(57)【要約】      （修正有）【課題】上側材料ウェブと下側材料ウェブを縁側で溶接するため溶接機であって、パラペット、天窓、煙突、他、の縁の近くでも作動することができ、かつ個々の現行の溶接領域が明瞭に見える、よりコンパクトな設計の汎用溶接機の提供。【解決手段】重なり合う材料ウェブの縁部で縁側を連結する溶接機１で、前記材料が、熱及びこれに続く圧力により互いに連結可能であり、シャーシ２上には、少なくともガイドローラ５、加熱デバイス６及び少なくとも１つの加圧ローラ８が配置され、加熱デバイス６が、材料ウェブの縁の間へ横に挿入するカンチレバー式の接触加熱エレメント７を有し、シャーシ２が、シャーシ２の縦脚部上に配置される電気モータによって駆動され、電気モータはドラム駆動モータ９によって一体化され、シャーシ２は、縦脚部３に関連して作動方向に対して垂直に調整可能な横脚部４を有する溶接機１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重なっている上側の材料ウェブと下側の材料ウェブとを縁側で連結するための溶接機（１）であって、前記材料は、熱およびこれに続く圧力の効果によって互いに連結可能であり、シャーシ（２）上には、少なくともガイドローラ（５）、加熱デバイス（６）および少なくとも１つの加圧ローラ（８）が配置され、前記加熱デバイス（６）は、前記材料ウェブの縁の間に挿入されることが可能な横方向へカンチレバー式である接触加熱エレメント（７）を有し、前記材料ウェブの前記縁上へ置かれることが可能な前記加圧ローラ（８）は、作動方向へ前記接触加熱エレメント（７）の背後に配置され、かつ下流側減速ギヤを有する電気モータにより駆動され、前記シャーシ（２）は、Ｌ字形またはＴ字形であって、前記作動方向へ延びる縦アーム（３）と、前記縦脚部（３）に対して直角に延びる横脚部（４）とを有するのものであって、前記電気モータがブラシレスＤＣモータであり、かつ前記減速ギヤは遊星ギヤであって、これらは、ドラム駆動モータ（９）として組み合わされることを特徴とする、溶接機（１）。
【請求項２】
前記直流モータは、ディスク・ロータ・モータであることを特徴とする、請求項１に記載の溶接機。
【請求項３】
前記ドラム駆動モータ（９）は、少なくとも部分的に前記加圧ローラ（８）に一体化されることを特徴とする、請求項１〜２のいずれか一項に記載の溶接機。
【請求項４】
前記駆動モータは、少なくとも３０ワット、好ましくは、少なくとも５０ワットの消費電力を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の溶接機。
【請求項５】
前記遊星ギヤは、少なくとも６Ｎｍのトルクを送出することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の溶接機。
【請求項６】
前記ガイドローラ（５）は、下側へ突き出す前記横脚部（４）上に配置され、かつ前記加圧ローラ（８）は、前記一体化されるドラム駆動モータ（９）と共に、横向きに突き出す前記縦脚部（３）上に配置され、前記加圧ローラ（８）および前記縦脚部（３）の幅の大きさは、合わせて１００ｍｍ未満であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の溶接機。
【請求項７】
前記横脚部（４）は、前記縦脚部（３）に関連して、前記作動方向に対して垂直に調整可能であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の溶接機。
【請求項８】
前記加圧ローラ（８）の幅、直径および／または形状は、管状またはカップ形の成形エレメント（１４、１４’）によって変更可能であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の溶接機。
【請求項９】
前記加熱デバイス（６）は、電気的に作動されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の溶接機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重なっている上側の材料ウェブと下側の材料ウェブとを縁側で連結するための溶接機に関し、材料ウェブは、熱およびこれに続く圧力の効果によって互いに連結され、シャーシ上には、少なくともガイドローラ、加熱デバイスおよび少なくとも１つの加圧ローラが配置され、加熱デバイスは、材料ウェブの縁の間に挿入されることが可能な横方向へカンチレバー式である接触加熱エレメントを有し、かつ加圧ローラは、材料ウェブの縁上へ作動方向に置かれ、かつ接触加熱エレメントの背後に配置されて下流側減速ギヤを有する電気モータにより駆動され、シャーシは、Ｌ字形またはＴ字形であって、作動方向へ延びる縦脚部と、縦脚部に対して直角に延びる横脚部とを有する。
【背景技術】
【０００２】
ビチューメン（ｂｉｔｕｍｅｎ）またはプラスチック材料等の平らな材料ウェブを溶接するためのデバイスは、既に様々な実施形態において知られている。したがって、欧州特許第１３７１４７４（Ａ１）号明細書は、重なり合う縁を有する材料ウェブを連結するための溶接機を開示していて、連結される材料ウェブの重なり合う部位に沿ってシャーシが駆動され、よって材料ウェブは、シャーシ上に配置されかつ同調される溶接機によって互いに連結される。材料ウェブは、互いに重なり合う縁領域において、溶接デバイスの加熱デバイスを用いて、縁領域間に挿入される横方向へ突き出した接触加熱エレメントによって局所的に加熱され、続いて、可塑化された縁領域へ適用される加圧ローラを有するプレスデバイスにかけられることによって互いに連結され、材料ウェブの縁領域間に堅固な、即ち確実な材料連結が生成される。熱は、例えば、加熱デバイスの電気またはガス加熱エレメントによって発生される熱気により導かれて材料ウェブの対応する縁領域へ案内され、接触加熱エレメントを介して出る。この既知の溶接機において、加圧ローラは、シャーシの駆動ローラでもある。
【０００３】
この溶接機の欠点は、電気モータおよび下流側減速ギヤが多大なスペースを必要とすること、および、駆動ローラ（加圧ローラ）と減速ギヤとを接続する動力伝達デバイスが複雑であることにある。その結果、設計は大型になり、自動溶接機が独立した地面上で使用される場合は問題ないが、表面の縁または境界の近くで作動する場合には、問題となることが多い。さらに、この既知の溶接ユニットでは、接触加熱エレメントおよび加圧ローラが電気モータ、減速ギヤ、動力伝達デバイスおよび／またはシャーシによって部分的に覆われることから、溶接面積が制限される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許第１３７１４７４（Ａ１）号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この先行技術を元に、本発明は、パラペット（ｐａｒａｐｅｔｓ）、天窓、煙突、他、の縁の近くでも作動することができ、かつ個々の現行の溶接領域が明瞭に見える、よりコンパクトな設計の汎用溶接機を提案するという課題に対処する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、独立請求項１に記載されている特徴を有する溶接機によって達成される。本発明のさらなる効果的な実施形態は、従属請求項に記載されている。
【０００７】
本発明の基本的考案は、コンパクトな構造を達成するように、独立請求項１の前提部分に記載されている特徴を有する汎用溶接機の革新的な駆動概念を発展させることにある。この新しい駆動概念は、電気モータと加圧ローラにおける減速ギヤとを統合して、ガイドローラが上に配置されるシャーシの横脚部を、加熱デバイスを搭載するシャーシの縦脚部に対して滑動式に移動可能にし、かつ幅を可変的に画定するために加圧ローラをモジュール式にする。
【０００８】
この目的に沿って、本発明による自動溶接機は、駆動用のドラム駆動モータを有し、電気モータは、ブラシレスＤＣモータであり、かつ減速ギヤは、遊星ギヤシステムである。
【０００９】
ブラシレスＤＣモータは、既知である。これは、永久磁石で励起される同期機を基礎とする。３相であることが多い巻線は、永久磁石ロータを引き込む回転磁場を発生する。制御応答は、適切な制御回路によって達成され、応答は、主としてＤＣ機の挙動に対応する。この目的に沿って、ブロック整流を有する単純化された周波数変換器が使用され、中間回路には、モータの速度をこのようにして制御するために、可変ＤＣ電圧が直に供給される。
【００１０】
また、遊星ギヤシステムも知られている。これは、遊星ギヤと称されることが多い。このような変速装置は、歯車または摩擦歯車を含み、これらは、シャーシへ固定されるだけでなくシャーシ内の円形経路上を走るシャフトおよび軸を備える。多くの実施形態において、回転軸は、シャーシへ固定されるシャフトに平行している。したがって、エピサイクリック歯車装置は、遊星ギヤトレーンと称されることが多い。これにより、回転軸上で回転する歯車は、セントラルギヤを包囲する。エピサイクリック歯車装置は、入力シャフトと出力シャフトが互いに位置合わせされる特殊な特徴を有してコンパクトに構築される。
【００１１】
「ドラムモータ」は、通常、電気モータおよびギヤボックスが既に共通のハウジング内に収容されている超小型ユニットを意味する。モータを機械的に接続しかつ電気的に接続するための機械的締付け手段および電気接続エレメントは、概して、既にハウジング上に備えられている。したがって、実施形態に依存して、ドラムモータのシャフトまたはトラニオンは、ハウジング前面に備えられ、ギヤを介する電気モータのトルクは、好ましくは、ドラムモータの出力シャフトまたはドラムシェル（ハウジング）へ直に伝達される。第１の事例では、ハウジングが固定されて出力シャフトが回転するが、第２の事例では、シャフトが固定されてドラムシェルが回転する。ドラムモータのこの特殊設計は、従来の電気駆動装置より遙かに優れた効率を提供する。
【００１２】
好ましくは、ＤＣモータは、ディスク・ロータ・モータである。ディスク・ロータ・モータは、ロータが円盤形状を有する電気モータである。この既知の設計において、通電巻線は、ロータを封入するハウジング内に配置される。この場合、ディスクは永久磁石であり、巻線（コイル）は、磁場を生成するためにハウジング上のディスクの片側または両側に固定的に配置される。この配置の優位点は、ロータへの電流供給にブラシが不要であり、よって、モータの信頼性が高まることにある。ブラシレス・ディスク・ロータは、同期モータまたはステッパモータであって、電気整流を有するブラシレスＤＣモータの形態を表す。また、コイルが突き出した複数のディスクを有するモータも知られている。
【００１３】
ディスク・ロータ・モータは、そのまれな構造により、他のタイプのモータよりも容易に見分けることができる。その直径は、長さより大きい。このようなディスクモータは、パンケーキモータとも呼ばれる。
【００１４】
本発明による自動溶接機の好適な一実施形態において、ドラム駆動モータは、少なくとも部分的に、加圧ローラに一体化される。一実施形態では、加圧ローラは、ドラム駆動モータと完全に重なり合い、他の実施形態では、モータは、単に部分的に重なる。この場合、ドラム駆動モータは、駆動方向に延びる縦脚部へ固定される。これは、片側が縦脚部より上に位置決めされ、加圧ローラを支える。これは、モータを介して加圧ローラを駆動する。この場合、加圧ローラは、シャーシの縦脚部の近くで延び、縦脚部の長手方向に回転される。ドラム駆動モータの電気モータは、好ましくは、少なくとも３０ワットの消費電力を有し、好ましくは、少なくとも５０ワットの消費電力を有する。遊星歯車装置は、好ましくは、最小トルク６Ｎｍを送出する。したがって、本発明による溶接機は、平面に関する、ならびに僅かな傾斜面に関する問題なしに自律的に作動することができる。
【００１５】
本発明の効果的な一実施形態において、横脚部上のシャーシのガイドローラは、下方へ突き出し、一方で、ドラム駆動モータが一体化されている加圧ローラは、縦脚部より上で横方向に配置され、加圧ローラおよび縦脚部の幅の大きさは、合わせて１００ｍｍ未満である。
【００１６】
本発明による自動溶接機の一実施形態において、横脚部は、縦脚部に対して作動方向へ垂直にも調整可能である。これは、非従動ガイドローラを有する横脚部が、縦脚部に対して横方向に変位され、溶接機の加熱デバイスおよび制御装置上に配置され、かつ加圧ローラを支えるドラム駆動モータへ固定されることを可能にする。したがって、シャーシは、その形状を、横脚部が作動方向に縦脚部の左側へのみ突き出す第１のＬ字形構造変形から、横脚部が縦脚部の左右へ延びるＴ字形変形を経て、横脚部が作動方向に縦脚部の右へのみ突き出す第２のＬ字形変形へと変えることができる。これは、効果的には、材料ウェブを支持する上向きまたは下向きの傾斜面、即ち例えば上へ延びる壁、ドア、マンホールまたはパラペットの縁および平屋根の前縁、に沿った縁近傍の溶接を容易にする。シャーシは、当然ながら、通常通り、Ｌ字形の構造変形および任意のＴ字形バージョンにおいて平坦な自立支持面用に使用されることが可能である。加圧ローラは、縦脚部上で横方向に突き出し、一方で、接触加熱エレメントは、作動方向へ加圧ローラの前に配置されてこれと位置合わせされ、接触加熱エレメントは、加熱ウェッジまたは加熱ノズルとして構成されることが可能であり、よって、パラペットのすぐ隣に配置されかつパラペットに沿って移動されることが可能である。これは、横脚部が接触加熱エレメントおよび加圧ローラから十分遠くまで移動されて横脚部の各端側ローラが作動方向へ接触加熱エレメントの前に存在することができ、かつ接触加熱エレメントおよび加圧ローラが少なくともほぼ位置合わせされるという理由で可能にされる。
【００１７】
本発明の別の有利な実施形態において、加圧ローラの幅、直径および／または形状は、管状またはカップ形の成形エレメントによって変更されることが可能である。したがって、加圧ローラは、モジュール式である。これは、幅、直径および形状を、追加または取り外し可能、装着可能または付着可能な成形エレメントによって、配管、継ぎ目および屋根の輪郭を溶接するための溶接アプリケーションの関数として変更されることが可能である。成形エレメントは、加圧ローラへ横方向に配置されることが可能であり、かつ／または加圧ローラに重なることが可能である。したがって、具体的には、例えば４０ｍｍ、３０ｍｍおよび２０ｍｍ等の様々な溶接幅を包含することが可能である。
【００１８】
特殊形状の成形エレメントは、屋根の輪郭、ビード、継ぎ目およびミラーの溶接に使用され、本エレメントが加圧ローラを覆って置かれるか、加圧ローラに隣接して横向きに取り付けられる。加圧ローラには、追加の成形エレメントが、加圧ローラ全体を分解してドラム駆動モータから取り外す必要なしに着脱されてもよい。
【００１９】
本発明を、図面に示されている例示的な実施形態によって、さらに詳しく説明する。本発明のさらなる特徴は、請求項および諸図面と共に、本発明の実施形態に関する以下の説明から明らかとなるであろう。本発明の個々の特徴は、本発明の様々な実施形態において単独で、または組み合せて実装されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】縦脚部および横脚部と、加熱デバイスと、２つのガイドローラと、加圧ローラとを備えるシャーシを有する、下から見た本発明による溶接機を示す。
【図２ａ】横脚部が作動方向に縦脚部の左へ突き出している、後側から見た図１の溶接機を示す。
【図２ｂ】横脚部が作動方向に縦脚部の右へ突き出している、後側から見た図１の溶接機を示す。
【図３ａ】ある実施形態における、図１の加圧ローラを示す。
【図３ｂ】ある実施形態における、図１の加圧ローラを示す。
【図３ｃ】ある実施形態における、図１の加圧ローラを示す。
【図３ｄ】ある実施形態における、図１の加圧ローラを示す。
【図４ａ】２つの成形エレメントを有する、図１の溶接機のモジュール式加圧ローラを備えるドラム駆動モータの縦断面を示す。
【図４ｂ】１つの成形エレメントを有する、図１の溶接機のモジュール式加圧ローラを備えるドラム駆動モータの縦断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、熱およびこれに続く圧力の効果によって互いに確実に連結される、重なる上側の材料ウェブと重ねられる下側の材料ウェブとを縁側で連結するための本発明による溶接機１を示す。自動溶接機１は、作動方向に延びる縦脚部３と、これに対して直角である横脚部４とを備えるシャーシ２を有する。横脚部４の端部には、２つのローラ５が配置される。ガイドローラ５から外側へ面するシャーシ２の側面では、縦脚部３が、重なる上側の材料ウェブの縁の下に挿入されることが可能な側方へ突き出す接触加熱エレメント７を伴う加熱デバイス６を支え、接触加熱エレメント７は、本実施形態において、熱気流のための加熱ノズルとして形成されている。さらに、加圧ローラ８は、縦脚部３へ付着して、作動方向へ接触加熱エレメント７の背後に配置される重なる上側の材料ウェブの縁上に置かれることも可能である。シャーシ２は、ドラム駆動モータ９によって電気的に駆動され、ドラム駆動モータ９は、少なくとも部分的に加圧ローラ８に一体化される。
【００２２】
ブラシレス直流モータとして設計されかつ遊星ギヤトレーンを減速ギヤとして有するドラム駆動モータ９は、シャーシ２の縦脚部３へ固定されて加圧ローラ８を回転可能式に支持する。ドラム駆動モータ９は、駆動ローラ８と共に、横脚部４から遠位の端でシャーシ２の縦脚部３へ取り付けられ、かつ好ましくは、縦脚部３の長手方向に移動可能である。図１は、材料ウェブを支える面のベベルの縁近くを溶接するように構成された加圧ローラ８を示している。押えベルト１１は、加圧ローラ８から、重なる上側の材料ウェブ（図示せず）の縁を押さえるために、重ねられる下側の材料ウェブ（同じく図示せず）上へと、加圧ローラ８の係合溝１２から、ガイドローラ５が横脚部４上に配置されている方向と同じ方向で縦脚部３上に配置されるテンションベルト案内板１３へと延びる。押えベルト１１は、上側の材料ウェブの重なる縁を下側の材料ウェブに押し付け、よって、加熱ノズル７からの熱気流が、重なる上側の材料ウェブの下に浸透することが防止される。重なる縁のシーリングが横方向であることに起因して、熱気流は、シャーシ２の縦脚部３と平行に、即ち、溶接機１の作動方向とは反対側へ案内される。加圧ローラ８は、加圧ローラ８の有効幅に合わせて特別に調整され得る交換可能な成形エレメント１４を支える。
【００２３】
図２ａは、縦脚部３の右へ突き出す横脚部４の作動方向における、図１の自動溶接機１を示す。横脚部４は、この作動方向において、縦脚部３に対して垂直に調整可能である。図２ｂは、横脚部４が作動方向において縦脚部３の左へ突き出している自動溶接機１を示す。これらの図は、作動方向における溶接機１を背後から示している。図２ａにおいて、横脚部４は、横脚部４が接触加熱エレメント７および加圧ローラ８を伴う加熱デバイス６をそれ以上超えては横に突き出せないところまで縦脚部３から変位されている。このポジションにおいて、左側のガイドローラ５は、接触加熱エレメント７および加圧ローラ８との想像線上に存在する。図示されているポジションは、接触面またはビード溶接の事例におけるパラペット縁部に対する縁に近い溶接に特に適する。図２ｂに示されているポジションでは、横脚部４が接触加熱エレメント７を伴う加熱デバイス６を超えて延びている。このポジションにおいて、右側のガイドローラ５は、接触加熱エレメント７および加圧ローラ８を含む列内に存在する。このポジションは、特に、支持面の末端縁の縁に近い溶接用に設計されている。
【００２４】
図３ａから図３ｄまでは、様々な第１の交換可能な成形エレメント１４、および場合により使用可能である第２の置換可能な成形エレメント１４’が配置されているモジュール式加圧ローラ８を示す。成形エレメント１４は管状であって、加圧ローラ８の有効幅を画定する。これは、図３ａから図３ｄまでに示されている全ての実施形態に存在する。第２の成形エレメント１４’は環状であり、かつ成形エレメント１４に加えて、成形エレメント１４と同心で選択的に配置されることが可能である。存在する場合、これは、好ましくは、第１の成形エレメント１４へ横方向に隙間なく連結される。第２の成形エレメント１４’も、軸方向に一定の距離をおいて第１の成形エレメント１４に隣接して配置されてもよい。当然ながら、加圧ローラ８は、場合により第１の成形エレメント１４の右または左に配置される３つ以上の成形エレメント１４、１４’を有してもよい。場合により第１の成形エレメント１４に追加されるさらなる成形エレメント１４’は、特殊なアプリケーション用の、例えば支持面の上向きまたは下向きに角度のついた輪郭の縁に近い溶接用の加圧ローラ８を形成する。ビード溶接１１の場合、押えベルト、延ては成形エレメント１４’は不要である。図３ａおよび図３ｃは、各々第１および第２の成形エレメント１４、１４’を備える加圧ローラ８の実施形態を示しているが、図３ｂおよび図３ｄは、第１の成形エレメント１４のみを備える実施形態を示している。第１の成形エレメント１４は、図３ａおよび図３ｂにおいて同じ幅を有する。これは、図３ｃ、図３ｄにも当てはまり、これらに示されている実施形態において、第１の成形エレメント１４は、図３ａおよび図３ｂにおける実施形態の場合より狭い。図３ｃにおける第２の成形エレメント１４’は、図３ａにおけるそれより広い。このように、ドラム駆動モータ９の一様なカバー範囲が達成される。図３ｂおよび図３ｄには、第１の成形エレメント１４に隣接して環状の隙間１５が見えるが、これは、図３ａ、図３ｃに示されているような任意選択である第２の成形エレメント１４’を受け入れるためのものである。当然ながら、成形エレメント１４’の形状は、それが他の機能を採用する場合には、図示されている形状とは異なってもよい。
【００２５】
図４ａおよび図４ｂは、ドラム駆動モータ９が一体化された加圧ローラ８を示す縦断面表示である。ドラム駆動モータ９は、関連の遊星ギヤを有するブラシレスＤＣモータである。図４には各々、ドラム駆動モータ９が単に略示されている。具体的には、ドラム駆動モータ９は、加圧ローラ８に一体化されるディスク・ロータ・モータとして設計される。これは、シャーシ２の縦脚部３（図示せず）の端面へ付着し、かつ部分的に縦脚部３を覆う。縦脚部３より遠くへ面するドラム駆動モータ９の一方の端面では、加圧ローラ８がドラム駆動モータ９へ略付着する。加圧ローラ８は、ドラム駆動モータ９によって直に駆動される。図４ａにおいて、駆動ローラ８は、管状である第１の成形エレメント１４と、第１の成形エレメント１４と共に回転するための管状である第２の成形エレメント１４’とを支える。第１の成形エレメント１４は、加圧ローラ８の幅を決定し、一方で第２の成形エレメント１４’は、押えベルト１１を案内して駆動するように設計される。図４ａでは、押えベルト１１の係合溝１２をはっきりと見ることができ、溶接の間、押えベルト１１は、材料ウェブに押し付けられる。係合溝１２は、交換可能な成形エレメント１４’上に形成され、これは、加圧ローラ８の幅を決定する成形エレメント１４と同様に、加圧ローラ８およびドラム駆動モータ９上へ交換可能式に取り付けられる。この実施形態も同様に、縁に近い溶接、パラペット溶接または自立面上の溶接に適する。図４ｂには、加圧ローラ８上の押えベルト１１を案内して駆動するための成形エレメント１４’が存在しない。加圧ローラ８は、成形エレメント１４のみを有し、これが加圧ローラ８の幅を決定する。この実施形態は、ビード溶接に適する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年3月9日(2016.3.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図３−３】
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【図３−４】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【外国語明細書】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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2016137706.tif 000038
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【図４】
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