JPH01278475A - 炭化ケイ素複合摺動部材 - Google Patents
炭化ケイ素複合摺動部材Info
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- JPH01278475A JPH01278475A JP63106139A JP10613988A JPH01278475A JP H01278475 A JPH01278475 A JP H01278475A JP 63106139 A JP63106139 A JP 63106139A JP 10613988 A JP10613988 A JP 10613988A JP H01278475 A JPH01278475 A JP H01278475A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
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-
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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。
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1
本発明は炭化ケイ素複合摺動部材、特に流体ポンプなど
に用いられる液中軸受として使用されて良好な性能を発
揮する炭化ケイ素複合摺動部材に関するものである。
に用いられる液中軸受として使用されて良好な性能を発
揮する炭化ケイ素複合摺動部材に関するものである。
[従来技術]
従来、例えば流体ポンプや各種流量計の軸受として使用
される液中軸受としては炭素材料が使用されてきたが、
このものは摺動面に土砂やスラリーなどの異物の混入に
より、異常摩耗を生じる欠点を有することから、近年炭
化ケイ素焼結体が使用され始めている。液中軸受として
の炭化ケイ素焼結体は、低荷重条件では優れた摺動特性
を示すが、^荷車条件では摩擦係数が上昇し、摩耗針が
増大するという欠点、また、炭化ケイ素焼結体は通常、
研削盤にて所望の形状に機械加工を行うが、加工・にあ
たり切込mを多くとると、ビビリを生じて良好な仕上面
が得られ難いため、加工にあたっては切込量を小さくせ
ざるを得ないなどの加工性の問題がある。
される液中軸受としては炭素材料が使用されてきたが、
このものは摺動面に土砂やスラリーなどの異物の混入に
より、異常摩耗を生じる欠点を有することから、近年炭
化ケイ素焼結体が使用され始めている。液中軸受として
の炭化ケイ素焼結体は、低荷重条件では優れた摺動特性
を示すが、^荷車条件では摩擦係数が上昇し、摩耗針が
増大するという欠点、また、炭化ケイ素焼結体は通常、
研削盤にて所望の形状に機械加工を行うが、加工・にあ
たり切込mを多くとると、ビビリを生じて良好な仕上面
が得られ難いため、加工にあたっては切込量を小さくせ
ざるを得ないなどの加工性の問題がある。
さらにまた、流体ポンプの液中軸受は、たとえばポンプ
起動時や操作ミスによる空回しにより摺動向に潤滑剤の
役割を果たす液体が十分にいきわたらない、所謂乾燥も
しくは境界1!!m条件下で使用されることがあった。
起動時や操作ミスによる空回しにより摺動向に潤滑剤の
役割を果たす液体が十分にいきわたらない、所謂乾燥も
しくは境界1!!m条件下で使用されることがあった。
上記炭化ケイ素焼結体からなる軸受は、乾燥もしくは境
界n擦条件下では、11!擦係数が上昇し、摩耗量が増
大するため、壁1動面に完全な液体潤滑膜を形成する、
所謂液体潤滑条件トでの使用に限られるという欠点があ
った。
界n擦条件下では、11!擦係数が上昇し、摩耗量が増
大するため、壁1動面に完全な液体潤滑膜を形成する、
所謂液体潤滑条件トでの使用に限られるという欠点があ
った。
上述した炭化ケイ素焼結体からなる軸受の欠点を解決す
るものとして、例えば特開昭60−141676号(以
下「従来技術I」という)や特公昭62−46508号
(以下「従来技術■」という)が提案されている。
るものとして、例えば特開昭60−141676号(以
下「従来技術I」という)や特公昭62−46508号
(以下「従来技術■」という)が提案されている。
この従来技術■は1〜48i 吊%のグラファイト元素
状炭素、有効訊の焼結助剤および残りの量の炭化ケイ素
からなるもので、1〜48重昂%のグラファイト元素状
炭素を添加することにより、乾燥もしくは境界r!!擦
条件下での使用を可能としだものである。また、従来技
術■は、コークス−炭化ケイ素複合焼結体に係わるもの
で、該焼結体の耐酸化性を向上さけたものである。
状炭素、有効訊の焼結助剤および残りの量の炭化ケイ素
からなるもので、1〜48重昂%のグラファイト元素状
炭素を添加することにより、乾燥もしくは境界r!!擦
条件下での使用を可能としだものである。また、従来技
術■は、コークス−炭化ケイ素複合焼結体に係わるもの
で、該焼結体の耐酸化性を向上さけたものである。
[発明が解決しようとする問題点]
しかしながら、上述した従来技術工からなる炭化ケイ素
複合焼結体は、乾燥゛もしくは境界摩擦条件下で優れた
活動特性を示す反面、機械的強度が低く、僅かの衝撃で
焼結体にかけが生じるなど取り扱い上の問題がある。
複合焼結体は、乾燥゛もしくは境界摩擦条件下で優れた
活動特性を示す反面、機械的強度が低く、僅かの衝撃で
焼結体にかけが生じるなど取り扱い上の問題がある。
また、従来技術■からなるコークス−炭化ケイ素複合焼
結体を摺動部材に適用した場合には、特に耐アブレッシ
プ竹に劣り、土砂の流入が余儀なくされる水中ポンプ用
の軸受としては使用しがたいという欠点がある。
結体を摺動部材に適用した場合には、特に耐アブレッシ
プ竹に劣り、土砂の流入が余儀なくされる水中ポンプ用
の軸受としては使用しがたいという欠点がある。
本発明は上記問題点を解決し、ポンプ起動時の乾燥もし
くは境界摩擦条件下あるいは高荷重条件下でも優れたI
II 11特性を示し、かつ高い機械的強度を示す、特
に液中軸受に適用して好適な炭化ケイ素複合摺動部材を
得ることを目的とする。
くは境界摩擦条件下あるいは高荷重条件下でも優れたI
II 11特性を示し、かつ高い機械的強度を示す、特
に液中軸受に適用して好適な炭化ケイ素複合摺動部材を
得ることを目的とする。
[問題点を解決するための手段]
本発明者等は上記目的を達成するため種々研究した結果
残留揮発分4重量%以上を有するコークス25〜45重
量%、ホウ素もしくはホウ素化合物0.5〜5重量%、
炭素2〜4重憬%もしくは炭化後の炭素含量が2〜4重
母%になる炭化可能な有機材料6〜10重昂%並びに残
部炭化ケイ素からなる混合粉末を焼結してなる炭化ケイ
素複合焼結体は、液体潤滑条件下ではもちろんのこと、
乾燥もしくは境界n1f)条件下においても、また高荷
重条件下においても優れたlFl!JIl特性を示し、
かつ高い機械的強度を示すことを見出し、この知見に基
ぎ本発明をなすに至った。
残留揮発分4重量%以上を有するコークス25〜45重
量%、ホウ素もしくはホウ素化合物0.5〜5重量%、
炭素2〜4重憬%もしくは炭化後の炭素含量が2〜4重
母%になる炭化可能な有機材料6〜10重昂%並びに残
部炭化ケイ素からなる混合粉末を焼結してなる炭化ケイ
素複合焼結体は、液体潤滑条件下ではもちろんのこと、
乾燥もしくは境界n1f)条件下においても、また高荷
重条件下においても優れたlFl!JIl特性を示し、
かつ高い機械的強度を示すことを見出し、この知見に基
ぎ本発明をなすに至った。
本発明で主成分をなす炭化ケイ素粉末はα型、β型のど
ちらでも使用することができ、平均粒径5ミクロン以下
の粉末が使用される。
ちらでも使用することができ、平均粒径5ミクロン以下
の粉末が使用される。
本発明で用いるコークスとしては、揮発分を有する、い
わゆる生コークスで、石油系、石炭系又は樹脂系のいず
れでもよいが、特に高強度の製品を得るには4重量%以
上の残留揮発分を含むのが好ましい。
わゆる生コークスで、石油系、石炭系又は樹脂系のいず
れでもよいが、特に高強度の製品を得るには4重量%以
上の残留揮発分を含むのが好ましい。
コークスの混合割合は、混合粉末総量に対して25〜4
5手M%、好ましくは25〜40重量%である。
5手M%、好ましくは25〜40重量%である。
25重量%より少ない場合には、乾燥もしくは境界摩擦
条件下あるいは液体潤滑条件下であっても高荷重条件下
で良好な摺動特性を得ることが難しく、また、45重晒
%より多い場合には、焼結体の機械的強度が低下するの
で好ましくない。
条件下あるいは液体潤滑条件下であっても高荷重条件下
で良好な摺動特性を得ることが難しく、また、45重晒
%より多い場合には、焼結体の機械的強度が低下するの
で好ましくない。
ホウ素又は炭化ホウ素もしくは窒化ホウ素などのホウ素
化合物は、混合粉末の焼結助剤としての役割と前述した
コークスの焼結時の黒鉛化を促進させる役割を宋たりも
ので、イの混合割合は混合粉末総量に対して0.5〜5
重量%である。
化合物は、混合粉末の焼結助剤としての役割と前述した
コークスの焼結時の黒鉛化を促進させる役割を宋たりも
ので、イの混合割合は混合粉末総量に対して0.5〜5
重量%である。
炭素は前記ホウ素またはホウ素化合物と同様、混合粉末
の焼結助剤の役割を果たすもので、カーボンブラックな
どが例示される。また、本発明では、上記炭素に代えて
、炭化可能な有機材料を使用することができる。この炭
化可能な有機材料としてはフェノール樹脂やコールター
ルピッチ等が例示されるが、とくにフェノール樹脂が好
ましく使用される。その混合割合は混合粉末総量に対し
て、炭素を使用する場合は2〜4重量%、炭化可能な有
機材料を使用する場合は6〜10重恐%であり、有機材
料を炭化して得られる炭素量が混合粉末総量に対して2
〜4重量%になるような聞用いられる。
の焼結助剤の役割を果たすもので、カーボンブラックな
どが例示される。また、本発明では、上記炭素に代えて
、炭化可能な有機材料を使用することができる。この炭
化可能な有機材料としてはフェノール樹脂やコールター
ルピッチ等が例示されるが、とくにフェノール樹脂が好
ましく使用される。その混合割合は混合粉末総量に対し
て、炭素を使用する場合は2〜4重量%、炭化可能な有
機材料を使用する場合は6〜10重恐%であり、有機材
料を炭化して得られる炭素量が混合粉末総量に対して2
〜4重量%になるような聞用いられる。
また、場合によっては、上述した成分組成からなる混合
粉末に一時的結合材例えばポリビニルアルコール等を添
加することも有効である。この時、−時的結合材の添加
量としては混合粉末100重吊部に対して約3車量部が
好ましい。
粉末に一時的結合材例えばポリビニルアルコール等を添
加することも有効である。この時、−時的結合材の添加
量としては混合粉末100重吊部に対して約3車量部が
好ましい。
次に、本発明の製造方法を示す。
まず、炭化ケイ素粉末にコークス粉末およびホウ素もし
くはホウ素化合物を添加し、さらに炭素もしくは炭化可
能な有機材料J3よび必要に応じて一時的結合材を加え
混合して混合物を得た後、該混合物を乾燥し、粉砕して
粉末とする。該粉末を金型に装填し、1000〜200
01(9/Jの圧力で加圧成形して成形体を得る。そし
て上記成形体を無加圧状sr、1900〜2100[(
1)1[![−0,5〜21間[’iし、焼結体を得る
。
くはホウ素化合物を添加し、さらに炭素もしくは炭化可
能な有機材料J3よび必要に応じて一時的結合材を加え
混合して混合物を得た後、該混合物を乾燥し、粉砕して
粉末とする。該粉末を金型に装填し、1000〜200
01(9/Jの圧力で加圧成形して成形体を得る。そし
て上記成形体を無加圧状sr、1900〜2100[(
1)1[![−0,5〜21間[’iし、焼結体を得る
。
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
[実施例1〜3.比較例1〜6]
表1に示す割合で平均粒径0.5ミクロンのα型炭化ケ
イ素粉末(商品名:DU−A−1,昭和電工■社製)、
残密揮発分11%のコークス粉末、ホウ素粉末、フェノ
ール樹脂およびアセトン50CCをボールミルを用いて
10時間混合した後、該混合物を乾燥し、粉砕して10
0メツシユアンダーに分級した粉末を得た。
イ素粉末(商品名:DU−A−1,昭和電工■社製)、
残密揮発分11%のコークス粉末、ホウ素粉末、フェノ
ール樹脂およびアセトン50CCをボールミルを用いて
10時間混合した後、該混合物を乾燥し、粉砕して10
0メツシユアンダーに分級した粉末を得た。
該混合粉末を金型に装填し、20001(9/Jの圧力
で加圧成形し成形体を得た。
で加圧成形し成形体を得た。
この成形体を2050度の温度に加熱された加熱炉中(
アルゴンガス雰囲気)で1時間焼成し、焼結体を得た。
アルゴンガス雰囲気)で1時間焼成し、焼結体を得た。
この焼結体を機械加工して長さ3711111゜幅4I
II#I、厚さ3Mの曲げ強度試験片および縦横それぞ
れ32m、厚さ7mのスラスト試験片を得た。
II#I、厚さ3Mの曲げ強度試験片および縦横それぞ
れ32m、厚さ7mのスラスト試験片を得た。
[比較例7]
表1に示す割合で平均粒径0゜5ミクロンのα型炭化ケ
イ素粉末(商品名:DU−A−1,昭和電工■社製)、
カーボンブラック粉末、ホウ素粉末。
イ素粉末(商品名:DU−A−1,昭和電工■社製)、
カーボンブラック粉末、ホウ素粉末。
フェノール樹脂、アセトン50ccおよびポリビニルア
ルコール3重量部をボールミルを用いて10時間混合し
た後、該混合物を乾燥し、粉砕して100メツシユアン
ダーに分級した粉末を得た。
ルコール3重量部をボールミルを用いて10時間混合し
た後、該混合物を乾燥し、粉砕して100メツシユアン
ダーに分級した粉末を得た。
該混合粉末を金型に装填し、2000に5/lJの圧力
で加圧成形し成形体を得た。
で加圧成形し成形体を得た。
この成形体を2050度の温度に加熱された加熱炉中(
アルゴンガス雰囲気)で1時間焼成し、焼結体を得た。
アルゴンガス雰囲気)で1時間焼成し、焼結体を得た。
該焼結体を機械加工して長さ37m、幅4門、厚さ3#
Iの曲げ試験片および縦横それぞれ32rttms厚さ
7m+のスラスト試験片を得た。
Iの曲げ試験片および縦横それぞれ32rttms厚さ
7m+のスラスト試験片を得た。
し比較例8]
表1に示す割合で平均粒径0.5ミクロンのα型炭化ケ
イ素粉末(商品名:DU−A−1,昭和電工側社製)、
黒鉛粉末、ホウ素粉末、フェノール樹脂、およびアセト
ン50ccをボールミルを用いて10時間混合した侵、
該混合物を乾燥し、粉砕して100メツシユアンダーに
分級した粉末を得た。
イ素粉末(商品名:DU−A−1,昭和電工側社製)、
黒鉛粉末、ホウ素粉末、フェノール樹脂、およびアセト
ン50ccをボールミルを用いて10時間混合した侵、
該混合物を乾燥し、粉砕して100メツシユアンダーに
分級した粉末を得た。
該混合粉末を金型に装填し、2000Kg/ ciの圧
ヵで加圧成形し成形体を得た。
ヵで加圧成形し成形体を得た。
この成形体を2050度の温度に加熱された加熱炉中(
アルゴンガス雰囲気)で1時間焼成し、焼結体を得た。
アルゴンガス雰囲気)で1時間焼成し、焼結体を得た。
該焼結体を機械加工して長さ37M1幅4rIWi、厚
さ3−の曲げ試験片および縦横それぞれ32線、厚さ7
Mのスラスト試験片を得た。
さ3−の曲げ試験片および縦横それぞれ32線、厚さ7
Mのスラスト試験片を得た。
[比較例9]
平均粒径0.5ミクロンのα型炭化ケイ素粉末38.9
重量%、残留揮発分11%のコークス粉末51.2重量
%、炭化ホウ素粉末9.9重用%をらいかい機で5時間
摩砕混合した。このようにして得た混合粉末を金型に装
填し、2000KW/dの圧力で加圧成形して成形体を
得たのち、2000度の温度に加熱された加熱炉中(ア
ルゴンガス雰囲気)で1時間焼成し、焼結体を得た。こ
の焼結体を機械加工して、長さ37#l、幅4NR1厚
さ3間の曲げ試験片および縦横それぞれ32慣、厚さ7
111+lのスラスト試験片を得た。
重量%、残留揮発分11%のコークス粉末51.2重量
%、炭化ホウ素粉末9.9重用%をらいかい機で5時間
摩砕混合した。このようにして得た混合粉末を金型に装
填し、2000KW/dの圧力で加圧成形して成形体を
得たのち、2000度の温度に加熱された加熱炉中(ア
ルゴンガス雰囲気)で1時間焼成し、焼結体を得た。こ
の焼結体を機械加工して、長さ37#l、幅4NR1厚
さ3間の曲げ試験片および縦横それぞれ32慣、厚さ7
111+lのスラスト試験片を得た。
上記実施例1〜3、比較例1〜9をJIS R1601
「ファインセラミックの曲げ強さ試験」に沿って3点曲
げ強度試験を行うとともに以下の条件で水中耐荷重スラ
スト試験を行った。その結果を表1に示す。なお、表中
「−」は、摩擦係数が上昇したため試験を途中で中止し
たことを示すものである。
「ファインセラミックの曲げ強さ試験」に沿って3点曲
げ強度試験を行うとともに以下の条件で水中耐荷重スラ
スト試験を行った。その結果を表1に示す。なお、表中
「−」は、摩擦係数が上昇したため試験を途中で中止し
たことを示すものである。
速 度: 5m/e+in
荷 重: 0.5hr毎に12.5Kg/Jづつ累積
し、250句/dにて終了 相手材:5iC(φ12×φ25X l 17)試験結
果から、実施例1〜3の焼結体は全試験時間を通して安
定した摺動特性を示した。一方、比較例1〜5の焼結体
は、荷重の増大にともない次第ニr!4r!A係数が上
昇シ、血圧150Kg / ei テ摩擦係数の急激な
上昇が認められたので試験を中止した。
し、250句/dにて終了 相手材:5iC(φ12×φ25X l 17)試験結
果から、実施例1〜3の焼結体は全試験時間を通して安
定した摺動特性を示した。一方、比較例1〜5の焼結体
は、荷重の増大にともない次第ニr!4r!A係数が上
昇シ、血圧150Kg / ei テ摩擦係数の急激な
上昇が認められたので試験を中止した。
つぎに、上述した試験で、良好な摺動特性を示した実施
例3と比較例9の焼結体について、さらに過酷な水中ス
ラスト試験を行った。試験条件は以下に示すとおりであ
る。
例3と比較例9の焼結体について、さらに過酷な水中ス
ラスト試験を行った。試験条件は以下に示すとおりであ
る。
面 ル : 1501!Ff /!速 度 :
5TrL/1n 時 間 : 50hr 水 :蒸留水0.1wt%関東ローム7種(JIS28
901)添加 相手14:5iC(φ12×φ25X l 17)表2
は上記の試験結果を示すものである。
5TrL/1n 時 間 : 50hr 水 :蒸留水0.1wt%関東ローム7種(JIS28
901)添加 相手14:5iC(φ12×φ25X l 17)表2
は上記の試験結果を示すものである。
表2
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’i:!r′”1tls!’i’[:’lff1;”’
J:fff”’/cJ)”””(’m/’m:”n)h
r”1試験結果から、比較例9の焼結体は、摩耗針が多
く、耐アブレッシブ性に劣り、土砂の侵入が余儀なくさ
れる水中ポンプなどの軸受への適用はできない。
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r”1試験結果から、比較例9の焼結体は、摩耗針が多
く、耐アブレッシブ性に劣り、土砂の侵入が余儀なくさ
れる水中ポンプなどの軸受への適用はできない。
[発明の効果]
本発明の炭化ケイ素複合層動部材は、液中摩擦条件下で
はちもろIυのこと、乾燥もしくは境界摩擦条件下ある
いは、高?4重条件下でも良好な摺動特性を示し、かつ
高い殿様的強度を示し、優れた耐アブレッシブ性を有す
るので、水、薬液中などにおいて使用される液中軸受用
材料に適している。
はちもろIυのこと、乾燥もしくは境界摩擦条件下ある
いは、高?4重条件下でも良好な摺動特性を示し、かつ
高い殿様的強度を示し、優れた耐アブレッシブ性を有す
るので、水、薬液中などにおいて使用される液中軸受用
材料に適している。
Claims (1)
- (1) 残留揮発分4重量%以上を有するコークス25
〜45重量%、ホウ素もしくはホウ素化合物0.5〜5
重量%、炭素2〜4重量%もしくは炭化後の炭素含量が
2〜4重量%になる炭化可能な有機材料6〜10重量%
並びに残部炭化ケイ素からなる混合粉末を焼結してなる
炭化ケイ素複合摺動部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63106139A JPH0733287B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 炭化ケイ素複合摺動部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63106139A JPH0733287B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 炭化ケイ素複合摺動部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01278475A true JPH01278475A (ja) | 1989-11-08 |
| JPH0733287B2 JPH0733287B2 (ja) | 1995-04-12 |
Family
ID=14426036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63106139A Expired - Fee Related JPH0733287B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 炭化ケイ素複合摺動部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0733287B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03140223A (ja) * | 1989-10-27 | 1991-06-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 射出成形方法及び装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6246508B2 (ja) | 2013-06-25 | 2017-12-13 | グローリー株式会社 | 動体画像抽出方法及び動体画像抽出装置 |
-
1988
- 1988-04-28 JP JP63106139A patent/JPH0733287B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03140223A (ja) * | 1989-10-27 | 1991-06-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 射出成形方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0733287B2 (ja) | 1995-04-12 |
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