JPH0576140A - バツテリーチヤージヤ - Google Patents
バツテリーチヤージヤInfo
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- JPH0576140A JPH0576140A JP26058091A JP26058091A JPH0576140A JP H0576140 A JPH0576140 A JP H0576140A JP 26058091 A JP26058091 A JP 26058091A JP 26058091 A JP26058091 A JP 26058091A JP H0576140 A JPH0576140 A JP H0576140A
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- charging
- voltage
- charging voltage
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 周囲温度が変化しても充電完了を確実に検出
可能にする。 【構成】 バッテリーＢを充電するに際し、その充電電
圧をサンプリングして電圧変化を検出する検出部を有す
る集積回路IC2 を設ける。更に前記集積回路IC2 に充電
電圧を入力する際に、周囲温度に対応して充電電圧を変
化させる温度補償回路Ｎを介して入力するようにする。 【効果】 充電電圧特性は周囲温度によって多少変化す
るが、温度補償回路によって前記変化が小さくなる。そ
のため集積回路IC2 の充電電圧入力範囲が狭くても充電
電圧の変化を確実に検出し得る。
可能にする。 【構成】 バッテリーＢを充電するに際し、その充電電
圧をサンプリングして電圧変化を検出する検出部を有す
る集積回路IC2 を設ける。更に前記集積回路IC2 に充電
電圧を入力する際に、周囲温度に対応して充電電圧を変
化させる温度補償回路Ｎを介して入力するようにする。 【効果】 充電電圧特性は周囲温度によって多少変化す
るが、温度補償回路によって前記変化が小さくなる。そ
のため集積回路IC2 の充電電圧入力範囲が狭くても充電
電圧の変化を確実に検出し得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はニカド電池や鉛電池等の
二次電池を充電するバッテリーチャージャに関し、更に
詳しくは周囲温度に関わらず、充電するバッテリーの充
電完了を的確に検出し得るバッテリーチャージャに関す
る。
二次電池を充電するバッテリーチャージャに関し、更に
詳しくは周囲温度に関わらず、充電するバッテリーの充
電完了を的確に検出し得るバッテリーチャージャに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】二次電池は一度放電した電池を再充電し
て繰り返し使用可能であるために、自動車の予備電源や
携帯用小物電気製品の電源等として広く使用されてい
る。しかし、前記バッテリーは過充電に弱く、過充電に
なるとバッテリー寿命が短くなるのみならず、ガスが発
生する等の現象を生ずる。そのためバッテリーを充電す
るためのバッテリーチャージャは、充電完了を検出し、
充電完了後は充電を自動的に停止するようにしているの
が一般的である。
て繰り返し使用可能であるために、自動車の予備電源や
携帯用小物電気製品の電源等として広く使用されてい
る。しかし、前記バッテリーは過充電に弱く、過充電に
なるとバッテリー寿命が短くなるのみならず、ガスが発
生する等の現象を生ずる。そのためバッテリーを充電す
るためのバッテリーチャージャは、充電完了を検出し、
充電完了後は充電を自動的に停止するようにしているの
が一般的である。
【０００３】そのために例えば図３に示すような回路に
於いて、直流電源50でバッテリー51を充電する場合、充
電時間ｔに対して充電電圧ＶCをサンプリングしながら
行う。一般に充電を行うと充電電圧は図４の曲線に示す
ように上昇して充電完了時にピークとなり、その後は低
下する。従って、前記サンプリングした充電電圧ＶC を
制御部52で順次比較演算し、前記電圧ＶC が一定量（Δ
Ｖ）低下した時点で充電完了と判別し、制御部52からの
信号によってスイッチ回路53を動作させて充電回路を遮
断するようにしている（−ΔＶ制御）。
於いて、直流電源50でバッテリー51を充電する場合、充
電時間ｔに対して充電電圧ＶCをサンプリングしながら
行う。一般に充電を行うと充電電圧は図４の曲線に示す
ように上昇して充電完了時にピークとなり、その後は低
下する。従って、前記サンプリングした充電電圧ＶC を
制御部52で順次比較演算し、前記電圧ＶC が一定量（Δ
Ｖ）低下した時点で充電完了と判別し、制御部52からの
信号によってスイッチ回路53を動作させて充電回路を遮
断するようにしている（−ΔＶ制御）。
【０００４】ここで、前記比較演算を行う制御部52を構
成するマイコンは動作するための入力電圧が通常５〜０
Ｖと、その範囲が狭い。このためツェナーダイオードＤ
Z 等によってマイコンに入力する電圧を制限し、図４に
示す電圧変化を検出する範囲Ｖn が５Ｖ以内になるよう
にしている。
成するマイコンは動作するための入力電圧が通常５〜０
Ｖと、その範囲が狭い。このためツェナーダイオードＤ
Z 等によってマイコンに入力する電圧を制限し、図４に
示す電圧変化を検出する範囲Ｖn が５Ｖ以内になるよう
にしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記充
電特性は充電する周囲温度によって異なり、充電周囲温
度が常温（例えば20℃）のときの充電曲線（図４の
Ｖ20）に対し、周囲温度が低いと（例えば０℃）充電曲
線は図４のＶ0 に示すように高くなり、逆に温度が高い
と（例えば40℃）充電曲線は図４のＶ40に示すように低
くなる。
電特性は充電する周囲温度によって異なり、充電周囲温
度が常温（例えば20℃）のときの充電曲線（図４の
Ｖ20）に対し、周囲温度が低いと（例えば０℃）充電曲
線は図４のＶ0 に示すように高くなり、逆に温度が高い
と（例えば40℃）充電曲線は図４のＶ40に示すように低
くなる。
【０００６】前記周囲温度による充電電圧は０℃と40℃
では充電するバッテリー１個当たり約 0.3Ｖ程度の差Ｖ
T が生ずる。従って、例えばバッテリーを10個接続して
充電する場合には10× 0.3＝３Ｖの差ＶT が生ずること
になり、マイコンの入力電圧範囲が５Ｖとすると、有効
に検出し得る範囲は５−３＝２Ｖしかないことになる。
では充電するバッテリー１個当たり約 0.3Ｖ程度の差Ｖ
T が生ずる。従って、例えばバッテリーを10個接続して
充電する場合には10× 0.3＝３Ｖの差ＶT が生ずること
になり、マイコンの入力電圧範囲が５Ｖとすると、有効
に検出し得る範囲は５−３＝２Ｖしかないことになる。
【０００７】前記電圧差ＶT は充電するバッテリーの数
が多くなるほど大きくなり、例えばバッテリーを20個接
続して充電する場合には０℃と40℃では20× 0.3＝６Ｖ
の差ＶT が生じてしまうため、０℃のときの充電ピーク
電圧を検出するようにマイコンの入力電圧範囲を設定す
ると、マイコンの入力電圧範囲が５Ｖと狭い場合には40
℃のときの充電ピーク電圧を検出出来なくなってしまう
という事態が生ずる。
が多くなるほど大きくなり、例えばバッテリーを20個接
続して充電する場合には０℃と40℃では20× 0.3＝６Ｖ
の差ＶT が生じてしまうため、０℃のときの充電ピーク
電圧を検出するようにマイコンの入力電圧範囲を設定す
ると、マイコンの入力電圧範囲が５Ｖと狭い場合には40
℃のときの充電ピーク電圧を検出出来なくなってしまう
という事態が生ずる。
【０００８】本発明は従来の前記課題を解決し、その目
的とするところは、周囲温度が変化しても的確に充電完
了を検出することが可能なバッテリーチャージャを提供
せんとするものである。
的とするところは、周囲温度が変化しても的確に充電完
了を検出することが可能なバッテリーチャージャを提供
せんとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明に係る代表的な手段は、バッテリーの充電電圧
を検出し、前記充電電圧の所定の変化によって充電完了
を検出するバッテリーチャージャに於いて、前記充電電
圧の変化を演算検出する検出部が、充電電圧を入力する
に際し、周囲温度の変化に対応して前記充電電圧を変化
させる温度補償回路を介して入力するよう構成したこと
を特徴としてなる。
の本発明に係る代表的な手段は、バッテリーの充電電圧
を検出し、前記充電電圧の所定の変化によって充電完了
を検出するバッテリーチャージャに於いて、前記充電電
圧の変化を演算検出する検出部が、充電電圧を入力する
に際し、周囲温度の変化に対応して前記充電電圧を変化
させる温度補償回路を介して入力するよう構成したこと
を特徴としてなる。
【００１０】
【作用】前記手段にあっては、例えば周囲温度が低くな
って充電電圧が高くなる場合には、温度補償回路によっ
て前記電圧を低くして検出部に入力し、逆に周囲温度が
高くなって充電電圧が低くなる場合には、温度補償回路
によって前記電圧を高くして検出部に入力することによ
り、入力電圧範囲が狭い検出部によって確実に充電完了
を検出し得る。
って充電電圧が高くなる場合には、温度補償回路によっ
て前記電圧を低くして検出部に入力し、逆に周囲温度が
高くなって充電電圧が低くなる場合には、温度補償回路
によって前記電圧を高くして検出部に入力することによ
り、入力電圧範囲が狭い検出部によって確実に充電完了
を検出し得る。
【００１１】
【実施例】次に前記手段を適用したバッテリーチャージ
ャについて図１及び図２を参照して具体的に説明する。
尚、図１はバッテリーチャージャの全体回路説明図であ
り、図２は温度補償回路の説明図である。
ャについて図１及び図２を参照して具体的に説明する。
尚、図１はバッテリーチャージャの全体回路説明図であ
り、図２は温度補償回路の説明図である。
【００１２】このバッテリーチャージャは図１に示すよ
うに交流電源Ｅを整流回路Ｒで整流し、コンデンサＣ1
で平滑化して直流電圧を形成し、この直流電圧をＦＥＴ
を用いたスイッチングトランジスタＱ1 及び、一次コイ
ルＮP ，ベースコイルＮB ，二次コイルＮS からなる高
周波トランスＴを含む交流変換部で所望の値の高周波交
流電圧に変換する。そして前記トランスＴからの二次出
力を、ダイオードＤ1 及び平滑コンデンサＣ2 によって
直流平滑し、出力端子ｔ1 ，ｔ2 間に一定の直流出力電
圧として出力する。この端子ｔ1 ，ｔ2 間にバッテリー
Ｂを接続して充電するものである。尚、フォトカプラＰ
Ｃは二次側の電圧値に応じて発光量が変化する発光ダイ
オード及びフォトトランジスタからなり、この電圧値を
半導体集積回路IC1 を介して一次側にフィードバック
し、スイッチングトランジスタＱ1 を制御してトランス
Ｔへの流入電力を制御して二次側電圧を安定させるもの
である。
うに交流電源Ｅを整流回路Ｒで整流し、コンデンサＣ1
で平滑化して直流電圧を形成し、この直流電圧をＦＥＴ
を用いたスイッチングトランジスタＱ1 及び、一次コイ
ルＮP ，ベースコイルＮB ，二次コイルＮS からなる高
周波トランスＴを含む交流変換部で所望の値の高周波交
流電圧に変換する。そして前記トランスＴからの二次出
力を、ダイオードＤ1 及び平滑コンデンサＣ2 によって
直流平滑し、出力端子ｔ1 ，ｔ2 間に一定の直流出力電
圧として出力する。この端子ｔ1 ，ｔ2 間にバッテリー
Ｂを接続して充電するものである。尚、フォトカプラＰ
Ｃは二次側の電圧値に応じて発光量が変化する発光ダイ
オード及びフォトトランジスタからなり、この電圧値を
半導体集積回路IC1 を介して一次側にフィードバック
し、スイッチングトランジスタＱ1 を制御してトランス
Ｔへの流入電力を制御して二次側電圧を安定させるもの
である。
【００１３】前記バッテリーＢの充電電圧は、バッテリ
ー逆接保護用ダイオードＤ2 のアノードに接続したツェ
ナーダイオードＤZ 及び後述する温度補償回路Ｎを介し
て演算制御部となるマイコンを内蔵した半導体集積回路
IC2 に入力する。この集積回路IC2 は充電時間ｔに対応
して前記充電電圧をサンプリングすると共に演算検出
し、図４に示すように充電曲線がピーク電圧から所定量
（ΔＶ）低下したときに充電完了と判別する。
ー逆接保護用ダイオードＤ2 のアノードに接続したツェ
ナーダイオードＤZ 及び後述する温度補償回路Ｎを介し
て演算制御部となるマイコンを内蔵した半導体集積回路
IC2 に入力する。この集積回路IC2 は充電時間ｔに対応
して前記充電電圧をサンプリングすると共に演算検出
し、図４に示すように充電曲線がピーク電圧から所定量
（ΔＶ）低下したときに充電完了と判別する。
【００１４】そして充電電圧のΔＶの低下を検出する
と、集積回路IC2 の端子OUT からロウ信号を出力し、ト
ランジスタＱ2 をオフすると共にトランジスタＱ3 をオ
フする。これによってバッテリーＢへのメイン充電電流
を遮断して充電を停止し、過充電を防止するものであ
る。尚、トランジスタＱ3 がオフした後もバッテリーＢ
には抵抗Ｒ1 を介して微小充電電流を流し、トリクル充
電を行う。
と、集積回路IC2 の端子OUT からロウ信号を出力し、ト
ランジスタＱ2 をオフすると共にトランジスタＱ3 をオ
フする。これによってバッテリーＢへのメイン充電電流
を遮断して充電を停止し、過充電を防止するものであ
る。尚、トランジスタＱ3 がオフした後もバッテリーＢ
には抵抗Ｒ1 を介して微小充電電流を流し、トリクル充
電を行う。
【００１５】次に温度補償回路Ｎについて説明すると、
本実施例にあっては図２に示すようにオペアンプＯＰ、
抵抗Ｒa ，Ｒb からなる非反転増幅回路を構成し、端子
ｅi を図１に示すツェナーダイオードＤZ のアノードに
接続し、端子ｅo を集積回路IC2 の端子INに接続してな
る。そして前記抵抗Ｒa をポジスタ（温度に対する抵抗
値が正特性の感熱素子）で構成し、抵抗Ｒb をサーミス
タ（温度に対する抵抗値が負特性の感熱素子）で構成し
ている。
本実施例にあっては図２に示すようにオペアンプＯＰ、
抵抗Ｒa ，Ｒb からなる非反転増幅回路を構成し、端子
ｅi を図１に示すツェナーダイオードＤZ のアノードに
接続し、端子ｅo を集積回路IC2 の端子INに接続してな
る。そして前記抵抗Ｒa をポジスタ（温度に対する抵抗
値が正特性の感熱素子）で構成し、抵抗Ｒb をサーミス
タ（温度に対する抵抗値が負特性の感熱素子）で構成し
ている。
【００１６】この温度補償回路Ｎの入力電圧ｅi に対す
る出力電圧ｅo は、 ｅo ＝（１＋Ｒa ／Ｒb ）ｅi となる。
る出力電圧ｅo は、 ｅo ＝（１＋Ｒa ／Ｒb ）ｅi となる。
【００１７】従って、バッテリーチャージャの周囲温度
が常温（例えば20℃）の状態から低下すると（例えば０
℃）、抵抗Ｒa の値は小さくなり、抵抗Ｒb の値は大き
くなる。その結果、出力電圧ｅo は常温のときに比べて
小さくなる。これにより集積回路IC2 がサンプリングす
る充電曲線は図４に示すＶ0 の状態から低下してＶ20の
曲線状態に近づく。
が常温（例えば20℃）の状態から低下すると（例えば０
℃）、抵抗Ｒa の値は小さくなり、抵抗Ｒb の値は大き
くなる。その結果、出力電圧ｅo は常温のときに比べて
小さくなる。これにより集積回路IC2 がサンプリングす
る充電曲線は図４に示すＶ0 の状態から低下してＶ20の
曲線状態に近づく。
【００１８】逆に周囲温度が常温の状態から上昇すると
（例えば40℃）、前記の場合とは逆に抵抗Ｒa の値は大
きくなり、抵抗Ｒb の値は小さくなって出力電圧ｅo は
常温のときに比べて大きくなる。このため充電曲線は図
４に示すＶ40の状態から上昇し、やはりＶ20の曲線状態
に近づく。
（例えば40℃）、前記の場合とは逆に抵抗Ｒa の値は大
きくなり、抵抗Ｒb の値は小さくなって出力電圧ｅo は
常温のときに比べて大きくなる。このため充電曲線は図
４に示すＶ40の状態から上昇し、やはりＶ20の曲線状態
に近づく。
【００１９】従って、集積回路IC2 によって検出する電
圧変化検出範囲Ｖn （図４参照）が５Ｖ程度と狭くて
も、常温の場合で充電電圧の入力電圧が前記範囲になる
ように抵抗Ｒa ，Ｒb の値を設定しておけば、周囲温度
が変化しても充電曲線は常温の状態から大きく変化しな
いため、集積回路IC2 によってピーク電圧からΔＶの低
下を確実に検出し、トランジスタＱ3 をオフして過充電
を確実に防止し得る。
圧変化検出範囲Ｖn （図４参照）が５Ｖ程度と狭くて
も、常温の場合で充電電圧の入力電圧が前記範囲になる
ように抵抗Ｒa ，Ｒb の値を設定しておけば、周囲温度
が変化しても充電曲線は常温の状態から大きく変化しな
いため、集積回路IC2 によってピーク電圧からΔＶの低
下を確実に検出し、トランジスタＱ3 をオフして過充電
を確実に防止し得る。
【００２０】本実施例のバッテリーチャージャにあって
は前記のように感熱素子としてポジスタ及びサーミスタ
を用いた温度補償回路を設けることにより、周囲温度の
変化に関わらず、充電完了を確実に検出して過充電を防
止するものである。尚、前述した実施例では温度補償回
路の感熱素子としてポジスタ及びサーミスタを用いた例
を示したが、温度補償回路を構成する素子としてはポジ
スタ等に限定する必要はなく、電流増幅率が温度によっ
て変化するトランジスタ、或いはコンデンサ等の素子を
用い、周囲温度が低下したときは集積回路IC2 に入力す
る充電電圧を低くし、周囲温度が上昇したときは充電電
圧を大きくする温度補償回路を構成することも可能であ
る。
は前記のように感熱素子としてポジスタ及びサーミスタ
を用いた温度補償回路を設けることにより、周囲温度の
変化に関わらず、充電完了を確実に検出して過充電を防
止するものである。尚、前述した実施例では温度補償回
路の感熱素子としてポジスタ及びサーミスタを用いた例
を示したが、温度補償回路を構成する素子としてはポジ
スタ等に限定する必要はなく、電流増幅率が温度によっ
て変化するトランジスタ、或いはコンデンサ等の素子を
用い、周囲温度が低下したときは集積回路IC2 に入力す
る充電電圧を低くし、周囲温度が上昇したときは充電電
圧を大きくする温度補償回路を構成することも可能であ
る。
【００２１】また前述した実施例では充電完了を検出す
る方法として充電電圧がピークになった状態から所定量
低下したことを検出して判別する、所謂ΔＶ制御方式を
用いたが、充電完了検出方法としてはこれに限定する必
要はなく、他にも例えば充電完了時に充電電圧が急激に
上昇することを検出して行う、所謂Ｖテーパ制御方式等
を用いることも当然可能である。
る方法として充電電圧がピークになった状態から所定量
低下したことを検出して判別する、所謂ΔＶ制御方式を
用いたが、充電完了検出方法としてはこれに限定する必
要はなく、他にも例えば充電完了時に充電電圧が急激に
上昇することを検出して行う、所謂Ｖテーパ制御方式等
を用いることも当然可能である。
【００２２】
【発明の効果】本発明は前述した如く、充電電圧の変化
を演算検出する検出部に充電電圧を入力するに際し、周
囲温度の変化に対応して前記充電電圧を変化させる温度
補償回路を設けたために、例えば周囲温度が低くなって
充電電圧が高くなると、温度補償回路によって前記電圧
を低くして検出部に入力し、逆に周囲温度が高くなって
充電電圧が低くなると、温度補償回路によって前記電圧
を高くして検出部に入力することにより、検出部の入力
電圧範囲が狭くても確実に充電電圧を検出することが出
来、過充電を確実に防止することが可能となるものであ
る。
を演算検出する検出部に充電電圧を入力するに際し、周
囲温度の変化に対応して前記充電電圧を変化させる温度
補償回路を設けたために、例えば周囲温度が低くなって
充電電圧が高くなると、温度補償回路によって前記電圧
を低くして検出部に入力し、逆に周囲温度が高くなって
充電電圧が低くなると、温度補償回路によって前記電圧
を高くして検出部に入力することにより、検出部の入力
電圧範囲が狭くても確実に充電電圧を検出することが出
来、過充電を確実に防止することが可能となるものであ
る。
【図１】本発明の一実施例に係るバッテリーチャージャ
の全体回路構成説明図である。
の全体回路構成説明図である。
【図２】温度補償回路の一構成を示す回路図である。
【図３】従来のバッテリーチャージャの構成を示す模式
説明図である。
説明図である。
【図４】周囲温度が変化した場合の充電電圧特性の変動
を示すグラフである。
を示すグラフである。
Ｅ…電源 Ｔ…トランス Ｑ1 ，Ｑ2 ，Ｑ3 …トランジスタ Ｂ…バッテリー IC1 ，IC2 …集積回路 Ｎ…温度補償回路 ＯＰ…アンプ Ｒa ，Ｒb …抵抗 ＤZ …ダイオード
Claims (1)
- 【請求項１】 バッテリーの充電電圧を検出し、前記充
電電圧の所定の変化によって充電完了を検出するバッテ
リーチャージャに於いて、 前記充電電圧の変化を演算検出する検出部が、充電電圧
を入力するに際し、周囲温度の変化に対応して前記充電
電圧を変化させる温度補償回路を介して入力するよう構
成したことを特徴とするバッテリーチャージャ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26058091A JPH0576140A (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | バツテリーチヤージヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26058091A JPH0576140A (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | バツテリーチヤージヤ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0576140A true JPH0576140A (ja) | 1993-03-26 |
Family
ID=17349924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26058091A Pending JPH0576140A (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | バツテリーチヤージヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0576140A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008283853A (ja) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Commissariat A L'energie Atomique | 自律システムのバッテリを充電する方法 |
| EP2629396A4 (en) * | 2010-10-12 | 2016-11-16 | Nec Energy Devices Ltd | CHARGER |
| US10094883B2 (en) | 2016-05-09 | 2018-10-09 | Denso Corporation | Voltage detecting device and battery pack monitoring system |
-
1991
- 1991-09-12 JP JP26058091A patent/JPH0576140A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008283853A (ja) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Commissariat A L'energie Atomique | 自律システムのバッテリを充電する方法 |
| EP2629396A4 (en) * | 2010-10-12 | 2016-11-16 | Nec Energy Devices Ltd | CHARGER |
| US9583959B2 (en) | 2010-10-12 | 2017-02-28 | Nec Corporation | Charging apparatus |
| EP3457520A1 (en) * | 2010-10-12 | 2019-03-20 | NEC Energy Devices, Ltd. | Charging apparatus |
| US10094883B2 (en) | 2016-05-09 | 2018-10-09 | Denso Corporation | Voltage detecting device and battery pack monitoring system |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011023 |