JPH0530024B2 - - Google Patents
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- JPH0530024B2 JPH0530024B2 JP60212464A JP21246485A JPH0530024B2 JP H0530024 B2 JPH0530024 B2 JP H0530024B2 JP 60212464 A JP60212464 A JP 60212464A JP 21246485 A JP21246485 A JP 21246485A JP H0530024 B2 JPH0530024 B2 JP H0530024B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas flow
- gas
- flow path
- electrode
- fuel cell
- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は燃料電池に関するものである。
従来、燃料電池で値の電極端部におけるガス漏
れによる燃料ガスと酸化剤ガスとの混合すなわち
異種ガスの混合を防止するための電極端部シール
の技術としては特開昭58−44672号公報、特開昭
59−68171号公報、特開昭59−46767号公報、特開
昭60−10564号公報、特開昭60−10565号公報、特
開昭59−205164号公報、特開昭59−207563号公
報、特開昭60−66号公報などがある。
れによる燃料ガスと酸化剤ガスとの混合すなわち
異種ガスの混合を防止するための電極端部シール
の技術としては特開昭58−44672号公報、特開昭
59−68171号公報、特開昭59−46767号公報、特開
昭60−10564号公報、特開昭60−10565号公報、特
開昭59−205164号公報、特開昭59−207563号公
報、特開昭60−66号公報などがある。
このうち例えば特開昭59−207563号公報では電
極端部を貫通するガス漏れに対しては有効である
が、電極端部とセパレータとの界面を通るガス漏
れに対しては電極表面が十分に平滑でない場合は
別途対策が必要である。また、例えば特開昭60−
10564号公報や特開昭60−10565号公報では電極端
部を貫通するガス漏れと、電極端部とセパレータ
との界面を通るガス漏れとの両方に対して有効で
あるが、セパレータの形状が複雑になる。
極端部を貫通するガス漏れに対しては有効である
が、電極端部とセパレータとの界面を通るガス漏
れに対しては電極表面が十分に平滑でない場合は
別途対策が必要である。また、例えば特開昭60−
10564号公報や特開昭60−10565号公報では電極端
部を貫通するガス漏れと、電極端部とセパレータ
との界面を通るガス漏れとの両方に対して有効で
あるが、セパレータの形状が複雑になる。
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、
電極端部から異種ガスが漏れ込んできても電池性
能、電池劣化に悪影響を及ぼさないようにするこ
とを可能とした燃料電池を提供することを目的と
するものである。
電極端部から異種ガスが漏れ込んできても電池性
能、電池劣化に悪影響を及ぼさないようにするこ
とを可能とした燃料電池を提供することを目的と
するものである。
すなわち、第１番目の発明は、電解質マトリツ
クスを間に狭んで対向配置され、かつガス流路を
有する一対のガス拡散電極と、このガス拡散電極
に積層されたセパレータとを備えている燃料電池
において、前記電極の少なくとも一方の電極端部
に、前記ガス流路と平行な端部を覆いかつ前記電
極端部直近の少なくとも一つのガス流路の底部側
をそのガス流れ方向の全長にわたつて覆う、ガス
シール機能を持ちかつ短絡電流が流れるのを防止
する機能を持つ材料からなる絶縁層を設けたこと
を特徴とするものであり、また、第２番目の発明
は、電解質マトリツクスを間に狭んで対向配置さ
れ、かつガス流路を有する一対のガス拡散電極
と、このガス拡散電極に積層されたセパレータと
を備えている燃料電池において、前記電極の少な
くとも一方の電極端部に、前記ガス流路と平行な
端部を覆うガスシール機能を持つ樹脂膜層と、前
記電極端部直近の少なくとも一つのガス流路の底
部側をそのガス流れ方向の全長にわたつて覆う短
絡電流が流れるのを防止する機能を持つ材料から
なる絶縁層とを設けたことを特徴とするものであ
る。
クスを間に狭んで対向配置され、かつガス流路を
有する一対のガス拡散電極と、このガス拡散電極
に積層されたセパレータとを備えている燃料電池
において、前記電極の少なくとも一方の電極端部
に、前記ガス流路と平行な端部を覆いかつ前記電
極端部直近の少なくとも一つのガス流路の底部側
をそのガス流れ方向の全長にわたつて覆う、ガス
シール機能を持ちかつ短絡電流が流れるのを防止
する機能を持つ材料からなる絶縁層を設けたこと
を特徴とするものであり、また、第２番目の発明
は、電解質マトリツクスを間に狭んで対向配置さ
れ、かつガス流路を有する一対のガス拡散電極
と、このガス拡散電極に積層されたセパレータと
を備えている燃料電池において、前記電極の少な
くとも一方の電極端部に、前記ガス流路と平行な
端部を覆うガスシール機能を持つ樹脂膜層と、前
記電極端部直近の少なくとも一つのガス流路の底
部側をそのガス流れ方向の全長にわたつて覆う短
絡電流が流れるのを防止する機能を持つ材料から
なる絶縁層とを設けたことを特徴とするものであ
る。
いずれの発明においても、電極端部から異種ガ
スが電極端部近傍のガス流路に漏れ込んできて
も、そのガス流路の底部側にその全流域にわた
り、短絡電流が流れるのを防止する機能を持つ材
料からなる絶縁層を設けたことにより両電極間に
循環電流が発生するのを阻止することができ、異
種ガスのガス流路への漏れ込みの影響を低減でき
る。
スが電極端部近傍のガス流路に漏れ込んできて
も、そのガス流路の底部側にその全流域にわた
り、短絡電流が流れるのを防止する機能を持つ材
料からなる絶縁層を設けたことにより両電極間に
循環電流が発生するのを阻止することができ、異
種ガスのガス流路への漏れ込みの影響を低減でき
る。
以下、図示した実施例に基づいて各発明を説明
する。第１図には第１番目の発明の一実施例が示
されている。同図に示されているように燃料電池
は電解質マトリツクス１を間に挟んて対向配置さ
れ、かつガス流路２a0を有する一対のガス拡散電
極（以下、電極と称する）２ａ，２ｂ、このガス
拡散電極２ａ，２ｂに積層されたセパレータ３
ａ，３ｂ等を備えている。このように構成された
燃料電池で本実施例では電極２ａ，２ｂのガスシ
ール機能を持ちかつ一方の電極２ａの端部（電極
端部）２a1に、ガス流路２a0と平行な端部を覆
い、かつ電極端部２a1近傍のガス流露２a0の底部
側のそのガス流れ方向の全長にわたつて覆う絶縁
層を設けた。そしてこの路絶縁層をガスシール機
能を持ちかつ短絡電流が流れるのを防止する機能
を持つ材料からなる樹脂膜４で形成した。このよ
うにすることにより電極２ａ，２ｂのガスシール
機能を持ちかつ一方の電極２ａの端部２a1に、ガ
ス流路２a0と平行な端部を覆い、かつ電極端部２
a1近傍のガス流路２a0の底部側を覆うガスシール
機能を持ちかつ短絡電流が流れるのを防止する機
能を持つ材料からなる樹脂膜４が設けられるよう
になつて、電極端部２a1から異種ガスが電極端部
２a1近傍のガス流路２a0に漏れ込んできても後記
する理由により樹脂膜４でその影響が遮断される
ようになり、電極端部２a1から異種ガスが漏れ込
んできても電池性能、電部劣化に悪影響を及ぼさ
ないようにすることを可能とした燃料電池を得る
ことができる。
する。第１図には第１番目の発明の一実施例が示
されている。同図に示されているように燃料電池
は電解質マトリツクス１を間に挟んて対向配置さ
れ、かつガス流路２a0を有する一対のガス拡散電
極（以下、電極と称する）２ａ，２ｂ、このガス
拡散電極２ａ，２ｂに積層されたセパレータ３
ａ，３ｂ等を備えている。このように構成された
燃料電池で本実施例では電極２ａ，２ｂのガスシ
ール機能を持ちかつ一方の電極２ａの端部（電極
端部）２a1に、ガス流路２a0と平行な端部を覆
い、かつ電極端部２a1近傍のガス流露２a0の底部
側のそのガス流れ方向の全長にわたつて覆う絶縁
層を設けた。そしてこの路絶縁層をガスシール機
能を持ちかつ短絡電流が流れるのを防止する機能
を持つ材料からなる樹脂膜４で形成した。このよ
うにすることにより電極２ａ，２ｂのガスシール
機能を持ちかつ一方の電極２ａの端部２a1に、ガ
ス流路２a0と平行な端部を覆い、かつ電極端部２
a1近傍のガス流路２a0の底部側を覆うガスシール
機能を持ちかつ短絡電流が流れるのを防止する機
能を持つ材料からなる樹脂膜４が設けられるよう
になつて、電極端部２a1から異種ガスが電極端部
２a1近傍のガス流路２a0に漏れ込んできても後記
する理由により樹脂膜４でその影響が遮断される
ようになり、電極端部２a1から異種ガスが漏れ込
んできても電池性能、電部劣化に悪影響を及ぼさ
ないようにすることを可能とした燃料電池を得る
ことができる。
すなわち電極端部２a1にガスシール機能を持ち
かつ短絡電流が流れるのを防止する機能を持つ材
料からなる樹脂膜４を設けたが、この樹脂膜４を
電極端部２a1近傍のガス流路２a0の幅だけセパレ
ータ３ａ側よりも電解質マトリツクス１側の電極
２ａ面での幅を大きくし、電極端部２a1近傍のガ
ス流路２a0の下部にわたつて被覆するすなわち、
該樹脂膜４を、電極端部２a1直近の少なくとも一
つのガス流路２a0の底部側でそのガス流れ方向の
全長にわたつて覆うように延出させた。このよう
にすることにより、電極端部２a1から異種ガスが
漏れ込んできても電池性能、電池劣化に悪影響を
及ぼさないようにすることができるようになる。
すなわち電極端部２a1を樹脂膜などで被覆し端部
シールを設けることによつて、多孔質な電極端部
２a1を貫通しての異種ガスの混入は防止できる
が、セパレータ３ａと電極端部２a1との界面から
の異種ガスの漏れ込みは、電極端部２a1、セパレ
ータ３ａおよび端部シールの厚みの微小な凹凸に
より防止できない恐れがある。
かつ短絡電流が流れるのを防止する機能を持つ材
料からなる樹脂膜４を設けたが、この樹脂膜４を
電極端部２a1近傍のガス流路２a0の幅だけセパレ
ータ３ａ側よりも電解質マトリツクス１側の電極
２ａ面での幅を大きくし、電極端部２a1近傍のガ
ス流路２a0の下部にわたつて被覆するすなわち、
該樹脂膜４を、電極端部２a1直近の少なくとも一
つのガス流路２a0の底部側でそのガス流れ方向の
全長にわたつて覆うように延出させた。このよう
にすることにより、電極端部２a1から異種ガスが
漏れ込んできても電池性能、電池劣化に悪影響を
及ぼさないようにすることができるようになる。
すなわち電極端部２a1を樹脂膜などで被覆し端部
シールを設けることによつて、多孔質な電極端部
２a1を貫通しての異種ガスの混入は防止できる
が、セパレータ３ａと電極端部２a1との界面から
の異種ガスの漏れ込みは、電極端部２a1、セパレ
ータ３ａおよび端部シールの厚みの微小な凹凸に
より防止できない恐れがある。
ところでこのような異種ガスの漏れ込みは電極
端部２a1から１本目のガス流路２a0で最大で、２
本目以降は指数関数的に急激に減少することが実
験的に知られている。従つて本実施例のように樹
脂膜４を電極端部２a1から電極端部２a1側のガス
流路２a0の底部側を覆つて配置すれば、セパレー
タ３ａと電極端部２a1との界面から漏れこんでき
た異種ガスに起因する正常な発電部分の短絡が防
止されるようになつて、短絡電流が流れないよう
になり、電極２ａ部の損傷を防止することがで
き、漏れ込んできたガスの悪影響を防止できる。
端部２a1から１本目のガス流路２a0で最大で、２
本目以降は指数関数的に急激に減少することが実
験的に知られている。従つて本実施例のように樹
脂膜４を電極端部２a1から電極端部２a1側のガス
流路２a0の底部側を覆つて配置すれば、セパレー
タ３ａと電極端部２a1との界面から漏れこんでき
た異種ガスに起因する正常な発電部分の短絡が防
止されるようになつて、短絡電流が流れないよう
になり、電極２ａ部の損傷を防止することがで
き、漏れ込んできたガスの悪影響を防止できる。
すなわち、反応ガスの不足によつて生じる非発
電部分が正常な発電部分を短絡することになり、
非発電部分に短絡電流が流れ、この短絡電流が電
極を損傷する。この現象を従来の燃料電池の場合
について第１図を参照しながら説明するに、例え
ば、異種ガス（この種の燃料電池の構成上空気が
通常である）が一方の電極端部（燃料極）２a1直
近の一つのガス流路２a0に進入してくると、その
ガス流路２a0は空気すなわちO2のポテンシヤル
となる。そのことは対向配置されている電極（空
気極）２ｂと同じポテンシヤルとなることを意味
し、その部分が短絡された状態となつてそこに循
環電流が流れる。この電流は、空気極２ｂ側の設
定点を流れ出る時はその部分にH+が存在しない
ので電解質（リン酸）中の水を電気分解してH+
を作り流れ出る。その結果その部分にはO2が発
生することとなり、該O2による電極のカーボン
は酸化腐食される。それにより、電池性能の低
下、電池劣化が生じる。
電部分が正常な発電部分を短絡することになり、
非発電部分に短絡電流が流れ、この短絡電流が電
極を損傷する。この現象を従来の燃料電池の場合
について第１図を参照しながら説明するに、例え
ば、異種ガス（この種の燃料電池の構成上空気が
通常である）が一方の電極端部（燃料極）２a1直
近の一つのガス流路２a0に進入してくると、その
ガス流路２a0は空気すなわちO2のポテンシヤル
となる。そのことは対向配置されている電極（空
気極）２ｂと同じポテンシヤルとなることを意味
し、その部分が短絡された状態となつてそこに循
環電流が流れる。この電流は、空気極２ｂ側の設
定点を流れ出る時はその部分にH+が存在しない
ので電解質（リン酸）中の水を電気分解してH+
を作り流れ出る。その結果その部分にはO2が発
生することとなり、該O2による電極のカーボン
は酸化腐食される。それにより、電池性能の低
下、電池劣化が生じる。
上記した本発明においては、樹脂膜４が電極端
部２a1に直近のガス流路２a0の底部側においてそ
のガス流れ方向の全域にわたつて延出して設けら
れているので、電極端部２a1に直近のガス流路２
a0に異種ガス（空気）が進入してきた場合であつ
てもその部分で循環電流が流れることはない。従
つて、本発明の燃料電池の構造においては循環電
流の発生に伴う電極の酸化腐食を防止することが
でき、漏れ込んできたガスの悪影響を防止するこ
とができる。
部２a1に直近のガス流路２a0の底部側においてそ
のガス流れ方向の全域にわたつて延出して設けら
れているので、電極端部２a1に直近のガス流路２
a0に異種ガス（空気）が進入してきた場合であつ
てもその部分で循環電流が流れることはない。従
つて、本発明の燃料電池の構造においては循環電
流の発生に伴う電極の酸化腐食を防止することが
でき、漏れ込んできたガスの悪影響を防止するこ
とができる。
第２図には第２番目の発明の一実施例が示され
ている。この発明では、一方の電極２ａのガス流
路２a0と平行な端部２a1には通常の燃料電池にお
けると同様にガスシール機能を持つ樹脂膜層４ａ
を形成し、前記電極端部２a1直近の少なくとも一
つのガス流路の底部側にはそのガス流れ方向の全
長にわたつて覆うように、短絡電流が流れるのを
防止する機能を持つ材料からなる絶縁層５を前記
の樹脂膜層４ａとは別体に形成した。このように
することにより電極端部２a1近傍のガス流路２a0
の底部は絶縁膜５で覆われるようになつて、前述
の場合と同様な作用効果を奏することができる。
ている。この発明では、一方の電極２ａのガス流
路２a0と平行な端部２a1には通常の燃料電池にお
けると同様にガスシール機能を持つ樹脂膜層４ａ
を形成し、前記電極端部２a1直近の少なくとも一
つのガス流路の底部側にはそのガス流れ方向の全
長にわたつて覆うように、短絡電流が流れるのを
防止する機能を持つ材料からなる絶縁層５を前記
の樹脂膜層４ａとは別体に形成した。このように
することにより電極端部２a1近傍のガス流路２a0
の底部は絶縁膜５で覆われるようになつて、前述
の場合と同様な作用効果を奏することができる。
すなわち電極端部２a1から電極端部２a1近傍の
ガス流路２a0の内側まで及ぶ幅を有する絶縁層５
を、一対の電極２ａ，２ｂ間に挿入した。この場
合に樹脂膜４ａの幅は図中表示のように、例えば
セパレータ３ａに面する側と同一幅にして形成す
ることができる。
ガス流路２a0の内側まで及ぶ幅を有する絶縁層５
を、一対の電極２ａ，２ｂ間に挿入した。この場
合に樹脂膜４ａの幅は図中表示のように、例えば
セパレータ３ａに面する側と同一幅にして形成す
ることができる。
なお以上の各実施例で電解質マトリツクス１側
の絶縁層をガス流路２a0の加工範囲よりも内側ま
で拡げることにより、有効な電極面積の減小が考
えられるが、電極端部２a1にガス流路２a0を追加
加工することによつて、有効電極面積を減少する
ことなく、各実施例の構成を実現することができ
る。
の絶縁層をガス流路２a0の加工範囲よりも内側ま
で拡げることにより、有効な電極面積の減小が考
えられるが、電極端部２a1にガス流路２a0を追加
加工することによつて、有効電極面積を減少する
ことなく、各実施例の構成を実現することができ
る。
上記のように、本各発明によれば、電極端部か
ら異種ガスが漏れ込んできても、それに起因して
短絡電流（循環電流）が流れるのを阻止すること
ができるので、電極端部から異種ガスが漏れ込ん
できても電池性能、電池劣化に悪影響を及ぼさな
いようにするとを可能とした燃料電池を得ること
ができる。
ら異種ガスが漏れ込んできても、それに起因して
短絡電流（循環電流）が流れるのを阻止すること
ができるので、電極端部から異種ガスが漏れ込ん
できても電池性能、電池劣化に悪影響を及ぼさな
いようにするとを可能とした燃料電池を得ること
ができる。
第１図および第２図は各発明の燃料電池の実施
例を示す一対のガス拡散電極の電極端部周りの縦
断面図である。 １……電解質マトリツクス、２ａ，２ｂ……ガ
ス拡散電極、２a0……ガス流路、２a1……電極端
部、３ａ，３ｂ……セパレータ、４，４ａ……樹
脂膜、５……絶縁膜。
例を示す一対のガス拡散電極の電極端部周りの縦
断面図である。 １……電解質マトリツクス、２ａ，２ｂ……ガ
ス拡散電極、２a0……ガス流路、２a1……電極端
部、３ａ，３ｂ……セパレータ、４，４ａ……樹
脂膜、５……絶縁膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電解質マトリツクスを間に挟んで対向配置さ
れ、かつガス流路を有する一対のガス拡散電極
と、このガス拡散電極に積層されたセパレータと
を備えている燃料電池において、前記電極の少な
くとも一方の電極端部に、前記ガス流路と平行な
端部を覆い、かつ前記電極端部直近の少なくとも
一つのガス流路の底部側をそのガス流れ方向の全
長にわたつて覆う、ガスシール機能を持ちかつ短
絡電流が流れるのを防止する機能を持つ材料から
なる絶縁層を設けたことを特徴とする燃料電池。 ２ 電解質マトリツクスを間に挟んで対向配置さ
れ、かつガス流路を有する一対のガス拡散電極
と、このガス拡散電極に積層されたセパレータと
を備えている燃料電池において、前記電極の少な
くとも一方の電極端部に、前記ガス流路と平行な
端部を覆うガスシール機能を持つ樹脂膜層と、前
記電極端部部直近の少なくとも一つのガス流路の
底部側をそのガス流れ方向の全長にわたつて覆う
短絡電流が流れるのを防止する機能を持つ材料か
らなる絶縁層とを設けたことを特徴とする燃料電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60212464A JPS6273576A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60212464A JPS6273576A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6273576A JPS6273576A (ja) | 1987-04-04 |
| JPH0530024B2 true JPH0530024B2 (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=16623071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60212464A Granted JPS6273576A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6273576A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07316911A (ja) * | 1994-03-15 | 1995-12-05 | Stocko Verschlusstechnik Gmbh & Co | 取付部品を供給するための装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7705474B2 (en) | 2006-02-03 | 2010-04-27 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Connection structure for connecting flexible printed circuit to main substrate using a potting resin in a through-hole |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59154772A (ja) * | 1983-02-24 | 1984-09-03 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
| JPS6066A (ja) * | 1983-06-16 | 1985-01-05 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 燃料電池 |
-
1985
- 1985-09-27 JP JP60212464A patent/JPS6273576A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07316911A (ja) * | 1994-03-15 | 1995-12-05 | Stocko Verschlusstechnik Gmbh & Co | 取付部品を供給するための装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6273576A (ja) | 1987-04-04 |
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