| 【発明の名称】 |
配管離接合装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】萩 儀一
【氏名】鈴木 勝博
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| 【要約】 |
【課題】可動建造物と固定建造物から成り、可動側を所望の位置に停止させる際の位置決め精度を吸収して、可動側と固定側の配管群を確実に連結する。
【解決手段】使用対象の競技種目に適合するように観客席及びその付帯設備を移動させ得る設備に於いて、移動側の建造物が停止される際の位置決め精度のズレを、センターピン２７とセンターピン孔４１、及びカップリングプレート３３を水平面内の任意方向に移動自在に支持する支持機構５０によって吸収するようにした配管離接合装置。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 第１の基台側に水平に支持された第１のカップリングプレートと、第２の基台側に水平に支持された第２のカップリングプレートを、対向させた状態で所定距離まで近づけることにより、各カップリングプレートに取付けられている対応する配管継手を連結する配管離接合装置であって、一方のカップリングプレートの中央部にプレート面に対して垂直な方向に進退自在に設けられた、先端部が細いテーパ形状を成すセンターピンと、他方のカップリングプレートの前記センターピンに対応する部位にプレート面に対して垂直に設けられたセンターピン孔と、前記第１又は第２のカップリングプレートと前記第１又は第２の基台の間に設けられて前記第１又は第２のカップリングプレートを水平面内の任意の方向に移動自在に支持する支持機構と、を備え、対応する配管継手の連結前に前記センターピンを前記センターピン孔に挿入させることにより両者の軸を合致させる移動を前記支持機構に生起させて前記第１又は第２のカップリングプレートに対する前記第２又は第１のカップリングプレートの相対位置を水平面内で微調整する、ことを特徴とする配管離接合装置。
【請求項２】 第１の基台側に水平に支持された第１のカップリングプレートと、第２の基台により水平面内の任意方向に移動自在に水平に支持された第２のカップリングプレートを、対向させて、前記第１のカップリングプレートを前記第２のカップリングプレートに所定距離まで近づけることにより、各カップリングプレートに取付けられている対応する配管継手を連結する配管離接合装置であって、前記第１の基台と前記第１のカップリングプレートとの間に設けられた昇降機構を動作させることにより前記第１のカップリングプレートを所定の範囲内で上下移動させる昇降手段と、内筒と外筒を有し、前記第１のカップリングプレートに設けられた各配管継手と前記第１の基台側に設けられた対応する各配管とを各々連結し、前記第１のカップリングプレートの上下移動に伴って生起される内筒と外筒の筒軸方向の相対移動によって伸縮し、前記内筒と前記外筒に設けられた係止機構によって前記相対移動により伸ばされる最大長さを各々規制される伸縮管と、を備え、各配管内を流れる流体の圧力による前記第１のカップリングプレートに設けられた各配管継手と前記第１の基台側に設けられた対応する各配管とを遠ざける方向の作用力を前記係止機構によって前記各伸縮管毎に受ける、ことを特徴とする配管離接合装置。
【請求項３】 上方の基台側に水平に支持された第１のカップリングプレートと、下方の基台側に水平に支持された第２のカップリングプレートを、対向させた状態で所定距離まで近づけることにより、各カップリングプレートに取付けられている対応する配管継手を連結する配管離接合装置であって、第１のカップリングプレートに対する第２のカップリングプレートの水平面内方向での相対位置を規制するための規制部材と、ユニット上面からボールの一部が突出するようにクッション部材を介してユニットの各収納部内に転動自在に配設された各転動ボールの突出上面により、前記第２のカップリングプレートの下面側を水平面内の任意の方向に移動自在に支持する、前記下方の基台上に設けられた転動ボールユニットと、を備え、対応する配管継手の連結前に前記規制部材からの規制力により前記第２のカップリングプレートを前記転動ボールユニットに対して水平面内で移動させて前記第１のカップリングプレートに対する前記第２のカップリングプレートの相対位置を水平面内で微調整し、前記第２のカップリングプレートと前記下方の基台との間に衝撃力が加わる場合にはその衝撃力を前記クッション部材により吸収する、ことを特徴とする配管離接合装置。
【請求項４】 請求項３に於いて、前記クッション部材は、前記各転動ボールをエアの圧力で対応する前記収納部内の底面から浮かすように支持するエアクッションである、ことを特徴とする配管離接合装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、第１と第２のカップリングプレートを対向させて所定距離まで近づけることにより、各カップリングプレートに取付けられている対応する配管継手を各々連結する配管離接合装置に関する。本発明の装置は、例えば、相対移動可能な２つの建造物に各々設けられた配管群を接続したり、離脱させたりするために用いられる。
【０００２】
【従来の技術】相対移動可能な２つの建造物（例：基礎建造物と、該基礎建造物内に設けられた可動建造物（観客席とトイレや厨房等の付帯設備から成る構造体であり基礎建造物内を移動可能))に各々配設された配管群を同時に接続し、及び、同時に離脱させ得る装置としては、本出願人の出願である特開平１０−２０５６７２号公報に記載された装置がある。上記配管群は、例えば、圧力が１０ｋｇ／ｃｍ2 程度の冷暖房用の水を通す配管、圧力が２０ｋｇ／ｃｍ2 程度の上水道の水を通す配管、トイレ用の中水道の水を通す配管、圧力が５ｋｇ／ｃｍ2 以下の下水道の水を通す配管、圧力が２０ｋｇ／ｃｍ2 程度のスプリンクラーや圧力が５０ｋｇ／ｃｍ2 程度の放水銃等の消火用の水を通す配管等である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】サッカーやテニス等、多種類のスポーツ用の競技場を単一のグラウンドで兼用するため、使用対象の競技種目に適合するように観客席及びその付帯設備を移動させ得る設備が望まれている。例えば、サッカーの場合は広い競技場を要するため観客席等を後退させ、テニスの場合は前進させ得るように構成された設備である。ここで、付帯設備とは、例えば、トイレや食堂や厨房等の設備である。
【０００４】上述の付帯設備には、冷暖房用、上水道用、中水道用、下水道用、消火栓用等の水を通す各種の配管群が設けられる。このため、競技種目に合わせて観客席等を移動させて停止させた各位置に於いて、付帯設備側の各種の配管群を、基礎建造物側の対応する配管群に連結するための装置が必要となる。
【０００５】このような装置では、付帯設備側を所望の位置に停止させる際の位置ずれを吸収して、両配管群を確実に連結できることが要求される。また、このような装置では、配管内を流れる流体の圧力が連結部を離すように作用する力に対して十分に抗し得る強度が要求される。そのためには、連結部を支持するフレームの強度を高めればよいが、そうすると、フレームを軽量化したいという要請に反する。このため、フレームの強度を過度に高めることなく、上記の作用力に十分に抗し得るようにすることが要求される。さらに、このような装置では、地震等の際に配管群の連結部に加わる衝撃力を吸収して破壊を防止することが要求される。本発明は、これらの要求に応えることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、第１の基台側に水平に支持された第１のカップリングプレートと、第２の基台側に水平に支持された第２のカップリングプレートを、対向させた状態で所定距離まで近づけることにより、各カップリングプレートに取付けられている対応する配管継手を連結する配管離接合装置であって、一方のカップリングプレートの中央部にプレート面に対して垂直な方向に進退自在に設けられた、先端部が細いテーパ形状を成すセンターピンと、他方のカップリングプレートの前記センターピンに対応する部位にプレート面に対して垂直に設けられたセンターピン孔と、前記第１又は第２のカップリングプレートと前記第１又は第２の基台の間に設けられて前記第１又は第２のカップリングプレートを水平面内の任意の方向に移動自在に支持する支持機構と、を備え、対応する配管継手の連結前に前記センターピンを前記センターピン孔に挿入させることにより両者の軸を合致させる移動を前記支持機構に生起させて前記第１又は第２のカップリングプレートに対する前記第２又は第１のカップリングプレートの相対位置を水平面内で微調整する、ことを特徴とする配管離接合装置である。請求項２の発明は、第１の基台側に水平に支持された第１のカップリングプレートと、第２の基台により水平面内の任意方向に移動自在に水平に支持された第２のカップリングプレートを、対向させて、前記第１のカップリングプレートを前記第２のカップリングプレートに所定距離まで近づけることにより、各カップリングプレートに取付けられている対応する配管継手を連結する配管離接合装置であって、前記第１の基台と前記第１のカップリングプレートとの間に設けられた昇降機構を動作させることにより前記第１のカップリングプレートを所定の範囲内で上下移動させる昇降手段と、内筒と外筒を有し、前記第１のカップリングプレートに設けられた各配管継手と前記第１の基台側に設けられた対応する各配管とを各々連結し、前記第１のカップリングプレートの上下移動に伴って生起される内筒と外筒の筒軸方向の相対移動によって伸縮し、前記内筒と前記外筒に設けられた係止機構によって前記相対移動により伸ばされる最大長さを各々規制される伸縮管と、を備え、各配管内を流れる流体の圧力による前記第１のカップリングプレートに設けられた各配管継手と前記第１の基台側に設けられた対応する各配管とを遠ざける方向の作用力を前記係止機構によって前記各伸縮管毎に受ける、ことを特徴とする配管離接合装置である。請求項３の発明は、上方の基台側に水平に支持された第１のカップリングプレートと、下方の基台側に水平に支持された第２のカップリングプレートを、対向させた状態で所定距離まで近づけることにより、各カップリングプレートに取付けられている対応する配管継手を連結する配管離接合装置であって、第１のカップリングプレートに対する第２のカップリングプレートの水平面内方向での相対位置を規制するための規制部材と、ユニット上面からボールの一部が突出するようにクッション部材を介してユニットの各収納部内に転動自在に配設された各転動ボールの突出上面により、前記第２のカップリングプレートの下面側を水平面内の任意の方向に移動自在に支持する、前記下方の基台上に設けられた転動ボールユニットと、を備え、対応する配管継手の連結前に前記規制部材からの規制力により前記第２のカップリングプレートを前記転動ボールユニットに対して水平面内で移動させて前記第１のカップリングプレートに対する前記第２のカップリングプレートの相対位置を水平面内で微調整し、前記第２のカップリングプレートと前記下方の基台との間に衝撃力が加わる場合にはその衝撃力を前記クッション部材により吸収する、ことを特徴とする配管離接合装置である。請求項４の発明は、請求項３に於いて、前記クッション部材は、前記各転動ボールをエアの圧力で対応する前記収納部内の底面から浮かすように支持するエアクッションである、ことを特徴とする配管離接合装置である。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。本発明の配管離接合装置は、図４に示すように、基礎建造物の各所定位置に各々設けられている地下室ＵＢ内の固定基礎体ＦＢにより支持されたカップリングプレート３３と、車輪ｍｂにより移動可能とされている可動建造物ＭＢ側に支持されたカップリングプレート１６とを、可動建造物ＭＢを所望の所定位置まで移動させて対向させた後、図１に示すように、サーボモータ３の駆動力によりカップリングプレート１６を下降させて該カップリングプレート１６と固定基礎体ＦＢ側のカップリングプレート３３との間の距離を所定距離まで近づけることにより、２つのカップリングプレート１６と３３に各々対応して取り付けられている各雄雌の各配管継手（カップリング）を一括して連結する装置である。なお、カップリングプレート３３が、請求項１と２の第２又は第１のカップリングプレートや、請求項３の第２のカップリングプレートに該当する。また、カップリングプレート１６が、請求項１と２の第１又は第２のカップリングプレートや、請求項３の第１のカップリングプレートに該当する。
【０００８】基礎建造物とは、例えば、固定観客席やその付帯設備及びドーム屋根等を有する競技場の全体を構成する建造物である。可動建造物ＭＢとは、移動観客席やその付帯設備等であり、基礎建造物内に設けられたレールに沿って車輪ｍｂが移動することにより、基礎建造物に対して相対移動可能に設けられた建造物である。この相対移動方向を、本明細書ではＸ方向という。可動建造物ＭＢは、競技種目等に応じて定まる所定位置へ移動されて、停止・固定される。各所定位置に各々設けられている地下室ＵＢ内には、各々カップリングプレート３３及び該カップリングプレート３３を支持するための設備（固定側の設備）が設けられている。以下の説明では、必要に応じて、固定基礎体ＦＢ側の部材（カップリングプレート３３等）を固定側部材、可動建造物ＭＢ側の部材（カップリングプレート１６等）を可動側部材という。なお、固定側部材を支持するフレーム４５が、請求項１と２の第２又は第１の基台や請求項３の下方の基台に該当する。また、可動側部材を支持するフレーム１が、請求項１と２の第１又は第２の基台や請求項３の上方の基台に該当する。
【０００９】カップリングプレート１６を下降させる機構は、図１に示すように、フレーム１に取付けられているサーボモータ３、フレーム１に取付けられている２つのスクリュージャッキ４、及びカップリングプレート１６に取付けられている２つのジャッキスクリューナット２６等から成る。即ち、サーボモータ３の駆動力でスクリュー４ａを回転させ、このスクリュー４ａに噛合されており且つカップリングプレート１６と一体であるジャッキスクリューナット２６を下降させる機構として構成されている。なお、図１（ａ）に示される左右２つのスクリュージャッキ４は、連結シャフト５を介して連結されており、これにより、単一のサーボモータ３による駆動が可能とされている。
【００１０】下降動作に先立ち、平行度センサ（レーザによりカップリングプレート３３の上面までの距離を測定するセンサ）６１の検出信号に基づいてカップリングプレート１６と３３の平行度が検出され、その値が許容範囲内である場合にのみ、上述の下降動作が実行される。この制御は、上記の平行度が許容範囲を越えると継手の連結に支障が生じ、無理に連結しようとすると、何れかの箇所が破壊される恐れがあることを考慮したものであり、移動台車側現場制御盤７１によって行われる。なお、図１（ｂ）はカップリングプレート１６の下降前の状態を示し、図１（ｃ）は下降後の連結状態を示す。
【００１１】カップリングプレート１６が或る高さ（配管継手（カップリング）が連結される直前の高さ）まで下降（この場合は高速下降）すると、一旦、その高さで下降が停止されて、カップリングプレート３３の中心をカップリングプレート１６の中心に合致させるセンター合わせが行われる。即ち、カップリングプレート１６側に取付けられているセンターピン２７を下降させてカップリングプレート３３側のセンターピンガイド（センターピン孔）４１内に挿入し、これにより、センターピン２７の軸にセンターピンガイド４１の軸が合致するようにカップリングプレート３３を水平面内で移動させる動作が行われる。
【００１２】センターピン２７の下降動作は、センターピンシリンダ（油圧シリンダ）２９を、移動台車側現場制御盤７１からの制御により油圧装置７３と不図示の弁を動作させることで行われる。なお、センターピン２７とセンターピンガイド４１の軸芯が多少ズレている場合でもセンターピン２７がセンターピンガイド４１に挿入され得るように、センターピン２７の先端（下端）部は、先鋭な形状（先が細いテーパ形状）に形成されている。また、センターピン２７の下降方向の精度を良くするために、カップリングプレート１６側にも、センターピンガイド２８（図２参照）が設けられている。
【００１３】カップリングプレート（請求項３の第２のカップリングプレート）３３の水平面内での移動は、Ｘ方向の摺動機構と、水平面内方向の滑り機構とによって可能とされている。即ち、図５に示すように、フレーム４５の上にはＸ方向に延びるリニアスライドレール４６が設けられ、その上に、スライドブロック４７が摺動自在に設けられて、Ｘ方向の摺動機構が構成されている。ここで、スライドブロック４７の摺動範囲は、スライドブロック４７の上に一体に取付けられている転動ボールユニット台板５１から一体に下垂されているストッパ４８と、リニアスライドレール４６上の２箇所に設けられているストッパ４９とが相互に係止する範囲に制限されている。なお、図５（ａ）では、右位置のストッパ４９のみが図示されているが、不図示の左側の対称位置にもストッパ４９が同様に設けられている。
【００１４】水平面内の滑り機構は、転動ボールユニット台板５１上に一体に設けられている転動ボールユニット５０と、転動ボールユニット５０の上に水平面内の任意の方向に滑動可能に載置されており且つカップリングプレート３３を一体に支持している転動ボールユニット上板５２とにより構成されている。ここで、転動ボールユニット上板５２の移動範囲は、Ｙ方向についてはストッパ５３により制限され、Ｘ方向についてはストッパ５４により制限されている。また、地震等の振動により転動ボールユニット上板５２が上下方向に飛び跳ねないように、上下方向の動きを規制する不図示のストッパも設けられている。
【００１５】転動ボールユニット５０は、図６と図７に示すように、複数個（本装置では１３個）の転動ボール（メインボール）５０ａと、各転動ボール５０ａを各々多数のベアリング（小ボール）５０ｂを介して転動自在に支持するボール受け５０ｃと、ボール受け５０ｃを空間５００内の圧縮空気（クッション部材）を介して弾性的に支持するケース５０ｄと、ボール受け５０ｃの突出部５０ｃｃを係止することによりボール受け５０ｃが上方に飛び出してしまうことを防止する機能を果たす蓋５０ｅと、ケース５０ｄとボール受け５０ｃとの間隙をシールするシール部材（Ｏリング）５０ｆとを有する。
【００１６】転動ボールユニット５０では、空間５００内にエアレシーバ７５を介して充填した圧縮空気の圧力Ｐによりボール受け５０ｃをケース５０ｄの底板から浮かしているため、地震時等に上下方向の衝撃力が加わった場合でも、その衝撃力を圧縮空気の圧力Ｐによるクッションで吸収することができ、破壊を防止できる効果がある。なお、圧縮空気の充填は、固定側現場制御盤７２（図１）からの制御による弁７６の開閉動作等によって行われる。このように構成される転動ボールユニット５０の複数の転動ボール５０ａ上に載置されることにより、転動ボールユニット上板５２及び該転動ボールユニット上板５２と一体のカップリングプレート３３は、任意の方向に滑動自在となる。
【００１７】カップリングプレート３３の中心をカップリングプレート１６の中心に合致させる上述のセンター合わせが終了すると、４本のロックピン３０による精密な角度合わせが行われ、その後、カップリングプレート１６がスクリュージャッキ４により微速降下されて配管継手がカップリング（連結）される。
【００１８】即ち、図１や図２に示すように、まず、カップリングプレート１６側に設けられている合計４本のロックピン３０が、ロックピンシリンダ（油圧シリンダ）３２により下降されて、カップリングプレート３３側の対応するロックピンガイド４１に各々挿入されることで、角度合わせが行われる。ここで、ロックピン３０の下降動作は、移動台車側現場制御盤７１からの制御により油圧装置７３と不図示の弁を動作させることで行われる。また、ロックピン３０の下降方向の精度を良くするために、カップリングプレート１６側にも、ロックピンガイド３１が設けられている。
【００１９】各ロックピン３０を対応するロックピンガイド４２に各々挿入することによる角度合わせが終了すると、次に、カップリングプレート１６がスクリュージャッキ４機構により微速降下され、これにより、カップリングプレート１６側の各配管継手（雌又は雄）が、カップリングプレート３３側の対応する配管継手（雄又は雌）に各々連結される。なお、カップリング機構については公知であるため説明は省略する。
【００２０】各配管継手のカップリングが終了すると、ロックプレートシリンダ（エアシリンダ）４４によりロックプレート４３の先端のＵ字状の切り欠き部がロックピン３０の先端のリング状の凹部に係合され、これにより、ロックピン３０がカップリングプレート３３側にロックされる。ここで、ロックプレート４３の前進動作は、固定側現場制御盤７２からの制御により不図示のエア装置や弁を動作させることで行われる。
【００２１】こうして、移動側と固定側の配管の連結が行われた後、各配管内に流体が流されるのであるが、この流体の圧力は、移動側フレーム１とカップリングプレート１６との間に設けられている各伸縮管２０を拡げる方向へ作用する。
【００２２】伸縮管２０とは、図３に示すように、移動側カップリングプレート１６に取付けられている各配管継手（カップリング）１７と、移動側フレーム１に取付けられている短管１４（可動建造物ＭＢ内の配管にフレキシブルチューブ等を介して連結される部材）との間に設けられる管部材であり、図８に示すように、内筒２０ａと、その外周に管軸方向に摺動可能に設けられた外筒２０ｂとから成る伸縮自在な管部材である。つまり、配管継手の連結に際しては、前述のように、移動側カップリングプレート１６がスクリュージャッキ機構の作用で下降するのであるが、その際、移動側カップリングプレート１６と移動側フレーム１との距離が拡がるため、その間に、伸縮自在な伸縮管２０を用いているのである。
【００２３】この伸縮管２０に対して、上述のように流体の圧力が作用すると、各伸縮管２０に加わる力の合力が、移動側カップリングプレート１６と移動側フレーム１に対して加わることになるのであるが、各配管内に流される流体の圧力は非常に大きいため、そのままでは、移動側カップリングプレート１６と移動側フレーム１に加わる力も非常に大きくなってしまい、これらの強度を十分に高める必要が生ずる。しかし、そのような強度を達成しようとすると、重量が過度に大きくなるばかりでなくコストも高くなる。
【００２４】このため、本配管離接合装置では、図８に示すように、各伸縮管２０にストッパ２０ａａ，２０ｂｂによる係止機構を設けることで、各伸縮管２０に対して加わる力を当該伸縮管２０で受けるように構成して、移動側カップリングプレート１６や移動側フレーム１に対して上記の力が加わることを防止している。
【００２５】即ち、移動側フレーム１の側の短管１４（図３）に接続される内筒の先端（図８で右端）部側の外周にリング状に張り出すようにストッパ２０ａａを設けるとともに、移動側カップリングプレート１６の側のカップリング１７に（図３）に接続される外筒の先端（図８で左端）部側の内周にリング状に張り出すようにストッパ２０ｂｂを設け、これらを係止させることにより伸縮管２０の最大伸び長さを制限して、各伸縮管２０に対して加わる力を当該伸縮管２０により受け、これにより、移動側カップリングプレート１６や移動側フレーム１に過大な力が作用しないようにして、それらの強度を過度に高めなくてもよいようにしているのである。なお、内筒２０ａと外筒２０ｂの間、内筒２０ａと短間１４との間、及び、外筒２０ｂとカップリング１７との間には、それぞれシール部材（Ｏリング）が設けられている。
【００２６】本配管離接合装置は、上述の特徴に加えて、さらに、以下の特徴を有する。即ち、まず、固定側カップリングプレート３３に取付けられている各カップリング３６（図３）と、基礎建造物内の配管とを、図４に示すように、クローザージョイント９５で連結することで、高圧に耐え得るようにしている。また、図９に示すように、実際の使用に先立って各配管の漏れを確認するための試験用加圧ポンプ装置９２を有する。また、各配管内の汚れ（例：尿石等）を除去するための洗浄装置９１を有する。
【００２７】
【発明の効果】本発明によると、使用対象の競技種目に適合するように観客席及びその付帯設備を移動させ得る設備に於いて、移動側の建造物が停止される際の位置決め精度のズレを、センターピンとセンターピン孔、及び、第１又は第２のカップリングプレートを水平面内の任意方向に移動自在に支持する支持機構によって吸収できるため、付帯設備側に設けられる各種の配管群を、基礎建造物側の対応する配管群に確実に連結することができる。また、各伸縮管に加わる力を各伸縮管の内筒と外筒に設けられた係止機構によって当該各伸縮管で受けるため、各伸縮管の端部を支持するカップリングプレートやフレームの強度を過度に高める必要は無い。また、第２のカップリングプレートの下面を水平面内の任意の方向に移動自在に支持する転動ボールユニットに加わるかもしれない衝撃力を、転動ボールと収納部との間に設けられたクッション部材（圧縮エア等）により吸収するため、上記の衝撃力による破壊を防止することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９０００７２０５
【氏名又は名称】日合エンジニアリング株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年１０月２０日（１９９８．１０．２０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８７７７８
【弁理士】
【氏名又は名称】丸山 明夫
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１２０９６５（Ｐ２０００−１２０９６５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年４月２８日（２０００．４．２８） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２９８８０８ |
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