| 【発明の名称】 |
自動車の高電圧系遮断装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】早川 浩之
【住所又は居所】東京都港区芝五丁目３３番８号 三菱自動車工業株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】自動車の高電圧系遮断装置に関し、車両の衝突時に高電圧電源の回路が遮断されたか否かを確認することや、回路が遮断されていない場合に手動で高電圧電源の回路を遮断できるようにする。
【解決手段】高電圧電源２により走行駆動力を得る自動車の衝突を検知する衝突検知手段１１と、衝突検知手段１１からの衝突検知信号に基づいて自動車の衝突時には高電圧電源の回路を遮断するように制御する高電圧系遮断制御手段１４と、自動車の衝突時に高電圧系遮断制御手段１４による高電圧電源の回路の遮断が実行されたか否かを判定する電源回路遮断状態判定手段１５と、電源回路遮断状態検出手段１５からの判定情報に基づいて高電圧系遮断制御手段１５による高電圧電源の回路の遮断が実行されているか否かを報知する報知手段１６とをそなえるようにする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 高電圧電源により走行駆動力を得る自動車の衝突を検知する衝突検知手段と、前記衝突検知手段からの衝突検知信号に基づいて前記自動車の衝突時には前記高電圧電源の回路を遮断するように制御する高電圧系遮断制御手段と、前記自動車の衝突時に前記高電圧系遮断制御手段による前記高電圧電源の回路の遮断が実行されたか否かを判定する電源回路遮断状態判定手段と、前記電源回路遮断状態検出手段からの判定情報に基づいて前記高電圧系遮断制御手段による前記高電圧電源の回路の遮断が実行されているか否かを報知する報知手段とをそなえたことを特徴とする、自動車の高電圧系遮断装置。
【請求項２】 前記自動車の衝突時であって前記高電圧電源の回路の遮断が実行されていない場合に、所定の条件下で手動により前記高電圧電源の回路を遮断する高電圧系手動遮断手段がそなえられていることを特徴とする、請求項１記載の自動車の高電圧系遮断装置。
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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、電気自動車等の高電圧源を有する自動車において、緊急時に高電圧電気系統を遮断する、高電圧系遮断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車では、通常の自動車に載せられるバッテリ（一般には１２ボルト）に比べて著しく高電圧（数百ボルト）の電源から車両の駆動力を得ている。このため、電気自動車では、万一の衝突時にかかる高電圧源に起因した車両火災や感電等の発生を防止する対策が要求され、従来から種々の技術が提案されている。
【０００３】例えば実開昭６１−２０２１０１号公報、電気自動車において、車両が衝突したことを検知したら、電源から駆動装置への通電を遮断する技術が開示されている。また、特開平０９−２８４９０１号公報には、複数のバッテリを搭載する電気自動車が衝突した際に、バッテリを分離することにより高電圧の漏電を防止し、さらに車両の損害状況が軽微な場合には、再度バッテリを接続して走行可能とする技術が開示されている。
【０００４】また、特開平０６−４６５０２号公報には、電気自動車において、自動車の衝突等によって電気系統に異常が発生したり又はその可能性が高くなった場合にヘッドライト等の電装品は駆動できるようにその低圧電源は接続しながら、車両の駆動用（走行用）の高圧電源を遮断する技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述のような車両衝突時に高電圧電源回路を遮断するシステムでは、車両の衝突時に高電圧電源の回路が実際に遮断されたか否かは車両の外観からは確認することができない。このため、万が一、システムが適切に作動せず車両の衝突時に高電圧電源の回路が遮断されないで且つ車体に漏電が生じている場合に、そのおそれがあるか否かを目で見て判断することができない。
【０００６】したがって、高電圧電源の回路が既に遮断されているものと思って車体に触ってしまうことも考えられ、乗員のみならず、外部の救助者にも感電のおそれが生じる。このため、車両の衝突時に高電圧電源の回路が遮断されたか否かを確認することができることや、万が一、システムが適切に作動せず車両の衝突時に高電圧電源の回路が遮断されない場合に、手動で高電圧電源の回路を遮断できるようにしたいという要請が生じている。
【０００７】本発明は、このような課題に鑑み案出されたもので、車両の衝突時に高電圧電源の回路が遮断されたか否かを確認することができるようにした自動車の高電圧系遮断装置、さらには、車両の衝突時に高電圧電源の回路が遮断されていない場合に手動で高電圧電源の回路を遮断できるようにした自動車の高電圧系遮断装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目標を達成するため、本発明の自動車の高電圧系遮断装置（請求項１）では、衝突検知手段が、高電圧電源により走行駆動力を得る自動車の衝突を検知すると、高電圧系遮断制御手段が、この衝突検知手段からの衝突検知信号に基づいて、自動車の衝突時には高電圧電源の回路を遮断する。また、この自動車の衝突時には、電源回路遮断状態判定手段が、高電圧系遮断制御手段による高電圧電源の回路の遮断が実行されたか否かを判定し、報知手段が、電源回路遮断状態判定手段からの判定情報に基づいて高電圧系遮断制御手段による高電圧電源の回路の遮断が実行されているか否かを報知する。
【０００９】したがって、自動車の衝突時に、乗員や救助者は高電圧電源の回路が遮断されているか否かを認識することができ、高電圧電源の回路が遮断されていない場合には漏電のおそれを考慮しながらその後の処置を行なうことができる。なお、高電圧系遮断制御手段では、衝突検知手段が衝突を検知したら、高電圧電源の回路を一旦遮断して、その後、衝突検知後所定時間内に所定以上の減速度が発生しなかった場合、或いは、衝突検知後所定時間内に車速が一定時間以上０を保持しない場合に、高電圧電源の回路を再接続するようにするのも好ましい。
【００１０】この場合は、衝突検知後所定時間内に所定以上の減速度が発生した時点で、或いは、衝突検知後所定時間内に車速が一定時間以上０を保持した時点で、高電圧系遮断制御手段による高電圧電源の回路の遮断が実行されたか否かを判定し、高電圧系遮断制御手段による高電圧電源の回路の遮断が実行されているか否かを報知することが好ましい。
【００１１】あるいは、高電圧系遮断制御手段では、衝突検知手段が衝突を検知するとともに、所定以上の減速度が発生するか或いは衝突検知後所定時間内に車速が０となったら、高電圧電源の回路を遮断するようにするのも好ましい。また、前記自動車の衝突時であって前記高電圧電源の回路の遮断が実行されていない場合に、所定の条件下で手動により高電圧電源の回路を遮断する高電圧系手動遮断手段を設ければ、高電圧系手動遮断手段を通じて手動により確実に高電圧電源の回路を遮断して、漏電による感電のおそれを排除した上で、大きな自由度でその後の処置を行なうことができるようになる（請求項２）。
【００１２】なお、かかる操作手段としては、乗員が操作するためには車内に設ける緊急スイッチが好ましく、外部の救助者当が操作するためにはリモートコントロールにより操作しうるリモートコントロールスイッチが好ましい。さらに、かかる操作手段（特にリモートコントロールスイッチ）により高電圧電源回路の遮断を可能にする所定の条件として、自動車の衝突時であること及び前記高電圧電源の回路の遮断が実行されていないこととともに、車両が停止していること（車速が所定期間０の状態であること）を条件とすることが好ましい。これによって、退避走行中に高電圧電源の回路が遮断され走行不能となる不具合が回避される。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。図１〜図３は本発明の一実施形態に係る自動車の高電圧系遮断装置を示すもので、図１はその自動車及び高電圧系遮断装置の要部構成を示すブロック図、図２，図３はその高電圧系遮断装置の動作を示すフローチャートである。
【００１４】本実施形態にかかる自動車は、例えば数百ボルトといった高電圧電源により走行駆動力を得る電気自動車であり、図１に示すように、駆動輪を回転駆動するための走行用モータ１をそなえている。このモータ１に電力を供給するために、例えば１２ボルトバッテリを多数直列接続されてなるメインバッテリ２と、このメインバッテリ２に接続されたメインコンタクタ３と、メインコンタクタ３とモータ１との間に介装されたモータコントローラ４とがそなえられている。
【００１５】したがって、モータ１は、モータコントローラ４により制御されてメインコンタクタ３を介して供給されるメインバッテリ２の電力によって回動するようになっている。なお、メインバッテリ２が高電圧電源に相当し、また、メインバッテリ２よりメインコンタクタを介してモータコントローラ４に至る間の回路及びメインバッテリ２，メインコンタクタ３，モータコントローラ４を総称して高電圧系６と呼ぶことにする。
【００１６】本高電圧系遮断装置１０は、かかる自動車の衝突を検知する衝突検知センサ（衝突検知手段）１１と、自動車の速度を検出する車速センサ(車速検出手段)１２と、衝突検知手段１１及び車速センサ１２からの検出情報に基づいて高電圧電源２の回路５の遮断を制御する高電圧系遮断制御手段１４と、高電圧電源２の回路５の遮断が実行されているか否かを判定する電源回路遮断状態判定手段１５と、高電圧電源２の回路５の遮断が実行されているか否かを報知する報知手段１６と、高電圧電源２の回路５を手動で遮断する高電圧系手動遮断手段としてのリモコン受信機２１，車内電源スイッチ２２とをそなえている。
【００１７】衝突検知センサ１１には例えばピエゾ素子等を用いた加速度センサや光ファイバと発光体等とを組み合わせた工学的センサを適用できるが、衝突検知センサ１１はこれらに特に限定されない。また、エアバッグのためにそなえられている衝突検知センサからの情報を直接又はエアバッグＥＣＵを介して用いるなどして既存の衝突検知センサを流用しても良い。
【００１８】高電圧系遮断制御手段１４及び電源回路遮断状態判定手段１５は、衝突検知電源遮断ＥＣＵ１３内の機能要素としてそなえられている。高電圧系遮断制御手段１４では、衝突検知センサ１１からの衝突検知信号を受けたらメインコンタクタ３を通じて高電圧電源２の回路５を遮断するが、衝突検知センサ１１からの衝突検知信号を受けた時点から所定期間ｔ１内に自動車に所定値以上の大きな源速度が生じなければ車両の衝突は実際には発生しておらず、衝突検知センサ１１のよる車両の衝突検出は誤作動であったものとして、メインコンタクタ３を通じて高電圧電源２の回路５を再接続する。
【００１９】このように、本実施形態では、衝突検知センサ１１での衝突検出後の所定期間ｔ１内に自動車に所定値以上の大きな源速度が生じたら衝突が実際に発生したものとし、衝突検知センサ１１での衝突検出後の所定期間ｔ１内に自動車に所定値以上の大きな源速度が生じなかったら衝突が実際には発生しなかったものとしているが、衝突検知センサ１１での衝突検出後の所定期間ｔ２（ｔ２＞ｔ１）内に、一定時間ｔｔ１以上車速０で推移したら衝突が実際に発生したものとし、衝突検知センサ１１での衝突検出後の所定期間ｔ２内に一定時間ｔｔ１以上車速０で推移しなかったら衝突が実際には発生しなかったものとしてもよい。
【００２０】電源回路遮断状態判定手段１５では、衝突検知後に所定時間ｔ１が経過し衝突検知センサ１１での衝突検出後に自動車に所定値以上の大きな源速度が生じたか否かが判定され、且つ、衝突検知後に所定時間ｔ３（ｔ３＞ｔ１，ｔ３＝ｔ２でもよい）が経過するまでに一定時間ｔｔ２（ｔｔ２＝ｔｔ１でもよい）以上車速０で推移したら、この時点で、メインコンタクタ３からの通電情報から高電圧系遮断制御手段１４による高電圧電源の回路の遮断が実行されたか否かを判定する。このように、一定時間ｔｔ２以上の間、車速０で推移するのを確認するのは、車両が確実に停止した時点で、高電圧電源の回路の遮断が実行されたか否かの判定及びその報知を行なうようにするためのものである。
【００２１】なお、衝突検知センサ１１での衝突検出後の所定期間ｔ２内に、一定時間ｔｔ１以上車速０で推移したら衝突が実際に発生したものと判定する場合には、電源回路遮断状態判定手段１５では、衝突検知後に所定時間ｔ２が経過するまでに一定時間ｔｔ１以上車速０で推移したら、この時点で、衝突が実際に発生したものと判定するとともに、メインコンタクタ３からの通電情報から高電圧系遮断制御手段１４による高電圧電源の回路の遮断が実行されたか否かを判定するように構成してもよい。
【００２２】報知手段１６は、フェイルインジケータ１８，ハザードランプ１９とこれらを制御する報知制御手段１７とから構成されている。報知制御手段１７は、衝突検知電源遮断ＥＣＵ１３内の機能要素としてそなえられ、衝突後に電源回路遮断状態判定手段１５が高電圧電源の回路の遮断が実行されたか否かを判定すると、この判定結果に基づいて、フェイルインジケータ１８及びハザードランプ１９が高電圧電源の回路の遮断が実行されたか否かを報知するように制御する。
【００２３】つまり、フェイルインジケータ１８やハザードランプ１９は、衝突後に高電圧電源の回路の遮断が実行された場合と実行されなかった場合とで異なる表示を行なうように設定されている。例えば、フェイルインジケータ１８は、インジケータランプの場合であれば、衝突後に高電圧電源の回路の遮断が行なわれなかった場合にのみ点灯し、そうでなければ消灯するようにする。また、ハザードランプ１９は、衝突後に高電圧電源の回路の遮断が行なわれなかった場合には、通常の点滅状態とは異なるリズムでの点滅（特殊点滅）を行なうようにしてもよい。
【００２４】また、ブザー等の音により報知したりしても良く、さらには、例えば「高電圧電源回路が接続されています」などの音声により報知するのも判りやすく好ましい。もちろん、衝突後に高電圧電源の回路の遮断が実行された場合にもその旨をフェイルインジケータ１８やハザードランプ１９やブザーや音声等により報知しても良い。例えば、フェイルインジケータ１８の場合、高電圧電源の回路の遮断が行なわれなかったときに連続点灯としたら、高電圧電源の回路の遮断が行なわれたときには点滅させるようにしたりすればよい。ハザードランプ１９の場合、高電圧電源回路の遮断が行なわれなかったときに特殊点滅としたら、高電圧電源の回路の遮断が行なわれたときにはこれと異なるように通常の点滅状態としたりすることができる。また、音声の場合、「衝突のため高電圧電源回路が遮断されました」などと報知すればよい。
【００２５】高電圧系手動遮断手段としてのリモコン受信機２１及び車内電源スイッチ２２は、所定の条件下で作動するようになっている。この作動条件として、ここでは、リモコン受信機２１及び車内電源スイッチ２２が作動する条件を、■自動車の衝突時であること、■高電圧電源の回路の遮断が実行されていないこと、■車両が停止していること（車速が所定期間０の状態であること）、の全てが成立していることとしている。
【００２６】このように作動条件■，■，■を設定しているのは、高圧電源回路を人為的に遮断可能にするのを最小限に限定してむやみに高圧電源回路の遮断が行なわれないようにするためであり、ここでは、■自動車の衝突時に■高電圧電源の回路の遮断が実行されなかった場合であって、さらに、■車両が停止していること（車速が所定期間０の状態であること）の全てが成立していることを条件としているのである。特に、■の条件は、退避走行中に高電圧電源の回路が遮断され走行不能となる不具合を回避しようとするものである。
【００２７】そして、リモコン受信機２１では、上記の作動条件が成立しているとき外部のリモコン（図示略）からの遮断指令信号を受けるとメインコンタクタ３に高電圧電源の回路の遮断を指令する信号を出力するか、或いは、その他の電源接続スイッチをオフ（電源遮断）にするようになっている。車内電源スイッチ２２では、上記の作動条件が成立しているときスイッチが操作されると、メインコンタクタ３に高電圧電源の回路の遮断を指令する信号を出力するか、或いは、その他の電源接続スイッチをオフ（電源遮断）にするようになっている。
【００２８】本発明の一実施形態としての自動車の高電圧系遮断装置は、上述のように構成されているので、例えば図２，図３に示すように高電圧系の遮断制御及び遮断状態の報知が行なわれる。つまり、図２のメインルーチンに示すように、自動車の駆動系のキースイッチがオンされると、メインコンタクタ３をオンとして（ステップａ１０）、衝突推定フラグがクリヤされ（ステップａ２０）、割込が許可される（ステップａ３０）。
【００２９】この割込許可によって、図３に示すような減速度の判定ルーチンが周期的に行なわれる。つまり、減速度検出手段１２の減速度演算部１２ｂでは、図３に示すように、車速センサ１２ａからの車速信号を入力され（ステップｂ１０）、この車速信号から車速を計算し（ステップｂ２０）、さらに計算した車速に基づいて減速度を計算する（ステップｂ３０）。衝突検知電源遮断ＥＣＵ１３では、計算した減速度が予め設定された設定値（所定値）以上であるか否かを判定し（ステップｂ４０）、計算した減速度が設定値以上なら衝突推定フラグをセットする（ステップｂ５０）。なお、かかる設定値は実験等に基づいて予め設定される。
【００３０】再び図２のメインルーチンを参照するが、割込許可（ステップａ３０）を行なったら、キースイッチがオン状態か否かを判定し（ステップａ４０）、キースイッチがオン状態でなければ（即ち、キースイッチがオフとされたら）メインコンタクタ３をオフとして（ステップａ５０）制御を終える。キースイッチがオン状態であれば、衝突検知センサ１１から衝突検知情報が入力されたか（即ち、衝突検知センサ１１がオンか）否かが判定される（ステップａ６０）。
【００３１】ここで、衝突検知センサ１１から衝突検知情報が入力されなければ、ステップａ４０に戻る。なお、ステップａ４０の判定は所定周期で行なわれる。一方、衝突検知センサ１１から衝突検知情報が入力されれば、車両が衝突したものと仮判定してメインコンタクタ３をオフとする（ステップａ７０）。さらに、減速度判定ルーチン（図３）で衝突推定フラグがセットされているか否かが判定される（ステップａ８０）。
【００３２】ここで、衝突推定フラグがセットされていれば、車両が衝突したものと本判定してメインコンタクタ３のオフ状態を続行する。そして、車速Ｖが微小速度値Ｖ０未満である（即ち、車両が停止している）か否かが判定される（ステップａ８２）。車速Ｖが微小速度値Ｖ０未満でなければ、即ち、車両が停止していなければ、タイマ値Ｔを０にリセットして（ステップａ８４）、ステップａ４０に戻る。
【００３３】車速Ｖが微小速度値Ｖ０未満であれば、即ち、車両が停止していれば、ステップａ８６に進んで、タイマ値Ｔを所定値（制御周期）αだけ増加して、ステップａ８６に進み、タイマ値Ｔが所定時間Ｔ１に達したか否かを判定する。タイマ値Ｔが所定時間Ｔ１に達しなければ、ステップａ４０に戻る。ここで、タイマ値Ｔが所定時間に達したら、車両が所定時間Ｔ１だけ継続して停止していたことになり、電源遮断信号を受信しているか否かが判定される（ステップａ９０）。電源遮断信号を受信していれば、電源が遮断されている旨をフェイルインジケータ１８やハザードランプ１９やブザーや音声等により報知し（ステップａ９２）、電源遮断信号を受信していなければ、電源が遮断されていない旨をフェイルインジケータ１８やハザードランプ１９やブザーや音声等により報知する（ステップａ９４）。
【００３４】このようにして、車両が衝突した場合には、車両の停止後に、電源（高電圧電源）が遮断されているか否かが報知されるため、乗員や救助者は高電圧電源の回路が遮断されているか否かを認識した上で対応することができ、高電圧電源の回路が遮断されている場合には、漏電のおそれを心配することなく適切な事故処理を速やかに行うことができ、電圧電源の回路が遮断されていない場合には、漏電のおそれを考慮しながらその後の処置を行なうことができる。
【００３５】また、自動車の衝突時であって高電圧電源の回路の遮断が実行されていない場合、図示しないリモートコントロールスイッチ（リモコン）により高電圧電源回路の遮断操作を行なうと、リモコン受信機２１がこのリモコンからの遮断指令信号を受けて、メインコンタクタ３に高電圧電源の回路の遮断を指令する信号を出力するか、或いは、その他の電源接続スイッチをオフ（電源遮断）にすることで、高電圧電源回路の遮断を実行することができ、救助者は漏電のおそれを心配することなく適切な事故処理を速やかに行うことができる。
【００３６】また、自動車の衝突時であって高電圧電源の回路の遮断が実行されていない場合、自動車の乗員が車内電源スイッチ２２によって、メインコンタクタ３に高電圧電源の回路の遮断を指令する信号を出力するか、或いは、その他の電源接続スイッチをオフ（電源遮断）にすることで、高電圧電源回路の遮断を実行することができ、自動車の乗員は漏電のおそれを心配することなく適切な事故処理を速やかに行うことができる。
【００３７】なお、リモートコントロールスイッチ等により高電圧電源回路の遮断を可能にする所定の条件として、自動車の衝突時であること及び前記高電圧電源の回路の遮断が実行されていないこととともに、車両が停止していること（車速が所定期間０の状態であること）を条件とすることで、退避走行中に高電圧電源の回路が遮断され走行不能となる不具合が回避される。
【００３８】一方、車両が衝突したものとの仮判定によりメインコンタクタ３をオフとしてから衝突推定フラグがセットされなければ、車両の衝突検知後（衝突検知センサ１１のオン後）衝突推定フラグがセットされない状態で所定時間（ここでは１秒）が経過したか否かを判定する（ステップａ１００）。そして、車両の衝突検知後所定時間が経過しても衝突推定フラグがセットされなければ、車両の衝突は誤判定であるとしてメインコンタクタ３をオンにして（ステップａ１１０）、ステップａ４０に戻る。
【００３９】このようにして、衝突検知電源遮断ＥＣＵ１３では、衝突検知センサ１１から衝突検知情報が入力されれば、車両が衝突したものと仮判定して速やかにメインコンタクタ３をオフとして高電圧電源２の回路５を遮断するので、衝突時に高電圧電源が通電していることによる車両火災や感電等が発生するおそれを未然に回避することができる。
【００４０】しかも、車両が衝突したものと仮判定してから、所定時間内に減速度が所定値以上にならない場合には、車両が衝突したものとの仮判定が誤判定であったとして、メインコンタクタ３をオンとして高電圧電源２の回路５が再接続されるので、衝突検知センサ１１の誤作動によって高電圧電源の回路が遮断された場合にも、その後の自動車の走行駆動力を確保することができるようになる。
【００４１】なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明自動車の高電圧系遮断装置（請求項１）によれば、自動車の衝突時に、乗員や救助者は高電圧電源の回路が遮断されているか否かを認識することができ、高電圧電源の回路が遮断されていない場合には漏電のおそれを考慮しながらその後の処置を行なうことができる。したがって、自動車の衝突時に乗員や救助者が速やかに適切な処置が行なえるようになる。
【００４３】また、前記自動車の衝突時であって前記高電圧電源の回路の遮断が実行されていない場合に、所定の条件下で手動により高電圧電源の回路を遮断する高電圧系手動遮断手段を設ければ、高電圧系手動遮断手段を通じて手動により確実に高電圧電源の回路を遮断して、漏電による感電のおそれを排除した上で、大きな自由度でその後の処置を行なうことができるようになり、自動車の衝突時における処置を速やか且つ適切に行なえるようになる（請求項２）。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６２８６
【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社
【住所又は居所】東京都港区芝五丁目３３番８号
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| 【出願日】 |
平成１３年６月１９日（２００１．６．１９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９２９７８
【弁理士】
【氏名又は名称】真田 有
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| 【公開番号】 |
特開２００３−９３０４（Ｐ２００３−９３０４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１月１０日（２００３．１．１０） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−１８５４９５（Ｐ２００１−１８５４９５） |
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