JPH0830407B2 - セラミックハニカム構造体 - Google Patents
セラミックハニカム構造体Info
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- JPH0830407B2 JPH0830407B2 JP63065865A JP6586588A JPH0830407B2 JP H0830407 B2 JPH0830407 B2 JP H0830407B2 JP 63065865 A JP63065865 A JP 63065865A JP 6586588 A JP6586588 A JP 6586588A JP H0830407 B2 JPH0830407 B2 JP H0830407B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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- F01N3/2839—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、内燃機関の排ガス浄化触媒および微粒子浄
化用フィルタ、各種ガス・石油を燃料とする燃焼ガスの
浄化および/または脱臭用触媒の担体として用いられる
セラミックハニカム構造体に関するものである。
化用フィルタ、各種ガス・石油を燃料とする燃焼ガスの
浄化および/または脱臭用触媒の担体として用いられる
セラミックハニカム構造体に関するものである。
(従来の技術) 従来、一般に実用されている自動車搭載触媒コンバー
タは、使用中の激しい振動に耐えるように第4図の如
く、排気ガスが通過する貫通孔11−1と直角方向(以下
「径方向」という)にはクッション材12−1,12−2およ
びシール材を介して圧力を加え、更に貫通孔方向にはク
ッション材12−1を介して板材13で圧力を加えながら固
定し保持している構造となっている。
タは、使用中の激しい振動に耐えるように第4図の如
く、排気ガスが通過する貫通孔11−1と直角方向(以下
「径方向」という)にはクッション材12−1,12−2およ
びシール材を介して圧力を加え、更に貫通孔方向にはク
ッション材12−1を介して板材13で圧力を加えながら固
定し保持している構造となっている。
しかし、上記構造の場合、貫通孔方向に当接されたク
ッション材12−1の部分のハニカム構造体貫通孔11−2
には排気ガスが通過できなくその部分の触媒が無駄とな
るため、触媒貴金属の節約を目的にシール材のみを全側
面に用い径方向のみで保持する方法も一部で実用化され
ている(第5図)ほか、セラミックハニカム構造体の外
周環状部分に触媒貴金属を担持させない種々の方法が提
案されている。
ッション材12−1の部分のハニカム構造体貫通孔11−2
には排気ガスが通過できなくその部分の触媒が無駄とな
るため、触媒貴金属の節約を目的にシール材のみを全側
面に用い径方向のみで保持する方法も一部で実用化され
ている(第5図)ほか、セラミックハニカム構造体の外
周環状部分に触媒貴金属を担持させない種々の方法が提
案されている。
その一例として、特開昭51−87482号公報には、セラ
ミックハニカム構造体の外周部に非吸水性樹脂系の糊で
被膜を形成させγ−アルミナを担持させない方法が開示
されている。また、特開昭60−12136号公報には、セラ
ミックハニカム構造体の端面外周部を非透水性被膜で覆
いγ−アルミナを担持させない方法が開示されている。
さらに、特開昭54−110189号公報には、セラミックハニ
カム構造体の端面外周部の貫通孔をγ−アルミナで塞ぎ
貫通孔内面にγ−アルミナを担持させない方法が開示さ
れている。
ミックハニカム構造体の外周部に非吸水性樹脂系の糊で
被膜を形成させγ−アルミナを担持させない方法が開示
されている。また、特開昭60−12136号公報には、セラ
ミックハニカム構造体の端面外周部を非透水性被膜で覆
いγ−アルミナを担持させない方法が開示されている。
さらに、特開昭54−110189号公報には、セラミックハニ
カム構造体の端面外周部の貫通孔をγ−アルミナで塞ぎ
貫通孔内面にγ−アルミナを担持させない方法が開示さ
れている。
一方、実開昭53−152012号公報には、セラミックハニ
カム構造体の外周部に突起部を設け、触媒コンバータと
して組立てた際にハニカム構造体がまわらないようにす
る技術が開示されている。
カム構造体の外周部に突起部を設け、触媒コンバータと
して組立てた際にハニカム構造体がまわらないようにす
る技術が開示されている。
(発明が解決しようとする課題) 一般に実用されている触媒コンバータの構造は、上述
したとおり触媒貴金属が無駄となる問題点がある。
したとおり触媒貴金属が無駄となる問題点がある。
また、一部で実用化されている径方向のみで保持する
方法は、使用中の激しい振動に耐えるよう径方向に加え
る圧力を高くしなければならないため、セラミックハニ
カム構造体の隔壁の厚さが例えば0.3mmというような比
較的厚く外圧強度が高い場合には径方向のみで保持が可
能であるが、隔壁の厚さが例えば0.15mmというような比
較的薄い場合には外圧強度が低く適用できない問題点が
ある。
方法は、使用中の激しい振動に耐えるよう径方向に加え
る圧力を高くしなければならないため、セラミックハニ
カム構造体の隔壁の厚さが例えば0.3mmというような比
較的厚く外圧強度が高い場合には径方向のみで保持が可
能であるが、隔壁の厚さが例えば0.15mmというような比
較的薄い場合には外圧強度が低く適用できない問題点が
ある。
また、特開昭51−87482号、特開昭60−12136号、特開
昭54−110189号、実開昭53−152012号それぞれの公報に
開示された技術では、製造工程が増え煩雑となり、コス
トもそれに比例して増大するという不都合がある。さら
に、実開昭53−152012号公報に記載の技術では、中心部
の肉厚と外周部の肉厚に差があるため、実質的に製造で
きない不都合もあった。
昭54−110189号、実開昭53−152012号それぞれの公報に
開示された技術では、製造工程が増え煩雑となり、コス
トもそれに比例して増大するという不都合がある。さら
に、実開昭53−152012号公報に記載の技術では、中心部
の肉厚と外周部の肉厚に差があるため、実質的に製造で
きない不都合もあった。
本発明の目的は上述した課題を解消して、安価なコス
トで触媒貴金属を節減でき、しかも確実な保持方法が可
能なセラミックハニカム構造体を提供しようとするもの
である。
トで触媒貴金属を節減でき、しかも確実な保持方法が可
能なセラミックハニカム構造体を提供しようとするもの
である。
(課題を解決するための手段) 本発明のセラミックハニカム構造体は、貫通孔に垂直
な断面の外周部の少なくとも2カ所を環状に切り欠いた
形状とするとともに、外周壁の厚さがほぼ一定であるこ
とを特徴とするものである。
な断面の外周部の少なくとも2カ所を環状に切り欠いた
形状とするとともに、外周壁の厚さがほぼ一定であるこ
とを特徴とするものである。
(作用) 上述した構造をとっているため、本発明のハニカム構
造体触媒を保持する構造としては、径方向については切
り欠いた部分を保持材で埋め円筒形としてその外周を均
一厚さの保持材で保持することができる。即ち、切り欠
いた部分に相当する位置に切り欠いた部分の深さに相当
する厚さ分厚みを増した形状に一体化した保持材を用い
れば、従来と同じ方法で容易に収納ができ、そして、ハ
ニカム構造体には切り欠いた外周環状部と同一外周延長
環状部分(以下、「残存部分」という)が存在するた
め、その残存部分にクッション材を介して貫通孔方向に
圧力を加えるか、または直接板材で位置を固定すること
ができ、従来一般的に実用されている確実な保持方法を
適用できる。さらに、外周壁の厚さをほぼ一定としてい
るため、ハニカム構造体の押し出しと同時に切欠き部を
形成することができ、また、外周壁の厚さを一定にする
ことで、外周壁を厚くしてその外周壁に切欠き部を形成
する場合のように外周壁の厚さが一定でない場合に比べ
て、成形後の乾燥または焼成時のクラックの発生がな
く、効率良く切欠き部を有するセラミックハニカム構造
体を得ることができる。
造体触媒を保持する構造としては、径方向については切
り欠いた部分を保持材で埋め円筒形としてその外周を均
一厚さの保持材で保持することができる。即ち、切り欠
いた部分に相当する位置に切り欠いた部分の深さに相当
する厚さ分厚みを増した形状に一体化した保持材を用い
れば、従来と同じ方法で容易に収納ができ、そして、ハ
ニカム構造体には切り欠いた外周環状部と同一外周延長
環状部分(以下、「残存部分」という)が存在するた
め、その残存部分にクッション材を介して貫通孔方向に
圧力を加えるか、または直接板材で位置を固定すること
ができ、従来一般的に実用されている確実な保持方法を
適用できる。さらに、外周壁の厚さをほぼ一定としてい
るため、ハニカム構造体の押し出しと同時に切欠き部を
形成することができ、また、外周壁の厚さを一定にする
ことで、外周壁を厚くしてその外周壁に切欠き部を形成
する場合のように外周壁の厚さが一定でない場合に比べ
て、成形後の乾燥または焼成時のクラックの発生がな
く、効率良く切欠き部を有するセラミックハニカム構造
体を得ることができる。
また、触媒の浄化性能は排気ガスが触媒に接触する面
積に比例するので、排気ガスが通過するセラミックハニ
カム構造体の貫通孔の面積の幾何学的表面積が大きいこ
とが要求される。ところが、γ−アルミナコーティング
量も幾何学的表面積に比例するので、残存部分あるい
は、切り欠いた外周環状部より若干内側は、幾何学的表
面積を少なくする目的で貫通孔密度の小さい構造として
もよい。切れ欠いた外周環状部より若干内側まで貫通孔
密度の小さい構造としてもよい理由は、触媒の断面直径
に比較して触媒コンバータに接続される排気ガス移送用
パイプの直径が小さいため、排気ガスは主にハニカム構
造体の中心を流れ外周付近は少ないので幾何学的表面積
が小さくでも浄化性能に影響しないためである。
積に比例するので、排気ガスが通過するセラミックハニ
カム構造体の貫通孔の面積の幾何学的表面積が大きいこ
とが要求される。ところが、γ−アルミナコーティング
量も幾何学的表面積に比例するので、残存部分あるい
は、切り欠いた外周環状部より若干内側は、幾何学的表
面積を少なくする目的で貫通孔密度の小さい構造として
もよい。切れ欠いた外周環状部より若干内側まで貫通孔
密度の小さい構造としてもよい理由は、触媒の断面直径
に比較して触媒コンバータに接続される排気ガス移送用
パイプの直径が小さいため、排気ガスは主にハニカム構
造体の中心を流れ外周付近は少ないので幾何学的表面積
が小さくでも浄化性能に影響しないためである。
セラミックハニカム構造体担体は一般に押し出し成形
で製造される。本発明ハニカム構造体担体も、径方向断
面が貫通孔方向に一定の形状であるので、所定の治工具
を用い従来と同一の押し出し製法で製造できる。
で製造される。本発明ハニカム構造体担体も、径方向断
面が貫通孔方向に一定の形状であるので、所定の治工具
を用い従来と同一の押し出し製法で製造できる。
触媒担持方法は、何ら煩雑な前処理を施していないの
で前処理工程を増やすことなく従来と同一の方法で製造
でき、しかも触媒貴金属の低減が可能である。
で前処理工程を増やすことなく従来と同一の方法で製造
でき、しかも触媒貴金属の低減が可能である。
(実施例) 以下に本発明の実施例を説明する。
コージェライト原料を押し出した後焼成して、第1図
(a),(b)に示す断面形状を有する残存部6外径10
0mm、全長100mmで隔壁2で囲まれた貫通孔3を有する本
発明品のセラミックハニカム構造体1を得た。残存部以
外の隔避の厚さ0.19mm、貫通孔のセル密度62個/cm2で
あった。すなわち、第1図(a)に示す断面形状の例で
は、外周環状部分の径方向に均一に3mm幅を有する切欠
き部4を2ケ所設けるとともに、外周壁5の厚さをほぼ
一定としている。第1図(b)に示す断面形状の例で
は、同じく外周環状部分の径方向に均一に3mm幅を有す
る切欠き部4を4ケ所設けるとともに、外周壁5の厚さ
をほぼ一定にしている。なお、第2図(a)(b)に本
発明における切欠き部の他の一例を拡大して示す。
(a),(b)に示す断面形状を有する残存部6外径10
0mm、全長100mmで隔壁2で囲まれた貫通孔3を有する本
発明品のセラミックハニカム構造体1を得た。残存部以
外の隔避の厚さ0.19mm、貫通孔のセル密度62個/cm2で
あった。すなわち、第1図(a)に示す断面形状の例で
は、外周環状部分の径方向に均一に3mm幅を有する切欠
き部4を2ケ所設けるとともに、外周壁5の厚さをほぼ
一定としている。第1図(b)に示す断面形状の例で
は、同じく外周環状部分の径方向に均一に3mm幅を有す
る切欠き部4を4ケ所設けるとともに、外周壁5の厚さ
をほぼ一定にしている。なお、第2図(a)(b)に本
発明における切欠き部の他の一例を拡大して示す。
上述した方法で作製した、第1表に示す残存部セル構
造と切欠き部を有する本発明品No.1〜6と、外径100m
m、全長100mmで第3図にその斜視図を示すような円形断
面で第1表に示すセル構造を有する比較例No.1,2の各々
2個について、構造体の重量測定、活性アルミナ担持試
験、キャンニング試験、加熱振動試験を実施するととも
に、機械的外圧強度試験については各々3個を実施し
た。結果を第1表に示す。
造と切欠き部を有する本発明品No.1〜6と、外径100m
m、全長100mmで第3図にその斜視図を示すような円形断
面で第1表に示すセル構造を有する比較例No.1,2の各々
2個について、構造体の重量測定、活性アルミナ担持試
験、キャンニング試験、加熱振動試験を実施するととも
に、機械的外圧強度試験については各々3個を実施し
た。結果を第1表に示す。
ここで、活性アルミナ付着量は、これらのセラミック
ハニカム構造体をγ−アルミナ及び少量のバインダーを
入れ十分に攪拌した水溶液に浸漬してから取り出し、余
分のコーティング材を吹き払った後、乾燥・焼成する。
こうして得られたセラミックハニカム構造体の重量から
コーティングする前の重量を差しひいて求めた。
ハニカム構造体をγ−アルミナ及び少量のバインダーを
入れ十分に攪拌した水溶液に浸漬してから取り出し、余
分のコーティング材を吹き払った後、乾燥・焼成する。
こうして得られたセラミックハニカム構造体の重量から
コーティングする前の重量を差しひいて求めた。
外圧強度試験は、ハニカム構造体の上下端面に厚さ約
0.5mmのウレタンシートを介して約20mmのアルミニウム
板を当て、側面を厚さ約0.5mmのウレタンチューブで包
み密封し、水を満たした圧力容器に入れ、圧力を徐々に
上げて、破壊音が生じたときの圧力を測定した。
0.5mmのウレタンシートを介して約20mmのアルミニウム
板を当て、側面を厚さ約0.5mmのウレタンチューブで包
み密封し、水を満たした圧力容器に入れ、圧力を徐々に
上げて、破壊音が生じたときの圧力を測定した。
キャンニング試験は、担体に保持材として幅が担体の
全周で長さが90mmのセラミックマットを巻き、それを出
口部が鋼管の入口部とほぼ同じ内径を持ち入口部が出口
部より大きい内径を持ったテーパー状の治具の中に入
れ、治具出口部を鋼管の入口部に当てて担体を油圧ラム
で鋼管の中に押し込んだ後、鋼管から担体を推し出し外
観を観察した。
全周で長さが90mmのセラミックマットを巻き、それを出
口部が鋼管の入口部とほぼ同じ内径を持ち入口部が出口
部より大きい内径を持ったテーパー状の治具の中に入
れ、治具出口部を鋼管の入口部に当てて担体を油圧ラム
で鋼管の中に押し込んだ後、鋼管から担体を推し出し外
観を観察した。
セラミックマットは、比較品の場合厚さ4.9mmを使用
し、本発明の場合は厚さ4.9mmのセラミックマットに切
り欠いた部分に相当する部分に厚さ4.9mmのセラミック
マットを貼り付けたものを用いた。また、鋼管の内径は
104mm、長さ100mmで両端に内径104mmのフランジ付きで
ある。
し、本発明の場合は厚さ4.9mmのセラミックマットに切
り欠いた部分に相当する部分に厚さ4.9mmのセラミック
マットを貼り付けたものを用いた。また、鋼管の内径は
104mm、長さ100mmで両端に内径104mmのフランジ付きで
ある。
加熱振動試験は、担体にキャンニング試験と同様なセ
ラミックマットを巻き、キャンニング試験でハニカム構
造体に破損を生じたので内径を1.0mm大きくした105mm
の、フランジが溶接されている鋼管に押し込んだ後、鋼
管の両端に鋼管接続側の内径が94mmのフランジが溶接さ
れたメガホン形状のコーンをボルトで止め試験に供し
た。ただし、比較例品2のみは、コーンの鋼管接続側の
内径が106mm、つまり貫通孔方向に保持されていない構
造である。
ラミックマットを巻き、キャンニング試験でハニカム構
造体に破損を生じたので内径を1.0mm大きくした105mm
の、フランジが溶接されている鋼管に押し込んだ後、鋼
管の両端に鋼管接続側の内径が94mmのフランジが溶接さ
れたメガホン形状のコーンをボルトで止め試験に供し
た。ただし、比較例品2のみは、コーンの鋼管接続側の
内径が106mm、つまり貫通孔方向に保持されていない構
造である。
試験条件は、プロパンガスバーナーを加熱源とした80
0℃の熱ガスを2分流し加熱した後、室温空気を2分流
して冷却することを1サイクルとして200Hz,0〜20Gの振
動を加えながら50サイクル実施した後、コーンを外して
鋼管から担体を押し出し外観を観察した。
0℃の熱ガスを2分流し加熱した後、室温空気を2分流
して冷却することを1サイクルとして200Hz,0〜20Gの振
動を加えながら50サイクル実施した後、コーンを外して
鋼管から担体を押し出し外観を観察した。
上記第1表からわかるように、外圧強度が20kgf/cm2
以下の比較的弱いセラミックハニカム構造体の場合で
も、本発明品2,3および6は外周環状部分を一部切り欠
くことによりγ−アルミナコーティング量を約10%節減
でき、従って触媒貴金属を約10%節減でき、また実使用
条件を模擬した加熱振動試験に耐え十分実用に供するこ
とができるものである。
以下の比較的弱いセラミックハニカム構造体の場合で
も、本発明品2,3および6は外周環状部分を一部切り欠
くことによりγ−アルミナコーティング量を約10%節減
でき、従って触媒貴金属を約10%節減でき、また実使用
条件を模擬した加熱振動試験に耐え十分実用に供するこ
とができるものである。
本発明の外周環状部分を一部切り欠く大きさは、貫通
孔方向に当接するクッション材の径方向幅と、実使用条
件によって決定される設計要件であるので、本実施例に
限定されるものではない。また、本実施例では、セラミ
ックハニカム構造体の径方向の断面形状を正円のものを
用いたが、これに限定されることなく、例えば楕円形状
のものでもよい。
孔方向に当接するクッション材の径方向幅と、実使用条
件によって決定される設計要件であるので、本実施例に
限定されるものではない。また、本実施例では、セラミ
ックハニカム構造体の径方向の断面形状を正円のものを
用いたが、これに限定されることなく、例えば楕円形状
のものでもよい。
さらに、セルの形状は、本実施例では正方形であるが
これに限定するものでない。なお、材質についても、本
実施例ではコージェライトを用いたがこれに限定するも
のでない。
これに限定するものでない。なお、材質についても、本
実施例ではコージェライトを用いたがこれに限定するも
のでない。
(発明の効果) 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ハ
ニカム構造体の断面形状および外壁の厚さを限定するこ
とにより、触媒コンバータとして組立てた場合に触媒貴
金属を節減できしかも確実な保持が可能なセラミックハ
ニカム構造体を安価かつ簡単に得ることができる。
ニカム構造体の断面形状および外壁の厚さを限定するこ
とにより、触媒コンバータとして組立てた場合に触媒貴
金属を節減できしかも確実な保持が可能なセラミックハ
ニカム構造体を安価かつ簡単に得ることができる。
第1図(a),(b)はそれぞれ本発明のセラミックハ
ニカム構造体の一例を示す断面図、 第2図(a),(b)はそれぞれ本発明における切欠き
部の他の一例を拡大して示す断面図、 第3図は比較例のセラミックハニカム構造体を示す斜視
図、 第4図および第5図はそれぞれ従来の触媒コンバータの
一例を示す断面図である。 1…セラミックハニカム構造体 2…隔壁、3…貫通孔 4…切欠き部、5…外周壁 6…残存部
ニカム構造体の一例を示す断面図、 第2図(a),(b)はそれぞれ本発明における切欠き
部の他の一例を拡大して示す断面図、 第3図は比較例のセラミックハニカム構造体を示す斜視
図、 第4図および第5図はそれぞれ従来の触媒コンバータの
一例を示す断面図である。 1…セラミックハニカム構造体 2…隔壁、3…貫通孔 4…切欠き部、5…外周壁 6…残存部
Claims (1)
- 【請求項1】貫通孔に垂直な断面の外周部の少なくとも
2カ所を環状に切り欠いた形状とするとともに、外周壁
の厚さがほぼ一定であることを特徴とするセラミックハ
ニカム構造体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63065865A JPH0830407B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | セラミックハニカム構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63065865A JPH0830407B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | セラミックハニカム構造体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01240716A JPH01240716A (ja) | 1989-09-26 |
JPH0830407B2 true JPH0830407B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=13299321
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63065865A Expired - Fee Related JPH0830407B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | セラミックハニカム構造体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0830407B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8964361B2 (en) | 2010-07-21 | 2015-02-24 | Teradyne, Inc. | Bulk transfer of storage devices using manual loading |
US9001456B2 (en) | 2010-08-31 | 2015-04-07 | Teradyne, Inc. | Engaging test slots |
US9459312B2 (en) | 2013-04-10 | 2016-10-04 | Teradyne, Inc. | Electronic assembly test system |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1272161A (zh) * | 1997-09-30 | 2000-11-01 | 发射技术有限公司 | 有支承段的蜂窝体结构 |
DE102004013458A1 (de) * | 2004-03-18 | 2005-10-20 | Arvin Technologies Inc | Vorrichtung zum Reinigen von Fahrzeugabgasen |
DE102007026108A1 (de) * | 2007-06-05 | 2008-12-11 | Robert Bosch Gmbh | Filter- und Katalysatorelement |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS589245B2 (ja) * | 1975-04-11 | 1983-02-19 | 日本特殊陶業株式会社 | 触媒コンバ−タ |
-
1988
- 1988-03-22 JP JP63065865A patent/JPH0830407B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8964361B2 (en) | 2010-07-21 | 2015-02-24 | Teradyne, Inc. | Bulk transfer of storage devices using manual loading |
US9001456B2 (en) | 2010-08-31 | 2015-04-07 | Teradyne, Inc. | Engaging test slots |
US9459312B2 (en) | 2013-04-10 | 2016-10-04 | Teradyne, Inc. | Electronic assembly test system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH01240716A (ja) | 1989-09-26 |
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