JPH02197243A - 小型発電機 - Google Patents
小型発電機Info
- Publication number
- JPH02197243A JPH02197243A JP1013154A JP1315489A JPH02197243A JP H02197243 A JPH02197243 A JP H02197243A JP 1013154 A JP1013154 A JP 1013154A JP 1315489 A JP1315489 A JP 1315489A JP H02197243 A JPH02197243 A JP H02197243A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- pole core
- iron core
- iron
- small
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- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (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〕
本発明は、例えば前照灯用電源として自転車トこ搭載さ
れる小型発電機に関するものである。
れる小型発電機に関するものである。
夜間に自転車で走行するときに、前照灯用の電源として
乾電池を使用すると、乾電池の寿命が短くて頻繁に交換
する必要があるため、小型発電機が自転車に搭載される
ことが多い。かかる目的で使用される小型発電機は１種
々の構造のものが提案され、また実用化されているが、
例えば、ロータを軸線方向のＮ極とＳ極が交互に配列さ
れた円筒状の永久磁石で楕成し、ステータを複数本の短
テイースが軸線方向に配列された有底筒状の第１鉄芯お
よび同じく複数本の長ティースが軸線方向に配列された
有底筒状の第２鉄芯を組み合わせて構成し、この短ティ
ースと長ティース髪ロータの外周に配置してロータの回
転にともなって第１鉄芯と第２鉄芯の底面同士の連結部
に巻回されたコイルに電力が誘起されるようにしたもの
が実用化されてい、る。第５図は、従来公知のステータ
の断面図を示すが、第１鉄芯３１と第２鉄芯３２は、そ
れぞれの底面３１ｂと底面３２ｂから複数本の短ティー
ス３１ａと長ティース３２ａが軸線方向に延びて有底筒
状をしている。そして、第２図に示すように、短ティー
ス３１ａと長ティース３２ａが交互に配列されるように
組合せられるが、第１鉄芯３１の底面３１ｂには筒状の
連結部３３が一体に突設されており、この連結部３３が
第２鉄芯３２の底面３２ｂの孔に嵌入されて固着されて
いる。また、連結部３３にはコイル４が巻回されており
、短ティース３１ａと長ティース３２ａ内に配置された
ロータが回転してロータのＮ極とＳ極が短ティース３１
ａと長ティース３２ａに近接した位置を交互に通過する
と、磁束が、短ティース３１ａ→底面３１ｂ→連結部３
３→底面３２ｂ→長ティース３２ａの磁路を自転車の走
行速度に応じた周波数で往復し、コイル４に電力が誘起
される。
乾電池を使用すると、乾電池の寿命が短くて頻繁に交換
する必要があるため、小型発電機が自転車に搭載される
ことが多い。かかる目的で使用される小型発電機は１種
々の構造のものが提案され、また実用化されているが、
例えば、ロータを軸線方向のＮ極とＳ極が交互に配列さ
れた円筒状の永久磁石で楕成し、ステータを複数本の短
テイースが軸線方向に配列された有底筒状の第１鉄芯お
よび同じく複数本の長ティースが軸線方向に配列された
有底筒状の第２鉄芯を組み合わせて構成し、この短ティ
ースと長ティース髪ロータの外周に配置してロータの回
転にともなって第１鉄芯と第２鉄芯の底面同士の連結部
に巻回されたコイルに電力が誘起されるようにしたもの
が実用化されてい、る。第５図は、従来公知のステータ
の断面図を示すが、第１鉄芯３１と第２鉄芯３２は、そ
れぞれの底面３１ｂと底面３２ｂから複数本の短ティー
ス３１ａと長ティース３２ａが軸線方向に延びて有底筒
状をしている。そして、第２図に示すように、短ティー
ス３１ａと長ティース３２ａが交互に配列されるように
組合せられるが、第１鉄芯３１の底面３１ｂには筒状の
連結部３３が一体に突設されており、この連結部３３が
第２鉄芯３２の底面３２ｂの孔に嵌入されて固着されて
いる。また、連結部３３にはコイル４が巻回されており
、短ティース３１ａと長ティース３２ａ内に配置された
ロータが回転してロータのＮ極とＳ極が短ティース３１
ａと長ティース３２ａに近接した位置を交互に通過する
と、磁束が、短ティース３１ａ→底面３１ｂ→連結部３
３→底面３２ｂ→長ティース３２ａの磁路を自転車の走
行速度に応じた周波数で往復し、コイル４に電力が誘起
される。
ここで、第１鉄芯３１が複雑な形状をしているために、
第１鉄芯３１と第２鉄芯３２は、加工性の優れた構造用
鉄板またはシリコン含有量が１％以下であって肉厚が１
ｍｍ程度のローシリコン鉄板で成形されるが、前記の磁
路の内、底面３１ｂ→連結部３３および連結部３３→底
而３２ｂにおいて磁束がぼり直角に曲がる必要があり、
ここで磁束の乱れによる渦流が生じて鉄損が大きくなる
。更には、シリコン含有量が１％程度のローシリコン鉄
板は、周波数が大きくなると表皮効果損失が大きくなる
が、磁束が複雑な挙動を示す連結部３３において特にこ
の表皮効果損失が悪影響を及ぼし、連結部３３を通過す
る磁束が減少する問題点がある。従って、発電機の効率
が低下し、低い発電効率しか得られない。自転車の前照
灯は定格が３Ｗ程度のランプが使用されるが、小型発電
機の効率が２０％であれば、３Ｗのランプを点灯するた
めに１５Ｗのパワーを必要とする。一方、自転車の走行
に要するパワーは７５〜１５０Ｗ程度と云われており、
前照灯を点灯するために要するパワーの割合が極めて大
きい。従って、小型発電機を回転させて前照灯を点灯す
るとペダルが重くなり、小型発電機を搭載しているにも
かかわらず、これを使用せずに無灯火で走行してしまう
ことがあり、極めて危険であった。
第１鉄芯３１と第２鉄芯３２は、加工性の優れた構造用
鉄板またはシリコン含有量が１％以下であって肉厚が１
ｍｍ程度のローシリコン鉄板で成形されるが、前記の磁
路の内、底面３１ｂ→連結部３３および連結部３３→底
而３２ｂにおいて磁束がぼり直角に曲がる必要があり、
ここで磁束の乱れによる渦流が生じて鉄損が大きくなる
。更には、シリコン含有量が１％程度のローシリコン鉄
板は、周波数が大きくなると表皮効果損失が大きくなる
が、磁束が複雑な挙動を示す連結部３３において特にこ
の表皮効果損失が悪影響を及ぼし、連結部３３を通過す
る磁束が減少する問題点がある。従って、発電機の効率
が低下し、低い発電効率しか得られない。自転車の前照
灯は定格が３Ｗ程度のランプが使用されるが、小型発電
機の効率が２０％であれば、３Ｗのランプを点灯するた
めに１５Ｗのパワーを必要とする。一方、自転車の走行
に要するパワーは７５〜１５０Ｗ程度と云われており、
前照灯を点灯するために要するパワーの割合が極めて大
きい。従って、小型発電機を回転させて前照灯を点灯す
るとペダルが重くなり、小型発電機を搭載しているにも
かかわらず、これを使用せずに無灯火で走行してしまう
ことがあり、極めて危険であった。
そこで本発明は、発電効率が高くて前照灯点灯時のエネ
ルギー負担が軽い小型発電機を提供することを目的とす
る。
ルギー負担が軽い小型発電機を提供することを目的とす
る。
本発明の構成は、軸線方向のＮ極とＳ極が交互に配列さ
れた円筒状の永久磁石からなるロータと、複数本の短テ
ィースが軸線方向に配列された有底筒状の第１鉄芯およ
び同じく複数本の長ティースが軸線方向に配列された有
底筒状の第２鉄芯が組み合わされて該短ティースと長テ
ィースがロータの外周に配置されたステータを有し、ロ
ータの回転にともなって第１鉄芯と第２鉄芯の底面同士
の連結部に巻回されたコイルに電力が誘起される小型発
電機であって、第１鉄芯と第２鉄芯の底面が肉厚の大き
な円筒状のポールコアで連結されたことを特徴とする。
れた円筒状の永久磁石からなるロータと、複数本の短テ
ィースが軸線方向に配列された有底筒状の第１鉄芯およ
び同じく複数本の長ティースが軸線方向に配列された有
底筒状の第２鉄芯が組み合わされて該短ティースと長テ
ィースがロータの外周に配置されたステータを有し、ロ
ータの回転にともなって第１鉄芯と第２鉄芯の底面同士
の連結部に巻回されたコイルに電力が誘起される小型発
電機であって、第１鉄芯と第２鉄芯の底面が肉厚の大き
な円筒状のポールコアで連結されたことを特徴とする。
すなわち、ステータを構成する第１鉄芯と第２鉄芯の底
面が肉厚の大きな円筒状のポールコアで連結されている
ので、第１鉄芯の底面→ポールコアおよびポールコア・
→第２鉄芯の底面における磁路で磁束は比較的大きな曲
率半径で曲がることができる。従って、磁束の乱れが少
なく、この部分における鉄損を減少できる。また、ポー
ルコアは、第１鉄芯および第２鉄芯と別体の筒状体であ
るので、加工性の劣る材料でも容易に成形でき、非晶質
金属や磁性鉄粉あるいはハイシリコンスチールで成形す
ると、磁束が複雑な挙動をするポールコアにおける表皮
効果損失が減少し、多くの磁束が通過できる。従って、
発電効率が向上し、前照灯点灯時のエネルギー負担が軽
くなる。
面が肉厚の大きな円筒状のポールコアで連結されている
ので、第１鉄芯の底面→ポールコアおよびポールコア・
→第２鉄芯の底面における磁路で磁束は比較的大きな曲
率半径で曲がることができる。従って、磁束の乱れが少
なく、この部分における鉄損を減少できる。また、ポー
ルコアは、第１鉄芯および第２鉄芯と別体の筒状体であ
るので、加工性の劣る材料でも容易に成形でき、非晶質
金属や磁性鉄粉あるいはハイシリコンスチールで成形す
ると、磁束が複雑な挙動をするポールコアにおける表皮
効果損失が減少し、多くの磁束が通過できる。従って、
発電効率が向上し、前照灯点灯時のエネルギー負担が軽
くなる。
以下に図面に示す実施例に基いて本発明を具体的に説明
する。
する。
第１図は自転車に搭載される小型発電機を示すが、ケー
シング１の開口には軸受メタル１１ を介して主軸１２
が回転可能に支承され、主軸１２の先端には、自転車の
車軸に圧接する圧接駒１３が取り付けられている。そし
て、主軸１２の後端には連結板１４ を介してロータ２
が取り付けられている。ロータ２は円筒状の永久磁石で
あり、第３図に示すように、軸線方向のＮ極とＳ極が６
極ずつ交互に配列されている。そして、ロータ２の外周
にステータ３が配置されるが、ステータ３は第１鉄芯３
１と第２鉄芯３２で構成されている。第１鉄芯３１およ
び第２鉄芯３２は、肉厚が１ｍｍのローシリコン鉄板で
有底筒状に成形されたものであり、それぞれの底面３１
ｂ、３２ｂから各６本の短ティース３１ａないし長ティ
ース３２ａが軸線方向に延びている。そして、第１鉄芯
３１と第２鉄芯３２が第２図に示すように組み合わされ
、短ティース３１ａと長ティース３２ａが交互に配列さ
れてロータ２の外側に所定間隔をあけて配置される。こ
こで、第１鉄芯３１の底面３１ｂと第２鉄芯３２の底面
３２ｂが連結固定されるが、円筒状のポールコア５の中
心孔にインナーポールコア６が嵌入され、インナーポー
ルコア６の両端部が底面３１ｂ、３２ｂの孔に挿入され
てカシメにより固定されている。ポールコア５は、例え
ば外径が１７ｍｍφ、肉厚が４ｍｍ、長さが１０ｍｍの
円筒体であり、肉厚が鉄芯３１，３２の肉厚よりも大き
く、両端面が底面３１ｂ、３２ｂに密着している。そし
て、ポールコア５の材質は、軟磁性材料であるソフトフ
ェライトなどが使用されるが、表皮効果損失の小さい非
晶質金属や磁性鉄粉あるいはシリコン含有量が５％以上
のハイシリコンスチールが好ましく、その外周にコイル
４が巻回されている。
シング１の開口には軸受メタル１１ を介して主軸１２
が回転可能に支承され、主軸１２の先端には、自転車の
車軸に圧接する圧接駒１３が取り付けられている。そし
て、主軸１２の後端には連結板１４ を介してロータ２
が取り付けられている。ロータ２は円筒状の永久磁石で
あり、第３図に示すように、軸線方向のＮ極とＳ極が６
極ずつ交互に配列されている。そして、ロータ２の外周
にステータ３が配置されるが、ステータ３は第１鉄芯３
１と第２鉄芯３２で構成されている。第１鉄芯３１およ
び第２鉄芯３２は、肉厚が１ｍｍのローシリコン鉄板で
有底筒状に成形されたものであり、それぞれの底面３１
ｂ、３２ｂから各６本の短ティース３１ａないし長ティ
ース３２ａが軸線方向に延びている。そして、第１鉄芯
３１と第２鉄芯３２が第２図に示すように組み合わされ
、短ティース３１ａと長ティース３２ａが交互に配列さ
れてロータ２の外側に所定間隔をあけて配置される。こ
こで、第１鉄芯３１の底面３１ｂと第２鉄芯３２の底面
３２ｂが連結固定されるが、円筒状のポールコア５の中
心孔にインナーポールコア６が嵌入され、インナーポー
ルコア６の両端部が底面３１ｂ、３２ｂの孔に挿入され
てカシメにより固定されている。ポールコア５は、例え
ば外径が１７ｍｍφ、肉厚が４ｍｍ、長さが１０ｍｍの
円筒体であり、肉厚が鉄芯３１，３２の肉厚よりも大き
く、両端面が底面３１ｂ、３２ｂに密着している。そし
て、ポールコア５の材質は、軟磁性材料であるソフトフ
ェライトなどが使用されるが、表皮効果損失の小さい非
晶質金属や磁性鉄粉あるいはシリコン含有量が５％以上
のハイシリコンスチールが好ましく、その外周にコイル
４が巻回されている。
しかして、夜間に走行するときは、圧接駒１３を自転車
の車軸に圧接する。従って、自転車の走行速度に応じた
回転数でロータ２が回転するが、このとき、第３図に示
すように、ロータ２のＮ極とＳ極が短ティース３１ａと
長ティース３２ａに近接した位置を交互に通過するので
、磁束が、短テイース３１ａ→底面３１ｂ→ポールコア
５→底面３２ｂ→長ティース３２ａの磁路をロータ２の
回転数の１０倍の周波数で往復し、コイル４に電力が誘
起されて前照灯が点灯する。
の車軸に圧接する。従って、自転車の走行速度に応じた
回転数でロータ２が回転するが、このとき、第３図に示
すように、ロータ２のＮ極とＳ極が短ティース３１ａと
長ティース３２ａに近接した位置を交互に通過するので
、磁束が、短テイース３１ａ→底面３１ｂ→ポールコア
５→底面３２ｂ→長ティース３２ａの磁路をロータ２の
回転数の１０倍の周波数で往復し、コイル４に電力が誘
起されて前照灯が点灯する。
ここで、第１鉄芯３１と第２鉄芯３２の底面３１ｂ，３
２ｂが肉厚の大きな円筒状のポールコア５で連結されて
いるので、第１鉄芯３１の底面３１ｂ→ボールコア５お
よびボールコア５→第２鉄芯３２の底面３２ｂにおける
磁路で磁束は比較的大きな曲率半径で曲がることができ
、ポールコア５における磁束も減少しにくい。従って、
磁束の乱れが少なく，この部分における鉄損を減少でき
る。また。
２ｂが肉厚の大きな円筒状のポールコア５で連結されて
いるので、第１鉄芯３１の底面３１ｂ→ボールコア５お
よびボールコア５→第２鉄芯３２の底面３２ｂにおける
磁路で磁束は比較的大きな曲率半径で曲がることができ
、ポールコア５における磁束も減少しにくい。従って、
磁束の乱れが少なく，この部分における鉄損を減少でき
る。また。
ポールコア５の肉厚が大きいので前記の磁路のうち、底
面３１ｂ，３２ｂの磁路が短くなり、それだけ鉄損が減
少する。更には、ポールコア５を非晶質金属や磁性鉄粉
あるいはハイシリコンスチールで成形すると、数百ヘル
ツの周波数で往復する磁束が相互干渉して複雑な挙動を
するポールコア５における表皮効果損失が減少し、多く
の磁束が通過できる。第４図は、前記寸法のポールコア
５を非晶質金属、磁性鉄粉およびハイシリコンスチール
で成形したものおよび第５図に示す従来例の発電効率を
示すが、これから明らかなように、従来例に比べていず
れも発電効率は大幅に向上しており、殊に高速で走行し
た時の効果が大きい。従って、前照灯点灯時のエネルギ
ー負担が軽く，軽くペダルを回転させることができるの
で、夜間走行におけるランプ点灯義務を容易に遵守する
ことができる。
面３１ｂ，３２ｂの磁路が短くなり、それだけ鉄損が減
少する。更には、ポールコア５を非晶質金属や磁性鉄粉
あるいはハイシリコンスチールで成形すると、数百ヘル
ツの周波数で往復する磁束が相互干渉して複雑な挙動を
するポールコア５における表皮効果損失が減少し、多く
の磁束が通過できる。第４図は、前記寸法のポールコア
５を非晶質金属、磁性鉄粉およびハイシリコンスチール
で成形したものおよび第５図に示す従来例の発電効率を
示すが、これから明らかなように、従来例に比べていず
れも発電効率は大幅に向上しており、殊に高速で走行し
た時の効果が大きい。従って、前照灯点灯時のエネルギ
ー負担が軽く，軽くペダルを回転させることができるの
で、夜間走行におけるランプ点灯義務を容易に遵守する
ことができる。
以上説明したように、本発明の小型発電機は、ステータ
を構成する第１鉄芯と第２＃ｉ芯の底面を肉厚の大きな
円筒状のポールコアで連結したので、底面とポールコア
に至る磁路における鉄損が減少し、また、ポールコアを
非晶質金属や磁性鉄粉あるいはハイシリコンスチールで
成形すると、磁束が複雑な挙動をするポールコアにおけ
る表皮効果損失が減少し、多くの磁束が通過できるので
、発電効率が高くて前照灯点灯時のエネルギー負担が軽
い小型発電機とすることができる。
を構成する第１鉄芯と第２＃ｉ芯の底面を肉厚の大きな
円筒状のポールコアで連結したので、底面とポールコア
に至る磁路における鉄損が減少し、また、ポールコアを
非晶質金属や磁性鉄粉あるいはハイシリコンスチールで
成形すると、磁束が複雑な挙動をするポールコアにおけ
る表皮効果損失が減少し、多くの磁束が通過できるので
、発電効率が高くて前照灯点灯時のエネルギー負担が軽
い小型発電機とすることができる。
第１図は本発明実施例の断面図、第２図はステータの斜
視図、第３図はロータとティースの関係説明図、第４図
はデータ説明図、第５図は従来例の説明図である。 １・・・ケーシング １２・・・主軸 １３・・・圧接
駒２・・・ロータ ３・・・ステータ ３１・・・第
１鉄芯３１ａ・・・短ティース ３１ｂ・・・底面 ３
２・・第２鉄芯３２ａ・・・長ティース ３２ｂ・・・
底面 ４・・・コイル５・・・ボールコア ６・・・イ
ンナーボールコア出願人 セーラー万年筆株式会社 安川コントロール株式会社
視図、第３図はロータとティースの関係説明図、第４図
はデータ説明図、第５図は従来例の説明図である。 １・・・ケーシング １２・・・主軸 １３・・・圧接
駒２・・・ロータ ３・・・ステータ ３１・・・第
１鉄芯３１ａ・・・短ティース ３１ｂ・・・底面 ３
２・・第２鉄芯３２ａ・・・長ティース ３２ｂ・・・
底面 ４・・・コイル５・・・ボールコア ６・・・イ
ンナーボールコア出願人 セーラー万年筆株式会社 安川コントロール株式会社
Claims (4)
- （１）軸線方向のＮ極とＳ極が交互に配列された円筒状
の永久磁石からなるロータと、複数本の短テイースが軸
線方向に配列された有底筒状の第１鉄芯および同じく複
数本の長テイースが軸線方向に配列された有底筒状の第
２鉄芯が組み合わされて該短テイースと長テイースが該
ロータの外周に配置されたステータを有し、ロータの回
転にともなって該第１鉄芯と第２鉄芯の底面同士の連結
部に巻回されたコイルに電力が誘起される小型発電機で
あって、該第１鉄芯と第２鉄芯の底面が肉厚の大きな円
筒状のポールコアで連結されたことを特徴とする小型発
電機。 - （２）前記ポールコアが非晶質金属からなることを特徴
とする請求項１記載の小型発電機。 - （３）前記ポールコアが磁性鉄粉からなることを特徴と
する請求項１記載の小型発電機。 - （４）前記ポールコアがハイシリコンスチールからなる
ことを特徴とする請求項１記載の小型発電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1013154A JP2725245B2 (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | 小型発電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1013154A JP2725245B2 (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | 小型発電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02197243A true JPH02197243A (ja) | 1990-08-03 |
| JP2725245B2 JP2725245B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=11825252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1013154A Expired - Lifetime JP2725245B2 (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | 小型発電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2725245B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1420507A1 (de) * | 2002-11-16 | 2004-05-19 | Minebea Co., Ltd. | Minaturmotor mit dauermagnetischem Läufer |
| EP1420506A1 (de) * | 2002-11-16 | 2004-05-19 | Minebea Co., Ltd. | Miniaturmotor mit dauermagnetischem Läufer |
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| JP2009303353A (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Toto Ltd | 水栓用発電機 |
| JP2009303352A (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Toto Ltd | 水栓用発電機 |
| WO2019115632A1 (en) | 2017-12-13 | 2019-06-20 | Luxembourg Institute Of Science And Technology (List) | Compact halbach electrical generator for integration in a solid body |
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| JPS58145052U (ja) * | 1982-03-25 | 1983-09-29 | ティーディーケイ株式会社 | 発電機 |
| JPS62207161A (ja) * | 1986-03-06 | 1987-09-11 | Aisin Seiki Co Ltd | 直流スロツトレスコアモ−タの鉄心の構造 |
| JPH0158277U (ja) * | 1987-10-02 | 1989-04-12 |
-
1989
- 1989-01-24 JP JP1013154A patent/JP2725245B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JPH0158277U (ja) * | 1987-10-02 | 1989-04-12 |
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| EP1420506A1 (de) * | 2002-11-16 | 2004-05-19 | Minebea Co., Ltd. | Miniaturmotor mit dauermagnetischem Läufer |
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| JP2009303353A (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Toto Ltd | 水栓用発電機 |
| JP2009303352A (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Toto Ltd | 水栓用発電機 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2725245B2 (ja) | 1998-03-11 |
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