JPH08292208A - サーボ加速度計 - Google Patents
サーボ加速度計Info
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- JPH08292208A JPH08292208A JP9648295A JP9648295A JPH08292208A JP H08292208 A JPH08292208 A JP H08292208A JP 9648295 A JP9648295 A JP 9648295A JP 9648295 A JP9648295 A JP 9648295A JP H08292208 A JPH08292208 A JP H08292208A
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- JP
- Japan
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- housings
- magnetic
- pendulum
- permanent magnets
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型で広い測定レンジを有するサーボ加速度
計を実現する。 【構成】 枠内にヒンジ１３を介して振子１２を支持す
る枠体１１が磁性材よりなる第１，第２ハウジング１
４，１５で挟持され、第１，第２ハウジング１４，１５
の中心部に第１，第２永久磁石１６，１７がそれぞれ取
付けられ、それによって構成される第１，第２磁気空隙
２３，２４に配された第１，第２コイル２７，２８が振
子１２に取付けられたサーボ加速度計において、第１，
第２ハウジング１４，１５の外面における少なくとも第
１，第２永久磁石１６，１７と第１，第２ハウジング１
４，１５の内周面との間と対応する部分に高飽和磁束密
度の磁気補強板３１，３２を取付け、磁気飽和を解消す
る。
計を実現する。 【構成】 枠内にヒンジ１３を介して振子１２を支持す
る枠体１１が磁性材よりなる第１，第２ハウジング１
４，１５で挟持され、第１，第２ハウジング１４，１５
の中心部に第１，第２永久磁石１６，１７がそれぞれ取
付けられ、それによって構成される第１，第２磁気空隙
２３，２４に配された第１，第２コイル２７，２８が振
子１２に取付けられたサーボ加速度計において、第１，
第２ハウジング１４，１５の外面における少なくとも第
１，第２永久磁石１６，１７と第１，第２ハウジング１
４，１５の内周面との間と対応する部分に高飽和磁束密
度の磁気補強板３１，３２を取付け、磁気飽和を解消す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は永久磁石と磁性ハウジ
ングにより形成される磁束と鎖交するコイルが振子に取
付けられ、振子の振れ量に基づいた電流がコイルに流さ
れて零点付近で振子が平衡する構成とされたサーボ加速
度計に関する。
ングにより形成される磁束と鎖交するコイルが振子に取
付けられ、振子の振れ量に基づいた電流がコイルに流さ
れて零点付近で振子が平衡する構成とされたサーボ加速
度計に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種のサーボ加速度計の一例を
図２に示す。円形状の枠体１１の枠内に位置する振子１
２はその周の一部が弦で切欠かれた略円板状とされ、そ
の切欠き部が一対のヒンジ１３を介して枠体１１に連結
されて枠体１１に支持されている。枠体１１，振子１２
及びヒンジ１３は一体形成され、その材料にはクオーツ
が使用される。なお、ヒンジ１３は振子１２の所要の振
れを可能とすべく、肉薄とされている。
図２に示す。円形状の枠体１１の枠内に位置する振子１
２はその周の一部が弦で切欠かれた略円板状とされ、そ
の切欠き部が一対のヒンジ１３を介して枠体１１に連結
されて枠体１１に支持されている。枠体１１，振子１２
及びヒンジ１３は一体形成され、その材料にはクオーツ
が使用される。なお、ヒンジ１３は振子１２の所要の振
れを可能とすべく、肉薄とされている。
【０００３】枠体１１の両板面には第１ハウジング１４
及び第２ハウジング１５がそれぞれ対接され、これら第
１，第２ハウジング１４，１５によって枠体１１は挟持
される。第１，第２ハウジング１４，１５は共に一端側
が開放され、他端側が蓋された略円筒形とされ、その一
端側が枠体１１に対接される。第１，第２ハウジング１
４，１５は磁気ヨークに兼用されるもので、磁性材によ
って構成され、その材料としては磁性を有し、かつ熱膨
張係数が小さいインバー材が使用される。
及び第２ハウジング１５がそれぞれ対接され、これら第
１，第２ハウジング１４，１５によって枠体１１は挟持
される。第１，第２ハウジング１４，１５は共に一端側
が開放され、他端側が蓋された略円筒形とされ、その一
端側が枠体１１に対接される。第１，第２ハウジング１
４，１５は磁気ヨークに兼用されるもので、磁性材によ
って構成され、その材料としては磁性を有し、かつ熱膨
張係数が小さいインバー材が使用される。
【０００４】第１，第２ハウジング１４，１５の内部に
は、その中心部に例えばサマリウム系希土類コバルト磁
石よりなる円柱状の第１，第２永久磁石１６，１７がそ
れぞれ取付けられる。この例では第１，第２永久磁石１
６，１７はそれぞれ円板状のボトムポールピース１８，
１９を介して第１，第２ハウジング１４，１５の底部１
４ａ，１５ａに同軸心的に立設され、さらにそれら第
１，第２永久磁石１６，１７の各上面に、周縁部が肉厚
とされた円板状のポールピース２１，２２がそれぞれ配
設される。
は、その中心部に例えばサマリウム系希土類コバルト磁
石よりなる円柱状の第１，第２永久磁石１６，１７がそ
れぞれ取付けられる。この例では第１，第２永久磁石１
６，１７はそれぞれ円板状のボトムポールピース１８，
１９を介して第１，第２ハウジング１４，１５の底部１
４ａ，１５ａに同軸心的に立設され、さらにそれら第
１，第２永久磁石１６，１７の各上面に、周縁部が肉厚
とされた円板状のポールピース２１，２２がそれぞれ配
設される。
【０００５】第１，第２永久磁石１６，１７とボトムポ
ールピース１８，１９とポールピース２１，２２とは例
えば接着により組立てられる。ボトムポールピース１
８，１９及びポールピース２１，２２は電磁軟鉄材（Ｊ
ＩＳ Ｃ ２５０３相当）によって形成され、ボトムポ
ールピース１８，１９は第１，第２ハウジング１４，１
５の底部１４ａ，１５ａに接着あるいはレーザ溶接等に
よってそれぞれ取付け固定される。なお、このボトムポ
ールピース１８，１９は第１，第２ハウジング１４，１
５と第１，第２永久磁石１６，１７との熱膨張の差を緩
和する機能を有するものである。
ールピース１８，１９とポールピース２１，２２とは例
えば接着により組立てられる。ボトムポールピース１
８，１９及びポールピース２１，２２は電磁軟鉄材（Ｊ
ＩＳ Ｃ ２５０３相当）によって形成され、ボトムポ
ールピース１８，１９は第１，第２ハウジング１４，１
５の底部１４ａ，１５ａに接着あるいはレーザ溶接等に
よってそれぞれ取付け固定される。なお、このボトムポ
ールピース１８，１９は第１，第２ハウジング１４，１
５と第１，第２永久磁石１６，１７との熱膨張の差を緩
和する機能を有するものである。
【０００６】第１永久磁石１６は例えばポールピース２
１と対接する側がＮ極、ボトムポールピース１８と対接
する側がＳ極とされ、これらと第１ハウジング１４とに
よって磁気回路が構成され、かつ第１ハウジング１４の
開口部内周面と第１永久磁石１６との間、即ちこの例で
はポールピース２１の外周面との間に第１磁気空隙２３
が形成される。第２ハウジング１５側においても同様に
第２磁気空隙２４が形成される。
１と対接する側がＮ極、ボトムポールピース１８と対接
する側がＳ極とされ、これらと第１ハウジング１４とに
よって磁気回路が構成され、かつ第１ハウジング１４の
開口部内周面と第１永久磁石１６との間、即ちこの例で
はポールピース２１の外周面との間に第１磁気空隙２３
が形成される。第２ハウジング１５側においても同様に
第２磁気空隙２４が形成される。
【０００７】第１，第２磁気空隙２３，２４にボビン２
５，２６にそれぞれ巻回された第１，第２コイル２７，
２８がそれぞれ位置される。第１，第２コイル２７，２
８は第１，第２永久磁石１６，１７と同軸心とされ、振
子１２の両板面にそれぞれ取付けられる。なお、ボビン
２５，２６の振子１２側の端面は取付板２５ａ，２６ａ
によりそれぞれ蓋されており、これら取付板２５ａ，２
６ａがそれぞれ振子１２に接着固定されて、第１，第２
コイル２７，２８が振子１２に取付けられる。
５，２６にそれぞれ巻回された第１，第２コイル２７，
２８がそれぞれ位置される。第１，第２コイル２７，２
８は第１，第２永久磁石１６，１７と同軸心とされ、振
子１２の両板面にそれぞれ取付けられる。なお、ボビン
２５，２６の振子１２側の端面は取付板２５ａ，２６ａ
によりそれぞれ蓋されており、これら取付板２５ａ，２
６ａがそれぞれ振子１２に接着固定されて、第１，第２
コイル２７，２８が振子１２に取付けられる。
【０００８】振子１２の変位（振れ）はこの例では静電
容量型の変位検出手段によって検出される。振子１２の
両板面にはそれぞれ第１，第２コイル２７，２８の回り
において円弧状に電極２９ａ，２９ｂが金めっき等によ
り形成され、これら電極２９ａ，２９ｂと対向する電極
が第１，第２ハウジング１４，１５によって構成され
る。このため、第１，第２ハウジング１４，１５の開口
部端面には振子１２の電極２９ａ，２９ｂが形成された
角度範囲と対応する部分において、図に示すように外周
側から順次枠体当接面１４ｂ，１５ｂ，逃げ１４ｃ，１
５ｃ及び電極面１４ｄ，１５ｄが形成され、電極面１４
ｄ，１５ｄは振子１２の電極２９ａ，２９ｂとそれぞれ
所要量離間される。
容量型の変位検出手段によって検出される。振子１２の
両板面にはそれぞれ第１，第２コイル２７，２８の回り
において円弧状に電極２９ａ，２９ｂが金めっき等によ
り形成され、これら電極２９ａ，２９ｂと対向する電極
が第１，第２ハウジング１４，１５によって構成され
る。このため、第１，第２ハウジング１４，１５の開口
部端面には振子１２の電極２９ａ，２９ｂが形成された
角度範囲と対応する部分において、図に示すように外周
側から順次枠体当接面１４ｂ，１５ｂ，逃げ１４ｃ，１
５ｃ及び電極面１４ｄ，１５ｄが形成され、電極面１４
ｄ，１５ｄは振子１２の電極２９ａ，２９ｂとそれぞれ
所要量離間される。
【０００９】上記のように構成されたサーボ加速度計で
は、Ｘ方向の入力加速度により振子１２が振れ、その振
れが電極２９ａ，１４ｄ間及び電極２９ｂ，１５ｄ間の
静電容量の変化により検出される。電極面１４ｄ，１５
ｄは共通ＧＮＤとされ、電極２９ａ，２９ｂの検出信号
が所要の電気回路（図示せず）により差動増幅されて、
第１，第２コイル２７，２８に電極２９ａ，２９ｂの静
電容量差に基づいた電流が流される。この第１，第２コ
イル２７，２８に流れる電流と第１，第２永久磁石１
６，１７による磁界との作用により、振子１２は元に戻
り、零点付近で平衡する。この時の電流は振子１２に加
わった加速度に比例し、この電流から入力加速度が求め
られる。
は、Ｘ方向の入力加速度により振子１２が振れ、その振
れが電極２９ａ，１４ｄ間及び電極２９ｂ，１５ｄ間の
静電容量の変化により検出される。電極面１４ｄ，１５
ｄは共通ＧＮＤとされ、電極２９ａ，２９ｂの検出信号
が所要の電気回路（図示せず）により差動増幅されて、
第１，第２コイル２７，２８に電極２９ａ，２９ｂの静
電容量差に基づいた電流が流される。この第１，第２コ
イル２７，２８に流れる電流と第１，第２永久磁石１
６，１７による磁界との作用により、振子１２は元に戻
り、零点付近で平衡する。この時の電流は振子１２に加
わった加速度に比例し、この電流から入力加速度が求め
られる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のサ
ーボ加速度計においては小型、高性能化の要求が強く、
特に性能面においては温度特性の向上や広い測定レンジ
が望まれている。温度特性の向上（使用温度範囲の拡
大）に関しては、可動部の寸法安定性が重要であり、さ
らに雰囲気の温度変化に伴って構成各部、特に可動部に
位置ずれや応力歪が極力発生しない構造とする必要があ
り、この点から枠体１１，振子１２，ヒンジ１３にはク
オーツが使用され、また第１，第２ハウジング１４，１
５には磁性、導電性を有し、かつ熱膨張係数が小さいイ
ンバー材が使用されている。
ーボ加速度計においては小型、高性能化の要求が強く、
特に性能面においては温度特性の向上や広い測定レンジ
が望まれている。温度特性の向上（使用温度範囲の拡
大）に関しては、可動部の寸法安定性が重要であり、さ
らに雰囲気の温度変化に伴って構成各部、特に可動部に
位置ずれや応力歪が極力発生しない構造とする必要があ
り、この点から枠体１１，振子１２，ヒンジ１３にはク
オーツが使用され、また第１，第２ハウジング１４，１
５には磁性、導電性を有し、かつ熱膨張係数が小さいイ
ンバー材が使用されている。
【００１１】一方、広い測定レンジを得るためには磁気
回路が簡単に飽和しない構成とする必要があるものの、
第１，第２ハウジング１４，１５は温度特性の点から飽
和磁束密度が１１５００Ｇ程度のインバー材とされ、ま
たその磁路断面積も小型化を図る上で大きくすることは
できないため、図２に示した従来の構造では小型に構成
すると、磁気回路の飽和が発生し、よって広い測定レン
ジを得ることができず、つまり広い測定レンジを有する
小型なサーボ加速度計が得られないものとなっていた。
回路が簡単に飽和しない構成とする必要があるものの、
第１，第２ハウジング１４，１５は温度特性の点から飽
和磁束密度が１１５００Ｇ程度のインバー材とされ、ま
たその磁路断面積も小型化を図る上で大きくすることは
できないため、図２に示した従来の構造では小型に構成
すると、磁気回路の飽和が発生し、よって広い測定レン
ジを得ることができず、つまり広い測定レンジを有する
小型なサーボ加速度計が得られないものとなっていた。
【００１２】この発明の目的は上述した問題点に鑑み、
広い測定レンジを有し、かつ小型に構成することができ
るサーボ加速度計を提供することにある。
広い測定レンジを有し、かつ小型に構成することができ
るサーボ加速度計を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明は枠内にヒンジ
を介して振子を支持する枠体が磁性材よりなる第１，第
２ハウジングで挟持され、それら第１，第２ハウジング
の中心部に第１，第２永久磁石がそれぞれ取付けられ、
それら第１，第２永久磁石と第１，第２ハウジングとの
間にそれぞれ構成される第１，第２磁気空隙に同軸心的
に配された第１，第２コイルが上記振子にそれぞれ取付
けられたサーボ加速度計において、第１，第２ハウジン
グの外面における少なくとも第１，第２永久磁石と第
１，第２ハウジングの内周面との間とそれぞれ対応する
部分に第１，第２ハウジングより飽和磁束密度が高い磁
気補強板を取付けたものである。
を介して振子を支持する枠体が磁性材よりなる第１，第
２ハウジングで挟持され、それら第１，第２ハウジング
の中心部に第１，第２永久磁石がそれぞれ取付けられ、
それら第１，第２永久磁石と第１，第２ハウジングとの
間にそれぞれ構成される第１，第２磁気空隙に同軸心的
に配された第１，第２コイルが上記振子にそれぞれ取付
けられたサーボ加速度計において、第１，第２ハウジン
グの外面における少なくとも第１，第２永久磁石と第
１，第２ハウジングの内周面との間とそれぞれ対応する
部分に第１，第２ハウジングより飽和磁束密度が高い磁
気補強板を取付けたものである。
【００１４】
【実施例】この発明の実施例を図１に示す。なお、図２
と対応する部分には同一符号を付し、その説明を省略す
る。この例では第１，第２ハウジング１４，１５の外面
に磁気補強板３１，３２がそれぞれ取付けられる。磁気
補強板３１，３２は第１，第２ハウジング１４，１５よ
り飽和磁束密度が高い材料によって構成され、第１，第
２ハウジング１４，１５が例えばインバー材（飽和磁束
密度＝１１５００Ｇ）で構成される場合には、１５５０
０Ｇの飽和磁束密度を有する電磁軟鉄材（ＪＩＳ Ｃ
２５０３相当）などがその材料として使用される。
と対応する部分には同一符号を付し、その説明を省略す
る。この例では第１，第２ハウジング１４，１５の外面
に磁気補強板３１，３２がそれぞれ取付けられる。磁気
補強板３１，３２は第１，第２ハウジング１４，１５よ
り飽和磁束密度が高い材料によって構成され、第１，第
２ハウジング１４，１５が例えばインバー材（飽和磁束
密度＝１１５００Ｇ）で構成される場合には、１５５０
０Ｇの飽和磁束密度を有する電磁軟鉄材（ＪＩＳ Ｃ
２５０３相当）などがその材料として使用される。
【００１５】磁気補強板３１，３２の取付け位置は第
１，第２永久磁石１６，１７が配設された第１，第２ハ
ウジング１４，１５の各底部１４ａ，１５ａの外側面と
され、この例では第１，第２ハウジング１４，１５の内
周面１４ｅ，１５ｅの径より大径の円板状とされた磁気
補強板３１，３２がそれぞれ取付けられている。第１，
第２ハウジング１４，１５の磁気飽和は磁路断面積が小
さい部分、即ち底部１４ａ，１５ａの中心に近い部分に
おいて磁束が集中する箇所から発生し始め、つまり図１
中、Ｐ部から発生し始めるが、この例ではこの部分に磁
気補強板３１，３２が配設されているため、磁気飽和が
解消される。従って、第１，第２磁気空隙２３，２４に
大磁界を発生させることができ、第１，第２コイル２
７，２８に大きな力を作用させることができるため、入
力加速度に対する広い測定レンジを実現できる。
１，第２永久磁石１６，１７が配設された第１，第２ハ
ウジング１４，１５の各底部１４ａ，１５ａの外側面と
され、この例では第１，第２ハウジング１４，１５の内
周面１４ｅ，１５ｅの径より大径の円板状とされた磁気
補強板３１，３２がそれぞれ取付けられている。第１，
第２ハウジング１４，１５の磁気飽和は磁路断面積が小
さい部分、即ち底部１４ａ，１５ａの中心に近い部分に
おいて磁束が集中する箇所から発生し始め、つまり図１
中、Ｐ部から発生し始めるが、この例ではこの部分に磁
気補強板３１，３２が配設されているため、磁気飽和が
解消される。従って、第１，第２磁気空隙２３，２４に
大磁界を発生させることができ、第１，第２コイル２
７，２８に大きな力を作用させることができるため、入
力加速度に対する広い測定レンジを実現できる。
【００１６】磁気補強板３１，３２の第１，第２ハウジ
ング１４，１５への取付けは接着やレーザ溶接等によっ
て行われる。なお、この例では磁気補強板３１，３２の
形状を、第１，第２ハウジング１４，１５の内周面１４
ｅ，１５ｅの径より大径の円板状としているが、磁気補
強板３１，３２は少なくとも第１，第２永久磁石１６，
１７の周面と第１，第２ハウジング１４，１５の内周面
１４ｅ，１５ｅとの間とそれぞれ対応する部分にあれば
よく、つまり円環状としてもよい。
ング１４，１５への取付けは接着やレーザ溶接等によっ
て行われる。なお、この例では磁気補強板３１，３２の
形状を、第１，第２ハウジング１４，１５の内周面１４
ｅ，１５ｅの径より大径の円板状としているが、磁気補
強板３１，３２は少なくとも第１，第２永久磁石１６，
１７の周面と第１，第２ハウジング１４，１５の内周面
１４ｅ，１５ｅとの間とそれぞれ対応する部分にあれば
よく、つまり円環状としてもよい。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
磁気補強板３１，３２を設けたことによって、第１，第
２ハウジング１４，１５の磁気飽和を解消でき、かつそ
の磁気補強板３１，３２は第１，第２ハウジング１４，
１５より高い飽和磁束密度を有するものであるため、例
えば磁気飽和を防止すべく、第１，第２ハウジング１
４，１５を厚くした場合に比べ、薄く構成することがで
き、従って広い測定レンジを有し、かつ小型なサーボ加
速度計を得ることができる。
磁気補強板３１，３２を設けたことによって、第１，第
２ハウジング１４，１５の磁気飽和を解消でき、かつそ
の磁気補強板３１，３２は第１，第２ハウジング１４，
１５より高い飽和磁束密度を有するものであるため、例
えば磁気飽和を防止すべく、第１，第２ハウジング１
４，１５を厚くした場合に比べ、薄く構成することがで
き、従って広い測定レンジを有し、かつ小型なサーボ加
速度計を得ることができる。
【００１８】なお、このように磁気補強板３１，３２を
付加するものであるため、第１，第２ハウジング１４，
１５の構成材料は枠体１１，振子１２及びヒンジ１３の
構成材料との関係において、温度特性上、最適なものを
選定することができ、よって温度特性においても優れた
サーボ加速度計を得ることができる。
付加するものであるため、第１，第２ハウジング１４，
１５の構成材料は枠体１１，振子１２及びヒンジ１３の
構成材料との関係において、温度特性上、最適なものを
選定することができ、よって温度特性においても優れた
サーボ加速度計を得ることができる。
【図１】Ａはこの発明の実施例を示す断面図、Ｂはその
側面図。
側面図。
【図２】Ａは従来のサーボ加速度計を示す断面図、Ｂは
そのＣＣ断面図。
そのＣＣ断面図。
１１ 枠体 １２ 振子 １３ ヒンジ １４ 第１ハウジング １５ 第２ハウジング １６ 第１永久磁石 １７ 第２永久磁石 ２３ 第１磁気空隙 ２４ 第２磁気空隙 ２７ 第１コイル ２８ 第２コイル ３１，３２ 磁気補強板
Claims (1)
- 【請求項１】 枠内にヒンジを介して振子を支持する枠
体が磁性材よりなる第１，第２ハウジングで挟持され、
それら第１，第２ハウジングの中心部に第１，第２永久
磁石がそれぞれ取付けられ、それら第１，第２永久磁石
と上記第１，第２ハウジングとの間にそれぞれ構成され
る第１，第２磁気空隙に同軸心的に配された第１，第２
コイルが上記振子にそれぞれ取付けられたサーボ加速度
計において、 上記第１，第２ハウジングの外面における少なくとも上
記第１，第２永久磁石と上記第１，第２ハウジングの内
周面との間とそれぞれ対応する部分に上記第１，第２ハ
ウジングより飽和磁束密度が高い磁気補強板が取付けら
れていることを特徴とするサーボ加速度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09648295A JP3165836B2 (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | サーボ加速度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09648295A JP3165836B2 (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | サーボ加速度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08292208A true JPH08292208A (ja) | 1996-11-05 |
| JP3165836B2 JP3165836B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=14166285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09648295A Expired - Lifetime JP3165836B2 (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | サーボ加速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3165836B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030096807A (ko) * | 2002-06-17 | 2003-12-31 | 김승한 | 가속도계 어셈블리 |
| JP2008523393A (ja) * | 2004-12-07 | 2008-07-03 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | 高性能加速度計用スーパーインバー磁気リターンパス |
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1995
- 1995-04-21 JP JP09648295A patent/JP3165836B2/ja not_active Expired - Lifetime
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