JP2504460B2 - レ−ザ加工ヘツド - Google Patents
レ−ザ加工ヘツドInfo
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- JP2504460B2 JP2504460B2 JP62097541A JP9754187A JP2504460B2 JP 2504460 B2 JP2504460 B2 JP 2504460B2 JP 62097541 A JP62097541 A JP 62097541A JP 9754187 A JP9754187 A JP 9754187A JP 2504460 B2 JP2504460 B2 JP 2504460B2
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- JP
- Japan
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- assist gas
- air
- lens
- head
- head body
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
- B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
- B23K26/1464—Supply to, or discharge from, nozzles of media, e.g. gas, powder, wire
- B23K26/1476—Features inside the nozzle for feeding the fluid stream through the nozzle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はレーザ加工ヘッドに関する。
（従来の技術） レーザ加工ヘッドは、被加工板材（ワーク）に対して
平面移動され、被加工板材に所定のレーザビームを照射
することにより、被加工板材に所定のレーザ加工を施す
ものである。
平面移動され、被加工板材に所定のレーザビームを照射
することにより、被加工板材に所定のレーザ加工を施す
ものである。
レーザ加工ヘッドには、被加工物の所定のレーザビー
ムを照射するための光学系が内蔵され、該光学系を冷却
するための冷却手段が設けられるのが普通である。しか
し、光学系を水冷する構造であったため、シールを完全
としておかねばならず、この点でも構造を複雑としてい
るという問題点がある。
ムを照射するための光学系が内蔵され、該光学系を冷却
するための冷却手段が設けられるのが普通である。しか
し、光学系を水冷する構造であったため、シールを完全
としておかねばならず、この点でも構造を複雑としてい
るという問題点がある。
一方、光学系を水冷する他に、アシストガスにより冷
却することを特徴としたレーザ加工ヘッドとして実開昭
61−143777号公報に示すものがある。この先行技術の特
徴部分について簡単に説明すると、加工ヘッド本体内に
はレーザビームを集光する集光レンズを備えた中間筒が
設けてあり、このレンズの焦点調整を行うため、中間筒
の外側におねじ部を形成すると共に、加工ヘッドの内側
にこのおねじ部に螺合しためねじ部を形成する。そし
て、このおねじ部とめねじ部の間の螺旋状の空間を形成
して、この空間をアシストガスの通路としている。
却することを特徴としたレーザ加工ヘッドとして実開昭
61−143777号公報に示すものがある。この先行技術の特
徴部分について簡単に説明すると、加工ヘッド本体内に
はレーザビームを集光する集光レンズを備えた中間筒が
設けてあり、このレンズの焦点調整を行うため、中間筒
の外側におねじ部を形成すると共に、加工ヘッドの内側
にこのおねじ部に螺合しためねじ部を形成する。そし
て、このおねじ部とめねじ部の間の螺旋状の空間を形成
して、この空間をアシストガスの通路としている。
（発明が解決しようとする問題点） しかし、実開昭61−143777号公報に示すレーザ加工ヘ
ッドにおいては、中筒及びレンズの冷却作用を十分に高
めるために、アシストガスの流量を多くする必要がある
が、アシストガスの通路が螺旋状であることに起因して
アシストガスの圧力が高くなって、レンズが変形する場
合がある。一方、アシストガスの圧力を低くすると、ア
シストガスの流路を流れるアシストガスの流量が小さく
なって、中間筒及びレンズの冷却効果を十分望めない。
ッドにおいては、中筒及びレンズの冷却作用を十分に高
めるために、アシストガスの流量を多くする必要がある
が、アシストガスの通路が螺旋状であることに起因して
アシストガスの圧力が高くなって、レンズが変形する場
合がある。一方、アシストガスの圧力を低くすると、ア
シストガスの流路を流れるアシストガスの流量が小さく
なって、中間筒及びレンズの冷却効果を十分望めない。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 前述のごとき従来の問題点を解決するため、筒状のヘ
ッド本体を設け、このヘッド本体内にレーザビームを集
光するレンズを先端側に備えた中間筒をレーザビームの
光軸方向へ位置調節可能に設け、上記ヘッド本体の先端
部にレーザビームを照射すると共にアシストガスを噴射
するノズルを設け、上記中間筒の外周部の一部分にフィ
ンを設けると共に、このフィンとヘッド本体の内側の間
に空気通路を形成し、この空気通路に冷却空気を循環さ
せるため、ヘッド本体に冷却空気を導入する空気導入管
及び冷却空気を排出する空気排出管を設け、空気導入管
及び空気排出管を空気通路に連通してそれぞれ構成し、
上記ノズルからアシストガスを噴射させるため、ヘッド
本体にアシストガスを導入するアシストガス導入管を設
け、このアシストガス導入管を、ヘッド本体の内側と中
間筒の先端側とによって区画形成される空間に連通して
構成してなることを特徴とする。
ッド本体を設け、このヘッド本体内にレーザビームを集
光するレンズを先端側に備えた中間筒をレーザビームの
光軸方向へ位置調節可能に設け、上記ヘッド本体の先端
部にレーザビームを照射すると共にアシストガスを噴射
するノズルを設け、上記中間筒の外周部の一部分にフィ
ンを設けると共に、このフィンとヘッド本体の内側の間
に空気通路を形成し、この空気通路に冷却空気を循環さ
せるため、ヘッド本体に冷却空気を導入する空気導入管
及び冷却空気を排出する空気排出管を設け、空気導入管
及び空気排出管を空気通路に連通してそれぞれ構成し、
上記ノズルからアシストガスを噴射させるため、ヘッド
本体にアシストガスを導入するアシストガス導入管を設
け、このアシストガス導入管を、ヘッド本体の内側と中
間筒の先端側とによって区画形成される空間に連通して
構成してなることを特徴とする。
（作用） 前記の構成により、中間筒をレーザビームの光軸方向
へ位置調節することにより、レンズも一体的に光軸方向
へ移動させて、レンズの焦点調整を行うことができる。
へ位置調節することにより、レンズも一体的に光軸方向
へ移動させて、レンズの焦点調整を行うことができる。
レンズの焦点調整を行った後に、レンズによって集光
されたレーザビームをノズルより照射することにより、
ワークに対してレーザ加工を行うことができる。このと
き、空気導入管から冷却空気を導入すると共に空気排出
管から冷却空気を排出することにより、空気通路におい
て冷却空気を循環せしめる。これにより、冷却空気によ
ってフィンが冷却され、更に中間筒の大部分及びレンズ
が冷却されることになる。また、アシストガス導入管か
らアシストガスを導入することにより、ヘッド本体の内
側と中間筒の先端側によって区画形成される空間にアシ
ストガスが供給される。これによって、アシストガスを
ノズルからワークに対して噴射せしめる。
されたレーザビームをノズルより照射することにより、
ワークに対してレーザ加工を行うことができる。このと
き、空気導入管から冷却空気を導入すると共に空気排出
管から冷却空気を排出することにより、空気通路におい
て冷却空気を循環せしめる。これにより、冷却空気によ
ってフィンが冷却され、更に中間筒の大部分及びレンズ
が冷却されることになる。また、アシストガス導入管か
らアシストガスを導入することにより、ヘッド本体の内
側と中間筒の先端側によって区画形成される空間にアシ
ストガスが供給される。これによって、アシストガスを
ノズルからワークに対して噴射せしめる。
（実施例） 以下、添付図面を用いて本発明の一実施例を説明す
る。
る。
図示のように、ヘッド支持筒１は、フランジ３をボル
ト５で固定することにより、レーザ加工ヘッド７を支持
している。このレーザ加工ヘッド７は、筒状のヘッド本
体をベースにして構成してあり、ヘッド本体は、第１ヘ
ッド本体17と、この第１ヘッド本体17の下側に設けた第
２ヘッド本体45からなる。
ト５で固定することにより、レーザ加工ヘッド７を支持
している。このレーザ加工ヘッド７は、筒状のヘッド本
体をベースにして構成してあり、ヘッド本体は、第１ヘ
ッド本体17と、この第１ヘッド本体17の下側に設けた第
２ヘッド本体45からなる。
ヘッド支持筒１には、レーザ加工装置の本体を保護す
るためのくびれ９が設けられている。
るためのくびれ９が設けられている。
前記フランジ３の下部には、ボルト11によって軸承筒
13が固定され、該筒13のフランジ部分の下方には、ボル
ト15によって第１ヘッド本体17が固定されている。
13が固定され、該筒13のフランジ部分の下方には、ボル
ト15によって第１ヘッド本体17が固定されている。
前記軸承筒13と前記第１ヘッド本体17の上部側との間
には、ベアリング19を介して前記軸承筒13の回りに回転
自在のアジャスト部材21が設けられ、該アジャスト部材
21の下方内側に設けた雌ねじには、前記第１ヘッド本体
17との間で上下にのみ移動自在の中間筒23の雄ねじが螺
合されている。中間筒23は、アジャスト部材21の回動操
作により、上下調整移動自在である。第１ヘッド本体17
に明けられた窓WDにのぞませてアジャスト部材21の外側
面に備えた多数の穴27は、アジャスト部材21を軸の回り
に回動操作するためのものである。
には、ベアリング19を介して前記軸承筒13の回りに回転
自在のアジャスト部材21が設けられ、該アジャスト部材
21の下方内側に設けた雌ねじには、前記第１ヘッド本体
17との間で上下にのみ移動自在の中間筒23の雄ねじが螺
合されている。中間筒23は、アジャスト部材21の回動操
作により、上下調整移動自在である。第１ヘッド本体17
に明けられた窓WDにのぞませてアジャスト部材21の外側
面に備えた多数の穴27は、アジャスト部材21を軸の回り
に回動操作するためのものである。
前記中間筒23の外周中段には、前記第１ヘッド本体17
との間に空気通路25が設けられている。第１ヘッド本体
17側には、該空気通路25に対し、空気導入管PL1及びこ
れと対向する位置にサイレンサ29を備えた空気排出管PL
2が設けられている。又、中間筒23には、空気通路25を
循環される空気によって中間筒23を冷却するためのフィ
ン33が一体的に設けられている。空気導入管PL1及び空
気排出管PL2は図に示すように空気通路25にそれぞれ連
通して構成してある。
との間に空気通路25が設けられている。第１ヘッド本体
17側には、該空気通路25に対し、空気導入管PL1及びこ
れと対向する位置にサイレンサ29を備えた空気排出管PL
2が設けられている。又、中間筒23には、空気通路25を
循環される空気によって中間筒23を冷却するためのフィ
ン33が一体的に設けられている。空気導入管PL1及び空
気排出管PL2は図に示すように空気通路25にそれぞれ連
通して構成してある。
前記中間筒23の下端に備えた雌ねじには、レンズユニ
ット35の上端に備えた雄ねじが螺合されている。レンズ
ユニット35は、上方から案内されたレーザービームLBを
集光するレンズ37をレンズホルダ39内に固定したもので
ある。ここで中間筒23とレンズホルダ39により支持筒を
構成する。
ット35の上端に備えた雄ねじが螺合されている。レンズ
ユニット35は、上方から案内されたレーザービームLBを
集光するレンズ37をレンズホルダ39内に固定したもので
ある。ここで中間筒23とレンズホルダ39により支持筒を
構成する。
前記第１ヘッド本体17には、前記レンズホルダ39に対
しアシストガス導入管PL3が設けられ、該管PL3から導入
されたアシストガスは、レンズホルダ39の外周を冷却し
た上でレンズホルダ39の下方に向けて吐出されるように
なっている。
しアシストガス導入管PL3が設けられ、該管PL3から導入
されたアシストガスは、レンズホルダ39の外周を冷却し
た上でレンズホルダ39の下方に向けて吐出されるように
なっている。
前記第１ヘッド本体17の下端に設けた雄ねじには、ピ
ン17aによって回転位置を合わせた状態でノズルセット4
1を吊架固定するための接合ナット43の雌ねじが螺合さ
れるようになっている。
ン17aによって回転位置を合わせた状態でノズルセット4
1を吊架固定するための接合ナット43の雌ねじが螺合さ
れるようになっている。
ノズルセット41は、第２ヘッド本体45と、平面上に複
数配置された止ねじ47の調整により前記第２ヘッド本体
45の下方で平面位置を調整自在のノズルホルダ49と、ノ
ズルホルダ49の下方に螺合されたノズル51とで構成され
ている。前記集光レンズ37の焦点は、前記ノズルチップ
51の中心直下に合わせられるものである。
数配置された止ねじ47の調整により前記第２ヘッド本体
45の下方で平面位置を調整自在のノズルホルダ49と、ノ
ズルホルダ49の下方に螺合されたノズル51とで構成され
ている。前記集光レンズ37の焦点は、前記ノズルチップ
51の中心直下に合わせられるものである。
上記構成のレーザ加工ヘッド７において、上方中心よ
り照射されたレーザビームLBは、集光レンズ37で集光さ
れ、前記アジャスト部材21の回動操作及び前記止ねじ47
の調整により、ノズルチップ51の中心直下で焦点を結ぶ
ようになる。
り照射されたレーザビームLBは、集光レンズ37で集光さ
れ、前記アジャスト部材21の回動操作及び前記止ねじ47
の調整により、ノズルチップ51の中心直下で焦点を結ぶ
ようになる。
レンズユニット35の取外しは、まず、接合ナット43を
回転させてノズルセット41を取外し、次に、レンズユニ
ット35を回転させて行われる。取付操作はこれとは逆で
ある。ノズルセット41は、第１ヘッド本体17に対しピン
17aで回転位置を規制されているので、光軸がノズルチ
ップ51に対してずれることがない。
回転させてノズルセット41を取外し、次に、レンズユニ
ット35を回転させて行われる。取付操作はこれとは逆で
ある。ノズルセット41は、第１ヘッド本体17に対しピン
17aで回転位置を規制されているので、光軸がノズルチ
ップ51に対してずれることがない。
以上の通り、本例では、高さの調整、ノズルチップの
位置合わせを容易、確実に行うことができ、光学系を維
持したままでレンズの清掃、交換作業を行うことができ
る。
位置合わせを容易、確実に行うことができ、光学系を維
持したままでレンズの清掃、交換作業を行うことができ
る。
又、中間筒23を空冷すると共にレンズホルダをアシス
トガスで冷却するので、構造が簡単であり、アシストガ
スの有効利用を図りつつ光学系を常時定温に保つことが
できる。
トガスで冷却するので、構造が簡単であり、アシストガ
スの有効利用を図りつつ光学系を常時定温に保つことが
できる。
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではな
く、適宜の設計的変更を行うことにより、他の態様でも
実施し得るものである。
く、適宜の設計的変更を行うことにより、他の態様でも
実施し得るものである。
本実施例の作用をまとめると、以下のようになる。
即ち、中間筒23をレーザビームの光軸方向（上下方
向）へ位置調節することにより、レンズ37も一体的に光
軸方向へ移動させて、レンズ37の焦点調整を行うことが
できる。
向）へ位置調節することにより、レンズ37も一体的に光
軸方向へ移動させて、レンズ37の焦点調整を行うことが
できる。
レンズ37の焦点調整を行った後に、レンズ37によって
集光されたレーザビームをノズル51より照射することに
より、ワークに対してレーザ加工を行うことができる。
このとき、空気導入管PL1から冷却空気を導入すると共
に空気排出管PL2から冷却空気を排出することにより、
空気通路25において冷却空気を循環せしめる。これによ
り、冷却空気によってフィン33が冷却され、更に支持筒
23,29の大部分及びレンズ37が冷却されることになる。
また、アシストガス導入管PL3からアシストガスを導入
することにより、第２ヘッド本体45の内側と支持筒の先
端側とによって区画形成される空間にアシストガスが供
給される。これによって、アシストガスをノズル51から
ワークに対して噴射せしめる。
集光されたレーザビームをノズル51より照射することに
より、ワークに対してレーザ加工を行うことができる。
このとき、空気導入管PL1から冷却空気を導入すると共
に空気排出管PL2から冷却空気を排出することにより、
空気通路25において冷却空気を循環せしめる。これによ
り、冷却空気によってフィン33が冷却され、更に支持筒
23,29の大部分及びレンズ37が冷却されることになる。
また、アシストガス導入管PL3からアシストガスを導入
することにより、第２ヘッド本体45の内側と支持筒の先
端側とによって区画形成される空間にアシストガスが供
給される。これによって、アシストガスをノズル51から
ワークに対して噴射せしめる。
［発明の効果］ 以上のごとき、本実施例の説明より理解されるよう
に、本発明によれば、ヘッド本体の内側と中間筒の先端
側によって区画形成される空間にアシストガスを供給す
る他に、フィンとヘッド本体の内側との間に形成された
空気通路に冷却空気を循環させることができるため、冷
却空気の流量を多くしても、これに対応してアシストガ
スのガスは高くなることはない。したがって、レンズに
変形を与えることなく、中間筒、レンズを十分に冷却せ
しめることができる。
に、本発明によれば、ヘッド本体の内側と中間筒の先端
側によって区画形成される空間にアシストガスを供給す
る他に、フィンとヘッド本体の内側との間に形成された
空気通路に冷却空気を循環させることができるため、冷
却空気の流量を多くしても、これに対応してアシストガ
スのガスは高くなることはない。したがって、レンズに
変形を与えることなく、中間筒、レンズを十分に冷却せ
しめることができる。
第１図は本発明の一実施例に係るレーザ加工ヘッドの縦
断面図である。 （図面の主要な部分を表わす符号の説明） １……ヘッド支持筒、７……レーザ加工ヘッド ９……くびれ、13……軸承筒 17……第２ヘッド本体、21……アジャスト部材 23……中間筒、33……フィン 35……レンズユニット、37……レンズ 39……レンズホルダ、41……ノズルセット 43……接合ナット、45……第２ヘッド本体 47……止ねじ、49……ノズルホルダ 51……ノズル、LB……レーザビーム PL1……空気導入管、PL3……アシストガス導入管
断面図である。 （図面の主要な部分を表わす符号の説明） １……ヘッド支持筒、７……レーザ加工ヘッド ９……くびれ、13……軸承筒 17……第２ヘッド本体、21……アジャスト部材 23……中間筒、33……フィン 35……レンズユニット、37……レンズ 39……レンズホルダ、41……ノズルセット 43……接合ナット、45……第２ヘッド本体 47……止ねじ、49……ノズルホルダ 51……ノズル、LB……レーザビーム PL1……空気導入管、PL3……アシストガス導入管
Claims (1)
- 【請求項１】筒状のヘッド本体を設け、このヘッド本体
内にレーザビームを集光するレンズを先端側に備えた中
間筒をレーザビームの光軸方向へ位置調節可能に設け、
上記ヘッド本体の先端部にレーザビームを照射すると共
にアシストガスを噴射するノズルを設け、上記中間筒の
外周部の一部分にフィンを設けると共に、このフィンと
ヘッド本体の内側の間に空気通路を形成し、この空気通
路に冷却空気を循環させるため、ヘッド本体に冷却空気
を導入する空気導入管及び冷却空気を排出する空気排出
管を設け、空気導入管及び空気排出管を空気通路に連通
してそれぞれ構成し、上記ノズルからアシストガスを噴
射させるため、ヘッド本体にアシストガスを導入するア
シストガス導入管を設け、このアシストガス導入管を、
ヘッド本体の内側と中間筒の先端側とによって区画形成
される空間に連通して構成してなることを特徴とするレ
ーザ加工ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62097541A JP2504460B2 (ja) | 1987-04-22 | 1987-04-22 | レ−ザ加工ヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62097541A JP2504460B2 (ja) | 1987-04-22 | 1987-04-22 | レ−ザ加工ヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63264291A JPS63264291A (ja) | 1988-11-01 |
| JP2504460B2 true JP2504460B2 (ja) | 1996-06-05 |
Family
ID=14195102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62097541A Expired - Lifetime JP2504460B2 (ja) | 1987-04-22 | 1987-04-22 | レ−ザ加工ヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2504460B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102601526A (zh) * | 2012-02-20 | 2012-07-25 | 南京航空航天大学 | 体压缩法控制等离子体的固定激光深熔焊接喷嘴及其控制方法 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0584486U (ja) * | 1992-04-06 | 1993-11-16 | 日伸工業株式会社 | レーザ溶接用出射ユニット装置 |
| DE29507189U1 (de) * | 1995-04-28 | 1995-06-29 | Precitec GmbH, 76571 Gaggenau | Anschlußkopf zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines Laserstrahls |
| JP3745899B2 (ja) * | 1998-04-13 | 2006-02-15 | ヤマザキマザック株式会社 | レーザ加工機 |
| KR100539098B1 (ko) * | 2003-12-30 | 2005-12-27 | 두산인프라코어 주식회사 | 레이저 가공기의 가공헤드 |
| EP1806201A1 (en) * | 2004-10-07 | 2007-07-11 | Sango Co., Ltd. | Laser processing device |
| CN106853550B (zh) * | 2015-12-09 | 2018-08-24 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种双激光焊接集成式焊接头 |
| CN114619156B (zh) * | 2022-05-17 | 2022-07-12 | 江苏觅科激光设备有限公司 | 一种便于拆换的水冷式激光切割头 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60108491U (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-23 | 株式会社 アマダ | レ−ザ加工機械のノズルヘツド |
| JPH0231276Y2 (ja) * | 1985-02-25 | 1990-08-23 |
-
1987
- 1987-04-22 JP JP62097541A patent/JP2504460B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102601526A (zh) * | 2012-02-20 | 2012-07-25 | 南京航空航天大学 | 体压缩法控制等离子体的固定激光深熔焊接喷嘴及其控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63264291A (ja) | 1988-11-01 |
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