| 【発明の名称】 |
空気調和機 |
| 【発明者】 |
【氏名】甲斐 昭裕
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| 【要約】 |
【課題】圧縮機が停止した際、圧縮機が再始動するための起動特性を確保し、かつ、電動膨張弁による均圧時の音の発生を抑制すること。
【解決手段】圧縮機からの吐出冷媒を、凝縮器から蒸発器へと循環させる冷媒循環回路を構成すると共に、凝縮器と蒸発器との間の液管に電気信号により弁開度を調節する電動膨張弁を設け、圧縮機と電動膨張弁の動作を制御するマイクロコンピュータを有する空気調和機において、圧縮機が停止した際、圧縮機が再始動するための起動特性を確保し、かつ、均圧時の音を抑えるように電動膨張弁の開度を全開でない所定の開度に設定する制御手段を備えたものである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 圧縮機からの吐出冷媒を凝縮器から蒸発器へと循環させる冷媒循環回路を構成すると共に、前記凝縮器と前記蒸発器との間の液管に電気信号により弁開度を調節する電動膨張弁を設け、前記圧縮機と前記電動膨張弁との動作を制御するマイクロコンピュータを有する空気調和機において、前記圧縮機が停止した際、前記圧縮機が再始動するための起動特性を確保し、かつ、均圧時の音を抑えるように前記電動膨張弁の開度を全開でない所定の開度に設定する制御手段を備えたことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】 前記圧縮機が停止した際の前記電動膨張弁の所定開度を、室外ユニットの能力および容量に応じた開度設定としたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項３】 圧縮機からの吐出冷媒を凝縮器から蒸発器へと循環させる冷媒循環回路を構成すると共に、前記凝縮器と前記蒸発器との間の液管に電気信号により弁開度を調節する電動膨張弁を設け、前記圧縮機と前記電動膨張弁との動作を制御するマイクロコンピュータを有する空気調和機において、過負荷等の異常運転の結果、前記冷媒循環回路の温度、圧力、電流のいずれかが所定の範囲以外となり前記マイクロコンピュータが前記圧縮機を停止した場合、前記電動膨張弁との開度を、開方向へと広げるように制御する制御手段を備えたことを特徴とする空気調和機。
【請求項４】 圧縮機からの吐出冷媒を凝縮器から蒸発器へと循環させる冷媒循環回路を構成すると共に、前記凝縮器と前記蒸発器との間の液管に電気信号により弁開度を調節する電動膨張弁を設け、前記圧縮機と前記電動膨張弁との動作を制御するマイクロコンピュータを有する空気調和機において、過負荷等の異常運転の結果、前記冷媒循環回路の温度、圧力、直流電流のいずれかが所定の範囲以外となり前記マイクロコンピュータが前記圧縮機を停止したのち、前記マイクロコンピュータが前記圧縮機を再始動させた際、室外ユニットの能力および容量に応じて、前記電動膨張弁の開度を開方向へと広げるように制御する制御手段を備えたことを特徴とする空気調和機。
【請求項５】 圧縮機からの吐出冷媒を凝縮器から蒸発器へと循環させる冷媒循環回路を構成すると共に、前記凝縮器と前記蒸発器との間の液管に電気信号により弁開度を調節する電動膨張弁を設け、前記圧縮機と前記電動膨張弁との動作を制御するマイクロコンピュータを有し、室内機と室外機とを具備した空気調和機において、前記室外機が前記室内機の形態または容量を認識し、その認識した結果に応じて、前記電動膨張弁の開度制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする空気調和機。
【請求項６】 圧縮機からの吐出冷媒を凝縮器から蒸発器へと循環させる冷媒循環回路を構成すると共に、前記凝縮器と前記蒸発器との間の液管に電気信号により弁開度を調節する電動膨張弁を設け、前記圧縮機と前記電動膨張弁との動作を制御するマイクロコンピュータを有する空気調和機において、空気調和機の運転停止回数をカウントし、その回数がある一定の回数となった場合、前記電動膨張弁の開度の基準位置の設定処理をする手段を備えたことを特徴とする空気調和機。
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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、空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の空気調和機の制御装置として、例えば図１３に示す特開昭５９−１８３２５５号公報を挙げることができる。図において、１は圧縮機、２は凝縮器、３は電動膨張弁、４は蒸発器である。５は電動膨張弁３の弁開度を調節する膨張弁制御回路で、蒸発器４の入口に設けた温度検出器５Ａと出口に設けられた温度検出器５Ｂによって検出される蒸発器４入口、出口の温度差が一定の値となるように電気式膨張弁３の開度を制御する電気信号を出力している。６は空気調和機の圧縮機１の運転制御を行う制御回路で、設定温度を入力する設定器６Ａと室温を検知する室温検出器６ｂとの差によって圧縮機１の運転、停止を制御している。
【０００３】次に動作を説明する。図１４は従来の空気調和機の圧縮機と電動膨張弁の動作説明図である。空気調和機の運転状態においては、圧縮機制御回路６により設定器６Ａで設定された温度と室温検出器６Ｂによって検出された温度を比較して圧縮機１の運転制御が行われ、膨張弁制御回路５によって温度検出器５Ａおよび５Ｂで検出される蒸発器４の入口、出口の温度差が一定となるように膨張弁３の弁開度が制御されている。そして、時間Ｔ0 において圧縮機が停止すると圧縮機制御回路６より膨張弁制御回路５に信号が伝達され電動膨張弁３の弁開度を全開に制御する。これにより、冷媒が流れやすくなり高圧側と低圧側の圧力バランスが約数十秒間で速やかに行われることになる。そして、時間Ｔ1 において圧縮機を再始動すると圧縮機制御回路６から膨張弁制御回路５を介して電動膨張弁３に制御信号が伝達され適切な絞り状態に制御し空気調和機を通常の運転状態とすることになる。
【０００４】図１５は従来の電動膨張弁の構成図である。図において、７は駆動用パルスモータで、制御回路５からの電気信号にしたがって正逆何れの方向にもほぼ任意の角度で回転させることができる。８は駆動用ネジで、駆動用パルスモータ７の出力軸の回転運動を往復運動に変換して弁９を上下動させる。１０は弁座で、冷媒は弁９と弁座１０の間を流れ、弁９の上下動によりこの間隔を調節して減圧量を調節することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の空気調和機は以上のように構成されているので、圧縮機１が停止した際、圧力差が生じている高圧側と低圧側の圧力をバランスするために、電動膨張弁３の開度を全開としているため、均圧する際に音が発生する問題点があった。
【０００６】また、圧縮機１が停止した際、電動膨張弁３の開度を室外ユニットの能力および容量と無関係に全開としているため、電動膨張弁３を全開とした時に均圧が確保できるよう、室外ユニットの能力および容量に応じた電動膨張弁３を搭載する必要があった。
【０００７】また、過負荷等の異常運転の結果、冷媒サイクルの温度、圧力、電流のいずれかが所定の範囲以外となり圧縮機１を停止した場合でも、圧縮機１の停止した要因に依らず、電動膨張弁３の開度を空調温度による圧縮機停止の開度と同一としているため、圧縮機停止中での過負荷状態の回避ができないという問題点があった。
【０００８】また、過負荷等の異常運転の結果、冷媒サイクルの温度、圧力、電流のいずれかが所定の範囲以外となり圧縮機１を一定期間停止したのち、圧縮機１を再始動させた際、室外ユニットの能力および容量と無関係に、電動膨張弁３の開度を制御するために、空調能力が低下し、冷えないまたは暖まらないという問題点があった。
【０００９】また、室内機の形態または容量と無関係に、蒸発器４の入口、出口の温度差が一定となるように電動膨張弁制御を行っているため、同上の問題があった。
【００１０】また、電動膨張弁３は、開動作および閉動作を繰り返すことにより、電動膨張弁３のもつ誤差およびバラツキによって、膨張弁制御回路部５からの設定開度指令位置との間に誤差が生じるが、この誤差を回避するため、基準位置の再設定処理を行う必要があるが、基準位置の再設定処理は、電動膨張弁３に一時的なストレスを与えるため、頻繁に行うことによって電動膨張弁３の品質低下の要因となっている。
【００１１】この発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、圧縮機が停止した際、圧縮機が再始動するための起動特性を確保し、かつ電動膨張弁による均圧時の音の発生を抑制することを目的とする。
【００１２】また、電動膨張弁の部品の共通化を図ることを目的とする。
【００１３】また、過負荷等の異常運転で圧縮機が停止した場合に、圧縮機停止中の過負荷状態の回避ができるようにすることを目的とする。
【００１４】また、過負荷等の異常運転の結果、圧縮機が停止して再始動させた場合に、空調能力が低下しないようにすることを目的とする。
【００１５】また、室内機の形態または容量に応じて電動膨張弁の制御を行うことで空調能力の低下を抑制することを目的とする。
【００１６】また、電動膨張弁の基準位置の再設定処理の頻度を減らし、電動膨張弁の品質低下を抑制することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る空気調和機は、圧縮機からの吐出冷媒を凝縮器から蒸発器へと循環させる冷媒循環回路を構成すると共に、凝縮器と蒸発器との間の液管に電気信号により弁開度を調節する電動膨張弁を設け、圧縮機と電動膨張弁との動作を制御するマイクロコンピュータを有する空気調和機において、圧縮機が停止した際、圧縮機が再始動するための起動特性を確保し、かつ、均圧時の音を抑えるように電動膨張弁の開度を全開でない所定開度に設定する制御手段を備えたものである。
【００１８】また、圧縮機が停止した際の電動膨張弁の所定開度を、室外ユニットの能力および容量に応じた開度設定としたものである。
【００１９】また、過負荷等の異常運転の結果、冷媒循環回路の温度、圧力、電流のいずれかが所定の範囲以外となりマイクロコンピュータが圧縮機を停止した場合、電動膨張弁の開度を、開方向へと広げるように制御する制御手段を備えたものである。
【００２０】また、過負荷等の異常運転の結果、冷媒循環回路の温度、圧力、直流電流のいずれかが所定の範囲以外となりマイクロコンピュータが圧縮機を停止したのち、マイクロコンピュータが圧縮機を再始動させた際、室外ユニットの能力および容量に応じて、電動膨張弁の開度を開方向へと広げるように制御する制御手段を備えたものである。
【００２１】また、室外機が室内機の形態または容量を認識し、その認識した結果に応じて、電動膨張弁の開度制御を行う制御手段を備えたものである。
【００２２】また、空気調和機の運転停止回数をカウントし、その回数がある一定の回数となった場合、電動膨張弁の開度の基準位置の設定処理をする手段を備えたものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の実施の形態１を図面を参照して説明する。図１はこの発明の実施の形態１による空気調和機の全体構成図である。図において、１は圧縮機であり、圧縮機１と、凝縮器２、電動膨張弁３、蒸発器４とを順次冷媒配管で環状に接続して冷凍サイクルを構成している。５は凝縮器２の送風ファン、６は蒸発器４の送風ファンである。
【００２４】圧縮機１は室外機制御用マイクロコンピュータ１１からの指令に基づき、圧縮機制御用リレー１０を介して制御される。
【００２５】電動膨張弁３は室外機制御用マイクロコンピュータ１１からの指令に基づき、膨張弁回路制御部１２を介して制御される。
【００２６】７ａは圧縮機１の吐出冷媒の温度を検出する吐出冷媒温度検出サーミスタ、７ｂは凝縮器２の温度を検出する凝縮器温度検出サーミスタ、７ｃは凝縮器２の出口の温度を検出する凝縮器出口温度検出サーミスタであり、それぞれのサーミスタからのデータは室外機制御用マイクロコンピュータ１１に取り込まれる。８ａは圧力によって作動する高圧圧力スイッチであり、８ｂは圧力によって作動する低圧圧力スイッチである。高圧圧力スイッチ８ａ、低圧圧力スイッチ８ｂの作動状態はマイクロコンピュータ１１に取り込まれる。９は温度によって作動するサーモスイッチであり、サーモスイッチ９の作動状態はマイクロコンピュータ１１に取り込まれる。
【００２７】１５ａは室内温度の温度を検出する室内温度検出サーミスタ、１５ｂは蒸発器４の温度を検出する蒸発器温度検出サーミスタ、１５ｃは蒸発器４の入口の温度を検出する蒸発器入口温度検出サーミスタであり、それぞれのサーミスタからのデータは室内機制御用マイクロコンピュータ１４に取り込まれる。
【００２８】１３は運転指令、および冷房または暖房等の状態を選択するリモコンであり、リモコン１３の設定状態の内容は、室内機制御用マイクロコンピュータ１４に取り込まれる。室内機制御用マイクロコンピュータ１４は、送風ファン６の制御を行うと共に、リモコン１３の設定状態の内容に基づき、運転指令を室外制御用マイクロコンピュータ１１に送信する。
【００２９】上記のように構成される空気調和機の動作について説明する。まず、空気調和機が運転されると、リモコン１３によって設定された温度と、室内温度検出サーミスタ１５ａによって検出された温度とを、室外制御用マイクロコンピュータ１１が比較して、圧縮機１の運転制御が行われる。
【００３０】また、図２は圧縮機が停止した際の、電動膨張弁の開度設定による均圧時の音および、再始動時の起動特性を表した図である。図に示すように均圧時の音を最低限に抑えることができ、かつ、再始動時の起動特性を十分に確保する電動膨張弁の開度設定は、双方の曲線が交差するポイントであり、この電動膨張弁の開度をＳ1 とする。
【００３１】ここで、室内温度がリモコン１３にて設定された温度から外れた場合、またはリモコン１３によって運転停止された場合、圧縮機１を停止する。この際、凝縮器２の出口に取り付けられた電動膨張弁３の開度を、図２にて得られるＳ1 に設定する。
【００３２】図３は圧縮機と電動膨張弁の動作説明図である。図に示すように、時間Ｔ0 において圧縮機１が停止すると膨張弁回路制御部１２に室外制御用マイクロコンピュータ１１から信号が伝達され、電動膨張弁３の開度をＳ1 に制御する。そして、時間Ｔ1 において圧縮機１を再始動すると、電動膨張弁３を適切な絞り状態に制御する。
【００３３】以上の結果、圧縮機１が停止した際、前記電動膨張弁３の開度を全開でない一定の開度（Ｓ1 ）に設定することで、圧縮機１が再始動するための起動特性を確保し、かつ、均圧時の音を抑えることができる。
【００３４】実施の形態２．以下、この発明の実施の形態２を図面を参照して説明する。図４、５は実施の形態２を示す図で、図４は圧縮機と電動膨張弁の動作説明図、図５は圧縮機が停止した際の電動膨張弁の開度設定による均圧時の音及び再始動時の起動特性を表した図である。
【００３５】図５において、２５ａは３馬力の室外ユニットの均圧音、２５ｂは４馬力の室外ユニットの均圧音、２５ｃは５馬力の室外ユニットの均圧音である。均圧時の音を最低限に抑えることができ、かつ、再始動時の起動特性を十分に確保する電動膨張弁３の開度設定は、それぞれの曲線が交差するポイントであり、この電動膨張弁３の開度を３馬力の室外ユニットではＳ1 、４馬力の室外ユニットではＳ2 、５馬力の室外ユニットではＳ3 である。
【００３６】ここで、室内温度がリモコン１３にて設定された温度から外れた場合、またはリモコン１３によって運転停止された場合、圧縮機１を停止する。この際、図４に示すように、凝縮器２の出口に取り付けられた電動膨張弁３の開度を、室外ユニットの能力に応じて、図５にて得られるＳ1 、またはＳ2 、またはＳ3 に設定する。
【００３７】以上の結果、室外ユニットの能力および容量に応じて、圧縮機１が停止した際の、前記電動膨張弁３の一定開度を変化させることで、電動膨張弁３の部品の共通化が可能となる。
【００３８】実施の形態３．以下、この発明の実施の形態３を図面を参照して説明する。図６、７は実施の形態３を示す図で、図６は電動制御弁の制御フローチャート図、図７は圧縮機と電動膨張弁の動作説明図である。
【００３９】図６において、まず、ステップ１０１にて、冷凍サイクルの温度検出を行う吐出冷媒温度検出サーミスタ７ａ、凝縮器温度検出サーミスタ７ｂ、凝縮器出口温度検出サーミスタ７ｃのデータを取り込む。次に、ステップ１０２にて、冷凍サイクルの各部の圧力状態を検出する高圧圧力スイッチ８ａ、低圧圧力スイッチ８ｂの作動状態を取り込む。次に、ステップ１０３にて、サーモスイッチ９の作動状態を取り込む。
【００４０】次に、ステップ１０４にて圧縮機１が運転中であるかどうかを判定し、圧縮機１が運転中でなければ、ステップ１０１に戻り、冷凍サイクルの各部の温度を取り込む。
【００４１】ステップ１０４にて、圧縮機１が運転中であれば、ステップ１０５にて、ステップ１０１、１０２、１０３にて取り込まれたデータのいずれかが所定の範囲内であるかどうかを判定する。
【００４２】ステップ１０５にて、ステップ１０１、１０２、１０３にて取り込まれたデータのいずれかが所定の範囲内であれば、ステップ１０１に戻り、冷凍サイクルの各部の温度を取り込む。
【００４３】ステップ１０５にて、ステップ１０１、１０２、１０３にて取り込まれたデータが所定の範囲外であれば、ステップ１０６にて圧縮機１を３分間停止させるための３分タイマｔをリセットした後、ステップ１０７にて圧縮機１を３分間停止させるためのタイマｔをセット、ステップ１０８にて圧縮機１を停止させる。
【００４４】次に、ステップ１０９にて図７に示すように電動膨張弁３の開度を、開方向に設定する。
【００４５】次に、ステップ１１０にて、ステップ１０７にてセットされた圧縮機１停止用３分タイマｔをデクリメントする。
【００４６】次に、ステップ１１１にて圧縮機１停止用３分タイマｔが０となったかどうかを判定する。ステップ１１１にて圧縮機１停止用３分タイマｔが０でなければ、ステップ１０８に戻り圧縮機１を停止させる。ステップ１１１にて圧縮機１停止用３分タイマｔが０であれば、ステップ１１２にて圧縮機１を運転再始動させ、ステップ１０１に戻る。
【００４７】以上の結果、過負荷等の異常運転の場合に、室外機制御用マイクロコンピュータ１１が圧縮機１を停止した際に、電動膨張弁３の開度を、開方向へと広げるように制御することができるので、圧縮機停止中での過負荷状態を回避できる。
【００４８】実施の形態４．以下、この発明の実施の形態４を図面を参照して説明する。図８、９は実施の形態４を示す図で、図８は電動制御弁の制御フローチャート図、図９は圧縮機と電動制御弁の動作説明図である。
【００４９】図８において、ステップ１０１からステップ１１１までは実施の形態３と同様の内容である。ステップ１１１にて圧縮機１停止用３分タイマｔが０であれば、ステップ１１３にて室外ユニットの能力および容量を認識し、ステップ１１４にてステップ１１３にて認識した室外ユニットの能力および容量に応じた開方向の電動膨張弁開度を、電動膨張弁３に対して出力し、ステップ１１２にて圧縮機１を運転再始動させる。
【００５０】以上の結果、過負荷等の異常運転の場合に、室外機制御用マイクロコンピュータ１１が圧縮機１を停止した後、室外機制御用マイクロコンピュータ１１が圧縮機１を再始動させた際、図９に示すように、室外ユニットの能力および容量にて、電動膨張弁３の開度を開方向へと広げるように制御することができるので、空調能力の低下を抑制できる。
【００５１】実施の形態５．以下、この発明の実施の形態５を図面を参照して説明する。図１０は実施の形態５を示す図で、電動膨張弁の制御フローチャート図である。
【００５２】電動膨張弁３は、冷房運転の場合、室外の凝縮器温度検出サーミスタ７ｂと、室外の凝縮器出口温度検出サーミスタ７ｃで検出されたサブクール温度、また、暖房運転の場合、室内の蒸発器温度検出サーミスタ１５ｂと、室内の蒸発器出口サーミスタ１５ｃで検出されたサブクール温度が一定となるように制御される。
【００５３】図において、まず、ステップ２０１にて、室内機は形態または容量より、何℃のサブクール温度を目標にするかという内容の補正データを生成する。
【００５４】次に、ステップ２０２にて、室外機はステップ２０１で室内機にて生成された補正データを室内機より通信にて受信する。
【００５５】次に、室外機はステップ２０２にて得られた補正データを、ステップ２０３にて制御データに変換する。
【００５６】次に、室外機はステップ２０４にて、ステップ２０３にて変換された制御データにより、電動膨張弁３の制御を開始する。
【００５７】以上の結果、室外機は、室内機の形態または容量に応じて、電動膨張弁の開度制御を行うことができるので、空調能力の低下を抑制できる。
【００５８】実施の形態６．以下、この発明の実施の形態６を図面を参照して説明する。図１１、１２は実施の形態６を示す図で、図１１は電動膨張弁の制御フローチャート図、図１２は電動膨張弁の動作説明図である。図１１において、まず、ステップ３０１にて、リモコン１３の運転モード設定内容が停止モードあるいは送風モードに変化したかを検出する。
【００５９】ステップ３０１にて、リモコン１３の運転モード設定内容が停止モードあるいは送風モードに変化した場合は、ステップ３０２にて変化回数カウンタｎをインクリメントする。
【００６０】次に、ステップ３０３にて変化回数カウンタｎが１０回以上となったかどうかを判定する。ステップ３０３にて、変化回数カウンタｎが１０回未満であれば、ステップ３０１に戻る。
【００６１】ステップ３０３にて、変化回数カウンタｎが１０回以上であれば、ステップ３０４にて図１２に示す電動膨張弁３の開度の基準位置の設定処理を行う。
【００６２】ステップ３０４にて、電動膨張弁３の開度の基準位置の設定処理を終了した後、ステップ３０５にて変化回数カウンタｎ＝０とし、ステップ３０１に戻る。
【００６３】以上の結果、電動膨張弁３の基準位置の再設定処理を頻繁に行うことなく、電動膨張弁３の品質低下を回避できる。
【００６４】
【発明の効果】この発明に係る空気調和機は、圧縮機が停止した際、電動膨張弁の開度を全開でない所定開度に設定することにより、圧縮機が再始動するための起動特性を確保し、かつ、均圧時に音が発生する恐れを抑制することができる。
【００６５】また、圧縮機が停止した際の電動膨張弁の開度を、室外ユニットの能力および容量に応じた開度設定とすることで、電動膨張弁の部品の共通化を可能とするようことができる。
【００６６】また、過負荷等の異常運転の結果、冷媒循環回路の温度、圧力、電流のいずれかが所定の範囲以外となりマイクロコンピュータが圧縮機を停止した場合、電動膨張弁の開度を、開方向へと広げるように制御することで、圧縮機停止中での過負荷状態の回避が可能となる。
【００６７】また、過負荷等の異常運転の結果、冷媒循環回路の温度、圧力、直流電流のいずれかが所定の範囲以外となりマイクロコンピュータが圧縮機を停止したのち、マイクロコンピュータが圧縮機を再始動させた際、室外ユニットの能力および容量に応じて、電動膨張弁の開度を開方向へと広げるように制御することで、空調能力が低下し、冷えないまたは暖まらないという問題が回避できる。
【００６８】また、室外機が室内機の形態または容量を認識し、その認識した結果に応じて、電動膨張弁の開度制御を行う制御手段を備えたことで、空調能力が低下し、冷えないまたは暖まらないという問題が回避できる。
【００６９】また、空気調和機の運転停止回数をカウントし、その回数がある一定の回数となった場合、電動膨張弁の開度の基準位置の設定処理をすることで、電動膨張弁の基準位置の再設定処理を頻繁に行うことなく、電動膨張弁の品質低下を回避できる。
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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１２月２４日（１９９８．１２．２４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０２４３９
【弁理士】
【氏名又は名称】宮田 金雄 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１９３３２６（Ｐ２０００−１９３３２６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年７月１４日（２０００．７．１４） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３６６１８５ |
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