JPH05184938A - 通電加熱式触媒コンバータ - Google Patents
通電加熱式触媒コンバータInfo
- Publication number
- JPH05184938A JPH05184938A JP4000730A JP73092A JPH05184938A JP H05184938 A JPH05184938 A JP H05184938A JP 4000730 A JP4000730 A JP 4000730A JP 73092 A JP73092 A JP 73092A JP H05184938 A JPH05184938 A JP H05184938A
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- JP
- Japan
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- catalyst carrier
- case
- metal
- region
- bonding region
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属製触媒担体から金属製ケース外への電気
的接続を容易とすると共に触媒コンバータ内の流れ抵抗
を減少せしめる。 【構成】 両面に絶縁被膜が形成された波板と平板とを
重ねて巻き込まれた金属製触媒担体３を金属製ケース５
内に挿入してケース５に通電可能に固定し、ケース５外
周面に電極（図示せず）を接続する。触媒担体３の接合
領域３ｂでは波板と平板が通電可能に接合され、非接合
領域３ａでは波板と平板では接合されない。非接合領域
３ａの軸線方向長さｂは接合領域３ｂの軸線方向長さＬ
の１／２である。
的接続を容易とすると共に触媒コンバータ内の流れ抵抗
を減少せしめる。 【構成】 両面に絶縁被膜が形成された波板と平板とを
重ねて巻き込まれた金属製触媒担体３を金属製ケース５
内に挿入してケース５に通電可能に固定し、ケース５外
周面に電極（図示せず）を接続する。触媒担体３の接合
領域３ｂでは波板と平板が通電可能に接合され、非接合
領域３ａでは波板と平板では接合されない。非接合領域
３ａの軸線方向長さｂは接合領域３ｂの軸線方向長さＬ
の１／２である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は通電加熱式触媒コンバー
タに関する。
タに関する。
【０００２】
【従来の技術】米国特許第３７７０３８９号には、両面
に絶縁被膜が形成された金属製の波板と平板とを重ねて
巻き込み、波板と平板との交互の層を形成する金属製触
媒担体の中心に円柱状電極を接続すると共に金属製触媒
担体の外周に円筒状電極を接続し、この金属製触媒担体
を囲繞するセラミック製触媒担体が金属製触媒担体に嵌
合されると共にこのセラミック製触媒担体が触媒コンバ
ータのケース内に嵌入せしめられ、金属製触媒担体に通
電して発熱せしめるようにした通電加熱式触媒コンバー
タが開示されている。
に絶縁被膜が形成された金属製の波板と平板とを重ねて
巻き込み、波板と平板との交互の層を形成する金属製触
媒担体の中心に円柱状電極を接続すると共に金属製触媒
担体の外周に円筒状電極を接続し、この金属製触媒担体
を囲繞するセラミック製触媒担体が金属製触媒担体に嵌
合されると共にこのセラミック製触媒担体が触媒コンバ
ータのケース内に嵌入せしめられ、金属製触媒担体に通
電して発熱せしめるようにした通電加熱式触媒コンバー
タが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところがこの触媒コン
バータでは、一対の電極が共に触媒コンバータケース内
に配置されるために、触媒コンバータ内の流路断面積が
減少して排ガスの流れ抵抗が増大すると共に、電極から
触媒コンバータケース外への電気的な接続が面倒になる
という問題を有している。
バータでは、一対の電極が共に触媒コンバータケース内
に配置されるために、触媒コンバータ内の流路断面積が
減少して排ガスの流れ抵抗が増大すると共に、電極から
触媒コンバータケース外への電気的な接続が面倒になる
という問題を有している。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明によれば、同一の金属材料から成る金属製触媒
担体に通電することにより金属製触媒担体の一部領域の
みが発熱するようにし、金属製触媒担体を触媒コンバー
タの金属製ケース内に嵌入せしめて金属製ケースに電気
的に接続すると共に金属製ケースに電極を設け、一部領
域の熱容量を一部領域以外の金属製触媒担体の領域の熱
容量より小さくしている。
め本発明によれば、同一の金属材料から成る金属製触媒
担体に通電することにより金属製触媒担体の一部領域の
みが発熱するようにし、金属製触媒担体を触媒コンバー
タの金属製ケース内に嵌入せしめて金属製ケースに電気
的に接続すると共に金属製ケースに電極を設け、一部領
域の熱容量を一部領域以外の金属製触媒担体の領域の熱
容量より小さくしている。
【０００５】
【作用】金属製触媒担体が金属製ケースに電気的に接続
されると共に金属製ケースに電極が設けられるために、
触媒コンバータ内の流路断面積が増大すると共に金属製
触媒担体から金属製ケース外への電気的接続が容易とな
る。また、発熱領域である一部領域の熱容量を一部領域
以外の領域の熱容量より小さくしているために一部領域
の昇温速度は増大し、また同一金属材料から成る場合に
おいては熱容量の小さい一部領域の方が熱容量の大きい
一部領域以外の領域より流れ抵抗が小さくなるために一
部領域に多量の排ガスが流れる。
されると共に金属製ケースに電極が設けられるために、
触媒コンバータ内の流路断面積が増大すると共に金属製
触媒担体から金属製ケース外への電気的接続が容易とな
る。また、発熱領域である一部領域の熱容量を一部領域
以外の領域の熱容量より小さくしているために一部領域
の昇温速度は増大し、また同一金属材料から成る場合に
おいては熱容量の小さい一部領域の方が熱容量の大きい
一部領域以外の領域より流れ抵抗が小さくなるために一
部領域に多量の排ガスが流れる。
【０００６】
【実施例】図１から図３を参照して第１の実施例につい
て説明する。まず、図３を参照すると、金属製の薄い波
板１と平板２とが重ねられて正電極４を中心として巻き
込まれ、渦巻き状の交互の層を形成してハニカム状の金
属製触媒担体３が形成される。波板１および平板２は、
例えば２０％Ｃｒ−５％Ａｌ−７５％Ｆｅの組成を有
し、板厚５０μ程度の箔材料である。波板１および平板
２の両面には絶縁被膜であるＡｌ2 Ｏ3 がコーティング
され、このＡｌ2 Ｏ3 の被膜上に触媒である貴金属、例
えば白金、パラジウム、ロジウム等が含浸されている。
て説明する。まず、図３を参照すると、金属製の薄い波
板１と平板２とが重ねられて正電極４を中心として巻き
込まれ、渦巻き状の交互の層を形成してハニカム状の金
属製触媒担体３が形成される。波板１および平板２は、
例えば２０％Ｃｒ−５％Ａｌ−７５％Ｆｅの組成を有
し、板厚５０μ程度の箔材料である。波板１および平板
２の両面には絶縁被膜であるＡｌ2 Ｏ3 がコーティング
され、このＡｌ2 Ｏ3 の被膜上に触媒である貴金属、例
えば白金、パラジウム、ロジウム等が含浸されている。
【０００７】波板１および平板２は、相互に対応する位
置で、触媒担体３の軸線方向長さがｂからＬに増大す
る。従って、図１に示すように、触媒担体３の中心部の
円筒状領域３ａの軸線方向長さｂは外周部の円筒状領域
３ｂの軸線方向長さＬより短かく、ｂはＬの約１／２で
ある。中心部円筒状領域３ａ外周の直径ｄは外周部円筒
状領域３ｂ外周の直径Ｄの約１／２である。
置で、触媒担体３の軸線方向長さがｂからＬに増大す
る。従って、図１に示すように、触媒担体３の中心部の
円筒状領域３ａの軸線方向長さｂは外周部の円筒状領域
３ｂの軸線方向長さＬより短かく、ｂはＬの約１／２で
ある。中心部円筒状領域３ａ外周の直径ｄは外周部円筒
状領域３ｂ外周の直径Ｄの約１／２である。
【０００８】図１および図２を参照すると、触媒担体３
の中心にはその軸線方向に沿って正電極４が配置され、
この正電極４は触媒担体３に通電可能に接続される。触
媒担体３は金属製の円筒状ケース５内に挿入されて例え
ばロー付けによってケース５に固定されており、触媒担
体３はケース５と通電可能とされている。図２に示され
るように、ケース５の側面には負電極６が接続されてい
る。図１に示されるように、正電極４はケース５の軸線
方向に延びた後Ｌ字状に曲げられてケース５の直径方向
に延び、ケース５側面を貫通している。正電極４は絶縁
材７によってケース５と電気的に絶縁されている。
の中心にはその軸線方向に沿って正電極４が配置され、
この正電極４は触媒担体３に通電可能に接続される。触
媒担体３は金属製の円筒状ケース５内に挿入されて例え
ばロー付けによってケース５に固定されており、触媒担
体３はケース５と通電可能とされている。図２に示され
るように、ケース５の側面には負電極６が接続されてい
る。図１に示されるように、正電極４はケース５の軸線
方向に延びた後Ｌ字状に曲げられてケース５の直径方向
に延び、ケース５側面を貫通している。正電極４は絶縁
材７によってケース５と電気的に絶縁されている。
【０００９】触媒担体３の外周部円筒状領域３ｂにおい
ては、波板１の山および谷と平板２とが、例えばロー付
け、放電溶接、レーザ溶接等によって通電可能に接合さ
れている。一方、中心部円筒状領域３ａにおいては、波
板１と平板２とは接合されておらず、従って波板１と平
板２とは絶縁被膜Ａｌ2 Ｏ3 によって絶縁されている。
従って、以下、中心部および外周部円筒状領域３ａ，３
ｂを夫々非接合領域３ａおよび接合領域３ｂという。
ては、波板１の山および谷と平板２とが、例えばロー付
け、放電溶接、レーザ溶接等によって通電可能に接合さ
れている。一方、中心部円筒状領域３ａにおいては、波
板１と平板２とは接合されておらず、従って波板１と平
板２とは絶縁被膜Ａｌ2 Ｏ3 によって絶縁されている。
従って、以下、中心部および外周部円筒状領域３ａ，３
ｂを夫々非接合領域３ａおよび接合領域３ｂという。
【００１０】非接合領域３ａおよび接合領域３ｂは同一
の金属材料で形成されており、また波板１と平板２とに
よって形成される通路（以下「セル」という）の、単位
断面積当たりの個数（以下「単位断面積当りのセル数」
という）も非接合領域３ａと接合領域３ｂとはほぼ等し
い。従って、図１から明らかなように非接合領域３ａの
質量は接合領域３ｂの質量の約１／６であり、非接合領
域３ａの熱容量は接合領域３ｂの熱容量の約１／６であ
る。
の金属材料で形成されており、また波板１と平板２とに
よって形成される通路（以下「セル」という）の、単位
断面積当たりの個数（以下「単位断面積当りのセル数」
という）も非接合領域３ａと接合領域３ｂとはほぼ等し
い。従って、図１から明らかなように非接合領域３ａの
質量は接合領域３ｂの質量の約１／６であり、非接合領
域３ａの熱容量は接合領域３ｂの熱容量の約１／６であ
る。
【００１１】また、非接合領域３ａの軸線方向長さｂは
接合領域３ｂの軸線方向長さＬの約１／２であるため
に、非接合領域３ａの流れ抵抗は接合領域３ｂの流れ抵
抗より小さくなり、排ガスの流速分布は図１の左方に示
すように、非接合領域３ａの方が高くなる。従って非接
合領域３ａに多量の排ガスが流れることになる。接合領
域３ｂでは波板１と平板２とが通電可能に接続されてい
るために電気抵抗値が低くこのためほとんど発熱しな
い。一方、非接合領域３ａでは、波板１と平板２とは絶
縁されているために、電流路は波板１および平板２に沿
って渦巻き状に形成されて長くなるために、電気抵抗値
は大きくなる。従って非接合領域３ａは通電によって発
熱し発熱部となる。
接合領域３ｂの軸線方向長さＬの約１／２であるため
に、非接合領域３ａの流れ抵抗は接合領域３ｂの流れ抵
抗より小さくなり、排ガスの流速分布は図１の左方に示
すように、非接合領域３ａの方が高くなる。従って非接
合領域３ａに多量の排ガスが流れることになる。接合領
域３ｂでは波板１と平板２とが通電可能に接続されてい
るために電気抵抗値が低くこのためほとんど発熱しな
い。一方、非接合領域３ａでは、波板１と平板２とは絶
縁されているために、電流路は波板１および平板２に沿
って渦巻き状に形成されて長くなるために、電気抵抗値
は大きくなる。従って非接合領域３ａは通電によって発
熱し発熱部となる。
【００１２】従って、正電極４および負電極６間に電圧
が印加されると非接合領域３ａが発熱する。前述のよう
に非接合領域３ａの熱容量は小さいために非接合領域の
昇温速度は増大し急激に温度上昇する。また、前述のよ
うに非接合領域３ａには多量の排ガスが流れるために、
これによっても非接合領域が加熱される。この結果、早
期にかつ効果的に排ガスを浄化することができる。ま
た、発熱部（非接合領域３ａ）の熱容量が小さいために
消費電力を低減することができる。
が印加されると非接合領域３ａが発熱する。前述のよう
に非接合領域３ａの熱容量は小さいために非接合領域の
昇温速度は増大し急激に温度上昇する。また、前述のよ
うに非接合領域３ａには多量の排ガスが流れるために、
これによっても非接合領域が加熱される。この結果、早
期にかつ効果的に排ガスを浄化することができる。ま
た、発熱部（非接合領域３ａ）の熱容量が小さいために
消費電力を低減することができる。
【００１３】以上のように本実施例によれば、触媒担体
３が金属製ケース５内に挿入されて金属製ケース５に通
電可能に固定され、金属製ケース５側面に負電極６が接
続されているために、負電極をケース５内に設ける場合
に比べて流路断面積を増大せしめ流れ抵抗を減少せしめ
ることができると共に触媒担体３からケース５外への電
気的接続が容易となる。
３が金属製ケース５内に挿入されて金属製ケース５に通
電可能に固定され、金属製ケース５側面に負電極６が接
続されているために、負電極をケース５内に設ける場合
に比べて流路断面積を増大せしめ流れ抵抗を減少せしめ
ることができると共に触媒担体３からケース５外への電
気的接続が容易となる。
【００１４】また、非接合領域３ａは接合領域３ｂに比
べて熱容量が小さくかつ単位断面積当たりの排ガス流量
が多いために、排ガスを早期にかつ効果的に浄化するこ
とができ、また消費電力を低減することができる。ま
た、比較的大きな熱応力が発生する触媒担体３の外周部
が接合されているために、触媒担体３がその軸線方向に
ずれ難くなり強度を向上せしめることができる。
べて熱容量が小さくかつ単位断面積当たりの排ガス流量
が多いために、排ガスを早期にかつ効果的に浄化するこ
とができ、また消費電力を低減することができる。ま
た、比較的大きな熱応力が発生する触媒担体３の外周部
が接合されているために、触媒担体３がその軸線方向に
ずれ難くなり強度を向上せしめることができる。
【００１５】次に、図４および図５を参照して第２の実
施例について説明する。第２の実施例は触媒担体３の構
成が第１の実施例と異なるだけで他は第１の実施例と同
様である。図４および図５を参照すると、内周部３ｃは
非接合領域とされ外周部３ｄは接合領域とされる。図５
に示されるように非接合領域３ｃと接合領域３ｄの軸線
方向長さは共にｌで同じである。
施例について説明する。第２の実施例は触媒担体３の構
成が第１の実施例と異なるだけで他は第１の実施例と同
様である。図４および図５を参照すると、内周部３ｃは
非接合領域とされ外周部３ｄは接合領域とされる。図５
に示されるように非接合領域３ｃと接合領域３ｄの軸線
方向長さは共にｌで同じである。
【００１６】非接合領域３ｃの波板１および平板２の板
厚は接合領域３ｄの波板１および平板２より薄くされる
これによって非接合領域３ｃの熱容量は接合領域３ｄの
熱容量よりかなり小さくされること共に流れ抵抗も小さ
くなる。この結果第１の実施例と同様の作用効果を奏す
ることができる。なお、非接合領域３ｃおよび接合領域
３ｄの板厚を等しくしたまま、非接合領域３ｃにおける
単位断面積当たりのセル数を接合領域３ｄにおける単位
断面積当たりのセル数より小さくするようにして熱容量
および流量抵抗を小さくしてもよい。
厚は接合領域３ｄの波板１および平板２より薄くされる
これによって非接合領域３ｃの熱容量は接合領域３ｄの
熱容量よりかなり小さくされること共に流れ抵抗も小さ
くなる。この結果第１の実施例と同様の作用効果を奏す
ることができる。なお、非接合領域３ｃおよび接合領域
３ｄの板厚を等しくしたまま、非接合領域３ｃにおける
単位断面積当たりのセル数を接合領域３ｄにおける単位
断面積当たりのセル数より小さくするようにして熱容量
および流量抵抗を小さくしてもよい。
【００１７】図６および図７には第２の実施例と接合領
域のみが異なる第３の実施例を示す。図６および図７を
参照すると、中心部３ｆおよび外周部３ｇが接合領域と
され、これら接合領域の間の環状領域３ｅが非接合領域
とされる。この実施例においても非接合領域３ｅにおけ
る板厚は接合領域３ｆおよび３ｇにおける板厚より薄
い。
域のみが異なる第３の実施例を示す。図６および図７を
参照すると、中心部３ｆおよび外周部３ｇが接合領域と
され、これら接合領域の間の環状領域３ｅが非接合領域
とされる。この実施例においても非接合領域３ｅにおけ
る板厚は接合領域３ｆおよび３ｇにおける板厚より薄
い。
【００１８】本実施例によれば、特に触媒コンバータの
環状部において、排ガスの浄化が良好となる。また、他
の実施例として、接合領域を中心部のみとして、外周部
を非接合領域として加熱することもできる。このような
構成とすることによって、特に触媒コンバータの外周部
において、排ガスの浄化を良好に行なうことができる。
環状部において、排ガスの浄化が良好となる。また、他
の実施例として、接合領域を中心部のみとして、外周部
を非接合領域として加熱することもできる。このような
構成とすることによって、特に触媒コンバータの外周部
において、排ガスの浄化を良好に行なうことができる。
【００１９】なお以上の第１から第３の実施例において
は一対の波板１と平板２とを巻き込むことによって触媒
担体３を形成せしめるようにしているが、図８に示すよ
うに一対の波板１と平板２とから成る組板１０を複数
枚、正電極４を中心に巻き込むようにして形成される触
媒担体に、第１から第３の実施例を適用してもよい。
は一対の波板１と平板２とを巻き込むことによって触媒
担体３を形成せしめるようにしているが、図８に示すよ
うに一対の波板１と平板２とから成る組板１０を複数
枚、正電極４を中心に巻き込むようにして形成される触
媒担体に、第１から第３の実施例を適用してもよい。
【００２０】
【発明の効果】触媒コンバータ内の流路断面積を増大せ
しめて流れ抵抗を減少せしめることができる。また、金
属製触媒担体から金属製ケース外への電気的接続が容易
となる。さらに、発熱領域である一部領域は急激に昇温
し、また一部領域には多量の排ガスが流れるために早期
にかつ効果的に排ガスを浄化することができる。
しめて流れ抵抗を減少せしめることができる。また、金
属製触媒担体から金属製ケース外への電気的接続が容易
となる。さらに、発熱領域である一部領域は急激に昇温
し、また一部領域には多量の排ガスが流れるために早期
にかつ効果的に排ガスを浄化することができる。
【図１】図２に示す第１の実施例の触媒コンバータのＩ
−Ｉ線に沿って見た断面図である。
−Ｉ線に沿って見た断面図である。
【図２】図１の触媒コンバータを矢印IIに沿ってみた図
である。
である。
【図３】波板と平板を重ねて巻き込む触媒担体を形成す
る図である。
る図である。
【図４】図５に示す第２の実施例の触媒コンバータを矢
印IVに沿ってみた図である。
印IVに沿ってみた図である。
【図５】図４の触媒コンバータのＶ−Ｖ線に沿ってみた
断面図である。
断面図である。
【図６】図７に示す第３の実施例の触媒コンバータを矢
印VIに沿ってみた図である。
印VIに沿ってみた図である。
【図７】図６の触媒コンバータの VII−VII 線に沿って
みた断面図である。
みた断面図である。
【図８】波板と平板とから成る複数の組板を巻き込み触
媒担体を形成する図である。
媒担体を形成する図である。
３…金属製触媒担体 ３ａ…非接合領域 ３ｂ…接合領域 ５…ケース ６…負電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲吉▼永 融 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 渡辺 聖彦 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 篠原 幸弘 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 藤城 修 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 同一の金属材料から成る金属製触媒担体
に通電することにより金属製触媒担体の一部領域のみが
発熱するようにし、前記金属製触媒担体を触媒コンバー
タの金属製ケース内に嵌入せしめて該金属製ケースに電
気的に接続すると共に該金属製ケースに電極を設け、前
記一部領域の熱容量を前記一部領域以外の前記金属製触
媒担体の領域の熱容量より小さくした通電加熱式触媒コ
ンバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4000730A JPH05184938A (ja) | 1992-01-07 | 1992-01-07 | 通電加熱式触媒コンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4000730A JPH05184938A (ja) | 1992-01-07 | 1992-01-07 | 通電加熱式触媒コンバータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05184938A true JPH05184938A (ja) | 1993-07-27 |
Family
ID=11481853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4000730A Pending JPH05184938A (ja) | 1992-01-07 | 1992-01-07 | 通電加熱式触媒コンバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05184938A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0633745A (ja) * | 1992-07-16 | 1994-02-08 | Mitsubishi Motors Corp | 電気加熱触媒装置 |
| US5599509A (en) * | 1993-03-17 | 1997-02-04 | Nippondenso Co., Ltd. | Honeycomb body and catalyst converter having catalyst carrier configured of this honeycomb |
| US5648050A (en) * | 1993-03-17 | 1997-07-15 | Nippondenso Co., Ltd. | Metal carrier |
| DE102018107629A1 (de) | 2017-03-31 | 2018-10-04 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Katalysatorvorrichtung für einen Verbrennungsmotor |
-
1992
- 1992-01-07 JP JP4000730A patent/JPH05184938A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0633745A (ja) * | 1992-07-16 | 1994-02-08 | Mitsubishi Motors Corp | 電気加熱触媒装置 |
| US5599509A (en) * | 1993-03-17 | 1997-02-04 | Nippondenso Co., Ltd. | Honeycomb body and catalyst converter having catalyst carrier configured of this honeycomb |
| US5648050A (en) * | 1993-03-17 | 1997-07-15 | Nippondenso Co., Ltd. | Metal carrier |
| DE102018107629A1 (de) | 2017-03-31 | 2018-10-04 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Katalysatorvorrichtung für einen Verbrennungsmotor |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020115 |