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技術 補助バッテリ装置

出願人 株式会社SUBARU
発明者 堀口進
出願日 1995年12月12日 (25年0ヶ月経過) 出願番号 1995-346201
公開日 1997年6月24日 (23年6ヶ月経過) 公開番号 1997-168284
状態 特許登録済
技術分野 車両用電気・流体回路 インバータ装置 電気的推進車両の電源 車両の電気的な推進・制動
主要キーワード インバーター装置 防水型コネクタ 車両スペース 小型バッテリ 交流インバータ 補助電源用 スペアタイヤキャリア オルタ
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図面 (9)

課題

限られた車室内空間の有効利用を可能とした交流100ボルトを供給する補助バッテリ装置を提供することを課題とする。

解決手段

少なくとも補助バッテリ12と、インバーター13と、補助バッテリ12とインバーター13と接続しインバーター13への電流を制御する回路Aを防水加工の施されたケース収納した補助バッテリ装置7を、防水型コネクタ−10,11を介して車両1に搭載されているオルタネーター17及びオルタネ−ター17の出力を一方向にのみ流すアイソレ−ター18とから構成した車両側回路に接続可能にし、車両1後部に設けたスペアタイヤキャリア装置5に裏面を外側にして取付けられたスペアタイヤ4のホィール4a内側に支持装置6及び保持具8により取付け保持させた。

概要

背景

従来より、直流交流に変換する直流/交流インバータ回路(以下、インバーター)を内蔵すると共に、ハーネスを介してバッテリ等の直流12ボルト電源と接続することで直流12ボルトを交流100ボルトに変換し、車室内等においてテレビ等の各種電気機器の利用を可能としたインバーター装置が用いられている。このようなインバーター装置としては、車両に搭載されている車載バッテリに接続するものや、車載バッテリとは別個補助電源用補助バッテリを車室内に搭載し、これに接続するもの等がある。

車両に搭載されている車載バッテリに接続するインバーター装置では、車載バッテリの電圧低下により、エンジンを再駆動できなくなる虞れがあるため、このような装置を使用する場合にはエンジンを駆動させた状態を維持する必要がある。このため、燃費が悪化する等の課題があり、長時間の使用には適していない。

そこで、エンジンを停止させた状態においても車載バッテリの電圧低下によるエンジンの再駆動ができなくなるのを防ぐために、実開昭53−116941号公報には、車載バッテリを1個当たり容積及び電気容量が従来の車載バッテリより少ない2個の小型バッテリとし、一方をセルモータ駆動用バッテリとし、他方を車両のワイパーラジオ等の電装品を作動させるバッテリとすると共に、エンジンを駆動させた状態においてはオルタネーターにより充電可能としたものが開示されている。

概要

限られた車室内空間の有効利用を可能とした交流100ボルトを供給する補助バッテリ装置を提供することを課題とする。

少なくとも補助バッテリ12と、インバーター13と、補助バッテリ12とインバーター13と接続しインバーター13への電流を制御する回路Aを防水加工の施されたケース収納した補助バッテリ装置7を、防水型コネクタ−10,11を介して車両1に搭載されているオルタネーター17及びオルタネ−ター17の出力を一方向にのみ流すアイソレ−ター18とから構成した車両側回路に接続可能にし、車両1後部に設けたスペアタイヤキャリア装置5に裏面を外側にして取付けられたスペアタイヤ4のホィール4a内側に支持装置6及び保持具8により取付け保持させた。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

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請求項1

車両に搭載されている車載バッテリとは別個バッテリ補助バッテリとして車両に搭載し、前記補助バッテリと直流交流に変換するインバーターとを接続することで交流100ボルトを供給する補助バッテリ装置において、少なくとも前記補助バッテリと、前記インバーターと、前記補助バッテリと前記インバーターに接続され前記インバーターへの電流を制御する電気素子から構成した回路防水加工の施されたケース収納する構成としたことを特徴とする補助バッテリ装置。

請求項2

少なくとも車両に搭載されているオルタネーターと、前記オルタネーターの出力を入力とし、一方向にのみ電流を流す1入力2出力のアイソレーターとから車両側回路を構成し、前記車両側回路と前記回路をコネクターを介して接続することで、前記アイソレーターの一方の出力からのみ前記インバーターに電流が流れる構成としたことを特徴とする請求項1に記載の補助バッテリ装置。

請求項3

前記回路には前記補助バッテリから前記インバーターへの電流を制御するインバータースイッチを設け、前記車両側回路に前記オルタネーターから前記回路への電流を制御するリモコンスイッチを設けたことを特徴とする請求項2に記載の補助バッテリ装置。

請求項4

前記補助バッテリ装置は、車両後部に設けられたスペアタイヤキャリア装置にホィールの裏面を外側に向けた状態で取付けられたスペアタイヤのホィール内側に、スペアタイヤと共に前記スペアタイヤキャリア装置に取付けられる固定部と前記補助バッテリ装置を載置する載置部とから形成した支持装置を介して着脱自在に取付けられる構成としたことを特徴とする請求項1乃至請求項3に記載の補助バッテリ装置。

技術分野

0001

本発明は、交流100ボルトを供給することが可能な補助バッテリ装置及び補助バッテリ装置の取付け構造に関するものである。

背景技術

0002

従来より、直流を交流に変換する直流/交流インバータ回路(以下、インバーター)を内蔵すると共に、ハーネスを介してバッテリ等の直流12ボルト電源と接続することで直流12ボルトを交流100ボルトに変換し、車室内等においてテレビ等の各種電気機器の利用を可能としたインバーター装置が用いられている。このようなインバーター装置としては、車両に搭載されている車載バッテリに接続するものや、車載バッテリとは別個補助電源用補助バッテリを車室内に搭載し、これに接続するもの等がある。

0003

車両に搭載されている車載バッテリに接続するインバーター装置では、車載バッテリの電圧低下により、エンジンを再駆動できなくなる虞れがあるため、このような装置を使用する場合にはエンジンを駆動させた状態を維持する必要がある。このため、燃費が悪化する等の課題があり、長時間の使用には適していない。

0004

そこで、エンジンを停止させた状態においても車載バッテリの電圧低下によるエンジンの再駆動ができなくなるのを防ぐために、実開昭53−116941号公報には、車載バッテリを1個当たり容積及び電気容量が従来の車載バッテリより少ない2個の小型バッテリとし、一方をセルモータ駆動用バッテリとし、他方を車両のワイパーラジオ等の電装品を作動させるバッテリとすると共に、エンジンを駆動させた状態においてはオルタネーターにより充電可能としたものが開示されている。

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、車載バッテリを2個の小型バッテリとしたものでは、1個当たりの電気容量が少なくなるため、バッテリの電圧低下が生じ易くなり、エンジンを停止させた状態でのインバーター装置の使用時間、供給可能な電気容量が限定されてしまう。更に、インバーター装置を車載バッテリに接続して使用するため、インバーター装置の使用場所が車室内又は車両近傍と限定されてしまうという課題がある。

0006

また、インバーター装置を補助バッテリに接続するものでは、車室内等に補助バッテリを搭載しなければならず、小型系のレクリエーションビークル等においては、限られた車両スペースの中のどこに補助バッテリ装置を搭載するかが課題となっている。

課題を解決するための手段

0007

上記目的を達成するために請求項1に記載の発明は、車両に搭載されている車載バッテリとは別個のバッテリを補助バッテリとして車両に搭載し、補助バッテリと直流を交流に変換するインバーターとを接続することで交流100ボルトを供給する補助バッテリ装置において、少なくとも補助バッテリと、インバーターと、補助バッテリとインバーターに接続されインバーターへの電流を制御する電気素子から構成した回路を防水加工の施されたケース収納する構成としたものである。

0008

また、請求項2に記載の発明は、少なくとも車両に搭載されているオルタネーターと、該オルタネーターの出力を入力とし、一方向にのみ電流を流す1入力2出力のアイソレーターとから車両側回路を構成し、車両側回路と回路をコネクターを介して接続することで、アイソレーターの一方の出力からのみインバーターに電流が流れる構成としたものである。

0009

さらに、請求項3に記載の発明は、回路に補助バッテリからインバーターへの電流を制御するインバータースイッチを設け、車両側回路にオルタネーターから回路への電流を制御するリモコンスイッチを設けたものである。

0010

さらにまた、請求項4に記載の発明は、補助バッテリ装置が車両後部に設けられたスペアタイヤキャリア装置にホィールの裏面を外側に向けた状態で取付けられたスペアタイヤのホィール内側に、スペアタイヤと共にスペアタイヤキャリア装置に取付けられる固定部と補助バッテリ装置を載置する載置部とから形成した支持装置を介して着脱自在に取付けられる構成としたものである。

発明を実施するための最良の形態

0011

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明に係わる補助バッテリ装置を搭載した車両の後方斜視図、図2はスペアタイヤを取外した状態での図1のA矢視図、図3図1のB−B線に沿った断面図である。図面に示すように車両1の後部には一方の側端枢支されて車幅方向に開閉可能なリヤゲート2が設けられており、リヤゲート2の下方には後方に向けて延出したリヤバンパ3が設けられている。そして、スペアタイヤ4がリヤバンパ3上に立設したスペアタイヤキャリア装置5にスペアタイヤ4のホィール4Aの裏面を外側に向けた状態で取付け支持されている。

0012

スペアタイヤキャリア装置5は、リヤバンパ3に車幅方向に回動可能に立設した支柱部5Aと、一端を支柱部5Aに支持され他端にリヤバンパ3上に突設されたバンパ突起部3Aに係合可能なロック部5Bを設けた基部5Cと、基部5Cの両端部からリヤゲート2の傾斜に沿って斜め上方起立する2本のパイプ部5D,5Dと、2本のパイプ部5D,5Dにより支持され、スペアタイヤ4のホィール4Aの図示しないボルト孔及びハブ孔に対応する取付け孔5E、孔5Fを有するスペアタイヤ取付け部5Gとから構成されている。

0013

スペアタイヤ4のホィール4A内部には、後述する支持装置6の一端に設けられた固定部6Aがスペアタイヤ取付け部5Gにスペアタイヤ4と共にボルト及びナットにより共締めされ、固定部6Aの他端から車両1の後方に水平に延長した載置部6B上に後述する補助バッテリ装置7が後述する保持具8により固定支持されている。また、補助バッテリ装置7には露出した状態で延出し一端に防水型コネクター10を備えるハーネス9が設けられており、車両1のエンジンルーム内に搭載されたオルタネーター等の電気系統に一端を接続され、他端をパイプ5Dに取付けられているハーネス9A端部の防水型コネクター11と接続される構成となっている。

0014

図4(A)及び図4(B)に示すように補助バッテリ装置7は、一体成形され防水加工の施された樹脂製のケース7Aから構成されており、ケース7A下部のロア部7B内部に補助バッテリ12を収納し、ケース7A上部のアッパ部7C内部に直流を交流に変換するインバーター13及び補助バッテリ12とインバーター13に接続し、インバーター13への電流を制御する電気素子から構成した回路A(図示せず)を収容した構成となっている。更に、アッパ部7Cには、開閉可能な窓7Dが設けられており、窓7Dの内側には交流100ボルトを取出せる補助バッテリ側コンセント14と、補助バッテリ12からインバーター13への電流を制御し回路Aを構成するインバータースイッチ15とが設けられている。また、アッパ部7Cの上端には、グリップ7Eが設けられており、グリップ7Eを把握することで補助バッテリ装置7の持運びが容易に行なえる構成となっている。

0015

図5に示すように、回路Aは、補助バッテリ12と、インバーター13に接続されると共に、補助バッテリ12からの電流を制御するインバータースイッチ15と、インバータースイッチ15を介して補助バッテリ12と防水型コネクタ−10に接続したリレーコイル16と、防水型コネクター10及び補助バッテリ12と接続し、リレーコイル16が励磁することで閉じ、インバーター13へ電流を流す常開のリレー接点16Aとの電気素子から構成されており、防水型コネクター10,11を介して車両1のオルタネーターを始めとする電気系統(車両側回路B)に接続可能となっている。更に、インバーター13は補助バッテリ側コンセント14と接続しており交流100ボルトの取出しが可能となっている。

0016

車両側回路Bは、エンジンの回転に伴い発電するオルタネーター17と、オルタネーター17の出力を入力とし内部にダイオード18A,18Bを並列に設け一方向にのみ電流を流す1入力2出力のアイソレーター18と、車両1の車載バッテリ19と、防水型コネクター11,10を介してアイソレーター18のダイオード18A及び車載バッテリ19のプラス側端子と接続し、リレーコイル16への電流を制御するインバーターリモコンスイッチ20と、インバーターリモコンスイッチ20と防水コネクタ−11との間に設けられ、補助バッテリ12から電流が流れこむのを防止するダイオ−ド20Aと、防水型コネクター11,10を介してインバーター13と接続した交流100ボルトの取出しが可能な車両側コンセント14Aとから構成されている。

0017

エンジンを駆動させた状態においては、オルタネーター17の出力がアイソレーター18の一方のダイオード18Aを介して車載バッテリ19又はインバーターリモコンスイッチ20へ流れる。インバーターリモコンスイッチ20を閉じることでオルタネーター17または車載バッテリ19からの電流がコネクター11,10を介してリレーコイル16に流れ、リレーコイル16に励磁されリレー接点16Aが閉じる。リレー接点16Aが閉じることでオルタネーター17からの電流がアイソレーター18の他方のダイオード18B,コネクター11,10,リレー接点16Aを介してインバーター13に流れ、インバーター13において直流から交流に変換され、補助バッテリ側コンセント14及び車両側コンセント14Aから交流100ボルトの取出しが可能となる。

0018

また、インバーターリモコンスイッチ20を開いた状態でインバータースイッチ15を閉じると、補助バッテリ12の電流がインバータースイッチ15を介してリレーコイル16に流れ、リレー接点16Aが閉じる。補助バッテリ12からの電流がリレー接点16Aを介してインバーター13に流れ、直流から交流に変換され、補助バッテリ側コンセント14及び車両側コンセント14Aから交流100ボルトの取出しが可能となる。エンジンを停止させた状態において、インバーターリモコンスイッチ20を閉じた場合には、車載バッテリ19からの電流がリレーコイル16に流れ、リレー接点16Aが閉じ、補助バッテリ12からの電流がインバーター13に流れる構成となっている。

0019

なお、アイソレーター18は一方向のみに電流を流すため、車載バッテリ19からの電流はインバーター13に流れず、エンジンを停止させた状態でインバーターリモコンスイッチ20を閉じた場合にリレーコイル16に微量の電流が流れるだけなので補助バッテリ装置7の使用による車載バッテリ19の電圧低下を考慮する必要がない。さらに、補助バッテリ12と車載バッテリ19はアイソレーター18及びダイオ−ド20Aにより電気的に分離された状態、すなわち、補助バッテリ12からの電流は車載バッテリ19に流れず、車載バッテリ19からの電流は補助バッテリ12に流れないよう接続されており、両バッテリ間による充電は行なわれず、一方のバッテリの電圧低下に伴い、他方のバッテリによる一方のバッテリの充電を防ぎ、充電による他方のバッテリの電圧低下を防ぐことで、両方のバッテリが同時に電圧低下することを防いだ構成となっている。

0020

次に、支持装置6及び保持具8について図6及び図7を参照して説明する。支持装置6は固定部6Aと載置部6Bとから構成されており、固定部6Aには、スペアタイヤ取付け部5Gの取付け孔5E及び5Fと一致した位置に開口した貫通穴6C,6C’と、固定部6Aから車両1の後方に延出する一対の延出部6D,6Dと、一対の延出部6D,6Dにより両端を支持され補助バッテリ装置7を載置した状態でケース7Aに当接する当接部6Eが設けられており、当接部6Eにはその両端部近傍に補助バッテリ7を当接部6Eに保持させる保持具8の一端を係止する係合孔6F,6Fが開口している。載置部6Bの上面には、上方に突設し前後両端で補助バッテリ装置7の車両前後方向の動き規制する突起部6G,6Gが設けられており、載置部6Bの下面には、下方に突設しスペアタイヤ4のホィール4Aの内面に当接することで、支持装置6の不意の落下を防止する凸部6Hが設けられている。

0021

保持具8は、一端部にフック部8Cと他端部にタングプレート8Eを設けた第1バンド8Aと、一端部にフック部8Cと他端部にタングプレート8Eが挿入され、タングプレート8Eの挿入状態を保持するロック機構8Dを備えたバックル8Fを設けた第2バンド8Bとから構成され、図8に示すように、フック部8C,8Cをそれぞれ当接部6Eに開口した係合穴6F,6Fにそれぞれ係合させ、タングプレート8Eをバックル8Fに挿入し、ロック機構8Dをロック状態とすることで、補助バッテリ装置7が支持装置6に着脱自在に取付けられる構成となっている。

0022

上記構成とした補助バッテリ装置7の載置及び使用方法について説明する。スペアタイヤキャリア装置5にスペアタイヤ4を取付ける場合、ホィール4Aの表面がスペアタイヤ取付け部5Gと向き合うよう取付け、ホィール4Aの内部に支持装置6を配置した状態で、スペアタイヤ取付け部5Gにボルト及びナットによりスペアタイヤ4と支持装置6を取付ける(図3参照)。

0023

取付け状態において、支持装置6の当接部6Eに開口した係合穴6F,6Fに保持具8のフック部8C,8Cを係合させた状態で載置部6B上に補助バッテリ装置7を載置する。このとき、補助バッテリ装置7は、突起部6G,6Gにより移動が規制され、保持具8のタングプレート8Eをバックル8Fに挿入し、ロック装置8Dをロック状態にすることで補助バッテリ装置7の取付け状態が保持される。次に、ハーネス9を支持装置6の貫通孔6C’,ホィール4Aのハブ孔,スペアタイヤ取付け面5Gの孔5Fに通し、ハーネス9の防水型コネクター10とパイプ部5Dに取付けられているハーネス9Aの防水型コネクター11とを接続する。なお、取外しは、取付けと逆の手順で行なわれる。

0024

次に補助バッテリ装置7の使用方法について説明する。補助バッテリ装置7を支持装置6に取付けた状態においては、インバーターリモコンスイッチ20を閉じることで、エンジンにより駆動されているオルタネーター17からの直流12ボルトの電流がインバーター13で交流100ボルトに変換され、補助バッテリ側コンセント14,車両側コンセント14Aにおける交流100ボルトの取出しが可能となる。なお、エンジンを駆動させた状態において補助バッテリ装置7を使用しない場合には、車載バッテリ19はもちろんのこと、補助バッテリ12が充電される。

0025

また、エンジンを止めた状態においては、インバーターリモコンスイッチ20又はインバータースイッチ15を閉じることで、補助バッテリ12の直流12ボルトの電流がインバーター13で交流100ボルトに変換され、補助バッテリ側コンセント14,車両側コンセント14Aから交流100ボルトの取出しが可能となる。

0026

更に、補助バッテリ装置7を支持装置6及び保持具8から取外し、防水型コネクター10と11とを取外した状態においても、補助バッテリ12を電源としインバーター13で直流を交流に変換することで、補助バッテリ側コンセント14から交流100ボルトの取出しが可能となる。また、取外した状態においては、車室内に限定されず、グリップ7Eを把握することで持運びを容易に行なうことができると共に、防水加工の施されたケースに収納されているため、雨の日等においても車室外での使用が可能である。

発明の効果

0027

以上のように本発明による補助バッテリ装置では、車両に搭載されている車載バッテリとは別個のバッテリを補助バッテリとして車両に搭載し、補助バッテリと直流を交流に変換するインバーターとを接続することで交流100ボルトを供給する補助バッテリ装置において、少なくとも補助バッテリと、インバーターと、補助バッテリとインバーターと接続しインバーターへの電流を制御する電気素子から構成した回路を防水加工の施されたケースに収納する構成としたことで、補助バッテリからの電流により交流100ボルトの取出しが行なえ、車両に搭載されている車載バッテリの電圧低下を考慮することなく補助バッテリ装置単体で使用することができると共に、持運びができるため車室内に限定されず雨の日等においても野外で使用することもできる。

0028

また、少なくとも車両に搭載されているオルタネーターと、オルタネーターの出力を入力とし、一方向にのみ電流を流す1入力2出力のアイソレーターとから車両側回路を構成し、車両側回路と回路をコネクターを介して接続することで、アイソレーターの一方の出力からのみインバーターに電流が流れる構成としたことで、エンジンを駆動させた状態においては、オルタネーターの出力により補助バッテリの充電が可能であると共に、オルタネーターの出力により補助バッテリ装置を使用することができる。アイソレーターは一方向のみに電流を流すため、車載バッテリからの電流はインバーターに流れず、車載バッテリの電圧低下を考慮することなく補助バッテリ装置を使用することができると共に、補助バッテリからの電流はアイソレ−タ−及びダイオ−ドにより車載バッテリに流れないため、一方のバッテリの電圧低下によるバッテリ間の充電が行なわれず、両方のバッテリが同時に電圧低下することを防ぐことができる。

0029

さらに、回路に補助バッテリからインバーターへの電流を制御するインバータースイッチを設け、車両側回路にオルタネーターから回路への電流を制御するリモコンスイッチを設けたことで、エンジンを駆動させた状態においてはオルタネーターを電源とし、エンジンを停止させた状態においては補助バッテリを電源とする等適宜電源を切換えることができ、車載バッテリの電圧低下を考慮することなく交流100ボルトの取出しが行なえる。

0030

さらにまた、補助バッテリ装置が、車両後部に設けられたスペアタイヤキャリア装置にホィールの裏面を外側に向けた状態で取付けられたスペアタイヤのホィール内側に、スペアタイヤと共にスペアタイヤキャリア装置に取付けられる固定部と補助バッテリ装置を載置する載置部とから形成した支持装置を介して着脱自在に取付けられるため、補助バッテリ装置を車室外に搭載することができ、限られた車両スペースの中を有効に利用することができる等実用上多大な効果をもたらし得るものである。

図面の簡単な説明

0031

図1本発明に係わる補助バッテリ装置を搭載した車両の後方斜視図。
図2スペアタイヤを取外した状態での図1のA矢視図。
図3図1のB−B線に沿った断面図
図4(A) 本発明に係わる補助バッテリ装置の外観を示す斜視図。
図4(B)図4(A)のC−C線に沿った断面図。
図5本発明に補助バッテリ装置の回路と車両側回路の説明図。
図6本発明に係わる補助バッテリ装置の支持装置。
図7本発明に係わる補助バッテリ装置の保持具。
図8本発明に係わる保持具を支持装置に取付けた状態の説明図。

--

0032

1 車両
2リヤゲート
3リヤバンパ
4スペアタイヤ
5スペアタイヤキャリア装置
6支持装置
7補助バッテリ装置
7Aケース
8保持具
9ハーネス
9A ハーネス
10防水型コネクター
11 防水型コネクター
12補助バッテリ
13インバーター
14 補助バッテリ側コンセント
14A車両側コンセント
15 インバータースイッチ
16リレーコイル
16Aリレー接点
17オルタネーター
18アイソレーター
19車載バッテリ
20 インバーターリモコンスイッチ

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