JPH0398431A - バッテリーバックアップ型無停電電源装置 - Google Patents
バッテリーバックアップ型無停電電源装置Info
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- JPH0398431A JPH0398431A JP1234316A JP23431689A JPH0398431A JP H0398431 A JPH0398431 A JP H0398431A JP 1234316 A JP1234316 A JP 1234316A JP 23431689 A JP23431689 A JP 23431689A JP H0398431 A JPH0398431 A JP H0398431A
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- battery
- winding
- circuit
- backup
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
- H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
- H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
- H02J9/061—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for DC powered loads
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- Power Engineering (AREA)
- Power Sources (AREA)
- Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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】
〔概 要〕
計算機などの電子機器に使用されて無停電運転を保証す
る無停電電源装置に関するものであり．特にバッテリー
バックアップ型の無停電電源装置に関し， 回路構或を簡単化することを目的とし，電圧変換機構の
トランスにバックアップ用巻線を設け，このバックアッ
プ用巻線にバッテリー充電回路とバッテリーとを縦続接
続するとともに，充電回路と並列にスイッチング回路を
設け８平常時においてはバックアップ用巻線から得られ
るパルス電圧を充電回路に供給してバッテリーを充電し
．停電時においてはバッテリーから上記スイッチング回
路に給電してバックアップ用巻線をスイッチング駆動す
るように制御し．電圧変換機構の機能を維持するように
構戒した． 〔産業上の利用分野〕 本発明は，計算機などの電子機器に使用されて無停電運
転を保証する無停電電源装置に関するものであり．特に
バッテリーバックアップ型の無停電電源装置に関する． 〔従来の技術〕 計算機では．運転中に停電が発生して電源電圧が低下す
ると，処理が不能となるばかりでなく，処理中のデータ
が破壊されて回復不能となったり．また回復に多くの手
間と時間を要するようになるなどの問題が起こる． そのため比較的規模の大きい計算機や特に大事な処理を
行う計算機では．無停電電源装置の使用など何らかの停
電対応手段をそなえている．バッテリーバックアップ型
の無停電電源装置は．そのような手段の１つとして，最
近小型の計算機において多く用いられるようになってい
る．第３図に．従来の代表的なバ・冫テリーバックアッ
プ型無停電電源装置の横戒を示す。
る無停電電源装置に関するものであり．特にバッテリー
バックアップ型の無停電電源装置に関し， 回路構或を簡単化することを目的とし，電圧変換機構の
トランスにバックアップ用巻線を設け，このバックアッ
プ用巻線にバッテリー充電回路とバッテリーとを縦続接
続するとともに，充電回路と並列にスイッチング回路を
設け８平常時においてはバックアップ用巻線から得られ
るパルス電圧を充電回路に供給してバッテリーを充電し
．停電時においてはバッテリーから上記スイッチング回
路に給電してバックアップ用巻線をスイッチング駆動す
るように制御し．電圧変換機構の機能を維持するように
構戒した． 〔産業上の利用分野〕 本発明は，計算機などの電子機器に使用されて無停電運
転を保証する無停電電源装置に関するものであり．特に
バッテリーバックアップ型の無停電電源装置に関する． 〔従来の技術〕 計算機では．運転中に停電が発生して電源電圧が低下す
ると，処理が不能となるばかりでなく，処理中のデータ
が破壊されて回復不能となったり．また回復に多くの手
間と時間を要するようになるなどの問題が起こる． そのため比較的規模の大きい計算機や特に大事な処理を
行う計算機では．無停電電源装置の使用など何らかの停
電対応手段をそなえている．バッテリーバックアップ型
の無停電電源装置は．そのような手段の１つとして，最
近小型の計算機において多く用いられるようになってい
る．第３図に．従来の代表的なバ・冫テリーバックアッ
プ型無停電電源装置の横戒を示す。
第３図において，１は入力商用交流電源，２は整流器，
３は平滑コンデンサ，４はトランス．４ａは１次Ｓ線，
４ｂおよび４ｃは２次Ｓ線．５はスイッチングトランジ
スタ．６は制御回路，７および８は整流用のダイオード
，９および１０はフライホイール用のダイオード，１１
および１２はチョークコイル，１３およびｌ４は平滑コ
ンデンサ，１５はバッテリー９ １６は充電回路，１７
は昇圧回路である。
３は平滑コンデンサ，４はトランス．４ａは１次Ｓ線，
４ｂおよび４ｃは２次Ｓ線．５はスイッチングトランジ
スタ．６は制御回路，７および８は整流用のダイオード
，９および１０はフライホイール用のダイオード，１１
および１２はチョークコイル，１３およびｌ４は平滑コ
ンデンサ，１５はバッテリー９ １６は充電回路，１７
は昇圧回路である。
まず平常時の動作を説明する。入力商用交流電源１の電
圧はたとえば１００〜１２０Ｖの交流電圧であり，この
交流電圧は整流器２で整流され．平滑コンデンサ３で平
滑されてほぼ１３０〜１５０ｖの直流電圧となり，トラ
ンス４の１次巻線４ａに印加される． １次巻ｔｌＡ４ａにはスイソチングトランジスタ５が直
列に接続されている．このスインチングトランジスタ５
は．制御回路６からヘースに印加される駆動パルスによ
りオン／オフ動作して．１次巻線４ａを流れる電流をス
イッチングする．制御回路６は．出力される直流電圧を
定電圧制御するため．出力直流電圧のレベルを監視し，
そのレベルの高低に応じて駆動パルスをたとえばＰＷＭ
変調する機能をもつが．図では簡単化のため省略して示
されている． トランス４の１次巻ｍ９１４ａがスイッチング駆動され
ることにより２次巻１４ｂ，４ｃに誘起されるパルス電
圧は，それぞれダイオード７．８で整流され．チョーク
コイル１１．１２と平滑コンデンサ１３．１４で平滑さ
れて．直流電圧として出力される． 一方，この間，充電回路ｌ６は入力商用交流電源１の電
圧を入力としてバッテリーｌ５を充電している．充電方
法には．定電流充電やパルス充電などがある．また必要
に応じて過充電防止機構なども付加されている．なおバ
ッテリー１５の電圧は，入力商用交流電源１の電圧にく
らべてかなり低い場合が多い。そのため充電回路ｌ６は
，それらの間の電圧差を吸収する降圧回路をそなえてい
る． 次に停電発生時の動作を説明する。
圧はたとえば１００〜１２０Ｖの交流電圧であり，この
交流電圧は整流器２で整流され．平滑コンデンサ３で平
滑されてほぼ１３０〜１５０ｖの直流電圧となり，トラ
ンス４の１次巻線４ａに印加される． １次巻ｔｌＡ４ａにはスイソチングトランジスタ５が直
列に接続されている．このスインチングトランジスタ５
は．制御回路６からヘースに印加される駆動パルスによ
りオン／オフ動作して．１次巻線４ａを流れる電流をス
イッチングする．制御回路６は．出力される直流電圧を
定電圧制御するため．出力直流電圧のレベルを監視し，
そのレベルの高低に応じて駆動パルスをたとえばＰＷＭ
変調する機能をもつが．図では簡単化のため省略して示
されている． トランス４の１次巻ｍ９１４ａがスイッチング駆動され
ることにより２次巻１４ｂ，４ｃに誘起されるパルス電
圧は，それぞれダイオード７．８で整流され．チョーク
コイル１１．１２と平滑コンデンサ１３．１４で平滑さ
れて．直流電圧として出力される． 一方，この間，充電回路ｌ６は入力商用交流電源１の電
圧を入力としてバッテリーｌ５を充電している．充電方
法には．定電流充電やパルス充電などがある．また必要
に応じて過充電防止機構なども付加されている．なおバ
ッテリー１５の電圧は，入力商用交流電源１の電圧にく
らべてかなり低い場合が多い。そのため充電回路ｌ６は
，それらの間の電圧差を吸収する降圧回路をそなえてい
る． 次に停電発生時の動作を説明する。
停電が発生すると，入力商用交流電源１の電圧は零とな
り２代わりにハノテリ−１５の電圧が昇圧回路ｌ７に供
給され．ここで昇圧された電圧が整流器２の出力側に印
加される。この昇圧された電圧は，たとえば平常時に整
流器２から出力される電圧にほぼ匹敵する。昇圧回路ｌ
７は，たとえばＤＣ−ＤＣコンバータで構戒される。
り２代わりにハノテリ−１５の電圧が昇圧回路ｌ７に供
給され．ここで昇圧された電圧が整流器２の出力側に印
加される。この昇圧された電圧は，たとえば平常時に整
流器２から出力される電圧にほぼ匹敵する。昇圧回路ｌ
７は，たとえばＤＣ−ＤＣコンバータで構戒される。
このようにして入力商用交流電源１に代わってバッテリ
ー１５から給電された電圧は．トランス４の１次巻線４
ａに印加され．平常時と同様にスイッチングされて，電
圧変換された結果の直流電圧が出力される。
ー１５から給電された電圧は．トランス４の１次巻線４
ａに印加され．平常時と同様にスイッチングされて，電
圧変換された結果の直流電圧が出力される。
従来のバッテリーバノクアップ型無停電電ｊＱ装置では
．バックアップ用のバッテリーがトランスのｌ次側に設
けられているため．商用交流電圧の整流出力電圧レベル
にくらべてバッテリーの電圧はかなり低く．なっている
。バッテリーを充電する際には商用交流電圧の整流出力
電圧レベルからバッテリー電圧へ降圧を行い．バッテリ
ーから給電する際にはバッテリー電圧から商用交流電圧
の整流出力電圧レヘルへの昇圧を行う必要があった。
．バックアップ用のバッテリーがトランスのｌ次側に設
けられているため．商用交流電圧の整流出力電圧レベル
にくらべてバッテリーの電圧はかなり低く．なっている
。バッテリーを充電する際には商用交流電圧の整流出力
電圧レベルからバッテリー電圧へ降圧を行い．バッテリ
ーから給電する際にはバッテリー電圧から商用交流電圧
の整流出力電圧レヘルへの昇圧を行う必要があった。
このためバッテリー周辺の回路が複雑で．ハード量が多
くなるという問題があった。
くなるという問題があった。
本発明は，バンテリーバックアップ型無停電電源装置の
回路構或を簡単化することを目的としている。
回路構或を簡単化することを目的としている。
（ｉ題を解決するための手段〕
本発明は．バックアフブ用のバッテリーへの充電とバッ
テリーからの給電に際して降圧や昇圧を不要にするため
，トランスに適当な巻線電圧をもつバックアップ専用の
巻線を設け，この巻線を介して．バッテリーへの充電お
よびバッテリーからの給電を行わせるようにするもので
ある。
テリーからの給電に際して降圧や昇圧を不要にするため
，トランスに適当な巻線電圧をもつバックアップ専用の
巻線を設け，この巻線を介して．バッテリーへの充電お
よびバッテリーからの給電を行わせるようにするもので
ある。
第１図は，本発明の原理的構戒図である。
第１図において．１は人力商用交流電源，２は整流器．
３は平滑コンデンサ．４はトランス，４ａは１次巻線，
４ｂおよび４ｃは２次巻線，４ｄはバックアップ用巻線
，５はスイッチングトランジスタ，６は制御回路，マな
いし１０はダイオード，１１および１２はチョークコイ
ル．１３およびｌ４は平滑コンデンサ，１８はバッテリ
ー １９は充電回路，２０はスイッチングトランジスタ
，２１は制御回路である。
３は平滑コンデンサ．４はトランス，４ａは１次巻線，
４ｂおよび４ｃは２次巻線，４ｄはバックアップ用巻線
，５はスイッチングトランジスタ，６は制御回路，マな
いし１０はダイオード，１１および１２はチョークコイ
ル．１３およびｌ４は平滑コンデンサ，１８はバッテリ
ー １９は充電回路，２０はスイッチングトランジスタ
，２１は制御回路である。
第１図の装置の動作は次の通りである。
平常時に入力商用交流電ｒＡ１の交流電圧は，整流器２
で整流され５平滑コンデンサ３で平滑されて直流電圧と
なり，トランス４０１次巻線４ａに印加される。
で整流され５平滑コンデンサ３で平滑されて直流電圧と
なり，トランス４０１次巻線４ａに印加される。
スイッチングトランジスタ５は．制御回路６によってス
イッチング駆動され．１次巻線４ａを流れる電流をオン
／オフする．その結果トランス４の２次巻線４ｂ，４ｃ
およびバックアップ用巻線４ｄにパルス電圧が誘起され
る。
イッチング駆動され．１次巻線４ａを流れる電流をオン
／オフする．その結果トランス４の２次巻線４ｂ，４ｃ
およびバックアップ用巻線４ｄにパルス電圧が誘起され
る。
２次巻線４ｂに誘起されたパルス電圧は．ダイオード７
で整流され，チョークコイル１１．平滑コンデンサ１３
で平滑されて，直流電圧に変換され出力される． 同様に２次巻線４Ｃに誘起されたパルス電圧は．ダイオ
ード８で整流され．チョークコイルｌ２および平滑コン
デンサ１４で平滑されて，直流電圧に変換され出力され
る。
で整流され，チョークコイル１１．平滑コンデンサ１３
で平滑されて，直流電圧に変換され出力される． 同様に２次巻線４Ｃに誘起されたパルス電圧は．ダイオ
ード８で整流され．チョークコイルｌ２および平滑コン
デンサ１４で平滑されて，直流電圧に変換され出力され
る。
一方，バンクアップ用巻線４ｄに誘起されたパルス電圧
は．充電回路１９を介してバッテリーｌ８を充電する。
は．充電回路１９を介してバッテリーｌ８を充電する。
なおこのときスイッチングトランジスタ２０はオフ状態
に制御されている。
に制御されている。
停電が発生すると．トランス４の１次巻線４ａのスイノ
チング駆動は停止され．代わりに制御回路２ｌが起動さ
れてスイッチングトランジスタ２０がオン／オフ動作す
る．これによりバッテリーｌ８から供給される電流がス
インチングされてバックアップ用巻線４ｄに流され．ト
ランス４が駆動される。つまり停電時にはバンクアンプ
用巻線４ｄが１次巻線となってバッテリー１８からのエ
ネルギー供給が行われる。
チング駆動は停止され．代わりに制御回路２ｌが起動さ
れてスイッチングトランジスタ２０がオン／オフ動作す
る．これによりバッテリーｌ８から供給される電流がス
インチングされてバックアップ用巻線４ｄに流され．ト
ランス４が駆動される。つまり停電時にはバンクアンプ
用巻線４ｄが１次巻線となってバッテリー１８からのエ
ネルギー供給が行われる。
第１図に示されている本発明の横戒によれば，トランス
４のバノクアップ用巻線にはバ，テリー１８を充電する
のに最適なパルス電圧が誘起されるため，大幅な降圧が
不要にされ，またその結果として停電時に駆動用巻線と
して使用される場合に．バッテリー電圧を特に昇圧させ
る必要をなくす。
４のバノクアップ用巻線にはバ，テリー１８を充電する
のに最適なパルス電圧が誘起されるため，大幅な降圧が
不要にされ，またその結果として停電時に駆動用巻線と
して使用される場合に．バッテリー電圧を特に昇圧させ
る必要をなくす。
［実施例］
第２図に．本発明の１実施例装置の回路構戒を示す．図
示された実施例装置は，第１図に本発明の原理的構或と
して簡単に示されている回路構戊のうち．本発明の要部
となる回路部分をより具体化して示したものである。そ
のため，第２図中で第１図と変更のない回路要素には同
じ参照番号が付され，それらの内容も第１図で説明され
たものと基本的に同じであるのでここでは変更のあった
回路要素を中心に説明する。
示された実施例装置は，第１図に本発明の原理的構或と
して簡単に示されている回路構戊のうち．本発明の要部
となる回路部分をより具体化して示したものである。そ
のため，第２図中で第１図と変更のない回路要素には同
じ参照番号が付され，それらの内容も第１図で説明され
たものと基本的に同じであるのでここでは変更のあった
回路要素を中心に説明する。
第２図において，２２は電圧制御回路．２３は逆流阻止
用のダイオードであり．これらは第１図の充電回路１９
に対応する。
用のダイオードであり．これらは第１図の充電回路１９
に対応する。
電圧制御回路２２には．スイッチングトランジスタ５が
オンのときバンクアップ用巻線４ｄに誘起されるパルス
が印加される。このとき電圧制御回路２２は，印加され
たパルスの電圧よりも若干低い一定電圧のパルスを出力
し．ダイオード２３を介して定電圧パルス充電が行われ
る．また第２図において．２５は電圧検出回路，２６は
ＰＷＭ変調回路，２７は切替スイッチ，２８は停電検出
回路であり．これらは．第１図の制御回路６と制御回路
２１の２つの回路機能を実現する。
オンのときバンクアップ用巻線４ｄに誘起されるパルス
が印加される。このとき電圧制御回路２２は，印加され
たパルスの電圧よりも若干低い一定電圧のパルスを出力
し．ダイオード２３を介して定電圧パルス充電が行われ
る．また第２図において．２５は電圧検出回路，２６は
ＰＷＭ変調回路，２７は切替スイッチ，２８は停電検出
回路であり．これらは．第１図の制御回路６と制御回路
２１の２つの回路機能を実現する。
停雷検出回路２８は入力商用交流電ａ１の電圧を監視し
．平常時は切替スイッチ２７をａ側に保持し．停電を検
出すると切替スイッチ２７をｂ側に切替える。
．平常時は切替スイッチ２７をａ側に保持し．停電を検
出すると切替スイッチ２７をｂ側に切替える。
これによりＰＷＭ変調回路２６は．電圧検出回路２５の
検出電圧にしたがってパルス幅変調を行ったスイッチン
グ駆動パルスを生威し，平常時はスインチングトランジ
スタ５のベースを駆動し，停電時にはスイノチングトラ
ンジスタ２０のヘースを駆動する． このようにしてトランス４は，平常時は１次巻線４ａに
より駆動され．また停電時にはバンクアノプ用壱線４ｄ
により駆動されて．無停電動作が行われる。
検出電圧にしたがってパルス幅変調を行ったスイッチン
グ駆動パルスを生威し，平常時はスインチングトランジ
スタ５のベースを駆動し，停電時にはスイノチングトラ
ンジスタ２０のヘースを駆動する． このようにしてトランス４は，平常時は１次巻線４ａに
より駆動され．また停電時にはバンクアノプ用壱線４ｄ
により駆動されて．無停電動作が行われる。
本発明によるバッテリーバックアップ型の無停電電源装
置では，バッテリー電圧に見合った専用のバンクアップ
巻線が用いられるため．バッテリーを充電するための供
給源の電圧をハノテリー電圧に近い値に設定することが
でき．またバンテリー電圧で直接トランスを駆動するこ
とができるため，降圧回路や昇圧回路が不要となり．装
置のハード量の削減とコストの低減とが可能にされる。
置では，バッテリー電圧に見合った専用のバンクアップ
巻線が用いられるため．バッテリーを充電するための供
給源の電圧をハノテリー電圧に近い値に設定することが
でき．またバンテリー電圧で直接トランスを駆動するこ
とができるため，降圧回路や昇圧回路が不要となり．装
置のハード量の削減とコストの低減とが可能にされる。
第ｌ図は本発明の原理的構戒図．第２図は本発明の１実
施例装置の構成図．第３図は従来例装置の構威図である
． 第１図中． １：入力商用交流電源 ２：整流器 ３．１３，１４：平滑コンデンサ ４：トランス ４ａ：１次巻線 ４ｂ，４ｃ：２次巻線 ４ｄ：バックアップ用巻線 ５．２０７スイッチングトランジスタ ６，２１：制御回路 ７〜１０：ダイオード ｌ８：バッテリー ｌ９：充電回路
施例装置の構成図．第３図は従来例装置の構威図である
． 第１図中． １：入力商用交流電源 ２：整流器 ３．１３，１４：平滑コンデンサ ４：トランス ４ａ：１次巻線 ４ｂ，４ｃ：２次巻線 ４ｄ：バックアップ用巻線 ５．２０７スイッチングトランジスタ ６，２１：制御回路 ７〜１０：ダイオード ｌ８：バッテリー ｌ９：充電回路
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 入力の商用交流電圧を整流および平滑し、得られた直
流電圧をスイッチングしてトランスの１次側巻線を駆動
し、トランスの２次側巻線から所望のレベルに変圧され
たパルス電圧を取り出し、これを整流および平滑して直
流電圧に変換し出力する電圧変換機構をそなえ、 さらに上記電圧変換機構のトランスにバックアップ用巻
線を設け、このバックアップ用巻線にバッテリー充電回
路とバッテリーとを縦続接続するとともに、充電回路と
並列にスイッチング回路を設け、平常時においてはバッ
クアップ用巻線から得られるパルス電圧を充電回路に供
給してバッテリーを充電し、停電時においてはバッテリ
ーから上記スイッチング回路に給電してバックアップ用
巻線をスイッチング駆動するように制御し、電圧変換機
構の機能を維持することを特徴とするバッテリーバック
アップ型無停電電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1234316A JPH0398431A (ja) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | バッテリーバックアップ型無停電電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1234316A JPH0398431A (ja) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | バッテリーバックアップ型無停電電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0398431A true JPH0398431A (ja) | 1991-04-24 |
Family
ID=16969101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1234316A Pending JPH0398431A (ja) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | バッテリーバックアップ型無停電電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0398431A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0576142A (ja) * | 1991-09-10 | 1993-03-26 | Nec Corp | バツテリバツクアツプ直流安定化電源回路 |
| EP0706256A3 (de) * | 1994-10-06 | 1996-08-07 | Bosch Telecom | Schaltungsanordnung für einen Gleichspannungswandler |
| FR2764134A1 (fr) * | 1997-05-28 | 1998-12-04 | Nec Corp | Unite d'alimentation en courant pour le transfert d'energie par commutation alternative des enroulements d'un transformateur, a grande vitesse |
| EP0765022A3 (en) * | 1995-09-22 | 1999-06-02 | Nihon Protector Co., Ltd. | Uninterruptive switching regulator |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55153235A (en) * | 1979-05-17 | 1980-11-29 | Matsunaga Mfg | Noobreak power supply device |
| JPS62296728A (ja) * | 1986-04-17 | 1987-12-24 | アメリカン テレフオン アンド テレグラフ カムパニ− | 電池予備を持つ非直結切換装置 |
-
1989
- 1989-09-08 JP JP1234316A patent/JPH0398431A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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