JPS6057317B2 - ステツピングモ−タの駆動回路 - Google Patents
ステツピングモ−タの駆動回路Info
- Publication number
- JPS6057317B2 JPS6057317B2 JP57048298A JP4829882A JPS6057317B2 JP S6057317 B2 JPS6057317 B2 JP S6057317B2 JP 57048298 A JP57048298 A JP 57048298A JP 4829882 A JP4829882 A JP 4829882A JP S6057317 B2 JPS6057317 B2 JP S6057317B2
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- JP
- Japan
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- excitation
- stepping motor
- transistor
- excitation coil
- coil
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- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
- H02P8/36—Protection against faults, e.g. against overheating or step-out; Indicating faults
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、ステッピングモータの駆動回路に関するも
のである。
のである。
一般にステッピングモータの駆動回路は、第１〜２図に
示すようにステッピングモータのステータ２（第４図）
に各別に巻いた励磁コイルｆｌ、ｆ２、ｆ３、ｆ４の一
端に正電圧Ｖｃｃを加え、各コイルの他端に電流逆流防
止用の順方向ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４及び各
ダイオードにコレクタを接続したスイッチング用のトラ
ンジスタＴＲＩ、ＴＲ２、ＴＲ３、ＴＲ４のベース電圧
を第５図のように経時的にＨ（高）レベルまたはＬ（低
）レベルに切り換えることによりロータ１を回転させる
ようにしている。
示すようにステッピングモータのステータ２（第４図）
に各別に巻いた励磁コイルｆｌ、ｆ２、ｆ３、ｆ４の一
端に正電圧Ｖｃｃを加え、各コイルの他端に電流逆流防
止用の順方向ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４及び各
ダイオードにコレクタを接続したスイッチング用のトラ
ンジスタＴＲＩ、ＴＲ２、ＴＲ３、ＴＲ４のベース電圧
を第５図のように経時的にＨ（高）レベルまたはＬ（低
）レベルに切り換えることによりロータ１を回転させる
ようにしている。
さて、従来、励磁コイルに電流を供給する方式として第
１図のドロッパ式と第２図のチョッパ式とが知られ、ド
ロッパ式は励磁コイルｆｌ、＄３の端と電源Ｖｃｃとの
間に介在させた抵抗Ｒ１及び励磁コイルｆｌ、ｆ３の他
端間に接続したコンデンサＣｌと、励磁コイル（ｊ２、
ｆ４の一端と電源Ｖｃｃとの間に介在させた抵抗Ｒ２及
び励磁コイルｆ２、ｆ４の他端間に接続したコンデンサ
Ｃ２とを備えることを特徴としている。
１図のドロッパ式と第２図のチョッパ式とが知られ、ド
ロッパ式は励磁コイルｆｌ、＄３の端と電源Ｖｃｃとの
間に介在させた抵抗Ｒ１及び励磁コイルｆｌ、ｆ３の他
端間に接続したコンデンサＣｌと、励磁コイル（ｊ２、
ｆ４の一端と電源Ｖｃｃとの間に介在させた抵抗Ｒ２及
び励磁コイルｆ２、ｆ４の他端間に接続したコンデンサ
Ｃ２とを備えることを特徴としている。
コンデンサＣｌ９Ｃ２はトランジスタＴＲＩ、ＴＲ２９
ＴＲ３、ＴＲ４の逆起電圧からの保護及びロータ１の振
動を抑えるダンパ特性の改善のためのものであり、例え
ば第５図においてクロックＴｉからＴ２に至つてステッ
ピングモータが静止励磁状態になつたとすると５１がＨ
からＬに立ち下がるため励磁コイルｆｌはオンからオフ
に切り換えられる。このため励磁コイル（ｆ−１には逆
起電圧が生じるが、このとき第１図に示すように励磁コ
イルｆ３及びコンデンサＣｌとの間で逆起電圧が環流す
るので、逆起電圧がトランジスタＴＲＩ、ＴＲ３に流れ
込むことを防止できるとともに、ロータ１の振動エネル
ギーが逆起電圧の環流によつて熱エネルギーに変換され
るのでロータ１の振動が速やかに抑えられる。また、抵
抗Ｒ１、Ｒ２は励磁コイルの立ち上がり特性改善のため
のものであり、例えば励磁コイルｆ１を非励磁から励磁
に切り換えるとその電流ｉの立ち上がりは励磁コイルｆ
１のインダクタンスをＬ１時間をｔとしたときｉ＝（■
ＣＣ／Ｒ１） （１−Ｅｘｐ（−Ｒｌｔ／Ｌ））で示
されるのでＲ１の値を大きくするほど電流１の立ち上が
り特性が良くなることがわかる。
ＴＲ３、ＴＲ４の逆起電圧からの保護及びロータ１の振
動を抑えるダンパ特性の改善のためのものであり、例え
ば第５図においてクロックＴｉからＴ２に至つてステッ
ピングモータが静止励磁状態になつたとすると５１がＨ
からＬに立ち下がるため励磁コイルｆｌはオンからオフ
に切り換えられる。このため励磁コイル（ｆ−１には逆
起電圧が生じるが、このとき第１図に示すように励磁コ
イルｆ３及びコンデンサＣｌとの間で逆起電圧が環流す
るので、逆起電圧がトランジスタＴＲＩ、ＴＲ３に流れ
込むことを防止できるとともに、ロータ１の振動エネル
ギーが逆起電圧の環流によつて熱エネルギーに変換され
るのでロータ１の振動が速やかに抑えられる。また、抵
抗Ｒ１、Ｒ２は励磁コイルの立ち上がり特性改善のため
のものであり、例えば励磁コイルｆ１を非励磁から励磁
に切り換えるとその電流ｉの立ち上がりは励磁コイルｆ
１のインダクタンスをＬ１時間をｔとしたときｉ＝（■
ＣＣ／Ｒ１） （１−Ｅｘｐ（−Ｒｌｔ／Ｌ））で示
されるのでＲ１の値を大きくするほど電流１の立ち上が
り特性が良くなることがわかる。
しかし、一方Ｒｌ，Ｒ２の値を大きくするとｉの値が減
少するため電源電圧Ｖｃｃを上昇させねばならず、する
と抵抗Ｒｌ，Ｒ２による熱損失も増大してしまうという
欠点がある。一方、第２図に示すチョッパ式は、三角波
発生回路０ＳＬからの出力信号に、抵抗Ｒ３，Ｒ４によ
り電源■Ｃｃの電圧を分割して重畳電圧Ｖ１となすとと
もに第６図に示すように、抵抗Ｒ５，Ｒ６による分割電
圧に抵ｔ／ＬＲＳによる検知電圧を加えて基準電圧ＶＳ
とし、上記重畳電圧Ｖ１と基準電圧Ｖｓとをオペアンプ
０Ｐにより差動増幅してエミッタとベースの間に抵抗Ｒ
８を接続したトランジスタＴＲ５をオペアンプ０Ｐの出
力■２のＬレベルによりオンさせ、Ｈレベルによりオフ
させることにより電源Ｖｃｃの直流電圧をチョッピング
するので駆動電流の平均値が減少するからドロッパ式よ
りも消費電力を低減できる。また、駆動電流を抵抗Ｒｓ
により検出してコンデンサＣ３及び抵抗Ｒ９により平滑
化し、オペアンプ０Ｐの同相端子に加えることにより基
準電圧■Ｓのレベルを変化させて、第６図に示すように
基準電任■Ｓが増大したときは、チョッピング電圧のパ
ルス幅を減少させ、一方基準電圧■Ｓが減少したときは
チョッピング電圧のパルス幅を増大させるので第２図の
回路により駆動電流の値を自動的に調節することができ
る。尚、第２図中抵抗Ｒ７はオペアンプ０Ｐにヒステリ
シスを設けて動作を安定させるためのものでＪあり、ダ
イオードＤ５は励磁コイルＦｌ，ｆ２，ｆ３，ｆ４のフ
ライホィールのためのものである。
少するため電源電圧Ｖｃｃを上昇させねばならず、する
と抵抗Ｒｌ，Ｒ２による熱損失も増大してしまうという
欠点がある。一方、第２図に示すチョッパ式は、三角波
発生回路０ＳＬからの出力信号に、抵抗Ｒ３，Ｒ４によ
り電源■Ｃｃの電圧を分割して重畳電圧Ｖ１となすとと
もに第６図に示すように、抵抗Ｒ５，Ｒ６による分割電
圧に抵ｔ／ＬＲＳによる検知電圧を加えて基準電圧ＶＳ
とし、上記重畳電圧Ｖ１と基準電圧Ｖｓとをオペアンプ
０Ｐにより差動増幅してエミッタとベースの間に抵抗Ｒ
８を接続したトランジスタＴＲ５をオペアンプ０Ｐの出
力■２のＬレベルによりオンさせ、Ｈレベルによりオフ
させることにより電源Ｖｃｃの直流電圧をチョッピング
するので駆動電流の平均値が減少するからドロッパ式よ
りも消費電力を低減できる。また、駆動電流を抵抗Ｒｓ
により検出してコンデンサＣ３及び抵抗Ｒ９により平滑
化し、オペアンプ０Ｐの同相端子に加えることにより基
準電圧■Ｓのレベルを変化させて、第６図に示すように
基準電任■Ｓが増大したときは、チョッピング電圧のパ
ルス幅を減少させ、一方基準電圧■Ｓが減少したときは
チョッピング電圧のパルス幅を増大させるので第２図の
回路により駆動電流の値を自動的に調節することができ
る。尚、第２図中抵抗Ｒ７はオペアンプ０Ｐにヒステリ
シスを設けて動作を安定させるためのものでＪあり、ダ
イオードＤ５は励磁コイルＦｌ，ｆ２，ｆ３，ｆ４のフ
ライホィールのためのものである。
さて、第２図のチョッパ式駆動回路においても、トラン
ジスタＴＲｌ〜ＴＲ４の保護及びロータ・１のダンパ特
性の改善のために第１図のドロッパ式と同様に励磁コイ
ルＦｌ，ｆ３の他端間及び励磁コイルＦ２，ｆ４の他端
間にそれぞれコンデンサＣｌ，Ｃ２を接続することが望
ましいのであるが、もしそのようにコンデンサを接続す
ると、チョッパ電流は脈動電流であるため常時コンデン
サを導通し例えば励磁コイルｆ１が励磁状態にあるとき
はコンデンサと励磁コイルＦ３とで環流が生じて励磁コ
イルＦ３も励磁状態となつてしまうのでステッピングモ
ータは正常に動作することが難しくなる。
ジスタＴＲｌ〜ＴＲ４の保護及びロータ・１のダンパ特
性の改善のために第１図のドロッパ式と同様に励磁コイ
ルＦｌ，ｆ３の他端間及び励磁コイルＦ２，ｆ４の他端
間にそれぞれコンデンサＣｌ，Ｃ２を接続することが望
ましいのであるが、もしそのようにコンデンサを接続す
ると、チョッパ電流は脈動電流であるため常時コンデン
サを導通し例えば励磁コイルｆ１が励磁状態にあるとき
はコンデンサと励磁コイルＦ３とで環流が生じて励磁コ
イルＦ３も励磁状態となつてしまうのでステッピングモ
ータは正常に動作することが難しくなる。
即ち、チョッパ式においてはコンデンサを用いた方法で
トランジスタＴＲｌ〜ＴＲ４の保護及びダンパ特性の改
善をはかることができな・い、という欠点がある。この
発明は上記ドロッパ式及びチョッパ式の欠点に着目して
なされたものであり、簡単な構成により両方式の欠点を
ともに除去することのてきるステッピングモータの駆動
回路を提供することを目的とする。
トランジスタＴＲｌ〜ＴＲ４の保護及びダンパ特性の改
善をはかることができな・い、という欠点がある。この
発明は上記ドロッパ式及びチョッパ式の欠点に着目して
なされたものであり、簡単な構成により両方式の欠点を
ともに除去することのてきるステッピングモータの駆動
回路を提供することを目的とする。
以下、第３図によりこの発明の実施例を説明する。
尚、本発明は基本的には第２図のチョッパ方式を採用す
るので、以下第２図と同一の構成については同番号を付
し説明を省略する。
るので、以下第２図と同一の構成については同番号を付
し説明を省略する。
さて、第３図において、Ｆｌ，ｆ３の付勢回路に対して
ＰＮＰ型の二箇のトランジスタＴＲ６，ＴＲ７をそれぞ
れのエミッタとコレクタが互いに逆向きになるように接
続し、トランジスタＴＲ６のエミッタはコンデンサＣ４
を介して励磁コイルｆ１のトランジスタＴＲ５とは逆側
の端子（以下他端とする）に接続し、トランジスタＴＲ
７のエミッタはコンデンサＣ５を介して励磁コイルＦ３
の他端に接続し、トランジスタＴＲ６のベースとトラン
ジスタＴＲｌのベース間及びトランジスタＴＲ７のベー
スとトランジスタＴＲ３のベース間をそれぞれ接続する
。
ＰＮＰ型の二箇のトランジスタＴＲ６，ＴＲ７をそれぞ
れのエミッタとコレクタが互いに逆向きになるように接
続し、トランジスタＴＲ６のエミッタはコンデンサＣ４
を介して励磁コイルｆ１のトランジスタＴＲ５とは逆側
の端子（以下他端とする）に接続し、トランジスタＴＲ
７のエミッタはコンデンサＣ５を介して励磁コイルＦ３
の他端に接続し、トランジスタＴＲ６のベースとトラン
ジスタＴＲｌのベース間及びトランジスタＴＲ７のベー
スとトランジスタＴＲ３のベース間をそれぞれ接続する
。
また、励磁コイルＦ２，ｆ４に対してもＰＮＰ型の二個
のトランジスタＴＲ８，ＴＲ９を、励磁コイルＦｌ，ｆ
３に対してトランジスタＴＲ６，ＴＲ７を接続したのと
同様にしてコンデンサＣ６，Ｃ７を介して接続し、トラ
ンジスタＴＲ８のベースとトランジスタＴＲ２のベース
間及びトランジスタＴＲ９のベースとトランジスタＴＲ
４のベース間をそれぞれ接続する。
のトランジスタＴＲ８，ＴＲ９を、励磁コイルＦｌ，ｆ
３に対してトランジスタＴＲ６，ＴＲ７を接続したのと
同様にしてコンデンサＣ６，Ｃ７を介して接続し、トラ
ンジスタＴＲ８のベースとトランジスタＴＲ２のベース
間及びトランジスタＴＲ９のベースとトランジスタＴＲ
４のベース間をそれぞれ接続する。
本発明は以上の構成であり、次に作用を説明する。
トランジスタＴＲｌがオンであるクロックＴＯからＴ１
に移行するとＳ２がＬからＨになるので（第５図）、ト
ランジスタＴＲｌがオン状態と変らず、トランジスタＴ
Ｒ２がオンに切り換わる。
に移行するとＳ２がＬからＨになるので（第５図）、ト
ランジスタＴＲｌがオン状態と変らず、トランジスタＴ
Ｒ２がオンに切り換わる。
これにより、励磁コイルＦ２に電流が流れ始めるので励
磁コイルＦ２には逆起電圧が生じ、この逆起電圧はダイ
オードＤ２、トランジスタＴＲ２、抵抗ＲＳｌダイオー
ドＤ５という経路でフライホィールされる。このときＳ
２がＨレベルであることからトランジスタＴＲ８がオフ
に保たれるため、励磁コイルＦ２からコンデンサＣ６側
に電流が流れることはない。次に、クロックＴ１からク
ロックＴ２に移行し、この状態で静止励磁させるとＳ１
がＨからＬになるのでトランジスタＴＲｌがオフに切り
換わる。これにより励磁コイルｆ）１の電流が遮断され
るので、励磁コイルｆ１には逆起電圧が生じるが、Ｓ１
がＬレベルであることからトランジスタＴＲ６がオンと
なつてコンデンサＣ牡トランジスタＴＲ６、コンデンサ
Ｃ６、励磁コイルＦ３という経路で逆起電圧がバイパス
されるので、トランジスタＴＲｌに加わる逆起電圧の値
が低減される。また、上記逆起電圧のバイパスによりロ
ータ１（第４図）の振動が熱エネルギーに変換されるの
で、ロータ１の振動が速やかに減衰する。以上のように
、この発明によれば、ステッピングモータのチョッパ式
駆動回路において、ステータにおいて隣接しない二箇の
励磁コイルの電源供給回路とは逆側の端子間にコンデン
サと、常には開路とし通電方向を制御可能とした能動ス
イッチング素子とを直列に接続し、二箇の励磁コイルの
うち一方がオンからオフに切り換えられたときのみ一方
から他方の励磁コイル側に通電可能となるように能動ス
イッチング素子を作動させるようしたため、励磁コイル
の駆動電流であるチョッパ（脈動）電流は常にはコンデ
ンサに流入することがないのでステッピングモータの作
動に支障を来たすことがなく、また励磁コイルがオンか
らオフに切じ換えられたときは、スイッチング素子がオ
ンとなつて励磁コイルに発生した逆起電圧がコンデンサ
に流入することができるので、逆起電圧をバイパスして
トランジスタの焼損を防止することができるとともに、
ロータの振動を抑えるダンパ効果も得られる。また、チ
ョッパ式駆動回路を用いることができるので、駆動電流
を減少して発熱、消費電力を低減することができる。
磁コイルＦ２には逆起電圧が生じ、この逆起電圧はダイ
オードＤ２、トランジスタＴＲ２、抵抗ＲＳｌダイオー
ドＤ５という経路でフライホィールされる。このときＳ
２がＨレベルであることからトランジスタＴＲ８がオフ
に保たれるため、励磁コイルＦ２からコンデンサＣ６側
に電流が流れることはない。次に、クロックＴ１からク
ロックＴ２に移行し、この状態で静止励磁させるとＳ１
がＨからＬになるのでトランジスタＴＲｌがオフに切り
換わる。これにより励磁コイルｆ）１の電流が遮断され
るので、励磁コイルｆ１には逆起電圧が生じるが、Ｓ１
がＬレベルであることからトランジスタＴＲ６がオンと
なつてコンデンサＣ牡トランジスタＴＲ６、コンデンサ
Ｃ６、励磁コイルＦ３という経路で逆起電圧がバイパス
されるので、トランジスタＴＲｌに加わる逆起電圧の値
が低減される。また、上記逆起電圧のバイパスによりロ
ータ１（第４図）の振動が熱エネルギーに変換されるの
で、ロータ１の振動が速やかに減衰する。以上のように
、この発明によれば、ステッピングモータのチョッパ式
駆動回路において、ステータにおいて隣接しない二箇の
励磁コイルの電源供給回路とは逆側の端子間にコンデン
サと、常には開路とし通電方向を制御可能とした能動ス
イッチング素子とを直列に接続し、二箇の励磁コイルの
うち一方がオンからオフに切り換えられたときのみ一方
から他方の励磁コイル側に通電可能となるように能動ス
イッチング素子を作動させるようしたため、励磁コイル
の駆動電流であるチョッパ（脈動）電流は常にはコンデ
ンサに流入することがないのでステッピングモータの作
動に支障を来たすことがなく、また励磁コイルがオンか
らオフに切じ換えられたときは、スイッチング素子がオ
ンとなつて励磁コイルに発生した逆起電圧がコンデンサ
に流入することができるので、逆起電圧をバイパスして
トランジスタの焼損を防止することができるとともに、
ロータの振動を抑えるダンパ効果も得られる。また、チ
ョッパ式駆動回路を用いることができるので、駆動電流
を減少して発熱、消費電力を低減することができる。
尚、上記実施例においては、能動スイッチング素子とし
てエミッタとコレクタとを逆向きに接続した二箇のトラ
ンジスタを用いるが、例えばサイリスタまたはトライア
ツクを用いても同様の効果を得ることができる。
てエミッタとコレクタとを逆向きに接続した二箇のトラ
ンジスタを用いるが、例えばサイリスタまたはトライア
ツクを用いても同様の効果を得ることができる。
また、上記実施例では４相のステッピングモータを１〜
２相励磁方式で駆動させるようにしているが、本発明は
ステッピングモータの相数及び励磁方式に限定されるこ
となく用いることができる。
２相励磁方式で駆動させるようにしているが、本発明は
ステッピングモータの相数及び励磁方式に限定されるこ
となく用いることができる。
第１図は従来のドロッパ式駆動回路の図、第２図は従来
のチョッパ式駆動回路の図、第３図は本発明に係る駆動
回路の図、第４図はステッピングモータのロータとステ
ータの配置を示す図、第５図は励磁方式のクロックの図
、第６図はチョッパ式による電流制御作用を示す図であ
る。 ｆ１〜Ｆ４・・・励磁コイル、１・・・ロータ、２・・
・ステータ、゛■１〜ＴＲ４・・・スイッチング手段（
トランジスタ）、Ｃ４〜Ｃ７・・・コンデンサ、ＴＲ６
〜ＴＲ９・・・能動スイッチング素子。
のチョッパ式駆動回路の図、第３図は本発明に係る駆動
回路の図、第４図はステッピングモータのロータとステ
ータの配置を示す図、第５図は励磁方式のクロックの図
、第６図はチョッパ式による電流制御作用を示す図であ
る。 ｆ１〜Ｆ４・・・励磁コイル、１・・・ロータ、２・・
・ステータ、゛■１〜ＴＲ４・・・スイッチング手段（
トランジスタ）、Ｃ４〜Ｃ７・・・コンデンサ、ＴＲ６
〜ＴＲ９・・・能動スイッチング素子。
Claims (1)
- １ 複数の励磁コイルを円周方向に沿つて順次各別に巻
いたステータ及び励磁コイルの励磁・非励磁により回転
駆動されるロータとをもつステッピングモータと、各励
磁コイルに対し微少時間幅で脈動するチョッパ電流を供
給するチョッパ回路と、複数の励磁コイルを個別に開路
または閉路可能とするように各励磁コイルに接続した複
数のスイッチング手段、とを備えたステッピングモータ
の駆動回路において、複数の励磁コイルのうち互いに隣
接しない二箇づつの励磁コイルをそれぞれ組となし、各
組の励磁コイルにおいてチョッパ回路とは逆側の端子間
にコンデンサ及び常には開路とし通電方向を制御可能と
した能動スイッチング素子とを直列に接続し、一方の励
磁コイルの開路に関連して能動スイッチング素子をして
一方から他方の励磁コイル側に通電させることを特徴と
するステッピングモータの駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57048298A JPS6057317B2 (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | ステツピングモ−タの駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57048298A JPS6057317B2 (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | ステツピングモ−タの駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58165698A JPS58165698A (ja) | 1983-09-30 |
| JPS6057317B2 true JPS6057317B2 (ja) | 1985-12-14 |
Family
ID=12799529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57048298A Expired JPS6057317B2 (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | ステツピングモ−タの駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6057317B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2397530A1 (fr) * | 1977-07-11 | 1979-02-09 | Peugeot | Moteur a explosion a rapport volumetrique variable |
-
1982
- 1982-03-26 JP JP57048298A patent/JPS6057317B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58165698A (ja) | 1983-09-30 |
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