| 【発明の名称】 |
自動弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】平井 弘毅
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| 【要約】 |
【課題】閉位置への復旧時間および残水排出作業時間の短い自動弁の提供。
【解決手段】弁座を開閉する弁体を操作する加圧室を持つシリンダ装置と、加圧室に連通した加圧流路と、加圧室圧力を排出させてピストンを閉位置に移動させる排圧流路と、排圧流路に設けた流量制限装置と、排圧流路に流量制限装置の上流側で接続されて、開放時に背圧を実質的に制限無しで排出させることのできる排出装置とを備えた自動弁。排圧流路の最上部に排圧流路を大気に連通させる大気開放弁を接続しても良い。加圧流路に流量制限装置を設けることもできる。また、大気開放弁を加圧流路の起動弁の二次側間近に設けることも、大気開放弁に空気加圧手段を設けることもできる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 弁座を有する隔壁により区画された一次室および二次室を有する本体と、前記弁座を開閉する弁体と、前記弁体に連結されたピストンおよびこのピストンを摺動可能に収容してピストンを押圧する加圧室を形成するシリンダを備え、前記弁体を開閉駆動させるシリンダ装置と、前記本体の一次室を前記シリンダ装置の加圧室に連通させ、前記シリンダ内のピストンを加圧して前記ピストンを開位置へ移動させる加圧流路と、前記シリンダ装置の加圧室の背圧を排出させて前記ピストンの加圧を停止して前記シリンダ内のピストンを閉位置に移動させる排圧流路と、前記排圧流路に接続されて前記背圧を制限しながら排出するための流量制限装置と、前記排圧流路に前記流量制限装置の上流側で接続されて、開放時に前記背圧を実質的に制限無しで排出させることのできる排出装置とを備えた自動弁。
【請求項２】 前記排出装置は、前記排圧流路から分岐した分岐管と、この分岐管に接続された開閉可能な制御弁とを備えた請求項１記載の自動弁。
【請求項３】 前記排圧流路の最上部に接続され、前記排圧流路を大気に連通させる大気開放弁を備えたことを特徴とする請求項１あるいは２記載の自動弁。
【請求項４】 弁座を有する隔壁により区画された一次室および二次室を有する本体と、前記弁座を開閉する弁体と、前記弁体に連結されたピストンおよびこのピストンを摺動可能に収容したシリンダを備え、前記弁体を開閉駆動させるシリンダ装置と、前記本体の一次室を前記シリンダ装置の加圧室に連通させ、前記シリンダ内のピストンを加圧して前記ピストンを開位置へ移動させる加圧流路と、前記シリンダ装置の加圧室の背圧を排出させて前記ピストンの加圧を停止して前記シリンダ内のピストンを閉位置に移動させる排圧流路と、前記排圧流路に接続されて前記背圧を制限しながら排出するための流量制限装置と、前記排圧流路の最上部に接続され、前記排圧流路を大気に連通させる大気開放弁とを備えた自動弁。
【請求項５】 前記加圧流路および排圧流路のそれぞれに流量制限装置が設けられている請求項４記載の自動弁。
【請求項６】 前記大気開放弁が加圧流路の起動弁の二次側間近に設けられている請求項４または５記載の自動弁。
【請求項７】 前記大気開放弁に空気加圧手段を設けた請求項４ないし６のいずれか記載の自動弁。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は自動弁に関し、特に道路交通用等のトンネルの火災発生時に作動する散水システムに用いるのに適した自動弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】トンネル防災システムは、トンネルの長手方向を例えば２５ｍの所定の距離毎に区切って防火区画を設定し、火災発生時に特定の防火区画内の所定領域に対する散水を行うものである。図５にはこのようにトンネル内に散水するための従来の散水システムを概略的に示してあり、この散水システムは、貯水槽１の消火水を送水するポンプ２等の加圧水供給源と、この加圧水供給源に接続されてトンネル３内にまで延びてトンネル３内に加圧水を供給する主配管４と、トンネル３内でこの主配管４に接続された複数の分岐配管５とを備えている。
【０００３】主配管４は、トンネル３内では路床側部に設けられた監査路６内に埋設されてトンネル３に沿って、全体として例えば５区画（図５には２区画だけ示してある）の複数の受持区画に亘って延びている。
【０００４】分岐配管５は各受持区画内にそれぞれ必要な数だけ設けられて監査路６内に設けられた主配管４からトンネル３の側壁に沿って立ち上がってトンネル３の天井近くにまで延びており、これらの分岐配管５のそれぞれの先端部分にはトンネル３内の所定領域内に加圧水を散水するためのヘッド７が接続されている。
【０００５】分岐配管５の根本部分即ち低い位置には、仕切弁８と、仕切弁８の下流側に設けられた自動弁１０と、自動弁１０を挟んで上流側と下流側に接続された圧力検出計１１とが設けられている。自動弁１０は、火災あるいは放水試験開始時等の必要時に開いて散水のためにヘッド７に加圧水を供給したり、鎮火あるいは試験終了時等の平常時に閉じてヘッド７への加圧水の供給を停止させるものである。このような自動弁１０の一例を図６に示す。
【０００６】図６に於いて、自動弁１０は弁座１２を持つ隔壁１３により一次室Ａと二次室Ｂとに区切られた本体１４と、弁座１２を開閉する主弁１５と、主弁１５に連結されてばね１６で附勢されたピストン１７を内部に有するシリンダ１８を有し、主弁１５の開閉動作を行わせるシリンダ装置３３とを備えている。自動弁１０の一次側（給水側）は、止め弁内蔵ストレーナ１９、パイロット弁２０、手動起動弁２２、排気弁２１およびオリフィス２３および圧力スイッチ２４を有する起動回路すなわち加圧流路２５を介して、シリンダ１８内のピストン１７の図６で右側の開放側空間すなわち加圧室３４に連通している。また、同じ加圧回路２５は、ニードル弁２６、圧力調整弁２７、ストレーナ２８および圧力スイッチ２９を有する圧力調整回路すなわち流量制限流路３０を介して自動弁１０の二次側に連通している。
【０００７】図６の位置で加圧回路２５のパイロット弁２０を開くと、一次側圧力がシリンダ１８の加圧室３４（開放側空間）に導入されてピストン１７に図６で左向きの力が作用する。ピストン１７の受圧面積は主弁１５の受圧面積よりも大きく、圧力は同じであるのでピストン１７はばね１６の力に抗して図６で左向きに移動して自動弁１０が開位置に移動する。パイロット弁２０を閉じると、ピストン１７の加圧室３４（開放側空間）への圧力供給が無くなり、ピストン１７はばね１６の作用力により図６で右方向に押されて自動弁１０は閉位置に移動させられ、ピストン１７の加圧室（開放側空間）の圧力は圧力調整回路３０を介して徐々に自動弁１０の二次側に逃がされる。圧力調整回路３０は、ニードル弁２６によって加圧室（開放側空間）の圧力を逃がす際に流量制限をして、主弁１５が急激に閉じて水撃現象が起こって散水システムに不都合が生じないように、主弁１５の閉止動作を緩慢なものにするためのものである。自動弁１０の二次側にはまた自動排水弁（加圧時に閉止する弁）３１およびテスト放水弁３２が設けられている。
【０００８】図５に於いて、このような自動弁１０を挟んで上流側と下流側の分岐配管５にはそれぞれ圧力検出計１１が接続されていて、その分岐配管５内を流れる加圧水の圧力を自動弁１０の上流側および下流側で測定できるようにしてある。これら２つの圧力計１１は、自動弁１０の調圧機能を確認するためのものである。
【０００９】このような散水システムに於いては、その機能を保持しているかどうかについての放水試験を定期的に行う必要がある。放水試験時には、トンネル３内の交通規制を行って、適当な集水装置（図示してない）をトンネル３内に搬入して放水ヘッド７にあてがって放出された消火水が飛散しないようにしてから散水システムを運転する。集水装置によって集められた消火水の流量を測定して所定の放水量が放出されていることを確認していた。
【００１０】放水試験終了時には自動弁１０を閉じて自動弁１０の二次側の自動排水弁３２が開き、散水システムへの給水を停止すると共に消火水の排水をする。また、集水装置を放水ヘッド７から外してトンネル３外に搬出して交通規制を解除する。このような放水試験の結果、所定の散水が行われていなければ、その原因を調査して、機器の不具合の場合には自動弁１０等の機器を取り外して交換する必要があることがある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】このような散水システムにおいて、放水試験終了時には、速やかに待機状態に復旧させる必要があるにも拘わらず、先に述べたとおりの圧力調整回路３０による流量制限作用のために主弁１５の閉止動作は緩慢にしか行われず、待機状態への復旧に時間が掛かっていた。従って、放水試験終了後に直ちに自動弁１０を閉止できることが望まれている。また、何らかの原因による誤放水が発生した場合にも、即座に自動弁１０を閉止する必要がある。
【００１２】また、放水試験終了時には自動弁１０を閉じて散水システムへの給水を停止すると共に、自動弁１０の二次側の排水弁３２が開き、消火水が排水される必要がある。しかしながら、自動弁に於ける主弁周辺の流体回路中にはオリフィス等の流路断面積の小さい部分があるため、排水弁３２を開放しても、流路断面積の小さなオリフィス部分に水が滞留するために自動弁からの水抜きに時間が掛かってしまう。
【００１３】従って、この発明の課題は上述のような従来の散水システム用の自動弁の問題点を解消することであり、復旧を迅速に行い得るようにした自動弁を得、また簡単な構成により排水作業を短時間で行うことのできる散水システム用の自動弁を得ることである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するために、この発明によれば、弁座を有する隔壁により区画された一次室および二次室を有する本体と、弁座を開閉する弁体と、弁体に連結されたピストンおよびこのピストンを摺動可能に収容してピストンを押圧する加圧室を形成するシリンダを備え、弁体を開閉駆動させるシリンダ装置と、本体の一次室をシリンダ装置の加圧室に連通させ、シリンダ内のピストンを加圧してピストンを開位置へ移動させる加圧流路と、シリンダ装置の加圧室の背圧を排出させてピストンの加圧を停止してシリンダ内のピストンを閉位置に移動させる排圧流路と、排圧流路に接続されて背圧を制限しながら排出するための流量制限装置と、排圧流路に流量制限装置の上流側で接続されて、開放時に背圧を実質的に制限無しで排出させることのできる排出装置とを備えた自動弁が得られる。
【００１５】また、排出装置は、排圧流路から分岐した分岐管と、この分岐管に接続された開閉可能な制御弁とを備えたものにすることができる。
【００１６】排圧流路の最上部に接続され、排圧流路を大気に連通させる大気開放弁を備えたものとすることができる。
【００１７】また、この発明によれば、弁座を有する隔壁により区画された一次室および二次室を有する本体と、弁座を開閉する弁体と、弁体に連結されたピストンおよびこのピストンを摺動可能に収容したシリンダを備え、弁体を開閉駆動させるシリンダ装置と、本体の一次室を前記シリンダ装置の加圧室に連通させ、シリンダ内のピストンを加圧してピストンを開位置へ移動させる加圧流路と、シリンダ装置の加圧室の背圧を排出させてピストンの加圧を停止してシリンダ内のピストンを閉位置に移動させる排圧流路と、排圧流路に接続されて背圧を制限しながら排出するための流量制限装置と、排圧流路の最上部に接続され、排圧流路を大気に連通させる大気開放弁とを備えた自動弁が得られる。
【００１８】また、加圧流路および排圧流路のそれぞれに流量制限装置を設けることができる。
【００１９】また、大気開放弁を加圧流路の起動弁の二次側間近に設けることもできる。
【００２０】更に、大気開放弁に空気加圧手段を設けることもできる。
【００２１】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１には本発明の自動弁の一実施形態を概略図で示してある。図１に於いて、自動弁４２は、図６に示す自動弁１０と同様の構造のものであって、本体１４の一次室Ａをピストン１７およびシリンダ１８からなるシリンダ装置３３の加圧室３４に連通させ、シリンダ１８内のピストン１７を加圧してピストン１７を開位置へ移動させる起動回路である加圧流路２５と、シリンダ装置３３の加圧室３４の圧力を排出させてピストン１７の加圧を停止してシリンダ１８内のピストン１７を閉位置に移動させる排圧流路３５と、この排圧流路３５に接続されてピストン背圧を制限しながら二次室Ｂに排出するための圧力調整回路すなわち流量制限装置３０とを備えている。
【００２２】この発明の自動弁４２が図６のものと相違する点は、上に説明した要素の外に、排圧流路３５に流量制限装置３０の上流側で接続されて、開放時に背圧を実質的に制限無しで排出させることのできる排出装置３６を備えたことである。
【００２３】図１に示す例では、排出装置３６は、排圧流路３５から分岐した分岐管３７と、この分岐管３７に接続された手動で開閉可能で外部に開いた制御弁３８と、この制御弁３８に並列接続されて遠隔操作で開閉可能な非常閉止弁３９とを備えたものである。また必要に応じて、水抜きの目的で後に図２に関連して説明する大気開放弁（図１には図示してない）を排圧流路の最上部に接続して排圧流路を大気に連通させることもできる。
【００２４】散水システムの平常時には、散水システムの自動弁１０の主弁すなわち本弁１５は全閉、本弁リミットスイッチ（図示してない）はオン、集水装置（図示してない）は待機状態で集水装置リミットスイッチはオフ、遠隔起動弁２０は閉、遠隔試験弁２２は閉、本弁１５の二次側は無圧で圧力スイッチ２９はオフ、そして自動排水弁３１は開である。
【００２５】この状態に於いて、火災が発生したときには、遠隔起動により遠隔起動弁（パイロット弁）２０が開き、加圧室３４が加圧されて本弁１５が開き、本弁リミットスイッチがオフとなって本弁開放が行われる。これによって流水が開始され、本弁１５の二次側が加圧されて圧力スイッチ２９がオンとなって流水信号が発報される。このとき自動排水弁３１は閉である。流水開始によりヘッド７から放水されるが、二次側が調圧されているために所定圧力での放水が実現される。
【００２６】火災の鎮火などのため、散水システムを復旧させる場合には、遠隔停止信号により遠隔起動弁（パイロット弁）２０を閉じる。すると加圧室３４が減圧されて圧力調整回路３０の急速閉止防止機能により、徐々に本弁１５が閉位置に移動され本弁１５の二次側が減圧され、圧力スイッチ２９はオフとなって流水信号が停止する。このときヘッド７からの放水も停止し、本弁１５が完全に閉じたときに本弁リミットスイッチがオンとなり、自動排水弁３１は開いていて本弁１５から残水が排出され、流水停止動作が完了する。
【００２７】試験時には、遠隔試験起動により集水装置を起動させるための遠隔試験弁（図示しない）が開き、集水装置を集水位置に移動させ、正常に作動したことを集水装置リミットスイッチ（図示しない）で確認して放水試験準備が完了したと判断したときに遠隔起動動作に入って遠隔起動弁（パイロット弁）２０を開く。集水装置が正常位置にないときは集水装置リミットスイッチはオンにならず、放水試験準備が完了してないと判断して、集水装置を確認して必要な適正位置に配置できるように適当な措置を取る。
【００２８】遠隔起動弁２０が開いたときには、加圧室３４が加圧されて本弁１５が開き、本弁リミットスイッチがオフとなって本弁１５の開放が行われる。リミットスイッチがオフにならない場合には、起動弁２２等に異常がある可能性があるためこれらを確認して必要な措置を取る。本弁１５の開放が正常に行われた場合には、流水が開始され、本弁１５の二次側Ｂが加圧されて圧力スイッチ２９がオンとなって流水信号が発報される。この圧力スイッチ２９がオンにならないときには、圧力スイッチ等に異常が無いかを確認して必要な措置を取って流水信号が発報されるようにする。このとき自動排水弁２０は閉である。流水開始によりヘッド７から放水されるが、二次側で調圧されるために所定圧力での放水が実現される。
【００２９】放水試験終了後に散水システムを復旧させる場合には、遠隔停止信号により遠隔起動弁（パイロット弁）２０を閉じる。すると加圧室３４が減圧されて圧力調整回路３０の急速閉止防止機能により、徐々に本弁１５が閉位置に移動され本弁１５の二次側が減圧され、圧力スイッチ２５はオフとなって流水信号が停止する。圧力スイッチ２５がオフにならない場合には、異常と判断して圧力スイッチ２５や本弁１５等を確認し必要な措置を取って圧力スイッチ２５がオフとなるようにして流水信号を停止させる。このときヘッド７からの放水も停止し、本弁１５が完全に閉じたときに本弁リミットスイッチがオンとなり、自動排水弁３１は開いていて本弁１５から残水が排出され、流水停止動作が完了して本弁１５が復旧する。本弁リミットスイッチがオンとならない場合には本弁１５等を確認して本弁１５を復旧させる必要がある。
【００３０】このように放水試験終了後に自動弁４２から残水を完全に排出するときに、本発明の自動弁４２によれば、排出装置３６を開放することができる。排出装置３６を開放すると、ピストン１７による加圧室３４の排圧は流量制限装置３０による流量制限作用を受けずに、排圧流路３５から分岐管３７に入り、制御弁３８を通って外部に排水されるので、実質的に制限無しで背圧を排出させることができる。従って自動弁４２の閉止を迅速に行うことができる。また、何らかの原因による誤放水が発生した場合にも、同様に排出装置３６を開放することにより即座に自動弁４２を閉止することができる。このような分岐管３７は、加圧室３４の圧力が抜ける位置であれば、どこから分岐してもよく、自動弁４２では、オリフィス２３から圧力調整弁２７までの流路および加圧室３４に接続することができる。
【００３１】次に集水装置を復旧させるために、遠隔試験停止信号を供給して遠隔試験弁３２を閉じると、集水装置（図示してない）が所定の復旧位置に戻り、集水装置リミットスイッチがオンとなって、集水装置の復旧を確認する。このとき集水装置リミットスイッチがオンとならない場合には、集水装置の異常を確認して必要な措置を取ってオンになるようにする。集水装置の復旧により散水システム全体の完全復旧が完了する。
【００３２】実施の形態２.図２に示す本発明の自動弁４３は、排圧流路３５を大気に連通させる大気開放弁４０を備えている。この大気開放弁４０は、排圧流路３５の最上部に接続されていて（図２では他の実施形態との関連を明らかにするために図示されてはいない）、自動弁４３の残水を排出する際の残水の流路に沿って見て、流量を制限する手段であるオリフィス２３の上流側に設けられている。なお、大気開放弁４０は加圧流路２５の起動弁（パイロット弁）２０の二次側間近に設けられている。
【００３３】オリフィス２３は極めて流路断面積の小さな部分であって、この部分で残水の流量が小さく制限されてしまい、特に圧力差が小さい排水時には残水の流れが極めて悪い。しかしながら、放水試験終了後あるいは散水システムの作動後に復旧させるときに、このオリフィス２３の上流側で大気開放弁４０を開放すると、大気開放弁４０から空気が導入されて残水の流れが滑らかに行われ、特に残水の液面がオリフィス２３を通り過ぎた後には、オリフィス２３を流れるのが空気だけであるので、残水の流量制限が実質的に行われないことになり、残水の排出が迅速に行われるのである。
【００３４】図３には図２の実施形態の大気開放弁４０の、主弁１５、加圧流路２５および排圧流路３５に対する高さ位置の関係を表した概略図であり、各要素の機能的関係は図２と同じである。図３からこの発明の大気開放弁４０が、加圧流路２５も含めて排圧流路３５の最上部に接続されていることが理解される。なお、加圧流路２５にはオリフィス２３が設けられており、排圧流路３５には圧力調整弁３０が設けられているので、加圧流路２５および排圧流路３５のそれぞれに流量制限装置が設けられていることが理解される。大気開放弁４０はここでも加圧流路２５の起動弁２０の二次側間近に設けられている。
【００３５】実施の形態３．図４に示す実施形態に於いては、加圧および排圧流路２５および３５の最も高い位置に設けられた大気開放弁４０に空気加圧手段４１が接続されている。空気加圧手段４１は図示の例では空気を圧縮して流路内に送り込むコンプレッサである。大気開放弁４０を開放して空気抜きをするだけでなく、積極的に圧縮空気を供給して残水の排水を行うと、自動弁の残水排水作業をより短時間で終了させることができる。このとき、コンプレッサによる加圧は、高すぎると本弁が開いてしまうため、適度な圧力として送り込む必要がある。
【００３６】
【発明の効果】以上のように本発明の自動弁は、弁座を有する隔壁により区画された一次室および二次室を有する本体と、弁座を開閉する弁体と、弁体に連結されたピストンおよびこのピストンを摺動可能に収容してピストンを押圧する加圧室を形成するシリンダを備え、弁体を開閉駆動させるシリンダ装置と、本体の一次室をシリンダ装置の加圧室に連通させ、シリンダ内のピストンを加圧してピストンを開位置へ移動させる加圧流路と、シリンダ装置の加圧室の背圧を排出させてピストンの加圧を停止してシリンダ内のピストンを閉位置に移動させる排圧流路と、排圧流路に接続されて背圧を制限しながら排出するための流量制限装置と、排圧流路に流量制限装置の上流側で接続されて、開放時に背圧を実質的に制限無しで排出させることのできる排出装置とを備えている。従って、放水試験終了時あるいは何らかの原因による誤放水が発生した場合にも、圧力調整回路による流量制限作用に拘わらず、主弁の閉止動作は迅速に行われて待機状態への復旧に時間が掛からないため、放水試験終了後に直ちに自動弁を閉止できる。
【００３７】また、排出装置は、排圧流路から分岐した分岐管と、この分岐管に接続された開閉可能な制御弁とを備えたものにすることができるので、排出装置を簡単な構成により実現でき、既に現場に設置してある既存の自動弁にも容易にこの発明を実施することができる。
【００３８】また、排圧流路の最上部に接続され、排圧流路を大気に連通させる大気開放弁を備えたものとすることができるので、自動弁の閉位置への復帰だけでなく、自動弁の残水排出作業も迅速に行える。
【００３９】また、この発明によれば、弁座を有する隔壁により区画された一次室および二次室を有する本体と、弁座を開閉する弁体と、弁体に連結されたピストンおよびこのピストンを摺動可能に収容したシリンダを備え、弁体を開閉駆動させるシリンダ装置と、本体の一次室を前記シリンダ装置の加圧室に連通させ、シリンダ内のピストンを加圧してピストンを開位置へ移動させる加圧流路と、シリンダ装置の加圧室の圧力を排出させてピストンの加圧を停止してシリンダ内のピストンを閉位置に移動させる排圧流路と、排圧流路に接続されて背圧を制限しながら排出するための流量制限装置と、排圧流路の最上部に接続され、排圧流路を大気に連通させる大気開放弁とを備えた自動弁が得られる。従って、放水試験終了後あるいは散水システムの作動後に自動弁から残水を排出させて復旧させるときに、この大気開放弁を開放すると、大気開放弁から空気が導入されて残水の流れが滑らかに行われ、残水の流量制限が実質的に行われないことになり、残水の排出が迅速に行われる。
【００４０】また、加圧流路および排圧流路のそれぞれに流量制限装置を設けることができるので、自動弁の自動閉止動作をより確実に緩慢なものとし、水撃現象により流路中の各種機器が損傷を受けるのを防ぐことができる。
【００４１】また、大気開放弁を加圧流路の起動弁の二次側間近に設けることもできるので、流量制限手段であるオリフィスを消火水が通過しなければならない時間を短くして、残水排出作業時間をより短くすることができる。
【００４２】更に、大気開放弁に空気加圧手段を設けることもできるので、大気開放弁を開放して単に空気抜きをするだけでなく、積極的に圧縮空気を供給して残水の排水を行って、自動弁の残水排水作業時間をより短くすることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２３３８２６
【氏名又は名称】能美防災株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月７日（１９９９．１０．７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００５７８７４
【弁理士】
【氏名又は名称】曾我 道照 （外６名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１０８１４０（Ｐ２００１−１０８１４０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年４月２０日（２００１．４．２０） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２８７０９６ |
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