JPS58110886A - Scroll fluid machine - Google Patents
Scroll fluid machineInfo
- Publication number
- JPS58110886A JPS58110886A JP20920581A JP20920581A JPS58110886A JP S58110886 A JPS58110886 A JP S58110886A JP 20920581 A JP20920581 A JP 20920581A JP 20920581 A JP20920581 A JP 20920581A JP S58110886 A JPS58110886 A JP S58110886A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scroll
- center
- orbiting scroll
- end plate
- orbiting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
- F01C21/003—Systems for the equilibration of forces acting on the elements of the machine
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、冷蔵庫用、空調用、空気用、一般ガス用の圧
縮機、膨張機および真空ポンプなどに用いられるスフロ
ーへを九体域械に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a nine-body machine for use in refrigerators, air conditioners, air compressors, general gas compressors, expanders, vacuum pumps, and the like.
第１図、第２図にスクロール流体機械としての、空調用
のスクロール圧縮機を代表例として示す。1 and 2 show a scroll compressor for air conditioning as a typical example of a scroll fluid machine.
このスクロール圧縮機は、密閉容器１、エンドカバー２
、固定のフレーム３、該フレーム３に取り付けられた固
定スクロール５、これと一対をなす旋回スクロール６、
販旋回スクロール６の回転駆動源であるモータ１６、こ
れに躯動迎鮎された主軸１７、該主軸１７に取シ付けら
れていて旋回スクロール６を駆動する駆動軸１８とを備
えている。−
前記フレーム３には、ハウジング室４が形成されている
。This scroll compressor consists of a sealed container 1, an end cover 2
, a fixed frame 3, a fixed scroll 5 attached to the frame 3, an orbiting scroll 6 paired with this,
The rotating scroll 6 is provided with a motor 16 which is a rotational drive source for the orbiting scroll 6, a main shaft 17 which is slidably supported by the motor 16, and a drive shaft 18 which is attached to the main shaft 17 and drives the orbiting scroll 6. - A housing chamber 4 is formed in the frame 3.
前記固定スクロール５は、端板７およびラップ９とを有
している。前記端板７には、端部にガスの吸入管１１が
連結され、中央部にはガスの吐出口１２が設けられてい
る。前記ラップ９は、インボリュートまたはこれと類似
の曲線の渦巻状に形成されている。The fixed scroll 5 has an end plate 7 and a wrap 9. A gas suction pipe 11 is connected to the end of the end plate 7, and a gas discharge port 12 is provided in the center. The wrap 9 is formed in the shape of an involute or a similar curved spiral.
前記フレーム３と固定スクロール５の端板７に付設され
た環状の周縁部７′間には、環状の間隙である支持部１
３が設けられている。Between the frame 3 and the annular peripheral portion 7' attached to the end plate 7 of the fixed scroll 5, there is a support portion 1 which is an annular gap.
3 is provided.
前記旋回スクロール６は、端板８およびラップ１０とを
有しておシ、ハウジング室４に配置されかつ端板８の外
縁部を前記支持部１３に挾み込んで支持されている。前
記端板８には、ガス通孔１４が設けられ、圧縮時に旋回
スクロール６の背部にガス圧を与えうるようになってい
る。前記ラップ１０は、固定スクロール５のラップ９と
ｆＷＪ Ｌ。The orbiting scroll 6 has an end plate 8 and a wrap 10, and is disposed in the housing chamber 4, and is supported by inserting the outer edge of the end plate 8 into the support portion 13. The end plate 8 is provided with a gas passage hole 14 so that gas pressure can be applied to the back of the orbiting scroll 6 during compression. The wrap 10 is the wrap 9 of the fixed scroll 5 and fWJ L.
形状に形成され、ラップ９，１０は互いにかみ合わされ
ている。The wraps 9, 10 are interlocked.
前記フレーム３と旋回スクロール６の端板８間には、自
転阻止部材１５が設けられ、ガス圧縮時にｌスカによシ
旋回スクロール６を逆転させようとするトルクに対抗し
うるように構成されている。A rotation preventing member 15 is provided between the frame 3 and the end plate 8 of the orbiting scroll 6, and is configured to resist the torque that attempts to reverse the orbiting scroll 6 by the l-scroll during gas compression. There is.
前記駆動軸１８は、主軸１７に対して偏心位置に取シ付
けられており、前記旋回スクロール６を固定スクロール
５の中心の回りに旋回運動させうるようになっている。The drive shaft 18 is mounted eccentrically with respect to the main shaft 17, so that the orbiting scroll 6 can be rotated around the center of the fixed scroll 5.
また、主軸１７と駆動軸１８とを含む回転軸系には、バ
ランサ１９が設けられておシ、駆動軸１８が偏心してい
ることから生ずる動的アンバランスを修正し、平衡にな
しうるようになっている。In addition, a balancer 19 is provided in the rotating shaft system including the main shaft 17 and the drive shaft 18, so that dynamic imbalance caused by the eccentricity of the drive shaft 18 can be corrected and balanced. It has become.
そして、前記スクロール圧縮機では、モータ１６を駆動
させると、主軸１７および駆動軸１８を介して旋回スク
ロール６が回転駆動され、該旋回スクロール６は主軸１
７と駆動軸１８間の偏心距離Ｃを旋回半径として固定ス
クロール５の中心の回シに旋回運動する。In the scroll compressor, when the motor 16 is driven, the orbiting scroll 6 is rotationally driven via the main shaft 17 and the drive shaft 18.
The fixed scroll 5 rotates around the center of the fixed scroll 5 using the eccentric distance C between the fixed scroll 7 and the drive shaft 18 as a radius of rotation.
前記旋回スクロール６の旋回運動により、ガスの吸入管
１１から固定スクロール５内にガスが吸引され、そのガ
スは固定スクロール５と旋回スクロール６のラップ９．
ｌＯ内の圧縮室で圧縮され、圧縮ガスは固定スクロール
５の中央部に設けられた吐出口１２から排出される。Due to the orbiting movement of the orbiting scroll 6, gas is sucked into the fixed scroll 5 from the gas suction pipe 11, and the gas flows through the wrap 9. of the fixed scroll 5 and the orbiting scroll 6.
The compressed gas is compressed in a compression chamber within 1O, and is discharged from a discharge port 12 provided at the center of the fixed scroll 5.
圧縮機の運転中、ガス圧が高くなると、旋回スクロール
６を固定スクロール５から離脱させる方向にガスのスラ
スト力が作用するが、その際ハウジング室４に、旋回ス
クロール６の端板８に設け□１ 。When the gas pressure increases during operation of the compressor, a gas thrust force acts in a direction to separate the orbiting scroll 6 from the fixed scroll 5. 1.
られたガス通孔１４よシ圧縮室内のガス圧が導入されへ
旋回スクロール６の背部に反スラスト力が印加される結
果、旋回スクロール６の離脱が防止される。The gas pressure in the compression chamber is introduced through the gas passage hole 14, which applies an anti-thrust force to the back of the orbiting scroll 6, thereby preventing the orbiting scroll 6 from coming off.
ところで、旋回スクロール６には第２図に示されるごと
く、端板８の中心０を基円の中心としてインボリュート
またはこれと類似の曲線によって渦巻状のラップ１０が
形成されている。このラップ１０の形状の性質によシ、
ラップ１０の中心は端板８の中心Ｏから若干離れた位置
にある。一方、駆動軸１８の中心は端板８の中心０にあ
るため、主軸１７に対する駆動軸１８の偏心距離Ｃを旋
回半径として旋回運動するとき、旋回スクロール６に動
的アンバランスが発生する。このときの力は、それぞれ
１６１．１Ｐａｖに分けることができ、とれらの力によ
シ旋回スクｐ−ル６は不安定運動をするので、十分な圧
縮機能を果すことができなくなる。By the way, as shown in FIG. 2, the orbiting scroll 6 has a spiral wrap 10 formed by an involute or a similar curve with the center 0 of the end plate 8 as the center of the base circle. Depending on the nature of the shape of this wrap 10,
The center of the wrap 10 is located slightly away from the center O of the end plate 8. On the other hand, since the center of the drive shaft 18 is located at the center 0 of the end plate 8, dynamic unbalance occurs in the orbiting scroll 6 when the drive shaft 18 rotates with the eccentric distance C of the drive shaft 18 relative to the main shaft 17 as a turning radius. The forces at this time can be divided into 161.1 Pav, and these forces cause the rotating scroll 6 to move unstablely, making it impossible to perform a sufficient compression function.
ひいては、摺動部分に片当たシが発生し、焼付などのロ
ック現象が起とシ、圧縮機としての機能を損うばかシで
なく、振動、騒音が大きい等の問題がある。As a result, uneven contact occurs in the sliding parts, causing locking phenomena such as seizure, which not only impairs the function of the compressor, but also causes problems such as large vibrations and noise.
これの解決策として、従来旋回スクロール６の重心と駆
動軸１８の中心とを一致させるため、アンバランス量に
相当する重量を付加するか、あるいは他の平衡機構部材
を別体に設けるなどの手段が提案されている。Conventionally, as a solution to this problem, in order to align the center of gravity of the orbiting scroll 6 with the center of the drive shaft 18, it is necessary to add a weight equivalent to the amount of unbalance, or to provide another balancing mechanism member separately. is proposed.
しかし、前者では旋回スクロール６のラップ１０内は圧
縮室となっておシ、また旋回スクロール６の２ツブ１０
の形成館側の反対面側には自転防止部材１５、回転軸系
の平衡機構部材であるバランサ１９およびスラスト荷重
受は部材等が取シ付けられているので、これらの部材の
邪魔にならないようにするため、旋回スクロール６の外
側に重量を付加する必要があシ、技術的に大きな問題が
ある。However, in the former case, the inside of the wrap 10 of the orbiting scroll 6 becomes a compression chamber, and the two knobs 10 of the orbiting scroll 6
The anti-rotation member 15, the balancer 19, which is a balance mechanism member for the rotating shaft system, and the thrust load receiver are installed on the side opposite to the formation hall, so be careful not to interfere with these members. To achieve this, it is necessary to add weight to the outside of the orbiting scroll 6, which poses a big technical problem.
他方、後者は機械全体が明らかに大型化し、小型、軽量
化の要望に反する問題がある。On the other hand, the latter has the problem that the entire machine becomes obviously larger, which goes against the desire for smaller size and lighter weight.
本発明の目的は、小型、軽量化を図シうるとともに、旋
回スクロールの信頼性を向上でき、しかも加工４簡単な
スクロール流体機械を提供するにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a scroll fluid machine that can be made smaller and lighter, improve the reliability of an orbiting scroll, and be easily machined.
本発明の特徴は、旋回スクロールの端板におけるラップ
形成面側の反対面側に、アンバランス量に相当する重量
を除去したバランスホールを設け、旋回スクロールの重
心を、旋回スクロールの駆動軸の中心にはぼ一致させた
ところにあシ、この構成によ）前記目的を全て達成する
ことができたものである。A feature of the present invention is that a balance hole is provided on the end plate of the orbiting scroll on the side opposite to the wrap forming surface side, from which weight equivalent to the amount of unbalance is removed, and the center of gravity of the orbiting scroll is set at the center of the drive shaft of the orbiting scroll. With this configuration, we were able to achieve all of the above objectives.
以下、本発明の一実施例を第３図、第４図によシ説明す
る。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 3 and 4.
本発明は、旋回スクロール６の端板８におけるラップ１
０の形成面側の反対面８′側に、アンバランス量に相当
する重量を除去したバランスホール２０がこの実施例で
は２個設けられておシ、旋回スクロール６の重心Ｇが旋
回スクロール６の駆動軸１８の中心、すなわち旋回スク
ロール６の中心０にほぼ一致するように構成されている
。The present invention provides a wrap 1 on the end plate 8 of the orbiting scroll 6.
In this embodiment, two balance holes 20 from which weight corresponding to the unbalance amount is removed are provided on the side 8' opposite to the side where the 0 is formed, so that the center of gravity G of the orbiting scroll 6 is It is configured to substantially coincide with the center of the drive shaft 18, that is, the center 0 of the orbiting scroll 6.
前記旋回スクロール６の端板８は、ガス圧縮時の不均一
な圧力差によシ変形せずかつ端板８を介してガス圧縮に
必要なトルクを与えうるだけの強度を持たせるため、十
分厚く形成されておシ、また端板摺動部の給油のための
給油孔を設けているものでは、端板８の厚さがさらに厚
く形成されている。したがって、端板８にアンバランス
量に相当する重量を除去するバランスホール２ｏを設ｆ
ｆることは十分可能である。なお、各バランスホール２
０とも、自転阻止部材１５や他の部材に対して邪魔にな
らなり位置に設けられていること勿論である。The end plate 8 of the orbiting scroll 6 is made sufficiently strong so that it will not be deformed due to uneven pressure difference during gas compression and can apply the torque necessary for gas compression through the end plate 8. The end plate 8 is formed thicker, and in the case where an oil supply hole is provided for oil supply to the sliding portion of the end plate, the end plate 8 is formed even thicker. Therefore, a balance hole 2o is provided in the end plate 8 to remove the weight corresponding to the unbalance amount.
It is quite possible to do so. In addition, each balance hole 2
Needless to say, both of the positions 0 and 0 are provided at positions where they do not get in the way of the rotation prevention member 15 and other members.
前記バランスホール２ｏは、次の諸元に基づいて形成さ
れる。The balance hole 2o is formed based on the following specifications.
すなわち、旋回スクロール６の重量をＭ、とじ、バラン
スホール２ｏの除去重量をそれぞれ８１ （ＸＩ ＊Ｙ
ｌ）＠Ｓ愈（Ｘ鵞、Ｙ鵞） とすると、ＭｍＸｘｘ ５
ＩＸ１＋ＳＩＸＩ
Ｍ−Ｙ ＝ ８ ＊ Ｙ ｔ ＋ ８ ｓ Ｙｍが成シ
立つ。That is, the weight of the orbiting scroll 6 is M, and the weight removed from the balance hole 2o is 81 (XI *Y
l) @S 愈(X鵞、Y鵞) Then, MmXxx 5
IX1+SIXI MY=8*Yt+8s Ym holds true.
ここで、旋回スクロール６のラップ１０は、渦巻中心部
で先端が先細シとなっているため、旋回スクロール６０
重心Ｇの正確な計算は複雑であるが、正確な重心計算を
行わずとも、近似したもので実用上問題がない。Here, since the wrap 10 of the orbiting scroll 6 has a tapered tip at the center of the spiral, the wrap 10 of the orbiting scroll 6
Accurate calculation of the center of gravity G is complicated, but even if the center of gravity is not calculated accurately, there is no problem in practical use as it is an approximation.
前述のごとく、近似的な重心計算に基づいてバランスホ
ールを設けた場合には、旋回スクロール６の多少のアン
バランスが残るので、その許容値を示す。As mentioned above, when a balance hole is provided based on approximate center of gravity calculation, some unbalance of the orbiting scroll 6 remains, so the allowable value is shown.
すなわち、旋回スクロール６の重心Ｇと旋回スクロール
６の中心である旋回中心とが異なることによって、旋回
中心に働く遠心力によるモーメントＭは、
となる。That is, since the center of gravity G of the orbiting scroll 6 and the orbiting center which is the center of the orbiting scroll 6 are different, the moment M due to the centrifugal force acting on the orbiting center is as follows.
ここに、Ｍｓａ・・・旋回スクロールの重量ｇ −・・
重力加速度
Ｃ・・・旋回半径
ω・・・駆動軸の回転角速度
ｒ、・０−０間距離（＝ｆｆ）
θ ・・・駆動軸の回転角
θ１・・・Ｇ（Ｘ、Ｙ）の方向（＝−一（Ｙ／Ｘ））
旋回スクロール６の重心Ｇと旋回中心の一致度をα＝
ｒ、 ７ｇとするとき、αが十分小さけれはアンバラン
ス量に相当する重量の除去後のモーメントＭは、実用上
問題ない値となる。一致度αは、Ｍｌおよびωの値でそ
の許容値が異なってもよく、−例としてＭ、が約ＩＩ！
４、ωが３１４１＠ｄ／ａ程度では０．２以下でよい。Here, Msa... Weight g of the orbiting scroll -...
Gravitational acceleration C...Turning radius ω...Rotation angular velocity r of drive shaft, distance between 0 and 0 (=ff) θ...Rotation angle θ1 of drive shaft...Direction of G (X, Y) (=-1(Y/X)) The degree of coincidence between the center of gravity G of the orbiting scroll 6 and the center of rotation is α=
When r is 7g, if α is sufficiently small, the moment M after removing the weight corresponding to the unbalance amount will have a value that poses no problem in practice. The degree of coincidence α may have different tolerances depending on the values of Ml and ω; for example, M is about II!
4. If ω is about 3141@d/a, it may be 0.2 or less.
前記バランスホールは、図示の２個設けるものに限らず
、１個でもよいが、１個とするときはアンバランス量に
相当する重量を除去するには無理が生じる場合が多く、
そのときはベクトルの分配にしたがって複数個設けるよ
うにする。The number of balance holes is not limited to two as shown in the figure, but may be one, but when using one, it is often difficult to remove the weight corresponding to the unbalance amount.
In that case, a plurality of them should be provided according to the distribution of vectors.
なお、第３図および第４図に示される実施例において、
他の構成については前述の第１図および第２図について
説明したとζろと同様であるが、本発明は空調用の圧縮
機に限らず、冷蔵庫用、空気用、一般ガス用等の圧縮機
、膨張ｔ＊または真空ポンプなどに用いられるスクロー
ル流体機械全般に適用することができる。In addition, in the embodiment shown in FIGS. 3 and 4,
The other configurations are the same as those described with reference to FIGS. 1 and 2 above, but the present invention is not limited to compressors for air conditioning, but is applicable to compressors for refrigerators, air, general gas, etc. The present invention can be applied to all scroll fluid machines used in machines, expansion t* machines, vacuum pumps, and the like.
本発明は、以上説明した構成、作用のもので、本発明に
よれば、旋回スクロールの端板におけるラップ形成面側
の反対面側に、アンバランス量に相当する重量を除去し
たバランスホールを設けたことによ）次の効果を有する
。The present invention has the configuration and operation described above, and according to the present invention, a balance hole is provided on the end plate of the orbiting scroll on the side opposite to the wrap forming surface side, from which the weight corresponding to the unbalance amount is removed. (possibly) has the following effects:
■ 重量を付加する従来技術に対して、本発明では旋回
スクロールの重量を減少させうるので、旋回スクロール
の旋回運動に伴う遠心力を低減することができる結果、
旋回スクロールの動作の安定化を図シうる。■ In contrast to the conventional technology that adds weight, the present invention can reduce the weight of the orbiting scroll, and as a result, the centrifugal force accompanying the orbiting movement of the orbiting scroll can be reduced.
The operation of the orbiting scroll can be stabilized.
■ 電植を付加し、あるいは別の平衡機構部材を取シ付
ける従来技術と異なシ、本発明では旋回スクロールの端
板から重量を除去するようにしているので、小型イヒを
図シうる。(2) Unlike the prior art which adds an electric plant or attaches another balancing mechanism member, the present invention removes the weight from the end plate of the orbiting scroll, so it can be made smaller.
■ 駆動軸等の軸受反力を低減できるので、旋回スクロ
ールの信頼性を向上しうる。- The reliability of the orbiting scroll can be improved because the reaction force of bearings such as the drive shaft can be reduced.
■ バランスホールを設は各位置は、近似的に決めても
実用上問題がないため、加工が簡単で、コストダウンを
図シうる。■ There is no practical problem in determining each position of the balance hole approximately, so machining is easy and costs can be reduced.
第１図は一般のスクロール流体機械について空調用のス
クロール圧縮機を例として示した縦断正面図、第２図は
旋回スクロールの平面図、第３図は本発明の一実施例を
示す吃ので、バランスホールを設けた旋回スクロールの
縦断側面図、第４図は第３図に示される旋回スクロール
の背面図である。
５・・・固定スクロール、６・・・旋回スクロール、７
゜８・・・固足スクｐ−ルと旋回スクロールの端板、８
／・・・旋回スクロールの端板におけるラップ形成面側
の反対面、９．１０・・・固だスクロールと旋回スクロ
ールのラップ、２０・・・バランスホール、Ｏ・・・旋
回スクロールの中心であって駆動軸の中心、Ｇ・・・旋
回スクロールの重心。
代理人 弁理士 薄田利幸
ｆＩＪｔ 図
′！ Ｚ 図FIG. 1 is a longitudinal sectional front view of a general scroll fluid machine showing a scroll compressor for air conditioning as an example, FIG. 2 is a plan view of an orbiting scroll, and FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a longitudinal sectional side view of the orbiting scroll provided with a balance hole, and FIG. 4 is a rear view of the orbiting scroll shown in FIG. 3. 5...Fixed scroll, 6...Orbiting scroll, 7
゜8... End plate of fixed scroll and orbiting scroll, 8
/... Opposite surface of the end plate of the orbiting scroll to the wrap forming surface side, 9.10... Wrap between the solid scroll and the orbiting scroll, 20... Balance hole, O... Center of the orbiting scroll. The center of the drive shaft, G...The center of gravity of the orbiting scroll. Agent Patent Attorney Toshiyuki Usuda fIJt Figure'! Z diagram
Claims (1)
状のラップを形成した固定スクロールと、この固ボスク
ロールと実質的に同一の形状の旋回スクロールとを互い
にラップ同士をかみ合わせ、かつ旋回スクロールを固定
スクロールの中心の回りに旋回させ、流体の移送、ガス
の圧縮または膨張を行わせるスクロール流体機械におい
て、前記旋回スクロールの端板におけるラップ形成面側
の反対面側に、アンバランス量に相当する重景を除去し
たバランスホールな設け、旋回スクロールの重心を、旋
回スクロールの駆動軸の中心にほぼ一致させたことを特
徴とするスクロール流体機械。A fixed scroll having an involute or similar curved spiral wrap formed on the end plate, and an orbiting scroll having substantially the same shape as the solid boss scroll, the wraps of which are engaged with each other, and the orbiting scroll is a fixed scroll. In a scroll fluid machine that rotates around the center of the scroll to transfer fluid, compress or expand gas, a heavy background corresponding to the amount of unbalance is provided on the end plate of the orbiting scroll on the opposite side of the wrap forming surface. A scroll fluid machine characterized by having a balance hole that eliminates the problem, and having the center of gravity of the orbiting scroll almost coincident with the center of the drive shaft of the orbiting scroll.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20920581A JPS58110886A (en) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | Scroll fluid machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20920581A JPS58110886A (en) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | Scroll fluid machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58110886A true JPS58110886A (en) | 1983-07-01 |
Family
ID=16569087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20920581A Pending JPS58110886A (en) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | Scroll fluid machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58110886A (en) |
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- 1981-12-25 JP JP20920581A patent/JPS58110886A/en active Pending
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