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技術 線材の保持装置

出願人 TNK株式会社
発明者 竹田享司
出願日 2006年2月21日 (14年4ヶ月経過) 出願番号 2006-043987
公開日 2007年9月6日 (12年10ヶ月経過) 公開番号 2007-227451
状態 特許登録済
技術分野 コイルの巻線方法及びその装置
主要キーワード ホールドユニット テンションモード テンション装置 フリーモード 軸線方向長 エア源 両部材間 移動端
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題

ボビン巻線を行う際に捨て線が生じることを抑制でき、又巻線不良を抑制できる線材保持装置を提供する。

解決手段

テンションモードを用いることで、筒部材33及び棒部材35の旋回に伴って、線材Wが抜け出ることが許容されるため、端子T1の巻き付けた後の線材Wの余った部分の長さが短くなり、これにより線材Wの端部をカットする必要がなくなり、捨て線を生じさせることがない。

概要

背景

コイルを製造する巻線機が知られている。かかる巻線機においては、線材を供給するノズル所定位置に移動させ、ボビンの回転に伴ってノズルを軸線方向に移動させることが行われている。巻線を行うボビンには通常複数の端子が設けられており、ボビン周囲に巻線を行った線材の両端は端子に絡げられ、更に端子に対してハンダ付け又は溶接され、電気的導通を実現するようになっている。

ここで、線材の巻き始めの際に、線材の端部近傍ホールドユニットで保持した後、端部周囲をノズルを旋回させることで、端子に絡げることが行われている。ノズル内を通過する線材には、テンション装置などにより所定のテンションが付与されているので、端部周囲を所定の半径でノズルを旋回させるだけで、必要な量の線材が供給され、端子への絡げが容易に行われるようになっている。

ところが、ホールドユニットとノズルとの間には、絡げに用いられない不要な線材が比較的長く存在しており、これは線材を端子に絡げた後に、いわゆる捨て線としてカットされることとなる。このような捨て線が生じると、廃棄処理コストがかかり、また環境にも好ましくないという問題がある。これに対し、特許文献1に開示された自動巻線機においては、線材を把持したホルダーをボビンの端子の周囲に旋回させたときに、それに応じて線材を挟んだクランパーピンスリーブがホルダーに沿って移動し、端子への絡げに必要な量の線材を供給する技術が開示されている。
特開平7−283066号公報

概要

ボビンに巻線を行う際に捨て線が生じることを抑制でき、又巻線不良を抑制できる線材の保持装置を提供する。テンションモードを用いることで、筒部材33及び棒部材35の旋回に伴って、線材Wが抜け出ることが許容されるため、端子T1の巻き付けた後の線材Wの余った部分の長さが短くなり、これにより線材Wの端部をカットする必要がなくなり、捨て線を生じさせることがない。

目的

本発明は、このような従来技術の問題点に着目してなされたものであり、ボビンに巻線を行う際に捨て線が生じることを抑制でき、又巻線不良を抑制できる線材の保持装置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
1件
牽制数
0件

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請求項1

巻線用ボビンに設けられた端子線材を絡げるために用いる保持装置において、第1の部材と、前記第1の部材に対して接近又は離隔可能に配置された第2の部材と、前記第1の部材と前記第2の部材とを相対的に移動させる駆動手段とを有し、前記駆動手段は、前記第1の部材と前記第2の部材とを相対移動させることによって両部材間に線材を保持したときに、前記第1の部材と前記第2の部材との間に第1の保持力を与えるテンションモードと、前記第1の保持力より高い第2の保持力を与えるロックモードとを有し、前記テンションモード時に、前記ボビンの端子に絡げることに応じて、前記線材は前記第1の部材と前記第2の部材との間の摩擦力に抗して抜け出ることが許容されるようになっていることを特徴とする線材の保持装置。

請求項2

前記第1の部材は、側面から端部にかけて延在する切欠を有する円筒部材であり、前記第2の部材は、前記切欠内に侵入可能な棒部材であることを特徴とする請求項1に記載の線材の保持装置。

請求項3

前記駆動手段は、テンションモード時に、基準位置から前記第1の部材と前記第2の部材とを第1の量で移動させ、ロックモード時に、前記基準位置から前記第1の部材と前記第2の部材とを前記第1の量より大きな第2の量で移動させることを特徴とする請求項1又は2に記載の線材の保持装置。

請求項4

巻線用のボビンに設けられた端子に線材を絡げるために用いる保持装置において、切欠を有する筒部材と、前記筒部材に対して接近又は離隔可能に配置された棒部材とを有し、前記筒部材は、その軸線方向に延在する第1の側部と、前記第1の側部より軸線方向長が短く且つ前記第1の側部に並行して延在する第2の側部と、前記第1の側部と前記第2の側部とを連結する第3の側部とを有し、前記切欠の少なくとも一部は、前記第1の側部と前記第2の側部と前記第3の側部とにより輪郭づけられていることを特徴とする線材の保持装置。

請求項5

前記筒部材と前記棒部材とを相対的に移動させる駆動手段を有し、前記棒部材は、前記切欠内に侵入可能な形状を有し、前記筒部材の内部に導かれた線材は、前記駆動手段によって移動させられた前記棒部材と前記第3の側部との間で押さえられることを特徴とする請求項4に記載の線材の保持装置。

技術分野

0001

本発明は、線材保持装置に関し、特に巻線を行うボビン端子に線材を絡げるのに好適な線材の保持装置に関する。

背景技術

0002

コイルを製造する巻線機が知られている。かかる巻線機においては、線材を供給するノズル所定位置に移動させ、ボビンの回転に伴ってノズルを軸線方向に移動させることが行われている。巻線を行うボビンには通常複数の端子が設けられており、ボビン周囲に巻線を行った線材の両端は端子に絡げられ、更に端子に対してハンダ付け又は溶接され、電気的導通を実現するようになっている。

0003

ここで、線材の巻き始めの際に、線材の端部近傍ホールドユニットで保持した後、端部周囲をノズルを旋回させることで、端子に絡げることが行われている。ノズル内を通過する線材には、テンション装置などにより所定のテンションが付与されているので、端部周囲を所定の半径でノズルを旋回させるだけで、必要な量の線材が供給され、端子への絡げが容易に行われるようになっている。

0004

ところが、ホールドユニットとノズルとの間には、絡げに用いられない不要な線材が比較的長く存在しており、これは線材を端子に絡げた後に、いわゆる捨て線としてカットされることとなる。このような捨て線が生じると、廃棄処理コストがかかり、また環境にも好ましくないという問題がある。これに対し、特許文献1に開示された自動巻線機においては、線材を把持したホルダーをボビンの端子の周囲に旋回させたときに、それに応じて線材を挟んだクランパーピンスリーブがホルダーに沿って移動し、端子への絡げに必要な量の線材を供給する技術が開示されている。
特開平7−283066号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、特許文献1の技術では、クランパーピン及びスリーブがホルダーに対して移動できる距離は限られており、その移動端でクランパーピン及びスリーブが静止するので、線材は端子のところで切断されてしまい、その結果としてある程度の捨て線が生じることとなる。この捨て線を少なくするには、極力端子に近いところでホルダーを旋回させなくてはならないが、ホルダーはクランパーピンとスリーブを内包しているので、比較的外径が大きくなり、そのため端子に近づけた状態でホルダーを旋回させることは困難である。

0006

又、特許文献1の技術の場合、開いたクランパーピンとスリーブとの間に線材を入れた後に、それらを閉じることで線材の把持を行っている。ところが、クランパーピンとスリーブとの間の空間が狭いのに加え、その空間の奥行きも不足しているので、クランパーピンとスリーブとを閉じたときに線材が抜け出してしまう恐れもあり、それにより巻線不良が生じることとなる。

0007

本発明は、このような従来技術の問題点に着目してなされたものであり、ボビンに巻線を行う際に捨て線が生じることを抑制でき、又巻線不良を抑制できる線材の保持装置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

0008

上述の目的を達成すべく、第1の本発明の線材の保持装置は、巻線用のボビンに設けられた端子に線材を絡げるために用いる保持装置において、
第1の部材と、
前記第1の部材に対して接近又は離隔可能に配置された第2の部材と、
前記第1の部材と前記第2の部材とを相対的に移動させる駆動手段とを有し、
前記駆動手段は、前記第1の部材と前記第2の部材とを相対移動させることによって両部材間に線材を保持したときに、前記第1の部材と前記第2の部材との間に第1の保持力を与えるテンションモードと、前記第1の保持力より高い第2の保持力を与えるロックモードとを有し、
前記テンションモード時に、前記ボビンの端子に絡げることに応じて、前記線材は前記第1の部材と前記第2の部材との間の摩擦力に抗して抜け出ることが許容されるようになっていることを特徴とする。

0009

第2の本発明の線材の保持装置は、巻線用のボビンに設けられた端子に線材を絡げるために用いる保持装置において、
切欠を有する筒部材と、
前記筒部材に対して接近又は離隔可能に配置された棒部材とを有し、
前記筒部材は、その軸線方向に延在する第1の側部と、前記第1の側部より軸線方向長が短く且つ前記第1の側部に並行して延在する第2の側部と、前記第1の側部と前記第2の側部とを連結する第3の側部とを有し、前記切欠の少なくとも一部は、前記第1の側部と前記第2の側部と前記第3の側部とにより輪郭づけられていることを特徴とする。

発明の効果

0010

第1の本発明の線材の保持装置によれば、前記駆動手段が、前記第1の部材と前記第2の部材とを相対移動させることによって両部材間に線材を保持したときに、前記第1の部材と前記第2の部材との間に第1の保持力を与えるテンションモードと、前記第1の保持力より高い第2の保持力を与えるロックモードとを有し、前記テンションモード時に、前記ボビンの端子に絡げることに応じて、前記線材は前記第1の部材と前記第2の部材との間の摩擦力に抗して抜け出ることが許容されるようになっているので、前記ロックモードで前記線材を保持することで、前記第1の部材と前記第2の部材とを、前記線材を保持した状態で任意の位置に移動させることができ、更に前記テンションモードで前記線材を保持することで、前記第1の部材と前記第2の部材とを前記ボビンの端子の周囲を旋回させたとき、前記線材は摩擦力に抗して前記第1の部材と前記第2の部材との間から抜け出ることが許容されるため、絡げ動作をスムーズに行うことができる。加えて、線材の保持位置を適切に選択することで、前記線材を前記ボビンの端子に絡げた後にカットすべき不要な部分をなくすことができ、捨て線を減らすことができる。

0011

前記第1の部材は、側面から端部にかけて延在する切欠を有する円筒部材であり、前記第2の部材は、前記切欠内に侵入可能な棒部材であると、前記線材を保持するために、前記第1の部材内に前記第2の部材を侵入させたときに、ノズルに類似した形状となり、前記ボビンの端子の周囲に旋回させやすくなるので好ましい。

0012

前記駆動手段は、テンションモード時に、基準位置から前記第1の部材と前記第2の部材とを第1の量で移動させ、ロックモード時に、前記基準位置から前記第1の部材と前記第2の部材とを前記第1の量より大きな第2の量で移動させると好ましい。

0013

第2の本発明の線材の保持装置によれば、前記筒部材が、その軸線方向に延在する第1の側部と、前記第1の側部より軸線方向長が短く且つ前記第1の側部に並行して延在する第2の側部と、前記第1の側部と前記第2の側部とを連結する第3の側部とを有し、前記切欠の少なくとも一部は、前記第1の側部と前記第2の側部と前記第3の側部とにより輪郭づけられているので、前記筒部材を軸線に直交する所定の方向に投影したときに、いわゆる状の形状になることから、前記筒部材を適切に移動させることで、この鈎の部分を利用して前記線材を容易に引っかけ捕捉することができ、また捕捉した前記線材を前記棒部材を用いて保持することができる。

0014

前記筒部材と前記棒部材とを相対的に移動させる駆動手段を有し、前記棒部材は、前記切欠内に侵入可能な形状を有し、前記筒部材の内部に導かれた線材は、前記駆動手段によって移動させられた前記棒部材と前記第3の側部との間で押さえられると、前記線材を保持した状態で、前記第1の部材と前記第2の部材とはノズルに類似した形状となり、前記ボビンの端子の周囲に旋回させやすくなるので好ましい。

0015

前記切欠は、U字形状又はV字形状であると好ましい。

発明を実施するための最良の形態

0016

以下、本発明による実施の形態を、図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態にかかる線材の絡げ装置を備えた巻線機の一例を示す斜視図である。図1において、図示されていない線材の供給源から矢印方向に、巻線機に向かって線材Wが供給されている。

0017

供給された線材Wは、まずテンション装置10を介して巻線機の下方に送られ、駆動部40に支持された細いパイプ状のノズル20を通過した後、その先端を線材保持装置30により保持される。

0018

ノズル20は、駆動部40の駆動により3次元的に移動可能となっており、また線材保持装置30は、不図示の駆動部より3次元的に移動可能となっており、より具体的には、ボビンBを保持する治具図1で不図示)を回転させる回転シャフト50の先端にそれぞれ保持されたボビンBの近傍において、その位置を各々自在に変更できるほか、その姿勢をも変更することができる。ボビンBは、線材を絡げる一対の端子T1、T2を有している。端子T1は巻始めの端子であり、端子T2は巻終わりの端子である。

0019

図2(a)〜4(a)は、線材保持装置30の正面図であり、図2(b)〜4(b)は、筒部材と棒部材とを軸線方向に見た概略図である。なお、図2フリーモードを示し、図3はテンションモードの状態を示し、図4はロックモードの状態を示す。図2(a)〜4(a)において、べース31は、不図示の駆動装置によって3次元的に移動可能とされている。ベース31上に固定された第1ホルダ32を介して、円筒状の筒部材(第1の部材)33が支持されている。又、ベース32上に不図示のリニアガイドにより案内され移動可能となっている第2のホルダ34上に、棒部材(第2の部材)35が支持されている。第1ホルダ32と第2ホルダ34との間には、コイルばね36が配置されている。

0020

ベース31の突起31aと第2ホルダ34との間には、駆動手段を構成するタンデムエアシリンダ37が配置されている。タンデムエアシリンダ37は2つのシリンダ部を内包しており、また図で左方の端部から突出し第2ホルダ34に連結された第1ピストン37aと、図で右方の端部から突出し突起31aに連結された第2ピストン37bとを有している。不図示のエア源からシリンダ部に供給されたエアにより、タンデムエアシリンダ37は、第1ピストン37aと第2ピストン37bとを独立して伸長または収縮でき、それに応じて第2ホルダ34を突起31aに対して移動させることができる。なお、第2ピストン37bの先端は、常時突起31aに当接した状態に維持され、タンデムエアシリンダ37の本体はベース31に対して移動可能となっている。

0021

図5(a)は筒部材33の正面図であり、図5(b)は筒部材33の左側面図であり、図5(c)は筒部材33の右側面図であり、図5(d)は筒部材33の上面図である。切欠33aを有する筒部材33は、第1ホルダ32(図2〜4)に固定される根元部33bと、根元部33bの上端部からその軸線方向に延在する第1の側部33cと、第1の側部33cより軸線方向長が短く且つ第1の側部33cに並行して延在する第2の側部33dと、第1の側部33cの上端と第2の側部33dの上端とを周方向に連結する第3の側部33fとを有しており、これらの外表面は同一円筒面の一部を構成している。根元部33bと第1の側部33cとの間には、斜面33gが形成されている。又、第2の側部33dの先端内側にはテーパ面33hが形成されており、第2の側部33dが、切欠33aに捕捉された線材の侵入を邪魔しないようにしている。なお、図5より明らかであるが、筒部材33の左側面から右側面に、更に上端に至る切欠33aは、第1の側部33cと第2の側部33dと第3の側部33fとにより輪郭づけられている

0022

図6は、棒部材35の側面図である。図6に示すように、棒部材35は、第2ホルダ34に固定されるL字状の根元部35aと、その上端に取り付けられた細い円筒状の棒状部35bとからなる。根元部35aの上部は、筒部材33の切欠部33aから侵入できる大きさ及び形状であり、且つ棒状部35bの外径は、筒部材33の第1の側部33cと第2の側部33dとの間隔より若干狭くなっているため、図5(c)に示す方向から、棒状部35bは切欠33a内に侵入可能である(点線参照)。

0023

線材保持装置30のフリーモード時には、図2(a)において、タンデムエアシリンダ37が、第1ピストン37aと第2ピストン37bをいずれも収縮させるため、収縮した第1ピストン37aにより引っ張られた第2ホルダ34は、第2ホルダ34を第1ホルダ32に向かって引っ張っているコイルばね36を引き伸ばしながら、第1ホルダ32から離隔し、それにより筒部材33と棒部材35とは離れた状態に維持される(図2(b)参照)。これを基準位置とする。

0024

これに対し、テンションモード時には、タンデムエアシリンダ37が、第1ピストン37aのみを伸長させるので、第2ホルダ34が、コイルばね36の付勢力に引っ張られて図で左方に押圧するため、基準位置から第1の量で移動した棒部材35の棒状部35bが、図5、6に示す筒部材33の切欠33aから侵入し、第3の側部33fとの間で線材Wを挟んだ状態に維持される(図3(b)参照)、この時、第一ピストン37aの先端部は第2ホルダ34に隙間を持って固定されており、第2ホルダ34を押しても引いてもいない状態で保持されている。テンションモード時には、線材Wが棒状部35bと側部33fとの間で比較的弱いコイルバネ36の保持力(第1の保持力)で保持されるので、線材Wに所定の外力を与えると、その摩擦力に抗して線材Wは抜け出すようになっている。このとき、筒部材33に棒部材35が完全に内包され、ノズル20と同程度の細径となるため、小さなボビンBの端子1,T2の周囲を旋回する際に好適となっている。

0025

更に、ロックモード時には、タンデムエアシリンダ37が、第1ピストン37aと第2ピストン37bをいずれも伸長させるので、第2ホルダ34を更に左方に押圧するため、棒部材35は、基準位置から第1の量より更に大きい第2の量で左方に移動し、筒部材33の側部33fと棒部材35の棒状部35bとは強く当接し合う状態に維持される(図4(b)参照)。ロックモード時には、線材Wが棒状部35bと側部33fとの間で、コイルバネ36の保持力より強い保持力(第2の保持力)で保持されるので、線材Wに所定の外力を与えても抜け出すことがない。

0026

次に、本実施の形態の線材保持装置の動作について、図面を参照して説明する。図7〜20は、図1に示す巻線機の一部を上方から見た図である。

0027

図7に示すように、前回巻線終了時にノズル20の下端図1参照)から、線材Wが所定の距離だけ伸びた状態でカットされており、線材Wは、その剛性によりカットされた時の状態を維持し、即ち略水平に延在している。なお、以下において、特に記載しない場合には、筒部材33の移動はベース31を駆動させる不図示の駆動装置が行うものとする。

0028

まず、線材保持装置30を、筒部材33と棒部材35とを離隔させたフリーモードの状態で、筒部材33と棒部材35とが線材Wに接近するように、不図示の駆動装置がベース31を移動させる。次に、図8、9に示すように、筒部材33の側面に形成された切欠33aの開口部を介して、線材Wを筒部材33の内部に捕捉する。より具体的には、筒部材33の軸線に交差するように延在する線材Wに対して、筒部材33を軸線直交方向(紙面垂直方向下方)から接近させて線材Wを切欠33a内に侵入させ(図8参照)、更に筒部材33を軸線方向(ノズル20から遠ざかる方向)に移動させて線材Wを切欠33aの奥側に追い込む(図9参照)。

0029

更に、筒部材33をノズル20から遠ざかる方向に移動させると、線材Wが第3の側部33f(図5)に当接して角度が変わり、図10に示すように、筒部材33の上端からノズル20に向かって延在するようになる。かかる状態から、線材保持装置30のタンデムエアシリンダ37を駆動してロックモードとすることで、筒部材331の切欠33a内に棒部材35が侵入し、線材Wを第2の保持力で抑えることとなる(図11参照)。このとき、線材Wの保持された部位とその端部との距離はΔとなっている。

0030

その後、図12に示すように、ノズル20と筒部材33及び棒部材35とを一体的に、ボビンBの近傍に移動させ、更に図13に示すように、筒部材33を端子T1,T2間に移動させ、ボビンT1の根元近傍に線材Wが位置するようにする。その後、図14、15に示すように、ノズル20をボビンBの巻線部外周に位置させる。

0031

ここで、線材保持装置30はタンデムエアシリンダ37を駆動して、ロックモードからテンションモードへと移行し、図16に示すように、筒部材33及び棒部材35を一体で端子T1の周囲を旋回させ、ここに線材Wを巻き付けてゆく。このとき、線材Wはテンションモードで保持されているので、筒部材33及び棒部材35の旋回に伴って、線材Wが抜け出すことで、線材Wの保持部が端部方向に移動し、即ち距離Δが徐々に短くなる。これにより、筒部材33及び棒部材35の旋回半径を変化させることなく、スムーズに端子T1の周囲に線材Wを巻き付けることができる。

0032

更に、図17に示すように、筒部材33及び棒部材35をノズル20から遠ざかる方向に移動させつつ、端子T1の周囲を旋回させることで、線材Wを端子T1の周囲に螺旋状に巻き付けることができる。

0033

更に図20に示すように、筒部材33及び棒部材35をボビンBから遠ざけて、回転シャフト50を回転させることで、ボビンBの周囲に線材Wを巻線することができる。

0034

巻線中に線材保持装置30は、テンションモードからフリーモードへと移行する。

0035

本実施の形態によれば、テンションモードを用いることで、筒部材33及び棒部材35の旋回に伴って、線材Wが抜け出ることが許容されるため、端子T1の巻き付けた後の線材Wの余った部分の長さが短くなり、これにより線材Wの端部をカットする必要がなくなり、捨て線を生じさせることがない。

0036

以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。

図面の簡単な説明

0037

本実施の形態にかかる線材の絡げ装置を備えた巻線機の一例を示す斜視図である。
図2(a)は、フリーモードにおける線材保持装置30の正面図であり、図2(b)は、フリーモードにおける筒部材と棒部材とを軸線方向に見た図である。
図3(a)は、テンションモードにおける線材保持装置30の正面図であり、図3(b)は、テンションモードにおける筒部材と棒部材とを軸線方向に見た図である。
図4(a)は、ロックモードにおける線材保持装置30の正面図であり、図4(b)は、ロックモードにおける筒部材と棒部材とを軸線方向に見た図である。
図5(a)は筒部材33の正面図であり、図5(b)は筒部材33の左側面図であり、図5(c)は筒部材33の右側面図であり、図5(d)は筒部材33の上面図である。
棒部材35の側面図である。
図1に示す巻線機の一部を上方から見た図であり、線材保持装置30の動作を示す図である。
図1に示す巻線機の一部を上方から見た図であり、線材保持装置30の動作を示す図である。
図1に示す巻線機の一部を上方から見た図であり、線材保持装置30の動作を示す図である。
図1に示す巻線機の一部を上方から見た図であり、線材保持装置30の動作を示す図である。
図1に示す巻線機の一部を上方から見た図であり、線材保持装置30の動作を示す図である。
図1に示す巻線機の一部を上方から見た図であり、線材保持装置30の動作を示す図である。
図1に示す巻線機の一部を上方から見た図であり、線材保持装置30の動作を示す図である。
図1に示す巻線機の一部を上方から見た図であり、線材保持装置30の動作を示す図である。
図1に示す巻線機の一部を上方から見た図であり、線材保持装置30の動作を示す図である。
図1に示す巻線機の一部を上方から見た図であり、線材保持装置30の動作を示す図である。
図1に示す巻線機の一部を上方から見た図であり、線材保持装置30の動作を示す図である。
図1に示す巻線機の一部を上方から見た図であり、線材保持装置30の動作を示す図である。
図1に示す巻線機の一部を上方から見た図であり、線材保持装置30の動作を示す図である。
図1に示す巻線機の一部を上方から見た図であり、線材保持装置30の動作を示す図である。

符号の説明

0038

10テンション装置
20ノズル
30線材保持装置
33筒部材
35棒部材
37タンデムエアシリンダ
40 駆動部
50回転シャフト
Bボビン
T1端子
T2 端子
W 線材

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