説明

ワイヤーソー切断装置

【課題】走行中で切断直後の高温な状態のワイヤーソーを冷却することで、プーリの耐久性を向上させるようにした。
【解決手段】ワイヤーソー切断装置1は、コンクリート体Cに接触するように延設されるワイヤーソー3と、このワイヤーソー3をその延設経路に沿った走行方向F2に案内するとともに走行駆動させるための複数のプーリを備え、ワイヤーソー3の延設経路で、ワイヤーソー3によりコンクリート体Cを切断した直後に位置する第1駆動プーリ41Aにおいて、その第1駆動プーリ41Aに巻き架けられている、切断直後のワイヤーソー3に向けて冷却気体を吹きかける冷却装置5を設け、第1駆動プーリ41Aは第1カバー体7によって覆われた構成となっている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コンクリート構造物等の被切断物に接触するように延設されたワイヤーソーをその延設方向に走行させつつ被切断物に切り込ませることによって被切断物を切断するワイヤーソー切断装置に関する。
【背景技術】
【0002】
このようなワイヤーソーを用いた切断装置としては、例えば特許文献1に電柱を切断するものとして、駆動手段によって回転駆動される駆動プーリと回転自在に設けられた従動プーリとの外周間に無端状のダイヤモンドワイヤーソーが巻回されたものが提案されており、この切断装置では、ワイヤーソーに所定のテンションを付与しておいて、駆動プーリを回転させることによって従動プーリ間でワイヤーソーを走行させつつ電柱の外周面に押しつけることにより、被切断物(電柱)を切断してゆく。
そして、さらにこの特許文献1記載の切断装置では、冷却水をワイヤーソーに向けて噴出させることにより、このワイヤーソーの冷却および目詰まりの防止や切断箇所からの塵埃発生の抑制を図るようにしている。
【特許文献1】特開2001−162617号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ところが、特許文献1のように従来の切断装置では、ワイヤーソーを所定の延設経路で走行させるように案内しつつ、そのワイヤーソーに走行駆動させるために巻き架けられる駆動プーリや従動プーリを複数配置しているが、これらプーリがゴム製の材料から形成されている場合には、被切断物を切断して高温状態に発熱したワイヤーソーがそれらプーリを走行通過する際に、ワイヤーソーの熱がプーリに伝達され、そのゴムが溶けて磨耗しやすくなり、耐久性が低下するという欠点があった。
これに対し、上述した特許文献1のように、ワイヤーソーに冷却水を噴射させる方法があるが、多量の冷却水をノズル等からワイヤーソーにかけて冷却を行う必要があり、冷却水を用いずに効率よくワイヤーソーおよび複数のプーリを冷却できる切断装置が求められており、その点で改良の余地があった。
【0004】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、走行中で切断直後の高温な状態のワイヤーソーを冷却することで、プーリの耐久性を向上させることが可能なワイヤーソー切断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記目的を達成するため、本発明に係るワイヤーソー切断装置では、被切断物に接触するように延設されるワイヤーソーと、このワイヤーソーをその延設経路に沿った走行方向に案内するとともに走行駆動させるためのプーリとを備えたワイヤーソー切断装置であって、ワイヤーソーの延設経路で、ワイヤーソーにより被切断物を切断した直後に位置するプーリにおいて、そのプーリに巻き架けられている、切断直後のワイヤーソーに向けて冷却気体を吹きかける冷却装置を設けたことを特徴としている。
【0006】
本発明では、ワイヤーソーの延設経路のうち、被切断物を切断した直後でプーリに巻き架けられたワイヤーソーに、冷却装置によって冷却気体を吹きかけることにより、多量の冷却水を噴出したりせずに、被切断物との接触による摩擦によって高温となったワイヤーソーを冷却させながら、被切断物の切断を行うことができる。そのため、ワイヤーソーの走行方向で冷却されるプーリよりも走行方向側に位置する他のプーリにおいても、走行されるワイヤーソーが冷却された状態であることから、ワイヤーソーの熱伝達により生じる磨耗を抑えることができる。
さらに、冷却装置によって直接冷却されるワイヤーソーを巻き架けるプーリ自体においても、冷却気体が吹きかけられて冷却されるので、ワイヤーソーの熱伝達により生じる磨耗を抑えることができる。
【0007】
また、本発明に係るワイヤーソー切断装置では、冷却装置によって冷却されるワイヤーソーを巻き架けるプーリは、第1カバー体によって覆われていることが好ましい。
【0008】
本発明では、冷却装置からワイヤーソーに吹きかけられた冷却気体を第1カバー体内に封じ込めておくことができるので、直接冷却気体が吹きかけられないワイヤーソーおよびプーリの他の部分も間接的に冷却する効果があり、冷却効率を高めることができる。
【0009】
また、本発明に係るワイヤーソー切断装置では、第1カバー体と、第1カバー体内に配されるプーリでない他のプーリを覆う第2カバー体とのそれぞれの内空部が連通されていることが好ましい。
【0010】
本発明では、第1カバー体内に封じ込まれている冷却気体が、第1カバー体と内空部が連通していて他のプーリが収容されている第2カバー体内へ流入して、その第2カバー体の内部温度も低下するので、他のプーリとこれに巻き架けられる位置でワイヤーソーの温度を下げることが可能である。
【発明の効果】
【0011】
本発明によるワイヤーソー切断装置によれば、被切断物を切断した直後のワイヤーソーがそれを巻き架けるプーリとともに冷却気体が吹きかけられことで冷却され、そのプーリよりもワイヤーソーの走行方向で走行方向側に位置する他のプーリにおいても、走行されるワイヤーソーが冷却された状態で通過することになるため、ワイヤーソーの熱伝達により生じる磨耗を抑えることができ、すべてのプーリの耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、本発明のワイヤーソー切断装置の実施の形態について、図1乃至図4に基づいて説明する。
図1は本発明の実施の形態によるワイヤーソー切断装置を使用してコンクリート体を切断する状態を示す図、図2は図1に示すワイヤーソー切断装置の一部破断正面図、図3はワイヤーソー切断装置の側面図であって、図2に示すA−A線矢視図、図4はワイヤーソー切断装置の平面図である。
【0013】
図1の符号1は、被切断物をなすコンクリート体Cを切断するための本実施の形態におけるワイヤーソー切断装置(以下、単に「切断装置」という)を示している。このコンクリート体Cとしては、例えば構造物の柱やスラブ、路盤、橋脚などのコンクリートが適用対象とされ、鉄筋コンクリートであってもかまわない。ここで、本実施の形態のコンクリート体Cは、図1の紙面で上下方向が厚み方向をなし、下面側には空間が設けられた状態となっている。
なお、本実施の形態では、必要に応じて切断装置1の幅方向を左右方向とし、コンクリート体Cの厚み方向を上下方向として用いる。
【0014】
切断装置1はあらゆる方向の切断が可能であるが、本実施の形態では、切断装置1をコンクリート体C上に設置し、そのコンクリート体Cを厚さ方向に切断する場合について説明する。
ここで、切断されるコンクリート体Cの切断装置1の幅寸法Dの両側に相当する位置において、厚さ方向に貫通する切断溝M(M1、M2)を予め形成しておく。そして、これら切断溝M1、M2は、長さ方向の一端がコンクリート体Cの表面側(上面側)に、他端が背面側(下面側)に開口しており、図1で紙面に向かう方向に連続する溝であることは勿論のこと、円孔等の貫通孔であってもかまわない。
【0015】
図1乃至図3に示すように、切断装置1は、基台2と、ワイヤーソー3および駆動装置4と、そして冷却装置5とを主たる構成として備え、これらにさらに集塵装置6を備えて概略構成されている。このうち基台2は、コンクリート体Cの表面に固定するための板状部材からなるベース21と、このベース21の設置面に対して近接して平行に延びる支持部材22とを備えている。
【0016】
ワイヤーソー3は、鋼線等の多数の金属線を撚った可撓性を有するワイヤーの外周に、ダイヤモンド砥粒等を含んだ砥粒層を外周に有する環状のビーズ(図示省略)が、このワイヤーの長手方向に所定の間隔を空けて多数取り付けられたものであり、長手方向に隣接するビーズ間のワイヤー外周にはゴム等の被腹膜が被覆されている。
【0017】
駆動装置4は、コンクリート体C上に載置させた状態で例えばアンカー等によって基台2に固定され、無端状をなすワイヤーソー3を巻き回す複数のプーリ41、42、43が取り付けられている。そのうち一部のプーリ(後述する移動プーリ43)を基台2の設置面に直交する方向で基台2の固定側から離れる方向(図1〜図3の紙面に向かって上側、図1及び図2に示す矢印E方向)へ移動させるための移動機構44が切断装置1の幅方向略中央に配置された構成となっている。
【0018】
ワイヤーソー3を巻き架けるプーリは、基台2の幅方向両側で左右対称に配置され、駆動モーター45(図3参照)によって回転力をワイヤーソー3に伝達する一対の駆動プーリ41(41A、41B)と、駆動プーリ41A、41Bどうし間で支持部材22に回転自在に固定された3つの固定プーリ42(42A、42B、42C)と、それら固定プーリ42A〜42Cに対して近接離反するように離れる方向(矢印E方向)へ移動可能とされる一対の移動プーリ43(43A、43B)とからなる。各駆動プーリ41A、41Bは、図2で時計回り(矢印F1方向)に回転することで、ワイヤーソー3に矢印F2方向(図1参照)への回転力を付加する構成となっている。
【0019】
すなわち、各プーリ41、42、43に巻き架けられるワイヤーソー3は、左右方向で右側に位置する符号41Bの第2駆動プーリの基台2の設置面と反対側の外周部に巻き架けられ、このうち切断装置1の幅方向外側に位置する端部は、コンクリート体Cを巻き回すようにして予め設けておいた切断溝M1、M2内をその順で通過し、さらに切断溝M2から突き出された端部が左右方向で左側に位置する第1駆動プーリ41Aの設置面と反対側の外周部に巻き架けられ、次に固定プーリ42A〜42Cと移動プーリ43A、43Bとに交互に巻き架けられ、第2駆動プーリ41Bに巻き架けられた他端部と接続されて無端状に連結されている。なお、第1駆動プーリ41Aは、本発明のプーリに相当する。
【0020】
図4に示すように、移動機構44は、一端をベース21に固定させるとともに、ベース21の設置面に直交する方向に延びる柱状のガイドレール46と、ガイドレール46に沿ってスライド可能に設けられた移動プレート47と、移動プレート47を駆動するためのスライド駆動モーター48とを備えて構成されている。移動プレート47は、一対の移動プーリ43A、43Bをそれぞれ回転軸周りに回転可能に取り付け、ガイドレール46に案内されて上下方向に進退可能となっている。
【0021】
このように、切断装置1では、ワイヤーソー3が図1で時計回りの方向(走行方向F2)に上述した延設経路に沿って走行しつつ、移動機構44によって移動プレート47と共に移動プーリ43A、43Bが緊張方向Eに移動することで、コンクリート体Cに巻き架けられているワイヤーソー3に緊張力を付加させることができ、そのコンクリート体Cとワイヤーソー3とが接触する切断面(図1に示す二点鎖線)が緊張方向Eに少しずつ移動しながら切断するように構成されている。
【0022】
また、本切断装置1には、ワイヤーソー3の延設経路のうちワイヤーソー3がコンクリート体Cを切削した直後の位置に配置される第1駆動プーリ41Aを覆う第1カバー体7が設けられており、この第1カバー体7には冷却装置5が配設され、この冷却装置5によって第1駆動プーリ41Aとこれに巻き架けられているワイヤーソー3との両方に冷却気体が吹きかけられるようになっている。
なお、本実施の形態では、他方の第2駆動プーリ41Bを覆う補助カバー体8(第2カバー体)が設けられ、固定プーリ42と移動プーリ43のすべてを覆う補助カバー体9(第2カバー体)が設けられており、第1カバー体7と第2カバー体8、9とのそれぞれの内空部が連通された状態となっている。
【0023】
図2および図3に示すように、冷却装置5は、ボルテックスチューブを用いた冷却装置が採用され、ワイヤーソー3の延設経路で、ワイヤーソー3によりコンクリート体Cを切断した直後に位置する第1駆動プーリ41Aにおいて、その第1駆動プーリ41Aに巻き架けられている、切断直後のワイヤーソー3に向けて冷却気体を吹きかけるように配置されている。すなわち、この冷却装置5は、ボルテックスチューブが内蔵された管状の装置本体51に、図示しないコンプレッサーから圧縮空気が供給される給気管52が接続されており、この給気管52から供給された圧縮空気が上記ボルテックスチューブによって高速回転させられて装置本体51内で渦流を生じることにより圧縮、膨張させられて冷風と熱風とに分離させられ、装置本体51の一端の噴射口51aから排出されるようになっている。
【0024】
この噴射口51aの位置は、第1カバー体7の内部で第1駆動プーリ41Aの外周部から僅かに間隔(離間距離)をあけた位置であり、第1駆動プーリ41Aの外周部とともにこれに巻き架けられているワイヤーソー3にも同時に冷却気体を吹きかけられることが可能な構成となっている。上記離間距離としては、噴射口51aがワイヤーソー3から5mm離れるごとに冷却温度が略10℃上がってしまう点と、ワイヤーソー3の走行時の振れによる接触を低減する点とから、2mm〜10mm程度が好ましいとされる。
なお、噴射口51aは、ワイヤーソー3が振れによって接触しても損傷しないようにゴム製などの材料から形成されている。そして、冷却装置5から噴出される冷却気体の温度等は、具体的には後述するが、供給される圧縮空気の圧力や温度、供給量、そしてボルテックスチューブの仕様によって調整可能となっている。
【0025】
さらに、集塵装置6は、図示されない吸引手段に接続される吸引管61が、カバー体7、8の切断溝Mの開口部に近い位置に取り付けられており、ワイヤーソー3とともに被切断物としてのコンクリート体Cから走行方向F2側に向けて噴出する被切断物の切屑(コンクリート粉)をカバー体7A内に収容して吸引管61から吸引することにより回収するようになされている。
【0026】
次に、このように構成されたワイヤーソー切断装置1によって被切断物としてのコンクリート体Cを上述のように部分的に切断する場合のワイヤーソー切断方法について図面に基づいて説明する。
図1に示すように、先ず、上述した延設経路を形成するように掛け渡されて無端状に接続されたワイヤーソー3が、コンクリート体Cに形成された切断溝M1、M2どうし間側の内側面と密着して接触するように、移動機構44のスライド駆動モーター48を駆動して移動プレート47とともに移動プーリ43A、43Bを緊張方向Eに移動させることで、固定プーリ42と移動プーリ43とが互いに引っ張り合うことになり、所定の緊張力が導入される。
【0027】
そして、この状態から駆動モーター25によって駆動プーリ41A、41Bを回転駆動してワイヤーソー3を走行方向F2に走行させつつ、移動プレート47を一対の移動プーリ43A、43Bと共にさらに設置面から離れる方向(緊張方向E)に移動させるで、コンクリート体C内に位置するワイヤーソー3にさらに緊張力を付加し、図1の二点鎖線で示すようにコンクリート体Cを切り込んでゆき、コンクリート体Cの背面とワイヤーソー3とが接触する位置が、コンクリート体Cの表面側(切断装置1側)に向かうように漸次変化しながら切断されることとなる。
【0028】
このとき、本切断装置1では、ワイヤーソー3の延設経路のうち、コンクリート体Cを切断した直後、すなわち切断溝Mから抜け出た直後の第1駆動プーリ41Aの外周部に巻き架けられたワイヤーソー3に、冷却装置5によって冷却気体を吹きかけることにより、多量の冷却水を噴出したりせずに、コンクリート体Cとの接触による摩擦によって高温となったワイヤーソー3を冷却させながら、コンクリート体Cの切断を行うことができる。
そのため、ワイヤーソー3の走行方向で第1駆動プーリ41Aよりも走行方向側に位置する他のプーリ(符号41B、42A〜42C、43A、43Bのプーリ)においても、走行されるワイヤーソー3が冷却された状態であることから、ワイヤーソー3の熱伝達により生じる磨耗を抑えることができる。
さらに、冷却装置5によって直接冷却されるワイヤーソー3を巻き架ける第1駆動プーリ41A自体においても、冷却気体が吹きかけられて冷却されるので、ワイヤーソー3の熱伝達により生じる磨耗を抑えることができる。
【0029】
こうしてワイヤーソー3に吹きかけられる冷却気体の温度は、切断される被切断物(コンクリート体C)の切断面積や内部鉄筋の有無、あるいはワイヤーソー3の外径寸法や走行速度などによって上述のように調整されるが、例えば切断直後のワイヤーソー3の温度が120℃〜210℃に発熱される場合において、0.6MPa〜0.7MPaの圧力で、0.4m/min〜0.8m/minの風量で、0℃〜−40℃の冷却気体を吹きかけることで、ワイヤーソー3の温度を30℃〜50℃に低下させることができる。
なお、この冷却気体の温度があまりに低温すぎると、ワイヤーソー3のビーズ間に被覆される被腹膜のゴムが低温劣化を生じて剥離してしまい、中のワイヤーがむき出しとなって却ってワイヤーソー3の寿命を短縮させてしまうおそれがある。従って、このようなワイヤーソー切断方法においては、冷却気体の温度は0℃〜−40℃の範囲とされるのが望ましい。
【0030】
また、本実施の形態では、冷却装置5の噴射口51aとワイヤーソー3との離間距離が、上述したように2mm〜10mmに設定されているので、第1駆動プーリ41Aに巻き架けられているワイヤーソー3の走行による振れによって互いに接触することを抑えつつ、ワイヤーソー3および第1駆動プーリ41Aに近い位置で効果的に冷却することができる。
【0031】
さらに、水を使用しない冷却方法であるので、作業現場の周囲に冷却水や切屑の混ざった水が飛散したり流れ出たりすることがなく、清浄な環境を維持したまま切断作業を行うことができるという効果を奏する。
また、こうして冷却気体をワイヤーソー3に吹きかけることにより、ワイヤーソー3の表面に付着した被切断物の切屑(本実施の形態ではコンクリート体Cから削り取られたコンクリート粉)を吹き飛ばして除去することができるので、切屑によるワイヤーソー3の目詰まりを防ぐとともに一層確実な冷却を図ることも可能となる。
【0032】
そして、冷却装置5からワイヤーソー3に吹きかけられた冷却気体を第1カバー体7内に封じ込めておくことができるので、直接冷却気体が吹きかけられないワイヤーソー3および第1駆動プーリ41Aの他の部分も間接的に冷却する効果があり、プーリ全体を効率的に冷却することができる。
しかも、第1カバー体7内に封じ込まれている冷却気体が、第1カバー体7と内空部が連通していて他のプーリが収容されている第2カバー体8、9内へ流入して、その第2カバー8、9体の内部温度も低下するので、他のプーリ(符号41B、42A〜42C、43A、43Bのプーリ)とこれに巻き架けられる位置でワイヤーソー3の温度を下げることが可能である。
【0033】
さらに、本実施の形態によれば、ワイヤーソー3の延設経路のうちコンクリート体Cに接触して切断していない範囲では、ワイヤーソー3が冷却されて一旦低温に戻されるので、
コンクリート体Cの切断時の発熱を抑える効果をももたせることができる。
【0034】
一方、本切断装置1では、第1カバー体7と、第2カバー体8内に集塵装置6の吸引管61が配設されているので、ワイヤーソー3に付着して排出される切屑がカバー体7、8内に捕集されて吸引管61により吸引、回収され、切屑の飛散を防止することができる。
【0035】
上述のように本実施の形態によるワイヤーソー切断装置では、コンクリート体Cを切断した直後のワイヤーソー3がそれを巻き架ける第1駆動プーリ41Aとともに冷却気体が吹きかけられことで冷却され、その第1駆動プーリ41Aよりもワイヤーソー3の走行方向で走行方向側に位置する他のプーリ(符号41B、42A〜42C、43A、43Bのプーリ)においても、走行されるワイヤーソー3が冷却された状態で通過することになるため、ワイヤーソー3の熱伝達により生じる磨耗を抑えることができ、すべてのプーリの耐久性を向上させることができる。
【0036】
以上、本発明によるワイヤーソー切断装置の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では冷却気体を吹きかけるプーリを第1駆動プーリ41Aとしているが、これに限定されることはなく、ワイヤーソー切断装置に備えられるプーリの配置形態に応じて冷却するプーリを設定すればよい。要は、被切断物を切断した直後のワイヤーソー3をプーリとともに冷却できればよいのであって、プーリ自体は、駆動プーリでも従動プーリであってもかまわない。
そして、ワイヤーソー3の延設経路、駆動装置4の各プーリ41、42、43の配置、数量、大きさ等の構成は本実施の形態に限定されることはなく、被切断物の形状、材質、切断範囲などの条件に応じて、任意に設定することができる。
【0037】
また、冷却装置5の噴出口51aの位置は、切断直後のワイヤーソー3が巻き架けられる第1駆動プーリ41Aの外周部の範囲であればよく、その位置は特定された一点である必要はなく、例えばその第1駆動プーリ41Aの外周部の巻き架けられる範囲のうち、巻き架け開始位置に近いほど冷却効果が高いことはいうまでもない。
【0038】
また、本実施の形態では第2カバー体8、9を設けているが、これに限定されることはなく、第1駆動プーリ41Aを覆う第1カバー体7のみであってもよい。そして、その第1カバー体7においても、上述した冷却効果の点からも設けられることが好ましいが、省略した構成であってもかまわない。
【0039】
さらに、本実施の形態のワイヤーソー切断装置では、ボルテックスチューブを用いた冷却装置5が用いられており、コンプレッサーから圧縮空気を供給するだけで低温の冷却気体を発生させることが可能な簡単な構造であるので好適であるが、このような冷却装置5以外にも、例えば低温の炭酸ガスや液体窒素等の液体化されたガスを、必要に応じて空気等と混合して温度調整した上で、冷却気体としてワイヤーソー3に吹きかけるような冷却装置を用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】本発明の実施の形態による射出成形機の型締装置の概略構成を示す側面図である。
【図2】図1に示すワイヤーソー切断装置の一部破断正面図である。
【図3】ワイヤーソー切断装置の側面図であって、図2に示すA−A線矢視図である。
【図4】ワイヤーソー切断装置の平面図である。
【符号の説明】
【0041】
1 切断装置(ワイヤーソー切断装置)
3 ワイヤーソー
4 駆動装置
41、41A、41B 駆動プーリ
42、42A〜42C 固定プーリ
43、43A、43B 移動プーリ
44 移動機構
5 冷却装置
51a 噴射口
6 集塵装置
C コンクリート体(被切断物)
E 緊張方向
F1 駆動プーリ41の回転方向
F2 ワイヤーソー3の走行方向

【特許請求の範囲】
【請求項1】
被切断物に接触するように延設されるワイヤーソーと、このワイヤーソーをその延設経路に沿った走行方向に案内するとともに走行駆動させるためのプーリとを備えたワイヤーソー切断装置であって、
前記ワイヤーソーの延設経路で、前記ワイヤーソーにより前記被切断物を切断した直後に位置するプーリにおいて、そのプーリに巻き架けられている、切断直後のワイヤーソーに向けて冷却気体を吹きかける冷却装置を設けたことを特徴とするワイヤーソー切断装置。
【請求項2】
前記冷却装置によって冷却される前記ワイヤーソーを巻き架けるプーリは、第1カバー体によって覆われていることを特徴とする請求項1に記載のワイヤーソー切断装置。
【請求項3】
前記第1カバー体と、該第1カバー体内に配される前記プーリでない他のプーリを覆う第2カバー体とのそれぞれの内空部が連通されていることを特徴とする請求項2に記載のワイヤーソー切断装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2010−30074(P2010−30074A)
【公開日】平成22年2月12日(2010.2.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−192424(P2008−192424)
【出願日】平成20年7月25日(2008.7.25)
【出願人】(391004768)日本ファステム株式会社 (9)
【Fターム(参考)】