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技術 圧縮機用永久磁石形電動機の回転子及び圧縮機用永久磁石形電動機の回転子の製造方法及び圧縮機及び冷凍サイクル

出願人 三菱電機株式会社
発明者 堤貴弘川口仁馬場和彦
出願日 1999年12月21日 (20年3ヶ月経過) 出願番号 1999-362906
公開日 2001年6月29日 (18年8ヶ月経過) 公開番号 2001-178040
状態 拒絶査定
技術分野 圧縮機の細部 回転電機の鉄心 回転電機の鉄心 同期機の永久磁石界磁
主要キーワード 連接体 解体性 磁極用 正面断面 組立て精度 永久磁石形回転子 磁石片 耐冷媒性
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重要な関連分野

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図面 (11)

課題

鉄損等を改善して高効率化を図ることができ、低騒音低コスト組立性が良い圧縮機用永久磁石形電動機回転子を提供すること。

解決手段

回転子内部に極異方性リング磁石を配置し、樹脂を用いて回転軸と極異方性リング磁石とを一体成形したものである。

概要

背景

従来例1.近年、圧縮機用電動機の分野では、電動機の高性能化のために回転数の制御が容易でかつ損失を低減した高効率なDCブラシレスモータが広く用いられている。以下、図8を用いて、4極の圧縮機用DCブラシレスモータ回転子の構造を説明する。図において、101は回転軸、102は回転子コア103の外周に設けられた分割された永久磁石、103は回転子コア、104は永久磁石の飛散を防止するための非磁性金属保持リングである。

回転軸101が挿着された円筒状の回転子コア103の外周部に、分割された4個の永久磁石102をN極S極が交互になるように配置し、永久磁石102の飛散を防止するためステンレスのような非磁性金属の保持リング104で固定した構造になっている。永久磁石102としては、フェライト磁石を使用し、接着剤を用いて回転子コア103、保持リング104に固着することが一般的である。

従来例2.図9は特開平4−8138号公報に開示されている圧縮機用DCブラシレスモータの回転子を示す断面図である。なお、図9(a)は平面断面図、図9(b)は正面断面図である。図に示すように、円筒状の回転子コア103の外周に分割型又は一体型の永久磁石102を配置し、冷媒中析出することのない芳香族化合物合成樹脂射出成形して永久磁石102を固定した構成となっている。

但し、補強部材106は必ずしも射出成形によって構成することはなく、予め筒状の成型品を作成し、圧入等の手段により、当該成型品を永久磁石102の外側に接合することによって構成することが可能である。

従来例3.図10は特開平10−336928号公報に開示されている同期機回転子構造を示す図である。図に示すように、環状の永久磁石102が射出成形機中に置き入れられて該永久磁石102の中空部分の連接体110と永久磁石102の中心軸上に位置する回転軸101とが永久磁石102と一体になるように設けられた電動機の回転子磁石にあって、連接体110の断面の上端下端が永久磁石102の上面と下面及び側面を被覆するよう延伸されて永久磁石102を内側に制限する薄い補強部材106が形成された構成となっている。

概要

鉄損等を改善して高効率化を図ることができ、低騒音低コスト組立性が良い圧縮機用永久磁石形電動機の回転子を提供すること。

回転子内部に極異方性リング磁石を配置し、樹脂を用いて回転軸と極異方性リング磁石とを一体成形したものである。

目的

この発明は、鉄損等を改善して高効率化を図ることができ、低騒音、低コスト、組立性が良い圧縮機用永久磁石形電動機の回転子を提供することを目的とする。

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

回転子コアの外周に配設された極異方性リング磁石と、中心部に設けられた回転軸と、前記極異方性リング磁石と前記回転子コアとを固定する固定手段と、を備えたことを特徴とする圧縮機用永久磁石形電動機回転子

請求項2

外周に配設された極異方性リング磁石と、中心部に設けられた回転軸と、前記極異方性リング磁石と前記回転軸とを保持する樹脂と、を備えたことを特徴とする圧縮機用永久磁石形電動機の回転子。

請求項3

前記樹脂を耐冷媒性の樹脂で構成したことを特徴とする請求項2記載の圧縮機用永久磁石形電動機の回転子。

請求項4

回転子コアの外周に配設された永久磁石と、中心部に設けられた回転軸と、回転子表面被覆した樹脂と、を備えたことを特徴とする圧縮機用永久磁石形電動機の回転子。

請求項5

前記樹脂を耐冷媒性の樹脂で構成したことを特徴とする請求項4記載の圧縮機用永久磁石形電動機の回転子。

請求項6

回転子内部に永久磁石を配置し、樹脂を用いて前記回転軸と前記永久磁石とを一体成形したことを特徴とする圧縮機用永久磁石形電動機の回転子。

請求項7

前記樹脂を耐冷媒性の樹脂で構成したことを特徴とする請求項6記載の圧縮機用永久磁石形電動機の回転子。

請求項8

永久磁石と回転軸とを保持する樹脂とを有する永久磁石形回転子において、前記樹脂の外周に磁極用溝を形成し、前記磁極用溝に前記永久磁石を挿入、または、ボンド磁石流し込硬化させ磁極を形成したことを特徴とする圧縮機用永久磁石形電動機の回転子の製造方法。

請求項9

前記樹脂に耐冷媒性樹脂を、前記ボンド磁石に耐冷媒性ボンド磁石を用いたことを特徴とする請求項8記載の圧縮機用永久磁石形電動機の回転子の製造方法。

請求項10

極異方性に着磁されたプラスチックマグネットと、中心部に設けられた回転軸と、前記プラスチックマグネットと前記回転軸とを固定する固定手段と、を備えたことを特徴とする圧縮機用永久磁石形電動機の回転子。

請求項11

前記プラスチックマグネットを耐熱型、耐冷媒性のプラスチックマグネットで構成したことを特徴とする請求項10記載の圧縮機用永久磁石形電動機の回転子。

請求項12

請求項5記載の圧縮機用永久磁石形電動機の回転子を用いた電動機を組み込んだことを特徴とする圧縮機。

請求項13

請求項12記載の圧縮機を用いたことを特徴とする冷凍サイクル

技術分野

0001

この発明は、圧縮機用永久磁石形電動機回転子構造に関するものである。

背景技術

0002

従来例1.近年、圧縮機用電動機の分野では、電動機の高性能化のために回転数の制御が容易でかつ損失を低減した高効率なDCブラシレスモータが広く用いられている。以下、図8を用いて、4極の圧縮機用DCブラシレスモータ回転子の構造を説明する。図において、101は回転軸、102は回転子コア103の外周に設けられた分割された永久磁石、103は回転子コア、104は永久磁石の飛散を防止するための非磁性金属保持リングである。

0003

回転軸101が挿着された円筒状の回転子コア103の外周部に、分割された4個の永久磁石102をN極S極が交互になるように配置し、永久磁石102の飛散を防止するためステンレスのような非磁性金属の保持リング104で固定した構造になっている。永久磁石102としては、フェライト磁石を使用し、接着剤を用いて回転子コア103、保持リング104に固着することが一般的である。

0004

従来例2.図9は特開平4−8138号公報に開示されている圧縮機用DCブラシレスモータの回転子を示す断面図である。なお、図9(a)は平面断面図、図9(b)は正面断面図である。図に示すように、円筒状の回転子コア103の外周に分割型又は一体型の永久磁石102を配置し、冷媒中析出することのない芳香族化合物合成樹脂射出成形して永久磁石102を固定した構成となっている。

0005

但し、補強部材106は必ずしも射出成形によって構成することはなく、予め筒状の成型品を作成し、圧入等の手段により、当該成型品を永久磁石102の外側に接合することによって構成することが可能である。

0006

従来例3.図10は特開平10−336928号公報に開示されている同期機の回転子構造を示す図である。図に示すように、環状の永久磁石102が射出成形機中に置き入れられて該永久磁石102の中空部分の連接体110と永久磁石102の中心軸上に位置する回転軸101とが永久磁石102と一体になるように設けられた電動機の回転子磁石にあって、連接体110の断面の上端下端が永久磁石102の上面と下面及び側面を被覆するよう延伸されて永久磁石102を内側に制限する薄い補強部材106が形成された構成となっている。

発明が解決しようとする課題

0007

上記のように構成された従来の圧縮機用電動機の回転子は、以下に述べる問題点があった。焼結磁石は、衝撃に対して脆くて弱い等、機械的強度に問題があり、また、磁石片により電動機のロック冷凍サイクル目詰まりの原因になっている。また、フェライト磁石は接着材による永久磁石の固定は困難であり、組立て精度のばらつきの原因などとなる。

0008

機械的強度を持たせるために補強部材にステンレスのような非磁性金属を用いた場合には、機械的強度を持たせることができる反面、作業性の悪化およびコストの増加、さらに大きな渦電流が発生し、効率低下を招いていた。

0009

この発明は、鉄損等を改善して高効率化を図ることができ、低騒音低コスト組立性が良い圧縮機用永久磁石形電動機の回転子を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0010

この発明に係る圧縮機用永久磁石形電動機の回転子は、回転子コアの外周に配設された極異方性リング磁石と、中心部に設けられた回転軸と、極異方性リング磁石と前記回転子コアとを固定する固定手段と、を備えたものである。

0011

また、外周に配設された極異方性リング磁石と、中心部に設けられた回転軸と、極異方性リング磁石と回転軸とを保持する樹脂と、を備えたものである。

0012

また、極異方性リング磁石と回転軸とを保持する樹脂を耐冷媒性の樹脂で構成したものである。

0013

また、回転子コアの外周に配設された永久磁石と、中心部に設けられた回転軸と、回転子表面に被覆した樹脂と、を備えたものである。

0014

また、回転子表面に被覆した樹脂を耐冷媒性の樹脂で構成したものである。

0015

また、回転子内部に永久磁石を配置し、樹脂を用いて回転軸と永久磁石とを一体成形したものである。

0016

また、回転軸と永久磁石とを一体成形する樹脂を耐冷媒性の樹脂で構成したものである。

0017

この発明に係る圧縮機用永久磁石形電動機の回転子の製造方法は、永久磁石と回転軸とを保持する樹脂とを有する永久磁石形回転子において、樹脂の外周に磁極用溝を形成し、磁極用溝に前記永久磁石を挿入、または、ボンド磁石流し込硬化させ磁極を形成するものである。

0018

また、樹脂に耐冷媒性樹脂を、ボンド磁石に耐冷媒性ボンド磁石を用いたものである。

0019

この発明に係る圧縮機用永久磁石形電動機の回転子は、極異方性に着磁されたプラスチックマグネットと、中心部に設けられた回転軸と、プラスチックマグネットと回転軸とを固定する固定手段と、を備えたものである。

0020

また、プラスチックマグネットを耐熱型、耐冷媒性のプラスチックマグネットで構成したものである。

0021

この発明に係る圧縮機は、請求項5記載の圧縮機用永久磁石形電動機の回転子を用いた電動機を組み込んだものである。

0022

この発明に係る冷凍サイクルは、請求項12記載の圧縮機を用いたものである。

発明を実施するための最良の形態

0023

実施の形態1.以下、この発明の実施の形態1を図面を参照して説明する。図1,2は実施の形態1を示す図で、図1は回転子の平面断面図と正面断面図、図2は極異方性リング磁石の磁気配向を示す図である。図において、1は回転子軸、2は回転子コア3の外周に設けられた極異方性リング磁石である。極異方性リング磁石2はリング磁石で一体型であるので、従来必要とした磁石を保持するための非磁性金属の保持リングは不要である。極異方性リング磁石2と回転子コア3は、キー端板等の固定手段により固定されている。

0024

上述の実施の形態1によれば、非磁性金属の保持リングを廃止でき、渦電流の低減と材料費の削減ができる。また、永久磁石の組込着磁が容易となる。また、組立性が良く、外径の寸法精度が向上する。さらに、上記のように回転子を構成することにより解体性が良く、リサイクルを考慮した回転子が実現できる。

0025

実施の形態2.以下、この発明の実施の形態2を図面を参照して説明する。図3は実施の形態2を示す図で、回転子の平面断面図と正面断面図である。図に示すように、回転子磁石に極異方性リング磁石2を用いて、非磁性金属の保持リング4を廃止している。極異方性リング磁石2は回転子コアが不要なため、極異方性リング磁石2と回転軸1は、ポリエチレンテレフタレイトポリフェニレンスルフィド等の耐熱、耐冷媒性の樹脂5により固定している。耐熱、耐冷媒性の樹脂5を用いたので、冷媒を使用する圧縮機に使用することができる。また、極異方性リング磁石2と樹脂5、樹脂5と回転軸1は、圧入、キー等により固定している。

0026

尚、樹脂5は耐熱、耐冷媒性でなくても、冷媒を使用しない圧縮機に使用することができる。

0027

上述の実施の形態2によれば、実施の形態1の効果に加えて、回転子コア相当部分を樹脂5としたので、回転軸1と回転子の間で絶縁でき、漏洩電流を低減、電触を防止できる。また、回転子の軽量化により、共振周波数が向上し騒音を低減できる。

0028

実施の形態3.以下、この発明の実施の形態3を図面を参照して説明する。図4は実施の形態3を示す図で、回転子の平面断面図と正面断面図である。実施の形態1では、極異方性リング磁石2を用いて非磁性金属の保持リングを廃止したが、本実施の形態では、接着剤、固定枠等を用いて極異方性リング磁石2(分割された永久磁石でもよい)と回転子コア3を仮固定し、その表面をポリエチレンテレフタレイト、ポリフェニレンスルフィド等の耐熱性、耐冷媒性の樹脂5で被覆している。耐熱、耐冷媒性の樹脂5を用いたので、冷媒を使用する圧縮機に使用することができる。

0029

上述の実施の形態によれば、実施の形態1の効果に加えて、磁石の破砕、磁石片の冷媒中への混入を防ぐことができる。

0030

実施の形態4.以下、この発明の実施の形態4を図面を参照して説明する。図5は実施の形態4を示す図で、回転子の平面断面図と正面断面図である。上記実施の形態3では、接着剤、固定枠等を用いて極異方性リング磁石2と回転子コア3とを固定し、その表面を耐熱性、耐冷媒性の樹脂5で被覆していたが、本実施の形態では、ポリエチレンテレフタレイト、ポリフェニレンスルフィド等の耐熱性、耐冷媒性の樹脂5を用いて、極異方性リング磁石2(極異方性に着磁されたプラスチックマグネットまたは極異方性に着磁された分割された磁石でもよい)と回転軸1を一体成形する。また、回転軸1にキー等を設けて回転軸1と樹脂5、上記永久磁石が滑らないようにする。

0031

上述の実施の形態4によれば、実施の形態3の効果に加えて、回転軸1と回転子の間で絶縁でき、漏洩電流を低減、電触を防止できる。また、回転子の軽量化により、共振周波数が向上し騒音を低減できる。

0032

実施の形態5.以下、この発明の実施の形態5を図面を参照して説明する。図6は実施の形態5を示す図で、回転子の平面断面図と正面断面図である。上記実施の形態4では、ポリエチレンテレフタレイト、ポリフェニレンスルフィド等の耐熱性、耐冷媒性の樹脂5を用いて、極異方性リング磁石2(極異方性に着磁されたプラスチックマグネットまたは分割された永久磁石でもよい)と回転軸1を一体成形していたが、実施の形態5では、ポリエチレンテレフタレイト、ポリフェニレンスルフィド等の耐熱性、耐冷媒性の樹脂5で磁石を挿入する溝を作っておき、ボンド磁石を流し込む、または、磁石を挿入し端板等の固定手段で固定する。また、キー等の固定手段により回転軸1と樹脂5、樹脂5と磁石が滑らないように固定する。

0033

上述の実施の形態によれば、実施の形態4の効果と同様の効果を得ることができる。

0034

実施の形態6.以下、この発明の実施の形態6を図面を参照して説明する。図7は実施の形態6を示す図で、回転子の平面断面図と正面断面図である。実施の形態4では、ポリエチレンテレフタレイト、ポリフェニレンスルフィド等の耐熱性、耐冷媒性の樹脂5を用いて、極異方性リング磁石2と回転軸1を一体成形したが、本実施の形態では、耐熱性、耐冷媒性で、極異方性に着磁されたプラスチックマグネット7を用いて、プラスチックマグネット7と回転軸1を一体成形する。また、キー等を設けて回転軸1とプラスチックマグネット7が滑らないようにする。

0035

上述の実施の形態6によれば、実施の形態4の効果に加えて、さらに作業工程の簡素化が行え、コスト削減が可能である。

0036

圧縮機に、上述の実施の形態3による圧縮機用永久磁石形電動機の回転子を用いた電動機を組み込むことにより、非磁性金属の保持リングを廃止し、渦電流の低減と材料費を削減することができる。

0037

上記圧縮機を冷凍サイクルに用いることにより、磁石の粉砕圧縮機内部での磁石片の目詰まりによる圧縮機のロックを防止できる。また、冷媒中に不純物が混入しないため、効率の低下を抑制できる。

発明の効果

0038

この発明に係る圧縮機用永久磁石形電動機の回転子は、回転子コアの外周に配設された極異方性リング磁石と、中心部に設けられた回転軸と、極異方性リング磁石と前記回転子コアとを固定する固定手段と、を備えた構成にしたので、非磁性金属の保持リングを廃止し、渦電流の低減と材料費の削減ができる。また、永久磁石の組込着磁が容易となる。また、組立性が良く、外径の寸法精度が良好な電動機が実現できる。さらに、解体がしやすく、リサイクル性が良い。

0039

また、外周に配設された極異方性リング磁石と、中心部に設けられた回転軸と、極異方性リング磁石と回転軸とを保持する樹脂と、を備えた構成にしたので、非磁性金属の保持リングを廃止し、渦電流の低減と材料費の削減ができる。また、回転軸と回転子の間で絶縁でき、漏洩電流を低減、電触を防止できる。また、回転子の軽量化により、共振周波数が向上し騒音を低減できる。また、永久磁石の組込着磁が容易となる。また、組立性が良く、外径の寸法精度が良好な電動機が実現できる。さらに、解体がしやすく、リサイクル性が良い。

0040

また、極異方性リング磁石と回転軸とを保持する樹脂を耐冷媒性の樹脂で構成したので、冷媒を用いる圧縮機に使用できる。

0041

また、回転子コアの外周に配設された永久磁石と、中心部に設けられた回転軸と、回転子表面に被覆した樹脂と、を備えた構成にしたので、磁石の破砕、それによる電動機のロックを防止できる。また、渦電流の低減と材料費を削減した高効率かつ低コストな回転子が得られる。

0042

また、回転子表面に被覆した樹脂を耐冷媒性の樹脂で構成したので、磁石の破砕、磁石片の冷媒中への混入、さらに、それによる電動機のロック、冷凍サイクルの目詰まりを防止できる。また、渦電流の低減と材料費を削減した高効率かつ低コストな耐冷媒型の回転子が得られる。

0043

また、回転子内部に永久磁石を配置し、樹脂を用いて回転軸と永久磁石とを一体成形したので、非磁性金属の保持リングを廃止し、渦電流の低減と材料費の削減ができる。また、回転軸と回転子の間で絶縁でき、漏洩電流を低減、電触を防止できる。また、回転子の軽量化により、共振周波数が向上し騒音を低減できる。さらに、作業工程の簡素化により、コスト削減ができ、解体がしやすく、リサイクル性が良い回転子を実現できる。

0044

また、回転軸と永久磁石とを一体成形する樹脂を耐冷媒性の樹脂で構成したので、耐冷媒型の回転子を実現できる。

0045

この発明に係る圧縮機用永久磁石形電動機の回転子の製造方法は、永久磁石と回転軸とを保持する樹脂とを有する永久磁石形回転子において、樹脂の外周に磁極用溝を形成し、磁極用溝に前記永久磁石を挿入、または、ボンド磁石を流し込み硬化させ磁極を形成するので、回転軸と回転子の間で絶縁でき、漏洩電流を低減、電触を防止できる。また、回転子の軽量化により、共振周波数が向上し騒音を低減できる。また、永久磁石の組込着磁が容易となる。また、組立性が良く、外径の寸法精度が良好な回転子が実現できる。さらに、解体がしやすく、リサイクル性が良い。

0046

また、樹脂に耐冷媒性樹脂を、ボンド磁石に耐冷媒性ボンド磁石を用いたので、冷媒を用いた圧縮機に使用できる。さらに、解体がしやすく、リサイクル性が良い。

0047

この発明に係る圧縮機用永久磁石形電動機の回転子は、極異方性に着磁されたプラスチックマグネットと、中心部に設けられた回転軸と、プラスチックマグネットと回転軸とを固定する固定手段と、を備えた構成にしたので、非磁性金属の保持リングを廃止し、渦電流の低減と材料費の削減ができる。また、回転軸と回転子の間で絶縁でき、漏洩電流を低減、電触を防止できる。また、回転子の軽量化により、共振周波数が向上し騒音を低減できる。また、永久磁石の組込着磁が容易となる。さらに、作業工程の簡素化により、コスト削減ができ、解体がしやすく、リサイクル性が良い回転子を実現できる。

0048

また、プラスチックマグネットを耐熱型、耐冷媒性のプラスチックマグネットで構成したので、耐冷媒型の回転子を実現できる。

0049

この発明に係る圧縮機は、請求項5記載の圧縮機用永久磁石形電動機の回転子を用いた電動機を組み込むことにより、非磁性金属の保持リングを廃止し、渦電流の低減と材料費を削減することができる。

0050

この発明に係る冷凍サイクルは、請求項12記載の圧縮機を用いることにより、磁石の粉砕、圧縮機内部での磁石片の目詰まりによる圧縮機のロックを防止できる。また、冷媒中に不純物が混入しないため、効率の低下を抑制できる。

図面の簡単な説明

0051

図1実施の形態1を示す図で、回転子の平面断面図と正面断面図である。
図2実施の形態1を示す図で、極異方性リング磁石の磁界を示す図である。
図3実施の形態2を示す図で、回転子の平面断面図と正面断面図である。
図4実施の形態3を示す図で、回転子の平面断面図と正面断面図である。
図5実施の形態4を示す図で、回転子の平面断面図と正面断面図である。
図6実施の形態5を示す図で、回転子の平面断面図と正面断面図である。
図7実施の形態6を示す図で、回転子の平面断面図と正面断面図である。
図8従来の圧縮機用電動機回転子の平面断面図と正面断面図である。
図9他の従来の圧縮機用電動機回転子の平面断面図と正面断面図である。
図10さらに他の従来の圧縮機用電動機回転子の平面断面図と正面断面図である。

--

0052

1回転軸、2極異方性リング磁石、3回転子コア、5樹脂、7プラスチックマグネット。

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