JP2551316B2 - パネル - Google Patents
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- JP2551316B2 JP2551316B2 JP5082841A JP8284193A JP2551316B2 JP 2551316 B2 JP2551316 B2 JP 2551316B2 JP 5082841 A JP5082841 A JP 5082841A JP 8284193 A JP8284193 A JP 8284193A JP 2551316 B2 JP2551316 B2 JP 2551316B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両を含む船等の
輸送手段、建築等に用いられるパネルに係り、特にパネ
ル自体が強度部材として用いられるものに好適なパネル
構造に関するものである。
輸送手段、建築等に用いられるパネルに係り、特にパネ
ル自体が強度部材として用いられるものに好適なパネル
構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より知られているハニカムパネルの
製造方法としては、例えば実公平２−３３９８０号、特
公平２−４２５８５号等が知られている。これらの製造
方法においては、アルミニウム箔、クラフト紙、プラス
チック等のシート状のコア素材を積層し、ろう材または
接着剤等の固着剤によって一定間隔をおいた位置で該コ
ア素材を千鳥状に固着して、これを積層方向に展張して
ハニカムコアを形成し、このハニカムコアの表裏面に表
材を固着することによって平板状のハニカムパネルを製
造している。
製造方法としては、例えば実公平２−３３９８０号、特
公平２−４２５８５号等が知られている。これらの製造
方法においては、アルミニウム箔、クラフト紙、プラス
チック等のシート状のコア素材を積層し、ろう材または
接着剤等の固着剤によって一定間隔をおいた位置で該コ
ア素材を千鳥状に固着して、これを積層方向に展張して
ハニカムコアを形成し、このハニカムコアの表裏面に表
材を固着することによって平板状のハニカムパネルを製
造している。
【０００３】一方、軽合金製のろう付ハニカムを用いた
パネル構造としては、特開平３−９０４６８号が知られ
ている。
パネル構造としては、特開平３−９０４６８号が知られ
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年、鉄道車両の高速
化の要求が高まっている。鉄道車両の高速化に伴い、軌
道破壊や走行時における騒音の増大や動力費の増加等の
問題が生じる。これらの問題を解決するためには、鉄道
車両の走行速度に応じた軽量化が必要である。従来、鉄
製構体および軽合金製構体においては、外板部材および
骨部材の薄肉化による軽量化が図られているが、部材の
強度および剛性の面から軽量化の限界がある。また、外
板部材に軽合金製のハニカムパネルを用い、骨部材との
溶接構造を採用したものがあるが、車体断面の曲率の変
化する箇所やパネルの接合部において局部的に応力が集
中し、補強部材を必要とするため軽量化の妨げになるこ
とがあった。
化の要求が高まっている。鉄道車両の高速化に伴い、軌
道破壊や走行時における騒音の増大や動力費の増加等の
問題が生じる。これらの問題を解決するためには、鉄道
車両の走行速度に応じた軽量化が必要である。従来、鉄
製構体および軽合金製構体においては、外板部材および
骨部材の薄肉化による軽量化が図られているが、部材の
強度および剛性の面から軽量化の限界がある。また、外
板部材に軽合金製のハニカムパネルを用い、骨部材との
溶接構造を採用したものがあるが、車体断面の曲率の変
化する箇所やパネルの接合部において局部的に応力が集
中し、補強部材を必要とするため軽量化の妨げになるこ
とがあった。
【０００５】鉄道車両が高速でトンネル内を走行する
際、車内外圧力差が急激に変化することが知られてい
る。特に、車両同士がトンネル内ですれ違う場合には、
大きな圧力変動が短時間に発生する。２００ｋｍ／ｈ以
上の高速で走行する車両は、このような圧力変動に対し
て、十分な構体の剛性を確保する必要があると共に、軽
量化を図る必要があり、この相反する課題を解決するの
は困難であった。
際、車内外圧力差が急激に変化することが知られてい
る。特に、車両同士がトンネル内ですれ違う場合には、
大きな圧力変動が短時間に発生する。２００ｋｍ／ｈ以
上の高速で走行する車両は、このような圧力変動に対し
て、十分な構体の剛性を確保する必要があると共に、軽
量化を図る必要があり、この相反する課題を解決するの
は困難であった。
【０００６】また、ハニカムパネルを各種構造部材とし
て用いる場合には、構成される構造物のデザイン或いは
強度確保の観点から該ハニカムパネル自体を曲面状に形
成しなければならないが、力の流れを考えた形状になっ
ていないのが現状であった。
て用いる場合には、構成される構造物のデザイン或いは
強度確保の観点から該ハニカムパネル自体を曲面状に形
成しなければならないが、力の流れを考えた形状になっ
ていないのが現状であった。
【０００７】また、パネル同士を接合した場合、隣接し
たパネルに力を伝達する結合部材がパネル自体をなす他
の部材に対して適確、かつ、十分に接合されてないと、
前記 結合部材は表材２枚にのみしか力を伝達しないこと
となる。さらに、ハニカムコアの接合部分の剥離或いは
ハニカムコア自体の座屈などが発生することが予想され
る。このことも、剛性および強度確保の点から好ましく
ない。
たパネルに力を伝達する結合部材がパネル自体をなす他
の部材に対して適確、かつ、十分に接合されてないと、
前記 結合部材は表材２枚にのみしか力を伝達しないこと
となる。さらに、ハニカムコアの接合部分の剥離或いは
ハニカムコア自体の座屈などが発生することが予想され
る。このことも、剛性および強度確保の点から好ましく
ない。
【０００８】本発明の目的は、パネルを構成する各部材
同士の接合を確実に行うことによって、パネル自体の強
度向上を図ることにある。
同士の接合を確実に行うことによって、パネル自体の強
度向上を図ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、軽合金製の２
つの表材、前記２つの表材の間に配置した芯材、前記表
材の各辺に沿って前記２つの表材の間に配置した複数の
結合部材とから成り、前記各表材に前記芯材および前記
結合部材を軽合金製ろう材によって接合したパネルにお
いて、 前記複数の結合部材は隣接して配置されており、
前記第１の結合部材の端部と隣接して配置された第２の
結合部材の芯材側の面との間に、軽合金製ろう材を両面
にクッラドした両面クラッド材を配置しており、第１の
結合部材の端部と第２の結合部材の芯材側の面を前記両
面クラッド材を介して接合しており、 前記結合部材に対
して前記芯材の端部を対向させて配置しており、前記芯
材の端部と前記結合部材との間に前記両面クラッド材を
配置しており、前記芯材の端部と結合部材を前記両面ク
ラッド材を介して接合していること、 を特徴としたもの
である。
つの表材、前記２つの表材の間に配置した芯材、前記表
材の各辺に沿って前記２つの表材の間に配置した複数の
結合部材とから成り、前記各表材に前記芯材および前記
結合部材を軽合金製ろう材によって接合したパネルにお
いて、 前記複数の結合部材は隣接して配置されており、
前記第１の結合部材の端部と隣接して配置された第２の
結合部材の芯材側の面との間に、軽合金製ろう材を両面
にクッラドした両面クラッド材を配置しており、第１の
結合部材の端部と第２の結合部材の芯材側の面を前記両
面クラッド材を介して接合しており、 前記結合部材に対
して前記芯材の端部を対向させて配置しており、前記芯
材の端部と前記結合部材との間に前記両面クラッド材を
配置しており、前記芯材の端部と結合部材を前記両面ク
ラッド材を介して接合していること、 を特徴としたもの
である。
【００１０】
【作用】本発明のパネルにおいては、表材と芯材或いは
表材と結合部材だけでなく、隣接した結合部材同士およ
び芯材と結合部材をろう材によって接合することによ
り、パネル自体の強度向上が図れる。すなわち、結合部
材を介して他のパネル或いは他の部材と接合した場合
に、結合部材から表材だけでなく芯材および隣接した結
合部材に力が伝わる構造となっていることから、表材に
生じ易い応力集中を防止して、パネルの剛性を向上させ
ることができる。前記結合部材同士および芯材と結合部
材とは、両面クラッド材を介して接合されていることか
ら、該両面クラ ッド材が各部材に対して追従し易く、十
分な接合強度が得られる。したがって、パネルの強度向
上が図れる。
表材と結合部材だけでなく、隣接した結合部材同士およ
び芯材と結合部材をろう材によって接合することによ
り、パネル自体の強度向上が図れる。すなわち、結合部
材を介して他のパネル或いは他の部材と接合した場合
に、結合部材から表材だけでなく芯材および隣接した結
合部材に力が伝わる構造となっていることから、表材に
生じ易い応力集中を防止して、パネルの剛性を向上させ
ることができる。前記結合部材同士および芯材と結合部
材とは、両面クラッド材を介して接合されていることか
ら、該両面クラ ッド材が各部材に対して追従し易く、十
分な接合強度が得られる。したがって、パネルの強度向
上が図れる。
【００１１】
【実施例】本発明の実施例を図１〜５により説明する。
各実施例は、ろう付アルミハニカムの例である。図２は
本発明によって得られた鉄道車両へのパネル構造採用の
一実施例を示し、図１は図２に示した車両のパネル構造
図であり、図３は図２におけるパネル構造の平面図であ
る。同図において、１は鉄道車両の構体であり、側構体
２、台枠３、屋根構体４および妻構体５から構成されて
いる。
各実施例は、ろう付アルミハニカムの例である。図２は
本発明によって得られた鉄道車両へのパネル構造採用の
一実施例を示し、図１は図２に示した車両のパネル構造
図であり、図３は図２におけるパネル構造の平面図であ
る。同図において、１は鉄道車両の構体であり、側構体
２、台枠３、屋根構体４および妻構体５から構成されて
いる。
【００１２】パネル１１は直交する二方向のうち一方向
すなわち車体長手方向が直線状であって、他方向すなわ
ち車体周方向が曲線状に形成されている。パネル１１は
二次曲面に形成された二枚の表材１２および表材１３
と、その間に配置される芯材であるハニカムコア１４お
よびパネル同志を接合する為の接合部材１５ａ，接合部
材１５ｂとから構成される。前記ハニカムコア１４は、
薄い板状のコア素材をハニカムを二分割した台形状に予
め成形し、該コア素材を複数組合せることによって構成
される。前記複数のコア素材は、連続した台形部の頂部
を背中合わせにするように互いに配置される。この状態
で、前記コア素材は前記表材１３の曲面内側に載せら
れ、上に表材１２を載せてろう付される。
すなわち車体長手方向が直線状であって、他方向すなわ
ち車体周方向が曲線状に形成されている。パネル１１は
二次曲面に形成された二枚の表材１２および表材１３
と、その間に配置される芯材であるハニカムコア１４お
よびパネル同志を接合する為の接合部材１５ａ，接合部
材１５ｂとから構成される。前記ハニカムコア１４は、
薄い板状のコア素材をハニカムを二分割した台形状に予
め成形し、該コア素材を複数組合せることによって構成
される。前記複数のコア素材は、連続した台形部の頂部
を背中合わせにするように互いに配置される。この状態
で、前記コア素材は前記表材１３の曲面内側に載せら
れ、上に表材１２を載せてろう付される。
【００１３】前記パネル１１をアルミニウム合金で構成
する場合、前記表材１２，１３としてはその板厚が１．
０前後〜数ｍｍ程度、ハニカムコア１４としては０．２
〜数ｍｍ程度のものを用いる。なお、前記実施例の場
合、表材１３よりも表材１２の板厚を厚くしている。
する場合、前記表材１２，１３としてはその板厚が１．
０前後〜数ｍｍ程度、ハニカムコア１４としては０．２
〜数ｍｍ程度のものを用いる。なお、前記実施例の場
合、表材１３よりも表材１２の板厚を厚くしている。
【００１４】このような構成において、その製作方法を
前記表材１２，１３およびハニカムコア１４がアルミ合
金製であって、接合剤としてアルミニウム合金製ろう材
を用いた例について説明する。まず、表材１２および１
３は、それぞれ所定の曲率半径Ｒ0、Ｒ1の二次曲面にロ
ール等により成形される。但し、表材自体の板厚が薄く
曲線半径が比較的大きい場合等の条件によっては、該表
材がそれ自身で撓むので事前の前記成形を行なわなくて
も良い。しかし、予め成形しておくほうが製作精度およ
び作業性の点では有利である。前記表材１２および表材
１３のパネル内面側すなわちハニカムコア１４と接する
片面には、ろう材がロール圧延にて圧着されている。ハ
ニカムコア１４をなすコア素材は薄板を切断し、かつ、
ハニカムをなす台形状に順次折り曲げ加工される。ま
た、結合部材１５ａおよび結合部材１５ｂは初めから正
規のパネル完成時の寸法にて溶接部１６を形成すること
により接合されており、表材１２および表材１３と接す
る前記溶接部１６の表面は平滑に仕上られている。この
ようにして各構成材料は製作され、これらをパネル製作
用の型に入れて、ろう付接合しパネルを製作する。
前記表材１２，１３およびハニカムコア１４がアルミ合
金製であって、接合剤としてアルミニウム合金製ろう材
を用いた例について説明する。まず、表材１２および１
３は、それぞれ所定の曲率半径Ｒ0、Ｒ1の二次曲面にロ
ール等により成形される。但し、表材自体の板厚が薄く
曲線半径が比較的大きい場合等の条件によっては、該表
材がそれ自身で撓むので事前の前記成形を行なわなくて
も良い。しかし、予め成形しておくほうが製作精度およ
び作業性の点では有利である。前記表材１２および表材
１３のパネル内面側すなわちハニカムコア１４と接する
片面には、ろう材がロール圧延にて圧着されている。ハ
ニカムコア１４をなすコア素材は薄板を切断し、かつ、
ハニカムをなす台形状に順次折り曲げ加工される。ま
た、結合部材１５ａおよび結合部材１５ｂは初めから正
規のパネル完成時の寸法にて溶接部１６を形成すること
により接合されており、表材１２および表材１３と接す
る前記溶接部１６の表面は平滑に仕上られている。この
ようにして各構成材料は製作され、これらをパネル製作
用の型に入れて、ろう付接合しパネルを製作する。
【００１５】結合部材１５ａ，１５ｂでパネルの外縁に
相当する部分を枠のようにパネル完成時の正規寸法に製
作しておくことにより、前記表材１２，１３およびハニ
カムコア１４は、それぞれ独立した状態で位置決めされ
るため、それぞれに無用な外力が作用することがなく、
個々の変形がない状態あるいは最小限の状態で位置決め
が行われ相互に接合される。したがって、ハニカムパネ
ル１１として完成した状態で、外力を受けた際に各構成
部材がそれぞれ力を負担することになり、局部的に応力
が集中することがなく強度を均一化することができる。
このことは、パネル全体の強度向上につながる。また、
結合部材１５ａ、１５ｂでパネルの外縁に相当する枠が
作成されるため、ハニカムコア１４に変形を生じさせる
ことなく容易に接合させることができる。パネル完成時
の最終寸法にて前記結合部材１５ａ，１５ｂが接合され
ているため、ハニカムコア１４を含めたパネル構成部材
が完成時の最終的な位置に位置決めされるため、相互の
位置関係に無理がなく、パネルとして精度のよいものを
製作することができる。また、表材１２，１３のそれぞ
れの表面に生じる歪みを最小限に抑えることができる。
相当する部分を枠のようにパネル完成時の正規寸法に製
作しておくことにより、前記表材１２，１３およびハニ
カムコア１４は、それぞれ独立した状態で位置決めされ
るため、それぞれに無用な外力が作用することがなく、
個々の変形がない状態あるいは最小限の状態で位置決め
が行われ相互に接合される。したがって、ハニカムパネ
ル１１として完成した状態で、外力を受けた際に各構成
部材がそれぞれ力を負担することになり、局部的に応力
が集中することがなく強度を均一化することができる。
このことは、パネル全体の強度向上につながる。また、
結合部材１５ａ、１５ｂでパネルの外縁に相当する枠が
作成されるため、ハニカムコア１４に変形を生じさせる
ことなく容易に接合させることができる。パネル完成時
の最終寸法にて前記結合部材１５ａ，１５ｂが接合され
ているため、ハニカムコア１４を含めたパネル構成部材
が完成時の最終的な位置に位置決めされるため、相互の
位置関係に無理がなく、パネルとして精度のよいものを
製作することができる。また、表材１２，１３のそれぞ
れの表面に生じる歪みを最小限に抑えることができる。
【００１６】さらに、表材１２，複数のコア素材からな
るハニカムコア１４および表材１３は、それぞれ独立し
た状態で相互に位置決めされるので、各ハニカムコア１
４の厚さが曲面を成した状態で一定になることから、パ
ネル厚さを高い精度で均一化でき、標準化が図れるとと
もに各種作業の機械化も容易となる。
るハニカムコア１４および表材１３は、それぞれ独立し
た状態で相互に位置決めされるので、各ハニカムコア１
４の厚さが曲面を成した状態で一定になることから、パ
ネル厚さを高い精度で均一化でき、標準化が図れるとと
もに各種作業の機械化も容易となる。
【００１７】次に、本発明の他の実施例を図５により説
明する。同図において、前記一実施例と同一符号は同一
部材を示すものである。１７は結合部材１５ａ，１５ｂ
間に設置された継材である。該継材１７は結合部材１５
ａ，１５ｂおよびハニカムコア１４に対してろう付によ
り接合される。すなわち、継材１７は基材の両表面にろ
う材をクラッドした両面クラッド材で、結合部材１５ａ
と結合部材１５ｂとの間に配置することにより、実質的
に両者を接合するものである。また、継材１７は結合部
材１５ａ，１５ｂとハニカムコア１４との間に配置さ
れ、両者を接合するものである。
明する。同図において、前記一実施例と同一符号は同一
部材を示すものである。１７は結合部材１５ａ，１５ｂ
間に設置された継材である。該継材１７は結合部材１５
ａ，１５ｂおよびハニカムコア１４に対してろう付によ
り接合される。すなわち、継材１７は基材の両表面にろ
う材をクラッドした両面クラッド材で、結合部材１５ａ
と結合部材１５ｂとの間に配置することにより、実質的
に両者を接合するものである。また、継材１７は結合部
材１５ａ，１５ｂとハニカムコア１４との間に配置さ
れ、両者を接合するものである。
【００１８】このような構成によれば、表材１２、１３
とハニカムコア１４或いは表材１２、１３と結合部材１
５ａ、１５ｂだけでなく、隣接した結合部材１５ａ、１
５ｂ同士およびハニカムコア１４と結合部材１５ａ、１
５ｂを継材１７のろう材によって接合することにより、
パネル自体の強度向上が図れる。すなわち、結合部材１
５ａを介して他の隣接したパネル或いは他の部材と接合
した場合に、結合部材１５ａから表材１２、１３だけで
なくハニカムコア１４および隣接した結合部材１５ｂに
力が伝わる構造となっていることから、表材１２、１３
に生じ易い応力集中を防止して、パネルの剛性を向上さ
せることができる。前記結合部材１５ａ、１５ｂ同士お
よびハニカムコア１４と結合部材１５ａ、１５ｂとは、
両面クラッド材である継材１７を介して接合されている
ことから、該継材１７が各部材に対して追従し易く、十
分な接合強度が得られる。したがって、パネルの強度向
上が図れる。パネルは構成する各部材がろう付されるこ
とにより、全体の剛性向上にもなり、各部材の板厚を薄
くすることも出来て軽量化にもつながる。
とハニカムコア１４或いは表材１２、１３と結合部材１
５ａ、１５ｂだけでなく、隣接した結合部材１５ａ、１
５ｂ同士およびハニカムコア１４と結合部材１５ａ、１
５ｂを継材１７のろう材によって接合することにより、
パネル自体の強度向上が図れる。すなわち、結合部材１
５ａを介して他の隣接したパネル或いは他の部材と接合
した場合に、結合部材１５ａから表材１２、１３だけで
なくハニカムコア１４および隣接した結合部材１５ｂに
力が伝わる構造となっていることから、表材１２、１３
に生じ易い応力集中を防止して、パネルの剛性を向上さ
せることができる。前記結合部材１５ａ、１５ｂ同士お
よびハニカムコア１４と結合部材１５ａ、１５ｂとは、
両面クラッド材である継材１７を介して接合されている
ことから、該継材１７が各部材に対して追従し易く、十
分な接合強度が得られる。したがって、パネルの強度向
上が図れる。パネルは構成する各部材がろう付されるこ
とにより、全体の剛性向上にもなり、各部材の板厚を薄
くすることも出来て軽量化にもつながる。
【００１９】前記各実施例においては、芯材をハニカム
すなわち六角形に形成した例について説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、コア素材を四角形
等の他の連続形状に形成しても同様な効果を達成するこ
とができる。また、前記実施例においては、パネルに一
つの二次曲面を形成した例について説明したが、前記 二
次曲面をその曲面を順次逆方向に連続形成して波形断面
をなすパネルを形成することもできる。
すなわち六角形に形成した例について説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、コア素材を四角形
等の他の連続形状に形成しても同様な効果を達成するこ
とができる。また、前記実施例においては、パネルに一
つの二次曲面を形成した例について説明したが、前記 二
次曲面をその曲面を順次逆方向に連続形成して波形断面
をなすパネルを形成することもできる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、パネルを構成する各部
材同士の接合を両面クラッド材を用いて確実に行うこと
によって、パネル自体の強度向上を図ることができる。
材同士の接合を両面クラッド材を用いて確実に行うこと
によって、パネル自体の強度向上を図ることができる。
【図１】本発明によるパネル構造の一実施例を示す部分
断面斜視図である。
断面斜視図である。
【図２】図１に示したパネルを用いて構成される鉄道車
両の車体を示す斜視図である。
両の車体を示す斜視図である。
【図３】図１に示したパネルの全体構造を示す正面図で
ある。
ある。
【図４】図３にしめしたパネルの側面図である。
【図５】本発明によるパネル構造の他の実施例を示す部
分断面斜視図である。
分断面斜視図である。
１…構体、２…側構体、３…台枠、４…屋根構体、５…
妻構体、１１…パネル、１２，１３…表材、１４…ハニ
カムコア、１５ａ，１５ｂ…結合部材、１６…溶接部、
１７…継材。
妻構体、１１…パネル、１２，１３…表材、１４…ハニ
カムコア、１５ａ，１５ｂ…結合部材、１６…溶接部、
１７…継材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武市 通文 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (56)参考文献 特開 平５−16801（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−38539（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−142855（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−30096（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−67514（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】軽合金製の２つの表材、前記２つの表材の
間に配置した芯材、前記表材の各辺に沿って前記２つの
表材の間に配置した複数の結合部材とから成り、前記各
表材に前記芯材および前記結合部材を軽合金製ろう材に
よって接合したパネルにおいて、 前記複数の結合部材は隣接して配置されており、前記第
１の結合部材の端部と隣接して配置された第２の結合部
材の芯材側の面との間に、軽合金製ろう材を両面にクッ
ラドした両面クラッド材を配置しており、第１の結合部
材の端部と第２の結合部材の芯材側の面を前記両面クラ
ッド材を介して接合しており、 前記結合部材に対して前記芯材の端部を対向させて配置
しており、前記芯材の端部と前記結合部材との間に前記
両面クラッド材を配置しており、前記芯材の端部と結合
部材を前記両面クラッド材を介して接合していること、 を特徴としたパネル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5082841A JP2551316B2 (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | パネル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5082841A JP2551316B2 (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | パネル |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21846094A Division JPH07195594A (ja) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | パネル構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06293095A JPH06293095A (ja) | 1994-10-21 |
| JP2551316B2 true JP2551316B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=13785621
Family Applications (1)
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