JPS62203915A - エンジン・オイル交換の必要性を表示する方法 - Google Patents

エンジン・オイル交換の必要性を表示する方法

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JPS62203915A
JPS62203915A JP62015329A JP1532987A JPS62203915A JP S62203915 A JPS62203915 A JP S62203915A JP 62015329 A JP62015329 A JP 62015329A JP 1532987 A JP1532987 A JP 1532987A JP S62203915 A JPS62203915 A JP S62203915A
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oil
engine oil
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revolutions
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JP62015329A
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トリュー　エヌ．ニューエン
エレン　エス．シュワルツ
ドナルド　ジェイ．スモーレンスキィ
アン　ジェイ．ウィセハート
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    • G07C5/006—Indicating maintenance
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエンジン、駆動式自動車のための電子表示装置
、一層詳しくは、エンジン傘オイルを交換しなげればな
らない時期に関係した情報を自動車の運転者に与える方
法および装置に関する。
自動車の分野において、エンジンの耐久性がエンジン・
クランクケース内のエンジン・オイルの潤滑能力に正比
例し、この潤滑能力がエンジンの作動状態および時間に
つれて低下することは周知である。したがって、たいて
ぃのエンジン、車輛製作業者はエンジン・オイルを交換
すべき時期を決めるガイドラインを消費者に示している
。
たとえば、石油燃料式乗用車、軽トラツクについてのア
メリカ合衆国におけるゼネラル・モーター・コーポレー
ション・メインテナンス・スケジュールでは、過酷な運
転をしないとすれば、７５００フイ／Ｌ（１２０００Ｋ
ｍ）あるいは１２力月のいずれかに最初に達したとき毎
にエンジン・オイルを交換しなければならないと推奨し
ている。過酷な運転条件の下では、３０００マイル（４
８００Ｋｍ）または３力月のいずれかに最初に達したと
き毎にエンジン・オイルを交換する必要があると同じス
ケジュールで勧めている。ここで、過酷な運転条件とい
うのは、氷点下の天候での４マイル（６，４Ｋｍ）未満
の走行距離、長期間のアイドリング、トレーラ牽引、は
こりっぽい地域での運転、長期間にわたる発進・停止の
多い走行を含む条件と定義される。
上述の形式のオイル交換メインテナンス・スケジュール
がガイドラインに過ぎず、エンジン運転条件によっては
必要なオイル交換間隔が１７００マイル（２７２０ＫＩ
Ｉ＋）はどの短さになるかもしれないし、１００００マ
イル（１６０００Ｋｍ）の長さになる可能性もあるとい
うことは当業者には知られている。したがって、所与の
自動車に対して、オイル交換の間の車輛走行中に成る種
の重要な作動パラメータを電子的知モニタすることによ
って必要なオイル交換時期を知らせることが提案されて
いる。オイル交換が必要と決定されたときには、計器盤
の表示器がそれを運転者に知らせるのである。成る装置
では、たとえば、自動車の実際の走行距離としてエンジ
ンの運転速度に従って変化する値を持ったファクタとエ
ンジン負荷表示値（たとえば、冷却水温度〕とで乗算し
て成る計算した走行距離を得る。この計算した走行距離
が成る限界値を超えたとき、表示器が点灯して運転者に
オイル交換が必要であることを知らせる。同様の装置が
米国特許第４．５０６．３３７．号に開示されている。
この分野での発明者等の研究によれば、オイル劣化、し
たがって、オイル交換の必要性の一層直接的な表示は、
エンジン・オイルの温度をモニタすることによって、オ
イル温度の変化に直接関係しないエンジン負荷状態ある
いはエンジン作動状態に関係なく行なえることがわかっ
た。エンジン・オイルの過剰な劣化は極端なオイル温度
で生じるのである。
オイル温度が高いときには、エンジン・オイル内の酸化
防止剤が消耗しがちであり、酸化とニトロ化によってエ
ンジン・オイルが粘度を高めると共に酸性を示すように
なる。さらに、ワニスやスラッジのような不溶性粒子が
エンジン表面に付着する。オイル温度が低いときには、
燃料、水および煤がオイル中に蓄積しがちとなり、その
粘度を低下させ、摩耗を促進することになる。さらに、
不完全燃焼で生じた酸類がエンジン・オイルの錆や腐蝕
を防ぐ能力を低下させる。
本発明の目的はオイル劣化の予知に基づいてオイル交換
の必要性を信頼性をもって表示する、エンジン・オイル
交換の必要性を表示する方法を提供することにある。
この目的を達成すべく、本発明による方法は特許請求の
範囲第１項の特徴記載部分に記載された特徴によって特
徴付けられる。
本発明の表示装置はコンピュータ化したエンジンその他
のシステムの制御ユニットで機械化して経験的なデータ
およびオイル温度、エンジン速度の測定値に基づいて必
要なオイル交換の表示を信頼性をもって行なえる。自動
車がエンジン・オイルの潤滑能力の劣化が最も少ない条
件下で連続的に作動したときに生じるであろう最長のオ
イル寿命に相当するエンジン回転回数の数値をコンピュ
ータ化制御ユニット内の持久記憶装置に記憶させろ。
自動車運転期間毎に、この数値は、測定したエンジン回
転回数とエンジン・オイル温度依存ペナルティ拳ファク
タ（ＦＡＣＴＯＲ）の積に関連して決定した有効エンジ
ン回転回数値に従って低減される。オイル温度が中間の
理想範囲内にあるときは、ペナルティ・ファクタは１に
セットされ、有効エンジン回転回数値が測定された割合
で蓄積する。オイル温度が理想範囲から外れると、ペナ
ルティ・ファクタは所定のスケジュールに従って１より
大きい値にセットされ、有効エンジン回転回数値は測定
された割合より早い割合で蓄積する。
記憶された数値はエンジン・オイルの残存寿命を表わし
、運転者の情報として表示される。
記憶数値がその当初の値の１０％を下回ると警告表示が
行なわれる。並列操作で、タイマ・クロックがオイル交
換毎にリセットされ、コンピュータ化制御ユニットが作
動して、記憶数値がまだゼロまで低減していない場合に
は１２力月の期間終了時に普告表示を行なう。
もちろん、本発明がエンジンの回転回数とは異なる車輛
走行距離によっても実施し得ることは了解されたい。こ
の場合、最長オイル交換間隔はマイル数で記憶され、有
効走行距離が所与のオイル温度で積算されたマイル数と
それに対応するオイル温度依存ファクタの積に従って演
算される。走行距離基準システムをここでは簡単に説明
しているが、図示した好ましい実施例は上述したような
エンジン回転回数基準システムの形をしている。
以下、本発明を添付図面を参照しながら実施例によって
説明する。
図面を参照して、第１図は自動車の普通のエンジン１０
で本発明の方法を実施するためのオイル交換表示装置を
概略的に示している。
このオイル交換表示装置はコンピュータ化ｉｔｊ制御ユ
ニット１２と、オイル温度センサ１４と、エンジン速度
センサ１６と、オイル交換リセット・スイッチ１８と、
表示器または計器盤ディスプレイ・ユニット２ｏとを包
含する。本質的には、オイル温度センサ１４とエンジン
速度センサ１６がらの入力とオイル交換リセット・スイ
ッチ１８がらの入力はコンピュータ化制御ユニット１２
に送られ、このコンピュータ化制御ユニット１２が次に
計器盤ディスプレイ・ユニット２０に適当な運転者読取
値を発生する。
コンピュータ化制御ユニット１２は普通のコンピュータ
制御要素、すなわち、クロック２２と、マイクロコンピ
ュータ２４と、アナログ・ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）
２６と、カウンタ（ＣＴＲ）２　Ｂと、持久記憶装置３
０と、入出力装置（Ｉｌｏ）３２とを包含する。クロッ
ク２２はライン３４を経てマイクロコンピュータ２４に
高周波パルスを与え、これらの構成要素２４〜３２はア
ドレス・制御母線３６および双方向データ母線３８を経
て相互に連絡している。ライン４０上のオイル温度セン
サ１４のアナログ出力はＡ／Ｄ２６に入力として送られ
、ここで、ディジタル・フォーマットに変換され、双方
向データ母線３８を経て出力されるようになる。ライン
４２上のエンジン速度センサ１６のディジタル・パルス
列出力はカウンタ２８に入力として送られ、ここで、エ
ンジン１回転あたり１つのパルスの率に分割され、双方
向データ母線３８を経て出力できるようにする。ライン
４４上のオイル交換リセット・スイッチ１８のディジタ
ル出力はＩ１０装置３２に入力として与えられ、計器盤
ディスプレイ・ユニット２０の動作を制御するディジタ
ル情報はライン４６を経て２１０装置３２から出力され
る。
オイル温度センサ１４およびエンジン速度センサ１６は
普通の温度トランスジューサと速度トランスジューサで
あってもよい。したがって、オイル温度センサ１４はオ
イルの主流中または測定したオイル温度がオイル主流中
のエンジン・オイルの温度を表わす任意の位置に設置し
た導電プローブ内に収容したバリスタ要素であってもよ
い。また、エンジン速度センサ１６はエンジン・クラン
ク軸に連結した歯付き強磁性ホイールと協働する可変磁
気抵抗式磁気ピックアップであってもよい。
これらのセンサについての一層詳しい仕様は当業者が容
量に入手できるから、ここでは示さない。オイル交換リ
セット・スイッチ１８は図示したような普通の瞬間接触
式単極・単投スイッチであってもよい。
計器盤ディスプレイ・ユニット２０はバ一式連続読取部
４８と、ランプ５０と、これらを作動させる作動器とを
包含する。このバ一式連続読取部４８は残存しているオ
イル寿命の全体に対する割合を連続的に示し、ランプ５
０は自動車の運転者の必要なアクションを指示する。特
に、ランプ５０は、残存オイル寿命が１０％未満に低下
したときに点灯し、「直ちにオイル交換」しなければな
らないことを運転者（（指示する。ここで、他の形式の
ディスプレイも適切に使用でき、たとえば、次のオイル
交換までのマイル数（メートル数〕を数値表示してもよ
いことは了解されたい。
牙２図は推奨オイル交換間隔対オイル温度に関するデー
タを示すグラフである。オイル交換の必要性を決定する
基準としては、燃料稀釈度、酸性度／塩基性度、煤蓄積
度、酸化誘導時間、粘度増大およびＣｏｏｒｄｉｎａｔ
ｉｎｇ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　Ｃｏｕｎｃｉｌ（ＣＲＣ）
錆等級に基づく限界値がある。１つの限界、値を超える
とすぐに、エンジン・オイルを交換しなければならない
と考えられる。ボックスＡ内に含まれるデータ群は、穏
やかな周囲温度のときに長い距離の走行を行なったとき
に生じるであろう、オイル寿命についての理想的な運転
サービスを表わしている。このような条件下では、エン
ジンに対する損傷は非常に少なく、オイル交換間隔も１
０００．０？イ／Ｌ（１６０００Ｋｍ）はどの長さにな
り得る。ボックスＢ内に含まれるデータ群はつめたい温
度、すなわち、短い移動距離を表わしており、ここで、
平均移動距離は約２．５マイル（４，ＯＫｍ）である。
このような条件下では、燃料の稀釈とエンジン摩耗が重
大な問題となり、オイル交換間隔は、オイル温度に応じ
て、約１５００−２３００マイル（２４００〜３６８０
Ｋｍ）まで短（される。ボックスＣ内に含まれるデータ
群は長いアイドリング、大きなエンジン負荷等による高
温運転を表わしている。このような条件下では、オイル
酸化と粘度上昇が重大な問題となり、オイル交換間隔は
３０００〜５０００マイル（５０００〜８０００Ｋｍ）
まで減らされる。ボックスＡ、Ｂ間にあるデータおよび
ボックスＣを超えたデータは図示のように放物線を描く
傾向がある。
第３図は走行距離数基準とエンジン回転回数基準の両方
についてのオイル温度の関数としてのペナルティ・ファ
クタの割当てを示すグラフである。走行距離数基準のペ
ナルティ・ファクタは軌跡６０で示してあり、エンジン
回転回数基準のペナルティ・ファクタは軌跡６２で示し
である。両方の場合において、ファクタは１−２図に示
すデータに基づいており、エンジン負荷そのものに関係
なく決定される。
軌跡６０で示す走行距離数基準ペナルティ・ファクタは
ほぼ最悪の場合、すなわち、月・２図に示すデータの最
よ方境界軌跡に相当する。
割当てられたペナルティ・ファクタはオイル交換での走
行距離数の逆数に比例する。長期間のエンジン・アイド
リングは走行距離数基準システムでは考慮されていない
ので、そのための動作と補正値を確認するには別のルー
チンが必要である。
軌跡６２で示すエンジン回転回数基準ペナルティ・ファ
クタは、より低いオイル温度での積算回転回数と積算走
行距離数の差により走行距離数基準ペナルティ・ファク
タから幾分外れる。一層詳しく言えば、低オイル温度で
あるということはエンジン１０が始動されたばかりであ
ることを示す。このような条件下では、エンジン回転回
数は、長期間のアイドリングまたは低速運転、より高い
エンジン・アイドリング速度およびより低い変速機速度
比での運転のために、車輛走行距離よりも早く積算する
傾向にある。このような差は車輛データの統計学的な相
互関係に基づいて、走行距離数基準システムに比べて低
いオイル温度運転についてのペナルティ・ファクタの低
下を必要とする。もつと高いオイル温度では、変速機が
たいていただ１種類の高い速度比で作動しているのでエ
ンジン回転回数および車輛走行距離数の積算は均等にな
る傾向がある。
上に指摘したようＫ、長期間にわたるエンジン・アイド
リングを感知するルーチンが不要なので、エンジン回転
回数基準システムが好ましいと考えられる。
牙４図は第３図の軌跡６２で示すペナルティ・ファクタ
値を使用するテスト車輛における実際のエンジン回転回
数と比較しての有効エンジン回転回数の＠算を示すグラ
フである。
軌跡６４は周囲温度が一１９℃のときの速度５０Ｋｍ／
ｈｒでのテスト走行を表わしており、軌跡６６は周囲温
度が＋１８℃のときの速度４０Ｋｍ／ｈｒでのテスト走
行を表わしており、軌跡６８は周囲温度が＋４０℃のと
きの速度６０　Ｋｍ／　ｈｒでのテスト走行を表わして
いる。
軌跡の勾配の変化は検知オイル温度の上昇によるペナル
ティ・ファクタにおける段階的な変化を示している。い
ずれの場合も、エンジン１０を始動し、その直後に指定
速度まで自動車を加速したときにはエンジン・オイルは
周囲温度であった。理想的なエンジン・オイルｉｎ度（
すなわち、ペナルティ・ファクタが１のとき〕での走行
は破線７０で示しである。
第５図は本発明の制御機能を果たすべく３７１図のマイ
クロコンピュータ２４で実行されるプログラム命令を示
すフロー・ダイアグラムである。コンピュータ化制御ユ
ニット１２が本発明の制御機能に加えて他の機能をおそ
らく果たすであろうから、このフロー・ダイアグラムは
主プログラムから周期的に呼びだされるサブルーチンと
して示しである。本発明の成る特定の自動車搭載例では
、エンジン・オイルは２５００万のエンジン回転回数［
１２０００マイル（１９２００Ｋｍ）に相当する〕の最
長有効寿命を持つことがわかった。
より一般的に言えば、工７ンジン回転回数についての最
長有効寿命（ＭＡＸＲＥＶ）は次の式で示すように走行
距離数に関係し得ることがわかった。
ＭＡＸＲＥＶ　＝　ｋ　Ｘ　（Ｎｅ／Ｎｖ）　Ｘ　７２
００００ここで、ｋは自動車にもよるが１にほぼ等しい
定数であり、（Ｎｅ／Ｎｖ）は変速機が高い歯車比にあ
り、もしあるとして、トルクコンバータがスリップ作用
を阻止されているときのエンジン速度対車輛速度の比で
ある。この式において、数値７２００００は最長走行距
離（１２ｏｏｏマイル）と６０　ｍｉｎ／ｈｒ　　の換
算条件の積から導いた。
フロー・ダイアグラムに目を転じて、決定ブロック８０
が実行されて全残存エンジン回転回数（ＴＯＴ　ＲＥＶ
Ｓ）を示す期間は２５００００より下、すなわち、その
仮定有効寿命の１０チ未満まで低減したかどうかを決定
する。この低減があった場合、命令ブロック８２が実行
され、ランプ５０を点灯してエンジン・オイル交換をし
なければならないことを表示する。次いで、命令ブロッ
ク８４が実行されてオイル温度を読むと共に、第３図の
軌跡６２で示される情報を含んだルックアップ・テーブ
ルから温度依存ペナルティ・ファクタを決定する。次に
決定ブロック８６が実行され、オイル交換リセット・ス
イッチ１８が閉じていてエンジン・オイルが交換してあ
ったことを示しているかどうかを決定する。交換済みの
場合、命令ブロック８８が実行され、ランプ５０が点灯
していたならばそれを消灯し、オイル交換の日付を記録
し、期間ＴＯＴ　ＲＥＶＳを２５００万の回転回数の仮
定有効寿命にリセットする。次に、決定ブロック９０が
実行され、オイル交換リセット−スイッチ１８の最後の
閉止でデータが記録されてから１年またはそれ以上の時
間が経過しているかどうかを決定する。もし経過してい
る場合には、命令ブロック９２が実行され、ランプ５０
を点灯してエンジン・オイルを交換しなげればならない
ことを表示すると共に、期間ＴＯＴ　ＲＥＶＳをゼロに
セットする。次いで、決定ブロック９４が実行され、カ
ウンタ２８（またはエンジン回転回数を積算する同様の
カウンタ）におけるカウント数ＲＥＭＳが先のカウント
数ＲＥＶＳ（ＯＬＤ）を１０００より多く超えたかどう
かを決定する。もし超えている場合には、命令ブロック
９６．９８が実行され、期間ＴＯＴ　ＲＥＶＳを積（Ｆ
ＡＣＴＯＲ＊ＲｇＶＳ　）だけ低減し、期間ＴＯＴ　Ｒ
ＥＶＳ（ＯＬＤ）をＲＢＶＳ　　［等しい値にセットし
、バ一式連続読取部４８を更新する。決定ブロック９４
が否定の応答を受けた場合には、命令ブロック９６．９
８の実行はライン１００で示すように飛び越される。
上述したように、本発明の好ましい実施例は、持久記憶
装置にエンジン・オイルの最長有効寿命を示す数値を記
憶させ、現在のペナルティ・ファクタおよび期間を定め
るエンジン回転回数に関連して決定された量だけ上記の
数値を定期的に低減することによって機械化されている
。記憶された数値、したがって、残存オイル寿命はバ一
式連続読取部４８またはその他の適当なディスプレイに
連続的に表示される。記憶された数値がその仮定最長値
の１０チ内まで減ったときには直ちにエンジン・オイル
の交換を運転者に一涛告するようにランプ５０は点灯さ
れる。ペナルティ−ファクタは、エンジン・オイル検知
温度が１・２図を参照しながら先に説明したオイル劣化
基準に関係しているので、このエンジン・オイル検知温
度にのみ従って決定され、エンジン負荷そのものには関
係がない。エンジン・オイルを交換し、オイル交換リセ
ット・スイッチ１８を作動させたとき、記憶された数値
は仮定最長値にリセットされる。
本発明を図示実施例に関連して説明してきたが、その種
々の変更が当業者には明らかであろう。たとえば、オイ
ル温度をエンジンの他のＪｌｌ定値から算出し、これら
算出オイル温度を測定オイル温度の代りに使用できる。
【図面の簡単な説明】
３′１図は本発明の方法を実施するオイル交換表示装置
を機械化するだめのコンピュータ化制御ユニットおよび
表示器の概略図である。 １・２図は必要なオイル交換間隔を自動車のオイル温度
に関係させるデータを示すグラフである。 〕・３図は測定オイル温度と本発明に従ったペナルティ
・ファクタ値の関係を示すグラフである。 牙４図は図示した本発明の方法を用いて、３種類の自動
車作動期間についての有効エンジン回転回数の積算を示
すグラフである。 ３・５図は本発明の制御機能を実施するために第１図の
コンピュータ化制御ユニットで実行されるようになって
いるコンピュータ・プログラム命令を示すフローダイア
グラムである。 図面において、 １０・・・・・・エンジン １２・・・・・・コンピュータ化制御ユニット、１４・
・・・・・オイル温度センサ、 １６・・・・・・エンジン速度センサ、１８・・・・・
・オイル交換リセット・スイッチ、２０・・・・・・表
示器、　　　２２・・・・・・クロック、２４・・・・
・・マイクロコンピュータ、２６・・・・・・アナログ
・ディジタル変換器、２８・・・・・・カウンタ、　　
３０・・・・・持久記憶装置、３２・・・・・・入出力
装置、 ４８・・・・・・バ一式連続読取部、 ５０・・・・・・ランプ 丁イ１し！＆、”ヒ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、運転条件に従つて変化する有効寿命を有するエンジ
    ン・オイルを入れたエンジン （１０）を有する自動車においてオイル交 換の必要性を表示する方法であつて、自動 車がエンジン・オイルの潤滑能力にとつて 最も劣化の少ない条件の下で連続的に運転 されたならば生じるであろうエンジン・オ イルの有効寿命を表わす数字を記憶する （８４）段階と、実際の使用についての測 定値に関連して決つた有効使用量とエンジ ン運転条件がエンジン・オイルの劣化を進 める傾向となつたときに前記有効使用量を 増大させるように働き、また経験的に決定 されたデータに関係している時にエンジン 負荷と関係なくエンジン・オイル温度の単 独関数として決定するペナルティファクタ とで、エンジン運転中に記憶された数字の 値を減算する（９６）段階と、記憶された 数字がエンジン・オイルがその有効寿命に ほぼ達したことを示す所定の値まで減じた ときにエンジン・オイルを交換すべきであ ることを運転者に知らせる表示器（２０） を作動させる（８２、９２、９８）段階と を包含することを特徴とする方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の方法において、エンジ
    ン・オイル温度依存のペナルテ ィ・ファクタをエンジン・オイルの所定の 劣化に対する運転された距離に関係する経 験的に得られたデータに関連して決定する ことを特徴とする方法。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項に記載の方法に
    おいて、持久記憶装置（３０） を包含するコンピュータ化制御ユニット （１２）を利用し、エンジン・オイルの有 効寿命を表わす数字を決定する段階と、エ ンジン・オイルを交換したことの表示に応 答してコンピュータ化制御ユニットの持久 記憶装置にその数字を記憶させる段階とを 包含することを特徴とする方法。 ４、特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１
    つの項に記載の方法において、 実際のエンジン回転回数の積に関連して有 効使用量を決定することを特徴とする方法。 ５、特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１
    つの項に記載の方法において、 ペナルティ・ファクタがエンジン・オイル の所定の劣化に対する運転された距離に関 係する経験的に得られたデータに基づいて おり、運転された距離とエンジン回転回数 の対応する数字との差を生じさせるように 調節されることを特徴とする方法。 ６、特許請求の範囲第５項記載の方法において、運転さ
    れた距離とエンジン回転回数の 対応する数字との差に対して行なわれる、 運転された距離に基づくペナルティ・ファ クタの調節は比較的低いエンジン・オイル 温度に関連したペナルティ・ファクタの低 下を生じさせ、その低下は所与の運転され た距離において生じるエンジン回転回数の 数字がエンジン・オイル温度がその安定状 態運転値に近づいてたときに生じる回転回 数の数字をかなり超えるエンジン運転期間 の開始後すぐに経験される運転条件による ものであることを特徴とする方法。
JP62015329A 1986-01-27 1987-01-27 エンジン・オイル交換の必要性を表示する方法 Pending JPS62203915A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US822526 1986-01-27

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US (1) US4742476A (ja)
EP (1) EP0231055A3 (ja)
JP (1) JPS62203915A (ja)
CA (1) CA1297586C (ja)

Cited By (6)

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