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技術 緩衝器

出願人 日立オートモティブシステムズ株式会社ゴムノイナキ株式会社
発明者 松本洋幸片山茂郎片山洋平畑秀樹田邊有未木村夕成緑川好江塩梅修
出願日 2014年7月16日 (6年7ヶ月経過) 出願番号 2014-146315
公開日 2016年2月8日 (5年0ヶ月経過) 公開番号 2016-023661
状態 特許登録済
技術分野 流体減衰装置
主要キーワード 一体成形部品 シールリング溝 作動液中 横付け 中間筒 軸平面 ピストン速度高速域 ピストン速度低速域
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(2016年2月8日)のものです。
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図面 (7)

課題

製造コストを低減させることが可能な緩衝器を提供する。

解決手段

バッフルプレート41を可撓性を有するNBRからなる単一材料一体成形することで得られた部品とし、嵌合孔45を中間筒20の接続管23に締め代をもって嵌合させることで、バッフルプレート41を接続管23に固定した。これにより、バッフルプレートを中間筒20に固定するためのワッシャ等の固定部材を排除することが可能であり、バッフルプレート41、延いては緩衝器1の製造コストを削減することができる。

概要

背景

特許文献1には、バッフルプレート隔壁部材)を備える制御バルブ横付け型の減衰力調整式油圧緩衝器が開示されている。この緩衝器では、金属製のプレート部に弾性シール部材であるゴム製の隔壁部材を加硫接着して製造されたバッフルプレートが使用されており、さらなる生産性の向上が望まれていた。

概要

製造コストを低減させることが可能な緩衝器を提供する。バッフルプレート41を可撓性を有するNBRからなる単一材料一体成形することで得られた部品とし、嵌合孔45を中間筒20の接続管23に締め代をもって嵌合させることで、バッフルプレート41を接続管23に固定した。これにより、バッフルプレートを中間筒20に固定するためのワッシャ等の固定部材を排除することが可能であり、バッフルプレート41、延いては緩衝器1の製造コストを削減することができる。

目的

この緩衝器では、金属製のプレート部に弾性シール部材であるゴム製の隔壁部材を加硫接着して製造されたバッフルプレートが使用されており、さらなる生産性の向上が望まれていた

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

相対移動可能な2部材間に取り付けられる緩衝器であって、作動流体封入されるシリンダと、前記シリンダ内に挿入されるピストンと、前記ピストンに連結されて前記シリンダの外部に延出するピストンロッドと、前記シリンダの外周に設けられる外筒と、前記シリンダと前記外筒との間に形成されて作動液およびガスが封入されるリザーバと、前記シリンダと前記外筒との間に設けられる中間筒と、前記中間筒の側壁に設けられて先端が前記外筒の外部へ向けて延びる接続管と、前記外筒に設けられて作動液を前記外筒の外部から前記接続管の外側を通して前記リザーバへ流通させる開口と、前記リザーバ内に設けられて前記2部材間への取付状態で前記開口から前記リザーバ内上方への作動液の流れを規制する隔壁を有する隔壁部材と、を備え、前記隔壁部材は、可撓性を有する樹脂またはゴムによって形成され、前記接続管に締め代をもって嵌合される嵌合孔を有することを特徴とする緩衝器。

請求項2

前記隔壁部材は、単一の材料によって形成されることを特徴とする請求項1に記載の緩衝器。

請求項3

前記隔壁部材は、前記嵌合孔の周囲に形成されて前記中間筒の外周に当接される当接部を有し、該当接部と前記嵌合孔との間を前記接続管の基端部から離間させるように形成したことを特徴とする請求項1または2に記載の緩衝器。

請求項4

前記隔壁部材は、前記嵌合孔の周囲に薄肉部が形成されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の緩衝器。

請求項5

相対移動可能な2部材間に取り付けられる緩衝器であって、作動流体が封入されるシリンダと、前記シリンダ内に挿入されるピストンと、前記ピストンに連結されて前記シリンダの外部に延出するピストンロッドと、前記シリンダの外周に設けられる外筒と、前記シリンダと前記外筒との間に形成されて作動液およびガスが封入されるリザーバと、前記シリンダと前記外筒との間に設けられる中間筒と、前記中間筒の側壁に設けられて先端が前記外筒の外部へ向けて延びる接続管と、前記外筒に設けられて作動液を前記外筒の外部から前記接続管の外側を通して前記リザーバへ流通させる開口と、前記リザーバ内に設けられて前記2部材間への取付状態で前記開口から前記リザーバ内上方への作動液の流れを規制する隔壁を有する隔壁部材と、を備え、前記隔壁部材は、可撓性を有する樹脂またはゴムによって形成され、前記接続管に嵌合される嵌合孔と、該嵌合孔の周囲に形成されて前記中間筒の外周に当接される当接部と、該当接部の前記リザーバ内の作動液が封入される側の非当接面と前記当接部の周囲に設けられた前記隔壁との間に形成される凹部と、を有することを特徴とする緩衝器。

請求項6

前記隔壁部材は、前記非当接面に一体で設けられて緩衝器軸線方向へ沿って延びる複数個リブを有することを特徴とする請求項5に記載の緩衝器。

技術分野

0001

本発明は、ピストンロッドの動作に対して作動流体の流れを制御することで減衰力を発生させる緩衝器に関する。

背景技術

0002

特許文献1には、バッフルプレート隔壁部材)を備える制御バルブ横付け型の減衰力調整式油圧緩衝器が開示されている。この緩衝器では、金属製のプレート部に弾性シール部材であるゴム製の隔壁部材を加硫接着して製造されたバッフルプレートが使用されており、さらなる生産性の向上が望まれていた。

先行技術

0003

特開2012−72857号公報

発明が解決しようとする課題

0004

そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、生産性の向上を図ることが可能な緩衝器を提供することを課題としてなされたものである。

課題を解決するための手段

0005

上記課題を解決するために、本発明の緩衝器は、相対移動可能な2部材間に取り付けられる緩衝器であって、作動流体が封入されるシリンダと、前記シリンダ内に挿入されるピストンと、前記ピストンに連結されて前記シリンダの外部に延出するピストンロッドと、前記シリンダの外周に設けられる外筒と、前記シリンダと前記外筒との間に形成されて作動液およびガスが封入されるリザーバと、前記シリンダと前記外筒との間に設けられる中間筒と、前記中間筒の側壁に設けられて先端が前記外筒の外部へ向けて延びる接続管と、前記外筒に設けられて作動液を前記外筒の外部から前記接続管の外側を通して前記リザーバへ流通させる開口と、前記リザーバ内に設けられて前記2部材間への取付状態で前記開口から前記リザーバ内上方への作動液の流れを規制する隔壁を有する隔壁部材と、を備え、前記隔壁部材は、可撓性を有する樹脂またはゴムによって形成され、前記接続管に締め代をもって嵌合される嵌合孔を有することを特徴とする。

発明の効果

0006

本発明によれば、隔壁部材、延いては緩衝器の製造コストを低減させることができる。

図面の簡単な説明

0007

本実施形態の緩衝器の軸平面による断面図である。
バッフルプレートの取付構造の説明図であって、図1における要部の拡大図である。
図2におけるA−A断面図である。
バッフルプレートの正面図(平面図)である。
第1変形例の説明図である。
第2変形例の説明図である。

実施例

0008

本実施形態の緩衝器1として、図1に示される制御バルブ横付け型の減衰力調整式油圧緩衝器を例示する。以下の説明において、便宜上、図1における上下方向をそのまま、取付状態における緩衝器1の上下方向と定義する。

0009

図1に示されるように、緩衝器1は、シリンダ2の外周に外筒3が設けられる複筒構造であり、シリンダ2と外筒3との間には環状のリザーバ4が形成される。シリンダ2内には、ピストン5が摺動可能に嵌装される。シリンダ2内は、ピストン5によってシリンダ上室2Aとシリンダ下室2Bとの2室に分画される。ピストン5には、ピストンロッド6の一端がナット7によって連結される。ピストンロッド6の他端側は、シリンダ上室2Aを通過してシリンダ2および外筒3の上端部に装着されたロッドガイド8およびオイルシール9に挿通され、シリンダ2の外部へ延出される。

0010

なお、シリンダ2の下端には、シリンダ下室2Bとリザーバ4とを分画するベースバルブ10が設けられる。ピストン5には、シリンダ上室2Aとシリンダ下室2Bとを連通させる通路11,12が設けられる。通路12には、シリンダ下室2B側からシリンダ上室2A側への作動液の流通のみを許容する逆止弁13が設けられる。通路11には、シリンダ上室2A側の作動液の圧力が一定の圧力に到達したときに開弁して、シリンダ上室2A側の作動液(圧力)をシリンダ下室2B側へリリーフするディスクバルブ14が設けられる。

0011

一方、ベースバルブ10には、シリンダ下室2Bとリザーバ4とを連通させる通路15,16が設けられる。通路15には、リザーバ4側からシリンダ下室2B側への作動液の流通のみを許容する逆止弁17が設けられる。通路16には、シリンダ下室2B側の作動液の圧力が一定の圧力に到達したときに開弁して、シリンダ下室2B側の作動液(圧力)をリザーバ4側へリリーフするディスクバルブ18が設けられる。なお、リザーバ4内には、作動液およびガスが封入される。

0012

シリンダ2の外周には、中間筒20が装着される。中間筒20は、上下両端部がシールリング溝に装着されたシールリング19を介してシリンダ2の外周に嵌合される。シリンダ2と中間筒20との間には、シリンダ2の上端部側壁に設けられた通路22によってシリンダ上室2Aに連通される環状通路21が形成される。中間筒20の下部の側壁には、先端が外筒3の外部へ向けて延びる、すなわち、図1における右方向へ延びる接続管23が設けられる。なお、外筒3の側壁には、接続管23に対して略同一軸線同軸上に配置された開口24が形成され、外筒3の側壁の開口24には、前述の減衰力調整機構25が取り付けられる。

0013

減衰力調整機構25は、外筒3の側壁に開口24を囲うように接合された円筒形ケース26を有する。該ケース26内には、パイロット型(背圧型)のメインバルブ27およびメインバルブ27の開弁圧力を制御するソレノイド駆動圧力制御弁であるパイロットバルブ28が設けられ、さらに、パイロットバルブ28の下流側には、フェイル時に作動するフェイルバルブ29が設けられる。中間筒20の接続管23には、減衰力調整機構25の入口通路を形成する連結管30が液密的に挿入される。環状通路21から連結管30へ導入された作動液は、メインバルブ27、パイロットバルブ28およびフェイルバルブ29を通過してケース26によって囲まれた室26Aへ流通し、さらに、室26A内の作動液は、ケース26の端部に形成された通路31および外筒3の開口24を通過してリザーバ4へ流通する。

0014

このとき、メインバルブ27が開弁される前には、パイロットバルブ28によって作動液の流れを制御することで減衰力を発生させ、メインバルブ27の開弁時には、主にメインバルブ27による減衰力が発生する。また、パイロットバルブ28の上流側の作動液の一部がメインバルブ27の背部背圧室32に導入され、該背圧室32の内圧がメインバルブ27に閉弁方向へ作用する。ここで、減衰力は、パイロットバルブ28の制御圧力を調節することで調整される。パイロットバルブ28の制御圧力は、ハーネス33を介してソレノイド34に通電される制御電流によって調節される。このように、パイロットバルブ28の制御圧力を制御して背圧室32の内圧を変化させることにより、メインバルブ27の開弁圧力および開度が調整される。

0015

なお、フェイルバルブ29は、信号待ちで車を停止している時、あるいは、ソレノイド34への通電が遮断された時に閉弁し、ソレノイド34への通電が遮断された時、常時開弁状態のパイロットバルブ27の代りに作動液の流れを制限することにより、減衰力の過度の低下を防止して適度な減衰力を維持するように機能する。

0016

リザーバ4内には、外筒3の開口24に臨むように配置されて減衰力調整機構25から通路31および開口24を通過してリザーバ4内へ流入する作動液の流れを規制するバッフルプレート41(隔壁部材)が設けられる。ここで、図2は、バッフルプレート41の中間筒20への取付構造を説明するための図であって、図1における中間筒20の下部とバッフルプレート41との拡大図である。なお、図1を参照した以上の説明と同様に、図2における上下方向を取付状態のバッフルプレート41の上下方向と定義する。

0017

本実施形態において、バッフルプレート41は、単一材料からなる一体成形部品である。バッフルプレート41の材料には、例えば、可撓性を有するNBR(ニトリルゴム)が使用される。バッフルプレート41は、中間筒20の外周面20Aに沿って円弧形湾曲した薄板状の当接部42を有する。図4に示されるように、当接部42は、正面視(図2における左方向の視線で見た図)において、上部が略半円形に形成されるとともに下部が略長方形に形成される。バッフルプレート41は、リザーバ4内に取り付けられた状態で開口24を囲うようにして外筒3の内周面に当接されるリップ43(隔壁)を有する。リップ43は、当接部42の外周に沿ってアーチ形に延びる。換言すると、リップ43は、図4に示される正面視における当接部42の略半円形の上部周縁と略長方形の下部の左右両側とに設けられる。

0018

図2図3に示されるように、リップ43は、断面が略台形に形成され、当接部42、延いては中間筒20の外周面20Aに対して略垂直に立設された内壁面43Aと、該内壁面43Aに対して鋭角をなす傾斜面43Bと、を含む。本実施形態において、バッフルプレート41は、当接部42の図2における左側の面で且つ図3における上側の面、すなわち、リザーバ4内の作動液が封入される側の面である当接部42の非当接面42Aとリップ43との間に、リップ43の内壁面43A側の基端剛性を低下させてリップ43を内側へ倒れ易くするための凹部44が設けられる。換言すると、凹部44は、リップ43の内壁面43A側の基端に沿って延びるように形成された溝である。

0019

バッフルプレート41の上部中央には、中間筒20の接続管23に一定の締め代をもって嵌合される嵌合孔45が設けられる。すなわち、嵌合孔45は、接続管23の外径よりも小さい内径を有する。図4に示されるように、嵌合孔45の周囲には、正面視(平面図)で長軸が左右方向へ延びる略楕円形に形成された膨隆部46(薄肉部)が設けられる。図3に示されるように、バッフルプレート41は、膨隆部46の板厚が当接部42の板厚、すなわち、膨隆部46の周囲の中間筒20に当接される部分の板厚よりも小さく(薄く)形成される。これにより、接続管23の基端部、換言すると、中間筒20の側壁と接続管23との間に形成されたR部47に対してバッフルプレート41の膨隆部46を浮かせる(離間させる)ことが可能であり、バッフルプレート41における浮かせた部分(膨隆部46)の周囲の当接部42を中間筒20の外周面20Aに液密に密着させることができる。

0020

次に、本実施形態の作用を説明する。
なお、緩衝器1は、ロッドガイド8側を上方へ、ベースバルブ10側を下方へ向けて車両のサスペンション装置バネ上(車体側)、バネ下車輪側)間の相対移動可能な2部材間に装着される。

0021

ピストンロッド6の伸び行程時には、シリンダ2内のピストン5が移動することでピストン5の逆止弁13が閉弁し、ディスクバルブ14が開弁される前には、加圧されたシリンダ上室2A内の作動液が、通路22および環状通路21を流通して連結管30から減衰力調整機構25内へ流入する。連結管30から減衰力調整機構25内へ流入した作動液は、メインバルブ27、パイロットバルブ28およびフェイルバルブ29を流通してケース26内の室26Aへ流入し、さらに、通路31および外筒3の開口24を通過してリザーバ4へ流入する。

0022

このとき、ベースバルブ10の逆止弁17が開弁して、ピストンロッド6がシリンダ2の外部へ退出した分の作動液が、リザーバ4からシリンダ下室2Bへ供給される。なお、シリンダ上室2Aの圧力がピストン5のディスクバルブ14の開弁圧力に達すると、ディスクバルブ14が開弁して、シリンダ上室2Aの圧力をシリンダ下室2Bへリリーフすることでシリンダ上室2Aの過度の圧力上昇を防ぐ。

0023

一方、ピストンロッド6の縮み行程時には、シリンダ2内のピストン5が移動することで、ピストン5の逆止弁13が開弁するとともにベースバルブ10の逆止弁17が閉弁し、ディスクバルブ18が開弁される前には、ピストン下室2B内の作動液がシリンダ上室2Aへ流入し、ピストンロッド6がシリンダ2内へ進入した分の作動液が、シリンダ上室2Aから、通路22および環状通路21を流通して連結管30から減衰力調整機構25内へ流入する。

0024

連結管30から減衰力調整機構25内へ流入した作動液は、メインバルブ27、パイロットバルブ28およびフェイルバルブ29を流通してケース26内の室26Aへ流入し、さらに、通路31および外筒3の開口24を通過してリザーバ4へ流入する。なお、シリンダ下室2B内の圧力がベースバルブ10のディスクバルブ18の開弁圧力に達すると、ディスクバルブ18が開弁して、シリンダ下室2Bの圧力をリザーバ4へリリーフすることで、シリンダ下室2Bの過度の圧力上昇を防ぐ。

0025

このように、メインバルブ27の開弁前(ピストン速度低速域)の領域では、減衰力調整機構25のパイロットバルブ28による減衰力が発生し、メインバルブ27の開弁後(ピストン速度高速域)の領域では、メインバルブ27の開度に応じた減衰力が発生する。そして、ソレノイド34の制御電流を制御してパイロットバルブ27の制御圧力を調整することで減衰力を調整することが可能であり、その結果、背圧室32の内圧が変化してメインバルブ27の開弁圧力および開度を調整することができる。また、万一、ソレノイド34が失陥した場合には、フェイルバルブ29が閉弁し、常時開となったパイロットバルブ28の代りに作動液の流通を制限する。これにより、減衰力の過度の低下を防止して適度な減衰力を維持することができる。

0026

そして、ケース26内の室26Aから通路31および外筒3の開口24を通過してリザーバ4内へ流入する(排出される)作動液は、バッフルプレート41(隔壁部材)のアーチ形に形成されたリップ43(隔壁)によって囲まれた空間に封入される。換言すると、リザーバ4内へ流入する作動液は、バッフルプレート41のリップ43が隔壁となってリザーバ4内の作動液の液面Sから隔絶される。このように、バッフルプレート41は、緩衝器1の取付状態で開口24からリザーバ4内上方への作動液の流れを規制する。これにより、開口24からリザーバ4内へ流入する作動液の噴流によってリザーバ4内の作動液の液面S近傍に渦および気泡が発生することを防止することができる。その結果、ガスが作動液中溶け込むことによるエアレーションおよびキャビテーションが抑制され、安定した減衰力を得ることができる。

0027

また、バッフルプレート41によって、減衰力調整機構25からリザーバ4内へ流入する作動液の流路面積の急激な拡大が緩和されるので、リザーバ4内へ流入する作動液の流速が急激に増加することを抑制し、渦の発生を防ぐことができる。その結果、渦の発生による気泡の発生および作動液中へのガスの溶け込みが抑制され、エアレーションおよびキャビテーションの発生を抑えることで安定した減衰力を得ることができる。

0028

本実施形態は、以下の効果を奏する。
本実施形態によれば、バッフルプレート41(隔壁部材)は、可撓性を有するNBR(ニトリルゴム)からなる単一材料を一体成形することで製造され、嵌合孔45を拡径させることで発生したゴムの弾性力を利用して嵌合孔45を中間筒20の接続管23に固定(嵌合)することで、接続管23に抱き付かせるようにしてリザーバ4内(中間筒20)に取り付けられる。
これにより、プレス成形された金属製のプレートにゴム製の隔壁を加硫接着して得られたバッフルプレートをツースワッシャ等の固定部材で中間筒(接続管)に固定する構造の従来技術の緩衝器(符号省略)と比較して、バッフルプレート41を中間筒20に固定するための固定部材を排除することが可能であり、バッフルプレート41、延いては緩衝器1の製造コストを削減することができる。

0029

本実施形態では、嵌合孔45を中間筒20の接続管23に締め代をもって液密に嵌合させたので、外筒3の開口24からリザーバ4内へ流入した作動液が、接続管23と嵌合孔45との間から中間筒20の外周面20Aとバッフルプレート41の当接部42の当接面42Bとの間に入り込むことを阻止することが可能であり、バッフルプレート41と中間筒20(接続管23)との間から作動液が流出(噴出)することによるエアレーションの発生を抑止することができる。
また、バッフルプレート41の当接部42と嵌合孔45との間に膨隆部46(薄肉部)を形成し、嵌合孔45(当接部42)を接続管23の根元部分に形成されたR部47から浮かせる(離間させる)ように構成したので、嵌合孔45がR部47に接触することで当接部42が中間筒20の外周面20Aから浮いてしまうことを防止することができる。

0030

本実施形態では、バッフルプレート41は、リザーバ4内の作動液が封入される側の面である当接部42の非当接面42Aとリップ43(隔壁)の内壁面43Aとの間、換言すると、リップ43の内壁面43A側の基端に沿って形成された凹部44を備えるので、リップ43に要求される耐久性および強度を確保したうえで、リップ43の内壁面43A側の基端の剛性を低下させることができる。
すなわち、従来技術の緩衝器(符号省略)では、バッフルプレートが取り付けられた中間筒を外筒の内側に組み付けるときに、外筒と中間筒との隙間に対してバッフルプレートのリップの剛性が大きい場合、外筒と中間筒とが偏芯して組付性を悪化させていたが、本実施形態では、バッフルプレート41が取り付けられた中間筒20を外筒3の内側に組み付けるときに、外筒3の内周面に接触したリップ43を内側へ倒すことが可能であり、外筒3と中間筒20とを容易に芯出しすることができる。これにより、組付性が向上し、緩衝器1の生産性を向上させることができる。
また、嵌合孔45を中間筒20の接続管23に締め代をもって液密に嵌合させたので、嵌合孔45からバッフルプレート41と中間筒20との間に作動油が流入し、浮き上がったり、ずれ(回転を含む)ることを防止することができる。

0031

(第1変形例)
図5に示されるように、前述のバッフルプレート41(隔壁部材)は、接続管23のR部47(図3参照)に一致する位置に応力集中を緩和させるためのビード48が形成された中間筒20にそのまま適用することができる。この場合、膨隆部46を中間筒20のビード48から浮かせることができるようにバッフルプレート41を構成する。換言すると、中間筒20のビード48は、バッフルプレート41の膨隆部46内に収容される。

0032

(第2変形例)
図6に示されるように、前述のバッフルプレート41(隔壁部材)の非当接面42Aに、緩衝器1の軸線方向(図1における上下方向)へ沿って延びて中間筒20の周方向へ一定の間隔をあけて配置された複数個図6においては3個)のリブ49を形成して、緩衝器1を構成することができる。
この場合、外筒3とバッフルプレート41との間に、外筒3の開口24からリザーバ4内へ流入する作動液を下方へ円滑に流通させるための流路50を確保することができ、減衰力調整機構25の性能、延いては緩衝器1の信頼性を確保することができる。
また、各リブ49を外筒3の内周面に当接させることで、バッフルプレート41に締め代をもたせることが可能であり、バッフルプレート41のずれ(回転を含む)を防止することができる。
なお、リブ49を含む第2変形例においても、バッフルプレート41は、単一材料からなる一体成形部品である。
また、本実施形態では樹脂またはゴムによってのみ形成する構成を示したが、部分的に芯金を入れるようにしてもよい。

0033

1緩衝器、2シリンダ、3外筒、4リザーバ、5ピストン、6ピストンロッド、20中間筒、23接続管、24 開口、41バッフルプレート(隔壁部材)、42リップ(隔壁)、45 嵌合孔

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