JP2937162B2 - 電気二重層コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents
電気二重層コンデンサおよびその製造方法Info
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- JP2937162B2 JP2937162B2 JP9069734A JP6973497A JP2937162B2 JP 2937162 B2 JP2937162 B2 JP 2937162B2 JP 9069734 A JP9069734 A JP 9069734A JP 6973497 A JP6973497 A JP 6973497A JP 2937162 B2 JP2937162 B2 JP 2937162B2
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- collectors
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- electric double
- layer capacitor
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は活性炭電極を分極性
電極とする電気二重層コンデンサおよびその製造方法に
関し、特に素子の小型化の構造およびその構造を実現す
る製造方法に関する。
電極とする電気二重層コンデンサおよびその製造方法に
関し、特に素子の小型化の構造およびその構造を実現す
る製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化の進展に伴って
電気二重層コンデンサにも小型化の要求がある。このよ
うな要求に対して小型化を実現する従来の技術として、
例えば、特開平８−７８２９１号公報に基本セルを複数
個積層し、活性炭電極を分極性電極とする電気二重層コ
ンデンサ及びその製造方法が開示されている。この公報
には隣接する２つのセル間に１枚の集電体を備え、集電
体外周部が隣接するガスケット間に挟み込まれて固着さ
れている電気二重層コンデンサが開示されている（図３
参照）。
電気二重層コンデンサにも小型化の要求がある。このよ
うな要求に対して小型化を実現する従来の技術として、
例えば、特開平８−７８２９１号公報に基本セルを複数
個積層し、活性炭電極を分極性電極とする電気二重層コ
ンデンサ及びその製造方法が開示されている。この公報
には隣接する２つのセル間に１枚の集電体を備え、集電
体外周部が隣接するガスケット間に挟み込まれて固着さ
れている電気二重層コンデンサが開示されている（図３
参照）。
【０００３】この電気二重層コンデンサは次のように製
造される。即ち、まず平リング状で非導電性のゴム材の
ガスケット３と直径がガスケット３の外径に等しい円板
状の集電体１ａと、直径がガスケット３の外径と内径の
中間値をとる円板状のセパレータ２と、同じく直径がガ
スケット３の外径と内径の中間値をとる円板状の集電体
１bとを準備する。次にガスケット３の片面に集電体１a
を貼り合せ、活性炭電極４を詰めた器Ａとガスケット３
の片面にセパレータ２を同心円状に貼り合せ、前記活性
炭電極４を詰めた器Ｂ及び他のガスケット３の片面に集
電体１ｂを同心円状に貼り合せ、前記活性炭電極４を詰
めた器Ｃについて器Ａを下段にして器Ｂを積層して合体
させる。また、同様に器Ｃを下段にして器Ｂを積層して
合体させる。
造される。即ち、まず平リング状で非導電性のゴム材の
ガスケット３と直径がガスケット３の外径に等しい円板
状の集電体１ａと、直径がガスケット３の外径と内径の
中間値をとる円板状のセパレータ２と、同じく直径がガ
スケット３の外径と内径の中間値をとる円板状の集電体
１bとを準備する。次にガスケット３の片面に集電体１a
を貼り合せ、活性炭電極４を詰めた器Ａとガスケット３
の片面にセパレータ２を同心円状に貼り合せ、前記活性
炭電極４を詰めた器Ｂ及び他のガスケット３の片面に集
電体１ｂを同心円状に貼り合せ、前記活性炭電極４を詰
めた器Ｃについて器Ａを下段にして器Ｂを積層して合体
させる。また、同様に器Ｃを下段にして器Ｂを積層して
合体させる。
【０００４】なお、前記活性炭電極４は粉末あるいは固
体の活性炭に電解液を含浸させたものであり、前記各器
には同量の活性炭電極４を詰める。活性炭電極４を詰め
た器Ａ、器Ｂ、器Ｃはそれぞれがセル１個分に相当す
る。
体の活性炭に電解液を含浸させたものであり、前記各器
には同量の活性炭電極４を詰める。活性炭電極４を詰め
た器Ａ、器Ｂ、器Ｃはそれぞれがセル１個分に相当す
る。
【０００５】次いで、器Ａ、器Ｂの組を最下段にし、そ
の上に器Ｃ、器Ｂの組を所定の数だけ積層し、さらに最
上段の器Ｂの上に集電体１aを貼り合せた後、ガスケッ
ト３のゴム材の加硫特性を利用して電解液を封止し、図
３に記載の電気二重層コンデンサが完成する。
の上に器Ｃ、器Ｂの組を所定の数だけ積層し、さらに最
上段の器Ｂの上に集電体１aを貼り合せた後、ガスケッ
ト３のゴム材の加硫特性を利用して電解液を封止し、図
３に記載の電気二重層コンデンサが完成する。
【０００６】以上説明したように、この公報に開示され
ている電気二重層コンデンサは、複数のガスケットを用
意し、それぞれのガスケットに集電体またはセパレータ
の外周部を貼り合わせ、活性炭電極を充填した後、隣接
するガスケット間に集電体またはセパレータを挟み込ん
で電解液を封止し、絶縁固着して製造される。
ている電気二重層コンデンサは、複数のガスケットを用
意し、それぞれのガスケットに集電体またはセパレータ
の外周部を貼り合わせ、活性炭電極を充填した後、隣接
するガスケット間に集電体またはセパレータを挟み込ん
で電解液を封止し、絶縁固着して製造される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の電気二重層コンデンサの製造にはガスケットの径方
向の厚さは集電体及びセパレータを貼り合せるのに十分
な厚さ、例えば最低１ｍｍ（通常２５μｍ厚薄膜のセパ
レータの４０枚分に匹敵する厚さ）を確保しなければな
らず、ガスケットと集電体及びセパレータの固着部分を
小さくすることは難しく、電気二重層コンデンサの径方
向の小型化が困難である問題点があった。
来の電気二重層コンデンサの製造にはガスケットの径方
向の厚さは集電体及びセパレータを貼り合せるのに十分
な厚さ、例えば最低１ｍｍ（通常２５μｍ厚薄膜のセパ
レータの４０枚分に匹敵する厚さ）を確保しなければな
らず、ガスケットと集電体及びセパレータの固着部分を
小さくすることは難しく、電気二重層コンデンサの径方
向の小型化が困難である問題点があった。
【０００８】本発明の目的は、従来の活性炭電極を分極
性電極とする電気二重層コンデンサの上記欠点を解決し
たガスケットと集電体及びセパレータの径方向の固着部
分を小さくした小型の電気二重層コンデンサ及びその製
造方法を提供することにある。
性電極とする電気二重層コンデンサの上記欠点を解決し
たガスケットと集電体及びセパレータの径方向の固着部
分を小さくした小型の電気二重層コンデンサ及びその製
造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の電気二重層コン
デンサは、両端の集電体を除く全ての集電体及びセパレ
ータが１つのガスケットの内側の面に沿って折り曲げら
れ、前記セパレータを介して前記集電体が前記ガスケッ
トに絶縁固着されている構成である。
デンサは、両端の集電体を除く全ての集電体及びセパレ
ータが１つのガスケットの内側の面に沿って折り曲げら
れ、前記セパレータを介して前記集電体が前記ガスケッ
トに絶縁固着されている構成である。
【００１０】また、本発明の電気二重層コンデンサは、
ガスケットの片面に集電体を貼リ合せる工程(工程)
と、前記集電体の上に電解液を含浸させた粉末あるいは
固体の活性炭電極を充填する工程(工程)と、前記活性
炭電極の上にセパレータを配置した後、ガスケットの内
側の面に沿って折り曲げ、ガスケットを絶縁固着する工
程(工程)と、前記セパレータの上に電解液を含浸させ
た粉末あるいは固体の活性炭電極を充填する工程(工程
)と、前記活性炭電極の上にセパレータより径が小さ
い集電体を配置した後、ガスケット内側の面に沿って折
り曲げ、セパレータを介してガスケットに固着する工程
(工程)と、基本セルを複数個積層するために工程、
工程、工程及び工程をこの順で複数回繰り返した
後、さらに工程、工程、工程及び工程をこの順
で有する工程から製造される。
ガスケットの片面に集電体を貼リ合せる工程(工程)
と、前記集電体の上に電解液を含浸させた粉末あるいは
固体の活性炭電極を充填する工程(工程)と、前記活性
炭電極の上にセパレータを配置した後、ガスケットの内
側の面に沿って折り曲げ、ガスケットを絶縁固着する工
程(工程)と、前記セパレータの上に電解液を含浸させ
た粉末あるいは固体の活性炭電極を充填する工程(工程
)と、前記活性炭電極の上にセパレータより径が小さ
い集電体を配置した後、ガスケット内側の面に沿って折
り曲げ、セパレータを介してガスケットに固着する工程
(工程)と、基本セルを複数個積層するために工程、
工程、工程及び工程をこの順で複数回繰り返した
後、さらに工程、工程、工程及び工程をこの順
で有する工程から製造される。
【００１１】本発明で用いる集電体は熱溶着可能な薄膜
でカーボン等を添加し導電性が付与されている。そし
て、非導電性のセパレータは、両端を除いた集電体より
径が大きいものが使用され、隣接する導電性の集電体の
短絡を防いでいる。
でカーボン等を添加し導電性が付与されている。そし
て、非導電性のセパレータは、両端を除いた集電体より
径が大きいものが使用され、隣接する導電性の集電体の
短絡を防いでいる。
【００１２】また、本発明の電気二重層コンデンサは、
集電体及びセパレータをガスケットの内側に熱溶着して
固着するので、ガスケットと集電体及びセパレータの固
着部分の電気二重層コンデンサーの径方向の厚さは最大
でも積層したセパレータと両端の集電体を除く集電体と
の膜厚の総和になる。従って、固着部分の厚さを小さく
出来るため、電気二重層コンデンサーの径方向の小型化
が可能となる。ここで最大でもと記した理由は、セパレ
ータ及び両端を除く集電体の大きさを出来る限り小さく
することにより、必ずしも積層した全ての集電体及びセ
パレータが重ならないように組み立てて、固着部分の厚
さを小さく出来るからである。当然ながら、本発明の電
気二重層コンデンサの径方向の小型化は積層する基本セ
ルの数が少ない程その効果は顕著になる。
集電体及びセパレータをガスケットの内側に熱溶着して
固着するので、ガスケットと集電体及びセパレータの固
着部分の電気二重層コンデンサーの径方向の厚さは最大
でも積層したセパレータと両端の集電体を除く集電体と
の膜厚の総和になる。従って、固着部分の厚さを小さく
出来るため、電気二重層コンデンサーの径方向の小型化
が可能となる。ここで最大でもと記した理由は、セパレ
ータ及び両端を除く集電体の大きさを出来る限り小さく
することにより、必ずしも積層した全ての集電体及びセ
パレータが重ならないように組み立てて、固着部分の厚
さを小さく出来るからである。当然ながら、本発明の電
気二重層コンデンサの径方向の小型化は積層する基本セ
ルの数が少ない程その効果は顕著になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の
形態を示す電気二重層コンデンサの断面図である。図１
において、電気二重層コンデンサは外径１１ｍｍの円柱
であり、基本セルを４個積層している。 両端の集電体
１(厚さ２５μｍ)はガスケット３ａ(内径１０ｍｍ、外
径１１ｍｍ)に固着しており、セパレータ２ａ，２ｂ(厚
さ２５μｍ)と両端の集電体１を除く全ての集電体１ｃ
(厚さ２５μｍ)は１つのガスケット３ａの内側の面に沿
って折り曲げられ、セパレータ２ａを介してガスケット
３aの内側に絶縁固着している。ここで、それぞれの基
本セルの活性炭電極４ａは径が最も小さくなる最上段と
同じ分量を充填している。また、セパレータ２ａの外径
は両端の集電体を除く全ての集電体１ｃより大きい。そ
して、基本セルはセパレータ２ａ，２ｂを介して絶縁を
確保されている。
図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の
形態を示す電気二重層コンデンサの断面図である。図１
において、電気二重層コンデンサは外径１１ｍｍの円柱
であり、基本セルを４個積層している。 両端の集電体
１(厚さ２５μｍ)はガスケット３ａ(内径１０ｍｍ、外
径１１ｍｍ)に固着しており、セパレータ２ａ，２ｂ(厚
さ２５μｍ)と両端の集電体１を除く全ての集電体１ｃ
(厚さ２５μｍ)は１つのガスケット３ａの内側の面に沿
って折り曲げられ、セパレータ２ａを介してガスケット
３aの内側に絶縁固着している。ここで、それぞれの基
本セルの活性炭電極４ａは径が最も小さくなる最上段と
同じ分量を充填している。また、セパレータ２ａの外径
は両端の集電体を除く全ての集電体１ｃより大きい。そ
して、基本セルはセパレータ２ａ，２ｂを介して絶縁を
確保されている。
【００１４】本発明の前記集電体、セパレータおよびガ
スケットは熱溶着可能な薄膜であり、例えば、ポリプロ
ピレン、ポリエチレン等のオレフィン樹脂から成膜され
たものを使用することができ、また集電体はカーボン等
を添加し導電性が付与されている。
スケットは熱溶着可能な薄膜であり、例えば、ポリプロ
ピレン、ポリエチレン等のオレフィン樹脂から成膜され
たものを使用することができ、また集電体はカーボン等
を添加し導電性が付与されている。
【００１５】次に、本発明の前記実施の形態の電気二重
層コンデンサの製造方法を説明する。まずポリプロピレ
ン樹脂からなるガスケット３ａ(内径１０ｍｍ、外径１
１ｍｍ)の片面にカーボンを添加し電導性を付与したオ
レフィン系樹脂からなる集電体１(厚さ２５μｍ)を同心
円状に熱溶着して貼り合せる(工程)。 集電体１にオ
レフィン系樹脂としてポリプロピレン樹脂を使用した場
合には、約１２０℃で約５秒間で熱溶着できる。次に、
貼り合わせた集電体１の上に電解液として４０重量％の
濃度の硫酸水溶液を含浸させた固体の活性炭電極４ａを
充填した(工程)後、活性炭電極４ａの上にポリプロピ
レン樹脂とポリエチレン樹脂の積層体からなるセパレ―
タ２ａ(厚さ２５μｍ)を同心円状に配置し、ガスケット
３ａの内側の面に沿ってセパレータ２ａ折り曲げガスケ
ット３ａに熱溶着して固着する(工程)。
層コンデンサの製造方法を説明する。まずポリプロピレ
ン樹脂からなるガスケット３ａ(内径１０ｍｍ、外径１
１ｍｍ)の片面にカーボンを添加し電導性を付与したオ
レフィン系樹脂からなる集電体１(厚さ２５μｍ)を同心
円状に熱溶着して貼り合せる(工程)。 集電体１にオ
レフィン系樹脂としてポリプロピレン樹脂を使用した場
合には、約１２０℃で約５秒間で熱溶着できる。次に、
貼り合わせた集電体１の上に電解液として４０重量％の
濃度の硫酸水溶液を含浸させた固体の活性炭電極４ａを
充填した(工程)後、活性炭電極４ａの上にポリプロピ
レン樹脂とポリエチレン樹脂の積層体からなるセパレ―
タ２ａ(厚さ２５μｍ)を同心円状に配置し、ガスケット
３ａの内側の面に沿ってセパレータ２ａ折り曲げガスケ
ット３ａに熱溶着して固着する(工程)。
【００１６】次に、セパレータ２ａ上に電解液を含浸さ
せた固体の活性炭電極４ａを充填し(工程)、活性炭電
極４ａ上にセパレータ２ａより径が小さい集電体１ｃ
(厚さ２５μｍ)を同心円状に配置した後、ガスケット３
ａの内側の面に沿って折り曲げ、セパレータ２ａを介し
てガスケット３ａに熱溶着して固着する(工程)。基本
セルを４個積層するために工程、工程、工程及び
工程をこの順で２回繰り返した後、さらに工程、工
程及び工程の後、ガスケット３ａの最上面に集電体
１を熱溶着して貼り合せて図１の電気二重層コンデンサ
の積層セルは完成する。
せた固体の活性炭電極４ａを充填し(工程)、活性炭電
極４ａ上にセパレータ２ａより径が小さい集電体１ｃ
(厚さ２５μｍ)を同心円状に配置した後、ガスケット３
ａの内側の面に沿って折り曲げ、セパレータ２ａを介し
てガスケット３ａに熱溶着して固着する(工程)。基本
セルを４個積層するために工程、工程、工程及び
工程をこの順で２回繰り返した後、さらに工程、工
程及び工程の後、ガスケット３ａの最上面に集電体
１を熱溶着して貼り合せて図１の電気二重層コンデンサ
の積層セルは完成する。
【００１７】以上説明したように、本発明によれば１つ
のガスケットの片面に集電体を貼り合わせた後、活性炭
電極、セパレータ、集電体を所要の数だけ積層して完成
するので組立が簡単になるという効果もある。
のガスケットの片面に集電体を貼り合わせた後、活性炭
電極、セパレータ、集電体を所要の数だけ積層して完成
するので組立が簡単になるという効果もある。
【００１８】図２は本発明の第２の実施の形態を示す電
気二重層コンデンサの断面図であるり、そのコンデンサ
は第１の実施の形態の電気二重層コンデンサを背中含わ
せに２個貼り合わせたものである。第２の実施の形態
は、上部になるにつれて活性炭電極４の面積が小さくな
るという第１の実施の形態の弱点を改善する技術を提供
する。
気二重層コンデンサの断面図であるり、そのコンデンサ
は第１の実施の形態の電気二重層コンデンサを背中含わ
せに２個貼り合わせたものである。第２の実施の形態
は、上部になるにつれて活性炭電極４の面積が小さくな
るという第１の実施の形態の弱点を改善する技術を提供
する。
【００１９】次に、第２の実施の形態の電気二重層コン
デンサの製造方法を説明する。この電気二重層コンデン
サの製造方法は、第１の実施の形態の電気二重層コンデ
ンサの製造方法と同様にして基本セルを２個積層した積
層セルを作る。その後、これら２個の積層セルを背中合
わせに貼り合わせて基本セルを４個積層した素子が完成
する。
デンサの製造方法を説明する。この電気二重層コンデン
サの製造方法は、第１の実施の形態の電気二重層コンデ
ンサの製造方法と同様にして基本セルを２個積層した積
層セルを作る。その後、これら２個の積層セルを背中合
わせに貼り合わせて基本セルを４個積層した素子が完成
する。
【００２０】表１に前記本発明の第１の実施形態および
第２の実施の形態の電気二重層コンデンサ素子と比較例
として前述の従来技術の電気二重層コンデンサ素子の径
方向の大きさの具体例を示した。表１から本発明は、電
気二重層コンデンサ素子の径方向の小型化ができること
がわかる。
第２の実施の形態の電気二重層コンデンサ素子と比較例
として前述の従来技術の電気二重層コンデンサ素子の径
方向の大きさの具体例を示した。表１から本発明は、電
気二重層コンデンサ素子の径方向の小型化ができること
がわかる。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【発明の効果】本発明の第１の効果は、セパレータ及び
両端を除く集電体とガスケットの固着方法を変更し、固
着部分の大きさを小さくし、電気二重層コンデンサの径
方向の小型化ができる点である。
両端を除く集電体とガスケットの固着方法を変更し、固
着部分の大きさを小さくし、電気二重層コンデンサの径
方向の小型化ができる点である。
【００２３】また、本発明の第２の効果は電気二重層コ
ンデンサは１つのガスケットの片面に集電体を貼り合わ
せた後、活性炭電極、セパレータ、集電体を所要の数だ
け順次積層するだけで完成するため、電気二重層コンデ
ンサの組立が簡単になり生産性が向上する点である。
ンデンサは１つのガスケットの片面に集電体を貼り合わ
せた後、活性炭電極、セパレータ、集電体を所要の数だ
け順次積層するだけで完成するため、電気二重層コンデ
ンサの組立が簡単になり生産性が向上する点である。
【図１】本発明の第１の実施の形態の電気二重層コンデ
ンサの積層セルの断面図である。
ンサの積層セルの断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の電気二重層コンデ
ンサの積層セルの断面図である。
ンサの積層セルの断面図である。
【図３】従来の電気二重層コンデンサの積層セルの断面
図である。
図である。
１，１ａ，１ｂ，１ｃ 集電体 ２，２ａ，２ｂ セパレータ ３，３ａ ガスケット ４，４ａ 活性炭電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−182715（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−8262（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−55238（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−44257（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01G 9/155 H01G 9/016 H01G 9/02
Claims (2)
- 【請求項１】 基本セルを複数個積層し、活性炭電極４
ａを分極性電極とする電気二重層コンデンサにおいて、
両端の集電体１を除く全ての集電体１ｃ及びセパレータ
２ａ，２ｂが１つのガスケット３ａの内側の面に沿って
折り曲げられ、前記セパレータ２ａを介して前記集電体
１ｃが前記ガスケット３ａに絶縁固着されていることを
特徴とする電気二重層コンデンサ。 - 【請求項２】 ガスケット３ａの片面に集電体１を貼り
合せる工程(工程)と、前記集電体１の上に電解液を含
浸させた粉末あるいは固体の活性炭電極４ａを充填する
工程(工程)と、前記活性炭電極４ａの上にセパレータ
２ａを配置した後、ガスケット３ａの内側の面に沿って
折り曲げ、前記ガスケット３ａに絶縁固着する工程(工
程)と、前記セパレータ２ａの上に電解液を含浸させ
た粉末あるいは固体の活性炭電極４ａを充墳する工程
（工程)と、前記活性炭電極４ａの上にセパレータ２
ａより径が小さい集電体１ｃを配置した後、前記ガスケ
ット３ａの内側の面に沿って前記集電体１ｃ折り曲げ、
前記セパレータ２ａを介して前記ガスケット３ａに固着
する工程(工程)と、基本セルを複数個積層するために
工程、工程、工程及び工程をこの順で複数回繰
り返した後、さらに工程、工程、工程及び工程
をこの順で有することを特徴とする電気二重層コンデン
サの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9069734A JP2937162B2 (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | 電気二重層コンデンサおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9069734A JP2937162B2 (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | 電気二重層コンデンサおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10270295A JPH10270295A (ja) | 1998-10-09 |
| JP2937162B2 true JP2937162B2 (ja) | 1999-08-23 |
Family
ID=13411351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9069734A Expired - Lifetime JP2937162B2 (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | 電気二重層コンデンサおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2937162B2 (ja) |
-
1997
- 1997-03-24 JP JP9069734A patent/JP2937162B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10270295A (ja) | 1998-10-09 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990511 |