JPH0742234Y2 - インバータのコンデンサ放電制御回路 - Google Patents
インバータのコンデンサ放電制御回路Info
- Publication number
- JPH0742234Y2 JPH0742234Y2 JP15543788U JP15543788U JPH0742234Y2 JP H0742234 Y2 JPH0742234 Y2 JP H0742234Y2 JP 15543788 U JP15543788 U JP 15543788U JP 15543788 U JP15543788 U JP 15543788U JP H0742234 Y2 JPH0742234 Y2 JP H0742234Y2
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- JP
- Japan
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- voltage
- output
- chopper
- inverter
- signal
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Description
【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案は、パルスモータ等の駆動に使用されるチョッパ
方式PAMインバータのコンデンサ放電制御回路に関し、
特に、出力側コンデンサの電荷を電源側へ回生させる放
電制御回路に関する。
方式PAMインバータのコンデンサ放電制御回路に関し、
特に、出力側コンデンサの電荷を電源側へ回生させる放
電制御回路に関する。
B.考案の概要 本考案は、パルスモータ等の駆動に使用されるチョッパ
方式PAMインバータのコンデンサ放電制御回路におい
て、 所定の動作後に回生モードを設定するプロセッサと、該
プロセッサに電源側及び出力側の電圧を入力する電圧検
出手段と、検出された出力側電圧に対する所望の電圧値
を指令する電圧指令手段と力行側及び回生側トランジス
タにチョッパ・デューティを付与するゲート回路の動作
を制限する信号許可手段とを備えることにより、 保護回路動作時やフリーランストップ時などに放電を速
やかに行い、すぐ再始動を行っても停止に至ることのな
い技術を提供するものである。
方式PAMインバータのコンデンサ放電制御回路におい
て、 所定の動作後に回生モードを設定するプロセッサと、該
プロセッサに電源側及び出力側の電圧を入力する電圧検
出手段と、検出された出力側電圧に対する所望の電圧値
を指令する電圧指令手段と力行側及び回生側トランジス
タにチョッパ・デューティを付与するゲート回路の動作
を制限する信号許可手段とを備えることにより、 保護回路動作時やフリーランストップ時などに放電を速
やかに行い、すぐ再始動を行っても停止に至ることのな
い技術を提供するものである。
C.従来の技術 PAM（pulse-amplitude modulation;パルス振幅変調）
は、パルス幅と周期を一定のまま直流電源電圧を制御し
てインバータ出力の振幅を信号電圧に応じて変化させる
方式であるが、その電圧の制御にはチョッパが使用され
る場合がある。
は、パルス幅と周期を一定のまま直流電源電圧を制御し
てインバータ出力の振幅を信号電圧に応じて変化させる
方式であるが、その電圧の制御にはチョッパが使用され
る場合がある。
第５図はチョッパとインバータを用いたPAMインバータ
の構成図で、チョッパ部51,整流器より成る入力部52,イ
ンバータより成る出力部53及び制御部54で成り、電源側
及び出力側にそれぞれコンデンサC1及びC2が配設され、
制御部54は電源側コンデンサC1の両端に接続されて、チ
ョッパ部を制御する。
の構成図で、チョッパ部51,整流器より成る入力部52,イ
ンバータより成る出力部53及び制御部54で成り、電源側
及び出力側にそれぞれコンデンサC1及びC2が配設され、
制御部54は電源側コンデンサC1の両端に接続されて、チ
ョッパ部を制御する。
D.考案が解決しようとする課題 ところで、上記のインバータで、モータ等運転中に保護
機能が働いて運転停止した場合や、また例えばフリーラ
ンストップやブレーキ，トリップ動作後には、出力側コ
ンデンサC2に停止直前の電荷が残ったままで、このまま
再始動し、低周波数から立ち上げると過電圧となり、モ
ータ等に過大電流が流れ、過電流検出リレー等が動作し
て再び停止してしまう。
機能が働いて運転停止した場合や、また例えばフリーラ
ンストップやブレーキ，トリップ動作後には、出力側コ
ンデンサC2に停止直前の電荷が残ったままで、このまま
再始動し、低周波数から立ち上げると過電圧となり、モ
ータ等に過大電流が流れ、過電流検出リレー等が動作し
て再び停止してしまう。
そこで、第６図に示す如く、チョッパ部61を回生モード
にすればよいかというと、それだけでは出力側コンデン
サC2の電荷が電源側コンデンサC1に移動した場合に、電
源側コンデンサC1の電荷量が増大し、電圧が上昇する。
回生前の電圧をV1及びV2、回生後の電圧をV1′及びV2′
とすると、V2′＝０であるから、 回生前のエネルギー C1側…1/2C1・V12 C2側…1/2C2・V22 回生後のエネルギー C1側…1/2C1・V12＋1/2C2・V22 C2側…０ となり、例えば、V1＝V2＝300v,C1＝C2とすると になり、放電抵抗（DBR）がない場合は、過電圧検出リ
レー等が動作し、再び停止してしまう。
にすればよいかというと、それだけでは出力側コンデン
サC2の電荷が電源側コンデンサC1に移動した場合に、電
源側コンデンサC1の電荷量が増大し、電圧が上昇する。
回生前の電圧をV1及びV2、回生後の電圧をV1′及びV2′
とすると、V2′＝０であるから、 回生前のエネルギー C1側…1/2C1・V12 C2側…1/2C2・V22 回生後のエネルギー C1側…1/2C1・V12＋1/2C2・V22 C2側…０ となり、例えば、V1＝V2＝300v,C1＝C2とすると になり、放電抵抗（DBR）がない場合は、過電圧検出リ
レー等が動作し、再び停止してしまう。
このように、急激なエネルギー放電は、出力側へも電源
側コンデンサ側へも行えない。そこで、抵抗をコンデン
サに並列接続しておく方法も考えられたが、放電抵抗を
小さくすると定常運転時の損失が大きくなり、放電抵抗
を大きくすると放電時間がかかり過ぎるという矛盾に悩
まされた。
側コンデンサ側へも行えない。そこで、抵抗をコンデン
サに並列接続しておく方法も考えられたが、放電抵抗を
小さくすると定常運転時の損失が大きくなり、放電抵抗
を大きくすると放電時間がかかり過ぎるという矛盾に悩
まされた。
本考案は、このような課題に鑑みて考案されたもので、
保護回路動作時やフリーランストップ時などに放電を速
やかに行い、すぐ再始動を行っても停止に至ることのな
いインバータのコンデンサ放電回路を提供することを目
的としている。
保護回路動作時やフリーランストップ時などに放電を速
やかに行い、すぐ再始動を行っても停止に至ることのな
いインバータのコンデンサ放電回路を提供することを目
的としている。
E.課題を解決するための手段 本考案における上記課題を解決するための手段は、直列
に接続された力行側トランジスタと並列に接続された回
生側トランジスタとそれらの電源側及び出力側に並列に
配設されたコンデンサとで成るチョッパ部を備えたパル
ス振幅変調方式インバータのコンデンサ放電制御回路に
おいて、所定の動作後に回生モードを設定するプロセッ
サと、該プロセッサに電源側及び出力側電圧を入力する
電圧検出手段と、検出された出力側電圧に対する所望の
電圧値を指令する電圧指令手段と、力行側及び回生側の
トランジスタにチョッパ・デューティを付与するゲート
回路の動作を制限する信号許可手段とを備えるコンデン
サ放電制御回路とするものである。
に接続された力行側トランジスタと並列に接続された回
生側トランジスタとそれらの電源側及び出力側に並列に
配設されたコンデンサとで成るチョッパ部を備えたパル
ス振幅変調方式インバータのコンデンサ放電制御回路に
おいて、所定の動作後に回生モードを設定するプロセッ
サと、該プロセッサに電源側及び出力側電圧を入力する
電圧検出手段と、検出された出力側電圧に対する所望の
電圧値を指令する電圧指令手段と、力行側及び回生側の
トランジスタにチョッパ・デューティを付与するゲート
回路の動作を制限する信号許可手段とを備えるコンデン
サ放電制御回路とするものである。
F.作用 本考案は、放電制御回路に、プロセッサ，電圧検出手
段，電圧指令手段，ゲート手段，及び信号許可手段を備
え、プロセッサはリセット入力後，フリーランストップ
後，ブレーキ動作後等の所定の動作後にそれぞれ緩やか
に回生する回生モードを設定し、電圧検出手段により読
み込まれた出力側電圧値に対する演算値もしくはテーブ
ル設定値を電圧指令手段から出力し、ゲート手段とその
信号許可手段によりチョッパ・デューティを変化させ、
電源側電圧が例えば390v以上であれば回生を休止し、出
力側電圧値が所定の値、例えば約5v以下になれば回生を
終了する。
段，電圧指令手段，ゲート手段，及び信号許可手段を備
え、プロセッサはリセット入力後，フリーランストップ
後，ブレーキ動作後等の所定の動作後にそれぞれ緩やか
に回生する回生モードを設定し、電圧検出手段により読
み込まれた出力側電圧値に対する演算値もしくはテーブ
ル設定値を電圧指令手段から出力し、ゲート手段とその
信号許可手段によりチョッパ・デューティを変化させ、
電源側電圧が例えば390v以上であれば回生を休止し、出
力側電圧値が所定の値、例えば約5v以下になれば回生を
終了する。
このように本考案は、制御部の消費電流に相当する電荷
を出力側コンデンサから電源側コンデンサへ回生するよ
うにチョッパを制御するもので、停止に至ることはなく
なり、放電時間も若干を要するだけで済む。
を出力側コンデンサから電源側コンデンサへ回生するよ
うにチョッパを制御するもので、停止に至ることはなく
なり、放電時間も若干を要するだけで済む。
G.実施例 以下、図面を参照して、本考案の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図は、本考案を実施したPAMインバータのコンデン
サ放電制御回路の一例を示す構成図である。第１図にお
いて、PAMインバータのチョッパ部は、直列に接続され
た力行側トランジスタTr1,並列に接続された回生側トラ
ンジスタTr2,電源側コンデンサC1及び出力側コンデンサ
C2で成り、このPAMインバータに対するコンデンサ放電
制御回路は、インバータ全体の制御部を兼ねて所定の動
作後に回生モードを設定するプロセッサ１と、プロセッ
サ１に電源側及び出力側電圧を入力する電圧検出手段２
と、検出された出力側電圧に対応する所望の電圧値を指
令する電圧指令手段３と、力行側トランジスタTr1を制
御するゲート回路４と、回生側トランジスタTr2を制御
するゲート回路５と、それらゲート回路４及び５の動作
を制限する信号許可手段６と、指令された電圧値と所定
値とを比較し、負のパルスをゲート回路４へ出力し、正
のパルスをゲート回路５へ出力することにより、チョッ
パ・デューティを変化させる三角波比較回路７とで構成
されている。尚、図中８及び９はA/D変換器、10はD/A変
換器である。これらの制御は、第２図のフローチャート
に基づいて行われる。
サ放電制御回路の一例を示す構成図である。第１図にお
いて、PAMインバータのチョッパ部は、直列に接続され
た力行側トランジスタTr1,並列に接続された回生側トラ
ンジスタTr2,電源側コンデンサC1及び出力側コンデンサ
C2で成り、このPAMインバータに対するコンデンサ放電
制御回路は、インバータ全体の制御部を兼ねて所定の動
作後に回生モードを設定するプロセッサ１と、プロセッ
サ１に電源側及び出力側電圧を入力する電圧検出手段２
と、検出された出力側電圧に対応する所望の電圧値を指
令する電圧指令手段３と、力行側トランジスタTr1を制
御するゲート回路４と、回生側トランジスタTr2を制御
するゲート回路５と、それらゲート回路４及び５の動作
を制限する信号許可手段６と、指令された電圧値と所定
値とを比較し、負のパルスをゲート回路４へ出力し、正
のパルスをゲート回路５へ出力することにより、チョッ
パ・デューティを変化させる三角波比較回路７とで構成
されている。尚、図中８及び９はA/D変換器、10はD/A変
換器である。これらの制御は、第２図のフローチャート
に基づいて行われる。
第２図は、上記実施例の回路の動作手順を示すフローチ
ャートで、第２図において、フローは、イニシャライ
ズ，リセット，フリーランストップ又はブレーキ動作等
で停止が0.1秒を越えたときに開始され、それぞれプロ
セッサ１は緩やかな回生モードを設定する。
ャートで、第２図において、フローは、イニシャライ
ズ，リセット，フリーランストップ又はブレーキ動作等
で停止が0.1秒を越えたときに開始され、それぞれプロ
セッサ１は緩やかな回生モードを設定する。
まず、力行側及び回生側のゲート回路４及び５を両方共
オフにする。
オフにする。
次に、コンデンサC1及びC2の電圧V1及びV2を、A/D変換
器８及び９を介して電圧検出手段２に検出する。電源側
電圧V1に放電が発生していた場合は事故なので、プロセ
ッサ１は装置を停止する。電源側電圧Ｖ1が390v以上で
ある場合はプロセッサ１は回生を休止する。電源側電圧
V1が過電圧でなければ、適正な回生電流となるように電
圧指令を出すと共に力行側のゲート回路４の出力を制限
し、回生側のゲート回路５をオンにする。これらのゲー
ト信号許可は、信号許可手段６から行われ、力行及び回
生のそれぞれ単独で制御される。
器８及び９を介して電圧検出手段２に検出する。電源側
電圧V1に放電が発生していた場合は事故なので、プロセ
ッサ１は装置を停止する。電源側電圧Ｖ1が390v以上で
ある場合はプロセッサ１は回生を休止する。電源側電圧
V1が過電圧でなければ、適正な回生電流となるように電
圧指令を出すと共に力行側のゲート回路４の出力を制限
し、回生側のゲート回路５をオンにする。これらのゲー
ト信号許可は、信号許可手段６から行われ、力行及び回
生のそれぞれ単独で制御される。
適正な回生電流になる電圧指令は、そのとき検出された
出力側電圧V2に基づいて演算処理してもよいし、予めテ
ーブルに設定値としておいてもよいが、その演算内容は
下記の通りである。
出力側電圧V2に基づいて演算処理してもよいし、予めテ
ーブルに設定値としておいてもよいが、その演算内容は
下記の通りである。
電源側を例えば11kVAとすると、回生電力は、DBR無しの
場合25w、DBR有りの場合400wであることが実験上で確認
されている。前記三角波比較回路７に入力されるチョッ
パ電流Ipが第３図に示す如き三角波であるとし、その回
生チョッパ周波数1/fCH＝15kHzとすると、１回のチョッ
ピングで回生されるエネルギーＥは Ｅ＝1/2L・Ip2 ……（１） であり、回生電力Ｐは、 Ｐ＝fCH×1/2L・Ip2 ……（２） 但し、Ｌは自己誘導抵抗による係数値である。従って、
１回のチョッパ当たりに設定される電流のピーク値は、 となり、DBR無しの場合は約3.98Aであり、DBR有りの場
合は約15.94Aである。また、この電流を発生させるため
のチョッパ・ゲートのオン時間ＴONは、出力側電圧Ｅと
係数値Ｌにより決定され、 （３）式と（４）式から であり、検出された電圧V2をこの出力側電圧Ｅに適用し
て、オン時間ＴONを変化させればよい。
場合25w、DBR有りの場合400wであることが実験上で確認
されている。前記三角波比較回路７に入力されるチョッ
パ電流Ipが第３図に示す如き三角波であるとし、その回
生チョッパ周波数1/fCH＝15kHzとすると、１回のチョッ
ピングで回生されるエネルギーＥは Ｅ＝1/2L・Ip2 ……（１） であり、回生電力Ｐは、 Ｐ＝fCH×1/2L・Ip2 ……（２） 但し、Ｌは自己誘導抵抗による係数値である。従って、
１回のチョッパ当たりに設定される電流のピーク値は、 となり、DBR無しの場合は約3.98Aであり、DBR有りの場
合は約15.94Aである。また、この電流を発生させるため
のチョッパ・ゲートのオン時間ＴONは、出力側電圧Ｅと
係数値Ｌにより決定され、 （３）式と（４）式から であり、検出された電圧V2をこの出力側電圧Ｅに適用し
て、オン時間ＴONを変化させればよい。
演算時間を短縮するために、予め電圧検出手段２の検出
値を例えば８ステップに区分し、下表の如き演算結果を
テーブルとして記憶しておけば、高速に処理することが
できる。
値を例えば８ステップに区分し、下表の如き演算結果を
テーブルとして記憶しておけば、高速に処理することが
できる。
上表のような電圧指令を、D/A変換器10を介して入力さ
れた三角波比較回路７は、その電圧指令に対応するデュ
ーティでゲート信号を送る。
れた三角波比較回路７は、その電圧指令に対応するデュ
ーティでゲート信号を送る。
V2電圧が放電すると、放電モードは終了し、V2電圧が残
っていると、その検出と電圧指令の出力を繰り返す。
っていると、その検出と電圧指令の出力を繰り返す。
本考案の放電機能により、フリーランストップ時や保護
回路動作時に、従来はコンデンサが放電するまで数秒〜
数十秒の間再起動ができなかったが、数秒（11KVA相当
機種では約3sec）で放電終了し、すぐに再起動すること
が可能になった。
回路動作時に、従来はコンデンサが放電するまで数秒〜
数十秒の間再起動ができなかったが、数秒（11KVA相当
機種では約3sec）で放電終了し、すぐに再起動すること
が可能になった。
第４図は、本考案による一実施例の試験結果を示す特性
図である。試験は、交流電源11KVA、コンデンサ4700μ
Ｆの実施例で、電源側コンデンサに300v、出力側コンデ
ンサに270vのプリチャージを行い、無負荷200v-50Hzの
状態からフリーランストップを行った。
図である。試験は、交流電源11KVA、コンデンサ4700μ
Ｆの実施例で、電源側コンデンサに300v、出力側コンデ
ンサに270vのプリチャージを行い、無負荷200v-50Hzの
状態からフリーランストップを行った。
同図（ａ）はDBR有り400wの回生例で、電源側のコンデ
ンサC1に並列に放電用抵抗及び放電制御用トランジスタ
が配設され、回生電流による電圧の上昇を防ぐ機能を備
えている場合に、過電圧検出により放電用抵抗に電流を
流した結果を示すもので、同図で明らかな結果として出
力側コンデンサC2の電圧が急に低下し、逆に電源側コン
デンサC1の電圧が上昇して電源側コンデンサC1の電圧が
高くなるため、DBRに一度放電を行っている。放電時間
は0.84秒であった。
ンサC1に並列に放電用抵抗及び放電制御用トランジスタ
が配設され、回生電流による電圧の上昇を防ぐ機能を備
えている場合に、過電圧検出により放電用抵抗に電流を
流した結果を示すもので、同図で明らかな結果として出
力側コンデンサC2の電圧が急に低下し、逆に電源側コン
デンサC1の電圧が上昇して電源側コンデンサC1の電圧が
高くなるため、DBRに一度放電を行っている。放電時間
は0.84秒であった。
第４図（ｂ）はDBR無し25wの回生例で、電圧上昇を防ぐ
ために回生電流を少なくしているので、出力側コンデン
サC2の電圧降下も緩やかであり、電圧上昇も低く抑えら
れる。回生電流を少なくしているため、回生時間が若干
かかるが、それでも３秒程度で回生を終了する。放電時
間は2.8秒であった。
ために回生電流を少なくしているので、出力側コンデン
サC2の電圧降下も緩やかであり、電圧上昇も低く抑えら
れる。回生電流を少なくしているため、回生時間が若干
かかるが、それでも３秒程度で回生を終了する。放電時
間は2.8秒であった。
H.考案の効果 以上、説明したとおり、本考案によれば、保護回路動作
時やフリーランストップ時などに放電を速やかに行い、
すぐ再始動を行っても停止に至ることのないPAMインバ
ータのコンデンサ放電回路を提供することができる。
時やフリーランストップ時などに放電を速やかに行い、
すぐ再始動を行っても停止に至ることのないPAMインバ
ータのコンデンサ放電回路を提供することができる。
第１図は本考案の一実施例の構成図、第２図はその処理
のフローチャート、第３図は演算処理の説明図、第４図
は試験結果の特性図、第５図及び第６図は従来例の説明
図である。 １……プロセッサ、２……電圧検出手段、３……電圧指
令手段、4,5……ゲート回路、６……信号許可手段、７
……三角波比較回路、8,9……A/D変換器、10……D/A変
換器、51,61……チョッパ部、52……入力部、53……出
力部、54……制御部、C1……電源側コンデンサ、C2……
出力側コンデンサ、Tr1……力行側トランジスタ、Tr2…
…回生側トランジスタ。
のフローチャート、第３図は演算処理の説明図、第４図
は試験結果の特性図、第５図及び第６図は従来例の説明
図である。 １……プロセッサ、２……電圧検出手段、３……電圧指
令手段、4,5……ゲート回路、６……信号許可手段、７
……三角波比較回路、8,9……A/D変換器、10……D/A変
換器、51,61……チョッパ部、52……入力部、53……出
力部、54……制御部、C1……電源側コンデンサ、C2……
出力側コンデンサ、Tr1……力行側トランジスタ、Tr2…
…回生側トランジスタ。
Claims (1)
- 【請求項１】交流電力を直流電力に変換する整流器より
成る入力部と、インバータより成る出力部と、前記入力
部の出力回路に直列に接続された力行側トランジスタ及
び並列接続された回生側トランジスタ並びに出力部側に
並列接続された出力コンデンサより成り入力部の出力電
圧を制御して出力部に供給するチョッパ部と、該チョッ
パ部の電源側に設けられた電源側コンデンサと、前記力
行側および回生側の各トランジスタのゲートを駆動する
ゲート回路と、これらゲート回路にチョッパ・デューテ
ィにて信号を送る三角波比較回路とから成るチョッパ方
式PAMインバータの放電制御回路であって、該放電制御
回路は、電圧検出手段と、信号許可手段と、電圧指令手
段と、インバータ全体の制御を兼ねるプロセッサとを有
し、電圧検出手段はチョッパ部の電源側及び出力側電圧
を検出してプロセッサに入力し、信号許可手段は力行側
及び回生側トランジスタのゲート回路に動作を制限する
信号を出力し、電圧指令手段は三角波比較回路にチョッ
パ・デューティを変化させる信号を出力し、プロセッサ
はインバータ運転停止時に電圧検出手段により読み込ま
れた電源側電圧が過電圧でないときに信号許可手段に力
行側トランジスタのゲート回路の出力を制限し回生側ト
ランジスタのゲート回路をオンする指令信号を出力する
とともに、読み込まれた出力側電圧値に基づいて適正な
回生電流となるように電圧指令を電圧指令手段に出力し
てチョッパ・デューティを制御する回生モードを設定す
るようにしたことを特徴とするインバータのコンデンサ
放電制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15543788U JPH0742234Y2 (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | インバータのコンデンサ放電制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15543788U JPH0742234Y2 (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | インバータのコンデンサ放電制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0275993U JPH0275993U (ja) | 1990-06-11 |
| JPH0742234Y2 true JPH0742234Y2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=31433066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15543788U Expired - Lifetime JPH0742234Y2 (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | インバータのコンデンサ放電制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0742234Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5493875B2 (ja) * | 2010-01-05 | 2014-05-14 | ダイキン工業株式会社 | インバータ制御装置、駆動装置、空気調和機、コンデンサ放電制御プログラム、およびコンデンサ放電制御方法 |
| DE102017130882A1 (de) * | 2017-12-21 | 2019-06-27 | Sma Solar Technology Ag | Wechselrichter und Betriebsverfahren für einen Wechselrichter |
-
1988
- 1988-11-29 JP JP15543788U patent/JPH0742234Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0275993U (ja) | 1990-06-11 |
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