JP3017894B2 - ナトリウム−硫黄電池 - Google Patents
ナトリウム−硫黄電池Info
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- JP3017894B2 JP3017894B2 JP4305705A JP30570592A JP3017894B2 JP 3017894 B2 JP3017894 B2 JP 3017894B2 JP 4305705 A JP4305705 A JP 4305705A JP 30570592 A JP30570592 A JP 30570592A JP 3017894 B2 JP3017894 B2 JP 3017894B2
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- Japan
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- anode container
- sodium
- solid electrolyte
- anode
- cylindrical
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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
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ナトリウム−硫黄電
池に関するものであって、特に陽極容器に対する絶縁リ
ングの取付構成に関するものである。
池に関するものであって、特に陽極容器に対する絶縁リ
ングの取付構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ナトリウム−硫黄電池としては、
例えば図３に示すような構成のものが知られている。
例えば図３に示すような構成のものが知られている。
【０００３】この従来構成においては、アルミニウムや
アルミニウム合金等の金属材料よりなる陽極容器２１の
開口上端部に、断面ほぼＬ字状の支持金具２２が筒状部
２２ａの上端縁において、陽極容器２１の上端側から溶
接固定されている。支持金具２２の円板状部２２ｂには
アルファアルミナよりなる絶縁リング２３が接合固定さ
れ、この絶縁リング２３の内周下部には固体電解質管２
４が吊り下げ固定されると共に、上部には陰極蓋用の筒
状取付金具２５が接合固定されている。
アルミニウム合金等の金属材料よりなる陽極容器２１の
開口上端部に、断面ほぼＬ字状の支持金具２２が筒状部
２２ａの上端縁において、陽極容器２１の上端側から溶
接固定されている。支持金具２２の円板状部２２ｂには
アルファアルミナよりなる絶縁リング２３が接合固定さ
れ、この絶縁リング２３の内周下部には固体電解質管２
４が吊り下げ固定されると共に、上部には陰極蓋用の筒
状取付金具２５が接合固定されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
ナトリウム−硫黄電池においては、支持金具２２の筒状
部２２ａの上端縁が陽極容器２１の開口上端部に対し
て、陽極容器２１の上端側から溶接固定されるようにな
っているため、次のような問題があった。
ナトリウム−硫黄電池においては、支持金具２２の筒状
部２２ａの上端縁が陽極容器２１の開口上端部に対し
て、陽極容器２１の上端側から溶接固定されるようにな
っているため、次のような問題があった。
【０００５】（１） 陽極容器２１の開口上端部に沿っ
て円周方向へ溶接を行った場合、陽極容器２１と支持金
具２２との熱膨張率の差により、溶接最終部において位
置ずれが発生するおそれがある。
て円周方向へ溶接を行った場合、陽極容器２１と支持金
具２２との熱膨張率の差により、溶接最終部において位
置ずれが発生するおそれがある。
【０００６】（２） 図３に二点鎖線で示すように、溶
接時の熱により支持金具２２が内側に傾動変形して、溶
接部２６にクラック等が発生するおそれがある。 （３） 溶接時の熱が支持金具２２を介して絶縁リング
２３に伝達され易く、その支持金具２２と絶縁リング２
３との接合部や絶縁リング２３と固体電解質管２４との
接合部に熱歪みが生じて、絶縁リング２３や固体電解質
管２４を破損するおそれがある。
接時の熱により支持金具２２が内側に傾動変形して、溶
接部２６にクラック等が発生するおそれがある。 （３） 溶接時の熱が支持金具２２を介して絶縁リング
２３に伝達され易く、その支持金具２２と絶縁リング２
３との接合部や絶縁リング２３と固体電解質管２４との
接合部に熱歪みが生じて、絶縁リング２３や固体電解質
管２４を破損するおそれがある。
【０００７】この発明は、このような従来の技術に存在
する問題点に着目してなされたものであって、その目的
とするところは、溶接する対向部分に位置ずれが生じた
り、溶接時の熱により溶接した部分にクラックが生じた
り、溶接時の熱により絶縁リングや固体電解質管が破損
したりするおそれがなく、陽極容器の開口端部に支持金
具を容易かつ安全に溶接固定することができるナトリウ
ム−硫黄電池を提供することにある。
する問題点に着目してなされたものであって、その目的
とするところは、溶接する対向部分に位置ずれが生じた
り、溶接時の熱により溶接した部分にクラックが生じた
り、溶接時の熱により絶縁リングや固体電解質管が破損
したりするおそれがなく、陽極容器の開口端部に支持金
具を容易かつ安全に溶接固定することができるナトリウ
ム−硫黄電池を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、筒状陽極容器の開口端部に支持金
具を介して絶縁リングを固定し、その絶縁リングに固体
電解質管を吊り下げ状態で取着し、その固体電解質管の
内側の陰極室内にナトリウムを収容すると共に、外側の
陽極室内に硫黄を収容してなるナトリウム−硫黄電池に
おいて、前記支持金具を前記筒状陽極容器の開口端部に
嵌挿固定するために、前記支持金具には、前記筒状陽極
容器の内周面に当接する筒部と、前記筒状陽極容器の開
口端部外周面と対応する位置まで前記筒部の上端外周か
ら半径方向へ突出させたフランジ部とを形成し、該フラ
ンジ部の下面を前記筒状陽極容器の開口端部の上端面に
突き合わせ、該フランジ部を前記筒状陽極容器の開口端
部に該容器の外周側から溶接固定したものである。
めに、この発明では、筒状陽極容器の開口端部に支持金
具を介して絶縁リングを固定し、その絶縁リングに固体
電解質管を吊り下げ状態で取着し、その固体電解質管の
内側の陰極室内にナトリウムを収容すると共に、外側の
陽極室内に硫黄を収容してなるナトリウム−硫黄電池に
おいて、前記支持金具を前記筒状陽極容器の開口端部に
嵌挿固定するために、前記支持金具には、前記筒状陽極
容器の内周面に当接する筒部と、前記筒状陽極容器の開
口端部外周面と対応する位置まで前記筒部の上端外周か
ら半径方向へ突出させたフランジ部とを形成し、該フラ
ンジ部の下面を前記筒状陽極容器の開口端部の上端面に
突き合わせ、該フランジ部を前記筒状陽極容器の開口端
部に該容器の外周側から溶接固定したものである。
【０００９】
【作用】上記のように構成されたナトリウム−硫黄電池
を組み付ける場合には、予め支持金具に絶縁リングを固
定すると共に、その絶縁リングに固体電解質管を固定し
ておく。この状態で、支持金具を陽極容器の開口端部に
嵌挿し、支持金具のフランジ部の下面を陽極容器の開口
端部の上端面に対し突き合わせて、陽極容器の外周側か
らフランジ部を陽極容器の開口端部に溶接固定する。
を組み付ける場合には、予め支持金具に絶縁リングを固
定すると共に、その絶縁リングに固体電解質管を固定し
ておく。この状態で、支持金具を陽極容器の開口端部に
嵌挿し、支持金具のフランジ部の下面を陽極容器の開口
端部の上端面に対し突き合わせて、陽極容器の外周側か
らフランジ部を陽極容器の開口端部に溶接固定する。
【００１０】この溶接時においては、支持金具のフラン
ジ部が陽極容器の開口端縁上で半径方向に延在されてい
るため、陽極容器と支持金具との間に熱膨張率の差があ
っても、陽極容器の開口端部に沿って円周方向へ順に溶
接を行った場合に、溶接最終部において位置ずれが発生
することはない。従って、陽極容器の開口端部に支持金
具を容易かつ確実に溶接固定することができる。
ジ部が陽極容器の開口端縁上で半径方向に延在されてい
るため、陽極容器と支持金具との間に熱膨張率の差があ
っても、陽極容器の開口端部に沿って円周方向へ順に溶
接を行った場合に、溶接最終部において位置ずれが発生
することはない。従って、陽極容器の開口端部に支持金
具を容易かつ確実に溶接固定することができる。
【００１１】また、支持金具の上端外周のフランジ部に
おいて溶接を行うため、溶接時の熱により支持金具が内
側に傾動変形することはなく、支持金具の傾動変形に伴
って溶接部にクラック等が発生するおそれを防止するこ
とができる。さらに、フランジ部の外周縁に沿って溶接
を行うため、溶接時の熱が支持金具を介して絶縁リング
に伝達され難くなり、その支持金具と絶縁リングとの接
合部や絶縁リングと固体電解質管との接合部に熱歪みが
生じて、絶縁リングや固体電解質管を破損するおそれを
防止することができる。
おいて溶接を行うため、溶接時の熱により支持金具が内
側に傾動変形することはなく、支持金具の傾動変形に伴
って溶接部にクラック等が発生するおそれを防止するこ
とができる。さらに、フランジ部の外周縁に沿って溶接
を行うため、溶接時の熱が支持金具を介して絶縁リング
に伝達され難くなり、その支持金具と絶縁リングとの接
合部や絶縁リングと固体電解質管との接合部に熱歪みが
生じて、絶縁リングや固体電解質管を破損するおそれを
防止することができる。
【００１２】
【実施例】以下、この発明を具体化したナトリウム−硫
黄電池の一実施例を、図１及び図２に基づいて詳細に説
明する。
黄電池の一実施例を、図１及び図２に基づいて詳細に説
明する。
【００１３】図１に示すように、陽極容器１はアルミニ
ウムやアルミニウム合金等の金属材料により円筒状に形
成され、その下端には図示しない底板が嵌合固定されて
いる。くびれ部２は陽極容器１の外周上端寄りに形成さ
れ、このくびれ部２によって陽極容器１の熱変化に伴う
伸縮が吸収緩和される。耐食皮膜３は陽極容器１の内周
面に溶射形成され、この耐食皮膜３により陽極容器１の
腐食が防止される。
ウムやアルミニウム合金等の金属材料により円筒状に形
成され、その下端には図示しない底板が嵌合固定されて
いる。くびれ部２は陽極容器１の外周上端寄りに形成さ
れ、このくびれ部２によって陽極容器１の熱変化に伴う
伸縮が吸収緩和される。耐食皮膜３は陽極容器１の内周
面に溶射形成され、この耐食皮膜３により陽極容器１の
腐食が防止される。
【００１４】支持金具４は前記陽極容器１の開口上端部
に嵌合固定され、筒状部４ａと円板状部４ｂとにより断
面ほぼＬ字状に形成されている。フランジ部５は支持金
具４の筒状部４ａの上端外周に一体に突出形成され、こ
のフランジ部５が陽極容器１の開口端縁上に半径方向へ
延長配置されている。そして、この状態でフランジ部５
の外周縁が陽極容器１の開口上端部に対して、陽極容器
１の外周側から溶接固定されている。
に嵌合固定され、筒状部４ａと円板状部４ｂとにより断
面ほぼＬ字状に形成されている。フランジ部５は支持金
具４の筒状部４ａの上端外周に一体に突出形成され、こ
のフランジ部５が陽極容器１の開口端縁上に半径方向へ
延長配置されている。そして、この状態でフランジ部５
の外周縁が陽極容器１の開口上端部に対して、陽極容器
１の外周側から溶接固定されている。
【００１５】アルファアルミナよりなる絶縁リング６は
前記支持金具４の筒状部４ａ内に嵌挿され、その下面に
おいて支持金具４の円板状部４ｂに接合固定されてい
る。ベータアルミナ等のセラミック材料よりなる有底円
筒状の固体電解質管７は前記絶縁リング６の内周下部に
吊り下げ状態で接合固定され、この固体電解質管７の内
側には陰極室Ｒ１が区画形成されると共に、外側には陽
極室Ｒ２が区画形成されている。
前記支持金具４の筒状部４ａ内に嵌挿され、その下面に
おいて支持金具４の円板状部４ｂに接合固定されてい
る。ベータアルミナ等のセラミック材料よりなる有底円
筒状の固体電解質管７は前記絶縁リング６の内周下部に
吊り下げ状態で接合固定され、この固体電解質管７の内
側には陰極室Ｒ１が区画形成されると共に、外側には陽
極室Ｒ２が区画形成されている。
【００１６】カートリッジ８は前記陰極室Ｒ１内に配設
され、その底部には図示しない小孔が設けられている。
陰極活物質としてのナトリウムＮａはカートリッジ８内
に収容され、このナトリウムＮａが小孔を通してカート
リッジ８と固体電解質管７との間の間隙部に供給され
る。窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスＧはカート
リッジ８の上部空間に所定の圧力で封入され、この不活
性ガスＧによりカートリッジ８内のナトリウムＮａが小
孔から流出する方向へ加圧されている。
され、その底部には図示しない小孔が設けられている。
陰極活物質としてのナトリウムＮａはカートリッジ８内
に収容され、このナトリウムＮａが小孔を通してカート
リッジ８と固体電解質管７との間の間隙部に供給され
る。窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスＧはカート
リッジ８の上部空間に所定の圧力で封入され、この不活
性ガスＧによりカートリッジ８内のナトリウムＮａが小
孔から流出する方向へ加圧されている。
【００１７】カーボンマット等よりなる陽極用導電材９
は前記陽極室Ｒ２内に収容され、この陽極用導電材９に
は陽極活物質としての硫黄Ｓが含浸されている。円筒状
の取付金具１０は絶縁リング６の上部に接合固定され、
その上端には陰極蓋１１が嵌合固定されている。そし
て、この陰極蓋１１用の取付金具１０の下端が、カート
リッジ８と固体電解質管７との間の間隙部に供給された
ナトリウムＮａに接触して、陰極側の集電が行われる。
は前記陽極室Ｒ２内に収容され、この陽極用導電材９に
は陽極活物質としての硫黄Ｓが含浸されている。円筒状
の取付金具１０は絶縁リング６の上部に接合固定され、
その上端には陰極蓋１１が嵌合固定されている。そし
て、この陰極蓋１１用の取付金具１０の下端が、カート
リッジ８と固体電解質管７との間の間隙部に供給された
ナトリウムＮａに接触して、陰極側の集電が行われる。
【００１８】有底円筒状の安全管１２は前記カートリッ
ジ８と固体電解質管７との間の間隙部に、そのカートリ
ッジ８及び固体電解質管７からそれぞれ所定間隔をおい
て配設され、耐食性を有するアルミニウムやステンレス
等の金属材料から形成されている。そして、放電時に前
記カートリッジ８の小孔から供給されるナトリウムＮａ
が、この安全管１２とカートリッジ８との間の間隙内で
上方に移動された後、安全管１２の上端を乗り越えて、
安全管１２と固体電解質管７との間の間隙内で下方に移
動され、さらに、固体電解質管７をナトリウムイオンと
なって透過して、陽極室Ｒ２側へ移動されるようになっ
ている。
ジ８と固体電解質管７との間の間隙部に、そのカートリ
ッジ８及び固体電解質管７からそれぞれ所定間隔をおい
て配設され、耐食性を有するアルミニウムやステンレス
等の金属材料から形成されている。そして、放電時に前
記カートリッジ８の小孔から供給されるナトリウムＮａ
が、この安全管１２とカートリッジ８との間の間隙内で
上方に移動された後、安全管１２の上端を乗り越えて、
安全管１２と固体電解質管７との間の間隙内で下方に移
動され、さらに、固体電解質管７をナトリウムイオンと
なって透過して、陽極室Ｒ２側へ移動されるようになっ
ている。
【００１９】次に、前記のように構成されたナトリウム
−硫黄電池において、陽極容器１に支持金具４等を組み
付ける方法について説明する。さて、この実施例では、
図２（ａ）に示すように、まず陽極容器１の開口上端部
に筒状のマスキング材１３を装着し、この状態で陽極容
器１の内周面にステライト合金等の耐食粉末材を溶射し
て、陽極容器１の内周面に開口上端部付近を除いて耐食
皮膜３を形成する。また、予め支持金具４に絶縁リング
６を固定すると共に、その絶縁リング６に固体電解質管
７や取付金具１０を取り付けておく。
−硫黄電池において、陽極容器１に支持金具４等を組み
付ける方法について説明する。さて、この実施例では、
図２（ａ）に示すように、まず陽極容器１の開口上端部
に筒状のマスキング材１３を装着し、この状態で陽極容
器１の内周面にステライト合金等の耐食粉末材を溶射し
て、陽極容器１の内周面に開口上端部付近を除いて耐食
皮膜３を形成する。また、予め支持金具４に絶縁リング
６を固定すると共に、その絶縁リング６に固体電解質管
７や取付金具１０を取り付けておく。
【００２０】そして、図２（ｂ）に示すように、固体電
解質管７を陽極容器１内に挿入すると共に、支持金具４
を陽極容器１の開口上端部に嵌挿して、その支持金具４
のフランジ部５を陽極容器１の開口端縁上に半径方向へ
延在配置する。この状態で、フランジ部５の外周縁を陽
極容器１の開口上端部に対し、陽極容器１の外周側から
溶接固定する。
解質管７を陽極容器１内に挿入すると共に、支持金具４
を陽極容器１の開口上端部に嵌挿して、その支持金具４
のフランジ部５を陽極容器１の開口端縁上に半径方向へ
延在配置する。この状態で、フランジ部５の外周縁を陽
極容器１の開口上端部に対し、陽極容器１の外周側から
溶接固定する。
【００２１】この溶接時においては、支持金具４のフラ
ンジ部５が陽極容器１の開口端縁上で半径方向に延在さ
れているため、陽極容器１と支持金具４との間に熱膨張
率の差があっても、陽極容器１の開口端部に沿って円周
方向へ順に溶接を行った場合に、溶接最終部において位
置ずれが発生することはない。従って、陽極容器１の開
口端部に支持金具４を容易かつ確実に溶接固定すること
ができる。
ンジ部５が陽極容器１の開口端縁上で半径方向に延在さ
れているため、陽極容器１と支持金具４との間に熱膨張
率の差があっても、陽極容器１の開口端部に沿って円周
方向へ順に溶接を行った場合に、溶接最終部において位
置ずれが発生することはない。従って、陽極容器１の開
口端部に支持金具４を容易かつ確実に溶接固定すること
ができる。
【００２２】また、支持金具４の上端外周のフランジ部
５において溶接を行うため、溶接時の熱により支持金具
４が内側に傾動変形することはなく、支持金具４の傾動
変形に伴って溶接部１４にクラック等が発生するおそれ
を防止することができる。さらに、フランジ部５の外周
縁に沿って溶接を行うため、溶接時の熱が支持金具４を
介して絶縁リング６に伝達され難くなり、その支持金具
４と絶縁リング６との接合部及び絶縁リング６と固体電
解質管７との接合部に熱歪みが生じて、絶縁リング６や
固体電解質管７を破損するおそれを確実に防止すること
ができる。
５において溶接を行うため、溶接時の熱により支持金具
４が内側に傾動変形することはなく、支持金具４の傾動
変形に伴って溶接部１４にクラック等が発生するおそれ
を防止することができる。さらに、フランジ部５の外周
縁に沿って溶接を行うため、溶接時の熱が支持金具４を
介して絶縁リング６に伝達され難くなり、その支持金具
４と絶縁リング６との接合部及び絶縁リング６と固体電
解質管７との接合部に熱歪みが生じて、絶縁リング６や
固体電解質管７を破損するおそれを確実に防止すること
ができる。
【００２３】なお、この発明は前記実施例の構成に限定
されるものではなく、この発明の趣旨から逸脱しない範
囲で、例えば支持金具４として陽極容器１と熱膨張率が
同等の材料を用いたり、熱伝導度の低い材料を用いた
り、その厚さを適宜調整したり等、各部の構成を任意に
変更して具体化することも可能である。
されるものではなく、この発明の趣旨から逸脱しない範
囲で、例えば支持金具４として陽極容器１と熱膨張率が
同等の材料を用いたり、熱伝導度の低い材料を用いた
り、その厚さを適宜調整したり等、各部の構成を任意に
変更して具体化することも可能である。
【００２４】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているため、溶接する対向部分に位置ずれが生じた
り、溶接時の熱により溶接した部分にクラックが生じた
り、溶接時の熱により絶縁リングや固体電解質管が破損
したりするおそれがなく、陽極容器の開口端部に支持金
具を容易かつ安全に溶接固定することができるととも
に、全体形状が筒状に形成されたナトリウム−硫黄電池
は、効率的に断熱容器に多数収容することができ、この
ような集合電池においてはエネルギー密度を高めること
ができるという優れた効果を奏する。
れているため、溶接する対向部分に位置ずれが生じた
り、溶接時の熱により溶接した部分にクラックが生じた
り、溶接時の熱により絶縁リングや固体電解質管が破損
したりするおそれがなく、陽極容器の開口端部に支持金
具を容易かつ安全に溶接固定することができるととも
に、全体形状が筒状に形成されたナトリウム−硫黄電池
は、効率的に断熱容器に多数収容することができ、この
ような集合電池においてはエネルギー密度を高めること
ができるという優れた効果を奏する。
【図１】この発明を具体化したナトリウム−硫黄電池の
一実施例を示す部分断面図である。
一実施例を示す部分断面図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、その陽極容器に対する絶縁
リングの取り付け過程を順に示す部分縦断面図である。
リングの取り付け過程を順に示す部分縦断面図である。
【図３】従来のナトリウム−硫黄電池を示す部分断面図
である。
である。
１…陽極容器、４…支持金具、５…フランジ部、６…絶
縁リング、７…固体電解質管、Ｒ１…陰極室、Ｒ２…陽
極室、Ｎａ…ナトリウム、Ｓ…硫黄。
縁リング、７…固体電解質管、Ｒ１…陰極室、Ｒ２…陽
極室、Ｎａ…ナトリウム、Ｓ…硫黄。
Claims (1)
- 【請求項１】 筒状陽極容器の開口端部に支持金具を介
して絶縁リングを固定し、その絶縁リングに固体電解質
管を吊り下げ状態で取着し、その固体電解質管の内側の
陰極室内にナトリウムを収容すると共に、外側の陽極室
内に硫黄を収容してなるナトリウム−硫黄電池におい
て、 前記支持金具を前記筒状陽極容器の開口端部に嵌挿固定
するために、前記支持金具には、前記筒状陽極容器の内
周面に当接する筒部と、前記筒状陽極容器の開口端部外
周面と対応する位置まで前記筒部の上端外周から半径方
向へ突出させたフランジ部とを形成し、該フランジ部の
下面を前記筒状陽極容器の開口端部の上端面に突き合わ
せ、該フランジ部を前記筒状陽極容器の開口端部に該容
器の外周側から溶接固定したことを特徴とするナトリウ
ム−硫黄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4305705A JP3017894B2 (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | ナトリウム−硫黄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4305705A JP3017894B2 (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | ナトリウム−硫黄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06163073A JPH06163073A (ja) | 1994-06-10 |
| JP3017894B2 true JP3017894B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=17948372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4305705A Expired - Lifetime JP3017894B2 (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | ナトリウム−硫黄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3017894B2 (ja) |
-
1992
- 1992-11-16 JP JP4305705A patent/JP3017894B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06163073A (ja) | 1994-06-10 |
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