JPH08254420A - 線形測定装置及びこの装置を調整する方法 - Google Patents
線形測定装置及びこの装置を調整する方法Info
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- JPH08254420A JPH08254420A JP8035668A JP3566896A JPH08254420A JP H08254420 A JPH08254420 A JP H08254420A JP 8035668 A JP8035668 A JP 8035668A JP 3566896 A JP3566896 A JP 3566896A JP H08254420 A JPH08254420 A JP H08254420A
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Abstract
又はその間の距離を調整する。 【解決手段】 支持構造体1に沿ってスライド5が滑る
ことのできるスケール2から成り、該スライドに結合さ
れた検出手段3、4は、該スケールと共同して、該支持
構造体に付随する座標系における該スライドに付随する
点の、少なくとも一つの座標の判定を可能にする。該検
出手段は取り付け手段7、8、9により3点で該スライ
ドに固定されており、この取り付け手段は、各固定点
に、柱にネジとバネとを有し、固定点の各々において、
ネジを操作することにより、検出手段3、4とスライド
5との間の間隔を変更することができバネでその間隔
を、該ネジの開口部との係合が許す限りにおいてなるべ
く大きく保つ。検出手段は、容量型又は電気光学型のト
ランスデューサ4とトランスデューサ支持体3とから成
る。該スライドはローラ52、54により滑るようにな
っている。
Description
置と、この装置を調整する方法とに関する。本発明は、
特に、スライドが支持構造体に沿って滑り動くことがで
きるようになっている支持構造体に固着されたスケール
と、該スケールに面して配置されたトランスデューサか
ら成る検出手段とから成る電子的線形測定装置に関し、
このトランスデューサは、該スケールと共同して、該支
持構造体に付随する座標系における該スライドに付随す
る点の少なくとも一つの座標を判定することを可能にす
るものである。
造工場において部材の寸法を測定し確認するために使わ
れる。1994年12月に発行された米国特許第537
3645号(BEZINGE)は、寸法を測定するためのこの種
の装置を開示しており、その内容を参考文献として本書
に取り入れるものとする。
構造体に沿って滑り動くことができるようになっている
支持構造体に固着されたスケールと、そのスライドに付
随する測定ヘッドと、該スライドに付随するトランスデ
ューサとから成っている。測定されるべき部材は一般に
固定され、該スライドを移動させることによって該測定
ヘッドが該部材の或る点と接触させられる。このトラン
スデューサとスケールとの共同により、支持構造体に一
般的に結合された座標系における該測定ヘッドの一つ以
上の座標を与えることが可能となる。垂直支持構造体の
場合には、部材の種々の点の高さを判定することができ
るとともに、連続する測定値を減算することによって例
えば穴の直径を判定することができる。データ処理装置
を該装置に接続して、データの処理、表示及び記憶を行
わせることができる。装置の種類により、長さの測定を
実行するために支持構造体及びスライドを水平にするこ
ともできる。複数次元の測定を実行するために数個の軸
を備え、数個のスライドを有する装置も知られている。
は、測定されるべき寸法の読み取りは、電気光学的手段
を用いて行われる。詳しく述べると、支持構造体に固定
されているスケール57はハイコントラスト目盛りの付
いているガラスのスケールであり、トランスデューサ
は、該トランスデューサが感知した目盛りの数に応じて
信号を供給する電気光学型のトランスデューサである。
知られている。それらの方法では、スケールは所定の寸
法の電極の群を含んでおり、トランスデューサは、一般
にそれより小さいか又は等しい寸法の電極の第2の群を
有する。その二つの電極群の間に生じる静電容量は、そ
れらの重なりに、従ってそのそれぞれの位置に依存する
ので、測定ヘッドの位置の判定が可能となる。例えば、
米国特許第4878013(Andermo)は、この種の装置
を開示している。
においては、トランスデューサ58は、目盛り付きスケ
ール57に面してスライド4に単にネジで取り付けられ
ている。従って、測定精度に大きな影響を与えるトラン
スデューサとスケールとの平行及びその間の距離は、も
っぱらスケール支持構造体とスライドとトランスデュー
サとから成る組立体の製造精度の関数となっている。厳
格な製造公差をそれらの各要素に適用しなければなら
ず、そのためにその装置のコストが著しく増大すること
になる。また、製造後に例えば衝撃、膨張又は歪みの結
果として生じた平行の狂いを補正することは極めて困難
である。
置を開示しており(図7A、7B、7C)、その装置で
はトランスデューサはスケールに直接接触するように滑
るフレームにパテで固着されている。ばねがトランスデ
ューサを保持している。測定精度は、種々の要素、特に
フレーム、の製造精度にもっぱら依存する。事後の補正
は不可能である。
置においては、ばねブレードアームによってトランスデ
ューサはスケールと直接接触する状態に保たれている。
この構成では、トランスデューサの電極にコーティング
が必要である。このコーティングは同時に良好な誘電特
性と小さな摩擦係数とを持っていなければならない。更
に、このコーティングは磨滅する。事後の補正は不可能
である。
号には、2座標を有する線形測定装置を開示している。
スライドと、スライドの各側の案内面との間に中間部材
が設けられている。ネジとばねとを有する装置が、スラ
イドとその中間部材との間に存在する遊びを補正するこ
とを可能としていて、該中間部材を該案内面に押しつけ
ている。このような構成ではスライドの滑りが容易にな
るけれども、測定ヘッドとスケールとの平行も、その間
の距離も、調節することは全くできない。
伸張可能なスケールを使う測定装置を開示している。ば
ね手段は、該装置を較正するという目的を満たしながら
多少ともスケールを延ばすと見られている。この発明
は、トランスデューサとスケールとの平行及びその間の
距離の問題とは全く関係がない。
測定装置を開示しており、この装置では、スライドとス
ケールとの間の間隔を調整するために使われる唯一の手
段はスケールに押しつけられている弾力のあるランナ
ー、即ち弾力のある部材である。
の厚みをいろいろな場所で測定できるように移動棒を前
進させるためにネジ手段とばね手段とを用いる位置決め
装置を開示している。この文献は、トランスデューサを
スケールに平行におくこととは全く関係がない。
されたシム又は座金によってスケールからトランスデュ
ーサまでの距離を調整するシステムが知られている。製
造中に、十分と思われる平行が得られるまで、だんだん
厚みが増すシム又は座金をトランスデューサとスライド
との間のいろいろな場所に次々に挿入することによっ
て、平行及び距離の調整を行う。この調整は時間がかか
るし退屈な作業であることが分かっており、また、その
精度は、配置することのできる厚みの異なるシム又は座
金の数によって限定される。従って、このシステムは、
0.01mm未満の測定精度を与えなければならない装
置には適しておらず、また、製造後に平行を補正するた
めには、トランスデューサ全体を分解してシム又は座金
の全部又は一部を、使える限りの厚みの異なるシム又は
座金と交換しなければならない。更に、こういうシステ
ムでは、トランスデューサとスケールとの平行及びその
間の距離の調整は、スライドを与えられた位置に置いて
行うことができるに過ぎない。この平行及びこの距離を
スライドの如何なる位置についても確実に保つために
は、費用のかかる細心の加工を支持構造体に対して実行
する必要がある。
ンスデューサとスケールとの平行及びその間の距離を、
製造後であっても、非常に簡単に調整することのでき
る、冒頭で述べた種類の測定装置を提案することであ
る。
度の測定を行うのに適するような精密な方法で距離及び
平行を調整することのできる、冒頭で述べた種類の測定
装置を提案することである。
機械加工によってスケールに対向するトランスデューサ
の平行移動を保証するようになっている、冒頭に述べた
種類の測定装置を提案することである。
測定装置のトランスデューサ及びスケールの距離及び平
行を調整する方法を提案することである。
本発明の第1の特徴による線形測定装置は、支持構造体
に沿ってスライドが滑ることができるようになっている
支持構造体に固定されたスケールと、該スケールに対向
して配置されたトランスデューサからなっていて、該ス
ケールと共同して、該支持構造体に付随する座標系にお
ける該スライドに随伴する点の、少なくとも一つの座標
を判定することを可能にする検出手段と、該検出手段を
少なくとも3点で該スライドに固定するための取り付け
手段とから成っており、この取り付け手段は、前記3点
のうちの少なくとも一つにおいて、少なくとも部分的に
ネジ山を有する開口部に係合されたネジ又はそれと同等
のネジ山付き部材と、少なくとも一つのバネとから成っ
ており、該トランスデューサと該スケールとの間の平行
及び/又は距離を調整できるように、前記固定点の各々
において該ネジを操作することにより該検出手段と該ス
ライドとの間の間隔を変更することができ、該バネは、
該間隔を、該ネジの前記開口部との係合が許す最大限の
大きさに保つようになっている。
は、該トランスデューサが固着されるベースプレートを
有するトランスデューサ支持体と、該スライドへの固着
を可能にする少なくとも一つの足とを備えており、前記
ベースプレートは、該スライドを貫通する開口部に収容
されており、前記足は該開口部から外に伸び出して、前
記取り付け手段により調整することのできる距離を置い
て該スライドの上にかかっている。
段は、前記3つの固定点のうちの少なくとも一つに更に
柱を備えており、全長の少なくとも一部分にわたってネ
ジ山が設けられている前記開口部がこの柱の中心を貫通
しており、該ネジとこの柱との組立体は該バネに囲まれ
ており、このネジと柱との組立体は、前記ネジを操作す
ることにより、該スライドと、該検出手段の前記組立体
が貫通している部分との間の間隔を変更できるように、
該スライド及び該検出手段を貫通している。
該検出手段との間の距離を、一つ以上の較正済み距離と
比較することを可能にする少なくとも一つの要素を導入
し、前記固定点の各々における距離がその較正済み距離
と一致するまで検出手段の位置及び方向の設定を行うた
めに少なくとも取り付け手段に属するネジを調整する操
作によって、前記の平行及び/又は距離を調整すること
ができ、その調整後に検出手段の位置決めを維持するた
めに前記固定点の各々にバネが設けられる。
範囲の欄の記載内容と、添付図面に図解される以下の説
明とから明らかとなる。
373645号に記載されている種類の、1垂直軸を有
する測定装置の場合を参考に記述するものである。しか
し、1以上の如何なる方向の軸を持つ測定装置にも本発
明を容易に適用できる。
造体上で滑るスライド5の一部とを示す。この例では、
支持構造体は、一体部材であり、垂直であって、支持板
(図示せず)に固定されることができる。その支持板は
公知の方法で床に固着されることができる。空気緩衝器
上で滑らせるなどして、この支持板を移動可能とするこ
とができる。スライド5については、ここに示されてい
る発明を理解するためにはその要素のみが必要であるに
過ぎないが、駆動手段(図示せず)を使って支持構造体
1に沿ってスライド5を移動させることができる。該駆
動手段は、手操作型又はモータ付きのものである。手で
直接動かせるようにスライドを設計することもできる。
スライドの進路は一般的には例えば約300mm〜15
00mmであるが、もっと大きい或いはもっと小さい支
持構造体に本発明を適用し得ることは言うまでもない。
このような装置については、望ましい精度は、使用され
る読み取り方法により、0.001mm〜0.01mm
の程度である。
定ヘッドがスライド5に固着されている。測定作業が行
われるとき、このトレーサプローブは、測定される部材
の一部に接触させられる。そのとき、表示手段及び/又
は印刷手段(図示せず)は、一般的に支持構造体に付随
する座標系における該トレーサプローブの座標を表示す
る。既にこのレベルにおいて、連続する測定されたデー
タを記憶し、比較し、又は減算するためにデータの情報
処理を実行することができる。例えばRS232型の直
列接続(国際標準規格)などの、測定されたデータを処
理するための外付けデータ処理装置との接続も考えられ
る。
る。スケール2は、支持構造体に固着されていて、電極
21と、集積回路から成るトランスデューサ4及びトラ
ンスデューサ支持体3から成る検出手段3、4とを備え
ている。トランスデューサ4は、この例ではネジ手段3
7、38、39によってトランスデューサ支持体3に固
着されており、このトランスデューサ支持体3は、詳し
く後述する取り付け手段によってスライドに結合されて
いる。この好ましい実施例では、スケール2の電極21
とトランスデューサ4の他の電極(図示せず)との間に
生じた電極間静電容量を、容量型の手段を用いて判定す
ることによって、測定を実行する。別の実施例では、電
気光学手段により読み取りを実行する。その場合には、
スケールには目盛りが付され、トランスデューサは、そ
の目盛りを光学的に読みとる装置となる。支持構造体に
結合されたスケールに短い距離を置いて対向して移動す
るトランスデューサを使用する如何なる種類の測定手段
に対しても本発明を適用することが可能である。
ラ53及び側部ローラ54(図2及び3に見られる)に
よって支持構造体1に沿って滑ることができる。これら
のローラは、特に図3から分かるように、支持構造体の
2面以上を囲んでいる。これらのローラを、例えば、ス
ライドの各角に3個ずつ配置することができる。スライ
ドは、スケールと平行に測定の方向に、遊びを伴わず
に、滑る。
は単一部材である支持構造体の案内面11、13上を転
がる。これらの案内面は、支持構造体のスケールが固着
されている面12と同じ平面上に位置する。支持構造体
の基準面と見なされる単一の平面を画定する三つの面1
1、12、13を、例えば1回の精密研削作業によって
同時に機械加工することにより、支持構造体の全長にわ
たって非常に正確な面均等性を確保することができる。
このようにすれば、複雑でコストのかさむ機械加工に頼
らずに、スライドを完全に平行に滑らせることができ
る。
る。その中に、スケール2に対向して検出手段3、4
が、即ちトランスデューサ支持体3及びトランスデュー
サ4が、収容されている。トランスデューサ支持体は、
取り付け手段7、8、9によって少なくとも3点でスラ
イドに固着されており、これについて図4と関連させて
更に説明をする。スライドは或る程度の厚みを持ってい
るので、トランスデューサ支持体は、スライドへの固着
を可能にする足31、32、33が上に付けられている
平らなベースプレートの形を持つのが好ましい。図示の
実施例では、取り付け手段と同数の足があるけれども、
足の数は取り付け手段より少なくても良い。ベースプレ
ート34は開口部51の底に収容されているが、足3
1、32、33は開口部51の外に伸び出して、後述す
るように調整可能の距離を置いてスライドの上にかかっ
ている。トランスデューサは、例えばネジ37、38、
39等の任意の固着手段により、スケールに対向してベ
ースプレート34に堅く固定されている。分解せずにト
ランスデューサの或る構成要素に操作を加えることがで
きるように、少なくとも一つの開口部30を支持体3の
ベースプレート34に設けることができる。
支持体3の取り付け手段7、8、9の好ましい実施例を
示す。本発明の一つの特徴に従って、取り付け手段は、
検出手段3、4の位置及び方向を修正してトランスデュ
ーサ4及びスケール2の平行及びその間の距離を調整す
るようにして、足31、32、33及びスライド5の間
の間隔dを変化させることを可能にするものである。
ってトランスデューサ支持体の各足のレベルでスライド
に結合されており、該取り付け手段は柱70から成り、
全長の少なくとも一部分にネジ山が設けられている開口
部73が柱70の中心を貫通していて、それにネジ72
が係合する。バネ71が各柱を囲んでいる。このネジの
代わりに、柱に螺合させることのできる該ネジと同等の
如何なる種類のネジ山付き部材を用いてもよい。
組立体は、同時にトランスデューサ支持体及びスライド
5を貫通する。トランスデューサ支持体3の足がネジ7
2の頭に押しつけられ、スライド5が柱70の頭に押し
つけられることとなるようにバネ71は前記の2要素を
隔てる。従って、このバネの作用は、足31、32、3
3とスライド5との間にネジ72の柱70への係合が許
す限りにおいてなるべく大きな間隔を維持するととも
に、調整後の検出手段3、4の位置を維持することであ
る。このバネは、渦巻き型のバネであるのが好都合であ
り、特にスライドが動く際に検出手段を確実に安定させ
ておくのに十分な力を有する。別の実施例では、バネは
O−リング型である。
操作によってネジの頭と柱の頭との間の距離を変化させ
ることができ、従ってスライドとトランスデューサ支持
体の足31、32、33との間の距離を小さくしたり大
きくしたりすることができる。従って以上の取り付け固
定点で、トランスデューサ支持体のベースプレート34
により画定される平面を、つまりトランスデューサ自体
により画定される平面を、精密に調整することができ
る。上記した支持構造体を機械加工する方法は、スライ
ド5を支持構造体1に関して完全に平行に移動させ得る
ことを保証するものであるが、このような方法はスケー
ルの平面に平行な平面内でトランスデューサ4を移動さ
せ得ることを保証するものである。
造体とスライドとに課される製造公差に依存し、これは
距離又は平行の補正に適用される最大値に直接影響す
る。例えば、トランスデューサ4の長さが数cm(例え
ば6cm)ならば、数mmの長さの全長を有する柱70
を一般に使用することができ、不正確さを数mm以内で
補正することができる。ここに例示した寸法の範囲は、
この種の測定装置に広く用いられている製造公差、即ち
図示した実施例に適用される公差に対して妥当である。
柱の内部のネジ山は、例えば、M3のネジ山(国際標準
規格)でよいが、測定手段の精密な調整を可能にするの
に十分な程度に精細な他のネジ山であってもよい。柱は
例えばステンレススチールから作ることができるが、ト
ランスデューサ支持体3は、切削、折り曲げ又は金属又
はプラスチックの射出の操作を用いて加工することので
きるアルミニウム又はその他の金属から作るのが好まし
いものである。トランスデューサ支持体は本質的にトラ
ンスデューサ自体の較正を単純化することを可能にする
ものであるが、これは、機械加工して複雑な形状とする
ことの困難な印刷回路から成る。
ル2との平行及びその間の距離を調整する本発明の方法
について説明をする。
ーサの最適の動作の距離に対応する較正された厚みのシ
ムをトランスデューサとスケールとの間に導入する。数
個の較正済みシムを導入することもできる、例えば各柱
70の近くにシムを一つずつ導入することができる。ネ
ジ72により、各取り付け点においてシムの僅かな噛み
が認められるまで検出手段3、4の位置及び方向を変更
することができる。この瞬間に調整は完了する。ネジが
抜ける危険を防止するために、ネジと柱との間に少量の
接着剤75を入れることができるけれども、組立体はネ
ジによって容易に分解され得る状態に保たれなければな
らない。
いる。図に示されていない他の実施例について次に説明
をする。
平面との平行の調整を実行するためには、少なくとも三
つの取り付け固定点7、8、9が必要である。しかし、
トランスデューサ4を安定させるために四つ以上の取り
付け固定点を設けてもよいけれども、その場合には取り
付けネジの調整がより複雑となる。ネジと柱との組立体
72−70を各々有する前述の種類の取り付け点を2個
だけ設け、より単純な種類の取り付け点を一つ以上設け
るようにすることも勿論可能であり、その単純な取り付
け点はトランスデューサ支持体とスライドとの間の距離
dを調整し得るものではないけれども、これらの要素の
間の相互関係にある程度の自由度を残すものである。そ
の単純な取り付け点を、例えば、バネ、ピボット又は蝶
番で構成することができる。この構成では、トランスデ
ューサとスケールとの平行だけを調整することができる
に過ぎず、その間の距離の調整はできない。従って、こ
の構成は、距離に関しての不正確さに鈍感な種類のトラ
ンスデューサに適している。
るのではなくて足を周辺部に一つだけ設けてトランスデ
ューサ支持体3を構成する。この実施例では、開口部5
1は、トランスデューサ支持体の平らなベースプレート
34全体の周りに延在する単一の足で完全に覆われる。
ンスデューサ4の画定する平面を変化させることのでき
るようなスライド5及び/又は検出手段3、4の別の構
成も可能である。例えば、スライドの外側からではなく
て、スライドの、支持構造体1に対向する他方の側から
検出手段を取り付けることもできる。この構成では、ト
ランスデューサ支持体には足がなく、スライドの開口部
51は不要となる。別の実施例では、トランスデューサ
支持体は完全に省略され、トランスデューサは、上記し
たものに類似する取り付け手段7、8、9によってスラ
イドに直接固着される。
一つを示す。
Claims (8)
- 【請求項1】 支持構造体(1)に沿ってスライド
(5)が滑ることができるようになっている支持構造体
1に固定されたスケール(2)と、該スケールに対向し
て配置されたトランスデューサ(4)からなっていて、
該スケールと共同して、該支持構造体に付随する座標系
における該スライドに付随する点の、少なくとも一つの
座標を判定することを可能にする検出手段とから成る線
形測定装置において、該検出手段は取り付け手段(7、
8、9)によって少なくとも3点で該スライドに固定さ
れており、 前記取り付け手段は、前記3点のうちの少なくとも一つ
において、少なくとも部分的にネジ山を有する開口部
(73)に係合したネジ又はそれと同等のネジ山付き部
材(72)と、少なくとも一つのバネ(71)とから成
っており、前記固定点の各々において該ネジを操作する
ことにより該検出手段と該スライド(5)との間の間隔
を変更することができるようになっており、該バネは、
該トランスデューサと該スケールとの間の平行及び/又
は距離を調整できるように、その間隔を、該ネジ(7
2)の前記開口部との係合が許す最大限の大きさに保つ
ようになっていることを特徴とする線形測定装置。 - 【請求項2】 該検出手段はトランスデューサ支持体
(3)を備えており、このトランスデューサ支持体にト
ランスデューサ(4)が一体的に固定されており、前記
トランスデューサ支持体は前記取り付け手段(7、8、
9)によってスライド(5)に固定されていることを特
徴とする請求項1に記載の装置。 - 【請求項3】 該トランスデューサ支持体は、該トラン
スデューサ(4)が固着されているベースプレート(3
4)と、該スライド(5)への固着を可能にする少なく
とも一つの足(31、32、33)とから成っており、
前記ベースプレートは該スライドを貫通する開口部(5
1)に収容されており、前記足は該開口部から伸び出し
て、前記取り付け手段(7、8、9)によって調整する
ことのできる距離(d)を置いて該スライドの上にかか
っていることを特徴とする上記請求項1または2に記載
の装置。 - 【請求項4】 前記取り付け手段は、前記固定点のうち
の少なくとも一つにおいて、柱(70)を備えており、
前記ネジ山付き開口部(73)は該柱の中心をその全長
の少なくとも一部にわたって貫通しており、このネジと
柱との組立体(72−70)は前記バネ(71)に囲ま
れており、前記のネジと柱との組立体は該スライド及び
該検出手段(3、4)を貫通していて、前記ネジを操作
することによって該スライドと、該検出手段(3、4)
の前記組立体が貫通している部分(31、32、33)
との間の間隔(d)を変更することができるようになっ
ていることを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 【請求項5】 該スライドはローラ(52、53、5
4)を含んでおり、該ローラにより該スライドは該支持
構造体(1)に沿って滑り動くことができ、該ローラの
少なくとも一部(52)は、該支持構造体の該スケール
(2)が固着されている面(12)と同じ平面に属する
案内面(11、13)の上を転がることを特徴とする請
求項1に記載の装置。 - 【請求項6】 該検出手段(3、4)は、取り付け手段
(7、8、9)により3点で該スライドに結合されてい
ることを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 【請求項7】 支持構造体(1)に沿ってスライド
(5)が滑ることができるようになっている支持構造体
(1)に固着されたスケール(2)と、少なくとも3点
で取り付け手段(7、8、9)により前記スライドに固
着された検出手段(3、4)とを有し、前記検出手段が
該スケールに対する該スライドの移動の測定を可能にす
る電子線形測定装置を調整する方法において、 該スケール(2)及び該検出手段(3、4)の間の距離
と一つ以上の較正済みの距離との比較を行い得るように
する少なくとも一つの要素を導入し、 前記固定点の各々における距離がその較正済みの距離と
一致するまで、取り付け手段に属する少なくとも一つの
ネジを調整して検出手段の位置及び方向を設定する工程
から成り、この調整後に検出手段の位置を維持するため
に前記固定点の各々にバネ(71)が設けられているこ
とを特徴とする方法。 - 【請求項8】 比較の前記要素は、該スケール(2)と
該検出手段(4)との間に導入されたシムであることを
特徴とする請求項7に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH95810052.1 | 1995-01-30 | ||
EP95810052A EP0724134B1 (fr) | 1995-01-30 | 1995-01-30 | Dispositif de mesure de longueur et méthode d'ajustage dudit dispositif |
Publications (2)
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---|---|
JPH08254420A true JPH08254420A (ja) | 1996-10-01 |
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DE (1) | DE69510650T2 (ja) |
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