JPH0457733B2 - - Google Patents
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- JPH0457733B2 JPH0457733B2 JP63231799A JP23179988A JPH0457733B2 JP H0457733 B2 JPH0457733 B2 JP H0457733B2 JP 63231799 A JP63231799 A JP 63231799A JP 23179988 A JP23179988 A JP 23179988A JP H0457733 B2 JPH0457733 B2 JP H0457733B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/06—Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent
Description
[産業上の利用分野]
本発明は曲げ加工性に優れた高力銅合金に関
し、さらに詳しくは、例えば、航空機及び大型コ
ンピユーター等の、例えば、電気・電子機器等に
使用される端子・コネクター等の材料として好適
に使用し得る曲げ加工性に優れた高力銅合金に関
する。 [従来の技術] 一般に、航空機及び大型計算機等の電気・電子
機器に使用される端子・コネクター等のばね材料
には各種特性において極めて高い信頼性が要求さ
れるものである。特に、最近の電気、電子機器等
の軽薄短小化に伴つて、これらの機器に使用され
るばね材料にも薄板化が要求されるようになり、
薄板化による強度面における信頼性の低下を補う
ために上記ばね材料には増々高い強度(80Kgf/
mm2以上の引張強度)が要求されるに至つている。 ところで、従来、かかる高強度のばね材料とし
てはベリリウム銅(Be−Cu)が知られている。
ベリリウム銅は約100Kgf/mm2の引張強度を有し、
かつ、曲げ加工性も良好であり、信頼性がおける
材料として使用されている。 しかし、ベリリウム及びその酸化物は、人体に
対して有害なので、ベリリウム銅により端子・コ
ネクター等を製造するときには、安全・衛生面に
ついて種々の防護策を講じなければならない。ま
た、ベリウムはそれ自体高価なものであるので、
ベリリウム銅を使つた製品も高価になつてしま
う。さらに、ベリリウム銅は、はんだ付け性が良
好ではないという問題も持つている。 一方、人体に安全で衛生的な、ベリリウム銅に
匹敵する高力銅合金としては、C72700(Cu−9wt
%Ni−6wt%sn)及びCu−4wt%Ti等が知られて
いる。これらの合金は、いずれも100Kgf/mm2以
上の引張強度を持つている。しかし、その伸び特
性はベリリウム銅と比較して低く、そのため曲げ
加工時のクラツクが発生してしまう。つまり、曲
げ加工性が良好でないので、全面的にベリリウム
銅に代替するには至つていないのである。 [発明が解決しようする課題] 本発明は、安全かつ衛生的で、しかも経済的で
あり、又、ベリリウム銅に匹敵する80〜120Kg
f/mm2の引張強度を持ち、しかも曲げ加工性がベ
リリウム銅と同等以上であつて、さらに、はんだ
付け性が良好な曲げ加工性に優れた高力銅合金を
提供することを目的とする。 [課題を解決するための手段] 本発明の要旨は、Ni:5〜20wt%,Sn:0.5〜
3wt%,Al:0.5〜5wt%,Mg:0.001〜0.05wt
%,Cr:0.001〜0.1wt%,Zn:0.05〜5wt%を含
有し、残部がCu及び不可避的不純物からなる引
張強さが80〜120Kgf/mm2であることを特徴とす
る曲げ加工性に優れた高力銅合金に存在する。 本発明に係る高力銅合金について、以下詳細に
説明する。 (成分限定理由) Niは、引張強度と伸び特性とを向上させるた
めの必須元素であるが、含有量が5wt%未満で
は、この効果は不十分である。また、20wt%を
越えて含有されると熱間加工性が劣化するという
問題が生ずる。よつて、Ni含有量は、5〜20wt
%とする。 Snは、引張強度、伸びとばね特性とを向上さ
せる元素であるが、含有量が0.5wt%未満では、
その効果は少ない。また、3wt%を越えて含有さ
れると熱間加工が困難となる。よつて、Sn含有
量は、0.5〜3wt%とする。 Alは、引張強度及び伸び特性を向上させる元
素であるが、含有量が0.5wt%未満では、その効
果は少ない。また、5wt%を越えて含有されると
はんだ付け性が劣化する。よつて、Al含有量は、
0.5〜5wt%とする。 Mgは、溶解、鋳造時に不可避的に混入してく
るSを、Mgとの安定した化合物であるMgSとし
て母相中に固定させ、熱間加工性を改善する元素
であるが、含有量が0.001wt%未満では、その効
果は少ない。また、0.05wt%を越える含有量で
は、溶湯の湯流性が悪くなる。よつて、Mg含有
量は、0.001〜0.05wt%とする。 Crは、鋳塊の粒界を強化して、熱間加工性を
高める元素であるが、含有量が0.001wt%未満で
は、その効果は少ない。また、0.1wt%を越えて
含有されると溶湯が酸化し、鋳造性が劣化してし
まう。よつて、Cr含有量は、0.001〜0.1wt%とす
る。 Znは、錫めつき、錫合金めつきとはんだの耐
熱剥離性とを著しく改善する元素であるが、含有
量が0.05wt%未満では、その効果は少ない。ま
た、含有量が5wt%を越えると、はんだ付け性が
悪化する。よつて、Zn含有量は、0.05〜5wt%と
する。 なお、上記の含有成分及びCu以外にFe,Mn,
Ti,Zr,P,In,B,Ta,Coの1種あるいは2
種以上を0.2wt%まで含有しても、本発明に係る
高力銅合金の特性は何ら損われることはない。従
つて、上記の範囲内での含有は許容される。 なお、本発明に係る高力銅合金を、最終製品の
板厚にするには、例えば、鋳塊を熱間圧延し、
800℃以上の温度で溶体化処理を実施した後、冷
間圧延と最終低温焼鈍を行えばよい。 なお、本発明に係る高力銅合金は広くばね材と
して使用され、例えば、高性能ばね、継電器用ば
ね、電気機器用ばね、マイクロスイツチ、ダイヤ
フラム、ベロー、時計用歯車、ヒユーズクリツ
プ、コネクタ、ソケツト、リレー、各種端子その
他に使用することができ、特に、高い信頼性が要
求される航空機、大型コンピユーター等における
電気機器等のコネクター、端子にも好適に使用で
きる。 [実施例] 本発明に係る高力銅合金をその実施例によつて
詳しく説明する。 第1表に示すNo.1〜No.12の含有成分および成分
割合の銅合金をそれぞれクリプトル炉において大
気中で木炭被覆下にて溶製後、鋳造して厚さ50
mm、幅80mm、長さ180mmの鋳塊とした。この鋳塊
の表面、裏面を面削後、880℃の温度で厚さ10mm
まで熱間圧延を行い、熱間圧延後、水中急冷し
た。 ここで、比較合金No.8はSnの偏析が激しく、
熱間割れが発生したため、以後の試料調整から除
外した。 さらに、Mgを含有していない比較合金No.9と
Crを含有していない比較合金No.10には、熱間割
れが発生したため、以後の試料調整を行わなかつ
た。 次に、上記水中急冷した熱間圧延材を酸洗して
酸化スケールを除去後、冷間圧延を行つて厚さ30
mmに仕上げ、電気炉中で700℃の温度で2時間焼
鈍を行い、さらに酸洗・研磨により酸化スケール
を除去した。 このような板材を冷間圧延により厚さ0.40mmま
で加工し、冷間加工後、900℃に調整した塩浴炉
に浸漬し、20秒間保持後、取り出し、ただちに水
中急冷した。次いで、酸洗・研磨後、冷間圧延に
て最終板厚0.25mmの板材を作製し、500℃の温度
で2時間の最終低温焼鈍を行つた。 上記の板材を用いて、以下に示す試験を実施し
た。 引張試験は圧延方向に平行に切り出したJIS13
号B試験片を用いて行つた。 硬さはマイクロビツカス硬度計で荷重500gfに
て測定した。 ばね限界値(Kb0.1)は、明石製作所製の薄
板ばね試験機APTを使用した。 導電率は、幅10mm×長さ300mmの試験片を用い、
ダブルブリツジにより電気抵抗を測定し、平均断
面積法により算出した。 曲げ加工性は、実プレスにて、R=0.25mm(曲
げ比R/t=1.0、ただし、Rは曲げ半径、tは
板厚)で、曲げ線を圧延方向に直角にし、90°曲
げ加工を行い、曲げ部を20倍のルーペで観察し、
クラツクの発生有無により曲げ加工性を評価し
た。 はんだ付け性は、温度230℃のSn60−Pb40のは
んだ浴ではんだ付けした後の表面の状況を観察す
ることにより評価した。はんだの耐熱剥離性は上
記のはんだ付けを行つた試料を温度150℃で500時
間加熱の後、2mmRで180°曲げ戻しを行い、はん
だの密着性を調査して評価した。 以上の試験結果を第2表に示す。 第2表から明らかなように、本発明の合金No.1
〜No.4は、比較合金No.5〜No.12と比較して、引張
強さと伸びのバランスとが優れており、ばね限界
値も高く、曲げ加工性、はんだ付け性及びはんだ
の耐熱剥離性のいずれの特性も、良好であつた。 これに対し、比較合金No.5は、Snが0.5wt%未
満であり、引張強さと伸びのバランスが悪く、し
かも90°曲げ加工においてクラツクを発生してい
る。 同様に、比較合金No.6は、Alが0.5wt%未満で
あり、引張強さが本発明合金より低く、伸びも少
ない。そのために、90°曲げ加工においてクラツ
クを発生している。 また、比較合金No.7はZnを含有しておらず、
はんだの耐熱剥離性に問題がある。 比較材No.11はベリリウム銅であり、はんだ付け
性の面で不良である。 さらに、比較材No.12は、引張強度は本発明の合
金No.1〜4と同等であるが伸び特性が劣る。その
ため、90°曲げ加工性においてクラツクを発生し
ている。 [発明の効果] 以上の説明から明らかになつたように、本発明
の効果は、次のようなものである。 安全かつ衛生的で、しかも経済的な高力銅合
金が得られる。 ベリリウム銅と同等以上の引張強度、伸び特
性を有する高力銅合金が得られる。 ベリリウム銅よりもはんだ付け性、耐はんだ
耐熱剥離性が優れる高力銅合金が得られる。 従つて、本発明に係る高力銅合金は、高い信頼
性が必要とされる航空機、大型コンピユーター等
の電気・電子機器に使用される端子、コネクター
材料としても好適に使用し得る。
し、さらに詳しくは、例えば、航空機及び大型コ
ンピユーター等の、例えば、電気・電子機器等に
使用される端子・コネクター等の材料として好適
に使用し得る曲げ加工性に優れた高力銅合金に関
する。 [従来の技術] 一般に、航空機及び大型計算機等の電気・電子
機器に使用される端子・コネクター等のばね材料
には各種特性において極めて高い信頼性が要求さ
れるものである。特に、最近の電気、電子機器等
の軽薄短小化に伴つて、これらの機器に使用され
るばね材料にも薄板化が要求されるようになり、
薄板化による強度面における信頼性の低下を補う
ために上記ばね材料には増々高い強度(80Kgf/
mm2以上の引張強度)が要求されるに至つている。 ところで、従来、かかる高強度のばね材料とし
てはベリリウム銅(Be−Cu)が知られている。
ベリリウム銅は約100Kgf/mm2の引張強度を有し、
かつ、曲げ加工性も良好であり、信頼性がおける
材料として使用されている。 しかし、ベリリウム及びその酸化物は、人体に
対して有害なので、ベリリウム銅により端子・コ
ネクター等を製造するときには、安全・衛生面に
ついて種々の防護策を講じなければならない。ま
た、ベリウムはそれ自体高価なものであるので、
ベリリウム銅を使つた製品も高価になつてしま
う。さらに、ベリリウム銅は、はんだ付け性が良
好ではないという問題も持つている。 一方、人体に安全で衛生的な、ベリリウム銅に
匹敵する高力銅合金としては、C72700(Cu−9wt
%Ni−6wt%sn)及びCu−4wt%Ti等が知られて
いる。これらの合金は、いずれも100Kgf/mm2以
上の引張強度を持つている。しかし、その伸び特
性はベリリウム銅と比較して低く、そのため曲げ
加工時のクラツクが発生してしまう。つまり、曲
げ加工性が良好でないので、全面的にベリリウム
銅に代替するには至つていないのである。 [発明が解決しようする課題] 本発明は、安全かつ衛生的で、しかも経済的で
あり、又、ベリリウム銅に匹敵する80〜120Kg
f/mm2の引張強度を持ち、しかも曲げ加工性がベ
リリウム銅と同等以上であつて、さらに、はんだ
付け性が良好な曲げ加工性に優れた高力銅合金を
提供することを目的とする。 [課題を解決するための手段] 本発明の要旨は、Ni:5〜20wt%,Sn:0.5〜
3wt%,Al:0.5〜5wt%,Mg:0.001〜0.05wt
%,Cr:0.001〜0.1wt%,Zn:0.05〜5wt%を含
有し、残部がCu及び不可避的不純物からなる引
張強さが80〜120Kgf/mm2であることを特徴とす
る曲げ加工性に優れた高力銅合金に存在する。 本発明に係る高力銅合金について、以下詳細に
説明する。 (成分限定理由) Niは、引張強度と伸び特性とを向上させるた
めの必須元素であるが、含有量が5wt%未満で
は、この効果は不十分である。また、20wt%を
越えて含有されると熱間加工性が劣化するという
問題が生ずる。よつて、Ni含有量は、5〜20wt
%とする。 Snは、引張強度、伸びとばね特性とを向上さ
せる元素であるが、含有量が0.5wt%未満では、
その効果は少ない。また、3wt%を越えて含有さ
れると熱間加工が困難となる。よつて、Sn含有
量は、0.5〜3wt%とする。 Alは、引張強度及び伸び特性を向上させる元
素であるが、含有量が0.5wt%未満では、その効
果は少ない。また、5wt%を越えて含有されると
はんだ付け性が劣化する。よつて、Al含有量は、
0.5〜5wt%とする。 Mgは、溶解、鋳造時に不可避的に混入してく
るSを、Mgとの安定した化合物であるMgSとし
て母相中に固定させ、熱間加工性を改善する元素
であるが、含有量が0.001wt%未満では、その効
果は少ない。また、0.05wt%を越える含有量で
は、溶湯の湯流性が悪くなる。よつて、Mg含有
量は、0.001〜0.05wt%とする。 Crは、鋳塊の粒界を強化して、熱間加工性を
高める元素であるが、含有量が0.001wt%未満で
は、その効果は少ない。また、0.1wt%を越えて
含有されると溶湯が酸化し、鋳造性が劣化してし
まう。よつて、Cr含有量は、0.001〜0.1wt%とす
る。 Znは、錫めつき、錫合金めつきとはんだの耐
熱剥離性とを著しく改善する元素であるが、含有
量が0.05wt%未満では、その効果は少ない。ま
た、含有量が5wt%を越えると、はんだ付け性が
悪化する。よつて、Zn含有量は、0.05〜5wt%と
する。 なお、上記の含有成分及びCu以外にFe,Mn,
Ti,Zr,P,In,B,Ta,Coの1種あるいは2
種以上を0.2wt%まで含有しても、本発明に係る
高力銅合金の特性は何ら損われることはない。従
つて、上記の範囲内での含有は許容される。 なお、本発明に係る高力銅合金を、最終製品の
板厚にするには、例えば、鋳塊を熱間圧延し、
800℃以上の温度で溶体化処理を実施した後、冷
間圧延と最終低温焼鈍を行えばよい。 なお、本発明に係る高力銅合金は広くばね材と
して使用され、例えば、高性能ばね、継電器用ば
ね、電気機器用ばね、マイクロスイツチ、ダイヤ
フラム、ベロー、時計用歯車、ヒユーズクリツ
プ、コネクタ、ソケツト、リレー、各種端子その
他に使用することができ、特に、高い信頼性が要
求される航空機、大型コンピユーター等における
電気機器等のコネクター、端子にも好適に使用で
きる。 [実施例] 本発明に係る高力銅合金をその実施例によつて
詳しく説明する。 第1表に示すNo.1〜No.12の含有成分および成分
割合の銅合金をそれぞれクリプトル炉において大
気中で木炭被覆下にて溶製後、鋳造して厚さ50
mm、幅80mm、長さ180mmの鋳塊とした。この鋳塊
の表面、裏面を面削後、880℃の温度で厚さ10mm
まで熱間圧延を行い、熱間圧延後、水中急冷し
た。 ここで、比較合金No.8はSnの偏析が激しく、
熱間割れが発生したため、以後の試料調整から除
外した。 さらに、Mgを含有していない比較合金No.9と
Crを含有していない比較合金No.10には、熱間割
れが発生したため、以後の試料調整を行わなかつ
た。 次に、上記水中急冷した熱間圧延材を酸洗して
酸化スケールを除去後、冷間圧延を行つて厚さ30
mmに仕上げ、電気炉中で700℃の温度で2時間焼
鈍を行い、さらに酸洗・研磨により酸化スケール
を除去した。 このような板材を冷間圧延により厚さ0.40mmま
で加工し、冷間加工後、900℃に調整した塩浴炉
に浸漬し、20秒間保持後、取り出し、ただちに水
中急冷した。次いで、酸洗・研磨後、冷間圧延に
て最終板厚0.25mmの板材を作製し、500℃の温度
で2時間の最終低温焼鈍を行つた。 上記の板材を用いて、以下に示す試験を実施し
た。 引張試験は圧延方向に平行に切り出したJIS13
号B試験片を用いて行つた。 硬さはマイクロビツカス硬度計で荷重500gfに
て測定した。 ばね限界値(Kb0.1)は、明石製作所製の薄
板ばね試験機APTを使用した。 導電率は、幅10mm×長さ300mmの試験片を用い、
ダブルブリツジにより電気抵抗を測定し、平均断
面積法により算出した。 曲げ加工性は、実プレスにて、R=0.25mm(曲
げ比R/t=1.0、ただし、Rは曲げ半径、tは
板厚)で、曲げ線を圧延方向に直角にし、90°曲
げ加工を行い、曲げ部を20倍のルーペで観察し、
クラツクの発生有無により曲げ加工性を評価し
た。 はんだ付け性は、温度230℃のSn60−Pb40のは
んだ浴ではんだ付けした後の表面の状況を観察す
ることにより評価した。はんだの耐熱剥離性は上
記のはんだ付けを行つた試料を温度150℃で500時
間加熱の後、2mmRで180°曲げ戻しを行い、はん
だの密着性を調査して評価した。 以上の試験結果を第2表に示す。 第2表から明らかなように、本発明の合金No.1
〜No.4は、比較合金No.5〜No.12と比較して、引張
強さと伸びのバランスとが優れており、ばね限界
値も高く、曲げ加工性、はんだ付け性及びはんだ
の耐熱剥離性のいずれの特性も、良好であつた。 これに対し、比較合金No.5は、Snが0.5wt%未
満であり、引張強さと伸びのバランスが悪く、し
かも90°曲げ加工においてクラツクを発生してい
る。 同様に、比較合金No.6は、Alが0.5wt%未満で
あり、引張強さが本発明合金より低く、伸びも少
ない。そのために、90°曲げ加工においてクラツ
クを発生している。 また、比較合金No.7はZnを含有しておらず、
はんだの耐熱剥離性に問題がある。 比較材No.11はベリリウム銅であり、はんだ付け
性の面で不良である。 さらに、比較材No.12は、引張強度は本発明の合
金No.1〜4と同等であるが伸び特性が劣る。その
ため、90°曲げ加工性においてクラツクを発生し
ている。 [発明の効果] 以上の説明から明らかになつたように、本発明
の効果は、次のようなものである。 安全かつ衛生的で、しかも経済的な高力銅合
金が得られる。 ベリリウム銅と同等以上の引張強度、伸び特
性を有する高力銅合金が得られる。 ベリリウム銅よりもはんだ付け性、耐はんだ
耐熱剥離性が優れる高力銅合金が得られる。 従つて、本発明に係る高力銅合金は、高い信頼
性が必要とされる航空機、大型コンピユーター等
の電気・電子機器に使用される端子、コネクター
材料としても好適に使用し得る。
【表】
【表】
【表】
1 Al:2〜5%、V:5〜12%、
Mo:0.5〜8%、Fe:0.1〜3%、
を含有し、残りがTiと不可避不純物からなり、
かつ条件式: 14%≦1.5×V(%)+Mo(%)+1.1×Fe(%)≦
21%、を満足する組成(以上重量%)を有するこ
とを特徴とする低温での恒温鍛造が可能なTi合
金材。 2 Al:2〜5%、V:5〜12%、 Mo:0.5〜8%、Fe:0.1〜3%、 を含有し、残りがTiと不可避不純物からなり、
かつ条件式: 14%≦1.5×V(%)+Mo(%)+1.1×Fe(%)≦
21%、を満足する組成(以上重量%)を有する
Ti合金材を、 650〜750℃の範囲内の温度で所定形状に恒温鍛
造した後、 700〜800℃の範囲内の温度で溶体化処理を行な
い、 引続いて300〜600℃の範囲内の温度で時効処理
を行なうことを特徴とするTi合金部材の製造法。
かつ条件式: 14%≦1.5×V(%)+Mo(%)+1.1×Fe(%)≦
21%、を満足する組成(以上重量%)を有するこ
とを特徴とする低温での恒温鍛造が可能なTi合
金材。 2 Al:2〜5%、V:5〜12%、 Mo:0.5〜8%、Fe:0.1〜3%、 を含有し、残りがTiと不可避不純物からなり、
かつ条件式: 14%≦1.5×V(%)+Mo(%)+1.1×Fe(%)≦
21%、を満足する組成(以上重量%)を有する
Ti合金材を、 650〜750℃の範囲内の温度で所定形状に恒温鍛
造した後、 700〜800℃の範囲内の温度で溶体化処理を行な
い、 引続いて300〜600℃の範囲内の温度で時効処理
を行なうことを特徴とするTi合金部材の製造法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63231799A JPH0280532A (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | 曲げ加工性に優れた高力銅合金 |
US07/375,936 US4990309A (en) | 1988-09-16 | 1989-07-06 | High strength copper-nickel-tin-zinc-aluminum alloy of excellent bending processability |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63231799A JPH0280532A (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | 曲げ加工性に優れた高力銅合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0280532A JPH0280532A (ja) | 1990-03-20 |
JPH0457733B2 true JPH0457733B2 (ja) | 1992-09-14 |
Family
ID=16929206
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63231799A Granted JPH0280532A (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | 曲げ加工性に優れた高力銅合金 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4990309A (ja) |
JP (1) | JPH0280532A (ja) |
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US5523006A (en) * | 1995-01-17 | 1996-06-04 | Synmatix Corporation | Ultrafine powder lubricant |
US6344171B1 (en) | 1999-08-25 | 2002-02-05 | Kobe Steel, Ltd. | Copper alloy for electrical or electronic parts |
JP2002318248A (ja) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Kanai Hiroaki | プローブカード用プローブピン |
US20110129385A1 (en) * | 2009-11-27 | 2011-06-02 | Chan Wen Copper Industry Co., Ltd. | Copper-zinc alloy |
US20110129384A1 (en) * | 2009-11-27 | 2011-06-02 | Chan Wen Copper Industry Co., Ltd. | Copper-zinc alloy |
US20110129383A1 (en) * | 2009-11-27 | 2011-06-02 | Chan Wen Copper Industry Co., Ltd. | Copper-zinc alloy |
CN110106394B (zh) * | 2019-05-15 | 2020-10-09 | 中色奥博特铜铝业有限公司 | 一种Cu-Ni-Sn铜合金箔及其制备方法 |
-
1988
- 1988-09-16 JP JP63231799A patent/JPH0280532A/ja active Granted
-
1989
- 1989-07-06 US US07/375,936 patent/US4990309A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0280532A (ja) | 1990-03-20 |
US4990309A (en) | 1991-02-05 |
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