JPH09242550A - 直接筒内噴射式火花点火エンジン - Google Patents
直接筒内噴射式火花点火エンジンInfo
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- JPH09242550A JPH09242550A JP8050387A JP5038796A JPH09242550A JP H09242550 A JPH09242550 A JP H09242550A JP 8050387 A JP8050387 A JP 8050387A JP 5038796 A JP5038796 A JP 5038796A JP H09242550 A JPH09242550 A JP H09242550A
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- Japan
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- port
- cylinder
- intake
- tumble port
- reverse
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- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
- F02F1/4214—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/48—Tumble motion in gas movement in cylinder
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
気ポートの構造を提供する。 【解決手段】 吸気ポート5として共通の気筒に開口す
る順タンブルポート11と逆タンブルポート12を備
え、逆タンブルポート12の下流端部を吸気ポート5側
のシリンダ壁14に沿って直立するように湾曲させて形
成する。
Description
花点火エンジンにおいて吸気系の改良に関するものであ
る。
層化をはかるため、気筒内にインジェクタ(燃料噴射
弁)を臨ませ、気筒内に直接に燃料を噴射するようにし
た直接筒内噴射式火花点火エンジンがある。
して、例えば特開平6−207542号公報に開示して
いるように、吸気ポートをシリンダ壁に沿って直立させ
るものがある。
吸気は、シリンダ壁に沿って下降した後、ピストン頂面
に沿って旋回する逆タンブルを生起する。
は、この逆タンブルによって旋回する過程で、その微粒
化および気化が進み、点火栓に液状燃料が付着すること
を防止し、失火を無くして安定した燃焼性が得られる。
うな従来の直接筒内噴射式火花点火エンジンにあって
は、直立した吸気ポートがシリンダヘッドの上部に貫通
して設けられる構造のため、インテークマニホールドを
シリンダヘッドの上部に接続する必要があり、エンジン
の全高が大きくなるという問題点が考えられる。
トを備えるため、シリンダヘッドの燃焼室壁のまわりに
形成されるウォータジャケットの配置自由度が小さくな
るという問題点が考えられる。
のであり、直接筒内噴射式火花点火エンジンに適した吸
気ポートの構造を提供することを目的とする。
内噴射式火花点火エンジンは、気筒内に吸気を導入する
吸気ポートと、気筒内に燃料を噴射するインジェクタ
と、気筒内の混合気に点火する点火栓と、気筒内から排
気を排出する排気ポートと、を備える直接筒内噴射式火
花点火エンジンにおいて、前記吸気ポートとして共通の
気筒に開口する順タンブルポートと逆タンブルポートを
備え、順タンブルポートを排気ポート側のシリンダ壁に
対向するように傾斜させて形成し、逆タンブルポートの
下流端部を吸気ポート側のシリンダ壁に沿って直立する
ように湾曲させて形成する。
エンジンは、請求項1に記載の発明において、前記順タ
ンブルポートから気筒内に導入される吸気量を調節する
タンブル調節手段を備える。
エンジンは、請求項1または2に記載の発明において、
前記逆タンブルポートの下流端部を画成するポート壁に
吸気バルブの傘裏部のうち排気ポートに近接する部分を
覆うように突出するマスキング部が形成する。
エンジンは、請求項1から3のいずれか一つに記載の発
明において、前記逆タンブルポートを順タンブルポート
より先に開弁させる構成とする。
エンジンは、請求項1から4のいずれか一つに記載の発
明において、ピストンの頂面に凹状に窪むキャビティを
形成し、キャビティを逆タンブルポートに対向するよう
にシリンダ中心線に対してオフセットして形成する。
エンジンは、請求項1から5のいずれか一つに記載の発
明において、順タンブルポートの吸気バルブを逆タンブ
ルポートの吸気バルブより先に開弁して先に閉弁する構
成とし、インジェクタから噴射された燃料噴霧が最大リ
フト位置にある順タンブルポートの吸気バルブの下方に
拡がるように配置し、インジェクタの燃料噴射終了時期
を逆タンブルポートの吸気バルブが開弁する前に終了す
るように設定する。
ジンにおいて、順タンブルポートを通って気筒内に流入
する吸気流は、気筒内で順タンブルポートに対向した燃
焼室天井壁を経てシリンダ壁に沿って下降した後にピス
トン頂面へと進んで旋回する順タンブルを生起する。
流入する吸気流は、吸気ポート側のシリンダ壁に沿って
下降した後にピストン頂面を経て燃焼室天井壁へと進ん
で旋回する逆タンブルを生起する。
ぞれ通って気筒内に生起されるガス流動により均質混合
気をつくり、出力性能の向上がはかれる。
曲する構造のため、その下流端部をシリンダ壁に沿って
直立させても、その上流端をシリンダヘッドの側壁部に
開口させて、インテークマニホールドをシリンダヘッド
の側壁部に接続することができる。
る直立形の吸気ポートを備える従来装置に比べて、エン
ジンの高さを小さくするとともに、シリンダヘッドの燃
焼室壁のまわりに形成されるウォータジャケットの配置
自由度を大きくすることができる。
エンジンにおいて、タンブル調節手段により順タンブル
ポートが閉じられる運転状態で、インジェクタから気筒
内に噴射された燃料は、この逆タンブルによって吸気ポ
ート側のシリンダ壁に沿って一旦下降するため、点火栓
に液状燃料が直接的に付着することを回避し、失火を起
こすことを防止できる。
が開かれる運転状態で、吸気は順タンブルポートと逆タ
ンブルポートに分流して気筒内に吸入されるため、ポー
ト面積が拡大してエンジンの吸気充填効率を高められる
とともに、順タンプルポートと逆タンプルポートそれぞ
れ通って気筒内に生起されるガス流動により均質混合気
をつくり、出力性能の向上がはかれる。
エンジンにおいて、逆タンブルポートを流れる吸気流
は、このマスキング部を介して吸気バルブの傘裏部の排
気ポートに近接する部分を迂回して流れることにより、
逆タンブルポートを通って気筒内に流入する吸気流に与
えるシリンダ壁に沿って下降する速度成分を強め、気筒
内に生起される逆タンブルの勢力が強化される。
れることにより、インジェクタから気筒内に噴射された
燃料を点火栓の近傍に集める混合気の成層化がはかれる
とともに、逆タンブルのガス流動により火炎の伝播が促
される。この結果、燃焼性が確保される希薄空燃比の限
界値を拡大し、燃費の低減がはかれる。
エンジンにおいて、ピストンが下降する吸入行程の初期
では逆タンブルポートのみが開通するため、逆タンブル
ポートを通って気筒内に生起される逆タンブルの勢力を
強化することができる。
れることにより、インジェクタから気筒内に噴射された
燃料を点火栓の近傍に集める混合気の成層化がはかれる
とともに、逆タンブルのガス流動により火炎の伝播が促
される。この結果、燃焼性が確保される希薄空燃比の限
界値を拡大し、燃費の低減がはかれる。
エンジンにおいて、逆タンブルポートを通って気筒内に
流入する吸気流は、シリンダ壁に沿ってピストンの方に
下降した後、逆タンブルポートに対向したキャビティに
沿って燃焼室の中央部へと上昇して旋回する逆タンブル
を生起する。インジェクタから気筒内に噴射された燃料
をこの逆タンブルによって点火栓の近傍に集められる。
こうして、混合気の成層化がはかれるため、燃焼性が確
保される希薄空燃比の限界値を拡大し、燃費の低減がは
かれる。
エンジンにおいて、順タンブルポートの吸気バルブを逆
タンブルポートの吸気バルブより先に開弁して先に閉弁
する。
最大リフト位置にある順タンブルポートの吸気バルブの
下方に拡がり、逆タンブルポートの吸気バルブが開弁す
る前に終了する構成により、燃料噴霧が各吸気バルブに
接することが抑えられ、燃料と空気の混合がはかれる。
面に基づいて説明する。
する燃焼室天井壁20には2つの吸気ポート5と2つの
排気ポート23が互いに対向して開口している。
点火栓4が臨み、点火栓4を挟むようにして2つの吸気
バルブ7と2つの排気バルブ(図示せず)が互いに対向
して設けられる。図1において、O8は排気弁の中心線
を示している。
むインジェクタ6が設けられる。インジェクタ6は2つ
の吸気バルブ7の側方で、かつ両吸気バルブ7の中間に
位置して燃焼室3に臨んでいる。
対して傾斜するよう配置される。インジェクタ6の噴口
から噴射される燃料噴霧の中心線は水平線に対して所定
角度で下向きに傾斜するように配置される。
ェクタ6の噴口から噴射された燃料噴霧は、その大部分
が各吸気バルブ7の間を通ってピストン頂面21の方に
向かうとともに、その一部が各吸気バルブ7の傘裏部に
当たるようになっている。
ッド19の側壁部に開口し、その途中から中央隔壁27
を介して順タンブルポート11と逆タンブルポート12
にV字形に分岐し、各下流端が燃焼室天井壁20に開口
している。
図1の正面図上において直線状に延び、各排気ポート2
3が開口した側の燃焼室天井壁20およびシリンダ壁1
4に対向している。順タンブルポート11は逆タンブル
ポート12よりシリンダ中心線に対して大きく傾斜して
いる。
図1の正面図上において下方に向けて大きく湾曲し、そ
の下流端部が吸気ポート5が開口する側のシリンダ壁1
4に沿って直立するように形成される。
ャビティ2が形成される。キャビティ2はピストン頂面
20の中央部に開口している。
説明する。
ポート5から気筒内に空気が吸入される。ピストン1が
上昇する圧縮行程中にインジェクタ6が開弁し、燃焼室
3に燃料が噴射される。気筒内に吸入された空気がピス
トンで圧縮された状態で点火栓4を介して燃料を着火燃
焼させる。燃焼したガスはピストン1を下降させてクラ
ンクシャフトを介して回転力を取り出した後、ピストン
1が上昇する排気行程中に排気バルブが開かれるのに伴
って各排気ポート23から排出される。これらの各行程
が連続して繰り返される。
ート11と逆タンブルポート12に略均等に分流して気
筒内に吸入される。
入する吸気流は、図8に破線の矢印で示すように、排気
ポート23側の燃焼室天井壁20を経てシリンダ壁14
に沿って下降した後にピストン頂面21上へと進んで旋
回する順タンブルを生起する。一方、逆タンブルポート
12を通って気筒内に流入する吸気流は、図8に実線の
矢印で示すように、吸気ポート5側のシリンダ壁14に
沿って下降した後に、ピストン1の頂面20に窪むキャ
ビティ2に沿って燃焼室3の中央部へと上昇して旋回す
る逆タンブルを生起する。こうして気筒内に生起される
ガス流動により均質混合気をつくり、出力性能の向上が
はかれる。
く湾曲する構造のため、その下流端部をシリンダ壁14
に沿って直立させても、その上流端をシリンダヘッド1
9の側壁部に開口させて、インテークマニホールド25
をシリンダヘッド19の側壁部に接続することができ
る。この結果、シリンダヘッドの上部を貫通する直立形
の吸気ポートを備える従来装置に比べて、エンジンの高
さを小さくするとともに、シリンダヘッドの燃焼室壁の
まわりに形成されるウォータジャケットの配置自由度を
大きくすることができる。
うな燃焼室構造を持つエンジンにおいて、順タンブルポ
ート11の吸気バルブ7を逆タンブルポート12の吸気
バルブ7より先に開弁し、先に閉弁する構成としてもよ
い。
ンクシャフトと直交するシリンダ中心線に対してオフセ
ットして、これから噴射された燃料噴霧が、最大リフト
位置にある順タンブルポート11の吸気バルブ7の下方
に拡がるように配置する。
は、燃料噴射を逆タンブルポート12の吸気バルブ7が
開弁する前に終了するように設定される。
ら噴射される燃料噴霧が各吸気バルブ7に接することが
抑えられ、燃料と空気の混合がはかれる。
説明する。なお、図1、図2との対応部分には同一符号
を付す。
タンブルポート11と逆タンブルポート12に独立して
画成され、それぞれの上流端がシリンダヘッド19の側
壁部に開口し、それぞれの下流端が燃焼室天井壁20に
開口している。
図3の正面図上において直線状に延び、各排気ポート2
3が開口した側の燃焼室天井壁20およびシリンダ壁1
4に対向している。順タンブルポート11は逆タンブル
ポート12よりシリンダ中心線に対して大きく傾斜して
いる。
図3の正面図上において下方に向けて大きく湾曲し、そ
の下流端部が吸気ポート5が開口する側のシリンダ壁1
4に沿って直立するように形成される。
れる吸気量を調節するタンブル調節手段として、順タン
ブルポート11の入口部を開閉するバタフライ式のコン
トロールバルブ15が設けられる。
ルバルブ15は、インテークマニホールド25に形成さ
れた順タンブルポート11に対する入口部26にシャフ
ト27を介して回転可能に収装される。シャフト27は
図示しないアクチュエータを介して回動する。
の低中速・低中負荷域の成層燃焼領域でコントロールバ
ルブ15を全閉し、所定の高速・高負荷域の均質燃焼領
域でコントロールバルブ15を全開する制御を行う。
説明する。
でコントロールバルブ15が全閉すると、吸気の大部分
は逆タンブルポート12を通って気筒内に吸入される。
逆タンブルポート12を通って気筒内に流入する吸気流
は、図3に実線の矢印で示すように、シリンダ壁14に
沿ってピストン1の方に下降した後、ピストン1の頂面
20に窪むキャビティ2に沿って燃焼室3の中央部へと
上昇して旋回する逆タンブルを生起する。
れることにより、インジェクタ6から気筒内に噴射され
た燃料を点火栓4の近傍に集める混合気の成層化がはか
れるとともに、逆タンブルのガス流動により火炎の伝播
が促される。この結果、燃焼性が確保される希薄空燃比
の限界値を拡大し、燃費の低減がはかれる。
料は、この逆タンブルによって一旦下降するため、点火
栓4に液状燃料が直接的に付着することを回避し、失火
を起こすことを防止できる。すなわち、気筒内に噴射さ
れた燃料は、この逆タンブルによってピストン1のキャ
ビティ2に沿って旋回する過程でピストン1によって加
熱され、その微粒化および気化が進み、燃料を点火栓4
の近傍に集める混合気の成層化がはかれるまた、コント
ロールバルブ15が閉弁する運転状態では、吸気の大部
分が逆タンブルポート12から気筒内に流入することに
より吸気流速を高められる。このため、インジェクタ6
から噴射された燃料噴霧のうち各吸気バルブ7の傘裏部
に付着した燃料は高速吸気流により吹き飛ばされ、燃料
と空気の混合がはかれる。
ントロールバルブ15を全開すると、吸気は順タンブル
ポート11と逆タンブルポート12に略均等に分流して
気筒内に吸入される。したがって、ポート面積が拡大し
てエンジンの吸気充填効率を高められる。
入する吸気流が順タンブルを生起する一方、逆タンブル
ポート12を通って気筒内に流入する吸気流が逆タンブ
ルを生起する。こうして気筒内に生起されるガス流動に
より均質混合気をつくり、出力性能の向上がはかれる。
説明する。なお、図1、図2との対応部分には同一符号
を付す。
るポート壁に吸気バルブ7の傘裏部のうち排気ポート2
3に近接する部分を覆うように突出するマスキング部1
7が形成される。
2の下流端部を画成するポート壁から吸気バルブ7の傘
裏部の上方に突出し、吸気バルブ7を挟んで吸気ポート
5が開口する側のシリンダ壁14に向けて突出する。
図5に実線の矢印で示すように、このマスキング部17
を介して吸気バルブ7の傘裏部の排気ポート23に近接
する部分を迂回することにより、逆タンブルポート12
を通って気筒内に流入する吸気流に与えるシリンダ壁1
4に沿って下降する速度成分を強め、逆タンブルの勢力
を強化することができる。
うに、逆タンブルポートを開閉する吸気バルブが順タン
ブルポートを開閉する吸気バルブより先に開弁するとと
もに、先に閉弁する構成としてもよい。
初期では、吸気が逆タンブルポートのみを通って気筒内
に吸入されるため、逆タンブルポートを通って気筒内に
生起される逆タンブルの勢力を強化することができる。
れることにより、インジェクタから気筒内に噴射された
燃料を点火栓4の近傍に集める混合気の成層化がはかれ
るとともに、逆タンブルのガス流動により火炎の伝播が
促される。この結果、燃焼性が確保される希薄空燃比の
限界値を拡大し、燃費の低減がはかれる。
説明する。なお、図1、図2との対応部分には同一符号
を付す。
12に対向して窪むキャビティ2が形成される。
向するようにシリンダ中心線に対してオフセットして形
成される。
気筒内に流入する吸気流は、図8に実線の矢印で示すよ
うに、シリンダ壁14に沿ってピストン1の方に下降し
た後、逆タンブルポート12に対向したキャビティ2に
沿って燃焼室3の中央部へと上昇して旋回する逆タンブ
ルを生起する。インジェクタ6から気筒内に噴射された
燃料をこの逆タンブルによって点火栓4の近傍に集めら
れる。こうして混合気の成層化がはかられるため、燃焼
性が確保される希薄空燃比の限界値を拡大し、燃費の低
減がはかれる。
接筒内噴射式火花点火エンジンによれば、順タンプルポ
ートと逆タンプルポートそれぞれ通って気筒内に生起さ
れるガス流動により均質混合気をつくり、出力性能の向
上がはかれるとともに、シリンダヘッドの上部を貫通す
る直立形の吸気ポートを備える従来装置に比べて、エン
ジンの高さを小さくするとともに、シリンダヘッドの燃
焼室壁のまわりに形成されるウォータジャケットの配置
自由度を大きくすることができる。また、シリンダヘッ
ドに対して吸気ポートの配置を変更する必要がなく、隔
壁を追加することで容易に実施することができる。
エンジンによれば、タンブル調節手段を介して順タンブ
ルポートが閉じられる運転状態で、気筒内に強い逆タン
ブルが生起されることにより、点火栓に液状燃料が直接
的に付着することを回避し、失火を起こすことを防止で
きるとともに、タンブル調節手段により順タンブルポー
トが開かれる運転状態で、ポート面積が拡大してエンジ
ンの吸気充填効率を高められるとともに、順タンプルポ
ートと逆タンプルポートそれぞれ通って気筒内に生起さ
れるガス流動により均質混合気をつくり、出力性能の向
上がはかれる。
エンジンによれば、逆タンブルポートを流れる吸気流が
マスキング部を介して吸気バルブの傘裏部の排気ポート
に近接する部分を迂回して流れることにより、逆タンブ
ルポートを通って気筒内に流入する吸気流に与えるシリ
ンダ壁に沿って下降する速度成分を強め、気筒内に生起
される逆タンブルの勢力が強化され、希薄空燃比の限界
値を拡大し、燃費の低減がはかれる。
エンジンによれば、ピストンが下降する吸入行程の初期
では逆タンブルポートのみが開通するため、逆タンブル
ポートを通って気筒内に生起される逆タンブルの勢力が
され、希薄空燃比の限界値を拡大し、燃費の低減がはか
れる。
エンジンによれば、逆タンブルポートを通って気筒内に
流入する吸気流が、シリンダ壁に沿ってピストンの方に
下降した後、逆タンブルポートに対向したキャビティに
沿って燃焼室の中央部へと上昇して旋回する逆タンブル
を生起して、混合気の成層化がはかれるため、希薄空燃
比の限界値を拡大し、燃費の低減がはかれる。
エンジンによれば、順タンブルポートの吸気バルブを逆
タンブルポートの吸気バルブより先に開弁して先に閉弁
し、インジェクタから噴射された燃料噴霧が、最大リフ
ト位置にある順タンブルポートの吸気バルブの下方に拡
がり、逆タンブルポートの吸気バルブが開弁する前に終
了するため、燃料噴霧が各吸気バルブに接することが抑
えられる。この結果、燃料と空気の混合がはかれ、希薄
空燃比の限界値を拡大し、燃費の低減がはかれる。
リフト特性図。
Claims (6)
- 【請求項1】気筒内に吸気を導入する吸気ポートと、 気筒内に燃料を噴射するインジェクタと、 気筒内の混合気に点火する点火栓と、 気筒内から排気を排出する排気ポートと、 を備える直接筒内噴射式火花点火エンジンにおいて、 前記吸気ポートとして共通の気筒に開口する順タンブル
ポートと逆タンブルポートを備え、 順タンブルポートを排気ポート側のシリンダ壁に対向す
るように傾斜させて形成し、 逆タンブルポートの下流端部を吸気ポート側のシリンダ
壁に沿って直立するように湾曲させて形成したことを特
徴とする直接筒内噴射式火花点火エンジン。 - 【請求項2】前記順タンブルポートから気筒内に導入さ
れる吸気量を調節するタンブル調節手段を備えたことを
特徴とする請求項1に記載の直接筒内噴射式火花点火エ
ンジン。 - 【請求項3】前記逆タンブルポートの下流端部を画成す
るポート壁に吸気バルブの傘裏部のうち排気ポートに近
接する部分を覆うように突出するマスキング部が形成し
たことを特徴とする請求項1または2に記載の直接筒内
噴射式火花点火エンジン。 - 【請求項4】前記逆タンブルポートを順タンブルポート
より先に開弁させる構成としたことを特徴とする請求項
1から3のいずれか一つに記載の直接筒内噴射式火花点
火エンジン。 - 【請求項5】ピストンの頂面に凹状に窪むキャビティを
形成し、 キャビティを前記逆タンブルポートに対向するようにシ
リンダ中心線に対してオフセットして形成したことを特
徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載の直接筒
内噴射式火花点火エンジン。 - 【請求項6】前記順タンブルポートの吸気バルブを逆タ
ンブルポートの吸気バルブより先に開弁して先に閉弁す
る構成とし、 インジェクタから噴射された燃料噴霧が最大リフト位置
にある順タンブルポートの吸気バルブの下方に拡がるよ
うに配置し、 インジェクタの燃料噴射終了時期を逆タンブルポートの
吸気バルブが開弁する前に終了するように設定したこと
を特徴とする請求項1から5のいずれか一つに記載の直
接筒内噴射式火花点火エンジン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05038796A JP3694960B2 (ja) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | 直接筒内噴射式火花点火エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05038796A JP3694960B2 (ja) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | 直接筒内噴射式火花点火エンジン |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09242550A true JPH09242550A (ja) | 1997-09-16 |
JP3694960B2 JP3694960B2 (ja) | 2005-09-14 |
Family
ID=12857467
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05038796A Expired - Lifetime JP3694960B2 (ja) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | 直接筒内噴射式火花点火エンジン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3694960B2 (ja) |
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1996
- 1996-03-07 JP JP05038796A patent/JP3694960B2/ja not_active Expired - Lifetime
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