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技術 印刷機の回転振動の補償方法および装置

出願人 ハイデルベルガードルツクマシーネンアクチエンゲゼルシヤフト
発明者 ベルンハルトブクミハエルメルツ
出願日 2000年3月31日 (20年4ヶ月経過) 出願番号 2000-097402
公開日 2000年11月14日 (19年8ヶ月経過) 公開番号 2000-313104
状態 特許登録済
技術分野 輪転機 印刷機の着肉、制御、洗浄 防振装置
主要キーワード 固有形態 液圧式制御装置 基本的思想 制御コスト 回転数依存 機械パラメータ 渡し部材 機械ハウジング
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11月14日)のものです。
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図面 (6)

課題

印刷機回転振動をできるだけ少ないコストで、最適に補償する。

解決手段

印刷機1の固有形態の少なくとも1つを決定し、印刷機1の駆動ライン4の、固有形態がゼロでない少なくとも1つの位置3,3'に対して、固有形態における振動を引き起すトルクを補償するための各々の逆トルクを検出し、保存する。そして、逆トルクが、少なくとも1つの逆トルクを加えることにより振動が最大限に低減されるように相応する位置3,3’に加えられる。

概要

背景

印刷機上には、印刷品質に影響を与える様々な種類の振動が現れる。振動の発生原因は主にシリンダギャップ枚葉紙渡し部材であり、また、他の断続的に作動する機械要素である。これは、一方では、ローラシリンダ曲げ振動つながり、シリンダまたは胴の回転振動にもつながる。この回転振動は、歯車列歯車を介してさらに先へ伝わる。発生する回転振動は、固有形態の数、およびこの固有形態に関連する、振幅経時変動によって記述することができる。この場合、この固有形態は、振幅の位置分布を示す。これらの固有形態は、振動の発生に依存しない、印刷機の特性であり、また、印刷機の印刷ユニットの数および機械の構造の種類に依存する。この種の機械振動は、受動的な、および作動する補助システムにより克服することが可能である。

概要

印刷機の回転振動をできるだけ少ないコストで、最適に補償する。

印刷機1の固有形態の少なくとも1つを決定し、印刷機1の駆動ライン4の、固有形態がゼロでない少なくとも1つの位置3,3'に対して、固有形態における振動を引き起すトルクを補償するための各々の逆トルクを検出し、保存する。そして、逆トルクが、少なくとも1つの逆トルクを加えることにより振動が最大限に低減されるように相応する位置3,3’に加えられる。

目的

したがって、本発明の目的は、できるだけ少ないコストで、印刷機の回転振動の最適な補償が得られる、冒頭に述べた種類の方法および装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
1件

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請求項1

振動の発生を補償するトルクを加えることによって、印刷機(1)の回転振動を補償する方法において、印刷機(1)の固有形態(2,2',…)の少なくとも1つを決定すること、前記印刷機(1)の駆動ライン(4)の、前記固有形態(2,2',…)がゼロ(5)でない少なくとも1つの位置(3,3')に対して、前記固有形態(2,2')における振動を引き起すトルクを補償するための各逆トルクを検出し、保存すること、そして、前記逆トルクを、少なくとも1つの逆トルクを加えることによって前記振動が最大限に低減されるように相応する前記位置(3,3')に加えることを特徴とする、回転振動の補償方法

請求項2

逆トルクを加えるための位置(3)として、前記固有形態(2,2',…)における振動の振幅が大きい位置(3)を選択する、請求項1記載の方法。

請求項3

逆トルクを決定するために、印刷機(1)の複数の固有形態(2,2',…)を利用する、請求項1または2記載の方法。

請求項4

前記逆トルクの前記決定を、中間の機械回転数に対して行う、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。

請求項5

前記逆トルクを、様々な機械回転数に対して決定する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。

請求項6

必要な逆トルクの位相位置を変更するために、位相位置が互いに相応して調節される少なくとも2つの部分トルクを前記駆動ライン(4)に加える、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。

請求項7

裏面刷り運転を行う印刷機(1)の場合、反転装置(6)に境界を接する各機械領域(7,7'…)に対して前記逆トルクを別個に決定し、そして各機械領域(7,7'…)に対して、相応する逆トルクを個別的に加える、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。

請求項8

振動の発生を補償するために、印刷機(1)の駆動ライン(4)にトルクを加えるための少なくとも1つの手段(8)を有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法を実施する装置において、前記少なくとも1つの手段(8)は、発生が補償される前記固有形態(2,2'…)がゼロでない、前記駆動ライン(4)の位置(3,3')に配置されていること、前記固有形態(2,2'…)における振動を引き起す前記トルクを補償するためのトルクが、前記少なくとも1つの手段(8)に加えられ、そして前記少なくとも1つの手段(8)は、前記逆トルクを前記駆動ライン(4)に伝達することを特徴とする、回転振動を補償する装置。

請求項9

前記手段(8)は、前記固有形態(2,2',…)の前記振幅が大きい、前記駆動ライン(4)の位置(3)に配置されている、請求項8記載の装置。

請求項10

他の逆トルクを加えるための他の手段(8)が配置されており、前記他の逆トルクは、他の固有形態(2',…)における振動を引き起す前記トルクの補償に用いられる、請求項8または9記載の装置。

請求項11

前記手段(8)は、逆トルクが様々な機械パラメータに対して保存され、加えられることができるように構成されている、請求項8〜10のいずれか1項に記載の装置。

請求項12

印刷機(1)が少なくとも1つの反転装置(6)を有する場合、該反転装置(6)に境界を接する各機械領域(7,7',…)に、前記逆トルクを加えるための手段(8)が配置されている、請求項8〜11のいずれか1項に記載の装置。

請求項13

表面刷り印刷と裏面刷り印刷の間の前記印刷機(1)の切換えによって、前記逆トルクを加えるための手段(8)が、その他の機械に対するその角度関係が調節される機械領域(7または7’)に対し、前記逆トルクを正しい位相位置で加えることができるように共に調節される、請求項12記載の装置。

請求項14

前記手段(8)がモータである、請求項8〜13のいずれか1項に記載の装置。

請求項15

前記手段(8)が液圧式トルク発生装置である、請求項8〜13のいずれか1項に記載の装置。

請求項16

制御装置(18)に、様々な機械回転数に対する逆トルクが与えられる、請求項11、14、15のいずれか1項に記載の装置。

請求項17

前記手段(8)が少なくとも1つのカム伝動装置(9,9')である、請求項8〜13に記載の装置。

請求項18

前記カム伝動装置(9)が、前記駆動ライン(4)の歯車に強固に接続され、ローラ(11)によって力が加えられるカムプレート(10)を備えている、請求項17記載の装置。

請求項19

前記カム伝動装置(9')が固定されたカムプレート(10')を備えており、そして、胴ジャーナル(14)に接続されたアーム(15)と共に回転するローラ(11)によって力が加えられる、請求項17記載の装置。

請求項20

前記力を加えることが、ローラレバー(13)に作用するエネルギ保存装置(12)によって行われる、請求項18または19記載の装置。

請求項21

前記ローラ(11)に釣り合いおもり(17)が作用する、請求項18〜20のいずれか1項に記載の装置。

技術分野

0001

本発明は、振動の発生を補償するトルクを加えることによって、印刷機回転振動を補償する方法に関する。

0002

さらに、本発明は、振動の発生を補償するために、印刷機の駆動ラインにトルクを加える少なくとも1つの手段を有する、本方法を実施する装置に関する。

背景技術

0003

印刷機上には、印刷品質に影響を与える様々な種類の振動が現れる。振動の発生原因は主にシリンダギャップ枚葉紙渡し部材であり、また、他の断続的に作動する機械要素である。これは、一方では、ローラシリンダ曲げ振動つながり、シリンダまたは胴の回転振動にもつながる。この回転振動は、歯車列歯車を介してさらに先へ伝わる。発生する回転振動は、固有形態の数、およびこの固有形態に関連する、振幅経時変動によって記述することができる。この場合、この固有形態は、振幅の位置分布を示す。これらの固有形態は、振動の発生に依存しない、印刷機の特性であり、また、印刷機の印刷ユニットの数および機械の構造の種類に依存する。この種の機械振動は、受動的な、および作動する補助システムにより克服することが可能である。

発明が解決しようとする課題

0004

欧州特許公告第0592850号から、振動を減衰させる調節力を生じるように計測および制御を介してモータを制御するために、例えばモータのような作動する作動部材を個々の胴に備える装置と方法が知られている。この場合、機械に特有の固有形態の振動を最初から対象とした対策が問題とされているのではなく、発生し計測されそしてこの後にこの計測位置で克服される振動を問題にしている。しかし、この手法では、この補償は、時間的に最適化されず、また、高い制御コストが必要となり、この場合、この制御は、多大な時間的遅延を伴うか、または、それ自体が振動を引き起こす危険性が生じる。この補償対策は、その位置に関しても最適化されない。一つの作動ユニットだけを配置する場合、この作動ユニットは、印刷機の固有形態のゼロ交差点に置くことができ、そして、これは、この位置で、この固有形態の振動の値も算出されず、また、さらに、この位置で逆トルクを作用させることもできない。この補償対策が、この固有形態の振幅の小さい位置で行われると、それに相応して、より大きいトルクが必要になる。いずれの場合でも、センサ技術および制御技術に関して大きなコストが必要になる。

0005

したがって、本発明の目的は、できるだけ少ないコストで、印刷機の回転振動の最適な補償が得られる、冒頭に述べた種類の方法および装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

方法に関して、この目的は、印刷機の固有形態の少なくとも1つを決定すること、印刷機の駆動ラインの、固有形態がゼロでない少なくとも1つの位置に対して、固有形態における振動を引き起すトルクの補償のための各逆トルクを検出し、保存すること、そして、逆トルクを、少なくとも1つの逆トルクを加えることによって振動が最大限に低減されるように相応する位置に加えることによって達成される。

0007

装置に関して、この目的は、少なくとも1つの手段が発生が補償される固有形態がゼロでない、駆動ラインの位置に配置されていること、固有形態における振動を引き起すトルクを補償するためのトルクが、この少なくとも1つの手段に加えられ、そしてこの少なくとも1つの手段がこの逆トルクを駆動ラインに伝達することによって達成される。

0008

本発明の本質は、既に、振動の発生が最大限に防止されることである。このために、印刷機のために、全体振動の大部分を有する固有形態か、または、これと他の固有形態が検出される。その後、固有形態における振動を引き起すトルクを補償するために、印刷機の、相応する固有形態がゼロでない任意の位置について、逆トルクが有していなければならない時間変動が決定される。この逆トルクは、この後、振動の引き起しを最初から防止するために加えられる。これにより、固有形態における振動の発生をその他の固有形態における振動が非常により強く引き起こされることなしに、適切に防止することが可能である。通常、第1の固有形態における振動が優勢であるので、1つまたはわずかな位置に逆トルクを導入することにより、振動の明らかな減少が、印刷機の全長さにわたって達成される。他の固有形態における振動も補償されると、事情によっては、この同じく補償される他の固有形態の振動が増大する。したがって、このトルクへの相対する反作用が、補償のために算入される。この場合、観察された固有形態の発生は、ある一定の回転数依存性を備えているが、この依存性は、多くの場合、この依存性が逆トルクの決定へあらゆる場合に引き入れなければならないほど強いものではない。したがって、印刷機の回転振動の有効な補償を達成するためには、印刷機の1つまたは2つの位置について、また、回転数に対して逆トルクを決定し加えることで十分である。この種の方策は、コストが非常に小さい。しかし、回転数に依存して逆トルクを加えることは、従来技術による上述の制御よりも、コストがさらに非常に小さくなる。本発明の対象にあっては、制御およびセンサ技術については必要でない。

0009

逆トルクを加える位置としては、観察された固有形態の振幅が大きくなっている位置を選択するのが有利である。印刷機の駆動ラインのこの位置には、振動を引き起すトルクを逆トルクによって最初から補償する手段が配置されている。前述のこの有利な構成は、ゼロ交差点またはゼロ交差点の近傍で振動を克服できないことから生じる。これとは反対に、固有形態の最も大きい振幅の位置では、この固有形態に伴う振動を、最も小さいコストで逆トルクによって克服することができる。

0010

印刷機のこの回転振動を克服するために、全体振動の大部分を備える固有形態を利用することができる。この場合、それは通常、第1の固有形態である。印刷機の複数の固有形態を、逆トルクを加えるために決定することも可能である。この場合、逆トルクは、相応して計算または決定されなければならない。逆トルクを加えるための他の手段も配置することも可能であり、この場合、逆トルクは、この後、各位置に対して(他の位置でくわえられる逆トルクの影響を考慮して)決定されなければならない。

0011

逆トルクは、所定の程度まで、様々なパラメータに依存する。しかし、通常、これらのパラメータの影響は無視され、これらのパラメータは、中間値を選択することができる。印刷機の回転数は最も強い影響を与える。しかし、逆トルクの決定は、多くの機械の場合、同じく中間の機械回転数に対して行われる。逆トルクを、様々な機械回転数に対して決定し加えることもできる。これに相応して、他のパラメータも考慮できる。

0012

必要な逆トルクの強さに対する影響の他に、さらに、強さではなく位相位置に対する影響が存在する。これは、裏面刷りにおけるフォーマット調節の際、または、表面刷りから裏面刷りへの切換えの際、または、これと逆の場合にも当てはまる。この切換えの際に、振動を引き起す部材の位相位置は変化するので、振動を引き起すトルクの位相位置も変化し、また、このために、逆トルクの位相位置も変更されなければならない。

0013

特に反転装置を有する印刷機については、必要な逆トルクの位相位置の変更のために、位相位置を互いに相応して調節することができる少なくとも2つの部分トルクを駆動ラインに加えるようになっている。この種の印刷機の場合、反転装置に境界を接する各機械領域に対して逆トルクを別個に決定することが目的にかなっている。これは、保存された逆トルクが相応して調整することを必要とするか、または、トルクを加えるための少なくとも2つの手段を駆動ラインに備えなければならず、その結果、各機械領域に対して、相応する逆トルクが別個に加えられる。この手段は、相応する組み込みを行う場合に、胴調節とともに共に調節され、これにより、正しい位相位置の配置が自動的に一緒に行われる。

0014

反転装置が1つの場合には、この手段が少なくとも2つ、反転装置が2つの場合には、この手段が少なくとも3つおよびその他が備えられている。この場合、印刷機の切換えにより、逆トルクを加えるための手段が、その他の機械に対するその角度関係において調節される機械領域に対し、逆トルクを正しい位相位置で加えることができるように共に調節されることが目的にかなっている。これは、表面刷りから裏面刷りへの、またはこの逆の切換えにより、逆トルクを加えるための手段が、常に正しい調節を備えるように共に調節されるという利点を有する。シリンダまたは胴にカム伝動装置を備えている場合、例えばこの種の共に行われる調節が行われ、その結果、常に部分トルクの正しい位相位置が補償のために自動的に調節される。この種の構成の場合、正しい位相位置は、いわゆる機械的に保存される。

0015

固有形態における振動を引き起すトルクを補償するための手段は、様々な方法で構成することができる。例えば、この手段の場合、モータとするか、または、油圧式にトルクを加えるようにすることができる。この場合、この/これらの逆トルクの大きさおよび/または位相位置が内部で保存される制御装置が必要になる。様々なパラメータ、例えば印刷機の様々な回転数が考慮されるべき場合、複数の逆トルクの保存、および、必要であればその位相位置が必要である。この種のパラメータは、裏面刷り、または既に述べたような表面刷りから裏面刷りへの、またはこれと逆の切換えにおける様々な用紙寸法であることができることはもちろんである。

0016

この手段の特に簡単な構成は、少なくとも1つのカム伝動装置となっている。このようなカム伝動装置は、様々な手法で構成される。

0017

カム伝動装置としてのこの構成に対する提案は、駆動ラインの歯車に強固に接続された、ローラによって力が加えられるカムを備えている。反対に、カムも固定され、そして、ローラ支持部材を歯車に強固に接続することができることはもちろんである。この場合、例えばばねで付勢されたレバーのようなエネルギ保存装置によって力を加えることができる。この簡単な構成により、必要な逆トルクは、機械の回転数に依存せずに加えられる。たいていの場合、これで十分であり、良好な結果が得られる。このローラ上へ付加的に釣り合いおもりが作用するようになっている場合、この釣り合いおもりの慣性により回転数に依存してトルクが作用することができる。この力の作用は、歯車またはこれに接続されたアームに支持され、一端にはローラを、他端には釣り合いおもりを支持している連結レバーによっても行うことができる。

0018

前述のこの2つの方策は、エネルギ保存装置も釣り合いおもりもローラレバー上へ作用することにより、互いに組み合わせることが可能である。このようにして、逆トルクを加えるための手段、すなわち、先ず回転数に依存する部分的逆トルクを加え、そして、回転数の増大により付加的に部分的逆トルクを加え、機械の回転数がさらに大きい場合に、必要な逆トルクの変化を考慮した手段が得られる。このようにして、非常に簡単に、この逆トルクは、様々な機械回転数に対していわゆる機械的に保存される。

0019

本発明の原理を変形することについてなされたこの提案は、例示的に列挙しただけであり、大きさおよび位相位置に関し必要な逆トルクの保存のために、また、複数の部分トルクの形においても逆トルクを加えるために、多くの可能性が存在することはもちろんである。

発明を実施するための最良の形態

0020

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

0021

図1は、本発明の方法を実施する装置を概略表した印刷機1を示している。印刷機1は6つの印刷ユニット19を備えており、この場合、各印刷ユニット19は、圧胴31、ゴムブランケット胴32、版胴33、およびインキ付け装置34を含んでいる。印刷ユニット19間には、印刷機の駆動ライン4を形成する歯車列を圧胴31と共に構成する転送胴35が存在している。胴ギャップなどのような様々な要因およびその他の不連続な運転につながる部材は、駆動ライン4に沿って、印刷機1の固有形態における振動につながる回転振動を形成する。この全体振動は、様々な固有形態2,2'における様々な振動を合わせたものである。

0022

図2(a)は、例として、印刷機1の第1の固有形態2を示している。この場合、固有形態2における振幅20の高さは、印刷機1の、図1に示された領域の場合、上方に該当する。機械特有の固有形態はゼロ交差点5を有しており、そして、3および3'は、逆トルクを選択的に与えるための位置を示している。

0023

図2(b)は、振幅20'—時間tにおいて、第1の固有形態2に合成される振動の例を示している。第1の固有形態2に合成されるこの振動は、通常、最も強いものである。

0024

図2(c)は、印刷機1の第2の固有形態2'を示している。この第2の固有形態2'は2つのゼロ交差点5,5'を備えている。

0025

図2(d)は、振幅20'—時間tにおける、第1の固有形態2に合成される振動の例を示している。

0026

相応して、さらに他の固有形態が現れるが、この場合、この固有形態に合成される振動は、通常、この振動を補償する必要がない程度に小さいものである。

0027

本発明の基本的思想は、この振動を引き起すトルクに対し逆トルクを最初から加えることにより、固有形態2,2'に合成される振動に適切に対策を施すことができることにある。これは、固有形態が比較的大きい振幅20を有する領域内で行われると有利である。したがって、図1に示された印刷機1の場合、逆トルクを検出し与えるための位置3として、最後尾の印刷ユニット19の前の転送胴35が選択される。この逆トルクを与えるために、転送胴35の歯車には、逆トルクを与えるための手段8としてカム伝動装置9が配置されている。この場合、カムプレート10、およびローラ11により加えられる力は、合成位置および位相位置に応じ必要な逆トルクが駆動ライン4へ導入されることができるように、形成および選択される。

0028

この種の印刷機1内に反転装置6がある場合、図示するように、この反転装置6に境界を接する機械領域7,7'には、トルクを加えるための手段8が配置される。この場合、他の位置3'における機械領域7'に、同じく、カム伝動装置9が配置されている。このカム伝動装置9は第1の転送胴35に接している。トルクを加えるための手段8は、圧胴31にも備えることができるのはもちろんである。ゴムブランケット胴32または版胴33に備えるようにすることも可能である。

0029

図3は、カム伝動装置9として構成された、トルクを加えるための手段8を示している。胴ジャーナル14上、または胴35のジャーナル上には、矢印21の方向にこのシリンダまたは胴と共に回転するカムプレート10が固定されている。ばね12によって力が加えられるローラレバー13に固定されたローラ11は、カムプレート10上を走行する。カムプレート10の形状および配置、そしてばね12の力は、必要な逆トルクが得られるように決められている。カム伝動装置9のこの形態の場合、回転数に依存せずに常に同じ逆トルクが加えられる。これは、多くの応用例の場合に対しても十分にである。さらに、ローラレバー13に釣り合いおもり17が配置されている場合、このローラレバー13の慣性により、加えられる逆トルクは速度に依存する。

0030

図4は、カム伝動装置9'の形態の、速度に依存するトルクを加えるのための手段8示している。固定されたカムプレート10'は、固定部材23により機械ハウジングに接続されている。胴ジャーナル14、または胴のジャーナル上には、矢印22の方向にこのシリンダまたは胴とともに回転するアーム15が置かれている。アーム22には、一端でローラ11を回転可能に支持し他端で釣り合いおもり17を支持する連結レバー16が揺動可能に固定されている。ばね12を備えることにより、カムプレート10'へのローラ11の当接が保証され、そして、速度に依存しない逆トルクが同じく加えられる。この実施形態の場合、この速度依存性は、増大する回転数により、釣り合いおもり17の遠心力および慣性力が増大させられ、そして、これによりローラ11に、回転数に依存する力が加えられることから生じる。

0031

図5は、然るべき逆トルクを印刷機1に作用させるモータ25を示している。この実施形態の場合、電気的な制御装置18により、例えば、上述のような2つのカム伝動装置9,9'の組み合わせによるのと同じものを作用させることができる。この場合、モータ25は、別個のモータであるか、または、印刷機1の駆動モータでありうる。しかし、この駆動モータが該当するのは、補償される固有形態のゼロ交差点5内にこのモータが存在しない場合のみである。モータ25を制御するために、通常のモータ制御装置24の他に、逆トルクを生成するための電流をモータ25に送る制御装置18が備えられている。この図示された実施形態では、回転数が一定の部分26も、回転数が変化する部分27も保存されている。ここで示したものは、保存された逆トルクを表しており、この場合、空間的な図示において、時間あたりの回転における、回転角度29および機械装置速度30に対し、必要な逆トルクの振幅28が示されている。印刷機1の各々の回転数に対して必要な逆トルクは、回転数が一定の部分26と回転数が変化する部分27とを合成したものから生じる。

0032

これらの説明は例示的なものであり、本発明の思想を変形した他の可能性も考えられるのはもちろんである。例えば、油圧制御装置のような然るべき液圧式制御装置により、逆トルクを液圧式に加えることも可能である。

図面の簡単な説明

0033

図1本発明による方法を実施するための、概略的に示した装置を備えた印刷機を示す図である。
図2印刷機の第1の固有形態を示す図(図2(a))、印刷機の第2の固有形態を示す図(図2(b))、第1の固有形態における振動を示す図(図2(c))、第2の固有形態における振動を示す図(図2(d))である。
図3トルクを加えるための手段を示す図である。
図4トルクを、速度に依存して加えるための手段を示す図である。
図5本発明によるトルクを加えるための制御装置を有するモータを示す図である。

--

0034

1印刷機
2,2'固有形態
3,3' 位置
4駆動ライン
5,5'ゼロ交差点
6反転装置
7,7'機械領域
8 手段
9,9'カム伝動装置
10,10'カムプレート
11ローラ
12 ばね
11 ローラ
13ローラレバー
14 胴ジャーナル
15アーム
16連結レバー
17釣り合いおもり
18制御装置
19印刷ユニット
20,20'振幅
21 矢印
22 アーム
23固定部材
24モータ制御装置
25モータ
26回転数が一定の部分
27 回転数が変化する部分
28 振幅
29回転角度
30機械速度
31圧胴
32ゴムブランケット胴
33版胴
34インキ着け装置
35転送胴
t 時間

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