JPH095180A - 軸力計 - Google Patents
軸力計Info
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- JPH095180A JPH095180A JP15487195A JP15487195A JPH095180A JP H095180 A JPH095180 A JP H095180A JP 15487195 A JP15487195 A JP 15487195A JP 15487195 A JP15487195 A JP 15487195A JP H095180 A JPH095180 A JP H095180A
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- JP
- Japan
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- strain
- cylinder
- axial force
- strain gauge
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 安定して正確な軸力の測定を行う。
【構成】 軸力計１は、測定個所の外周上に設置される
起歪筒４と、この起歪筒４の外周面に貼付されたひずみ
ゲージ５と、起歪筒４を測定個所に固着する接着剤６と
で構成する。起歪筒４は、保護筒８と固定金具７とで包
囲し、また、保護筒８と固定金具７の前後にはテーパ状
のゴムチューブ１２を設けて保護する。保護筒８とゴム
チューブ１２上には、出力ケーブル１０、１１を抱持す
る保護チューブ１３を設ける。測定個所に軸方向の力が
作用してひずみが生じると、起歪筒４にもひずみを生
じ、このひずみは、ひずみゲージ５によって検出され、
この検出データから軸力が求められる。
起歪筒４と、この起歪筒４の外周面に貼付されたひずみ
ゲージ５と、起歪筒４を測定個所に固着する接着剤６と
で構成する。起歪筒４は、保護筒８と固定金具７とで包
囲し、また、保護筒８と固定金具７の前後にはテーパ状
のゴムチューブ１２を設けて保護する。保護筒８とゴム
チューブ１２上には、出力ケーブル１０、１１を抱持す
る保護チューブ１３を設ける。測定個所に軸方向の力が
作用してひずみが生じると、起歪筒４にもひずみを生
じ、このひずみは、ひずみゲージ５によって検出され、
この検出データから軸力が求められる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ケーブルボルト等の軸
力を測定する軸力計に関する。
力を測定する軸力計に関する。
【０００２】
【従来の技術】鉱山やトンネル等の地下空間を掘削する
際、地山の改良、補強にロックボルトやケーブルボルト
等が打設されている。例えば、図５に示すように、トン
ネル５０を掘削する場合、先ず先進導坑５１を掘進して
地質状況を確認すると共に、地山５２を補強し、その後
全断面を掘進するようなときには、長いボルトを狭い作
業空間から容易に施工できる、フレキシブルなケーブル
ボルト５３を用いると好都合である。
際、地山の改良、補強にロックボルトやケーブルボルト
等が打設されている。例えば、図５に示すように、トン
ネル５０を掘削する場合、先ず先進導坑５１を掘進して
地質状況を確認すると共に、地山５２を補強し、その後
全断面を掘進するようなときには、長いボルトを狭い作
業空間から容易に施工できる、フレキシブルなケーブル
ボルト５３を用いると好都合である。
【０００３】打設されたロックボルトやケーブルボルト
は、地山の挙動やボルトの補強効果を把握し、工事の安
全性を確保するため、ボルト全長に亙ってボルトに発生
する軸力の大きさや分布を測定することが必要である。
ケーブルボルトの軸力の測定には、従来、図６に示すよ
うに、ケーブルボルト６３の頭部の定着金具６４と支圧
プレート６５との間に中空式のロードセル６６をセット
し、頭部の反力を計測するものや、図７に示すように、
ケーブルボルト７３の素線７４の表面に２〜３ｍｍ長の
ストレインゲージ７５を直接貼付け、防水材、防護材等
のコーティング７６を施し、素線７４のひずみから軸力
に換算するものや、図８に示すように、ケーブルボルト
８３の表面に粘性を有する樹脂８４を固着して整形し、
この樹脂８４の表面にストレインゲージ８５を貼付し
て、樹脂８４のひずみから軸力を間接的に求めるものが
用いられている。
は、地山の挙動やボルトの補強効果を把握し、工事の安
全性を確保するため、ボルト全長に亙ってボルトに発生
する軸力の大きさや分布を測定することが必要である。
ケーブルボルトの軸力の測定には、従来、図６に示すよ
うに、ケーブルボルト６３の頭部の定着金具６４と支圧
プレート６５との間に中空式のロードセル６６をセット
し、頭部の反力を計測するものや、図７に示すように、
ケーブルボルト７３の素線７４の表面に２〜３ｍｍ長の
ストレインゲージ７５を直接貼付け、防水材、防護材等
のコーティング７６を施し、素線７４のひずみから軸力
に換算するものや、図８に示すように、ケーブルボルト
８３の表面に粘性を有する樹脂８４を固着して整形し、
この樹脂８４の表面にストレインゲージ８５を貼付し
て、樹脂８４のひずみから軸力を間接的に求めるものが
用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図６のロード
セル６６を用いるものは、ケーブルボルト６３の頭部の
荷重を測定するものであるので、ケーブルボルト６３の
全長に亙って、計測することはできない。図７のストレ
インゲージ７５を直接貼付するものは、ケーブルボルト
７３の全長に亙って計測することは可能であるが、素線
７４の方向がケーブルボルト７３の軸方向と異なるた
め、軸方向のひずみを正確に検出できない。また、防水
性が弱く、絶縁不良や出力ケーブルの切断のおそれがあ
る。
セル６６を用いるものは、ケーブルボルト６３の頭部の
荷重を測定するものであるので、ケーブルボルト６３の
全長に亙って、計測することはできない。図７のストレ
インゲージ７５を直接貼付するものは、ケーブルボルト
７３の全長に亙って計測することは可能であるが、素線
７４の方向がケーブルボルト７３の軸方向と異なるた
め、軸方向のひずみを正確に検出できない。また、防水
性が弱く、絶縁不良や出力ケーブルの切断のおそれがあ
る。
【０００５】図８の間接的に測定するものは、ケーブル
ボルト８３の表面に樹脂８４を固定する接着剤のリラク
ゼイションによる変化が大きく、長期的な安定性が劣る
という問題がある。本発明は、軸力測定における上記問
題を解決するものであって、安定性が高く、正確な軸力
の測定ができる軸力計を提供することを目的とする。
ボルト８３の表面に樹脂８４を固定する接着剤のリラク
ゼイションによる変化が大きく、長期的な安定性が劣る
という問題がある。本発明は、軸力測定における上記問
題を解決するものであって、安定性が高く、正確な軸力
の測定ができる軸力計を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、軸力計を、測定個所の外周上に設置さ
れる起歪筒と、この起歪筒の外周面に貼付されたひずみ
ゲージと、起歪筒を測定個所に固着する接着剤とで構成
している。この軸力計の起歪筒の弾性係数は、接着剤の
弾性係数以下としている。
め、本発明では、軸力計を、測定個所の外周上に設置さ
れる起歪筒と、この起歪筒の外周面に貼付されたひずみ
ゲージと、起歪筒を測定個所に固着する接着剤とで構成
している。この軸力計の起歪筒の弾性係数は、接着剤の
弾性係数以下としている。
【０００７】ひずみゲージは、起歪筒の軸線を対称軸と
する対称な位置に複数個貼付することが好ましい。起歪
筒は、保護筒と固定金具とで包囲し、また、保護筒と固
定金具の前後にはテーパ状の弾性体チューブを設けて保
護することが望ましく、さらに、保護筒と弾性体チュー
ブの外周上には、出力ケーブルを抱持する保護チューブ
を設けるとよい。
する対称な位置に複数個貼付することが好ましい。起歪
筒は、保護筒と固定金具とで包囲し、また、保護筒と固
定金具の前後にはテーパ状の弾性体チューブを設けて保
護することが望ましく、さらに、保護筒と弾性体チュー
ブの外周上には、出力ケーブルを抱持する保護チューブ
を設けるとよい。
【０００８】
【作用】起歪筒は、接着剤によって測定個所に固着され
ているので、測定個所に軸方向の力が作用してひずみが
生じると、このひずみによって起歪筒にもひずみを生じ
る。このひずみは、起歪筒の外周面に貼付されたひずみ
ゲージによって検出され、この検出データから軸力が求
められる。
ているので、測定個所に軸方向の力が作用してひずみが
生じると、このひずみによって起歪筒にもひずみを生じ
る。このひずみは、起歪筒の外周面に貼付されたひずみ
ゲージによって検出され、この検出データから軸力が求
められる。
【０００９】この軸力計の起歪筒は、弾性係数を接着剤
の弾性係数以下とすることにより、測定個所に生ずるひ
ずみと起歪筒に生ずるひずみとの誤差が少なくなる。ひ
ずみゲージは、起歪筒の軸線を対称軸とする対称な位置
に複数個貼付することにより、測定個所に曲げが生じた
場合のひずみゲージの貼付位置により生ずる誤差をキャ
ンセルすることができる。
の弾性係数以下とすることにより、測定個所に生ずるひ
ずみと起歪筒に生ずるひずみとの誤差が少なくなる。ひ
ずみゲージは、起歪筒の軸線を対称軸とする対称な位置
に複数個貼付することにより、測定個所に曲げが生じた
場合のひずみゲージの貼付位置により生ずる誤差をキャ
ンセルすることができる。
【００１０】起歪筒は、保護筒と固定金具とで包囲する
ことにより、防湿性、絶縁性が向上する。また、保護筒
と固定金具の前後にテーパ状の弾性体チューブを設ける
ことにより、起歪筒に軸方向への外力が作用するのが防
止される。保護筒と弾性体チューブの外周上に出力ケー
ブルを抱持するケーブル保護チューブを設けることによ
り、出力ケーブルの損傷が防止される。
ことにより、防湿性、絶縁性が向上する。また、保護筒
と固定金具の前後にテーパ状の弾性体チューブを設ける
ことにより、起歪筒に軸方向への外力が作用するのが防
止される。保護筒と弾性体チューブの外周上に出力ケー
ブルを抱持するケーブル保護チューブを設けることによ
り、出力ケーブルの損傷が防止される。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の一実施例である軸力計の構成
を示す縦断面図である。この実施例の軸力計１では、起
歪筒４の外周面にひずみゲージ５が貼付されており、こ
の起歪筒４は、凹部１７を備えた環状の固定金具７に前
後（図上左右）の端部が嵌着され、その軸線Ｘがケーブ
ルボルト３の中心と一致するように、ケーブルボルト３
の測定個所の外周上に位置決めされ、接着剤６でケーブ
ルボルト３に固着されている。接着剤６には接着力の大
きい金属用の高性能接着剤を使用して起歪筒４を一体化
し、且つ、起歪筒の弾性係数を接着剤の弾性係数以下と
して、ケーブルボルト３のひずみが正しく起歪筒４に伝
達されるようになっている。起歪筒４は内周面を粗くす
ることにより接着力を増加させることができる。
を示す縦断面図である。この実施例の軸力計１では、起
歪筒４の外周面にひずみゲージ５が貼付されており、こ
の起歪筒４は、凹部１７を備えた環状の固定金具７に前
後（図上左右）の端部が嵌着され、その軸線Ｘがケーブ
ルボルト３の中心と一致するように、ケーブルボルト３
の測定個所の外周上に位置決めされ、接着剤６でケーブ
ルボルト３に固着されている。接着剤６には接着力の大
きい金属用の高性能接着剤を使用して起歪筒４を一体化
し、且つ、起歪筒の弾性係数を接着剤の弾性係数以下と
して、ケーブルボルト３のひずみが正しく起歪筒４に伝
達されるようになっている。起歪筒４は内周面を粗くす
ることにより接着力を増加させることができる。
【００１２】ひずみゲージ５は、起歪筒４の軸線Ｘを対
称軸とする対称な位置に複数貼付されており、個々のひ
ずみゲージ５の検出値の平均値を軸力計１の出力とする
ことにより、測定個所に曲げが生じた場合のひずみゲー
ジ５の貼付位置の差により生ずる誤差をキャンセルする
ことができる。固定金具７の外周上には、剛性の高い金
属製の保護筒８が設けられており、保護筒８と起歪筒４
との間には、防湿性及び、絶縁性を有する充填剤９が充
填されている。この充填剤９は、弾性を有し、起歪筒４
の伸縮に影響を与えずにひずみゲージ５の絶縁を確保す
ることができる。
称軸とする対称な位置に複数貼付されており、個々のひ
ずみゲージ５の検出値の平均値を軸力計１の出力とする
ことにより、測定個所に曲げが生じた場合のひずみゲー
ジ５の貼付位置の差により生ずる誤差をキャンセルする
ことができる。固定金具７の外周上には、剛性の高い金
属製の保護筒８が設けられており、保護筒８と起歪筒４
との間には、防湿性及び、絶縁性を有する充填剤９が充
填されている。この充填剤９は、弾性を有し、起歪筒４
の伸縮に影響を与えずにひずみゲージ５の絶縁を確保す
ることができる。
【００１３】起歪筒４の後方の固定金具７には、ひずみ
ゲージ５の出力ケーブル１０を後方へ導出するための導
出溝１４が設けられており、出力ケーブル１０が導出溝
１４を経てケーブルボルト打設孔の外まで導出される。
保護筒８と固定金具７の前後には、テーパ状のゴムチュ
ーブ１２が設けられている。このゴムチューブ１２は、
ケーブルボルト打設の際に打設孔内に充填されるモルタ
ルによって起歪筒４に軸方向への力がかからないよう、
力を吸収する。
ゲージ５の出力ケーブル１０を後方へ導出するための導
出溝１４が設けられており、出力ケーブル１０が導出溝
１４を経てケーブルボルト打設孔の外まで導出される。
保護筒８と固定金具７の前後には、テーパ状のゴムチュ
ーブ１２が設けられている。このゴムチューブ１２は、
ケーブルボルト打設の際に打設孔内に充填されるモルタ
ルによって起歪筒４に軸方向への力がかからないよう、
力を吸収する。
【００１４】保護筒８とゴムチューブ１２の外周上に
は、熱収縮性樹脂の保護チューブ１３が設けられてい
る。ケーブルボルト３の軸力を複数の個所で測定する場
合、前段の軸力計１の出力ケーブル１１は後段の軸力計
１の保護チューブ１３でまとめて抱持するようになって
いるので、ケーブルボルト３を打設孔へ挿入するとき出
力ケーブル１０、１１の損傷を防ぐことができる。
は、熱収縮性樹脂の保護チューブ１３が設けられてい
る。ケーブルボルト３の軸力を複数の個所で測定する場
合、前段の軸力計１の出力ケーブル１１は後段の軸力計
１の保護チューブ１３でまとめて抱持するようになって
いるので、ケーブルボルト３を打設孔へ挿入するとき出
力ケーブル１０、１１の損傷を防ぐことができる。
【００１５】この軸力計１は、ひずみゲージ５をケーブ
ルボルト３の素線に直接貼付せず、起歪筒４に貼付する
ことにより間接的に測定するため、ひずみゲージ５を貼
付するため素線の表面をサンダーで削る等の加工がいら
ず、現地で容易にケーブルボルト３に組み込むことがで
きる。軸力計１は、ケーブルボルト３の外周上の所定の
測定個所に設置され接着剤６で固着されると、ケーブル
ボルト３と共にケーブルボルト打設孔内に挿入され、ケ
ーブルボルト打設孔内に注入されたモルタルで固定され
る。ケーブルボルト３に軸力によるひずみが生ずると、
このひずみは正しく起歪筒４に伝達されるので、ひずみ
ゲージ５がこの起歪筒４のひずみを検出する。このと
き、ひずみゲージ５は素線のねじれの影響は受けない。
検出データは出力ケーブル１０、１１でケーブルボルト
打設孔外へ送られ記録される。
ルボルト３の素線に直接貼付せず、起歪筒４に貼付する
ことにより間接的に測定するため、ひずみゲージ５を貼
付するため素線の表面をサンダーで削る等の加工がいら
ず、現地で容易にケーブルボルト３に組み込むことがで
きる。軸力計１は、ケーブルボルト３の外周上の所定の
測定個所に設置され接着剤６で固着されると、ケーブル
ボルト３と共にケーブルボルト打設孔内に挿入され、ケ
ーブルボルト打設孔内に注入されたモルタルで固定され
る。ケーブルボルト３に軸力によるひずみが生ずると、
このひずみは正しく起歪筒４に伝達されるので、ひずみ
ゲージ５がこの起歪筒４のひずみを検出する。このと
き、ひずみゲージ５は素線のねじれの影響は受けない。
検出データは出力ケーブル１０、１１でケーブルボルト
打設孔外へ送られ記録される。
【００１６】図２乃至図４はケーブルボルト３の引張試
験における軸力計１の出力と引張荷重との関係を示すグ
ラフである。各グラフで、横軸は軸力計出力（ひず
み）、縦軸は引張荷重である。図２において、線Ａは、
ＰＣより鋼線を用いた径１５．２ｍｍのケーブルボル
ト、線Ｂは、ＰＣより鋼線を用いた径１２．７ｍｍのケ
ーブルボルトの試験結果を示している。
験における軸力計１の出力と引張荷重との関係を示すグ
ラフである。各グラフで、横軸は軸力計出力（ひず
み）、縦軸は引張荷重である。図２において、線Ａは、
ＰＣより鋼線を用いた径１５．２ｍｍのケーブルボル
ト、線Ｂは、ＰＣより鋼線を用いた径１２．７ｍｍのケ
ーブルボルトの試験結果を示している。
【００１７】図３には、アラミド繊維を用いた径１４．
７ｍｍのＦＲＰケーブルボルトの試験結果が示されてい
る。図４では、ガラス繊維を用いた径１４．７ｍｍＦＲ
Ｐケーブルボルトの試験結果が示されている。これらの
グラフから明らかなように、この軸力計による測定デー
タは、実荷重と直線性のよい相関が得られている。
７ｍｍのＦＲＰケーブルボルトの試験結果が示されてい
る。図４では、ガラス繊維を用いた径１４．７ｍｍＦＲ
Ｐケーブルボルトの試験結果が示されている。これらの
グラフから明らかなように、この軸力計による測定デー
タは、実荷重と直線性のよい相関が得られている。
【００１８】なお、この実施例では、ケーブルボルトの
測定に用いた場合について説明しているが、ケーブルボ
ルト以外の棒状、綱状のものの軸力を測定することも可
能である。
測定に用いた場合について説明しているが、ケーブルボ
ルト以外の棒状、綱状のものの軸力を測定することも可
能である。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の軸力計
は、起歪筒により間接的に軸力を測定するものであるた
め、現地での組み込みが容易であり、素線のねじれの影
響を受けず安定して正確な軸力を測定することができ
る。また、ひずみゲージを、起歪筒の軸線を対称軸とす
る対称な位置に複数個貼付することにより、測定個所に
曲げが生じた場合のひずみゲージの貼付位置により生ず
る誤差をキャンセルすることができる。
は、起歪筒により間接的に軸力を測定するものであるた
め、現地での組み込みが容易であり、素線のねじれの影
響を受けず安定して正確な軸力を測定することができ
る。また、ひずみゲージを、起歪筒の軸線を対称軸とす
る対称な位置に複数個貼付することにより、測定個所に
曲げが生じた場合のひずみゲージの貼付位置により生ず
る誤差をキャンセルすることができる。
【００２０】起歪筒は、保護筒と固定金具とで包囲する
ことにより、防湿性、絶縁性が向上する。保護筒と固定
金具の前後にはテーパ状の弾性体チューブを設けること
により、起歪筒に軸方向への外力が作用するのが防止で
きる。保護筒と弾性体チューブの外周上に出力ケーブル
を抱持するケーブル保護チューブを設けることにより、
出力ケーブルの損傷が防止される。
ことにより、防湿性、絶縁性が向上する。保護筒と固定
金具の前後にはテーパ状の弾性体チューブを設けること
により、起歪筒に軸方向への外力が作用するのが防止で
きる。保護筒と弾性体チューブの外周上に出力ケーブル
を抱持するケーブル保護チューブを設けることにより、
出力ケーブルの損傷が防止される。
【図１】本発明の一実施例である軸力計の構成を示す縦
断面図である。
断面図である。
【図２】ケーブルボルトの引張試験における軸力計の出
力と引張荷重との関係を示すグラフである。
力と引張荷重との関係を示すグラフである。
【図３】ケーブルボルトの引張試験における軸力計の出
力と引張荷重との関係を示すグラフである。
力と引張荷重との関係を示すグラフである。
【図４】ケーブルボルトの引張試験における軸力計の出
力と引張荷重との関係を示すグラフである。
力と引張荷重との関係を示すグラフである。
【図５】ケーブルボルトの使用状態の説明図である。
【図６】従来のケーブルボルトの軸力測定の説明図であ
る。
る。
【図７】従来のケーブルボルトの軸力測定の説明図であ
る。
る。
【図８】従来のケーブルボルトの軸力測定の説明図であ
る。
る。
１ 軸力計 ３ ケーブルボルト ４ 起歪筒 ５ ひずみゲージ ６ 接着剤 ７ 固定金具 ８ 保護筒 ９ 充填剤 １０ 出力ケーブル １１ 出力ケーブル １２ ゴムチューブ １３ 保護チューブ １４ 導出溝 １７ 凹部
Claims (6)
- 【請求項１】 測定個所の外周上に設置される起歪筒
と、該起歪筒の外周面に貼付されたひずみゲージと、起
歪筒を測定個所に固着する接着剤とからなる軸力計。 - 【請求項２】 起歪筒の弾性係数が接着剤の弾性係数以
下であることを特徴とする請求項１記載の軸力計。 - 【請求項３】 複数のひずみゲージが起歪筒の軸線を対
称軸とする対称な位置に貼付されていることを特徴とす
る請求項１または請求項２記載の軸力計。 - 【請求項４】 起歪筒が保護筒と固定金具とで包囲され
ていることを特徴とする請求項１、請求項２または請求
項３記載の軸力計。 - 【請求項５】 保護筒と固定金具の前後にテーパ状の弾
性体チューブを設けたことを特徴とする請求項４記載の
軸力計。 - 【請求項６】 保護筒と弾性体チューブの外周上に出力
ケーブルを抱持する保護チューブを設けたことを特徴と
する請求項５記載の軸力計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15487195A JPH095180A (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | 軸力計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15487195A JPH095180A (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | 軸力計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH095180A true JPH095180A (ja) | 1997-01-10 |
Family
ID=15593755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15487195A Pending JPH095180A (ja) | 1995-06-21 | 1995-06-21 | 軸力計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH095180A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6311564B1 (en) | 1998-02-27 | 2001-11-06 | The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services | Support apparatus with stress measuring capability |
| JP2002221457A (ja) * | 2001-01-26 | 2002-08-09 | Toa Grout Kogyo Co Ltd | 光ファイバセンサを用いたアンカー材軸力計測方法および装置 |
| KR100403789B1 (ko) * | 2001-12-14 | 2003-11-05 | 최승열 | 구조용 케이블의 인장력 측정장치 |
| JP2007308990A (ja) * | 2006-05-19 | 2007-11-29 | Oyo Corp | トンネルの施工方法及びこれが実施されるトンネル |
| JP2009175148A (ja) * | 2008-01-25 | 2009-08-06 | Linde Material Handling Gmbh | 力測定装置を備えたフォークリフト |
| JP2012032330A (ja) * | 2010-08-02 | 2012-02-16 | Japan Health Science Foundation | 貫入型パイプひずみ計 |
| KR101459031B1 (ko) * | 2013-12-09 | 2014-11-10 | 대한전선 주식회사 | 전주용 조가선의 장력측정장치 |
| CN104819004A (zh) * | 2015-04-24 | 2015-08-05 | 山西中煤四达机电设备有限公司 | 一种衡阻退让预应力钢绞线锚索 |
| WO2023188665A1 (ja) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 | アルプスアルパイン株式会社 | 検出装置 |
-
1995
- 1995-06-21 JP JP15487195A patent/JPH095180A/ja active Pending
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