JPH0824004B2 - 電気絶縁充填材料及びその製造方法 - Google Patents
電気絶縁充填材料及びその製造方法Info
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- JPH0824004B2 JPH0824004B2 JP63273727A JP27372788A JPH0824004B2 JP H0824004 B2 JPH0824004 B2 JP H0824004B2 JP 63273727 A JP63273727 A JP 63273727A JP 27372788 A JP27372788 A JP 27372788A JP H0824004 B2 JPH0824004 B2 JP H0824004B2
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- mullite
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- Inorganic Insulating Materials (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、汎用シーズヒータの電気絶縁充填材料に関
し、特に中温および高温域で使用される電気絶縁充填材
料及びその製造方法に関する。
し、特に中温および高温域で使用される電気絶縁充填材
料及びその製造方法に関する。
(従来技術及び発明が解決しようとする課題) 従来より、マグネシアは高い熱伝導率および適当な硬
度を有することから、シーズヒータ用電気絶縁充填材料
として使用されている。
度を有することから、シーズヒータ用電気絶縁充填材料
として使用されている。
しかしながら、この材料は高温多湿な雰囲気下で容易
に吸湿するために、その取扱いには慎重な注意が必要と
されている。これを解決するための方法としては、従来
より、マグネシア粒子表面に活性アルミナの被覆層を形
成した後、熱処理によって耐湿性に優れたα−アルミナ
層を得る方法(特開昭60−240005号)がある。
に吸湿するために、その取扱いには慎重な注意が必要と
されている。これを解決するための方法としては、従来
より、マグネシア粒子表面に活性アルミナの被覆層を形
成した後、熱処理によって耐湿性に優れたα−アルミナ
層を得る方法(特開昭60−240005号)がある。
また、電気絶縁充填材料の絶縁性能に関してはこれま
で、初期の絶縁抵抗値、および通電サイクル試験におい
て絶縁劣化速度の点から問題があった。これを解決する
ための方法として従来より、 化学組成の改善、高充
填密度化および粒子の球状化(特開昭59−215690号)、
酸素含有量の高いニッケル酸化物Ni2O3を添加して
効果を向上せしめてなる方法(特開昭60−77305号)等
がある。
で、初期の絶縁抵抗値、および通電サイクル試験におい
て絶縁劣化速度の点から問題があった。これを解決する
ための方法として従来より、 化学組成の改善、高充
填密度化および粒子の球状化(特開昭59−215690号)、
酸素含有量の高いニッケル酸化物Ni2O3を添加して
効果を向上せしめてなる方法(特開昭60−77305号)等
がある。
上記した従来技術の方法で得られた電気絶縁充填材料
はそれぞれ、従来品と比較して、吸湿性或いは絶縁性に
関してはそれぞれ改良されているが、この両方の特性を
同時に改良なされた電気絶縁充填材料およびその製造方
法は未だ発明なされていない。
はそれぞれ、従来品と比較して、吸湿性或いは絶縁性に
関してはそれぞれ改良されているが、この両方の特性を
同時に改良なされた電気絶縁充填材料およびその製造方
法は未だ発明なされていない。
本発明は、上述の課題に鑑み発明なされたものであっ
て、その目的とするところは、耐湿性および絶縁性の双
方が格段に改善された電気絶縁充填材料およびその製造
方法を提供しようとするものである。
て、その目的とするところは、耐湿性および絶縁性の双
方が格段に改善された電気絶縁充填材料およびその製造
方法を提供しようとするものである。
(課題を解決するための手段) 本発明の電気絶縁充填材料は上述した課題および目的
に鑑み発明なされたものであって、ムライト(3Al2O3・
2SiO2)粉末とマグネシア粉末との混合粉体表面を、シ
リコーンオイルで被覆したことを特徴とする電気絶縁充
填材料である。
に鑑み発明なされたものであって、ムライト(3Al2O3・
2SiO2)粉末とマグネシア粉末との混合粉体表面を、シ
リコーンオイルで被覆したことを特徴とする電気絶縁充
填材料である。
さらに、本発明の電気絶縁充填材料は、前記ムライト
の添加量が、マグネシア粉末に対して0.1〜30重量%、
シリコーンオイルの添加量が、ムライトとマグネシア粉
末との混合粉末に対して0.001〜2重量%である電気絶
縁充填材料である。
の添加量が、マグネシア粉末に対して0.1〜30重量%、
シリコーンオイルの添加量が、ムライトとマグネシア粉
末との混合粉末に対して0.001〜2重量%である電気絶
縁充填材料である。
また、本発明の電気絶縁充填材料の製造方法は、マグ
ネシア粉末にムライト(3Al2O3・2SiO2)粉末を混合し
た後、この混合粉体にシリコーンオイルを添加混合し
て、混合粉体表面をシリコーンオイルで被覆することを
特徴とする電気絶縁充填材料の製造方法である。
ネシア粉末にムライト(3Al2O3・2SiO2)粉末を混合し
た後、この混合粉体にシリコーンオイルを添加混合し
て、混合粉体表面をシリコーンオイルで被覆することを
特徴とする電気絶縁充填材料の製造方法である。
さらにまた、本発明の電気絶縁充填材料の製造方法
は、上記製造方法において、前記ムライトの添加量が、
マグネシア粉末に対して0.1〜30重量%、シリコーンオ
イルの添加量が、ムライトとマグネシア粉末との混合粉
末に対して0.001〜2重量%である電気絶縁充填材料の
製造方法である。
は、上記製造方法において、前記ムライトの添加量が、
マグネシア粉末に対して0.1〜30重量%、シリコーンオ
イルの添加量が、ムライトとマグネシア粉末との混合粉
末に対して0.001〜2重量%である電気絶縁充填材料の
製造方法である。
本発明者は、高温において高い絶縁抵抗値を示すムラ
イト粉末の添加効果と、撥水性および流動性の改善を付
与するシリコーンオイルの添加効果とによる相互作用に
より、マグネシアを主成分とする電気絶縁充填材料の耐
湿性および絶縁性の双方が格段に改善されることを知見
して本発明を完成したものである。すなわち、上記添加
剤のいずれか一方が欠如した状態、或いは混合操作が不
十分なため、撥水性の発現が均一に行われていない状態
では、初期の目的とする耐湿性および絶縁性を得ること
は困難である。
イト粉末の添加効果と、撥水性および流動性の改善を付
与するシリコーンオイルの添加効果とによる相互作用に
より、マグネシアを主成分とする電気絶縁充填材料の耐
湿性および絶縁性の双方が格段に改善されることを知見
して本発明を完成したものである。すなわち、上記添加
剤のいずれか一方が欠如した状態、或いは混合操作が不
十分なため、撥水性の発現が均一に行われていない状態
では、初期の目的とする耐湿性および絶縁性を得ること
は困難である。
以下、本発明の電気絶縁充填材料及びその製造方法に
ついて、より具体的に説明する。
ついて、より具体的に説明する。
まず、予め電気絶縁充填材料として調製したマグネシ
ア粉末に、ムライト(3Al2O3・2SiO2)粉末を混合する
のであるが、このマグネシア粉末としては、その純度が
90重量%以上であれば良く、電融マグネシア粉末、及び
/又は焼結マグネシア粉末が使用可能である。
ア粉末に、ムライト(3Al2O3・2SiO2)粉末を混合する
のであるが、このマグネシア粉末としては、その純度が
90重量%以上であれば良く、電融マグネシア粉末、及び
/又は焼結マグネシア粉末が使用可能である。
一方、この絶縁性能の改良剤として使用するムライト
粉末としては、好ましくは、シリマナイト族鉱物(シリ
マナイト、アンダリュサイト及びカイヤナイト)を高温
焼成しムライト化したもの、或いはカオリン族鉱物とア
ルミナとの混合物から合成したものを焼成してムライト
化したものの中から適宜選択されるが、これ以外の方法
で得られるムライトを用いることも可能である。
粉末としては、好ましくは、シリマナイト族鉱物(シリ
マナイト、アンダリュサイト及びカイヤナイト)を高温
焼成しムライト化したもの、或いはカオリン族鉱物とア
ルミナとの混合物から合成したものを焼成してムライト
化したものの中から適宜選択されるが、これ以外の方法
で得られるムライトを用いることも可能である。
このムライトとしては、成分的には特に、アルカリ成
分(Na2O+K2O)が0.1重量%以下、好ましくは0.05重量
%以下、粒度的には、最大粒子径が150μmかつ45μm
以下の微粉が30%以内で含まれることが好ましい。
分(Na2O+K2O)が0.1重量%以下、好ましくは0.05重量
%以下、粒度的には、最大粒子径が150μmかつ45μm
以下の微粉が30%以内で含まれることが好ましい。
また、このムライトの添加量としては、マグネシア粉
末に対して0.1〜30重量%であるのが、絶縁性およびシ
ーズヒータとして本来要求される特性の観点から好まし
い。すなわち、その添加量が、0.1重量%以下では、絶
縁性能において十分な効果を得ることが困難であり、30
重量%以上では、熱伝導率の低下をきたしてしまい、ひ
いてはシーズヒータ性能を劣化させるからである。
末に対して0.1〜30重量%であるのが、絶縁性およびシ
ーズヒータとして本来要求される特性の観点から好まし
い。すなわち、その添加量が、0.1重量%以下では、絶
縁性能において十分な効果を得ることが困難であり、30
重量%以上では、熱伝導率の低下をきたしてしまい、ひ
いてはシーズヒータ性能を劣化させるからである。
次に、この混合粉末にシリコーンオイルを添加混合し
て、粉末粒子表面を均一にシリコーンオイルで被覆する
のであるが、この撥水性および流動性の改良剤として使
用するシリコーンオイルとしては、ジメチル系でその分
子構造は下記の通りである。
て、粉末粒子表面を均一にシリコーンオイルで被覆する
のであるが、この撥水性および流動性の改良剤として使
用するシリコーンオイルとしては、ジメチル系でその分
子構造は下記の通りである。
また、このシリコーンオイルは、撥水性以外にも充填
材料の流動性を改善するため、その粘性が重要であり、
粘度(25℃)10〜100cs、比重(25℃)0.930〜0.970、
及び粘度温度係数0.54〜0.60の範囲にあるのが好まし
い。
材料の流動性を改善するため、その粘性が重要であり、
粘度(25℃)10〜100cs、比重(25℃)0.930〜0.970、
及び粘度温度係数0.54〜0.60の範囲にあるのが好まし
い。
さらにまた、このシリコーンオイルの添加量として
は、上記ムライトのマグネシア粉末との混合粉末に対し
て0.001〜2重量%であるのが、撥水性、流動性、絶縁
性の観点から好ましい。すなわち、添加量が0.001重量
%以下では、撥水性および流動性について十分な効果を
得ることが困難であり、2重量%以上では、常温におけ
る粉体の流動性が著しく低下し、高温で加熱分解される
時に発生する炭素による絶縁抵抗値の劣化が著しいから
である。
は、上記ムライトのマグネシア粉末との混合粉末に対し
て0.001〜2重量%であるのが、撥水性、流動性、絶縁
性の観点から好ましい。すなわち、添加量が0.001重量
%以下では、撥水性および流動性について十分な効果を
得ることが困難であり、2重量%以上では、常温におけ
る粉体の流動性が著しく低下し、高温で加熱分解される
時に発生する炭素による絶縁抵抗値の劣化が著しいから
である。
上記したシリコーンオイルの添加によって、マグネシ
アを主成分とする充填材料の常温付近における吸湿を防
止できるとともに、これ自体シーズヒータ用充填物とし
て用いられ、シーズヒータ製造時において高温加熱され
た後に、無機質充填物の表面にSiO2被膜が形成される。
従って、シリコーンオイルに含まれる有機質の分解後
も、このSiO2被膜の形成により充填材料の耐湿性が失わ
れないため、このシリコーンオイルを添加して調製した
充填材料を用いれば、初期および通電サイクル後の電気
絶縁抵抗値の変化が極めて低く、理想的なシーズヒータ
を提供できるものである。
アを主成分とする充填材料の常温付近における吸湿を防
止できるとともに、これ自体シーズヒータ用充填物とし
て用いられ、シーズヒータ製造時において高温加熱され
た後に、無機質充填物の表面にSiO2被膜が形成される。
従って、シリコーンオイルに含まれる有機質の分解後
も、このSiO2被膜の形成により充填材料の耐湿性が失わ
れないため、このシリコーンオイルを添加して調製した
充填材料を用いれば、初期および通電サイクル後の電気
絶縁抵抗値の変化が極めて低く、理想的なシーズヒータ
を提供できるものである。
(実施例) 先ず、上記第1表に示した組成を有し、最大粒子径35
5μm、充填密度2.38g/cm3、及び流動度190sec/100gに
調製した電融マグネシア粉末を用意し、これからそれぞ
れ下記の電気絶縁充填材料を調製した。
5μm、充填密度2.38g/cm3、及び流動度190sec/100gに
調製した電融マグネシア粉末を用意し、これからそれぞ
れ下記の電気絶縁充填材料を調製した。
A…シリマナイト粉末を約1540℃で1時間焼成してムラ
イト化した後、150μm以下の粒度に粉砕したムライト
粉末2.0重量%を、上記の電融マグネシア粉末に加えて
混合し、さらに、この混合粉末にジメチルシリコーンオ
イルを0.05重量%加えて混合して調製したもの B…シリマナイト粉末を約1540℃で1時間焼成してムラ
イト化した後、150μm以下の粒度に粉砕したムライト
粉末2.0重量%を、上記の電融マグネシア粉末に加えて
混合して調製したもの C…上記の電融マグネシア粉末にジメチルシリコーンオ
イルを0.05重量%加えて混合して調製したもの D…上記の電融マグネシア粉末のみで調製したもの これら4種類の電気絶縁充填材料A,B,C,およびDをそ
れぞれ、発熱線(ニクロム線、商品名「ニクロム5」)
と、外径7.5mm、肉厚0.5mm、長さ700mmの金属パイプ(N
CF2P、商品名「インコロイ800」)との間隙に充填し、
圧延減径、焼鈍の各工程を経た後、金属パイプの両端を
低融点ガラスで封口した。このようにしてそれぞれ、外
径6.5mm、ヒータ全長785mm、有効発熱長585mmの試料A,
B,C,およびDを作成した。
イト化した後、150μm以下の粒度に粉砕したムライト
粉末2.0重量%を、上記の電融マグネシア粉末に加えて
混合し、さらに、この混合粉末にジメチルシリコーンオ
イルを0.05重量%加えて混合して調製したもの B…シリマナイト粉末を約1540℃で1時間焼成してムラ
イト化した後、150μm以下の粒度に粉砕したムライト
粉末2.0重量%を、上記の電融マグネシア粉末に加えて
混合して調製したもの C…上記の電融マグネシア粉末にジメチルシリコーンオ
イルを0.05重量%加えて混合して調製したもの D…上記の電融マグネシア粉末のみで調製したもの これら4種類の電気絶縁充填材料A,B,C,およびDをそ
れぞれ、発熱線(ニクロム線、商品名「ニクロム5」)
と、外径7.5mm、肉厚0.5mm、長さ700mmの金属パイプ(N
CF2P、商品名「インコロイ800」)との間隙に充填し、
圧延減径、焼鈍の各工程を経た後、金属パイプの両端を
低融点ガラスで封口した。このようにしてそれぞれ、外
径6.5mm、ヒータ全長785mm、有効発熱長585mmの試料A,
B,C,およびDを作成した。
次に、この各試料を用いて以下に示す通電サイクル試
験を実施した。すなわち、電力密度10W/cm2、金属パイ
プ表面温度約900℃で、(20分通電−10分休止)/サイ
クルの条件での熱時絶縁抵抗値をそれぞれ測定した。こ
の結果を第1図に示した。
験を実施した。すなわち、電力密度10W/cm2、金属パイ
プ表面温度約900℃で、(20分通電−10分休止)/サイ
クルの条件での熱時絶縁抵抗値をそれぞれ測定した。こ
の結果を第1図に示した。
第1図から明らかなように、本発明の電気絶縁充填材
料(すなわちムライトおよびシリコーンオイルを添加し
て調製したもの)を用いて作成した試料Aは、ムライト
のみを添加して調製した充填材料を用いて作成した試料
B、シリコーンオイルのみを添加して調製した充填材料
を用いて作成した試料C、および電融マグネシアのみか
らなる従来の充填材料を用いて作成した試料Dと比較し
て、初期の絶縁抵抗値が高く、かつ2000サイクルを経た
後も絶縁劣化が少なく極めて高い値を示した。また、試
料B及びCの結果から、本発明の材料特性は、二種類の
添加剤、すなわち、ムライトとシリコーンオイルとの相
互作用によって発揮されることが明らかである。
料(すなわちムライトおよびシリコーンオイルを添加し
て調製したもの)を用いて作成した試料Aは、ムライト
のみを添加して調製した充填材料を用いて作成した試料
B、シリコーンオイルのみを添加して調製した充填材料
を用いて作成した試料C、および電融マグネシアのみか
らなる従来の充填材料を用いて作成した試料Dと比較し
て、初期の絶縁抵抗値が高く、かつ2000サイクルを経た
後も絶縁劣化が少なく極めて高い値を示した。また、試
料B及びCの結果から、本発明の材料特性は、二種類の
添加剤、すなわち、ムライトとシリコーンオイルとの相
互作用によって発揮されることが明らかである。
尚、本実施例においては、電気絶縁充填材料の主成分
として、電融マグネシア粉末を用いたが、これに代え
て、焼結マグネシア粉末単独、或いは焼結マグネシアと
電融マグネシアとの混合粉末を用いても、上記実施例と
同様な傾向があり、本発明に使用可能であることが判明
している。
として、電融マグネシア粉末を用いたが、これに代え
て、焼結マグネシア粉末単独、或いは焼結マグネシアと
電融マグネシアとの混合粉末を用いても、上記実施例と
同様な傾向があり、本発明に使用可能であることが判明
している。
また、本実施例において用いた主成分のマグネシア
は、99.2〜99.4重量%と極めて高純度のものを用いた
が、これに代えて、使用するマグネシア粉末の純度が90
重量%以上であれば、上記実施例と同様な傾向があり、
本発明に使用可能であることが判明している。
は、99.2〜99.4重量%と極めて高純度のものを用いた
が、これに代えて、使用するマグネシア粉末の純度が90
重量%以上であれば、上記実施例と同様な傾向があり、
本発明に使用可能であることが判明している。
さらにはまた、ムライト添加剤として、上記実施例に
用いたシリマナイト以外でも、アンダリュサイトおよび
カイヤナイトの焼成品、およびカオリン族鉱物とアルミ
ナとの混合物から合成した焼成品の中から選択したムラ
イト粉末を用いても同様な傾向があり、本発明に使用可
能であることが判明している。
用いたシリマナイト以外でも、アンダリュサイトおよび
カイヤナイトの焼成品、およびカオリン族鉱物とアルミ
ナとの混合物から合成した焼成品の中から選択したムラ
イト粉末を用いても同様な傾向があり、本発明に使用可
能であることが判明している。
(作用・効果) 上述したように、本発明の電気絶縁充填材料及びその
製造方法によれば、高い熱伝導率のマグネシアを主成分
として、これに熱時の絶縁性に優れたムライトを添加
し、この混合粒子表面に、撥水性を有しかつ流動性の改
善を付与するシリコーンオイルを添加して被覆している
ので、これら両者の添加効果による相互作用により、マ
グネシアを主成分とする電気絶縁充填材料の耐湿性およ
び絶縁性の双方が格段に改善された優れた電気絶縁充填
材料を簡単に提供できるものである。
製造方法によれば、高い熱伝導率のマグネシアを主成分
として、これに熱時の絶縁性に優れたムライトを添加
し、この混合粒子表面に、撥水性を有しかつ流動性の改
善を付与するシリコーンオイルを添加して被覆している
ので、これら両者の添加効果による相互作用により、マ
グネシアを主成分とする電気絶縁充填材料の耐湿性およ
び絶縁性の双方が格段に改善された優れた電気絶縁充填
材料を簡単に提供できるものである。
すなわち、本発明の電気絶縁充填材料及びその製造方
法によれば、 (1) 長期間の材料の保管においても吸湿による品質
の劣化がなく、初期および通電サイクル後の絶縁抵抗値
が格段に優れた電気絶縁充填材料を簡単に提供でき、 (2) さらには、主成分のマグネシアがその純度が90
重量%以上であれば使用可能であるので、価格的に安価
な鉱石系原料が使用可能となりコスト的にも安価な充填
材料を提供できる等の幾多の作用効果を奏する優れた発
明である。
法によれば、 (1) 長期間の材料の保管においても吸湿による品質
の劣化がなく、初期および通電サイクル後の絶縁抵抗値
が格段に優れた電気絶縁充填材料を簡単に提供でき、 (2) さらには、主成分のマグネシアがその純度が90
重量%以上であれば使用可能であるので、価格的に安価
な鉱石系原料が使用可能となりコスト的にも安価な充填
材料を提供できる等の幾多の作用効果を奏する優れた発
明である。
第1図は、本発明の電気絶縁充填材料を用いて作成した
シーズヒータと、従来の電気絶縁充填材料を用いて作成
したシーズヒータとにおける熱時絶縁抵抗値と通電サイ
クルとの関係を示すグラフである。
シーズヒータと、従来の電気絶縁充填材料を用いて作成
したシーズヒータとにおける熱時絶縁抵抗値と通電サイ
クルとの関係を示すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項1】ムライト(3Al2O3・2SiO2)粉末とマグネ
シア粉末との混合粉体表面を、シリコーンオイルで被覆
した電気絶縁充填材料であって、前記ムライトの添加量
が、マグネシア粉末に対して0.1〜30重量%、シリコー
ンオイルの添加量が、ムライトとマグネシア粉末との混
合粉末に対して0.001〜2重量%であり、前記シリコー
ンオイルが、粘度(25℃)10〜100cs、比重(25℃)0.9
30〜0.970、及び粘度温度係数0.54〜0.60の範囲にある
ものであることを特徴とする電気絶縁充填材料。 - 【請求項2】マグネシア粉末にマグネシア粉末に対して
0.1〜30重量%のムライト(3Al2O3・2SiO2)粉末を混合
した後、この混合粉体にムライトとマグネシア粉末との
混合粉末に対して0.001〜2重量%、粘度(25℃)10〜1
00cs、比重(25℃)0.930〜0.970、及び粘度温度係数0.
54〜0.60のシリコーンオイルを添加混合して、混合粉体
表面をシリコーンオイルで被覆することを特徴とする電
気絶縁充填材料の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63273727A JPH0824004B2 (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | 電気絶縁充填材料及びその製造方法 |
| KR1019890015404A KR0127489B1 (ko) | 1988-10-28 | 1989-10-26 | 전기절연 충전재료 및 이의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63273727A JPH0824004B2 (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | 電気絶縁充填材料及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02121202A JPH02121202A (ja) | 1990-05-09 |
| JPH0824004B2 true JPH0824004B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=17531721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63273727A Expired - Fee Related JPH0824004B2 (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | 電気絶縁充填材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0824004B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114188109B (zh) * | 2021-12-07 | 2024-05-10 | 辽宁嘉顺科技有限公司 | 一种高阻抗防高压击穿矿物绝缘电缆用氧化镁的制备方法及其应用 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52118299A (en) * | 1976-03-30 | 1977-10-04 | Sakai Shiyuuichi | Powder material for nonnmoistureeabsorbing electric insulato5r |
| JPS598295A (ja) * | 1982-07-06 | 1984-01-17 | 株式会社日立ホームテック | シ−ズヒ−タ |
-
1988
- 1988-10-28 JP JP63273727A patent/JPH0824004B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02121202A (ja) | 1990-05-09 |
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