JP3683963B2 - トンネル掘削機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル掘削機に関し、より詳しくは掘削した土砂を流体と共に排出するずりシュ−トを備えてなるトンネル掘削機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、切り上がりで斜坑を掘削するトンネル掘削機においては、掘削した土砂を機外へ排出するためにずりシュ−トが用いられている。このずりシュ−トは、カッタヘッド後部にずり取込口が開口されるとともに、このずり取込口から取り込まれるずりがトンネル後方側へ排出されるように構成されている。そして、カッタヘッドによる地山の掘削は、このカッタヘッドの前面およびカッタヘッド内に散水しながら行われ、掘削された土砂と水とは、ずり取込口を経てずりシュート内に送られる。この時、切り上がり掘削を行っているため、掘削されたトンネルは、カッタヘッドからトンネル後方に向かって下りの勾配を持つ。従って、ずりシュート内の土砂と水とは、この勾配を利用してトンネル後方へ自然に排出される。
【０００３】
このようにしてトンネルが掘削されていくが、トンネル掘削機本体の後方には、地山が崩落しないようにセグメントが構築されたり、吹き付け材等が吹きつけられたりする。この時トンネル内には粉塵が発生するため、一般にトンネル掘削機の内部には集塵機が配設される。
【０００４】
従来の集塵機は据え置き型であって、トンネル掘削機本体の後部に設置されており、集塵機の種類としては湿式や乾式のものがある。また、この集塵機の構造としては、粉塵を集めるためのファンと粉塵吸込口とを備え、この粉塵吸込口によって集められた粉塵を、ファンによって配管内をトンネル外部まで搬送する形式のもの、もしくは集塵機の中でフィルタや水等によって捕捉する形式のものなどが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の集塵機の構造では、容積が大きいために、トンネル内部やトンネル掘削機内部に設置するには他の機材との干渉を避けるために配置などが大変であるとともに、作業上においても邪魔になる場合があった。また、排出のための配管が必要なファンの場合、トンネル後方まで配管を行う必要があることから、更に設置上および作業上の問題を生じることもあった。
【０００６】
さらに、集塵機内のフィルタの維持費がかかったり、湿式の場合、別系統の水等のための配管が必要になるなどの問題点もあった。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、切り上がりで斜坑を掘削するトンネル掘削機において、簡易な構造でトンネル内の吸塵を行うことができるようにすることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前述の目的を達成するために、本発明によるトンネル掘削機は、第１に、
カッタヘッドの回転により掘削された掘削ずりを、自重により後方へ落下搬送するためのずりシュートを有する切り上がり斜坑掘削用のトンネル掘削機において、
トンネル掘削機後方での作業により発生する粉塵を吸引する吸塵機を設け、この吸塵機の粉塵排出口を前記ずりシュ−トに接続してなることを特徴とするものである。
また、本発明によるトンネル掘削機は、第２に、
カッタヘッドの回転により掘削された掘削ずりを、自重により後方へ落下搬送するためのずりシュートを有する切り上がり斜坑掘削用のトンネル掘削機において、
トンネル掘削機の後方に向けて開口される粉塵吸込口と、粉塵を吸引するためのファンと、前記ずりシュ−トに接続される粉塵排出口を備える吸塵機を設けることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明においては、吸塵機の粉塵排出口がずりシュ−トに接続されているため、吸塵機によって集められた粉塵は、ずりシュ−ト内に排出される。ずりシュ−ト内には掘削された土砂が水等の流体とともに流れているため、粉塵はそれら土砂等と混合されて当該トンネル掘削機の後方側へ排出される。従って、吸塵機には別個の排出用の配管や、吸塵機内で粉塵を捕捉するためのフィルタもしくは水が不要となる。すなわち、吸塵機の基本構造としては、粉塵を吸引するためのファンと吸引口からずりシュ−トまでの配管のみとなる。吸引口からずりシュ−トまでの距離は、吸引口からトンネル後方までの距離に比較して非常に短いため、配管自身も短くなり、かつ、搬送する距離も短くなるので、吸引・搬送するためのファンも小さいもので済む。こうして、装置の部品点数も少なくなり、装置構造も小さくなるため、狭いトンネル掘削機内に設置しやすくなる。
【００１０】
本発明において、前記ずりシュ−ト内には、前記吸塵機の粉塵排出口の接続位置よりもカッタヘッド側に、逆流防止のためのバルブが設けられるのが好ましい。このようなバルブを設けると、粉塵が吸塵機からずりシュ−ト内に排気された際に、この排気によってずりシュート内の土砂や水などがカッタヘッド側へ逆流するのを防ぐことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるトンネル掘削機の具体的実施例について図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１に、本発明の一実施例に係るトンネル掘削機の縦断面図が示され、図２に、同トンネル掘削機の正面図が示されている。本実施例のトンネル掘削機は、切り上がりで斜坑を掘削するものであって、シ−ルド付きの岩盤トンネル掘削機に適用したものを説明するが、シ−ルドはあってもなくても良い。
【００１３】
このトンネル掘削機１においては、掘削機本体に円筒状のスキンプレ−ト２が設けられ、このスキンプレ−ト２の前側内部にカッタヘッドサポ−ト３を介してカッタヘッド４が回転自在に支承されている。このカッタヘッド４の面板４ａの前面には多数個のディスクカッタ５が装着され、この面板４ａの外周部には、複数個のずり取込口６が配されるとともに、このずり取込口６のカッタヘッド回転方向後方側に掘削ずりを掻き集めるスクレ−パ７が配されている。こうして、カッタヘッド４の回転により掘削された掘削ずりはそのカッタヘッド４の外周部まで案内され、この外周部においてスクレ−パ７によって掻き集められてずり取込口６から機内に取り込まれる。この後、機内に取り込まれた掘削ずりは、カッタヘッド４内に配設されるホッパ−８から後方のずりシュ−ト９へ案内され、このずりシュ−ト９によって後方側の坑底の基地へ落下搬送される。
【００１４】
前記カッタヘッドサポ−ト３の後方にはグリッパフレ−ム１０にメイングリッパ１０ａが支持されるとともに、これらカッタヘッドサポ−ト３とグリッパフレ−ム１０との間には、掘削機本体推進用の多数本のスラストジャッキ（ラチスジャッキ）１１が配されている。また、前記カッタヘッドサポ−ト３には掘削中の安定化および掘削終了時にそのカッタヘッドサポ−ト３をトンネル坑壁に対して支持するため等に用いられるフロントグリッパ１２が設けられている。
【００１５】
また、前記グリッパフレ−ム１０には後方へ向けて多数本の第１シ−ルドジャッキ１３および第２シールドジャッキ１４が取り付けられ、これら各シールドジャッキ１３，１４の先端をそれぞれセグメント１５もしくは反力鋼材１６の前端面に定着させることによっても掘削機本体の自重および推進反力が支持されるようになっている。なお、図３は、前記反力鋼材１６がトンネル坑壁の下部位置のみに組み立てられている例で、掘削とともに、第２シ−ルドジャッキ１４を反力鋼材１６に定着させて切り上がり掘削における掘削機本体の荷重が支持される。
【００１６】
このような構成において、良好な地山の掘削に際しては、前述の第２シ−ルドジャッキ１４に加え、メイングリッパ１０ａによってトンネル坑壁に反力を取りつつ、スラストジャッキ１１によりカッタヘッドサポート３に推進力を伝達し、かつカッタヘッド４を回転させることにより掘削が行われる。一方、セグメント１５の組立が必要な軟弱地盤の掘削に際しては、更にそれらセグメント１５に反力を取りつつ第１シ−ルドジャッキ１３を作動させて掘削が行われる。
【００１７】
このようにして、掘削しながら掘削機本体が前進していくと、掘削機本体の通過後は、セグメントが組み立てられているか、または地山が露出することになる。セグメントを組み立てない場合、地山を補強するために、ロックボルトを打ち込んだり、吹き付けを行うこともある。
【００１８】
いずれの場合も、トンネル内の作業では粉塵が発生することが多い。このことから、作業者の安全性を保ったり、視野を確保するために粉塵の除去が行われる。
【００１９】
本実施例では、図１に示されるように、スキンプレート２内の略中央部に位置して、グリッパフレーム１０に吸塵機２０が取り付けられている。この吸塵機２０は、粉塵を吸引するためのファン２０ａと、粉塵を取り込む粉塵吸込口２０ｂと、取り込んだ粉塵を排出する粉塵排出口２０ｃとを備えている。ここで、粉塵吸込口２０ｂは粉塵の発生しやすい掘削機本体の後方へ向けて開口され、粉塵排出口２０ｃはずりシュ−ト９に接続されている。
【００２０】
このような吸塵機２０によれば、発生した粉塵はただちに粉塵吸込口２０ｂから吸引される。この吸塵機２０の粉塵排出口２０ｃはずりシュ−ト９に接続されているため、ファン２０ａにより吸引され集められた粉塵は、ずりシュ−ト９内に排出される。このずりシュ−ト９内には掘削された土砂が水等の流体とともに流れているため、これら土砂等と粉塵とは混合されてそのずりシュート９によってトンネル後方側へ排出される。
【００２１】
前記ずりシュ−ト９には、吸塵機２０の粉塵排出口２０ｃの接続位置よりもカッタヘッド４側に、逆流防止のためのバルブ（例えばバタフライ式バルブ，逆流防止弁など，図示せず）を設けても良い。このようなバルブを設けると、吸塵機２０からずりシュ−ト９内に粉塵が排気された際に、この排気によってずりシュ−ト９内の土砂や水などがカッタヘッド４側に逆流するのを防ぐことができる。
【００２２】
本実施例においては、吸塵機２０のファン２０ａや粉塵吸込口２０ｂをスキンプレ−ト２内の略中央部に設けるものについて説明したが、これらファン２０ａおよび粉塵吸込口２０ｂの設置位置は、掘削機本体の内部構造や粉塵発生状況によって適宜選択することができる。また、これらファン２０ａおよび粉塵吸込口２０ｂは、本実施例のように掘削機本体の構造物に固定されていても良いし、可動式であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係わるトンネル掘削機の縦断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例に係わるトンネル掘削機の正面図である。
【図３】図３は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
１ トンネル掘削機
２ スキンプレート
４ カッタヘッド
９ ずりシュート
２０ 吸塵機
２０ａ ファン
２０ｂ 粉塵吸込口
２０ｃ 粉塵排出口
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル掘削機に関し、より詳しくは掘削した土砂を流体と共に排出するずりシュ−トを備えてなるトンネル掘削機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、切り上がりで斜坑を掘削するトンネル掘削機においては、掘削した土砂を機外へ排出するためにずりシュ−トが用いられている。このずりシュ−トは、カッタヘッド後部にずり取込口が開口されるとともに、このずり取込口から取り込まれるずりがトンネル後方側へ排出されるように構成されている。そして、カッタヘッドによる地山の掘削は、このカッタヘッドの前面およびカッタヘッド内に散水しながら行われ、掘削された土砂と水とは、ずり取込口を経てずりシュート内に送られる。この時、切り上がり掘削を行っているため、掘削されたトンネルは、カッタヘッドからトンネル後方に向かって下りの勾配を持つ。従って、ずりシュート内の土砂と水とは、この勾配を利用してトンネル後方へ自然に排出される。
【０００３】
このようにしてトンネルが掘削されていくが、トンネル掘削機本体の後方には、地山が崩落しないようにセグメントが構築されたり、吹き付け材等が吹きつけられたりする。この時トンネル内には粉塵が発生するため、一般にトンネル掘削機の内部には集塵機が配設される。
【０００４】
従来の集塵機は据え置き型であって、トンネル掘削機本体の後部に設置されており、集塵機の種類としては湿式や乾式のものがある。また、この集塵機の構造としては、粉塵を集めるためのファンと粉塵吸込口とを備え、この粉塵吸込口によって集められた粉塵を、ファンによって配管内をトンネル外部まで搬送する形式のもの、もしくは集塵機の中でフィルタや水等によって捕捉する形式のものなどが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の集塵機の構造では、容積が大きいために、トンネル内部やトンネル掘削機内部に設置するには他の機材との干渉を避けるために配置などが大変であるとともに、作業上においても邪魔になる場合があった。また、排出のための配管が必要なファンの場合、トンネル後方まで配管を行う必要があることから、更に設置上および作業上の問題を生じることもあった。
【０００６】
さらに、集塵機内のフィルタの維持費がかかったり、湿式の場合、別系統の水等のための配管が必要になるなどの問題点もあった。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、切り上がりで斜坑を掘削するトンネル掘削機において、簡易な構造でトンネル内の吸塵を行うことができるようにすることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前述の目的を達成するために、本発明によるトンネル掘削機は、第１に、
カッタヘッドの回転により掘削された掘削ずりを、自重により後方へ落下搬送するためのずりシュートを有する切り上がり斜坑掘削用のトンネル掘削機において、
トンネル掘削機後方での作業により発生する粉塵を吸引する吸塵機を設け、この吸塵機の粉塵排出口を前記ずりシュ−トに接続してなることを特徴とするものである。
また、本発明によるトンネル掘削機は、第２に、
カッタヘッドの回転により掘削された掘削ずりを、自重により後方へ落下搬送するためのずりシュートを有する切り上がり斜坑掘削用のトンネル掘削機において、
トンネル掘削機の後方に向けて開口される粉塵吸込口と、粉塵を吸引するためのファンと、前記ずりシュ−トに接続される粉塵排出口を備える吸塵機を設けることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明においては、吸塵機の粉塵排出口がずりシュ−トに接続されているため、吸塵機によって集められた粉塵は、ずりシュ−ト内に排出される。ずりシュ−ト内には掘削された土砂が水等の流体とともに流れているため、粉塵はそれら土砂等と混合されて当該トンネル掘削機の後方側へ排出される。従って、吸塵機には別個の排出用の配管や、吸塵機内で粉塵を捕捉するためのフィルタもしくは水が不要となる。すなわち、吸塵機の基本構造としては、粉塵を吸引するためのファンと吸引口からずりシュ−トまでの配管のみとなる。吸引口からずりシュ−トまでの距離は、吸引口からトンネル後方までの距離に比較して非常に短いため、配管自身も短くなり、かつ、搬送する距離も短くなるので、吸引・搬送するためのファンも小さいもので済む。こうして、装置の部品点数も少なくなり、装置構造も小さくなるため、狭いトンネル掘削機内に設置しやすくなる。
【００１０】
本発明において、前記ずりシュ−ト内には、前記吸塵機の粉塵排出口の接続位置よりもカッタヘッド側に、逆流防止のためのバルブが設けられるのが好ましい。このようなバルブを設けると、粉塵が吸塵機からずりシュ−ト内に排気された際に、この排気によってずりシュート内の土砂や水などがカッタヘッド側へ逆流するのを防ぐことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるトンネル掘削機の具体的実施例について図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１に、本発明の一実施例に係るトンネル掘削機の縦断面図が示され、図２に、同トンネル掘削機の正面図が示されている。本実施例のトンネル掘削機は、切り上がりで斜坑を掘削するものであって、シ−ルド付きの岩盤トンネル掘削機に適用したものを説明するが、シ−ルドはあってもなくても良い。
【００１３】
このトンネル掘削機１においては、掘削機本体に円筒状のスキンプレ−ト２が設けられ、このスキンプレ−ト２の前側内部にカッタヘッドサポ−ト３を介してカッタヘッド４が回転自在に支承されている。このカッタヘッド４の面板４ａの前面には多数個のディスクカッタ５が装着され、この面板４ａの外周部には、複数個のずり取込口６が配されるとともに、このずり取込口６のカッタヘッド回転方向後方側に掘削ずりを掻き集めるスクレ−パ７が配されている。こうして、カッタヘッド４の回転により掘削された掘削ずりはそのカッタヘッド４の外周部まで案内され、この外周部においてスクレ−パ７によって掻き集められてずり取込口６から機内に取り込まれる。この後、機内に取り込まれた掘削ずりは、カッタヘッド４内に配設されるホッパ−８から後方のずりシュ−ト９へ案内され、このずりシュ−ト９によって後方側の坑底の基地へ落下搬送される。
【００１４】
前記カッタヘッドサポ−ト３の後方にはグリッパフレ−ム１０にメイングリッパ１０ａが支持されるとともに、これらカッタヘッドサポ−ト３とグリッパフレ−ム１０との間には、掘削機本体推進用の多数本のスラストジャッキ（ラチスジャッキ）１１が配されている。また、前記カッタヘッドサポ−ト３には掘削中の安定化および掘削終了時にそのカッタヘッドサポ−ト３をトンネル坑壁に対して支持するため等に用いられるフロントグリッパ１２が設けられている。
【００１５】
また、前記グリッパフレ−ム１０には後方へ向けて多数本の第１シ−ルドジャッキ１３および第２シールドジャッキ１４が取り付けられ、これら各シールドジャッキ１３，１４の先端をそれぞれセグメント１５もしくは反力鋼材１６の前端面に定着させることによっても掘削機本体の自重および推進反力が支持されるようになっている。なお、図３は、前記反力鋼材１６がトンネル坑壁の下部位置のみに組み立てられている例で、掘削とともに、第２シ−ルドジャッキ１４を反力鋼材１６に定着させて切り上がり掘削における掘削機本体の荷重が支持される。
【００１６】
このような構成において、良好な地山の掘削に際しては、前述の第２シ−ルドジャッキ１４に加え、メイングリッパ１０ａによってトンネル坑壁に反力を取りつつ、スラストジャッキ１１によりカッタヘッドサポート３に推進力を伝達し、かつカッタヘッド４を回転させることにより掘削が行われる。一方、セグメント１５の組立が必要な軟弱地盤の掘削に際しては、更にそれらセグメント１５に反力を取りつつ第１シ−ルドジャッキ１３を作動させて掘削が行われる。
【００１７】
このようにして、掘削しながら掘削機本体が前進していくと、掘削機本体の通過後は、セグメントが組み立てられているか、または地山が露出することになる。セグメントを組み立てない場合、地山を補強するために、ロックボルトを打ち込んだり、吹き付けを行うこともある。
【００１８】
いずれの場合も、トンネル内の作業では粉塵が発生することが多い。このことから、作業者の安全性を保ったり、視野を確保するために粉塵の除去が行われる。
【００１９】
本実施例では、図１に示されるように、スキンプレート２内の略中央部に位置して、グリッパフレーム１０に吸塵機２０が取り付けられている。この吸塵機２０は、粉塵を吸引するためのファン２０ａと、粉塵を取り込む粉塵吸込口２０ｂと、取り込んだ粉塵を排出する粉塵排出口２０ｃとを備えている。ここで、粉塵吸込口２０ｂは粉塵の発生しやすい掘削機本体の後方へ向けて開口され、粉塵排出口２０ｃはずりシュ−ト９に接続されている。
【００２０】
このような吸塵機２０によれば、発生した粉塵はただちに粉塵吸込口２０ｂから吸引される。この吸塵機２０の粉塵排出口２０ｃはずりシュ−ト９に接続されているため、ファン２０ａにより吸引され集められた粉塵は、ずりシュ−ト９内に排出される。このずりシュ−ト９内には掘削された土砂が水等の流体とともに流れているため、これら土砂等と粉塵とは混合されてそのずりシュート９によってトンネル後方側へ排出される。
【００２１】
前記ずりシュ−ト９には、吸塵機２０の粉塵排出口２０ｃの接続位置よりもカッタヘッド４側に、逆流防止のためのバルブ（例えばバタフライ式バルブ，逆流防止弁など，図示せず）を設けても良い。このようなバルブを設けると、吸塵機２０からずりシュ−ト９内に粉塵が排気された際に、この排気によってずりシュ−ト９内の土砂や水などがカッタヘッド４側に逆流するのを防ぐことができる。
【００２２】
本実施例においては、吸塵機２０のファン２０ａや粉塵吸込口２０ｂをスキンプレ−ト２内の略中央部に設けるものについて説明したが、これらファン２０ａおよび粉塵吸込口２０ｂの設置位置は、掘削機本体の内部構造や粉塵発生状況によって適宜選択することができる。また、これらファン２０ａおよび粉塵吸込口２０ｂは、本実施例のように掘削機本体の構造物に固定されていても良いし、可動式であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係わるトンネル掘削機の縦断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例に係わるトンネル掘削機の正面図である。
【図３】図３は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
１ トンネル掘削機
２ スキンプレート
４ カッタヘッド
９ ずりシュート
２０ 吸塵機
２０ａ ファン
２０ｂ 粉塵吸込口
２０ｃ 粉塵排出口
Claims (3)
- カッタヘッドの回転により掘削された掘削ずりを、自重により後方へ落下搬送するためのずりシュートを有する切り上がり斜坑掘削用のトンネル掘削機において、
トンネル掘削機後方での作業により発生する粉塵を吸引する吸塵機を設け、この吸塵機の粉塵排出口を前記ずりシュ−トに接続してなることを特徴とするトンネル掘削機。 - カッタヘッドの回転により掘削された掘削ずりを、自重により後方へ落下搬送するためのずりシュートを有する切り上がり斜坑掘削用のトンネル掘削機において、
トンネル掘削機の後方に向けて開口される粉塵吸込口と、粉塵を吸引するためのファンと、前記ずりシュ−トに接続される粉塵排出口を備える吸塵機を設けることを特徴とするトンネル掘削機。 - 前記ずりシュ−ト内には、前記吸塵機の粉塵排出口の接続位置よりもカッタヘッド側に、逆流防止のためのバルブが設けられることを特徴とする請求項１または２に記載のトンネル掘削機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00434696A JP3683963B2 (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | トンネル掘削機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00434696A JP3683963B2 (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | トンネル掘削機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09195665A JPH09195665A (ja) | 1997-07-29 |
| JP3683963B2 true JP3683963B2 (ja) | 2005-08-17 |
Family
ID=11581876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00434696A Expired - Fee Related JP3683963B2 (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | トンネル掘削機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3683963B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6124284B2 (ja) * | 2012-12-28 | 2017-05-10 | 株式会社奥村組 | トンネル掘削機 |
| CN113482706B (zh) * | 2021-07-08 | 2022-04-19 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种斜井tbm溜渣槽及其施工方法 |
-
1996
- 1996-01-12 JP JP00434696A patent/JP3683963B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09195665A (ja) | 1997-07-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050222 |
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| A521 | Written amendment |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050527 |
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