JPH0435984B2 - - Google Patents
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- JPH0435984B2 JPH0435984B2 JP57119848A JP11984882A JPH0435984B2 JP H0435984 B2 JPH0435984 B2 JP H0435984B2 JP 57119848 A JP57119848 A JP 57119848A JP 11984882 A JP11984882 A JP 11984882A JP H0435984 B2 JPH0435984 B2 JP H0435984B2
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- JP
- Japan
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- coil
- fixed magnetic
- magnetic body
- fixed
- magnetic flux
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- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 5
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 5
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- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
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- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
- H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
- H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/50—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring linear speed
- G01P3/52—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring linear speed by measuring amplitude of generated current or voltage
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
- Linear Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は電磁駆動装置に関する。本発明による
電磁駆動装置は、例えば、自動車用スピードメー
タ、自動車用タコメータ、レコードプレーヤにお
けるトーンアーム移動用リニアトラツキングアー
ム、印字プリンタなどに用いられる。
電磁駆動装置は、例えば、自動車用スピードメー
タ、自動車用タコメータ、レコードプレーヤにお
けるトーンアーム移動用リニアトラツキングアー
ム、印字プリンタなどに用いられる。
従来型の直線状運動を発生させるための電磁駆
動装置として第１図、第２図に示される形式のも
のがある。第２図は第１図の断面を示す。固定磁
性体１１，１２は一定の空〓を介して平行に配置
され、固定磁性体１３，１４は閉磁路とするため
のものである。固定磁性体１１，１２の間に長さ
方向に自由に移動できる可動磁石３１が位置す
る。固定磁性体１１にはコイル２１が巻装されて
いる。可動磁石３１により固定磁性体１１，１２
の間に同一方向の磁界が形成され、この磁界とコ
イル２１に流れる電流I1との相互作用により、可
動磁石３１が町さ方向に移動するようになつてい
る。
動装置として第１図、第２図に示される形式のも
のがある。第２図は第１図の断面を示す。固定磁
性体１１，１２は一定の空〓を介して平行に配置
され、固定磁性体１３，１４は閉磁路とするため
のものである。固定磁性体１１，１２の間に長さ
方向に自由に移動できる可動磁石３１が位置す
る。固定磁性体１１にはコイル２１が巻装されて
いる。可動磁石３１により固定磁性体１１，１２
の間に同一方向の磁界が形成され、この磁界とコ
イル２１に流れる電流I1との相互作用により、可
動磁石３１が町さ方向に移動するようになつてい
る。
第１図、第２図の装置において推力を一定とし
たままストローク（可動範囲）を長くしようとす
ると、固定磁性体の断面積を長さに比例して大き
くすることが必要となる。つまりストロークを長
くするためにはコイル巻数を増大することにな
り、それにより磁束が増加することになる。それ
に対処するため固定磁性体の断面積を大きくして
磁束の飽和を防止することが必要になるからであ
る。例えばストロークが２倍になる場合を考える
と、固定磁性体の長さと断面積とがそれぞれ２倍
になるので、固定磁性体の重量は約４倍になる。
たままストローク（可動範囲）を長くしようとす
ると、固定磁性体の断面積を長さに比例して大き
くすることが必要となる。つまりストロークを長
くするためにはコイル巻数を増大することにな
り、それにより磁束が増加することになる。それ
に対処するため固定磁性体の断面積を大きくして
磁束の飽和を防止することが必要になるからであ
る。例えばストロークが２倍になる場合を考える
と、固定磁性体の長さと断面積とがそれぞれ２倍
になるので、固定磁性体の重量は約４倍になる。
このように従来型の直線状運動を発生させるた
めの電磁駆動装置においては、ストロークを比較
的大とすると固定磁性体の重量が相当に大となる
という問題点があり、また、固定磁性体の断面積
の増大を行わないと充分な推力が得られないとい
う問題点がある。
めの電磁駆動装置においては、ストロークを比較
的大とすると固定磁性体の重量が相当に大となる
という問題点があり、また、固定磁性体の断面積
の増大を行わないと充分な推力が得られないとい
う問題点がある。
前述の従来型の直線状運動を発生させるための
電磁駆動装置は、例えば実開昭55−26414号公報
（リニアメータ、横河電機製作所）に記載されて
いる。
電磁駆動装置は、例えば実開昭55−26414号公報
（リニアメータ、横河電機製作所）に記載されて
いる。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであ
り、可動体である永久磁石のストロークを比較的
大とした場合であつても、小型軽量の固定磁性体
を採用することが可能な電磁駆動装置を提供する
ことを目的とする。
り、可動体である永久磁石のストロークを比較的
大とした場合であつても、小型軽量の固定磁性体
を採用することが可能な電磁駆動装置を提供する
ことを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明による電磁
駆動装置は、 少なくとも磁路の一部をなす棒状の固定磁性体
と、 前記固定磁性体の中央部分に、且つその長さ方
向に沿つて巻装されるとともに、第１の電流が通
電されたとき前記固定磁性体を磁路とする磁束を
発生する第１のコイルと、 前記固定磁性体の端部に巻装されるとともに、
第２の電流が通電されたとき、前記固定磁性体を
磁路とし、且つ前記第１のコイルによつて発生さ
れる磁束と逆方向の磁束を発生する第２のコイル
と、 Ｎ極及びＳ極を有し、このＮ極とＳ極とによる
軸方向が前記固定磁性体の長さ方向と垂直となる
ように、前記固定磁性体の近傍で、且つ前記固定
磁性体の長さ方向に沿つて移動可能に設置され、
前記第１のコイルに通電される第１の電流と自身
の発する磁束との相互作用により駆動される永久
磁石とを備える。
駆動装置は、 少なくとも磁路の一部をなす棒状の固定磁性体
と、 前記固定磁性体の中央部分に、且つその長さ方
向に沿つて巻装されるとともに、第１の電流が通
電されたとき前記固定磁性体を磁路とする磁束を
発生する第１のコイルと、 前記固定磁性体の端部に巻装されるとともに、
第２の電流が通電されたとき、前記固定磁性体を
磁路とし、且つ前記第１のコイルによつて発生さ
れる磁束と逆方向の磁束を発生する第２のコイル
と、 Ｎ極及びＳ極を有し、このＮ極とＳ極とによる
軸方向が前記固定磁性体の長さ方向と垂直となる
ように、前記固定磁性体の近傍で、且つ前記固定
磁性体の長さ方向に沿つて移動可能に設置され、
前記第１のコイルに通電される第１の電流と自身
の発する磁束との相互作用により駆動される永久
磁石とを備える。
上記構成において、永久磁石は自身の発する磁
束と第１のコイルに通電される第１の電流との相
互作用により、フレミングの左手の法則に従う力
で駆動される。この場合、第１の電流が通電され
ることにより第１のコイルから固定磁性体を磁路
とする磁束が発生する。しかし、この磁束は永久
磁石の駆動に関して何の役割も果たしておらず、
むしろこの磁束は、固定磁性体を磁気飽和させ、
永久磁石から固定磁性体への磁束の流れを阻止し
かねない。永久磁石が駆動されるためには、永久
磁石の発する磁束が第１のコイルと鎖交する必要
がある。つまり、永久磁石から第１のコイルが巻
装されている固定磁性体に磁束が流れる必要があ
る。このため、本発明においては、第１のコイル
が発生する磁束と逆方向の磁束を発生する第２の
コイルを固定磁性体の端部に巻装し、第１のコイ
ルが発生する磁束を減少させているのである。こ
れにより、第１のコイルが発生する磁束による固
定磁性体の磁気飽和を防止することが可能とな
り、固定磁性体の断面積を大きくせずとも永久磁
石を駆動することが可能となる 〔実施例〕 本発明の一実施例としての電磁駆動装置が、第
３図．第４図に示される。第４図は第３図の断面
を示す。第３図装置において、固定磁性体１６，
１７は固定磁性体１８，１９を介して平行に配置
され、可動磁石３１は固定磁性体１６，１７の長
さ方向に自由に位相可能となつて配置されてい
る。固定磁性体１６には第１のコイル２１が一様
に巻装されるとともに、その両端部に第２のコイ
ル２３，２４が集中的に巻装されている。ここで
第１のコイル２１と前記第２のコイル２３，２４
とは巻方向、巻数とも同じであり、第１のコイル
２１の電流I1と第２のコイル２３，２４の電流I2
は大きさが等しく方向が逆となつている。固定磁
性体１６，１７は、第１図の固定磁性体１１，１
２と比較して長さにおいては、第２のコイル２
３，２４を巻いた長さだけ長くなつているが、断
面積は２分の１となつている。
束と第１のコイルに通電される第１の電流との相
互作用により、フレミングの左手の法則に従う力
で駆動される。この場合、第１の電流が通電され
ることにより第１のコイルから固定磁性体を磁路
とする磁束が発生する。しかし、この磁束は永久
磁石の駆動に関して何の役割も果たしておらず、
むしろこの磁束は、固定磁性体を磁気飽和させ、
永久磁石から固定磁性体への磁束の流れを阻止し
かねない。永久磁石が駆動されるためには、永久
磁石の発する磁束が第１のコイルと鎖交する必要
がある。つまり、永久磁石から第１のコイルが巻
装されている固定磁性体に磁束が流れる必要があ
る。このため、本発明においては、第１のコイル
が発生する磁束と逆方向の磁束を発生する第２の
コイルを固定磁性体の端部に巻装し、第１のコイ
ルが発生する磁束を減少させているのである。こ
れにより、第１のコイルが発生する磁束による固
定磁性体の磁気飽和を防止することが可能とな
り、固定磁性体の断面積を大きくせずとも永久磁
石を駆動することが可能となる 〔実施例〕 本発明の一実施例としての電磁駆動装置が、第
３図．第４図に示される。第４図は第３図の断面
を示す。第３図装置において、固定磁性体１６，
１７は固定磁性体１８，１９を介して平行に配置
され、可動磁石３１は固定磁性体１６，１７の長
さ方向に自由に位相可能となつて配置されてい
る。固定磁性体１６には第１のコイル２１が一様
に巻装されるとともに、その両端部に第２のコイ
ル２３，２４が集中的に巻装されている。ここで
第１のコイル２１と前記第２のコイル２３，２４
とは巻方向、巻数とも同じであり、第１のコイル
２１の電流I1と第２のコイル２３，２４の電流I2
は大きさが等しく方向が逆となつている。固定磁
性体１６，１７は、第１図の固定磁性体１１，１
２と比較して長さにおいては、第２のコイル２
３，２４を巻いた長さだけ長くなつているが、断
面積は２分の１となつている。
第３図装置の作動が第５図を用いて説明され
る。第５図には、磁束の流れと電流および推力Ｆ
の向きが示される。なお、磁束は固定磁性体１
６，１７内のみならず固定磁性体１６，１７周囲
の空中にも流れるが、空中の透磁率が固定磁性体
１６，１７の透磁率に比して極めて小であること
により、空中に流れる磁束は固定磁性体１６，１
７内に流れる磁束に比して極めて小さい。このた
め、第３図装置の作動の説明においては無視する
ことができ、第５図における図示も省略されてい
る。
る。第５図には、磁束の流れと電流および推力Ｆ
の向きが示される。なお、磁束は固定磁性体１
６，１７内のみならず固定磁性体１６，１７周囲
の空中にも流れるが、空中の透磁率が固定磁性体
１６，１７の透磁率に比して極めて小であること
により、空中に流れる磁束は固定磁性体１６，１
７内に流れる磁束に比して極めて小さい。このた
め、第３図装置の作動の説明においては無視する
ことができ、第５図における図示も省略されてい
る。
一般に、推力は可動磁石の磁束と第１のコイル
２１の電流I1との相互作用であり、第１のコイル
２１がうける力は、固定磁性体１６の下面での電
流の向きが紙面の表から裏方向であるとして第５
図における右方向であり、第１のコイル２１が固
定されているので可動磁石３１が力Ｆを受けて第
５図における左方向へ移動するのであると説明さ
れる。第１図に示される従来形では第１のコイル
２１を流れる電流I1がつくる磁束φ２１と可動磁
石３１から発生する磁束φ３１とが固定磁性体内
を通るので、固定磁性体１１，１２，１３，１４
はφ（21）＋φ（31）の磁束が十分通れるだけの断
面積を必要とする。ストロークが長くなると同じ
電流を流すとして、巻数が増えることでφ２１が
大きくなるので断面積も大きくしなければならな
い。第３図装置においては、コイル２３，２４に
流す電流I2により磁束φ２３，２４が生じ、この
磁束φ２３，２４は第１のコイル２１に流れる電
流I1により生じる磁束φ２１と互いに向きが逆で
大きさがほぼ同じになるようあらかじめ設定して
ある。よつて、固定磁性体１６，１７，１８，１
９内を通る磁束はφ２１とφ２３，２４が互いに
打ち消しされて、ほとんど可動磁石による磁束φ
３１のみとなる。それゆえ、ストロークが長くな
り、第１のコイル２１の巻装が増加しても、その
増加分だけ第２のコイル２３，２４の巻数を増し
てやればよいわけで、固定磁性体１６，１７，１
８，１９の断面積を過大にすることがない。
２１の電流I1との相互作用であり、第１のコイル
２１がうける力は、固定磁性体１６の下面での電
流の向きが紙面の表から裏方向であるとして第５
図における右方向であり、第１のコイル２１が固
定されているので可動磁石３１が力Ｆを受けて第
５図における左方向へ移動するのであると説明さ
れる。第１図に示される従来形では第１のコイル
２１を流れる電流I1がつくる磁束φ２１と可動磁
石３１から発生する磁束φ３１とが固定磁性体内
を通るので、固定磁性体１１，１２，１３，１４
はφ（21）＋φ（31）の磁束が十分通れるだけの断
面積を必要とする。ストロークが長くなると同じ
電流を流すとして、巻数が増えることでφ２１が
大きくなるので断面積も大きくしなければならな
い。第３図装置においては、コイル２３，２４に
流す電流I2により磁束φ２３，２４が生じ、この
磁束φ２３，２４は第１のコイル２１に流れる電
流I1により生じる磁束φ２１と互いに向きが逆で
大きさがほぼ同じになるようあらかじめ設定して
ある。よつて、固定磁性体１６，１７，１８，１
９内を通る磁束はφ２１とφ２３，２４が互いに
打ち消しされて、ほとんど可動磁石による磁束φ
３１のみとなる。それゆえ、ストロークが長くな
り、第１のコイル２１の巻装が増加しても、その
増加分だけ第２のコイル２３，２４の巻数を増し
てやればよいわけで、固定磁性体１６，１７，１
８，１９の断面積を過大にすることがない。
第３図の装置を横行式のスピードメータに適用
した場合の構成が第６図、第７図に示される。第
７図は第６図の断面図を示す。第６図装置におい
て可動磁石３１は、溝を有するガイドレール４１
に例えば接着材で固定され、所定の間隔をもつて
平行に配置された２本のスライドバー４２と溝の
部分で接しながら長さ方向に自由に移動できる。
スライドバー４２は材質が非磁性体でできたホル
ダ４３を介して固定磁性体１６，１７に固定され
ている。
した場合の構成が第６図、第７図に示される。第
７図は第６図の断面図を示す。第６図装置におい
て可動磁石３１は、溝を有するガイドレール４１
に例えば接着材で固定され、所定の間隔をもつて
平行に配置された２本のスライドバー４２と溝の
部分で接しながら長さ方向に自由に移動できる。
スライドバー４２は材質が非磁性体でできたホル
ダ４３を介して固定磁性体１６，１７に固定され
ている。
数字が記入されたフロントパネル４５はホルダ
４３に固定され、可動磁石３１に固定されたガイ
ドレール４１には指針４４がとりつけられてい
る。例えば可動磁石３１とホルダ４３の片方とは
スプリングで接続されている。車速に応じた電流
をI1、I2に同時に流すことにより、車速は表示す
ることができる。また、ポテンシヨメータを可動
磁石と連動させ位置を検出するようにすれば、サ
ーボ制御を行なうこともできる。
４３に固定され、可動磁石３１に固定されたガイ
ドレール４１には指針４４がとりつけられてい
る。例えば可動磁石３１とホルダ４３の片方とは
スプリングで接続されている。車速に応じた電流
をI1、I2に同時に流すことにより、車速は表示す
ることができる。また、ポテンシヨメータを可動
磁石と連動させ位置を検出するようにすれば、サ
ーボ制御を行なうこともできる。
本発明の実施にあたつては前述の実施例のほか
種々の変形形態をとることが可能である。例えば
第３図の装置において第２のコイル２３，２４は
固定磁性体１６の両端部に巻装されているが、第
８図のように第２のコイル２５，２６は固定磁性
体１８，１９に巻装してもよい。また、推力を２
倍とするために固定磁性体１７に第１のコイル２
１を巻装する場合にも、固定磁性体１７の両端に
第２のコイル２３２，２４２を巻装することがで
きる（第９図）。また、第１０図のように一本の
開磁路をなす固定磁性体１６と、この固定磁性体
１６と一定の空〓を介して互いに磁性が逆で平行
に配置された一対の可動磁石３１，３２とを備え
る場合にも、第２のコイル２７，２８を巻装して
磁束の飽和を防止することができる。第１１図は
第１０図装置の断面を示す。この場合には固定磁
性体は１本のみであるから一層の軽量化が実現し
ている。
種々の変形形態をとることが可能である。例えば
第３図の装置において第２のコイル２３，２４は
固定磁性体１６の両端部に巻装されているが、第
８図のように第２のコイル２５，２６は固定磁性
体１８，１９に巻装してもよい。また、推力を２
倍とするために固定磁性体１７に第１のコイル２
１を巻装する場合にも、固定磁性体１７の両端に
第２のコイル２３２，２４２を巻装することがで
きる（第９図）。また、第１０図のように一本の
開磁路をなす固定磁性体１６と、この固定磁性体
１６と一定の空〓を介して互いに磁性が逆で平行
に配置された一対の可動磁石３１，３２とを備え
る場合にも、第２のコイル２７，２８を巻装して
磁束の飽和を防止することができる。第１１図は
第１０図装置の断面を示す。この場合には固定磁
性体は１本のみであるから一層の軽量化が実現し
ている。
以上述べたように本発明によれば、可動体であ
る永久磁石のストロークが比較的大である場合に
おいて、固定磁性体における磁束の飽和が回避さ
れ、固定磁性体の断面積を過大にすることなく、
重量を過大にすることのない電磁駆動装置が得ら
れる。
る永久磁石のストロークが比較的大である場合に
おいて、固定磁性体における磁束の飽和が回避さ
れ、固定磁性体の断面積を過大にすることなく、
重量を過大にすることのない電磁駆動装置が得ら
れる。
第１図は従来形の電磁駆動装置を示す図、第２
図は第１図装置の断面図、第３図は本発明の一実
施例としての電磁駆動装置を示す図、第４図は第
３図装置の断面図、第５図は第３図装置の作動を
説明する図、第６図は第３図装置を横行式スピー
ドメータに適用した場合を示す図、第７図は第６
図装置の断面図、第８図、第９図、第１０図は本
発明の他の実施例を示す図、第１１図は第１０図
装置の断面図である。 １１，１２，１３，１４……固定磁性体、１
６，１７，１８，１９……固定磁性体、２１……
第１のコイル、２３，２４，２３１，２３２，２
４１，２４２……第２のコイル、３１，３２……
可動磁石。
図は第１図装置の断面図、第３図は本発明の一実
施例としての電磁駆動装置を示す図、第４図は第
３図装置の断面図、第５図は第３図装置の作動を
説明する図、第６図は第３図装置を横行式スピー
ドメータに適用した場合を示す図、第７図は第６
図装置の断面図、第８図、第９図、第１０図は本
発明の他の実施例を示す図、第１１図は第１０図
装置の断面図である。 １１，１２，１３，１４……固定磁性体、１
６，１７，１８，１９……固定磁性体、２１……
第１のコイル、２３，２４，２３１，２３２，２
４１，２４２……第２のコイル、３１，３２……
可動磁石。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも磁路の一部をなす棒状の固定磁性
体と、 前記固定磁性体の中央部分に、且つその長さ方
向に沿つて巻装されるとともに、第１の電流が通
電されたとき前記固定磁性体を磁路とする磁束を
発生する第１のコイルと、 前記固定磁性体の端部に巻装されるとともに、
第２の電流が通電されたとき、前記固定磁性体を
磁路とし、且つ前記第１のコイルによつて発生さ
れる磁束と逆方向の磁束を発生する第２のコイル
と、 Ｎ極及びＳ極を有し、このＮ極とＳ極とによる
軸方向が前記固定磁性体の長さ方向と垂直となる
ように、前記固定磁性体の近傍で、且つ前記固定
磁性体の長さ方向に沿つて移動可能に設置され、
前記第１のコイルに通電される第１の電流と自身
の発する磁束との相互作用により駆動される永久
磁石とを備えることを特徴とする電磁駆動装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57119848A JPS5911764A (ja) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | 電磁駆動装置 |
| US06/510,303 US4518882A (en) | 1982-07-12 | 1983-07-01 | Electromagnetic linear driving device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57119848A JPS5911764A (ja) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | 電磁駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5911764A JPS5911764A (ja) | 1984-01-21 |
| JPH0435984B2 true JPH0435984B2 (ja) | 1992-06-12 |
Family
ID=14771760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57119848A Granted JPS5911764A (ja) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | 電磁駆動装置 |
Country Status (2)
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| JP (1) | JPS5911764A (ja) |
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Family Cites Families (6)
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1982
- 1982-07-12 JP JP57119848A patent/JPS5911764A/ja active Granted
-
1983
- 1983-07-01 US US06/510,303 patent/US4518882A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5911764A (ja) | 1984-01-21 |
| US4518882A (en) | 1985-05-21 |
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