JPH11218231A - 回転軸シール - Google Patents
回転軸シールInfo
- Publication number
- JPH11218231A JPH11218231A JP10034070A JP3407098A JPH11218231A JP H11218231 A JPH11218231 A JP H11218231A JP 10034070 A JP10034070 A JP 10034070A JP 3407098 A JP3407098 A JP 3407098A JP H11218231 A JPH11218231 A JP H11218231A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotary shaft
- seal
- seal segment
- segment
- ring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 作製、取付が容易であり、さらには回転軸に
対して調心性を有し、安定したラビリンス効果を得るこ
とができる回転軸シールを提供すること。 【解決手段】 回転軸シールは、ハウジング２と、回転
軸１との間に介装されるとともに、内周面に環状凹溝３
１を有するシールセグメント３と、該シールセグメント
３の外周に周設し、弾性を有するＯリング４とからなっ
ている。
対して調心性を有し、安定したラビリンス効果を得るこ
とができる回転軸シールを提供すること。 【解決手段】 回転軸シールは、ハウジング２と、回転
軸１との間に介装されるとともに、内周面に環状凹溝３
１を有するシールセグメント３と、該シールセグメント
３の外周に周設し、弾性を有するＯリング４とからなっ
ている。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、回転軸シールに関
し、特に高速、高圧下で使用に好適な回転軸シールに関
する。
し、特に高速、高圧下で使用に好適な回転軸シールに関
する。
【０００２】
【従来の技術】回転軸とハウジングとの間に設けられる
回転軸シール、例えば高速回転で運転されるコンプレッ
サなどに使用される潤滑油等の流体を密封する回転軸シ
ールとして、図３に示す構造の回転軸シールなどが使用
されている。
回転軸シール、例えば高速回転で運転されるコンプレッ
サなどに使用される潤滑油等の流体を密封する回転軸シ
ールとして、図３に示す構造の回転軸シールなどが使用
されている。
【０００３】図３の回転軸シールについて説明すると、
回転軸シールは、密封流体Ｒ側に設けられ、回転軸１に
接触して流体Ｒを密封するシールエレメント１５と、空
気Ａ側に設けられ、内周面に複数（図中では３本）の環
状凹溝１３１を有するとともに、回転軸１と内周面との
間にわずかに間隙を有するシールセグメント１３と、前
記シールエレメント１５と前記シールセグメント１３と
の間に設けられ、後記アウターケース１７の内周面を密
封するガスケット１６と、前記シールエレメント１５、
シールセグメント１３、ガスケット１６を覆うアウター
ケース１７と、該アウターケース１７の内周側にあっ
て、前記シールエレメント１５、シールセグメント１
３、ガスケット１６を軸方向に密着させるインナーケー
ス１８とからなり、前記回転軸シールは回転軸１とハウ
ジング２との間に介装されている。
回転軸シールは、密封流体Ｒ側に設けられ、回転軸１に
接触して流体Ｒを密封するシールエレメント１５と、空
気Ａ側に設けられ、内周面に複数（図中では３本）の環
状凹溝１３１を有するとともに、回転軸１と内周面との
間にわずかに間隙を有するシールセグメント１３と、前
記シールエレメント１５と前記シールセグメント１３と
の間に設けられ、後記アウターケース１７の内周面を密
封するガスケット１６と、前記シールエレメント１５、
シールセグメント１３、ガスケット１６を覆うアウター
ケース１７と、該アウターケース１７の内周側にあっ
て、前記シールエレメント１５、シールセグメント１
３、ガスケット１６を軸方向に密着させるインナーケー
ス１８とからなり、前記回転軸シールは回転軸１とハウ
ジング２との間に介装されている。
【０００４】このように構成することにより、前記シー
ルエレメント１５により潤滑油などの流体Ｒを密封する
とともに、前記シールセグメント１３により空気Ａ側の
圧力をラビリンス効果により減圧することができ、空気
Ａ側が真空状態や加圧状態などの厳しい使用条件下にお
いても、前記シールエレメント１５への空気側の圧力の
影響を抑えることができ、良好なシール性能を得られる
というものである。なお、前記ラビリンス効果とは、高
圧の流体が一方から流入した時に、狭い空間と広い空間
とを繰り返し通過することにより、前記高圧の流体は圧
縮と膨張とを繰り返して、最終的に減圧される効果をい
う。また、前記ラビリンス効果は、前記圧縮と膨張との
差が大きいほど効果が大きい。
ルエレメント１５により潤滑油などの流体Ｒを密封する
とともに、前記シールセグメント１３により空気Ａ側の
圧力をラビリンス効果により減圧することができ、空気
Ａ側が真空状態や加圧状態などの厳しい使用条件下にお
いても、前記シールエレメント１５への空気側の圧力の
影響を抑えることができ、良好なシール性能を得られる
というものである。なお、前記ラビリンス効果とは、高
圧の流体が一方から流入した時に、狭い空間と広い空間
とを繰り返し通過することにより、前記高圧の流体は圧
縮と膨張とを繰り返して、最終的に減圧される効果をい
う。また、前記ラビリンス効果は、前記圧縮と膨張との
差が大きいほど効果が大きい。
【０００５】このような構成とした場合、前述のシール
セグメント１３によって得られるラビリンス効果は、前
記回転軸１とシールセグメント１３の内周面との間隙の
大きさや凹溝１３１の大きさによって大きく変動するこ
とになる。即ち、回転軸シールの作製時の寸法公差が大
きい場合、また、回転軸シールの取付時に回転軸１とシ
ールセグメント１３の内周面との同心度が得られない場
合などは、回転軸１に対してシールセグメント１３が偏
心しており、回転軸１とシールセグメント１３との間隙
が場所によって異なって、安定したラビリンス効果を得
ることができなかったり、前記偏心により、回転軸１と
シールセグメント１３とが接触し、シールセグメント１
３の内周面に偏摩耗などが生じると、該シールセグメン
ト１３の内周面に設けられた凹溝１３１の大きさ（深
さ）にも偏りが生じ、安定したラビリンス効果を得るこ
とができない。
セグメント１３によって得られるラビリンス効果は、前
記回転軸１とシールセグメント１３の内周面との間隙の
大きさや凹溝１３１の大きさによって大きく変動するこ
とになる。即ち、回転軸シールの作製時の寸法公差が大
きい場合、また、回転軸シールの取付時に回転軸１とシ
ールセグメント１３の内周面との同心度が得られない場
合などは、回転軸１に対してシールセグメント１３が偏
心しており、回転軸１とシールセグメント１３との間隙
が場所によって異なって、安定したラビリンス効果を得
ることができなかったり、前記偏心により、回転軸１と
シールセグメント１３とが接触し、シールセグメント１
３の内周面に偏摩耗などが生じると、該シールセグメン
ト１３の内周面に設けられた凹溝１３１の大きさ（深
さ）にも偏りが生じ、安定したラビリンス効果を得るこ
とができない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、所望のラビリ
ンス効果を得るために回転軸とシールセグメントとの間
隙、および、同心度の調整を厳しく行う必要があり、そ
のためにはアウターケース１１とシールセグメント１５
との嵌め合い公差を厳しくする（極めて小さくする）こ
とにより行う必要がある。しかしながら、公差を厳しく
することは、同時に回転軸シールの作製、取付を困難に
するといった問題がある。
ンス効果を得るために回転軸とシールセグメントとの間
隙、および、同心度の調整を厳しく行う必要があり、そ
のためにはアウターケース１１とシールセグメント１５
との嵌め合い公差を厳しくする（極めて小さくする）こ
とにより行う必要がある。しかしながら、公差を厳しく
することは、同時に回転軸シールの作製、取付を困難に
するといった問題がある。
【０００７】さらに、回転軸自体に偏心が生じて回転軸
とシールセグメントとが接触する場合などにも、シール
セグメントの内周面が偏摩耗し、前述のようにラビリン
ス効果が不安定になる可能性もある。
とシールセグメントとが接触する場合などにも、シール
セグメントの内周面が偏摩耗し、前述のようにラビリン
ス効果が不安定になる可能性もある。
【０００８】そこで、本発明は、作製、取付が容易であ
り、さらには回転軸に対して調心性を有し、安定したラ
ビリンス効果を得ることができる回転軸シールを提供す
ることを目的とする。
り、さらには回転軸に対して調心性を有し、安定したラ
ビリンス効果を得ることができる回転軸シールを提供す
ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の回転軸シール
は、回転軸と、ハウジングとの間に介装されるととも
に、前記回転軸側の面に複数の凹溝が設けられているシ
ールセグメントを有する回転軸シールであって、前記シ
ールセグメントの前記ハウジング側に、弾性体からなる
リングを周設することを特徴とするものである。
は、回転軸と、ハウジングとの間に介装されるととも
に、前記回転軸側の面に複数の凹溝が設けられているシ
ールセグメントを有する回転軸シールであって、前記シ
ールセグメントの前記ハウジング側に、弾性体からなる
リングを周設することを特徴とするものである。
【００１０】また、回転軸と、ハウジングとの間に介装
される回転軸シールであって、密封流体側に設けられる
シールエレメントと、空気側に設けられるとともに、前
記回転軸側の面に複数の凹溝を有するシールセグメント
と、該シールセグメントの前記ハウジング側に周設され
る弾性体からなるリングと、前記シールエレメントとシ
ールセグメントとの間に設けられるガスケットと、前記
各シール部材の外周を覆うアウターケースと、該アウタ
ーケースの内周側の側面との間で前記各シール部材を軸
方向に密着固定するインナーケースとを備えることを特
徴とするものである。
される回転軸シールであって、密封流体側に設けられる
シールエレメントと、空気側に設けられるとともに、前
記回転軸側の面に複数の凹溝を有するシールセグメント
と、該シールセグメントの前記ハウジング側に周設され
る弾性体からなるリングと、前記シールエレメントとシ
ールセグメントとの間に設けられるガスケットと、前記
各シール部材の外周を覆うアウターケースと、該アウタ
ーケースの内周側の側面との間で前記各シール部材を軸
方向に密着固定するインナーケースとを備えることを特
徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の態様】以下本発明の実施態様につき詳細
に説明する。図１は本発明の回転軸シールの一実施例を
示した図である。図にしたがって説明すると、回転軸シ
ールは、ハウジング２と、回転軸１との間に介装されて
おり、前記ハウジング２の内周面に設けられた環状溝２
１内に、内周面に３本の環状凹溝３１、３１、３１を有
するシールセグメント３と、該シールセグメント３の外
周に周設し、弾性を有するＯリング４とを、前記シール
セグメント３の内周側が前記ハウジング２の内周面から
突出するようにして嵌着している。
に説明する。図１は本発明の回転軸シールの一実施例を
示した図である。図にしたがって説明すると、回転軸シ
ールは、ハウジング２と、回転軸１との間に介装されて
おり、前記ハウジング２の内周面に設けられた環状溝２
１内に、内周面に３本の環状凹溝３１、３１、３１を有
するシールセグメント３と、該シールセグメント３の外
周に周設し、弾性を有するＯリング４とを、前記シール
セグメント３の内周側が前記ハウジング２の内周面から
突出するようにして嵌着している。
【００１２】また、図２は本発明の回転軸シールの他の
実施例を示した図であり、回転軸シールは、ハウジング
２と回転軸１との間に介装されており、回転軸シール
は、密封流体Ｒ側に回転軸１と接触した状態で、前記密
封流体Ｒを密封するシールエレメント５を設け、変形防
止のための芯金９を有するガスケット６を介して、空気
Ａ側に内周面に３本の環状凹溝３１、３１、３１を有す
るシールセグメント３を設け、該シールセグメント３の
外周に弾性を有するＯリング４を周設し、前記シールエ
レメント５、ガスケット６、シールセグメント３、およ
びＯリング４をアウターケース７によって覆い、前記シ
ールエレメント５、ガスケット６、シールセグメント
３、およびＯリング４を該アウターケース７の内周側の
側面と、インナーケース８とで軸方向に密着固定した構
成としている。
実施例を示した図であり、回転軸シールは、ハウジング
２と回転軸１との間に介装されており、回転軸シール
は、密封流体Ｒ側に回転軸１と接触した状態で、前記密
封流体Ｒを密封するシールエレメント５を設け、変形防
止のための芯金９を有するガスケット６を介して、空気
Ａ側に内周面に３本の環状凹溝３１、３１、３１を有す
るシールセグメント３を設け、該シールセグメント３の
外周に弾性を有するＯリング４を周設し、前記シールエ
レメント５、ガスケット６、シールセグメント３、およ
びＯリング４をアウターケース７によって覆い、前記シ
ールエレメント５、ガスケット６、シールセグメント
３、およびＯリング４を該アウターケース７の内周側の
側面と、インナーケース８とで軸方向に密着固定した構
成としている。
【００１３】このように構成された図１および図２に示
す回転軸シールは、前記シールセグメント３の外周側に
弾性を有するＯリング４が周設されているので、該Ｏリ
ング４の弾性により、シールセグメント３は回転軸１に
対して調心性を有する。即ち、前記回転軸１に対して前
記シールセグメント３が偏心していた場合や、前記回転
軸１が偏心した場合など、前記回転軸１が前記シールセ
グメント３の一部に接触しても、該接触部分で前記シー
ルセグメント３はＯリング４の弾性により径方向に変位
し、前記シールセグメント３と前記回転軸１とはほぼ同
心状に偏心する。
す回転軸シールは、前記シールセグメント３の外周側に
弾性を有するＯリング４が周設されているので、該Ｏリ
ング４の弾性により、シールセグメント３は回転軸１に
対して調心性を有する。即ち、前記回転軸１に対して前
記シールセグメント３が偏心していた場合や、前記回転
軸１が偏心した場合など、前記回転軸１が前記シールセ
グメント３の一部に接触しても、該接触部分で前記シー
ルセグメント３はＯリング４の弾性により径方向に変位
し、前記シールセグメント３と前記回転軸１とはほぼ同
心状に偏心する。
【００１４】従って、前記回転軸シールにおいては、前
記シールセグメント３の内周面の偏摩耗は少なく、ま
た、シールセグメント３の内周面と回転軸１との間隙も
前記調心作用によってある程度維持することができ、よ
り安定したラビリンス効果を得ることができる。
記シールセグメント３の内周面の偏摩耗は少なく、ま
た、シールセグメント３の内周面と回転軸１との間隙も
前記調心作用によってある程度維持することができ、よ
り安定したラビリンス効果を得ることができる。
【００１５】また、前記弾性を有するＯリング４は、こ
れに限定されるわけではなく、少なくとも半径方向に弾
性を有するリングであればよく、弾性体からなるＯリン
グや、Ｃリング、断面方形状のリングなど、あるいはコ
イルをリング状にしたものなどを用いることができる。
この中で、前記Ｏリングは、作製が容易であるととも
に、安価に製造できるので好ましい。
れに限定されるわけではなく、少なくとも半径方向に弾
性を有するリングであればよく、弾性体からなるＯリン
グや、Ｃリング、断面方形状のリングなど、あるいはコ
イルをリング状にしたものなどを用いることができる。
この中で、前記Ｏリングは、作製が容易であるととも
に、安価に製造できるので好ましい。
【００１６】また、前記シールセグメント３は、前述の
実施態様では３本の環状凹溝が内周面に形成されている
が、ラビリンス効果を得るために回転軸側、即ち内周面
側に複数の凹溝を有していればよく、溝の形状や本数に
制限はなく、使用環境によって適宜設計することができ
る。さらに、回転軸１とハウジング２との間に介装さ
れ、少なくとも使用状態において、回転軸１とシールセ
グメント３の内周面との間に間隙を有していればよく、
例えば、シールセグメント３の最内径を、予め回転軸１
の外径よりも若干大きく作製し、前記ハウジング２に嵌
着してもよく、また、シールセグメント３の最内径を、
予め回転軸１の外径よりも若干小さく作製して、前記ハ
ウジング２に嵌着し、実際に使用を始める前に回転軸１
を作動させ、回転軸１とシールセグメント３との摩擦に
より、シールセグメント３の内周面を摩耗させ、回転軸
１とシールセグメント３との間にわずかな間隙を形成す
ることもできる。後者の場合、前者に比べて作製時の寸
法公差をより緩やかに（大きく）することができ、その
結果回転軸シールの作製が容易になるので好ましい。
実施態様では３本の環状凹溝が内周面に形成されている
が、ラビリンス効果を得るために回転軸側、即ち内周面
側に複数の凹溝を有していればよく、溝の形状や本数に
制限はなく、使用環境によって適宜設計することができ
る。さらに、回転軸１とハウジング２との間に介装さ
れ、少なくとも使用状態において、回転軸１とシールセ
グメント３の内周面との間に間隙を有していればよく、
例えば、シールセグメント３の最内径を、予め回転軸１
の外径よりも若干大きく作製し、前記ハウジング２に嵌
着してもよく、また、シールセグメント３の最内径を、
予め回転軸１の外径よりも若干小さく作製して、前記ハ
ウジング２に嵌着し、実際に使用を始める前に回転軸１
を作動させ、回転軸１とシールセグメント３との摩擦に
より、シールセグメント３の内周面を摩耗させ、回転軸
１とシールセグメント３との間にわずかな間隙を形成す
ることもできる。後者の場合、前者に比べて作製時の寸
法公差をより緩やかに（大きく）することができ、その
結果回転軸シールの作製が容易になるので好ましい。
【００１７】また、前述の実施態様の回転軸シールで
は、内周面に凹溝を有するシールセグメント３の外周
に、弾性を有するＯリングを周設した状態でハウジング
に嵌着しているが、これに限定されるわけではなく、シ
ールセグメント３の外周に凹溝を設け、シールセグメン
ト３の内周にＯリングを周設させてもよい。
は、内周面に凹溝を有するシールセグメント３の外周
に、弾性を有するＯリングを周設した状態でハウジング
に嵌着しているが、これに限定されるわけではなく、シ
ールセグメント３の外周に凹溝を設け、シールセグメン
ト３の内周にＯリングを周設させてもよい。
【００１８】また、前述の２つの実施態様に示すよう
に、本発明の回転軸シールは、シールセグメント３の凹
溝を有する側（図では内周側）とは反対側（図では外周
側）に弾性を有するリングを設ければ良く、シールセグ
メント３とリング４とからなる態様や、さらにシールエ
レメント５、アウターケース７などを設けた態様など必
要に応じて適宜設けることができる。なお、図２に示す
回転軸シールにおいて、本実施態様ではガスケット６に
変形防止のための芯金９を設けているが、必ずしも必要
ではなく、ガスケットの厚さなどにより変形の恐れが少
ない場合などは省くこともできる。
に、本発明の回転軸シールは、シールセグメント３の凹
溝を有する側（図では内周側）とは反対側（図では外周
側）に弾性を有するリングを設ければ良く、シールセグ
メント３とリング４とからなる態様や、さらにシールエ
レメント５、アウターケース７などを設けた態様など必
要に応じて適宜設けることができる。なお、図２に示す
回転軸シールにおいて、本実施態様ではガスケット６に
変形防止のための芯金９を設けているが、必ずしも必要
ではなく、ガスケットの厚さなどにより変形の恐れが少
ない場合などは省くこともできる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明した通りの本発明の回転軸シー
ルによれば、回転軸に対してシールセグメントが偏心し
ていても、シールセグメントの内周面の偏摩耗が少な
く、また回転軸とシールセグメントとの間隙もある程度
維持することができ、より安定したラビリンス効果を得
ることができるので、回転軸シールの作製、取付が容易
になるという優れた効果を奏するものである。
ルによれば、回転軸に対してシールセグメントが偏心し
ていても、シールセグメントの内周面の偏摩耗が少な
く、また回転軸とシールセグメントとの間隙もある程度
維持することができ、より安定したラビリンス効果を得
ることができるので、回転軸シールの作製、取付が容易
になるという優れた効果を奏するものである。
【００２０】さらに、本発明の回転軸シールは、シール
セグメントが回転軸に対して調心性を有するので、回転
軸が偏心したとしてもシールセグメントは前記偏心に追
従し、より安定したラビリンス効果を得ることができる
という優れた効果を奏するものである。
セグメントが回転軸に対して調心性を有するので、回転
軸が偏心したとしてもシールセグメントは前記偏心に追
従し、より安定したラビリンス効果を得ることができる
という優れた効果を奏するものである。
【図１】本発明の回転軸シールの一実施例を示す装着状
態の断面図である。
態の断面図である。
【図２】本発明の回転軸シールの他の実施例を示す装着
状態の断面図である。
状態の断面図である。
【図３】従来の回転軸シールを示す装着状態の断面図で
ある。
ある。
１ 回転軸 ２ ハウジング ３ シールセグメント ４ Ｏリング
Claims (4)
- 【請求項１】 回転軸と、ハウジングとの間に介装され
るとともに、前記回転軸側の面に複数の凹溝が設けられ
ているシールセグメントを有する回転軸シールであっ
て、前記シールセグメントの前記ハウジング側に、弾性
体からなるリングを周設したことを特徴とする回転軸シ
ール。 - 【請求項２】 回転軸と、ハウジングとの間に介装され
る回転軸シールであって、密封流体側に設けられるシー
ルエレメントと、空気側に設けられるとともに、前記回
転軸側の面に複数の凹溝を有するシールセグメントと、
該シールセグメントの前記ハウジング側に周設される弾
性体からなるリングと、前記シールエレメントとシール
セグメントとの間に設けられるガスケットと、前記各シ
ール部材の外周を覆うアウターケースと、該アウターケ
ースの内周側の側面との間で前記各シール部材を軸方向
に密着固定するインナーケースとを備えることを特徴と
する回転軸シール。 - 【請求項３】 前記弾性体からなるリングが、Ｏリング
であることを特徴とする請求項１または２記載の回転軸
シール。 - 【請求項４】 前記シールセグメントが、取付時には回
転軸の外径よりもわずかに小さい最内径であることを特
徴とする請求項１から３のいずれかに記載の回転軸シー
ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10034070A JPH11218231A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 回転軸シール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10034070A JPH11218231A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 回転軸シール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11218231A true JPH11218231A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=12404011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10034070A Pending JPH11218231A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 回転軸シール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11218231A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010159829A (ja) * | 2009-01-08 | 2010-07-22 | Toshiba Corp | 蒸気弁装置およびそれを備えた発電設備 |
| WO2022044956A1 (ja) * | 2020-08-28 | 2022-03-03 | イーグル工業株式会社 | 密封装置 |
-
1998
- 1998-01-30 JP JP10034070A patent/JPH11218231A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010159829A (ja) * | 2009-01-08 | 2010-07-22 | Toshiba Corp | 蒸気弁装置およびそれを備えた発電設備 |
| WO2022044956A1 (ja) * | 2020-08-28 | 2022-03-03 | イーグル工業株式会社 | 密封装置 |
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Legal Events
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| A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
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| A975 | Report on accelerated examination |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041124 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050329 |