JPS62139919A - 内燃機関の燃焼室 - Google Patents
内燃機関の燃焼室Info
- Publication number
- JPS62139919A JPS62139919A JP27887885A JP27887885A JPS62139919A JP S62139919 A JPS62139919 A JP S62139919A JP 27887885 A JP27887885 A JP 27887885A JP 27887885 A JP27887885 A JP 27887885A JP S62139919 A JPS62139919 A JP S62139919A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion chamber
- nozzle
- fuel
- main
- sub
- 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.)
- Granted
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/12—Other methods of operation
- F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は内燃機関の燃焼室に係り、特に燃料としてガソ
リン、アルコール等の低セタン価燃料を使用できる内燃
機関の燃焼室に関する。
リン、アルコール等の低セタン価燃料を使用できる内燃
機関の燃焼室に関する。
［従来の技術］
一般に、ディーゼル機関等のように燃焼室内゛に直接燃
料油を噴射するようなものでは、燃焼性を向上させるた
めに吸気と噴射燃料との混合状態を良好にすることが条
件となる。ところが、その噴射燃料油がアルコールやガ
ソリン等の低セタン価・揮発性燃料油である場合は、そ
の揮発性の高さから燃焼室内に噴射される上記燃料は噴
射と同時に拡散される傾向を免れない。ゆえに、燃焼室
の混合気は稀薄な空燃比に均一化されてしまいスパーク
プラグなどの強制着火手段を用いても着火性、火炎伝揺
の面で問題点とされていた。この対策として吸気を絞る
ことが考えられるが、直接噴射式のものでは現実では吸
気絞りを実施して居らず、また実施したとしても、吸気
絞りによる機関のボンピング仕事の増加は、出力、燃費
低下を１＆ ＜ため好ましいものとはいえなかった。
料油を噴射するようなものでは、燃焼性を向上させるた
めに吸気と噴射燃料との混合状態を良好にすることが条
件となる。ところが、その噴射燃料油がアルコールやガ
ソリン等の低セタン価・揮発性燃料油である場合は、そ
の揮発性の高さから燃焼室内に噴射される上記燃料は噴
射と同時に拡散される傾向を免れない。ゆえに、燃焼室
の混合気は稀薄な空燃比に均一化されてしまいスパーク
プラグなどの強制着火手段を用いても着火性、火炎伝揺
の面で問題点とされていた。この対策として吸気を絞る
ことが考えられるが、直接噴射式のものでは現実では吸
気絞りを実施して居らず、また実施したとしても、吸気
絞りによる機関のボンピング仕事の増加は、出力、燃費
低下を１＆ ＜ため好ましいものとはいえなかった。
そこで本出願人は上記問題点を解消するために先に内燃
機関の燃焼室（特願昭６０−１０６９４４号）の提案を
行っている。
機関の燃焼室（特願昭６０−１０６９４４号）の提案を
行っている。
第７図に示づ“この提案は、ピストン頂部２を窪ませて
互いに連通ずる主燃焼室３と副燃焼室１６とを並設して
それら各々の燃焼室３，１６内に臨んで燃料を噴出する
燃料噴射ノズル５を設けると共に、上記副燃焼室１６内
に上記燃料に点火させる点火手段１４を設けて構成され
る。
互いに連通ずる主燃焼室３と副燃焼室１６とを並設して
それら各々の燃焼室３，１６内に臨んで燃料を噴出する
燃料噴射ノズル５を設けると共に、上記副燃焼室１６内
に上記燃料に点火させる点火手段１４を設けて構成され
る。
［発明が解決しようとする問題点］
上述の提案は軽負荷時には小容積のｎｌｌ燃焼空転揮発
性燃料油をスワールと共に閏じ込めて空燃比を最適に保
ち、点火手段によって着火燃焼させると共に中高負荷時
には主燃焼室に噴射されて蒸気化される燃料油にバンク
部を介して火炎伝播し、燃焼性を高めようとしたもので
ある。
性燃料油をスワールと共に閏じ込めて空燃比を最適に保
ち、点火手段によって着火燃焼させると共に中高負荷時
には主燃焼室に噴射されて蒸気化される燃料油にバンク
部を介して火炎伝播し、燃焼性を高めようとしたもので
ある。
ところが、ｉＶＪ燃焼室内にて蒸気化される揮発性燃料
が主燃焼室に侵入しないように現ａｌｌｌするバンク部
の存在は、中高０荷時において主燃焼室への火炎伝播速
度を多少近くすることにもｄ能覆るため、その遅れに相
当する出力、燃費を低下させる要因となっている。そこ
で、主燃焼室３内に高スワールを生成することが考えら
れるが、これによる吸入抵抗が増大（吸入効率の低下）
及び熱効率の増大（出力低下）は燃料油が軽油であって
も燃費、出力を低下させると共にビス１〜ンの耐久性を
低下させるために好ましくなかった。それゆえこれら問
題点を解消しガソリン機関と同等以上の燃焼特性を得る
ことが求められていた。
が主燃焼室に侵入しないように現ａｌｌｌするバンク部
の存在は、中高０荷時において主燃焼室への火炎伝播速
度を多少近くすることにもｄ能覆るため、その遅れに相
当する出力、燃費を低下させる要因となっている。そこ
で、主燃焼室３内に高スワールを生成することが考えら
れるが、これによる吸入抵抗が増大（吸入効率の低下）
及び熱効率の増大（出力低下）は燃料油が軽油であって
も燃費、出力を低下させると共にビス１〜ンの耐久性を
低下させるために好ましくなかった。それゆえこれら問
題点を解消しガソリン機関と同等以上の燃焼特性を得る
ことが求められていた。
［発明の目的］
本発明は上記種々の問題点を解消すべく創案されたもの
である。本発明の目的は、軽油をはじめアルコール、ガ
ソリン等の低セタン価燃料油を燃焼させるために、スパ
ークプラグ周りに適度な濃混合気を生成し、機関の始動
性及びあらゆる使用負荷領域で安定した燃焼を得ること
のできる内燃機関の燃焼室を提供するにある。
である。本発明の目的は、軽油をはじめアルコール、ガ
ソリン等の低セタン価燃料油を燃焼させるために、スパ
ークプラグ周りに適度な濃混合気を生成し、機関の始動
性及びあらゆる使用負荷領域で安定した燃焼を得ること
のできる内燃機関の燃焼室を提供するにある。
［発明の概要コ
本発明は上記目的を達成するために、主燃焼室の周壁を
径方向外方に窪ませて副燃焼室を形成し、該ＷＪ燃焼室
に燃料噴射ノズルの副噴口を臨ませて配設すると共に、
その副燃焼室内に点火手段を配設したもので、機関始動
時を含むあらゆる使用負荷領域で点火手段近傍に着火性
、火炎伝播性に優れた適正な溌ざの混合気を分布させて
、高出力。
径方向外方に窪ませて副燃焼室を形成し、該ＷＪ燃焼室
に燃料噴射ノズルの副噴口を臨ませて配設すると共に、
その副燃焼室内に点火手段を配設したもので、機関始動
時を含むあらゆる使用負荷領域で点火手段近傍に着火性
、火炎伝播性に優れた適正な溌ざの混合気を分布させて
、高出力。
高燃費を得る安定した燃焼を行うことのできるようにし
たものである。
たものである。
［実施例］
以下に本発明の内燃機関の燃焼室の好適−実施例を添付
図面に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。
第１図及び第２図に示す１はピストン、２はピストン１
０部、３は主燃焼室、４はシリンダヘッドである。
０部、３は主燃焼室、４はシリンダヘッドである。
第１図に示すようにピストン１にはそのピストン頂部２
より深く窪ませられて、本実施例にあっては水平断面が
円形断面を成す主燃焼室３が形成されている。
より深く窪ませられて、本実施例にあっては水平断面が
円形断面を成す主燃焼室３が形成されている。
主燃焼室３内には、図示されないスワールボートからの
スワール化された吸気が０（給されて、その１燃焼室３
の周壁３ａに沿ってスワールＳが生成されている。
スワール化された吸気が０（給されて、その１燃焼室３
の周壁３ａに沿ってスワールＳが生成されている。
さて、本発明の内燃機関の燃焼室の特長とするところは
、低セタン価・揮発性燃料油を機関始動時を含むあらゆ
る使用負荷運転領域で失火なく燃焼させることにある。
、低セタン価・揮発性燃料油を機関始動時を含むあらゆ
る使用負荷運転領域で失火なく燃焼させることにある。
そこで、燃焼室の形状及びこれに配設される燃料噴射ノ
ズル及び点火手段であるスパークプラグを以下の如く関
係づけて構成する。
ズル及び点火手段であるスパークプラグを以下の如く関
係づけて構成する。
燃料噴射ノズル５は第３図にも示すように、針弁６を胃
降自在に収容するノズルボディ７の先端に、その針弁６
のスロットル部６ａが着座する弁座８を形成づると共に
、その弁座８より軸方向に隆起されてスロットル部６ａ
により開閉される燃料噴射室９を形成し、上記弁座８に
副噴口１０を、上記燃料噴射室９にその周方向に所定間
隔を有して間口される主噴口１１を設けて構成される。
降自在に収容するノズルボディ７の先端に、その針弁６
のスロットル部６ａが着座する弁座８を形成づると共に
、その弁座８より軸方向に隆起されてスロットル部６ａ
により開閉される燃料噴射室９を形成し、上記弁座８に
副噴口１０を、上記燃料噴射室９にその周方向に所定間
隔を有して間口される主噴口１１を設けて構成される。
この燃料噴射ノズル５の副噴口１０は主噴口１１に対し
て噴口径が小さく設定されており、燃料噴射ノズル５は
上記４弁６が所定リフ［〜値以下で副噴口１０が開放さ
れ、そのリフト値を越えたとぎに主噴口１１も開放され
るようなビントークスタイプのものとして構成される。
て噴口径が小さく設定されており、燃料噴射ノズル５は
上記４弁６が所定リフ［〜値以下で副噴口１０が開放さ
れ、そのリフト値を越えたとぎに主噴口１１も開放され
るようなビントークスタイプのものとして構成される。
一方、第１図、第２図に示す如く、主燃焼室３には、そ
の周壁３ａを径方向外方に窪ませて副燃焼室１２が形成
されており、副燃焼室１２の容積は主燃焼室３の容積よ
りは小容積を有するように形成されている。即ち副燃焼
室１２は主燃焼室３に創生されるスワールＳが侵入しな
い空間を形成する。
の周壁３ａを径方向外方に窪ませて副燃焼室１２が形成
されており、副燃焼室１２の容積は主燃焼室３の容積よ
りは小容積を有するように形成されている。即ち副燃焼
室１２は主燃焼室３に創生されるスワールＳが侵入しな
い空間を形成する。
本実施例にあって主燃焼室３には、その略中火に垂下状
に燃料噴射ノズル５が配設されており、その燃料噴射ノ
ズル５の副噴口１０は、上記副燃焼室１２を臨ませられ
、主噴口１１は主燃焼室３を周方向に等分割する周壁３
ａを臨ませられている。
に燃料噴射ノズル５が配設されており、その燃料噴射ノ
ズル５の副噴口１０は、上記副燃焼室１２を臨ませられ
、主噴口１１は主燃焼室３を周方向に等分割する周壁３
ａを臨ませられている。
ゆえに、副燃焼室１２は、副噴口１０から噴射される微
粒化燃料が分布する空間を形成することになり、その副
燃焼室１２内にはスパークプラグ１４が配設されている
。
粒化燃料が分布する空間を形成することになり、その副
燃焼室１２内にはスパークプラグ１４が配設されている
。
以下に、本発明の内燃機関の燃焼室の作用を添付図面に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
機関が始動時の極低速域及び軽負荷時にあっては第３図
に示づ燃料膜）１ノズル５の針弁６が供給燃料油圧に応
じてリフト方向に作動される。このリフ］−と同時に針
弁６のスロットル部６ａが弁座８より離れ副噴口１０を
開放する。このとぎスロットル部６ａの先端に形成され
るステム部１３は、！１弁６が所定リフト値に達するま
で燃料噴射室９を閉成するためのスロットル期間を成す
長さｐに設定される。したがって、第４図、第５図に示
すように副噴口１０からの微粒化燃料膜’ｊＡ Ｆ ＋
の一部は主燃焼室３内のスワールＳを横切って副燃焼室
１２へ噴出され、その副燃焼室１２の周壁面に衝突して
更に微粒化されて副燃焼室１２が形成する空間に分布さ
れる。これと同時に残部は副燃焼室１２の壁面に燃料膜
Ｇとして付着生成される。
に示づ燃料膜）１ノズル５の針弁６が供給燃料油圧に応
じてリフト方向に作動される。このリフ］−と同時に針
弁６のスロットル部６ａが弁座８より離れ副噴口１０を
開放する。このとぎスロットル部６ａの先端に形成され
るステム部１３は、！１弁６が所定リフト値に達するま
で燃料噴射室９を閉成するためのスロットル期間を成す
長さｐに設定される。したがって、第４図、第５図に示
すように副噴口１０からの微粒化燃料膜’ｊＡ Ｆ ＋
の一部は主燃焼室３内のスワールＳを横切って副燃焼室
１２へ噴出され、その副燃焼室１２の周壁面に衝突して
更に微粒化されて副燃焼室１２が形成する空間に分布さ
れる。これと同時に残部は副燃焼室１２の壁面に燃料膜
Ｇとして付着生成される。
この燃料膜Ｇの外面では型態によって燃料膜Ｇの一部が
蒸発され蒸気層を形成する。微粒化された燃料噴霧Ｆ１
の一部は高温の圧縮空気に触れて瞬時に蒸気化し、この
蒸気と上記燃料膜Ｇの蒸気とからなる蒸気層Ｑは副燃焼
室１２の空気と混合し、スパークプラグ１４周りに着火
燃焼性に優れた濃い混合気ｆｆ１Ｈを生成する。ここで
スパークプラグ１４が点火されると上記混合気ＷＪＨが
瞬時に着火燃焼し、着火遅れのない急速燃焼が達成され
る。
蒸発され蒸気層を形成する。微粒化された燃料噴霧Ｆ１
の一部は高温の圧縮空気に触れて瞬時に蒸気化し、この
蒸気と上記燃料膜Ｇの蒸気とからなる蒸気層Ｑは副燃焼
室１２の空気と混合し、スパークプラグ１４周りに着火
燃焼性に優れた濃い混合気ｆｆ１Ｈを生成する。ここで
スパークプラグ１４が点火されると上記混合気ＷＪＨが
瞬時に着火燃焼し、着火遅れのない急速燃焼が達成され
る。
中・高負荷運転領域に於いては、第６図に示すように上
記副噴口１０のみを開放させるリフト値を越えて針弁６
がリフトされて（スロットル期間を終了）、主噴口１１
も開放される。このとき、主噴口１１からは、貫徹力の
大きな燃料噴霧Ｆ２・・・４が周壁３ａに向けて噴射さ
れ、その一部が衝突飛散されて高温空気により蒸気化さ
′れ、残部が型態によって蒸気化される。即ち、主燃焼
室３仝体にはスワールＳ方向に流れ、着火燃焼性の良い
混合気１ｆｆｌＨ＋が均一に分散されることになる。
記副噴口１０のみを開放させるリフト値を越えて針弁６
がリフトされて（スロットル期間を終了）、主噴口１１
も開放される。このとき、主噴口１１からは、貫徹力の
大きな燃料噴霧Ｆ２・・・４が周壁３ａに向けて噴射さ
れ、その一部が衝突飛散されて高温空気により蒸気化さ
′れ、残部が型態によって蒸気化される。即ち、主燃焼
室３仝体にはスワールＳ方向に流れ、着火燃焼性の良い
混合気１ｆｆｌＨ＋が均一に分散されることになる。
このとぎ、主噴口１１から噴射される燃料油量は軽負荷
に対して増ωされているために主燃焼室３内の混合気の
空燃比は所望の濃度に設定されるため、上記副燃焼室１
２にて生成される火炎と火炎エネルギーにて瞬時に火炎
伝播され、燃焼が完結される。
に対して増ωされているために主燃焼室３内の混合気の
空燃比は所望の濃度に設定されるため、上記副燃焼室１
２にて生成される火炎と火炎エネルギーにて瞬時に火炎
伝播され、燃焼が完結される。
ここで、本実施例にあって副噴口１０を１つとしたのは
、スワールＳに対す８貫微力を確保するためと、副燃焼
室１２が形成する空間にスパークプラグ１４の点火によ
って着火し、火炎伝播性の良い濃混合気の生成、即ら混
合気層ト１を生成するためであり、主噴口１１を４つと
したのは、スワールＳに対して適度な貞徹力を確保し、
噴射燃料噴霧を主燃焼室３に対して均一に分散させて、
混合気層Ｈ１の形成と失火のない燃焼を成すためで、い
ずれも燃費、出力の観点で良好な燃焼を達成できるから
である。
、スワールＳに対す８貫微力を確保するためと、副燃焼
室１２が形成する空間にスパークプラグ１４の点火によ
って着火し、火炎伝播性の良い濃混合気の生成、即ら混
合気層ト１を生成するためであり、主噴口１１を４つと
したのは、スワールＳに対して適度な貞徹力を確保し、
噴射燃料噴霧を主燃焼室３に対して均一に分散させて、
混合気層Ｈ１の形成と失火のない燃焼を成すためで、い
ずれも燃費、出力の観点で良好な燃焼を達成できるから
である。
［発明の効果１
以上説明したことから明らかなように本発明の内燃機関
の燃焼室によれば次のごとき優れた効果を発揮する。
の燃焼室によれば次のごとき優れた効果を発揮する。
中 主燃焼室の周壁に径方向外方に窪ｌυだ副燃焼苗を
形成し、燃料噴射ノズルの副噴口をその副燃焼室に臨ま
せると共に、その副燃焼室内にスパークプラグ等の点火
手段を配設したので、機関始動時を含む軽負荷時等のあ
らゆる使用負荷領域であってもスパークプラグ周りの混
合気を濃くでき、火炎伝播性の良い燃焼を達成すること
ができる。
形成し、燃料噴射ノズルの副噴口をその副燃焼室に臨ま
せると共に、その副燃焼室内にスパークプラグ等の点火
手段を配設したので、機関始動時を含む軽負荷時等のあ
らゆる使用負荷領域であってもスパークプラグ周りの混
合気を濃くでき、火炎伝播性の良い燃焼を達成すること
ができる。
（２） 機ｒｙＡ始動時を含むあらゆる使用負荷領域
で主・副燃焼室の空燃比を均一にできるので燃費、出力
を大幅に向上できる。
で主・副燃焼室の空燃比を均一にできるので燃費、出力
を大幅に向上できる。
（３１ＩＩ Ｃ、アルデヒドなどの未燃排出物を低減で
きる。
きる。
第１図は本発明の内燃機関の好適一実施例を示す概略断
面図、第２図は第１図の上面図、第３図は燃料噴射ノズ
ルの概略断面図、第４図乃至第６図は本発明の内燃機関
の燃焼室の燃焼室状態を示す概略図、第７図は従来の内
燃機関の燃焼室を示す概略断面図である。 図中、１はピストン、２はピストン頂部、３は主燃焼室
、４はシリンダヘッド、５は燃料噴射ノズル、１０は副
噴口、１１は主噴口、１２は副燃焼室、１４は点火手段
である。
面図、第２図は第１図の上面図、第３図は燃料噴射ノズ
ルの概略断面図、第４図乃至第６図は本発明の内燃機関
の燃焼室の燃焼室状態を示す概略図、第７図は従来の内
燃機関の燃焼室を示す概略断面図である。 図中、１はピストン、２はピストン頂部、３は主燃焼室
、４はシリンダヘッド、５は燃料噴射ノズル、１０は副
噴口、１１は主噴口、１２は副燃焼室、１４は点火手段
である。
Claims (4)
- （１）主燃焼室の周壁を径方向外方に窪ませて副燃焼室
を形成し、該副燃焼室に燃料噴射ノズルの副噴口を臨ま
せて配設すると共に、その副燃焼室内に点火手段を配設
したことを特徴とする内燃機関の燃焼室。 - （２）上記副燃焼室が主燃焼室より小さな容積を有する
ように形成された上記特許請求の範囲第１項記載の内燃
機関の燃焼室。 - （３）上記燃料噴射ノズルが副噴口を有されると共に主
燃焼室の周壁を臨ませられた主噴口を有されて、上記副
噴口が主噴口に先行して開放されるように構成された上
記特許請求の範囲第１項記載の内燃機関の燃焼室。 - （４）上記点火手段がスパークプラグから構成された上
記特許請求の範囲第１項記載の内燃機関の燃焼室。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27887885A JPS62139919A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 内燃機関の燃焼室 |
| AU65690/86A AU586595B2 (en) | 1985-11-30 | 1986-11-26 | Combustion chamber arrangement for an internal combustion engine |
| US06/935,450 US4733643A (en) | 1985-11-30 | 1986-11-26 | Combustion chamber arrangement for an internal combustion engine |
| EP86116498A EP0225551B1 (en) | 1985-11-30 | 1986-11-27 | Combustion chamber arrangement for an internal combustion engine |
| DE8686116498T DE3674160D1 (de) | 1985-11-30 | 1986-11-27 | Brennkammeranordnung fuer eine brennkraftmaschine. |
| CN86108109A CN1009473B (zh) | 1985-11-30 | 1986-11-29 | 内燃机的燃烧室装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27887885A JPS62139919A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 内燃機関の燃焼室 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62139919A true JPS62139919A (ja) | 1987-06-23 |
| JPH0565687B2 JPH0565687B2 (ja) | 1993-09-20 |
Family
ID=17603372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27887885A Granted JPS62139919A (ja) | 1985-11-30 | 1985-12-13 | 内燃機関の燃焼室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62139919A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6336625U (ja) * | 1986-08-27 | 1988-03-09 | ||
| JP2015151908A (ja) * | 2014-02-13 | 2015-08-24 | 株式会社デンソー | 燃料噴射弁 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07309173A (ja) * | 1994-05-20 | 1995-11-28 | Ikeda Bussan Co Ltd | 自動車用物品収納装置 |
| JP4302744B2 (ja) * | 2007-02-08 | 2009-07-29 | 三菱電機株式会社 | 燃料噴射装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54150702U (ja) * | 1978-04-14 | 1979-10-19 | ||
| JPS5981775U (ja) * | 1982-11-22 | 1984-06-02 | マツダ株式会社 | 直接噴射式デイ−ゼルエンジン |
| JPS59196521U (ja) * | 1983-06-14 | 1984-12-27 | トヨタ自動車株式会社 | 直接噴射式内燃機関 |
-
1985
- 1985-12-13 JP JP27887885A patent/JPS62139919A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0565687B2 (ja) | 1993-09-20 |
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