JPH09211090A - 鉛蓄電池の残存容量測定法 - Google Patents
鉛蓄電池の残存容量測定法Info
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- JPH09211090A JPH09211090A JP8013398A JP1339896A JPH09211090A JP H09211090 A JPH09211090 A JP H09211090A JP 8013398 A JP8013398 A JP 8013398A JP 1339896 A JP1339896 A JP 1339896A JP H09211090 A JPH09211090 A JP H09211090A
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- 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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- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 鉛蓄電池の使用状態に関わらず、その残存容
量を正確に測定できる測定法をを提供する。 【解決手段】 本発明は、鉛蓄電池の開路電圧から電解
液比重を求め、この比重から残存容量を推定する残存容
量測定法において、予め、満充電された電池内の空間容
積を求めておき、所定残存容量時における電池内の空間
容積を求め、これら容積の差から求めた電解液の減量に
より、開路電圧から求めた電解液比重を補正して残存容
量を求めることを特徴とする。
量を正確に測定できる測定法をを提供する。 【解決手段】 本発明は、鉛蓄電池の開路電圧から電解
液比重を求め、この比重から残存容量を推定する残存容
量測定法において、予め、満充電された電池内の空間容
積を求めておき、所定残存容量時における電池内の空間
容積を求め、これら容積の差から求めた電解液の減量に
より、開路電圧から求めた電解液比重を補正して残存容
量を求めることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉛蓄電池の残存容
量測定法に関するものである。
量測定法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鉛蓄電池の残存容量測定法としては、電
解液比重を測定して求める方法が比較的正確に測定でき
るので広く採用されている。これは、鉛蓄電池では充放
電に伴って電解液である希硫酸の濃度が変化し、これに
伴って比重が変化することを利用したものであり、電解
液が極板の上部まで十分満たされたいわゆる液入り電池
では、液口からスポイトで電解液を吸い出して比重を測
定し、残存容量を推定する方法が採用されていた。しか
し、電解液をゲル化させたり、あるいはセパレータに含
浸させた、流動する電解液を有しない密閉形鉛蓄電池で
は、電解液から直接の比重を測定する上記のような方法
が採用できないので、電池の開路電圧から間接的に電解
液比重を求め、残存容量を推定する方法が提案されてい
る。すなわち、鉛蓄電池の開路電圧は電解液比重＋０．
８５の関係があることが理論的に知られているので、開
路電圧を測定して残存容量を推定する方法であり、密閉
形鉛蓄電池に限らず、液入り鉛蓄電池にも適用できる。
解液比重を測定して求める方法が比較的正確に測定でき
るので広く採用されている。これは、鉛蓄電池では充放
電に伴って電解液である希硫酸の濃度が変化し、これに
伴って比重が変化することを利用したものであり、電解
液が極板の上部まで十分満たされたいわゆる液入り電池
では、液口からスポイトで電解液を吸い出して比重を測
定し、残存容量を推定する方法が採用されていた。しか
し、電解液をゲル化させたり、あるいはセパレータに含
浸させた、流動する電解液を有しない密閉形鉛蓄電池で
は、電解液から直接の比重を測定する上記のような方法
が採用できないので、電池の開路電圧から間接的に電解
液比重を求め、残存容量を推定する方法が提案されてい
る。すなわち、鉛蓄電池の開路電圧は電解液比重＋０．
８５の関係があることが理論的に知られているので、開
路電圧を測定して残存容量を推定する方法であり、密閉
形鉛蓄電池に限らず、液入り鉛蓄電池にも適用できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記関係式
は、鉛蓄電池の使用前後における電解液量が一定とした
理論式であり、実際は電解液が減少し、この量は電池の
使用状態、例えば周囲温度や電池の劣化具合等によって
ばらつくので、測定した残存容量に誤差が生じ正確に検
知できないという問題点を有していた。
は、鉛蓄電池の使用前後における電解液量が一定とした
理論式であり、実際は電解液が減少し、この量は電池の
使用状態、例えば周囲温度や電池の劣化具合等によって
ばらつくので、測定した残存容量に誤差が生じ正確に検
知できないという問題点を有していた。
【０００４】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的とするところは、鉛蓄電池の使用
状態に関わらず、その残存容量を正確に測定できる残存
容量測定法を提供することにある。
のであって、その目的とするところは、鉛蓄電池の使用
状態に関わらず、その残存容量を正確に測定できる残存
容量測定法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、本発明は鉛蓄電池の開路電圧から電解液比重を求
め、該比重に基づき鉛蓄電池の残存容量を測定する鉛蓄
電池の残存容量測定法において、予め、満充電された鉛
蓄電池内の空間容積Ｖ1 を求めておき、所定残存容量測
定時における鉛蓄電池内の空間容積Ｖ3 を求め、これら
容積Ｖ1 ，Ｖ3 の差から電解液の減量ΔＶを求め、該減
量ΔＶから電解液の変化量ΔＤを求め、所定残存容量に
おける電解液比重Ｄを該変化量ΔＤにより補正して残存
容量を求めることを特徴とするものである。そして、前
記空間容積Ｖ1 ，Ｖ3 は、電池空間容積を一定容積Ｖ’
変化させ、その前後における電池内圧力Ｐ1 ，Ｐ2 また
はＰ3 ，Ｐ4 と、前記容積Ｖ’とから求めることができ
る。また、上記測定法において、満充電時と所定残存容
量時の電池の内部抵抗の変化量ΔＲと、所定残存容量に
おける放電深度Ａを求め、この値により残存容量を補正
することが好ましい。
に、本発明は鉛蓄電池の開路電圧から電解液比重を求
め、該比重に基づき鉛蓄電池の残存容量を測定する鉛蓄
電池の残存容量測定法において、予め、満充電された鉛
蓄電池内の空間容積Ｖ1 を求めておき、所定残存容量測
定時における鉛蓄電池内の空間容積Ｖ3 を求め、これら
容積Ｖ1 ，Ｖ3 の差から電解液の減量ΔＶを求め、該減
量ΔＶから電解液の変化量ΔＤを求め、所定残存容量に
おける電解液比重Ｄを該変化量ΔＤにより補正して残存
容量を求めることを特徴とするものである。そして、前
記空間容積Ｖ1 ，Ｖ3 は、電池空間容積を一定容積Ｖ’
変化させ、その前後における電池内圧力Ｐ1 ，Ｐ2 また
はＰ3 ，Ｐ4 と、前記容積Ｖ’とから求めることができ
る。また、上記測定法において、満充電時と所定残存容
量時の電池の内部抵抗の変化量ΔＲと、所定残存容量に
おける放電深度Ａを求め、この値により残存容量を補正
することが好ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。 （実施形態１）図１は、本発明の装置の一実施形態に鉛
電池を接続した説明図であり、１は被検鉛蓄電池、２は
シリンダー、３は圧力変化、体積変化の測定演算部、４
はフローメーター、５はポンプ、６は圧力センサー、７
は温度センサー、８は電圧測定部、９は残存容量演算
部、１０は表示器である。
基づいて説明する。 （実施形態１）図１は、本発明の装置の一実施形態に鉛
電池を接続した説明図であり、１は被検鉛蓄電池、２は
シリンダー、３は圧力変化、体積変化の測定演算部、４
はフローメーター、５はポンプ、６は圧力センサー、７
は温度センサー、８は電圧測定部、９は残存容量演算
部、１０は表示器である。
【０００７】次に、上記装置を用いて残存容量を測定す
る方法について説明する。先ず、満充電電池１を図１の
ように測定装置に接続し、電池１内の圧力Ｐ1 （通常は
１気圧）を測定して演算部３に記憶させる。次に、ポン
プ５を作動し、フローメーター４を通じて空気を送り出
し、シリンダー２を動かし、電池内空間容積を一定容積
Ｖ’（シリンダーの挿入分）だけ変化させる。変化させ
た時の電池内の圧力Ｐ2 を圧力センサー６で測定する。
そして、この一定容積Ｖ’と圧力Ｐ2 とを演算部３に
て、前記圧力Ｐ1 を用いて、下記の（１）式により満充
電電池内の空間容積Ｖ1 を求め記憶する。すなわち、ポ
ンプ作動前後における電池内の圧力Ｐ1 ，Ｐ2 と容積Ｖ
1 ，Ｖ2 （Ｖ2 ＝Ｖ1 −Ｖ’とする）には、電池内温度
をＴ（一定）とすると、
る方法について説明する。先ず、満充電電池１を図１の
ように測定装置に接続し、電池１内の圧力Ｐ1 （通常は
１気圧）を測定して演算部３に記憶させる。次に、ポン
プ５を作動し、フローメーター４を通じて空気を送り出
し、シリンダー２を動かし、電池内空間容積を一定容積
Ｖ’（シリンダーの挿入分）だけ変化させる。変化させ
た時の電池内の圧力Ｐ2 を圧力センサー６で測定する。
そして、この一定容積Ｖ’と圧力Ｐ2 とを演算部３に
て、前記圧力Ｐ1 を用いて、下記の（１）式により満充
電電池内の空間容積Ｖ1 を求め記憶する。すなわち、ポ
ンプ作動前後における電池内の圧力Ｐ1 ，Ｐ2 と容積Ｖ
1 ，Ｖ2 （Ｖ2 ＝Ｖ1 −Ｖ’とする）には、電池内温度
をＴ（一定）とすると、
【０００８】 Ｐ1 Ｖ1 ／Ｔ＝Ｐ2 Ｖ2 ／Ｔ＝Ｐ2 （Ｖ1 −Ｖ’）／Ｔ の関係が成り立ち、Ｖ1 を求めると、 Ｖ1 ＝−Ｐ1 Ｖ’／（Ｐ1 −Ｐ2 ） ・・・（１） となる。なお、前記一定容積Ｖ’は、電槽の膨れや気体
の電池からの漏れを起こさない範囲内とした。
の電池からの漏れを起こさない範囲内とした。
【０００９】次に、満充電電池を前記装置から取り外
し、該電池を使用後、再び前記装置に取り付け、残存容
量を測定する。すなわち、電圧検出部８で開路電圧Ｅを
測定し、該値Ｅを演算部９に送り、該演算部９で電解液
比重ＤをＤ＝Ｅ−０．８５の式により求める。また、こ
の時の電池内空間容積Ｖ3 を、満充電時の電池内空間容
積Ｖ1 を求めた方法と同様にして求め、演算部３で容積
Ｖ1 とＶ3 との差、すなわち容積変化量（減液量）ΔＶ
を求める。この変化量ΔＶを演算部９に送り、電解液比
重の変化量ΔＤを次式により算出する。 ΔＤ＝〔（Ｄ0 Ｖ0 −１・ΔＶ）／（Ｖ0 −ΔＶ）〕−Ｄ0 ・・・（２） ただし、Ｄ0 は新品時の電解液比重（設計値）、Ｖ0 は
新品時の電解液の容積（設計値）である。
し、該電池を使用後、再び前記装置に取り付け、残存容
量を測定する。すなわち、電圧検出部８で開路電圧Ｅを
測定し、該値Ｅを演算部９に送り、該演算部９で電解液
比重ＤをＤ＝Ｅ−０．８５の式により求める。また、こ
の時の電池内空間容積Ｖ3 を、満充電時の電池内空間容
積Ｖ1 を求めた方法と同様にして求め、演算部３で容積
Ｖ1 とＶ3 との差、すなわち容積変化量（減液量）ΔＶ
を求める。この変化量ΔＶを演算部９に送り、電解液比
重の変化量ΔＤを次式により算出する。 ΔＤ＝〔（Ｄ0 Ｖ0 −１・ΔＶ）／（Ｖ0 −ΔＶ）〕−Ｄ0 ・・・（２） ただし、Ｄ0 は新品時の電解液比重（設計値）、Ｖ0 は
新品時の電解液の容積（設計値）である。
【００１０】また、温度センサー７により電池温度Ｔ1
（℃）を測定し、この値Ｔ1 を演算部９に送る。次に、
演算部９で前記電解液比重ＤをΔＤ，Ｔを用いて次式に
より補正する。すなわち、補正後の電解液比重をＤ’と
すると、 Ｄ’＝Ｄ−ΔＤ＋０．０００７５（Ｔ−２０） ・・・（３） 鉛蓄電池の２０℃における電解液比重と残存容量には、
一般に図３に示す関係があるので、（３）式で求めた電
解液比重Ｄ’をこの関係式に代入して残存容量を求め
る。求めた残存容量を表示器１０で表示する。以上の方
法により鉛蓄電池が寿命を迎えるまで残存容量を、直接
電解液比重を測定して残存容量を求めた場合と比較して
１％以内の誤差で求めることができた。
（℃）を測定し、この値Ｔ1 を演算部９に送る。次に、
演算部９で前記電解液比重ＤをΔＤ，Ｔを用いて次式に
より補正する。すなわち、補正後の電解液比重をＤ’と
すると、 Ｄ’＝Ｄ−ΔＤ＋０．０００７５（Ｔ−２０） ・・・（３） 鉛蓄電池の２０℃における電解液比重と残存容量には、
一般に図３に示す関係があるので、（３）式で求めた電
解液比重Ｄ’をこの関係式に代入して残存容量を求め
る。求めた残存容量を表示器１０で表示する。以上の方
法により鉛蓄電池が寿命を迎えるまで残存容量を、直接
電解液比重を測定して残存容量を求めた場合と比較して
１％以内の誤差で求めることができた。
【００１１】（実施形態２）図２は、本発明の装置の他
の実施形態に鉛電池を接続した説明図であり、図１と同
一符号は同一名称を示し、１１はＡｈカウンター、１２
は満充電検出部、１３は抵抗検出演算部である。次に、
図２の装置を用いて残存容量を測定する方法を説明す
る。先ず、実施形態１と同様にして満充電時の電池内空
間容積Ｖ1 を演算部３で求め、演算部９に記憶させる。
同時に、抵抗検出演算部１３で電池の正極から負極に流
れる電流のＩＲドロップを検出して電池の初期抵抗値Ｒ
1 を求め、演算部９に記憶させる。
の実施形態に鉛電池を接続した説明図であり、図１と同
一符号は同一名称を示し、１１はＡｈカウンター、１２
は満充電検出部、１３は抵抗検出演算部である。次に、
図２の装置を用いて残存容量を測定する方法を説明す
る。先ず、実施形態１と同様にして満充電時の電池内空
間容積Ｖ1 を演算部３で求め、演算部９に記憶させる。
同時に、抵抗検出演算部１３で電池の正極から負極に流
れる電流のＩＲドロップを検出して電池の初期抵抗値Ｒ
1 を求め、演算部９に記憶させる。
【００１２】電池使用時は、Ａｈカウンター１１と満充
電検出器１２とを作動させ、充電状態を記憶させる。残
存容量測定時には、電池内空間容積Ｖ3 を実施形態１と
同様にして求め、この時の抵抗Ｒ2 を抵抗検出演算部１
３で求める。また、実施形態１と同様にして容積変化量
ΔＶを求め、抵抗の変化量ΔＲもΔＲ＝Ｒ1 −Ｒ2 の式
よりを求める。このΔＲは、電解液の減量、電池の劣化
具合、放電深度により変化した値である。
電検出器１２とを作動させ、充電状態を記憶させる。残
存容量測定時には、電池内空間容積Ｖ3 を実施形態１と
同様にして求め、この時の抵抗Ｒ2 を抵抗検出演算部１
３で求める。また、実施形態１と同様にして容積変化量
ΔＶを求め、抵抗の変化量ΔＲもΔＲ＝Ｒ1 −Ｒ2 の式
よりを求める。このΔＲは、電解液の減量、電池の劣化
具合、放電深度により変化した値である。
【００１３】一方、Ａｈカウンター１１により放電深度
を求める。すなわち、Ａｈカウンター１１により充電お
よび放電電気量がカウントされ、過充電されなかった時
は次式により放電深度Ａを求める。 放電深度Ａ＝充電電気量−放電電気量 ・・・（４） 過充電された時は、Ａｈカウンター１１をリセットし、
新たに充電電気量と放電電気量を記憶させ、（４）式か
ら残存容量測定時の放電深度Ａを求める。次に、実施形
態１と同様にして、演算部９で容積変化量ΔＶから電解
液比重変化量ΔＤを求め、該ΔＤと温度センサ７で測定
した温度Ｔから補正した電解液比重Ｄ’を前記（３）式
より求める。そして、図３の関係式から電解液比重Ｄ’
に対する残存容量Ｃを求める。
を求める。すなわち、Ａｈカウンター１１により充電お
よび放電電気量がカウントされ、過充電されなかった時
は次式により放電深度Ａを求める。 放電深度Ａ＝充電電気量−放電電気量 ・・・（４） 過充電された時は、Ａｈカウンター１１をリセットし、
新たに充電電気量と放電電気量を記憶させ、（４）式か
ら残存容量測定時の放電深度Ａを求める。次に、実施形
態１と同様にして、演算部９で容積変化量ΔＶから電解
液比重変化量ΔＤを求め、該ΔＤと温度センサ７で測定
した温度Ｔから補正した電解液比重Ｄ’を前記（３）式
より求める。そして、図３の関係式から電解液比重Ｄ’
に対する残存容量Ｃを求める。
【００１４】この容量Ｃを前記ΔＲとＡを用いて補正す
る。すなわち、補正後の残存容量Ｃ’は、Ｃ’＝〔（Ｃ
−αΔＲ）＋Ａ〕／２ （αは定数）の関係式より求め
る。この値Ｃ’を演算部９で計算出力し、表示器１０で
表示する。以上のように、抵抗の変化ΔＲと放電深度Ａ
により補正すると、実施形態１よりさらに精度よく残存
容量を測定できる。
る。すなわち、補正後の残存容量Ｃ’は、Ｃ’＝〔（Ｃ
−αΔＲ）＋Ａ〕／２ （αは定数）の関係式より求め
る。この値Ｃ’を演算部９で計算出力し、表示器１０で
表示する。以上のように、抵抗の変化ΔＲと放電深度Ａ
により補正すると、実施形態１よりさらに精度よく残存
容量を測定できる。
【００１５】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、次に記
載する効果を奏する。 （１）請求項１によれば、開路電圧から残存容量を測定
する方法において、使用中における電解液比重の変化を
補正しているので、正確に残存容量を測定できる。 （２）請求項１によれば、密閉形鉛蓄電池のように、流
動する電解液がない電池でも電解液比重の変化量を求め
ることができる。 （３）請求項２によれば、電解液の減量を正確に知るこ
とが出来る。 （４）請求項３によれば、電池の内部抵抗や放電深度に
よる残存容量の変化を補正できるので、正確に残存容量
を測定できる。
載する効果を奏する。 （１）請求項１によれば、開路電圧から残存容量を測定
する方法において、使用中における電解液比重の変化を
補正しているので、正確に残存容量を測定できる。 （２）請求項１によれば、密閉形鉛蓄電池のように、流
動する電解液がない電池でも電解液比重の変化量を求め
ることができる。 （３）請求項２によれば、電解液の減量を正確に知るこ
とが出来る。 （４）請求項３によれば、電池の内部抵抗や放電深度に
よる残存容量の変化を補正できるので、正確に残存容量
を測定できる。
【図１】本発明の一実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明の他の実施形態を示す説明図である。
【図３】残存容量と電解液比重との関係を示すグラフで
ある。
ある。
Claims (3)
- 【請求項１】 鉛蓄電池の開路電圧から電解液比重を求
め、該比重に基づき鉛蓄電池の残存容量を測定する鉛蓄
電池の残存容量測定法において、予め、満充電された鉛
蓄電池内の空間容積（Ｖ1 ）を求めておき、所定残存容
量測定時における鉛蓄電池内の空間容積（Ｖ3 ）を求
め、これら容積（Ｖ1 ，Ｖ3 ）の差から求めた電解液の
減量ΔＶから電解液比重の変化量ΔＤを求め、開路電圧
Ｅから求めた所定残存容量における電解液比重Ｄを前記
変化量ΔＤにより補正して残存容量を求めることを特徴
とする鉛蓄電池の残存容量測定法。 - 【請求項２】 請求項１の空間容積（Ｖ1 ，Ｖ3 ）は、
電池内空間容積を一定容積（Ｖ’）だけ変化させ、その
前後における圧力（Ｐ1 ，Ｐ2 またはＰ3 ，Ｐ4 ）と前
記一定容積（Ｖ’）とから求めることを特徴とする鉛蓄
電池の残存容量測定法。 - 【請求項３】 満充電における鉛蓄電池の内部抵抗（Ｒ
1 ）と所定残存容量における鉛蓄電池の内部抵抗
（Ｒ2 ）との差（ΔＲ）と、所定残存容量における鉛蓄
電池の放電深度Ａを求め、これら値（ΔＲ，Ａ）を用い
て残存容量を補正することを特徴とする請求項１または
２記載の鉛蓄電池の残存容量測定法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8013398A JPH09211090A (ja) | 1996-01-30 | 1996-01-30 | 鉛蓄電池の残存容量測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8013398A JPH09211090A (ja) | 1996-01-30 | 1996-01-30 | 鉛蓄電池の残存容量測定法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09211090A true JPH09211090A (ja) | 1997-08-15 |
Family
ID=11832019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8013398A Pending JPH09211090A (ja) | 1996-01-30 | 1996-01-30 | 鉛蓄電池の残存容量測定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09211090A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015204131A (ja) * | 2014-04-10 | 2015-11-16 | カルソニックカンセイ株式会社 | 比重推定装置および比重推定方法 |
| JP2018169281A (ja) * | 2017-03-29 | 2018-11-01 | 古河電気工業株式会社 | 二次電池状態検出装置および二次電池状態検出方法 |
| JP2020155394A (ja) * | 2019-03-22 | 2020-09-24 | 古河電気工業株式会社 | 充電可能電池温度推定装置および充電可能電池温度推定方法 |
| WO2020216081A1 (zh) * | 2019-04-25 | 2020-10-29 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池可用能量确定方法、装置、管理系统以及存储介质 |
| CN113270650A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-08-17 | 安徽力普拉斯电源技术有限公司 | 一种铅酸蓄电池开路电压控制方法 |
| US11604225B2 (en) | 2019-12-23 | 2023-03-14 | Gs Yuasa International Ltd. | Method for estimating state of charge, liquid reduction amount of electrolyte solution of valve regulated lead-acid battery, and device for monitoring valve regulated lead-acid |
-
1996
- 1996-01-30 JP JP8013398A patent/JPH09211090A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2020155394A (ja) * | 2019-03-22 | 2020-09-24 | 古河電気工業株式会社 | 充電可能電池温度推定装置および充電可能電池温度推定方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040409 |