JP2916740B2 - 高輝度放電灯点灯用電源装置 - Google Patents
高輝度放電灯点灯用電源装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インバータを用いた高
輝度放電灯点灯用電源装置に関する。
輝度放電灯点灯用電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にメタルハライドランプ等の高輝度
放電灯の点灯用電源装置では、交流を一旦直流に変換
し、この直流を交流に変換した電源を用いている。その
一例に図３に示すようなものがある。この電源装置は、
商用交流電源に接続される入力端子１，２を有し、入力
端子１が入力端子２より電位が高い正の半波のとき、例
えばＩＧＢＴ等のスイッチング素子１１に例えば１５乃
至２０ｋＨｚの周波数のゲート信号が制御回路１９から
供給されて、このスイッチング素子１１は、このゲート
信号に応じてオン・オフを繰り返す。スイッチング素子
１１がオンの状態では、リアクトル２１，スイッチング
素子１１を介してコンデンサ１５に流れ、このコンデン
サ１５を逆充電叉は放電する。
放電灯の点灯用電源装置では、交流を一旦直流に変換
し、この直流を交流に変換した電源を用いている。その
一例に図３に示すようなものがある。この電源装置は、
商用交流電源に接続される入力端子１，２を有し、入力
端子１が入力端子２より電位が高い正の半波のとき、例
えばＩＧＢＴ等のスイッチング素子１１に例えば１５乃
至２０ｋＨｚの周波数のゲート信号が制御回路１９から
供給されて、このスイッチング素子１１は、このゲート
信号に応じてオン・オフを繰り返す。スイッチング素子
１１がオンの状態では、リアクトル２１，スイッチング
素子１１を介してコンデンサ１５に流れ、このコンデン
サ１５を逆充電叉は放電する。
【０００３】スイッチング素子１１がオフの状態では、
リアクトル２１に矢印で示す方向の電圧が発生し、この
リアクトル２１の電圧に交流電源の電圧を加えた電圧に
より、リアクトル２１、スイッチング素子１１と直列に
接続されているＩＧＢＴ等のスイッチング素子１２に、
逆並列に接続されているダイオード１４を介して、コン
デンサ１５と直列に接続されているコンデンサ１６に電
流が流れる。このとき、コンデンサ１６は図３に示す極
性に充電され、昇圧される。
リアクトル２１に矢印で示す方向の電圧が発生し、この
リアクトル２１の電圧に交流電源の電圧を加えた電圧に
より、リアクトル２１、スイッチング素子１１と直列に
接続されているＩＧＢＴ等のスイッチング素子１２に、
逆並列に接続されているダイオード１４を介して、コン
デンサ１５と直列に接続されているコンデンサ１６に電
流が流れる。このとき、コンデンサ１６は図３に示す極
性に充電され、昇圧される。
【０００４】一方、端子１の電位が端子２の電位より低
い負の半波では、入力端子２，コンデンサ１５，スイッ
チング素子１１に逆並列に接続されているダイオード１
３，リアククトル２１，入力端子１と電流が流れコンデ
ンサ１５が充電される。
い負の半波では、入力端子２，コンデンサ１５，スイッ
チング素子１１に逆並列に接続されているダイオード１
３，リアククトル２１，入力端子１と電流が流れコンデ
ンサ１５が充電される。
【０００５】この負の半波の期間中、スイッチング素子
１２がスイッチング素子１１と同様に、制御回路１９か
ら供給される例えば１５乃至２０ｋＨｚの周波数のゲー
ト信号によってオン・オフを繰り返す。スイッチング素
子１２がオンの状態では、交流電源からコンデンサ１
６，スイッチング素子１２，リアクトル２１へ電流が流
れ、コンデンサ１６は逆充電または放電される。
１２がスイッチング素子１１と同様に、制御回路１９か
ら供給される例えば１５乃至２０ｋＨｚの周波数のゲー
ト信号によってオン・オフを繰り返す。スイッチング素
子１２がオンの状態では、交流電源からコンデンサ１
６，スイッチング素子１２，リアクトル２１へ電流が流
れ、コンデンサ１６は逆充電または放電される。
【０００６】スイッチング素子１２がオフの状態では、
リアクトル２１には矢印と逆向きの電圧が発生し、リア
クトル２１から電源，コンデンサ１５，ダイオード１３
を介してリアクトル２１に電流が流れ、コンデンサ１５
は図３に示す極性に充電され、昇圧される。
リアクトル２１には矢印と逆向きの電圧が発生し、リア
クトル２１から電源，コンデンサ１５，ダイオード１３
を介してリアクトル２１に電流が流れ、コンデンサ１５
は図３に示す極性に充電され、昇圧される。
【０００７】そして、コンデンサ１６，１５間に直列に
接続されているＩＧＢＴ等のスイッチング素子３１，３
２のうち、スイッチング素子３１を、インバータ制御装
置３６からのゲート信号によって一定の期間（５０乃至
２００Ｈｚの期間）だけＰＷＭ制御を行う。これによっ
て、コンデンサ１６の電荷が、このスイッチング素子３
１，出力リアクトル３５，出力端子３，負荷５，出力端
子４を介してコンデンサ１６に流れ、負荷５に交流出力
が供給される。
接続されているＩＧＢＴ等のスイッチング素子３１，３
２のうち、スイッチング素子３１を、インバータ制御装
置３６からのゲート信号によって一定の期間（５０乃至
２００Ｈｚの期間）だけＰＷＭ制御を行う。これによっ
て、コンデンサ１６の電荷が、このスイッチング素子３
１，出力リアクトル３５，出力端子３，負荷５，出力端
子４を介してコンデンサ１６に流れ、負荷５に交流出力
が供給される。
【０００８】また、一定時間（５０乃至２００Ｈｚの期
間）、スイッチング素子３２をオンさせると、コンデン
サ１５から出力端子４，負荷５，出力端子３，出力リア
クトル３５，スイッチング素子３２を介してコンデンサ
１５に電流が流れ、負荷に交流出力が供給される。
間）、スイッチング素子３２をオンさせると、コンデン
サ１５から出力端子４，負荷５，出力端子３，出力リア
クトル３５，スイッチング素子３２を介してコンデンサ
１５に電流が流れ、負荷に交流出力が供給される。
【０００９】このようにして、商用交流電源に同期した
電圧が、負荷に供給される。なお、３３，３４はスイッ
チング素子３１，３２に逆並列に接続されたダイオード
である。
電圧が、負荷に供給される。なお、３３，３４はスイッ
チング素子３１，３２に逆並列に接続されたダイオード
である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このような電源装置で
は、高周波制御信号に例えば２０乃至５０ｋＨｚの非可
聴周波数の信号を使用しているので、リアクトル３５は
高周波による騒音を発生しない。しかし、リアクトル３
５に流れる電流は、低周波制御信号に応じて流れる方向
が反転し、この周波数は負荷５が要求する周波数に応じ
て定められ、例えば５０乃至２００Ｈｚと可聴周波数で
あるので、低周波の騒音を発生するという問題点があっ
た。特に撮影場のランプを点灯させる場合、ランプ点灯
時に騒音がマイクに入り、撮影ができないということも
あった。また、スイッチング素子にそれぞれ逆並列にダ
イオード３３，３４を設けなければならず、構成が複雑
であるという問題点があった。
は、高周波制御信号に例えば２０乃至５０ｋＨｚの非可
聴周波数の信号を使用しているので、リアクトル３５は
高周波による騒音を発生しない。しかし、リアクトル３
５に流れる電流は、低周波制御信号に応じて流れる方向
が反転し、この周波数は負荷５が要求する周波数に応じ
て定められ、例えば５０乃至２００Ｈｚと可聴周波数で
あるので、低周波の騒音を発生するという問題点があっ
た。特に撮影場のランプを点灯させる場合、ランプ点灯
時に騒音がマイクに入り、撮影ができないということも
あった。また、スイッチング素子にそれぞれ逆並列にダ
イオード３３，３４を設けなければならず、構成が複雑
であるという問題点があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、直列に接続された第１及び第２のス
イッチング素子と、第１及び第２のスイッチング素子に
同一の方向性で逆並列に接続された第１及び第２のダイ
オードと、第１及び第２のスイッチング素子間に直列に
接続された第１及び第２のコンデンサと、これら第１及
び第２のコンデンサ間に接続された第３及び第４のスイ
ッチング素子を有するインバータと、第１及び第２のス
イッチング素子の接続点と交流電源の一方の端子間に接
続された第１のリアクトルと、第３のスイッチング素子
と第４のスイッチング素子との間に接続され、出力用の
中間タップを有する第２リアクトルと、この第２リアク
トルと第３スイッチング素子との接続点にカソードを、
交流電源の他方の端子と、出力端子と、第１及び第２コ
ンデンサの接続点側とにアノードを接続された第５のス
イッチング素子と、第１及び第２コンデンサの接続点側
にカソードを、第２リアリトルと第４スッチング素子と
の接続点にアノードを接続された第６のスイッチング素
子とを具備している。
ために、本発明は、直列に接続された第１及び第２のス
イッチング素子と、第１及び第２のスイッチング素子に
同一の方向性で逆並列に接続された第１及び第２のダイ
オードと、第１及び第２のスイッチング素子間に直列に
接続された第１及び第２のコンデンサと、これら第１及
び第２のコンデンサ間に接続された第３及び第４のスイ
ッチング素子を有するインバータと、第１及び第２のス
イッチング素子の接続点と交流電源の一方の端子間に接
続された第１のリアクトルと、第３のスイッチング素子
と第４のスイッチング素子との間に接続され、出力用の
中間タップを有する第２リアクトルと、この第２リアク
トルと第３スイッチング素子との接続点にカソードを、
交流電源の他方の端子と、出力端子と、第１及び第２コ
ンデンサの接続点側とにアノードを接続された第５のス
イッチング素子と、第１及び第２コンデンサの接続点側
にカソードを、第２リアリトルと第４スッチング素子と
の接続点にアノードを接続された第６のスイッチング素
子とを具備している。
【００１２】
【作用】本発明によれば、交流電源が一方の極性では、
第１のスイッチング素子が、オン・オフを繰り返し、オ
ン状態において交流電源から第１のリアクトルに電流が
流れる。第１のスイッチング素子がオフ状態では、第１
リアクトルに逆起電力が発生し、この第１のリアクトル
から第２のダイオード、第２のコンデンサに電流が流
れ、第２のコンデンサの電圧は、交流電源電圧とリアク
トルの逆起電力との和である電圧となる。即ち、第２の
コンデンサの電圧は、交流電源の電圧よりも昇圧された
電圧となる。
第１のスイッチング素子が、オン・オフを繰り返し、オ
ン状態において交流電源から第１のリアクトルに電流が
流れる。第１のスイッチング素子がオフ状態では、第１
リアクトルに逆起電力が発生し、この第１のリアクトル
から第２のダイオード、第２のコンデンサに電流が流
れ、第２のコンデンサの電圧は、交流電源電圧とリアク
トルの逆起電力との和である電圧となる。即ち、第２の
コンデンサの電圧は、交流電源の電圧よりも昇圧された
電圧となる。
【００１３】また、交流電源が他方の極性では、第２の
スイッチング素子がオン・オフを繰り返し、オン状態に
おいて、交流電源から第１のリアクトルに正の極性のと
きと反対方向に電流が流れ、この第１のリアクトルに電
流が流れる。第２のスイッチング素子がオフ状態におい
て、第１のリアクトルに逆起電力が発生し、この逆起電
力と交流電源電圧とが第１のコンデンサに印加し、第１
のコンデンサの電圧は、交流電源の電圧よりも昇圧され
る。このように交流電源の正の極性の際に昇圧された電
圧と、負の極性の際に昇圧された電圧とが、交互にイン
バータに供給される。
スイッチング素子がオン・オフを繰り返し、オン状態に
おいて、交流電源から第１のリアクトルに正の極性のと
きと反対方向に電流が流れ、この第１のリアクトルに電
流が流れる。第２のスイッチング素子がオフ状態におい
て、第１のリアクトルに逆起電力が発生し、この逆起電
力と交流電源電圧とが第１のコンデンサに印加し、第１
のコンデンサの電圧は、交流電源の電圧よりも昇圧され
る。このように交流電源の正の極性の際に昇圧された電
圧と、負の極性の際に昇圧された電圧とが、交互にイン
バータに供給される。
【００１４】そして、第３スイッチング素子がオンのと
き、第３スイッチング素子，第２リアクトルを介して負
荷に電流が流れる。第３スイッチング素子をオフする
と、第２リアクトルに逆電圧が発生し、負荷を介して第
５スイッチング素子に流れ、この第２リアクトルには直
流電流のみ流れる。また、第４スイッチング素子がオン
のとき、第１のコンデンサの充電電荷によって、負荷，
第２リアクトル，第４スイッチング素子に電流が流れ
る。第４スイッチング素子をオフすると第２リアクトル
の逆電圧が発生し、第６スイッチング素子，負荷に電流
が流れ、この第２リアクトルには直流電流のみ流れる。
き、第３スイッチング素子，第２リアクトルを介して負
荷に電流が流れる。第３スイッチング素子をオフする
と、第２リアクトルに逆電圧が発生し、負荷を介して第
５スイッチング素子に流れ、この第２リアクトルには直
流電流のみ流れる。また、第４スイッチング素子がオン
のとき、第１のコンデンサの充電電荷によって、負荷，
第２リアクトル，第４スイッチング素子に電流が流れ
る。第４スイッチング素子をオフすると第２リアクトル
の逆電圧が発生し、第６スイッチング素子，負荷に電流
が流れ、この第２リアクトルには直流電流のみ流れる。
【００１５】
【実施例】この発明による電源装置の１実施例を図１に
示す。なお、図４に示した従来のものと同等部分には同
一符号を付して、その説明を省略する。
示す。なお、図４に示した従来のものと同等部分には同
一符号を付して、その説明を省略する。
【００１６】この実施例では、インバータを構成する第
３のスイッチング素子３１と第４のスイッチング素子３
２との間に、中間タップ２７ｃを有する第２のリアクト
ル２７を設けている。そして、中間タップ２７ｃは負荷
の一端が接続されている。また、第２のリアクトル２７
の両端２７ａ，２７ｂは第１及び第２コンデンサの接続
点にサイリスタ等の第５及び第６のスイッチング素子２
５と２６が接続されている。第５のスイッチング素子２
５は第２リアクトル側をカソード、第１及び第２コンデ
ンサの接続点側をアノードとし、第６のスイッチング素
子２６は第１及び第２コンデンサの接続点側をカソー
ド、第２リアクトル側をアノードに接続している。
３のスイッチング素子３１と第４のスイッチング素子３
２との間に、中間タップ２７ｃを有する第２のリアクト
ル２７を設けている。そして、中間タップ２７ｃは負荷
の一端が接続されている。また、第２のリアクトル２７
の両端２７ａ，２７ｂは第１及び第２コンデンサの接続
点にサイリスタ等の第５及び第６のスイッチング素子２
５と２６が接続されている。第５のスイッチング素子２
５は第２リアクトル側をカソード、第１及び第２コンデ
ンサの接続点側をアノードとし、第６のスイッチング素
子２６は第１及び第２コンデンサの接続点側をカソー
ド、第２リアクトル側をアノードに接続している。
【００１７】今、第１及び第２コンデンサ間は直流が確
保されており、インバータの第３のスイッチング素子３
１をインバータ制御装置３６から図２（ｂ）で示すよう
な２０乃至５０ｋＨｚの高周波のスイッチング信号を入
力し、第３スイッチング素子３１をオンさせると、コン
デンサ１６の充電電荷によって、第３のスイッング素子
３１，第２リアクトル２７の２７ａ，２７ｃ，負荷５を
介して電流が流れる。次にスイッチング素子３１の制御
信号をオフするとともに、第５スイッチング素子２５に
図２（ｄ）に示すような信号を入力すると、第３スイッ
ング素子３１はオフし、第５スイッチング素子２５はオ
ンする。このとき第２リアクトルには図示する極性と逆
極性の電圧が誘起し、第２リアクトル２７，負荷５，第
５スイッチング素子２５，第２リアクトル２７に電流が
流れる。
保されており、インバータの第３のスイッチング素子３
１をインバータ制御装置３６から図２（ｂ）で示すよう
な２０乃至５０ｋＨｚの高周波のスイッチング信号を入
力し、第３スイッチング素子３１をオンさせると、コン
デンサ１６の充電電荷によって、第３のスイッング素子
３１，第２リアクトル２７の２７ａ，２７ｃ，負荷５を
介して電流が流れる。次にスイッチング素子３１の制御
信号をオフするとともに、第５スイッチング素子２５に
図２（ｄ）に示すような信号を入力すると、第３スイッ
ング素子３１はオフし、第５スイッチング素子２５はオ
ンする。このとき第２リアクトルには図示する極性と逆
極性の電圧が誘起し、第２リアクトル２７，負荷５，第
５スイッチング素子２５，第２リアクトル２７に電流が
流れる。
【００１８】すなわち、第２リアクトル２７は第３スイ
ッング素子３１のスイッチングにかかわらず同じ方向
（２７ａから２７ｂの方向）の電流が流れる。なお、第
３スイッチング素子３１を高周波でスイッチングすると
負荷５には図２（ａ）で示す電圧が印加する。
ッング素子３１のスイッチングにかかわらず同じ方向
（２７ａから２７ｂの方向）の電流が流れる。なお、第
３スイッチング素子３１を高周波でスイッチングすると
負荷５には図２（ａ）で示す電圧が印加する。
【００１９】一方、スイッチング素子３２を制御装置３
６から図２（ｃ）で示すような高周波スイッチング信号
を入力し、まずオンさせると、第１コンデンサ１５の充
電電荷によって、負荷５，第２リアクトル２７の２７
ｃ，２７ｂ，第４スイッチング素子３２に電流が流れ
る。次にスイッチング素子３２の制御信号をオフすると
ともに、第６スイッング素子２６に図２（ｅ）に示すよ
うな低周波のオンオフ信号を入力させると、第４スイッ
チング素子３２はオフし、第６スイッチング素子２６は
オンする。このとき、第２リアクトルには図示する極性
と逆極性の電圧が誘起し、第２リアクトル２７，第６ス
イッチング素子２６，負荷５に電流が流れる。この場合
も第２リアクトル２７は第４スイッチング素子３２のオ
ンオフにかかわらず、同一方向（２７ｃから２７ｂ方
向）に電流が流れる。又、第４スイッチング素子３２を
高周波スイッチング素子したとき、負荷５には図２
（ａ）で示すような電圧が印加する。
６から図２（ｃ）で示すような高周波スイッチング信号
を入力し、まずオンさせると、第１コンデンサ１５の充
電電荷によって、負荷５，第２リアクトル２７の２７
ｃ，２７ｂ，第４スイッチング素子３２に電流が流れ
る。次にスイッチング素子３２の制御信号をオフすると
ともに、第６スイッング素子２６に図２（ｅ）に示すよ
うな低周波のオンオフ信号を入力させると、第４スイッ
チング素子３２はオフし、第６スイッチング素子２６は
オンする。このとき、第２リアクトルには図示する極性
と逆極性の電圧が誘起し、第２リアクトル２７，第６ス
イッチング素子２６，負荷５に電流が流れる。この場合
も第２リアクトル２７は第４スイッチング素子３２のオ
ンオフにかかわらず、同一方向（２７ｃから２７ｂ方
向）に電流が流れる。又、第４スイッチング素子３２を
高周波スイッチング素子したとき、負荷５には図２
（ａ）で示すような電圧が印加する。
【００２０】以上のように、第２リアクトル２７は第３
及び第４スイッチング素子３１，３２のスイッチングに
かかわらず、２７ａ，２７ｃ，２７ｂと同一方向に流
れ、第３及び第４スイッチング素子の低周波のスイッン
グによる騒音は抑制される。
及び第４スイッチング素子３１，３２のスイッチングに
かかわらず、２７ａ，２７ｃ，２７ｂと同一方向に流
れ、第３及び第４スイッチング素子の低周波のスイッン
グによる騒音は抑制される。
【００２１】上記の実施例では、スイッチング素子１
１，１２，３１，３２にＩＧＢＴを用いたが、他にＦＥ
Ｔやバイポーラトランジスタ等も使用することができ
る。 また、上記実施例では、交流電源の電圧を昇圧す
る場合の例を示したが、交流電源に整流器を接続した直
流電源にも適用できる。
１，１２，３１，３２にＩＧＢＴを用いたが、他にＦＥ
Ｔやバイポーラトランジスタ等も使用することができ
る。 また、上記実施例では、交流電源の電圧を昇圧す
る場合の例を示したが、交流電源に整流器を接続した直
流電源にも適用できる。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、インバ
ータの第３のスイッチン素子と第４のスイッチング素子
との間に設けた第２リアクトルの両端と第１及び第２コ
ンデンサの接続点との間に第３及び第４スイッチング素
子のオフ時にオンする第５及び第６スイッチング素子を
設けているので、第２リアクトルには直流電流が流れ、
可聴周波数で反転することがなく、騒音の発生を抑制す
ることができる。また、交流電源を第１又は第２のコン
デンサに印加される電圧を交流電源よりも高い電圧にす
ることができ、電源装置を小型化することができる。
ータの第３のスイッチン素子と第４のスイッチング素子
との間に設けた第２リアクトルの両端と第１及び第２コ
ンデンサの接続点との間に第３及び第４スイッチング素
子のオフ時にオンする第５及び第６スイッチング素子を
設けているので、第２リアクトルには直流電流が流れ、
可聴周波数で反転することがなく、騒音の発生を抑制す
ることができる。また、交流電源を第１又は第２のコン
デンサに印加される電圧を交流電源よりも高い電圧にす
ることができ、電源装置を小型化することができる。
【図１】本発明による高輝度放電灯点灯用電源装置の一
実施例の回路図である。
実施例の回路図である。
【図２】図１の電源装置の動作説明用の波形図である。
【図３】従来の電源装置の回路図である。
５ 負荷 １１ （第１の）スイッチング素子 １２ （第２の）スイッチング素子 １３ ダイオード １４ ダイオード １５ （第１の）コンデンサ １６ （第２の）コンデンサ １９ 制御回路 ２１ （第１の）リアクトル ２５ （第５の）スイッチング素子 ２６ （第６の）スイッチング素子 ２７ （第２の）リアクトル ３１ （第３の）スイッチング素子（インバータ） ３２ （第４の）スイッチング素子（インバータ） ３６ インバータ制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 手島 聖治 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02M 7/42 - 7/98 H05B 41/24
Claims (1)
- 【請求項１】 直列に接続された第１及び第２のスイッ
チング素子と、第１及び第２のスイッチング素子に同一
の方向性で逆並列に接続された第１及び第２のダイオー
ドと、第１及び第２のスイッチング素子間に直列に接続
された第１及び第２のコンデンサと、これら第１及び第
２のコンデンサ間に接続された第３及び第４のスイッチ
ング素子を有するインバータと、第１及び第２のスイッ
チング素子の接続点と交流電源の一方の端子間に接続さ
れた第１のリアクトルと、第３のスイッチング素子と第
４のスイッチング素子との間に接続され、出力用の中間
タップを有する第２リアクトルと、この第２リアクトル
と第３スイッチング素子との接続点にカソードを、交流
電源の他方の端子と、出力端子と、第１及び第２コンデ
ンサの接続点側とにアノードを接続された第５のスイッ
チング素子と、第１及び第２コンデンサの接続点側にカ
ソードを、第２リアリトルと第４スッチング素子との接
続点にアノードを接続された第６のスイッチング素子と
を具備した高輝度放電灯点灯用電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5238788A JP2916740B2 (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 高輝度放電灯点灯用電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5238788A JP2916740B2 (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 高輝度放電灯点灯用電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0767348A JPH0767348A (ja) | 1995-03-10 |
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ID=17035295
Family Applications (1)
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-
1993
- 1993-08-30 JP JP5238788A patent/JP2916740B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0767348A (ja) | 1995-03-10 |
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