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技術 アウタ巻線装置

出願人 三工機器株式会社
発明者 山川武夫
出願日 1998年11月5日 (21年7ヶ月経過) 出願番号 1998-314407
公開日 2000年5月30日 (20年0ヶ月経過) 公開番号 2000-152573
状態 特許登録済
技術分野 電動機、発電機の製造
主要キーワード 連ピストン 往回動 テーブルリフタ ガイドタワー インデックステ 対向一対 巻線ピッチ ガイド通路
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(2000年5月30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 (9)

課題

ステータコアに形成した外歯の1つに対する巻線を終了した後、次の巻線対象となる外歯をインデックスする際に生じる導線の弛みを吸収する。

解決手段

導線7を供出するノズル6に対して導線7を供給する側に、導線7に常時テンションを付与するバックテンショナ22と、インデックス時に作動するインデックステンショナ29とを配設する。インデックステンショナ29は、ステータコア2の外歯の1つに対する巻線が終了し、次の巻線対象となる外歯をインデックスする際に、ステータコア2の移動に同期してインデックステンショナ29のエアシリンダ29aに設けたプランジャ29bを後退させて、その移動量により導線7を送り出す。そして、インデックスが終了してステータコア2を定位置に戻す際に、これに同期してプランジャ29bを再び突出動作させることで、プランジャ29bの移動により送り出した導線7を引き戻し、巻線開始時の弛みを吸収する。

概要

背景

従来、ステータコアに形成した歯に直接導線巻き付けコイルを形成する巻線装置としては、ステータコアの内周に形成した内歯に導線を巻き付けてコイルを形成するインナ巻線装置と、ステータコアの外周に形成した外歯に導線を巻き付けてコイルを形成するアウタ巻線装置とがある。

インナ巻線装置は、ステータコアを固定し、導線を供出するノズルを上記内歯の周囲に角軌跡運動させることで、導線を上記内歯に巻き付けるもので、例えば、特開平8−251880号公報に開示されている。

一方、アウタ巻線装置では、上述したインナ巻線装置とは逆に、ステータコアの外歯をノズルの周囲に角軌跡運動させることで、該外歯に導線を巻き付けるようにしている。すなわち、主軸上端にステータコアを取付け、該主軸を軸方向に往復直線移動させると共に、所定の周期往復回動させることで、ノズルに対してステータコアの外歯を周回させ、導線を巻き付ける。

ところで、上記ステータコアの外歯に導線を巻き付ける場合、均一巻線を得るには、この導線に一定のテンションを付与する必要がある。

上記導線にテンションを付与するテンション装置は、一般的に、ボビン等の導線供給源とノズルとの間に介装されており、導線をテンションプーリ巻回し、このテンションプーリをテンションスプリングで引くことで、上記導線に一定のテンションを付与する。

概要

ステータコアに形成した外歯の1つに対する巻線を終了した後、次の巻線対象となる外歯をインデックスする際に生じる導線の弛みを吸収する。

導線7を供出するノズル6に対して導線7を供給する側に、導線7に常時テンションを付与するバックテンショナ22と、インデックス時に作動するインデックステンショナ29とを配設する。インデックステンショナ29は、ステータコア2の外歯の1つに対する巻線が終了し、次の巻線対象となる外歯をインデックスする際に、ステータコア2の移動に同期してインデックステンショナ29のエアシリンダ29aに設けたプランジャ29bを後退させて、その移動量により導線7を送り出す。そして、インデックスが終了してステータコア2を定位置に戻す際に、これに同期してプランジャ29bを再び突出動作させることで、プランジャ29bの移動により送り出した導線7を引き戻し、巻線開始時の弛みを吸収する。

目的

従って、本発明の目的は、ステータコアをインデックスした後、新たな外歯をノズルに臨ませる際にも、導線に弛みが生じることなく、作業効率の向上、及び巻線の均質化を図ることのできるアウタ巻線装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

ノズルステータコア外歯間に臨ませ、該ノズルに対して上記外歯を周回させることで上記外歯に導線巻き付けアウタ巻線装置において、上記ノズルに対して上記導線を供給する側にテンション装置を配設し、上記テンション装置に、上記導線にテンションを付与するバックテンショナと、上記外歯の1つに対する導線の巻き付け終了後に上記ステータコアを一旦上記ノズルから離間して次の巻き付け対象となる外歯をインデックスする際に上記導線を送り出すと共にインデックス終了の際に上記導線を引戻すインデックステンショナとを備えたことを特徴とするアウタ巻線装置。

請求項2

前記インデックステンショナが前記導線をガイドするプーリと該プーリを進退動作させるシリンダとで構成されていることを特徴とする請求項1記載のアウタ巻線装置。

技術分野

0001

本発明は、導線供出するノズルに対してステータコア外歯周回させることで、該外歯に導線を巻き付けアウタ巻線装置に関する。

背景技術

0002

従来、ステータコアに形成した歯に直接導線を巻き付けてコイルを形成する巻線装置としては、ステータコアの内周に形成した内歯に導線を巻き付けてコイルを形成するインナ巻線装置と、ステータコアの外周に形成した外歯に導線を巻き付けてコイルを形成するアウタ巻線装置とがある。

0003

インナ巻線装置は、ステータコアを固定し、導線を供出するノズルを上記内歯の周囲に角軌跡運動させることで、導線を上記内歯に巻き付けるもので、例えば、特開平8−251880号公報に開示されている。

0004

一方、アウタ巻線装置では、上述したインナ巻線装置とは逆に、ステータコアの外歯をノズルの周囲に角軌跡運動させることで、該外歯に導線を巻き付けるようにしている。すなわち、主軸上端にステータコアを取付け、該主軸を軸方向に往復直線移動させると共に、所定の周期往復回動させることで、ノズルに対してステータコアの外歯を周回させ、導線を巻き付ける。

0005

ところで、上記ステータコアの外歯に導線を巻き付ける場合、均一巻線を得るには、この導線に一定のテンションを付与する必要がある。

0006

上記導線にテンションを付与するテンション装置は、一般的に、ボビン等の導線供給源とノズルとの間に介装されており、導線をテンションプーリ巻回し、このテンションプーリをテンションスプリングで引くことで、上記導線に一定のテンションを付与する。

発明が解決しようとする課題

0007

ところで、ステータコアの外歯に対して導線を巻き付ける際に生じる弛みは、上記テンション装置で吸収することが可能であるが、1つの外歯に対する導線の巻き付けが終了し、次の巻線対象となる外歯をインデックスする際の、ステータコアの移動に伴う弛みを吸収することは出来ない。

0008

すなわち、上記ステータコアをインデックスする際には、このステータコアを上記ノズルから一旦離し、新たな外歯を上記ノズルに臨ませる。従って、インデックスの際に、上記導線の供出量が一時的に多くなり、新たな外歯を上記ノズルに臨ませる際には、上記導線の一時的な過剰供出量が原因で、上記ステータコアと上記ノズルとの間の導線に弛みが生じてしまう。

0009

この弛みは、従来のテンション装置では十分に吸収することができず、インデックスの度毎に、人為的に導線を引き戻すなどの煩雑な作業が必要となり、作業性が悪い。

0010

従って、本発明の目的は、ステータコアをインデックスした後、新たな外歯をノズルに臨ませる際にも、導線に弛みが生じることなく、作業効率の向上、及び巻線の均質化を図ることのできるアウタ巻線装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0011

上記目的を達成するため本発明によるアウタ巻線装置は、ノズルをステータコアの外歯間に臨ませ、該ノズルに対して上記外歯を周回させることで上記外歯に導線を巻き付けるものにおいて、上記ノズルに対して上記導線を供給する側にテンション装置を配設し、上記テンション装置に、上記導線にテンションを付与するバックテンショナと、上記外歯の1つに対する導線の巻き付け終了後に上記ステータコアを一旦上記ノズルから離間して次の巻き付け対象となる外歯をインデックスする際に上記導線を送り出すと共にインデックス終了の際に上記導線を引戻すインデックステンショナとを備えたことを特徴とする。

0012

本発明によるアウタ巻線装置では、外歯の1つに対する巻線が終了し、次の外歯をインデックスする際に、ステータコアを、一旦ノズルから離間させるとき、インデックステンショナが上記ステータコアの離間動作に同期して上記導線を供出する。そして、インデックスが終了し、上記ステータコアを再び上記ノズルに近接させる際に、上記インデックステンショナを再作動させて、上記導線を引戻し、上記ステータコアと上記ノズルとの間の導線の弛みを吸収する。

0013

なお、本発明の好ましい態様においては、前記インデックステンショナが前記導線をガイドするプーリと該プーリを進退動作させるシリンダとで構成されており、該シリンダの作動によりインデックスの際の導線の供出量を調整する。

発明を実施するための最良の形態

0014

以下、図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。本実施の形態で採用するアウタ巻線装置は、そのほぼ中央に主軸1(図4参照)が設けられており、この主軸1にステータコア2が図示しないクランプ装置を介して固設されている。尚、このクランプ装置と上記主軸1とは、ドグクラッチ等のインデックスクラッチ(図示せず)を介して断続自在にされる。

0015

上記ステータコア2は、例えばフロピディクスドライブ等の薄型モータに採用されており、その外周に外歯2aが一定間隔置きに形成され、この各外歯2aの間にスリット2bが形成されている。

0016

又、上記主軸1は、軸方向へ往復直線移動すると共に往復回動するように設定されており、上記ステータコア2の外歯2aは、上記主軸1の動作に従い、上昇、往回動下降復回動の角軌跡運動を繰り返す。又、上記主軸1から上記ステータコア2を上昇させることで、上記インデックスクラッチの係合解除され、上記ステータコア2は上記主軸1に拘束されることなく、インデックスのための回転が可能となる。

0017

又、上記主軸1に固設されている上記ステータコア2の外周に、該ステータコア2を逃げる孔が穿設されているテーブル3が配設されており、このテーブル3上に上記主軸1を中心としてリング状に形成されたスライダ押え3aが固設されている。このスライダ押え3aには、3個のノズルスライダ4が軸中心方向へ進退自在に挿通支持されており、上記スライダ押え3aの内周方向に突出する上記各ノズルスライダ4の先端部にノズルホルダ5が立設され、このノズルホルダ5にノズル6が装着されている。

0018

上記各ノズルスライダ4は、上記ステータコア2に形成されている外歯2aと同じ開き角で配設されており、上記ノズル6から供出される上記導線7が上記ステータコア2の各外歯2aに巻き付けられてコイルを形成する。尚、この各ノズルスライダ4は、図示しない駆動機構にラック&ピニオン8を介して連設されており、上記外歯2aに対して導線7を1周巻き付ける都度に、巻線ピッチ分だけ移動される。

0019

又、上記スライダ押え3a上には、ブリッジ状に形成されたフレーム9が固設され、このフレーム9にブラケット10が垂設され、このブラケット10に上記各ノズル6に供給する導線7をガイドするガイドブッシュ11が装着されている。

0020

又、上記ノズル6に導線7を供給する側には、テンション装置12が配設されており、更に、このテンション装置12に対して導線7を供給する側に、超硬ガイド装置13が配設され、この超硬ガイド装置13に対しては、図示しないボビンに巻装されている導線が供給される。

0021

上記超硬ガイド装置13は、上記テンション装置12へ供給する導線7を挟持して、この導線7に摺動抵抗を付与するもので、図6に示すように、上記各ノズル6へ供給する導線7に対応して3個の超硬ガイドタワー14が配設されており、この各超硬ガイドタワー14の基部に形成されている上記導線7を通過させるガイド通路の入出口に、導線ガイドブッシュ15が装着されている。

0022

又、上記ガイド通路に台座16aと超硬ガイド16bとが設けられており、この台座16aと上記超硬ガイド16bとの間に上記導線7が挿通され、上記超硬ガイド16bが押圧スプリング17の付勢力を受けて上記導線7を上記台座16a側へ押圧している。更に、上記台座16aの下方には、上記超硬ガイド16bを上記押圧スプリング17に抗して上昇させる押圧解除用シリンダ18が配設されている。

0023

上記超硬ガイド装置13は上記テンション装置12に設けられている、対向一対ベースフレーム19の後端面に固設されている。又、このベースフレーム19の先端部が上記テーブル3に固設されており、このテーブル3をテーブルリフタ20にてリフトアップすると、上記テンション装置12と上記超硬ガイド装置13とが一体でリフトアップされる。

0024

上記テンション装置12の上記ベースフレーム19には、ベースプレート21が固設されており、このベースプレート21にバックテンショナ22が3列、上記超硬ガイド装置13から繰り出される導線7に対応して配設されている。この各バックテンショナ22に設けられているスライダ22aが、上記ベースプレート21に固設されているガイドレール22bにスライド自在に係合されている。

0025

又、上記スライダ22aの後端と上記ベースプレートに立設されているポスト23との間にテンションスプリング24が掛止されている。一方、上記スライダ22aの先端にはブラケット22cが固設されており、このブラケット22cの先端にテンションプーリ22dが軸支されている。

0026

更に、上記ベースプレート21の前端部に導線ガイドプレート25が立設され、この導線ガイドプレート25に3本の導線7を各々挿通するガイドブッシュ26が装着されている。

0027

又、上記ベースプレート21の両側に立設されたコラム27に桁28が渡され、この桁28にインデックステンショナ29のエアシリンダ29aが配設されている。このエアシリンダ29aは2連ピストン構造を成しており、この両ピストンに連設するプランジャ29bにプレート30が固設され、このプレート30にブラケット30aが3列、上記バックテンショナ23に対応して配設されており、この各ブラケット30aにインデックステンションプーリ30bが軸支されている。

0028

上記インデックステンショナ29は、ステータコア2の1つの外歯2aに対する導線7の巻き付けを終了したとき、上記ステータコア2を上昇させて上記主軸1とクランプ装置とを接続するインデックスクラッチの係合を解離し、次の外歯2aをインデックスする際の上記導線7の供出量を、上記プランジャ29bのストロークで調整するもので、通常は、上記プランジャ29bが、図1二点鎖線で示すように突出状態にあり、上記ステータコア2が上昇したとき、それに同期して後退する。

0029

上記超硬ガイド装置13から繰り出される導線7は、上記インデックステンションプーリ30bを経て、上記バックテンションプーリ22dを通り、上記ガイドブッシュ26,11を通過して上記ノズル6に供給される。

0030

次に、上記構成による本実施の形態の作用について説明する。アウタ巻線装置の主軸1に図示しないクランプ装置を介してステータコア2を載置固定すると、テーブル3に連設するテーブルリフタ20が駆動して、上記テーブル3に支持されているノズル6を上記主軸1の頂部よりもやや高い位置まで上昇させる。尚、このとき、上記テーブル3にベースフレーム19を介して固設されているテンション装置12、及び超硬ガイド装置13が一体に上昇される。

0031

次いで、3本のノズル6から繰り出されている各導線7の巻き始め部分を図示しないカッタプーラクランプして引き出し、上記主軸1の頂部に掛止する。上記カッタプーラは、上記導線7の巻き始め部分が上記主軸1の頂部に所定に掛止された後、上記導線7のクランプ状態解放し、待機位置に戻される。尚、このとき、上記超硬ガイド装置13の押圧解除用シリンダ18が作動しており、超硬ガイド16bが押圧スプリング17の付勢力に抗して上昇されて、この超硬ガイド16bと台座16aとの間に挿通されている導線7に対する摺動抵抗の付与が解除されている。

0032

又、上記各導線7が上記ノズル6から繰り出されるに従い、図示しないボビンに巻装されている導線7が、超硬ガイド装置13を通り、テンション装置12を構成するインデックステンショナ29とバックテンショナ22との双方に設けられているテンションプーリ30b,22dにガイドされて、上記ノズル6へ順次送り出される。尚、アウタ巻線装置がON動作すると、上記インデックステンショナ29に設けられているエアシリンダ29aは突出動作し、インデックステンションプーリ30bを、図1の二点鎖線で示すように、突出した状態で保持する。

0033

その後、上記テーブルリフタ20が後退し、上記ノズル6を図1に示す定位置に戻す。このとき、上記超硬ガイド装置13の上記押圧解除用シリンダ18の作動は解除され、上記超硬ガイド16bが押圧スプリング17の付勢力を受けて下降し、この超硬ガイド16bと上記台座16aとで上記導線7を挟持し、この導線7に摺動抵抗を付与する。

0034

一方、上記ノズル6を保持するノズルホルダ5を立設するノズルスライダ4は、図示しない駆動機構の駆動により、ラック&ピニオン8を介して上記ステータコア2に形成した外歯2aの基部側の上方(或いは主軸1の駆動して上記ステータコア2を、図1の一点鎖線で示す位置に移動させているときは下方)に進出し、この外歯2aに対する巻線が開始される。

0035

この巻線は、上記主軸1を軸方向に往復直線移動させると共に、所定の周期で所定角度往復回動させることにより、上記外歯2aを上記ノズル6の回りに周回させ、上記ノズル6から供出される導線7を上記外歯2aに巻き付けることで行う。上記主軸1が軸方向へ往復直線移動するとき、上記ノズル6が上記外歯2a間に形成したスリット2bを通過し、上記外歯2aの側面に上記導線7を巻き付ける。又、上記主軸1が往復回動するとき、上記ノズル6が上記外歯2aの上下面を水平方向へ移動し、この外歯2aの上下面に上記導線7を巻き付ける。

0036

上記ノズル6から供出される導線7が上記外歯2aに巻き付けられるとき、上記導線7は、上記超硬ガイド装置13により摺動抵抗が付与されているため、この巻線7が上記バックテンショナ22の上記テンションプーリ22dを、図1の左方向へ引く。すると、このテンションプーリ22dを軸支するブラケット22cを固設するスライダ22aがテンションスプリング24の付勢力に抗して、ガイドレール22bを移動する。

0037

上記ノズル6からの上記導線7の供出量は、上記主軸1が往復直線移動から往復回動へ、あるいは往復回動から往復直線移動へ切換えられるとき、すなわち、角軌跡運度において運動方向が切換るときに一瞬変化する。

0038

この点について更に詳しく説明すると、図8は、外歯2aに対するノズル6の相対運動の軌跡を示す説明図である。すなわち、主軸1の運動によって外歯2aがノズル6の外周を周回するが、このときの外歯2aに対するノズル6の相対運動軌跡は、図8中のTで表される。ノズル6が軌跡Tに沿って相対運動すると、導線7はノズル6から繰り出されて外歯2aに巻付けられる。

0039

ところが、ノズル6が図8中のAの位置に至るまでは、導線7はノズル6から引き出されるが、A〜Iの角度の位置を通るときには、導線7が点線部分の長さだけ余ることになる。すなわち、巻線中に導線7が一時的にたるんでしまうことを意味し、このたるみが導線の配列を乱して整列巻きが困難となる。

0040

この実施形態では、上記バックテンショナ22により、上記のような導線7の供出量の変化を吸収するので、巻線中の導線7のタルミがなくなり、整列に巻くことが可能になる。

0041

そして、上記外歯2aを一周する毎に、上記ノズル6を、図示しない駆動機構の駆動により、上記ラック&ピニオン8を介して、上記導線7の巻線ピッチ分を後退させ、上記導線7を一定のテンションを付与した状態で上記外歯2aに対し整列させて均一に巻き付ける。

0042

そして、上記外歯2aに対して1極の巻き上げが終了すると、上記ステータコア2が、図1の二点鎖線で示すように、更に上昇され、ステータコア2を保持するクランプ装置と主軸1のと間を接続するインデックスクラッチ(例えば、ドグクラッチ)の係合が解除され、上記ステータコア2を設定角度回転させて、次の巻き付け対象となる外歯2aをインデックスし、所定インデックス後、上記ステータコア2を、図1実線で示す定位置へ戻し、インデックスクラッチを再び係合させて、次の外歯2aに対する導線7の巻き付けを開始する。

0043

上記ステータコア2がインデックスの際に、図1の二点鎖線の位置まで上昇するとき、これに同期して上記インデックステンショナ29のエアシリンダ29aに設けたプランジャ29bが後退し、上記ステータコア2の上昇に伴う上記導線7の供出量を、上記プランジャ29bの移動量により調整する。そして、インデックスが終了して上記ステータコア2が、再び所定位置まで下降する際に、これに同期して上記エアシリンダ29aが再び突出動作し、上記導線7を引き戻す。その結果、インデックスの際に生じる導線7の供出量の変化が、上記プランジャ29bの移動量により調整されるため、次の外歯2aに対して巻線を開始する際にも、導線7に弛みが発生せず、常に一定のテンションを付与した状態で導線7を巻き付けることができる。

0044

このようにして、全ての外歯2aに対して導線7の巻き付けが終了すると、上記カッタプーラが上記ノズル6の前方へ移動し、導線7の巻き終わりカットすると共に巻き始めを把持し、定位置に戻る。

0045

そして、図示しないクランプ装置を解除し、更に、導線7の巻き始めを上記主軸1の頂部から外して、所定に巻線の終了した上記ステータコア2を上記主軸1から取り外し、新たなステータコア2を装着して、上述した巻線作業を繰り返す。

発明の効果

0046

以上、説明したように本発明によれば、ノズルに対して導線を供給する側にテンション装置を配設し、このテンション装置に、導線にテンションを付与するバックテンショナと、ステータコアに形成した外歯の1つに対する導線の巻き付けが終了した後に上記ステータコアを一旦上記ノズルから離間して次の巻き付け対象となる外歯をインデックスする際に上記導線を送り出し、インデックス終了の際に上記導線を引戻すインデックステンショナとを配設したので、上記バックテンショナにより、巻線中の導線の供出量の変化を吸収してタルミをなくし、導線を整列に巻くことが可能になると共に、ステータコアをインデックスした後、新たな巻き付け対象となる外歯をノズルに臨ませて導線の巻き付けを開始する際に導線に弛みが招じることが無くなり、それによって作業効率が向上し、品質の向上を図ることができるという優れた効果が得られる。

図面の簡単な説明

0047

図1アウタ巻線装置の要部側面図
図2アウタ巻線装置のインデックステンショナを除いた要部平面図
図3インデックステンショナの平面図
図4アウタ巻線装置の主軸周辺の概略平面
図5図1のV−V断面図
図6超硬ガイド装置の背面図
図7図6のVII−VII断面図
図8ステータコアの外歯に対するノズルの相対運動の軌跡を示す説明図

--

0048

2…ステータコア
2a…外歯
6…ノズル
7…導線
12…テンション装置
22…バックテンショナ
29…インデックステンショナ
29a…シリンダ
30b…プーリ

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