JPH05219759A - インバータ制御装置 - Google Patents
インバータ制御装置Info
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- JPH05219759A JPH05219759A JP4018895A JP1889592A JPH05219759A JP H05219759 A JPH05219759 A JP H05219759A JP 4018895 A JP4018895 A JP 4018895A JP 1889592 A JP1889592 A JP 1889592A JP H05219759 A JPH05219759 A JP H05219759A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 スイッチング素子の限界性能を有効に利用す
ることにより、インバータの出力容量を最大限、かつ、
安全に利用することができるインバータ制御装置を提供
すること。 【構成】 ＰＷＭ制御回路１０はＰＷＭ信号を発生して
スイッチング素子２ないし７を駆動し、直流電源１の出
力を交流に変換して、誘導電動機８を駆動する。電流検
出器１１，１２により検出されたインバータの出力電流
が増大し電流制限値を越えると、演算回路１５はスイッ
チ回路９をオフとして、インバータの出力電流を制限す
る。電圧検出回路１４はインバータの直流入力電圧を検
出し、演算回路１５の電流制限値を直流入力電圧値に応
じて変化させる。スイッチング素子の電流制限値を直流
入力電圧に応じて変化させので、スイッチング素子の安
全動作領域を確保しながら、インバータの容量を増大さ
せることが可能となる。
ることにより、インバータの出力容量を最大限、かつ、
安全に利用することができるインバータ制御装置を提供
すること。 【構成】 ＰＷＭ制御回路１０はＰＷＭ信号を発生して
スイッチング素子２ないし７を駆動し、直流電源１の出
力を交流に変換して、誘導電動機８を駆動する。電流検
出器１１，１２により検出されたインバータの出力電流
が増大し電流制限値を越えると、演算回路１５はスイッ
チ回路９をオフとして、インバータの出力電流を制限す
る。電圧検出回路１４はインバータの直流入力電圧を検
出し、演算回路１５の電流制限値を直流入力電圧値に応
じて変化させる。スイッチング素子の電流制限値を直流
入力電圧に応じて変化させので、スイッチング素子の安
全動作領域を確保しながら、インバータの容量を増大さ
せることが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、誘導電動機などを駆動
する電圧形インバータの制御装置に関し、特に、インバ
ータの出力容量を最大限かつ安全に発揮させることがで
きるインバータ制御装置に関するものである。
する電圧形インバータの制御装置に関し、特に、インバ
ータの出力容量を最大限かつ安全に発揮させることがで
きるインバータ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は、従来のインバータ制御装置の一
例を示す図であり、同図において、１は直流電源、２な
いし７はスイッチング素子であり、スイッチング素子２
ないし７はフライホイール・ダイオードを備えている。
８は誘導電動機、９はスイッチ回路、１０はＰＷＭ制御
回路、１１および１２は電流検出器、１３は電流監視回
路である。同図において、ＰＷＭ制御回路１０はＰＷＭ
信号を発生し、スイッチング素子２ないし７を駆動し、
直流電源１の出力を交流に変換して、誘導電動機８を駆
動する。
例を示す図であり、同図において、１は直流電源、２な
いし７はスイッチング素子であり、スイッチング素子２
ないし７はフライホイール・ダイオードを備えている。
８は誘導電動機、９はスイッチ回路、１０はＰＷＭ制御
回路、１１および１２は電流検出器、１３は電流監視回
路である。同図において、ＰＷＭ制御回路１０はＰＷＭ
信号を発生し、スイッチング素子２ないし７を駆動し、
直流電源１の出力を交流に変換して、誘導電動機８を駆
動する。
【０００３】上記、ＰＷＭ制御回路１０は、誘導電動機
８をトルク・リップルが少なく滑らかに、かつ、高効率
で制御するため、インバータの出力が等価正弦波になる
ようなスイッチング・パターン（ＰＷＭパターン）を発
生し、スイッチング素子２ないし７を駆動する。電流検
出器１１および１２はインバータの出力電流を検出し、
検出電流を電流監視回路１３に入力する。電流監視回路
１３は、インバータの出力電流を監視し、インバータの
出力電流が規定の制限値を越えると、スイッチ回路９を
オフとして、各スイッチング素子２ないし７の駆動信号
を遮断する。
８をトルク・リップルが少なく滑らかに、かつ、高効率
で制御するため、インバータの出力が等価正弦波になる
ようなスイッチング・パターン（ＰＷＭパターン）を発
生し、スイッチング素子２ないし７を駆動する。電流検
出器１１および１２はインバータの出力電流を検出し、
検出電流を電流監視回路１３に入力する。電流監視回路
１３は、インバータの出力電流を監視し、インバータの
出力電流が規定の制限値を越えると、スイッチ回路９を
オフとして、各スイッチング素子２ないし７の駆動信号
を遮断する。
【０００４】上記した、トランジスタ等からなるスイッ
チング素子２ないし７は、例えば、図２に示す様な逆バ
イアスＳＯＡ特性を持っている。同図は、トランジスタ
の逆バイアスＳＯＡ特性の一例を示す図であり、横軸は
コレクタ・エミッタ間電圧を示し、縦軸はコレクタ電流
の制限値を示す。そして、スイッチング素子を安全に動
作させるためには、この特性の範囲内でスイッチング素
子を使用しなければならず、同図に示す範囲を越えて使
用すると、素子が破壊する可能性が非常に高い。図２か
ら明らかなように、逆バイアスＳＯＡ特性はコレクタ・
エミッタ間電圧が高くなると、コレクタ電流制限値が急
激に減少する特性を持っている。
チング素子２ないし７は、例えば、図２に示す様な逆バ
イアスＳＯＡ特性を持っている。同図は、トランジスタ
の逆バイアスＳＯＡ特性の一例を示す図であり、横軸は
コレクタ・エミッタ間電圧を示し、縦軸はコレクタ電流
の制限値を示す。そして、スイッチング素子を安全に動
作させるためには、この特性の範囲内でスイッチング素
子を使用しなければならず、同図に示す範囲を越えて使
用すると、素子が破壊する可能性が非常に高い。図２か
ら明らかなように、逆バイアスＳＯＡ特性はコレクタ・
エミッタ間電圧が高くなると、コレクタ電流制限値が急
激に減少する特性を持っている。
【０００５】このため、一般に、スイッチング素子の定
格を定める場合には、まず、コレクタ・エミッタ間電圧
の最大値を想定し、この電圧値に対応したコレクタ電流
値を選定する。またこの場合、上記、コレクタ・エミッ
タ間電圧は、主にインバータにおける直流入力電圧値に
よって定まるが、この直流入力電圧値は、電圧形インバ
ータにおいては、回生運転時に、電動機の回生エネルギ
ーにより、力行運転時よりかなり高くなることが知られ
ている。したがって、コレクタ電流の制限値は、回生運
転時の電圧上昇分を見込んだ直流入力電圧値に対応する
値に定める必要がある。換言すれば、想定するコレクタ
・エミッタ間電圧に応じて、スイッチング素子の電流制
限値が定まり、そのスイッチング素子の電流制限値に応
じて、インバータの容量が定まることになる。
格を定める場合には、まず、コレクタ・エミッタ間電圧
の最大値を想定し、この電圧値に対応したコレクタ電流
値を選定する。またこの場合、上記、コレクタ・エミッ
タ間電圧は、主にインバータにおける直流入力電圧値に
よって定まるが、この直流入力電圧値は、電圧形インバ
ータにおいては、回生運転時に、電動機の回生エネルギ
ーにより、力行運転時よりかなり高くなることが知られ
ている。したがって、コレクタ電流の制限値は、回生運
転時の電圧上昇分を見込んだ直流入力電圧値に対応する
値に定める必要がある。換言すれば、想定するコレクタ
・エミッタ間電圧に応じて、スイッチング素子の電流制
限値が定まり、そのスイッチング素子の電流制限値に応
じて、インバータの容量が定まることになる。
【０００６】ところで、ダイオード整流器により構成さ
れるコンバータを持つ電圧形インバータは電流の経路が
一方向であるため、連続の回生運転は出来ず、設定急変
時などに一時的に回生運転状態となる。そして、この様
な一時的な回生運転時の電圧上昇を想定して、スイッチ
ング素子の直流入力電圧を定めることは、図２の特性か
ら明らかなように、スイッチング素子のコレクタ電流制
限値を大幅に低減させることとなる。
れるコンバータを持つ電圧形インバータは電流の経路が
一方向であるため、連続の回生運転は出来ず、設定急変
時などに一時的に回生運転状態となる。そして、この様
な一時的な回生運転時の電圧上昇を想定して、スイッチ
ング素子の直流入力電圧を定めることは、図２の特性か
ら明らかなように、スイッチング素子のコレクタ電流制
限値を大幅に低減させることとなる。
【０００７】従来のインバータにおいては、上記のよう
な回生運転時の一時的な電圧上昇を想定して、図３の電
流監視回路１３における制限値を定め、インバータ出力
電流が上記制限値を越えたときスイッチ回路９をオフと
して、各スイッチング素子２ないし７の駆動信号を遮断
していた。このため、スイッチング素子のコレクタ電流
制限値を大幅に低減せざるを得ず、それにともない、イ
ンバータの容量を大幅に低減せざるを得なかった。
な回生運転時の一時的な電圧上昇を想定して、図３の電
流監視回路１３における制限値を定め、インバータ出力
電流が上記制限値を越えたときスイッチ回路９をオフと
して、各スイッチング素子２ないし７の駆動信号を遮断
していた。このため、スイッチング素子のコレクタ電流
制限値を大幅に低減せざるを得ず、それにともない、イ
ンバータの容量を大幅に低減せざるを得なかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来装置の欠点を改善するためになされたもので、スイッ
チング素子の限界性能を有効に利用することによって、
インバータの出力容量を最大限、かつ、安全に発揮させ
ることができるインバータ制御装置を提供することを目
的とする。
来装置の欠点を改善するためになされたもので、スイッ
チング素子の限界性能を有効に利用することによって、
インバータの出力容量を最大限、かつ、安全に発揮させ
ることができるインバータ制御装置を提供することを目
的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであって、直流電圧を交流電圧
に変換する電圧形インバータの制御装置において、イン
バータの直流電源電圧を検出する電圧検出器と、インバ
ータの出力電流を検出し、インバータ出力電流を所定値
に制限する出力電流制限手段を設けたものである。そし
て、電圧検出器により検出された直流電源電圧に応じ
て、上記出力電流制限手段の所定値を変化させることに
より、スイッチング素子の安全動作領域を確保しながら
インバータの容量を増大させる。また、上記電圧形イン
バータは、誘導電動機の駆動に適用することができる。
するためになされたものであって、直流電圧を交流電圧
に変換する電圧形インバータの制御装置において、イン
バータの直流電源電圧を検出する電圧検出器と、インバ
ータの出力電流を検出し、インバータ出力電流を所定値
に制限する出力電流制限手段を設けたものである。そし
て、電圧検出器により検出された直流電源電圧に応じ
て、上記出力電流制限手段の所定値を変化させることに
より、スイッチング素子の安全動作領域を確保しながら
インバータの容量を増大させる。また、上記電圧形イン
バータは、誘導電動機の駆動に適用することができる。
【００１０】
【作用】本発明においては、スイッチング素子の電流制
限値を、想定した直流入力電圧の最大値で定まる一定値
に固定せず、直流入力電圧に応じて変化させる。したが
って、直流入力電圧が低い領域では、スイッチング素子
の電流制限値を上昇させることができ、素子の安全動作
領域を確保しながら、インバータの容量を増大させるこ
とが可能となる。
限値を、想定した直流入力電圧の最大値で定まる一定値
に固定せず、直流入力電圧に応じて変化させる。したが
って、直流入力電圧が低い領域では、スイッチング素子
の電流制限値を上昇させることができ、素子の安全動作
領域を確保しながら、インバータの容量を増大させるこ
とが可能となる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の１実施例を示す図であり、同
図において、図３と同一のものについては同一の符号が
付されており、同図においては、図３に示したものに加
えて、電圧検出器１４が付加されており、また、電流監
視回路１３に換え演算回路１５が設けられているととも
に、スイッチ回路９が除去され、演算回路１５の出力が
ＰＷＭ制御回路１０に入力されている。
図において、図３と同一のものについては同一の符号が
付されており、同図においては、図３に示したものに加
えて、電圧検出器１４が付加されており、また、電流監
視回路１３に換え演算回路１５が設けられているととも
に、スイッチ回路９が除去され、演算回路１５の出力が
ＰＷＭ制御回路１０に入力されている。
【００１２】図１におけるＰＷＭ制御回路１０は図３に
示したものと同様、ＰＷＭ信号を発生してスイッチング
素子２ないし７を駆動し、直流電源１の出力を交流に変
換して、誘導電動機８を駆動する。電流検出器１１およ
び１２は、図３に示したものと同様、インバータの出力
電流を検出し、検出電流を演算回路１３に入力する。ま
た、電圧検出器１４は直流入力電圧を入力し、直流入力
電圧値に応じた所定の電圧を出力し、検出電圧を演算回
路１５に入力する。演算回路１５は演算増幅器などから
構成されており、電流検出器１１および１２の検出電流
を図２に示した規定の電流制限値と比較するとともに、
電圧検出回路１４の出力に応じて、上記規定の電流制限
値を図２に示すパターンで変化させる。
示したものと同様、ＰＷＭ信号を発生してスイッチング
素子２ないし７を駆動し、直流電源１の出力を交流に変
換して、誘導電動機８を駆動する。電流検出器１１およ
び１２は、図３に示したものと同様、インバータの出力
電流を検出し、検出電流を演算回路１３に入力する。ま
た、電圧検出器１４は直流入力電圧を入力し、直流入力
電圧値に応じた所定の電圧を出力し、検出電圧を演算回
路１５に入力する。演算回路１５は演算増幅器などから
構成されており、電流検出器１１および１２の検出電流
を図２に示した規定の電流制限値と比較するとともに、
電圧検出回路１４の出力に応じて、上記規定の電流制限
値を図２に示すパターンで変化させる。
【００１３】次ぎに、図１に示す本実施例の動作を説明
する。ＰＷＭ制御回路１０は図３に示したものと同様、
誘導電動機８をトルク・リップルが少なく滑らかに、か
つ、高効率で制御するため、インバータの出力が等価正
弦波になるようなスイッチング・パターン（ＰＷＭパタ
ーン）の駆動信号を発生し、スイッチング素子２ないし
７を駆動して、所望のインバータ出力を得る。運転時、
インバータの出力電流は電流検出器１１および１２によ
り検出され、インバータの出力電流が増加すると演算回
路１５はＰＷＭ制御回路１０の出力パルス幅を制御し、
図２に示した値にインバータ出力電流値を制限する。ま
た、その際、インバータの直流入力電圧が電圧検出回路
１４により検出され演算回路１５に入力される。演算回
路１５は、電圧検出器１４の出力に応じて、インバータ
の出力電流の制限値を図２に示したパターンで変化させ
る。
する。ＰＷＭ制御回路１０は図３に示したものと同様、
誘導電動機８をトルク・リップルが少なく滑らかに、か
つ、高効率で制御するため、インバータの出力が等価正
弦波になるようなスイッチング・パターン（ＰＷＭパタ
ーン）の駆動信号を発生し、スイッチング素子２ないし
７を駆動して、所望のインバータ出力を得る。運転時、
インバータの出力電流は電流検出器１１および１２によ
り検出され、インバータの出力電流が増加すると演算回
路１５はＰＷＭ制御回路１０の出力パルス幅を制御し、
図２に示した値にインバータ出力電流値を制限する。ま
た、その際、インバータの直流入力電圧が電圧検出回路
１４により検出され演算回路１５に入力される。演算回
路１５は、電圧検出器１４の出力に応じて、インバータ
の出力電流の制限値を図２に示したパターンで変化させ
る。
【００１４】本実施例においては、以上のように、演算
回路１５における電流制限値をインバータの直流入力電
圧の値に応じて変化させるようにしたので、例えば、一
時的な回生運転時などにおける直流入力電圧の上昇時に
は、電流制限値を低下させることができ、上記一時的な
電圧上昇を想定してスイッチング素子の電流定格値を低
く選定する必要がない。したがって、スイッチング素子
２ないし７の電流制限値を図２に示した最大値に設定す
ることができ、インバータの出力容量を安全に最大限発
揮させることができる。
回路１５における電流制限値をインバータの直流入力電
圧の値に応じて変化させるようにしたので、例えば、一
時的な回生運転時などにおける直流入力電圧の上昇時に
は、電流制限値を低下させることができ、上記一時的な
電圧上昇を想定してスイッチング素子の電流定格値を低
く選定する必要がない。したがって、スイッチング素子
２ないし７の電流制限値を図２に示した最大値に設定す
ることができ、インバータの出力容量を安全に最大限発
揮させることができる。
【００１５】なお、上記実施例においては、演算回路１
５の垂下特性を図２に示した特性とする例で説明した
が、上記演算回路１５における垂下特性は図２に近似、
もしくは、図２の範囲内に入る特性であればよく、例え
ば、その曲線部分の一部あるいは全部を直線により近似
したり、あるいはまた、曲線と直線から成る部分を１本
の直線により近似することもできる。また、図２に示し
た特性は１例にすぎず、演算回路１５における垂下特性
はスイッチング素子に応じて任意に定めることができ
る。
５の垂下特性を図２に示した特性とする例で説明した
が、上記演算回路１５における垂下特性は図２に近似、
もしくは、図２の範囲内に入る特性であればよく、例え
ば、その曲線部分の一部あるいは全部を直線により近似
したり、あるいはまた、曲線と直線から成る部分を１本
の直線により近似することもできる。また、図２に示し
た特性は１例にすぎず、演算回路１５における垂下特性
はスイッチング素子に応じて任意に定めることができ
る。
【００１６】また、上記実施例においては、演算回路１
５の出力により、ＰＷＭ制御回路１０の出力パルス幅を
絞り、インバータの出力電流を制限するように構成した
例を示したが、本発明は、上記実施例に限定されるもの
ではなく、インバータの出力電流が図２に示す電流制限
値を越えたとき、演算回路１５の出力によりＰＷＭ制御
回路１０の出力パルスの発生を停止させ、スイッチング
素子２ないし７をオフとしたり、あるいは、ＰＷＭ制御
回路１０の出力側にスイッチ回路を設け、スイッチング
素子への制御信号を遮断するように構成することもでき
る。
５の出力により、ＰＷＭ制御回路１０の出力パルス幅を
絞り、インバータの出力電流を制限するように構成した
例を示したが、本発明は、上記実施例に限定されるもの
ではなく、インバータの出力電流が図２に示す電流制限
値を越えたとき、演算回路１５の出力によりＰＷＭ制御
回路１０の出力パルスの発生を停止させ、スイッチング
素子２ないし７をオフとしたり、あるいは、ＰＷＭ制御
回路１０の出力側にスイッチ回路を設け、スイッチング
素子への制御信号を遮断するように構成することもでき
る。
【００１７】さらに、上記、演算回路１５は演算増幅器
からなる関数発生器を用いて構成することができるが、
インバータ制御装置がマイクロ・コンピュータ等のプロ
セッサから構成される場合には、上記演算回路１５がも
つ機能をソフトウェアにより実現することもできる。ま
たさらに、上記実施例においては、スイッチング素子と
して、トランジスタを用いる例を示したが、本発明はス
イッチング素子としてトランジスタを用いるものに限定
されるものではなく、図２に示すような垂下特性を持つ
他のスイッチング素子から構成されるインバータの制御
装置にも適用することができる。
からなる関数発生器を用いて構成することができるが、
インバータ制御装置がマイクロ・コンピュータ等のプロ
セッサから構成される場合には、上記演算回路１５がも
つ機能をソフトウェアにより実現することもできる。ま
たさらに、上記実施例においては、スイッチング素子と
して、トランジスタを用いる例を示したが、本発明はス
イッチング素子としてトランジスタを用いるものに限定
されるものではなく、図２に示すような垂下特性を持つ
他のスイッチング素子から構成されるインバータの制御
装置にも適用することができる。
【００１８】また、上記実施例においては、インバータ
の負荷として誘導電動機を用いる例を示し、誘導電動機
の回生時の直流電圧の上昇の場合について説明したが、
本発明におけるインバータ負荷は上記実施例に限定され
るものではなく、また、本発明は回生時の電圧上昇以外
の場合にも適用することができる。
の負荷として誘導電動機を用いる例を示し、誘導電動機
の回生時の直流電圧の上昇の場合について説明したが、
本発明におけるインバータ負荷は上記実施例に限定され
るものではなく、また、本発明は回生時の電圧上昇以外
の場合にも適用することができる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明においては、インバータのスイッチング素子の電
流制限値を直流入力電圧値に応じて変化させるようにし
たので、スイッチング素子の安全動作領域を確保しなが
ら、インバータの容量を増大させることが可能となり、
従来のものと比べ小型のスイッチング素子で容量の大き
なインバータを構成することができ、実用上の効果が大
きい。
本発明においては、インバータのスイッチング素子の電
流制限値を直流入力電圧値に応じて変化させるようにし
たので、スイッチング素子の安全動作領域を確保しなが
ら、インバータの容量を増大させることが可能となり、
従来のものと比べ小型のスイッチング素子で容量の大き
なインバータを構成することができ、実用上の効果が大
きい。
【図１】本発明における実施例を示す図である。
【図２】逆バイアスＳＯＡ特性の１例を示す図である。
【図３】従来のインバータ制御装置を示す図である。
１ 直流電源 ２，３，４，５，６，７ スイッチング素子 ８ 誘導電動機 ９ スイッチ回路 １０ ＰＷＭ制御回路 １１，１２ 電流検出器 １３ 電流監視回路 １４ 電圧検出器 １５ 演算回路
Claims (2)
- 【請求項１】 直流電圧を交流電圧に変換する電圧形イ
ンバータの制御装置において、 インバータの直流電源電圧を検出する電圧検出回路と、 インバータの出力電流を検出し、インバータ出力電流を
所定値に制限する出力電流制限手段を設け、 電圧検出回路により検出された直流電源電圧に応じて、
上記出力電流制限手段の所定値を変化させることを特徴
とするインバータ制御装置。 - 【請求項２】 電圧形インバータにより誘導電動機を駆
動することを特徴とする請求項１のインバータ制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4018895A JPH05219759A (ja) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | インバータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4018895A JPH05219759A (ja) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | インバータ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05219759A true JPH05219759A (ja) | 1993-08-27 |
Family
ID=11984312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4018895A Pending JPH05219759A (ja) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | インバータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05219759A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0788222A1 (en) * | 1996-01-31 | 1997-08-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Current-controlled pwm inverter for motor control |
| JP2014113050A (ja) * | 2014-03-17 | 2014-06-19 | Daikin Ind Ltd | 電力変換装置 |
| WO2014147801A1 (ja) * | 2013-03-21 | 2014-09-25 | 新電元工業株式会社 | 電源装置 |
| JP2017195680A (ja) * | 2016-04-19 | 2017-10-26 | 株式会社デンソー | 電力変換器の制御装置 |
| JP2023075634A (ja) * | 2021-11-19 | 2023-05-31 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
| JP2024118591A (ja) * | 2023-02-21 | 2024-09-02 | 三菱電機株式会社 | 回転電機制御装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1992
- 1992-02-04 JP JP4018895A patent/JPH05219759A/ja active Pending
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