JPH08132265A - レーザ加工ヘッドの焦点位置変更方法およびその装置 - Google Patents
レーザ加工ヘッドの焦点位置変更方法およびその装置Info
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- JPH08132265A JPH08132265A JP6273329A JP27332994A JPH08132265A JP H08132265 A JPH08132265 A JP H08132265A JP 6273329 A JP6273329 A JP 6273329A JP 27332994 A JP27332994 A JP 27332994A JP H08132265 A JPH08132265 A JP H08132265A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アシストガス吐出中に焦点レンズの焦点位置
の変更を可能とし、ピアス加工時間の短縮化を図る。 【構成】 レーザ加工ヘッド３に備えた焦点レンズ２１
の焦点位置変更装置１１にして、前記レーザ加工ヘッド
３の内部に上下動自在なストッパ部材１３を設け、この
ストッパ部材１３の内部に流体圧作動のシリンダ１７を
設け、このシリンダ１７に設けたピストン１９を上下動
自在に設けると共に、ピストン１９の内部に焦点レンズ
２１を設けてなることを特徴とする。
の変更を可能とし、ピアス加工時間の短縮化を図る。 【構成】 レーザ加工ヘッド３に備えた焦点レンズ２１
の焦点位置変更装置１１にして、前記レーザ加工ヘッド
３の内部に上下動自在なストッパ部材１３を設け、この
ストッパ部材１３の内部に流体圧作動のシリンダ１７を
設け、このシリンダ１７に設けたピストン１９を上下動
自在に設けると共に、ピストン１９の内部に焦点レンズ
２１を設けてなることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、レーザ加工ヘッドの
焦点位置変更方法およびその装置に関する。
焦点位置変更方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、レーザ加工機に備えた加工ヘッド
に設けた焦点レンズをピアス加工時と切断加工時に加工
焦点位置を変化させている。特に厚板においては、ピア
ス加工時に加工焦点位置を下げるとピアス貫通時間が短
かくなる事は知られている。その焦点位置を変化させる
際、アシストガスを吐出中には焦点レンズを移動させる
推力を大きくしないとガス圧力に勝つことができず、現
状はアシストガスＯＦＦ時のみ軸移動でき、且つ、加工
ヘッドに駆動源を設けてなるので大出力の駆動源を選定
することができない。
に設けた焦点レンズをピアス加工時と切断加工時に加工
焦点位置を変化させている。特に厚板においては、ピア
ス加工時に加工焦点位置を下げるとピアス貫通時間が短
かくなる事は知られている。その焦点位置を変化させる
際、アシストガスを吐出中には焦点レンズを移動させる
推力を大きくしないとガス圧力に勝つことができず、現
状はアシストガスＯＦＦ時のみ軸移動でき、且つ、加工
ヘッドに駆動源を設けてなるので大出力の駆動源を選定
することができない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の加工ヘッドの焦点位置変更手段では、例えば位置決
め速度を１００ｍｍ／ｍｉｎとすると３ｍｍ移動するの
に１．８ｓｅｃかかり、現状は焦点の切換え時間に多く
の時間を要している。また、ピアス加工と切断加工を切
換える際は、アシストガスを一度止めて焦点位置の変更
をしなければならず、アシストガスをＯＮ／ＯＦＦする
ことにより更に切換え時間が延びてしまうという問題が
あった。
来の加工ヘッドの焦点位置変更手段では、例えば位置決
め速度を１００ｍｍ／ｍｉｎとすると３ｍｍ移動するの
に１．８ｓｅｃかかり、現状は焦点の切換え時間に多く
の時間を要している。また、ピアス加工と切断加工を切
換える際は、アシストガスを一度止めて焦点位置の変更
をしなければならず、アシストガスをＯＮ／ＯＦＦする
ことにより更に切換え時間が延びてしまうという問題が
あった。
【０００４】この発明の目的は、アシストガス吐出中に
焦点レンズの焦点位置の変更を可能とし、ピアス加工時
間の短縮化を図ったレーザ加工ヘッドの焦点位置変更方
法およびその装置を提供することにある。
焦点レンズの焦点位置の変更を可能とし、ピアス加工時
間の短縮化を図ったレーザ加工ヘッドの焦点位置変更方
法およびその装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１によるこの発明のレーザ加工ヘッドの焦点位
置変更方法は、レーザ加工ヘッドに備えた焦点レンズの
焦点位置変更方法にして、前記レーザ加工ヘッドの内部
に設け上下動自在なストッパ部材のストッパ位置を、焦
点レンズ上昇端において、最適加工位置に位置決めし、
前記ストッパ部材の内部に設けた上下動自在かつ焦点レ
ンズを備えたピストンをアシストガス吐出中に下降せし
めてピアス加工を行ない、その後アシストガス吐出中に
前記ピストンを上昇せしめてワークに切断加工を行なう
ことを特徴とするものである。
に請求項１によるこの発明のレーザ加工ヘッドの焦点位
置変更方法は、レーザ加工ヘッドに備えた焦点レンズの
焦点位置変更方法にして、前記レーザ加工ヘッドの内部
に設け上下動自在なストッパ部材のストッパ位置を、焦
点レンズ上昇端において、最適加工位置に位置決めし、
前記ストッパ部材の内部に設けた上下動自在かつ焦点レ
ンズを備えたピストンをアシストガス吐出中に下降せし
めてピアス加工を行ない、その後アシストガス吐出中に
前記ピストンを上昇せしめてワークに切断加工を行なう
ことを特徴とするものである。
【０００６】また、請求項２によるこの発明のレーザ加
工ヘッド焦点位置変更装置は、レーザ加工ヘッドに備え
た焦点レンズの焦点位置変更装置にして、前記レーザヘ
ッドの内部に上下動自在なストッパ部材を設け、このス
トッパ部材の内部に流体圧作動のシリンダを設け、この
シリンダに設けたピストンを上下動自在に設けると共
に、ピストンの内部に焦点レンズを設けてなることを特
徴とするものである。
工ヘッド焦点位置変更装置は、レーザ加工ヘッドに備え
た焦点レンズの焦点位置変更装置にして、前記レーザヘ
ッドの内部に上下動自在なストッパ部材を設け、このス
トッパ部材の内部に流体圧作動のシリンダを設け、この
シリンダに設けたピストンを上下動自在に設けると共
に、ピストンの内部に焦点レンズを設けてなることを特
徴とするものである。
【０００７】
【作用】以上のような請求項１，２によるレーザ加工ヘ
ッドの焦点位置変更方法およびその装置とすることによ
り、流体圧作動のシリンダを作動し、焦点レンズを上昇
端に位置せしめた状態で、ストッパ部材を最適な加工位
置に焦点レンズが位置するように位置決めする。そし
て、アシストガス吐出中に流体圧作動のシリンダを作動
し焦点レンズを備えたピストンを下降せしめてピアス加
工を行う。
ッドの焦点位置変更方法およびその装置とすることによ
り、流体圧作動のシリンダを作動し、焦点レンズを上昇
端に位置せしめた状態で、ストッパ部材を最適な加工位
置に焦点レンズが位置するように位置決めする。そし
て、アシストガス吐出中に流体圧作動のシリンダを作動
し焦点レンズを備えたピストンを下降せしめてピアス加
工を行う。
【０００８】ピアス加工が完了したらアシストガス吐出
中に再び流体圧作動のシリンダを作動せしめ、焦点レン
ズを備えたピストンを上昇させてワークに所望の切断を
開始する。
中に再び流体圧作動のシリンダを作動せしめ、焦点レン
ズを備えたピストンを上昇させてワークに所望の切断を
開始する。
【０００９】このため、ピアス加工の時間を短縮でき、
アシストガス吐出中に焦点レンズの焦点位置の変更が可
能となる。
アシストガス吐出中に焦点レンズの焦点位置の変更が可
能となる。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。なお、レーザ加工機については、既に公
知の構成のものであるため図示を省略し、レーザ加工ヘ
ッドのみ図示する。
細に説明する。なお、レーザ加工機については、既に公
知の構成のものであるため図示を省略し、レーザ加工ヘ
ッドのみ図示する。
【００１１】図２を参照に、レーザ加工機１に備えたレ
ーザ加工ヘッド３は、図示を省略したが駆動部材により
上下方向へ移動自在となっており、このレーザ加工ヘッ
ド３を構成する一部材であるレーザ加工ヘッド本体５の
先端にノズル７が装着され、このノズル７に設けた開口
部９よりレーザビームＬＢはワークＷに照射され所望の
切断加工が施される。
ーザ加工ヘッド３は、図示を省略したが駆動部材により
上下方向へ移動自在となっており、このレーザ加工ヘッ
ド３を構成する一部材であるレーザ加工ヘッド本体５の
先端にノズル７が装着され、このノズル７に設けた開口
部９よりレーザビームＬＢはワークＷに照射され所望の
切断加工が施される。
【００１２】また、前記レーザ加工ヘッド本体５の内部
に焦点位置変更装置１１が装着されている。より詳細に
は、焦点位置変更装置１１は、ストッパ部材１３と、こ
のストッパ部材１３を上下に移動自在となす駆動部材１
５と、前記ストッパ部材１３の内部に設けられた流体圧
作動のシリンダ１７に設けピストン１９と、このピスト
ン１９の内部に焦点レンズ２１を備えたレンズ保持部材
２３とで構成されている。なお、前記駆動部材１５とし
ては、ストッパ部材１３の上部に螺合されたナット部材
２５と一体的にウォームホイール２７が設けられ、この
ウォームホイール２７に螺合するウォーム軸（図示省
略）の一端に駆動モータ（図示省略）が連結され、駆動
モータはレーザ加工ヘッド本体５に設けられている。
に焦点位置変更装置１１が装着されている。より詳細に
は、焦点位置変更装置１１は、ストッパ部材１３と、こ
のストッパ部材１３を上下に移動自在となす駆動部材１
５と、前記ストッパ部材１３の内部に設けられた流体圧
作動のシリンダ１７に設けピストン１９と、このピスト
ン１９の内部に焦点レンズ２１を備えたレンズ保持部材
２３とで構成されている。なお、前記駆動部材１５とし
ては、ストッパ部材１３の上部に螺合されたナット部材
２５と一体的にウォームホイール２７が設けられ、この
ウォームホイール２７に螺合するウォーム軸（図示省
略）の一端に駆動モータ（図示省略）が連結され、駆動
モータはレーザ加工ヘッド本体５に設けられている。
【００１３】次に、この実施例の主要部である焦点位置
変更装置１１について、更に詳細に説明する。
変更装置１１について、更に詳細に説明する。
【００１４】図１を参照するに、レーザ加工ヘッド３を
構成する部材であるレーザ加工ヘッド本体５の先端には
ノズル７が装着されていて、軸芯にはレーザビームＬＢ
が通るようになっている。
構成する部材であるレーザ加工ヘッド本体５の先端には
ノズル７が装着されていて、軸芯にはレーザビームＬＢ
が通るようになっている。
【００１５】前記レーザ加工ヘッド本体５の内部には前
記焦点位置変更装置１１を構成する一部材である筒状を
したストッパ部材１３が上下方向へ移動自在に装着され
ていて、ストッパ部材１３の下端にはエンドプレート２
９が設けられ、ストッパ部材１３の上部には螺子３１が
刻設されている。この螺子３１には駆動部材１５構成す
る一部材であるナット部材２５が螺合し、ナット部材２
５は前記レーザ加工ヘッド本体５に装着されたベアリン
グ３３を介して回転自在に支承されている。
記焦点位置変更装置１１を構成する一部材である筒状を
したストッパ部材１３が上下方向へ移動自在に装着され
ていて、ストッパ部材１３の下端にはエンドプレート２
９が設けられ、ストッパ部材１３の上部には螺子３１が
刻設されている。この螺子３１には駆動部材１５構成す
る一部材であるナット部材２５が螺合し、ナット部材２
５は前記レーザ加工ヘッド本体５に装着されたベアリン
グ３３を介して回転自在に支承されている。
【００１６】前記ナット部材２５はウォームホイール２
７と一体的に結合し、このウォームホイール２７に螺合
するウォーム軸（図示省略）と、ウォーム軸の一端の駆
動モータ（図示省略）が連結されている。
７と一体的に結合し、このウォームホイール２７に螺合
するウォーム軸（図示省略）と、ウォーム軸の一端の駆
動モータ（図示省略）が連結されている。
【００１７】上記構成により、駆動モータの駆動により
ウォーム軸は回転し、ウォーム軸の回転によりウォーム
ホイール２７は回転すると共にナット部材２５も回転す
る。ナット部材２５の回転により螺子３１を介してスト
ッパ部材１３は上下方向へ移動されることになる。
ウォーム軸は回転し、ウォーム軸の回転によりウォーム
ホイール２７は回転すると共にナット部材２５も回転す
る。ナット部材２５の回転により螺子３１を介してスト
ッパ部材１３は上下方向へ移動されることになる。
【００１８】前記ストッパ部材１３には上昇限となる当
接面３５と、下降限となる突起部３７の当接面３７Ａと
が形成され、ストッパ部材１３の上昇限は前記当接面３
５とナット部材２５の下面とが当接することにより上昇
限となる。また下降限はレーザ加工ヘッド本体５に形成
した当接面３９とストッパ部材１３に形成した突起部３
７の当接面３７Ａとが接することにより下降限となる。
すなわち、図１の図中に示されているごとく、上部スト
ッパストロークＳＵと下部ストッパストロークＳＤのス
トローク量が形成されている。
接面３５と、下降限となる突起部３７の当接面３７Ａと
が形成され、ストッパ部材１３の上昇限は前記当接面３
５とナット部材２５の下面とが当接することにより上昇
限となる。また下降限はレーザ加工ヘッド本体５に形成
した当接面３９とストッパ部材１３に形成した突起部３
７の当接面３７Ａとが接することにより下降限となる。
すなわち、図１の図中に示されているごとく、上部スト
ッパストロークＳＵと下部ストッパストロークＳＤのス
トローク量が形成されている。
【００１９】前記ストッパ部材１３の内部には円筒状を
した下流体圧作動のシリンダ１７用のピストン１９が上
下の移動自在に装着されている。すなわち、シリンダ１
７には上部流体圧室４１と下部流体圧室４３が形成さ
れ、上部流体圧室４１には図外の流体圧発生源に連通さ
れた管材４５より流路４７を通り圧力流体が供給され、
ピストン１９を下降させる。また、下部流体圧室４３に
は図外の流体圧発生源に連通された管材４９より流路５
１を通り圧力流体が供給され、ピストン１９を上昇させ
る。
した下流体圧作動のシリンダ１７用のピストン１９が上
下の移動自在に装着されている。すなわち、シリンダ１
７には上部流体圧室４１と下部流体圧室４３が形成さ
れ、上部流体圧室４１には図外の流体圧発生源に連通さ
れた管材４５より流路４７を通り圧力流体が供給され、
ピストン１９を下降させる。また、下部流体圧室４３に
は図外の流体圧発生源に連通された管材４９より流路５
１を通り圧力流体が供給され、ピストン１９を上昇させ
る。
【００２０】前記ピストン１９の内部には、焦点レンズ
２１を備えた円筒状のレンズ保持部材２３が螺子５３を
介して螺着されている。また、ピストン１９と前記スト
ッパ部材１３との間に、図１の図中に示されているごと
くシリンダストロークＳＳのストローク量が形成されて
いる。このストローク量は例えば３ｍｍ程度である。
２１を備えた円筒状のレンズ保持部材２３が螺子５３を
介して螺着されている。また、ピストン１９と前記スト
ッパ部材１３との間に、図１の図中に示されているごと
くシリンダストロークＳＳのストローク量が形成されて
いる。このストローク量は例えば３ｍｍ程度である。
【００２１】更に、前記ストッパ部材１３およびピスト
ン１９の上下摺接面には流体圧の漏洩を防止するためシ
ール部材５３，５５，５７，５９が適所に装着されてい
る。なお、符号６１はレンズ冷却用の管路であり、流路
６３より図示を省略したが流路を廻り焦点レンズ２１の
冷却を行なうものである。
ン１９の上下摺接面には流体圧の漏洩を防止するためシ
ール部材５３，５５，５７，５９が適所に装着されてい
る。なお、符号６１はレンズ冷却用の管路であり、流路
６３より図示を省略したが流路を廻り焦点レンズ２１の
冷却を行なうものである。
【００２２】上述したごとき構成により、その作用とし
ては、まず、ストッパ部材１３の位置を最適加工位置に
セットする。すなわち、流体圧作動のシリンダ１７の下
部流体圧室４３へ圧力流体を供給しピストン１９を上昇
せしめ、焦点レンズ２１を上昇端に位置決めせしめた状
態で、ストッパ部材１３を駆動部材１５である駆動モー
タの駆動により、ウォーム軸、ウォームホイール２７、
ナット部材２５を介してストッパ部材１３を上下方向へ
移動して最適な加工位置に焦点レンズ２１が位置するよ
う位置決めする。
ては、まず、ストッパ部材１３の位置を最適加工位置に
セットする。すなわち、流体圧作動のシリンダ１７の下
部流体圧室４３へ圧力流体を供給しピストン１９を上昇
せしめ、焦点レンズ２１を上昇端に位置決めせしめた状
態で、ストッパ部材１３を駆動部材１５である駆動モー
タの駆動により、ウォーム軸、ウォームホイール２７、
ナット部材２５を介してストッパ部材１３を上下方向へ
移動して最適な加工位置に焦点レンズ２１が位置するよ
う位置決めする。
【００２３】そして、アシストガス吐出中に流体圧作動
のシリンダ１７の下部流体圧室４３内の圧力流体を排出
すると共に上部流体圧室４１内へ圧力流体を供給し、焦
点レンズ２１を備えたピストン１９を下降せしめてワー
クＷにピアス加工を行なう。
のシリンダ１７の下部流体圧室４３内の圧力流体を排出
すると共に上部流体圧室４１内へ圧力流体を供給し、焦
点レンズ２１を備えたピストン１９を下降せしめてワー
クＷにピアス加工を行なう。
【００２４】ピアス加工が完了したらアシストガス吐出
中に再び流体圧作動のシリンダ１７の上部流体圧室４１
内の圧力流体を排出すると共に下部流体圧室４３内へ圧
力流体を供給して、ピストン１９を上昇せしめ焦点レン
ズ２１を上昇させてワークＷに所望の形状に切断加工を
開始する。なお、シリンダストローク量ＳＳは、切断加
工とピアス加工の焦点差を実験にて確認後設定するもの
である。
中に再び流体圧作動のシリンダ１７の上部流体圧室４１
内の圧力流体を排出すると共に下部流体圧室４３内へ圧
力流体を供給して、ピストン１９を上昇せしめ焦点レン
ズ２１を上昇させてワークＷに所望の形状に切断加工を
開始する。なお、シリンダストローク量ＳＳは、切断加
工とピアス加工の焦点差を実験にて確認後設定するもの
である。
【００２５】而して、ピアス加工の時間を短縮すること
ができ、アシストガス吐出中に焦点位置の変更を可能と
した。
ができ、アシストガス吐出中に焦点位置の変更を可能と
した。
【００２６】なお、この発明は前述した実施例に限定さ
れることなく、適宜な変更を行なうことにより、その他
の態様で実施し得るものである。例えば、本実施例では
ストッパ部材１３の上下のストロークは調節できない
が、ストローク調節部材を設け、このストローク調節部
材をサーボモータ等で動かすことによりストッパ部材の
ストロークを変更する構成とすれば、シリンダストロー
クの変更も可能となる。
れることなく、適宜な変更を行なうことにより、その他
の態様で実施し得るものである。例えば、本実施例では
ストッパ部材１３の上下のストロークは調節できない
が、ストローク調節部材を設け、このストローク調節部
材をサーボモータ等で動かすことによりストッパ部材の
ストロークを変更する構成とすれば、シリンダストロー
クの変更も可能となる。
【００２７】
【発明の効果】以上のごとき実施例の説明より理解され
るように、請求項１，２，によるこの発明によれば、ス
トッパ部材を上下動自在に設けて、最適焦点位置を自動
的に選択可能とした。そして、ストッパ部材の内部にシ
リンダを設け、このシリンダに設けたピストンに焦点レ
ンズを装着し、焦点レンズを上下動自在に設けた。
るように、請求項１，２，によるこの発明によれば、ス
トッパ部材を上下動自在に設けて、最適焦点位置を自動
的に選択可能とした。そして、ストッパ部材の内部にシ
リンダを設け、このシリンダに設けたピストンに焦点レ
ンズを装着し、焦点レンズを上下動自在に設けた。
【００２８】而して、アシストガス吐出中においても焦
点位置の変更が可能となり、ピアス加工時間の短縮化を
図ることができる。
点位置の変更が可能となり、ピアス加工時間の短縮化を
図ることができる。
【図１】この発明の主要部を示し、レーザ加工ヘッド内
に装着した焦点位置変更装置の拡大断面図である。
に装着した焦点位置変更装置の拡大断面図である。
【図２】この発明を実施する一実施例のレーザ加工ヘッ
ドの断面説明図である。
ドの断面説明図である。
３ レーザ加工ヘッド １１ 焦点位置変更装置 １３ ストッパ部材 １７ シリンダ １９ ピストン ２１ 焦点レンズ Ｗ ワーク
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザ加工ヘッドに備えた焦点レンズの
焦点位置変更方法にして、前記レーザ加工ヘッドの内部
に設けた上下動自在なストッパ部材のストッパ位置を、
焦点レンズ上昇端において、最適加工位置に位置決め
し、前記ストッパ部材の内部に設けた上下動自在かつ焦
点レンズを備えたピストンをアシストガス吐出中に下降
せしめてピアス加工を行ない、その後アシストガス吐出
中に前記ピストンを上昇せしめてワークに切断加工を行
なうことを特徴とするレーザ加工ヘッドの焦点位置変更
方法。 - 【請求項２】 レーザ加工ヘッドに備えた焦点レンズの
焦点位置変更装置にして、前記レーザ加工ヘッドの内部
に上下動自在なストッパ部材を設け、このストッパ部材
の内部に流体圧作動のシリンダを設け、このシリンダに
設けたピストンを上下動自在に設けると共に、ピストン
の内部に焦点レンズを設けてなることを特徴とするレー
ザ加工ヘッドの焦点位置変更装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27332994A JP3394343B2 (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | レーザ加工ヘッドの焦点位置変更方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27332994A JP3394343B2 (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | レーザ加工ヘッドの焦点位置変更方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08132265A true JPH08132265A (ja) | 1996-05-28 |
| JP3394343B2 JP3394343B2 (ja) | 2003-04-07 |
Family
ID=17526374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27332994A Expired - Fee Related JP3394343B2 (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | レーザ加工ヘッドの焦点位置変更方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3394343B2 (ja) |
Cited By (6)
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| JP2010094724A (ja) * | 2008-10-20 | 2010-04-30 | Yamazaki Mazak Corp | プログラマブルの焦点位置決め機能を備えたレーザ加工機 |
| US7745756B2 (en) * | 2004-11-29 | 2010-06-29 | Yamazaki Mazak Corporation | Laser processing machine |
| JP2010527796A (ja) * | 2007-05-21 | 2010-08-19 | エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド | 電子部品基板をスクライブするために使用されるレーザレンズの流体式釣合い装置 |
| JP2014083591A (ja) * | 2012-10-26 | 2014-05-12 | Komatsu Sanki Kk | レーザ加工機用加工ヘッド |
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1994
- 1994-11-08 JP JP27332994A patent/JP3394343B2/ja not_active Expired - Fee Related
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