| 【発明の名称】 |
トルクコンバータケースとドライブプレートとの締結構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】矢島 努
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| 【要約】 |
【課題】トルクコンバータケースの面振れを防止する。
【解決手段】ドライブプレートが、ドライブプレートに対向するトルクコンバータケースの端面に突出したボス５２に固定されたトルクコンバータケースとドライブプレートとの締結構造において、ボス５２は、トルクコンバータケースの軸直交面に対して半径方向外周側部分がトルクコンバータケース寄りになるよう所定角度で傾いた外側面６４と、内側面６６と、トルクコンバータケースの軸方向に対して直交し、ドライブプレートに当接する当たり面６２と、ネジ部材５４，５６が挿通される長円形状の貫通孔７０とを備え、外側面６４と内側面６６との間の肉厚がトルクコンバータケースの半径方向外周側に向かって薄肉となるよう形成され、外側面６４にドライブプレートをネジ部材５４，５６で締結する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 内燃機関のクランクシャフトと同期回転するドライブプレートが、該ドライブプレートに対向するトルクコンバータケースの端面に突出形成されたボスに、該トルクコンバータケースの外周側からネジ部材によって固定された、トルクコンバータケースとドライブプレートとの締結構造において、上記ボスは、上記トルクコンバータケースの軸直交面に対して半径方向外周側部分が該トルクコンバータケース寄りとなるよう所定角度で傾いた外側面と、内側面と、上記トルクコンバータケースの軸方向に対して直交し、上記ドライブプレートの一部に当接する当たり面と、長軸が上記トルクコンバータケースの軸方向に沿った長円形状を呈し、上記外側面と上記内側面との間に貫通形成された貫通孔と、を備え、上記外側面と上記内側面との間の肉厚が上記トルクコンバータケースの半径方向外周側に向かって薄肉となるよう形成されていると共に、上記貫通孔を通る締結ボルトとナットとからなるネジ部材によって、上記外側面に上記ドライブプレートが締結されていることを特徴とするトルクコンバータケースとドライブプレートとの締結構造。
【請求項２】 上記ボスは、該ボスの内側面を覆い、上記トルクコンバータケースの端面に接合された脚部を有し、該ボスの上記トルクコンバータケースの端面との接合面である接合端面が、該トルクコンバータケースの端面上で、該トルクコンバータケースの軸方向に延長するよう形成されていることを特徴とする請求項１に記載のトルクコンバータケースとドライブプレートとの締結構造。
【請求項３】 上記ネジ部材の軸心の延長線が、上記ボスの上記接合端面内を通過するよう形成されていることを特徴とする請求項２に記載のトルクコンバータケースとドライブプレートとの締結構造。
【請求項４】 上記締結ボルトは、上記トルクコンバータケースの外周側から上記貫通孔に挿入され、上記ボスの上記内側面側に配設された上記ナットに螺合して、かつ上記ナットの座面が、上記外側面に対する上記内側面の傾斜角度と同じ角度で、上記ナットの頂面に対して傾いていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のトルクコンバータケースとドライブプレートとの締結構造。
【請求項５】 上記ドライブプレートに、上記クランクシャフトに接続されたモータが隣接していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のトルクコンバータケースとドライブプレートとの締結構造。
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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、トルクコンバータとドライブプレートとの締結構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車に搭載されたエンジンのクランクシャフトは、エンジン後端側で変速機に接続されている。このクランクシャフトと上記変速機との接続は、上記変速機のトルクコンバータを介して行われる。
【０００３】まず、上記変速機を上記エンジンに組み付ける前に、略円板状のドライブプレートを上記クランクシャフトにボルトで固定する。そして、上記変速機を上記エンジンに固定した後、上記ドライブプレートと上記トルクコンバータのケーシングとが締結ボルトにより、エンジン側からソケットレンチ等の工具を用いて締結される。
【０００４】上記ドライブプレートと上記トルクコンバータケーシングとの締結面は、上記トルクコンバータケースの軸直交面と平行となるよう形成されており、上記締結ボルトの締結は、トルクコンバータケースの軸方向に沿って行われる。
【０００５】ところで、例えばハイブリッド型の電気自動車用では、エンジンンと変速機との間にモータが挟み込まれた構造を採用することが考えられる（例えば、特開平５−１１１２１５号公報等を参照）。
【０００６】この場合、上述したように、トルクコンバータケースの軸方向に沿ってドライブプレートとトルクコンバータケースとを締結しようとすると、上記エンジンと変速機との間にあるモータが障害となり、締結ボルトによる締結作業が困難になるという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで、上記ドライブプレートと上記トルクコンバータケースの締結面を上記トルクコンバータケースの軸直交面に直交させ、上記トルクコンバータケースの軸方向からではなく、上記トルクコンバータケースの半径方向外周側から上記締結ボルトの締結を行う構成が考えられる。
【０００８】しかし、このような構成では、上記締結ボルトの軸力が、トルクコンバータケースの軸方向に沿って作用しないため、クランクシャフトの軸方向に沿って、上記ドライブプレートを上記トルクコンバータケースに十分密着させることができず、ドライブプレートの軸心とトルクコンバータケースの軸心とがずれてしまい、トルクコンバータケースの面振れを上記ドライブプレートによって規制することができなくなってしまう。そのため、このトルクコンバータケースの面振れによってトルクコンバータ内のオイルポンプブッシュ等の摩耗が激しくなり、機械的不具合が発生してしまうという問題がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】そこで、請求項１に記載の発明は、内燃機関のクランクシャフトと同期回転するドライブプレートが、該ドライブプレートに対向するトルクコンバータケースの端面に突出形成されたボスに、該トルクコンバータケースの外周側からネジ部材によって固定された、トルクコンバータケースとドライブプレートとの締結構造において、上記ボスは、上記トルクコンバータケースの軸直交面に対して半径方向外周側部分が該トルクコンバータケース寄りとなるよう所定角度で傾いた外側面と、内側面と、上記トルクコンバータケースの軸方向に対して直交し、上記ドライブプレートの一部に当接する当たり面と、長軸が上記トルクコンバータケースの軸方向に沿った長円形状を呈し、上記外側面と上記内側面との間に貫通形成された貫通孔と、を備え、上記外側面と上記内側面との間の肉厚が上記トルクコンバータケースの半径方向外周側に向かって薄肉となるよう形成されていると共に、上記貫通孔を通る締結ボルトとナットとからなるネジ部材によって、上記外側面に上記ドライブプレートが締結されていることを特徴としている。これによって、締結ボルトのトルクコンバータケース外周側からの締め付けにともない、上記ドライブプレートが、上記トルクコンバータケースとの遊びを吸収しながら、該トルクコンバータケース側へと移動し、該トルクコンバータケースに密着して締結される。
【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記ボスは、該ボスの内側面を覆い、上記トルクコンバータケースの端面に接合された脚部を有し、該ボスの上記トルクコンバータケースの端面との接合面である接合端面が、該トルクコンバータケースの端面上で、該トルクコンバータケースの軸方向に延長するよう形成されていることを特徴としている。
【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、上記ネジ部材の軸心の延長線が、上記ボスの上記接合端面内を通過するよう形成されていることを特徴としている。上記ボスに作用する上記ドライブプレートからの反力は、締結ボルトの軸心方向に沿って発生する。これによって、上記ボスに曲げモーメントが発生することを防止することができる。
【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、上記締結ボルトは、上記トルクコンバータケースの外周側から上記貫通孔に挿入され、上記ボスの上記内側面側に配設された上記ナットに螺合して、かつ上記ナットの座面が、上記外側面に対する上記内側面の傾斜角度と同じ角度で、上記ナットの頂面に対して傾いていることを特徴としている。上記締結ボルトを締め付けると、上記ナットは、上記基部の内側面の傾斜に沿ってトルクコンバータケース側に移動する。これによって、上記締結ボルトの締め付けにともない、上記ナットが基部の内側面に沿ってトルクコンバータケース側へ移動する。
【００１３】請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、上記ドライブプレートに、上記クランクシャフトに接続されたモータが隣接していることを特徴としている。ネジ部材の締め付けは、トルクコンバータケースの半径方向外周側から行われるので、上記ドライブプレートのエンジン側にモータ等の電動機が配置されている場合でも、該ドライブプレートと上記トルクコンバータケースとの締結作業は容易に行える。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、上記ボスに設けられた合わせ面に十分な押付力でもって上記ドライブプレートを当接させることができるので、トルクコンバータケースの軸心と上記ドライブプレートの軸心とを一致した状態で保持でき、上記トルクコンバータケースの面振れを確実に防止することができる。
【００１５】また、請求項３のように、ネジ部材の軸心の延長線が上記ボスの上記接合端面内を通過するようにボスを形成すれば、このボスに曲げモーメントが作用することがなく、該ボスに作用する応力を最小限にすることができ、該ボスの強度を相対的に向上させることができる。
【００１６】さらに、請求項４のようなナットを用いることにより、上記ドライブプレートと上記トルクコンバータケースとの間の遊びを吸収しながら、該ドライブプレートを該トルクコンバータケースに当接させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】図１に示すように、整流器２を介しバッテリー４に接続されたモータ６が、自動車のエンジン８と変速機１０との間に配設され、上記変速機１０のトルクコンバータ１２に接続されている。また、上記トルクコンバータ１２のハウジング１４は、上記モータ６の固定子２２（後述）に固定されている。尚、上記モータ６の制御は、図示せぬコントロールユニットによって行われている。
【００１９】図２に示すように、上記モータ６は、上記エンジン８のクランクシャフト１６に直結されたものであって、上記クランクシャフト１６に一体に連結された回転軸１８の外周に固定された磁性材料からなる回転子２０と、この回転子２０に対向する固定子２２とを有し、該固定子２２に通電することにより発生する磁界の作用で上記回転軸１８を回転させることができるようになっている。ここで、上記モータ６の上記回転軸１８の軸心は上記クランクシャフトの軸心と一致するよう連結されている。
【００２０】そして、上記モータ６の固定子２２は、上記エンジン８を構成するシリンダヘッド２４、シリンダブロック２６及びオイルパン２８に対して固定されている。
【００２１】上記モータ６の回転軸１８の端部３０には、上記トルクコンバータ１２のケース３２から突出する支持軸３４が保持されていると共に、ドライブプレート３６が８つのボルト３８によって締結されている。
【００２２】上記支持軸３４は、上記トルクコンバータケース３２の端面の中心に設けられ、上記モータ６の回転軸１８の端面に形成された凹部４０に挿入されている。そして、上記凹部４０と該凹部４０に挿入される上記支持軸３４の先端は、上記支持軸３４の軸心と上記回転軸１８の軸心が一致するはめあいの精度に形成されている。
【００２３】上記ドライブプレート３６は、略有底円筒状を呈し、上記クランクシャフト１６の軸方向に対して直交する底壁４２と、この底壁４２の外周から上記トルクコンバータケース３２に向かって延出し、略階段状に折曲された起立壁４４とからなっている。
【００２４】上記起立壁４４は、上記底壁４２と連続する基端部４６と、上記クランクシャフト１６の軸方向に対して直交するよう上記基端部４６から折曲されたボス当接壁部４８と、該ボス当接壁部４８から折曲された先端壁部５０と、を有している。この先端壁部４８には、後述する締結ボルト５４が挿通される穴が形成されている。
【００２５】そして、上記ドライブプレート３６の先端壁部５０は、トルクコンバータケース３２に設けられた４箇所のボス５２にネジ部材である締結ボルト５４及びナット５６によって固定されている。
【００２６】尚、上記ドライブプレート３６の先端壁部５０は、上記ボス５２の後述する基部５８の外側面６４に対応する角度に折曲されている。
【００２７】図３及び図４ａ〜図４ｂを用いて、上記ボス５２の構造について詳述する。図３は、図２におけるＡ矢示方向から上記ボス５２をみた図であって、上記ボス５２の正面図である。また、図４ａは、図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、図４ｂは、図４ａのＣ矢示方向からみた図であって、上記基部５８の平面図である。
【００２８】上記ボス５２は、上記エンジン８に対向する上記トルクコンバータケース３２の端面の外周縁に沿って等間隔に設けられており、このトルクコンバータケース３２の端面から該トルクコンバータケース３２の内周側に向かって斜めに突出した基部５８と、上記基部５８よりも上記トルクコンバータケース３２の中心側に位置する脚部６０とから大略構成されている。
【００２９】上記基部５８は、略四角柱形状を呈し、図４ａにおいて左側の端部６１に、上記ドライブプレート３６のボス当接壁部４８に当接する当たり面６２が設けられている。この当たり面６２は、上記端部６１から図４ａにおける左側に向かって突出した三角柱の三角形の端面であって、上記トルクコンバータケース３２の軸方向に対して直交するように形成されている。
【００３０】上記トルクコンバータケース３２の軸直交面に対して該トルクコンバータケース３２の半径方向外周側部分となる上記基部５８の外側面６４は、上記ドライブプレート３６の先端壁部５０に当接し、該ドライブプレート３６との締結面となっている。
【００３１】この外側面６４は、上記トルクコンバータケース３２の軸方向に対して０°〜９０°の範囲内の所定角度θ1で傾斜するよう形成されている。すなわち、上記外側面６４は、上記トルクコンバータケース３２寄りに傾いて形成されている。
【００３２】そして、上記外側面６４と対向する上記基部５８の内側面６６には、上記締結ボルト５４に螺合する上記ナット５６が配設されている。このナット５６の座面６８と当接する上記基部５８の内側面６６は、上記外側面６４に対して所定角度θ2で傾斜するよう形成されている。
【００３３】つまり、上記ボス５２の上記基部５８は、上記ドライブプレート３６の先端壁部５０との締結面となる上記外側面６４と、上記ナット５６との締結面となる上記内側面６６と、によって挟まれた締結面間の肉厚が、上記トルクコンバータケース３２の半径方向外周側に向かって徐々に薄肉となるよう形成されている。
【００３４】上記基部５８には、上記外側面６４と上記内側面６６との間に貫通形成され、上記締結ボルト５４が挿通される長円形状の貫通孔７０が形成されている。この貫通孔７０は、該貫通孔７０の軸心が、上記基部５８の外側面６４に対して直交するよう形成されていると共に、この貫通孔７０の長軸が、上記トルクコンバータケース３２の軸方向に沿うように形成されている。
【００３５】また、この貫通孔７０の長軸の長さは、上記ボス５２の当たり面６２に上記ドライブプレート３６のボス当接壁部４８が当接した際に、上記締結ボルト５４のねじ部が該貫通孔７０のトルクコンバータケース３２側の端部内壁面と離間する長さとなるよう設定されている。
【００３６】上記ナット５６は、該ナット５６との軸直角方向の断面が矩形のいわゆる四角ナットであり、上記トルクコンバータケース３２の軸方向に沿って互いに対向する一対の側壁７２，７２にそれぞれ突起部７４，７４が設けられている。
【００３７】この突起部７４，７４は、上記一対の側壁７２，７２の全長に亙って形成され、かつ該突起部７４，７４の底面が、上記ナット５６の座面６８の一部となっている。
【００３８】そして、上記ナット５６の座面６８は、該ナット５６の頂面７６が上記基部５８の外側面６４と平行となるように、該ナット５６の頂面７６に対して所定角度θ2で傾斜するよう形成されており、上記エンジン８側から上記トルクコンバータケース３２側、すなわち図４ａにおける左側から右側に向かってその肉厚が徐々に厚肉となっている。
【００３９】上記ボス５２の上記脚部６０は、上記ナット５６を覆うように、上記基部５８に一体に接続されている。
【００４０】上記脚部６０は、全体として、上記基部５８の四角形の内側面６６を底面とする略五面体で、上記基部５８のトルクコンバータケース３２側の端部と同一平面上に位置し、上記トルクコンバータケースに結合している四角形の背面７８と、上記背面７８に対向する四角形の前面８０と、上記背面７８、上記前面８０及び上記底面によって囲まれた互いに対向する三角形の一対の側面８２，８２と、を有している。
【００４１】上記脚部６０には、断面略矩形の溝８４が上記前面８０から上記背面７８に向かって形成されている。この溝８４は、上記脚部６０の底面に開口したものであって、上記基部６０の内側面６６と上記溝８４とによって、上記ナット５６を収容するナット収容部８６が画成されている。このナット収容部８６は、上記ナット５６よりも広幅になっており、また上記ナット５６の突起部７４，７４に対応する係合部８８が、上記溝８４の開口近傍の側壁を階段状にすることにより形成されている。つまり、上記ナット５６は、上記基部５８の内側面６６に直交する方向に対しては移動が規制されているものの、上記ナット収容部８６内を上記基部５８の内側面６６に沿って、エンジン８側からトルクコンバータケース３２側へ、あるいはトルクコンバータケース３２側からエンジン８側へのスライドは許容されている。そして、上記ナット５６の上記ナット収容部８６からの脱落防止のため、上記基部５８には規制板９０が設けられている。
【００４２】ここで、上記基部５８の外側面６４の傾斜角度θ1について図５を用いて更に詳述する。
【００４３】図５における９２は、上記基部のトルクコンバータケース側の端部端面と上記脚部の背面とからなる、上記ボスの上記トルクコンバータケースに対する接続端面を示している。
【００４４】本実施例においては、この接続端面９２を表す線分の一端、すなわち上記脚部６０の上記前面８０の一辺と上記背面７８の一辺とが接続されてなる上記脚部６０の頂辺９４が、上記締結ボルト５４の軸心の延長線と交わるように、上記基部５８の外側面６４の傾斜角度θ1が設定されている。
【００４５】上記ドライブプレート３６のトルクコンバータケース３２への締結は、上記トルクコンバータ１２のハウジング１４に設けられた孔に、上記トルクコンバータケース３２の外周側から工具を挿入して行われる。
【００４６】図６に示すように、まず、トルクコンバータケース３２から最も離れた位置、すなわち上記貫通孔７０のエンジン４側で、上記締結ボルト５４と上記ナット５６とを螺合させる。
【００４７】上記締結ボルト５４を締め込むにつれ、上記トルクコンバータケース３２は、上記締結ボルト５４及び上記ナット５６とともに、図７に示すように、上記貫通孔７０内をトルクコンバータケース３２側へと移動する。
【００４８】そして、図８に示すように、上記ドライブプレート３６のボス当接壁部４８が上記ボス５２の基部５８の当たり面６２に当接するまで上記締結ボルト５４が締め込まれる。
【００４９】このようなトルクコンバータケース３２とドライブプレート３６との締結構造においては、上記基部５８の肉厚が、該トルクコンバータケース３２の半径方向外周側に向かって薄肉となるよう、上記ボス５２の基部５８の内側面６６を、該ボス５２の外側面６４に対して所定角度θ2で傾斜させ、かつ上記ナットの肉厚が、上記ドライブプレート３６側から上記トルクコンバータケース３２側に向かって厚肉となるよう、上記ナット５６の座面６８を該ナット５６の頂面７６に対して所定角度θ2で傾斜させることによって、上記締結ボルト５４を締め付けると、上記貫通孔７０の長軸方向に沿って該締結ボルト５４が移動する。つまり、締結ボルト５４のスライドに伴い、上記ドライブプレート３６も上記トルクコンバータケース３２側に移動するのことになる。
【００５０】そのため、上記基部５８に設けられた上記当たり面６２が、上記ドライブプレート３６のボス当接壁部４８に押し付けられ、この押付力によって、該ドライブプレート３６の軸心と上記トルクコンバータケース３２の軸心とを一致させた状態で保持でき、該トルクコンバータケース３２の面振れを確実に防止することができる。
【００５１】さらに、上記締結ボルト５４の移動に伴って上記ドライブプレート３６が、該ドライブプレート３６と上記トルクコンバータケース３２との間のあそびを吸収しつつスライド移動するので、該ドライブプレート３６と上記トルクコンバータケース３２の心出しを容易に行うことができる。
【００５２】上記トルクコンバータケース３２の内部には、上記クランクシャフト１６の回転を上記変速機１０に伝達するための媒体としてオイル等の作動流体が封入されている。この作動流体は、上記トルクコンバータケース３２の回転による遠心力によって、上記トルクコンバータケース３２の内壁面に押し付けられ、図９に示すように、上記トルクコンバータケース３２を外側に凸となるように弾性変形させようとする。このようなトルクコンバータケース３２の変形に伴う上記ボス５２の位置変位（図９中の破線を参照）は、該ボス５２に締結されたドライブプレート３６によって拘束される。この拘束によって、上記締結ボルト５４の軸心方向に沿って生じる反力が上記ボス５２に作用する。この反力の大きさは、上記基部５８の外側面６４の傾斜角度θ1の大きさに比例する。すなわち、傾斜角度θ1が大きい程、この反力の上記基部５８の接続端面９２に平行な分力が小さくなる。
【００５３】また、上記反力により、上記ボス５２の接続端面には、図９中に矢示する曲げモーメントＭが発生する。
【００５４】一方、上記基部５８の外側面６４の傾斜角度θ1が大きくなると、上記トルクコンバータケース３２の外周側から行う上記締結ボルト５４の締付作業が困難となってしまう。
【００５５】そこで、上述した実施例のように、上記基部５８の外側面６４を上記トルクコンバータケース３２の軸方向に対して０°〜９０°の範囲内の所定角度θ1で傾斜させ、上記締結ボルト５４の軸心の延長線が上記ボス５２の接合端面９２の頂辺９４を通過するよう形成することにより、上記ボス５２に曲げモーメントＭが発生することを防止することができ、上記ボス５２の作用する応力を最小限に低減することができる。さらに、上記ドライブプレート３６の先端壁部５０が、上記基部５８の外側面６４の傾斜角度θ1に対応するようテーパ状に形成され、該先端壁部５０の剛性が比較的小さくなっているので、上記ボス５２に作用する反力を小さくすることができるので、該ボス５２の強度を相対的に向上させることができる。
【００５６】また、上記ボス５２は、該ボス５２の接続端面９２を上記トルクコンバータケース３２の中心方向に延長させる脚部６０を有しているので、上記基部５８の外側面６４の傾斜角度θ1を小さく設定することができ、上記トルクコンバータケース３２の外周側から行う上記締結ボルト５４の締付作業を容易に行うことができる。
【００５７】尚、上記ボス５２に作用する曲げモーメントＭは、上記締結ボルト５４の軸心の延長線が上記ボス５２の接続端面９２内を通過するよう設定されていれば、その発生を防ぐことができるが、上記トルクコンバータケース３２の外周側から行う上記締結ボルト５４の締結作業性を考慮すると、上述した実施例のように、上記締結ボルト５４の軸心の延長線が上記ボス５２の接続端面９２の頂辺９４を通過するように上記基部５８の外側面６４の傾斜角度θ1を設定するのが好ましい。
【００５８】また、上記ドライブプレート３６は、必ずしもその底壁４２の全周に亙って起立壁４４を設ける必要はなく、上記ボス５２に対応する間隔で、部分的に起立壁４４を設けることもできる。
【００５９】さらに、上記締結ボルトと上記ナットの位置関係は、本実施例に限定されるものではなく、ボス５２に設けられたナット収容部８６に締結ボルト５４の頭部を収容し、基部５８の外側面６４から突出した締結ボルト５４のネジ部にナットを螺号させるようにすることもできる。この場合のナットは座面と頂面が平行なものを使用し、締結ボルト５４の座面と内側面６６の間には、新たにテーパ座金を介装する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３９９７
【氏名又は名称】日産自動車株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年２月２５日（２０００．２．２５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６２１９９
【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 富士弥 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２４１５３１（Ｐ２００１−２４１５３１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月７日（２００１．９．７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−４８４４０（Ｐ２０００−４８４４０） |
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