JPS6082098A - 携帯用発電機 - Google Patents
携帯用発電機Info
- Publication number
- JPS6082098A JPS6082098A JP58185831A JP18583183A JPS6082098A JP S6082098 A JPS6082098 A JP S6082098A JP 58185831 A JP58185831 A JP 58185831A JP 18583183 A JP18583183 A JP 18583183A JP S6082098 A JPS6082098 A JP S6082098A
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- JP
- Japan
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- voltage
- generator
- output
- inverter
- current
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/04—Control effected upon non-electric prime mover and dependent upon electric output value of the generator
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Inverter Devices (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は携帯用発電機に係り、特に交流出力を得る携帯
用発電イ幾に関する。
用発電イ幾に関する。
携帯用発電機は、レジャー用、！ｌ！ｆ外工帛用、まだ
非常用電源として痛快は高まる一方であるが、その用途
からして小形＠硫化が強く望まれている。
非常用電源として痛快は高まる一方であるが、その用途
からして小形＠硫化が強く望まれている。
この種の発電機は、特開昭５０−４１００５号公報にあ
る如くエンジンによシ交流発ｄ了阪を駆動するものであ
る。ところで一般に発電機の電機子の直径をり、電機子
の長さをｔ１回転数をｎ、出力をＷとすると、 なる関係式が成立する。この式でＤ” ｔの匝は電機子
の容積に比例し、従って発電機の小型化のためにはこの
匝が小さいほどよい。しかし発電機の出力周波数は回転
数ｎに比例するから、出力周波数を５０あるいは６０
ＨＺとするためにはこのｎの値は一定でなければならな
い。このために式（１）から明らかなようにＤ２ ｔの
値は出力Ｗに比例して選定する必要があり、これが＠電
機の小型軽量化の妨げとなっていた。
る如くエンジンによシ交流発ｄ了阪を駆動するものであ
る。ところで一般に発電機の電機子の直径をり、電機子
の長さをｔ１回転数をｎ、出力をＷとすると、 なる関係式が成立する。この式でＤ” ｔの匝は電機子
の容積に比例し、従って発電機の小型化のためにはこの
匝が小さいほどよい。しかし発電機の出力周波数は回転
数ｎに比例するから、出力周波数を５０あるいは６０
ＨＺとするためにはこのｎの値は一定でなければならな
い。このために式（１）から明らかなようにＤ２ ｔの
値は出力Ｗに比例して選定する必要があり、これが＠電
機の小型軽量化の妨げとなっていた。
本発明の目的は周波数の制約を受けないで、発電機を高
速で回転出来る発電システムによシ、小型軽量化可能な
携帯用発゛亀機を提供することにある。
速で回転出来る発電システムによシ、小型軽量化可能な
携帯用発゛亀機を提供することにある。
〔発明の概茨〕
本発明の要点は発電機を前述した周波数よシ決定される
回転数に限定することなく高速で回転させ、得られた交
流出力を整流して直流出力に変換し、更にこれ・ｆイン
バータによりｊ９■要の周波数の交流に変換するように
したものである。
回転数に限定することなく高速で回転させ、得られた交
流出力を整流して直流出力に変換し、更にこれ・ｆイン
バータによりｊ９■要の周波数の交流に変換するように
したものである。
第１図は本発明の一実施例を示すもので、発電機電機子
には、出力用電機子線輪１と整流゛電源回路用電機子線
輪２８〜２ｄが巻装され、発電機界磁は永久磁石３で与
えられる、電機子線輪１の出力交流はダイオード４２〜
４ｆから成るコンバータ４及びリップル平滑用コンデン
ナ５により直流に変換され、更にトランジスタ６ａ〜５
．ｃとダイオード６ｅ〜６ｈで構成されたインバータ６
で交流に変換されて出力端子１３へ出力される。制御回
路１０は電流検出用分流器７から与えられたインバータ
電流を電流制限回路１０ａへとり込み、葦だ電圧検出用
変圧器８及び整流回路９から与えられたインバータ電圧
を自動電圧調整回路１０ｂへとシ込み、信号発生回“路
１０Ｃ１周波数切替回路１０ｄ、パルス幅変調回路１０
ｅとベースドライブ回路１２ｆ：介してインバータ６を
制御する。
には、出力用電機子線輪１と整流゛電源回路用電機子線
輪２８〜２ｄが巻装され、発電機界磁は永久磁石３で与
えられる、電機子線輪１の出力交流はダイオード４２〜
４ｆから成るコンバータ４及びリップル平滑用コンデン
ナ５により直流に変換され、更にトランジスタ６ａ〜５
．ｃとダイオード６ｅ〜６ｈで構成されたインバータ６
で交流に変換されて出力端子１３へ出力される。制御回
路１０は電流検出用分流器７から与えられたインバータ
電流を電流制限回路１０ａへとり込み、葦だ電圧検出用
変圧器８及び整流回路９から与えられたインバータ電圧
を自動電圧調整回路１０ｂへとシ込み、信号発生回“路
１０Ｃ１周波数切替回路１０ｄ、パルス幅変調回路１０
ｅとベースドライブ回路１２ｆ：介してインバータ６を
制御する。
整流電源回路１１は制御用電源を供給する。
インバータ６の制御法としては、本実施例においてはＰ
ＷＭ（パルス幅変調）方式を用いている。
ＷＭ（パルス幅変調）方式を用いている。
第２Ａ図及び第２Ｂ図はＰＷＭ方式の原理を説明する図
で第２Ａ図は出力電圧が大きく出力電流が流れている状
態を示し、第２Ｂ図は出力電圧を小さくシ、出力電流が
Ｏの状態を示している。第１図の信号発生回路１０Ｃは
正弦波ｖ１ と三角波ｖ２を発生する。パルス幅変調回
路１０６はこの正弦波ｖ１と三角波ｖ２の振幅を比較し
、Ｖｌ＞ｖ２の時正、Ｖ ＋ ＜ Ｖ ｚの時負となる
ＰＷ八へ信号ｖ３とこの正負を反転したＰＷΔ１信号Ｖ
４ ｋ発生する。ＰＷｆｖｌ侶号ｖ３信号の時はペース
ドライバ１２ａを介してトランジスタ６ａがオンされ、
ＰＷＭ信号ｖ４が負の時はペースドライバ１２ｄを介し
てトランジスタ６ｄがオンされる。この状態は同時刻に
生じ、その時間幅ｔ１の間インバータ出力宙庄Ｖ、カニ
正方向に益生ナスー寸奔との期間ではトランジスタ６ｂ
、６Ｃはオフ状態である。
で第２Ａ図は出力電圧が大きく出力電流が流れている状
態を示し、第２Ｂ図は出力電圧を小さくシ、出力電流が
Ｏの状態を示している。第１図の信号発生回路１０Ｃは
正弦波ｖ１ と三角波ｖ２を発生する。パルス幅変調回
路１０６はこの正弦波ｖ１と三角波ｖ２の振幅を比較し
、Ｖｌ＞ｖ２の時正、Ｖ ＋ ＜ Ｖ ｚの時負となる
ＰＷ八へ信号ｖ３とこの正負を反転したＰＷΔ１信号Ｖ
４ ｋ発生する。ＰＷｆｖｌ侶号ｖ３信号の時はペース
ドライバ１２ａを介してトランジスタ６ａがオンされ、
ＰＷＭ信号ｖ４が負の時はペースドライバ１２ｄを介し
てトランジスタ６ｄがオンされる。この状態は同時刻に
生じ、その時間幅ｔ１の間インバータ出力宙庄Ｖ、カニ
正方向に益生ナスー寸奔との期間ではトランジスタ６ｂ
、６Ｃはオフ状態である。
次に第２Ａ図の１２期間でＰＷＭ信号ｖ３が負、ｖ４が
正へと反転するとｖ３く０によってトランジスタ６ｂが
オンされ、ｖ４〉ＯＩ／Ｌよってトランジスタ６Ｃがオ
ンされ、これによってインバータ出力Ｖ５は負電圧とな
る。このようにインバータ出力をＰ Ｗ Ｍ ｆｌｊ制
御すると、正弦波Ｖｌ が大きい特種Ｖｓ）０の期間ｔ
１ が大きくなり、小さい特種ｖ５く０の期間ｔ２が大
きくなって、その平均電圧（基本波）Ｖｓｏは同図に示
したように正弦波ｖ１ と同一周波数の正弦波になり、
更に正弦波、Ｖｌの振幅の大きいｅまど出力の基本波Ｖ
ＳＯの振幅も大きくなる。第２Ｂ図は正弦波ｖｔ’ｔｏ
とした時で、この時はｔｔ＝１ｇ、従ってＶｓｏ＝０（
出力０）となる場合を示している。また、出力端子１３
に銹尋性の１荷が接続された場合には、トランジスタ６
ｄのオフ時に負荷インダクタンスのエネルギーヲ、トラ
ンジスタ５ｄ、ダイオード６ｆ、出力端子１３よシ負荷
の経路でフライホイル電流を流すことによシ吸収する。
正へと反転するとｖ３く０によってトランジスタ６ｂが
オンされ、ｖ４〉ＯＩ／Ｌよってトランジスタ６Ｃがオ
ンされ、これによってインバータ出力Ｖ５は負電圧とな
る。このようにインバータ出力をＰ Ｗ Ｍ ｆｌｊ制
御すると、正弦波Ｖｌ が大きい特種Ｖｓ）０の期間ｔ
１ が大きくなり、小さい特種ｖ５く０の期間ｔ２が大
きくなって、その平均電圧（基本波）Ｖｓｏは同図に示
したように正弦波ｖ１ と同一周波数の正弦波になり、
更に正弦波、Ｖｌの振幅の大きいｅまど出力の基本波Ｖ
ＳＯの振幅も大きくなる。第２Ｂ図は正弦波ｖｔ’ｔｏ
とした時で、この時はｔｔ＝１ｇ、従ってＶｓｏ＝０（
出力０）となる場合を示している。また、出力端子１３
に銹尋性の１荷が接続された場合には、トランジスタ６
ｄのオフ時に負荷インダクタンスのエネルギーヲ、トラ
ンジスタ５ｄ、ダイオード６ｆ、出力端子１３よシ負荷
の経路でフライホイル電流を流すことによシ吸収する。
第２・（図の出力電流■５はこの誘導性負荷の場合を示
している。
している。
上記のように直流電圧よりＰＷＭ制御のインバータを用
いて交流電圧を発生させることが出来るこの実施例で、
電圧検出器８及び整流回路９によりインバータ出力電圧
を検出し、この検出電圧と自動電圧調整回路１０ｂ内に
設定された電圧設定値とを比較し 出力電圧が一定とな
るように上記した信号発生回路１０Ｃから正弦波電圧Ｖ
１の振幅を制御する。従って出力用電機子線輪１より発
生する交流電圧が変動した場合、あるいは出力端子１３
の負荷変動があった場合でも、インバータ出力の交流電
圧は一足に制御される。また、インバータ出力の過電流
については、常時電流検出器７で電流を検出し、電流制
限回路１０ａによシミ流の制限値と比較し、制限値を越
えた場合には、自動電圧調整回路ｌＯｂによシ制限値を
越えないように制御全行なう。すなわち、電流制限回路
１０ａによシミ流が制限値を越えたことが判定されると
電流制限回路１０ａの電圧設定値を低下させる信号が送
られ、更に自動電圧調整回路１０ｂよシ正弦波Ｖ１の振
幅を減少させる信号が信号発生回路１０Ｇに送られ、第
２Ａ図で説明したようにインバータ６のトランジスタの
オフ時間を長くして出力電圧Ｖ６０を低下させ、過電流
を阻止する。
いて交流電圧を発生させることが出来るこの実施例で、
電圧検出器８及び整流回路９によりインバータ出力電圧
を検出し、この検出電圧と自動電圧調整回路１０ｂ内に
設定された電圧設定値とを比較し 出力電圧が一定とな
るように上記した信号発生回路１０Ｃから正弦波電圧Ｖ
１の振幅を制御する。従って出力用電機子線輪１より発
生する交流電圧が変動した場合、あるいは出力端子１３
の負荷変動があった場合でも、インバータ出力の交流電
圧は一足に制御される。また、インバータ出力の過電流
については、常時電流検出器７で電流を検出し、電流制
限回路１０ａによシミ流の制限値と比較し、制限値を越
えた場合には、自動電圧調整回路ｌＯｂによシ制限値を
越えないように制御全行なう。すなわち、電流制限回路
１０ａによシミ流が制限値を越えたことが判定されると
電流制限回路１０ａの電圧設定値を低下させる信号が送
られ、更に自動電圧調整回路１０ｂよシ正弦波Ｖ１の振
幅を減少させる信号が信号発生回路１０Ｇに送られ、第
２Ａ図で説明したようにインバータ６のトランジスタの
オフ時間を長くして出力電圧Ｖ６０を低下させ、過電流
を阻止する。
この機能によシあやまって出力端子を短絡し短絡電流が
流れた場合、また、出力端子を商用電源に接続した場合
でインバータ出力電圧が商用′電源電圧より商い場合に
は、その差の電圧で電流が流れるが、制限値を越えるこ
とはない。また、逆にインバータ出力電圧が低く、商用
８踪電圧が高い場合には、その差の電圧によシインバー
タ内のダイオードを介して平滑用コンデンサ５に電流を
流して充電するのみで、インバータを破損することはな
い。
流れた場合、また、出力端子を商用電源に接続した場合
でインバータ出力電圧が商用′電源電圧より商い場合に
は、その差の電圧で電流が流れるが、制限値を越えるこ
とはない。また、逆にインバータ出力電圧が低く、商用
８踪電圧が高い場合には、その差の電圧によシインバー
タ内のダイオードを介して平滑用コンデンサ５に電流を
流して充電するのみで、インバータを破損することはな
い。
さらにインバータ出力周波数は信号発生回路１０Ｃに接
続された周波数切替回路１０ｄにより正弦波Ｖｌの周波
数を設定することによって、５０Ｈ２、あるいは６０Ｈ
２に容易に設定出来、出力周波数と電機子回転数ｎとは
無関係となるので、回転数ｎを大きく選定し、これによ
って式（１）のＤ２ｔの値、即ち元屯様の大きさを小型
化することが容易になる。１だ本実施例によれば、制御
回路、およびベースドライブ回路の制御間用直流電諒を
得るために、別置の変圧器や、ＰＣ／ＤＣ変換器全設け
る必要がなく、発電機電機子に巻線２３〜２ｄ等を設け
ることによシ任意に電圧が選定出来、簡単な整流回路で
制御用電源回路を構成することが出来る。また従来は電
機子線輪１から直接に出力を取出していたので、過大な
出力電流が流れると電機子反作用によシ界磁用の永久磁
石３に永久減磁が起るという問題点があったが、本実施
例では過大な出力電流が生じたとしてもそれが線輪１の
過大−流を招かないのでこの心配もない。
続された周波数切替回路１０ｄにより正弦波Ｖｌの周波
数を設定することによって、５０Ｈ２、あるいは６０Ｈ
２に容易に設定出来、出力周波数と電機子回転数ｎとは
無関係となるので、回転数ｎを大きく選定し、これによ
って式（１）のＤ２ｔの値、即ち元屯様の大きさを小型
化することが容易になる。１だ本実施例によれば、制御
回路、およびベースドライブ回路の制御間用直流電諒を
得るために、別置の変圧器や、ＰＣ／ＤＣ変換器全設け
る必要がなく、発電機電機子に巻線２３〜２ｄ等を設け
ることによシ任意に電圧が選定出来、簡単な整流回路で
制御用電源回路を構成することが出来る。また従来は電
機子線輪１から直接に出力を取出していたので、過大な
出力電流が流れると電機子反作用によシ界磁用の永久磁
石３に永久減磁が起るという問題点があったが、本実施
例では過大な出力電流が生じたとしてもそれが線輪１の
過大−流を招かないのでこの心配もない。
第３図は本発明の他の実施列′ｌｃ７］＜すもので、第
１図と異るのは、発電機の界磁が永久磁石でなく巻線形
であり、界磁線輪３０ｆ：有している。また、整流回＃
Ｎ１１４、電圧調整器１５’！に有している。出力用電
機子、線輪１の一相よシ取出された電流は整流回路１４
により整流婆れ′電圧調整回路１５を介して、界磁線輪
３０に流れ発電機を励磁する。電圧検出器８で検出され
た出力電圧は整流回路９で整流後、電圧調整器１５にフ
ィードバックされ界磁電流を制御して発電機の出力電圧
を一定に保つもので、第１図の実施例と同様な効果を有
する。
１図と異るのは、発電機の界磁が永久磁石でなく巻線形
であり、界磁線輪３０ｆ：有している。また、整流回＃
Ｎ１１４、電圧調整器１５’！に有している。出力用電
機子、線輪１の一相よシ取出された電流は整流回路１４
により整流婆れ′電圧調整回路１５を介して、界磁線輪
３０に流れ発電機を励磁する。電圧検出器８で検出され
た出力電圧は整流回路９で整流後、電圧調整器１５にフ
ィードバックされ界磁電流を制御して発電機の出力電圧
を一定に保つもので、第１図の実施例と同様な効果を有
する。
本発明によれば１周波数に無関係に発電機の回転数を高
く設定出来るので発電機、および当該発電機の駆動用機
関の小形軽量化が可能となる効果がある。爽に発電機の
駆動用機関の回転数全燃費の最小点で運転するように設
定出来る効果とか、負荷の変動による発電機駆動用機関
の速度変動がインバータ出力の周波数に影４！ｉｌを及
はさないため周波数変動の少ない良質な電源が得られる
などの効果もある。
く設定出来るので発電機、および当該発電機の駆動用機
関の小形軽量化が可能となる効果がある。爽に発電機の
駆動用機関の回転数全燃費の最小点で運転するように設
定出来る効果とか、負荷の変動による発電機駆動用機関
の速度変動がインバータ出力の周波数に影４！ｉｌを及
はさないため周波数変動の少ない良質な電源が得られる
などの効果もある。
第１図は本発明の実施例を示す結線図、第２Ａ図及び第
２Ｂ図はＰＷＭ方式の説明図、第３図は本発明の他の実
施例を示す結線図である。 １・・・出力用電機子線輪、２ａ〜２ｄ・・・整流電源
回路用電機子線輪、３・・・界磁用永久磁石、３０・・
・界磁コイル、４・・・整流器、６・・・インバータ、
７・・・ＭＬ流流出出用分流器８・・・電圧検出用変圧
器、９・・・整流回路、１０・・・制御回路、１１・・
・整流電源回路、１２・・・ベースドライブ回路、１３
・・・出力端子、１４・・・整流回路、１５・・・電圧
調整回路。 代理人 弁理士 秋本正実
２Ｂ図はＰＷＭ方式の説明図、第３図は本発明の他の実
施例を示す結線図である。 １・・・出力用電機子線輪、２ａ〜２ｄ・・・整流電源
回路用電機子線輪、３・・・界磁用永久磁石、３０・・
・界磁コイル、４・・・整流器、６・・・インバータ、
７・・・ＭＬ流流出出用分流器８・・・電圧検出用変圧
器、９・・・整流回路、１０・・・制御回路、１１・・
・整流電源回路、１２・・・ベースドライブ回路、１３
・・・出力端子、１４・・・整流回路、１５・・・電圧
調整回路。 代理人 弁理士 秋本正実
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、駆動手段により駆動される交流電機と、該発電機の
出力電流を整流して直流に変換する整流手段と、該手段
の出力直流を所定の周波数の交流に変換して出力するパ
ルス幅変調方式のインバータと、該インバータからの出
力電流が予め定められた制限値をこえないようにパルス
幅変調に於るノくルス幅を制御するリミッタと、上記イ
ンバータの出力電圧がその設定値になるように制御する
だめの電圧１１１ｉＩ整手段とを備えたことを特徴とす
る携帯用発電機。 ２、前記交流発し機を永久磁石界磁式の同期発電機とす
るとともに、前記電圧調整手段はインバータ出力電圧の
検出値に応じてパルス幅変調に於るノ；ルス幅を割部し
て電圧調整を行うように構成したことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の携帯用発電機。 ３、前記交びｔ発電機を巻線界磁式の同期発電機とする
とともに、前記電圧調整手段はインバータ出力電圧に応
じて上記界磁用巻線の電流を制御して電圧調整を行うよ
うに構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の携帯用発電機。 ４、前記インバータの動作制御用の制御回路、前期リミ
ッタ及び電圧調整手段に供給する直流電力を、上記交流
発電機の電機子に設けた補助線輪の出力を整流して得る
ように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
、第２項もしくは第３項記載の携帯用発電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58185831A JPS6082098A (ja) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | 携帯用発電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58185831A JPS6082098A (ja) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | 携帯用発電機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6082098A true JPS6082098A (ja) | 1985-05-10 |
Family
ID=16177637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58185831A Pending JPS6082098A (ja) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | 携帯用発電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6082098A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6257595U (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-09 | ||
| JPS62189000U (ja) * | 1986-05-19 | 1987-12-01 | ||
| US4797800A (en) * | 1987-01-22 | 1989-01-10 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Power regulating system for an engine generator |
| US5166870A (en) * | 1990-11-16 | 1992-11-24 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Pulse width-modulation control device for invertor devices |
| JPH0591751A (ja) * | 1991-06-06 | 1993-04-09 | Honda Motor Co Ltd | 携帯用交流電源装置 |
| US5229929A (en) * | 1990-11-30 | 1993-07-20 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Output peak current correction for PWM invertors |
| US5239253A (en) * | 1990-12-27 | 1993-08-24 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Portable engine generator |
| US5282124A (en) * | 1991-07-09 | 1994-01-25 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Power unit having overcurrent/undervoltage-responsive protective function |
| US5309345A (en) * | 1990-11-13 | 1994-05-03 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Invertor device |
| EP0627811A1 (fr) * | 1993-06-02 | 1994-12-07 | SMH Management Services AG | Groupe électrogène |
| WO1998007224A1 (en) * | 1996-08-12 | 1998-02-19 | Coleman Powermate, Inc. | Energy conversion system with abnormal condition recovery |
| US5900722A (en) * | 1994-09-14 | 1999-05-04 | Coleman Powermate, Inc. | Multimode power converter |
| US6018200A (en) * | 1994-09-14 | 2000-01-25 | Coleman Powermate, Inc. | Load demand throttle control for portable generator and other applications |
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-
1983
- 1983-10-06 JP JP58185831A patent/JPS6082098A/ja active Pending
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| JPS62189000U (ja) * | 1986-05-19 | 1987-12-01 | ||
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