JPH11182558A - Bearing device - Google Patents
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- JPH11182558A JPH11182558A JP35534397A JP35534397A JPH11182558A JP H11182558 A JPH11182558 A JP H11182558A JP 35534397 A JP35534397 A JP 35534397A JP 35534397 A JP35534397 A JP 35534397A JP H11182558 A JPH11182558 A JP H11182558A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、２個の転がり軸受
をハウジングまたはハブと軸との間に組み込んでなる軸
受装置の改良に関する。特に情報機器、音響・映像機器
用軸受装置、より具体的には磁気ディスク装置のスイン
グアームやスピンドルモータに用いられる軸受装置の改
良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a bearing device in which two rolling bearings are incorporated between a housing or a hub and a shaft. In particular, the present invention relates to an improvement in a bearing device for an information device, an audio / video device, and more specifically, a bearing device used for a swing arm or a spindle motor of a magnetic disk device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、磁気ディスク装置のスイング
アームやスピンドルモータには、その回転部分を支持す
るために軸受装置が使用されている。スイングアーム用
軸受装置は、例えば、図１に示すように、２個の玉軸受
１，１を、中空円筒状のハウジング２と軸３との間に組
み込んで概略構成される。ここで、玉軸受１は、内輪１
１と外輪１２との間に複数の玉１３を保持器１４を介し
て所定間隔で、転動自在に保持するとともに、内輪１
１、外輪１２、玉１３及び保持器１４により形成される
軸受空間にグリースが封入され、シール部材１５で密封
して構成される。また、ハウジング２は、その両端内周
壁に玉軸受１，１の各外輪１２を嵌装する凹状の軸受嵌
合部２１が形成されている。また、軸３の軸線方向の振
れを抑えるために、両玉軸受１，１には所定圧の予圧が
かけられる。2. Description of the Related Art Conventionally, a bearing device has been used in a swing arm or a spindle motor of a magnetic disk device to support a rotating portion thereof. The bearing device for a swing arm, for example, as shown in FIG. 1, is schematically configured by incorporating two ball bearings 1, 1 between a hollow cylindrical housing 2 and a shaft 3. Here, the ball bearing 1 is an inner ring 1
A plurality of balls 13 are rotatably held at predetermined intervals between the inner ring 1 and the outer ring 12 through a retainer 14.
1, grease is sealed in a bearing space formed by the outer ring 12, the ball 13, and the retainer 14, and is sealed by a seal member 15. Further, the housing 2 has concave bearing fitting portions 21 for fitting the respective outer rings 12 of the ball bearings 1 and 1 on inner circumferential walls of both ends thereof. Further, a preload of a predetermined pressure is applied to both ball bearings 1 and 1 in order to suppress the axial runout of the shaft 3.
【０００３】スピンドル用軸受装置は、例えば、図２に
示すように、同様の玉軸受１，１を軸３とハブ４との間
に組み込んで概略構成される。ハブ４には、その内周壁
に間座６を配して玉軸受１，１の各外輪１２が固着さ
れ、またその外周壁に磁気ディスクＤが保持される。ま
た、玉軸受１，１には、同様に予圧がかけられる。As shown in FIG. 2, for example, a spindle bearing device is schematically constructed by incorporating similar ball bearings 1 and 1 between a shaft 3 and a hub 4. The outer ring 12 of the ball bearings 1 and 1 is fixed to the hub 4 with a spacer 6 disposed on the inner peripheral wall thereof, and the magnetic disk D is held on the outer peripheral wall thereof. The ball bearings 1 and 1 are similarly preloaded.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、信
号を記録再生するヘッドを搭載するスイングアームに
は、目標トラックへのアクセスの高速化と位置決め性能
の高精度化が要求されており、スイングアームを支持す
る玉軸受には、制御の高速化と高精度化を満たすため
に、低トルク化とトルクスパイクのようなトルク変動が
ないことが求められている。また、スピンドルモータに
は、トラックに対するヘッドの追従性を確保するため
に、高い回転精度、特に非回転数成分の振れを小さくす
ることが要求されている。In general, a swing arm having a head for recording and reproducing a signal is required to have high speed access to a target track and high precision positioning performance. In order to satisfy the requirement for higher speed control and higher accuracy, it is required that the ball bearings supporting low torque and have no torque fluctuation such as torque spikes. In addition, the spindle motor is required to have high rotational accuracy, particularly to reduce the fluctuation of the non-rotational speed component, in order to ensure that the head follows the track.
【０００５】そこで、従来、スイングアーム用軸受装置
では、耐フレッチング摩耗性を向上させるために玉軸受
１を構成する内輪１１、外輪１２をマルテンサイト系ス
テンレス鋼で作製し、耐食性を高めるために軸２及びハ
ウジング３をオーステナイト系ステンレス鋼で作製する
のが一般的である。しかしながら、玉軸受１の内輪１
１、外輪１２と、それらに接する軸３及びハウジング２
とが異なる材料で作製されているため、軸受装置の温度
が大きく変化すると、それぞれの材料の線膨張係数の違
いにより（マルテンサイト系ステンレス鋼：１０．５×
１０-6／ｄｅｇ〜１１．１×１０-6／ｄｅｇ、オーステ
ナイト系ステンレス鋼：１６．０×１０-6／ｄｅｇ〜１
７．３×１０-6／ｄｅｇ）、大きな熱膨張差が生ずる。
その結果、玉軸受１と、軸２及びハウジング３との間の
すきま変化による予圧の変化、並びに軌道面の形状歪み
によってトルクが変動するという問題があった。また、
従来のスピンドル用軸受装置では、音響性能を高めるた
め、玉軸受１の内輪１１、外輪１２及び玉１３を軸受鋼
で作製し、ハブ４をアルミニウムで、また軸３をマルテ
ンサイト系ステンレス鋼で作製するのが一般的である。
従って、この場合も同様に、軸受装置の温度が大きく変
化すると、線膨張係数の違い（軸受鋼：１２．５×１０
-6／ｄｅｇ、アルミニウム：２３．７×１０-6／ｄｅ
ｇ、マルテンサイト系ステンレス鋼：１０．５×１０-6
／ｄｅｇ〜１１．１×１０-6／ｄｅｇ）による大きな熱
膨張差が生じ、玉軸受１と、軸２及びハブ４との間のす
きま変化による剛性の変化、並びに軌道面の形状歪みに
よって回転精度が劣化するという問題があった。Therefore, conventionally, in a swing arm bearing device, the inner ring 11 and the outer ring 12 constituting the ball bearing 1 are made of martensitic stainless steel in order to improve the fretting resistance, and the shaft is used in order to improve the corrosion resistance. The housing 2 and the housing 3 are generally made of austenitic stainless steel. However, the inner ring 1 of the ball bearing 1
1. Outer ring 12, shaft 3 and housing 2 in contact with them
Are made of materials different from each other, when the temperature of the bearing device changes greatly, the difference in the linear expansion coefficient of each material causes the difference (the martensitic stainless steel: 10.5 ×
10 -6 /deg~11.1×10 -6 / deg, austenitic stainless steel: 16.0 × 10 -6 / deg~1
7.3 × 10 −6 / deg), which causes a large difference in thermal expansion.
As a result, there is a problem that torque changes due to a change in preload due to a change in clearance between the ball bearing 1, the shaft 2 and the housing 3, and a shape distortion of the raceway surface. Also,
In the conventional spindle bearing device, the inner ring 11, the outer ring 12, and the ball 13 of the ball bearing 1 are made of bearing steel, the hub 4 is made of aluminum, and the shaft 3 is made of martensitic stainless steel in order to enhance the acoustic performance. It is common to do.
Accordingly, also in this case, similarly, when the temperature of the bearing device greatly changes, the difference in linear expansion coefficient (bearing steel: 12.5 × 10
-6 / deg, aluminum: 23.7 × 10 -6 / de
g, martensitic stainless steel: 10.5 × 10 -6
/ Deg to 11.1 × 10 −6 / deg), a large difference in thermal expansion occurs, a change in rigidity due to a change in clearance between the ball bearing 1, the shaft 2 and the hub 4, and a rotation due to a shape distortion of the raceway surface. There is a problem that accuracy is deteriorated.
【０００６】最近、磁気ディスク装置はますます高密度
化が要求され、それに伴ってディスクに信号を記録する
トラックの幅はますます狭くなっており、スイングアー
ムやスピンドルモータの上記したような諸問題の解決が
切望されている。本発明は、このような状況に鑑みてな
されたものであり、低トルクで、トルク変動が少なく、
特にスイングアーム用として好適な軸受装置、並びに回
転精度が高く、特にスピンドルモータ用として好適な軸
受装置を提供することを目的とする。[0006] Recently, the magnetic disk drive is required to have higher density, and the width of a track for recording a signal on the disk is becoming narrower and smaller, which causes the above-mentioned problems of the swing arm and the spindle motor. There is a long-awaited solution. The present invention has been made in view of such a situation, and has low torque, little torque fluctuation,
It is an object of the present invention to provide a bearing device particularly suitable for a swing arm and a bearing device having high rotation accuracy and particularly suitable for a spindle motor.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明に
係る、２個の転がり軸受をハウジングまたはハブと軸と
の間に組み込んでなる軸受装置であって、前記転がり軸
受の少なくとも内輪及び外輪がマルテンサイト系ステン
レス鋼または軸受鋼からなり、かつ少なくとも前記ハウ
ジング、ハブ及び軸がフェライト系ステンレス鋼及びマ
ルテンサイト系ステンレス鋼から選択される材料からな
ることを特徴とする軸受装置により達成される。The object of the present invention is to provide a bearing device in which two rolling bearings according to the present invention are incorporated between a housing or a hub and a shaft, wherein at least an inner ring and a rolling bearing of the rolling bearing are provided. This is achieved by a bearing device in which the outer ring is made of martensitic stainless steel or bearing steel, and at least the housing, hub and shaft are made of a material selected from ferritic stainless steel and martensitic stainless steel. .
【０００８】上記の軸受装置は、転がり軸受を構成する
部品、特に内輪及び外輪と、前記内輪、外輪と接する軸
やハウジング、ハブ、間座等の部品とを、線熱膨張係数
の近い材料同士で作製し、適宜組み合わせて構成したた
め、軸受装置の温度変化による構成部品間での熱膨張差
が少なく、トルク変動や回転振れを小さく抑えることが
できる。In the above bearing device, the components constituting the rolling bearing, in particular, the inner ring and the outer ring, and the parts such as the shaft, housing, hub, spacer, and the like which are in contact with the inner ring and the outer ring are made of materials having similar linear thermal expansion coefficients. And a suitable combination, the thermal expansion difference between the components due to the temperature change of the bearing device is small, and the torque fluctuation and the rotational runout can be suppressed to be small.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、本発明の
軸受装置を詳細に説明する。本発明の軸受装置は、図１
に示したような磁気ディスク装置のスイングアーム用軸
受装置、並びに図２に示したようなスピンドル用軸受装
置に好適であり、従ってこれらを例にして説明する。
尚、各軸受装置の構成の詳細は前述した通りであり、こ
こでは本発明に係る要件のみを述べることとする。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a bearing device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The bearing device of the present invention is shown in FIG.
The present invention is suitable for a swing arm bearing device of a magnetic disk drive as shown in FIG. 1 and a spindle bearing device as shown in FIG. 2. Therefore, these will be described as examples.
The details of the configuration of each bearing device are as described above, and here, only the requirements according to the present invention will be described.
【００１０】〔第１実施形態：スイングアーム用軸受装
置〕図１に示したように、本実施形態のスイングアーム
用軸受装置は、２個の玉軸受１，１をハウジング２と軸
３との間に組み込んで概略構成される。内輪１１と軸
３、及び外輪１２とハウジング２との嵌合は、圧入固定
が望ましいが、すきまばめによる接着固定でもよい。こ
こで、玉軸受１を構成する内輪１１、外輪１２及び玉１
３のうち、少なくとも内輪１１及び外輪１２を軸受鋼、
もしくは耐フレッチング性を向上させるためにマルテン
サイト系ステンレス鋼で作製してある。また、玉１３の
材質は不問であるが、内輪１１及び外輪１２と同一の材
質とすることが望ましい。尚、軸受鋼の線膨張係数は１
２．５×１０-6／ｄｅｇ、マルテンサイト系ステンレス
鋼の線膨張係数は１０．５×１０-6／ｄｅｇ〜１１．１
×１０-6／ｄｅｇである。一方、ハウジング２及び軸３
は、フェライト系ステンレス鋼で作製してある。このフ
ェライト系ステンレス鋼は耐食性に優れるので錆を防止
できるとともに、切削性に優れるため加工コストが安い
という効果も有する。尚、フェライト系ステンレス鋼の
線膨張係数は、１０．３×１０-6／ｄｅｇ〜１０．８×
１０-6／ｄｅｇである。従って、互いに接合し合う、玉
軸受１の内輪１１と軸３、並びに外輪１２とハウジング
２とは、それぞれの線膨張係数が近く、軸受装置に大き
な温度変化が生じても、熱膨張差が少なくなり、軸受の
すきま変化による予圧の変化及び軌道面の形状歪みによ
ってトルクが大きく変化することが無い。[First Embodiment: Bearing Device for Swing Arm] As shown in FIG. 1, the bearing device for a swing arm according to the present embodiment includes two ball bearings 1, 1 formed of a housing 2 and a shaft 3. It is schematically configured by incorporating it in between. The fitting between the inner ring 11 and the shaft 3 and the fitting between the outer ring 12 and the housing 2 are preferably press-fitted and fixed, but may be adhesive fixation by clearance fit. Here, the inner ring 11, the outer ring 12, and the ball 1 constituting the ball bearing 1
3, at least the inner ring 11 and the outer ring 12 are made of bearing steel;
Alternatively, it is made of martensitic stainless steel to improve fretting resistance. Although the material of the ball 13 is not specified, it is preferable to use the same material as the inner ring 11 and the outer ring 12. The linear expansion coefficient of the bearing steel is 1
2.5 × 10 -6 / deg, martensitic linear expansion coefficient of stainless steel is 10.5 × 10 -6 /deg~11.1
× 10 −6 / deg. On the other hand, the housing 2 and the shaft 3
Is made of ferritic stainless steel. This ferritic stainless steel is excellent in corrosion resistance and can prevent rust, and has excellent cutting properties and has an effect of low processing cost. The coefficient of linear expansion of ferritic stainless steel is 10.3 × 10 −6 / deg to 10.8 ×
10 −6 / deg. Therefore, the inner ring 11 and the shaft 3 and the outer ring 12 and the housing 2 of the ball bearing 1 that are joined to each other have close coefficients of linear expansion, and the difference in thermal expansion is small even if a large temperature change occurs in the bearing device. That is, the torque does not greatly change due to a change in preload due to a change in bearing clearance and a shape distortion of the raceway surface.
【００１１】また、玉軸受１をそのままとし、軸３をマ
ルテンサイト系ステンレス鋼製、ハウジング２をフェラ
イト系ステンレス鋼製としても、部品間における線膨張
係数の差が少なく、上記と同様の効果が得られる。ある
いは、逆に軸３をフェライト系ステンレス鋼製とし、ハ
ウジング２をマルテンサイト系ステンレス鋼製としても
よい。尚、軸３をマルテンサイト系ステンレス鋼製とす
る方が熱処理による硬さを増すことができるので、取り
扱いが容易となる利点がある。Further, even if the ball bearing 1 is left as it is, the shaft 3 is made of martensitic stainless steel, and the housing 2 is made of ferritic stainless steel, the difference in linear expansion coefficient between the components is small, and the same effect as described above is obtained. can get. Alternatively, the shaft 3 may be made of ferritic stainless steel, and the housing 2 may be made of martensitic stainless steel. In addition, when the shaft 3 is made of martensitic stainless steel, the hardness by the heat treatment can be increased, so that there is an advantage that the handling becomes easy.
【００１２】〔第２実施形態：スピンドル用軸受装置〕
図２に示したように、本実施形態のスピンドル用軸受装
置は、２個の玉軸受１，１を軸３とハブ４との間に組み
込んで概略構成される。また、両玉軸受１，１間には間
座６が配されており、各部品の嵌合は第１実施形態と同
様、圧入固定が望ましいが、すきまばめによる接着固定
でもよい。ここで、玉軸受１，１の内輪１１及び外輪１
２が軸受鋼製であり、軸３及びハブ４がフェライト系ス
テンレス鋼製である。また、間座６もフェライト系ステ
ンレス鋼製であるが、部品点数を減らすために、ハブ４
を内径段突き形状に加工して間座６を省略することが望
ましい。尚、軸受鋼及びフェライト系ステンレス鋼の線
膨張係数は上記した通りである。[Second embodiment: bearing device for spindle]
As shown in FIG. 2, the spindle bearing device of the present embodiment is schematically configured by incorporating two ball bearings 1, 1 between a shaft 3 and a hub 4. A spacer 6 is arranged between the two ball bearings 1 and 1. The fitting of the components is preferably press-fitted and fixed as in the first embodiment, but may be adhesively fixed by clearance fit. Here, the inner ring 11 and the outer ring 1 of the ball bearings 1 and 1
2 is made of bearing steel, and the shaft 3 and the hub 4 are made of ferritic stainless steel. The spacer 6 is also made of ferritic stainless steel.
Is desirably processed into a stepped inner diameter shape to omit the spacer 6. The linear expansion coefficients of the bearing steel and the ferritic stainless steel are as described above.
【００１３】また、玉１３の材質は不問であるが、セラ
ミックスボールとすることが好ましい。このセラミック
スボールは硬度が高いため、耐摩耗性に優れ、セラミッ
クスボールと油注入とを組み合わせることにより、油注
入の欠点である潤滑剤の枯渇によるスピンドルモータの
騒音耐久性が向上する。このような材料構成とすること
により、第１実施形態と同様に、各部品の線膨張係数が
近くなり、軸受装置の大きな温度変化に対して熱膨張差
が少なくなり、軸受のすきま変化による剛性の変化及び
軌道面の形状歪みによって回転振れ精度が大きく変化す
ることが無くなる。The material of the ball 13 is not specified, but is preferably a ceramic ball. Since the ceramic balls have high hardness, they have excellent wear resistance, and the combination of the ceramic balls and oil injection improves the noise durability of the spindle motor due to the exhaustion of the lubricant, which is a disadvantage of oil injection. By adopting such a material configuration, similarly to the first embodiment, the linear expansion coefficients of the respective components become closer, the difference in thermal expansion with respect to a large temperature change of the bearing device is reduced, and the rigidity due to a change in the clearance of the bearing is reduced. And the runout accuracy does not greatly change due to the change in the shape and the shape distortion of the raceway surface.
【００１４】尚、上記の各実施形態において、軸受鋼、
マルテンサイト系ステンレス鋼及びフェライト系ステン
レス鋼には、それぞれの上記線膨張係数に影響を及ぼさ
ない範囲で他の元素を添加して、強度や加工性等を向上
させることができる。例えば、フェライト系ステンレス
鋼に鉛（Ｐｂ）、硫黄（Ｓ）等を適量添加して快削性を
更に向上させ、低コスト化するのがより好ましい。ま
た、潤滑方法は、潤滑剤を軌道面に油注入する方法の
他、予め軌道面に微量の油を薄く塗布しておく潤滑法で
ある、所謂オイルプレーティングを施してもよいし、通
常のグリース潤滑であってもよい。In the above embodiments, the bearing steel,
To the martensitic stainless steel and the ferritic stainless steel, other elements can be added within a range that does not affect the above-mentioned linear expansion coefficients, thereby improving the strength and workability. For example, it is more preferable to add an appropriate amount of lead (Pb), sulfur (S) or the like to ferritic stainless steel to further improve the free-cutting property and reduce the cost. The lubricating method may be a method of injecting a lubricant into the raceway surface, or a so-called oil plating, which is a lubrication method in which a trace amount of oil is previously thinly applied to the raceway surface, or may be a normal lubrication method. Grease lubrication may be used.
【００１５】[0015]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の軸受装置
は、玉軸受の構成部品と、玉軸受を除く軸、ハウジング
及び間座等の構成部品とを、線膨張係数の近い材料で構
成したため、温度変化による熱膨張差を少なくし、すき
ま変化による予圧及び剛性の変化や軌道面の形状歪みを
小さくして、トルク変動や回転振れを小さくすることが
でき、特にスイングアーム用軸受装置及びスピンドル用
軸受装置として好適である。As described above, in the bearing device of the present invention, the components of the ball bearing, and the components other than the ball bearing, such as the shaft, the housing, and the spacer, are made of materials having similar linear expansion coefficients. Therefore, a difference in thermal expansion due to a temperature change is reduced, a change in preload and rigidity due to a change in clearance and a shape distortion of a raceway surface are reduced, and torque fluctuation and rotational runout can be reduced. It is suitable as a spindle bearing device.
【図１】 本発明の第１実施形態（スイングアーム用軸
受装置）を説明するための要部断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part for describing a first embodiment (bearing device for a swing arm) of the present invention.
【図２】 本発明の第２実施形態（スピンドル用軸受装
置）を説明するための要部断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a main part for describing a second embodiment (a bearing device for a spindle) of the present invention.
１ 玉軸受 ２ ハウジング ３ 軸 ４ ハブ １１ 内輪 １２ 外輪 １３ 玉 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ball bearing 2 Housing 3 Shaft 4 Hub 11 Inner ring 12 Outer ring 13 Ball
Claims (1)
ブと軸との間に組み込んでなる軸受装置であって、 前記転がり軸受の少なくとも内輪及び外輪がマルテンサ
イト系ステンレス鋼または軸受鋼からなり、かつ少なく
とも前記ハウジング、ハブ及び軸がフェライト系ステン
レス鋼及びマルテンサイト系ステンレス鋼から選択され
る材料からなることを特徴とする軸受装置。1. A bearing device in which two rolling bearings are incorporated between a housing or a hub and a shaft, wherein at least an inner ring and an outer ring of the rolling bearing are made of martensitic stainless steel or bearing steel, and A bearing device wherein at least the housing, hub and shaft are made of a material selected from ferritic stainless steel and martensitic stainless steel.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35534397A JPH11182558A (en) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | Bearing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35534397A JPH11182558A (en) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | Bearing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11182558A true JPH11182558A (en) | 1999-07-06 |
Family
ID=18443393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35534397A Pending JPH11182558A (en) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | Bearing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11182558A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007305268A (en) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Nsk Ltd | Bearing unit |
| JP2011127643A (en) * | 2009-12-16 | 2011-06-30 | Mazda Motor Corp | Transmission |
-
1997
- 1997-12-24 JP JP35534397A patent/JPH11182558A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007305268A (en) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Nsk Ltd | Bearing unit |
| JP2011127643A (en) * | 2009-12-16 | 2011-06-30 | Mazda Motor Corp | Transmission |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Effective date: 20040323 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040414 |
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