JP2007192070A - 塔状構造物構築用リフトアップ装置の旋回装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 地組みに適さない地理的条件下であっても、地上から低い空中位置にて安全に大型のブレード等の回転体を組み立てることが可能な、施工性および安全性に優れる塔状構造物構築用リフトアップ装置の旋回装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 リフトアップ装置3によりユニット部材が順次積み上げられて接続構成された塔状構造物2の上端部に、前記リフトアップ装置3によりリフトアップされた回転体9が取り付けられる塔状構造物構築用リフトアップ装置において、前記回転体9を水平面内にて組み立てる旋回装置8を前記リフトアップ装置3に着脱自在に設置したことにより、地組みに適さない地理的条件下であっても、地上Gから低い空中位置にて、水平面内にて安全に大型のブレード等の回転体9を組み立てることが可能となるので、塔状構造物2の周辺に回転体9の地組みのための大規模な造成工事等どが不要となる。
【選択図】 図1
【解決手段】 リフトアップ装置3によりユニット部材が順次積み上げられて接続構成された塔状構造物2の上端部に、前記リフトアップ装置3によりリフトアップされた回転体9が取り付けられる塔状構造物構築用リフトアップ装置において、前記回転体9を水平面内にて組み立てる旋回装置8を前記リフトアップ装置3に着脱自在に設置したことにより、地組みに適さない地理的条件下であっても、地上Gから低い空中位置にて、水平面内にて安全に大型のブレード等の回転体9を組み立てることが可能となるので、塔状構造物2の周辺に回転体9の地組みのための大規模な造成工事等どが不要となる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、リフトアップ装置によりユニット部材が順次積み上げられて接続構成された塔状構造物の上端部に、前記リフトアップ装置によりリフトアップされた回転体が取り付けられる塔状構造物構築用リフトアップ装置に関する。
近年、地球温暖化を防止すべく様々な自然エネルギーの利用技術が開拓されている。そのような自然エネルギーを利用する技術のひとつとして、風力発電装置が有効な手段として各地で操業されている。風力発電装置の容量は年々大型化する傾向にある。風力発電装置は、鉄塔等の登場構造物の上端部に回転体である複数のブレードを放射状に配置し、これらのブレードが風力を受けて水平軸の周りに回転することで発電機を回転させて電力を得るように構成されている。本件発明者らは、このような風力発電装置における安全な作業が可能な搭状構造物の構築方法および回転体の取付け方法を提案した(下記特許文献1参照)。
特開2003−184730号公報(公報図1および図84参照)
前記特許文献1に開示された風力発電機構築用クライミング装置および風力発電機の構築方法について図11を用いて簡単に説明する。クライミング装置31は、張出部33aを有する2個のビームおよび連結部材でガイドタワー30を囲み搬入開口部35を有するコ字形フレーム32と、伸縮機構と吊り用門型フレーム41、42、その持上げ手段45、46、48を取り付けた横行台車40とを備えて、門型フレーム42は横行台車40に着脱自在に取り付けられており、門型フレーム41、42に、ブロック塔体構造物40b、40c、発電機40dを持ち上げ、予め基礎上に設置されたブロック塔体構造物40aの上端部に横行台車40で横方向に搬入して順次、塔体構造物40b、40c、発電機40dを組み立て、次いで、門型フレーム41、42に羽根(ブレード)47を吊り保持して持ち上げ、横行台車40で横方向に搬入して組み付けた後、持上げ手段45等により門型フレーム42を持ち上げて横行台車40をガイドタワー30の外側に後退させるものである。
このような風力発電機構築用クライミング装置によって、ブロック鉄塔構造物、発電機や羽根を高い位置に吊り上げることができるので、持上げや横方向の搬入を安全に行うことができ、特に、最高位置に吊り上げる羽根の持上げや横方向の搬入が安全に行えることとなった。
しかしながら、前記本件発明者らの提案等を含む従来のものでは、回転体であるブレードは、基礎上の地上にて地組みされ、回転軸心であるハブと一体化させてから、クレーン等の吊上げ装置によって、鉄塔等の塔状構造物の上端部まで吊り上げてから、塔状構造物に取り付けていた。そのため、かなり大型のブレードを地上にて地組みするには、地上に広大なスペースを必要とした。ブレードを地上にて地組みせずに、最終設置状態と同様にブレードを鉛直状態にて組み立てる場合は、ブレード1枚分の長さの地上にて作業を行わねばならず、高所作業となって危険を伴った。
そこで本発明は、前記従来の搭状構造物構築用リフトアップ装置の課題を解決して、地組みに適さない地理的条件下であっても、地上から低い空中位置にて安全に大型のブレード等の回転体を組み立てることが可能な、施工法および安全性に優れる搭状構造物構築用リフトアップ装置の旋回装置を提供することを目的とする。
このため本発明は、リフトアップ装置によりユニット部材が順次積み上げられて接続構成された塔状構造物の上端部に、前記リフトアップ装置によりリフトアップされた回転体が取り付けられる塔状構造物構築用リフトアップ装置において、前記回転体を水平面内にて組み立てる旋回装置を前記リフトアップ装置に着脱自在に設置したことを特徴とする。また本発明は、前記リフトアップ装置に設置された伸縮するジャッキの上下端部のピンが、前記塔状構造物の周囲にユニット部材が順次リフトアップされて接続構成される仮設ガイドタワーの多数の孔に選択的に係合することにより、前記リフトアップ装置が昇降するように構成されたことを特徴とする。また本発明は、前記旋回装置が、リフトアップ装置上を横行する台車またはリフトアップ装置の水平枠体もしくはリフトアップ装置上を横行する台車およびリフトアップ装置の水平枠体に対して着脱自在に設置されたことを特徴とする。また本発明は、前記旋回装置は、該旋回装置に線接触するジャッキにより回転駆動されることを特徴とする。また本発明は、前記リフトアップ装置に吊上げ装置を設置したことを特徴とするもので、これらを課題解決のための手段とするものである。
本発明によれば、リフトアップ装置によりユニット部材が順次積み上げられて接続構成された塔状構造物の上端部に、前記リフトアップ装置によりリフトアップされた回転体が取り付けられる塔状構造物構築用リフトアップ装置において、前記回転体を水平面内にて組み立てる旋回装置を前記リフトアップ装置に着脱自在に設置したことにより、地組みに適さない地理的条件下であっても、地上から低い空中位置にて、水平面内に安全に大型のブレード等の回転体を組み立てることが可能となるので、塔状構造物の周辺に回転体の地組みのための大規模な造成工事等が不要となる。
また、前記リフトアップ装置に設置された伸縮するジャッキの上下端部のピンが、前記塔状構造物の周囲にユニット部材が順次リフトアップされて接続構成される仮設ガイドタワーの多数の孔に選択的に係合することにより、前記リフトアップ装置が昇降するように構成された場合は、簡素で小容量のジャッキのみを用いて、ジャッキのピンを仮設ガイドタワーの多数の孔に選択的に係合するだけで、重量物を持ち上げることが可能となる。さらに、前記旋回装置が、リフトアップ装置上を横行する台車またはリフトアップ装置の水平枠体もしくはリフトアップ装置上を横行する台車およびリフトアップ装置の水平枠体に対して着脱自在に設置された場合は、前記台車に門型フレームを設置し、門型フレームにより水平面内に前記旋回装置に取り付けられた回転体を持ち上げ支持された状態にて旋回装置を撤去することで、回転体を水平から垂直への姿勢変更が容易になる。
さらにまた、前記旋回装置は、該旋回装置に線接触するジャッキにより回転駆動される場合は、駆動モータや減速装置等の複雑で高価な制御手段を必要とせず、簡素な構造のジャッキによって大きな回転駆動力が得られて安価である。また、前記リフトアップ装置に吊上げ装置を設置した場合は、塔状構造物および仮設ガイドタワーを構築する際にそれらのユニット部材を吊り下げたり、組み立てたブレードの吊下げ、さらには台車に設置した門型フレームの設置あるいは除去のための吊下げ等が容易に行える。
以下本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明の塔状構造物構築用リフトアップ装置の旋回装置を示すもので、ブレード等の回転体を組み立てる状態の側面図および平面図、図2はリフトアップ装置の拡大平面図および斜視図、図3は旋回装置の平面図および正面図、図4は吊上げ装置および門型フレームを取り付けたリフトアップ装置の拡大斜視図、図5は鉄塔等の塔状構造物の構築状態を示す側面図、図6は塔状構造物の上端部に発電機を取り付ける状態を側面図、図7は地上近くで組み立てた回転体が門型フレームに支持された状態の側面図および平面図、図8は回転体が最高位置までリフトアップされた状態の側面図、図9は回転体を水平から垂直に姿勢変更する状態を示す側面図、図10は回転体が発電機に装着された状態を示す側面図および正面図である。
本発明の塔状構造物構築用リフトアップ装置の旋回装置の基本的な構成は、図1に示すように、予め基礎上に設置されたユニット部材2Aの上端部にリフトアップ装置3により、ユニット部材2B、2Cが順次積み上げられて接続構成された塔状構造物2の上端部に、前記リフトアップ装置3によりリフトアップされた回転体9が取り付けられる塔状構造物構築用リフトアップ装置において、前記回転体9を水平面内にて組み立てる旋回装置8を前記リフトアップ装置に着脱自在に設置したことを特徴とする。
以下に詳述する。本発明の塔状構造物構築用リフトアップ装置の旋回装置は、好適には鉄塔等の構造物にブレード等の回転体を装着してなる風力発電装置に適用されるが、風力発電装置以外にも、組立式のブレードを有する回転体を塔状構造物に装着するものであれば、本発明における構築用リフトアップ装置の旋回装置が適用できる。本発明の構築対象物である鉄塔等の塔状構造物2は、図5(A)に示すように、塔状構造物2の周囲、例えば4か所に起立設置された仮設ガイドタワー1、1、1、1によりガイドされて昇降するリフトアップ装置3を用いて構築される。図5(A)は塔状構造物2を構成する2段目までのユニット部材2A、2Bが積み上げられて接続構成された状態を示し、最上段のユニット部材2Cを地上から(点線位置2C’)取付け位置めでリフトアップされている。
詳述しないが、各仮設ガイドタワーについても、これらのユニット部材1Aおよび1Bがリフトアップ装置3を用いて構築されるものである。すなわち、地上の基礎G上にて塔状構造物2のユニット部材2Aが設置固定された段階で、該ユニット部材2Aの周囲に支持部材等を介して仮設ガイドタワー1のユニット部材1Cが起立設置される。そして、ユニット部材1Cの周囲に図示しない架台が地上基礎に固定され、この架台にリフトアップ装置3を載置固定してリフトアップ装置3に設置されたジャッキの上下端部のピンがユニット部材1Cに設けられた多数の孔に選択的に係合することにより、ユニット部材1Cをリフトアップさせ、その下部にユニット部材1Bを挿入して接続される。このようにして仮設ガイドタワー1が搭乗構造物2の周囲に設置される。
完成した仮設ガイドタワー1に沿って上下に昇降するリフトアップ装置射3により、前述のように塔状構造物2のユニット部材が積み上げられて接続される。図5(A)にて理解されるように、最上部に位置する4本の仮設ガイドタワー1Cの一方(水平枠体3A上を横行する台車4が出入りする側)が開放されており、図5(B)に示すように、門型フレーム6に吊り下げられた塔状構造物2のユニット部材2B、2Cが台車4により設置位置に水平移動することを可能にしている。
図2はリフトアップ装置の拡大平面図および斜視図である。図2(B)に示すように、リフトアップ装置3は、側面視でT字形を呈し、平面視コ字形の水平枠体3Aとその略中央部から垂設される垂直枠体3Bとから構成される。水平枠体3Aには4本の仮設ガイドタワー1の表面に摺接するガイドローラ11が配設され、垂直枠体3Bには2本の仮設ガイドタワー1の表面に摺接するガイドローラ11が配設される。また、垂直枠体3Bにはシリンダ12Aおよびピストン12Bからなる伸縮自在なジャッキ12が設置され、ジャッキ12におけるシリンダ12Aおよびピストン12Bの上下端部に設けられたピン(図示省略)が、対応する前記仮設ガイドタワー1、1の多数の孔(図示省略)に選択的に係合させ、前記ジャッキ12を伸縮させることで尺取り虫のように匍匐し、簡素な構造の小容量のジャッキを用いて、重量物を吊り上げたままで仮設ガイドタワー1に沿ってリフトアップ装置3が上下に昇降することができる。
リフトアップ装置3における前記水平枠体3Aの上面にはレール13、13が敷設されており、これらのレール13上を台車4が水平移動して横行する。台車4の下部には前記レール13に対して対応して台車車輪14が軸支される。台車4は、前記レール13に載置される台車車輪14を設けたフレームのフレーム間に、または前記水平枠体3Aの水平枠体3A間に、あるいはそれらの双方間に渡設されるターンテーブル用枠体8Aとからなり、該ターンテーブル用枠体8Aのほぼ中央部に旋回装置であるターンテーブル8が回転かつ着脱自在に設置される。
図3は旋回装置の平面図および正面図である。図3(A)に示すように、旋回装置であるターンテーブル8はターンテーブル用枠体8Aのほぼ中央部に設置されており、好適にはターンテーブル用枠体8Aとともに台車4等に対して着脱自在に設置される。平面視円形のターンテーブル8の内周縁近傍には多数のハブ取付孔8Bが穿設され、組み立てられるべきブレード9のハブ10(図1(A)参照)が取り付けられる。また、ターンテーブル8の外周縁近傍下部には水平ローラ16と垂直ローラ17とが適宜個数置きに交互配設され、これによりターンテーブル8がターンテーブル用枠体8Aの円形枠体内にて精度よく回転自在に設置される。ターンテーブル用枠体8Aにシリンンダ15Aの基部が支持された回転駆動用ジャッキ15が設置され、ターンテーブル用枠体8Aにシリンダ15Aの基部が支持された回転駆動用ジャッキ15が設置され、該回転駆動用ジャッキ15の先端側ピストン15Bはターンテーブル8の外周に接線状に接続される。ターンテーブル8の直径の対向側にも反対方向に回転駆動用ジャッキ15が設置される。回転駆動用ジャッキ15の先端側ピストン15Bのターンテーブル8の外周への接続伸張と開放縮小を繰り返すことで、後述する回転体であるブレード9の水平面内での組立ての際に、ターンテーブル8を平面視で時計方向に回転駆動させることができる。
図4は吊上げ装置および門型フレームを取り付けたリフトアップ装置の拡大斜視図である。この図は、ターンテーブル8を用いて回転体であるブレード等9組立てが完了した後に、ターンテーブル8およびターンテーブル用枠体8Aが台車4等から取り外され、該台車4に前後一対の門型フレーム6A、6Bおよび水平状のガイドレール上をフック7が横行する吊上げ装置5が設置された状態を示したものである。
図6は搭乗構造物の上端部に発電機を取り付ける状態を示す側面図である。リフトアップ装置3の門型フレーム6にチェーン等により吊り下げられた発電機18(重量物である発電機18は吊上げ装置5のフック7により吊り上げられて門型フレーム6に支持される)は、仮設ガイドタワー1に沿ってリフトアップされ、図6の取付け位置に達すると、台車4の横行によって鎖線位置のように塔状構造物2の上端部に取り付けることができる。
図1(A)に示すように、仮設ガイドタワー1や鉄塔等の搭状構造物2の構築には問題がないが、それ以上の利用できる地積が得られず、地組みに適さない地理的条件下であっても、地上から低い空中位置にてリフトアップ装置3を停止した状態にて、ターンテーブル8を設置した台車4を車輪ロック等により固定した上で、空中の比較的低い位置の水平面内にて安全に大型のブレード等の回転体を組み立てることができる。すなわち、図1(C)に示すように、ターンテーブル8の中心にセットしたハブ10に第1ブレード9Aを取り付けて、矢印のようにターンテーブル8を回転させる。3枚ブレードの場合は、順次、第1ブレード9Aおよび第2ブレード9Bを120度ずつ回転させて図1(D)の状態にした上で、第3ブレード3Cを取り付けてブレード9の組立てを完了する。第1ブレード9Aおよび第2ブレード9Bを120度ずつ回転させて第3ブレード9Cを取り付けた状態にて、第1ブレード9Aと第3ブレード9Cとの間には120度の間隔があり、仮設ガイドタワー1と干渉することはない。この状態の全体側面および平面図が図1(B)および図1(D)である。
図7は地上近くで組み立てた回転体が門型フレームに支持された状態の側面図および平面図である。前記図1にて説明したように、ターンテーブル8上にて組立てを完了したブレード9を吊上げ装置5のフック7あるいは別途に用意したクレーン等によって吊り上げ、門型フレーム6にチェーン等により吊り下げて支持させる(図7(A))。次いで、台車4等からターンテーブル用枠体8Aとともに、ターンテーブル8を取り外す。図7はターンテーブル8が取り外された状態を示している。
図8は回転体が最高位置までリフトアップされた状態の側面図である。前記図7にて説明したように、ターンテーブル8が取り外された台車4および門型フレーム6に支持されたブレード9を、点線の組立て位置から実線の最高位置までリフトアップ装置3によってリフトアップしていく。図示しての詳述はしないが、前述したように、リフトアップ装置3に設置されたジャッキ12におけるシリンダ12Aとピストン12Bに設けたそれぞれのピンを、仮設ガイドタワー1の側面の多数の孔への選択的係合によりリフトアップ装置3が上昇する。すなわち、先ず、ピストン12Bのピンを仮設ガイドタワー1の孔に係合させ、シリンダ12Aのピンを孔から離脱させた上でピストン12Aを伸張させるとリフトアップ装置3が上昇する。次いで、シリンダ12Aのピンを孔に係合させ、ピストン12Bのピンを離脱させた上でピストン12Aを縮小することでピストン12Aのピンを上方へ引き寄せる。順次これを繰り返すことでリフトアップ装置3を上昇させることができる。
図9は回転体を水平から垂直に姿勢変更する状態を側面図である。ブレード9が最高位置である取付け位置に到達すると、図9(A)に示すように、水平状態にあるブレード9’(鎖線位置)を垂直状態に姿勢が修正される。姿勢の修正は適宜の方法によりなされる。例えば、門型フレーム6にブレード9が支持されたまま、外側に張り出したブレード9の1つにワイヤー等を係着し、地上あるいは仮設ガイドタワー側からワイヤーを牽引することで、矢印のように引き起こせばよい。このとき、ターンテーブル用枠体8Aとともにターンテーブル8が取り外されている台車4には、前記引き起こされるブレード9の1つと干渉することがないので、円滑に作業がなされる。この状態が図9(B)である。なお、図9では回転体を最高位置で水平から垂直に姿勢変更することで説明したが、回転体のブレード9の1枚分の長さの地上にて姿勢変更してもよく、この場合の姿勢の修正は、上記の他、別途に用意したクレーン等を用いて地上付近で行うことができる。
図10は回転体が発電機に装着された状態を示す側面図および正面図である。前記図9(B)の状態のようにブレード9が垂直の状態に引き起こされた後、図10(A)の矢印のように台車4を発電機18の方向に横行させ、ブレード9のハブを発電機18の駆動軸に装着してブレード9の発電機18への取付けを完了する。図示は省略するが、発電機18へのブレード9の取付けが完了すると、図10(B)にて理解されるようにブレード9と干渉する門型フレーム6の前部フレーム6A(図面左側)を吊上げ装置5のフック7により吊り上げて取り外される。これにより、台車4をブレード9と干渉させることなく後退(図10(A)の矢印と反対方向)させることができる。
以上、本発明の実施例について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、リフトアップ装置の形状(好適には平面視で、台車すなわちブレード受入れ側が開放されたコ字形とされるが、仮設ガイドタワーを取り囲む形態として、ブレード受入れ側を退避揺動自在に構成してもよい。側面視はジャッキ等のリフトアップ手段が設置される脚部を有するT字形とされるが、側面視で両脚を有するΠ字形として、他方の脚部をガイド専用としてもよい)、形式、塔状構造物の形状(上方程径の小さい円筒形の鉄塔が好適であるが、風の抵抗の小さい適宜形状の断面としてもよい)、形式、(ユニット部材間のフランジ等による接続形態等については適宜形式が採用される)、仮設ガイドタワーの形状(好適には角筒断面形状であるが、強度が確保されればアングルやチャンネル状の適宜のものも採用され得る。ユニット部材間の接続形態についても、リフトアップ装置におけるガイドローラが円滑に走行可能なら、適宜の方法で接続される。設置本数についても、好適には、塔状構造物の周囲に4本宛起立設置されるが、例えば3本とすることも可能である。また、リフトアップ装置におけるジャッキのピンに対応する仮設ガイドタワーには所定間隔で多数の孔が穿設されるが、ジャッキのピン等を係止するものであれば、段差等でもよい)、形式等は適宜選定される。
また、台車の形状(ターンテーブル用枠体との関連構成、着脱形態等)、形式、吊上げ装置の形状、形式、門型フレームの形状、形式、旋回装置であるターンテーブルの形状(ブレードのハブの取付け形態、水平ローラおよび垂直ローラの形式および交互配設形態等)、形式、回転体であるブレードの形状(ねじれ角度、羽根数等)、形式、ジャッキの形状、形式(油圧ジャッキを好適とするが、電動による減速機を用いたねじジャッキ等も採用され得る)、リフトアップ装置における台車の横行形態(レールに対する台車車輪の転動については、チャンネル状のレール内に台車車輪が収容されて、台車の万一の場合の落下が防止される形態が好ましい)、リフトアップ装置のリフトアップ形態(ピンを設けたジャッキのシリンダとピストンの伸縮と仮設ガイドタワーの孔との選択的係合の組合せの他、ピストン先端部の仮設ガイドタワーの段差への係止とピストンの伸縮ならびにリフトアップ装置のフレームと仮設ガイドタワーとの間のピンの選択的係合等によりリフトアップ装置のリフトアップを行うこともできる)等についても適宜選定できる。また、実施例に記載の諸元はあらゆる点で単なる例示に過ぎず限定的に解釈してはならない。
1 仮設ガイドタワー
1A〜1C ユニット部材
2 搭状構造物(鉄塔等)
2A〜2C ユニット部材
3 リフトアップ装置
4 台車
5 吊上げ装置
6 門型フレーム
7 フック
8 旋回装置(ターンテーブル等)
8A タンテーブル用枠体
9 回転体(ブレード等)
9A〜9C 第1〜第3ブレード
10 ハブ
18 発電機
G 基礎
1A〜1C ユニット部材
2 搭状構造物(鉄塔等)
2A〜2C ユニット部材
3 リフトアップ装置
4 台車
5 吊上げ装置
6 門型フレーム
7 フック
8 旋回装置(ターンテーブル等)
8A タンテーブル用枠体
9 回転体(ブレード等)
9A〜9C 第1〜第3ブレード
10 ハブ
18 発電機
G 基礎
Claims (5)
- リフトアップ装置によりユニット部材が順次積み上げられて接続構成された塔状構造物の上端部に、前記リフトアップ装置によりリフトアップされた回転体が取り付けられる塔状構造物構築用リフトアップ装置において、前記回転体を水平面内にて組み立てる旋回装置を前記リフトアップ装置に着脱自在に設置したことを特徴とする塔状構造物構築用リフトアップ装置の旋回装置。
- 前記リフトアップ装置に設置された伸縮するジャッキの上下端部のピンが、前記塔状構造物の周囲にユニット部材が順次リフトアップされて接続構成される仮設ガイドタワーの多数の孔に選択的に係合することにより、前記リフトアップ装置が昇降するように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の塔状構造物構築用リフトアップ装置の旋回装置。
- 前記旋回装置が、リフトアップ装置上を横行する台車またはリフトアップ装置の水平枠体もしくはリフトアップ装置上を横行する台車およびリフトアップ装置の水平枠体に対して着脱自在に設置されたことを特徴とする請求項1または2に記載の塔状構造物構築用リフトアップ装置の旋回装置。
- 前記旋回装置は、該旋回装置に線接触するジャッキにより回転駆動されることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の塔状構造物構築用リフトアップ装置の旋回装置。
- 前記リフトアップ装置に吊上げ装置を設置したことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の塔状構造物構築用リフトアップ装置の旋回装置。
Priority Applications (1)
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JP2006009417A JP2007192070A (ja) | 2006-01-18 | 2006-01-18 | 塔状構造物構築用リフトアップ装置の旋回装置 |
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JP2006009417A JP2007192070A (ja) | 2006-01-18 | 2006-01-18 | 塔状構造物構築用リフトアップ装置の旋回装置 |
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