JPH029915A - 過給機の圧縮機駆動方法及び過給機 - Google Patents
過給機の圧縮機駆動方法及び過給機Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/04—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
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- F02B37/12—Control of the pumps
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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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】
[産業上の利用分野]
本発明は各種ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンに
組み付けて用いる過給機においてエンジンへの過給圧を
発生させる圧縮機の駆動方法と該駆動方法を実施する過
給機に関するものである。
組み付けて用いる過給機においてエンジンへの過給圧を
発生させる圧縮機の駆動方法と該駆動方法を実施する過
給機に関するものである。
[従来の技術]
エンジンへの過給圧を発生させる過給機における圧縮機
の駆動方法としては、エンジンの出力軸から取り出した
動力により圧縮機を駆動する機械駆動方法と、排気ター
ビンにより圧縮機を駆動する排気タービン駆動方法とが
ある。
の駆動方法としては、エンジンの出力軸から取り出した
動力により圧縮機を駆動する機械駆動方法と、排気ター
ビンにより圧縮機を駆動する排気タービン駆動方法とが
ある。
前者の機械駆動方法は、第4図に示す如く、ケーシング
1内に2本のロータ2と3を並列に配置して各ロータ2
と3の軸両端を軸受4a、4bと5a、 5bにてそれ
ぞれ支持させてなる構成の容積形圧縮機Tの一端側に、
ギヤを内蔵したは械駆動部■を組み合わせ、エンジンの
出力軸から取り出された動力により2本のロータ2と3
を回転させるものであり、上記機械駆動部■は、上記2
本のロータ2と3に回転動力を伝達ざぜるために該ロー
タ2と3の一方の軸端部に取り付けて噛合させたタイミ
ングギヤ6.7と、上記一方のロータ2の軸端部と別の
軸10に取り付けた増速ギヤ8.9とを内蔵し、且つ外
部から回転動力を受ける軸11と上記増速ギヤ9の軸1
0とを連結したり切り離したりするためのクラッチ12
を備えた構成としてあり、図示しないエンジンの出力軸
にかけたベルト13を、上記軸11に取り付けられ且つ
軸10に支持されているプーリ14にかけ、エンジン出
力軸からベルト13、プーリ14を介して取り出される
動力を、クラッチ12、増速ギヤ8,9、タイミングギ
ヤ6.7を経てロータ2.3に伝えて圧縮機■を駆動さ
せるものでおる。
1内に2本のロータ2と3を並列に配置して各ロータ2
と3の軸両端を軸受4a、4bと5a、 5bにてそれ
ぞれ支持させてなる構成の容積形圧縮機Tの一端側に、
ギヤを内蔵したは械駆動部■を組み合わせ、エンジンの
出力軸から取り出された動力により2本のロータ2と3
を回転させるものであり、上記機械駆動部■は、上記2
本のロータ2と3に回転動力を伝達ざぜるために該ロー
タ2と3の一方の軸端部に取り付けて噛合させたタイミ
ングギヤ6.7と、上記一方のロータ2の軸端部と別の
軸10に取り付けた増速ギヤ8.9とを内蔵し、且つ外
部から回転動力を受ける軸11と上記増速ギヤ9の軸1
0とを連結したり切り離したりするためのクラッチ12
を備えた構成としてあり、図示しないエンジンの出力軸
にかけたベルト13を、上記軸11に取り付けられ且つ
軸10に支持されているプーリ14にかけ、エンジン出
力軸からベルト13、プーリ14を介して取り出される
動力を、クラッチ12、増速ギヤ8,9、タイミングギ
ヤ6.7を経てロータ2.3に伝えて圧縮機■を駆動さ
せるものでおる。
又、後者の排気タービン駆動方法は、第5図に示す如く
、遠心式の圧縮機■′ を同じ形式のタービン■で駆動
させるもので、ガス入口16からタービン車室15内に
入ったガスによりタービン翼車17を回転させ、ガスは
ガス出口18から排出させるようにしである排気タービ
ン■を、扇車20の回転により入口21から吸入される
空気を圧縮して周方向より排出できるようにしである遠
心圧縮機■′に、軸受車室22を介して組み合わせ、タ
ービン翼車17と扇車20とをタービン軸19にて結合
し、エンジンからの排気ガスエネルギーを利用してター
ビン翼車17を回転させることにより扇車20を回転さ
せて遠心圧縮II’ を駆動させるものである。
、遠心式の圧縮機■′ を同じ形式のタービン■で駆動
させるもので、ガス入口16からタービン車室15内に
入ったガスによりタービン翼車17を回転させ、ガスは
ガス出口18から排出させるようにしである排気タービ
ン■を、扇車20の回転により入口21から吸入される
空気を圧縮して周方向より排出できるようにしである遠
心圧縮機■′に、軸受車室22を介して組み合わせ、タ
ービン翼車17と扇車20とをタービン軸19にて結合
し、エンジンからの排気ガスエネルギーを利用してター
ビン翼車17を回転させることにより扇車20を回転さ
せて遠心圧縮II’ を駆動させるものである。
[発明が解決しようとする課題]
ところが、上記従来の圧縮機駆動方法のうち、機械駆動
方法は、エンジンの出力軸からの動力により圧縮機を駆
動するものであるため、エンジン低回転数領域でも有効
な過給ができる利点があるが、反面、エンジンの出力軸
より動力を取るためにメカニカルロスを生じ、排気ター
ビン駆動方法に比して効率が劣るという問題がある。
方法は、エンジンの出力軸からの動力により圧縮機を駆
動するものであるため、エンジン低回転数領域でも有効
な過給ができる利点があるが、反面、エンジンの出力軸
より動力を取るためにメカニカルロスを生じ、排気ター
ビン駆動方法に比して効率が劣るという問題がある。
又、排気タービン駆動方法は、大気中に捨てている排気
ガスエネルギーを再利用するものであるため、熱効率が
高いという利点を有するが、反面、エンジンの低回転数
領域では排気ガスエネルギーが少なく、低回転数領域か
ら有効な過給を行うのが困難であること、上記エンジン
低回転数領域で機械駆動方法を併用しようとしても、遠
心圧縮機であるため、非常に大きな増速比を必要とする
こと、等の問題がある。
ガスエネルギーを再利用するものであるため、熱効率が
高いという利点を有するが、反面、エンジンの低回転数
領域では排気ガスエネルギーが少なく、低回転数領域か
ら有効な過給を行うのが困難であること、上記エンジン
低回転数領域で機械駆動方法を併用しようとしても、遠
心圧縮機であるため、非常に大きな増速比を必要とする
こと、等の問題がある。
更に、上記両駆動方法の利点のみ生かし、エンジンの低
回転数領域から高回転数領域まで効率の良い過給ができ
るようにするためには、容積形圧縮機と遠心圧縮機を別
々に備えた2台の過給機が必要となる、という問題かあ
る。
回転数領域から高回転数領域まで効率の良い過給ができ
るようにするためには、容積形圧縮機と遠心圧縮機を別
々に備えた2台の過給機が必要となる、という問題かあ
る。
そこで、本発明は、1台の圧縮機を、エンジンの低回転
数領域から高回転数領域まで効率の良い過給ができるよ
うに駆動させる圧縮機駆動方法及び該駆動方法を実施す
る過給機を提供しようとするものである。
数領域から高回転数領域まで効率の良い過給ができるよ
うに駆動させる圧縮機駆動方法及び該駆動方法を実施す
る過給機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]
本発明は、上記目的を達成するために、過給圧を発生さ
せる1台の容積形圧縮機を、エンジン低回転数領域では
主としてエンジンの出力軸から取り出された動力により
駆動させ、エンジンからの排気ガスエネルギーが大きく
なるエンジン高回転数領域では上記圧縮機を排気タービ
ンにより駆動させる過給機の圧縮機駆動方法と該駆動方
法を実施する過給機とする。
せる1台の容積形圧縮機を、エンジン低回転数領域では
主としてエンジンの出力軸から取り出された動力により
駆動させ、エンジンからの排気ガスエネルギーが大きく
なるエンジン高回転数領域では上記圧縮機を排気タービ
ンにより駆動させる過給機の圧縮機駆動方法と該駆動方
法を実施する過給機とする。
又、容積形圧縮機として、スクリュー形圧縮機を用い、
且つ排気タービンとして、可変容量形排気タービンを用
いる構成とする。
且つ排気タービンとして、可変容量形排気タービンを用
いる構成とする。
[作 用]
エンジンの排気ガスエネルギーの少ないエンジン低回転
数領域からエンジンの排気ガスエネルギーが大きくなる
エンジン高回転数領域まで1台の容積形圧縮機を駆動さ
せることができて、効率の良い過給を行うことができる
。又、圧縮機としてスクリュー形圧縮機を用い、排気タ
ービンとして可変音■形のものを用いることにより、更
に効率のアップが図れる。
数領域からエンジンの排気ガスエネルギーが大きくなる
エンジン高回転数領域まで1台の容積形圧縮機を駆動さ
せることができて、効率の良い過給を行うことができる
。又、圧縮機としてスクリュー形圧縮機を用い、排気タ
ービンとして可変音■形のものを用いることにより、更
に効率のアップが図れる。
[実 施 例]
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の圧縮機駆動方法を実施する過給機の基
本構成を示すもので、1台の容積形圧縮1aIに、エン
ジンの出力軸から取り出される動力を伝達させて駆動さ
せる機械駆動部■と排気タービン■を組み合わせ、容積
形圧縮機■をエンジンの出力軸からの動力と排気ガスエ
ネルギーにて駆動させるようにする。
本構成を示すもので、1台の容積形圧縮1aIに、エン
ジンの出力軸から取り出される動力を伝達させて駆動さ
せる機械駆動部■と排気タービン■を組み合わせ、容積
形圧縮機■をエンジンの出力軸からの動力と排気ガスエ
ネルギーにて駆動させるようにする。
第2図は第1図の基本構成を具体的にした一実施例を示
すもので、2本のロータ2と3を有する容積形圧縮BI
Iの上記ロータ2,3の各llll2aと3aを圧縮
機ケーシング1の軸受4a、4bと5a。
すもので、2本のロータ2と3を有する容積形圧縮BI
Iの上記ロータ2,3の各llll2aと3aを圧縮
機ケーシング1の軸受4a、4bと5a。
5bにそれぞれ支持させ、上記ロータ2と3の軸2aと
38の各一端側には、第3図に示したと同じ構成の機械
駆動部■を第3図と同様に連結し、エンジンの出力軸か
らの動力がベルト13、プーリ14を介して伝達されて
来ると、クラッチ12を入れることによりHio、増速
ギヤ9.8、タイミングギヤ6.7を介してロータ2,
3が回転させられ、圧縮ffl 王が駆動されるように
する。又、上記ロータ2と3の軸2aの他端部にはギヤ
23を取り付け、且つ圧縮機ケーシング1に連結した排
気タービン■の回転動力を上記ギヤ23に伝達させるよ
うにする。すなわち、たとえば、タービン翼車17を内
蔵して、タービン車室15のガス入口16から導入され
た排気ガスによりタービン翼車17を回転させることに
より回転動力を発生させるようにした形式の排気タービ
ン■を、軸受車室22を介して圧縮機ケーシング1に一
体的に取り付け、且つ上記軸受車室22内に回転自在に
支持させたタービン軸19の他端に、上記ロータ2の軸
2aに取り付けたギヤ23と噛合する小径のギヤ24を
取り付け、排気タービン■により生じた駆動力をギヤ2
4.23で減速させてロータ2へ伝えるようにし、ロー
タ2からタイミングギヤ6.7を介してロータ3に伝え
て容積形圧縮機工を駆動させるようにする。
38の各一端側には、第3図に示したと同じ構成の機械
駆動部■を第3図と同様に連結し、エンジンの出力軸か
らの動力がベルト13、プーリ14を介して伝達されて
来ると、クラッチ12を入れることによりHio、増速
ギヤ9.8、タイミングギヤ6.7を介してロータ2,
3が回転させられ、圧縮ffl 王が駆動されるように
する。又、上記ロータ2と3の軸2aの他端部にはギヤ
23を取り付け、且つ圧縮機ケーシング1に連結した排
気タービン■の回転動力を上記ギヤ23に伝達させるよ
うにする。すなわち、たとえば、タービン翼車17を内
蔵して、タービン車室15のガス入口16から導入され
た排気ガスによりタービン翼車17を回転させることに
より回転動力を発生させるようにした形式の排気タービ
ン■を、軸受車室22を介して圧縮機ケーシング1に一
体的に取り付け、且つ上記軸受車室22内に回転自在に
支持させたタービン軸19の他端に、上記ロータ2の軸
2aに取り付けたギヤ23と噛合する小径のギヤ24を
取り付け、排気タービン■により生じた駆動力をギヤ2
4.23で減速させてロータ2へ伝えるようにし、ロー
タ2からタイミングギヤ6.7を介してロータ3に伝え
て容積形圧縮機工を駆動させるようにする。
エンジンの低回転数領域では、エンジンから排出される
排気ガスエネルギーが少ないので、エンジンの出力軸か
らベルト13、プーリ14を介して取り出された動力を
、クラッチ12を入れて増速ギヤ8,9、タイミングギ
ヤ6.7に伝達させるようにし、主として上記エンジン
出力軸からの動力によって容積形圧縮ta Iを駆動さ
せるようにする。容積形圧縮1aIが駆動されると、吸
気が圧縮されてエンジンへの給気が行われる。
排気ガスエネルギーが少ないので、エンジンの出力軸か
らベルト13、プーリ14を介して取り出された動力を
、クラッチ12を入れて増速ギヤ8,9、タイミングギ
ヤ6.7に伝達させるようにし、主として上記エンジン
出力軸からの動力によって容積形圧縮ta Iを駆動さ
せるようにする。容積形圧縮1aIが駆動されると、吸
気が圧縮されてエンジンへの給気が行われる。
排気エネルギーが大きいエンジン高回転数領域になると
、エンジンの排気で駆動される排気タービン■によりロ
ータ2,3を回転させて圧縮機工を駆動できるようにな
る。これにより容積形圧縮機を用いた1台の過給機でエ
ンジン回転数全域にわたり、すなわち、エンジン低速か
らエンジン高速まで効率の良い過給を行わせることがで
きる。
、エンジンの排気で駆動される排気タービン■によりロ
ータ2,3を回転させて圧縮機工を駆動できるようにな
る。これにより容積形圧縮機を用いた1台の過給機でエ
ンジン回転数全域にわたり、すなわち、エンジン低速か
らエンジン高速まで効率の良い過給を行わせることがで
きる。
上記の圧縮機駆動において、クラッチ12は常に入れら
れた状態に必るので、排気タービン■による出力が圧縮
機駆動動力以上となれば、ギヤ、ベルト13等により上
記動力の一部がエンジンに戻されることになり、効率の
向上が図れることになる。因に、エンジン高回転数領域
では、タービン出力の方が圧縮機駆動動力よりも大きい
ので、タービン出力の一部がエンジンに戻される。
れた状態に必るので、排気タービン■による出力が圧縮
機駆動動力以上となれば、ギヤ、ベルト13等により上
記動力の一部がエンジンに戻されることになり、効率の
向上が図れることになる。因に、エンジン高回転数領域
では、タービン出力の方が圧縮機駆動動力よりも大きい
ので、タービン出力の一部がエンジンに戻される。
本発明においては、圧縮機の機械駆動部■を通してエン
ジンと圧縮は1間のエネルギーのやりとりがエンジン回
転数全域において行われるので、低速から高速まで1台
の圧縮機を自動的に且つ有効に駆動させることができる
。
ジンと圧縮は1間のエネルギーのやりとりがエンジン回
転数全域において行われるので、低速から高速まで1台
の圧縮機を自動的に且つ有効に駆動させることができる
。
次に、第3図は本発明の他の実施例を示すもので、第2
図に示したロータ2,3による容積形圧縮IIに代えて
、ねじロータ2’、3’による回転容積形圧縮機(スク
リューコンプレッサ)工″を用い、該回転容積形圧縮機
I ”の一端側には、クラッチ無しの機械駆動部■′を
連結し、又、上記回転容積形圧縮BI I ”の他端側
には、第2図に示した排気タービン■に代えて、ベーン
ドノズル25の傾き調整によりタービン翼車17へ供給
するガスの流速、圧力等が変えられるようにしである可
変容量形排気タービン■′を連結したものである。
図に示したロータ2,3による容積形圧縮IIに代えて
、ねじロータ2’、3’による回転容積形圧縮機(スク
リューコンプレッサ)工″を用い、該回転容積形圧縮機
I ”の一端側には、クラッチ無しの機械駆動部■′を
連結し、又、上記回転容積形圧縮BI I ”の他端側
には、第2図に示した排気タービン■に代えて、ベーン
ドノズル25の傾き調整によりタービン翼車17へ供給
するガスの流速、圧力等が変えられるようにしである可
変容量形排気タービン■′を連結したものである。
かかる実施例を採用した場合には、特に、可変容量形排
気タービン■′を用いることにより、該可変容量形排気
ターヒン■′の作動域が排気タービン■より広いため、
エンジンの排ガスエネルギーを有効に回収でき、エンジ
ン低速から高速まで更に効率の良い過給を行わせること
ができる。
気タービン■′を用いることにより、該可変容量形排気
ターヒン■′の作動域が排気タービン■より広いため、
エンジンの排ガスエネルギーを有効に回収でき、エンジ
ン低速から高速まで更に効率の良い過給を行わせること
ができる。
なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものではな
く、たとえば、排気タービンとしては、図示以外の容積
形あるいは軸流形の如き他の形式のタービンを用いて容
積形圧縮機に組み合わせるようにしてもよく、その他本
発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得るこ
とは勿論である。
く、たとえば、排気タービンとしては、図示以外の容積
形あるいは軸流形の如き他の形式のタービンを用いて容
積形圧縮機に組み合わせるようにしてもよく、その他本
発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得るこ
とは勿論である。
[発明の効果]
以上述べた如く、本発明の過給機の圧縮機駆動方法及び
過給機によれば、1台の容積形圧縮機をエンジン低回転
数領域から高回転数領域まで駆動させるようにしである
ので、次の如き優れた効果を奏し得る。
過給機によれば、1台の容積形圧縮機をエンジン低回転
数領域から高回転数領域まで駆動させるようにしである
ので、次の如き優れた効果を奏し得る。
(1) 従来の圧縮機駆動方法ではいずれもエンジン
回転数全域にわたり有効に過給することが困難であった
が、本発明では、エンジン回転数全域にわたって有効な
過給ができる。
回転数全域にわたり有効に過給することが困難であった
が、本発明では、エンジン回転数全域にわたって有効な
過給ができる。
(11) 従来の圧縮機駆動方法でエンジン回転数全
域にわたり有効な過給を行わせるには、容積形圧縮機を
機械駆動させる過給機と、遠心圧縮機を排気タービンで
駆動させる過給機との2台の過給機が必要となるが、本
発明では1台の過給機でエンジン回転数全域にわたる有
効な過給を行わせることができ、コストダウンが図れる
。
域にわたり有効な過給を行わせるには、容積形圧縮機を
機械駆動させる過給機と、遠心圧縮機を排気タービンで
駆動させる過給機との2台の過給機が必要となるが、本
発明では1台の過給機でエンジン回転数全域にわたる有
効な過給を行わせることができ、コストダウンが図れる
。
(iii) 圧縮機としてスクリュー形のものを用い
、且つ排気タービンとして可変容量形のものを用いるこ
とにより、更に効率の良い過給を行わせることができる
。
、且つ排気タービンとして可変容量形のものを用いるこ
とにより、更に効率の良い過給を行わせることができる
。
第1図は本発明の過給機の基本構成を示す概要図、第2
図は本発明の過給機の一実施例を示す断面図、第3図は
本発明の他の実施例を示す断面図、第4図及び第5図は
いずれも従来の圧縮機駆動方法を実施する過給機の断面
図である。 ■・・・容積形圧縮機、T′・・・遠心圧縮機、I J
L・・・回転容積形圧縮機、m、 m’ ・・・機械駆
動部、■・・・排気タービン、■′・・・可変容量形排
気タービン、2,3・・・ロータ、2’、3’・・・ね
じロータ、12・・・クラッチ、13・・・ベル1〜.
14・・・プーリ、17・・・タービン翼車、19・・
・タービン軸、25・・・ベーンドノズル。 第1図 工 第2囚
図は本発明の過給機の一実施例を示す断面図、第3図は
本発明の他の実施例を示す断面図、第4図及び第5図は
いずれも従来の圧縮機駆動方法を実施する過給機の断面
図である。 ■・・・容積形圧縮機、T′・・・遠心圧縮機、I J
L・・・回転容積形圧縮機、m、 m’ ・・・機械駆
動部、■・・・排気タービン、■′・・・可変容量形排
気タービン、2,3・・・ロータ、2’、3’・・・ね
じロータ、12・・・クラッチ、13・・・ベル1〜.
14・・・プーリ、17・・・タービン翼車、19・・
・タービン軸、25・・・ベーンドノズル。 第1図 工 第2囚
Claims (3)
- (1)過給圧を発生させる1台の容積形圧縮機を、エン
ジン低回転数領域では主としてエンジンの出力軸から取
り出された動力により駆動させ、エンジンからの排気ガ
スエネルギーが大きくなるエンジン高回転数領域では上
記圧縮機を排気タービンにより駆動させることを特徴と
する過給機の圧縮機駆動方法。 - (2)過給圧を発生させる1台の容積形圧縮機の一方の
軸端部を、エンジンの出力軸から取り出された動力を伝
達する機械駆動部に連結すると共に、上記容積形圧縮機
の他方の軸端部を、エンジンからの排気により駆動され
る排気タービンの軸に連結してなることを特徴とする過
給機。 - (3)過給圧を発生させる容積形圧縮機として、スクリ
ュー形圧縮機を用い、且つ排気タービンとして、可変容
量形排気タービンを用いる請求項(2)に記載の過給機
。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63143771A JPH029915A (ja) | 1988-02-29 | 1988-06-13 | 過給機の圧縮機駆動方法及び過給機 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP63-44155 | 1988-02-29 | ||
JP4415588 | 1988-02-29 | ||
JP63143771A JPH029915A (ja) | 1988-02-29 | 1988-06-13 | 過給機の圧縮機駆動方法及び過給機 |
Publications (1)
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JPH029915A true JPH029915A (ja) | 1990-01-12 |
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ID=26384003
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP63143771A Pending JPH029915A (ja) | 1988-02-29 | 1988-06-13 | 過給機の圧縮機駆動方法及び過給機 |
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JP (1) | JPH029915A (ja) |
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1988
- 1988-06-13 JP JP63143771A patent/JPH029915A/ja active Pending
-
1989
- 1989-02-23 EP EP89301797A patent/EP0331355A1/en not_active Withdrawn
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Also Published As
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EP0331355A1 (en) | 1989-09-06 |
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