JPH11299153A - 車両用交流発電機の固定子 - Google Patents
車両用交流発電機の固定子Info
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- JPH11299153A JPH11299153A JP10096326A JP9632698A JPH11299153A JP H11299153 A JPH11299153 A JP H11299153A JP 10096326 A JP10096326 A JP 10096326A JP 9632698 A JP9632698 A JP 9632698A JP H11299153 A JPH11299153 A JP H11299153A
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Abstract
て、コイルエンド部を小さくでき、コイルエンド部の整
形時のコイル素線間の干渉による傷や変形を軽減して絶
縁不良の発生を抑え、品質および信頼性を高めることが
できる車両用交流発電機の固定子を得る。 【解決手段】 各コイル素線4は、スロット2aから引
き出された後、周方向の一側に向かって固定子鉄芯2の
端面から軸方向の外方に離れるように延び、ついで径方
向の内周側に折り返され、その後周方向の一側に向かっ
て固定子鉄芯2の端面に接近するように延びて、コイル
素線4が引き出されたスロット2aから周方向の一側に
3スロット離れたスロット2a内に引き込まれるコイル
形状に構成され、折り返し部およびその近傍で周方向に
重なるように配列されている。
Description
機の固定子に関し、特にその固定子鉄芯のスロットに挿
入される固定子巻線のコイルエンド部形状に関するもの
である。
を示す斜視図、図8は従来の車両用交流発電機の固定子
において固定子巻線のみを取り出した状態を示す斜視
図、図9は従来の車両用交流発電機の固定子の要部を模
式的に示す上面図である。各図において、固定子1は、
複数のスロット2aが形成された薄板鋼材を積層してな
る固定子鉄芯2と、固定子鉄芯2に形成されたスロット
2aに挿入される固定子巻線3とから構成される。そし
て、交流発電機の回転子の極数が一般的な6極の場合に
は、固定子鉄芯2のスロット2aの数は、36個とな
る。コイル素線が、スロット数で3個ずつ飛んだ位置の
スロット2aに順に挿入される。1周するとその同じス
ロット2aに2周目を挿入して行き、これを所定回繰り
返すことにより、いわゆる集中巻方式と呼ばれている1
相分の固定子巻線3が形成される。このようにして、コ
イル素線が挿入されるスロット2aを互いに1個ずつず
らして3相分の固定子巻線3が形成されている。各固定
子巻線3は、スロット2a内に挿入される直線部3a
と、固定子鉄芯2の軸方向の外部で隣り合う直線部3a
間を連結するコイルエンド部3bとから構成される。そ
して、1相の固定子巻線3(外層巻線3A)が固定子鉄
芯2に径方向の外周側に巻装され、もう1相の固定子巻
線3(内層巻線3B)が内周側に巻装され、残りの1相
の固定子巻線3(中層巻線3C)がその中間に巻装され
ている。なお、図8中斜線部は外層巻線3Aを表してい
る。
ド部形状について説明する。固定子巻線3を構成するコ
イル素線4は、図10に示されるように、スロット2a
から立ち上がり、その後略直角に折り曲げられて周方向
に延び、3個ずれたスロット2aの位置で略直角に折り
曲げられてスロット2aに沈められている。そして、コ
イル素線4は、図11および図12に示されるように、
スロット2aから立ち上がる毎に、径方向に重なるよう
に立ち上げられ、その折り曲げ高さが変えられ、さらに
径方向に重なるように立ち下げられている。なお、図1
2では、内層巻線3Bおよび中層巻線3Cは簡略化され
て示されている。
際には、特公平4−42899号公報に記載されている
ように、コイル素線4を所定回巻回して環状コイルユニ
ットを成形し、該環状コイルユニットから直線部3aと
コイルエンド部3bとを有する星形コイルユニットを成
形する。そして、該星形コイルユニットの各直線部3a
を各スロット2a内に嵌め込んで固定子鉄芯2に組み込
まれる。その後、コイルエンド部3bを図12に示され
るように整形して所定の寸法とし、発電機の組み立て性
を確保している。
定子におけるコイルエンド部周りを示す側面図、図14
は従来の車両用交流発電機の他の固定子の要部を模式的
に示す上面図である。なお、上述の従来例では、集中巻
方式の固定子巻線について示したが、この従来例では、
振分巻方式の固定子巻線について示している。この従来
例では、特公平4−42899号公報に記載されている
ように、コイル素線4を所定回巻回して環状コイルユニ
ットを成形し、該環状コイルユニットから直線部3aと
コイルエンド部3bとを有する星形コイルユニットを成
形する。そして、星形コイルユニットを2つの分配コイ
ルユニット5a、5bに分配し、一方の分配コイルユニ
ット5bを180度反転させて他方の分配コイルユニッ
ト5aに重ね合わせた後、各直線部3aを各スロット2
a内に嵌め込んで固定子巻線3が固定子鉄芯2に組み込
まれる。その後、コイルエンド部3bの整形を行うこと
になる。
定子巻線3は、図14に示されるように、外層巻線3A
が固定子鉄芯2に径方向の外周側に巻装され、内層巻線
3Bが内周側に巻装され、中層巻線3Cがその中間に巻
装されている。そして、各固定子巻線3を構成する分配
コイルユニット5aのコイル素線4は、図13に示され
るように、スロット2aから立ち上がる毎に、径方向に
重なるように立ち上げられ、折り曲げ高さを変えて略直
角に折り曲げられて周方向の一側に延び、3個ずれたス
ロット2aの位置で略直角に折り曲げられてスロット2
aに沈められている。また、他方の分配コイルユニット
5bのコイル素線4は、スロット2aから立ち上がる毎
に、径方向に重なるように立ち上げられ、折り曲げ高さ
を変えて略直角に折り曲げられて周方向の他側に延び、
3個ずれたスロット2aの位置で略直角に折り曲げられ
てスロット2aに沈められている。
機の固定子は、各相の固定子巻線3がそれぞれ外周側、
内周側およびその中間の位置に決められ、同心異円周上
に位置しているので、各相のコイルエンド部3bは径方
向に重なり合い、径方向寸法が大きくなってしまうとい
う課題があった。また、固定子巻線3が固定子鉄芯2に
組み込まれた後、スロット2aから立ち上がる毎に、径
方向に重なるように立ち上げられ、折り曲げ高さを変え
て略直角に折り曲げられて周方向に延び、3個ずれたス
ロット2aの位置で略直角に折り曲げられてスロット2
aに沈められるように整形されるので、コイルエンド部
3bのコイル素線4に不要な曲げ、こすれ、圧力が加わ
り、コイル被膜に傷を付けて、絶縁不良を発生してしま
うという課題もあった。また、固定子巻線3のコイルエ
ンド部3bが整列されていないので、ワニス等で固定し
ても、使用条件の悪化や経年変化により、外層巻線3A
および内層巻線3Bがそれぞれ径方向に広がってしまう
という課題もあった。
各相ごとのコイルユニットのコイル素線を軸方向にずら
して偏平状に配列配置し、かつ、コイルユニット間に隙
間を設けている従来例が記載されている。この従来例で
は、各相のコイルユニット厚(径方向寸法)をある程度
小さくすることができるが、各コイルユニット間に隙間
を設けているので、コイルエンド部自体の径方向寸法が
大きくなってしまっている。さらに、各相のコイルユニ
ット内のコイル素線は整列されていないので、各相のコ
イルユニットを整形する際に絶縁不良を発生させてしま
う。また、特開昭61−185045号公報には、1極
1相分のコイル形状をすべての1極1相分について同一
とする従来例が記載されている。この従来例では、各相
ごとのコイルユニット自体が、相ごとに軸方向にずれて
配置されているので、全体としてコイルエンド部の高さ
が高く、径方向の幅も広がっており、さらにコイル素線
の曲げ箇所が増大している。
ためになされたもので、コイルエンド部の整列性を高め
て、コイルエンド部を小さくでき、コイルエンド部の整
形時のコイル素線間の干渉による傷や変形を軽減して絶
縁不良の発生を抑え、品質および信頼性を高めることが
できる車両用交流発電機の固定子を得ることを目的とす
る。
流発電機の固定子は、複数のスロットを有する固定子鉄
芯と、コイル素線が所定回巻回され、複数の直線部と隣
り合う直線部の端部間を連結するコイルエンド部とを有
するコイルユニットを、該複数の直線部を所定スロット
数毎に順次上記スロットに嵌め込み、該コイルエンド部
を上記固定子鉄芯の端面から軸方向の外方に突出させて
上記固定子鉄芯に組み込まれた複数相の固定子巻線とを
備え、上記コイルエンド部を構成する各コイル素線は、
上記スロットから引き出された後、上記固定子鉄芯の周
方向の一側に向かって上記固定子鉄芯の端面から軸方向
の外方に離れるように延び、ついで上記固定子鉄芯の径
方向の内周側に折り返され、その後上記固定子鉄芯の周
方向の一側に向かって上記固定子鉄芯の端面に接近する
ように延びて、該コイル素線が引き出されたスロットか
ら上記固定子鉄芯の周方向の一側に所定スロット数離れ
たスロット内に引き込まれるコイル形状に構成され、か
つ、毎極毎相の上記コイルエンド部を構成する全てのコ
イル素線は、上記コイル形状がほぼ同一に構成され、少
なくとも上記コイル形状の折り返し部およびその近傍で
上記固定子鉄芯の周方向に重なって配列されているもの
である。
る全てのコイル素線は、上記コイル形状がほぼ同一に構
成され、少なくとも上記コイル形状の折り返し部および
その近傍で上記固定子鉄芯の周方向に重なって配列され
ているものである。
における上記コイル素線の軸心方向が上記固定子鉄芯の
径方向と略一致しているものである。
について説明する。 実施の形態1.図1および図2はそれぞれこの発明の実
施の形態1に係る車両用交流発電機の固定子におけるコ
イルエンド部周りを示す一部破断側面図および上面図、
図3および図4はそれぞれこの発明の実施の形態1に係
る車両用交流発電機の固定子におけるコイルエンド部の
1巻コイル形状を説明する斜視図および上面図、図5は
この発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機の固定
子におけるコイルエンド部の複数巻コイル形状を説明す
る上面図である。
ット2aが形成された薄板鋼材を積層してなる固定子鉄
芯2と、固定子鉄芯2に形成されたスロット2aに挿入
される固定子巻線3とから構成される。そして、交流発
電機の回転子の極数が一般的な6極の場合には、固定子
鉄芯2のスロット2aの数は、36個となる。コイル素
線4が、スロット数で3個ずつ飛んだ位置のスロット2
aに順に挿入される。1周するとその同じスロット2a
に2周目を挿入して行き、これを所定回繰り返すことに
より、いわゆる集中巻方式と呼ばれている1相分の固定
子巻線3が形成される。このようにして、コイル素線4
が挿入されるスロット2aを互いに1個ずつずらして3
相分の固定子巻線3が形成されている。各固定子巻線3
は、スロット2a内に挿入される直線部3aと、固定子
鉄芯2の軸方向の外部で隣り合う直線部3a間を連結す
るコイルエンド部3bとから構成される。
線3の1極1相分のコイルエンド部形状について説明す
る。固定子巻線3を構成するコイル素線4は、図3およ
び図4に示されるように、スロット2aから立ち上が
り、固定子鉄芯2の周方向の一側に向かって固定子鉄芯
2の端面から軸方向の外方に離れるように延び、ついで
固定子鉄芯2の径方向の内周側に折り返され、その後固
定子鉄芯2の周方向の一側に向かって固定子鉄芯2の端
面に接近するように延びて、コイル素線4が引き出され
たスロット2aから固定子鉄芯2の周方向の一側に3ス
ロット離れたスロット2a内に引き込まれるコイル形状
に構成されている。そして、複数回巻回されたコイル素
線4は、図5に示されるように、コイル形状の折り返し
部およびその近傍で固定子鉄芯2の周方向に順次重なる
ように配列されている。なお、図示していないが、コイ
ル素線4は、固定子鉄芯2の他側においても同コイル形
状で同様に配列されている。また、図4に矢印Aで示さ
れるように、コイル形状の折り返し部先端のコイル素線
4の軸心方向は固定子鉄芯2の径方向と略一致してい
る。
3のコイルエンド部3bがそれぞれ上述の1極1相分の
コイルエンド部と同等に構成され、コイル素線4が図1
および図2に示されるように配列されて構成されてい
る。そして、この固定子10は、まずコイル素線4を所
定回巻回して環状コイルユニットを成形し、該環状コイ
ルユニットから直線部3aとコイルエンド部3bとを有
する星形コイルユニットを成形する。そして、挿入機
(図示せず)により該星形コイルユニットの各直線部3
aを各スロット2a内に嵌め込んで、固定子巻線3が固
定子鉄芯2に組み込まれる。その後、コイルエンド部3
bを整形して所定の寸法とし、発電機の組み立て性を確
保している。
がスロット2aから立ち上がり、固定子鉄芯2の周方向
の一側に向かって固定子鉄芯2の端面から軸方向の外方
に離れるように延び、ついで固定子鉄芯2の径方向の内
周側に折り返され、その後固定子鉄芯2の周方向の一側
に向かって固定子鉄芯2の端面に接近するように延び
て、コイル素線4が引き出されたスロット2aから固定
子鉄芯2の周方向の一側に3スロット離れたスロット2
a内に引き込まれるコイル形状に構成されている。そこ
で、コイル素線4は、略直角に曲げられることなくコイ
ルエンド部の根元部から先端まで滑らかにつながってお
り、コイル整形時における整形量が少なくなり、コイル
素線4に与えるダメージを低減することができる。ま
た、毎極毎相のコイルエンド部3bを構成する全てのコ
イル素線4が、同一のコイル形状に構成され、コイル形
状の折り返し部で固定子鉄芯2の周方向に重なって配列
されているので、コイルエンド部におけるコイル素線4
の整列性が向上され、コイルエンド部の高さを低くでき
るとともに、整形量が少なくなり、整形工程が簡略化さ
れ、コイル素線4に与えるダメージが低減される。さら
に、毎極毎相において、コイル素線4同士のクロスが低
減されるので、コイル素線4同士の干渉による傷や変形
の発生を抑えることができる。そこで、コイル素線4同
士やコイル素線4と固定子鉄芯2との絶縁不良率が減
り、品質、信頼性を高めることができる。
る全てのコイル素線4が、同一のコイル形状に構成さ
れ、コイル形状の折り返し部で固定子鉄芯2の周方向に
重なって配列されているので、コイルエンド部における
コイル素線4の整列性が向上され、コイルエンド部の高
さを一定で、かつ、低くできるとともに、整形量が少な
くなり、整形工程が簡略化され、コイル素線4に与える
ダメージが低減される。さらに、相間でのコイル素線4
同士のクロスが低減されるので、相間でのコイル素線4
同士の干渉による傷や変形の発生を抑えることができ
る。そこで、相間でのコイル素線4同士やコイル素線4
と固定子鉄芯2との絶縁不良率が減り、品質、信頼性を
さらに高めることができる。さらにまた、コイルエンド
部3bが、従来のように、外層、内層および中層に区別
されることなく、周方向に整列されているので、コイル
エンド部の径方向の厚みを小さくでき、径方向寸法の縮
小化が図られる。また、コイルエンド部3bのコイル素
線4が整列されているので、ワニス等で固定すれば、使
用条件が悪化しても、固定子巻線3が径方向に広がるよ
うなことを防止できる。
コイル素線4の軸心方向が固定子鉄芯2の径方向と略一
致しているので、コイルエンド部3bの折り曲げ部の周
方向の幅が小さくなり、コイル巻数の多数化が図られ
る。さらに、コイル素線4を周方向に重なって配列でき
る領域をコイルエンド部の根元側に近づけることができ
るので、コイル素線4同士のクロスが一層低減され、コ
イル素線4同士の干渉による傷や変形の発生をさらに抑
えることができる。
定子巻線3を集中巻方式としているが、この実施の形態
2では、固定子巻線を振分巻方式としている。つまり、
この実施の形態2では、コイル素線4を所定回巻回して
環状コイルユニットを成形し、該環状コイルユニットか
ら直線部3aとコイルエンド部3bとを有する星形コイ
ルユニットを成形する。そして、星形コイルユニットを
2つの分配コイルユニット5a、5bに分配し、一方の
分配コイルユニット5bを180度反転させて他方の分
配コイルユニット5aに重ね合わせた後、挿入機(図示
せず)により各直線部3aを各スロット2a内に嵌め込
んで固定子巻線3を固定子鉄芯2に組み込んでいる。
線3の1極1相分のコイルエンド部形状について図6を
参照しつつ説明する。各固定子巻線3の分配コイルユニ
ット5aを構成するコイル素線4は、スロット2aから
立ち上がり、固定子鉄芯2の周方向の一側に向かって固
定子鉄芯2の端面から軸方向の外方に離れるように延
び、ついで固定子鉄芯2の径方向の内周側に折り返さ
れ、その後固定子鉄芯2の周方向の一側に向かって固定
子鉄芯2の端面に接近するように延びて、コイル素線4
が引き出されたスロット2aから固定子鉄芯2の周方向
の一側に3スロット離れたスロット2a内に引き込まれ
るコイル形状に構成されている。そして、分配コイルユ
ニット5aの全てのコイル素線4は、コイル形状の折り
返し部およびその近傍で固定子鉄芯2の周方向に順次重
なるように配列されている。一方、分配コイルユニット
5bを構成するコイル素線4は、スロット2aから立ち
上がり、固定子鉄芯2の周方向の他側に向かって固定子
鉄芯2の端面から軸方向の外方に離れるように延び、つ
いで固定子鉄芯2の径方向の外周側に折り返され、その
後固定子鉄芯2の周方向の他側に向かって固定子鉄芯2
の端面に接近するように延びて、コイル素線4が引き出
されたスロット2aから固定子鉄芯2の周方向の他側に
3スロット離れたスロット2a内に引き込まれるコイル
形状に構成されている。そして、分配コイルユニット5
bの全てのコイル素線4は、コイル形状の折り返し部お
よびその近傍で固定子鉄芯2の周方向に順次重なるよう
に配列されている。
1は、固定子巻線3が振分巻方式で固定子鉄芯2に装着
されてなり、各相の固定子巻線3のコイルエンド部3b
がそれぞれ上述の1極1相分のコイルエンド部と同等に
構成されている。
は、固定子鉄芯2の他側においても同コイル形状で同様
に配列されている。また、コイル形状の折り返し部先端
のコイル素線4の軸心方向は固定子鉄芯2の径方向と略
一致している。また、分配コイルユニット5a、5bを
構成するコイル素線4は、周方向の一方向から見れば、
同一のコイル形状に構成されているとすることができ
る。
1相毎のコイル形状のみならず、各スロットに対するコ
イル素線4の配置も全て同一となっている点が上記実施
の形態1と異なっている。従って、この実施の形態2に
よれば、同一巻数の場合、上記実施の形態1に比べて、
コイルエンド部でコイル素線4を振り分けているので、
コイルエンド部の径方向の厚みをさらに小さくすること
ができる。
3のコイルエンド部3bが相間に周方向の隙間を有する
ように構成されているが、コイルエンド部3bの相間に
隙間がある必要はなく、固定子鉄芯2の径、固定子巻線
3を構成するコイル素線4の径や巻回数等によっては、
相間のコイルエンド部3b同士が周方向に接することも
ある。また、上記各実施の形態では、コイル素線4がコ
イルエンド部3bで周方向に互いに接するように配列さ
れているが、コイル素線4はコイルエンド部3bで互い
に接する必要はなく、固定子鉄芯2の径、固定子巻線3
を構成するコイル素線4の径や巻回数等によっては、コ
イル素線4を周方向に隙間をもって配列することもあ
る。
るので、以下に記載されるような効果を奏する。
る固定子鉄芯と、コイル素線が所定回巻回され、複数の
直線部と隣り合う直線部の端部間を連結するコイルエン
ド部とを有するコイルユニットを、該複数の直線部を所
定スロット数毎に順次上記スロットに嵌め込み、該コイ
ルエンド部を上記固定子鉄芯の端面から軸方向の外方に
突出させて上記固定子鉄芯に組み込まれた複数相の固定
子巻線とを備え、上記コイルエンド部を構成する各コイ
ル素線は、上記スロットから引き出された後、上記固定
子鉄芯の周方向の一側に向かって上記固定子鉄芯の端面
から軸方向の外方に離れるように延び、ついで上記固定
子鉄芯の径方向の内周側に折り返され、その後上記固定
子鉄芯の周方向の一側に向かって上記固定子鉄芯の端面
に接近するように延びて、該コイル素線が引き出された
スロットから上記固定子鉄芯の周方向の一側に所定スロ
ット数離れたスロット内に引き込まれるコイル形状に構
成され、かつ、毎極毎相の上記コイルエンド部を構成す
る全てのコイル素線は、上記コイル形状がほぼ同一に構
成され、少なくとも上記コイル形状の折り返し部および
その近傍で上記固定子鉄芯の周方向に重なって配列され
ている。そこで、コイルエンド部の整列性が高められる
ので、コイルエンド部を小さくでき、コイルエンド部の
整形時のコイル素線間の干渉による傷や変形を軽減して
絶縁不良の発生を抑え、品質および信頼性を高めること
ができる車両用交流発電機の固定子が得られる。
る全てのコイル素線は、上記コイル形状がほぼ同一に構
成され、少なくとも上記コイル形状の折り返し部および
その近傍で上記固定子鉄芯の周方向に重なって配列され
ているので、コイルエンド部の整列性を向上させること
ができるとともに、各相の固定子巻線が周方向に配列さ
れて径方向の寸法を縮小することができる。
における上記コイル素線の軸心方向が上記固定子鉄芯の
径方向と略一致しているので、コイル素線の周方向の重
なり領域をコイルエンド部の根元側に近づけることがで
き、コイル素線同士がクロスする割合を一層低減するこ
とができる。
電機の固定子におけるコイルエンド部周りを示す一部破
断側面図である。
電機の固定子におけるコイルエンド部周りを示す上面図
である。
電機の固定子におけるコイルエンド部の1巻コイル形状
を説明する斜視図である。
電機の固定子におけるコイルエンド部の1巻コイル形状
を説明する上面図である。
電機の固定子におけるコイルエンド部の複数巻コイル形
状を説明する上面図である。
電機の固定子におけるコイルエンド部周りを示す一部破
断側面図である。
図である。
定子巻線のみを取り出した状態を示す斜視図である。
式的に示す上面図である。
コイルエンド部の1巻コイル形状を説明する上面図であ
る。
コイルエンド部の複数巻コイル形状を説明する上面図で
ある。
コイルエンド部の複数巻コイル形状を説明する側面図で
ある。
けるコイルエンド部周りを示す側面図である。
部を模式的に示す上面図である。
a 直線部、3b コイルエンド部、4 コイル素線、
10、11 固定子。
Claims (3)
- 【請求項1】 複数のスロットを有する固定子鉄芯と、
コイル素線が所定回巻回され、複数の直線部と隣り合う
直線部の端部間を連結するコイルエンド部とを有するコ
イルユニットを、該複数の直線部を所定スロット数毎に
順次上記スロットに嵌め込み、該コイルエンド部を上記
固定子鉄芯の端面から軸方向の外方に突出させて上記固
定子鉄芯に組み込まれた複数相の固定子巻線とを備え、 上記コイルエンド部を構成する各コイル素線は、上記ス
ロットから引き出された後、上記固定子鉄芯の周方向の
一側に向かって上記固定子鉄芯の端面から軸方向の外方
に離れるように延び、ついで上記固定子鉄芯の径方向の
内周側に折り返され、その後上記固定子鉄芯の周方向の
一側に向かって上記固定子鉄芯の端面に接近するように
延びて、該コイル素線が引き出されたスロットから上記
固定子鉄芯の周方向の一側に所定スロット数離れたスロ
ット内に引き込まれるコイル形状に構成され、 かつ、 毎極毎相の上記コイルエンド部を構成する全てのコイル
素線は、上記コイル形状がほぼ同一に構成され、少なく
とも上記コイル形状の折り返し部およびその近傍で上記
固定子鉄芯の周方向に重なって配列されていることを特
徴とする車両用交流発電機の固定子。 - 【請求項2】 各相の上記コイルエンド部を構成する全
てのコイル素線は、上記コイル形状がほぼ同一に構成さ
れ、少なくとも上記コイル形状の折り返し部およびその
近傍で上記固定子鉄芯の周方向に重なって配列されてい
ることを特徴とする請求項1記載の車両用交流発電機の
固定子。 - 【請求項3】 上記コイル形状の折り返し部の先端にお
ける上記コイル素線の軸心方向が上記固定子鉄芯の径方
向と略一致していることを特徴とする請求項1または請
求項2記載の車両用交流発電機の固定子。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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