JPH01259229A - 感圧導電ゴム及び線形センサ利用計測装置 - Google Patents
感圧導電ゴム及び線形センサ利用計測装置Info
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- JPH01259229A JPH01259229A JP8626788A JP8626788A JPH01259229A JP H01259229 A JPH01259229 A JP H01259229A JP 8626788 A JP8626788 A JP 8626788A JP 8626788 A JP8626788 A JP 8626788A JP H01259229 A JPH01259229 A JP H01259229A
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- conductive rubber
- sensitive conductive
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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】
木発明は感圧導電ゴム及び線形センサ利用計測装置に関
し、とくに土木現場における地盤の簡便な自動計測に適
する感圧導電ゴムセンサ及び線形センサ利用の計測装置
に関する。
し、とくに土木現場における地盤の簡便な自動計測に適
する感圧導電ゴムセンサ及び線形センサ利用の計測装置
に関する。
【久立且遺
地盤の沈下や地表面の変位を計測し地盤の挙動を予測し
ながら工事を進めるいわゆる情報化施工促進のため、本
発明者等は、工事現場における土中土圧等の測定に適し
た感圧導電ゴムセンサ及び地盤変位等の測定に適した可
変分圧器利用の線形センサを開発した。感圧導電ゴムセ
ンサは昭和８３年３月１日出願の「感圧導電ゴム形土圧
計及び間隙水圧計」と題する実用新案登録順に開示され
、可変分圧器利用の線形センサは昭和８３年３月２８日
出願の「可変分圧器による簡易地盤変位計」と題する特
許願に開示されている。
ながら工事を進めるいわゆる情報化施工促進のため、本
発明者等は、工事現場における土中土圧等の測定に適し
た感圧導電ゴムセンサ及び地盤変位等の測定に適した可
変分圧器利用の線形センサを開発した。感圧導電ゴムセ
ンサは昭和８３年３月１日出願の「感圧導電ゴム形土圧
計及び間隙水圧計」と題する実用新案登録順に開示され
、可変分圧器利用の線形センサは昭和８３年３月２８日
出願の「可変分圧器による簡易地盤変位計」と題する特
許願に開示されている。
地盤の状態をセンサによって検出する従来の測定装置と
しては、直流電圧や直流電流を電源とし歪ゲージ、歪ゲ
ージ式変換器、熱電対を入力可能とする高精度で多機能
な汎用器が開発され使用されている。
しては、直流電圧や直流電流を電源とし歪ゲージ、歪ゲ
ージ式変換器、熱電対を入力可能とする高精度で多機能
な汎用器が開発され使用されている。
−が ・ しようと る０
しかし、これら従来の測定装置には、実際の工事現場計
測には不必要な高精度をもつこと、多機能をうたいなが
ら現実の現場計測の多様性には対応しきれず特殊部品が
必要となる場合が多いことなどのため、現場計測用の装
置としては不適である欠点があった。また高精度、多機
能による高価格化のため、情報化施工が望ましい建設現
場全部に設置するに適した簡便で低価格の測定装置が見
当らないのが実状である。
測には不必要な高精度をもつこと、多機能をうたいなが
ら現実の現場計測の多様性には対応しきれず特殊部品が
必要となる場合が多いことなどのため、現場計測用の装
置としては不適である欠点があった。また高精度、多機
能による高価格化のため、情報化施工が望ましい建設現
場全部に設置するに適した簡便で低価格の測定装置が見
当らないのが実状である。
看 るための
第１図、第２八図ないし第２Ｄ図並びに第３Ａ図及び第
３Ｂ図に示される実施例を参照して本発明による感圧導
電ゴム及び線形センサ利用計測装置を説明する。この実
施例では、複数の感圧導電ゴムセンサ１を定電流電源３
に接続し、複数の線形センサ２を定電圧電源４に接続す
る。
３Ｂ図に示される実施例を参照して本発明による感圧導
電ゴム及び線形センサ利用計測装置を説明する。この実
施例では、複数の感圧導電ゴムセンサ１を定電流電源３
に接続し、複数の線形センサ２を定電圧電源４に接続す
る。
感圧導電ゴムセンサ１は、エラストマーの中に導電性粒
子を混在させた感圧導電性ゴムの膜を２枚の電極間に挟
み、両電極間に作用する土庄等の圧力に応する感圧導電
性ゴム膜の抵抗値の変化により土庄等を検出するもので
ある。第２Ａ図に示される様に、感圧導電ゴムセンサｌ
に例えば１ ｍＡの定電流を流した場合、圧力変化に対
するその抵抗値Ｒ即ち出力ｖｌの変化は第２Ｂ図の様に
指数関数的である。このような感圧導電ゴムセンサｌは
、低コスト量産が可能であり取扱いも容易であり、施工
現場での土中土圧や間隙水圧の簡易な測定に適する。
子を混在させた感圧導電性ゴムの膜を２枚の電極間に挟
み、両電極間に作用する土庄等の圧力に応する感圧導電
性ゴム膜の抵抗値の変化により土庄等を検出するもので
ある。第２Ａ図に示される様に、感圧導電ゴムセンサｌ
に例えば１ ｍＡの定電流を流した場合、圧力変化に対
するその抵抗値Ｒ即ち出力ｖｌの変化は第２Ｂ図の様に
指数関数的である。このような感圧導電ゴムセンサｌは
、低コスト量産が可能であり取扱いも容易であり、施工
現場での土中土圧や間隙水圧の簡易な測定に適する。
線形センサ２は、第３Ｂ図に示される様に変位り等の入
力の変動に対して線形に変化する電圧Ｖ等の出力を発生
するものである。線形センサ２の一例は、地盤の２点間
に定張力で張設したワイヤがその２点間の相対的変位に
応じて繰出し又は取込まれる際に、当該繰出し又は取込
み量に比例して回転する回転式ポテンショメータ形可変
抵抗器からなる地盤変位計であり、その電気回路は第３
Ａ図のようになる。
力の変動に対して線形に変化する電圧Ｖ等の出力を発生
するものである。線形センサ２の一例は、地盤の２点間
に定張力で張設したワイヤがその２点間の相対的変位に
応じて繰出し又は取込まれる際に、当該繰出し又は取込
み量に比例して回転する回転式ポテンショメータ形可変
抵抗器からなる地盤変位計であり、その電気回路は第３
Ａ図のようになる。
本発明の感圧導電ゴム及び線形センサ利用計測装置にお
いては、複数の感圧導電ゴムセンサーの出力を第１マル
チプレクサ５によって対数変換器７に順次接続する。前
記対数変換器７の出力と第２マルチプレクサ６によって
選択される線形センサ２の出力とを、第３マルチプレク
サ８により順次選択的にアナログ／ディジタル変換器１
ｏに接続する。第２マルチプレクサ６の機能を第３マル
チプレクサ８に含め、第２マルチプレクサ６を省略して
もよい。
いては、複数の感圧導電ゴムセンサーの出力を第１マル
チプレクサ５によって対数変換器７に順次接続する。前
記対数変換器７の出力と第２マルチプレクサ６によって
選択される線形センサ２の出力とを、第３マルチプレク
サ８により順次選択的にアナログ／ディジタル変換器１
ｏに接続する。第２マルチプレクサ６の機能を第３マル
チプレクサ８に含め、第２マルチプレクサ６を省略して
もよい。
好ましくは、第３マルチプレクサ８の出力をフィルタ９
を通した後にアナログ／ディジタル変換器１０に加える
。
を通した後にアナログ／ディジタル変換器１０に加える
。
牟囲
第２Ｂ図において、定電流が通電されている感圧導電ゴ
ムセンサ１の出力である抵抗値、即ちその端子間電圧Ｖ
は圧力Ｆに応じて指数関数的に変化することが知られて
いる。この出力ｖ１をそのまま測定したのでは、圧力Ｆ
が一定範囲より大きいとき又は小さいときの出力変化幅
が過小又は過大で正確な測定ができない。本発明者等は
市販の対数変換器７で感圧導電ゴムセンサｌの出力Ｖを
第２Ｃ図の様に対数変換し、必要に応じ更に後述の反転
を加えることにより、導電ゴムセンサｌの出力を測定し
易い量に変換し、しかも総合精度をフルスケール（ＦＳ
）の１ｚ以内に抑えることに成功した。
ムセンサ１の出力である抵抗値、即ちその端子間電圧Ｖ
は圧力Ｆに応じて指数関数的に変化することが知られて
いる。この出力ｖ１をそのまま測定したのでは、圧力Ｆ
が一定範囲より大きいとき又は小さいときの出力変化幅
が過小又は過大で正確な測定ができない。本発明者等は
市販の対数変換器７で感圧導電ゴムセンサｌの出力Ｖを
第２Ｃ図の様に対数変換し、必要に応じ更に後述の反転
を加えることにより、導電ゴムセンサｌの出力を測定し
易い量に変換し、しかも総合精度をフルスケール（ＦＳ
）の１ｚ以内に抑えることに成功した。
本発明の感圧導電ゴム及び線形センサ利用計測装置にお
いては複数の感圧導電ゴムセンサ１を第１マルチプレク
サ５で走査しその出力Ｖを順次対数変換する。さらにこ
の対数変換後の出力と第２マルチプレクサ６からの被選
択線形センサ出力Ｖとを第３マルチプレクサ８を介して
アナログ／ディジタル変換器１０に加えてディジタル値
に変換する。対数変換後の総合精度をフルスケール（Ｆ
Ｓ）の１ｚ以内に抑えることができるので、対数変換を
しない線形センサ出力ｖ２に対する総合精度もフルスケ
ール（ＦＳ）の１％以内に抑えることができる。
いては複数の感圧導電ゴムセンサ１を第１マルチプレク
サ５で走査しその出力Ｖを順次対数変換する。さらにこ
の対数変換後の出力と第２マルチプレクサ６からの被選
択線形センサ出力Ｖとを第３マルチプレクサ８を介して
アナログ／ディジタル変換器１０に加えてディジタル値
に変換する。対数変換後の総合精度をフルスケール（Ｆ
Ｓ）の１ｚ以内に抑えることができるので、対数変換を
しない線形センサ出力ｖ２に対する総合精度もフルスケ
ール（ＦＳ）の１％以内に抑えることができる。
第２Ｃ図に例示される対数変換器９の出力特性では圧力
の増大に伴なって出力Ｖが下降するが、これを圧力の増
大と共に出力Ｖが上昇する第３Ｄ図の曲線の様に反転し
てもよい。
の増大に伴なって出力Ｖが下降するが、これを圧力の増
大と共に出力Ｖが上昇する第３Ｄ図の曲線の様に反転し
てもよい。
一旦ディジタル化されたセンサ出力Ｖ、■に対しては、
公知の計測値処理、即ち印刷、外部記録、送信、データ
加工等を施すことができる。
公知の計測値処理、即ち印刷、外部記録、送信、データ
加工等を施すことができる。
こうして本発明による感圧導電ゴム及び線形センサ利用
計測装置は、不必要な高精度や多機能を省ぎ、しかも情
報化施工に要する地盤圧力と地盤変位を所要精度で容易
に計測することができる。
計測装置は、不必要な高精度や多機能を省ぎ、しかも情
報化施工に要する地盤圧力と地盤変位を所要精度で容易
に計測することができる。
従って、所要機能を有する地盤計測装置を低価格で提供
する上記目的が達成される。
する上記目的が達成される。
実ｊＬ例
第１図は本発明の感圧導電ゴム及び線形センサ利用計測
装置の一実施例の構成を示すブロック図である。第１マ
ルチプレクサ５、第２マルチプレクサ６及び第３マルチ
プレクサ１０の三つのマルチプレクサを使用したのは、
感圧導電センサ１を定電流電源３から駆動し線形センサ
２を定電圧電源４から駆動したので両電源相互間の影響
を避けるためである。電源は交流１００ｖを基本として
いるが、停電事故時などには自動車用バッテリー１８を
使うこともできる。
装置の一実施例の構成を示すブロック図である。第１マ
ルチプレクサ５、第２マルチプレクサ６及び第３マルチ
プレクサ１０の三つのマルチプレクサを使用したのは、
感圧導電センサ１を定電流電源３から駆動し線形センサ
２を定電圧電源４から駆動したので両電源相互間の影響
を避けるためである。電源は交流１００ｖを基本として
いるが、停電事故時などには自動車用バッテリー１８を
使うこともできる。
第４図は定電流電源３、定電圧電源４及び自動車用バッ
テリー１８を含む電源回路の一例を示し、第５図は第１
マルチプレクサ５の一例を示し、第６図は第１マルチプ
レクサ５に接続される対数変換器７及び第３マルチプレ
クサ８の一例を示し、第７図はマルチプレクサ制御回路
１７の一例を示す。第２マルチプレクサ６は第１マルチ
プレクサ５と同様な構成のものでよい。
テリー１８を含む電源回路の一例を示し、第５図は第１
マルチプレクサ５の一例を示し、第６図は第１マルチプ
レクサ５に接続される対数変換器７及び第３マルチプレ
クサ８の一例を示し、第７図はマルチプレクサ制御回路
１７の一例を示す。第２マルチプレクサ６は第１マルチ
プレクサ５と同様な構成のものでよい。
図示実施例では第３マルチプレクサ１０の出力における
アナログ測定量を、ノイズ除去の目的で工０Ｈｚｃ７）
ローパス・フィルタ９に通し、その後二重積分形のアナ
ログ／ディジタル変換器１０に加えディジタルφデータ
として測定値を取出している。１０Ｈｚのローパス・フ
ィルタ９及び二重積分形のアナログ／ディジタル変換器
１０の使用は、高速データ収集を行なわないことを前提
としている。第６図はローパス−フィルタ９の一例を示
し、第８図はアナログ／ディジタル変換器１０の一例を
示す。
アナログ測定量を、ノイズ除去の目的で工０Ｈｚｃ７）
ローパス・フィルタ９に通し、その後二重積分形のアナ
ログ／ディジタル変換器１０に加えディジタルφデータ
として測定値を取出している。１０Ｈｚのローパス・フ
ィルタ９及び二重積分形のアナログ／ディジタル変換器
１０の使用は、高速データ収集を行なわないことを前提
としている。第６図はローパス−フィルタ９の一例を示
し、第８図はアナログ／ディジタル変換器１０の一例を
示す。
ＣＰＵＩＩとして、第９図に示されるザイログ社のＺ８
０Ａをこの実施例では用いた。このｃｐｕ ｔ １によ
りＩ１０インタフェース１２を介して、Ｒ８−２３２Ｃ
方式等の通信インタフェース１３、プリンタ・ドライブ
１４、カセット等の外部記憶装置ドライブ１５、テンキ
ー等のキーボード拳インタフェース１６、及びマルチプ
レクサ制御回路１７を制御する。第１０図は外部記憶装
置ドライブ１５及びキーボード拳インタフェース１６の
一例を示し、第１１図はプリンタ・ドライブ１４の一例
を示し、第１２図は通信インタフェース１３の一例を示
す。
０Ａをこの実施例では用いた。このｃｐｕ ｔ １によ
りＩ１０インタフェース１２を介して、Ｒ８−２３２Ｃ
方式等の通信インタフェース１３、プリンタ・ドライブ
１４、カセット等の外部記憶装置ドライブ１５、テンキ
ー等のキーボード拳インタフェース１６、及びマルチプ
レクサ制御回路１７を制御する。第１０図は外部記憶装
置ドライブ１５及びキーボード拳インタフェース１６の
一例を示し、第１１図はプリンタ・ドライブ１４の一例
を示し、第１２図は通信インタフェース１３の一例を示
す。
この実施例には、ディジタル変換されたデータを記憶す
る内部記憶装置を設けた。その容量は、感圧導電センサ
１に対して３２チヤンネル、線形センサ２に対して６４
チヤンネルを設けた場合に、計・測頻度２回／日で１０
日分のデータを記憶↑きるようにした。
る内部記憶装置を設けた。その容量は、感圧導電センサ
１に対して３２チヤンネル、線形センサ２に対して６４
チヤンネルを設けた場合に、計・測頻度２回／日で１０
日分のデータを記憶↑きるようにした。
魚貝Ｊη孤ヌ
以上詳細に説明した如く、本発明の感圧導電ゴム及び線
形センサ利用計測装置は、複数の感圧導電ゴムセンサ出
力を対数変換器に順次接続するマルチプレクサと、前記
対数変換器の出力及び複数の線形センサ出力を順次選択
的にアナログ／ディジタル変換器に接続するマルチプレ
クサとを備えてなる構成を用いるので、次の効果を奏す
る。
形センサ利用計測装置は、複数の感圧導電ゴムセンサ出
力を対数変換器に順次接続するマルチプレクサと、前記
対数変換器の出力及び複数の線形センサ出力を順次選択
的にアナログ／ディジタル変換器に接続するマルチプレ
クサとを備えてなる構成を用いるので、次の効果を奏す
る。
（イ）簡便な感圧導電ゴムセンサや線形センサ等により
土圧や地盤変位等の分布及びその経時変化を容易に計測
することができる。
土圧や地盤変位等の分布及びその経時変化を容易に計測
することができる。
（ロ）低価格のセンサ及び市販の部品のみで構成される
から低コストでの量産を期待することができる。
から低コストでの量産を期待することができる。
（ハ）格別の熟練技術者を要することなく地盤状態の自
動的連続監視を行ない情報化施工を実施することができ
る。
動的連続監視を行ない情報化施工を実施することができ
る。
第１図は本発明による感圧導電ゴム及び線形センサ利用
計測装置の一実施例のブロック図、第２Ａ図から第２Ｄ
図までは感圧導電ゴムセンサの説明図、第３Ａ図及び第
３Ｂ図は線形センサの説明図、第４図は電源の回路図、
第５図はマルチプレクサの回路図、第６図は対数変換器
等の回路図、第７図はマルチプレクサ制御回路の回路図
、第８図はアナログ／ディジタル変換器の回路図、第９
図はＣＰＵの回路図、第１０図はＩ１０インタフェース
等の回路図、第１１図はプリンタ番ドライブの回路図、
第１２図は通信インタフェースの回路図である。 １・・・感圧導電センサ、 ２・・・線形センサ、
３・・・定電流電源、 ４・・・定電圧電源、 ５・
・・第１マルチプレクサ、 ６・・・第２マルチプレ
クサ、 ７・・・対数変換器、 ８・・・第３マルチ
プレフサ、 ９・・・フィルタ、 １０・・・アナロ
グ／ディジタル変換器、 １１・・・中央処理ユニ・
ント、１２・・・ Ｉ１０インタフェース、 １３・・
・通信インタフェース、 １４・・・プリンタ令ドラ
イブ、 １５・・・外部記憶装置ドライブ、 １８・
・・キーボード・インタフェース、 １７・・・マルチ
プレクサ制御回路、１８・・・自動車用バ・ンテリー。 特許出願人 鹿島建設株式会社 特許出願代理人 弁理士 市東禮次部第３Ａ図 第３Ｂ図 −〇 第１２図 丁、 ＤＴＰＴＳ 他 ＲＥＳＥＴ ＲＸＬＩ １゜ｏ −Ｄ 拓ｉ Ｉ 八〇 −盟 良通４吉４ンタ７工−人 Ｒ５−２３２ｃ＋＃り 甲寸才 １
計測装置の一実施例のブロック図、第２Ａ図から第２Ｄ
図までは感圧導電ゴムセンサの説明図、第３Ａ図及び第
３Ｂ図は線形センサの説明図、第４図は電源の回路図、
第５図はマルチプレクサの回路図、第６図は対数変換器
等の回路図、第７図はマルチプレクサ制御回路の回路図
、第８図はアナログ／ディジタル変換器の回路図、第９
図はＣＰＵの回路図、第１０図はＩ１０インタフェース
等の回路図、第１１図はプリンタ番ドライブの回路図、
第１２図は通信インタフェースの回路図である。 １・・・感圧導電センサ、 ２・・・線形センサ、
３・・・定電流電源、 ４・・・定電圧電源、 ５・
・・第１マルチプレクサ、 ６・・・第２マルチプレ
クサ、 ７・・・対数変換器、 ８・・・第３マルチ
プレフサ、 ９・・・フィルタ、 １０・・・アナロ
グ／ディジタル変換器、 １１・・・中央処理ユニ・
ント、１２・・・ Ｉ１０インタフェース、 １３・・
・通信インタフェース、 １４・・・プリンタ令ドラ
イブ、 １５・・・外部記憶装置ドライブ、 １８・
・・キーボード・インタフェース、 １７・・・マルチ
プレクサ制御回路、１８・・・自動車用バ・ンテリー。 特許出願人 鹿島建設株式会社 特許出願代理人 弁理士 市東禮次部第３Ａ図 第３Ｂ図 −〇 第１２図 丁、 ＤＴＰＴＳ 他 ＲＥＳＥＴ ＲＸＬＩ １゜ｏ −Ｄ 拓ｉ Ｉ 八〇 −盟 良通４吉４ンタ７工−人 Ｒ５−２３２ｃ＋＃り 甲寸才 １
Claims (5)
- （１）感圧導電ゴムセンサ群の出力を対数変換器に順次
接続するマルチプレクサと、前記対数変換器の出力及び
線形センサ群の出力を順次選択的にアナログ／ディジタ
ル変換器に接続するマルチプレクサとを備えてなる感圧
導電ゴム及び線形センサ利用計測装置。 - （２）特許請求の範囲第１項記載の計測装置において、
前記両マルチプレクサの制御及び前記アナログ／ディジ
タル変換器の出力処理をする中央処理装置を設けてなる
感圧導電ゴム及び線形センサ利用計測装置。 - （３）特許請求の範囲第１項記載の計測装置において、
前記感圧導電ゴムセンサ用の定電流電源及び前記線形セ
ンサ用の定電圧電源を設けてなる感圧導電ゴム及び線形
センサ利用計測装置。 - （４）特許請求の範囲第１項記載の計測装置において、
前記対数変換器の出力及び線形センサ群の出力を前記マ
ルチプレクサにより順次選択的にフィルタに加え、その
フィルタの出力を前記アナログ／ディジタル変換器に接
続してなる感圧導電ゴム及び線形センサ利用計測装置。 - （５）特許請求の範囲第２項記載の計測装置において、
前記中央処理装置の制御下にキーボード、外部記憶装置
、プリンタ、及び信号伝送インタフェースを設けてなる
感圧導電ゴム及び線形センサ利用計測装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63086267A JP2582405B2 (ja) | 1988-04-09 | 1988-04-09 | 感圧導電ゴム及び線形センサ利用計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63086267A JP2582405B2 (ja) | 1988-04-09 | 1988-04-09 | 感圧導電ゴム及び線形センサ利用計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01259229A true JPH01259229A (ja) | 1989-10-16 |
| JP2582405B2 JP2582405B2 (ja) | 1997-02-19 |
Family
ID=13882043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63086267A Expired - Lifetime JP2582405B2 (ja) | 1988-04-09 | 1988-04-09 | 感圧導電ゴム及び線形センサ利用計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2582405B2 (ja) |
Cited By (2)
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| JPH0688758A (ja) * | 1991-10-15 | 1994-03-29 | Cosmo Eng Kk | マルチチャンネル型ボルト軸力管理システム |
| CN113044019A (zh) * | 2019-12-26 | 2021-06-29 | 现代摩比斯株式会社 | 用于控制制动系统压力的装置和方法 |
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-
1988
- 1988-04-09 JP JP63086267A patent/JP2582405B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US11754459B2 (en) | 2019-12-26 | 2023-09-12 | Hyundai Mobis Co., Ltd. | Apparatus and method for controlling pressure of braking system |
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| Publication number | Publication date |
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| JP2582405B2 (ja) | 1997-02-19 |
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