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技術 動力伝達装置

出願人 住友重機械工業株式会社
発明者 林良樹
出願日 2012年3月29日 (6年7ヶ月経過) 出願番号 2012-078391
公開日 2013年10月7日 (5年1ヶ月経過) 公開番号 2013-204814
状態 特許登録済
技術分野 伝動装置の一般的な細部
主要キーワード 中間ピニオン 水平縁 直交減速機 減速機ケーシング 側部カバー 軸受ケーシング モータ側軸受 軸方向長
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(2013年10月7日)のものです。
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図面 (7)

課題

ファンの設けられていない軸の軸受支持部を効率的に冷却することのできる動力伝達装置を得る。

解決手段

減速機ケーシング30と、入力軸(第1軸)12と、中間軸(第2軸)16と、を備え、入力軸12は、減速機ケーシング30から突出した突出部12Aを有し、当該突出部12Aにファン40が設けられる減速機10において、ファン40を覆うファンカバー50が、減速機ケーシング30の側面30B、30Cに沿って中間軸16の軸受支持部36、38に向けて延在する延在部71を有し、かつ該延在部71は、ファン40側から該軸受支持部36、38側に向けて、減速機ケーシング30の側面30B、30Cに近づくように傾斜している。

概要

背景

例えば、特許文献1において、図6に示されるような減速機構908を有する減速機910が開示されている。この減速機910は、入力軸912の先端に設けられたベベルピニオン914と、中間軸916に設けられると共にこのベベルピニオン914と噛合するベベルギヤ918と、を備えた直交減速機である。中間軸916にはさらに中間ピニオン920が備えられ、中間ピニオン920は、出力軸922に設けられた出力ギヤ924と噛合している。

入力軸912は、モータ側軸受926および反モータ側軸受928で支持されている。入力軸912のモータ側軸受926は、減速機ケーシング930から(その一部として)突出して配置された軸受ケーシング930Aに収容されている。なお、中間軸916は、軸受932、934を有する軸受支持部936、938によって支持されている。

この減速機910においては、入力軸912のモータ側は、この軸受ケーシング930Aから更に突出している。この入力軸912の突出部912Aには、ファン冷却ファン)940が取り付けられている。

ファン940にはファンカバー950が付設されている。これにより、ファン940によって引き起こされた空気流によって、特に、入力軸912の軸受ケーシング930Aを効率的に冷却するとともに、合わせて減速機ケーシング930全体の冷却を行うようにしている。

概要

ファンの設けられていない軸の軸受支持部を効率的に冷却することのできる動力伝達装置を得る。減速機ケーシング30と、入力軸(第1軸)12と、中間軸(第2軸)16と、を備え、入力軸12は、減速機ケーシング30から突出した突出部12Aを有し、当該突出部12Aにファン40が設けられる減速機10において、ファン40を覆うファンカバー50が、減速機ケーシング30の側面30B、30Cに沿って中間軸16の軸受支持部36、38に向けて延在する延在部71を有し、かつ該延在部71は、ファン40側から該軸受支持部36、38側に向けて、減速機ケーシング30の側面30B、30Cに近づくように傾斜している。

目的

本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、ファンの設けられていない軸の軸受支持部を効率的に冷却することのできる動力伝達装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ケーシングと、第1軸と、第2軸と、を備え、前記第1軸は、前記ケーシングから突出した突出部を有し、当該突出部にファンが設けられる動力伝達装置において、前記ファンを覆うファンカバーが、前記ケーシングの側面に沿って前記第2軸の軸受支持部に向けて延在する延在部を有し、かつ該延在部は、前記ファン側から該軸受支持部側に向けて、前記ケーシングの側面に近づくように傾斜していることを特徴とする動力伝達装置。

請求項2

請求項1において、延在部の内側面またはケーシングの側面にフィンが設けられていることを特徴とする動力伝達装置。

請求項3

請求項2において、前記フィンとして、前記第2軸に向かう方向の長さが異なる複数種類のフィンを備えたことを特徴とする動力伝達装置。

請求項4

請求項3において、前記複数種類のフィンとして、中央に前記第2軸に向かう方向の長さが短いフィン、両側に前記第2軸に向かう方向の長さが長いフィンが配置されていることを特徴とする動力伝達装置。

請求項5

請求項1〜4のいずれかにおいて、前記ファンカバーの基端部は、前記ファンの軸心と平行か、遠ざかるように傾斜していることを特徴とする動力伝達装置。

請求項6

請求項5において、前記ファンカバーは、前記延在部の方が前記基端部より前記第1軸の軸方向における長さが長いことを特徴とする動力伝達装置。

請求項7

請求項1〜6のいずれかにおいて、前記ケーシングの前記側面以外の面にも、前記ファンカバーから別の延在部が延在されていることを特徴とする動力伝達装置。

技術分野

0001

本発明は、動力伝達装置に関する。

背景技術

0002

例えば、特許文献1において、図6に示されるような減速機構908を有する減速機910が開示されている。この減速機910は、入力軸912の先端に設けられたベベルピニオン914と、中間軸916に設けられると共にこのベベルピニオン914と噛合するベベルギヤ918と、を備えた直交減速機である。中間軸916にはさらに中間ピニオン920が備えられ、中間ピニオン920は、出力軸922に設けられた出力ギヤ924と噛合している。

0003

入力軸912は、モータ側軸受926および反モータ側軸受928で支持されている。入力軸912のモータ側軸受926は、減速機ケーシング930から(その一部として)突出して配置された軸受ケーシング930Aに収容されている。なお、中間軸916は、軸受932、934を有する軸受支持部936、938によって支持されている。

0004

この減速機910においては、入力軸912のモータ側は、この軸受ケーシング930Aから更に突出している。この入力軸912の突出部912Aには、ファン冷却ファン)940が取り付けられている。

0005

ファン940にはファンカバー950が付設されている。これにより、ファン940によって引き起こされた空気流によって、特に、入力軸912の軸受ケーシング930Aを効率的に冷却するとともに、合わせて減速機ケーシング930全体の冷却を行うようにしている。

先行技術

0006

特開2005−308070号公報(図4

発明が解決しようとする課題

0007

特許文献1において開示された構造では、確かにファン940の設けられている入力軸912の軸受ケーシング930Aの近傍の冷却については良好に行うことができたものの、例えばファン940の設けられた入力軸912から距離的に離れている中間軸916の軸受支持部936、938の冷却については、必ずしも良好に行えないことがある、というのが実情であった。

0008

本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、ファンの設けられていない軸の軸受支持部を効率的に冷却することのできる動力伝達装置を提供することをその課題としている。

課題を解決するための手段

0009

本発明は、ケーシングと、第1軸と、第2軸と、を備え、前記第1軸は、前記ケーシングから突出した突出部を有し、当該突出部にファンが設けられる動力伝達装置において、前記ファンを覆うファンカバーが、前記ケーシングの側面に沿って前記第2軸の軸受支持部に向けて延在する延在部を有し、かつ該延在部は、前記ファン側から該軸受支持部側に向けて、前記ケーシングの側面に近づくように傾斜している構成とすることにより、上記課題を解決したものである。

0010

本発明においては、ケーシングから突出した第1軸にファンが設けられ、このファンのファンカバーが、ケーシングの側面に沿って(第1軸とは別の)第2軸の軸受支持部に向けて延在されている。なお、上記構成において、「ケーシングの側面」とは、ケーシングの外表面のうち、第2軸の軸受支持部が存在する面を指すものとする。

0011

ファンカバーの延在部は、ファン側から第2軸の軸受支持部側に向けてケーシングの側面に近づくように傾斜している。この結果、ファンからの空気流を、流速の低下を抑えながら第2軸の軸受支持部にまで導くことができ、ファンの設けられている第1軸から距離的に離れている第2軸の軸受支持部を効率的に冷却することができる。

発明の効果

0012

本発明によれば、ファンの設けられていない軸の軸受支持部を効率的に冷却することのできる動力伝達装置を得ることができる。

図面の簡単な説明

0013

本発明の実施形態の一例に係る減速機の構成を示す斜視図
上記減速機の側面図
上記減速機の正面図
上記減速機の(ファンカバーを透視した)平面図
側部カバー体を複数の角度から見た模式図
従来の動力伝達装置(減速機)の構成の一例を示す断面図

実施例

0014

以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。

0015

図1は、本発明の実施形態の一例に係る減速機(動力伝達装置)の構成を示す斜視図、図2図4は、それぞれ該減速機の側面図、正面図、およびファンカバーを透視した平面図である。

0016

この実施形態に係る減速機10の減速機構8は、既に説明した図6の減速機910の減速機構908と基本的に同一である。したがって、適宜図6を合わせて参照した上で、説明に当たって図6と実質的に同一の部位には下2桁が同一の符号を用いることとする。

0017

図1図4(および図6)を参照して、この減速機10は、減速機ケーシング30と、入力軸(第1軸)12と、該入力軸12と直交している中間軸(第2軸)16と、を備えている。入力軸12は、減速機ケーシング30の一部である軸受ケーシング30A内に収容されたモータ側軸受(図6参照)26と、反モータ側軸受(図6参照)28とで支持されている。中間軸16は、軸受支持部36、38に設けられた軸受(図6参照)32、34によって減速機ケーシング30に支持されている。

0018

入力軸12は、減速機ケーシング30の軸受ケーシング30Aから更に突出した突出部12Aを有している。突出部12Aにはキー13を介してファン(冷却ファン)40が取り付けられている。ファン40には、ファンカバー50が付設されている。

0019

ファンカバー50は、モータ(図示略)側の軸と直角の背面部51、該背面部51から連続して形成された第1、第2案内部52、53を備える。

0020

ファンカバー50の背面部51の径方向中央には、貫通孔51Aが形成されている。なお、図示はしないが、貫通孔51Aの外側に多数の小孔が形成されることもある。この背面部51に形成された貫通孔51A(および多数の小孔)が、当該ファンカバー50の空気吸入口を構成している。

0021

ファン40は、入力軸12がいずれの方向に回転しても、取り込んだ空気を径方向外側に送り出すように構成されている。送り出された空気流を減速機10側に向かわせるために、ファンカバー50の背面部51に、第1、第2案内部52、53が連続して形成されている。すなわち、第1、第2案内部52、53は、ファン40の回転によって径方向外側に送り出された空気流を減速機10側に方向を変えて導く案内機能を果たす部位に相当している。この実施形態は、便宜上、この第1、第2案内部52、53の部分を、「基端部55」と称することとする。

0022

ファンカバー50の基端部55の第1案内部52は、中間軸16に向かうに従ってファン40の軸心O1に対してより径が大きくなっている(軸心O1から遠ざかっている)。具体的には、第1案内部52は、第1鉛直面52A、第1水平面52B、および第1連結面52Cを備える。第1案内部52の第1鉛直面52Aは、減速機ケーシング30の側面(第2軸の軸受支持部がある面:この実施形態では鉛直に立設されている2面)30B、30Cと平行な鉛直縁52A1を有するように延在されている。第1水平面52Bは、減速機ケーシング30の上下面(減速機ケーシング30の2つの側面30B、30Cを連結している水平な面)30D、30Eと平行な水平縁52B1を有するように延在されている。第1連結面52Cは、第1鉛直面52Aと第1水平面52Bとを連結している。

0023

ファンカバー50の基端部55の第2案内部53は、ファン40の軸心O1とほぼ平行に延在している。この第2案内部53も、減速機ケーシング30の側面30B、30Cと平行な鉛直縁53A1を有するように延在された第2鉛直面53Aと、減速機ケーシング30の上下面30D、30Eと平行な水平縁53B1を有するように延在された第2水平面53Bと、該第2鉛直面53Aと第2水平面53Bとを連結している第2連結面53Cとで構成されている。

0024

このように、本実施形態では、ファンカバー50の基端部55の第1、第2案内部52、53を、(ファンの40の回転軌跡に沿った単純な円形とせずに)このような減速機ケーシング30の側面30B、30Cと平行な鉛直縁52A1、53A1を有する第1、第2鉛直面52A、53Aや、上下面30D、30Eと平行な水平縁52B1、53B1を有する第1、第2水平面52B、53Bを備えた構成としている。これは、本実施形態では、後述するように、ファン40の空気流を減速機ケーシング30の外表面(側面30B、30C、上下面30D、30E)に沿うように指向させたいという意図があるためである。

0025

一方、この実施形態に係るファンカバー50は、該基端部55から、さらに、減速機ケーシング30の側面30B、30Cに沿って中間軸(第2軸)16の軸受支持部36、38に向けて延在する延在部71を有している。延在部71は、この実施形態では、具体的には、ファンカバー50とは別部材の側部カバー体70によって構成している。側部カバー体70は、当該延在部71に隣接して連結部72を有している。側部カバー体70は、この連結部72を介してファンカバー50の第2案内部53にボルト80によって片持ち状態で固定されている。

0026

図1の斜視図、図4の平面図、および図5の模式図から明らかなように、この延在部71は、ファン40側から(第2軸である中間軸16の)軸受支持部36、38側に向けて減速機ケーシング30の側面30B、30Cに近づくようにθ1だけ傾斜している。

0027

より具体的には、この実施形態では、延在部71の軸方向長さ(入力軸12の軸方向における長さ)はL1であり、基端部55の軸方向長さL2よりも長い(L1>L2)。延在部71は、全体がほぼ長方形の形状とされ、ファン40によって送り出されてきた空気流を減速機ケーシング30の側面30B、30Cに近づけるように導く傾斜部71Aと、該傾斜部71Aに隣接して形成され、空気流が上下方向に拡散するのを防止する曲折部71Bと、で主に構成されている。延在部71の傾斜部71Aは、その始点である起点縁71A1が、前記ファンカバー50の基端部55の第2案内部53の鉛直縁53A1と一致しており(減速機ケーシング30の側面30B、30Cと平行な起点縁71A1を有しており)、該ファン40側の起点縁71A1から(第2軸である中間軸16の)軸受支持部36、38側の開口縁71A2に向けて(傾斜θ1を有して)延在している。開口縁71A2自体は、減速機ケーシング30の側面30B、30Cと平行である。

0028

図5は、側部カバー体70を模式的に示したもので、(A)〜(C)は3面図、(D)は、内側からみた斜視図である。図5に示されるように、延在部71の傾斜部71Aの内側面(減速機10の側面に対向している面)71A3には、フィン75〜78が設けられている。この実施形態では、フィン75〜78として、中間軸16に向かう方向の長さL4、L5が異なる複数種類(2種類)のフィン75、76と、フィン77、78がそれぞれ用意されている。

0029

具体的には、中間軸16に向かう方向の長さL4の短いフィン75、76が中央に配置され、その両側(減速機ケーシング30の上下面30D、30Eに近い側)に中間軸16に向かう方向の長さL5の長いフィン77、78が配置されている(L4<L5)。各フィン75〜78は、延在部71の傾斜部71Aの内側面71A3に溶接によって固定されており、側部カバー体70の補強部材としての機能を兼ねている。

0030

延在部71の傾斜部71A自体が中間軸16の軸受支持部36、38に向けて減速機ケーシング30の側面30B、30Cに近づくようにθ1だけ傾斜して設けられているため、各フィン75〜78の高さも中間軸16の軸受支持部36、38に近くなるほど低くなっている。具体的には、中央のフィン75、76の高さは、基端部55側の高さ(起点縁71A1での高さ)がh1で最も高く、軸受支持部36、38側の高さはh2で、基端部55側の高さh1より低い(h1>h2)。また、両側のフィン77、78の高さは、基端部55側の高さがh1(中央のフィン75、76と同じ)であって最も高く、軸受支持部36、38側の開口縁71A2(開口部73)での高さh3は、中央のフィン75、76の軸受支持部36、38側の高さh2よりもさらに低くなっている(h1>h2>h3)。そして、結果として、どのフィン75〜78も、減速機ケーシング30の側面30B、30C側の端部は、ほぼ面一となるように揃えられている。

0031

但し、各フィン75〜78を含む側部カバー体70は、この実施形態では、減速機ケーシング30の側面30B、30Cには接していない(側面30B、30Cとの間に若干の隙間を確保している)。これは、フィン75〜78を含む側部カバー体70が減速機ケーシング30の側面30B、30Cに接していると、該減速機10の振動が側部カバー体70に伝達され、該側部カバー体70(の連結部72)をファンカバー50に固定しているボルト80が緩む恐れがあるためである。尤も、側部カバー体70は、当該フィン75〜78を含めて、敢えて減速機ケーシング30の側面30B、30Cに接するような態様で取り付けるようにしてもよい。この場合には、側部カバー体70は、減速機ケーシング30の側面30B、30Cから熱伝導によってより積極的に熱を受けることができるようになるため、冷却の効率をより高めることができる。

0032

次に、本減速機10の作用を説明する。

0033

図示せぬモータの回転によって入力軸(第1軸)12が回転すると、該入力軸12にキー13を介して連結されているファン40が回転する。これにより、ファンカバー50の背面部51に形成された貫通孔51A(および多数の小孔)を介して空気が取り込まれ、取り込まれた空気は、ファン40の回転によって径方向外側に空気流として送り出される。送り出された空気流は、ファンカバー50の基端部55、具体的には、その第1、第2案内部52、53によって減速機10側に向きが変えられる。そのため、先ず一番熱負荷の高い入力軸(第1軸)12の軸受ケーシング30Aの近傍が強力に冷却される。

0034

ここで、この実施形態では、基端部55からさらに中間軸16の軸受支持部36、38に向けて、延在部71が延在されている。この延在部71は、ファン40側から該軸受支持部36、38側に向けて、(減速機ケーシング30の側面30B、30Cに対して鉛直方向において平行な状態を維持しながら)該減速機ケーシング30の側面30B、30Cに次第に近づくように、当該側面30B、30Cに対してθ1だけ傾斜している。すなわち、基端部55から送り出された段階ではほぼh1の高さがあった空気流の通路は、延在部71を出るときの開口部73ではh3の高さにまで狭められる。一方、延在部71の両端の曲折部71Bは、空気流の上下方向の拡散を阻止している。そのため、結果として、この実施形態では、単に空気流の流速の低下を抑制するという効果を超えて、(傾斜の角度θ1次第では)むしろ空気流の流速をより高める(加速する)ことさえ可能である。

0035

さらに、本実施形態では、延在部71の傾斜部71Aの内側面71A3に設けられたフィン75〜78として、長さL4、L5が異なる2種類のフィン75、76、およびフィン77、78が備えられ、中央側に長さL4の短いフィン75、76が配置され、両側に長さL5の長いフィン77、78が配置されている。そのため、延在部71の曲折部71Bの存在と相まって、上面30Dおよび下面30Eに近いフィン77、78は、より長い長さL5に亘って空気流を整流し、また、中央のフィン75、76は短い長さL4しかないため(途中でなくなるため)空気流に与える抵抗は最小限に抑えられている。これにより、中間軸16の軸受支持部36、38の近傍に、集中的に速い流速の空気流を当てることができ、ファン40から遠い位置にある中間軸16を一層効果的に冷却することができる。因みに、発明者の試験では、中間軸16の軸受支持部36、38の近傍で、従来と比較して、流速で2〜3倍の増加、表面温度で2〜3℃の低下が確認されている。

0036

また、特に両側の長さL5の長いフィン77、78の整流作用によって空気流の指向性が高められるため、流れが整えられた空気流は延在部71の開口部73を出た後も、減速機ケーシング30の側面30B、30Cに沿って流れる。このため、入力軸12に設けられた(すなわち、減速機10の最端部に設けられた)ファン40の空気流を最後まで無駄なく減速機ケーシング30の冷却に寄与させることができる。

0037

また、これらのフィン75〜78は、延在部71を構成する側部カバー体70の強度を補強する補強部材としても機能している。本実施形態の場合、側部カバー体70はファンカバー50の基端部55に連結部72を介して片持ち状態で連結されているため、このフィン75〜78の存在による側部カバー体70の強度の増大は特に有効である。

0038

なお、上記実施形態においては、延在部71を基端部55とは別部材である側部カバー体70で構成し、ボルト80によって連結するようにしていたが、本発明に係る延在部の連結あるいは形成は、特にこのようなボルト連結に限定されるものではなく、例えば、基端部と溶接するものでもよく、あるいは、基端部と始めから(一部材として)一体化されたものであってもよい。

0039

また、上記実施形態においては、延在部71(の傾斜部71A)の内側面71A3にフィン75〜78を設けるようにして整流効果を高めるようにしていたが、本発明においては、延在部には、必ずしもフィンを設ける必要はない。また、設けるにしても、必ずしも複数種類のフィンを備える必要はなく、フィンの配置も上記例に限定されない。さらに、フィンをファンカバーに設けるのではなく、減速機ケーシングの側面側から立設するようにしても同様の効果が得られる。

0040

また、上記実施形態においては、延在部71の軸方向長さL1の方が基端部55の軸方向長さL2より長くなるように構成し、整流効果と流速増大効果を高めていたが、延在部の長さは、基端部よりも短くても、相応の効果は得られる。

0041

また、上記実施形態においては、減速機ケーシング30の(2面ある)側面30B、30Cの双方に、ファンカバー50の延在部71を形成するようにしていたが、本発明においては、減速機ケーシング30の側面30B、30Cのいずれか1面にのみ延在部71を設けるようにしても、相応の効果が得られる。

0042

逆に、減速機ケーシングの側面以外の面についても、前記ファンカバーを補助的に延在させた延在部を設けるようにしてもよい。例えば、上記実施形態の各図に想像線描写されているように、減速機ケーシング30の側面30B、30C以外の面である上面30Dに補助延在部79を設けるようにしてもよい。なお、想像線で描写されている例においては、軸受支持部36、38に向かう延在部71とは異なる形態の補助延在部79が形成されている。具体的には、当該想像線で描写された補助延在部79は、減速機ケーシング30の上面30Dと平行に(近づかないまま)延在されている。これは、補助延在部79の場合は、「特定の箇所に集中的に空気流を送る」というような要請があまりないためである。但し、補助延在部についても、(上記軸受支持部に向かう延在部と同様に)第2軸側に近づくほど減速機ケーシングの外表面に近づくように延在させてもよい。これにより、より流速を速める効果が得られる。

0043

また、上記想像線で描写された例では、補助延在部79の内側面にもフィン81を設けている(図3参照)。しかし、このフィン81は省略してもよい。設けるとしても、必ずしも複数種類のフィンを用意する必要はなく、各フィン81を全て同一の形状(長さ)としてもよい。なお、補助延在部は、減速機ケーシング30の下面30Eに設けてもよい。

0044

また、上記実施形態においては、動力伝達装置として「直交減速機」が例示されていたが、本発明に係る動力伝達装置は、必ずしも直交減速機である必要はなく、平行軸減速機であっても適用可能である。また、そもそも減速機に限定されるものでもなく、「ケーシングと、第1軸と、第2軸と、を備え、第1軸がケーシングから突出した突出部を有し、当該突出部にファンが設けられるような構成の動力伝達装置」ならば、本発明は適用可能であり、特に第2軸の軸受支持部近傍の冷却に関して同様の作用効果が得られる。

0045

なお、上記実施形態においては、第2軸の対象として第1軸の次段に相当する中間軸16が取り上げられていたが、本発明に係る第2軸は、必ずしも第1軸の次段の軸である必要はなく、例えば次々段の軸(上記実施形態の例では出力軸)を第2軸と捉え、延在部を当該次々段の軸の軸受支持部に向けて延在させるものであってもよい。この場合、次段の軸の軸受支持部は、延在部に覆われることによって延在部内を通過する空気流により冷却され、延在部から排出された空気流で次々段の軸受支持部が冷却される。

0046

また、上記実施形態では、ファンカバーの基端部の一部がファンの軸心から遠ざかるように形成されていたが、平行であってもよい。

0047

12…入力軸
12A…突出部
16…中間軸
36、38…軸受支持部
40…ファン
50…ファンカバー
71…延在部
71A…傾斜部

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