JPS62853A - 硬度測定方法 - Google Patents
硬度測定方法Info
- Publication number
- JPS62853A JPS62853A JP13937985A JP13937985A JPS62853A JP S62853 A JPS62853 A JP S62853A JP 13937985 A JP13937985 A JP 13937985A JP 13937985 A JP13937985 A JP 13937985A JP S62853 A JPS62853 A JP S62853A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は金属の表面および内部の硬さを非破壊的にて測
定することができる硬度測定ＶｉＭ及び硬度測定方法に
関する。
定することができる硬度測定ＶｉＭ及び硬度測定方法に
関する。
［発明の庚術的、ｉ１景とその問題点コ一般に、金属の
高さの測定は金属の機械的性質を利用してビッカース硬
度計（ＨＶ）、ロックウェル硬度計（ＨＲ）、ブリネル
硬度計（ＨＲ）等の硬度測定器によって測定するのが最
も正確と言われている。しかし、これらの測定器は被測
定物を切断しない場合には被測定物の表面部の測定しか
できないため、内部の硬度を正確に測定する場合には被
測定物を切断して測定箇所を上記したような硬度測定器
にて測定する方法が最も多いとされている。このように
、被測定物を切断してその内部の硬度を測定する場合に
おいて、高周波焼入れ、ガス浸炭焼入れ等のように表面
焼入れされた金属の表面から内部までの連続した硬さの
分布を測定するために被測定物を切断するために、被測
定物の切断から測定までに長時間を要するという欠点も
あった。また、切断してはならない被測定物については
測定をすることができないという問題があった。
高さの測定は金属の機械的性質を利用してビッカース硬
度計（ＨＶ）、ロックウェル硬度計（ＨＲ）、ブリネル
硬度計（ＨＲ）等の硬度測定器によって測定するのが最
も正確と言われている。しかし、これらの測定器は被測
定物を切断しない場合には被測定物の表面部の測定しか
できないため、内部の硬度を正確に測定する場合には被
測定物を切断して測定箇所を上記したような硬度測定器
にて測定する方法が最も多いとされている。このように
、被測定物を切断してその内部の硬度を測定する場合に
おいて、高周波焼入れ、ガス浸炭焼入れ等のように表面
焼入れされた金属の表面から内部までの連続した硬さの
分布を測定するために被測定物を切断するために、被測
定物の切断から測定までに長時間を要するという欠点も
あった。また、切断してはならない被測定物については
測定をすることができないという問題があった。
［発明の目的］
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は
、金属の表面及び内部の硬さを非破壊的に測定でき、し
かも金属の表面から内部までの連続した硬度分布の測定
、金属の任意の深さの硬度の測定を極く短時間に測定す
ることができる硬度測定装置及び硬度測定方法を提供す
ることにある。
、金属の表面及び内部の硬さを非破壊的に測定でき、し
かも金属の表面から内部までの連続した硬度分布の測定
、金属の任意の深さの硬度の測定を極く短時間に測定す
ることができる硬度測定装置及び硬度測定方法を提供す
ることにある。
［発明の概要］
被測定物の表面からの深さを指令する深さ信号を出力す
る深さ信号発生器と、この深さ信号で指定された深さを
対応した周波数に変換する深さ一周波数変換器と、この
深さ一周波数変換器から出力される周波数を持った交流
電圧を出力する周波数発振器と、上記交流電圧と同じ周
波数を持つ交番磁界を被測定物内に発生させる交番磁界
発生装置と、上記被測定物内に発生するうず電流に相当
するうず′Ｒ電流相当値測定するうず電流検出装置と、
このうず電流検出器装置で検出器されたうず電流相当値
を補正するうず電流補正器と、このうずＮ流補正器から
出力される補正されたうず電流相当値を硬度に変換する
うず電流−硬度変換器と、上記深さ一周波数変換器とう
ず電流−硬度変換器とにより上記被測定物表面からの深
さと硬度との関係を求めるデータ処理部とよりなる硬度
測定装置である。
る深さ信号発生器と、この深さ信号で指定された深さを
対応した周波数に変換する深さ一周波数変換器と、この
深さ一周波数変換器から出力される周波数を持った交流
電圧を出力する周波数発振器と、上記交流電圧と同じ周
波数を持つ交番磁界を被測定物内に発生させる交番磁界
発生装置と、上記被測定物内に発生するうず電流に相当
するうず′Ｒ電流相当値測定するうず電流検出装置と、
このうず電流検出器装置で検出器されたうず電流相当値
を補正するうず電流補正器と、このうずＮ流補正器から
出力される補正されたうず電流相当値を硬度に変換する
うず電流−硬度変換器と、上記深さ一周波数変換器とう
ず電流−硬度変換器とにより上記被測定物表面からの深
さと硬度との関係を求めるデータ処理部とよりなる硬度
測定装置である。
［発明の実施例コ
以下図面を参照して本発明の一実施例に係わる硬度測定
装置について説明する。第１図において、１１は装置本
体で、１２は出力される周波数を変化することができる
周波数発振器、１３は深さ信号発生器、深さ一周波数変
換器、増幅調整器、うず電流検出器、うず電流補正器、
うず電流−硬さ変換器を含む回路である。また、１４は
検出された硬度をデジタル的に表示する表示部である。
装置について説明する。第１図において、１１は装置本
体で、１２は出力される周波数を変化することができる
周波数発振器、１３は深さ信号発生器、深さ一周波数変
換器、増幅調整器、うず電流検出器、うず電流補正器、
うず電流−硬さ変換器を含む回路である。また、１４は
検出された硬度をデジタル的に表示する表示部である。
そして、上記周波数発振器から出力される各種周波数電
圧は計測用コイル１６に供給される。また、この計測用
コ、イル１６は第２図に示すように被測定物１５を通る
磁束を変化させるための一次コイル１６１及び上記被測
定物１５に発生するうず電流を検出するための二次コイ
ル１６２、上記−次コイル１６１及び二次コイル１６２
を磁気的に遮蔽する′ａＭ筒１６３とより構成されてい
る。そして、上記二次コイル１６２で検出されたうず電
流は上記装置本体１１内に送られる。
圧は計測用コイル１６に供給される。また、この計測用
コ、イル１６は第２図に示すように被測定物１５を通る
磁束を変化させるための一次コイル１６１及び上記被測
定物１５に発生するうず電流を検出するための二次コイ
ル１６２、上記−次コイル１６１及び二次コイル１６２
を磁気的に遮蔽する′ａＭ筒１６３とより構成されてい
る。そして、上記二次コイル１６２で検出されたうず電
流は上記装置本体１１内に送られる。
ところで、１７は上記装置本体１１で算出された被測定
物１５の深さ方向の硬度分布を印字するプリンタ、１８
は上記装置本体１３で算出された被測定物１５の深さ方
向の硬度分布を表示するグラフ作成器である。
物１５の深さ方向の硬度分布を印字するプリンタ、１８
は上記装置本体１３で算出された被測定物１５の深さ方
向の硬度分布を表示するグラフ作成器である。
次に、第３図を参照して第１図に示した装置本体１１内
の構成を詳細に説明する。第３図において、２１は被測
定物１５の深さを指定する深さ信号を出力する信号発生
器である。この深さ信号発生器２１から出力される深さ
信号は深さ一周波数変換器２２に入力される。この深さ
一周波数変換器２２は第４図に示すように周波数を可変
とした場合に周波数の変化に応じて被測定物１５のどの
くらいの深さにうず電流を発生し得るかを示している。
の構成を詳細に説明する。第３図において、２１は被測
定物１５の深さを指定する深さ信号を出力する信号発生
器である。この深さ信号発生器２１から出力される深さ
信号は深さ一周波数変換器２２に入力される。この深さ
一周波数変換器２２は第４図に示すように周波数を可変
とした場合に周波数の変化に応じて被測定物１５のどの
くらいの深さにうず電流を発生し得るかを示している。
この深さ一周波数変換器２２から出力される周波数は、
周波数発振器２３に入力される。この周波数発振器２３
から出力される周波数信号は増幅・調整器２４を介して
増幅されて上記−次コイル１６１に供給される。そして
、上記二次コイル１６２には上記被測定物１５に発生す
るうず電流に比例した電圧が発生するため、二次コイル
１６２にはそのうず電流に相当する電流が流れる。そし
て、２５はそのうず電流に相当する電流、つまりうず電
流相当値を検出するうず電流検出器である。次に、うず
電流補正器２６において、上記うず電流検出器２５で検
出されたうず電流相当値に第５図に示すような補正率が
掛けられる。そして、うず電流−硬さ変換器２７におい
て、補正されたうず電流相当値が第６図に示すように硬
さに変換される。
周波数発振器２３に入力される。この周波数発振器２３
から出力される周波数信号は増幅・調整器２４を介して
増幅されて上記−次コイル１６１に供給される。そして
、上記二次コイル１６２には上記被測定物１５に発生す
るうず電流に比例した電圧が発生するため、二次コイル
１６２にはそのうず電流に相当する電流が流れる。そし
て、２５はそのうず電流に相当する電流、つまりうず電
流相当値を検出するうず電流検出器である。次に、うず
電流補正器２６において、上記うず電流検出器２５で検
出されたうず電流相当値に第５図に示すような補正率が
掛けられる。そして、うず電流−硬さ変換器２７におい
て、補正されたうず電流相当値が第６図に示すように硬
さに変換される。
次に、上記のように構成された本発明の一実施例の動作
について説明する。まず、第１図に示すように被測定物
１５を計測用コイル１６内に載置し、−次コイル１６１
に印加する電圧の周波数を高い周波数から低い周波数に
連続的に麹化させる。これにより、第２図に示すように
被測定物１６に発生するうず電流の深さが変化する。こ
のようにして、−次コイル１６１に交流電流が流れると
被測定物１５内にうず電流が流れる。このうず電流によ
り二次コイル１６２に誘導電流が流れる。この誘導電流
は被測定物１５に流れるうず電流の値に相当しているも
ので、うず電流検出器２５により、うずＩｆ流に相当し
ている値、いわゆるうず電流相当値が計測される。この
うず電流相当値はうず電流補正器２６で補正される。そ
して、補正されたうず電流補正値に基づきうず電流−硬
さ変換器２７により被測定物１５の硬さが算出される。
について説明する。まず、第１図に示すように被測定物
１５を計測用コイル１６内に載置し、−次コイル１６１
に印加する電圧の周波数を高い周波数から低い周波数に
連続的に麹化させる。これにより、第２図に示すように
被測定物１６に発生するうず電流の深さが変化する。こ
のようにして、−次コイル１６１に交流電流が流れると
被測定物１５内にうず電流が流れる。このうず電流によ
り二次コイル１６２に誘導電流が流れる。この誘導電流
は被測定物１５に流れるうず電流の値に相当しているも
ので、うず電流検出器２５により、うずＩｆ流に相当し
ている値、いわゆるうず電流相当値が計測される。この
うず電流相当値はうず電流補正器２６で補正される。そ
して、補正されたうず電流補正値に基づきうず電流−硬
さ変換器２７により被測定物１５の硬さが算出される。
そして、その硬さはグラフ作成器１８に送られて、被測
定物１５の深さ方向の硬さがプロットされる。このよう
に、被測定物１５の深さに対する硬さがプロットされる
と、深さ信号発生器２１から次の深さ信号が深さ一周波
数変換器２２に出力される。そして、深さ一周波数変換
器２２から被測定物１５の深さに応じた周波数が周波数
発振器２３に出力される。そして、この周波数を以て一
次コイル１６１が励振される。以下同様にして、うず電
流検出器器２５によりうず電流相当値が検出器される。
定物１５の深さ方向の硬さがプロットされる。このよう
に、被測定物１５の深さに対する硬さがプロットされる
と、深さ信号発生器２１から次の深さ信号が深さ一周波
数変換器２２に出力される。そして、深さ一周波数変換
器２２から被測定物１５の深さに応じた周波数が周波数
発振器２３に出力される。そして、この周波数を以て一
次コイル１６１が励振される。以下同様にして、うず電
流検出器器２５によりうず電流相当値が検出器される。
そして、うずＮ流補正器２６及びうず電流−硬さ変換器
２１により被測定物１５の深さに応じたその硬さが算出
される。そして、その硬さがグラフ作成器１８上にプＯ
ツ１〜される。このようにして、第７図に示すように被
測定物１５の深さに対応した被測定物１５の硬さがプロ
ットされる。
２１により被測定物１５の深さに応じたその硬さが算出
される。そして、その硬さがグラフ作成器１８上にプＯ
ツ１〜される。このようにして、第７図に示すように被
測定物１５の深さに対応した被測定物１５の硬さがプロ
ットされる。
次に、本発明に係わる硬度測定方法について説明する。
まず、第８図に示すようにに、厚さｄの被測定物１５と
同じ材質の金属円筒３１に各種の周波数の交′＃磁界を
印加して筒３１内部に発生するうず電流に相当するうず
電流相当値を各周波数毎に計測する。
同じ材質の金属円筒３１に各種の周波数の交′＃磁界を
印加して筒３１内部に発生するうず電流に相当するうず
電流相当値を各周波数毎に計測する。
このようにして、第９図に示すような交番磁界−うず電
流相当値の関係が求められる。第９図を見ても明らかな
ように、うず電流相当値は厚さｄと関係する周波数ｆ
（ｄ）においてその値が大きく変化する。以下、厚さｄ
が異なっている筒３１を用いて同様な計測を行なう。こ
のようにして、［３１の各種の厚さｄに対応した周波数
ｆ（ｄ）を計測することができる。このようにして、第
４図に示すような被測定物１５の深さに対応する周波数
がプロットされる。この第４図の関係に基づいて、第３
図の深さ一周波数変換器２２により深さが周波数に変換
される。
流相当値の関係が求められる。第９図を見ても明らかな
ように、うず電流相当値は厚さｄと関係する周波数ｆ
（ｄ）においてその値が大きく変化する。以下、厚さｄ
が異なっている筒３１を用いて同様な計測を行なう。こ
のようにして、［３１の各種の厚さｄに対応した周波数
ｆ（ｄ）を計測することができる。このようにして、第
４図に示すような被測定物１５の深さに対応する周波数
がプロットされる。この第４図の関係に基づいて、第３
図の深さ一周波数変換器２２により深さが周波数に変換
される。
次に、表面から中心部まで一定した硬さ６円柱上の鉄心
を用い、この鉄心に交番磁界を印加して内部に生じるう
ず電流を計測する。ところで、鉄心の硬度は均一である
ので内部に流れるうず電流は深さが変化しても同一であ
るはずである。ところが、第１０図に示すように表面か
らの深さが大きくなるに従ってうず電流は上昇していく
。これは表面に地階はど電流損失が大きいためである。
を用い、この鉄心に交番磁界を印加して内部に生じるう
ず電流を計測する。ところで、鉄心の硬度は均一である
ので内部に流れるうず電流は深さが変化しても同一であ
るはずである。ところが、第１０図に示すように表面か
らの深さが大きくなるに従ってうず電流は上昇していく
。これは表面に地階はど電流損失が大きいためである。
従って、うず電流相当値を補正する必要がある。これは
第５図に示すような補正率を掛けることにより行われる
。
第５図に示すような補正率を掛けることにより行われる
。
次に、被測定物１５の表面の焼入れを行なった後、第４
図に示した深さ一周波数の関係を用いて印加する交番磁
界の周波数を変化させていった場合のうず電流を測定し
、第１１図の実線で示すようなグラフが得られる。そし
て、第５図に示す補正率を用いて破線で示すようにうず
電流が補正される。
図に示した深さ一周波数の関係を用いて印加する交番磁
界の周波数を変化させていった場合のうず電流を測定し
、第１１図の実線で示すようなグラフが得られる。そし
て、第５図に示す補正率を用いて破線で示すようにうず
電流が補正される。
次に、被測定物１５を切断して各深さ毎の硬さをビッカ
ース硬度計等の測定器にて測定する。このようにして測
定された被測定物１５の深さ−硬さの関係は第１２図に
示すようになる。
ース硬度計等の測定器にて測定する。このようにして測
定された被測定物１５の深さ−硬さの関係は第１２図に
示すようになる。
次に、第１１図及び第１２図により補正されたうず電流
相当値と硬さとの相関関係を求める。このようにして求
められた補正されたうず電流相当値−硬さの関係は第６
図に示しておく。つまり、うず電流が増加すると硬さが
増す。第６図に示すように、うず電流相当値と硬さとの
関係を求めることにより被測定物を非破壊にて任意の深
さの硬度測定を行わうことができる。
相当値と硬さとの相関関係を求める。このようにして求
められた補正されたうず電流相当値−硬さの関係は第６
図に示しておく。つまり、うず電流が増加すると硬さが
増す。第６図に示すように、うず電流相当値と硬さとの
関係を求めることにより被測定物を非破壊にて任意の深
さの硬度測定を行わうことができる。
ここで、第７図に示すように本願の装置により非破壊試
験で計測された硬度曲線Ａは曲線Ｂで示されるように破
壊試験により得られた被測定物の硬度曲線とほぼ等しく
することができる。
験で計測された硬度曲線Ａは曲線Ｂで示されるように破
壊試験により得られた被測定物の硬度曲線とほぼ等しく
することができる。
なお、上記実施例においては計測用コイル１６が一次コ
イル１６１と二次コイル１６２とにより構成させるよう
にしたが一つのコイルで行なうようにしても良い。
イル１６１と二次コイル１６２とにより構成させるよう
にしたが一つのコイルで行なうようにしても良い。
このように非破壊的に被測定物内の硬度を計測できるの
で、被測定物の内部硬度の合否判別が正確に出来るため
、装置を生産ライン内に設置することが可能である。例
えば、自動車部品の熱処理された部品（ナックル、トラ
ンスミッション等）の硬度測定が非破壊で短時間ででき
るため非常に有効である。
で、被測定物の内部硬度の合否判別が正確に出来るため
、装置を生産ライン内に設置することが可能である。例
えば、自動車部品の熱処理された部品（ナックル、トラ
ンスミッション等）の硬度測定が非破壊で短時間ででき
るため非常に有効である。
［発明の効果コ
以上詳述したように本発明によれば、被測定物の内部の
硬さを非破壊的に測定することができる硬度測定装置及
び硬度測定方法を提供することにある。
硬さを非破壊的に測定することができる硬度測定装置及
び硬度測定方法を提供することにある。
第１図は本発明の一＊施例に係わる硬度測定装置を示す
図、第２図は計測用コイルを示す図、第３図は同実施例
の硬度測定装置を示すブロック図、第４図は深さ一周波
数の関係を示す図、第５図は深さ一補正率の関係を示す
図、第６図はうず電流相当値−硬さとの関係を示す図、
第７図は深さ−硬さの関係を示す図、第８図は金属円筒
を示す斜さの関係を示す図である。 １１・・・装置本体、１２・・・周波数発振器、１３・
・・深さ信号発振器、１４・・・表示部、１５・・・被
測定物、１６・・・計測用コイル。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第３図 シム２ …ＩＩ＋ 第５図 表面ｌうの深で（ｍｍ） 第６図 う１電）糺（了ンＮ了） 深々 第８図 第９ｖ！１ １１５ＬＥ （Ｈｚ） 第１０図 第１１図 ：／采之（ｍｍ） 第１２図 Ｉ２（ｍｍ）
図、第２図は計測用コイルを示す図、第３図は同実施例
の硬度測定装置を示すブロック図、第４図は深さ一周波
数の関係を示す図、第５図は深さ一補正率の関係を示す
図、第６図はうず電流相当値−硬さとの関係を示す図、
第７図は深さ−硬さの関係を示す図、第８図は金属円筒
を示す斜さの関係を示す図である。 １１・・・装置本体、１２・・・周波数発振器、１３・
・・深さ信号発振器、１４・・・表示部、１５・・・被
測定物、１６・・・計測用コイル。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第３図 シム２ …ＩＩ＋ 第５図 表面ｌうの深で（ｍｍ） 第６図 う１電）糺（了ンＮ了） 深々 第８図 第９ｖ！１ １１５ＬＥ （Ｈｚ） 第１０図 第１１図 ：／采之（ｍｍ） 第１２図 Ｉ２（ｍｍ）
Claims (2)
- （１）被測定物の表面からの深さを指令する深さ信号を
出力する深さ信号発生器と、この深さ信号で指定された
深さを対応した周波数に変換する深さ一周波数変換器と
、この深さ−周波数変換器から出力される周波数を持っ
た交流電圧を出力する周波数発振器と、上記交流電圧と
同じ周波数を持つ交番磁界を被測定物内に発生させる交
番磁界発生装置と、上記被測定物内に発生するうず電流
に相当するうず電流相当値を測定するうず電流検出装置
と、このうず電流検出器装置で検出器されたうず電流相
当値を補正するうず電流補正器と、このうず電流補正器
から出力される補正されたうず電流相当値を硬度に変換
するうず電流−硬度変換器と、上記深さ−周波数変換器
とうず電流−硬度変換器とにより上記被測定物表面から
の深さと硬度との関係を求めるデータ処理部とを具備し
たことを特徴とする硬度測定装置。 - （２）上記被測定物に加えられる交番磁界の周波数と上
記被測定物に流れるうず電流の表面からの深さとの関係
（第１の関係）を算出する手段と、上記第１の関係を用
いて硬度一定の均質の測定物における表面からの深さと
発生するうず電流との関係を求め、同関係より各表面深
さに対する補正率を計算する手段と、上記第１の関係を
用いて被測定物の表面からの深さと発生するうず電流と
の関係を求める手段と、ここで求められたうず電流に上
記補正率を用いて補正されたうず電流（第２の関係）を
算出し、表面の各深さと硬度の関係（第３の関係）と上
記第２の関係より上記補正されたうず電流と硬度との関
係（第４の関係）を求め、上記第３及び第４の関係より
被測定物の深さに対する硬度を算出する手段とを具備し
たことを特徴とする硬度測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60139379A JPH073406B2 (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | 硬度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60139379A JPH073406B2 (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | 硬度測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62853A true JPS62853A (ja) | 1987-01-06 |
| JPH073406B2 JPH073406B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=15243947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60139379A Expired - Lifetime JPH073406B2 (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | 硬度測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH073406B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0618445A2 (de) * | 1993-04-02 | 1994-10-05 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Prüfsonde zum zerstörungsfreien Untersuchen von Oberflächen elektrisch leitfähiger Werkstoffe |
| JP2009031112A (ja) * | 2007-07-26 | 2009-02-12 | Toyota Motor Corp | 焼き入れ深さ測定装置および焼き入れ深さ測定方法 |
| WO2013061667A1 (ja) * | 2011-10-25 | 2013-05-02 | 新日鐵住金株式会社 | 浸炭検知方法 |
| JP2015105926A (ja) * | 2013-12-02 | 2015-06-08 | 株式会社東芝 | 渦電流探傷装置および渦電流探傷方法 |
| CN110794026A (zh) * | 2018-08-03 | 2020-02-14 | 南京理工大学 | 一种多频率自动扫描的材料硬度检测装置及方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS59178356A (ja) * | 1983-03-29 | 1984-10-09 | Jeol Ltd | 焼入材の硬度分布測定法 |
-
1985
- 1985-06-26 JP JP60139379A patent/JPH073406B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH073406B2 (ja) | 1995-01-18 |
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