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技術 射出成形機用油圧制御装置

出願人 カルル・ヘール
発明者 カルル・ヘール
出願日 1993年10月14日 (26年4ヶ月経過) 出願番号 1993-280345
公開日 1994年7月19日 (25年7ヶ月経過) 公開番号 1994-198697
状態 特許登録済
技術分野 流体圧回路(1) プラスチック等の射出成形
主要キーワード 全容積流 現在測定値 測定値検出器 制御磁石 部分容積 合成樹脂射出成形 上位値 閉制御回路
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この項目の情報は公開日時点(1994年7月19日)のものです。
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図面 (6)

構成

少くとも3つの切換位置を有する少くとも1つの制御弁(15)が制御ポンプ(18)に連結され、制御ポンプ(18)の制御部材(18a)が、一定の作動圧力降下を保つために、制御フィードバック配管を介して、供給配管(19)に、制御弁(15、15´)の後方において接続されている油圧制御装置。返流配管(21)は、負荷所属された切換弁を介して負荷(V)に接続された制御弁(15)を経て導かれる。返流配管(21)には測定値検出器が所属され、この測定値検出器は、供給配管の測定値検出器と共働して、制御ユニット(R)のための制御量を形成する。

効果

コスト的に有利な負荷の制御が、一つの制御弁を介して2つの作動方向に関し少いエネルギー量において的確に達成される。

概要

背景

特開昭57−195633号(ドイツ特許第3119095号)に記載された公知の油圧制御装置によれば、制御ポンプエネルギー消費は、ある下限のその時の出力要求適応される。その場合、作動及び制御の基礎としては、制御ポンプの制御部材予設定可能な、なおも十分に一定の作動圧力降下が選定される。他面では、この公知の制御装置は、非常に多様な作動要求満足させる。それは、目標値から偏った制御弁の量もしくは圧力設定制御回路中の圧力センサ行程検出器(Wegabtaster)又はストローク電圧変換器を介して目標値に帰還させることが可能なためである。しかしこの油圧制御装置の場合には、負荷の流入側(上流側)のみを変化させうるにすぎない。

特開昭61−158419号(ドイツ特許3447709号)に記載された別の油圧制御装置によれば、複数の供給配管は、切換制御弁を介して選択的に、1つの共通の制御返送配管と連通される。比較的低圧分岐供給配管は、圧力不均衡に基づいて生ずる給送流の目標値の偏りを制御によって除去するための制御装置を備えている。この油圧制御装置によれば、確かに、複数の油圧負荷油圧油を供給できるが、前記の油圧制御装置と同様に、油圧負荷の流入側を変更することしかできない。

特開平4−232012号(ドイツ特許第4018334号)に記載された公知の油圧負荷のための油圧制御装置によれば、差動切換えの可能な4/4方向切換制御弁が設けられており、負荷から排出された油圧油は、逆止弁を備えた分岐配管を介して圧力配管に供給可能である。油圧油(圧力媒体)の吐出は、重畳式の圧力制御によってなされるが、各々の負荷に固有の制御弁を所属させる必要があるため、コスト高となる。

概要

少くとも3つの切換位置を有する少くとも1つの制御弁(15)が制御ポンプ(18)に連結され、制御ポンプ(18)の制御部材(18a)が、一定の作動圧力降下を保つために、制御フィードバック配管を介して、供給配管(19)に、制御弁(15、15´)の後方において接続されている油圧制御装置。返流配管(21)は、負荷に所属された切換弁を介して負荷(V)に接続された制御弁(15)を経て導かれる。返流配管(21)には測定値検出器が所属され、この測定値検出器は、供給配管の測定値検出器と共働して、制御ユニット(R)のための制御量を形成する。

コスト的に有利な負荷の制御が、一つの制御弁を介して2つの作動方向に関し少いエネルギー量において的確に達成される。

目的

本発明は、前述の従来技術の欠点を解消した新規な油圧制御装置を提供することを目的とする。特に、本発明は、前述した従来技術を考慮して、負荷の制御が、1つの制御弁を介して2つの作用方向に的確に少いエネルギー消費でコスト上からも有利な形でなされるように、冒頭に述べた形態の油圧制御装置を改良することを課題とする。

効果

実績

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請求項1

成形樹脂材料又は同種の可塑性材料もしくは可塑化可能な材料を加工するための射出成形機に用いられる油圧負荷(V)のための油圧制御装置であって、少くとも3つの切換位置を備えた少くとも1つの制御弁を有し、この制御弁は、供給配管(19、19´もしくは21、21´)に所属された測定値検出装置(16、16´)を少くとも介して、制御ユニット(R)にセットされた目標値と現在測定値とを比較することによって制御され、該負荷は、該制御弁を経て導かれる該供給配管を経て油圧油の供給を受け、更に、制御ポンプ(18、18´)の制御部材(18a、18a´)を該供給配管に、ある一定の作動圧力降下を保つために、前記制御弁の後方において接続するための制御フィードバック配管と、返流配管とを有するものにおいて、返流配管(21、21´もしくは19、19´)も前記制御弁(15、15´)を経て導かれ、この制御弁(15、15´)は、油圧負荷に所属された切換弁(22)を介して油圧負荷(V)に連結されたことと、前記返流配管にも、測定値検出装置(16、17、17´)が所属され、該測定値検出装置は、前記供給配管の測定値検出装置(16、16´)と共働して制御ユニット(R)のための制御量を形成することを特徴とする油圧制御装置。

請求項2

制御ユニット(R)が油圧負荷の両側においての条件を検出するために現在測定値を検出することを特徴とする請求項第1項記載の油圧制御装置。

請求項3

前記制御弁(15、15´)のその時に作動している制御ランド(B−T又はA−T)が油圧負荷(V)から排出された油圧油を吐出流中において絞ることを特徴とする請求項第1項又は第2項記載の油圧制御装置。

請求項4

別の制御ポンプ(18´)が設けられ、該別の制御ポンプは、第1と第2の制御ポンプの間において接続配管(39)中に配された切換弁(24)を介して、両方向に切換え可能であり、電子制御ユニット(R)によって制御される複数の中央制御弁(15、15´)を備えた複数の制御回路(I、II)に、第1の制御ポンプ(18)と共通に所属されたことを特徴とする請求項第1〜3項のいずれか一に記載の油圧制御装置。

請求項5

アキユムレータ(30)が配管(28、40)によって無負荷とされうる制御ポンプ(18、18´)によって、2/2方向制御弁(26、27)及び配管(40)を介して油圧油の供給を受けうることを特徴とする請求項第1〜4項のいずれか一に記載の油圧制御装置。

請求項6

前記制御弁が4/4方向切換制御弁(29)であり、油圧負荷(V)から排出された油圧油が4/4方向切換制御弁(29)を短絡する逆止弁(31)つき分岐管(32)を経てポンプ配管(33)に供給可能となる差動切換が該4/4方向切換制御弁(29)の4番目の切換位置において達せられることを特徴とする請求項第1〜5項のいずれか一に記載の油圧制御装置。

請求項7

制御量である位置(Xn)及び/又は速度(v)もしくは回転数を検出するための測定値検出装置が負荷(V)に設けられ、電子制御ユニット(R)は、前記制御弁(15、15´)の操作量(y;y1、y2、y3)を検出するために前記制御量を閉制御回路において処理し、該制御量はアナログ式又はデジタル式に検出されることを特徴とする請求項第1〜6項のいずれか一に記載の油圧制御装置。

請求項8

速度の目標値(w2)又は位置の目標値(w1)が制御ユニット(R)において優先するようにされ、圧力もしくは力の制御用の目標値(w3)が実際の操作量(y)について制限的に作用することを特徴とする請求項第7項記載の油圧制御装置。

技術分野

0001

本発明は、可成形樹脂材料又は同種の可塑性材料もしくは可塑化可能な材料を加工するための射出成形機用油圧制御装置に関する。本発明は、特にかかる射出成形機に用いられる油圧負荷(即ち油圧消費する油圧作動機構Verbraucher)のための油圧制御装置であって、少くとも3つの切換位置を備えた少くとも1つの制御弁を有し、この制御弁は、供給配管所属された測定値検出装置としての圧力センサを少くとも介して、制御ユニットにセットされた目標値と現在測定値とを比較することによって制御され、該負荷は、該制御弁を経て導かれる該供給配管を経て油圧油の供給を受け、更に、制御ポンプ制御部材を該供給配管に、ある一定の作動圧力降下を保つために、制御弁の後方において接続するための制御返送配管と、返流配管とを有する形式の油圧制御装置に関する。

背景技術

0002

特開昭57−195633号(ドイツ特許第3119095号)に記載された公知の油圧制御装置によれば、制御ポンプのエネルギー消費は、ある下限のその時の出力要求適応される。その場合、作動及び制御の基礎としては、制御ポンプの制御部材に予設定可能な、なおも十分に一定の作動圧力降下が選定される。他面では、この公知の制御装置は、非常に多様な作動要求満足させる。それは、目標値から偏った制御弁の量もしくは圧力設定制御回路中の圧力センサ、行程検出器(Wegabtaster)又はストローク電圧変換器を介して目標値に帰還させることが可能なためである。しかしこの油圧制御装置の場合には、負荷の流入側(上流側)のみを変化させうるにすぎない。

0003

特開昭61−158419号(ドイツ特許3447709号)に記載された別の油圧制御装置によれば、複数の供給配管は、切換制御弁を介して選択的に、1つの共通の制御返送配管と連通される。比較的低圧分岐供給配管は、圧力不均衡に基づいて生ずる給送流の目標値の偏りを制御によって除去するための制御装置を備えている。この油圧制御装置によれば、確かに、複数の油圧負荷に油圧油を供給できるが、前記の油圧制御装置と同様に、油圧負荷の流入側を変更することしかできない。

0004

特開平4−232012号(ドイツ特許第4018334号)に記載された公知の油圧負荷のための油圧制御装置によれば、差動切換えの可能な4/4方向切換制御弁が設けられており、負荷から排出された油圧油は、逆止弁を備えた分岐配管を介して圧力配管に供給可能である。油圧油(圧力媒体)の吐出は、重畳式の圧力制御によってなされるが、各々の負荷に固有の制御弁を所属させる必要があるため、コスト高となる。

発明が解決しようとする課題

0005

本発明は、前述の従来技術の欠点を解消した新規な油圧制御装置を提供することを目的とする。特に、本発明は、前述した従来技術を考慮して、負荷の制御が、1つの制御弁を介して2つの作用方向に的確に少いエネルギー消費でコスト上からも有利な形でなされるように、冒頭に述べた形態の油圧制御装置を改良することを課題とする。

課題を解決するための手段

0006

この課題は、本発明によれば可成形樹脂材料又は同種の可塑性材料もしくは可塑化可能な材料を加工するための射出成形機に用いられる油圧負荷のための油圧制御装置であって、少くとも3つの切換位置を備えた少くとも1つの制御弁を有し、この制御弁は、供給配管に所属された測定値検出装置としての圧力センサを少くとも介して、制御ユニットにセットされた目標値と現在値とを比較することによって制御され、該負荷は、該制御弁を経て導かれる該供給配管を経て油圧油の供給を受け、更に、制御ポンプの制御部材を該供給配管に、ある一定の作動圧力降下を保つために、前記制御弁の後方において接続するための制御フィードバック配管と、返流配管とを有するものにおいて、返流配管も前記制御弁を経て導かれ、制御弁は、油圧負荷に所属された切換弁を介して油圧負荷に連結されたことと、前記返流配管にも、測定値検出装置(例えば圧力センサ)が所属され、該測定値検出装置は、前記供給配管の測定値検出装置(例えば圧力センサ)と共働して制御ユニットのための制御量を形成することによって解決される。

0007

この解決策によれば、各々の負荷に方向切換弁を設ける必要はなく、速度又は回転数、位置、圧力もしくは力のような物理量を2つの作動方向に中央制御装置を介して制御することが可能となる。負荷は単に切換弁によって切換えられ、それによって簡単で保守の容易な制御が得られる。流入側のみならず吐出側も制御しうるため、このようにコストが低減されるにも拘らず、従来の技術に比較して優れた、適切な制御が実現される。制御弁が負荷から隔たっているため、制御のダイナミックレンジを低減させる抵抗及び固有振動挙動が生ずることが考えられるが、これによる不具合は、達成される利点によって十分に補われる。即ち、それぞれの弁に補助の切換用のソレノイドを設ける必要はなく、更に、流入側及び吐出側を変更する可能性によって、制御のダイナミックレンジの損失が部分的に補われる。更に、ポンプと負荷との間の余分の弁を少数にできるため、油圧制御装置のエネルギー消費量の節減が可能となる。

0008

この場合、射出成形機の油圧循環路の速度、圧力及び位置を上位の電子制御装置によって中央制御するという基本的な前提条件が作り出される。制御弁は、流入路の制御と同様に、制御ポンプと共働する。

0009

本発明のその他の利点は、請求項第2項以下に示される。各請求項の構成の記載は請求項の記載の援用によって簡略化のため省略するが、必要に応じて明細書の一部として転載可能である。

0010

請求項2の構成によって請求項1の制御を統一的に行うための条件が達成される。

0011

負荷から排出された油圧油は、請求項第3項の構成との組合せにおいて、随時係合している流出側の制御ランド(ないしポート)によって絞られる。それにより油圧シリンダ又は油圧を制御大に加速したり制動したりできる。この油圧構成は、油圧完全ブリッジ(hydraulischen Vollbruecke)の原則に従った位置制御又は力制御のために必要である。

0012

複数の並列に接続された制御ポンプの使用により、一面では、請求項第4項の構成に従って、只1つの制御弁において容積流を必要により増大させたり、複数の制御回路を並設したりすることが可能となり、その際に、個々の制御ポンプの出力を必要に応じて重畳させうるため、エネルギーの節減への寄与が達せられる。

0013

請求項第5項の構成に従ってアキユムレータを連結すると、当座は不要な容積流をアキユムレータに蓄積した後、1以上の制御回路を介して取出すことができる。これは、複数の制御回路を用いる場合に、エネルギーの面で有利な作動形態において顕著となる。補助的には、アキユムレータによって、高速制御も実現される。

0014

請求項第6項の構成によれば、ポンプ配管に返送配管から排出された油圧油を返送することによって、エネルギーの消費上有利でありながら高速の作動が実現される。

0015

請求項第7項又は第8項の構成によれば、コスト上の理由からアナログ式にもデジタル式にも構成することの可能な多値制御が可能となる。

0016

次に本発明の好ましい実施例を図面に基づいて一層詳細に説明するが、本発明がこれらの実施例の記載に限定されるものでないことを断わっておく。

0017

油圧制御装置は、油圧負荷V用であり、この油圧負荷Vは、図示した例では、可成形樹脂材料又は同様の可塑性材料もしくは可塑化可能材料例えばセラミック材料を加工するための射出成形機に使用される。油圧制御装置は、図1によれば、制御弁15として形成された4/3方向切換制御弁(4ポートで3つの切換位置を有する)を有し、この制御弁は、制御ユニットRにセットされた目標値と現在値とを比較することによって、少くとも1つの測定値検出装置を介して制御可能となっている。制御ポンプ18は、制御弁15を経て導かれる供給配管19を介して、油圧負荷Vに油圧油を供給する。油圧負荷の例としては、油圧を消費する油圧作動機構例えば、射出シリンダ計量分与(定量)モータ型締めユニットエジエクタコア引出し装置又は同様の装置が挙げられる。

0018

図1に示すように、返流配管21も、中央位置に配された制御弁15を介して導かれる。制御弁15を中央位置に配することは、負荷配管(供給配管19)に生ずる摩擦負荷を可及的に小さな値に保つ必要のある場合に有利となる。制御弁15は、負荷に所属された切換弁22を介して負荷Vに接続されている(図2)。返流(リターン)配管21には測定値検出装置も所属されている。この測定値検出装置は、圧力差を検出するための2つの圧力センサ16、17でも、両方の配管中の最高圧力を検出するための単一の圧力センサでも、位置もしくは速度を検出するための単一もしくは複数の測定値検出装置でも良い。これにより、油圧負荷Vの両側の比を表わす量が形成される。この量(比)は、両側について共通に、只1つの測定値検出装置によっても検出することができる。このようにして、測定値検出装置は、制御ユニットRへの入力量インプット)としての現在値を送出する。原則として、測定値検出装置として、圧力センサ、速度検出装置位置検出手段その他が用いられる。供給配管19と返流配管21との機能は、制御弁の位置に従って互換される。制御弁のP−A連通位置では供給配管が、またP−B連通位置では返流配管が、それぞれ実際の供給配管となる。

0019

負荷Vから排出される油圧油は、その時に作用状態になっている制御弁15の制御ランドB−T又はA−Tを介して、その排出量が絞られる。制御弁15の中央の切換位置は、例えば射出成形機の後圧入相においての封止を可能とする塞止位置として形成される。制御弁15は、直接制御しても、予制御しても良い。1個又は2個の制御磁石15a、15bを備えていても良い。安全上の理由から、2個の制御ソレイドを用いることが望ましい。制御ポンプ18、18´の制御部材18a、18a´への圧力の現在値のフィードバックは、(ボール式)切換弁23、23´からのフィードバック配管20を介してなされる。別の方法として、方向切換制御弁、制御弁15の制御タップ又は外部からの圧力の供給を用いても良い。調整ポンプへのフィードバック並びに制御は、上位の電子制御ユニットRとの共働によってなされる。制御ポンプ18は、このフィードバックによって、可変印加容積流量Q1を形成する。

0020

図3には、容積流量Q2を有する別の制御ポンプ18´が制御ポンプ18に並置された本発明の他の実施例が示されている。基本的には、第1の制御ポンプ18は、制御回路(調整回路)I用であり、第2の制御ポンプ18´は、第2の制御回路(調整回路)II用である。両方の制御回路はほとんど同じであるため、第2の制御回路IIの要素は、第1の制御回路Iの符号にダッシュ(´)を付した符号により示されている。第2の制御回路IIにおいて、油圧負荷Vは供給配管19´を介して油圧油の供給を受け、返流配管21´は制御弁15´を介して導かれる。圧力センサ16´、17´は、切換弁23´及び制御フィードバック配管20´を介して制御ポンプ18´に連結されている。フィードバックされた油圧油は制御弁15、15´を介してタンク38に到達する。両方の制御ポンプ18、18´は、切換弁24を配設した接続配管39を介して互に連結されている。使用目的に従って、全容積流量Q2又はその部分容積流量を制御ポンプ18の容積流量に切換えても良い。しかしこの切換は、これと反対の方向にも行いうるため、両方の制御回路には、必要に従って、随時必要とされる容積流量を供給することが可能となる。制御弁15、15´からタンク38への返流は、それぞれ返送配管41、41´を介してなされる。

0021

図4においては、制御回路I、IIにアキユムレータが付設されている。図4には、圧力配管によって制御される制御ポンプ18が示され、この制御ポンプは、制御弁15´がその中央位置に位置される限り、配管40及び2/2方向切換制御弁27を介して油圧油をアキユムレータに供給する。アキユムレータに油圧油を充満させるには、2/2方向切換制御弁27を開弁し、圧力センサ44を介して圧力を検出する。従って、2/2方向切換制御弁27が閉弁されていると、制御ポンプによる制御回路I、IIへの油圧油の供給が、前述したように可能となる。2/2方向弁は、例えばカートリッジ弁として形成することができる。アキユムレータは、油圧油の供給を受けると、必要に応じて、配管28、40を介して、両方の制御回路I、IIの各々に、その油圧油を排出することができる。これにより例えば高速制御が可能となる。アキユムレータ30から制御ポンプへのリターンが油圧油の放出の際に生じないようにするために、ポンプ配管33中に逆止弁45が設けられている。

0022

図5に示した油圧装置の構成は、図1の構成とほぼ同様であるが、第4の切換位置をもった4/4方向切換制御弁が、制御弁15の代り似設けられている点が相違する。この切換位置では、負荷から排出された油圧油が、4/4方向切換制御弁15をバイパス短絡する、逆止弁31を備えた分岐管32を経てポンプ配管33に油圧油が供給されうる差動切換が可能となる。これにより省エネルギー型の作動形態において、約30%の作動速度の増大が実現される。

0023

図2には、電子制御ユニットRの回路構成が詳示されている。電子制御ユニットRは、アナログ式もしくはデジタル式として構成される多値制御の原則に従って作動する。圧力制御のために、各々の制御弁について少くとも1個の圧力センサ16、好ましくは2個の圧力センサ16、17が設けられている。圧力センサ16、17は、圧力又は力の現在値を圧力制御器37に送出する。この圧力制御器37には、圧力又は力を制御するための目標値W3が設定されている。ストローク−電圧変換器34において、位置の現在値X1〜Xnが検出され、これらの現在値は、位置の目標値と比較される。位置の目標値W1は設定されている。速度は、目標速度Vsollと比較される。速度の目標値W2は設定されている。所属する現在値は、負荷において現在値の測定用の測定値検出装置によって、アナログ式もしくはデジタル式に検出される。速度の目標値W2又は位置の目標値W1は、優先すべき上位値であり、圧力もしくは力の制御用の目標値W3は、制御器35において、実際の操作量yもしくはg1、y2について制限的に作用をする。これらの操作量は、信号線43を経て比較器42に転送され、比較器42は、制御弁の実際の位置を操作量と比較し、必要に応じて、制御弁の操作移動を生じさせる。制御技術上の意義において速度を制御もしくは調整することができる。制御回路は、電子制御ユニットと共に形成されている。純粋な圧力もしくは力の制御については、切換可能な制御器による回路網も考えられる。

発明の効果

0024

本発明の基本構成(請求項1)によれば、負荷の制御が、1つの制御弁を介して2つの作用方向に的確に少いエネルギー消費でコスト上からも有利な形でなされる。

0025

この解決策によれば、各々の負荷に方向切換弁を設ける必要はなく、速度又は回転数、位置、圧力もしくは力のような物理量を2つの作動方向に中央制御装置を介して制御することが可能となる。負荷は単に切換弁によって切換えられ、それによって簡単で保守の容易な制御が得られる。流入側のみならず吐出側も制御しうるため、このようにコストが低減されるにも拘らず、従来の技術に比較して優れた、適切な制御が実現される。

0026

更に、ポンプと負荷との間の余分の弁を少数にできるため、油圧制御装置のエネルギー消費量の節減が可能となる。

0027

従属請求項は、上記の基本効果に、[好適な実施の態様]の欄に記載した通りさらに各特有の効果を付加する。

0028

なお、各従属請求項に対応して、夫々付加的な課題が設定されることは自明である。

図面の簡単な説明

0029

図1油圧制御装置の概略的な回路図である。
図2図1の油圧制御装置及び合成樹脂射出成形機を使用する場合の制御ユニットを示す回路図である。
図3複数の制御ポンプ及び複数の制御回路と共に油圧装置を示す回路図である。
図4アキユムレータが組合された油圧装置を示す回路図である。
図54/4方向制御弁と共に油圧装置を示す回路図である。

--

0030

15、15´…制御弁
16、16´、17、17´…圧力センサ
18、18´…制御ポンプ
19、19´、21、21´…供給配管又は返流配管
18a、18a´…制御部材
20、20´…制御フィードバック配管
22…切換弁
R…制御ユニット
V…油圧負荷

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