JPH0918988A - 水中送受波器 - Google Patents
水中送受波器Info
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- JPH0918988A JPH0918988A JP7162502A JP16250295A JPH0918988A JP H0918988 A JPH0918988 A JP H0918988A JP 7162502 A JP7162502 A JP 7162502A JP 16250295 A JP16250295 A JP 16250295A JP H0918988 A JPH0918988 A JP H0918988A
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- Japan
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- oil
- piston
- container
- drive unit
- space
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-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K9/00—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
- G10K9/12—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated
- G10K9/121—Flextensional transducers
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 駆動部にプリストレスを与えた状態で用いる
水中送受波器において、水中送受波器のシェルが変形し
てもプリストレスが変化せず、かつシェルと駆動部との
間で効率よく力が伝達されるようにする。 【構成】 駆動部２からの力を受けるピストン部６と、
このピストン部６が移動できるオイルスペース８とを設
け、前記ピストン部６には貫通穴７を設けて、ピストン
部６で区切られたオイルスペース８間でオイル９が移動
できるようにする。この構造はヘルムホルツ共振系と見
なすことができ、水中送受波器の使用条件である高周波
数域では、前記貫通穴７のオイル９は移動せず、剛体と
見なせる状態となって、駆動部２と楕円シェル１は振動
する。これに対して、低周波数域では、貫通穴７のオイ
ル９が移動して、駆動部２と楕円シェル１のどちらか一
方の振動は他方には伝達されない。
水中送受波器において、水中送受波器のシェルが変形し
てもプリストレスが変化せず、かつシェルと駆動部との
間で効率よく力が伝達されるようにする。 【構成】 駆動部２からの力を受けるピストン部６と、
このピストン部６が移動できるオイルスペース８とを設
け、前記ピストン部６には貫通穴７を設けて、ピストン
部６で区切られたオイルスペース８間でオイル９が移動
できるようにする。この構造はヘルムホルツ共振系と見
なすことができ、水中送受波器の使用条件である高周波
数域では、前記貫通穴７のオイル９は移動せず、剛体と
見なせる状態となって、駆動部２と楕円シェル１は振動
する。これに対して、低周波数域では、貫通穴７のオイ
ル９が移動して、駆動部２と楕円シェル１のどちらか一
方の振動は他方には伝達されない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フレックステンショナ
ル型水中送受波器の構造に関するものである。
ル型水中送受波器の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の水中送受波器の平面断面図
である。図において、１は楕円シェル、２はコイルと駆
動材からなら駆動部である。この駆動部２は、両端にス
ペーサ３を介して前記楕円シェル１の内面に接触するよ
うに該楕円シェル１内に取り付けられる。なお、駆動部
２は楕円シェル１の長軸方向に取り付けられる。
である。図において、１は楕円シェル、２はコイルと駆
動材からなら駆動部である。この駆動部２は、両端にス
ペーサ３を介して前記楕円シェル１の内面に接触するよ
うに該楕円シェル１内に取り付けられる。なお、駆動部
２は楕円シェル１の長軸方向に取り付けられる。
【０００３】前記スペーサ３は半円状の部分が楕円シェ
ル１の内面に接触するようになっている。ここで、前記
駆動部２には、所望のプリストレスが与えられている。
ここでは図示しないが、楕円シェル１の開口部は蓋で塞
がれ、楕円シェル１内は密封される。
ル１の内面に接触するようになっている。ここで、前記
駆動部２には、所望のプリストレスが与えられている。
ここでは図示しないが、楕円シェル１の開口部は蓋で塞
がれ、楕円シェル１内は密封される。
【０００４】上記構成の水中送受波器を水中に入れる
と、図２（ａ）に示す状態から水圧負荷により楕円シェ
ル１が図２（ｂ）に示すように長軸方向に変形する。こ
のとき、楕円シェル１とスペーサ３との接点３ａが移動
することにより、駆動部２に与えているプリストレスが
変化しないようになっている。
と、図２（ａ）に示す状態から水圧負荷により楕円シェ
ル１が図２（ｂ）に示すように長軸方向に変形する。こ
のとき、楕円シェル１とスペーサ３との接点３ａが移動
することにより、駆動部２に与えているプリストレスが
変化しないようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
水中送受波器であると、楕円シェルとスペーサの接触部
分はいかなる水圧負荷時にも駆動部のプリストレスを変
化させないような形状の設定にしなければならないが、
このような形状の設定や実際の加工は非常に困難であ
り、実際にはプリストレスが変わってしまったり、駆動
部と楕円シェルとの間での力の伝達が効率よく行われず
送受波器としての性能が落ちるという問題がある。
水中送受波器であると、楕円シェルとスペーサの接触部
分はいかなる水圧負荷時にも駆動部のプリストレスを変
化させないような形状の設定にしなければならないが、
このような形状の設定や実際の加工は非常に困難であ
り、実際にはプリストレスが変わってしまったり、駆動
部と楕円シェルとの間での力の伝達が効率よく行われず
送受波器としての性能が落ちるという問題がある。
【０００６】また、楕円シェルに駆動部やスペーサを組
み込む時に、駆動部のプリストレスを変化させないよう
にスペーサの厚みを調整する等の作業が必要で、組み立
てが困難であるという問題がある。
み込む時に、駆動部のプリストレスを変化させないよう
にスペーサの厚みを調整する等の作業が必要で、組み立
てが困難であるという問題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明は、駆動部にプリストレスを与えた状態で
容器内に収納し、該容器を密封してなる水中送受波器に
おいて、前記駆動部を容器に対して移動可能に取り付
け、この取り付け部は、駆動部からの力を受けるピスト
ン部と、前記容器側に設けられて前記ピストン部が移動
できる空間部とを備え、前記空間部に流体を充填し、か
つ、ピストン部で区切られた空間間で流体が移動できる
微小な流動空間を前記ピストン部に形成して、前記駆動
部あるいは容器が所望の周波数域で振動した場合は前記
流動空間の流体が移動せずピストン部と空間部とが一体
になって振動して駆動部か容器のどちらか一方の振動が
他方に伝達されて振動し、それ以下の周波数域では前記
流動空間の流体が移動してどちらか一方の振動が他方に
伝達されない構造としたものである。
ため、本発明は、駆動部にプリストレスを与えた状態で
容器内に収納し、該容器を密封してなる水中送受波器に
おいて、前記駆動部を容器に対して移動可能に取り付
け、この取り付け部は、駆動部からの力を受けるピスト
ン部と、前記容器側に設けられて前記ピストン部が移動
できる空間部とを備え、前記空間部に流体を充填し、か
つ、ピストン部で区切られた空間間で流体が移動できる
微小な流動空間を前記ピストン部に形成して、前記駆動
部あるいは容器が所望の周波数域で振動した場合は前記
流動空間の流体が移動せずピストン部と空間部とが一体
になって振動して駆動部か容器のどちらか一方の振動が
他方に伝達されて振動し、それ以下の周波数域では前記
流動空間の流体が移動してどちらか一方の振動が他方に
伝達されない構造としたものである。
【０００８】
【作用】上述した構成を有する本発明は、水中送受波器
を水中に沈めていくとき、容器に水圧がかかり該容器が
変形していく。このときは、容器の変形は容器から駆動
部には伝達されない。水中送受波器を所望の深度まで沈
めて、音波を受波したり発信したりするときは、電気信
号で駆動部を振動させるとこの振動が容器に伝達されて
音波が発信されたり、音波を受けて容器が振動するとこ
の振動が駆動部に伝達されて、電気信号を得ることがで
きる。
を水中に沈めていくとき、容器に水圧がかかり該容器が
変形していく。このときは、容器の変形は容器から駆動
部には伝達されない。水中送受波器を所望の深度まで沈
めて、音波を受波したり発信したりするときは、電気信
号で駆動部を振動させるとこの振動が容器に伝達されて
音波が発信されたり、音波を受けて容器が振動するとこ
の振動が駆動部に伝達されて、電気信号を得ることがで
きる。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の一実施例における水中送受波
器の構造図で、図１（ａ）は全体の平面断面図、図１
（ｂ）は要部平面断面図である。図において、１は楕円
シェル、２はコイルと駆動材からなら駆動部である。５
は前記駆動部２の両端に取り付けられた伝達ロッド、６
はこの伝達ロッド５に設けられたピストン部、７はこの
ピストン部６に開けられた貫通穴であり、駆動部２と伝
達ロッド５とピストン部６とは剛体結合した状態となっ
ている。
器の構造図で、図１（ａ）は全体の平面断面図、図１
（ｂ）は要部平面断面図である。図において、１は楕円
シェル、２はコイルと駆動材からなら駆動部である。５
は前記駆動部２の両端に取り付けられた伝達ロッド、６
はこの伝達ロッド５に設けられたピストン部、７はこの
ピストン部６に開けられた貫通穴であり、駆動部２と伝
達ロッド５とピストン部６とは剛体結合した状態となっ
ている。
【００１０】８は前記ピストン部７が移動できるオイル
スペースで、このオイルスペース８には十分脱泡された
オイル９が充填され、伝達ロッド５に取り付けたＯリン
グ５ａで密封されている。なお、このオイルスペース８
は楕円シェル１に開けた穴に蓋１０をすることで形成さ
れる。ここで、オイルスペース８、伝達ロッド５および
蓋１０は駆動部２からの伝達力を効率よく伝達するため
に使用帯域における伝達力に対して完全剛体に見なせる
剛性を有するものである。
スペースで、このオイルスペース８には十分脱泡された
オイル９が充填され、伝達ロッド５に取り付けたＯリン
グ５ａで密封されている。なお、このオイルスペース８
は楕円シェル１に開けた穴に蓋１０をすることで形成さ
れる。ここで、オイルスペース８、伝達ロッド５および
蓋１０は駆動部２からの伝達力を効率よく伝達するため
に使用帯域における伝達力に対して完全剛体に見なせる
剛性を有するものである。
【００１１】また、前記オイル９は使用帯域により種
類、粘度ともそれに適したオイルを選定する。なお、オ
イルに関しては、非圧縮粘性流体と見なせる程度の流体
であればオイルでなくてもよい。このオイル９は伝達ロ
ッド５のピストン部６の貫通穴７により、ピストン部６
で区切られた左右のオイルスペース８間を流動できる。
この貫通穴７は使用帯域およびオイルの粘度により穴径
を決定する。ここで、貫通穴７の他に、ピストン部７と
オイルスペース８の隙間により流動するオイルを制御し
ても良い。
類、粘度ともそれに適したオイルを選定する。なお、オ
イルに関しては、非圧縮粘性流体と見なせる程度の流体
であればオイルでなくてもよい。このオイル９は伝達ロ
ッド５のピストン部６の貫通穴７により、ピストン部６
で区切られた左右のオイルスペース８間を流動できる。
この貫通穴７は使用帯域およびオイルの粘度により穴径
を決定する。ここで、貫通穴７の他に、ピストン部７と
オイルスペース８の隙間により流動するオイルを制御し
ても良い。
【００１２】また、ピストン部６がオイルスペース８内
を左右に移動したときにピストン部６に応力が発生しな
いように、ピストン部６で区切られた左右のオイルスペ
ース８の体積変化率が同じとなるような形状とする。す
なわち、ピストン部６が左右に移動した時に生じる左右
の体積変化量（一方が増大、他方は減少）が同じとなる
ようにする。
を左右に移動したときにピストン部６に応力が発生しな
いように、ピストン部６で区切られた左右のオイルスペ
ース８の体積変化率が同じとなるような形状とする。す
なわち、ピストン部６が左右に移動した時に生じる左右
の体積変化量（一方が増大、他方は減少）が同じとなる
ようにする。
【００１３】ここで、前記駆動部２には、所望のプリス
トレスが与えられており、ここでは図示しないが、楕円
シェル１の開口部は蓋で塞がれ、楕円シェル１内は密封
される。上述した本実施例の水中送受波器の動作を説明
する。電気信号により駆動部２を駆動すると、伝達ロッ
ド５、ピストン部６を介してオイル９に力が伝達され
る。このとき、オイルスペース８がキャビティ（キャビ
ティ内のオイル９の粘弾性が剛性として働く）、貫通穴
７内のオイル９がマスとなるヘルムホルツ共振系とみな
すことができる。ここで、ヘルムホルツ共振系は質量−
バネの１自由度共振系と同じとみなすことができる。
トレスが与えられており、ここでは図示しないが、楕円
シェル１の開口部は蓋で塞がれ、楕円シェル１内は密封
される。上述した本実施例の水中送受波器の動作を説明
する。電気信号により駆動部２を駆動すると、伝達ロッ
ド５、ピストン部６を介してオイル９に力が伝達され
る。このとき、オイルスペース８がキャビティ（キャビ
ティ内のオイル９の粘弾性が剛性として働く）、貫通穴
７内のオイル９がマスとなるヘルムホルツ共振系とみな
すことができる。ここで、ヘルムホルツ共振系は質量−
バネの１自由度共振系と同じとみなすことができる。
【００１４】ヘルツホルム共振系の特徴として、共振周
波数以前の周波数では貫通穴８内のマス、ここではオイ
ル９が自由に振動できるが、共振周波数を越えると徐々
にマスの振動が小さくなってくる。共振周波数より十分
大きな周波数になるとマスは殆ど振動しなくなる。この
効果を用いれば、本実施例の水中送受波器では使用帯域
外の低周波数では、貫通穴７を通ってオイル９が左右に
移動し、伝達ロッド５とピストン部６が左右に移動する
だけで駆動部２で発生した力は楕円シェル１には伝達さ
れない。本実施例の水中送受波器における使用帯域であ
る高周波数になると、貫通穴７内のオイル９は左右に移
動しなくなり、見かけ上オイル９は完全剛体となるた
め、駆動部２で発生した力を伝達ロッド５を介して効率
よく楕円シェル１に伝達することができる。
波数以前の周波数では貫通穴８内のマス、ここではオイ
ル９が自由に振動できるが、共振周波数を越えると徐々
にマスの振動が小さくなってくる。共振周波数より十分
大きな周波数になるとマスは殆ど振動しなくなる。この
効果を用いれば、本実施例の水中送受波器では使用帯域
外の低周波数では、貫通穴７を通ってオイル９が左右に
移動し、伝達ロッド５とピストン部６が左右に移動する
だけで駆動部２で発生した力は楕円シェル１には伝達さ
れない。本実施例の水中送受波器における使用帯域であ
る高周波数になると、貫通穴７内のオイル９は左右に移
動しなくなり、見かけ上オイル９は完全剛体となるた
め、駆動部２で発生した力を伝達ロッド５を介して効率
よく楕円シェル１に伝達することができる。
【００１５】ここで、水中送受波器を沈めていくと、水
圧により楕円シェル１が長軸方向に延ばされるが、これ
は、低周波数での動作と同じであり、オイルスペース８
内のオイル９が貫通穴７を通って移動することができ、
これにより、伝達ロッド５には力が加わらないため、駆
動部２に力が加わることがなく、プリストレスが変化す
ることがない。
圧により楕円シェル１が長軸方向に延ばされるが、これ
は、低周波数での動作と同じであり、オイルスペース８
内のオイル９が貫通穴７を通って移動することができ、
これにより、伝達ロッド５には力が加わらないため、駆
動部２に力が加わることがなく、プリストレスが変化す
ることがない。
【００１６】また、組み立て時も低周波数での動作と同
じであり、駆動部２のプリストレスが変化してしまうこ
とはない。
じであり、駆動部２のプリストレスが変化してしまうこ
とはない。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、駆動部
を容器に対して移動可能に取り付け、この取り付け部を
ヘルムホルツ共振系と見なせる構造として、所望の周波
数域では駆動部か容器のどちらか一方の振動が他方に伝
達されて振動し、それ以下の周波数域ではどちらか一方
の振動が他方に伝達されない構造としたものである。こ
れにより、深度変化に対して容器が変形しても駆動部に
は力が加わらないので、駆動部に与えてあるプリストレ
スを変化させてしまうことがなく音響性能が劣化しな
い。そして、使用帯域においては駆動部と容器との間は
剛体結合しているものと見なせて効率よく力を伝達でき
るという効果を有する。
を容器に対して移動可能に取り付け、この取り付け部を
ヘルムホルツ共振系と見なせる構造として、所望の周波
数域では駆動部か容器のどちらか一方の振動が他方に伝
達されて振動し、それ以下の周波数域ではどちらか一方
の振動が他方に伝達されない構造としたものである。こ
れにより、深度変化に対して容器が変形しても駆動部に
は力が加わらないので、駆動部に与えてあるプリストレ
スを変化させてしまうことがなく音響性能が劣化しな
い。そして、使用帯域においては駆動部と容器との間は
剛体結合しているものと見なせて効率よく力を伝達でき
るという効果を有する。
【図１】本発明の一実施例における水中送受波器の構造
図
図
【図２】従来の水中送受波器の平面断面図
１ 楕円シェル ２ 駆動部 ５ 伝達ロッド ６ ピストン部 ７ 貫通穴 ８ オイルスペース ９ オイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河守 章好 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 駆動部にプリストレスを与えた状態で容
器内に収納し、該容器を密封してなる水中送受波器にお
いて、 前記駆動部を容器に対して移動可能に取り付け、 この取り付け部は、駆動部からの力を受けるピストン部
と、前記容器側に設けられて前記ピストン部が移動でき
る空間部とを備え、 前記空間部に流体を充填し、かつ、ピストン部で区切ら
れた空間間で流体が移動できる微小な流動空間を前記ピ
ストン部に形成して、 前記駆動部あるいは容器が所望の周波数域で振動した場
合は前記流動空間の流体が移動せずピストン部と空間部
とが一体になって振動して駆動部か容器のどちらか一方
の振動が他方に伝達されて振動し、それ以下の周波数域
では前記流動空間の流体が移動してどちらか一方の振動
が他方に伝達されない構造となっていることを特徴とす
る水中送受波器。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16250295A JP3323366B2 (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | 水中送受波器 |
| EP96304650A EP0751489A3 (en) | 1995-06-28 | 1996-06-24 | Flextensional transducer fitted with a stress compensator |
| US08/672,028 US5768216A (en) | 1995-06-28 | 1996-06-26 | Flexitensional transducer having a strain compensator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16250295A JP3323366B2 (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | 水中送受波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0918988A true JPH0918988A (ja) | 1997-01-17 |
| JP3323366B2 JP3323366B2 (ja) | 2002-09-09 |
Family
ID=15755843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16250295A Expired - Lifetime JP3323366B2 (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | 水中送受波器 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5768216A (ja) |
| EP (1) | EP0751489A3 (ja) |
| JP (1) | JP3323366B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101227712B1 (ko) * | 2005-05-30 | 2013-01-29 | 조운현 | 굴곡탄성 피스톤 음파변화기 |
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| GB2466745B (en) | 2007-11-01 | 2012-03-14 | Qinetiq Ltd | Nested flextensional transducers |
| GB0721433D0 (en) * | 2007-11-01 | 2007-12-12 | Qinetiq Ltd | Temperature compensating flextensional transducer |
| FI121764B (fi) | 2008-12-31 | 2011-03-31 | Patria Aviat Oy | Nesteessä oleva värähtelijä |
| US9417017B2 (en) | 2012-03-20 | 2016-08-16 | Thermal Corp. | Heat transfer apparatus and method |
| US9612347B2 (en) * | 2014-08-14 | 2017-04-04 | Pgs Geophysical As | Compliance chambers for marine vibrators |
| CN105702244B (zh) * | 2014-11-28 | 2019-09-24 | 中国科学院声学研究所 | 一种嵌入式外部驱动iv型弯张换能器 |
| CN107403616B (zh) * | 2017-07-17 | 2020-08-07 | 哈尔滨工程大学 | 一种低频框架驱动式四边型弯张换能器 |
| HUE062097T2 (hu) * | 2019-12-16 | 2023-09-28 | Kistler Holding Ag | WIM-erõátalakító és egy ilyen WIM-erõátalakító házprofilja |
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| US2064911A (en) * | 1935-10-09 | 1936-12-22 | Harvey C Hayes | Sound generating and directing apparatus |
| US3258738A (en) * | 1963-11-20 | 1966-06-28 | Honeywell Inc | Underwater transducer apparatus |
| US4420826A (en) * | 1981-07-06 | 1983-12-13 | Sanders Associates, Inc. | Stress relief for flextensional transducer |
| US5345428A (en) * | 1986-03-19 | 1994-09-06 | The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Flextensional transducers |
| US4845687A (en) * | 1988-05-05 | 1989-07-04 | Edo Corporation, Western Division | Flextensional sonar transducer assembly |
| US4964106A (en) * | 1989-04-14 | 1990-10-16 | Edo Corporation, Western Division | Flextensional sonar transducer assembly |
| FR2672179B1 (fr) * | 1991-01-25 | 1993-04-16 | Thomson Csf | Transducteur acoustique flextenseur pour immersion profonde. |
| US5363346A (en) * | 1993-01-07 | 1994-11-08 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Conforming tuning coupler for flextensional transducers |
-
1995
- 1995-06-28 JP JP16250295A patent/JP3323366B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-06-24 EP EP96304650A patent/EP0751489A3/en not_active Withdrawn
- 1996-06-26 US US08/672,028 patent/US5768216A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101227712B1 (ko) * | 2005-05-30 | 2013-01-29 | 조운현 | 굴곡탄성 피스톤 음파변화기 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0751489A2 (en) | 1997-01-02 |
| JP3323366B2 (ja) | 2002-09-09 |
| US5768216A (en) | 1998-06-16 |
| EP0751489A3 (en) | 1997-08-13 |
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