34を流れる
磁束φ2 が第2マグネット34側に形成されており、そ
の結果、センタヨーク33と外部ヨーク31との間の隙
間36には磁束φ1 と磁束φ2 とが合成された磁束φが
流れている。この合成された磁束φはセンタヨーク33
の両端部L1 ,L2 間で略均一な強さとなっている。従
って、コイル39に通電すると、センタヨーク33と外
部ヨーク31との隙間36を流れる一様な強さの磁束φ
との磁気関係により、移動体37が矢印方向に移動し、
作動部材に一定の大きさの推力を作用させることができ
る。
In such a configuration, the first magnet 32
→ Center yoke 33 → External yoke 31 → Magnetic flux φ 1 flowing through the first magnet 32 is formed on the side of the first magnet 32, and flows through the second magnet 34 → center yoke 33 → outer yoke 31 → sub-yoke 35 → second magnet 34. The magnetic flux φ 2 is formed on the second magnet 34 side. As a result, the magnetic flux φ, which is a combination of the magnetic flux φ 1 and the magnetic flux φ 2 , flows in the gap 36 between the center yoke 33 and the outer yoke 31. There is. This combined magnetic flux φ is applied to the center yoke 33.
The strength is substantially uniform between both end portions L 1 and L 2 . Therefore, when the coil 39 is energized, the magnetic flux φ of uniform strength flowing through the gap 36 between the center yoke 33 and the outer yoke 31.
The moving body 37 moves in the arrow direction due to the magnetic relationship with
A certain amount of thrust can be applied to the actuating member.

【0005】[0005]

【考案が解決しようとする課題】従来のリニアアクチュ
エータでは、コイル39の移動範囲内に一様な強さの磁
束φが流れているため、推力を一定とすることができ
る。しかし、例えば製図機のプロッタでは多種の筆記具
が使用され、各筆記具に応じて最適な筆圧を作用させる
必要がある。このような場合、一定の大きさの推力のみ
を作用させる従来のリニアアクチュエータでは、一の筆
記具に適した筆圧を得ることができても、他の筆記具に
適用することができず、使い勝手が悪いものとなってい
る。
In the conventional linear actuator, since the magnetic flux φ having a uniform strength flows within the moving range of the coil 39, the thrust can be kept constant. However, for example, in a plotter of a drafting machine, various writing instruments are used, and it is necessary to apply an optimum writing pressure according to each writing instrument. In such a case, with a conventional linear actuator that applies only a certain amount of thrust, even if it is possible to obtain a writing pressure suitable for one writing instrument, it cannot be applied to another writing instrument, and it is easy to use. It's bad.

【0006】本考案はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、推力を可変調整することが可能なリニア
アクチュエータを提供することを目的としている。
The present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object thereof is to provide a linear actuator capable of variably adjusting thrust.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本考案のリニアアクチュエータは、第1マグネット、
センタヨーク、第2マグネットおよびサブヨークの順に
積層され、第1マグネットと第2マグネットとはセンタ
ヨークを介して同極が対向するように配置された磁界発
生手段と、磁界発生手段が所定の隙間を有して挿入され
た筒状の外部ヨークと、隙間に発生する磁束との磁気作
用により隙間内を磁界発生手段の積層方向に移動するよ
うに設けられ、積層方向と軸方向を一致させた筒状のコ
イル軸とを備えており、コイル軸には、センタヨークの
積層方向の両端部に対向させて外周面に軸を中心に巻き
付けられ第1マグネットおよび第2マグネットから発生
する磁束が作用する第1のコイルと、サブヨークの第2
マグネット側の端部に対向させて外周面に軸を中心に巻
き付けられ第2マグネットから発生する磁束が作用する
第2のコイルとが設けられていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the linear actuator of the present invention comprises a first magnet,
The center yoke, the second magnet, and the sub-yoke are laminated in this order, and the first magnet and the second magnet are arranged such that the same poles face each other through the center yoke, and the magnetic field generating means forms a predetermined gap. A tubular outer yoke inserted and inserted so as to move in the gap in the stacking direction of the magnetic field generation means by the magnetic action of the magnetic flux generated in the gap, and the stacking direction and the axial direction are aligned. And a magnetic flux generated from the first magnet and the second magnet, which is wound around the outer peripheral surface around the shaft and faces both ends of the center yoke in the stacking direction. The first coil and the second sub-yoke
A second coil is provided so as to face the end portion on the magnet side, and the second coil is wound around the outer peripheral surface around the axis and on which a magnetic flux generated from the second magnet acts.

【0008】また、本考案において第2マグネットと外
部ヨークとの隙間が第1マグネットと外部ヨークとの隙
間よりも広くなっていることを特徴とすることもでき、
サブヨークの径が、第2マグネットと同一またはそれ以
上の径であることを特徴とすることもできる。
Further, the present invention can be characterized in that the gap between the second magnet and the outer yoke is wider than the gap between the first magnet and the outer yoke.
The diameter of the sub-yoke may be the same as or larger than that of the second magnet.

【0009】[0009]

【作用】コイル軸の第1コイルは磁界発生手段の第1マ
グネットおよび第2マグネットからの磁束との磁気関係
により推力を発生し、第2コイルは第2マグネットから
の磁束との磁気関係により推力を発生し、それぞれのコ
イルは個々独立して推力を発生させる。従って、第1コ
イル、第2コイルの双方に同時通電すると、双方のコイ
ルの推力の合成した合成推力が発生する一方、いずれか
一方のコイルのみに通電すると、そのコイルの推力のみ
が発生する。これにより推力の可変調整を行うことがで
きる。
The first coil of the coil shaft generates thrust due to the magnetic relationship with the magnetic flux from the first magnet and the second magnet of the magnetic field generating means, and the second coil due to the magnetic relationship with the magnetic flux from the second magnet. And each coil independently generates thrust. Therefore, when both the first coil and the second coil are energized at the same time, a combined thrust force is generated by combining the thrust forces of both coils. On the other hand, when only one of the coils is energized, only the thrust force of that coil is generated. As a result, the thrust can be variably adjusted.

【0010】また、第2マグネットと外部ヨークとの隙
間を広くすることより、その分、第2マグネットの磁束
が広がるため、第2マグネットに対応した第2コイルの
推力発生範囲が拡大する。
Further, by widening the gap between the second magnet and the outer yoke, the magnetic flux of the second magnet expands accordingly, so that the thrust generation range of the second coil corresponding to the second magnet expands.

【0011】さらにサブヨークの径を第2マグネットの
径と同一またはそれ以上とすることにより、第2マグネ
ットの磁束が密となるため、第2コイルの推力を大きく
することができる。
Further, by making the diameter of the sub-yoke equal to or larger than the diameter of the second magnet, the magnetic flux of the second magnet becomes dense, so that the thrust of the second coil can be increased.

【0012】[0012]

【実施例】図1は本考案のリニアアクチュエータの一実
施例の構成を示しており、磁性体により有底円筒形状に
成形された外部ヨーク1内に、磁界発生手段2が隙間3
を有して挿入されている。磁界発生手段2は第1マグネ
ット4、センタヨーク5、第2マグネット6およびサブ
ヨーク7の順で積層された積層体となっており、第1マ
グネット4の下面が外部ヨーク1の底部に接着等される
ことにより固着され、センタヨーク5が第1マグネット
4の上部に、また、第2マグネット6がセンタヨーク5
の上部にそれぞれ嵌合され、この第2マグネット6上に
サブヨーク7が接着されている。
1 shows the structure of an embodiment of the linear actuator of the present invention, in which a magnetic field generating means 2 is provided with a gap 3 in an outer yoke 1 formed of a magnetic material into a cylindrical shape having a bottom.
Has been inserted. The magnetic field generating means 2 is a laminated body in which a first magnet 4, a center yoke 5, a second magnet 6 and a sub-yoke 7 are laminated in this order, and the lower surface of the first magnet 4 is adhered to the bottom portion of the outer yoke 1 or the like. The center yoke 5 is attached to the upper part of the first magnet 4, and the second magnet 6 is attached to the center yoke 5
, And the sub-yoke 7 is bonded onto the second magnet 6.

【0013】センタヨーク5およびサブヨーク7は磁性
体により成形されており、また第1マグネット4と第2
マグネット6はセンタヨーク5を介して同極(N極)が
対応している。このような磁界発生手段2においては、
第3図と同様に、第1マグネット4側に磁束φ1 が流れ
る一方、第2マグネット5側に磁束φ2 が流れている。
The center yoke 5 and the sub-yoke 7 are formed of a magnetic material, and the first magnet 4 and the second yoke
The magnet 6 has the same pole (N pole) through the center yoke 5. In such a magnetic field generating means 2,
Similar to FIG. 3, the magnetic flux φ 1 flows on the first magnet 4 side, while the magnetic flux φ 2 flows on the second magnet 5 side.

【0014】図中符号8は外部ヨーク1内に直線移動可
能に挿入されたプラスチックなどの非磁性体からなる移
動体であり、筆記具の保持具などが着脱自在に螺合する
ねじ部9が上部中央に形成されている。この移動体8は
磁界発生手段2と外部ヨーク1との間の隙間3内に介在
される胴部10を有し、この胴部10にコイル手段とな
る第1コイル11および第2コイル12が取り付けられ
ている。
In the figure, reference numeral 8 is a movable body made of a non-magnetic material such as plastic inserted linearly in the outer yoke 1, and has a screw portion 9 on which a holder for a writing implement is detachably screwed. It is formed in the center. The moving body 8 has a body portion 10 interposed in a gap 3 between the magnetic field generating means 2 and the outer yoke 1, and the body portion 10 has a first coil 11 and a second coil 12 serving as coil means. It is installed.

【0015】第1コイル11は胴部10下面に接着され
ることで隙間3内に垂下しており、これにより主に、第
1マグネット4に対応するように設けられている。図示
例においては、第1コイル11は第1マグネット4から
センタヨーク5および第2マグネット6の下部に達する
長さとなっており、第1マグネット4からの磁束φ1
みならず、第2マグネット6からの磁束φ1 の磁気作用
を受けるように構成されるものである。このような本実
施例の第1コイル11は各マグネット4および6の磁束
が合成された磁束φ(φ=φ1 +φ2 )の磁気作用を受
けるため、大きな推力および大きなストロークを発生さ
せることができる。
The first coil 11 is attached to the lower surface of the body 10 and hangs down in the gap 3, whereby the first coil 11 is mainly provided so as to correspond to the first magnet 4. In the illustrated example, the first coil 11 has a length reaching from the first magnet 4 to the lower parts of the center yoke 5 and the second magnet 6, and not only the magnetic flux φ 1 from the first magnet 4 but also the second magnet 6 It is configured to receive the magnetic action of the magnetic flux φ 1 from. Since the first coil 11 of this embodiment is subjected to the magnetic action of the magnetic flux φ (φ = φ 1 + φ 2 ) obtained by combining the magnetic fluxes of the magnets 4 and 6, a large thrust force and a large stroke can be generated. it can.

【0016】一方、第2コイル12は胴部10に形成さ
れた周溝に巻線されている。この第2コイル12は第2
マグネット6に対応するように設けられるものであり、
本実施例では第2マグネット6からの磁束φ2 の内、外
部ヨーク1、サブヨーク7を流れる漏洩磁束(主コイル
に作用する磁束に対し逆方向の磁束)の磁気作用を受け
るように設けられている。従って、第2コイル12に作
用する磁束は弱く、第2コイルが発生する推力は小さ
く、しかも小さなストロークとなっている。
On the other hand, the second coil 12 is wound around a circumferential groove formed in the body 10. This second coil 12 is the second
It is provided so as to correspond to the magnet 6,
In this embodiment, the magnetic flux φ 2 from the second magnet 6 is provided so as to be subjected to the magnetic action of the leakage magnetic flux flowing through the outer yoke 1 and the sub-yoke 7 (the magnetic flux in the direction opposite to the magnetic flux acting on the main coil). There is. Therefore, the magnetic flux acting on the second coil 12 is weak, the thrust generated by the second coil is small, and the stroke is small.

【0017】また、この実施例では、第1マグネット4
と外部ヨーク1との間隙よりも、第2マグネット6と外
部ヨーク1との間隙を大きくして、この部分の磁束が広
がるようにしている。これにより、第2コイル12によ
り推力発生のストロークを幾分かでも大きくすると共
に、ストロークリニアリティも確保できるようになって
いる。さらに、サブヨーク7の径は第2マグネット6の
径と同一に形成されており、積極的に漏洩磁束を利用す
るようにしている。
Further, in this embodiment, the first magnet 4
The gap between the second magnet 6 and the outer yoke 1 is made larger than the gap between the outer yoke 1 and the outer yoke 1 so that the magnetic flux in this portion spreads. As a result, the stroke of thrust generation is increased to some extent by the second coil 12, and the stroke linearity can be secured. Further, the diameter of the sub-yoke 7 is formed to be the same as the diameter of the second magnet 6, so that the leakage magnetic flux is positively utilized.

【0018】図2は第1コイル11および第2コイル1
2へ通電した場合に各コイルが発生する推力特性を示
し、特性曲線Aが第1コイル11、特性曲線Bが第2コ
イル12に通電した場合に対応している。各特性曲線
A,Bは直線的に変化し、リニア性が確保されている
が、特性曲線Aは勾配が大きく、小さな電流変化に対し
ても大きな推力が発生する。一方、特性曲線Bは勾配が
小さく、電流変化に対して推力変動が小さくなってい
る。従ってストローク変動に対しても、均一な推力が得
られるため、第2コイル12は微少駆動に好適な特性と
なる。
FIG. 2 shows a first coil 11 and a second coil 1.
2 shows the thrust characteristics generated by each coil when the coil is energized, and the characteristic curve A corresponds to the case where the first coil 11 and the characteristic curve B corresponds to the case where the second coil 12 is energized. Each of the characteristic curves A and B changes linearly and linearity is ensured, but the characteristic curve A has a large gradient and a large thrust is generated even with a small current change. On the other hand, the characteristic curve B has a small gradient, and the thrust variation is small with respect to the current change. Therefore, even if the stroke is varied, a uniform thrust can be obtained, so that the second coil 12 has characteristics suitable for minute driving.

【0019】このような構成において、第1コイル11
および第2コイル12に同時通電すると、第1コイル1
1の推力と第2コイル12の推力とを合成した大きな推
力を発生させることができる。一方、第1コイル11、
第2コイル12のいずれかに通電すると、そのコイルに
よる推力だけを発生することができ、特に、第2コイル
12のみに通電した場合には、小さな推力を発生させる
ことができる。これに加えて、第1コイル11、第2コ
イル12への通電電流を変化させても、その推力を調整
することができる。従って、推力の可変調整を広い範囲
で行うことができ、製図機のプロッタに対しては、種々
の筆圧の筆記具(例えば筆圧の大きいものとして鉛筆、
小さいものとしてロットリングペン)に適用することが
できる使い勝手の良好なものとすることができる。
In such a configuration, the first coil 11
When the second coil 12 and the second coil 12 are simultaneously energized, the first coil 1
It is possible to generate a large thrust that is a combination of the thrust of 1 and the thrust of the second coil 12. On the other hand, the first coil 11,
When any one of the second coils 12 is energized, only a thrust force generated by that coil can be generated. In particular, when only the second coil 12 is energized, a small thrust force can be generated. In addition to this, the thrust force can be adjusted by changing the current supplied to the first coil 11 and the second coil 12. Therefore, the variable adjustment of the thrust can be performed in a wide range, and for the plotter of the drafting machine, a writing instrument with various writing pressures (for example, a pencil with a large writing pressure,
It can be applied to a lot ring pen) as a small one, and can be made to be easy to use.

【0020】[0020]

【考案の効果】以上説明したように本考案は、コイル軸
には第1マグネットおよび第2マグネットに対応する第
1コイルと、第2マグネットに対応する第2コイルとが
備えられ、個々のコイルから推力を発生させるようにし
たため、両マグネットからの漏洩磁束を有効に利用する
と共に、推力を可変調整することができる適用範囲の大
きなリニアアクチュエータとすることができる。
As described above, according to the present invention, the coil shaft is provided with the first coil corresponding to the first magnet and the second magnet and the second coil corresponding to the second magnet. Since the thrust force is generated from the above, it is possible to effectively utilize the leakage magnetic flux from both magnets and to obtain a linear actuator with a wide application range in which the thrust force can be variably adjusted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本考案のリニアアクチュエータの一実施例を示
す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a linear actuator of the present invention.

【図2】リニアアクチュエータの推力変化を示す特性図
である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a thrust change of a linear actuator.

【図3】従来のリニアアクチュエータを示す断面図であ
る。
FIG. 3 is a sectional view showing a conventional linear actuator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…外部ヨーク 2…磁界発生手段 3…間隙 4…第1マグネット 5…センタヨーク 6…第2マグネット 7…サブヨーク 11…第1コイル 12…第2コイル 1 ... External yoke 2 ... Magnetic field generating means 3 ... Gap 4 ... First magnet 5 ... Center yoke 6 ... Second magnet 7 ... Sub yoke 11 ... First coil 12 ... Second coil

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−198569(JP,A) 特開 昭60−139158(JP,A) 実開 平2−146983(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-63-198569 (JP, A) JP-A-60-139158 (JP, A) Jitsukaihei 2-146983 (JP, U)

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 第1マグネット、センタヨーク、第2マ
グネットおよびサブヨークの順に積層され、前記第1マ
グネットと前記第2マグネットとは前記センタヨークを
介して同極が対向するように配置された磁界発生手段
と、 当該磁界発生手段が所定の隙間を有して挿入された筒状
の外部ヨークと、 前記隙間に発生する磁束との磁気作用により隙間内を前
記磁界発生手段の積層方向に移動するように設けられ、
当該積層方向と軸方向を一致させた筒状のコイル軸とを
備えており、 前記コイル軸には、前記センタヨークの前記積層方向の
両端部に対向させて外周面に軸を中心に巻き付けられ前
記第1マグネットおよび前記第2マグネットから発生す
る磁束が作用する第1のコイルと、前記サブヨークの前
記第2マグネット側の端部に対向させて外周面に軸を中
心に巻き付けられ前記第2マグネットから発生する磁束
が作用する第2のコイルとが設けられていることを特徴
とするリニアアクチュエータ。
1. A magnetic field in which a first magnet, a center yoke, a second magnet and a sub-yoke are laminated in this order, and the first magnet and the second magnet are arranged so that the same poles face each other through the center yoke. By the magnetic action of the generating means, the cylindrical outer yoke in which the magnetic field generating means is inserted with a predetermined gap, and the magnetic flux generated in the gap, the magnetic field is moved in the gap in the stacking direction of the magnetic field generating means. Is provided as
A tubular coil shaft whose axial direction is aligned with the stacking direction is provided, and the coil shaft is wound around the outer peripheral surface around the shaft so as to face both ends of the center yoke in the stacking direction. The first coil on which the magnetic flux generated from the first magnet and the second magnet acts, and the second magnet which is wound around the outer peripheral surface around the axis so as to face the end of the sub-yoke on the second magnet side. And a second coil on which a magnetic flux generated from the coil acts.
【請求項2】 前記第2マグネットと外部ヨークとの隙
間が、第1マグネットと外部ヨークとの隙間よりも広く
なっていることを特徴とする請求項1記載のリニアアク
チュエータ。
2. The linear actuator according to claim 1, wherein a gap between the second magnet and the outer yoke is wider than a gap between the first magnet and the outer yoke.
【請求項3】 前記サブヨークの径が、前記第2マグネ
ットと同一またはそれ以上の径であることを特徴とする
請求項1記載のリニアアクチュエータ。
3. The linear actuator according to claim 1, wherein the diameter of the sub-yoke is the same as or larger than the diameter of the second magnet.
JP1991001437U 1991-01-22 1991-01-22 Linear actuator Expired - Lifetime JPH0729736Y2 (en)

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JP1991001437U JPH0729736Y2 (en) 1991-01-22 1991-01-22 Linear actuator

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JPH0497465U JPH0497465U (en) 1992-08-24
JPH0729736Y2 true JPH0729736Y2 (en) 1995-07-05

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ID=31728777

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1991001437U Expired - Lifetime JPH0729736Y2 (en) 1991-01-22 1991-01-22 Linear actuator

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Family Cites Families (3)

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