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JPH0773069B2 - 形状記憶合金製の駆動手段を備えた多接点電気コネクタ - Google Patents
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JPH0773069B2 - 形状記憶合金製の駆動手段を備えた多接点電気コネクタ - Google Patents

形状記憶合金製の駆動手段を備えた多接点電気コネクタ

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JPH0773069B2
JPH0773069B2 JP61506127A JP50612786A JPH0773069B2 JP H0773069 B2 JPH0773069 B2 JP H0773069B2 JP 61506127 A JP61506127 A JP 61506127A JP 50612786 A JP50612786 A JP 50612786A JP H0773069 B2 JPH0773069 B2 JP H0773069B2
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ジョン エフ クルムメ
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ベ−タ フエイズ インコ−ポレ−テツド
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/82—Coupling devices connected with low or zero insertion force
    • H01R12/85—Coupling devices connected with low or zero insertion force contact pressure producing means, contacts activated after insertion of printed circuits or like structures
    • H01R12/856—Coupling devices connected with low or zero insertion force contact pressure producing means, contacts activated after insertion of printed circuits or like structures activated by shape memory material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/01—Connections using shape memory materials, e.g. shape memory metal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S439/00—Electrical connectors
    • Y10S439/932—Heat shrink material

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  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、接続すべき回路基板を、複数対の接点の間に
摩擦なく自由に嵌め入れ、若しくは取り外すことのでき
る多接点電気コネクタの改良に関し、より具体的には、
複数対の接点の開閉動作を形状記憶合金の特性を利用し
て行なうように構成した多接点電気コネクタに関する。
なお、この出願は、私の共同出願である1985年11月13日
付け米国特許出願第797,652号の一部継続出願であり、
また、共同で譲渡した私の1985年11月26日付け米国特許
出願第801,516号（米国特許第4,621,882号として1986年
11月11日付けで特許予定）の一部継続出願であり、更に
また、既に放棄された1984年05年14日付け米国特許出願
第609,747号の継続出願である。
〔従来の技術〕
従来、カムの作用で作動し、回路基板等を摩擦なく出入
れできる多接点コネクタとしては、基本的に二つのタイ
プのものが知られており、その一つはレバーによりカム
を移動させる形式のものであり、他の一つはレバーによ
りカムを回転させる形式のものである。いずれの形式の
ものに於ても、付属のレバーを操作することによりカム
が作動し、互いに対向せしめられた複数対の接点が開離
せしめられ、また、カムがその非作動状態に復帰したと
きには、これらの接点が閉じた状態に復元するようにな
っている。そして、接点が開かれたときには、上記接点
に接続すべきプリント回路基板などが摩擦力ゼロで自由
に挿入可能となり、接続が閉じられたときには、接点の
間に上記回路基板等がしっかりとクランプされるように
なっている。
而して、カムが移動することにより作動するタイプのも
のに於ては、細長いコネクタの主体部の両側に沿って伸
びる長いスライド部材が設けられている。上記主体部に
は、多数の電気接点がわずかな間隙を保って対向するよ
うに二列に配列された接点列が設けられ、各列は上記ス
ライド部材の内側にこれと平行に配置されている。それ
ぞれの列の或る一つの接点は、上記主体部の長手方向に
対して直角な共通の平面内でもう一方の接点と対向せし
められ、両者が一つの対をなしている。
カムの非作動状態に於ては、これらの各列の対向する接
点同士が上記長手方向に直角な平面内に於て互いに近接
せしめられ、これにより上記コネクタ内に挿入されたプ
リント回路基板若しくはこれと同様のものの両面に配置
された接点に対して圧接し、上記回路基板は一定位置に
しっかりと保持されるようになっている。
而して、上記回路基板を上記コネクタに着脱する際に
は、上記スライド部材が移動せしめられ、これに取り付
けられたカムが互いに対向する接点を開離させて、接点
間に上記基板の厚さよりも広い間隔を形成する。これに
よって上記回路基板等は、コネクタとの接触を解かれ、
挿入若しくは取外しが可能となる。
回転形式のカムを用いる場合には、そのアクチュエータ
は、コネクタの中心線に沿って設けられ、これが回転し
たときにベイルを押し上げ、これにより対向する接点が
開離する方向へ押圧されるようになっている。
而して、レバーの操作により作動するカムは、上記いず
れのタイプのものに於ても、レバーの動きを可能とする
ために大きなスペースを必要とし、しかも上記レバーは
オペレータがこれを操作するために手や工具を差し入れ
ることが可能な位置に設けなければならない。然しなが
ら、この種のコネクタを多数使用する電子機器、例えば
コンピュータ、通信機器、或いは他の複雑な電子機器等
に於ては、このようなスペースを設けることは困難であ
るから、この種のコネクタの使用は制約され、もし使用
する場合には当該電子機器内の部品の配置が制約を受け
ることになる。
また、カムやベイルを介して接点の開閉動作を行なうた
め、構造が複雑となり、故障原因も増加することにな
る。
然しながら、このようないくつかの欠点を有するとはい
え、この種のコネクタは基本的には有用な技術的内容を
有するものであり、そのため、多くの電子機器製造業者
が現在製造中の各種機器の結線のため上記コネクタを採
用している。従って、もし上記複数対の接点の開閉駆動
機構の部分を改変するだけでこの種のコネクタを改良す
ることが可能であるならば、この種のコネクタの有用性
は一層向上し、需要が更に伸びることは間違いない。そ
して、この装置がフェイルセーフ（fail safe）機構を
有する場合には尚更である。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、上記の観点に立ってなされたものであり、そ
の目的とするところは、回路基板等を差し込み固定する
際の接点の開閉操作に手や工具を必要とせず、複雑な電
子機器内への配置の自由度が向上すると共に、構造が単
純で故障も少ない多接点電気コネクタを提供することに
ある。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的は、 接続すべき回路基板を一連の複数対の接点間に摩擦なく
出し入れできる多接点電気コネクタに於て： 複数対の電気接点と； 上記複数対の接点を互いに平行に上記コネクタの長手方
向に沿って一列に支持すると共に、各接点の互いに対向
する一対の接点のそれぞれを相手側接点に対し互いに接
離可能なよう支持する手段と； マルテンサイト状態とオーステナイト状態との間を遷移
し得る形状記憶合金製の軸方向に伸びる中空のスプリッ
トチューブを含み、当該スプリットチューブはその形状
記憶合金がマルテンサイト状態にあるときには外部応力
により変形せしめられ、オーステナイト状態にあるとき
には上記変形状態から記憶された形状へ復元するよう構
成され、当該スプリットチューブは、上記一連の複数対
の接点間に各接点と当該した状態でコネクタの長手方向
に延びるよう配置され、スプリットチューブの半径方向
への拡張により上記複数対の接点のそれぞれの接点間隔
が押し広げられ、縮小により接点間隔が狭められるよう
構成されると共に、上記スプリットチューブを各接点か
ら絶縁するためスプリットチューブの外周に絶縁手段を
設けて成る一体構造の駆動手段と； 上記スプリットチューブに外部応力を加えるようスプリ
ットチューブと接触せしめられ、スプリットチューブの
形状記憶合金がマルテンサイト状態にあるときには上記
応力によりこれを変形させ、上記形状記憶合金がオース
テナイト状態にあるときには形状記憶合金の復元力が上
記応力に打ち勝つような弾性力を有する弾性手段と； 上記スプリットチューブを選択的にそのマルテンサイト
状態とオーステナイト状態との間で遷移せしめる加熱若
しくは冷却手段と； から成ることを特徴とする本発明に係る多接点電気コネ
クタによって達成できる。
即ち、本発明に従えば、従来使用されている多接点電気
コネクタのレバー操作式のカムを、リモートコントロー
ル可能な形状記憶合金製の部材を含む一体構造の駆動手
段で代替するものである。
より具体的には、本発明においては、複数対の接点を開
閉するために、一体構造の駆動手段が用いられ、この一
体構造の駆動手段は、軸方向に伸びる中空の形状記憶合
金で作製されたスプリットチューブを有し、当該チュー
ブにはその軸方向に沿ってスプリットが形成され、この
スプリットチューブの半径方向の拡張、縮小運動によっ
て従来のカム及びその操作レバーの作動と代替せしめる
ものである。かかる一体構造の駆動手段により、カムや
ベイルを介在せしめることなく直接的に接点を開閉する
ことが可能となる。そして、上記一体構造の駆動手段
は、上記複数対の接点の間にこれらを互いに開離させ得
るような位置に取り付けられ、その形状記憶合金は室温
においてマルテンサイト状態となり、室温より高い温度
においてオーステナイト状態となり、上記形状記憶合金
製のスプリットチューブには、そのオーステナイト状態
において上記接点を互いに引き離すような形状が記憶さ
れており、これがマルテンサイト状態にあるときには上
記接点を互いに近接させるように、外部応力により変形
するようになっている。使用目的によっては、室温にお
いてオーステナイト状態を保ち、室温より低い温度にお
いてマルテンサイト状態に移行して、変形せしめられる
ように構成してもよい。そして、接点が互いに引き離さ
れた状態において回路基板等を挿入し、接点を互いに近
接させたときに当該回路基板等を接点間で強く挟んで保
持するものである。
〔実 施 例〕
以下、図面を参照しつゝ本発明を具体的に説明する。
第１図は、本発明に係る多接点電気コネクタの一実施例
の要部を示す傾斜図、第２図は、第１図に示した実施例
において、その一体構造の駆動手段の形状記憶合金製の
スプリットチューブがマルテンサイト状態にあり、その
接点が互いに近接せしめられてそれらの間に挿入された
基板と接触している状態を示す軸直角断面図、 第３図は、上記形状記憶合金製のスプリットチューブが
オーステナイト状態にあり、その接点が互いに開離せし
められてそれらの間に挿入された基板を取り外すことが
可能な状態を示す、第２図と同一箇所の断面図、 第４図は、本発明に係る多接点電気コネクタのもう一つ
の実施例であって、接点自体によって形状記憶合金製の
スプリットチューブが押圧、変形せしめられると共に、
スプリットチューブ自体に電流を通じることにより加熱
を行なうように構成したコネクタの断面図である。
而して、第１図に示す本発明に係る多接点電気コネクタ
113は、互いに対向する複数対の接点115と、一体構造の
駆動手段117とから成り、上記接点115と一体構造の駆動
手段117が、プラスチック成形により作製されたハウジ
ング118から取り出された状態で示されており、上記ハ
ウジング118は、上記コネクタの長手方向に沿って平行
に設けられた上記接点の支持手段としての役割を果たし
ている。上記ハウジングは、互いに対向する対から成る
上記各接点が互いに接離運動を行なうときのこれを支持
する役割も果すものであり、この点は第４図に示した実
施例において接点135と137が互いに分離されたものであ
る場合に一層明確に理解されよう。
これら第１図、第２図及び第３図に示した実施例におい
て、複数対の接点115の各接点は、単一の接点部材をそ
の基部1150近くにおいて音叉状の二股に分岐させ、当該
二股の互いに対向する末端部129及び131間に回路基板12
7を挿入するようになっている。基部1150は、ハウジン
グ118に固定される。
而して、上記一体構造の駆動手段117は、マルテンサイ
ト状態とオーステナイト状態との間を遷移し得る形状記
憶合金製の軸方向に伸びる中空なスプリットチューブ11
9から構成されている。望ましい実施例においては、ス
プリング材料から成る弾性手段121が上記スプリットチ
ューブ119と同軸に層状に設けられる。上記弾性手段
は、スプリットチューブ119の形状記憶合金がマルテン
サイト状態にあるときにスプリットチューブ119に外部
応力を加えてこれを変形させる役割を果たすものであ
り、上記合金がオーステナイト状態にもたらされたとき
には上記スプリットチューブはその復元力により弾性手
段121の応力に抗して非変形状態に復帰し、スプリット
チューブの曲率は小さく（即ち、チューブの直径が大き
く）なる。この実施例において、スプリットチューブ11
9と弾性手段121は、接点115と絶縁状態を保つよう電気
絶縁性の材料から成る絶縁手段123によって囲繞されて
いる。これらの図に示した実施例では、上記一体構造の
駆動手段の長手方向に沿って中心孔が形成され、スプリ
ットチューブ119を構成する形状記憶合金をそのオース
テナイト状態へ遷移させるためのヒータエレメント等の
加熱手段125を挿入できるようになっている。
上に述べた実施例は、スプリットチューブ119が熱せら
れるとその接点が開くタイプのものであることが理解さ
れる。然しながら、本発明の範囲内において、上記スプ
リットチューブが冷却された場合に開くようにすること
も可能である。その場合には加熱手段125は不要であ
り、別途適宜の冷却手段を設けると共に、形状記憶合金
層と弾性層との配置を逆にする。即ち、冷却することに
よって開く実施例においては、形状記憶合金によってチ
ューブ状の外側の層121を作製し、その内側にこれと同
軸に弾性材料から成る層119を設け、上記弾性材料の層1
19が上記形状記憶合金製のスプリットチューブに外部応
力を作用させてこれを変形させるように機能する。この
ような実施例においては、上記形状記憶合金製のチュー
ブはこれがオーステナイト状態にあるときに大きな曲率
を有し（即ち直径は小さくなり）、これが冷却されてマ
ルテンサイト状態となり強度が低下したときに、上記内
側の弾性手段の弾性力が作用して強度の低下した上記形
状記憶合金を押し広げるように変形させる。このような
実施例は、一般的に室温以下の遷移温度を有する低温形
状記憶合金として知られているような材料を用いて実施
される。上記の実施例において、液体窒素等の冷却手段
をコネクタの内部へ供給し、形状記憶合金から成る上記
チューブをその強度の低いマルテンサイト状態にまで冷
却することにより、上記チューブが上記弾性手段のスプ
リング作用で拡張し、一体構造の駆動手段の全体的な直
径が拡張し、これにより接点を押し広げてコネクタを開
くように作用する。
第１図ないし第３図に示したような、加熱することによ
って開くようなタイプの実施例に戻って説明すれば、第
３図はコネクタが開いて基板127が取り外される状態を
示している。加熱によって開く形式の実施例において
は、上記形状記憶合金で作製された上記スプリットチュ
ーブ119は、加熱されることによりオーステナイト状態
へ遷移し、その際スプリットチューブ119は上記弾性手
段121の押し縮めるように作用するスプリング力に抗し
て外側へ拡張し、互いに対向して設けられた接点の末端
部129と131を互いに開離させるよう作用し、基板127の
取り外しを容易にするものである。
而して、この装置の上記の作動はフェイルセーフ（fail
safe）となっている点に留意すべきである。即ち、仮
に形状記憶合金製のスプリットチューブ119が破損等し
た場合に於ても、室温において接点は上記弾性手段121
の作用により第２図に示すような閉じた状態を維持し、
装置の継続的な作動を確保する。然しながら、スプリッ
トチューブ119は非常に長い寿命を有し、通常は上記コ
ネクタ113の他の部品よりも長持ちする。
次に、第４図には、互いに対向する一対の電気接点がそ
れぞれ独立に設けられたタイプのものが示されている。
第４図に示した実施例における多接点電気コネクタ133
は、互いに対向して対をなす個々の接点135及び137を有
している。同図に示された一体構造の駆動手段は、形状
記憶合金で作製された軸方向に伸びる中空のスプリット
チューブ139と、その周囲に設けられ、上記接点135及び
137とスプリットチューブを電気的に絶縁する絶縁手段1
41とから成っている。この実施例においては、弾性手段
は不要であり、接点135及び137自体が弾性手段としての
役割を果し、形状記憶合金製のスプリットチューブ139
がそのマルテンサイト状態にあるときにこれを押圧、変
形させるようになっている。この実施例において、スプ
リットチューブ139はその形状記憶合金がオーステナイ
ト状態にもたらされたとき非変形時の形状に復帰し、そ
の半径が拡張して、図中点線で示すように接点135と137
を互いに開離させる。第４図に示した実施例において
は、絶縁手段141により接点135及び137とは絶縁された
スプリットチューブ139自体に電流を通じることによっ
てその加熱が行なわれるものであり、この電流によって
形状記憶合金から成るスプリットチューブ139が抵抗加
熱によりそれ自身の温度を上昇させ、オーステナイト状
態に遷移して、接点を互いに開離させるものである。
なお、当業者であれば、上記の説明からその変更実施例
ないし改良実施例を容易に想到し得るであろう。従っ
て、それらの変更若しくは改良実施例は、特許請求の範
囲に記載された本発明の範囲に包含されるものである。
〔発明の効果〕
本発明は上記の如く構成されるから、本発明によるとき
は、一連の複数対の接点が、形状記憶合金製のスプリッ
トチューブから成る一体構造の駆動手段によって直接開
閉作動せしめられるので、手や工具を必要とせず、複雑
な電子機器内への配置の自由度が向上すると共に、構造
が単純で故障も少ない多接点電気コネクタが提供される
ものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に係る多接点電気コネクタの一実施例
の要部を示す斜視図である。 第２図は、第１図に示した実施例において、その一体構
造の駆動手段の形状記憶合金製のスプリットチューブが
マルテンサイト状態にあり、その接点が互いに近接せし
められてそれらの間に挿入された基板と接触している状
態を示す軸直角断面図である。 第３図は、上記形状記憶合金製のスプリットチューブが
オーステナイト状態にあり、その接点が互いに開離せし
められてそれらの間に挿入された基板を取り外すことが
可能な状態を示す。第２図と同一箇所の断面図である。 第４図は、本発明に係る多接点電気コネクタのもう一つ
の実施例であって、接点自体によって形状記憶合金製の
スプリットチューブが押圧、変形せしめられると共に、
スプリットチューブ自体に電流を通じることにより加熱
を行なうように構成したコネクタの断面図である。 113……多接点電気コネクタ 115……複数対の接点 117……一体構造の駆動手段 118……ハウジング（支持手段） 119……スプリットチューブ 121……弾性手段 123……絶縁手段 125……加熱手段 127……回路基板 129,131……接点の末端部 133……多接点電気コネクタ 135,137……接点 139……スプリットチューブ 141……絶縁手段

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】接続すべき回路基板（127）を一連の複数
    対の接点（115）間に摩擦なく出し入れできる多接点電
    気コネクタに於て： 複数対の電気接点（115）と； 上記複数対の接点を互いに平行に上記コネクタの長手方
    向に沿って一列に支持すると共に、各接点の互いに対向
    する一対の接点のそれぞれを相手側接点に対し互いに接
    離可能なよう支持する手段（118）と； マルテンサイト状態とオーステナイト状態との間を遷移
    し得る形状記憶合金製の軸方向に伸びる中空のスプリッ
    トチューブ（119）を含み、当該スプリットチューブは
    その形状記憶合金がマルテンサイト状態にあるときには
    外部応力により変形せしめられ、オーステナイト状態に
    あるときには上記変形状態から記憶された形状へ復元す
    るよう構成され、当該スプリットチューブは、上記一連
    の複数対の接点間に各接点と当接した状態でコネクタの
    長手方向に延びるよう配置され、スプリットチューブの
    半径方向への拡張により上記複数対の接点のそれぞれの
    接点間隔が押し広げられ、縮小により接点間隔が狭めら
    れるよう構成されると共に、上記スプリットチューブを
    各接点から絶縁するためスプリットチューブの外周に絶
    縁手段（123）を設けて成る一体構造の駆動手段（117）
    と； 上記スプリットチューブに外部応力を加えるようスプリ
    ットチューブと接触せしめられ、スプリットチューブの
    形状記憶合金がマルテンサイト状態にあるときには上記
    応力によりこれを変形させ、上記形状記憶合金がオース
    テナイト状態にあるときには形状記憶合金の復元力が上
    記応力に打ち勝つような弾性力を有する弾性手段（12
    1）と； 上記スプリットチューブを選択的にそのマルテンサイト
    状態とオーステナイト状態との間で遷移せしめる加熱若
    しくは冷却手段（125）と； から成る上記の多接点電気コネクタ。
  2. 【請求項２】上記弾性手段（121）が上記一体構造の駆
    動手段（117）と同軸に層状に設けられた特許請求の範
    囲第１項記載の多接点電気コネクタ。
  3. 【請求項３】上記複数対の接点（115）のそれぞれが、
    単一の接点部材をその基板（1150）近くにおいて音叉状
    の二股に分岐させ、当該二股の互いに対向する末端部
    （129,131）間に回路基板（127）を挿入すると共に、上
    記基板（1150）を上記支持手段（118）により固定する
    よう構成した特許請求の範囲第１項記載の多接点電気コ
    ネクタ。
  4. 【請求項４】上記複数対の接点のそれぞれが、２本の接
    点（135,137）から成り、それらの互いに対向する末端
    部間に回路基板（127）を挿入すると共に、それらの基
    板（1350,1370）を上記支持手段（118）により固定する
    よう構成した特許請求の範囲第１項記載の多接点電気コ
    ネクタ。
  5. 【請求項５】上記複数対の接点（135,137）自体が上記
    弾性手段を兼ねる特許請求の範囲第１項記載の多接点電
    気コネクタ。
  6. 【請求項６】上記スプリットチューブ（139）自体に電
    流を通じて自己発熱させることにより、スプリットチュ
    ーブ自体が上記加熱手段を兼ねる特許請求の範囲第１項
    記載の多接点電気コネクタ。
JP61506127A 1985-11-13 1986-11-10 形状記憶合金製の駆動手段を備えた多接点電気コネクタ Expired - Lifetime JPH0773069B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US797652 1985-11-13
US06/797,652 US4643500A (en) 1985-11-13 1985-11-13 Shape memory actuators for multi-contact electrical connectors
PCT/US1986/002474 WO1987003145A1 (en) 1985-11-13 1986-11-10 Shape memory actuator for a multi-contact electrical connector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63501325A JPS63501325A (ja) 1988-05-19
JPH0773069B2 true JPH0773069B2 (ja) 1995-08-02

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