JP3191181B2 - 多連型シールド掘進機の側部掘削装置 - Google Patents
多連型シールド掘進機の側部掘削装置Info
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- JP3191181B2 JP3191181B2 JP32463092A JP32463092A JP3191181B2 JP 3191181 B2 JP3191181 B2 JP 3191181B2 JP 32463092 A JP32463092 A JP 32463092A JP 32463092 A JP32463092 A JP 32463092A JP 3191181 B2 JP3191181 B2 JP 3191181B2
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- Japan
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- shield
- shield frame
- excavator
- shaped groove
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は道路トンネルの施工に適
した多連型シールド掘進機の側部掘削装置に関するもの
である。
した多連型シールド掘進機の側部掘削装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】シールド工法は、密閉型シールド技術の
進歩、大断面化、大深度化及び複合断面工法の開発によ
り、その利用範囲が広まり、東京湾横断道路に代表され
る道路トンネルへの利用が現実のものとして計画されて
いる。
進歩、大断面化、大深度化及び複合断面工法の開発によ
り、その利用範囲が広まり、東京湾横断道路に代表され
る道路トンネルへの利用が現実のものとして計画されて
いる。
【０００３】しかし、道路トンネルをシールド工法で施
工する場合には、非常駐車帯の設置が義務付けられるこ
と等の課題に対して部分的にトンネル断面を拡大する工
法が必要となるが、既存のシールド技術の範囲では、ト
ンネル断面を部分的に拡大することに充分対応できるも
のでないのが実情である。
工する場合には、非常駐車帯の設置が義務付けられるこ
と等の課題に対して部分的にトンネル断面を拡大する工
法が必要となるが、既存のシールド技術の範囲では、ト
ンネル断面を部分的に拡大することに充分対応できるも
のでないのが実情である。
【０００４】そのため、図４に一例を示す如く、左右の
主カッター１と中央の副カッター２とを、シールドフレ
ーム３の前面部に回転駆動可能に取り付けてなる左右の
主シールド部４と中央の副シールド部５とを備え、且つ
上記シールドフレーム３を、主カッター１の軸心と平行
な上下部で、側方シールドフレーム体３ａと中央シール
ドフレーム体３ｂとに分割して、各分割部を左右方向へ
一定量スライドし得るように重合させるようにした多連
型シールド掘進機が提案されている。
主カッター１と中央の副カッター２とを、シールドフレ
ーム３の前面部に回転駆動可能に取り付けてなる左右の
主シールド部４と中央の副シールド部５とを備え、且つ
上記シールドフレーム３を、主カッター１の軸心と平行
な上下部で、側方シールドフレーム体３ａと中央シール
ドフレーム体３ｂとに分割して、各分割部を左右方向へ
一定量スライドし得るように重合させるようにした多連
型シールド掘進機が提案されている。
【０００５】かかる多連型シールド掘進機により、道路
トンネルを施工する場合、シールドフレーム３を縮幅し
た状態で、左右の主シールド部４の主カッター１にて上
下（上りと下り）の道路本線部を掘削すると共に、中央
の副シールド部５の副カッター２にて上下の道路本線部
の連絡部を掘削することによって、一般部を構築するこ
とができ、一方、主カッター１の外周部から突出させた
コピーカッター（図示せず）により切羽側方部を余掘り
して、シールドフレーム３の拡幅空間を確保させた後、
主シールド部４を副シールド部５から離反させるように
移動させ、シールドフレーム３を拡幅させた状態で掘削
を行うことによって、トンネル断面を拡大することがで
きるものである。
トンネルを施工する場合、シールドフレーム３を縮幅し
た状態で、左右の主シールド部４の主カッター１にて上
下（上りと下り）の道路本線部を掘削すると共に、中央
の副シールド部５の副カッター２にて上下の道路本線部
の連絡部を掘削することによって、一般部を構築するこ
とができ、一方、主カッター１の外周部から突出させた
コピーカッター（図示せず）により切羽側方部を余掘り
して、シールドフレーム３の拡幅空間を確保させた後、
主シールド部４を副シールド部５から離反させるように
移動させ、シールドフレーム３を拡幅させた状態で掘削
を行うことによって、トンネル断面を拡大することがで
きるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記多連型
シールド掘進機の場合、シールドフレームを拡幅させる
ためには、側方部を大きく余掘りして拡幅空間を形成す
る必要があるが、コピーカッターで掘削した部分は地質
によっては側方切羽面が不安定になる場合があるため、
側方切羽面に凹凸が生じていたりすると、シールドフレ
ームを拡幅させたときに地山上部が崩壊する虞がある。
シールド掘進機の場合、シールドフレームを拡幅させる
ためには、側方部を大きく余掘りして拡幅空間を形成す
る必要があるが、コピーカッターで掘削した部分は地質
によっては側方切羽面が不安定になる場合があるため、
側方切羽面に凹凸が生じていたりすると、シールドフレ
ームを拡幅させたときに地山上部が崩壊する虞がある。
【０００７】そこで、本発明は、拡幅空間の地山安定を
図りつつシールドフレームを拡幅させることができるよ
うな多連型シールド掘進機の側部掘削装置を提供しよう
とするものである。
図りつつシールドフレームを拡幅させることができるよ
うな多連型シールド掘進機の側部掘削装置を提供しよう
とするものである。
【０００８】
【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、シールドフレームを、左右の主シールド
部と中央の副シールド部に対応させて側方シールドフレ
ーム体と中央シールドフレーム体とに分割し、該分割部
を左右方向へスライド可能に係合させるようにしてある
多連型シールド掘進機における上記側方シールドフレー
ム体の側部外側所要位置に、前後方向へ延びるＵ字溝
を、上記シールドフレームの前面部に形成されたカッタ
ーチャンバと連通するように設けて、該Ｕ字溝内に回転
掘削機を配置し、且つ上記側方シールドフレーム体のテ
ール部の側部外側に、高圧水を噴射させるためのウォー
タージェットノズル管を配置した構成とする。
決するために、シールドフレームを、左右の主シールド
部と中央の副シールド部に対応させて側方シールドフレ
ーム体と中央シールドフレーム体とに分割し、該分割部
を左右方向へスライド可能に係合させるようにしてある
多連型シールド掘進機における上記側方シールドフレー
ム体の側部外側所要位置に、前後方向へ延びるＵ字溝
を、上記シールドフレームの前面部に形成されたカッタ
ーチャンバと連通するように設けて、該Ｕ字溝内に回転
掘削機を配置し、且つ上記側方シールドフレーム体のテ
ール部の側部外側に、高圧水を噴射させるためのウォー
タージェットノズル管を配置した構成とする。
【０００９】又、回転掘削機に代えて、シールドフレー
ムの放射方向外方へ向けて高圧水を噴射するためのウォ
ータージェットノズル管を、Ｕ字溝部に配置した構成と
してもよい。
ムの放射方向外方へ向けて高圧水を噴射するためのウォ
ータージェットノズル管を、Ｕ字溝部に配置した構成と
してもよい。
【００１０】
【作用】余掘りによって拡幅空間が形成された状態にお
いて、中央シールドフレーム体に対して側方シールドフ
レーム体を離反する方向にスライドさせてシールドフレ
ームを拡幅させるときに、側方シールドフレーム体の側
部外側に位置する回転掘削機を駆動すると、側方切羽面
に凹凸部が存在していても、それが回転掘削機により掘
削され、掘削された土砂はＵ字溝からカッターチャンバ
内に導入させられる。一方、側方シールドフレーム体の
テール部外側に位置するウォータージェットノズルから
高圧水を噴射させると、テール部付近の掘削土砂は高圧
水により上記Ｕ字溝側へ押し流されてＵ字溝内に流入さ
せられる。上記において、回転掘削機は側方切羽面に接
して押えつつ側方切羽面を整えるように作用し、更に、
高圧水の圧力も地山に作用することから、地山の崩壊が
防止される。
いて、中央シールドフレーム体に対して側方シールドフ
レーム体を離反する方向にスライドさせてシールドフレ
ームを拡幅させるときに、側方シールドフレーム体の側
部外側に位置する回転掘削機を駆動すると、側方切羽面
に凹凸部が存在していても、それが回転掘削機により掘
削され、掘削された土砂はＵ字溝からカッターチャンバ
内に導入させられる。一方、側方シールドフレーム体の
テール部外側に位置するウォータージェットノズルから
高圧水を噴射させると、テール部付近の掘削土砂は高圧
水により上記Ｕ字溝側へ押し流されてＵ字溝内に流入さ
せられる。上記において、回転掘削機は側方切羽面に接
して押えつつ側方切羽面を整えるように作用し、更に、
高圧水の圧力も地山に作用することから、地山の崩壊が
防止される。
【００１１】又、回転掘削機に代えてウォータージェッ
トノズル管を用いても、高圧水の作用で側方切羽面を掘
削して掘削土砂を排出させることができる。ウォーター
ジェットノズル管がＵ字溝の上方に配列されることによ
り地山の崩壊を図ることができる。
トノズル管を用いても、高圧水の作用で側方切羽面を掘
削して掘削土砂を排出させることができる。ウォーター
ジェットノズル管がＵ字溝の上方に配列されることによ
り地山の崩壊を図ることができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００１３】図１の（イ）（ロ）は本発明の一実施例を
示すもので、図４に示す多連型シールド掘進機と同様
に、シールドフレーム３を、主カッター１を有する左右
の主シールド部４と副カッター２を有する中央の副シー
ルド部５とに対応させて側方シールドフレーム体３ａと
中央シールドフレーム体３ｂとに分割して、該分割部分
を左右方向へスライド可能に係合させ、中央シールドフ
レーム体３ｂに対して側方シールドフレーム体３ａを離
反する方向へスライドさせることにより上記シールドフ
レーム３を拡幅させられるようにしてある構成におい
て、上記両側方シールドフレーム体３ａ（図では一方の
みを示す）の側部外側で且つ内部からリング状のガーダ
フレーム６にて補強される位置に、前後方向（掘進方
向）に延びるようにしたＵ字溝７を、シールドジャッキ
８の配列ピッチ間に位置させるようにして周方向へ所要
数設け、該各Ｕ字溝７内に、回転掘削機としてのカッタ
ービット付スクリューコンベヤ９を回転駆動可能に装備
させ、且つ上記各Ｕ字溝７の前端部に、シールドフレー
ム３の前面部に形成されているカッターチャンバ１０と
連通するようにした開口１１を設け、上記スクリューコ
ンベヤ９で掘削した土砂をＵ字溝７から開口１１を通し
てカッターチャンバ１０内へ導入させられるようにす
る。又、上記側方シールドフレーム体３ａのテール部の
側部外側に、斜め前方の側方切羽面へ向けて高圧水を噴
射させるようにしたウォータージェットノズル管１２を
布設し、高圧水により掘削したテール部付近の土砂を上
記Ｕ字溝７側へ押し流してＵ字溝７内へ流入させられる
ようにする。
示すもので、図４に示す多連型シールド掘進機と同様
に、シールドフレーム３を、主カッター１を有する左右
の主シールド部４と副カッター２を有する中央の副シー
ルド部５とに対応させて側方シールドフレーム体３ａと
中央シールドフレーム体３ｂとに分割して、該分割部分
を左右方向へスライド可能に係合させ、中央シールドフ
レーム体３ｂに対して側方シールドフレーム体３ａを離
反する方向へスライドさせることにより上記シールドフ
レーム３を拡幅させられるようにしてある構成におい
て、上記両側方シールドフレーム体３ａ（図では一方の
みを示す）の側部外側で且つ内部からリング状のガーダ
フレーム６にて補強される位置に、前後方向（掘進方
向）に延びるようにしたＵ字溝７を、シールドジャッキ
８の配列ピッチ間に位置させるようにして周方向へ所要
数設け、該各Ｕ字溝７内に、回転掘削機としてのカッタ
ービット付スクリューコンベヤ９を回転駆動可能に装備
させ、且つ上記各Ｕ字溝７の前端部に、シールドフレー
ム３の前面部に形成されているカッターチャンバ１０と
連通するようにした開口１１を設け、上記スクリューコ
ンベヤ９で掘削した土砂をＵ字溝７から開口１１を通し
てカッターチャンバ１０内へ導入させられるようにす
る。又、上記側方シールドフレーム体３ａのテール部の
側部外側に、斜め前方の側方切羽面へ向けて高圧水を噴
射させるようにしたウォータージェットノズル管１２を
布設し、高圧水により掘削したテール部付近の土砂を上
記Ｕ字溝７側へ押し流してＵ字溝７内へ流入させられる
ようにする。
【００１４】なお、１３はカッターチャンバ１０への送
泥管、１４は主カッター１の駆動モータ、１５は主カッ
ター１の外周部に装備させてあるコピーカッター、１６
は主シールド部４のバルクヘッド、１７はシールドフレ
ーム３内にて組み立てられたトンネル覆工用セグメント
を示す。
泥管、１４は主カッター１の駆動モータ、１５は主カッ
ター１の外周部に装備させてあるコピーカッター、１６
は主シールド部４のバルクヘッド、１７はシールドフレ
ーム３内にて組み立てられたトンネル覆工用セグメント
を示す。
【００１５】トンネル断面を拡大する場合には、主カッ
ター１の外周部から突出させたコピーカッター１５によ
り切羽側方部を余掘りし、シールドフレーム３の拡幅空
間を形成した後、副シールド部５（図４参照）に対し主
シールド部４を離反させるように移動させ、シールドフ
レーム３を拡幅させた状態で掘進を行いつつ、セグメン
ト１７を組み立てて行くが、上記シールドフレーム３を
拡幅させる際に、側方シールドフレーム体３ａの側部外
側に位置するスクリューコンベヤ９を駆動すると共に、
テール部外側に位置するウォータージェットノズル管１
２から高圧水を噴射させるようにする。
ター１の外周部から突出させたコピーカッター１５によ
り切羽側方部を余掘りし、シールドフレーム３の拡幅空
間を形成した後、副シールド部５（図４参照）に対し主
シールド部４を離反させるように移動させ、シールドフ
レーム３を拡幅させた状態で掘進を行いつつ、セグメン
ト１７を組み立てて行くが、上記シールドフレーム３を
拡幅させる際に、側方シールドフレーム体３ａの側部外
側に位置するスクリューコンベヤ９を駆動すると共に、
テール部外側に位置するウォータージェットノズル管１
２から高圧水を噴射させるようにする。
【００１６】この場合、スクリューコンベヤ９を駆動す
ると、側方切羽面に存在する凹凸部が掘削され、掘削さ
れた土砂はＵ字溝７内に取り込まれる。一方、ウォータ
ージェットノズル管１２から高圧水を噴射させると、テ
ール部付近の側方切羽面の凹凸部が掘削され、掘削土砂
は水圧により上記Ｕ字溝７側へ押し流されてＵ字溝７内
へ流入させられ、上記スクリューコンベヤ９による掘削
土砂と共に開口１１を通りカッターチャンバ１０へ導入
され、排泥管（図示せず）によって排出される。
ると、側方切羽面に存在する凹凸部が掘削され、掘削さ
れた土砂はＵ字溝７内に取り込まれる。一方、ウォータ
ージェットノズル管１２から高圧水を噴射させると、テ
ール部付近の側方切羽面の凹凸部が掘削され、掘削土砂
は水圧により上記Ｕ字溝７側へ押し流されてＵ字溝７内
へ流入させられ、上記スクリューコンベヤ９による掘削
土砂と共に開口１１を通りカッターチャンバ１０へ導入
され、排泥管（図示せず）によって排出される。
【００１７】上記において、スクリューコンベヤ９は、
シールドフレーム３の拡幅動作により側方切羽面に押し
付けられながら側方切羽面を整えることができるので、
地山の崩壊を防止することができる。
シールドフレーム３の拡幅動作により側方切羽面に押し
付けられながら側方切羽面を整えることができるので、
地山の崩壊を防止することができる。
【００１８】次に、図２の（イ）（ロ）は本発明の他の
実施例を示すもので、図１の（イ）（ロ）に示すものと
同様な構成において、スクリューコンベヤ９に代えて、
カッタービット付ドラム１８を、Ｕ字溝７内に回転掘削
機として配置したものである。
実施例を示すもので、図１の（イ）（ロ）に示すものと
同様な構成において、スクリューコンベヤ９に代えて、
カッタービット付ドラム１８を、Ｕ字溝７内に回転掘削
機として配置したものである。
【００１９】図２の（イ）（ロ）に示す実施例の場合に
も、図１の（イ）（ロ）に示す実施例の場合と同様な作
用効果が奏し得られる。
も、図１の（イ）（ロ）に示す実施例の場合と同様な作
用効果が奏し得られる。
【００２０】又、図３の（イ）（ロ）は本発明の更に他
の実施例を示すもので、上記図１の（イ）（ロ）あるい
は図２の（イ）（ロ）に示すものと同様な構成におい
て、回転掘削機としてのスクリューコンベヤ９やドラム
１８に代えて、高圧水をシールドフレーム３の放射方向
外方へ向けて噴射するためのノズルを長手方向に多数有
するウォータージェットノズル管１９を、Ｕ字溝７上部
のシールドフレーム３に対応する位置に並列配置したも
のである。
の実施例を示すもので、上記図１の（イ）（ロ）あるい
は図２の（イ）（ロ）に示すものと同様な構成におい
て、回転掘削機としてのスクリューコンベヤ９やドラム
１８に代えて、高圧水をシールドフレーム３の放射方向
外方へ向けて噴射するためのノズルを長手方向に多数有
するウォータージェットノズル管１９を、Ｕ字溝７上部
のシールドフレーム３に対応する位置に並列配置したも
のである。
【００２１】かかる図３の（イ）（ロ）に示す実施例の
場合には、ウォータージェットノズル管１９から噴射さ
せる高圧水の作用で上記実施例と同様に側方を掘削して
掘削土砂を排出させることができると共に、各ウォータ
ージェットノズル管１９が切羽面に押し付けられるよう
になるので、地山の崩壊を防止することができる。
場合には、ウォータージェットノズル管１９から噴射さ
せる高圧水の作用で上記実施例と同様に側方を掘削して
掘削土砂を排出させることができると共に、各ウォータ
ージェットノズル管１９が切羽面に押し付けられるよう
になるので、地山の崩壊を防止することができる。
【００２２】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にお
いて種々変更を加え得ることは勿論である。
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にお
いて種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２３】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の多連型シール
ド掘進機の側部掘削装置によれば、側方シールドフレー
ム体の側部外側に、カッターチャンバと通じる前後方向
のＵ字溝を設けて、このＵ字溝内に回転掘削機を配置
し、且つ上記側方シールドフレーム体のテール部の側部
外側に、ウォータージェットノズル管を配置した構成と
したので、回転掘削機の作用と高圧水の作用で側方切羽
面の凹凸部を掘削して側方切羽面を整え且つ回転掘削機
が切羽面に接することができて地山の崩壊を防止するこ
とができると共に、掘削した土砂をＵ字溝からカッター
チャンバへ安定して導入させることができ、又、回転掘
削機に代えてウォータージェットノズル管を用いること
により、同様に側方掘削と地山の崩壊を防止することが
できる、という優れた効果を発揮する。
ド掘進機の側部掘削装置によれば、側方シールドフレー
ム体の側部外側に、カッターチャンバと通じる前後方向
のＵ字溝を設けて、このＵ字溝内に回転掘削機を配置
し、且つ上記側方シールドフレーム体のテール部の側部
外側に、ウォータージェットノズル管を配置した構成と
したので、回転掘削機の作用と高圧水の作用で側方切羽
面の凹凸部を掘削して側方切羽面を整え且つ回転掘削機
が切羽面に接することができて地山の崩壊を防止するこ
とができると共に、掘削した土砂をＵ字溝からカッター
チャンバへ安定して導入させることができ、又、回転掘
削機に代えてウォータージェットノズル管を用いること
により、同様に側方掘削と地山の崩壊を防止することが
できる、という優れた効果を発揮する。
【図１】本発明の多連型シールド掘進機の一実施例を示
すもので、（イ）は主シールド部の部分切断側面図、
（ロ）は（イ）のＡ方向概略矢視図である。
すもので、（イ）は主シールド部の部分切断側面図、
（ロ）は（イ）のＡ方向概略矢視図である。
【図２】本発明の他の実施例を示すもので、（イ）は主
シールド部の部分切断側面図、（ロ）は（イ）のＢ方向
概略矢視図である。
シールド部の部分切断側面図、（ロ）は（イ）のＢ方向
概略矢視図である。
【図３】本発明の更に他の実施例を示すもので、（イ）
は主シールド部の部分切断側面図、（ロ）は（イ）のＣ
方向概略矢視図である。
は主シールド部の部分切断側面図、（ロ）は（イ）のＣ
方向概略矢視図である。
【図４】多連型シールド掘進機の一例を示す概要図であ
る。
る。
３ シールドフレーム ３ａ 側方シールドフレーム体 ３ｂ 中央シールドフレーム体 ６ ガーダフレーム ７ Ｕ字溝 ９ カッタービット付スクリューコンベヤ（回転掘削
機） １０ カッターチャンバ １１ 開口 １２ ウォータージェットノズル管 １８ カッタービット付ドラム（回転掘削機） １９ ウォータージェットノズル管
機） １０ カッターチャンバ １１ 開口 １２ ウォータージェットノズル管 １８ カッタービット付ドラム（回転掘削機） １９ ウォータージェットノズル管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 順 東京都中央区日本橋本町４−12−20 佐 藤工業株式会社 本社内 (72)発明者 上原 俊明 愛知県知多市北浜町11番１号 石川島播 磨重工業株式会社 愛知工場内 (56)参考文献 特開 平４−285291（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−47094（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) E21D 9/06 301 E21D 9/08
Claims (2)
- 【請求項１】 シールドフレームを、左右の主シールド
部と中央の副シールド部に対応させて側方シールドフレ
ーム体と中央シールドフレーム体とに分割し、該分割部
を左右方向へスライド可能に係合させるようにしてある
多連型シールド掘進機における上記側方シールドフレー
ム体の側部外側所要位置に、前後方向へ延びるＵ字溝
を、上記シールドフレームの前面部に形成されたカッタ
ーチャンバと連通するように設けて、該Ｕ字溝内に回転
掘削機を配置し、且つ上記側方シールドフレーム体のテ
ール部の側部外側に、高圧水を噴射させるためのウォー
タージェットノズル管を配置した構成を有することを特
徴とする多連型シールド掘進機の側部掘削装置。 - 【請求項２】 回転掘削機に代えて、シールドフレーム
の放射方向外方へ向けて高圧水を噴射するためのウォー
タージェットノズル管を、Ｕ字溝部に配置した請求項１
記載の多連型シールド掘進機の側部掘削装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32463092A JP3191181B2 (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | 多連型シールド掘進機の側部掘削装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32463092A JP3191181B2 (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | 多連型シールド掘進機の側部掘削装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06146772A JPH06146772A (ja) | 1994-05-27 |
| JP3191181B2 true JP3191181B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=18167974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32463092A Expired - Fee Related JP3191181B2 (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | 多連型シールド掘進機の側部掘削装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3191181B2 (ja) |
-
1992
- 1992-11-11 JP JP32463092A patent/JP3191181B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06146772A (ja) | 1994-05-27 |
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