JPS63243574A - スタ−リング機関のクランク軸シ−ル機構 - Google Patents
スタ−リング機関のクランク軸シ−ル機構Info
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- JPS63243574A JPS63243574A JP62073692A JP7369287A JPS63243574A JP S63243574 A JPS63243574 A JP S63243574A JP 62073692 A JP62073692 A JP 62073692A JP 7369287 A JP7369287 A JP 7369287A JP S63243574 A JPS63243574 A JP S63243574A
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- Japan
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- crankshaft
- seal
- crankcase
- mechanical seal
- stirling engine
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
- F02G1/053—Component parts or details
- F02G1/0535—Seals or sealing arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2243/00—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2270/00—Constructional features
- F02G2270/85—Crankshafts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Sealing (AREA)
- Sealing Of Bearings (AREA)
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〕
この発明は、スターリング機関のクランク軸シール機構
に関し、特に機関内部の潤滑油の漏洩を防止するメカニ
カルシールへの負荷荷重を軽減するためのネジシール０
構に関するものである。
に関し、特に機関内部の潤滑油の漏洩を防止するメカニ
カルシールへの負荷荷重を軽減するためのネジシール０
構に関するものである。
従来のスターリング機関の動力伝達機＋１）の代表的な
構造を示す例として第３図に示すものがあった。図にお
いて、１はクランクケースであって、本部品が基本とな
ってスターリング機関の全部品が組立、構成されている
。２．４はクランクケース１に加工された穴にボルトな
どの締結部品で固定されるフランジ、３はフランジ２と
同様にクランクケース１に締結固定された軸受ハウジン
グ、５は軸受ハウジング３に固定された軸受、６はフラ
ンジ２に固定された軸受である。７は軸受５゜６によっ
て回転自在に保持されたクランク軸であり、スターリン
グエンジンが発生した動力を外部に伝達するものである
。８はクランク軸７に取付けられたメカニカルシールで
あり、クランクケース１内に封入されたガス、潤滑油を
封じるためのものである。９．１０はスターリング機関
のクランク軸７の回転釣合いを取るためのバランスウェ
イトであり、クランク軸７に固定されている。１４はク
ランクケース１の底に溜ったスターリング機関の運動部
を潤滑するための潤滑油である。１５はａ常、ディスプ
レーサ用コンロッド、パワーピストン用コンロッドに取
付けられるはねかけ給油用のスプラッシャである。１１
．１２はクランク軸７に軸受にて連結されているパワー
ピストン用コンロッド、２１はパワーピストン用コンロ
ッド１１．１２と結合されているクロスヘッドである。
構造を示す例として第３図に示すものがあった。図にお
いて、１はクランクケースであって、本部品が基本とな
ってスターリング機関の全部品が組立、構成されている
。２．４はクランクケース１に加工された穴にボルトな
どの締結部品で固定されるフランジ、３はフランジ２と
同様にクランクケース１に締結固定された軸受ハウジン
グ、５は軸受ハウジング３に固定された軸受、６はフラ
ンジ２に固定された軸受である。７は軸受５゜６によっ
て回転自在に保持されたクランク軸であり、スターリン
グエンジンが発生した動力を外部に伝達するものである
。８はクランク軸７に取付けられたメカニカルシールで
あり、クランクケース１内に封入されたガス、潤滑油を
封じるためのものである。９．１０はスターリング機関
のクランク軸７の回転釣合いを取るためのバランスウェ
イトであり、クランク軸７に固定されている。１４はク
ランクケース１の底に溜ったスターリング機関の運動部
を潤滑するための潤滑油である。１５はａ常、ディスプ
レーサ用コンロッド、パワーピストン用コンロッドに取
付けられるはねかけ給油用のスプラッシャである。１１
．１２はクランク軸７に軸受にて連結されているパワー
ピストン用コンロッド、２１はパワーピストン用コンロ
ッド１１．１２と結合されているクロスヘッドである。
このクロスヘッド２１にはパワーピストン用ロッド２２
及びパワーピストン１８が固定結合されている。またク
ロスへ・ノド２１の外周はシリンダ２０の内周と往復摺
動可能なように軸受作用を持たせて嵌合されている。１
３はディスプレーサ用コンロノドであり、クランク７と
軸受にて回転自在に結合されている。１６はピストンピ
ン、１７はディスプレーサピストン用ロッド、１９はｙ
イスプレーサピストンであり、ディスプレーサピストン
用ロッド１７はピストンピン１６によりディスブレーナ
用コンロッド１３と結合されている。
及びパワーピストン１８が固定結合されている。またク
ロスへ・ノド２１の外周はシリンダ２０の内周と往復摺
動可能なように軸受作用を持たせて嵌合されている。１
３はディスプレーサ用コンロノドであり、クランク７と
軸受にて回転自在に結合されている。１６はピストンピ
ン、１７はディスプレーサピストン用ロッド、１９はｙ
イスプレーサピストンであり、ディスプレーサピストン
用ロッド１７はピストンピン１６によりディスブレーナ
用コンロッド１３と結合されている。
ディスプレーサピストン用ロッド１７はクロスヘッド２
１．パワーピストン用ロッド２２．パワーピストン１８
の円形断面の中心を貫通してディスプレーサピストン１
９と固定結合されている。２０はクランクケース１の上
部に固定されたシリンダ部であり、このシリンダ２０内
部ではディスプレーサピストン１９．パワーピストン１
８が往復摺動するようになっている。
１．パワーピストン用ロッド２２．パワーピストン１８
の円形断面の中心を貫通してディスプレーサピストン１
９と固定結合されている。２０はクランクケース１の上
部に固定されたシリンダ部であり、このシリンダ２０内
部ではディスプレーサピストン１９．パワーピストン１
８が往復摺動するようになっている。
このような従来のスターリング機関では、軸力を発生す
るパワーピストン１８は、クロスヘッド２１を介して２
本のパワーピストン用コンロッド１１．１２でクランク
軸７に連結され、これにより動力伝達が行なわれている
。また、１つのシリンダ２０の中にディスプレーサピス
トン１９とパワーピストン１８の２種類のピストンを組
立て嵌合するために・パワーピストン１９の中央に穴を
加Ｉ Ｌ 、この穴にディスプレーサピストン用ロッド
１７を通しζこれとディスプレーサピストン１つとを連
結している。
るパワーピストン１８は、クロスヘッド２１を介して２
本のパワーピストン用コンロッド１１．１２でクランク
軸７に連結され、これにより動力伝達が行なわれている
。また、１つのシリンダ２０の中にディスプレーサピス
トン１９とパワーピストン１８の２種類のピストンを組
立て嵌合するために・パワーピストン１９の中央に穴を
加Ｉ Ｌ 、この穴にディスプレーサピストン用ロッド
１７を通しζこれとディスプレーサピストン１つとを連
結している。
なお、スターリング機関の燃焼器部、熱交換器部などの
構造部分は説明を省略する。
構造部分は説明を省略する。
次に動作について説明する。第３図で示したようないわ
ゆる１シリンダ・２ピストン直列配置・クランク軸型ス
ターリング機関では、シリンダ２０内に発生した圧力変
動（圧力の発生機構は省略する。）がパワーピストン１
８に作用し、これが力に変換されてパワーピストン用ロ
ッド２２．クロスヘッド２１．パワーピストン用コンロ
ッド１１．１２に伝達される。そして回転仕事がクラン
ク軸７より外部に取り出される。その回転仕事の一部を
ディスプレーサピストン１９に伝達し、往復運動を誘起
してスターリング機関としての動作を行なわせている。
ゆる１シリンダ・２ピストン直列配置・クランク軸型ス
ターリング機関では、シリンダ２０内に発生した圧力変
動（圧力の発生機構は省略する。）がパワーピストン１
８に作用し、これが力に変換されてパワーピストン用ロ
ッド２２．クロスヘッド２１．パワーピストン用コンロ
ッド１１．１２に伝達される。そして回転仕事がクラン
ク軸７より外部に取り出される。その回転仕事の一部を
ディスプレーサピストン１９に伝達し、往復運動を誘起
してスターリング機関としての動作を行なわせている。
ＩＹＡにスターリンク機関の性能向上、動力増大を図る
には封入するガスの圧力を高めることが有効である。
には封入するガスの圧力を高めることが有効である。
しかしながら、従来のスターリング機関は上記のように
、クランクケース１内に封入された潤滑油をクランク軸
７に取付けられたメカニカルシール８で密封しているた
め、ガスの封入圧力を高めることは潤滑油の圧力をも高
めることになり、それに伴ってメカニカルシール８に作
用する負荷荷重が増大し、摩擦発熱の増大、ｔａ失の増
大などメカニカルシールにとっても破頃や寿命低下など
の原因になっていた。
、クランクケース１内に封入された潤滑油をクランク軸
７に取付けられたメカニカルシール８で密封しているた
め、ガスの封入圧力を高めることは潤滑油の圧力をも高
めることになり、それに伴ってメカニカルシール８に作
用する負荷荷重が増大し、摩擦発熱の増大、ｔａ失の増
大などメカニカルシールにとっても破頃や寿命低下など
の原因になっていた。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、メカニカルシールへの負荷圧力を軽減でき、
摩擦発熱量の低下やシール寿命の向上を図ることができ
るクランク軸シール機構を提供することを目的とする。
たもので、メカニカルシールへの負荷圧力を軽減でき、
摩擦発熱量の低下やシール寿命の向上を図ることができ
るクランク軸シール機構を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るスターリング機関のクランク軸シール機
構は、クランク軸に、その外周にらせん状の溝を有しク
ランク軸の回転によりメカニカルシール方向への負荷圧
力を低減させるような圧力を発生させるネジシール部を
メカニカルシールに隣接して設けたものである。
構は、クランク軸に、その外周にらせん状の溝を有しク
ランク軸の回転によりメカニカルシール方向への負荷圧
力を低減させるような圧力を発生させるネジシール部を
メカニカルシールに隣接して設けたものである。
この発明においては、回転自在に保持されるクランク軸
にらせん状の溝を有するネジシール部を゛ 装着したの
で、クランク軸の回転に伴うネジシーＪｌ／ 部での発
生圧力を利用してメカニカルシールに作用する負荷圧力
を軽減させることができ、これにより摩擦発熱を低域し
シール寿命を向上させて、メカニカルシールからの潤滑
油漏れを低減することができる。
にらせん状の溝を有するネジシール部を゛ 装着したの
で、クランク軸の回転に伴うネジシーＪｌ／ 部での発
生圧力を利用してメカニカルシールに作用する負荷圧力
を軽減させることができ、これにより摩擦発熱を低域し
シール寿命を向上させて、メカニカルシールからの潤滑
油漏れを低減することができる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図はこの発明の一実施例によるスターリング機関の
クランク軸シールｌＪ／、ｆを示し、図において、８は
クランク軸７に取り付けられたメカニカルシール、２３
はクランク軸７に固着して設けられその外周にらせん状
の溝を有するネジシール部である。３亥ネジシ一ル部２
３はクランクケース１とメカニカルシール８との間に装
着したもので、クランクケース１に固定した軸受ハウジ
ング３と僅少な隙間を介してクランク軸７に固着され、
クランク軸と一体となって回転する。なお、上記僅少な
隙間にも高圧の潤滑油１４が充満している。
クランク軸シールｌＪ／、ｆを示し、図において、８は
クランク軸７に取り付けられたメカニカルシール、２３
はクランク軸７に固着して設けられその外周にらせん状
の溝を有するネジシール部である。３亥ネジシ一ル部２
３はクランクケース１とメカニカルシール８との間に装
着したもので、クランクケース１に固定した軸受ハウジ
ング３と僅少な隙間を介してクランク軸７に固着され、
クランク軸と一体となって回転する。なお、上記僅少な
隙間にも高圧の潤滑油１４が充満している。
第２図はメカニカルシール８とネジシール部２３との取
付状況を示す詳細な断面図である。図中、８１はシート
リング、８２は従りフランジ、８３はコンプレッション
リング、８４はスプリング、８５はカラーである。メカ
ニカルシール８のシートリング８１は焼結カーボンなど
の摺動材料で構成され、フランジ４に固定される。従動
リング８２はクランク軸７に固定され、シートリング８
１との摺動面で密封効果が発揮される。従動リング８２
は密封作用の安全性向上を図るために、コンプレッショ
ンリング８３を介して円周上に配設される複数個のスプ
リング８４で押圧されている。ネジシール部２３はクラ
ンク軸７がクランクケース１の端面に取付けた軸受ハウ
ジング３を質通ずる個所に設けられ、クランク軸７の回
転によってメカニカルシール８方向への潤滑油圧力を低
減させメカニカルシールによる潤滑油１４の密封効果の
向上を図っている。
付状況を示す詳細な断面図である。図中、８１はシート
リング、８２は従りフランジ、８３はコンプレッション
リング、８４はスプリング、８５はカラーである。メカ
ニカルシール８のシートリング８１は焼結カーボンなど
の摺動材料で構成され、フランジ４に固定される。従動
リング８２はクランク軸７に固定され、シートリング８
１との摺動面で密封効果が発揮される。従動リング８２
は密封作用の安全性向上を図るために、コンプレッショ
ンリング８３を介して円周上に配設される複数個のスプ
リング８４で押圧されている。ネジシール部２３はクラ
ンク軸７がクランクケース１の端面に取付けた軸受ハウ
ジング３を質通ずる個所に設けられ、クランク軸７の回
転によってメカニカルシール８方向への潤滑油圧力を低
減させメカニカルシールによる潤滑油１４の密封効果の
向上を図っている。
次に作用・効果について説明する。
スターリング機関の性能向上及び出力増大を図る場合に
は、封入するガス圧力を高めるなどの方策がとられ、こ
れに伴ってクランクケース１内に充満する潤滑油１４の
圧力も高くなる。ａｖ１滑油１４の圧力が高くなると、
メカニカルシール８の従動リング８２に作用する荷重も
大きくなりシートリング８１との摺ｖＪ面圧が増大する
。摺動面圧が高くなると摺動面での摩擦損失が大きくな
り、発熱量も増大する。摺動面の温度上昇は流体膜の破
断や、シートリング８１の割れ等を引き起こすことがあ
り、密封効果の低下を招く。
は、封入するガス圧力を高めるなどの方策がとられ、こ
れに伴ってクランクケース１内に充満する潤滑油１４の
圧力も高くなる。ａｖ１滑油１４の圧力が高くなると、
メカニカルシール８の従動リング８２に作用する荷重も
大きくなりシートリング８１との摺ｖＪ面圧が増大する
。摺動面圧が高くなると摺動面での摩擦損失が大きくな
り、発熱量も増大する。摺動面の温度上昇は流体膜の破
断や、シートリング８１の割れ等を引き起こすことがあ
り、密封効果の低下を招く。
本実施例では、ネジシール部２３はクランクケースｌに
取付けた軸受ハウジング３と僅少な隙間を介してクラン
ク軸１に装着されており、ネジシール２３の外周面には
所定の深さのらせん状の溝が加工されている。従ってク
ランク軸１が回転するとく第２図矢印方向）、溝に充満
する潤滑油１４にはクランクケース１方向に押し戻そう
とする圧力が発生する。従って、このネジシール部２３
によって発生する圧力の分だけメカニカルシール８に作
用する負荷を低減することができる。
取付けた軸受ハウジング３と僅少な隙間を介してクラン
ク軸１に装着されており、ネジシール２３の外周面には
所定の深さのらせん状の溝が加工されている。従ってク
ランク軸１が回転するとく第２図矢印方向）、溝に充満
する潤滑油１４にはクランクケース１方向に押し戻そう
とする圧力が発生する。従って、このネジシール部２３
によって発生する圧力の分だけメカニカルシール８に作
用する負荷を低減することができる。
このような本実施例では、クランク軸７が回転するとネ
ジシール部２３による圧力発生効果によって、メカニカ
ルシール８に作用する負荷圧力が軽減できるため、メカ
ニカルシール８での発熱量も低減でき、ひいてはシール
の寿命や信頼性も向上することになる。
ジシール部２３による圧力発生効果によって、メカニカ
ルシール８に作用する負荷圧力が軽減できるため、メカ
ニカルシール８での発熱量も低減でき、ひいてはシール
の寿命や信頼性も向上することになる。
以上のように、この発明に係るスターリング機関のクラ
ンク軸シール機構によれば、その外周にらせん状の溝を
有するネジシール部をクランク軸に設け、クランク軸の
回転により該ネジシール部が高圧の潤滑油をクランクケ
ース側へ押し戻す方向に圧力を発生させるようにしたの
で、メカニカルシールへの負荷圧力が低減でき、これに
より摩］察１員失や発熱量を低くでき、ひいてはメカニ
カルシールの信頼性及び寿命を大１１１に向−にでき、
メカニカルシールからの潤滑油漏れを防止することので
きる効果がある。
ンク軸シール機構によれば、その外周にらせん状の溝を
有するネジシール部をクランク軸に設け、クランク軸の
回転により該ネジシール部が高圧の潤滑油をクランクケ
ース側へ押し戻す方向に圧力を発生させるようにしたの
で、メカニカルシールへの負荷圧力が低減でき、これに
より摩］察１員失や発熱量を低くでき、ひいてはメカニ
カルシールの信頼性及び寿命を大１１１に向−にでき、
メカニカルシールからの潤滑油漏れを防止することので
きる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるスターリング機関の
クランク軸シール機構の断面図、第２図は該シール機構
の詳細を示す断面図、第３図は従来のスターリング機関
のクランク軸シール機構を示す断面図である。 図において、■はクランクケース、２，４はフランジ、
３は軸受ハウジング、５．６は軸受、７はクランク軸、
８はメカニカルシール、９．１０はバランスウェイト、
１１．１２はパワーピストン用コンロッド、１３はディ
スプレーサ用コンロッド、１４は潤滑油、１５はスプラ
ッシャ、１６はピストンピン、１７はディスプレーサピ
ストン用ロンド、１８はパワーピストン、１９ばディス
プレーサピストン、２０はシリンダ部、２１はクロスヘ
ッド、２２はパワーピストン用ロンド、２３は皐ジシー
ル部、８１はシートリング、８２は従動リング、８３は
コンプレッションリング、８４はスプリング、８５はカ
ラーである。 なお、図中同一符号は、同−又は相当部分を示す。
クランク軸シール機構の断面図、第２図は該シール機構
の詳細を示す断面図、第３図は従来のスターリング機関
のクランク軸シール機構を示す断面図である。 図において、■はクランクケース、２，４はフランジ、
３は軸受ハウジング、５．６は軸受、７はクランク軸、
８はメカニカルシール、９．１０はバランスウェイト、
１１．１２はパワーピストン用コンロッド、１３はディ
スプレーサ用コンロッド、１４は潤滑油、１５はスプラ
ッシャ、１６はピストンピン、１７はディスプレーサピ
ストン用ロンド、１８はパワーピストン、１９ばディス
プレーサピストン、２０はシリンダ部、２１はクロスヘ
ッド、２２はパワーピストン用ロンド、２３は皐ジシー
ル部、８１はシートリング、８２は従動リング、８３は
コンプレッションリング、８４はスプリング、８５はカ
ラーである。 なお、図中同一符号は、同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- （１）シリンダ内に発生した圧力変動をパワーピストン
に作用させ、これにより得られた出力をクランク軸から
外部に取り出すクランク軸型スターリング機関のクラン
ク軸シール機構において、上記クランク軸の出力取出側
にはクランクケース内の潤滑油を密封するためのメカニ
カルシールが設けられ、 上記クランク軸には、上記メカニカルシールのクランク
室側に該メカニカルシールと隣接して外周にらせん状の
溝を有するネジシール部が固定して設けられ、 上記ネジシール部のらせん状溝のねじ方向は、該ネジシ
ール部が上記クランク軸と共に回転したとき上記メカニ
カルシール部の潤滑油がクランクケース側へ押し戻され
るような圧力が発生する方向に形成されていることを特
徴とするスターリング機関のクランク軸シール機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62073692A JP2624250B2 (ja) | 1987-03-26 | 1987-03-26 | スターリング機関のクランク軸シール機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62073692A JP2624250B2 (ja) | 1987-03-26 | 1987-03-26 | スターリング機関のクランク軸シール機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63243574A true JPS63243574A (ja) | 1988-10-11 |
| JP2624250B2 JP2624250B2 (ja) | 1997-06-25 |
Family
ID=13525524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62073692A Expired - Fee Related JP2624250B2 (ja) | 1987-03-26 | 1987-03-26 | スターリング機関のクランク軸シール機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2624250B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH031246U (ja) * | 1989-05-29 | 1991-01-09 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55107309U (ja) * | 1979-01-24 | 1980-07-26 | ||
| JPS6165057A (ja) * | 1984-09-06 | 1986-04-03 | Mitsubishi Electric Corp | スタ−リング機関 |
-
1987
- 1987-03-26 JP JP62073692A patent/JP2624250B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55107309U (ja) * | 1979-01-24 | 1980-07-26 | ||
| JPS6165057A (ja) * | 1984-09-06 | 1986-04-03 | Mitsubishi Electric Corp | スタ−リング機関 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH031246U (ja) * | 1989-05-29 | 1991-01-09 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2624250B2 (ja) | 1997-06-25 |
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