JPH0912335A - 低融点ガラスおよびそれを用いたランプシール - Google Patents
低融点ガラスおよびそれを用いたランプシールInfo
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- JPH0912335A JPH0912335A JP18340195A JP18340195A JPH0912335A JP H0912335 A JPH0912335 A JP H0912335A JP 18340195 A JP18340195 A JP 18340195A JP 18340195 A JP18340195 A JP 18340195A JP H0912335 A JPH0912335 A JP H0912335A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
- C03C8/24—Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions, i.e. for use as seals between dissimilar materials, e.g. glass and metal; Glass solders
-
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- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
- C03C3/14—Silica-free oxide glass compositions containing boron
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 350℃において溶融状態となり、500℃
を越える高温状態でも気密性を保持できるガラスシール
を提供すること。 【構成】 質量百分率で、Sb2 O3 55〜85%,B
2 O3 5〜30%,Tl2 O3 1〜18%からなる組成
を有する低融点ガラスを、容器内から気密シール部を介
して容器外へ導出されるリード線と前記気密シール部よ
り外方の容器壁との間隙に充填したもの。リード線の大
気接触を防ぎ、酸化によるリード線の導電不良を防止す
る。
を越える高温状態でも気密性を保持できるガラスシール
を提供すること。 【構成】 質量百分率で、Sb2 O3 55〜85%,B
2 O3 5〜30%,Tl2 O3 1〜18%からなる組成
を有する低融点ガラスを、容器内から気密シール部を介
して容器外へ導出されるリード線と前記気密シール部よ
り外方の容器壁との間隙に充填したもの。リード線の大
気接触を防ぎ、酸化によるリード線の導電不良を防止す
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、低融点ガラスに関する
ものであり、特にランプリード線の保護用に適したガラ
スに関する。
ものであり、特にランプリード線の保護用に適したガラ
スに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、ハロゲンランプ等のように点灯
時に高温となるランプの外囲器は、耐熱性、透光性に優
れる点で石英ガラスまたは高珪酸ガラスが用いられてい
る。そして、ランプフィラメントに電力を供給するため
のリード線は、前記外囲器の端部をピンチシールしてラ
ンプ容器の気密を保って容器外に導出される。このリー
ド線は、端子部を他の電極と接続する必要から比較的太
いロッド状の部材から構成されるが、ピンチシール部で
はシールを容易にし気密性を確保するためおよびガラス
外囲器とリード線との熱膨脹係数差からガラスに不要な
応力を発生させないために薄い箔状に形成される。これ
によってピンチシール部での気密封止が可能となるが、
その外側のロッド状のリード線とガラス容器とは完全に
は密接しない。
時に高温となるランプの外囲器は、耐熱性、透光性に優
れる点で石英ガラスまたは高珪酸ガラスが用いられてい
る。そして、ランプフィラメントに電力を供給するため
のリード線は、前記外囲器の端部をピンチシールしてラ
ンプ容器の気密を保って容器外に導出される。このリー
ド線は、端子部を他の電極と接続する必要から比較的太
いロッド状の部材から構成されるが、ピンチシール部で
はシールを容易にし気密性を確保するためおよびガラス
外囲器とリード線との熱膨脹係数差からガラスに不要な
応力を発生させないために薄い箔状に形成される。これ
によってピンチシール部での気密封止が可能となるが、
その外側のロッド状のリード線とガラス容器とは完全に
は密接しない。
【0003】一方、リード線材料として広く使用されて
いるモリブデンは、酸素雰囲気中で、350℃から酸化
が始まり、500℃を超えると急激に酸化が進む。この
ため、点灯状態のランプリードでは、ピンチシール部外
側のロッド状のリード線とガラス容器との間隙から前記
薄い箔状のリード線端部が大気と接触し、酸化反応を起
こして導電不良をまねき、ランプ寿命を低下させてい
た。
いるモリブデンは、酸素雰囲気中で、350℃から酸化
が始まり、500℃を超えると急激に酸化が進む。この
ため、点灯状態のランプリードでは、ピンチシール部外
側のロッド状のリード線とガラス容器との間隙から前記
薄い箔状のリード線端部が大気と接触し、酸化反応を起
こして導電不良をまねき、ランプ寿命を低下させてい
た。
【0004】そこで、薄い箔状のリード線端部を大気に
晒さないようにするため、特開昭60-161353 号公報記載
のように、ピンチシール部外側のロッド状のリード線と
ガラス容器との間隙にソルダーガラスを充填する方法が
考えられた。
晒さないようにするため、特開昭60-161353 号公報記載
のように、ピンチシール部外側のロッド状のリード線と
ガラス容器との間隙にソルダーガラスを充填する方法が
考えられた。
【0005】ここで用いられているソルダーガラスの特
徴は、ランプ点灯時に350℃を越える温度で軟化して
前記間隙を塞ぎ、モリブデンの酸化を防止するとともに
石英ガラスまたは高珪酸ガラス製の容器とソルダーガラ
スとの熱膨脹係数差による応力発生をそれ自体の軟化に
より解消してしまうことである。
徴は、ランプ点灯時に350℃を越える温度で軟化して
前記間隙を塞ぎ、モリブデンの酸化を防止するとともに
石英ガラスまたは高珪酸ガラス製の容器とソルダーガラ
スとの熱膨脹係数差による応力発生をそれ自体の軟化に
より解消してしまうことである。
【0006】したがって、この種の用途に使用するソル
ダーガラスとしては、少なくともモリブデンの酸化が始
まる350℃で軟化するガラスでなければならない。適
用可能なガラスとしては、上記特開昭60-161353 号公報
記載のSb2 O3 −B2 O3−PbO系ガラス、米国特
許 4492814号記載のSb2 O3 −B2 O3 −Bi2 O3
系ガラス等が知られている。
ダーガラスとしては、少なくともモリブデンの酸化が始
まる350℃で軟化するガラスでなければならない。適
用可能なガラスとしては、上記特開昭60-161353 号公報
記載のSb2 O3 −B2 O3−PbO系ガラス、米国特
許 4492814号記載のSb2 O3 −B2 O3 −Bi2 O3
系ガラス等が知られている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記Sb2 O3 −B2
O3 −PbO系ガラスを使用した場合、350℃で溶融
状態となって薄い箔状のリード線端部の大気との接触は
防止されるものの、ガラス中の硼酸鉛がモリブデンを浸
食し劣化させてしまう問題がある。
O3 −PbO系ガラスを使用した場合、350℃で溶融
状態となって薄い箔状のリード線端部の大気との接触は
防止されるものの、ガラス中の硼酸鉛がモリブデンを浸
食し劣化させてしまう問題がある。
【0008】また、上記Sb2 O3 −B2 O3 −Bi2
O3 系ガラスでは、モリブデン浸食の問題も生じない
が、この系のガラスは濡れ性がわるく、500℃を越え
る高温域で軟化したガラスがシール部から浮き上がり、
密封状態を保てなくなることがあり、信頼性に欠けるも
のであった。
O3 系ガラスでは、モリブデン浸食の問題も生じない
が、この系のガラスは濡れ性がわるく、500℃を越え
る高温域で軟化したガラスがシール部から浮き上がり、
密封状態を保てなくなることがあり、信頼性に欠けるも
のであった。
【0009】本発明は、このような事情を考慮してなさ
れたものであり、350℃において溶融状態となり、か
つ比較的低温で軟らかく500℃を越える高温状態でも
ある程度の粘性を保ってシール部を濡らすことのできる
ガラスシールを提供することを目的とする。
れたものであり、350℃において溶融状態となり、か
つ比較的低温で軟らかく500℃を越える高温状態でも
ある程度の粘性を保ってシール部を濡らすことのできる
ガラスシールを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、質量百分率
で、Sb2 O3 55〜85%,B2 O3 5〜30%,T
l2 O3 1〜18%からなる組成を有する低融点ガラス
である。
で、Sb2 O3 55〜85%,B2 O3 5〜30%,T
l2 O3 1〜18%からなる組成を有する低融点ガラス
である。
【0011】好ましくは、質量百分率で、Sb2 O3 6
0〜80%,B2 O3 5〜25%,Tl2 O3 1〜15
%からなる組成を有する低融点ガラスである。
0〜80%,B2 O3 5〜25%,Tl2 O3 1〜15
%からなる組成を有する低融点ガラスである。
【0012】また、本発明は、石英ガラスまたは高珪酸
ガラスからなる容器内から気密シール部を介して容器外
へ導出されるリード線と前記気密シール部より外方の容
器壁との間隙に質量百分率で、Sb2 O3 60〜80
%,B2 O3 5〜25%,Tl2 O3 1〜15%からな
る組成を有する低融点ガラスが充填されていることを特
徴とする電気器具用シールである。
ガラスからなる容器内から気密シール部を介して容器外
へ導出されるリード線と前記気密シール部より外方の容
器壁との間隙に質量百分率で、Sb2 O3 60〜80
%,B2 O3 5〜25%,Tl2 O3 1〜15%からな
る組成を有する低融点ガラスが充填されていることを特
徴とする電気器具用シールである。
【0013】
【作用】本発明は、上記組成を選択して組み合わせるこ
とにより、所期の目的を達成することができる。まず、
本発明の低融点ガラスを構成する組成を上記範囲に限定
した理由について説明する。
とにより、所期の目的を達成することができる。まず、
本発明の低融点ガラスを構成する組成を上記範囲に限定
した理由について説明する。
【0014】Sb2 O3 は本発明のガラスを形成する主
成分であるが、55%未満では軟化する温度が高くな
り、熱膨脹係数が大きくなって石英ガラスとの気密封着
に支障をきたす。また85%を越えると失透するので好
ましくない。軟化する温度を低く保ち、失透させないた
めには60〜80%とすることが好ましい。
成分であるが、55%未満では軟化する温度が高くな
り、熱膨脹係数が大きくなって石英ガラスとの気密封着
に支障をきたす。また85%を越えると失透するので好
ましくない。軟化する温度を低く保ち、失透させないた
めには60〜80%とすることが好ましい。
【0015】B2 O3 はガラスの熱膨脹係数を大きくす
ることなく溶融性を良好にするが、5%未満ではその効
果がなく失透物が発生するようになり、30%を越える
と低融性が失われるとともに化学的耐久性が低下して長
期間の使用においてガラスが劣化しやすくなる。好まし
くは5〜25%,より好ましくは下限を10%以上とす
る。
ることなく溶融性を良好にするが、5%未満ではその効
果がなく失透物が発生するようになり、30%を越える
と低融性が失われるとともに化学的耐久性が低下して長
期間の使用においてガラスが劣化しやすくなる。好まし
くは5〜25%,より好ましくは下限を10%以上とす
る。
【0016】Tl2 O3 はガラスの溶融性を改善し、熱
膨脹係数を調整する作用があるが、1%未満では溶融性
が改善されず、18%を越えると熱膨脹係数が増大する
とともに500℃を越える温度域で粘性が低くなり過ぎ
シールを維持し難くなる。高温での封止信頼性を重視す
る場合には上限を15%まで、より好ましくは10%ま
でとする。
膨脹係数を調整する作用があるが、1%未満では溶融性
が改善されず、18%を越えると熱膨脹係数が増大する
とともに500℃を越える温度域で粘性が低くなり過ぎ
シールを維持し難くなる。高温での封止信頼性を重視す
る場合には上限を15%まで、より好ましくは10%ま
でとする。
【0017】以上の組成からなるガラスを容器内から気
密(ピンチ)シール部を介して容器外へ導出されるリー
ド線と前記気密シール部より外方の容器壁との間隙に充
填することにより、器具の温度上昇とともに300℃前
後でガラスは転移温度となり、350℃でほぼ溶融状態
となって上記間隙を隙間なく満たし、ピンチシール部の
リード線の外気との接触を効果的に遮断する。またガラ
スとリード線との反応も生じない。
密(ピンチ)シール部を介して容器外へ導出されるリー
ド線と前記気密シール部より外方の容器壁との間隙に充
填することにより、器具の温度上昇とともに300℃前
後でガラスは転移温度となり、350℃でほぼ溶融状態
となって上記間隙を隙間なく満たし、ピンチシール部の
リード線の外気との接触を効果的に遮断する。またガラ
スとリード線との反応も生じない。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1はタングステンハロゲンランプを模式
的に示した正面図である。石英ガラス管の一端を溶融封
止した石英ガラスバルブ1内にタングステンフィラメン
ト2(以下フィラメント2と略称する)が保持され、フ
ィラメント2の両端がそれぞれモリブデン製のリード線
3に接続されている。リード線3は石英ガラスバルブ1
内でフィラメント2に接続される内端部3aと、石英ガ
ラスバルブ1の外側に突出して端子となる外端部3c
と、その中間で薄い箔状に形成された箔状中間部3bと
からなり、箔状中間部3bで石英ガラスバルブ1が圧潰
封止されたピンチシールを構成している。
て説明する。図1はタングステンハロゲンランプを模式
的に示した正面図である。石英ガラス管の一端を溶融封
止した石英ガラスバルブ1内にタングステンフィラメン
ト2(以下フィラメント2と略称する)が保持され、フ
ィラメント2の両端がそれぞれモリブデン製のリード線
3に接続されている。リード線3は石英ガラスバルブ1
内でフィラメント2に接続される内端部3aと、石英ガ
ラスバルブ1の外側に突出して端子となる外端部3c
と、その中間で薄い箔状に形成された箔状中間部3bと
からなり、箔状中間部3bで石英ガラスバルブ1が圧潰
封止されたピンチシールを構成している。
【0019】このようなランプのシール部では、箔状中
間部3bと圧潰された石英ガラスバルブ1とは完全に密
接して気密封止が完成するが、リード線3の外端部3c
には石英ガラスバルブ1が密接することができず、外端
部3cと石英ガラスバルブ1との間に僅かな間隙4が残
される。この間隙4に低融点ガラス5を充填する。
間部3bと圧潰された石英ガラスバルブ1とは完全に密
接して気密封止が完成するが、リード線3の外端部3c
には石英ガラスバルブ1が密接することができず、外端
部3cと石英ガラスバルブ1との間に僅かな間隙4が残
される。この間隙4に低融点ガラス5を充填する。
【0020】本発明で使用する低融点ガラスの実施例を
表1に示す。なお、表1における組成は質量百分率で、
熱膨張率は×10-7/℃で、転移温度および屈伏温度は
℃で示してある。表1に示す組成となるようにそれぞれ
原料を調合し、白金るつぼに収容して電気炉で1000
℃に加熱し、完全に均質になるまで2時間溶融した。そ
の後、炉内から取り出して自然冷却させ、得られたガラ
スを再溶融して細いロッド状に成形した。このロッド状
ガラスの先端を前記タングステンハロゲンランプのリー
ド線3外端部3cにあててバーナで加熱し、溶融したガ
ラスを間隙4に流し込んでシールを完成させた。
表1に示す。なお、表1における組成は質量百分率で、
熱膨張率は×10-7/℃で、転移温度および屈伏温度は
℃で示してある。表1に示す組成となるようにそれぞれ
原料を調合し、白金るつぼに収容して電気炉で1000
℃に加熱し、完全に均質になるまで2時間溶融した。そ
の後、炉内から取り出して自然冷却させ、得られたガラ
スを再溶融して細いロッド状に成形した。このロッド状
ガラスの先端を前記タングステンハロゲンランプのリー
ド線3外端部3cにあててバーナで加熱し、溶融したガ
ラスを間隙4に流し込んでシールを完成させた。
【0021】
【表1】
【0022】以上のようにして作成したタングステンハ
ロゲンランプについて、点灯過負荷試験を実施した。使
用したランプは、100V,350Wのものであり、電
極端子にリード線3を差し込んでランプを立てた状態で
点灯し、シール部の温度を測定するとともにその状態変
化を観察した。点灯後、シール部の温度は次第に上昇
し、シール部に充填された低融点ガラスの屈伏点に相当
する330℃前後から低融点ガラスに変化が現れ、35
0℃においてすべてのサンプルが軟化して融液状になっ
ているのが確認された。さらにシール部の温度が500
℃を超え、600℃に至っても本実施例のガラスは、溶
融状態のまま間隙4から流出することなく密封状態が保
たれており、断線によって消灯するまでの平均連続点灯
時間は、85時間であった。
ロゲンランプについて、点灯過負荷試験を実施した。使
用したランプは、100V,350Wのものであり、電
極端子にリード線3を差し込んでランプを立てた状態で
点灯し、シール部の温度を測定するとともにその状態変
化を観察した。点灯後、シール部の温度は次第に上昇
し、シール部に充填された低融点ガラスの屈伏点に相当
する330℃前後から低融点ガラスに変化が現れ、35
0℃においてすべてのサンプルが軟化して融液状になっ
ているのが確認された。さらにシール部の温度が500
℃を超え、600℃に至っても本実施例のガラスは、溶
融状態のまま間隙4から流出することなく密封状態が保
たれており、断線によって消灯するまでの平均連続点灯
時間は、85時間であった。
【0023】ちなみにSb2 O3 67%,B2 O3 25
%,Bi2 O3 8%からなるガラスを用いて同様の点灯
試験を行ったところ、350℃で溶融状態となり、実施
例のサンプルとほぼ同様の経過を示したが、平均連続点
灯時間は68時間であった。消灯したランプを調べたと
ころ、リード線に沿って僅かにガラスの漏出があり、リ
ード線3外端部3cとの境界付近の箔状中間部3bに破
断が認められた。
%,Bi2 O3 8%からなるガラスを用いて同様の点灯
試験を行ったところ、350℃で溶融状態となり、実施
例のサンプルとほぼ同様の経過を示したが、平均連続点
灯時間は68時間であった。消灯したランプを調べたと
ころ、リード線に沿って僅かにガラスの漏出があり、リ
ード線3外端部3cとの境界付近の箔状中間部3bに破
断が認められた。
【0024】以上の結果から、本実施例のガラスは、5
00℃以上の高温においても間隙から流れ出さない適度
な粘性を有し、350℃以上で溶融状態となって気密シ
ールを保持できるランプリードのシールとして好適な特
性を有することがわかる。
00℃以上の高温においても間隙から流れ出さない適度
な粘性を有し、350℃以上で溶融状態となって気密シ
ールを保持できるランプリードのシールとして好適な特
性を有することがわかる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のガラス
は、350℃において溶融状態となり、かつ500℃を
越える高温状態でもある程度の粘性を保ってシール部を
濡らすことができるランプリード線の保護用に適したも
のである。
は、350℃において溶融状態となり、かつ500℃を
越える高温状態でもある程度の粘性を保ってシール部を
濡らすことができるランプリード線の保護用に適したも
のである。
【0026】また、本発明のランプシールは、上記ガラ
スを使用することによって高温状態となってもシール部
の気密性が保たれるため、リード線の箔状部が大気に晒
されることがなく、酸化が防止される。この結果、リー
ド線が破断しにくくなり、ランプの信頼性が向上しかつ
ランプ寿命を延ばすことが可能となる。
スを使用することによって高温状態となってもシール部
の気密性が保たれるため、リード線の箔状部が大気に晒
されることがなく、酸化が防止される。この結果、リー
ド線が破断しにくくなり、ランプの信頼性が向上しかつ
ランプ寿命を延ばすことが可能となる。
【図1】本発明を使用したタングステンハロゲンランプ
を模式的に示した正面図である。
を模式的に示した正面図である。
1 石英ガラスバルブ 2 タングステンフィラメント 3 リード線 4 間隙 5 低融点ガラス
Claims (3)
- 【請求項1】 質量百分率で、Sb2 O3 55〜85
%,B2 O3 5〜30%,Tl2 O3 1〜18%からな
る組成を有する低融点ガラス。 - 【請求項2】 質量百分率で、Sb2 O3 60〜80
%,B2 O3 5〜25%,Tl2 O3 1〜15%からな
る組成を有する低融点ガラス。 - 【請求項3】 石英ガラスまたは高珪酸ガラスからなる
容器内から気密シール部を介して容器外へ導出される前
記気密シール部に対応する中間部分に箔状部を有するリ
ード線と前記気密シール部より外方の容器壁との間隙に
質量百分率で、Sb2 O3 60〜80%,B2 O3 5〜
25%,Tl2 O3 1〜15%からなる組成を有する低
融点ガラスが充填されていることを特徴とするランプシ
ール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07183401A JP3075506B2 (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | 低融点ガラスおよびそれを用いたランプシール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07183401A JP3075506B2 (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | 低融点ガラスおよびそれを用いたランプシール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0912335A true JPH0912335A (ja) | 1997-01-14 |
| JP3075506B2 JP3075506B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=16135138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07183401A Expired - Fee Related JP3075506B2 (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | 低融点ガラスおよびそれを用いたランプシール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3075506B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1086078C (zh) * | 1997-01-17 | 2002-06-05 | 三星电子株式会社 | 用于多路时分双工系统中的发射机/接收机 |
| US7095175B2 (en) | 2002-08-22 | 2006-08-22 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Foil seal lamp |
| CN103304140A (zh) * | 2013-06-08 | 2013-09-18 | 福州大学 | 一种含Sb2O3的封接玻璃及其制备和使用方法 |
| JP2018203550A (ja) * | 2017-05-31 | 2018-12-27 | 日本山村硝子株式会社 | 導体形成用Sb系ガラス組成物及びその製造方法 |
| CN110663119A (zh) * | 2017-05-31 | 2020-01-07 | 东洋铝株式会社 | 太阳能电池用膏状组合物 |
-
1995
- 1995-06-27 JP JP07183401A patent/JP3075506B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US7095175B2 (en) | 2002-08-22 | 2006-08-22 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Foil seal lamp |
| CN103304140A (zh) * | 2013-06-08 | 2013-09-18 | 福州大学 | 一种含Sb2O3的封接玻璃及其制备和使用方法 |
| CN103304140B (zh) * | 2013-06-08 | 2015-05-20 | 福州大学 | 一种含Sb2O3的封接玻璃及其制备和使用方法 |
| JP2018203550A (ja) * | 2017-05-31 | 2018-12-27 | 日本山村硝子株式会社 | 導体形成用Sb系ガラス組成物及びその製造方法 |
| CN110663119A (zh) * | 2017-05-31 | 2020-01-07 | 东洋铝株式会社 | 太阳能电池用膏状组合物 |
| CN110663119B (zh) * | 2017-05-31 | 2023-08-29 | 东洋铝株式会社 | 太阳能电池用膏状组合物 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3075506B2 (ja) | 2000-08-14 |
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