| 【発明の名称】 |
変速機の潤滑機構 |
| 【発明者】 |
【氏名】河添 実
【氏名】西村 茂
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| 【要約】 |
【課題】変速機を大型化したり重量を増加させたりすることなく、パイロットニードルベアリングの寿命を大幅に向上できる変速機の潤滑機構を提供する。
【解決手段】ミッションケース２内のカウンタギヤ２０〜２５等により掻き上げられた潤滑油Ａが、内側壁２ｃの潤滑油受け部を兼ねた潤滑油樋３２に沿って先端壁２ｄの潤滑油孔３３へ向かって流下し、潤滑油孔３３を通ってクラッチハウジング７の潤滑油路３４よりインプットシャフト３の油孔３ｃの入口に至るが、潤滑油Ａが潤滑油孔３３内を通るときに底部に取り付けた半円弧形磁石３６によって潤滑油Ａ中の異物を吸着して除去する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ミッションケース内のインプットシャフトとメインシャフトとの間に介設されたパイロットニードルベアリングに潤滑油を供給するための変速機の潤滑機構において、前記インプットシャフトのシャフト部から該インプットシャフトの基端部のパイロットニードルベアリングを装着する中心孔に連通する複数の油孔だけを穿設し、前記ミッションケース内側壁に形成された潤滑油受け部から前記インプットシャフトに設けられた前記油孔の入口に至る潤滑油通路の途中に、磁石を設けたことを特徴とする変速機の潤滑機構。
【請求項２】 前記潤滑油通路が、前記ミッションケースの先端壁を貫通する潤滑油孔と、前記ミッションケースの内側壁に形成され前記潤滑油孔に向けて漸次下向きに傾斜し且つ内方へ突出して潤滑油受け部を兼ねた潤滑油樋と、前記ミッションケースとこの先端壁に結合されるクラッチハウジングとの間に形成され前記潤滑油孔の出口および前記インプットシャフトの油孔の入口にそれぞれ連通する潤滑油路とからなる請求項１記載の変速機の潤滑機構。
【請求項３】 前記潤滑油孔内の底部に、半円弧形磁石をその凹状部を上向きにして取り付けた請求項２記載の変速機の潤滑機構。
【請求項４】 前記ミッションケースの外側壁より前記潤滑油樋内の最下端部付近に向けて該側壁を貫通するネジ孔を設け、棒状磁石を先端に連接したボルトを該棒状磁石が前記潤滑油樋内を横切るように前記ネジ孔に取り外し可能に螺着した請求項２記載の変速機の潤滑機構。
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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、四輪自動車や二輪自動車などのエンジンに組み合わせて使用される変速機の潤滑機構に関し、詳しくは、ミッションケース内のインプットシャフトとメインシャフトとの間に介設されたパイロットニードルベアリングに潤滑油を供給するための変速機の潤滑機構の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６に示すように、ミッションケース２内の先端部においてインプットシャフト３のトップギヤ１２部分の基端部に設けられた中心孔３ｂ内に、メインシャフト４の先端部分であるパイロット部４ａが挿入され、パイロットニードルベアリング１３を介して相対的に回転自在に接続されている。パイロット部４ａとその周囲のパイロットニードルベアリング１３間の潤滑機構に関する従来技術としては、例えば、図６に示すようにインプットシャフト３のトップギヤ１２部分の歯底からパイロットニードルベアリング１３が装着されている中心孔３ｂ内に臨ませて複数の油孔４１を半径方向に穿設するとともに、カウンタシャフト５のカウンタギヤ２０等により掻き上げられる潤滑油を受けて先端のクラッチハウジング７側へ案内する油樋４２を、ミッションケース２の内側壁２ｃに設け、油樋４２に連通する潤滑油孔４３をミッションケース２の先端壁２ｄにクラッチハウジング７に臨ませて設け、インプットシャフト３のシャフト部３ａの根元から中心孔３ｂ内に臨ませて複数の油孔３ｃを穿設している。この構造により、■潤滑油Ａはトップギヤ１２部の油孔４１から中心孔３ｂ内に流入するとともに、■潤滑油Ａが油樋４２から潤滑油孔４３および油孔３ｃを経由して中心孔３ｂ内に流入し、パイロット部４ａとその周囲のパイロットニードルベアリング１３間を潤滑する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記した従来の潤滑機構では、下記のような点で改良の余地がある。すなわち、パイロットニードルベアリング１３（図６）を潤滑する潤滑油中に多量の金属性の粉が混入すると、パイロットニードルベアリング１３の表面および相手方のパイロット部４ａ（図６）の表面の摩耗が促進されるために、変速機の寿命あるいはメンテナンスの間隔を延ばすことが難しい。変速機において、パイロットニードルベアリング１３を介装しているメインシャフト４のパイロット部４ａは、走行中は常に負荷が作用しており、また面圧も高いことから潤滑油中の金属粉の影響が大きく、メンテナンスのインターバル（期間）、とくに潤滑油の交換時期を決定する大きな要因となり、ひいては変速器の寿命に大きな影響を与える。従来、潤滑油中に金属粉が混入するのを防ぐための対策として、変速器のオイルドレーン部に磁石を取り付けて金属粉を取り除くことが行われているが、オイルドレーン部の付近を循環する潤滑油だけの部分的な金属粉の除去となるため、変速器のとくにパイロットニードルベアリング部の長寿命化を図ろうとすると、必ずしも十分といえない面がある。また寿命を延長するために、例えば、パイロットニードルベアリング１３の外径を大きくしたり、ベアリング１３の数を増加したりすることが考えられるが、変速器が大型化し、重量も増加するおになることから、軽量小形化が要求される自動車用変速器としては望ましくない。
【０００４】ところで、パイロットニードルベアリング１３の表面および相手方のパイロット部４ａの表面が摩耗する大きな要因は、特にギヤの噛合部において摩耗が発生しやすく、このときに生じる細かい金属粉の異物が潤滑油に混入し、上記した潤滑油経路■■から潤滑油とともに異物が侵入するからである。
【０００５】この発明は上述の点に鑑みなされたもので、変速器を大型化したり重量の増加を招くことなく、パイロットニードルベアリング部の寿命を大幅に向上できる変速機の潤滑機構を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するために本発明に係る変速機の潤滑機構は、ミッションケース内のインプットシャフトとメインシャフトとの間に介設されたパイロットニードルベアリングに潤滑油を供給するための変速機の潤滑機構において、前記インプットシャフトのシャフト部の該インプットシャフト基端部のパイロットニードルベアリングを装着する中心孔に連通する複数の油孔を穿設し、前記ミッションケース内側壁に形成された潤滑油受け部（潤滑油通路の一部、実施例では潤滑油樋）から前記インプットシャフトのシャフト部に設けられた前記油孔の入口に至る潤滑油通路の途中に、磁石を設けている。
【０００７】上記の構成を有する本発明の潤滑機構によれば、ミッションケース内側壁の潤滑油受け部からインプットシャフトの油孔の入口に至る潤滑油通路に磁石を設けたので、潤滑油に混入された異物が磁石に吸着されて除去されるので、インプットシャフトの油孔から異物が混入するのが防止される。この結果、異物がメインシャフトのパイロット部とパイロットニードルベアリングの間に侵入するのが阻止され、パイロット部の表面やパイロットニードルベアリングの表面が摩耗するのが抑止され、変速機の寿命やメンテナンス間隔を延長することができる。なお、異物は主にギヤの噛合部等が摩耗した金属粉からなるため、磁石に吸着される。
【０００８】請求項２に記載のように、前記潤滑油通路を、前記ミッションケースの先端壁を貫通する潤滑油孔と、前記ミッションケースの内側壁に形成され前記潤滑油孔に向けて漸次下向きに傾斜し且つ内方へ突出して潤滑油受け部を兼ねた潤滑油樋と、前記ミッションケースとこの先端壁に結合されるクラッチハウジングとの間に形成され前記潤滑油孔の出口および前記インプットシャフトの油孔の入口にそれぞれ連通する潤滑油路とから構成することができる。
【０００９】請求項２記載の潤滑機構によれば、ミッションケース内のカウンタギヤ（中間歯車）等により掻き上げられた潤滑油が、内側壁から内方突出する潤滑油受け部を兼ねた潤滑油樋で受けられ、この潤滑油は潤滑油樋に沿って先端壁の潤滑油孔へ向かって流下し、潤滑油孔を通ってクラッチハウジングの潤滑油路よりインプットシャフトの油孔の入口に至るが、この間に磁石によって潤滑油中の異物が吸着除去される。また、潤滑油樋が全長にわたり内方へ突出し潤滑油を受け取るので、掻き上げられる潤滑油を必要かつ十分に受け取れる。
【００１０】請求項３に記載のように、前記潤滑油孔内の底部に、半円弧形磁石をその凹状部を上向きにして取り付けることができる。
【００１１】請求項３記載の潤滑機構によれば、クラッチハウジングが装着されるミッションケースの先端壁に貫通して設けられる潤滑油孔は、孔の口径を任意に調整できるので、比較的大きく形成することにより、半円弧形の磁石に異物が吸着しても潤滑油の流れが阻害されにくい。また潤滑油孔の底部に磁石を設けているので、潤滑油中に混入した異物は沈降状態で通路（潤滑油孔）の底部に沿って流れるので、異物を効率よく吸着する。
【００１２】請求項４に記載のように、前記ミッションケースの外側壁より前記潤滑油樋内の最下端部付近に向けて該側壁を貫通するネジ孔を設け、棒状磁石を先端に連接したボルトを該棒状磁石が前記潤滑油樋内を横切るように前記ネジ孔に取り外し可能に螺着することが好ましい。
【００１３】請求項４記載の潤滑機構によれば、潤滑油樋に沿って流下する潤滑油中に混入している異物が、潤滑油樋を横切る棒状磁石に吸着され、除去される。そして、棒状磁石に吸着した異物は、定期的にミッションケースの外側から棒状磁石が連接されたボルトを回転させてネジ孔から抜き取ることにより清掃し、元の状態に戻すことができるので、一旦磁石に吸着した異物がパイロットニードルベアリング部分に流れ込んだり、磁石に吸着した異物で潤滑油の流れが阻害されたりしない。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、この発明に係る変速機の潤滑機構の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】図１は本発明の実施例に係る潤滑機構を備えた変速機を示す縦断面図、図２は図１の変速機の主要部である潤滑機構を示す縦断面図、図３はクラッチハウジングを取り外した状態のミッションケースの先端面を示す正面図である。
【００１６】図１に示すように、変速機１は、ミッションケース２内の上部にインプットシャフト（入力軸）３とメインシャフト４（本例では出力軸を兼ねる）とを一連にそれぞれを回動自在に備え、またメインシャフト４の下部にカウンタシャフト５を、このカウンタシャフト５に隣接してリバースシャフト６をそれぞれ回動自在に備えている。ミッションケース２の先端面には、椀状のクラッチハウジング７がボルト８により一体に取り付けられている。インプットシャフト３は、シャフト部分３ａの先端がクラッチハウジング７内へ突き出してエンジン側のベアリング（図示せず）で支承され、後端側である基端側がミッションケース２の先端壁２ｄのベアリング孔２ａ内に、軸受９を介して回動自在に支持されている。さらに、ミッションケース２の上端には、コントロールボックス１０が一体に取り付けられ、コントロールボックス１０内にギヤシフト機構１１がメインシャフト４と平行に配設されている。
【００１７】インプットシャフト３の基端部周囲にトップギヤ１２を一体に備え、また基端面の中心部に先端へ向けて中心孔３ｂが形成されている。この中心孔３ｂ内にパイロットニードルベアリング１３が装着され、そこにメインシャフト４の先端部のパイロット部４ａが挿入され、メインシャフト４の先端部がパイロット部４ａ側のパイロットニードルベアリング１３を介装して、インプットシャフト３に対し相対回転可能に支持されるとともに、後端部（出力端側）がミッションケース２の後部に設けられる軸受１４を介して、ミッションケース２に対し回動自在に支持されている。インプットシャフト３のシャフト部３ａの根元３ｅから中心孔３ｂに臨ませて複数（３〜５）本の、従来例で示したものに比べてやや大きめの油孔３ｃが円周方向に等間隔に穿設されている。一方、従来例で示したトップギヤ１２の歯底から中心孔３ｂに連通する油孔（図６の符号４１参照）は設けられておらず、パイロットニードルベアリング１３への潤滑油の供給は油孔３ｃを介して実質的に行われる。
【００１８】メインシャフト４上には、先端側から基端側にかけて順に、オーバードライブギヤ１５・サードギヤ１６・セカンドギヤ１７・ローギヤ１８・リバースギヤ１９が一定の間隔をあけ、それぞれニードルベアリング１５ａ〜１９ａを介して回動自在に配装されている。上記の各ギヤ１５〜１９の側壁内周部から潤滑油孔３１を対応するニードルベアリング１５ａ〜１９ａに臨ませて穿設している。また、カウンタシャフト５上に、インプットシャフト３のトップギヤ１２およびメインシャフト４のオーバードライブギヤ１５〜リバースギヤ１９に対応するカウンタギヤ２０〜２５が先端側から基端側にかけて順に且つそれぞれ一体回転可能に装着され、対応するインプットシャフト３とメインシャフト４側の変速ギヤ（リバースギヤ１９を除く）と常に噛合している。なお、カウンタシャフト５は、先端と後端が軸受２７・２７を介してミッションケース２内に回動自在に支承されている。リバース用ギヤ２５はリバースシャフト６上のリバースギヤ２６と常に噛合し、リバースギヤ２６は同時にメインシャフト４上のリバースギヤ１９にも噛合している。
【００１９】さらに、インプットシャフト３のトップギヤ１２とメインシャフト４のオーバードライブギヤ１５の間、メインシャフト４上のサードギヤ１６とセカンドギヤ１７の間およびローギヤ１８とリバースギヤ１９の間には、セレクタースリーブ２８・２９・３０がそれぞれ隣接するギヤ間に配設され、各セレクタースリーブ２８〜３０と各変速ギヤ１２・１５〜１９間にシンクロナイザー２８ａ・２８ｂ・２９ａ・２９ｂ・３０ａ・３０ｂが介設されている。各セレクタースリーブ２８〜３０には、ギヤシフト機構１１のシフトフォーク１１ａ・１１ｂ・１１ｃがそれぞれ選択的に移動可能に接続されている。
【００２０】上記の変速機１において、本発明の特徴部分であるパイロットニードルベアリング１３部位への潤滑油の供給機構（潤滑機構）は、以下のように構成されている。
【００２１】図３に示すように、ミッションケース２の先端壁２ｄの両側でベアリング孔２ａの中心よりやや上部寄りに潤滑油孔３３がそれぞれ貫通して穿設され、またミッションケース２の両側の内側壁（内壁）２ｃ（図２も併せて参照）には、上方が開放され内側壁から内方に突出した略Ｕ字状の潤滑油樋３２が、図１・図２に示すように上部の先端壁２ｄの後方に離れた位置から先端壁２ｄの両側の潤滑油孔３３に向け下向きに傾斜して形成されている（図４も併せて参照）。すなわち、これらの潤滑油樋３２は、図３のように下側の樋部３２ａが全長にわたり内方へ張り出し、上方が開放されているので、ギヤ等で跳ね上げられた潤滑油を集める潤滑油受け部を形成している。ミッションケース２内には、カウンタシャフト５上のカウンタギヤ２０〜２５が浸かる程度に潤滑油が注入され、カウンタギヤ２０〜２５が回転することによって潤滑油が上方に掻き上げられ、その一部が潤滑油樋３２で受け取られる。
【００２２】図２・図３に示すように、クラッチハウジング７の、ミッションケース２の先端壁面２ｄと接する面には、ベアリング孔２ａよりやや口径の小さい凹状の空間部（潤滑油路）３４が形成され、また空間部３４から両側の潤滑油孔３３に向けて潤滑油通路３５がそれぞれ形成されている。なお、空間部３４には、図２のようにインプットシャフト３の軸受９の支持部３ｄが挿入されるので、支持部３ｄの周囲が実際の潤滑油路３４として機能することになる。そして、本例では、両側の潤滑油孔３３内の底部に、半円弧形の磁石３６がそれぞれ図３のように嵌着されている。【００２３】上記のようにして構成された本発明の実施例に係る潤滑機構を備えた変速機について、潤滑態様を説明する。
【００２４】図１において、ミッションケース２内には、上記したとおりカウンタシャフト５周囲のカウンタギヤ２０〜２５が浸かる程度に潤滑油が注入されているから、カウンタギヤ２０〜２５が回転することによって潤滑油が上方に掻き上げられ、掻き上げられた潤滑油は、インプットシャフト３のトップギヤ１２やメインシャフト４の各変速ギヤ１５〜１９等に供給される。各変速ギヤ１５〜１９にかかった潤滑油の一部は、それぞれの潤滑油孔３１を通って対応する各ニードルベアリング１５ａ〜１９ａに供給される。さらに、掻き上げられた潤滑油の一部Ａが図２のように潤滑油樋３２上に溜り、潤滑油樋３２に沿って先端の潤滑油孔３３へ向かって流下する。そして、潤滑油孔３３内を通って潤滑油Ａがクラッチハウジング７の潤滑油通路３５へ流れる時に、潤滑油Ａ中に混入している異物（金属粉等）が磁石３６に吸着し、潤滑油Ａから除去される。この潤滑油Ａは、クラッチハウジング７とミッションケース２間の空間部（潤滑油路）３４を通ってインプットシャフト３の油孔３ｃの入口に達し、油孔３ｃから中心孔３ｂ内に流入し、パイロット部４ａおよび周囲のパイロットニードルベアリング１３を潤滑する。潤滑油Ａは全てが磁石３６の近傍を通過し、金属粉が除去されるためパイロットニードルベアリング１３やパイロット部４ａの表面の金属粉による摩耗が抑止されメンテナンス間隔の延長が可能になるとともに、ひいては寿命が延長される。図４および図５は他の実施例に係る潤滑機構を示すもので、図４はミッションケースの先端側上部を拡大して示す斜視図、図５はミッションケースの正面図および棒状磁石付きボルトの一部を断面で表した正面図である。
【００２５】図４および図５に示すように、ミッションケース２両側の内側壁２ｃの上部には、先端壁２ｄに対して後方寄り（先端壁２ｄから離れた位置）の上端付近から先端壁２ｄの潤滑油孔３３にかけて漸次下向きに傾斜する潤滑油樋３２が、図５のように内方へ突出して受け皿状に形設されている。この潤滑油樋３２の最下位置付近に、ミッションケース２の外側（外側壁）２ｅから潤滑油樋３２上の潤滑油通路に向けてネジ（ボルト）孔３７が貫通して穿設されている。そして、短尺のボルト３８の先端中心部に、図５のようにボルト３８のネジ部３８ａの外径より小径の棒状磁石３９を一体に連接し、このボルト３８をネジ孔３７に螺合して締め付けている。なお図示は省略するが、パッキン（図示せず）をボルト３８の頭部３８ｂと外側壁２ｅとの間に介装している。一方、上記実施例で使用した半円弧形磁石３６は、潤滑油孔３３から取り除いている。その他の構成については、上記実施例に共通するので、共通する構成部材を同一の符号を用いて図中に示し説明を省略する。
【００２６】さて、本実施例の潤滑機構によると、図２のようにエンジン（図示せず）の運転中にミッションケース２内に貯留された潤滑油Ａがカウンタギヤ２０〜２５（図１参照）によって掻き上げられ、掻き上げられるたびに潤滑油樋３２上に潤滑油Ａの一部が溜る。潤滑油Ａは潤滑油樋３２に沿って先端の潤滑油孔３３側へ流下する。そして潤滑油樋３２の最下位置付近において、図５のように潤滑油Ａ中に混入している異物（主に金属粉）が棒状磁石３９に吸着され、潤滑油Ａ中から除去される。こうして異物が除去された潤滑油Ａが、図２のように潤滑油孔３３を通ってクラッチハウジング７との間の潤滑油通路３５・潤滑油路３４からインプットシャフト３の油孔３ｃの入口に達し、さらに油孔３ｃから中心孔３ｂ内に流入し、パイロット部４ａおよび周囲のパイロットニードルベアリング１３を潤滑する。棒状磁石３９（図５参照）には潤滑油Ａ中の異物が徐々に吸着されていくが、ボルト３８は図４のようにミッションケース２の外側壁２ｅに設けられ、簡単に手の届く位置にあるので、定期的にボルト３８を回転して緩め、ネジ孔３７から取り外して清掃することができる。また、図５に示すように棒状磁石３９の外径はネジ孔３７の口径より小さくしてあるので、ボルト３８を抜き出すときに異物がネジ孔３７の周囲に当たって潤滑油樋３２上に落下することはない。
【００２７】（別の実施例）上記に本発明の潤滑機構について２つの実施例を示したが、本発明は次のように実施することもできる。
【００２８】■ カウンタギヤ等によって掻き上げられる潤滑油が受け止められたのち、インプットシャフト３の油孔３ｃの入口に至る潤滑油の通路の途中であれば、いずれの位置に磁石を配置してもよいが、望ましくは油孔３ｃにできるだけ近い位置で、しかも磁石に異物が吸着しても潤滑油の流れが阻害されない位置がよい。
【００２９】■ 異物が吸着しても潤滑油の流れが阻害されない位置であれば、とくに磁石を取り外し可能な構造にする必要はないが、例えば上記した第１実施例の磁石３６と第２実施例の棒状磁石３９との両磁石を組み合わせて設けることにより、棒状磁石３９で除去できなかった異物を下流側の磁石３６で除去するようにし、異物の除去能力を向上することもできる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、本発明に係る変速機の潤滑機構には、次のような効果がある。
【００３１】(1) ミッションケース内側壁の潤滑油受け部（潤滑油通路の一部）からインプットシャフトの油孔の入口に至る潤滑油通路に磁石を設けて、潤滑油に混入する異物を磁石で吸着して除去するようにしたので、インプットシャフトの油孔から金属粉が混入するのを防止することができる。この結果、メインシャフトのパイロット部の表面やパイロットニードルベアリングの表面の摩耗が抑止され、変速機を大型化することなく、変速機の寿命が従来に比べて大幅に延長される。
【００３２】(2) 請求項２に記載の発明では、ミッションケース内のカウンタギヤ等により掻き上げられた潤滑油が、内側壁の潤滑油受け部を兼ねた潤滑油樋で受けられ、この潤滑油は潤滑油樋に沿って先端壁の潤滑油孔へ向かって流下し、潤滑油孔を通ってクラッチハウジングの潤滑油路よりインプットシャフトの油孔の入口に至るが、この間に磁石によって潤滑油中の異物が吸着除去される。
【００３３】(3) 請求項３に記載の発明では、クラッチハウジングが装着されるミッションケースの先端壁に貫通して設けられる潤滑油孔は、口径を任意に調整できるので、比較的大きく形成することにより、半円弧形の磁石に異物が吸着しても潤滑油の流れが阻害されにくく、また潤滑油孔の底部に磁石を設けているので、潤滑油中に混入した異物は沈降状態で通路（潤滑油孔）の底部に沿って流れるので、異物を効率よく吸着することができる。
【００３４】(4) 請求項４に記載の発明では、棒状磁石に吸着した異物を定期的にミッションケースの外側から棒状磁石が連接されたボルトを回転させてネジ孔から抜き取ることにより清掃し、元の状態に戻すことができるので、一旦磁石に吸着した異物がパイロットニードルベアリング部分に流れ込んだり、磁石に吸着した異物で潤滑油の流れが阻害されたりしない。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００９７４
【氏名又は名称】川崎重工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年９月２日（１９９９．９．２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８５２９１
【弁理士】
【氏名又は名称】鳥巣 実 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−７４１２８（Ｐ２００１−７４１２８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月２３日（２００１．３．２３） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２４８２７９ |
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