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技術 非丸鋼チェーン、並びにそのための駆動装置及びチェーンホイール

出願人 ペヴァークオーストリアゲーエムベーハー
発明者 ゲルハルトヴァレンタフランツフクス
出願日 1997年6月18日 (23年6ヶ月経過) 出願番号 1997-160965
公開日 1998年3月10日 (22年9ヶ月経過) 公開番号 1998-067417
状態 特許登録済
技術分野 エンドレスコンベヤの駆動 歯車・カム 巻き掛け伝動装置 ベルト・チェーン
主要キーワード 平坦支持面 曲率領域 チェーン形状 水平リング 非負荷状態 支持応力 溶着ビード 側面寸法
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1998年3月10日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (11)

課題

製造コストが小さく、過度応力を発生させないチェーン駆動装置を提供する。

解決手段

チェーン駆動装置(1)は、チェーンホイール(2)とチェーン(3)を含んでいる。チェーンを構成する長円リンクは、水平リンク(6l)と垂直リンク(6s)とからなる。水平リンク(6l)は、チェーンホイール(2)の平坦支持面によって支持される。垂直リンク(6s)は、前記歯の間の溝に受容される。リンクのワイヤ部材の断面は、リンク内側の曲率領域と、これに隣接する矩形領域とを有する。チェーンホイール(2)を囲むようにガイド(4)が設けられる。ガイド(4)にはガイド溝(17)が形成される。端部部材(16)がガイド(4)に連続して設けられる。端部部材(16)の間には、ストリッパー(5)を設ける。

概要

背景

電気駆動式又は空気駆動リフト装置コンベヤーなどに用いるチェーン駆動装置に対しては、ポケットホイール丸鋼チェーンが使用される。このような使用に適切なポケットホイールが英国特許公開第1198473号公報に開示されている。当該公報の図1から明らかなように、垂直リンク及び水平リンクはいずれも、チェーンホイールの限られた領域においてのみ支持されている。すなわち、水平リンクにおいてはそれらの曲線状端部のみが歯状部材フランクに支持されており、垂直リンクにおいては、両曲線状端部の間に位置する中間部のみが溝ベース部材に支持されている。この構成では、主に線接触のみが行われるので大きな支持応力が発生する要因となっている。

上述したような大きな支持応力は、ポケットホイールのベース部材が平坦に形成されている場合にも生ずる。これは、丸鋼リンクが線接触によってのみベース部材に接するからである。その結果、装置が作動すると磨耗による溝が形成されてしまう。

欧州特許公開第269557号公報には、丸鋼チェーン用のチェーンホイールが示されている。しかしながら、当該欧州特許公開公報にも、上記英国特許公開公報の場合と同様、ポケットのベース部材を利用して水平リンクを支持することは開示されていない。主眼はむしろ歯状部材のフランクとポケットのベース部材との境界領域における凹状領域加工状態に向けられており、これによって少なくとも1つの小さな平坦支持領域を構成する。

ドイツ特許公開第3929148号公報は、チェーン形状の一例を開示している。当該引例発明の場合には、圧縮下における断面の曲率が内側に位置するチェーンリンクの曲率に完全に適合することが要求される。しかしながら、実際上は当該公報による構成では、小さな負荷をかけただけでもチェーンリンクが詰まり現象を起こし、深刻な磨耗を起こすことは明らかである。

欧州特許公開第530935号公報に示された丸鋼チェーン用チェーンホイールの場合には、チェーンホイールの支持面が相対的に軟質の材料で形成されており、チェーンリンクが当該支持面の中にほとんど埋もれてしまう可能性がある。このような軟質性支持面が早い段階におけるチェーンホイールの磨耗につながることは言うまでもない。

米国特許第4792323号は、コストを削減すべくシートメタルで形成されたチェーン駆動装置用ハウジングを開示している。しかしながら、当該特許においても、チェーンを安定した態様で、すなわち平坦な状態で案内することは考慮されていない。

周知の解決策は、チェーンリンクが極めて大きな応力にさらされる結果、かなり深刻な磨耗及び/又は破損が生ずるという点で共通する。このような欠点は、装置の寸法を適切な大きさに設計することや、高価な材料を選択することにより解消することも可能である。

概要

製造コストが小さく、過度の応力を発生させないチェーン駆動装置を提供する。

チェーン駆動装置(1)は、チェーンホイール(2)とチェーン(3)を含んでいる。チェーンを構成する長円状リンクは、水平リンク(6l)と垂直リンク(6s)とからなる。水平リンク(6l)は、チェーンホイール(2)の平坦支持面によって支持される。垂直リンク(6s)は、前記歯の間の溝に受容される。リンクのワイヤ部材の断面は、リンク内側の曲率領域と、これに隣接する矩形領域とを有する。チェーンホイール(2)を囲むようにガイド(4)が設けられる。ガイド(4)にはガイド溝(17)が形成される。端部部材(16)がガイド(4)に連続して設けられる。端部部材(16)の間には、ストリッパー(5)を設ける。

目的

本願発明の目的は、上述の欠点を解消できるチェーンや、そのための駆動装置及びチェーンホイールを提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

約90°の角度差で交互に配置される長円状の垂直リンク(6s)及び水平リンク(6l)からなるチェーン(3)用のチェーンホイール(2)であって、前記水平リンク(6l)を支持するための実質的に平坦支持面(8)を有するポケット(7)と、前記水平リンクをその曲線状端部(6’)において支持するための歯(10)と、が設けられており、歯(10)は凸状のフランク(12)を有しており、前記垂直リンク(6s)は前記歯の間の溝(11)に受容される構成において、前記凸状フランク(12)と前記平坦支持面(8)とが互いに境界縁(13)に沿って実質的に直接的に接していることを特徴とするチェーンホイール。

請求項2

前記溝(11)のベース面(14)は実質的に平坦である、請求項1に記載のチェーンホイール。

請求項3

ポケットチェーンホイールに対して使用する際に約90°の角度差をなして交互に配置される長円状のリンク(6)からなるチェーン駆動装置用チェーン(3)であって、前記リンク(6)を構成するワイヤ部材の断面は、矩形領域と、これに隣接するリンク内側の曲率領域とを有しており、非負荷状態及び負荷状態の双方において、前記曲率領域の半径(R)は、前記リンクの曲線状端部(6’)の半径(R1)よりも小さいことを特徴とするチェーン。

請求項4

前記曲率領域の半径(R)は、前記矩形領域の長手側面の長さ(b)の半分に実質的に等しい、請求項3に記載のチェーン。

請求項5

前記曲率領域は円の一部である、請求項3又は4に記載のチェーン。

請求項6

前記チェーンリンクは前記曲線状端部(6’)に隣接する直線状連結部(6”)を有している、請求項3〜5のいずれかに記載のチェーン。

請求項7

ピッチワイヤ強度との比は約3:1である、請求項3〜6のいずれかに記載のチェーン。

請求項8

チェーンホイール(2)の回りを回転するチェーン(3)を具備するチェーン駆動装置(1)であって、約90°の角度差をなすように交互に配置された前記チェーンを構成する長円状のリンク(6)は、前記チェーンホイールに係合する水平リンク(6l)と垂直リンク(6s)とからなり、前記水平リンク(6l)は前記チェーンホイールの実質的に平坦な支持面(8)によって支持されるとともに、その曲線状端部(6’)は凸状フランク(12)を有する歯(10)によって支持されており、前記垂直リンク(6s)は、前記歯の間の溝(11)に受容される構成において、前記チェーンリンク(6)を構成するワイヤ部材の断面は、リンク内側の曲率領域に隣接する矩形領域を有しており、前記凸状フランク(12)と前記平坦支持面(8)とは境界縁(13)に沿って実質的に直接に接しており、その結果、前記水平リンク(6l)及び垂直リンク(6s)の各表面は、チェーンポケット(7)及び/又は溝(11)の支持面(8、14)によって実質的に支持され、各水平リンク(6l)における曲線状端部(6’)の縁部が境界縁(13)まで到達可能である、チェーン駆動装置。

請求項9

非負荷状態及び負荷状態の双方において、前記曲率領域の半径(R)は前記リンク(6)の曲線状端部(6’)の半径(R1)よりも小さいことを特徴とする、請求項8に記載の駆動装置

請求項10

前記曲率領域の半径(R)が実質的に前記矩形領域の長手側面の長さ(b)の半分である、請求項8又は9に記載の駆動装置。

請求項11

前記チェーンホイール(2)は、当該チェーンホイールを少なくとも所定の回転角度範囲において囲むガイド(4)に対して配置されており、当該ガイド(4)には前記垂直リンク(6s)の外側部分を支持するためのガイド溝(17)が形成されており、このガイド溝の断面形状は矩形であることを特徴とする、請求項10に記載の駆動装置。

請求項12

前記ガイド(4)及びガイド溝(17)が前記回転角度範囲以外の部分において接線方向に延びる端部部材(16)に連続的につながっていることを特徴とする、請求項11に記載の駆動装置。

請求項13

前記端部部材(16)の間には、ガイド溝(18)を有するストリッパー(5)が設けられており、当該ガイド溝の断面形状は、前記垂直リンク及び水平リンクの内側輪郭適合するように構成されていることを特徴とする、請求項12に記載の駆動装置。

技術分野

0001

本願発明は、チェーン、並びにチェーンのための駆動装置及びチェーンホイールに関する。

背景技術

0002

電気駆動式又は空気駆動リフト装置コンベヤーなどに用いるチェーン駆動装置に対しては、ポケットホイール丸鋼チェーンが使用される。このような使用に適切なポケットホイールが英国特許公開第1198473号公報に開示されている。当該公報の図1から明らかなように、垂直リンク及び水平リンクはいずれも、チェーンホイールの限られた領域においてのみ支持されている。すなわち、水平リンクにおいてはそれらの曲線状端部のみが歯状部材フランクに支持されており、垂直リンクにおいては、両曲線状端部の間に位置する中間部のみが溝ベース部材に支持されている。この構成では、主に線接触のみが行われるので大きな支持応力が発生する要因となっている。

0003

上述したような大きな支持応力は、ポケットホイールのベース部材が平坦に形成されている場合にも生ずる。これは、丸鋼リンクが線接触によってのみベース部材に接するからである。その結果、装置が作動すると磨耗による溝が形成されてしまう。

0004

欧州特許公開第269557号公報には、丸鋼チェーン用のチェーンホイールが示されている。しかしながら、当該欧州特許公開公報にも、上記英国特許公開公報の場合と同様、ポケットのベース部材を利用して水平リンクを支持することは開示されていない。主眼はむしろ歯状部材のフランクとポケットのベース部材との境界領域における凹状領域加工状態に向けられており、これによって少なくとも1つの小さな平坦支持領域を構成する。

0005

ドイツ特許公開第3929148号公報は、チェーン形状の一例を開示している。当該引例発明の場合には、圧縮下における断面の曲率が内側に位置するチェーンリンクの曲率に完全に適合することが要求される。しかしながら、実際上は当該公報による構成では、小さな負荷をかけただけでもチェーンリンクが詰まり現象を起こし、深刻な磨耗を起こすことは明らかである。

0006

欧州特許公開第530935号公報に示された丸鋼チェーン用チェーンホイールの場合には、チェーンホイールの支持面が相対的に軟質の材料で形成されており、チェーンリンクが当該支持面の中にほとんど埋もれてしまう可能性がある。このような軟質性支持面が早い段階におけるチェーンホイールの磨耗につながることは言うまでもない。

0007

米国特許第4792323号は、コストを削減すべくシートメタルで形成されたチェーン駆動装置用ハウジングを開示している。しかしながら、当該特許においても、チェーンを安定した態様で、すなわち平坦な状態で案内することは考慮されていない。

0008

周知の解決策は、チェーンリンクが極めて大きな応力にさらされる結果、かなり深刻な磨耗及び/又は破損が生ずるという点で共通する。このような欠点は、装置の寸法を適切な大きさに設計することや、高価な材料を選択することにより解消することも可能である。

発明が解決しようとする課題

0009

本願発明の目的は、上述の欠点を解消できるチェーンや、そのための駆動装置及びチェーンホイールを提供することである。

課題を解決するための手段

0010

上記目的を達成すべく本願発明に基づき提供されるチェーンホイールは、約90°の角度差で交互に配置される長円状の垂直リンクと水平リンクとからなるチェーンを使用するためのものである。当該チェーンホイールには、前記水平リンクを支持するための実質的に平坦な支持面を有するポケットと、前記水平リンクをその曲線状端部において支持するための歯とが設けられている。当該歯は凸状のフランクを有しており、前記垂直リンクは、当該歯の間の溝に受容される構成である。そして、前記凸状フランクと前記平坦支持面とが、互いに境界縁に沿って実質的に直接的に接することを特徴とする。

0011

また、本願発明に基づき提供されるチェーンは、使用に際して約90°の角度差をなして交互に配置される長円状のリンクからなるチェーンである。前記リンクを構成するワイヤ部材の断面は、矩形領域と、これに接続するリンク内側の曲率領域とを有している。非負荷状態及び負荷状態の双方において、前記曲率領域の半径は、前記リンクの曲線状端部の半径よりも小さいことが好ましい。

0012

また、本願発明に基づき提供される駆動装置は、チェーンホイールの回りを回転するチェーンを含んでいる。当該駆動装置は、特にリフト装置に用いられるものであって、約90°の角度差をなすように交互に配置された前記チェーンを構成する長円状のリンクは、前記チェーンホイールに係合する水平リンクと垂直リンクとからなる。前記水平リンクは前記チェーンホイールの実質的に平坦な支持面によって支持されるとともに、その曲線状端部は凸状フランクを有する歯によって支持される。前記垂直リンクは、前記歯の間に規定される溝に受容される。前記チェーンリンクを構成するワイヤ部材の断面は、リンク内側の曲率領域に隣接する矩形領域を有している。前記凸状フランクと前記平坦支持面とは境界縁に沿って実質的に直接に接しており、その結果、前記水平リンク及び垂直リンクの各表面は、チェーンポケット及び/又は溝の支持面によって実質的に支持され、各水平リンクにおける曲線状端部の縁部は境界縁まで移動可能である。

0013

本願発明は、従来の丸鋼チェーンではなく、いわゆる非丸鋼チェーンを利用する。

0014

本願発明によれば、水平リンクをポケットの支持面の広い領域にわたって面接触状態で支持することができる。その結果、接触面に加わる圧力は小さくなる。また、垂直リンクを面接触状態で支持することもできる。しかも丸鋼チェーンの場合に必要であるコストの大きな輪郭フライス盤による溝のベース面加工を行う必要もない。また、本願発明によれば、チェーンガイドに加わる力を従来よりも小さくできる。これは、垂直リンク及び水平リンクの双方ともが、より適切な状態でチェーンホイールに支持されることによる。歯状部材のフランク部とポケットの支持面との境界縁が丸みを帯びている従来のチェーンホイールを製造する場合と比較すると、本願発明のチェーンホイールはコストの面で安く仕上がる。これは、本願発明のポケット支持面が簡単なエンドミルカッターによって形成できることによる。

0015

本願発明のその他の特徴及び利点は、以下において添付の図面を参照しつつ行う好適な実施例の詳細な説明によって明らかとなろう。

発明を実施するための最良の形態

0016

図1〜3に示すチェーン用駆動装置1は、リフト装置等に用いるものであり、チェーンホイール2、チェーン3、チェーンガイド4及びストリッパー5を具備している。チェーンホイール2の詳細を図2及び図5〜9に示す。

0017

本願発明に係るチェーン3はリンクの断面形状が非円形である、いわゆる非丸鋼チェーンである。チェーン3の詳細について図4を参照しつつ説明する。チェーン3を構成するリンク6の全体的な形状は、従来の丸鋼チェーンのリンクと同様に長円形である。同図に示すように、使用の際には、隣接するリンク6どうしが、チェーン3の長手方向の軸心回りに約90°の角度差をもって配置される(図4実線で表された垂直状態のリンク及び破線で表された水平状態のリンクを参照)。図1においては、チェーンホイール2と係合する垂直状態のリンクは6sで、水平状態のリンクは6lで示す。

0018

チェーンリンク6を構成するワイヤ部材の断面は略矩形領域と、これに隣接する曲率領域からなっている。曲率領域とは円の一部と同じ形状を有する領域のことであり、リンク6の内側に形成する。曲率領域は好ましくは半円形である。リンク6は、半円状の2つの曲線状端部6’とこれに隣接する直線状連結部6”とからなる。好ましくは、チェーン3のピッチはリンクを構成するワイヤの強度すなわち太さの3倍である。チェーン3は、好ましくは熱処理したスチールなどから形成する。

0019

既に述べたように、隣接する2つのリンク6は、使用時において互いに90°の角度差を有する状態に位置づけられ、各リンクの曲線状端部6’の内側に位置する曲面を介して互いに接する。理論的にはこのときの接触は線接触である。しかしながら、負荷をかけた際に、これらリンクの接触部分に大きな応力が発生しないようにするため、上記内側曲面は、当該曲面が曲線状端部6’の曲率半径に対して適切な形態となるように構成される。すなわち、チェーン3に負荷がかかると曲線状端部6’の曲率半径は減少するが、このとき上記内側曲面の半径が曲線状端部6’の曲率半径よりも大きくならないように構成しておく必要がある。より具体的には、図9及び10に示すように、内側曲面の半径Rが曲線状端部6’の半径R1よりも小さくなるように構成する。これは負荷をかけた場合のみならず、無負荷状態においても当てはまる。なお、リンクを構成するワイヤ部材の「曲面」なる語は、当該曲面の横切り断面が滑らかな曲線である場合ばかりではなく、複数の線分からなる多角形状輪郭を有する場合も含んでいる。

0020

図10に示すように、本願発明に基づく好適な実施例においては、上記内側曲面の半径Rは前記矩形領域の側面寸法の半分に実質的に等しい。すなわち、b/2=Rである。また、矩形領域の底面から円形領域の頂点までの寸法をaとすると、a=bである。

0021

本願発明に基づくチェーンホイール2は、いわゆるポケットチェーンホイールである。すなわち、当該チェーンホイールはポケット7を含んでいる。このポケットは、リンク6の長円形状に適合するように構成されており、実質的に平坦な支持面8(ポケットベース)を含んでいる。ポケット7の長手方向中央には凹部9が形成されており、必要に応じて、チェーンリンク6における連結部6”の周囲に形成される溶着ビード(図示せず)を受容する機能をはたす。その結果、溶着ビードが形成された場合であっても、リンク6は支持面8に対して面接触することが可能である。

0022

チェーンホイール2のポケット7は、その両側に設けられた歯10によって規定される。一対の歯10は溝11をはさんで互いに離間している。この間に垂直リンク6sが受容される。図示した実施例に係るチェーンホイール2は5角形であって、一対の歯10を5組と、ポケットを5つを含んでいる。しかしながら、チェーンホイールにこれよりも多くの、あるいは少ない歯10を設けてもよいことは明らかである。

0023

図5及び6に示すように、歯10に形成された凸状のフランク12は、丸みを帯びた領域、例えば凹状の中間領域などを介さずに、直接に平坦支持面8に接続している。その結果、図6に示すような明確な境界縁13が形成されている。前記垂直リンクを受容するための溝11における、好ましくは平坦なベース面14には陥凹部15が形成されている。この陥凹部も凹部9と同じ目的で設けられている。すなわち、この陥凹部に垂直リンク6sの溶着ビード(図示せず)を受容させて、当該リンクが前記溝のベース面14に平坦に支持されるようにするためである。垂直リンク6sを前記溝のベース面14に支持することは、チェーン駆動装置及び/又はホイールの機能にとって極めて重要なことである。これにより回転動作中における水平リンクが、垂直リンクによって支持されるからである。上述の構成をとらない場合には、水平リンクがチェーンホイールに係合するときに当該リンクの縁部が支持面8にくい込んでしまう。

0024

図1から明らかなように、本願発明によれば、水平リンク6l及び垂直リンク6sの双方が面接触状態で支持される。すなわち、水平リング6lにおいては、その側面の大部分がポケット7の支持面8によって支持され、垂直リンク6sにおいては、内側に位置して支持される連結部の外側面が前記溝のベース面14に対して平坦に支持されるのである。

0025

図1〜3に示すチェーン用駆動装置1において、チェーンガイド4は180°の回転範囲にわたってチェーンホイール2を囲んでいる。そしてこの範囲に連続し、且つその接線方向に延びるように、互いに平行な端部部材16が設けられている。このチェーンガイド4においては、ガイド溝17は矩形の断面を有している。この断面形状はリンクの外側形状に適するものである。当該溝の中を回転移動する垂直リンク6sは、外方に位置する連結部6”及び曲線状端部6’の一部を介して支持される。

0026

ストリッパー5は周知の態様でチェーンホイール2の溝11の内部まで延びるストリッピングノーズ19を備えており、当該ストリッピングノーズはチェーン3と係合しないチェーンホイール2の領域を実質的にカバーしている。

0027

図1において負荷を加える方向は矢印Lで示されている。負荷をかけた状態において、水平リンク6lは、その曲線状端部の縁(図1における左側)を前記歯のフランク12と支持面8との間の境界縁13に接する状態で支持される。もう1つの曲線状端部の縁(同図の右側)は、境界縁13からわずかに離間した状態に位置している。

0028

本願発明によれば、チェーン及びチェーン用駆動装置の外寸法が従来のものと同じであっても、チェーンに加わる支持応力は小さくなるので、信頼性の向上が保証される。さらに、従来と同レベルの信頼性を維持しつつ、上記寸法をより小さくすることも、材料に課される条件を緩めることも可能である。

0029

チェーンガイド4やストリッパー5と同様に、熱処理済みのスチールでチェーンホイール2を形成してもよい。また、これと同程度の強度を有する、あるいはさらに補強された合成材料を使用してもよい。本願発明に基づくスチール製チェーンホイールを加工する場合、特に平坦なポケット支持面を形成するに際し、市販のエンドミルカッターS(図8参照)を利用することができる。従来のチェーンホイールにおけるポケット支持面を形成する場合には、その断面が丸鋼チェーンのリンクに適合するように、輪郭フライス盤を用いた加工を行っていた。しかしながら、本願発明の場合には、このようなコスト高工作方法を用いる必要がないので有利である。

図面の簡単な説明

0030

図1図1は、図3のI−I線に沿って見た場合の、本願発明に基づくチェーン駆動装置の断面図である。
図2図2は、図1のII−II線に沿って見た場合の断面図である。
図3図3は、チェーンがない状態における、図1のIII−III線に沿って見た場合の断面図である。
図4図4は、非丸鋼チェーンの部分的断面図である。
図5図5図1と同じチェーンホイールの中心角90°分を示す図である。
図6図6は、図5の矢印VI方向に見た状態を示す図である。
図7図7は、図5のVII−VII線に沿って見た場合の断面図である。
図8図8は、図5のVIII−VIII線に沿って見た場合の断面図である。
図9図9は、図1拡大部分図である。
図10図10は、図4の拡大部分図である。

--

0031

1チェーン駆動装置
2チェーンホイール
3チェーン
5ストリッパー
6リンク
6’曲線状端部
6” 直線連結部
6l水平リンク
6s垂直リンク
7ポケット
8支持面
10 歯
11 溝
12フランク
13境界縁
14ベース面
16端部部材
17ガイド溝
18 ガイド溝
R半径
R1 半径

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