JP3257700B2 - リチウムイオン二次電池 - Google Patents
リチウムイオン二次電池Info
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- JP3257700B2 JP3257700B2 JP21693592A JP21693592A JP3257700B2 JP 3257700 B2 JP3257700 B2 JP 3257700B2 JP 21693592 A JP21693592 A JP 21693592A JP 21693592 A JP21693592 A JP 21693592A JP 3257700 B2 JP3257700 B2 JP 3257700B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sealing body
- secondary battery
- lithium ion
- battery
- thin film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
- H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
- H01M50/3425—Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は有底矩形筒体の外装缶を
有するリチウムイオン二次電池に関するものである。
有するリチウムイオン二次電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ビデオカメラやコードレスホン等
の小形化、軽量化、高性能化にともない、これらの機器
の電源となる二次電池の高容量化、または高エネルギー
密度化への要求が高まってきている。前記二次電池とし
ては、鉛二次電池やニッケルカドミウム二次電池が従来
から用いられているが、最近では非水電解質二次電池と
してリチウムイオン二次電池の開発が進んでいる。
の小形化、軽量化、高性能化にともない、これらの機器
の電源となる二次電池の高容量化、または高エネルギー
密度化への要求が高まってきている。前記二次電池とし
ては、鉛二次電池やニッケルカドミウム二次電池が従来
から用いられているが、最近では非水電解質二次電池と
してリチウムイオン二次電池の開発が進んでいる。
【０００３】また、前記リチウムイオン二次電池が使用
される機器の小形化、軽量化、高性能化といった傾向に
よって、前記二次電池の高容量化やエネルギーの高密度
化が要求されるだけでなく、前記二次電池の形状にも様
々な制約が与えられるようになった。例えば有底矩形筒
体の形状を有する角形リチウムイオン二次電池は、前記
機器内の限られた空間の中で機能することができる電池
としてその要求が高まっている。
される機器の小形化、軽量化、高性能化といった傾向に
よって、前記二次電池の高容量化やエネルギーの高密度
化が要求されるだけでなく、前記二次電池の形状にも様
々な制約が与えられるようになった。例えば有底矩形筒
体の形状を有する角形リチウムイオン二次電池は、前記
機器内の限られた空間の中で機能することができる電池
としてその要求が高まっている。
【０００４】また、前記角形リチウムイオン二次電池の
ような非水電解質二次電池は、その性能上から長期間に
わたって安定した密閉性、とくに気密性が要求されるた
め、極めて気密性の高い封口方法を取る必要がある。こ
のため、前記角形リチウムイオン二次電池は、例えば図
３、図４に示される封口方法が提案されている。
ような非水電解質二次電池は、その性能上から長期間に
わたって安定した密閉性、とくに気密性が要求されるた
め、極めて気密性の高い封口方法を取る必要がある。こ
のため、前記角形リチウムイオン二次電池は、例えば図
３、図４に示される封口方法が提案されている。
【０００５】有底矩形筒体の外装缶２１は、発電要素を
収納し、また一方極を兼ねる。外周縁付近及び中央部の
穴２２の外周縁付近に立上り部を有する封口体２３は、
前記外装缶２１と嵌合され、前記外装缶２１の上部内壁
面と前記封口体２３の外周縁とにレーザ溶接を施すこと
によって前記外装缶２１に気密に取付けられている。ま
た、他極性ピン端子２４は、その両端が前記封口体２３
の上下面から突出するように前記封口体２３の前記穴２
２に絶縁材２５を介してハーメチックシールによって取
付けられている。
収納し、また一方極を兼ねる。外周縁付近及び中央部の
穴２２の外周縁付近に立上り部を有する封口体２３は、
前記外装缶２１と嵌合され、前記外装缶２１の上部内壁
面と前記封口体２３の外周縁とにレーザ溶接を施すこと
によって前記外装缶２１に気密に取付けられている。ま
た、他極性ピン端子２４は、その両端が前記封口体２３
の上下面から突出するように前記封口体２３の前記穴２
２に絶縁材２５を介してハーメチックシールによって取
付けられている。
【０００６】前記封口体２３をプレス成型により精密に
加工することは比較的容易であるが、前記外装缶２１を
深絞り加工によって製造する際、前記外装缶２１の絞り
深さが深くなるほど前記外装缶２１の内径寸法の精度を
良くすることは困難であった。その結果、前記外装缶２
１の内径寸法にばらつきを生じるため、前記外装缶２１
の上部開口部に前記封口体２３を嵌める際に前記外装缶
２１の上部内壁面と前記封口体２３の外周縁とに隙間が
生じる。このため、前記外装缶２１の上部内壁面と前記
封口体２３の外周縁とにレーザ溶接を施す際に溶接不良
となり易く、電池の気密信頼性が劣るという問題点があ
った。また、同様な理由により前記封口体２３を前記外
装缶２１の定位置に嵌合できず、電池の総高さが変動す
るという問題点があった。
加工することは比較的容易であるが、前記外装缶２１を
深絞り加工によって製造する際、前記外装缶２１の絞り
深さが深くなるほど前記外装缶２１の内径寸法の精度を
良くすることは困難であった。その結果、前記外装缶２
１の内径寸法にばらつきを生じるため、前記外装缶２１
の上部開口部に前記封口体２３を嵌める際に前記外装缶
２１の上部内壁面と前記封口体２３の外周縁とに隙間が
生じる。このため、前記外装缶２１の上部内壁面と前記
封口体２３の外周縁とにレーザ溶接を施す際に溶接不良
となり易く、電池の気密信頼性が劣るという問題点があ
った。また、同様な理由により前記封口体２３を前記外
装缶２１の定位置に嵌合できず、電池の総高さが変動す
るという問題点があった。
【０００７】そこで、前記外装缶２１を深絞り加工によ
り製造後二次的に所期内径寸法に加工してから前記外装
缶２１に前記封口体２３を取付けたり、また治具によっ
て前記封口体２３を前記外装缶２１に嵌合した後に、前
記外装缶２１を外部から加圧し前記隙間をなくしてから
レーザ溶接を施したりして、気密性よく封口し電池の総
高さを一定にする方法などが提案された。
り製造後二次的に所期内径寸法に加工してから前記外装
缶２１に前記封口体２３を取付けたり、また治具によっ
て前記封口体２３を前記外装缶２１に嵌合した後に、前
記外装缶２１を外部から加圧し前記隙間をなくしてから
レーザ溶接を施したりして、気密性よく封口し電池の総
高さを一定にする方法などが提案された。
【０００８】しかしながら、これらの方法は煩雑な操作
を必要とするばかりか、その内径寸法のばらつきが小さ
い比較的絞り深さの浅い外装缶の場合にのみ有効な方法
であった。
を必要とするばかりか、その内径寸法のばらつきが小さ
い比較的絞り深さの浅い外装缶の場合にのみ有効な方法
であった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来の問題を
解決するためになされたもので、気密性に優れ、かつ総
高さを一定にすることが可能なリチウムイオン二次電池
を提供するものである。
解決するためになされたもので、気密性に優れ、かつ総
高さを一定にすることが可能なリチウムイオン二次電池
を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係るリチウムイ
オン二次電池は、発電要素が収納される有底矩形筒体状
をなす外装缶と、上部に前記外装缶の開口部上端に当接
する鍔部を有し、前記鍔部と前記外装缶の開口部上端と
の当接部にレーザ溶接を施すことにより前記外装缶に取
り付けられ、円弧形状のガス抜き孔が開口された封口体
と、前記封口体に絶縁材を介して取り付けられる端子
と、 前記ガス抜き孔と、前記封口体外面に溶接される薄
膜と、前記薄膜に設けられ、かつ前記ガス抜き孔と対向
する円形溝と、前記薄膜に形成され、かつ前記円形溝と
交わる放射状の線形溝とを含むと共に、前記円形溝及び
前記線形溝の底部を弁膜とする安全弁機構とを備えるこ
とを特徴とするものである。
オン二次電池は、発電要素が収納される有底矩形筒体状
をなす外装缶と、上部に前記外装缶の開口部上端に当接
する鍔部を有し、前記鍔部と前記外装缶の開口部上端と
の当接部にレーザ溶接を施すことにより前記外装缶に取
り付けられ、円弧形状のガス抜き孔が開口された封口体
と、前記封口体に絶縁材を介して取り付けられる端子
と、 前記ガス抜き孔と、前記封口体外面に溶接される薄
膜と、前記薄膜に設けられ、かつ前記ガス抜き孔と対向
する円形溝と、前記薄膜に形成され、かつ前記円形溝と
交わる放射状の線形溝とを含むと共に、前記円形溝及び
前記線形溝の底部を弁膜とする安全弁機構とを備えるこ
とを特徴とするものである。
【００１１】
【００１２】
【作用】本発明によれば、有底矩形筒体をなす外装缶の
上部開口部に上部に鍔部を有する封口体を嵌合すること
によって、前記鍔部下面を前記外装缶の開口部上端に当
接できるため、前記外装缶と前記封口体の当接部を良好
にレーザ溶接でき、封口性を向上することができる。ま
た、前記封口体を前記鍔部により常に前記外装缶の定位
置に嵌合できるため、電池の総高さを一定に保つことが
できる。
上部開口部に上部に鍔部を有する封口体を嵌合すること
によって、前記鍔部下面を前記外装缶の開口部上端に当
接できるため、前記外装缶と前記封口体の当接部を良好
にレーザ溶接でき、封口性を向上することができる。ま
た、前記封口体を前記鍔部により常に前記外装缶の定位
置に嵌合できるため、電池の総高さを一定に保つことが
できる。
【００１３】さらに、前記封口体に開口された放圧用の
孔と、前記封口体外面に取付けられ、前記孔に少なくと
も対応する箇所に設けられた溝によりその底部に弁膜が
形成された薄膜とからなる安全弁機構を前記電池に備え
ると、前記封口性の向上により前記安全弁機構が確実に
動作し電池内圧が過度に上昇することに伴う電池外装缶
の破裂や変形を防止することができるため、安全性の高
いリチウムイオン二次電池を提供することができる。
孔と、前記封口体外面に取付けられ、前記孔に少なくと
も対応する箇所に設けられた溝によりその底部に弁膜が
形成された薄膜とからなる安全弁機構を前記電池に備え
ると、前記封口性の向上により前記安全弁機構が確実に
動作し電池内圧が過度に上昇することに伴う電池外装缶
の破裂や変形を防止することができるため、安全性の高
いリチウムイオン二次電池を提供することができる。
【００１４】
【実施例】本発明を適用した角形リチウムイオン二次電
池について図１〜図２を参照して説明する。
池について図１〜図２を参照して説明する。
【００１５】例えばステンレスからなる有底矩形筒体を
なす外装缶１には、発電要素が収納され、例えば負極端
子を兼ねる。上部に鍔部２を有する例えばステンレスか
らなる封口体３は、前記外装缶１の上部開口部に前記鍔
部２を前記外装缶１の開口部上端に当接させることによ
り嵌合され、前記鍔部２の下面と前記外装缶１の開口部
上端との当接部にレーザ溶接を施すことにより前記外装
缶１に気密に取付けられている。前記封口体３の中央付
近には穴４が開口されている。例えばステンレスからな
る正極ピン端子５は、その両端が前記封口体３の上下面
から突出するように前記穴４にガラス製絶縁材６を介し
てハーメチックシールによって取付けられて、負極端子
となる前記外装缶１と前記正極ピン端子５との絶縁をは
かっている。
なす外装缶１には、発電要素が収納され、例えば負極端
子を兼ねる。上部に鍔部２を有する例えばステンレスか
らなる封口体３は、前記外装缶１の上部開口部に前記鍔
部２を前記外装缶１の開口部上端に当接させることによ
り嵌合され、前記鍔部２の下面と前記外装缶１の開口部
上端との当接部にレーザ溶接を施すことにより前記外装
缶１に気密に取付けられている。前記封口体３の中央付
近には穴４が開口されている。例えばステンレスからな
る正極ピン端子５は、その両端が前記封口体３の上下面
から突出するように前記穴４にガラス製絶縁材６を介し
てハーメチックシールによって取付けられて、負極端子
となる前記外装缶１と前記正極ピン端子５との絶縁をは
かっている。
【００１６】例えば円形の孔７は、前記穴４から離れた
前記封口体３部分に開口されている。例えば円形をなし
ている薄膜８は、前記孔７を覆うように前記封口体３外
面にレーザ溶接によって気密に取付けられている。溝９
は、前記孔７と対応する箇所に設けられ、例えば直線部
及びその両端をＶ字形にした形状を有する。前記溝９
は、前記薄膜８に前記溝９と同形状のパンチによりプレ
ス加工するか、あるいはエッチング加工するか、いずれ
かにより形成される。前記溝９の底部は弁膜１０として
機能する。前記孔７と、前記孔７に対応する箇所に設け
られた前記溝９によりその底部に前記弁膜１０が形成さ
れた前記薄膜８とから安全弁機構１１が形成されてい
る。
前記封口体３部分に開口されている。例えば円形をなし
ている薄膜８は、前記孔７を覆うように前記封口体３外
面にレーザ溶接によって気密に取付けられている。溝９
は、前記孔７と対応する箇所に設けられ、例えば直線部
及びその両端をＶ字形にした形状を有する。前記溝９
は、前記薄膜８に前記溝９と同形状のパンチによりプレ
ス加工するか、あるいはエッチング加工するか、いずれ
かにより形成される。前記溝９の底部は弁膜１０として
機能する。前記孔７と、前記孔７に対応する箇所に設け
られた前記溝９によりその底部に前記弁膜１０が形成さ
れた前記薄膜８とから安全弁機構１１が形成されてい
る。
【００１７】このような構成によれば、外装缶１に上部
に鍔部２を有する封口体３を嵌合することにより、前記
鍔部２が前記外装缶１の開口部上端に当接する。その結
果、前記鍔部２の下面と前記外装缶１の開口部上端との
当接部をレーザ溶接することによって、良好な溶接を図
ることができるため、前記電池の気密性を向上すること
ができる。また、深絞り加工によって製造される前記外
装缶１の内径寸法に依存せずに、常に前記封口体１は前
記鍔部２により前記外装缶１の定位置に嵌合されるた
め、電池の総高さを一定に保つことができる。
に鍔部２を有する封口体３を嵌合することにより、前記
鍔部２が前記外装缶１の開口部上端に当接する。その結
果、前記鍔部２の下面と前記外装缶１の開口部上端との
当接部をレーザ溶接することによって、良好な溶接を図
ることができるため、前記電池の気密性を向上すること
ができる。また、深絞り加工によって製造される前記外
装缶１の内径寸法に依存せずに、常に前記封口体１は前
記鍔部２により前記外装缶１の定位置に嵌合されるた
め、電池の総高さを一定に保つことができる。
【００１８】さらに、前記封口体３に開口された孔７
と、前記封口体３外面にレーザ溶接によって気密に取付
けられ、前記孔７に対応する箇所に設けられた前記溝９
によりその底部に前記弁膜１０が形成された前記薄膜８
とから形成された前記安全弁機構１１を前記電池に備え
ることによって、過充電や誤使用による短絡に起因して
異常電流が流れて、電池内の温度が上昇し、前記外装缶
１内に収容された発電要素の電解質が分解し、ガスが発
生して前記外装缶１の内圧が上昇すると、前記電池の気
密性が高いために前記ガスは外部へ逃散せずに、前記封
口体３に形成した前記安全弁機構１１の円形の孔７を通
して前記薄膜８の弁膜１０に圧力を加え、前記弁膜１０
を前記圧力（動作圧）により確実に破断することができ
る。その結果、電池内圧が過度に上昇することに伴う電
池外装缶の破裂や変形を防止することができ、安全性の
高いリチウムイオン二次電池を得ることができる。
と、前記封口体３外面にレーザ溶接によって気密に取付
けられ、前記孔７に対応する箇所に設けられた前記溝９
によりその底部に前記弁膜１０が形成された前記薄膜８
とから形成された前記安全弁機構１１を前記電池に備え
ることによって、過充電や誤使用による短絡に起因して
異常電流が流れて、電池内の温度が上昇し、前記外装缶
１内に収容された発電要素の電解質が分解し、ガスが発
生して前記外装缶１の内圧が上昇すると、前記電池の気
密性が高いために前記ガスは外部へ逃散せずに、前記封
口体３に形成した前記安全弁機構１１の円形の孔７を通
して前記薄膜８の弁膜１０に圧力を加え、前記弁膜１０
を前記圧力（動作圧）により確実に破断することができ
る。その結果、電池内圧が過度に上昇することに伴う電
池外装缶の破裂や変形を防止することができ、安全性の
高いリチウムイオン二次電池を得ることができる。
【００１９】なお、前記実施例では、安全弁機構を前記
孔７と、前記孔７に対応する箇所に設けられた前記溝９
によりその底部に前記弁膜１０が形成された前記薄膜８
とから構成したが、これに限定されない。例えば、前記
封口体３の中心と同心円状に形成された数個の円弧形の
孔と、リング形状をなし、前記孔７と対応する箇所に設
けられた円形溝とこれと交わり前記封口体３の中心から
放射線状に延びた線形溝によりその底部に弁膜が形成さ
れた薄膜とから安全弁機構を構成してもよい。
孔７と、前記孔７に対応する箇所に設けられた前記溝９
によりその底部に前記弁膜１０が形成された前記薄膜８
とから構成したが、これに限定されない。例えば、前記
封口体３の中心と同心円状に形成された数個の円弧形の
孔と、リング形状をなし、前記孔７と対応する箇所に設
けられた円形溝とこれと交わり前記封口体３の中心から
放射線状に延びた線形溝によりその底部に弁膜が形成さ
れた薄膜とから安全弁機構を構成してもよい。
【００２０】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば気
密性に優れ、かつ総高さを一定にすることが可能な安全
性の向上したリチウムイオン二次電池を提供することが
できる。
密性に優れ、かつ総高さを一定にすることが可能な安全
性の向上したリチウムイオン二次電池を提供することが
できる。
【図１】本実施例である角形リチウムイオン二次電池の
封口体の斜視図。
封口体の斜視図。
【図２】図１の拡大断面図。
【図３】本発明の従来例であるリチウムイオン二次電池
の封口体の斜視図。
の封口体の斜視図。
【図４】図３の断面図。
１…電池外装缶、２…鍔部、３…封口体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川辺 正道 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式 会社東芝堀川町工場内 (72)発明者 山下 正隆 神奈川県川崎市川崎区夜光１丁目３番１ 号 旭化成工業株式会社内 (72)発明者 笠原 茂雄 東京都品川区南品川３丁目４番10号 東 芝電池株式会社内 (72)発明者 高山 元 東京都品川区南品川３丁目４番10号 東 芝電池株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−145058（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−36752（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 2/02 - 2/04 H01M 2/12
Claims (1)
- 【請求項１】 発電要素が収納される有底矩形筒体状を
なす外装缶と、 上部に前記外装缶の開口部上端に当接する鍔部を有し、
前記鍔部と前記外装缶の開口部上端との当接部にレーザ
溶接を施すことにより前記外装缶に取り付けられ、円弧
形状のガス抜き孔が開口された封口体と、前記封口体に絶縁材を介して取り付けられる端子と、 前記ガス抜き孔と、前記封口体外面に溶接される薄膜
と、前記薄膜に設けられ、かつ前記ガス抜き孔と対向す
る円形溝と、前記薄膜に形成され、かつ前記円形溝と交
わる放射状の線形溝とを含むと共に、前記円形溝及び前
記線形溝の底部を弁膜とする安全弁機構と を備えること
を特徴とするリチウムイオン二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21693592A JP3257700B2 (ja) | 1992-08-14 | 1992-08-14 | リチウムイオン二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21693592A JP3257700B2 (ja) | 1992-08-14 | 1992-08-14 | リチウムイオン二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0668861A JPH0668861A (ja) | 1994-03-11 |
| JP3257700B2 true JP3257700B2 (ja) | 2002-02-18 |
Family
ID=16696237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21693592A Expired - Lifetime JP3257700B2 (ja) | 1992-08-14 | 1992-08-14 | リチウムイオン二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3257700B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2796703B2 (ja) * | 1995-06-14 | 1998-09-10 | 株式会社京浜理化工業 | 電池等の外装容器 |
| EP0918359B1 (en) * | 1997-11-21 | 2006-09-27 | Sony Corporation | Non-aqueous electrolyte secondary cell comprising safety valve |
| US6562508B1 (en) | 1998-09-03 | 2003-05-13 | Sanyo Electric Co., Ltd | Secondary cell |
| JP2000090893A (ja) | 1998-09-17 | 2000-03-31 | Japan Storage Battery Co Ltd | 電池及び電池の製造方法 |
| JP2000182591A (ja) * | 1998-12-15 | 2000-06-30 | Japan Storage Battery Co Ltd | 電 池 |
| US6610443B2 (en) | 2001-03-19 | 2003-08-26 | Wilson Greatbatch Ltd. | One-piece header assembly for hermetic battery terminal feedthrough, fill and closure designs |
| JP5504007B2 (ja) * | 2010-02-26 | 2014-05-28 | 日立ビークルエナジー株式会社 | 角形電池およびその製造方法 |
-
1992
- 1992-08-14 JP JP21693592A patent/JP3257700B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0668861A (ja) | 1994-03-11 |
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