| 【発明の名称】 |
非接触給電用ピックアップ、搬送車及び搬送システム |
| 【発明者】 |
【氏名】▲高▼繁 聡
【氏名】南 秀明
【氏名】北吉 晴芳
【氏名】山本 建三
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| 【要約】 |
【課題】容量が大きく、コイルをピックアップコアに嵌め入れし易く軽量である非接触給電用ピックアップの提供。
【解決手段】その一部が開放されたエアギャップ１４ｈを有する環状のピックアップコア１４ａ〜１４ｃと、ピックアップコア１４ａ〜１４ｃの磁路を巻回すように予め形成され、ピックアップコア１４ａ〜１４ｃに外嵌されたコイル１４ｅとを備えた非接触給電用ピックアップ１４。ピックアップコア１４ａ〜１４ｃは、磁路の断面形状を略一様になしてある。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 その一部が開放されたエアギャップを有する環状のピックアップコアと、該ピックアップコアの磁路を巻回すように予め形成され、前記ピックアップコアに外嵌されたコイルとを備えた非接触給電用ピックアップであって、前記ピックアップコアは、前記磁路の断面形状を略一様になしてあることを特徴とする非接触給電用ピックアップ。
【請求項２】 その一部が開放されたエアギャップを同じ側にそれぞれ有すべく、２段に重ねてある環状の２つのピックアップコアと、該２つのピックアップコアの各磁路を巻回すようにそれぞれ予め形成され、前記２つのピックアップコアにそれぞれ外嵌された２つのコイルとを備えた非接触給電用ピックアップであって、前記２つのピックアップコアは、前記磁路の断面形状を略一様になしてあることを特徴とする非接触給電用ピックアップ。
【請求項３】 前記エアギャップは、前記ピックアップコアの開放された端面の面積を、前記磁路の断面積より大きくしてなしてある請求項１又は２記載の非接触給電用ピックアップ。
【請求項４】 請求項１〜３の何れかに記載された非接触給電用ピックアップと、該非接触給電用ピックアップにより供給された電力により駆動されるモータとを備え、該モータが駆動されることにより、荷物の搬送を行うべくなしてあることを特徴とする搬送車。
【請求項５】 請求項４に記載された搬送車と、該搬送車がそれに沿って移動すべき案内レールと、該案内レールに沿って敷設され、前記搬送車に給電する為の給電線とを備えることを特徴とする搬送システム。
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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、交流電源に接続された一次側回路の給電線から、これと物理的に非接触の状態で磁気結合させた二次側回路（コイル）により受電する非接触給電用ピックアップ、この非接触給電用ピックアップを用いた搬送車及びこの搬送車を用いた搬送システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、案内レールに沿って移動する搬送車により荷物の搬送を行う搬送システムが種々実施されており、工場内、倉庫内の物流の効率化が図られている。一般に、このような搬送車の走行には、走行用モータが使用されており、この走行用モータへの駆動電力は、案内レールに沿って敷設され交流電力が流れる給電線を介して供給される。
【０００３】この給電方法には、従来、トロリー式と非接触方式とがある。トロリー式は、搬送車側に設けた集電子を給電線に接触させて給電する方式である。一方、非接触方式は搬送車側に設けたピックアップを給電線の近傍に配置し、ピックアップのコイルに誘導起電力を発生させて電力を得る方式である。トロリー式が集電子の摩耗によるメンテナンスの必要があり、また塵芥及び火花の発生という問題を有するのに対して、非接触方式ではそのような問題がなく、非接触方式の給電装置が多用されている。
【０００４】図１０は、特開平９−２５２５５２号公報に開示された従来の非接触給電用ピックアップの構成例を示す模式的断面図である。このピックアップ３４は、案内レール１に沿って敷設されている給電線５から給電される。ピックアップ３４を構成するピックアップコアは、磁性材料製の矩形板状をなす背板部３４ａの上、下端縁側からそれぞれ上、下板部３４ｂ，３４ｃを平行に張り出し、上、下板部３４ｂ，３４ｃの先端部の対向面に断面矩形の凸部３４ｇ，３４ｇを固定して、側面視で略Ｃ字形をなすよう構成されており、背板部３４ａにはコイル３４ｅを巻回してある。凸部３４ｇ，３４ｇ間の間隔は、給電線５の直径と略等大、又はこれよりも僅かに大きく設定されている。
【０００５】案内レール１は、図１０に示すように、互いに平行な上板部１ｕと下板部１ｄとの間に支柱部１ｐを渡して断面略Ｉ字形に構成されており、その一側面には長手方向に略一定間隔で支持腕 (図示せず) が取り付けられ、この支持腕を介して工場の天井等に吊り下げられた状態で設置されている。案内レール１における他側面には、同じその長手方向の全長にわたって、給電部を構成する給電線５が固定され、図９に示すように、電源部６と接続されている。給電線５は、案内レール１の側面に固定した多数のサポータ１ａの各先端部に渡して、ループ状に配設されている。給電線５は、絶縁した細い素線を集束して形成した撚線を、樹脂材により被覆して構成されている。
【０００６】このようなピックアップ３４は、図１０に示すように、そのＣ字形をなすピックアップコアの内側に、給電線５をコイル３４ｅと接近した状態に位置させ、搬送車の移動に伴って給電線５のサポータ１ａは凸部３４ｇ，３４ｇ間を通過するようにしてある。コイル３４ｅで発生する誘導起電力は、コイル３４ｅの巻数及び給電線５に供給する電力が同じであれば、ピックアップコアの長さ（給電線５の延在方向の長さ）で変化するから、負荷側で要求されるパワーとコイル３４ｅの受電容量とに対応して、ピックアップコアの長さを変えることで必要とされる電力を得る方法が一般的に採用されている。
【０００７】図１１は、従来の他の非接触給電用ピックアップの構成例を示す模式的断面図である。このピックアップ４４は、磁性材料製の矩形板状をなす背板部４４ａの上、下及び中央部からそれぞれ同側の側方に上板部４４ｂ、下板部４４ｃ及び中板部４４ｄを相互に平行に張り出し、側面視でＥ字形をなすよう形成されたピックアップコアを有しており、ピックアップコアにおける中板部４４ｄで区分されたその上、下の背板部４４ａに、リッツ線からなるコイル４４ｅ，４４ｅを巻回して構成されている。
【０００８】このようなピックアップ４４は、その側面視でＥ字形をなす２箇所の凹所内で、各コイル４４ｅ，４４ｅに接近した状態で、それぞれ給電線５の往復各線を位置させて設けられ、図９の非接触給電装置に示すように、電源部６から給電線５に供給される電力によって、コイル４４ｅ，４４ｅに誘導起電力を発生させ、電力変換部７を経てモータＭに供給するようにしてある。
【０００９】コイル４４ｅで発生する誘導起電力は、コイル４４ｅの巻数及び給電線５に供給する電力が同じであれば、ピックアップコアの長さ（給電線５の延在方向の長さ）で変化するから、このピックアップ４４では、給電線５の往復各線についてコイル４４ｅを設け、負荷側で要求されるパワーに対応して、等価的にピックアップコアの長さを変えることで必要とされる電力を得ている。
【００１０】上述したような非接触給電用ピックアップ及び非接触給電装置を使用したモノレール方式の搬送システムは、図８に示す模式図のようになっており、工場内のモノレール方式の案内レール１０に、複数の搬送車２が懸架され、システムコントローラ３により駆動制御される。案内レール１０は、搬送の目的に対応して図示しない各ステーションを結んで多重のループ状をなし、その各交差部には、何れか一方を選択的に利用するためのスイッチ・レール方式の分岐・合流部４が設けられている。
【００１１】案内レール１０は、一例として図１１に示すように、互いに平行な上板部１０ｕと下板部１０ｄとの間に支柱部１０ｐを渡して断面略Ｉ字形に構成されており、その一側面には長手方向に略一定間隔で支持腕 (図示せず) が取り付けられ、この支持腕を介して工場の天井等に吊り下げられた状態で設置されている。案内レール１０における他側面には、同じその長手方向の全長にわたって、給電部を構成する給電線５の往復各線が固定され、図９に示すように、電源部６と接続されている。給電線５の往復各線は、案内レール１０の側面に固定した上下一対の多数のサポータ１０ａの各先端部に渡して、ループ状に配設されている。給電線５は、絶縁した細い素線を集束して形成した撚線を、樹脂材により被覆して構成されている。
【００１２】一方、搬送車２は、図７に示すように、コ字形をなす前後一対の車体枠２１，２２に渡して、被搬送物を着脱可能に取り付けるキャリア２３を吊設して構成されている。車体枠２１は、その上部の案内レール１０の上面と対向する位置に、これに転接する駆動トロリ２１ａを、また、案内レール１０の上下部両側面と対向する位置に、それぞれこれに転接する各一対の振れ止めローラ２１ｂ，２１ｃをそれぞれ備えると共に、上部には、駆動トロリ２１ａに連繋するモータＭが固定されている。また、車体枠２１における案内レール１０の給電線５と対向する部位には、図１１に示すようなピックアップ４４が設けられている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したような従来の非接触給電用ピックアップでは、図１１に示したピックアップは、エアギャップでの磁路長が長い為、磁気抵抗が大きく、給電線との磁気結合状態が悪くなっていた。また、図１０及び図１１に示すピックアップは、ピックアップコアの断面形状が一様でない為、例えば、図１２（ｃ）に示すように成形した平角コイル４４ｅを、図１２（ａ）に示すような（（ｂ）は（ａ）の側面図）ピックアップコアのエアギャップ４４ｆから下板部４４ｃを経て背板部４４ａ迄嵌め入れて製作する場合、下板部４４ｃ及び背板部４４ａの厚さの内、下板部４４ｃから背板部４４ａへの屈曲部の厚さＡが最大となるので、平角コイル４４ｅの曲げ半径をこれに合わせて大きくしなければならず、必要以上に平角コイル４４ｅが大きくなるという問題があった。また、作業性も悪かった。
【００１４】本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、第１〜３発明では、容量が大きく、コイルをピックアップコアに嵌め入れし易く軽量である非接触給電用ピックアップを提供することを目的とする。第４発明では、その内蔵する非接触給電用ピックアップが、容量が大きく、コイルをピックアップコアに嵌め入れし易く軽量である搬送車を提供することを目的とする。第５発明では、その内蔵する非接触給電用ピックアップが、容量が大きく、コイルをピックアップコアに嵌め入れし易く軽量である搬送車を使用する搬送システムを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】第１発明に係る非接触給電用ピックアップは、その一部が開放されたエアギャップを有する環状のピックアップコアと、該ピックアップコアの磁路を巻回すように予め形成され、前記ピックアップコアに外嵌されたコイルとを備えた非接触給電用ピックアップであって、前記ピックアップコアは、前記磁路の断面形状を略一様になしてあることを特徴とする。
【００１６】この非接触給電用ピックアップでは、ピックアップコアが、その一部が開放されたエアギャップを有し環状であり、コイルが、ピックアップコアの磁路を巻回すように予め形成され、ピックアップコアに外嵌され、ピックアップコアは、磁路の断面形状を略一様になしてある。これにより、ピックアップコアの磁路に余り関係がない部分が除去され、コイルをピックアップコアに嵌め入れし易く軽量である非接触給電用ピックアップを実現することが出来る。
【００１７】第２発明に係る非接触給電用ピックアップは、その一部が開放されたエアギャップを同じ側にそれぞれ有すべく、２段に重ねてある環状の２つのピックアップコアと、該２つのピックアップコアの各磁路を巻回すようにそれぞれ予め形成され、前記２つのピックアップコアにそれぞれ外嵌された２つのコイルとを備えた非接触給電用ピックアップであって、前記２つのピックアップコアは、前記磁路の断面形状を略一様になしてあることを特徴とする。
【００１８】この非接触給電用ピックアップでは、２つのピックアップコアが、その一部が開放されたエアギャップを同じ側にそれぞれ有すべく、２段に重ねてあり環状であり、２つのコイルが、２つのピックアップコアの各磁路を巻回すようにそれぞれ予め形成され、２つのピックアップコアにそれぞれ外嵌されており、２つのピックアップコアは、磁路の断面形状を略一様になしてある。これにより、容量が大きく、コイルをピックアップコアに嵌め入れし易く軽量である非接触給電用ピックアップを実現することが出来る。
【００１９】第３発明に係る非接触給電用ピックアップは、前記エアギャップは、前記ピックアップコアの開放された端面の面積を、前記磁路の断面積より大きくしてなしてあることを特徴とする。
【００２０】この非接触給電用ピックアップでは、エアギャップは、ピックアップコアの開放された端面の面積を、ピックアップコアの磁路の断面積より大きくしてなしてあるので、容量が大きく、コイルをピックアップコアに嵌め入れし易く軽量である非接触給電用ピックアップを実現することが出来る。
【００２１】第４発明に係る搬送車は、請求項１〜３の何れかに記載された非接触給電用ピックアップと、該非接触給電用ピックアップにより供給された電力により駆動されるモータとを備え、該モータが駆動されることにより、荷物の搬送を行うべくなしてあることを特徴とする。
【００２２】この搬送車では、非接触給電用ピックアップが、請求項１〜３の何れかに記載されており、モータが、この非接触給電用ピックアップにより供給された電力により駆動され、このモータが駆動されることにより、荷物の搬送を行う。これにより、その内蔵する非接触給電用ピックアップが、容量が大きく、コイルをピックアップコアに嵌め入れし易く軽量である搬送車を実現することが出来る。
【００２３】第５発明に係る搬送システムは、請求項４に記載された搬送車と、該搬送車がそれに沿って移動すべき案内レールと、該案内レールに沿って敷設され、前記搬送車に給電する為の給電線とを備えることを特徴とする。
【００２４】この搬送システムでは、搬送車が請求項４に記載されており、案内レールは、搬送車がそれに沿って移動し、給電線は、案内レールに沿って敷設され、搬送車に給電する。これにより、その内蔵する非接触給電用ピックアップが、容量が大きく、コイルをピックアップコアに嵌め入れし易く軽量である搬送車を使用する搬送システムを実現することが出来る。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき説明する。
実施の形態１．図１は、本発明に係る非接触給電用ピックアップの実施の形態１の構成を示す正面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。この非接触給電用ピックアップ１４は、ピックアップコアが、磁性材からなり矩形板状をなす背板部１４ａの両端縁側からそれぞれ板部１４ｂ，１４ｃを平行に張り出し、板部１４ｂ，１４ｃの先端部１４ｇ，１４ｆは、断面矩形のエアギャップ１４ｈを形成するように、その対向面の間隔を狭めて、給電線５を取り囲むべく環状に形成してある。
【００２６】ピックアップ１４のコイル１４ｅは、給電線５を流れる電流による磁束が通るピックアップコアの磁路を巻回すように、図２の正面図（ａ）及び側面図（ｂ）に示すように、平角コイルに予め形成してある。上述したピックアップコアは、エアギャップ１４ｈ側から背板部１４ａ迄、コイル１４ｅを嵌め入れることが出来るように、断面形状を略一様にしてあり、特に板部１４ｂ，１４ｃと背板部１４ａとの境界部は曲面形状に形成して、コイル１４ｅを嵌め入れし易くしてある。エアギャップ１４ｈは、エアギャップ１４ｈを通じて給電線５を着脱可能な程度に迄狭めてあり、磁束が通るその断面積を、板部１４ｂ，１４ｃ及び背板部１４ａの断面積より大きくしてある。
【００２７】図３は、ピックアップ１４と給電線５との関係を示す模式的断面図であり、案内レール１が、互いに平行な上板部１ｕと下板部１ｄとの間に支柱部１ｐを渡して断面略Ｉ字形に構成されており、その一側面には長手方向に略一定間隔で支持腕 (図示せず) が取り付けられ、この支持腕を介して工場の天井等に吊り下げられた状態で設置されている。
【００２８】案内レール１における他側面には、同じその長手方向の全長にわたって、給電部を構成する給電線５が固定されている。給電線５は、案内レール１の側面に固定した多数のサポータ１ａの各先端部に渡して、ループ状に配設されている。給電線５は、絶縁した細い素線を集束して形成した撚線を、樹脂材により被覆して構成されている。
【００２９】このようなピックアップ１４は、図３に示すように、そのピックアップコアの内側に、給電線５をコイル１４ｅと接近した状態に位置させ、搬送車の移動に伴って、給電線５のサポータ１ａはエアギャップ１４ｈを通過する。また、このように、エアギャップ１４ｈを、それを通じて給電線５を着脱可能な程度に迄狭めてあり、磁束が通るその断面積を、板部１４ｂ，１４ｃ及び背板部１４ａの断面積より大きくしてあるので、磁路面積の拡大とエアギャップの縮小とによって磁気抵抗が大幅に低減され、この磁気抵抗の低減によって相互インダクタンスの増大、即ち受電容量を増大させることが出来る。
【００３０】実施の形態２．図４は、本発明に係る非接触給電用ピックアップの実施の形態１の構成を示す正面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。この非接触給電用ピックアップ２４のピックアップコアは、図１に示したピックアップ１４のピックアップコア２個を、その開放された側を同側に向けて並列配置し、それぞれの板部１４ｂ，１４ｃ同士を相接した状態で固定して構成してあり、その相接した板部２４ｂ，２４ｃの各先端部の間は、磁路には余り関係がない部分であるので、空間２４ｄとしてある。
【００３１】ピックアップ２４の２つのコイル２４ｅは、給電線５を流れる電流による磁束が通るピックアップコアの磁路を巻回すように、図５の正面図（ａ）及び側面図（ｂ）に示すように、平角コイルに予め形成してある。上述したピックアップコアは、エアギャップ２４ｈ側から背板部２４ａ迄、コイル２４ｅを嵌め入れることが出来るように、断面形状を略一様にしてあり、特に板部２４ｂ，２４ｃと背板部２４ａとの境界部は曲面形状に形成して、コイル２４ｅを嵌め入れし易くしてある。エアギャップ２４ｈは、エアギャップ２４ｈを通じて給電線５を着脱可能な程度に迄狭めてあり、磁束が通るその断面積を、板部２４ｂ，２４ｃ及び背板部２４ａの断面積より大きくしてある。
【００３２】図６は、ピックアップ２４と給電線５との関係を示す模式的断面図であり、案内レール１０が、互いに平行な上板部１０ｕと下板部１０ｄとの間に支柱部１０ｐを渡して断面略Ｉ字形に構成されており、その一側面には長手方向に略一定間隔で支持腕 (図示せず) が取り付けられ、この支持腕を介して工場の天井等に吊り下げられた状態で設置されている。
【００３３】案内レール１０における他側面には、同じその長手方向の全長にわたって、給電部を構成する給電線５が固定されている。給電線５の往復各線は、案内レール１０の側面に固定した上下一対の多数のサポータ１０ａの各先端部に渡して、ループ状に配設されている。給電線５は、絶縁した細い素線を集束して形成した撚線を、樹脂材により被覆して構成されている。
【００３４】このようなピックアップ２４は、図６に示すように、そのピックアップコアの内側に、給電線５の往復各線をそれぞれコイル２４ｅと接近した状態に位置させ、搬送車の移動に伴って、給電線５の往復各線のサポータ１０ａは各エアギャップ２４ｈを通過する。
【００３５】各エアギャップ２４ｈは、それを通じて給電線５の往復各線を着脱可能な程度に迄狭めてあり、磁束が通るその断面積を、板部２４ｂ，２４ｃ及び背板部２４ａの断面積より大きくしてあるので、磁路面積の拡大とエアギャップの縮小とによって磁気抵抗が大幅に低減され、この磁気抵抗の低減によって相互インダクタンスの増大、即ち受電容量を増大させることが出来る。また、ピックアップコアは、実施の形態１の場合と比較してその２個分であるから、簡単な構成で受電容量を２倍にすることが出来る。ピックアップコアの個数は、必要とする受電容量を満たす値となる迄、任意に増設することが出来る。
【００３６】実施の形態３．図７は、本発明に係る搬送車の実施の形態の構成を示す模式的側面図である。この搬送車２は、コ字形をなす前後一対の車体枠２１，２２に渡して、被搬送物を着脱可能に取り付けるキャリア２３を吊設して構成されている。車体枠２１は、その上部の案内レール１０の上面と対向する位置に、これに転接する駆動トロリ２１ａを、また、案内レール１０の上下部両側面と対向する位置に、それぞれこれに転接する各一対の振れ止めローラ２１ｂ，２１ｃをそれぞれ備えると共に、上部には、駆動トロリ２１ａに連繋するモータＭが固定されている。また、車体枠２１における案内レール１０の給電線５と対向する部位には、実施の形態２において説明したピックアップ２４が設けられている。
【００３７】このような構成の搬送車２は、ピックアップ２４により供給された電力により、モータＭが駆動し、モータＭが駆動することにより、モータＭに連繋する駆動トロリ２１ａが、案内レール１０の上面を転動する。搬送車２は、駆動トロリ２１ａが案内レール１０の上面を転動することにより、案内レール１０に沿って移動し、キャリア２３に着脱可能に取り付けてある被搬送物を搬送する。
【００３８】実施の形態４．図８は、本発明に係る搬送システムの実施の形態の構成を示す模式的斜視図である。この搬送システムは、工場内のモノレール方式の上述した案内レール１０に、実施の形態３において説明した複数の搬送車２が懸架され、システムコントローラ３により駆動制御される。案内レール１０は、搬送の目的に対応して図示しない各ステーションを結んで多重のループ状をなし、その各交差部には、何れか一方を選択的に利用するためのスイッチ・レール方式の分岐・合流部４が設けられている。
【００３９】案内レール１０は、実施の形態３において説明したように、互いに平行な上板部１０ｕと下板部１０ｄとの間に支柱部１０ｐを渡して断面略Ｉ字形に構成されており、その一側面には長手方向に略一定間隔で支持腕 (図示せず) が取り付けられ、この支持腕を介して工場の天井等に吊り下げられた状態で設置されている。案内レール１０における他側面には、同じその長手方向の全長にわたって、給電部を構成する給電線５の往復各線が固定され、電源部６と接続されている。給電線５の往復各線は、案内レール１０の側面に固定した上下一対の多数のサポータ１０ａの各先端部に渡して、ループ状に配設されている。給電線５は、絶縁した細い素線を集束して形成した撚線を、樹脂材により被覆して構成されている。
【００４０】このような構成の搬送システムでは、図９に示すような非接触給電装置により、給電線５に電源部６から交流電流が供給されている。搬送車２は、実施の形態２において説明したピックアップ２４（図６）を内蔵しており、このピックアップの２つの非接触給電用コイル２４ｅと給電線５の往復各線との磁気結合による誘導起電力が、電力変換部７により所望の電力に変換される。この変換された電力はモータＭを駆動し、モータＭが駆動することにより、モータＭに連繋する駆動トロリ２１ａ（図７）が、案内レール１０の上面を転動する。搬送車２は、駆動トロリ２１ａが案内レール１０の上面を転動することにより、案内レール１０に沿って移動し、キャリア２３に着脱可能に取り付けてある被搬送物を搬送する。
【００４１】
【発明の効果】第１発明に係る非接触給電用ピックアップによれば、コイルをピックアップコアに嵌め入れし易く軽量である非接触給電用ピックアップを実現することが出来る。
【００４２】第２，３発明に係る非接触給電用ピックアップによれば、容量が大きく、コイルをピックアップコアに嵌め入れし易く軽量である非接触給電用ピックアップを実現することが出来る。
【００４３】第４発明に係る搬送車によれば、その内蔵する非接触給電用ピックアップが、容量が大きく、コイルをピックアップコアに嵌め入れし易く軽量である搬送車を実現することが出来る。
【００４４】第５発明に係る搬送システムによれば、その内蔵する非接触給電用ピックアップが、容量が大きく、コイルをピックアップコアに嵌め入れし易く軽量である搬送車を使用する搬送システムを実現することが出来る。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３３５５
【氏名又は名称】株式会社椿本チエイン
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| 【出願日】 |
平成１１年１２月２０日（１９９９．１２．２０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７８８６８
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 登夫
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１７７９０１（Ｐ２００１−１７７９０１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年６月２９日（２００１．６．２９） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３６１６２０ |
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