JPS6231877B2 - - Google Patents
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- JPS6231877B2 JPS6231877B2 JP10371280A JP10371280A JPS6231877B2 JP S6231877 B2 JPS6231877 B2 JP S6231877B2 JP 10371280 A JP10371280 A JP 10371280A JP 10371280 A JP10371280 A JP 10371280A JP S6231877 B2 JPS6231877 B2 JP S6231877B2
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- Japan
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- diaphragm
- fiber
- electroacoustic transducer
- core material
- foamed
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
- H04R9/02—Details
- H04R9/04—Construction, mounting, or centering of coil
- H04R9/046—Construction
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R7/00—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
- H04R7/02—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R7/00—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
- H04R7/02—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
- H04R7/04—Plane diaphragms
- H04R7/06—Plane diaphragms comprising a plurality of sections or layers
- H04R7/10—Plane diaphragms comprising a plurality of sections or layers comprising superposed layers in contact
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R7/00—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
- H04R7/02—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
- H04R7/12—Non-planar diaphragms or cones
- H04R7/122—Non-planar diaphragms or cones comprising a plurality of sections or layers
- H04R7/125—Non-planar diaphragms or cones comprising a plurality of sections or layers comprising a plurality of superposed layers in contact
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
Description
この発明はスピーカやマイクロホン等の電気音
響変換器に用いられる振動板に関する。 一般に、スピーカ等に用いられる振動板の材質
としては、主として良好な周波数特性が得られる
ように、軽量で且つ大きな比弾性率Ｅ／ρ、曲げ
剛性Ｅ・Ｉ（但し：Ｅはヤング率、ρは密度、Ｉ
は断面２次モーメント）および内部損失tanδを
備えていることが要求される。すなわち、比弾性
率Ｅ／ρが大きい程共振周波数が高くなつてピス
トン運動領域が拡大するため、スピーカの周波数
帯域を広くし、また曲げ剛性Ｅ・Ｉは大きい程歪
を低減し、内部損失tanδが大きい程振動板の分
割共振のＱ値が減少して特性の平坦化（再生音に
色付けが無い）を計ることができる。 そのため、材料の選択が大きな課題とされるわ
けであるが、従来は、紙のほかヤング率の大きい
軽金属、例えばアルミニユーム（Al）、ホウ素
(B)、ベリリウム（Be）、マグネシウム（Mg）、チ
タン（Ti）あるいはアルミナ（Al2O3）等のセラ
ミツクスからなる箔膜が用いられていた。 しかし、前記紙にあつては比弾性率Ｅ／ρが小
さいという大きな欠点を有している。 これに対して軽金属は比較的大きなＥ／ρを有
するものの、内部損失tanδがいずれも0.01以下
で非常に小さく、このため振動板全体の内部損失
が小となり、周波数特性においてピーク・デイツ
プが生じ良好な周波数特性を得ることができず、
しかも音質的に色付けが生じるという欠点があつ
た。一方、セラミツクスはＥ／ρが大きく、且つ
安価であるという大きな特徴を有している反面、
脆いため加工性、取扱いに問題がある。このよう
に、いずれの材料を用いても一長一短があり、未
だ満足のいく振動板を得ることができなかつた。 この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、
振動板全体の比弾性率および内部損失を向上さ
せ、再生音に色付けが無い良好な周波数特性を得
ることができるようにした電気音響変換器用振動
板を提供するものであり、その特徴とするところ
は、コア材と、このコア材の少なくとも一面に被
着されるスキン材を、強化用繊維と、互いに独立
した非連続の気泡を有する独立発泡樹脂マトリツ
クスとで構成される複合材で形成したことにあ
る。 以下、この発明を図面に示す実施例に基ずいて
詳細に説明する。 第１図はこの発明に係る振動板を備えたスピー
カの一実施例を示す縦断面である。同図におい
て、スピーカ１は、ポールピース２、マグネツト
３およびトツプヨーク４とからなる磁気回路組立
体と、振動板６、ボイスコイルボビン７、ボイス
コイル８等からなる振動系組立体と、フレーム５
とで構成されている。前記ポールピース２は一端
部外周縁に一体に設けられた環状のボトムヨーク
９を備え、このボトムヨーク９上に前記マグネツ
ト３およびトツプヨーク４が同軸状に順次積層配
置され、且つ接着剤によつて一体的に結合されて
いる。 前記振動板６は後述する素材によつてハニカム
構造体を形成し、その周縁部がエツジ１０を介し
てフレーム５の上側開口端縁に固定されている。
なお、１１はガスケツトである。一方、ボイスコ
イルボビン７は一端が振動板６の裏面に接着さ
れ、他端がポールピース２とトツプヨーク４との
間に形成された磁気空隙１２に挿入され、この他
端部外周面にはボイスコイル８が巻回されてい
る。したがつて、ボイスコイル８に信号電流を流
すと、ボイスコイルボビン７は駆動されて振動板
６を振動させる。 上記実施例において振動板６は、蜂の巣状の
室、すなわち多数の小さな六角形の室（セル）が
形成されたアルミニユーム箔からなるハニカムコ
ア（コア材）１３と、このハニカムコア１３の表
裏面に夫々図示しない接着剤（接着フイルム等）
を介して接着されたスキン材１４とでハニカム構
造体を形成しており、前記スキン材１４としては
第２図に示すように、強化用繊維１６に対して、
互いに独立した非連続の気泡を有する独立発泡樹
脂１５をマトリツクスとして付与させた繊維強化
プラスチツク（FRP）からなる複合材が用いら
れる。なお、ここでマトリツクスとは、強化用繊
維間を結合する母材のことをいう。 発泡樹脂はエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル
樹脂、フエノール樹脂、ポリイミド樹脂などの熱
硬化性樹脂や、ポリアミド樹脂、ポリエスチレン
樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、
ポリ塩化ビニル樹脂、アクリルニトリル、ブタジ
エン・スチレン樹脂などの熱可塑性樹脂が用いら
れる。そして、これらの樹脂をスキン材１４の成
形時に発泡剤を用いて発泡させ、互いに独立した
非連続の気泡を有する独立発泡樹脂１５とする。
例えば、エポキシ樹脂には発泡剤としてアゾジカ
ルボンアミド、ジニトロリベンタメチレンテトラ
ミンが適している。 一方、独立発泡樹脂１５の強化用繊維１６は炭
素繊維、ガラス繊維、シリコンカーバイト繊維、
ボロン繊維、グラフアイト繊維、有機高弾性繊維
（例えば芳香族ポリアミド繊維）などの高強度、
高弾性繊維が用いられ、なかでも炭素繊維が好ま
しく用いられる。そして、これらの繊維は通常数
ミクロンから十数ミクロンの直径を有するが、か
ならずしも織布に限らず不織布であつてもよい。 次に、この発明によるスキン材と従来のスキン
材の物性を表にして示す。
響変換器に用いられる振動板に関する。 一般に、スピーカ等に用いられる振動板の材質
としては、主として良好な周波数特性が得られる
ように、軽量で且つ大きな比弾性率Ｅ／ρ、曲げ
剛性Ｅ・Ｉ（但し：Ｅはヤング率、ρは密度、Ｉ
は断面２次モーメント）および内部損失tanδを
備えていることが要求される。すなわち、比弾性
率Ｅ／ρが大きい程共振周波数が高くなつてピス
トン運動領域が拡大するため、スピーカの周波数
帯域を広くし、また曲げ剛性Ｅ・Ｉは大きい程歪
を低減し、内部損失tanδが大きい程振動板の分
割共振のＱ値が減少して特性の平坦化（再生音に
色付けが無い）を計ることができる。 そのため、材料の選択が大きな課題とされるわ
けであるが、従来は、紙のほかヤング率の大きい
軽金属、例えばアルミニユーム（Al）、ホウ素
(B)、ベリリウム（Be）、マグネシウム（Mg）、チ
タン（Ti）あるいはアルミナ（Al2O3）等のセラ
ミツクスからなる箔膜が用いられていた。 しかし、前記紙にあつては比弾性率Ｅ／ρが小
さいという大きな欠点を有している。 これに対して軽金属は比較的大きなＥ／ρを有
するものの、内部損失tanδがいずれも0.01以下
で非常に小さく、このため振動板全体の内部損失
が小となり、周波数特性においてピーク・デイツ
プが生じ良好な周波数特性を得ることができず、
しかも音質的に色付けが生じるという欠点があつ
た。一方、セラミツクスはＥ／ρが大きく、且つ
安価であるという大きな特徴を有している反面、
脆いため加工性、取扱いに問題がある。このよう
に、いずれの材料を用いても一長一短があり、未
だ満足のいく振動板を得ることができなかつた。 この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、
振動板全体の比弾性率および内部損失を向上さ
せ、再生音に色付けが無い良好な周波数特性を得
ることができるようにした電気音響変換器用振動
板を提供するものであり、その特徴とするところ
は、コア材と、このコア材の少なくとも一面に被
着されるスキン材を、強化用繊維と、互いに独立
した非連続の気泡を有する独立発泡樹脂マトリツ
クスとで構成される複合材で形成したことにあ
る。 以下、この発明を図面に示す実施例に基ずいて
詳細に説明する。 第１図はこの発明に係る振動板を備えたスピー
カの一実施例を示す縦断面である。同図におい
て、スピーカ１は、ポールピース２、マグネツト
３およびトツプヨーク４とからなる磁気回路組立
体と、振動板６、ボイスコイルボビン７、ボイス
コイル８等からなる振動系組立体と、フレーム５
とで構成されている。前記ポールピース２は一端
部外周縁に一体に設けられた環状のボトムヨーク
９を備え、このボトムヨーク９上に前記マグネツ
ト３およびトツプヨーク４が同軸状に順次積層配
置され、且つ接着剤によつて一体的に結合されて
いる。 前記振動板６は後述する素材によつてハニカム
構造体を形成し、その周縁部がエツジ１０を介し
てフレーム５の上側開口端縁に固定されている。
なお、１１はガスケツトである。一方、ボイスコ
イルボビン７は一端が振動板６の裏面に接着さ
れ、他端がポールピース２とトツプヨーク４との
間に形成された磁気空隙１２に挿入され、この他
端部外周面にはボイスコイル８が巻回されてい
る。したがつて、ボイスコイル８に信号電流を流
すと、ボイスコイルボビン７は駆動されて振動板
６を振動させる。 上記実施例において振動板６は、蜂の巣状の
室、すなわち多数の小さな六角形の室（セル）が
形成されたアルミニユーム箔からなるハニカムコ
ア（コア材）１３と、このハニカムコア１３の表
裏面に夫々図示しない接着剤（接着フイルム等）
を介して接着されたスキン材１４とでハニカム構
造体を形成しており、前記スキン材１４としては
第２図に示すように、強化用繊維１６に対して、
互いに独立した非連続の気泡を有する独立発泡樹
脂１５をマトリツクスとして付与させた繊維強化
プラスチツク（FRP）からなる複合材が用いら
れる。なお、ここでマトリツクスとは、強化用繊
維間を結合する母材のことをいう。 発泡樹脂はエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル
樹脂、フエノール樹脂、ポリイミド樹脂などの熱
硬化性樹脂や、ポリアミド樹脂、ポリエスチレン
樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、
ポリ塩化ビニル樹脂、アクリルニトリル、ブタジ
エン・スチレン樹脂などの熱可塑性樹脂が用いら
れる。そして、これらの樹脂をスキン材１４の成
形時に発泡剤を用いて発泡させ、互いに独立した
非連続の気泡を有する独立発泡樹脂１５とする。
例えば、エポキシ樹脂には発泡剤としてアゾジカ
ルボンアミド、ジニトロリベンタメチレンテトラ
ミンが適している。 一方、独立発泡樹脂１５の強化用繊維１６は炭
素繊維、ガラス繊維、シリコンカーバイト繊維、
ボロン繊維、グラフアイト繊維、有機高弾性繊維
（例えば芳香族ポリアミド繊維）などの高強度、
高弾性繊維が用いられ、なかでも炭素繊維が好ま
しく用いられる。そして、これらの繊維は通常数
ミクロンから十数ミクロンの直径を有するが、か
ならずしも織布に限らず不織布であつてもよい。 次に、この発明によるスキン材と従来のスキン
材の物性を表にして示す。
【表】
【表】
但し、発泡炭素繊維（発泡CFRP）とは、強化
用炭素繊維に前述の発泡樹脂を含浸させ、これを
発泡剤を用いて発泡して成形したものである。 第３図は発泡CFRPの繊維体積含有率Vfおよび
マトリツクス樹脂体積比率Vmと曲げヤング率Ｅ
との関係を示したもので、図中●印はＥ≧６（×
1013dyn／cm2）の分布を、○印は５（×1013dyn／
cm2）≦Ｅ＜６（×1013dyn／cm2）の分布を、そして
○×印はＥ＜５（×1013dyn／cm2）の分布状態を示
す。また、第４図は発泡CFRPの繊維体積含有率
Vfと曲げヤング率Ｅの関係を示したものであ
る。 上記表からも明らかなように、スキン材１４を
発泡炭素繊維（発泡CFRP）等の複合材で形成す
ると、アルミニユーム（Al）に比べて密度ρお
よびヤング率Ｅが幾分低下するものの、比弾性率
Ｅ／ρは2.5倍程度大きいので、振動板として良
好な再生周波帯域を得ることができる。また、こ
の複合材は内部損失tanδが大きいので、振動板
６の分割振動のＱ値が減少し、周波数特性におい
てピーク・デイツプの小さい周波数特性を得るこ
とができる。それ故、周波数特性は平坦化し、再
生音に色付けが無くなる。しかも、構造が簡単で
安価に製作することができ、またコア材、スキン
材各個に材質を選択することもでき、設計上の自
曲度も大きく、振動板として好適である。また、
ハニカム構造体からなる振動板６は軽くて曲げ剛
性が強く、振動時においてそれ自体が変形を起さ
ないという大きな利点を有している。 第５図はこの発明の他の実施例を示す縦断面図
である。この実施例は発泡スチロール等の発泡樹
脂でコア材１３′を形成し、このコア材１３′の表
示面に前述した素材からなるスキン材１４を夫々
接着して振動板６′をサンドイツチ構造にした点
が上記実施例と異なり、他は、全て同一に形成さ
れているため同一構成部材に対しては同一符号を
以つて示しその説明を省略する。 以上説明したようにこの発明に係る電気音響変
換器用振動板によれば、ハニカムコアもしくは発
泡樹脂からなるコア材の少なくとも一面に被着さ
れるスキン材を、強化用繊維と、互いに独立した
非連続の気泡を有する独立発泡樹脂マトリツクス
とで構成される複合材で形成したので、振動板自
体の比弾性率および内部損失を向上させることが
できる。そのため、周波数帯域が拡大し、しかも
再生音に色付けが無い良好な周波数特性を得るこ
とができその効果は非常に大であり、また構造が
簡単で安価に製作することができ、材質の選択自
由度も大きいなど種々の効果を有する。
用炭素繊維に前述の発泡樹脂を含浸させ、これを
発泡剤を用いて発泡して成形したものである。 第３図は発泡CFRPの繊維体積含有率Vfおよび
マトリツクス樹脂体積比率Vmと曲げヤング率Ｅ
との関係を示したもので、図中●印はＥ≧６（×
1013dyn／cm2）の分布を、○印は５（×1013dyn／
cm2）≦Ｅ＜６（×1013dyn／cm2）の分布を、そして
○×印はＥ＜５（×1013dyn／cm2）の分布状態を示
す。また、第４図は発泡CFRPの繊維体積含有率
Vfと曲げヤング率Ｅの関係を示したものであ
る。 上記表からも明らかなように、スキン材１４を
発泡炭素繊維（発泡CFRP）等の複合材で形成す
ると、アルミニユーム（Al）に比べて密度ρお
よびヤング率Ｅが幾分低下するものの、比弾性率
Ｅ／ρは2.5倍程度大きいので、振動板として良
好な再生周波帯域を得ることができる。また、こ
の複合材は内部損失tanδが大きいので、振動板
６の分割振動のＱ値が減少し、周波数特性におい
てピーク・デイツプの小さい周波数特性を得るこ
とができる。それ故、周波数特性は平坦化し、再
生音に色付けが無くなる。しかも、構造が簡単で
安価に製作することができ、またコア材、スキン
材各個に材質を選択することもでき、設計上の自
曲度も大きく、振動板として好適である。また、
ハニカム構造体からなる振動板６は軽くて曲げ剛
性が強く、振動時においてそれ自体が変形を起さ
ないという大きな利点を有している。 第５図はこの発明の他の実施例を示す縦断面図
である。この実施例は発泡スチロール等の発泡樹
脂でコア材１３′を形成し、このコア材１３′の表
示面に前述した素材からなるスキン材１４を夫々
接着して振動板６′をサンドイツチ構造にした点
が上記実施例と異なり、他は、全て同一に形成さ
れているため同一構成部材に対しては同一符号を
以つて示しその説明を省略する。 以上説明したようにこの発明に係る電気音響変
換器用振動板によれば、ハニカムコアもしくは発
泡樹脂からなるコア材の少なくとも一面に被着さ
れるスキン材を、強化用繊維と、互いに独立した
非連続の気泡を有する独立発泡樹脂マトリツクス
とで構成される複合材で形成したので、振動板自
体の比弾性率および内部損失を向上させることが
できる。そのため、周波数帯域が拡大し、しかも
再生音に色付けが無い良好な周波数特性を得るこ
とができその効果は非常に大であり、また構造が
簡単で安価に製作することができ、材質の選択自
由度も大きいなど種々の効果を有する。
第１図はこの発明に係る電気音響変換器用振動
板を用いたスピーカの一実施例を示す縦断面図、
第２図はスキン材の要部拡大斜視図、第３図は発
泡CFRPの繊維体積含有率Vfおよびマトリツクス
樹脂体積比率Vmと曲げヤング率Ｅの関係を示す
図、第４図は発泡CFRPの繊維体積含有率Vfと曲
げヤング率Ｅの関係を示す図、第５図はこの発明
の他の実施例を示すスピーカの縦断面図である。 ６，６′……振動板、１３……ハニカムコア
（コア材）、１３′……コア材（発泡樹脂）、１４…
…スキン材、１５……独立発泡樹脂、１６……強
化用繊維。
板を用いたスピーカの一実施例を示す縦断面図、
第２図はスキン材の要部拡大斜視図、第３図は発
泡CFRPの繊維体積含有率Vfおよびマトリツクス
樹脂体積比率Vmと曲げヤング率Ｅの関係を示す
図、第４図は発泡CFRPの繊維体積含有率Vfと曲
げヤング率Ｅの関係を示す図、第５図はこの発明
の他の実施例を示すスピーカの縦断面図である。 ６，６′……振動板、１３……ハニカムコア
（コア材）、１３′……コア材（発泡樹脂）、１４…
…スキン材、１５……独立発泡樹脂、１６……強
化用繊維。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ コア材と、このコア材の少なくとも一面に被
着されたスキン材とからなる電気音響変換器用振
動板において、前記スキン材が、強化用繊維と、
互いに独立した非連続の気泡を有する独立発泡樹
脂マトリツクスとで構成された複合材であること
を特徴とする電気音響変換器用振動板。 ２ 前記強化用繊維が、炭素繊維、ガラス繊維、
グラフアイト繊維、シリコンカーバイト繊維、ボ
ロン繊維、有機高弾性繊維のうちのいずれか１つ
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の電気音響変換器用振動板。 ３ 前記コア材が、ハニカムコアであることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の電気音響変
換器用振動板。 ４ 前記コア材が、互いに独立した非連続の気泡
あるいは連続した気泡を有する発泡樹脂であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電気
音響変換器用振動板。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10371280A JPS5730496A (en) | 1980-07-30 | 1980-07-30 | Diaphragm for electroacoustic transducer |
| US06/283,367 US4410768A (en) | 1980-07-23 | 1981-07-15 | Electro-acoustic transducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10371280A JPS5730496A (en) | 1980-07-30 | 1980-07-30 | Diaphragm for electroacoustic transducer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5730496A JPS5730496A (en) | 1982-02-18 |
| JPS6231877B2 true JPS6231877B2 (ja) | 1987-07-10 |
Family
ID=14361325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10371280A Granted JPS5730496A (en) | 1980-07-23 | 1980-07-30 | Diaphragm for electroacoustic transducer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5730496A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5701359A (en) * | 1995-04-06 | 1997-12-23 | Precision Power | Flat-panel speaker |
| US6097829A (en) * | 1995-04-06 | 2000-08-01 | Precision Power, Inc. | Fiber-honeycomb-fiber sandwich speaker diaphragm and method |
| KR100744843B1 (ko) * | 2005-10-14 | 2007-08-06 | (주)케이에이치 케미컬 | 음향 진동판 및 이를 구비하는 스피커 |
| KR100767260B1 (ko) * | 2005-10-31 | 2007-10-17 | (주)케이에이치 케미컬 | 음향 진동판 및 이를 구비하는 스피커 |
| CN101864642B (zh) * | 2010-04-29 | 2011-08-10 | 惠州市海韵电子有限公司 | 一种绿色玻纤及其制备方法 |
-
1980
- 1980-07-30 JP JP10371280A patent/JPS5730496A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5730496A (en) | 1982-02-18 |
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