JP2000149729A - ガス遮断器 - Google Patents
ガス遮断器Info
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- JP2000149729A JP2000149729A JP10315637A JP31563798A JP2000149729A JP 2000149729 A JP2000149729 A JP 2000149729A JP 10315637 A JP10315637 A JP 10315637A JP 31563798 A JP31563798 A JP 31563798A JP 2000149729 A JP2000149729 A JP 2000149729A
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- Japan
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- circuit breaker
- glass
- operation rod
- gas circuit
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- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の課題は、絶縁操作ロッドを軽量化し、
遮断性能の向上したガス遮断器を提供することにある。 【解決手段】本発明は、絶縁操作ロッド１０の中央部は
横方向の引張強さをあまり必要とせず、縦方向の引張強
さが重要である点に着目し、絶縁操作ロッド中央部につ
いては横方向引張強さを下げて縦方向引張強さを上げる
ことにより中央部の断面積を更に小さくするようにした
ものである。
遮断性能の向上したガス遮断器を提供することにある。 【解決手段】本発明は、絶縁操作ロッド１０の中央部は
横方向の引張強さをあまり必要とせず、縦方向の引張強
さが重要である点に着目し、絶縁操作ロッド中央部につ
いては横方向引張強さを下げて縦方向引張強さを上げる
ことにより中央部の断面積を更に小さくするようにした
ものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガス遮断器に係り、
例えば遮断，投入といった動作を行う電力用ガス遮断器
における絶縁操作ロッドの形状を改良したガス遮断器に
関する。
例えば遮断，投入といった動作を行う電力用ガス遮断器
における絶縁操作ロッドの形状を改良したガス遮断器に
関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、ガス遮断器は、固定電極とこれと
開離可能な可動電極とからなる消弧室により負荷電流及
び短絡電流の遮断を行っている。この可動電極は絶縁操
作ロッドがリンク機構部にピン結合により接続され、油
圧，バネ、又は空気等の操作器により遮断，投入動作を
行っている。
開離可能な可動電極とからなる消弧室により負荷電流及
び短絡電流の遮断を行っている。この可動電極は絶縁操
作ロッドがリンク機構部にピン結合により接続され、油
圧，バネ、又は空気等の操作器により遮断，投入動作を
行っている。
【０００３】ガス遮断器の遮断，投入動作は操作器部か
らの駆動力によって行われ、通常は遮断時駆動力の方が
投入時駆動力より大である。この時絶縁操作ロッドは遮
断動作時には引張荷重を、投入動作時には圧縮荷重を受
け、通常は遮断時の引張荷重が投入時圧縮荷重より大で
あるため、絶縁操作ロッドの機械的強度は主に遮断時引
張荷重により決定されている。
らの駆動力によって行われ、通常は遮断時駆動力の方が
投入時駆動力より大である。この時絶縁操作ロッドは遮
断動作時には引張荷重を、投入動作時には圧縮荷重を受
け、通常は遮断時の引張荷重が投入時圧縮荷重より大で
あるため、絶縁操作ロッドの機械的強度は主に遮断時引
張荷重により決定されている。
【０００４】このとき、図２のような形状の絶縁操作ロ
ッド１では、発生する応力は荷重を受ける断面積の違い
によりピン穴部で最大となる。また、ピン穴部には絶縁
操作ロッドの幅Ｗとピン穴径Ａによって決まる応力の集
中が起こる。この集中係数をＫとし絶縁操作ロッドの板
厚をＴ、荷重をＦとするとピン穴部に発生する最大応力
σ1はσ1＝Ｋ・Ｆ／〔（Ｗ−Ａ）・Ｔ〕（Ｋ＞１）とな
る。
ッド１では、発生する応力は荷重を受ける断面積の違い
によりピン穴部で最大となる。また、ピン穴部には絶縁
操作ロッドの幅Ｗとピン穴径Ａによって決まる応力の集
中が起こる。この集中係数をＫとし絶縁操作ロッドの板
厚をＴ、荷重をＦとするとピン穴部に発生する最大応力
σ1はσ1＝Ｋ・Ｆ／〔（Ｗ−Ａ）・Ｔ〕（Ｋ＞１）とな
る。
【０００５】一方、中央部の応力σ2 は応力の集中がな
く、ほぼ均一な応力となるためσ2＝Ｆ／Ｗ・Ｔとな
る。荷重を受ける断面積の大小、Ｋ＞１であることより
σ1 ＞σ2 となり絶縁操作ロッドの強度はピン穴部によ
り決定され、中央部の断面積は軽量化のため小さくして
もよい。
く、ほぼ均一な応力となるためσ2＝Ｆ／Ｗ・Ｔとな
る。荷重を受ける断面積の大小、Ｋ＞１であることより
σ1 ＞σ2 となり絶縁操作ロッドの強度はピン穴部によ
り決定され、中央部の断面積は軽量化のため小さくして
もよい。
【０００６】一般に図３に示すように、縦糸１３，横糸
１４からなるガラスクロス１５で構成される絶縁操作ロ
ッドは、ガラスクロス１５の方向を統一させて積層後、
積層方向に荷重Ｐを加えたのち電気絶縁上有害なボイド
を生じないように真空状態でエポキシなどの樹脂を含浸
させて形成している。このとき絶縁操作ロッドの縦横の
引張強さおよび弾性係数は、その方向の体積ガラス含有
率(以下ガラス含有率)により左右される。またガス遮断
器に使用される絶縁操作ロッドはガラス含有率の多い方
向を縦方向とし、その方向を絶縁操作ロッドの駆動方向
と一致させて使用するのが普通である。
１４からなるガラスクロス１５で構成される絶縁操作ロ
ッドは、ガラスクロス１５の方向を統一させて積層後、
積層方向に荷重Ｐを加えたのち電気絶縁上有害なボイド
を生じないように真空状態でエポキシなどの樹脂を含浸
させて形成している。このとき絶縁操作ロッドの縦横の
引張強さおよび弾性係数は、その方向の体積ガラス含有
率(以下ガラス含有率)により左右される。またガス遮断
器に使用される絶縁操作ロッドはガラス含有率の多い方
向を縦方向とし、その方向を絶縁操作ロッドの駆動方向
と一致させて使用するのが普通である。
【０００７】縦横方向の引張強さおよび弾性係数は、そ
の方向のガラス含有率の大きさに左右されるが、縦方向
ガラス含有率と横方向ガラス含有率の合計は製作時にガ
ラスクロスに加える荷重Ｐが同一条件の元では一定の値
となる。従って、縦糸を増して縦方向ガラス含有率をあ
げ強度をアップすると横糸が少なくなるため横方向のガ
ラス含有率が下がり、横方向の強度が低下してしまう。
の方向のガラス含有率の大きさに左右されるが、縦方向
ガラス含有率と横方向ガラス含有率の合計は製作時にガ
ラスクロスに加える荷重Ｐが同一条件の元では一定の値
となる。従って、縦糸を増して縦方向ガラス含有率をあ
げ強度をアップすると横糸が少なくなるため横方向のガ
ラス含有率が下がり、横方向の強度が低下してしまう。
【０００８】ピン結合する絶縁操作ロッドのピン穴部の
破壊のモードは図４（ａ）に示す様な引張り破壊と、
（ｂ）の様なせん断破壊があり、（ａ）の引張り破壊は
縦方向の引張強さ、（ｂ）のせん断破壊は横方向の引張
強さに支配される。このため縦，横方向の引張強さを両
立するために、それぞれの方向のガラス含有率を例えば
縦３０％横２５％とし、残り４５％をエポキシなどの樹
脂でうめて絶縁操作ロッド全体が縦方向，横方向につい
て、それぞれある程度の単位面積あたりの引張強さを持
つよう全体に均一に形成されている。
破壊のモードは図４（ａ）に示す様な引張り破壊と、
（ｂ）の様なせん断破壊があり、（ａ）の引張り破壊は
縦方向の引張強さ、（ｂ）のせん断破壊は横方向の引張
強さに支配される。このため縦，横方向の引張強さを両
立するために、それぞれの方向のガラス含有率を例えば
縦３０％横２５％とし、残り４５％をエポキシなどの樹
脂でうめて絶縁操作ロッド全体が縦方向，横方向につい
て、それぞれある程度の単位面積あたりの引張強さを持
つよう全体に均一に形成されている。
【０００９】絶縁操作ロッドの軽量化については、例え
ば特開平9−102250 号公報のように中央部の幅方向を軽
量化する構造が提案されているが、前記のようにピン穴
部の破壊防止を考慮しガラス含有率を構成したロッドで
は、中央部にあまり必要のない横方向のガラスにより縦
方向のガラス含有率を大きくできないため中央部の軽量
化には制限がある。
ば特開平9−102250 号公報のように中央部の幅方向を軽
量化する構造が提案されているが、前記のようにピン穴
部の破壊防止を考慮しガラス含有率を構成したロッドで
は、中央部にあまり必要のない横方向のガラスにより縦
方向のガラス含有率を大きくできないため中央部の軽量
化には制限がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ガス遮断器の遮断性能
は主に可動電極の開離速度により決定されるため、絶縁
操作ロッドの軽量化は遮断器の小形，低操作力化また性
能向上に大きく影響する。
は主に可動電極の開離速度により決定されるため、絶縁
操作ロッドの軽量化は遮断器の小形，低操作力化また性
能向上に大きく影響する。
【００１１】しかし、縦方向，横方向のガラス含有率の
制限上、縦方向の単位面積当りの引張強さを大きくでき
ない。また、中央部の幅を小さくし軽量化した場合で
も、最弱部の位置をピン穴部とするため、中央部の幅
ｂ、端部の幅Ｗ、ピン穴径Ａとすると絶縁操作ロッドの
板厚が一定として、ｂ＞（Ｗ−Ａ）程度の軽量化に留ま
ってしまう。
制限上、縦方向の単位面積当りの引張強さを大きくでき
ない。また、中央部の幅を小さくし軽量化した場合で
も、最弱部の位置をピン穴部とするため、中央部の幅
ｂ、端部の幅Ｗ、ピン穴径Ａとすると絶縁操作ロッドの
板厚が一定として、ｂ＞（Ｗ−Ａ）程度の軽量化に留ま
ってしまう。
【００１２】本発明は上述の点に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、絶縁操作ロッドの強度を損な
うことなく軽量化が図れ、小型，低操作力化が可能とな
るガス遮断器を提供するにある。
その目的とするところは、絶縁操作ロッドの強度を損な
うことなく軽量化が図れ、小型，低操作力化が可能とな
るガス遮断器を提供するにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁操作ロッ
ドの中央部は横方向の引張強さをあまり必要とせず、縦
方向の引張強さが重要である点に着目し、絶縁操作ロッ
ド中央部については横方向引張強さを下げて縦方向引張
強さを上げることにより中央部の断面積を更に小さくす
るようにしたものである。
ドの中央部は横方向の引張強さをあまり必要とせず、縦
方向の引張強さが重要である点に着目し、絶縁操作ロッ
ド中央部については横方向引張強さを下げて縦方向引張
強さを上げることにより中央部の断面積を更に小さくす
るようにしたものである。
【００１４】具体的には、絶縁操作ロッドの端部の板厚
を中央部の板厚より厚くしたり、ガラスクロスが複数枚
積層されて形成される絶縁操作ロッドのガラスクロス積
層枚数が端部の方が中央部より多いことを特徴とする。
を中央部の板厚より厚くしたり、ガラスクロスが複数枚
積層されて形成される絶縁操作ロッドのガラスクロス積
層枚数が端部の方が中央部より多いことを特徴とする。
【００１５】このようにすることにより、中央部とピン
穴を設ける端部との単位面積当りの縦方向引張強さを中
央部＞端部、横方向引張強さを端部＞中央部となり、縦
方向及び横方向強度の必要な端部については従来と同等
の強度を確保し、横方向強度があまり必要とならない中
央部については縦方向の引張強さを大きくすることでそ
の断面積を小さくでき絶縁操作ロッドの質量を軽量化す
ることができる。
穴を設ける端部との単位面積当りの縦方向引張強さを中
央部＞端部、横方向引張強さを端部＞中央部となり、縦
方向及び横方向強度の必要な端部については従来と同等
の強度を確保し、横方向強度があまり必要とならない中
央部については縦方向の引張強さを大きくすることでそ
の断面積を小さくでき絶縁操作ロッドの質量を軽量化す
ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１，
図５，図６を用いて説明する。
図５，図６を用いて説明する。
【００１７】図１はガス遮断器の平面図であり、固定電
極２，可動電極３はそれぞれ固定側導体４，可動側導体
５に接続されている。固定側導体４，可動側導体５はそ
れぞれ支持絶縁物６，７により支持され、消弧性ガスを
封入した接地タンク８に収納されている。支持絶縁物
７，可動側導体５，可動電極３は操作機構箱９により支
持されている。可動電極３は絶縁操作ロッド１０を介し
て操作機構部１１へ接続されている。可動電極３，絶縁
操作ロッド１０，操作機構部１１の結合はそれぞれに設
けられたピン穴によりピン１２により結合されている。
極２，可動電極３はそれぞれ固定側導体４，可動側導体
５に接続されている。固定側導体４，可動側導体５はそ
れぞれ支持絶縁物６，７により支持され、消弧性ガスを
封入した接地タンク８に収納されている。支持絶縁物
７，可動側導体５，可動電極３は操作機構箱９により支
持されている。可動電極３は絶縁操作ロッド１０を介し
て操作機構部１１へ接続されている。可動電極３，絶縁
操作ロッド１０，操作機構部１１の結合はそれぞれに設
けられたピン穴によりピン１２により結合されている。
【００１８】遮断器の遮断，投入といった動作時には操
作部駆動力により絶縁操作ロッドは、引張り，圧縮の荷
重を受けるが前述の通り遮断時引張り荷重＞投入時圧縮
荷重であるため、絶縁操作ロッドの必要強度は主に遮断
時引張り荷重により決定される。しかし、ガス遮断器の
遮断動作時は中央部に加わる荷重は縦方向の引張り荷重
が大部分であり、横方向の引張りは殆ど作用しない。
作部駆動力により絶縁操作ロッドは、引張り，圧縮の荷
重を受けるが前述の通り遮断時引張り荷重＞投入時圧縮
荷重であるため、絶縁操作ロッドの必要強度は主に遮断
時引張り荷重により決定される。しかし、ガス遮断器の
遮断動作時は中央部に加わる荷重は縦方向の引張り荷重
が大部分であり、横方向の引張りは殆ど作用しない。
【００１９】そこで図５に示すように縦方向ガラス含有
率が高くなるように縦糸１３の多いガラスクロス１６を
積層し、ピン結合する端部には同じガラスクロスを横方
向（９０度ずらして）に追加する。このように積層すれ
ば中央部縦方向の強度を高くでき、ピン結合する端部は
縦横方向共従来と同等の強度とすることができる。この
とき横方向に追加するガラスクロスは、中央部とピン穴
部の板厚の急激な変化を無くすため図６のように段階的
に、例えば１０mm程度ずつずらして積層することにより
機械加工せずとも板厚変化部を滑らかとすることがで
き、応力の集中を緩和することができる。
率が高くなるように縦糸１３の多いガラスクロス１６を
積層し、ピン結合する端部には同じガラスクロスを横方
向（９０度ずらして）に追加する。このように積層すれ
ば中央部縦方向の強度を高くでき、ピン結合する端部は
縦横方向共従来と同等の強度とすることができる。この
とき横方向に追加するガラスクロスは、中央部とピン穴
部の板厚の急激な変化を無くすため図６のように段階的
に、例えば１０mm程度ずつずらして積層することにより
機械加工せずとも板厚変化部を滑らかとすることがで
き、応力の集中を緩和することができる。
【００２０】このようにガラスクロスを積層すれば、従
来の絶縁操作ロッドに比較し、ピン穴部縦横方向の引張
強さを同等に確保したまま中央部縦方向の引張強さを高
くできる。また、中央部はガラスクロス枚数が端部より
少なくなるため、絶縁操作ロッド板厚方向については端
部板厚＞中央部板厚となり板厚の差分だけ軽量化でき
る。このとき中央部の強度に余裕があり断面積を小さく
できる場合は幅方向を小さくして、さらに軽量化を図る
ことができる。これは端部の幅Ｗ，ピン穴径Ａ，板厚Ｔ
１，中央部の板厚Ｔ２，幅Ｖとすると、端部の断面積は
Ｓ１＝（Ｗ−Ａ）・Ｔ１，中央部の断面積はＳ２＝Ｖ・
Ｔ２となり、このとき端部の縦方向引張強さＲ１、中央
部の縦方向引張強さＲ２（Ｒ２＞Ｒ１）とすれば中央部
の断面積Ｓ２はＳ２＝（Ｒ１／Ｒ２）・Ｓ１程度まで小
さくすることができる。
来の絶縁操作ロッドに比較し、ピン穴部縦横方向の引張
強さを同等に確保したまま中央部縦方向の引張強さを高
くできる。また、中央部はガラスクロス枚数が端部より
少なくなるため、絶縁操作ロッド板厚方向については端
部板厚＞中央部板厚となり板厚の差分だけ軽量化でき
る。このとき中央部の強度に余裕があり断面積を小さく
できる場合は幅方向を小さくして、さらに軽量化を図る
ことができる。これは端部の幅Ｗ，ピン穴径Ａ，板厚Ｔ
１，中央部の板厚Ｔ２，幅Ｖとすると、端部の断面積は
Ｓ１＝（Ｗ−Ａ）・Ｔ１，中央部の断面積はＳ２＝Ｖ・
Ｔ２となり、このとき端部の縦方向引張強さＲ１、中央
部の縦方向引張強さＲ２（Ｒ２＞Ｒ１）とすれば中央部
の断面積Ｓ２はＳ２＝（Ｒ１／Ｒ２）・Ｓ１程度まで小
さくすることができる。
【００２１】
【発明の効果】本発明により可動部部品の中でも質量の
大きな絶縁操作ロッドの強度を損なうことなく軽量化で
きるため、ガス遮断器の小形，低操作力化が可能とな
る。
大きな絶縁操作ロッドの強度を損なうことなく軽量化で
きるため、ガス遮断器の小形，低操作力化が可能とな
る。
【図１】本発明の具体的実施例を示すガス遮断器の平面
図である。
図である。
【図２】代表的な絶縁操作ロッドの形状を示す図であ
る。
る。
【図３】縦糸横糸から構成されるガラスクロス１枚の図
である。
である。
【図４】ピン結合される絶縁操作ロッドピン穴部の破壊
の様相である。
の様相である。
【図５】縦糸を多く構成したガラスクロス１枚の図であ
る。
る。
【図６】本発明の絶縁操作ロッドのガラスクロス積層図
及び形状図である。
及び形状図である。
１…絶縁操作ロッド、２…固定電極、３…可動電極、４
…固定側導体、５…可動側導体、６，７…支持絶縁物、
８…接地タンク、９…操作機構箱、１０…絶縁操作ロッ
ド、１１…操作機構部、１２…ピン、１３…縦糸、１４
…横糸、１５，１６…ガラスクロス。
…固定側導体、５…可動側導体、６，７…支持絶縁物、
８…接地タンク、９…操作機構箱、１０…絶縁操作ロッ
ド、１１…操作機構部、１２…ピン、１３…縦糸、１４
…横糸、１５，１６…ガラスクロス。
フロントページの続き (72)発明者 筑紫 正範 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内 (72)発明者 樫村 勝一 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内 (72)発明者 八重樫 昌弘 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内 Ｆターム(参考） 5G017 BB01 GG01 5G028 AA04 AA08 EB12 EB14
Claims (6)
- 【請求項１】消弧性ガスを収納した接地タンク内に、固
定電極とこの固定電極と開離可能な可動電極とからなる
消弧室を有し、前記可動電極とこの可動電極を駆動する
操作機構とが電気的に絶縁されている絶縁操作ロッドに
より結合されているガス遮断器において、 前記絶縁操作ロッドは、その端部の板厚Ｔ１が中央部の
板厚Ｔ２より厚く形成されていることを特徴とするガス
遮断器。 - 【請求項２】消弧性ガスを収納した接地タンク内に、固
定電極とこの固定電極と開離可能な可動電極とからなる
消弧室を有し、前記可動電極とこの可動電極を駆動する
操作機構とが電気的に絶縁されている絶縁操作ロッドに
より結合されているガス遮断器において、 前記絶縁操作ロッドはガラスクロスが複数枚積層されて
形成され、該ガラスクロス積層枚数が端部の方が中央部
より多いことを特徴とするガス遮断器。 - 【請求項３】前記絶縁操作ロッドは、その端部に積層す
るガラスクロスの積層位置が段階的にずらして形成され
ることを特徴とする請求項２記載のガス遮断器。 - 【請求項４】前記絶縁操作ロッドは、その端部に積層す
るガラスクロスの積層方向が９０度ずらして積層されて
いることを特徴とする請求項２記載のガス遮断器。 - 【請求項５】前記絶縁操作ロッドは、前記ガラスクロス
の縦方向ガラス含有率および横方向ガラス含有率が端
部、中央部で異なるようにガラスクロスを積層して形成
されていることを特徴とする請求項２記載のガス遮断
器。 - 【請求項６】前記絶縁操作ロッドは、前記ガラスクロス
の縦方向ガラス含有率が端部より中央部が多く、横方向
ガラス含有率が中央部より端部が多いことを特徴とする
請求項２記載のガス遮断器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10315637A JP2000149729A (ja) | 1998-11-06 | 1998-11-06 | ガス遮断器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10315637A JP2000149729A (ja) | 1998-11-06 | 1998-11-06 | ガス遮断器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000149729A true JP2000149729A (ja) | 2000-05-30 |
Family
ID=18067769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10315637A Pending JP2000149729A (ja) | 1998-11-06 | 1998-11-06 | ガス遮断器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000149729A (ja) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS511970A (ja) * | 1974-06-26 | 1976-01-09 | Hitachi Ltd | Daenkeibutsushuoatsunyushita shadankyozetsuensosa rotsudo |
| JPS61130605A (ja) * | 1984-11-29 | 1986-06-18 | 日立化成工業株式会社 | Ｆｒｐボルト |
| JPH05329946A (ja) * | 1991-02-13 | 1993-12-14 | Toshiba Corp | 繊維強化プラスチック材 |
| JPH06297592A (ja) * | 1993-04-20 | 1994-10-25 | Araco Corp | ガラス繊維強化樹脂成形物の製造方法 |
| JPH06318415A (ja) * | 1993-03-08 | 1994-11-15 | Mitsubishi Electric Corp | 絶縁操作ロッド |
| JPH09102250A (ja) * | 1995-10-06 | 1997-04-15 | Toshiba Corp | ガス遮断器 |
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-
1998
- 1998-11-06 JP JP10315637A patent/JP2000149729A/ja active Pending
Patent Citations (7)
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Legal Events
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070529 |
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| A521 | Written amendment |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080226 |