JP2747338B2 - ワイヤ通電式ティグ溶接装置 - Google Patents
ワイヤ通電式ティグ溶接装置Info
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- JP2747338B2 JP2747338B2 JP1221710A JP22171089A JP2747338B2 JP 2747338 B2 JP2747338 B2 JP 2747338B2 JP 1221710 A JP1221710 A JP 1221710A JP 22171089 A JP22171089 A JP 22171089A JP 2747338 B2 JP2747338 B2 JP 2747338B2
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- tig welding
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- tig
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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、溶加ワイヤを通電加熱するワイヤ通電式テ
ィグ溶接装置に関する。
ィグ溶接装置に関する。
ワイヤ通電式ティグ溶接装置は、ティグ溶接の長所で
ある高品質の溶接を生かしながら、通電加熱した印加ワ
イヤを供給することによって溶着量を増し、高能率化を
図ったものであるが、問題点として、ティグアーク電流
とワイヤ通電電流が同時に流れると、相互に干渉して磁
気吹きを起こすことがある。この問題を解決するため、
ティグアーク電流を周期的に変化させ、その大電流期間
にはワイヤ通電電流を流さず、小電流期間にのみワイヤ
に通電する方式を提案されている。
ある高品質の溶接を生かしながら、通電加熱した印加ワ
イヤを供給することによって溶着量を増し、高能率化を
図ったものであるが、問題点として、ティグアーク電流
とワイヤ通電電流が同時に流れると、相互に干渉して磁
気吹きを起こすことがある。この問題を解決するため、
ティグアーク電流を周期的に変化させ、その大電流期間
にはワイヤ通電電流を流さず、小電流期間にのみワイヤ
に通電する方式を提案されている。
しかし、このようなワイヤ通電式ティグ溶接装置で
は、通常、アーク発生用とワイヤ通電用の独立した２電
源を必要とし、電源部が大形となっていた。
は、通常、アーク発生用とワイヤ通電用の独立した２電
源を必要とし、電源部が大形となっていた。
本発明の目的は、ワイヤ通電式ティグ溶接装置の問題
点であるティグアーク電流とワイヤ通電電流の相互干渉
をなくし、かつ電源の小形化を達成することにある。さ
らに他の目的は、１台の電源を交流ティグ溶接にも切換
えて使用できるワイヤ通電式ティグ溶接装置を提供する
ことにある。
点であるティグアーク電流とワイヤ通電電流の相互干渉
をなくし、かつ電源の小形化を達成することにある。さ
らに他の目的は、１台の電源を交流ティグ溶接にも切換
えて使用できるワイヤ通電式ティグ溶接装置を提供する
ことにある。
上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明
は、溶接電源に、商用交流入力を直流に変換する一次側
整流部と、該整流部の直流出力を高周波交流に変換して
変圧器一次側に印加するインバータと、変圧器二次側の
交流出力を直流に変換する二次側整流素子と、該整流素
子の直流出力をティグ溶接用電極と溶加ワイヤの給電チ
ップとに交互に供給するように制御される一対のスイッ
チング素子と、該スイッチング素子の入力側と帰線との
間に接続された一対のコンデンサと、該コンデンサに充
電する一対の再点弧用電圧源とを設けたことを特徴とす
る。
は、溶接電源に、商用交流入力を直流に変換する一次側
整流部と、該整流部の直流出力を高周波交流に変換して
変圧器一次側に印加するインバータと、変圧器二次側の
交流出力を直流に変換する二次側整流素子と、該整流素
子の直流出力をティグ溶接用電極と溶加ワイヤの給電チ
ップとに交互に供給するように制御される一対のスイッ
チング素子と、該スイッチング素子の入力側と帰線との
間に接続された一対のコンデンサと、該コンデンサに充
電する一対の再点弧用電圧源とを設けたことを特徴とす
る。
また、上記他の目的を達成するために請求項２記載の
発明は、溶接電源に、商用交流入力を直流に変換する一
次側整流部と、該整流部の直流出力を高周波交流に変換
して変圧器一次側に印加するインバータと、変圧器二次
側の交流出力を中性点に対して正方向と負方向の直流出
力に変換する２組の二次側整流素子と、これら２組の二
次側整流素子の出力側にそれぞれ接続され、正方向の直
流出力と負方向の直流出力を交互に負荷に供給するよう
に制御される１対のスイッチング素子とを設け、前記１
対のスイッチング素子のうち負方向の直流出力を供給す
るスイッチング素子の出力側をティグ溶接用電極に常時
接続し、正方向の直流出力を供給するスイッチング素子
の出力側を別に設けた切換スイッチによりティグ溶接用
電極と溶加ワイヤの給電チップとに切換え接続できるよ
うにしたことを特徴とする。
発明は、溶接電源に、商用交流入力を直流に変換する一
次側整流部と、該整流部の直流出力を高周波交流に変換
して変圧器一次側に印加するインバータと、変圧器二次
側の交流出力を中性点に対して正方向と負方向の直流出
力に変換する２組の二次側整流素子と、これら２組の二
次側整流素子の出力側にそれぞれ接続され、正方向の直
流出力と負方向の直流出力を交互に負荷に供給するよう
に制御される１対のスイッチング素子とを設け、前記１
対のスイッチング素子のうち負方向の直流出力を供給す
るスイッチング素子の出力側をティグ溶接用電極に常時
接続し、正方向の直流出力を供給するスイッチング素子
の出力側を別に設けた切換スイッチによりティグ溶接用
電極と溶加ワイヤの給電チップとに切換え接続できるよ
うにしたことを特徴とする。
〔作用〕 請求項１記載の発明では、インバータの高周波交流出
力を変圧器で適当に降圧した後、二次側整流素子により
直流に変換し、その直流出力を１対のスイッチング素子
によってティグ溶接用電極とワイヤ給電チップとに交互
に供給することにより、１台のインバータ制御電源でテ
ィグアーク電流とワイヤ通電電流を相互干渉することな
く供給できるようにしている。
力を変圧器で適当に降圧した後、二次側整流素子により
直流に変換し、その直流出力を１対のスイッチング素子
によってティグ溶接用電極とワイヤ給電チップとに交互
に供給することにより、１台のインバータ制御電源でテ
ィグアーク電流とワイヤ通電電流を相互干渉することな
く供給できるようにしている。
また、請求項２記載の発明では、インバータの高周波
交流出力を変圧器で適当に降圧した後、２組の二次側整
流素子により中性点に対して正方向と負方向の直流出力
に変換し、交流ティグ溶接時には１対のスイッチング素
子によって正方向の直流出力と負方向の直流出力を交互
にティグ溶接用電極に供給し、ワイヤ通電式ティグ溶接
時には前記１対のスイッチング素子によって負方向の直
流出力をティグ溶接用電極に、正方向の直流出力をワイ
ヤ給電チップに交互に供給することにより、１台のイン
バータ制御電源を交流ティグ溶接とワイヤ通電式ティグ
溶接に切換えて使用できるようにしている。
交流出力を変圧器で適当に降圧した後、２組の二次側整
流素子により中性点に対して正方向と負方向の直流出力
に変換し、交流ティグ溶接時には１対のスイッチング素
子によって正方向の直流出力と負方向の直流出力を交互
にティグ溶接用電極に供給し、ワイヤ通電式ティグ溶接
時には前記１対のスイッチング素子によって負方向の直
流出力をティグ溶接用電極に、正方向の直流出力をワイ
ヤ給電チップに交互に供給することにより、１台のイン
バータ制御電源を交流ティグ溶接とワイヤ通電式ティグ
溶接に切換えて使用できるようにしている。
以下、本発明の一実施例を図面により説明する。
第１図において、１は商用交流入力を直流に変換する
一次側整流部、２は整流部１の直流出力を高周波交流に
変換するインバータ、３はインバータ２の高周波交流出
力を溶接に適した電圧に降圧する変圧器で、高周波を印
加することにより小形化が図られている。４−１〜４−
４は二次側整流素子で、変圧器二次側の中性点（センタ
タップ）Ｎに対して１組の整流素子４−1,4−２からは
負方向の直流出力を、他の１組の整流素子４−3,4−４
からは正方向の直流出力を取り出し得るように接続され
ている。５−1,5−２は前記２組の二次側整流素子４−
1,4−２および４−3,4−４の出力側にそれぞれ接続され
たスイッチング素子としてのトランジスタで、トランジ
スタ５−１は負方向の直流出力を、またトランジスタ５
−２は正方向の直流出力を交互に負荷に供給するように
駆動回路６からの信号によって制御される。７はティグ
溶接用電極で、ノズルは図示していない。８は母材、９
は溶加ワイヤで、ワイヤ送給装置10により給電チップ11
を経て母材８の溶融池に送り込まれる。前記１対のトラ
ンジスタ５−1,5−２のうち負方向の直流出力を供給す
るトランジスタ５−１の出力側は電極７に常時接続され
ており、正方向の直流出力を供給するトランジスタ５−
２の出力側は切換スイッチ12により電極７と給電チップ
11とに切換え接続されるようになっている。この切換ス
イッチ12によって交流ティグ溶接とワイヤ通電式ティグ
溶接の切換ができる。13は母材８と中性点Ｎを結ぶ帰
線、14は帰線13に接続された電流検出器、15は帰線13に
接続された平滑用リアクタ、16−1,16−２はトランジス
タ５−1,5−２の入力側と帰線13との間に電流制限抵抗1
7−1,17−２と直列に接続されたコンデンサ、18−1,18
−２はコンデンサ16−1,16−２をティグアークの再点弧
に必要な電圧（約200V）に充電する再点弧用電圧源、19
−1,19−２はトランジスタ５−1,5−２に逆並列接続さ
れた過渡電圧吸収用ダイオードである。電流検出器14の
検出信号は信号切換器22によって切換えられるティグア
ーク電流（Ｉa）の設定信号20およびワイヤ通電電流
（Ｉw）の設定信号21と誤差増幅器23で比較し、その誤
差信号PWM制御回路24の制御入力としてインバータ２の
出力を制御する。
一次側整流部、２は整流部１の直流出力を高周波交流に
変換するインバータ、３はインバータ２の高周波交流出
力を溶接に適した電圧に降圧する変圧器で、高周波を印
加することにより小形化が図られている。４−１〜４−
４は二次側整流素子で、変圧器二次側の中性点（センタ
タップ）Ｎに対して１組の整流素子４−1,4−２からは
負方向の直流出力を、他の１組の整流素子４−3,4−４
からは正方向の直流出力を取り出し得るように接続され
ている。５−1,5−２は前記２組の二次側整流素子４−
1,4−２および４−3,4−４の出力側にそれぞれ接続され
たスイッチング素子としてのトランジスタで、トランジ
スタ５−１は負方向の直流出力を、またトランジスタ５
−２は正方向の直流出力を交互に負荷に供給するように
駆動回路６からの信号によって制御される。７はティグ
溶接用電極で、ノズルは図示していない。８は母材、９
は溶加ワイヤで、ワイヤ送給装置10により給電チップ11
を経て母材８の溶融池に送り込まれる。前記１対のトラ
ンジスタ５−1,5−２のうち負方向の直流出力を供給す
るトランジスタ５−１の出力側は電極７に常時接続され
ており、正方向の直流出力を供給するトランジスタ５−
２の出力側は切換スイッチ12により電極７と給電チップ
11とに切換え接続されるようになっている。この切換ス
イッチ12によって交流ティグ溶接とワイヤ通電式ティグ
溶接の切換ができる。13は母材８と中性点Ｎを結ぶ帰
線、14は帰線13に接続された電流検出器、15は帰線13に
接続された平滑用リアクタ、16−1,16−２はトランジス
タ５−1,5−２の入力側と帰線13との間に電流制限抵抗1
7−1,17−２と直列に接続されたコンデンサ、18−1,18
−２はコンデンサ16−1,16−２をティグアークの再点弧
に必要な電圧（約200V）に充電する再点弧用電圧源、19
−1,19−２はトランジスタ５−1,5−２に逆並列接続さ
れた過渡電圧吸収用ダイオードである。電流検出器14の
検出信号は信号切換器22によって切換えられるティグア
ーク電流（Ｉa）の設定信号20およびワイヤ通電電流
（Ｉw）の設定信号21と誤差増幅器23で比較し、その誤
差信号PWM制御回路24の制御入力としてインバータ２の
出力を制御する。
交流ティグ溶接時とワイヤ通電式ティグ溶接時の動作
を第１図〜第３図を参照して説明すれば、次のようであ
る。
を第１図〜第３図を参照して説明すれば、次のようであ
る。
（１） 交流ティグ溶接 第１図において、切換スイッチ12のａ接点側を閉じる
と、トランジスタ５−１のオン期間には電極マイナスと
なるような極性の電圧が電極７に印加され、またトラン
ジスタ５−２のオン期間には電極プラスとなるような極
性の電圧が電極７に印加されるため、電極７と母材８の
間に交流ティグアークが発生する。この場合、トランジ
スタ５−１のターンオン時には、コンデンサ16−１の充
電電圧が電極−母材間に電極マイナスの極性で印加さ
れ、またトランジスタ５−２のターンオン時にはコンデ
ンサ16−２の充電電圧が電極−母材間に電極プラスの極
性で印加されることにより、極性反転後のアークの再点
弧を助ける。すなわち、アーク電流Ｉa、コンデンサ16
−1,16−２の放電電流Ｉc1,Ic2の波形は第２図に示すよ
うになり、トランジスタ５−１のオン期間Ｔ1、トラン
ジスタ５−２のオン期間Ｔ2により定まる周期で極性反
転するアーク電流Ｉaが流れ、その電流値は設定信号20
に対応した値となるようにインバータ２で制御される。
と、トランジスタ５−１のオン期間には電極マイナスと
なるような極性の電圧が電極７に印加され、またトラン
ジスタ５−２のオン期間には電極プラスとなるような極
性の電圧が電極７に印加されるため、電極７と母材８の
間に交流ティグアークが発生する。この場合、トランジ
スタ５−１のターンオン時には、コンデンサ16−１の充
電電圧が電極−母材間に電極マイナスの極性で印加さ
れ、またトランジスタ５−２のターンオン時にはコンデ
ンサ16−２の充電電圧が電極−母材間に電極プラスの極
性で印加されることにより、極性反転後のアークの再点
弧を助ける。すなわち、アーク電流Ｉa、コンデンサ16
−1,16−２の放電電流Ｉc1,Ic2の波形は第２図に示すよ
うになり、トランジスタ５−１のオン期間Ｔ1、トラン
ジスタ５−２のオン期間Ｔ2により定まる周期で極性反
転するアーク電流Ｉaが流れ、その電流値は設定信号20
に対応した値となるようにインバータ２で制御される。
交流ティグ溶接において、トランジスタ５−1,5−２
のターンオフにより負荷ケーブルに生じる過渡電圧はそ
れぞれダイオード19−2,19−１を介してコンデンサ16−
2,16−１に吸収され、またリアクタ15に生じる過渡電圧
は変圧器３の二次側と整流素子４−１〜４−４を介して
コンデンサ16−1,16−２に吸収される。
のターンオフにより負荷ケーブルに生じる過渡電圧はそ
れぞれダイオード19−2,19−１を介してコンデンサ16−
2,16−１に吸収され、またリアクタ15に生じる過渡電圧
は変圧器３の二次側と整流素子４−１〜４−４を介して
コンデンサ16−1,16−２に吸収される。
（２） ワイヤ通電式ティグ溶接 第１図において、切換スイッチ12のｂ接点側を閉じる
と、電極７にはトランジスタ５−１のオン期間にのみ電
極マイナスとなるような極性の電圧が印加され、それに
よって電極７と母材８の間に直流ティグアークが発生す
る。一方、トランジスタ５−２のオン期間には、トラン
ジスタ５−２と切換スイッチ12を介して給電チップ11に
ワイヤ通電電流Ｉwが流れ、溶加ワイヤ９を通電加熱す
る。よって、トランジスタ５−1,5−２のオンオフ切換
と信号切換器22での電流設定信号20,21の切換を同期さ
せることにより、第３図に示すようなアーク電流Ｉaと
ワイヤ通電電流Ｉwが交互に供給され、それぞれの電流
値は設定信号20,21に対応した値となるようにインバー
タで制御される。アーク電流Ｉaとワイヤ通電電流Ｉwは
連続でなく、図示のように間欠的に流れる。この場合
も、トランジスタ５−１のターンオン時にコンデンサ16
−１の充電電圧を電極−母材間に印加することにより、
アークの再点弧を助けることができる。
と、電極７にはトランジスタ５−１のオン期間にのみ電
極マイナスとなるような極性の電圧が印加され、それに
よって電極７と母材８の間に直流ティグアークが発生す
る。一方、トランジスタ５−２のオン期間には、トラン
ジスタ５−２と切換スイッチ12を介して給電チップ11に
ワイヤ通電電流Ｉwが流れ、溶加ワイヤ９を通電加熱す
る。よって、トランジスタ５−1,5−２のオンオフ切換
と信号切換器22での電流設定信号20,21の切換を同期さ
せることにより、第３図に示すようなアーク電流Ｉaと
ワイヤ通電電流Ｉwが交互に供給され、それぞれの電流
値は設定信号20,21に対応した値となるようにインバー
タで制御される。アーク電流Ｉaとワイヤ通電電流Ｉwは
連続でなく、図示のように間欠的に流れる。この場合
も、トランジスタ５−１のターンオン時にコンデンサ16
−１の充電電圧を電極−母材間に印加することにより、
アークの再点弧を助けることができる。
このようにアーク電流Ｉaを間欠的に流すのではな
く、主たるアーク電流はワイヤ通電電流Ｉwと交互に流
すが、ワイヤ通電中も小電流のアークを維持するため、
変圧器３の補助巻線25を利用し、別に設けた整流素子26
と電流制限抵抗27を介して電極−母材間に電流を供給す
るようにしてもよい。
く、主たるアーク電流はワイヤ通電電流Ｉwと交互に流
すが、ワイヤ通電中も小電流のアークを維持するため、
変圧器３の補助巻線25を利用し、別に設けた整流素子26
と電流制限抵抗27を介して電極−母材間に電流を供給す
るようにしてもよい。
また、本実施例では切換スイッチ12により交流ティグ
溶接とワイヤ通電式ティグ溶接の切換を可能にしている
が、切換スイッチ12をなくし、トランジスタ５−２の出
力側を給電チップ11に常時接続して、ワイヤ通電式ティ
グ溶接専用機としてもよい。
溶接とワイヤ通電式ティグ溶接の切換を可能にしている
が、切換スイッチ12をなくし、トランジスタ５−２の出
力側を給電チップ11に常時接続して、ワイヤ通電式ティ
グ溶接専用機としてもよい。
ワイヤ通電式ティグ溶接専用機では、二次側整流素子
を２組設ける必要はなく、４−1,4−２の１組の整流素
子のみを用い、その直流出力を１対のスイッチング素子
により電極７と給電チップ11に交互に供給するようにす
れば、溶接電源をさらに簡素化できる。
を２組設ける必要はなく、４−1,4−２の１組の整流素
子のみを用い、その直流出力を１対のスイッチング素子
により電極７と給電チップ11に交互に供給するようにす
れば、溶接電源をさらに簡素化できる。
請求項１記載の発明によれば、１台のインバータ制御
電源でティグアーク電流とワイヤ通電電流を交互に供給
できるので、両電流の相互干渉による磁気吹き現象を起
こすことなくワイヤ通電式ティグ溶接を実施でき、かつ
溶接電源を小形化することができる。
電源でティグアーク電流とワイヤ通電電流を交互に供給
できるので、両電流の相互干渉による磁気吹き現象を起
こすことなくワイヤ通電式ティグ溶接を実施でき、かつ
溶接電源を小形化することができる。
また、請求項２記載の発明によれば、上記効果に加え
て１台の電源を交流ティグ溶接とワイヤ通電式ティグ溶
接に切換えて使用することができ、より利用価値の高い
ものとすることができる。
て１台の電源を交流ティグ溶接とワイヤ通電式ティグ溶
接に切換えて使用することができ、より利用価値の高い
ものとすることができる。
第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図および
第３図はその動作説明図である。 １……一次側整流部、２……インバータ、３……変圧
器、４−１〜４−４……二次側整流素子、５−1,5−２
……スイッチング素子、６……駆動回路、７……ティグ
溶接用電極、８……母材、９……溶加ワイヤ、11……給
電チップ、12……切換スイッチ、Ｎ……中性点。
第３図はその動作説明図である。 １……一次側整流部、２……インバータ、３……変圧
器、４−１〜４−４……二次側整流素子、５−1,5−２
……スイッチング素子、６……駆動回路、７……ティグ
溶接用電極、８……母材、９……溶加ワイヤ、11……給
電チップ、12……切換スイッチ、Ｎ……中性点。
Claims (2)
- 【請求項１】溶加ワイヤを通電加熱するワイヤ通電式テ
ィグ溶接装置において、溶接電源に、商用交流入力を直
流に変換する一次側整流部と、該整流部の直流出力を高
周波交流に変換して変圧器一次側に印加するインバータ
と、変圧器二次側の交流出力を直流に変換する二次側整
流素子と、該整流素子の直流出力をティグ溶接用電極と
溶加ワイヤの給電チップとに交互に供給するように制御
される一対のスイッチング素子と、該スイッチング素子
の入力側と帰線との間に接続された一対のコンデンサ
と、該コンデンサに充電する一対の再点弧用電圧源とを
設けたことを特徴とするワイヤ通電式ティグ溶接装置。 - 【請求項２】溶加ワイヤを通電加熱するワイヤ通電式テ
ィグ溶接装置において、溶接電源に、商用交流入力を直
流に変換する一次側整流部と、該整流部の直流出力を高
周波交流に変換して変圧器一次側に印加するインバータ
と、変圧器二次側の交流出力を中性点に対して正方向と
負方向の直流出力に変換する２組の二次側整流素子と、
これら２組の二次側整流素子の出力側にそれぞれ接続さ
れ、正方向の直流出力と負方向の直流出力を交互に負荷
に供給するように制御される１対のスイッチング素子と
を設け、前記１対のスイッチング素子のうち負方向の直
流出力を供給するスイッチング素子の出力側をティグ溶
接用電極に常時接続し、正方向の直流出力を供給するス
イッチング素子の出力側を別に設けた切換スイッチティ
グ溶接用電極と溶加ワイヤの給電チップとに切換え接続
できるようにしたことを特徴とするワイヤ通電式ティグ
溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1221710A JP2747338B2 (ja) | 1989-08-30 | 1989-08-30 | ワイヤ通電式ティグ溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1221710A JP2747338B2 (ja) | 1989-08-30 | 1989-08-30 | ワイヤ通電式ティグ溶接装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0386377A JPH0386377A (ja) | 1991-04-11 |
| JP2747338B2 true JP2747338B2 (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=16771056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1221710A Expired - Lifetime JP2747338B2 (ja) | 1989-08-30 | 1989-08-30 | ワイヤ通電式ティグ溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2747338B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140263233A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Lincoln Global, Inc. | Tandem hot-wire systems |
| US20140263234A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Lincoln Global, Inc. | Tandem hot-wire systems |
| US20140263232A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Lincoln Global, Inc. | Tandem hot-wire systems |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0352770A (ja) * | 1989-07-19 | 1991-03-06 | Babcock Hitachi Kk | ホツトワイヤ式アーク溶接装置 |
-
1989
- 1989-08-30 JP JP1221710A patent/JP2747338B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0386377A (ja) | 1991-04-11 |
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