JPH077900A - ブラシレス三相同期発電機 - Google Patents
ブラシレス三相同期発電機Info
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- JPH077900A JPH077900A JP15781293A JP15781293A JPH077900A JP H077900 A JPH077900 A JP H077900A JP 15781293 A JP15781293 A JP 15781293A JP 15781293 A JP15781293 A JP 15781293A JP H077900 A JPH077900 A JP H077900A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 交流励磁機が不要で，構造が簡単かつ低コス
トのブラシレス三相同期発電機を得ることにある。 【構成】 固定子６に第２高調波が重畳して発生する三
相電機子巻線１を設け，回転子７には上記第２高調波と
磁気結合を為す高調波巻線３，整流器４及び界磁巻線２
を備える。電機子巻線１の出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗにはコン
デンサ５が接続される。
トのブラシレス三相同期発電機を得ることにある。 【構成】 固定子６に第２高調波が重畳して発生する三
相電機子巻線１を設け，回転子７には上記第２高調波と
磁気結合を為す高調波巻線３，整流器４及び界磁巻線２
を備える。電機子巻線１の出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗにはコン
デンサ５が接続される。
Description
【産業上の利用分野】この発明は，励磁機を必要としな
いブラシなし三相同期機の構造体に関する。
いブラシなし三相同期機の構造体に関する。
【従来の技術】従来のブラシなし三相同期機は，回転軸
上に交流励磁機を備え，その交流出力を同じ回転軸上に
取り付けた整流器で直流にし， 同期機の界磁巻線へ直
接供給するようにしたものである。
上に交流励磁機を備え，その交流出力を同じ回転軸上に
取り付けた整流器で直流にし， 同期機の界磁巻線へ直
接供給するようにしたものである。
【発明が解決しようとする課題】このようなブラシなし
三相同期機では， 同期機本体とは別に励磁機を必要と
し，生産コストを上げるだけではなく，同期機全体の長
さを長くし機器配列上好ましくない。本発明は上記のよ
うな問題点を解決するためになされたもので，ブラシな
し三相同期機において励磁機を使わずに界磁をブラシな
しで励磁し，機器配列を簡略化することによって生産コ
ストを節約することを目的とする。
三相同期機では， 同期機本体とは別に励磁機を必要と
し，生産コストを上げるだけではなく，同期機全体の長
さを長くし機器配列上好ましくない。本発明は上記のよ
うな問題点を解決するためになされたもので，ブラシな
し三相同期機において励磁機を使わずに界磁をブラシな
しで励磁し，機器配列を簡略化することによって生産コ
ストを節約することを目的とする。
【課題を解決するための手段】この発明に係わるブラシ
なし三相同期機は，固定子に第２空間高調波起磁力が重
畳して発生する三相電機子巻線， 回転子には上記第２
空間高調波と磁気結合を為す高調巻線， この高調波巻
線の誘導電圧を整流する整流器，及び界磁巻線を備えた
ものである。
なし三相同期機は，固定子に第２空間高調波起磁力が重
畳して発生する三相電機子巻線， 回転子には上記第２
空間高調波と磁気結合を為す高調巻線， この高調波巻
線の誘導電圧を整流する整流器，及び界磁巻線を備えた
ものである。
【作用】この発明においては，固定子に備えた三相電機
子巻線に三相電流が流れると，・電機子起磁力に第２空
間高調波が重畳して発生するので，この空間高調波によ
って回転子の高調波巻線から容易に界磁の励磁電圧を得
ることができ，励磁機を使わずに界磁をブラシなしで励
磁できる。
子巻線に三相電流が流れると，・電機子起磁力に第２空
間高調波が重畳して発生するので，この空間高調波によ
って回転子の高調波巻線から容易に界磁の励磁電圧を得
ることができ，励磁機を使わずに界磁をブラシなしで励
磁できる。
【実施例】以下，この発明の実施例を図について説明す
る。 （実施例１）第１図は，本発明によるブラシなし三相同
期機を自励形の三相同期発電機として構成する場合の一
回路例を示す。第１図において，１は２ｐ極の三相電機
子巻線（ｐは極対数を表す），２は２ｐ極の界磁巻線，
３は電機子起磁力の第２空間高調波と磁気結合を為し界
磁巻線２と同じ回転子鉄心内に取り付けた４ｐ極の三相
高調波巻線，４は高調波巻線３から得られる交流電圧を
整流するために回転軸上に取り付けた整流器， ５は無
負荷で界磁電流を得るために電機子巻線１の三相出力端
子Ｕ，Ｖ，Ｗに接続したコンデンサ，６は固定子， ７
は回転子である。 また，第２図（ａ）に２極の三相電
機子巻線の構成例，第３図には第２図（ａ）の電機子巻
線による第２空間高調波の発生原理図をそれぞれ示す。
本発明によるブラシなし三相同期機の電機子巻線１
は，第２図（ａ）に示すように，２極の場合，固定子６
に２／３短節巻のコイル３個を各々電気角で１２０°ず
つ隔てて配列し三相結線するか，これに準じた巻線構造
にする。一般に２ｐ極機の場合は，上記２／３短節巻の
コイル３ｐ個を各々気角で１２０°ずつ隔てて配列し三
相巻線にすればよい。このように配列した三相電機子巻
線１に第２図（ｂ）で示すような三相電流ｉｕ，
ｉｖ，ｉｗが流れると， 空隙中に第３図で示される波
形８の起磁力が形成される。波形８で示される起磁力
は，同図に示されるように基本波起磁力９と第２空間高
調波起磁力１０がその主成分となり， 互いに反対方向
に回転する回転磁界となる。なお，図中の波形１１は上
記基本波起磁力９と第２空間高調波起磁力１０の合成波
を示している。 このように第２図で示した電機子巻線
の構造によれば，電機子起磁力に第２空間高調波が重畳
して発生できる。次に，第１図の場合について動作を説
明する。無負荷状態で回転子７を同期速度で回転させる
と，界磁極の残留磁気によって電機子巻線１に起電力が
誘導し，コンデンサ５を通して電機子巻線１に三相電流
が流れる。この三相電流による電機子起磁力の第２空間
高調波により，これと磁気結合を為す回転子高調波巻線
３に交流電圧が誘導される。この誘導電圧は整流器４で
整流され，界磁巻線２に直流電流を流し，界磁磁束を増
大させる。このような一連の自励作用によって電機子巻
線１に電圧が確立し，ある端子電圧に保たれて安定に発
電することができる。 （実施例２）第１図では自励形の三相同期発電機として
構成する場合の回路例を示したが，第４図は本発明によ
るブラシなし三相同期機を自励形の三相同期電動機とし
て構成する場合の一回路例を示す。 第４図において，
１２は三相の可変周波数電源である。第４図のよう
に，可変周波数電源１２から電機子巻線１に三相電流が
供給されると，前記発電機の場合と同様に電機子起磁力
に第２空間高調波が重畳して発生し，これによって回転
子の界磁が自己励磁される。したがって，可変周波数電
源１２で低周波数から同期引き入れすれば，自励形のブ
ラシなし三相同期電動機が得られる。
る。 （実施例１）第１図は，本発明によるブラシなし三相同
期機を自励形の三相同期発電機として構成する場合の一
回路例を示す。第１図において，１は２ｐ極の三相電機
子巻線（ｐは極対数を表す），２は２ｐ極の界磁巻線，
３は電機子起磁力の第２空間高調波と磁気結合を為し界
磁巻線２と同じ回転子鉄心内に取り付けた４ｐ極の三相
高調波巻線，４は高調波巻線３から得られる交流電圧を
整流するために回転軸上に取り付けた整流器， ５は無
負荷で界磁電流を得るために電機子巻線１の三相出力端
子Ｕ，Ｖ，Ｗに接続したコンデンサ，６は固定子， ７
は回転子である。 また，第２図（ａ）に２極の三相電
機子巻線の構成例，第３図には第２図（ａ）の電機子巻
線による第２空間高調波の発生原理図をそれぞれ示す。
本発明によるブラシなし三相同期機の電機子巻線１
は，第２図（ａ）に示すように，２極の場合，固定子６
に２／３短節巻のコイル３個を各々電気角で１２０°ず
つ隔てて配列し三相結線するか，これに準じた巻線構造
にする。一般に２ｐ極機の場合は，上記２／３短節巻の
コイル３ｐ個を各々気角で１２０°ずつ隔てて配列し三
相巻線にすればよい。このように配列した三相電機子巻
線１に第２図（ｂ）で示すような三相電流ｉｕ，
ｉｖ，ｉｗが流れると， 空隙中に第３図で示される波
形８の起磁力が形成される。波形８で示される起磁力
は，同図に示されるように基本波起磁力９と第２空間高
調波起磁力１０がその主成分となり， 互いに反対方向
に回転する回転磁界となる。なお，図中の波形１１は上
記基本波起磁力９と第２空間高調波起磁力１０の合成波
を示している。 このように第２図で示した電機子巻線
の構造によれば，電機子起磁力に第２空間高調波が重畳
して発生できる。次に，第１図の場合について動作を説
明する。無負荷状態で回転子７を同期速度で回転させる
と，界磁極の残留磁気によって電機子巻線１に起電力が
誘導し，コンデンサ５を通して電機子巻線１に三相電流
が流れる。この三相電流による電機子起磁力の第２空間
高調波により，これと磁気結合を為す回転子高調波巻線
３に交流電圧が誘導される。この誘導電圧は整流器４で
整流され，界磁巻線２に直流電流を流し，界磁磁束を増
大させる。このような一連の自励作用によって電機子巻
線１に電圧が確立し，ある端子電圧に保たれて安定に発
電することができる。 （実施例２）第１図では自励形の三相同期発電機として
構成する場合の回路例を示したが，第４図は本発明によ
るブラシなし三相同期機を自励形の三相同期電動機とし
て構成する場合の一回路例を示す。 第４図において，
１２は三相の可変周波数電源である。第４図のよう
に，可変周波数電源１２から電機子巻線１に三相電流が
供給されると，前記発電機の場合と同様に電機子起磁力
に第２空間高調波が重畳して発生し，これによって回転
子の界磁が自己励磁される。したがって，可変周波数電
源１２で低周波数から同期引き入れすれば，自励形のブ
ラシなし三相同期電動機が得られる。
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば，三相同
期機の回転子に基本波磁束の２倍波の高調波巻線を取り
付けるだけで界磁をブラシなしで励磁でき，励磁機が不
要で従来のブラシなし同期機に比べて装置が小型とな
る。また，設計製作も容易になり，生産コストも節約で
きるなど効果がある。
期機の回転子に基本波磁束の２倍波の高調波巻線を取り
付けるだけで界磁をブラシなしで励磁でき，励磁機が不
要で従来のブラシなし同期機に比べて装置が小型とな
る。また，設計製作も容易になり，生産コストも節約で
きるなど効果がある。
第１図はこの発明によるブラシなし三相同期機を自励形
の三相同期発電機として構成する場合の回路例を示し，
第２図は２極機における三相電機子巻線の構造例， 第
３図は第２図の三相電機子巻線の第２空間高調波起磁力
の発生原理，第４図は自励形の三相同期電動機として構
成する場合の回路例をそれぞれ示す。 １…三相電機子巻線，２…界磁巻線，３…三相高調波巻
線，４…整流器，５…コンデンサ，６…固定子，７…回
転子，１２…三相の可変周波数電源 なお，図中，同一
符号は同一または相当部分を示す。
の三相同期発電機として構成する場合の回路例を示し，
第２図は２極機における三相電機子巻線の構造例， 第
３図は第２図の三相電機子巻線の第２空間高調波起磁力
の発生原理，第４図は自励形の三相同期電動機として構
成する場合の回路例をそれぞれ示す。 １…三相電機子巻線，２…界磁巻線，３…三相高調波巻
線，４…整流器，５…コンデンサ，６…固定子，７…回
転子，１２…三相の可変周波数電源 なお，図中，同一
符号は同一または相当部分を示す。
【手続補正書】
【提出日】平成６年１月１２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 ブラシレス三相同期発電機
【特許請求の範囲】 電機子起磁力に第２高調波が重畳して発生するように，
固定子に２／３短節巻のコイル３ｐ個を各々電気角で１
２０゜ずつ隔てて二層巻で配列，若しくはこれに準じて
配列した２ｐ極の三相電機子巻線を備え，回転子には，
上記第２高調波と磁気結合を為す４ｐ極の高調波巻線，
及び２ｐ極の界磁巻線を備えてなる三相同期発電機にお
いて，同期速度で回転する回転子の高調波巻線に電機子
起磁力の第２高調波によって交流電圧を誘導させ，この
誘導電圧を回転子に備えた整流器で全波整流することに
よって界磁を直流励磁することを特徴にしたブラシレス
三相同期発電機。
固定子に２／３短節巻のコイル３ｐ個を各々電気角で１
２０゜ずつ隔てて二層巻で配列，若しくはこれに準じて
配列した２ｐ極の三相電機子巻線を備え，回転子には，
上記第２高調波と磁気結合を為す４ｐ極の高調波巻線，
及び２ｐ極の界磁巻線を備えてなる三相同期発電機にお
いて，同期速度で回転する回転子の高調波巻線に電機子
起磁力の第２高調波によって交流電圧を誘導させ，この
誘導電圧を回転子に備えた整流器で全波整流することに
よって界磁を直流励磁することを特徴にしたブラシレス
三相同期発電機。
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】この発明は，交流励磁機を必要と
しないブラシレス三相同期発電機の構造体に関するもの
である。
しないブラシレス三相同期発電機の構造体に関するもの
である。
【従来の技術】従来のブラシレス三相同期発電機は，回
転子の軸上に備えた交流励磁機の回転子側交流出力を整
流器によって整流し，界磁を直流励磁している。
転子の軸上に備えた交流励磁機の回転子側交流出力を整
流器によって整流し，界磁を直流励磁している。
【発明が解決しようとする課題】以上のように，従来の
ブラシレス三相同期発電機は，界磁を直流励磁するため
に同期機本体とは別に交流励磁機を必要とし，生産コス
トを上げるだけではなく，軸長を長くし機器配列上好ま
しくない。本発明は上記のような問題点を解決するため
になされたもので，交流励磁機を使わずに界磁を直流励
磁し，機器配列を簡略化することによって生産コストを
節約することを目的とする。
ブラシレス三相同期発電機は，界磁を直流励磁するため
に同期機本体とは別に交流励磁機を必要とし，生産コス
トを上げるだけではなく，軸長を長くし機器配列上好ま
しくない。本発明は上記のような問題点を解決するため
になされたもので，交流励磁機を使わずに界磁を直流励
磁し，機器配列を簡略化することによって生産コストを
節約することを目的とする。
【課題を解決するための手段】この発明に係わるブラシ
レス三相同期発電機は，固定子起磁力に第２高調波が重
畳して発生するように配列した三相電機子巻線を備え，
回転子には上記第２高調波と磁気結合を為す高調巻線，
整流器及び界磁巻線からなる。
レス三相同期発電機は，固定子起磁力に第２高調波が重
畳して発生するように配列した三相電機子巻線を備え，
回転子には上記第２高調波と磁気結合を為す高調巻線，
整流器及び界磁巻線からなる。
【作用】固定子の三相電機子巻線に電流が流れると，電
機子起磁力に第２高調波が重畳して発生するので，この
高調波磁界によって回転子の高調波巻線からブラシレス
で界磁の励磁電圧を得ることができ，交流励磁機なしで
発電機の界磁を直流励磁することができる。
機子起磁力に第２高調波が重畳して発生するので，この
高調波磁界によって回転子の高調波巻線からブラシレス
で界磁の励磁電圧を得ることができ，交流励磁機なしで
発電機の界磁を直流励磁することができる。
【実施例】以下，この発明の実施例を図について説明す
る。図１は，本発明によるブラシレス三相同期発電機の
一回路例を示す。図１において，１は２ｐ極の三相電機
子巻線（ｐは極対数を表す），２は２ｐ極の界磁巻線，
３は４ｐ極の三相高調波巻線，４は整流器，５はコンデ
ンサ，６は固定子，７は回転子である。図２は，２極発
電機として構成する場合の発電機の基本構造図を示す。
また，図３は三相電機子電流の時間的変化，図４は図２
の構成による発電機の電機子起磁力の空隙分布を示す。
本発明によるブラシレス三相同期発電機の電機子巻線１
は，図２に示すように，２極機の場合，固定子６に２／
３短節巻のコイル３個を各々電気角で１２０゜ずつ隔て
て二層巻に配列し，三相結線するか，これに準じた巻線
構造にする。一般に２ｐ極機の場合は，上記２／３短節
巻のコイル３ｐ個を各々電気角で１２０゜ずつ隔てて二
層巻に配列したものにすればよい。このように配列した
三相電機子巻線１に第３図で示すような三相電流ｉｕ，
ｉｖ，ｉｗが流れると，空隙中には図４で示される波形
８の電機子起磁力が形成される。波形８で示される電機
子起磁力は，同図に示されるように基本波起磁力９と第
２高調波起磁力１０がその主成分となり，互いに反対方
向に回転する回転起磁力となる。図中の波形１１は上記
基本波起磁力９と第２高調波起磁力１０の合成起磁力を
示す。このように第２図で示した電機子巻線１の構造に
よれば，電機子起磁力に第２高調波が重畳して発生す
る。次に，図１の場合について動作を説明する。無負荷
状態で回転子７を同期速度で回転させると，界磁極の残
留磁気によって電機子巻線１に起電力が誘導し，コンデ
ンサ５を通して電機子巻線１に三相電流ｉｕ，ｉｖ，ｉ
ｗが流れる。この三相電流による電機子起磁力の第２高
調波成分によって，これと磁気結合を為す回転子の高調
波巻線３に起電力が誘導される。この誘導起電力は整流
器４で全波整流され，界磁巻線２に直流電流を流し，界
磁磁束を増大させる。本発明によるブラシレス三相同期
発電機は，このような一連の自励作用によって電機子巻
線１に電圧が確立し，発電機の飽和特性とコンデンサ５
の充電特性によって決まる電圧値にて安定に発電するこ
とができる。例えば，抵抗負荷の場合，図５に示すよう
に電機子巻線１の端子電圧１２に対して負荷電流１３が
流れ，界磁巻線２には界磁電流１４が流れる。
る。図１は，本発明によるブラシレス三相同期発電機の
一回路例を示す。図１において，１は２ｐ極の三相電機
子巻線（ｐは極対数を表す），２は２ｐ極の界磁巻線，
３は４ｐ極の三相高調波巻線，４は整流器，５はコンデ
ンサ，６は固定子，７は回転子である。図２は，２極発
電機として構成する場合の発電機の基本構造図を示す。
また，図３は三相電機子電流の時間的変化，図４は図２
の構成による発電機の電機子起磁力の空隙分布を示す。
本発明によるブラシレス三相同期発電機の電機子巻線１
は，図２に示すように，２極機の場合，固定子６に２／
３短節巻のコイル３個を各々電気角で１２０゜ずつ隔て
て二層巻に配列し，三相結線するか，これに準じた巻線
構造にする。一般に２ｐ極機の場合は，上記２／３短節
巻のコイル３ｐ個を各々電気角で１２０゜ずつ隔てて二
層巻に配列したものにすればよい。このように配列した
三相電機子巻線１に第３図で示すような三相電流ｉｕ，
ｉｖ，ｉｗが流れると，空隙中には図４で示される波形
８の電機子起磁力が形成される。波形８で示される電機
子起磁力は，同図に示されるように基本波起磁力９と第
２高調波起磁力１０がその主成分となり，互いに反対方
向に回転する回転起磁力となる。図中の波形１１は上記
基本波起磁力９と第２高調波起磁力１０の合成起磁力を
示す。このように第２図で示した電機子巻線１の構造に
よれば，電機子起磁力に第２高調波が重畳して発生す
る。次に，図１の場合について動作を説明する。無負荷
状態で回転子７を同期速度で回転させると，界磁極の残
留磁気によって電機子巻線１に起電力が誘導し，コンデ
ンサ５を通して電機子巻線１に三相電流ｉｕ，ｉｖ，ｉ
ｗが流れる。この三相電流による電機子起磁力の第２高
調波成分によって，これと磁気結合を為す回転子の高調
波巻線３に起電力が誘導される。この誘導起電力は整流
器４で全波整流され，界磁巻線２に直流電流を流し，界
磁磁束を増大させる。本発明によるブラシレス三相同期
発電機は，このような一連の自励作用によって電機子巻
線１に電圧が確立し，発電機の飽和特性とコンデンサ５
の充電特性によって決まる電圧値にて安定に発電するこ
とができる。例えば，抵抗負荷の場合，図５に示すよう
に電機子巻線１の端子電圧１２に対して負荷電流１３が
流れ，界磁巻線２には界磁電流１４が流れる。
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば，三相同
期発電機の回転子に主磁極の２倍の極数の高調波巻線を
取り付けるだけで界磁をブラシレスで直流励磁すること
ができ，従来のブラシレス三相同期発電機に比べて交流
励磁機が不要で，装置が小型になる。また，設計製作も
容易になり，生産コストも節約できるなど効果がある。
期発電機の回転子に主磁極の２倍の極数の高調波巻線を
取り付けるだけで界磁をブラシレスで直流励磁すること
ができ，従来のブラシレス三相同期発電機に比べて交流
励磁機が不要で，装置が小型になる。また，設計製作も
容易になり，生産コストも節約できるなど効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるブラシレス三相同期発電機の回
路例。
路例。
【図２】 ２極発電機の基本構造図。
【図３】 三相電機子電流の時間的変化。
【図４】 電機子起磁力の空隙分布図。
【図５】 抵抗負荷時の動作波形。
【符号の簡単な説明】 １…三相電機子巻線 ２…界磁巻線 ３…三相高調波巻線 ４…整流器 ５…コンデンサ ６…固定子 ７…回転子
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
Claims (1)
- 電機子起磁力に第２空間高調波が重畳して発生するよう
に，固定子に２／３短節巻のコイル３ｐ個を各々電気角
で１２０°ずつ隔てて配列，若しくはこれに準じて配列
した２ｐ極の三相電機子巻線を備え，回転子には，上記
第２空間高調波と磁気結合を為す４ｐ極の高調波巻線及
び２ｐ極の界磁巻線を備えてなる三相同期機において，
同期速度で回転する回転子高調波巻線に電機子起磁力の
第２空間高調波によって交流電圧を誘導させ，この誘導
電圧を回転子に備えた整流器で全波整流して界磁を自己
励磁することを特徴としたブラシなし三相同期機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15781293A JPH077900A (ja) | 1993-05-24 | 1993-05-24 | ブラシレス三相同期発電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15781293A JPH077900A (ja) | 1993-05-24 | 1993-05-24 | ブラシレス三相同期発電機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH077900A true JPH077900A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=15657835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15781293A Pending JPH077900A (ja) | 1993-05-24 | 1993-05-24 | ブラシレス三相同期発電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH077900A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010136524A (ja) * | 2008-12-04 | 2010-06-17 | Toyota Central R&D Labs Inc | 回転電機 |
| EP2207255A4 (en) * | 2007-10-29 | 2012-06-27 | Toyota Motor Co Ltd | ELECTRICAL ROTATION MACHINE AND DRIVE CONTROL |
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| CN106537758A (zh) * | 2014-07-24 | 2017-03-22 | Ntn株式会社 | 发电机 |
-
1993
- 1993-05-24 JP JP15781293A patent/JPH077900A/ja active Pending
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