| 【発明の名称】 |
筒内噴射用高圧燃料ポンプ |
| 【発明者】 |
【氏名】宮地 若木
【氏名】大西 善彦
【氏名】池上 達哉
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| 【要約】 |
【課題】燃料タンクに戻る燃料を少なくすることができ、また高圧燃料ポンプが発生させた燃圧の脈動を、吸入通路に接続されたフィード側燃料配管に波及させることのない筒内噴射用高圧燃料ポンプを得る。
【解決手段】吸入通路２および吐出通路３が形成されたケーシング１、ケーシング１内に形成されたシリンダ３６、シリンダ３６の一部に形成された燃料増圧室１０、およびシリンダ３６内に摺動可能に配設されたプランジャ９を有し、プランジャ９の往復移動により、燃料を吸入通路２から燃料増圧室１０に吸入加圧し、加圧された燃料を吐出通路３から吐出して筒内噴射式エンジンの燃料噴射器へ圧送する高圧燃料ポンプ２００であって、シリンダ３６の摺動面の中間部に全周にわたって形成された回収溝３７と、回収溝３７と吸入通路２とを連通させる連通通路３８とを備えている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 燃料を吸入する吸入通路および燃料を吐出する吐出通路が形成されたケーシング、上記ケーシング内に形成されたシリンダ、上記シリンダの一部に形成された燃料増圧室、および上記シリンダ内に摺動可能に配設されたプランジャを有し、上記プランジャの往復移動により、燃料を上記吸入通路から上記燃料増圧室に吸入加圧し、加圧された燃料を上記吐出通路から吐出して筒内噴射式エンジンの燃料噴射器へ圧送する高圧燃料ポンプであって、上記シリンダの摺動面の中間位置に全周にわたって形成された回収溝と、上記回収溝と上記吸入通路とを連通させる連通通路とを備えたことを特徴とする筒内噴射用高圧燃料ポンプ。
【請求項２】 上記連通通路は、上記燃料増圧室直前の上記吸入通路に通じていることを特徴とする請求項１記載の筒内噴射用高圧燃料ポンプ。
【請求項３】 上記吸入通路の途中に低圧側脈動吸収装置が設けられ、上記連通通路は、上記低圧側脈動吸収装置の上流の上記吸入通路に通じていることを特徴とする請求項１記載の筒内噴射用高圧燃料ポンプ。
【請求項４】 上記低圧側脈動吸収装置の上流の上記吸入通路に第１のオリフィスが設けられていることを特徴とする請求項３記載の筒内噴射用高圧燃料ポンプ。
【請求項５】 上記吸入通路の途中に低圧側脈動吸収装置が設けられ、上記連通通路は、上記回収溝と上記燃料増圧室直前の上記吸入通路とを連通させる第１の連通通路と、上記回収溝と上記低圧側脈動吸収装置の上流の上記吸入通路とを連通させる第２の連通通路とを有していることを特徴とする請求項１記載の筒内噴射用高圧燃料ポンプ。
【請求項６】 上記低圧側脈動吸収装置の上流の上記吸入通路に第１のオリフィスが設けられ、上記第２の連通通路に該第１のオリフィスより流路を小さくされた第２のオリフィスが設けられていることを特徴とする請求項５記載の筒内噴射用高圧燃料ポンプ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、筒内噴射式エンジンの高圧燃料ポンプに関し、特にフィード側燃料配管に脈動を波及することのない筒内噴射用高圧燃料ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】いわゆる筒内噴射式エンジンとか直接噴射式エンジンとか呼ばれている、燃料をエンジンのシリンダ内で噴射する方式のエンジンとしては、ディーゼルエンジンが広く知られているが、近年、火花点火エンジン（ガソリンエンジン）においても、筒内噴射式のものが提案されている。従来のシリンダの外で混合気をつくるエンジンに供給される燃料の燃圧が約０．３ＭＰａであるのに対して、このような、筒内噴射式エンジンでは、例えば、シリンダの圧縮動作時に、シリンダ内に噴射するので、約５ＭＰａの燃圧が必要である。
【０００３】このような高い燃圧を得るために、一般に、燃料タンク内に設けられる低圧燃料ポンプの他に、燃料噴射器側にさらに高圧燃料ポンプが設けられる。一般に、低圧燃料ポンプは、例えばモータ等により駆動され、電源が投入されているときは常時駆動しているのに対し、高圧燃料ポンプは、エンジンによって駆動され、エンジンの回転にともなって回転する。
【０００４】図５は従来の筒内噴射用高圧燃料ポンプの一部を断面とする側面図である。図５において、高圧燃料供給ポンプ１００のケーシング１には、吸入通路２、吐出通路３およびドレイン４が形成されている。吸入通路２は、低圧燃料ポンプから延びる図示しないフィード側燃料配管に通じている。一方、吐出通路３は、燃料噴射器に至る図示しない高圧側燃料配管に通じている。そして、ドレイン４は図示しない燃料タンクへ通じている。
【０００５】ケーシング１の図５の下方には、円筒状の収納凹部１ａが形成されている。収納凹部１ａ内には、シリンダ６が配設されている。シリンダ６は、概略円筒状のシリンダ部６ａとシリンダ部６ａの一側に設けられたフランジ部６ｂとから構成されている。シリンダ６は、フランジ部６ｂ側を収納凹部１ａの底部１ｂ方向に向けて配設されている。
【０００６】底部１ｂとシリンダ６との間に挟まれるプレート２枚によって、リードバルブ８が挟まれている。リードバルブ８には、吸入通路２および吐出通路３に対応する位置に図示しない吸入バルブおよび吐出バルブが設けられている。そしてさらに、ドレイン４に対応する位置にリターン穴４ａが設けられている。
【０００７】シリンダ６のシリンダ部６ａ内には、概略円筒状のプランジャ９が往復動可能に配設されている。プランジャ９は、シリンダ部６ａとともに燃料増圧室１０を形成している。燃料増圧室１０内には、圧縮コイルスプリング１１が縮めて収納されている。
【０００８】シリンダ６の周囲には、シリンダ６を包囲するようにハウジング１２が配設されている。ハウジング１２は、概略底のない碗型をなしシリンダ部６ａを貫通させている。プランジャ９の燃料増圧室１０と反対側の端部には、ホルダ１３が固定されている。ハウジング１２とホルダ１３との間には金属製のベローズ１４が配設されている。ベローズ１４とハウジング１２とは、プランジャ９とシリンダ６との間から漏れた燃料を内部に収納する密閉空間１６を形成している。ドレイン４は、捕獲空間１６から延設され捕獲空間１６内に溜まった燃料を図示しない燃料タンクへ戻す。
【０００９】プランジャ９の燃料増圧室１０と反対側の端には、有底円筒状のタペット１８が当接されている。タペット１８は、内部にカムローラ１８ａを有している。ハウジング１２とタペット１８との間には、圧縮コイルスプリング１９が縮設されている。
【００１０】圧縮コイルスプリング１９の周囲には、ブラケット２０が配設されている。ブラケット２０は、中間部にフランジ部２０ａを有する概略円筒状をなしている。ブラケット２０は、フランジ部２０ａを図示しないボルトによってケーシング１も締着され、一端部でハウジング１２の縁部を押圧することにより、シリンダ６およびハウジング１２をケーシング１に固定している。
【００１１】プランジャ９はシリンダ６内を往復運動し、燃料増圧室１０に燃料を吸い込んでは、加圧して吐出通路３から外部へ吐出する。吸入通路２には、吸入動作の度に油撃が走り、燃料の圧力は脈動している。この脈動は、高圧燃料ポンプ１００の流出量を低下させる原因となり、また吸入通路２に接続されたフィード側燃料配管を振動させ騒音を発生させるので問題であった。
【００１２】吸入通路２の途中には、内部に金属ベローズ２２ａを有するパルセーションダンパ２２が設けられている。パルセーションダンパ２２は、燃料の圧力の変動に従って、金属ベローズ２２ａを伸縮させ、高圧燃料ポンプ１００が発生させた燃圧の脈動を吸収する。すなわち、吸入通路２ａを通って供給された燃料は、容積室２２ｂに入り、その後、吸入通路２ｂを通って燃料増圧室１０に向かうが、吸入通路２ｂ内の燃圧は、高圧燃料ポンプ１００の吸入吐出動作によって脈動している。このとき、パルセーションダンパ２２は、燃料の圧力が高いとベローズ２２ａを、図５の左方向に移動させ、また燃料の圧力が低いとベローズ２２ａを、図５の右方向に移動させる。このようにして、吸入通路２内の燃圧の脈動が吸収される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、高圧燃料ポンプ１００が発生させる燃圧の脈動は、パルセーションダンパ２２が設けられても完全に消滅するものではなかった。そして、消滅できなかった脈動は、吸入通路２に接続される図示しないフィード側燃料配管にまで波及した。フィード側燃料配管は、車体を横切って燃料タンクまで延びているが、フィード側燃料配管に波及した脈動は、フィード側燃料配管を共振させて、騒音を発生させるので問題であった。
【００１４】また、このような構成の従来の高圧燃料ポンプ１００においては、燃料増圧室１０から漏れた燃料は、捕獲空間１６に溜まりドレイン４を通って燃料タンクに戻るが、燃料増圧室１０内は圧縮時非常に高圧になるので漏れ出す燃料の量が多く問題であった。
【００１５】この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、燃料タンクに戻る燃料を少なくすることができ、また高圧燃料ポンプが発生させた燃圧の脈動を、吸入通路に接続されたフィード側燃料配管に波及させることのない筒内噴射用高圧燃料ポンプを得ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】請求項１の筒内噴射用高圧燃料ポンプにおいては、燃料を吸入する吸入通路および燃料を吐出する吐出通路が形成されたケーシング、ケーシング内に形成されたシリンダ、シリンダの一部に形成された燃料増圧室、およびシリンダ内に摺動可能に配設されたプランジャを有し、プランジャの往復移動により、燃料を吸入通路から燃料増圧室に吸入加圧し、加圧された燃料を吐出通路から吐出して筒内噴射式エンジンの燃料噴射器へ圧送する高圧燃料ポンプであって、シリンダの摺動面の中間部に全周にわたって形成された回収溝と、回収溝と吸入通路とを連通させる連通通路とを備えている。
【００１７】請求項２の筒内噴射用高圧燃料ポンプにおいては、連通通路は、燃料増圧室直前の吸入通路に通じている。
【００１８】請求項３の筒内噴射用高圧燃料ポンプにおいては、吸入通路の途中に低圧側脈動吸収装置が設けられ、連通通路は、低圧側脈動吸収装置の上流の吸入通路に通じている。
【００１９】請求項４の筒内噴射用高圧燃料ポンプにおいては、低圧側脈動吸収装置の上流の吸入通路に第１のオリフィスが設けられている。
【００２０】請求項５の筒内噴射用高圧燃料ポンプにおいては、吸入通路の途中に低圧側脈動吸収装置が設けられ、連通通路は、回収溝と燃料増圧室直前の吸入通路とを連通させる第１の連通通路と、回収溝と低圧側脈動吸収装置の上流の吸入通路とを連通させる第２の連通通路とを有している。
【００２１】請求項６の筒内噴射用高圧燃料ポンプにおいては、低圧側脈動吸収装置の上流の吸入通路に第１のオリフィスが設けられ、第２の連通通路に第１のオリフィスより流路を小さくされた第２のオリフィスが設けられている。
【００２２】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明の筒内噴射用高圧燃料ポンプの一部を断面とする側面図である。図１において、高圧燃料供給ポンプ２００のケーシング１には、吸入通路２、吐出通路３およびドレイン４が形成されている。吸入通路２は、低圧燃料ポンプから延びる図示しないフィード側燃料配管に通じている。一方、吐出通路３は、燃料噴射器に至る図示しない高圧側燃料配管に通じている。そして、ドレイン４は図示しない燃料タンクへ通じている。
【００２３】ケーシング１の図１の下方には、円筒状の収納凹部１ａが形成されている。収納凹部１ａ内には、シリンダ３６が配設されている。シリンダ３６は、円筒部３６ａと円筒部３６ａの一側に設けられた肉厚部３６ｂとから構成され、中心軸に沿って円筒状の摺動孔３６ｃが形成されている。シリンダ３６は、肉厚部３６ｂ側を収納凹部１ａの底部１ｂ方向に向けて配設されている。
【００２４】底部１ｂとシリンダ３６との間に挟まれた２枚のプレートの間に、リードバルブ８が挟まれている。リードバルブ８には、吸入通路２および吐出通路３に対応する位置に図示しない吸入バルブおよび吐出バルブが設けられている。そしてさらに、ドレイン４に対応する位置にリターン穴４ａが設けられている。
【００２５】シリンダ３６の摺動孔３６ｃ内には、概略円筒状のプランジャ９が往復動可能に配設されている。プランジャ９は、摺動孔３６ｃとともに燃料増圧室１０を形成している。燃料増圧室１０内には、圧縮コイルスプリング１１が縮めて収納されている。シリンダ３６の摺動孔３６ｃの中間位置には、全周にわたって形成された環状の回収溝３７が形成されている。
【００２６】プランジャ９の燃料増圧室１０と反対側の端部には、ホルダ１３が固定されている。シリンダ３６の肉厚部３６ｂとホルダ１３との間には金属製のベローズ１４が配設されている。ベローズ１４は、プランジャ９とシリンダ３６との間から漏れた燃料を内部に収納する捕獲空間１６を形成している。ドレイン４は、捕獲空間１６から延設され捕獲空間１６内に溜まった燃料を図示しない燃料タンクへ戻す。
【００２７】プランジャ９の燃料増圧室１０と反対側の端には、有底円筒状のタペット１８が当接されている。タペット１８は、内部にカムローラ１８ａを有している。肉厚部３６ｂとタペット１８との間には、圧縮コイルスプリング１９が縮設されている。
【００２８】圧縮コイルスプリング１９の周囲には、ブラケット２０が配設されている。ブラケット２０は、中間部にフランジ部２０ａを有する概略円筒状をなしている。ブラケット２０は、フランジ部２０ａを図示しないボルトによってケーシング１に締着され、一端部で肉厚部３６ｂを押圧することにより、シリンダ３６をケーシング１に固定している。
【００２９】吸入通路２の途中には、内部に金属ベローズ２２ａを有する低圧側脈動吸収装置であるパルセーションダンパ２２が設けられている。パルセーションダンパ２２は、燃料の圧力の変動に従って、金属ベローズ２２ａを伸縮させ、高圧燃料ポンプ２００が発生させた燃圧の脈動を吸収する。すなわち、パルセーションダンパ２２より上流側の吸入通路２である吸入通路２ａを通って供給された燃料は、容積室２２ｂに入り、その後、パルセーションダンパ２２より下流側の吸入通路２である吸入通路２ｂを通って燃料増圧室１０に向かうが、吸入通路２内の燃圧は、高圧燃料ポンプ２００の吸入動作によって脈動している。このとき、パルセーションダンパ２２は、燃料の圧力が高いとベローズ２２ａを、図１の左方向に移動させ、また燃料の圧力が低いとベローズ２２ａを、図１の右方向に移動させる。このようにして、吸入通路２内の燃圧の脈動が吸収される。
【００３０】シリンダ３６に形成された回収溝３７は、第１の連通通路３８によって、パルセーションダンパ２２より上流の吸入通路２ａに連通されている。これにより、回収溝３７の部分の圧力は、吸入通路２ａ内の圧力と同圧の約３ｋとなっている。従来は、燃料増圧室１０内の圧力が約５０ｋに達し、一方捕獲空間１６内の圧力は殆ど０ｋに近いので、燃料増圧室１０から捕獲空間１６に向かって燃料が漏れたが、摺動面の途中に約３ｋの低圧部が設けられると、燃料は回収溝３７に溜まり捕獲空間１６に、あまり漏れ出すことがない。回収溝３７に溜まった燃料は、第１の連通通路３８を通って吸入通路２ａに戻り、再び燃料増圧室１０に向かう。
【００３１】一方、吸入通路２ａに脈動が発生した場合、吸入通路２ａ内の高圧は第１の連通通路３８、捕獲空間１６およびドレイン４を通って図示しない燃料タンクに抜ける。そのため、脈動は低減される。
【００３２】このように構成された筒内噴射用高圧燃料ポンプにおいては、シリンダ３６の摺動孔３６ｃの中間位置に回収溝３７が形成され、回収溝３７は、吸入通路２ａに第１の連通通路３８によって連通されているので、シリンダ３６とプランジャ９との間の摺動面からの燃料の漏れが減少される。また、高圧燃料ポンプ２００が発生させた燃圧の脈動は、吸入通路２ａの上流への伝播が低減され、吸入通路２ａに接続されたフィード側燃料配管に波及することが低減される。そして、フィード側燃料配管に発生する騒音が低減される。
【００３３】尚、低圧側脈動吸収装置においては、金属ベローズ２２ａを有するパルセーションダンパ２２に限らず、例えばピストン式のダンパ等でも良い。
【００３４】実施の形態２．図２は本発明の筒内噴射用高圧燃料ポンプの他の例を示す一部を断面とする側面図である。本実施の形態の高圧燃料ポンプ２０１においては、第１の連通通路３８が吸入通路２ａと接続する部分の上流の吸入通路２ａに第１のオリフィス４０が形成されている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００３５】このような構成の筒内噴射用高圧燃料ポンプにおいては、高圧燃料ポンプ２０１が吸入通路２から燃料を吸入する際、燃料はパルセーションダンパ２２を通過して供給される。このとき、本実施の形態のようにパルセーションダンパ２２の上流の吸入通路２ａにオリフィス４０が設けられていると、オリフィス４０無しの場合に比べ、吸入通路を通って高圧燃料ポンプ２０１へ流入する燃料の流量の時間的な変動（流量脈動）が少なくなる。吸収された流量脈動は、パルセーションダンパ２２の体積変化によっておぎなわれる為、増圧室への吸入量はオリフィス４０無しのときと同じである。すなわち、オリフィス４０を付加することによって、パルセーションダンパ２２の動きを大きくすることができる。そして、大きな形状のパルセーションダンパを設けることと同様の効果を得ることができる。
【００３６】これにより、大きな形状のパルセーションダンパを設けることなく、燃圧の脈動を吸収することができ、小型化することができるとともに、フィード側燃料配管の振動を低減することができる。
【００３７】実施の形態３．図３は本発明の筒内噴射用高圧燃料ポンプの他の例を示す一部を断面とする側面図である。本実施の形態の高圧燃料ポンプ２０２においては、回収溝３７は、第２の連通通路４１によってリードバルブ８直前の吸入通路２ｂに連通されている。そして、吸入通路２ａに第１のオリフィス４０が形成されている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００３８】このような構成の筒内噴射用高圧燃料ポンプにおいては、燃料増圧室１０の直前で発生するサージ圧を低減することができ、効果的に脈動を低減することができる。
【００３９】実施の形態４．図４は本発明の筒内噴射用高圧燃料ポンプの他の例を示す一部を断面とする側面図である。本実施の形態の高圧燃料ポンプ２０３においては、シリンダ３６に形成された回収溝３７は、第１の連通通路３８によって、パルセーションダンパ２２より上流の吸入通路２ａに連通され、さらに第２の連通通路４１によってリードバルブ８直前の吸入通路２ｂに連通されている。そして、第１の連通通路３８と吸入通路２ａの接続箇所と、パルセーションダンパ２２との間の吸入通路２ａに第１のオリフィス４０が形成され、第１の連通通路３８に第１のオリフィス４０より流路を小さくされた第２のオリフィス４２が設けられている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００４０】第１の連通通路３８が、パルセーションダンパ２２より上流の吸入通路２ａに連通されているので、パルセーションダンパ２２から更に上流の吸入通路に燃料の脈動が伝播することを抑制することができる。また、第２の連通通路４１が、リードバルブ８直前の吸入通路２ｂに連通されているので、燃料増圧室１０の直前で発生するサージ圧を低減することができる。そして、吸入通路２ａに設けられた第１のオリフィス４０は、フィード側燃料配管の振動を低減することができる。
【００４１】一方、第１のオリフィス４０により、特に流量の多いエンジン高回転時には、圧力損失が大きくなり燃料の供給不足が懸念されるが、これは第１の連通通路３８が設けられることによって補充される。しかし、第１の連通通路３８が余りに大きいと、燃料が第１の連通通路３８から多く供給されてパルセーションダンパ２２の効果が薄れるので、第１の連通通路３８には、第１のオリフィス４０より流路を小さくされた第２のオリフィス４２が設けられている。
【００４２】このような構成の筒内噴射用高圧燃料ポンプにおいては、パルセーションダンパ２２から更に上流の吸入通路に燃料の脈動が伝播することを抑制することができるとともに、燃料増圧室１０の直前で発生するサージ圧を低減することができ、効果的に脈動を低減することができ、さらに高回転時の燃料の供給不足を補うことができる。
【００４３】尚、第１のオリフィス４０の形成される位置においては、第１の連通通路３８と吸入通路２ａの接続箇所から更に上流の吸入通路２ａであっても同様の効果を得ることができる。
【００４４】
【発明の効果】請求項１の筒内噴射用高圧燃料ポンプにおいては、燃料を吸入する吸入通路および燃料を吐出する吐出通路が形成されたケーシング、ケーシング内に形成されたシリンダ、シリンダの一部に形成された燃料増圧室、およびシリンダ内に摺動可能に配設されたプランジャを有し、プランジャの往復移動により、燃料を吸入通路から燃料増圧室に吸入加圧し、加圧された燃料を吐出通路から吐出して筒内噴射式エンジンの燃料噴射器へ圧送する高圧燃料ポンプであって、シリンダの摺動面の中間部に全周にわたって形成された回収溝と、回収溝と吸入通路とを連通させる連通通路とを備えている。そのため、間の摺動面からの燃料の漏れが減少され、燃料タンクに戻る燃料を少なくすることができる。また高圧燃料ポンプが発生させた燃圧の脈動を、吸入通路に接続されたフィード側燃料配管に波及させることがない。
【００４５】請求項２の筒内噴射用高圧燃料ポンプにおいては、連通通路は、燃料増圧室直前の吸入通路に通じている。そのため、燃料増圧室の直前で発生するサージ圧を低減することができる。
【００４６】請求項３の筒内噴射用高圧燃料ポンプにおいては、吸入通路の途中に低圧側脈動吸収装置が設けられ、連通通路は、低圧側脈動吸収装置の上流の吸入通路に通じている。そのため、低圧側脈動吸収装置から更に上流の吸入通路に燃料の脈動が伝播することを抑制することができる。
【００４７】請求項４の筒内噴射用高圧燃料ポンプにおいては、低圧側脈動吸収装置の上流の吸入通路に第１のオリフィスが設けられている。そのため、大きな形状のアキュムレータを設けることなく、脈動を吸収することができ、フィード側燃料配管の振動を低減することができる。
【００４８】請求項５の筒内噴射用高圧燃料ポンプにおいては、吸入通路の途中に低圧側脈動吸収装置が設けられ、連通通路は、回収溝と燃料増圧室直前の吸入通路とを連通させる第１の連通通路と、回収溝と低圧側脈動吸収装置の上流の吸入通路とを連通させる第２の連通通路とを有している。そのため、低圧側脈動吸収装置から更に上流の吸入通路に燃料の脈動が伝播することを抑制することができるとともに、燃料増圧室直前の直前で発生するサージ圧を低減することができ、さらに高回転時の燃料の供給不足を補うことができる。
【００４９】請求項６の筒内噴射用高圧燃料ポンプにおいては、低圧側脈動吸収装置の上流の吸入通路に第１のオリフィスが設けられ、第２の連通通路に第１のオリフィスより流路を小さくされた第２のオリフィスが設けられている。そのため、低圧側脈動吸収装置の効果を弱めすぎることがない。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６０１３
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）３月２５日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】曾我 道照 （外６名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２８０６０２ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１０月１５日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−７７７１３ |
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