JPH01176875A - Control valve - Google Patents
Control valveInfo
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- JPH01176875A JPH01176875A JP33317187A JP33317187A JPH01176875A JP H01176875 A JPH01176875 A JP H01176875A JP 33317187 A JP33317187 A JP 33317187A JP 33317187 A JP33317187 A JP 33317187A JP H01176875 A JPH01176875 A JP H01176875A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(イ)産業上の利用分野
本発明は、弁軸を基準停止位置に高精度で停止可能な制
御弁に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (A) Field of Industrial Application The present invention relates to a control valve that can be stopped with high accuracy with a valve stem at a reference stop position.
(ロ)従来の技術とその問題点
従来、例えば湯水混合栓のような制御弁における基準位
置停止IIJtM手段として、上水位置等の基準停止位
置に相当する個所に、接触型位置検出スイッチや非接触
型位置検出センサ等を取付け、同センサによる検出出力
に基づき、制御器に回動モータ等を駆動させ、弁軸を基
準位置に停止させる方法が知られている。(B) Conventional technology and its problems Conventionally, for example, as a reference position stop IIJtM means for a control valve such as a hot water mixer faucet, a contact type position detection switch or a non-contact position detection switch or a A method is known in which a contact type position detection sensor or the like is installed, and based on the detection output from the sensor, the controller drives a rotation motor or the like to stop the valve shaft at a reference position.
そして、非接触型位置検出センサは、接触型位置検出セ
ンサと異なり、ギヤやカム等の機械的機構部を介してO
N・OFFするものではないため、同機構部におけるギ
ア間の遊びやギア、カムの摩損、或いは回動トルク等に
起因する位置検出誤差をなくすことができ、接触型位置
検出センサより位置検出精度を高めることができる。Unlike contact-type position detection sensors, non-contact position detection sensors use mechanical mechanisms such as gears and cams to
Since it does not turn on or off, it can eliminate position detection errors caused by play between gears in the same mechanism, wear on gears and cams, or rotational torque, resulting in higher position detection accuracy than contact type position detection sensors. can be increased.
(ハ)発明が解決しようとする問題点
しかし、かかる非接触型位置検出センサにおいても、単
に出力電圧のステップ変化特性を利用して検出出力を出
すものであるため、より高精度の位置制御を必要とする
制御弁等には十分に対応することができなかった。(c) Problems to be Solved by the Invention However, even in such a non-contact position detection sensor, since the detection output is output simply by utilizing the step change characteristics of the output voltage, it is necessary to control the position with higher precision. It was not possible to adequately accommodate the necessary control valves, etc.
本発明は、非接触型位置検出センサの出力電圧のステッ
プ変化部分におけるヒステリシスを積極的に利用するこ
とによって上記問題点を解決することができる制御弁を
提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide a control valve that can solve the above problems by actively utilizing hysteresis in the step change portion of the output voltage of a non-contact position detection sensor.
(ニ)問題点を解決するための手段
本発明は、非接触型位置検出手段の検出出力のヒステリ
シスの立ち上がり部又は立ち下がり部を用いて、弁軸を
基準停止位置で停止可能に制御することを特徴とする制
御弁に係るものである。(d) Means for solving the problem The present invention uses the rising or falling portion of the hysteresis of the detection output of the non-contact position detection means to control the valve stem so that it can be stopped at a reference stop position. The present invention relates to a control valve characterized by:
(ホ)作用及び効果 上記した構成により、本発明は、以下の効果を奏する。(e) Action and effect With the above configuration, the present invention has the following effects.
即ち、本発明では、非接触型位置検出手段の検出出力の
ヒステリシスの立ち上がり部又は立ち下がり部を利用し
て基準停止位置で弁軸を停止可能としたので、基準停止
位置の幅を狭くしても同停止位置内に確実に停止するこ
とができ、基準位置停止精度を著しく高めることができ
る。That is, in the present invention, the valve shaft can be stopped at the standard stop position by using the rising or falling part of the hysteresis of the detection output of the non-contact position detection means, so the width of the standard stop position is narrowed. can be reliably stopped within the same stopping position, and the accuracy of stopping at the reference position can be significantly improved.
(へ)実施例
以下、添付図に示す実施例に基づいて、本発明を具体的
に説明する。(f) Examples The present invention will be specifically described below based on examples shown in the attached drawings.
第1図に、本発明に係る弁開度位置検出手段を具備する
湯水混合装置Aの概念的全体構成を示しており、図中、
10.11は給湯管と給水管であり、両管10.11に
は、それぞれ給湯バルブ12と給水バルブ13とが設け
られている。FIG. 1 shows the conceptual overall configuration of a hot water mixing device A equipped with a valve opening position detection means according to the present invention.
10.11 is a hot water supply pipe and a water supply pipe, and both pipes 10.11 are provided with a hot water supply valve 12 and a water supply valve 13, respectively.
そして、両管10.11間には、バルブ駆動装置である
ステッピングモータ14が介設されており、同ステンピ
ングモータ14によって給湯バルブ12ト給水バルブ1
3を駆動・開閉して、下流側に位置する混合湯水流路1
5に混合湯水を流すことができるとともに、バルブ開閉
度を変えることによって湯と水の混合比を変え、温度調
節を行うことができる。A stepping motor 14, which is a valve driving device, is interposed between the two pipes 10 and 11, and the stepping motor 14 drives the hot water supply valve 12 and the water supply valve 1.
Mixed hot water flow path 1 located on the downstream side by driving and opening/closing 3.
Not only can mixed hot water and cold water flow through the valve, but also the temperature can be adjusted by changing the mixing ratio of hot water and water by changing the degree of opening and closing of the valve.
なお、上記構成において、給湯パルプ12と給水バルブ
13及びステッピングモータ14とによって、湯水混合
バルブBが形成されることになる。In the above configuration, the hot water mixing valve B is formed by the hot water supply pulp 12, the water supply valve 13, and the stepping motor 14.
また、混合湯水流路15の下流側は、第1図に示すよう
に、それぞれ吐出金具流路16とシャワー流路17とに
分岐しており、分岐部には、切換バルブ兼用の流量調整
バルブ18.19が設けられており、両流量調整パルプ
18.19は、バルブ駆動装置を形成する回動モータ2
0によって駆動され、混合湯水のシャワーもしくは吐出
金具への選択・流量調整・止水を行うことができる。Further, the downstream side of the mixed hot water flow path 15 is branched into a discharge fitting flow path 16 and a shower flow path 17, respectively, as shown in FIG. 18.19 are provided, both flow regulating pulps 18.19 are connected to a rotary motor 2 forming a valve drive.
0, it is possible to select the shower of mixed hot water or the discharge metal, adjust the flow rate, and shut off the water.
即ち、流量関節バルブ18.19及び回動モータ20に
よって、流量調整・止水・切換バルブCが形成されるこ
とになる。That is, the flow rate joint valves 18 and 19 and the rotary motor 20 form a flow rate adjustment/water stop/switching valve C.
さらに、第1図において、21は混合湯水流路15に設
けたサーミスタ等の温度センサであり、同温度センサ2
1は、混合湯水流路15内を流れる混合湯水の温度Tm
を測定し、その出湯温度Tmと設定温度Tsとの温度偏
差Δtに基づいて、制御器23にPID制御等を行わせ
、湯水混合バルブBのステッピングモータ14を駆動し
、同駆動によって給湯パルプ12と給水バルブ13の開
閉度を調節して、混合湯水の温度調節を図ることができ
る。Furthermore, in FIG. 1, 21 is a temperature sensor such as a thermistor provided in the mixed hot water flow path 15;
1 is the temperature Tm of the mixed hot water flowing in the mixed hot water flow path 15
is measured, and based on the temperature deviation Δt between the hot water outlet temperature Tm and the set temperature Ts, the controller 23 performs PID control, etc., drives the stepping motor 14 of the hot water mixing valve B, and by this driving, the hot water supply pulp 12 By adjusting the degree of opening and closing of the water supply valve 13, the temperature of the mixed hot water can be adjusted.
また、制御器23は、第2図に示すように、マイクロプ
ロセッサ24、メモリ25及び入出力インターフェース
26.27から構成されている。Further, the controller 23 is composed of a microprocessor 24, a memory 25, and input/output interfaces 26 and 27, as shown in FIG.
そして、マイクロプロセッサ24の内部に、湯水混合バ
ルブ開閉速度制御回路と、流量調整・止水・切換バルブ
開閉速度制御回路と、再制御回路からの制御信号によっ
て、駆動手段である湯水混合バルブ2のステッピングモ
ータ14及び流量調整・止水・切換バルブCの回動モー
タ20とを駆動するための駆動回路とを設けている。Inside the microprocessor 24, a hot water mixing valve opening/closing speed control circuit, a flow rate adjustment/stopping/switching valve opening/closing speed control circuit, and a control signal from a recontrol circuit operate the hot water mixing valve 2, which is a driving means. A drive circuit for driving the stepping motor 14 and the rotating motor 20 of the flow rate adjustment/water stop/switching valve C is provided.
また、第1図及び第2図において、30は制御器23に
接続した操作盤であり、同操作盤30上には、開始・停
止ボタンa、温度設定ボタンb、切換ボタンC等が設け
られており、これらを操作することによって、制御器2
3を介してや湯水混合バルブB等を駆動可能とするとと
もに、流量・止水・切換バルブCを駆動して、シャワー
流路17と吐出口金具16ρ流路選択及び流量調節を行
うことができる。Further, in FIGS. 1 and 2, 30 is an operation panel connected to the controller 23, and on the operation panel 30, a start/stop button a, a temperature setting button B, a switching button C, etc. are provided. By operating these, the controller 2
3, the hot water mixing valve B, etc. can be driven, and the flow rate/water stop/switching valve C can be driven to select the shower flow path 17 and the outlet fitting 16ρ flow path and adjust the flow rate. .
また、第3図に、流量調整・止水・切換バルブCの具体
的構成が示されており、図示するように、同パルプCは
、筒状ケーシングa内に、内部に混合室すを形成した弁
軸り付の回転筒体Cを配設し、同回転筒体Cの上下であ
ってかつ約180°円周方向に対向した位置に上下開口
d、eを設け、同上下関口d、eを、回転筒体Cの回動
に連動して給湯管11.給水管10と連通可能とし、さ
らに、回転筒体Cの上端を回動モータ20の出力軸fに
固着することによって構成している。Further, FIG. 3 shows the specific configuration of the flow rate adjustment/water stop/switching valve C, and as shown in the figure, the pulp C has a mixing chamber formed inside the cylindrical casing a. A rotating cylindrical body C with a valve stem is provided, and upper and lower openings d and e are provided at positions above and below the rotary cylindrical body C and facing each other in the circumferential direction at approximately 180°, and upper and lower openings d, e is connected to the hot water supply pipe 11.e in conjunction with the rotation of the rotating cylindrical body C. It is configured to be able to communicate with the water supply pipe 10, and further, the upper end of the rotary cylinder C is fixed to the output shaft f of the rotary motor 20.
そして、回動モータ20を駆動して、第3図のグラフに
示すように止水位置X(基準停止位置)からの左右両側
に弁軸りを回転してシャワーもしくは吐出金具へ混合湯
水を流出することができる。Then, the rotary motor 20 is driven to rotate the valve shaft on both sides from the water stop position can do.
なお、図中、θ及び−θは、止水位置Xからの弁軸りの
回転角度であり、Qは混合湯水の吐出流量である。In addition, in the figure, θ and -θ are rotation angles about the valve axis from the water stop position X, and Q is the discharge flow rate of mixed hot water.
さらに、第3図において、Fは、弁軸りの停止位置を検
出するための非接触型位置検出手段であり、例えば、I
C化ホール素子やフォトセンサ等を用いることができる
。Furthermore, in FIG. 3, F is a non-contact position detection means for detecting the stop position of the valve stem, for example, I
A C Hall element, a photosensor, etc. can be used.
なお、本実施例では、第3図に示すように、非接触型位
置検出手段Fは、回動モータ20の出力軸fに取付けた
円板状磁石gと、同円板状磁石gの近接位置に配置した
IC化ホール素子からなるパルプ位置検出センサ22か
ら形成している。In this embodiment, as shown in FIG. It is formed from a pulp position detection sensor 22 consisting of an IC Hall element placed at a certain position.
以上述べてきた構成において、本実施例は、非接触型位
置検出手段FのヒステリシスHにおける立上がり部Hu
又は立ち下がり部Hdを利用して、流量調整・止水・切
換パルプCの停止位置制御に適用したことに特徴を有す
るものである。In the configuration described above, in this embodiment, the rising portion Hu in the hysteresis H of the non-contact position detection means F is
Another feature is that the falling portion Hd is used to adjust the flow rate, stop water, and control the stop position of the switching pulp C.
即ち、非接触型位置検出手段Fは、第5図に示すように
、磁界の変化により出力電圧Vがステップ変化するもの
であるが、ステップ変化部においてヒステリシスHを生
じる。That is, as shown in FIG. 5, in the non-contact type position detection means F, the output voltage V changes in steps due to changes in the magnetic field, and hysteresis H occurs in the step change portion.
即ち、第5図において、低電圧EL側(吐出口金具側)
から高電圧BH側(シャワー側)へのステップ変化は立
上がり部nuを経由して行われ、高電圧IEH側(シャ
ワー側)からEL低電圧側(吐出口金具側)へのステッ
プ変化は立ち下がり部■dを経由して行われることにな
る。That is, in FIG. 5, the low voltage EL side (discharge port metal side)
A step change from the high voltage BH side (shower side) to the high voltage BH side (shower side) is performed via the rising part nu, and a step change from the high voltage IEH side (shower side) to the EL low voltage side (discharge port metal fitting side) is performed by the falling part. This will be done via section d.
本実施例は、停止位置検出手段Fのかかるヒステリシス
Hにおける立上がり部Hu又は立ち下がり部lidを利
用して、制御弁の停止位置制御を高精度で行うことにあ
る。This embodiment utilizes the rising portion Hu or falling portion lid of the hysteresis H of the stop position detecting means F to control the stop position of the control valve with high precision.
叩ち、上記立上がり部Hu又は立ち下がり部Hdの少な
くとも何れかを、第4図における止水位置X内に位置さ
せることによって精密な弁停止位置制御を行わせること
ができる。By striking and positioning at least either the rising portion Hu or the falling portion Hd within the water stop position X in FIG. 4, precise valve stop position control can be performed.
以下、第6図に示すフローチャートを参照して、流量調
整・止水・切換バルブCにおける基準位置停止制御方法
を説明する。Hereinafter, a reference position stop control method for the flow rate adjustment/water stop/switch valve C will be explained with reference to the flowchart shown in FIG.
なお、このフローチャートは、止水動作におけるもので
ある。Note that this flowchart is for the water cutoff operation.
まず、操作盤30上の開始・停止ボタンaを押して、止
水動作信号を制御器23に出力する(100)。First, the start/stop button a on the operation panel 30 is pressed to output a water stop operation signal to the controller 23 (100).
この止水信号に基づき、IC化ホール素子からなる非接
触型位置検出手段Fによる検出出力値が第5図に示す高
電圧側EH(シャワー側)又は低電圧側11iL(シャ
ワー側)のいずれにあるか制御器23で判断する(10
1)。Based on this water stop signal, the detection output value by the non-contact position detection means F consisting of an IC Hall element is determined to be either the high voltage side EH (shower side) or the low voltage side 11iL (shower side) shown in Fig. 5. The controller 23 determines whether there is one (10
1).
そして、第5図に示すように、検出出力値が低電圧EL
側にある場合は(IOIN)、制御器23から駆動信号
をパルプ駆動装置20に送って弁軸りを高電圧EH側に
向けて回転する(102) 、即ち、第3図において、
検出出力値は−aに沿って移動する。As shown in FIG. 5, the detected output value is low voltage EL.
If it is on the high voltage EH side (IOIN), the controller 23 sends a drive signal to the pulp drive device 20 to rotate the valve stem toward the high voltage EH side (102), that is, in FIG.
The detected output value moves along -a.
この時、シャワー吐出量Qは、第4図に示すように止水
位置Xに向けて漸減する。At this time, the shower discharge amount Q gradually decreases toward the water stop position X, as shown in FIG.
その後、検出出力値が、第4図及び第5図に示すように
、止水位置真の幅内に位置するヒステリシスHにおける
立ち上がり部)1uまで到達した場合は(103Y)、
検出出力の変化を検出して制御器23に回動モータ20
の駆動を停止させる(104)。After that, as shown in FIGS. 4 and 5, when the detected output value reaches the rising part (1u) at the hysteresis H located within the width of the water stop position (103Y),
The rotation motor 20 is detected by the controller 23 by detecting a change in the detection output.
(104).
これによって、止水位置Xで回動モータ20は正確に停
止し、完全止水が行われる。As a result, the rotary motor 20 is accurately stopped at the water stop position X, and water is completely stopped.
また、検出出力値がヒステリシスHにおける立ち上がり
部Huまで到達しない場合は(103N)、到達するま
で、上記ステップを繰り返す。Furthermore, if the detected output value does not reach the rising edge Hu in hysteresis H (103N), the above steps are repeated until it reaches it.
一方、上記止水信号に基゛づき(101) 、非接触型
位置検出手段Fによる検出出力値が第5図に示す高電圧
l1iH側(吐出口金具側)にある場合は(IOIY)
、制御部23から駆動信号を回動モータ20に送って弁
軸りを低電圧EL側に向けて回転する(105)。即ち
、第5図において、検出出力値は→bに沿って移動する
。On the other hand, based on the water stop signal (101), if the detected output value by the non-contact position detection means F is on the high voltage l1iH side (discharge port metal fitting side) shown in FIG. 5, (IOIY)
, a drive signal is sent from the control unit 23 to the rotation motor 20 to rotate the valve stem toward the low voltage EL side (105). That is, in FIG. 5, the detected output value moves along →b.
そして、上記ステップを繰り返し、高電圧側Elが第5
図に示すヒステリシスHの立ち下がり部Hdの下端にき
た時は、今度は、上記した検出出力値が低電圧EL側に
ある場合(IOIN)のステップ、即ち、ステップ(L
OIN)−(102)→(103)→(104)を通し
て止水を行うことができる。即ち、ヒステリシスHにお
ける立ち上がり部noを同様に利用して、その検出出力
の変化を検出して制御器23に回動モータ20の駆動を
、低電圧EL側から高電圧EH側に移行する場合と同一
の止水位置で停止させることができる(104)。Then, repeat the above steps and set the high voltage side El to the fifth
When the falling part Hd of the hysteresis H shown in the figure reaches the lower end, the step when the above-mentioned detection output value is on the low voltage EL side (IOIN), that is, the step (L
Water can be stopped through OIN)-(102)→(103)→(104). That is, when the rising part no in hysteresis H is similarly used to detect a change in the detection output and cause the controller 23 to shift the drive of the rotary motor 20 from the low voltage EL side to the high voltage EH side. It can be stopped at the same water stop position (104).
このように、本実施例において、吐出金具使用中或いは
シャワーのいずれにおいても、所定の止水信号を送るこ
とにより、非接触型位置検出手段FのヒステリシスHの
立ち上がり部Huを用いて、流量調整・止水・切換バル
ブCを停止することができるので、止水位置Xの幅を狭
(しても正確に同止水位置Xで弁軸りを停止させること
ができ、精度の高い弁軸制御が可能となる。In this way, in this embodiment, the flow rate can be adjusted by sending a predetermined water stop signal and using the rising portion Hu of the hysteresis H of the non-contact position detection means F, whether the discharge fitting is in use or in the shower.・Since the water stop/switching valve C can be stopped, the valve stem can be stopped accurately at the same water stop position X even if the width of the water stop position Control becomes possible.
また、通常回動モータ20と弁軸りとの間には、多段ギ
アから構成される減速機構が介設される場合が多く、こ
の場合、バックラッシュの集積を考慮する必要がある。Furthermore, a reduction mechanism composed of multi-stage gears is often interposed between the rotary motor 20 and the valve stem, and in this case, it is necessary to take account of the accumulation of backlash.
しかし、かかる場合においても、シャワー側及び吐出口
金具のいずれから止水位置Xに移動する際にも、立上が
り部Huへの最終移動においては同一方向から立上がり
部Huに接近することになるので、上記集積バンクラッ
シュは同一方向に発生するようにすることができ、停止
位置制御の精度をこの面からも向上することができる。However, even in such a case, when moving from either the shower side or the outlet fitting to the water stop position X, the final movement to the rising part Hu will approach the rising part Hu from the same direction. The accumulated bank rash can be made to occur in the same direction, and the accuracy of stop position control can also be improved from this aspect.
以上説明してきたように、本実施例は、以下の効果を奏
する。As explained above, this embodiment has the following effects.
即ち、本実施例では、非接触型位置検出手段Fのヒステ
リシスHの立ち上がり部Hu又は立ち下がり部+1dを
利用して基準停止位置で弁軸りを停止可能としたので、
止水位置等の基準停止位置の幅を可及的に狭くしても同
位置にて正確に弁軸を停止することができ、従って、基
準停止位置における停止精度を著しく高めることができ
る。That is, in this embodiment, the valve stem can be stopped at the reference stop position by using the rising portion Hu or falling portion +1d of the hysteresis H of the non-contact type position detection means F.
Even if the width of the reference stop position such as the water stop position is made as narrow as possible, the valve stem can be accurately stopped at the same position, and therefore the stopping accuracy at the reference stop position can be significantly improved.
なお、かかる基準停止位置は、本実施例では、止水位置
としたが、制御シーケンスを考慮して、制御弁が流量調
整・止水・切換弁Cである場合は、全開位置、全閉位置
あるいは任意の開度位置等とすることができ、また、制
御弁が湯水混合バルブBである場合は、双方閉位置、双
方同開度、片方全開位置等、決定することができる。In this example, the reference stop position is the water stop position, but in consideration of the control sequence, if the control valve is a flow rate adjustment/water stop/switch valve C, it may be the fully open position or the fully closed position. Alternatively, it can be set to an arbitrary opening position, and when the control valve is a hot water mixing valve B, it is possible to determine a position in which both are closed, both at the same opening, one fully open, or the like.
第1図は本発明に係る制御弁を具備する湯水混合装置の
全体構成図、第2図は制御器の構成を示すブロック図、
第3図は非接触型位置検出手段の取付状態説明図、第4
図は弁軸の回転角度と流量との関係を示すグラフ、第5
図は非接触停止位置検出手段の概念的動作説明図、第6
図は止水制御におけるフローチャートである。
図中、
F:非接触型位置検出手段
H:ヒステリシス
Hu:立上がり部
■d:立ち下がり部
h:弁軸FIG. 1 is an overall configuration diagram of a hot water mixing device equipped with a control valve according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a controller.
Figure 3 is an explanatory diagram of the installation state of the non-contact type position detection means;
The figure is a graph showing the relationship between the rotation angle of the valve stem and the flow rate.
The figure is a conceptual explanatory diagram of the non-contact stop position detection means, No. 6.
The figure is a flowchart in water stop control. In the figure, F: Non-contact position detection means H: Hysteresis Hu: Rising part d: Falling part h: Valve stem
Claims (1)
立ち上がり部又は立ち下がり部を用いて、弁軸を基準停
止位置で停止可能に制御するように構成したことを特徴
とする制御弁。1. A control valve characterized in that the valve stem is controlled so as to be able to stop at a reference stop position by using the rising or falling portion of the hysteresis of the detection output of the non-contact position detection means.
Priority Applications (1)
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JP33317187A JP2669466B2 (en) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | Control valve |
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JP33317187A JP2669466B2 (en) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | Control valve |
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JP2669466B2 JP2669466B2 (en) | 1997-10-27 |
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JP33317187A Expired - Lifetime JP2669466B2 (en) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | Control valve |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5522416A (en) * | 1993-10-05 | 1996-06-04 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Defence | Pneumatic pressure regulation system |
-
1987
- 1987-12-29 JP JP33317187A patent/JP2669466B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5522416A (en) * | 1993-10-05 | 1996-06-04 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Defence | Pneumatic pressure regulation system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2669466B2 (en) | 1997-10-27 |
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