JPH0211493A - 翼型ブレード - Google Patents

翼型ブレード

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Publication number
JPH0211493A
JPH0211493A JP1040134A JP4013489A JPH0211493A JP H0211493 A JPH0211493 A JP H0211493A JP 1040134 A JP1040134 A JP 1040134A JP 4013489 A JP4013489 A JP 4013489A JP H0211493 A JPH0211493 A JP H0211493A
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JP
Japan
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section
cross
approximately
airfoil
airfoiled
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.)
Pending
Application number
JP1040134A
Other languages
English (en)
Inventor
Harry S Wainauski
ハリー ステファン ワイナウスキー
Carol Marie Vaczy
キャロル マリエ ヴァクズイー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RTX Corp
Original Assignee
United Technologies Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Publication of JPH0211493A publication Critical patent/JPH0211493A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/32Rotors
    • B64C27/46Blades
    • B64C27/467Aerodynamic features
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/16Blades
    • B64C11/18Aerodynamic features
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S416/00Fluid reaction surfaces, i.e. impellers
    • Y10S416/02Formulas of curves

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Toys (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、プロペラのブレードに関し、特に、新たな翼
型のファミリに属するプロペラのブレードに関する。
(従来の技術) プロペラの重量を最小限に抑えるために、面積の狭いブ
レードを利用することが望ましい。しかしながら、この
ようなブレードは、必要な離陸スラスト(推力)を得る
ことが出来るためには高い動作揚力係数を有しなければ
ならない。一方、効率的なりルーズ動作に要求される低
い動作揚力係数を有しなければならない。飛行の目的が
広範囲な遊覧飛行(Lo i ter ing)と高速
クルージングを要求する飛行機に特に重要である。
(従来技術の問題点) 従来からのプロペラのブレードは、特にマツハ数050
から0.70までの範囲でクルーズする飛行機に対する
要件に合致していない。特に、NACAシリーズI6ブ
レードは、離陸時、遊覧飛行(Loiter)時、及び
クルーズ時に受容できない衝撃損失を経験することとな
ろう。従って、プロペラのブレードに使用される新しい
翼型ファミリが求められている。
本発明の目的は、離陸時高い動作揚力係数とクルージン
グ及びロイター(Lo i ter ing)速度時効
率的な動作特性を有する翼型断面ファミリを組み入れた
ブレードを提供することにある。
本発明の別の目的は、マツハ0.50からマッグ0.7
0までの範囲で動作する飛行機に設計された翼型(エア
ホイール)ファミリからなるプロペラブレードの離陸時
とクルーズ時の衝撃損失を最小限に抑えることにある。
更に本発明の別の目的は、異物による損害を被ることの
少ない翼型断面を有するブレードを提供することにある
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するために、本発明に係るブレードは、
各断面が、ほぼ全長に沿い、鈍角を有する放物線状の前
方縁を有し、最大翼厚が翼弦長の略38%から略42%
までの間にあり、翼弦長路45%の頂点を有するカンバ
と、比較的鈍角となる後方縁とを有し、且つ、ルート部
分に隣接し厚さ比20%を有する翼型断面から先端部分
に隣接し厚さ比2%を有する翼型断面までテーパし、翼
型断面が20%から2%の厚さ比を有する断面部分をテ
ーパする時、前記翼型断面最大翼厚の位置が面記略38
%から略42%まで移動する複数の翼型断面からなるこ
とを特徴とする。
(作用) 以上ブレードが構成しているので、マツハ数0゜50か
ら0.70までの範囲でNACAシリーズ16の翼型よ
りも優れた空気力学的(aerodynamic)性能
を有し異物の損害を被ることが少なく、又、取り扱いが
容易である。
(発明の実施例) 以下、本発明に係る翼型ブレードの実施例を図面を参照
して説明する。
第1図は、本発明に係る翼型ブレードの正面図と、ブレ
ード軸に沿った翼型断面図を示す。
第2図は、翼型ファミリのカンバ線のグラフ表示を示す
第3図は、翼型断面厚さのグラフ表示を示す。
第4図は、翼型断面のグラフ表示を示す。
第1図に於て、本発明に係る翼型ブレード10の一連の
断面形状を示す。ブレードは、先端部分15とルート部
分20とを有する。
ブレードの各翼型断面は、1000で乗算した厚さの比
(厚さ/長さ)と等しい2つの数字からなるインデック
スにより識別される。
このようにして、例えば、最上位翼型断面23は、0.
023の厚さ比が特徴であり、第2の翼型断面29は、
0.029の厚さ比が特徴であり、第3の翼型断面39
は、0.039の厚さ比が特徴であり、第4の翼型断面
57は、0.057の厚さ比に特徴があり、第5の翼型
断面85は、0゜085の厚さ比に特徴があり、第6の
翼型断面136は、0.136の厚さ比に特徴があり、
第7の免型断面206は、0.206の厚さ比に特徴が
ある。
更に、第1図に於て、23で示す翼型断面は、そのルー
ト部分20からのブレード縦方向軸のおよそ0.90の
位置に沿って切断したものである。
29で示す翼型断面は、そのルート部分20からブレー
ド縦方向軸の長さの約0.76倍の位置に沿って切断し
たものである。
同様に、57で示す断面は、長さの約0.45倍の位置
で取ったものであり、136で示す断面は、長さの約0
.29倍の位置で取ったものであり、更に、206で示
す断面は、ルート部分からブレード縦方向軸の長さ約0
.23倍の位置で取ったものである。勿論、翼型断面の
値線を共通長さからなるように図示され、翼型ターパに
関する設計思想から翼型断面の相対寸法が決定され、本
発明は、翼型断面間のいずれの寸法関係に限定されるこ
とはない。
第1図の翼型断面間のブレード断面は、従来から周知の
ように、いずれか2つの隣接する翼型形状間の対応する
部分を接続する遷移表面により画定される。勿論、従来
から翼型断面は、互いに角度的に変位されておりエアロ
ダイナミック性能要件により規定される衝突の変動ブレ
ード角を設定するためにブレードに十分なツイストを与
える。
以下の表では、本発明に係るブレードの実施例の数多く
の翼型断面の精密な寸法(大きさ)無しくdjmens
ionless)の座標値を列挙している。x/c値は
、ブレードの値線に関する寸法のない配置である。y 
/ c上部は、値線からのブレードの吸気側表面に向く
ようにするための寸法のない高さである。t / c値
は、値線から各翼型断面の中央線(即ち、カンバ)の湾
曲までの寸法のない高さである。下記特定の翼型断面の
形を第4図に示す。
厚さ 上部 X/C 0,9100039 0,9200028 0,9300023 0,9400008 0,9599964 0,9699947 0,9799945 0,9899958 1,0000000 0゜0086277 0.0078451 0.0070487 0.0062430 0.0045914 0.0037461 0.0028895 0.002020? 0.0011466 門下1i二:の1争] H8202翼型 h/b =、023 23の翼型断面 下部 y/c 0.9096506 0.9196673 0.9296854 0.9397027 0.9597381 0.9697575 0.9797792 0.9898036 1.0000000 0.0027644 0.0023987 0.0020199 0.0016284 0.0008015 0.0003617 0.0001010 0.0011206 カンノ〈 X/C 0,909673 0,919679 0,929686 0,939692 0,959704 0,969711 0,979720 0,989731 0,999745 t/c 0.004556 0.004097 0.003627 0.003148 0.002157 0.001643 0.001115 0.000572 0.000014 厚さ 上部 X/C 0,8800700 0゜8900653 0.9000598 0.9100550 0.9200489 0.9300433 0.9400364 0.9600210 0.9700135 0.9800072 0.9900023 1.0000000 0.0133233 0.0124003 0.0114G89 0.0105282 0.00?6287 0.0056219 0.0045956 0.0035563 0.0025025 0.0014427 明’、′!′Il’Qy じζ)ン”tFH8303翼
型 h/b=、029 29の翼型断面 下部 y/c 0.8794575 0.8894789 0.8994992 0.9095206 0.9195416 0.9295639 0.9395856 0.9596304 0.9696547 0.9796817 0.9897115 1.0000000 0.0043372 0.0039519 0.0035532 0゜0031417 0゜0027155 0.0022730 0.0018166 0.0008490 0.0003331 0.0002099 0.0007863 0゜0014168 カンノく X/C 0,879653 0,889660 0,899666 0,909673 0,919679 0,929686 0,939692 0,959704 0,969711 0,979720 0,989731 0,999745 t/c 0.008829 0.001875 0.007510 0.006B34 0.006145 0.005440 0.004722 0.003235 0.002464 0.001673 0.000858 0.000021 一、、−−−、w−−−、−−−−、−−−−−−−−
−−−++ Cl 0000000 C) 0 (l 
C10000000(1厚さ 上部 X/C 0,8801368 0,8901273 0,9001167 0,9101071 0,9200958 0,9300850 0,9700327 0,9800202 0,9900089 1,0000000 0,0148720 0,0128329 0,0118011 0,010?584 0.0097006 0.0053303 0.0042054 0.0030697 0.0019330 明細書の浄書 下部 y/c 0.8?93131 0.8893386 0.8993630 0.90938B5 0.9194136 0.9294403 0.9695501 0.9795824 0.9896176 0.0027877 0.0024950 0.0021885 0.0018682 0.0015327 0.0011805 0.000B148 0.0000263 0.0004018 0.0008591 0.0013535 0.0019101 X/C 0,889660 0,899666 0,909673 0,919679 0,929686 0,939692 0,959704 0,969711 0,979720 0,989731 0,999745 t/c 0.008175 0.007510 0.006B34 0.001645 0.005440 0.004722 0.003235 0.002464 0.001673 0.000858 0.000021 明5j吉の浄書 厚さ 上部 X/C 0,8702759 0,8802571 0,8902386 0,9002193 0,910200? 0.9201802 0.9301599 0.9401379 0.9600911 0.9700670 0.0188367 0.0176592 0.0164768 0.0152885 0.0140924 0.0128B68 0.0116654 0.0104323 0.00?9252 0.0066525 下部 y/c 0.8690202 0.8790532 0.8890860 0.8991176 0.9091504 0.9191832 0.92921?8 0.9392521 0.9593233 0.9693618 0.0001116 0.0000009 0.0001265 0.0002683 0.0004242 0.0005966 0.000?852 0.0009882 0.0014551 0.0017244 カンノく X/C t/c 0.899666   0.00?5100.9096
73   0.006B340.919679   0
.0061450.969711 0.979720 0.989731 0.999745 0.002464 0.001673 0.000858 0.000021 1.0000000 0.0028162 1.0000000 0.0027956 明刺書の浄書 型断面 厚さ 上部 X/C 下部 y/c 0.87047?4 0.0234329  0.83
84762 0.00501500.8804446 
0.0219941  0.8585610 0.00
46515カンノ〈 X/C t/c 0.859639   0.0101090.8696
46   0.0094740.9302769 0.
0147212  0.908780?0.94023
98 0.0132363  0.91B82540.
9601815 0.0102273  0.9288
722]891 0.003989B 0.003L O,003;− ′815 1.0000000 0.00418B5  0.97
91260 0.00384390.9891867 
0.00396031.0000000 0.0041
6320.899666   0.00?5100.9
09673   0.0068340.919679 
  0.0061450.969711 0.979720 0.989731 0.999745 0.002464 0.001673 0.000858 0.000021 厚さ 上部 X/C 0,8904480 0,9004122 0,910376B 0.9203391 0.9303On O,9402610 0,9601762 0,9701322 0,9800878 0,9900432 1,0000000 0,02358B4 0.0218967 0.0202029 0.0185009 0.0167938 0.0133653 0.0116545 0.0099600 0.008297? 0.0066964 明細p 72. 、’ −、)H 136の翼型断面 下部 y/c 0.8685209 0.8785676 0.8886141 0.89B6592 0.9087057 0.9187527 0.9288020 0.9388514 0.95B9546 0.9690100 0.9790696 0.9891334 1.0000000 0.0160481 0.01520?1 0.0143825 0.0135758 0.0120100 0.0112479 0.0104987 0.0090519 0.0083689 0.0077303 0.0071539 0.0066338 カンツマ X/C t/c 0879653   0.0058860.88966
0   0.0054500.929686 0.939692 0.959704 0.969711 0.979720 0.989731 0.003627 0.003148 0.002157 0.001643 0.001115 0.000572 各大型断面は、およそ0.45x/c(第3図参照)で
の最高点を有するカンバ(camber)と関連して最
大の厚さの唯一の位置を有している。
各断面の最大厚さの位置は、ルート部分20からブレー
ドの頂上部I5までの大型断面の前方縁から離れる(第
4図参照)。206で示す断面の最大厚さは、およそ0
.3894x/cである。85で示す断面の最大厚さは
、およそ0.3997x/cである。57で示す断面の
最大厚さは、およそ0.4099x/cである。39で
示す断面の最大厚さは、およそ0.42001x/cで
ある。29で示す断面の最大厚さは、0.42004 
x / cである。ブレードのルート側から頂上側への
大型断面の前方縁から離れるように最大厚さ位置を移動
させることにより、境界層剥離が最小となる。翼型が単
一のプロペラのブレードに組み込まれると、円滑な連続
の上側及び下側表面となる。
各翼型は、又、NACAシリーズ16の翼型(第4図参
照)と比較し比較的先端の鈍角な前方縁と後方縁とを有
している。異型断面は、各々、以下のように比較的肉厚
の先方縁が特徴である。23で示す厚さは、およそ0.
0023であり、39で示す厚さは、およそO,0,0
38であり、57で示す厚さは、およそ0.0056で
あり、85で示す厚さは、およそ0.0084であり、
136で示す厚さは、およそ0.0133であり、又、
206で示す部分の厚さは、およそ0.0201である
比較的肉厚の後方縁により、比較的薄く鋭角の後方縁を
有するNACAl 6のブレードに比較し、建造し易く
、又、取扱いが容易なブレードとしている。
本発明に係る各異型断面のカンバは、大略、ブレード内
の各異型断面に対し所望な揚力係数に依存する。第2図
は、各翼がこのような所望な揚力係数(CLD)に応じ
て利用できるカンバ線を示す。カンバ線は、所望な揚力
係数に応じ尺度を付けて良い(第2図のカンバ線と同じ
ように形付けられるが尺度は異なる)、、例えば、上記
特定のブレードに対して、23で示す異型断面は、およ
そ0.31の所望なCLDを有し、29で示す異型断面
は、およそ0.33の所望CLDを有し、39で示す異
型断面は、およそ0.32の所望なCLDを有し、57
で示す異型断面は、およそ0゜288の所望なCLDを
有し、85で示す異型断面、およそ0.20の所望なC
LDを有し、136で示す異型断面は、およそ0.IO
の所望なCLDを有し、206で示す異型断面は、およ
そ0゜09の所望なOLDを有する。
上記特定のプレートは、およそマツハ0.62からマツ
ハ0.68まで最適にクルーズするように設計されてい
る。しかしながら、異型ファミリで典型的なように、各
異型断面のカンバと厚さとは、他の所望な飛行概要に対
し最適なブレードの負荷を得るように変更してもよい。
各厚さは、上記カンバ線のいずれか、又は、およそ0.
45x/′cでの頂点を有する一連の尺度付きのカンバ
線のいずれかを利用してもよい。
同様にして、各異型断面に対する厚さ比は、このような
厚さが上記の異型断面から補間するならば変更してもよ
い(第3図参照)。
上記のように翼型フーアミリを利用することにより、特
定のブレードがマツハ0.50から0.70までの間の
飛行概要で動作するように設計されている。
本発明に係る(H92)23で示ず異型ファミリの異型
断面の性能は、以下の従来からのNASAシリーズ16
ブレードの比較断面の性能と比較されよう。
離陸時(102ノツト) 大型  Mn    CI    Cd    Mn5
H320,5650,44110,00g6 1.63
NASA16 0.563 0.4396 0.010
6 3.4940イタ(185) 大型  Mn 1152   0.673 NACAl6 0.673 ット) CI     Cd O,1990,0078 0,2000,0074 MnS 0.874 1.092 クルーズ(353ノツト) 大型  Mn    CI    Cd    Mn5
1132   0.861 0.498  0.011
1 1.176NACAI6 0.861 0.499
  0.0094 1.756上記の記号Mnとは、異
型断面の速度であり、CIとは揚力係数を、Cdとは抗
力係数を、MnSとはブレード表面の空気流速度をそれ
ぞれ示す。
上記のように、本発明はNACAl 6翼型ブレードに
対し揚力及び抗力の点でほぼ等しい性能を示す。しかし
ながら、H32翼型翼型はMnsに関してクルーズ、ロ
イター、そして離陸時の著しい向上となって示される。
NACAシリーズ16ブレードは、音速以上の高いマツ
ハ数(Mns)を示す。このように高いマツハ数により
、境界層剥離と抗力及び騒音の増大との原因となる衝撃
が生じる。
同様に、本発明(HS2)に係る異型ファミリの39で
示す異型断面は、下記従来からのNACAシリーズ16
ブレードの比較対照され得る断面の性能と比較されよう
離陸時 大型  Mn    CI    Cd    Mn5
11S2   0.444 0.700  0.010
7 2.605NAC^16 0.444 0.696
1 0.01g9 5.3480イタ 大型  Mn    CI    Cd    Mn5
lIs2    0.518  0.249  0.0
083  0.59gNACAlB   0.518 
 0.249   Q、QQ78   G、856クル
ーズ 大型  Mn    CI    Cd    Mns
+1S2   0.756 0.371  0.008
4 0.959NACA16 0.756 0.:(7
10,00861,230上記23で示す断面と同様に
、本発明にはNACA16翼型ブレードに対し揚力及び
抗力の点でほぼ等しい性能を示す。
しかしながら、H52翼型翼型は、M n sに関しク
ルーズ及び離陸について著しい向上を示す。
NACAシリーズ16ブレード表面に対しマツハ数が高
いと境界層剥離及び抗力と騒音の増大の原因となる衝撃
を生む。本発明は、問題となる衝撃を最小限に抑えるも
のにある。
(発明の効果) 本発明に係る翼型ファミリイは、従来の大型に対し以下
の長所を有する。即ち、NACAシリーズ16ブレード
に於ける鋭角を有する能力縁よりも、翼型断面の鈍角を
有する前方縁により異物による損害を最小限に抑え、又
、NACAシリーズI6ブレードの鋭角を有する前方縁
よりも製造し易い。又、比較的鈍角となる後方縁とする
ことによりブレードの取り扱い上の問題は最小に抑えて
いる。
更に、翼型断面はファミリの一部であるので、ブレード
は、マツハ0.50とマツハ0.70との間の特定の飛
行概要に対し最適な荷重を与えるように設計されている
以上説明したように、本発明に係る大型ブレードは、離
陸時高い動作揚力係数とクルージング及びロイタ速度で
効果的な動作特性を与える。又、マツハ0.50から0
.70の範囲で動作する飛行機用に設計された大型から
なるプロペラブレードに離陸時及びクルーズ時の衝撃損
失を最小限に抑えることが出来る。
更に、本発明に係る翼型断面では、異物による損害を生
じることがなく、又、比較的取り扱いが容易なように設
計されている。
以上、本発明に係る大型ブレードは、優れた効果を有す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る大型の一連の断面正面図と、断
面のブレード軸に沿ったブレードの拡大平面図とを示す
。 第2図は、本発明に係る翼型ファミリのカンバ線のカン
バ/翼型弦長と翼型弦距離との関係のグラフを示す。 第3図は、本発明に係る翼型断面の厚さの関係のグラフ
を示す。 第4図は、本発明に係る翼型断面に関するグラフを示す
。 (符号の説明) IO・・・大型ブレード 15・・・先端部分 20・・・ルート部分 手続補正書動式) 平成1年7月3日 平成1年 特許願 2、発明の名称 大型ブレード 3、補正をする者 事件との関係    出願人 ユナイテッド チクノロシーズ 4、代理人 40134号 第 コーポレーション 〒104 東京都中央区明石町1番29号 液済会ビル 5゜ 6゜ 7゜ 補正命令の日付(発送日) 平成1年5月30日 補正の対象 (1)明細書(第9頁から第29頁まで)。 (2)図面(第2図から第4図まで)。 補正の内容

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)各断面が、ほぼ全長に沿い、鈍角を有する放物線
    状の前方縁を有し、最大翼厚が翼弦長の略38%から略
    42%までの間にあり、翼弦長路45%の頂点を有する
    カンバと、比較的鈍角となる後方縁とを有し、且つ、ル
    ート部分に隣接し厚さ比20%を有する翼型断面から先
    端部分に隣接し厚さ比2%を有する翼型断面までテーパ
    し、翼型断面が20%から2%の厚さ比を有する断面部
    分をテーパする時、前記翼型断面最大翼厚の位置が前記
    略38%から略42%まで移動する複数の翼型断面から
    なることを特徴とするブレード。
  2. (2)前記ブレードは、ルート部分に近接し略0.20
    の厚さ比と略0.3894x/cの最大翼厚とを有する
    第1の翼型断面と、前記第1の翼型断面に隣接し略0.
    3896x/cの最大翼厚とを有する第2の翼型断面と
    、略0.3997x/cの最大翼厚比を有する前記第2
    の翼型断面と、前記第3の翼型断面に隣接し略0.40
    99x/cの最大翼厚比を有する第4の翼型断面と、前
    記第4の翼型断面に隣接し略0.4200x/cの最大
    翼厚比を有する第5の翼型断面と、前記第5の翼型断面
    に隣接し略0.42004x/cの最大翼厚比を有する
    第6の翼型断面と、前記第6の翼型断面と先端部分とに
    隣接し略0.02の厚さ比と略0.42008x/cの
    最大翼厚比を有する第7の翼型断面とを有し、前記x/
    cは前記翼型の各々の弦に沿った寸法単位なしの長さで
    あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のブレ
    ード。
JP1040134A 1988-02-29 1989-02-20 翼型ブレード Pending JPH0211493A (ja)

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