JP3396967B2 - 回転電機巻線の絶縁構造 - Google Patents
回転電機巻線の絶縁構造Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は回転電機巻線の絶縁構造
に関し、特に高電圧回転電機の固定子巻線を絶縁する場
合に適用して有用なものである。 【０００２】 【従来の技術】回転電機巻線の絶縁部を含浸樹脂により
全含浸して構成する所謂全含浸絶縁システムは、信頼性
が高くコストパフォーマンスが良いことから近年大形の
回転電機への適用拡大が進んでいる。全含浸絶縁システ
ムを構成する大きな要素は、含浸樹脂とマイカ絶縁テー
プを主体とした絶縁構成にある。この場合の含浸樹脂と
しては、電気的、機械的及び熱的な特性に優れ、他の絶
縁材料との相容性が良いエポキシ樹脂が一般的に使用さ
れている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら含浸樹脂
としてエポキシ樹脂を用いる場合、一般的に次のような
欠点がある。 【０００４】（１） 樹脂の増粘が早く、含浸可能な限
界の粘度に達する時間（可使寿命）が短い。 （２） 可使寿命を引き延ばすために、冷蔵貯蔵や水分
からの遮断等を行わなければならず、そのための設備費
がかかる。 （３） ゲル時間が遅く硬化時の樹脂の流出が多くなる
ため、ワークを回転させながら硬化させる等の樹脂流出
防止処置が必要になる。 【０００５】しかもこれらの欠点は大型の回転電機にな
る程より大量の含浸樹脂を要するため、より大きな問題
となる。 【０００６】従って本発明は上記従来技術に鑑み、エポ
キシ樹脂と同等の電気的、機械的及び熱的な特性を有し
且つ上記の欠点を改善することができる含浸樹脂と、こ
の含浸樹脂に合ったテープとを用いた回転電機巻線の絶
縁構造とを提供すること目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】従来のエポキシ樹脂に替
わる含浸樹脂として、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂
及びポリイミド樹脂の３種類の樹脂を有してなる樹脂組
成物を開発した。この樹脂は、従来のエポキシ樹脂と同
等の樹脂硬化物における電気的、機械的及び熱的特性を
有し、しかも可使寿命がエポキシ樹脂の１０倍以上であ
ることが確認された。しかしこの樹脂を従来と同じ絶縁
構成のコイルに含浸し硬化させて絶縁特性を試験したと
ころ、部分放電が多発し、Δｔａｎδ特性及び課電寿命
特性が悪化した。これは含浸樹脂中の揮発分が多く、硬
化時に絶縁層から揮発した後に多くのボイド（気泡）が
形成されることから、絶縁層中のボイドの含有率が高く
なったためであることが判明した。そこで前記揮発分を
おさえるためにコイル表面にポリエステルフィルム層を
設けたところ、課電寿命特性は改善されたものの、Δｔ
ａｎδ特性は依然として良くならなかった。この原因は
ポリエステルフィルム層と、最外層に設けているコロナ
防止テープとの間の接着性が悪いことにあると判明し
た。このため前記揮発分をおさえ且つコロナ防止テープ
との接着性の良い材料（テープ）が必要となった。 【０００８】 【０００９】 【００１０】上記目的を達成する本発明の回転電機巻線
の絶縁構造はかかる開発経緯のもとになされたものであ
り、コイルに絶縁テープを巻回して形成した絶縁層の上
にポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム等のプラ
スチックフィルムとポリエステル不織布、アラミッド不
織布等の合成繊維からなる不織布とを貼り合わせて構成
したテープを前記不織布面が外側となるよう巻回し更に
このテープの上にコロナ防止テープを巻回すると共に、
ポリエステル樹脂２０〜５０％、エポキシ樹脂１〜２５
％及びポリイミド樹脂１〜１５％の３種類の樹脂を有し
て構成した樹脂組成物である含浸樹脂を含浸して構成し
たことを特徴とする。 【００１１】 【作用】上記構成の含浸樹脂では、従来の含浸樹脂であ
るエポキシ樹脂と比較すると、樹脂硬化物の電気的、機
械的及び熱的特性が同等であって、しかも可使寿命が１
０倍以上となる。 【００１２】また上記構成のテープでは、上記構成の回
転電機巻線の絶縁構造において、プラスチックフィルム
面により含浸樹脂中の揮発分をおさえ、しかも不織布面
がコロナ防止テープとの接着性を良くしている。 【００１３】従って上記構成の回転電機巻線の絶縁構造
では、含浸樹脂が従来のエポキシ樹脂と同等の電気的特
性等を有すると共にテープが含浸樹脂中の揮発分がおさ
えてボイドの発生をおさえ且つコロナ防止テープとの接
着性を良くしているためにΔｔａｎδ特性及び課電寿命
特性が良く、しかも含浸樹脂の可使寿命がエポキシ寿命
の１０倍以上であることから従来の絶縁構造に比べてコ
スト的に大幅に有利である。 【００１４】 【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。 【００１５】〈実施例−Ｉ〉図１は本実施例−Ｉに係る
回転電機巻線の絶縁構造を示す要部断面図である。同図
に示すように本実施例−Ｉに係る回転電機巻線の絶縁構
造は、サイズ４．０×２．０ｍｍの平角銅線を２並びで
１０回巻いて直線部長５００ｍｍの亀甲形に成形したコ
イル２の上に、集成マイカ絶縁テープ３をハーフラップ
で４回巻回して絶縁層を形成し、この絶縁層の上にポリ
エステルフィルム（０．０２５ｔ）とアラミッド不織布
（０．０５ｔ）を接着剤で貼り合わせて構成したテープ
４をアラミッド不織布面４ａを外側としポリエステルフ
ィルム面４ｂを内側としてハーフラップで１回巻回し、
更にこのテープ４の鉄心１への挿入部分の上にコロナ防
止テープ５を巻回すると共に、ポリエステル樹脂２０〜
５０％、エポキシ樹脂１〜２５％及びポリイミド樹脂１
〜１５％の３種類の樹脂より構成した樹脂組成物（エポ
キシ変成ポリエステルイミド樹脂）である含浸樹脂を真
空加圧含浸処理して構成している。 【００１６】〈実施例−II〉本実施例−IIに係る回転電
機巻線の絶縁構造は、図示は省略するが、上記実施例−
Ｉにおいて、ポリエステルフィルムとアラミド不織布と
を貼り合わせて構成したテープ４の代わりにポリイミド
フィルムとアラミッド不織布とを接着剤で貼り合わせて
構成したテープを用いて構成したものである。 【００１７】〈特性試験結果〉次に上記実施例−Ｉ及び
IIの絶縁構造と、比較例−Ｉ、II及びIII の絶縁構造と
を特性試験して比較した結果について説明する。 【００１８】ここで比較例−Ｉの絶縁構造は、上記実施
例−Ｉの絶縁構造において、ポリエステルフィルムとア
ラミド不織布とを貼り合わせて構成したテープ４の代わ
りにポリエステルフィルムテープを用いたものである。 【００１９】比較例−IIの絶縁構造は、上記実施例−Ｉ
の絶縁構造において、テープ４の代わりにガラス繊維織
布テープを用いたものである。 【００２０】比較例−III の絶縁構造は、上記実施例−
Ｉの絶縁構造において、エポキシ変成ポリエステルイミ
ド樹脂の代わりにエポキシ樹脂を用いたものである。 【００２１】なお試験はアルミ製の模擬鉄心を装着して
行った。 【００２２】表１に特性試験結果、即ち６ｋＶにおける
Δｔａｎδ値、１８ｋＶ課電時の課電寿命及び含浸樹脂
を２５℃で貯蔵した場合の可使寿命（相対値）の測定結
果を示す。 【００２３】 【表１】 【００２４】表１から次の（１）〜（４）のことがいえ
る。 【００２５】（１） 実施例−Ｉ,II の場合、比較例
Ｉ，IIに比べてΔｔａｎδ値が小さく、絶縁層中のボイ
ドが少い。 （２） 課電寿命が、実施例−Ｉ，II＞比較例−Ｉ＞比
較例−IIの順になっており、この結果からテープ４等の
効果、即ちポリエステルフィルム面４ｂ又はポリイミド
フィルム面にて含浸樹脂（エポキシ変成ポリエステルイ
ミド樹脂）中の揮発分をおさえると共にアラミド不織物
面にてコロナ防止テープ５との接着性が改善された効果
が表われている。 （３） 実施例−Ｉ，IIと比較例−III とを比較する
と、Δｔａｎδ値及び課電寿命においては同等である
が、含浸樹脂の可使寿命において約１０倍の開きがあ
り、実施例−Ｉ，IIの方がコスト的に大幅に有利であ
る。 （４） また実施例−Ｉ，IIによれば、このように含浸
樹脂の可使寿命が長くなる分、再使用回数が増やせるた
め廃棄樹脂が少なくなり省資源及び地球環境保護の促進
につながる。 【００２６】なお上記実施例−Ｉではポリエステルフィ
ルムとアラミッド不織布とを貼り合わせて構成したテー
プ４を用い、上記実施例−IIではポリイミドフィルムと
アラミッド不織布とを貼り合わせて構成したテープを用
いたが、これに限定するものではなく、ポリエステルフ
ィルムやポリイミドフィルムに代えて他のプラスチック
フィルムを用いてもよく、またアラミッド不織布に代え
て他の合成繊維からなる不織布（例えばポリエステル不
織布）を用いてもよい。 【００２７】 【発明の効果】以上実施例と共に具体的に説明したよう
に本発明によれば、ポリエステル樹脂２０〜５０％、エ
ポキシ樹脂１〜２５％及びポリイミド樹脂１〜１５％の
３種類の樹脂を有して構成した樹脂組成物を含浸樹脂と
することにより、従来の含浸樹脂であるエポキシ樹脂と
比較すると、電気的、機械的及び熱的特性が同等に優れ
ており、しかも可使寿命が１０倍以上となる。またポリ
エステルフィルム、ポリイミドフィルム等のプラスチッ
クフィルムとポリエステル不織布、アラミッド不織布等
の合成繊維からなる不織布とを貼り合わせて構成したテ
ープにより、含浸樹脂の硬化時の揮発分をおさえると共
にコロナ防止テープとの接着性が良くなる。従ってこれ
らの特性を有する含浸樹脂やテープを用いて回転電機巻
線の絶縁構造を構成することにより、Δｔａｎδ特性や
課電寿命特性等の絶縁特性に優れ、しかもコスト的に大
幅に有利になる。
に関し、特に高電圧回転電機の固定子巻線を絶縁する場
合に適用して有用なものである。 【０００２】 【従来の技術】回転電機巻線の絶縁部を含浸樹脂により
全含浸して構成する所謂全含浸絶縁システムは、信頼性
が高くコストパフォーマンスが良いことから近年大形の
回転電機への適用拡大が進んでいる。全含浸絶縁システ
ムを構成する大きな要素は、含浸樹脂とマイカ絶縁テー
プを主体とした絶縁構成にある。この場合の含浸樹脂と
しては、電気的、機械的及び熱的な特性に優れ、他の絶
縁材料との相容性が良いエポキシ樹脂が一般的に使用さ
れている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら含浸樹脂
としてエポキシ樹脂を用いる場合、一般的に次のような
欠点がある。 【０００４】（１） 樹脂の増粘が早く、含浸可能な限
界の粘度に達する時間（可使寿命）が短い。 （２） 可使寿命を引き延ばすために、冷蔵貯蔵や水分
からの遮断等を行わなければならず、そのための設備費
がかかる。 （３） ゲル時間が遅く硬化時の樹脂の流出が多くなる
ため、ワークを回転させながら硬化させる等の樹脂流出
防止処置が必要になる。 【０００５】しかもこれらの欠点は大型の回転電機にな
る程より大量の含浸樹脂を要するため、より大きな問題
となる。 【０００６】従って本発明は上記従来技術に鑑み、エポ
キシ樹脂と同等の電気的、機械的及び熱的な特性を有し
且つ上記の欠点を改善することができる含浸樹脂と、こ
の含浸樹脂に合ったテープとを用いた回転電機巻線の絶
縁構造とを提供すること目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】従来のエポキシ樹脂に替
わる含浸樹脂として、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂
及びポリイミド樹脂の３種類の樹脂を有してなる樹脂組
成物を開発した。この樹脂は、従来のエポキシ樹脂と同
等の樹脂硬化物における電気的、機械的及び熱的特性を
有し、しかも可使寿命がエポキシ樹脂の１０倍以上であ
ることが確認された。しかしこの樹脂を従来と同じ絶縁
構成のコイルに含浸し硬化させて絶縁特性を試験したと
ころ、部分放電が多発し、Δｔａｎδ特性及び課電寿命
特性が悪化した。これは含浸樹脂中の揮発分が多く、硬
化時に絶縁層から揮発した後に多くのボイド（気泡）が
形成されることから、絶縁層中のボイドの含有率が高く
なったためであることが判明した。そこで前記揮発分を
おさえるためにコイル表面にポリエステルフィルム層を
設けたところ、課電寿命特性は改善されたものの、Δｔ
ａｎδ特性は依然として良くならなかった。この原因は
ポリエステルフィルム層と、最外層に設けているコロナ
防止テープとの間の接着性が悪いことにあると判明し
た。このため前記揮発分をおさえ且つコロナ防止テープ
との接着性の良い材料（テープ）が必要となった。 【０００８】 【０００９】 【００１０】上記目的を達成する本発明の回転電機巻線
の絶縁構造はかかる開発経緯のもとになされたものであ
り、コイルに絶縁テープを巻回して形成した絶縁層の上
にポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム等のプラ
スチックフィルムとポリエステル不織布、アラミッド不
織布等の合成繊維からなる不織布とを貼り合わせて構成
したテープを前記不織布面が外側となるよう巻回し更に
このテープの上にコロナ防止テープを巻回すると共に、
ポリエステル樹脂２０〜５０％、エポキシ樹脂１〜２５
％及びポリイミド樹脂１〜１５％の３種類の樹脂を有し
て構成した樹脂組成物である含浸樹脂を含浸して構成し
たことを特徴とする。 【００１１】 【作用】上記構成の含浸樹脂では、従来の含浸樹脂であ
るエポキシ樹脂と比較すると、樹脂硬化物の電気的、機
械的及び熱的特性が同等であって、しかも可使寿命が１
０倍以上となる。 【００１２】また上記構成のテープでは、上記構成の回
転電機巻線の絶縁構造において、プラスチックフィルム
面により含浸樹脂中の揮発分をおさえ、しかも不織布面
がコロナ防止テープとの接着性を良くしている。 【００１３】従って上記構成の回転電機巻線の絶縁構造
では、含浸樹脂が従来のエポキシ樹脂と同等の電気的特
性等を有すると共にテープが含浸樹脂中の揮発分がおさ
えてボイドの発生をおさえ且つコロナ防止テープとの接
着性を良くしているためにΔｔａｎδ特性及び課電寿命
特性が良く、しかも含浸樹脂の可使寿命がエポキシ寿命
の１０倍以上であることから従来の絶縁構造に比べてコ
スト的に大幅に有利である。 【００１４】 【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。 【００１５】〈実施例−Ｉ〉図１は本実施例−Ｉに係る
回転電機巻線の絶縁構造を示す要部断面図である。同図
に示すように本実施例−Ｉに係る回転電機巻線の絶縁構
造は、サイズ４．０×２．０ｍｍの平角銅線を２並びで
１０回巻いて直線部長５００ｍｍの亀甲形に成形したコ
イル２の上に、集成マイカ絶縁テープ３をハーフラップ
で４回巻回して絶縁層を形成し、この絶縁層の上にポリ
エステルフィルム（０．０２５ｔ）とアラミッド不織布
（０．０５ｔ）を接着剤で貼り合わせて構成したテープ
４をアラミッド不織布面４ａを外側としポリエステルフ
ィルム面４ｂを内側としてハーフラップで１回巻回し、
更にこのテープ４の鉄心１への挿入部分の上にコロナ防
止テープ５を巻回すると共に、ポリエステル樹脂２０〜
５０％、エポキシ樹脂１〜２５％及びポリイミド樹脂１
〜１５％の３種類の樹脂より構成した樹脂組成物（エポ
キシ変成ポリエステルイミド樹脂）である含浸樹脂を真
空加圧含浸処理して構成している。 【００１６】〈実施例−II〉本実施例−IIに係る回転電
機巻線の絶縁構造は、図示は省略するが、上記実施例−
Ｉにおいて、ポリエステルフィルムとアラミド不織布と
を貼り合わせて構成したテープ４の代わりにポリイミド
フィルムとアラミッド不織布とを接着剤で貼り合わせて
構成したテープを用いて構成したものである。 【００１７】〈特性試験結果〉次に上記実施例−Ｉ及び
IIの絶縁構造と、比較例−Ｉ、II及びIII の絶縁構造と
を特性試験して比較した結果について説明する。 【００１８】ここで比較例−Ｉの絶縁構造は、上記実施
例−Ｉの絶縁構造において、ポリエステルフィルムとア
ラミド不織布とを貼り合わせて構成したテープ４の代わ
りにポリエステルフィルムテープを用いたものである。 【００１９】比較例−IIの絶縁構造は、上記実施例−Ｉ
の絶縁構造において、テープ４の代わりにガラス繊維織
布テープを用いたものである。 【００２０】比較例−III の絶縁構造は、上記実施例−
Ｉの絶縁構造において、エポキシ変成ポリエステルイミ
ド樹脂の代わりにエポキシ樹脂を用いたものである。 【００２１】なお試験はアルミ製の模擬鉄心を装着して
行った。 【００２２】表１に特性試験結果、即ち６ｋＶにおける
Δｔａｎδ値、１８ｋＶ課電時の課電寿命及び含浸樹脂
を２５℃で貯蔵した場合の可使寿命（相対値）の測定結
果を示す。 【００２３】 【表１】 【００２４】表１から次の（１）〜（４）のことがいえ
る。 【００２５】（１） 実施例−Ｉ,II の場合、比較例
Ｉ，IIに比べてΔｔａｎδ値が小さく、絶縁層中のボイ
ドが少い。 （２） 課電寿命が、実施例−Ｉ，II＞比較例−Ｉ＞比
較例−IIの順になっており、この結果からテープ４等の
効果、即ちポリエステルフィルム面４ｂ又はポリイミド
フィルム面にて含浸樹脂（エポキシ変成ポリエステルイ
ミド樹脂）中の揮発分をおさえると共にアラミド不織物
面にてコロナ防止テープ５との接着性が改善された効果
が表われている。 （３） 実施例−Ｉ，IIと比較例−III とを比較する
と、Δｔａｎδ値及び課電寿命においては同等である
が、含浸樹脂の可使寿命において約１０倍の開きがあ
り、実施例−Ｉ，IIの方がコスト的に大幅に有利であ
る。 （４） また実施例−Ｉ，IIによれば、このように含浸
樹脂の可使寿命が長くなる分、再使用回数が増やせるた
め廃棄樹脂が少なくなり省資源及び地球環境保護の促進
につながる。 【００２６】なお上記実施例−Ｉではポリエステルフィ
ルムとアラミッド不織布とを貼り合わせて構成したテー
プ４を用い、上記実施例−IIではポリイミドフィルムと
アラミッド不織布とを貼り合わせて構成したテープを用
いたが、これに限定するものではなく、ポリエステルフ
ィルムやポリイミドフィルムに代えて他のプラスチック
フィルムを用いてもよく、またアラミッド不織布に代え
て他の合成繊維からなる不織布（例えばポリエステル不
織布）を用いてもよい。 【００２７】 【発明の効果】以上実施例と共に具体的に説明したよう
に本発明によれば、ポリエステル樹脂２０〜５０％、エ
ポキシ樹脂１〜２５％及びポリイミド樹脂１〜１５％の
３種類の樹脂を有して構成した樹脂組成物を含浸樹脂と
することにより、従来の含浸樹脂であるエポキシ樹脂と
比較すると、電気的、機械的及び熱的特性が同等に優れ
ており、しかも可使寿命が１０倍以上となる。またポリ
エステルフィルム、ポリイミドフィルム等のプラスチッ
クフィルムとポリエステル不織布、アラミッド不織布等
の合成繊維からなる不織布とを貼り合わせて構成したテ
ープにより、含浸樹脂の硬化時の揮発分をおさえると共
にコロナ防止テープとの接着性が良くなる。従ってこれ
らの特性を有する含浸樹脂やテープを用いて回転電機巻
線の絶縁構造を構成することにより、Δｔａｎδ特性や
課電寿命特性等の絶縁特性に優れ、しかもコスト的に大
幅に有利になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例−Ｉに係る回転電機巻線の絶縁
構造を示す要部断面図である。 【符号の説明】 １ 鉄心 ２ コイル ３ 集成マイカ絶縁テープ ４ テープ ５ コロナ防止テープ
構造を示す要部断面図である。 【符号の説明】 １ 鉄心 ２ コイル ３ 集成マイカ絶縁テープ ４ テープ ５ コロナ防止テープ
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フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−237559（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−252415（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−7602（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−23651（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−131960（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−67618（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−136046（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−196052（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−15095（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02K 3/32
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 コイルに絶縁テープを巻回して形成した
絶縁層の上にポリエステルフィルム、ポリイミドフィル
ム等のプラスチックフィルムとポリエステル不織布、ア
ラミッド不織布等の合成繊維からなる不織布とを貼り合
わせて構成したテープを前記不織布面が外側となるよう
巻回し更にこのテープの上にコロナ防止テープを巻回す
ると共に、ポリエステル樹脂２０〜５０％、エポキシ樹
脂１〜２５％及びポリイミド樹脂１〜１５％の３種類の
樹脂を有して構成した樹脂組成物である含浸樹脂を含浸
して構成したことを特徴とする回転電機巻線の絶縁構
造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21970394A JP3396967B2 (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 回転電機巻線の絶縁構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21970394A JP3396967B2 (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 回転電機巻線の絶縁構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0888948A JPH0888948A (ja) | 1996-04-02 |
| JP3396967B2 true JP3396967B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=16739650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21970394A Expired - Lifetime JP3396967B2 (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 回転電機巻線の絶縁構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3396967B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2892753T3 (es) * | 2017-07-21 | 2022-02-04 | Siemens Mobility GmbH | Bobina con banda de recubrimiento fabricada de un material de alto rendimiento |
-
1994
- 1994-09-14 JP JP21970394A patent/JP3396967B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0888948A (ja) | 1996-04-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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