JPH04308195A - ウインチドラム用ブレーキ - Google Patents
ウインチドラム用ブレーキInfo
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- JPH04308195A JPH04308195A JP10046491A JP10046491A JPH04308195A JP H04308195 A JPH04308195 A JP H04308195A JP 10046491 A JP10046491 A JP 10046491A JP 10046491 A JP10046491 A JP 10046491A JP H04308195 A JPH04308195 A JP H04308195A
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Landscapes
- Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は永久磁石を用いたウイ
ンチドラム用ブレーキに関するものである。
ンチドラム用ブレーキに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来ウインチドラムのブレーキにはトル
クリミッター、ディスクブレーキ、空気袋によるシュー
ブレーキ、電磁ブレーキ、発電ブレーキ等があった。
クリミッター、ディスクブレーキ、空気袋によるシュー
ブレーキ、電磁ブレーキ、発電ブレーキ等があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記のような従来のブ
レーキでは所定の大きなブレーキをかけながら２０分も
の長時間保持し運転できるものは無かった。トルクリミ
ッター、ディスクブレーキ、空気袋によるシューブレー
キや電磁ブレーキでは、ブレーキシューの焼付、損耗に
よる頻繁な交換作業が容易でなく、空気袋によるものに
おいては、冷却水の循環装置が複雑な構造となり高価で
あり、発電機によるブレーキは回転が遅いと励磁電流を
多く必要とするなどの問題があった。
レーキでは所定の大きなブレーキをかけながら２０分も
の長時間保持し運転できるものは無かった。トルクリミ
ッター、ディスクブレーキ、空気袋によるシューブレー
キや電磁ブレーキでは、ブレーキシューの焼付、損耗に
よる頻繁な交換作業が容易でなく、空気袋によるものに
おいては、冷却水の循環装置が複雑な構造となり高価で
あり、発電機によるブレーキは回転が遅いと励磁電流を
多く必要とするなどの問題があった。
【０００４】そこでこの発明の目的は前記のような従来
のウインチドラム用ブレーキのもつ問題を解決し、構造
が簡単で焼付、損耗を生ずることがなくて、交換作業が
容易であるウインチドラム用ブレーキを提供するにある
。
のウインチドラム用ブレーキのもつ問題を解決し、構造
が簡単で焼付、損耗を生ずることがなくて、交換作業が
容易であるウインチドラム用ブレーキを提供するにある
。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は前記のような
目的を達成するために、中心軸に固着した回転可能な回
転円板を収納ケースに収納し、該回転円板の外周部の同
心円上に中心軸方向と永久磁石の磁極軸方向が平行で、
かつ隣接する磁極が逆極性を有するように偶数個の永久
磁石を一定の間隙を設けて装着し、収納ケースの一方の
内側面と回転円板を挾んだ他方の内側面の各面に、回転
円板上に設けたと磁極面形状が同一であり、かつ同数の
永久磁石を装着し、それらは回転円板上に装着した永久
磁石と磁極面が相対する向きにし、一定の間隙を設け、
かつ隣接する磁極を反対極とし、更に収納ケース一方の
内側面と他方の内側面に装着された永久磁石の磁極軸は
同一線上にあり、かつその磁極軸の方向と回転円板上に
設けた永久磁石の磁極軸の方向が同一方向で、対向する
磁極が逆極性であることを特徴とするものである。
目的を達成するために、中心軸に固着した回転可能な回
転円板を収納ケースに収納し、該回転円板の外周部の同
心円上に中心軸方向と永久磁石の磁極軸方向が平行で、
かつ隣接する磁極が逆極性を有するように偶数個の永久
磁石を一定の間隙を設けて装着し、収納ケースの一方の
内側面と回転円板を挾んだ他方の内側面の各面に、回転
円板上に設けたと磁極面形状が同一であり、かつ同数の
永久磁石を装着し、それらは回転円板上に装着した永久
磁石と磁極面が相対する向きにし、一定の間隙を設け、
かつ隣接する磁極を反対極とし、更に収納ケース一方の
内側面と他方の内側面に装着された永久磁石の磁極軸は
同一線上にあり、かつその磁極軸の方向と回転円板上に
設けた永久磁石の磁極軸の方向が同一方向で、対向する
磁極が逆極性であることを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】上述のように永久磁石が回転可能な回転円板上
と収納ケースの一方の内側と他方の内側面にそれぞれ向
き合って同心円状に、かつ隣り合う磁極が交互に逆極性
に配設されているので、回転円板の正逆いづれの回転方
向に対しても、それらの磁力の反発及び吸引力の合成力
により回転円板の円周上に回転方向に対し剪断力が発生
し、その剪断力は同心円状に配設された永久磁石による
全抵抗力と、その永久磁石の中心位置までの半径を乗じ
たトルクであり、そのトルクは回転円板の回転に対しブ
レーキとして作用する。そのトルクを超えた回転力が中
心軸にかかったときは回転円板はスリップし回転する。
と収納ケースの一方の内側と他方の内側面にそれぞれ向
き合って同心円状に、かつ隣り合う磁極が交互に逆極性
に配設されているので、回転円板の正逆いづれの回転方
向に対しても、それらの磁力の反発及び吸引力の合成力
により回転円板の円周上に回転方向に対し剪断力が発生
し、その剪断力は同心円状に配設された永久磁石による
全抵抗力と、その永久磁石の中心位置までの半径を乗じ
たトルクであり、そのトルクは回転円板の回転に対しブ
レーキとして作用する。そのトルクを超えた回転力が中
心軸にかかったときは回転円板はスリップし回転する。
【０００７】
【実施例】以下添付の図面を参照しこの発明の実施例を
説明する。図１、図２及び図７において中心軸３に固着
してある回転可能な回転円板１の外周部位に偶数個、こ
の実施例では４０個、の永久磁石１３ａ １３ｃ １３
ｅ……をその磁極軸の方向が中心軸２の軸方向と同一に
なるように中心軸２の同心円上に埋設する。その固定に
は回転円板１に永久磁石が嵌合する直径の孔をあけ接着
剤をその接触面に塗布して打ち込み、更に図５に示すよ
うに取付ビス５で回転円板１の外周側面より固定する。
説明する。図１、図２及び図７において中心軸３に固着
してある回転可能な回転円板１の外周部位に偶数個、こ
の実施例では４０個、の永久磁石１３ａ １３ｃ １３
ｅ……をその磁極軸の方向が中心軸２の軸方向と同一に
なるように中心軸２の同心円上に埋設する。その固定に
は回転円板１に永久磁石が嵌合する直径の孔をあけ接着
剤をその接触面に塗布して打ち込み、更に図５に示すよ
うに取付ビス５で回転円板１の外周側面より固定する。
【０００８】回転円板１の材質は非磁性体のＢＣ又はＢ
Ｓでもよいがスリップしながら作動しているときの渦電
流損失による発熱を発生させないため永久磁石取付部分
は図５（図５に示す部分１９）に示すようにＭＣナイロ
ンを用いている。更に回転円板の外周辺面上にその回転
方向に対し斜めに冷却羽根６を付け、収納ケース３の両
側面に通気孔９を設けて空冷効果を高めることもできる
。 回転円板１に配設する永久磁石１３ａ １３ｃ １３ｅ
……は隣接する磁極の極性は相互に逆極性とする。従っ
て永久磁石は偶数個でなければならない。
Ｓでもよいがスリップしながら作動しているときの渦電
流損失による発熱を発生させないため永久磁石取付部分
は図５（図５に示す部分１９）に示すようにＭＣナイロ
ンを用いている。更に回転円板の外周辺面上にその回転
方向に対し斜めに冷却羽根６を付け、収納ケース３の両
側面に通気孔９を設けて空冷効果を高めることもできる
。 回転円板１に配設する永久磁石１３ａ １３ｃ １３ｅ
……は隣接する磁極の極性は相互に逆極性とする。従っ
て永久磁石は偶数個でなければならない。
【０００９】この回転円板は収納ケース３に中心軸２で
回転可能に軸着する。図１、図２、図３に示すように収
納ケース３の内側の両面に永久磁石１３ｂ，１３ｄ，１
３ｅ……と１３ｂ′，１３ｄ′，１３ｅ′……を装着す
る。その永久磁石は磁極軸方向の断面形状が回転円板１
に装着したものと同一であり、各面にはそれぞれ回転円
板１に装着したと同数のものを装着する。永久磁石１３
ｂ，１３ｄ……と１３ｂ′，１３ｄ′……は隣り合う磁
極は相互に逆極性とし、その磁極軸は回転円板上の磁極
軸と同一方向で、かつ相対向する永久磁石１３ｂ １３
ｂ′，１３ｄ １３ｄ′……の磁極軸は一直線上に在っ
て、向き合う磁極の極性は逆極性である。
回転可能に軸着する。図１、図２、図３に示すように収
納ケース３の内側の両面に永久磁石１３ｂ，１３ｄ，１
３ｅ……と１３ｂ′，１３ｄ′，１３ｅ′……を装着す
る。その永久磁石は磁極軸方向の断面形状が回転円板１
に装着したものと同一であり、各面にはそれぞれ回転円
板１に装着したと同数のものを装着する。永久磁石１３
ｂ，１３ｄ……と１３ｂ′，１３ｄ′……は隣り合う磁
極は相互に逆極性とし、その磁極軸は回転円板上の磁極
軸と同一方向で、かつ相対向する永久磁石１３ｂ １３
ｂ′，１３ｄ １３ｄ′……の磁極軸は一直線上に在っ
て、向き合う磁極の極性は逆極性である。
【００１０】更に回転円板１の永久磁石１３ａ，１３ｃ
……と収納ケース３の内側両面に装着される永久磁石１
３ｂ １３ｂ′，１３ｄ１３ｄ′……はそれぞれの磁極
軸の中心と中心軸２の中心線より等距離に設ける。収納
ケース３の材質は少くとも永久磁石を装着する部分は（
図３に示す部分８）磁性体を用い外部磁界からの磁気シ
ールドと、内側面に装着した永久磁石の磁路を形成し、
その磁気効果を高めている。
……と収納ケース３の内側両面に装着される永久磁石１
３ｂ １３ｂ′，１３ｄ１３ｄ′……はそれぞれの磁極
軸の中心と中心軸２の中心線より等距離に設ける。収納
ケース３の材質は少くとも永久磁石を装着する部分は（
図３に示す部分８）磁性体を用い外部磁界からの磁気シ
ールドと、内側面に装着した永久磁石の磁路を形成し、
その磁気効果を高めている。
【００１１】次にこの実施例におけるトルクと磁石の磁
束密度について説明する。図７において荷重７を吊り上
げる場合ワイヤー１０の強度が足りない場合、ワイヤー
１０を交換しなければならない。その時、荷重７を外し
てウインチ１１で捲取るとブレーキが無いと絡まったり
よじれたりして収拾がつかなくなる。そこで図８のよう
に別のワイヤー１０′を捲いた別のウインチ１２のワイ
ヤー１０′と前のワイヤー１０を継ぎウインチ１１で捲
き取りを開始するが別のウインチ１２のモーターは停止
させてある。従ってウインチ１１のトルクがこの発明に
よるトルクより大きければスリップしてウインチ１１に
捲き取られワイヤー１０′は交換できる。ワイヤー１０
又は１０′にかかる負荷が軽過ぎるとワイヤーは絡まっ
たりよじれたりするのでブレーキトルクが必要となる。
束密度について説明する。図７において荷重７を吊り上
げる場合ワイヤー１０の強度が足りない場合、ワイヤー
１０を交換しなければならない。その時、荷重７を外し
てウインチ１１で捲取るとブレーキが無いと絡まったり
よじれたりして収拾がつかなくなる。そこで図８のよう
に別のワイヤー１０′を捲いた別のウインチ１２のワイ
ヤー１０′と前のワイヤー１０を継ぎウインチ１１で捲
き取りを開始するが別のウインチ１２のモーターは停止
させてある。従ってウインチ１１のトルクがこの発明に
よるトルクより大きければスリップしてウインチ１１に
捲き取られワイヤー１０′は交換できる。ワイヤー１０
又は１０′にかかる負荷が軽過ぎるとワイヤーは絡まっ
たりよじれたりするのでブレーキトルクが必要となる。
【００１２】そこでこの発明のウインチドラム用ブレー
キトルクについて必要とするブレーキトルクを求める。 ウインチ用のワイヤー１０は２本使いとし、それぞれの
ワイヤー張力は１本につき１ｔｏｎ計２ｔｏｎとなる。 ワイヤー１０′の長さは２００ｍ、ワイヤースピードを
１０ｍ／ｍｉｎ、ワイヤー径２５ｍｍφ、ドラム径５０
０ｍｍφ、ワイヤーはギヤー比１／２のリングギヤー２
２付ドラムに捲き取られる場合、捲き取り時間は２００
ｍ／１０ｍ／ｍｉｎ即ち２０分を要しその間ブレーキト
ルクが安全確実に保持されていなければならない。又ト
ルクは２００Ｋｇ×０．５２ｍ／２＝５２０Ｋｇ−ｍギ
ヤー比が１／２であるから所定のトルクＴ１はＴ１＝２
６０Ｋｇ−ｍとなる。又捲き取りに必要な馬力は次式１
で求められる。
キトルクについて必要とするブレーキトルクを求める。 ウインチ用のワイヤー１０は２本使いとし、それぞれの
ワイヤー張力は１本につき１ｔｏｎ計２ｔｏｎとなる。 ワイヤー１０′の長さは２００ｍ、ワイヤースピードを
１０ｍ／ｍｉｎ、ワイヤー径２５ｍｍφ、ドラム径５０
０ｍｍφ、ワイヤーはギヤー比１／２のリングギヤー２
２付ドラムに捲き取られる場合、捲き取り時間は２００
ｍ／１０ｍ／ｍｉｎ即ち２０分を要しその間ブレーキト
ルクが安全確実に保持されていなければならない。又ト
ルクは２００Ｋｇ×０．５２ｍ／２＝５２０Ｋｇ−ｍギ
ヤー比が１／２であるから所定のトルクＴ１はＴ１＝２
６０Ｋｇ−ｍとなる。又捲き取りに必要な馬力は次式１
で求められる。
【式１】
ここにｎは回転数となる。この回転数ｎは前記の条件で
ギヤー比１／２としたことからつぎの式２のようになる
。
ギヤー比１／２としたことからつぎの式２のようになる
。
【式２】
式２を式１に代入すると、
となる。故にＨＰ＝４．４４ＨＰ、ここで減速機２３、
η１＝０．８，ｇｅａｒη２＝０．９，η１×η２＝０
．７２を用いると、となるので、本実施例の場合７．５
ＨＰ（５．５ＫＷ）以上のモーターを使用すれば良いこ
とがわかる。
η１＝０．８，ｇｅａｒη２＝０．９，η１×η２＝０
．７２を用いると、となるので、本実施例の場合７．５
ＨＰ（５．５ＫＷ）以上のモーターを使用すれば良いこ
とがわかる。
【００１３】図１に示すこの発明の実施例では、回転円
板１上に直径１９１ｍｍの位置に１０ｍｍφ×３０ｍｍ
の永久磁石の磁極面の中心を合わせ同心円状に等間隔に
装着してあるので、１９１ｍｍ×π÷１５＝４０即ち４
０個の永久磁石で足りる。前述のとおり、図４に示すよ
うに回転円板１に装着した永久磁石１３ａ，１３ｃ，１
３ｅを挾む位置関係に収納ケース３の一方の内側面と他
方の内側面にそれぞれ１３ｂ，１３ｄ……郡と１３ｂ′
，１３ｄ′……郡を装着すれば、回転円板１に装着した
永久磁石１３ａ，１３ｃ……と三列となる。そしてそれ
ぞれの磁極面を対向させれば図４のような位置関係のと
き、合成剪断力を得ることができる。永久磁石１３ａ，
１３ｃ……と１３ｂ，１３ｄ……及び１３ｂ′，１３ｄ
′……との磁極面間隙を１ｍｍとしたとき、この実施例
による中心軸２にかかるトルクは２６０Ｋｇ−ｍである
が上述のとおり永久磁石は三列に配列されているので分
担するトルクは半分の１３０Ｋｇ−ｍでよいことになる
。このトルクに対抗するために用いる磁石の磁束密度は
８５３０ガウスでよい。
板１上に直径１９１ｍｍの位置に１０ｍｍφ×３０ｍｍ
の永久磁石の磁極面の中心を合わせ同心円状に等間隔に
装着してあるので、１９１ｍｍ×π÷１５＝４０即ち４
０個の永久磁石で足りる。前述のとおり、図４に示すよ
うに回転円板１に装着した永久磁石１３ａ，１３ｃ，１
３ｅを挾む位置関係に収納ケース３の一方の内側面と他
方の内側面にそれぞれ１３ｂ，１３ｄ……郡と１３ｂ′
，１３ｄ′……郡を装着すれば、回転円板１に装着した
永久磁石１３ａ，１３ｃ……と三列となる。そしてそれ
ぞれの磁極面を対向させれば図４のような位置関係のと
き、合成剪断力を得ることができる。永久磁石１３ａ，
１３ｃ……と１３ｂ，１３ｄ……及び１３ｂ′，１３ｄ
′……との磁極面間隙を１ｍｍとしたとき、この実施例
による中心軸２にかかるトルクは２６０Ｋｇ−ｍである
が上述のとおり永久磁石は三列に配列されているので分
担するトルクは半分の１３０Ｋｇ−ｍでよいことになる
。このトルクに対抗するために用いる磁石の磁束密度は
８５３０ガウスでよい。
【００１４】この実施例では永久磁石の磁極面の直径ｄ
を１０ｍｍφ、磁極軸間隔距離ｌ１を１５ｍｍ従って隣
り合う永久磁石の間隙はｌ２は５ｍｍ、向き合う磁極面
の間隙ｌ３を１ｍｍとして説明したが、この寸法や永久
磁石の磁束密度を変えればトルクは当然変わる。然しｌ
３＜ｌ２の関係は保たれｌ３は小さい程効率は良いこと
になる。この発明のウインチドラム用ブレーキはウイン
チに限らず織物、紙などの薄物の加工機械や捺染など印
刷ずれが生じ不良が発生するような機械においてブレー
キの維持を長時間必要とするところに有用である。
を１０ｍｍφ、磁極軸間隔距離ｌ１を１５ｍｍ従って隣
り合う永久磁石の間隙はｌ２は５ｍｍ、向き合う磁極面
の間隙ｌ３を１ｍｍとして説明したが、この寸法や永久
磁石の磁束密度を変えればトルクは当然変わる。然しｌ
３＜ｌ２の関係は保たれｌ３は小さい程効率は良いこと
になる。この発明のウインチドラム用ブレーキはウイン
チに限らず織物、紙などの薄物の加工機械や捺染など印
刷ずれが生じ不良が発生するような機械においてブレー
キの維持を長時間必要とするところに有用である。
【００１５】
【発明の効果】この発明は前記のようであって、回転円
板を収納ケースに回転可能に軸着し、回転円板には偶数
個の永久磁石を隣り合う磁極を逆極性とし、かつその磁
極軸は中心軸の軸方向と同一として、同心円上に装着し
、収納ケースの一方の内側面と他方の内側面にそれぞれ
回転円板と同数個の永久磁石を装着し、それらの磁石は
回転円板上のそれと対向する位置に設け、向い合う磁極
と隣り合う磁極は相互に逆極性としたので、ウインチド
ラムの正逆回転に際し、低速高速にかかわらず一定のブ
レーキを保持し、それ以上のトルクがかかったときはス
リップ回転し、軽負荷のときにもワイヤーの絡みやよじ
れによる事故を防止し、ウインチのワイヤー交換を容易
に行うことができ、かつ長時間にわたってブレーキ作用
を行わせても焼付きが無くブレーキシューの交換も不要
で、放置しても錆付きなども無く、保守の手間が省け安
価であるという効果がある。
板を収納ケースに回転可能に軸着し、回転円板には偶数
個の永久磁石を隣り合う磁極を逆極性とし、かつその磁
極軸は中心軸の軸方向と同一として、同心円上に装着し
、収納ケースの一方の内側面と他方の内側面にそれぞれ
回転円板と同数個の永久磁石を装着し、それらの磁石は
回転円板上のそれと対向する位置に設け、向い合う磁極
と隣り合う磁極は相互に逆極性としたので、ウインチド
ラムの正逆回転に際し、低速高速にかかわらず一定のブ
レーキを保持し、それ以上のトルクがかかったときはス
リップ回転し、軽負荷のときにもワイヤーの絡みやよじ
れによる事故を防止し、ウインチのワイヤー交換を容易
に行うことができ、かつ長時間にわたってブレーキ作用
を行わせても焼付きが無くブレーキシューの交換も不要
で、放置しても錆付きなども無く、保守の手間が省け安
価であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例の一部の縦断正面図である。
【図２】同上の要部の斜視部分断面図である。
【図３】同上の一部断面図である。
【図４】永久磁石の配置関係図である。
【図５】回転円板の詳細部分縦断面図である。
【図６】冷却用羽根取付図である。
【図７】ウインチドラム捲取図である。
【図８】ウインチドラムワイヤー交換図である。
１ 回転円板
２ 中心軸３ 収納ケース
４ 永
久磁石装着孔 ５ マグネット取付ビス
６ 冷却羽根７ 荷重
８ 磁性
体ケース ９ 通気孔
１０，１０′ ワイヤー １１ ウインチドラム
１２ 交換用ウインチドラム １３ａ，１３ｃ，１３ｅ 回転円板装着永久磁石１３
ｂ，１３ｄ，１３ｆ……，１３ｂ′，１３ｄ′，１３ｆ
′…… 収納ケース内装着永久磁石 １４ 取付ビス
１５ マグネット取付ビス １６ リングギヤー
１７ 減速機１８ ビス
１９ ＭＣナイロン体
２ 中心軸３ 収納ケース
４ 永
久磁石装着孔 ５ マグネット取付ビス
６ 冷却羽根７ 荷重
８ 磁性
体ケース ９ 通気孔
１０，１０′ ワイヤー １１ ウインチドラム
１２ 交換用ウインチドラム １３ａ，１３ｃ，１３ｅ 回転円板装着永久磁石１３
ｂ，１３ｄ，１３ｆ……，１３ｂ′，１３ｄ′，１３ｆ
′…… 収納ケース内装着永久磁石 １４ 取付ビス
１５ マグネット取付ビス １６ リングギヤー
１７ 減速機１８ ビス
１９ ＭＣナイロン体
Claims (3)
- 【請求項１】 中心軸に固着した回転可能な回転円板
を収納ケースに収納し、該回転円板の外周部の同心円上
に中心軸方向と永久磁石の磁極軸方向が平行であり、か
つ隣接する磁極が逆極性を有するように偶数個の永久磁
石を一定の間隙を設けて装着し、収納ケースの一方の内
側面と回転円板を挾んだ他方の内側面の各面に、回転円
板上に設けたと磁極面形状が同一であり、かつ同数の永
久磁石を装着し、それらは回転円板上に装着した永久磁
石と磁極面が相対する向きにして一定の間隙を設け、か
つ隣接する磁極を反対極とし、更に収納ケースの一方の
内側面と他方の内側面に装着された永久磁石の磁極軸は
同一線上にあり、かつその磁極軸の方向と回転円板上に
設けた永久磁石の磁極軸の方向が同一方向で、対向する
磁極は逆極性であることを特徴とするウインチドラム用
ブレーキ。 - 【請求項２】 中心軸に固着した回転円板において、
永久磁石装着部分が非導電体である請求項１のウインチ
ドラム用ブレーキ。 - 【請求項３】 収納ケースにおいて少くとも永久磁石
装着部分が磁性体である請求項１のウインチドラム用ブ
レーキ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10046491A JPH0684239B2 (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | ウインチドラム用ブレーキ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10046491A JPH0684239B2 (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | ウインチドラム用ブレーキ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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-
1991
- 1991-04-05 JP JP10046491A patent/JPH0684239B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
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