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技術 オイルミスト回収構造

出願人 ダイハツ工業株式会社
発明者 井上拓磨山本晃大
出願日 2015年1月19日 (4年5ヶ月経過) 出願番号 2015-007622
公開日 2016年7月25日 (2年11ヶ月経過) 公開番号 2016-132058
状態 特許登録済
技術分野 工作機械の補助装置
主要キーワード ワーク保持体 回収構造 加工個所 ガントリーローダ クーラント装置 加工室内 メインダクト 走行台
関連する未来課題
重要な関連分野

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課題

複数の工作機械が配列されている場合であっても、オイルミストコレクタの大型化を招くことなく各工作機械におけるオイルミスト回収できるようにする。

解決手段

オイルミスト回収構造は、加工室内で生じるオイルミストを吸引するオイルミストコレクタ5と、このオイルミストコレクタ5と加工室とを連通するダクト24とを備える。ダクト24は、クーラント装置5における17にクーラントCが流通することでオイルミストコレクタと加工室との連通が遮断されるように、この樋17に接続される。

概要

背景

近年、生産性を向上させるために、工作機械における主軸の高回転、高出力化が進められている。この主軸の高回転、高出力化に伴って、工作機械では、切削油(以下「クーラント」という)を工具とワークの加工領域に噴射して工具を冷却するようにしたものが一般的になっている。

クーラントの供給方式としては、工作機械自体にクーラントタンクを設けてクーラントをポンプにより吸引して加工個所に供給し、この加工個所に供給されたクーラントをクーラントタンクに回収して循環して使用する方式(個別クーラント供給方式)がある。また、工場等の加工ラインに配列される複数台の工作機械に対して、集中クーラントタンクを備える集中クーラント装置によりそれぞれの加工個所に並列的にクーラントを供給して循環して使用する方式(集中クーラント供給方式)もある。

加工中の工作機械では、クーラントは高速で回転する工具によって弾かれ、ミスト状(以下「オイルミスト」という)となって周囲に飛散する。このようなオイルミストの飛散による工場内の環境汚染を防止するために、通常、工作機械はケーシング等によって構成される加工室内でワークの加工を行う。

加工後にワークが工作機械から搬出される際には、加工室の一部が解放されることになる。この場合において、オイルミストが加工室外に流出することを防止するために、加工室内のオイルミストは、オイルミストコレクタによって吸引・除去される。下記の特許文献1には、オイルミストコレクタとして、排気ダクトを介して工作機械に接続されるとともに、オイルミストを吸引する吸引ファンと、吸引したオイルミストを除去するフィルタとを備えたものが開示されている。排気ダクトは、複数の工作機械に接続されており、これによって、オイルミストコレクタは複数の工作機械に係るオイルミストを同時に吸引できる。

概要

複数の工作機械が配列されている場合であっても、オイルミストコレクタの大型化を招くことなく各工作機械におけるオイルミストを回収できるようにする。オイルミスト回収構造は、加工室内で生じるオイルミストを吸引するオイルミストコレクタ5と、このオイルミストコレクタ5と加工室とを連通するダクト24とを備える。ダクト24は、クーラント装置5における17にクーラントCが流通することでオイルミストコレクタと加工室との連通が遮断されるように、この樋17に接続される。

目的

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、複数の工作機械が配列されている場合であっても、オイルミストコレクタの大型化を招くことなく各工作機械におけるオイルミストの回収が可能なオイルミスト回収構造を提供する

効果

実績

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請求項1

クーラント装置から加工室内工作機械に供給されるクーラントに起因するオイルミスト回収するためのオイルミスト回収構造において、前記クーラント装置は、前記加工室内に供給した前記クーラントを回収すべく前記加工室に接続される筒状のを有しており、前記加工室内で生じる前記オイルミストを吸引するオイルミストコレクタと、前記オイルミストコレクタと前記加工室とを連通するダクトと、を備え、前記ダクトは、前記樋に前記クーラントが流通することで前記オイルミストコレクタと前記加工室との連通が遮断されるように、前記樋に接続されることを特徴とするオイルミスト回収構造。

技術分野

0001

本発明は、工作機械に供給されるクーラントに起因するオイルミスト回収するためのオイルミスト回収構造に関する。

背景技術

0002

近年、生産性を向上させるために、工作機械における主軸の高回転、高出力化が進められている。この主軸の高回転、高出力化に伴って、工作機械では、切削油(以下「クーラント」という)を工具とワークの加工領域に噴射して工具を冷却するようにしたものが一般的になっている。

0003

クーラントの供給方式としては、工作機械自体にクーラントタンクを設けてクーラントをポンプにより吸引して加工個所に供給し、この加工個所に供給されたクーラントをクーラントタンクに回収して循環して使用する方式(個別クーラント供給方式)がある。また、工場等の加工ラインに配列される複数台の工作機械に対して、集中クーラントタンクを備える集中クーラント装置によりそれぞれの加工個所に並列的にクーラントを供給して循環して使用する方式(集中クーラント供給方式)もある。

0004

加工中の工作機械では、クーラントは高速で回転する工具によって弾かれ、ミスト状(以下「オイルミスト」という)となって周囲に飛散する。このようなオイルミストの飛散による工場内の環境汚染を防止するために、通常、工作機械はケーシング等によって構成される加工室内でワークの加工を行う。

0005

加工後にワークが工作機械から搬出される際には、加工室の一部が解放されることになる。この場合において、オイルミストが加工室外に流出することを防止するために、加工室内のオイルミストは、オイルミストコレクタによって吸引・除去される。下記の特許文献1には、オイルミストコレクタとして、排気ダクトを介して工作機械に接続されるとともに、オイルミストを吸引する吸引ファンと、吸引したオイルミストを除去するフィルタとを備えたものが開示されている。排気ダクトは、複数の工作機械に接続されており、これによって、オイルミストコレクタは複数の工作機械に係るオイルミストを同時に吸引できる。

先行技術

0006

特開2012−76006号公報

発明が解決しようとする課題

0007

複数の工作機械に係るオイルミストを同時に吸引することが可能なオイルミストコレクタは、工作機械の数が増加する程、吸引ファン及びフィルタを大型化させる必要があり、これによって設備コストが嵩んでしまうという問題がある。また、複数の工作機械に対して個別にオイルミストコレクタを設け、各オイルミストコレクタを介して工作機械ごとにオイルミストを吸引することも考えられるが、これでは工作機械と同数のオイルミストコレクタが必要となってしまい、設備コストの問題を解消できない。

0008

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、複数の工作機械が配列されている場合であっても、オイルミストコレクタの大型化を招くことなく各工作機械におけるオイルミストの回収が可能なオイルミスト回収構造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

0009

本発明は上記の課題を解決するためのものであって、クーラント装置から加工室内の工作機械に供給されるクーラントに起因するオイルミストを回収するためのオイルミスト回収構造において、前記クーラント装置は、前記加工室内に供給した前記クーラントを回収すべく前記加工室に接続される筒状のを有しており、前記加工室内に生じる前記オイルミストを吸引するオイルミストコレクタと、前記オイルミストコレクタと前記加工室とを連通するダクトと、を備え、前記ダクトは、前記樋に前記クーラントが流通することで前記オイルミストコレクタと前記加工室との連通が遮断されるように、前記樋に接続されることを特徴とする。

0010

かかる構成によれば、クーラント装置における樋にダクトを接続し、クーラントを樋に流通させてオイルミストコレクタと加工室との連通を遮断することにより、複数の工作機械のうち、特定の工作機械におけるオイルミストの吸引を行うことが可能になる。

0011

例えば、複数の工作機械のうち、1台の工作機械に対してクーラントの供給を停止し、残りの工作機械に対してクーラントを供給し続けるようにすれば、クーラントの供給を停止したものは、樋を流通するクーラントがなくなることで、加工室とオイルコレクタのダクトとが連通し、残りの工作機械は、樋にクーラントが流れ続けることで、この連通が遮断されることになる。

0012

したがって、クーラントの供給を停止した工作機械のみに対してオイルミストの吸引を行うことができる。クーラントを供給し続ける工作機械については、クーラントの樋への流通によってオイルミストコレクタと加工室との連通が遮断されるため、オイルミストの吸引は行われない。

0013

すなわち、オイルミストコレクタは、1台の工作機械に対応可能な吸引能力のものであればよく、工作機械の数に応じてオイルミストコレクタを大型化させる必要はなくなる。これにより、本発明では、従来のように複数の工作機械におけるオイルミストを同時に吸引する場合と比較して、より小型のオイルミストコレクタを使用することが可能になり、これによって設備コストを可及的に低減することが可能になる。

発明の効果

0014

本発明によれば、複数の工作機械が配列されている場合であっても、オイルミストコレクタの大型化を招くことなく各工作機械におけるオイルミストの回収が可能になる。

図面の簡単な説明

0015

本発明に係るオイルミスト回収構造を含む加工ラインの概要を示す斜視図である。
本発明に係るオイルミスト回収構造を含む加工ラインの概要を示す平面図である。
オイルミストコレクタとクーラント装置の樋とをダクトで接続する接続構造を示す断面図である。(a)図は、クーラントが樋を流通している状態を示し、(b)図は、クーラントが樋を流通していない状態を示す。

実施例

0016

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。図1及び図2は、本発明に係るオイルミスト回収構造を含む、工場の加工ライン1を示し、図3は、オイルミスト回収構造の要部における断面図を示す。

0017

図1から図3に示すように、加工ライン1は、ワークWの加工を行う複数の工作機械2(2A〜2E)と、各工作機械2A〜2EにクーラントCを供給するクーラント装置3と、ワークWを搬送する搬送装置4(図2参照)と、工作機械2(2A〜2E)によるワークWの加工時に生じるオイルミストを回収するオイルミストコレクタ5とを主に備える。なお、図1においては搬送装置4の表示を省略している。

0018

本実施形態では、工作機械2(2A〜2E)として複数(例えば5台)のマシニングセンタを例示する。各工作機械2A〜2Eは、ケーシング6に収容されており、このケーシング6によって構成される加工室内でワークWに対して各種の加工を行う。ケーシング6の上部には、ワークWを加工室内に搬入し、または加工室から搬出するための開口部が設けられており、この開口部には、開閉自在な扉7が設けられている。

0019

クーラント装置3には、集中クーラント供給方式(集中クーラント装置)が採用されている。クーラント装置3は、クーラントCを工作機械2(2A〜2E)に供給する供給部8と、加工室で使用されたクーラントCを回収する回収部9と、クーラントCを収容するクーラントタンク10と、クーラントタンク10内のクーラントCを加工室に圧送するためのポンプ11と、このクーラント装置3に係る各種の制御を行う制御盤(制御部)12とを備える。

0020

供給部8は、クーラントタンク10に収容されるクーラントCを加工室に供給するための供給配管13と、この供給配管13に設けられる電磁開閉弁14と、加工室内でワークWの加工箇所に向かってクーラントCを吐出するノズル15とを有する。

0021

供給配管13は、ポンプ11に接続される本管13aと、この本管13aから分岐するとともに各工作機械2A〜2Eへと延びる分岐管13bとを含む。供給配管13は、ポンプ11によって圧送されるクーラントCを、本管13aから分岐管13bへと流通させることで各工作機械2A〜2Eに供給する。

0022

電磁開閉弁14は、図2に示すように、供給配管13における分岐管13bの中途部に設けられている。この電磁開閉弁14は、制御盤12によって所定のタイミングで開閉するように制御される。

0023

ノズル15は、図3(a)(b)に示すように、供給配管13における分岐管13bの末端部に取り付けられ、加工室内に配置されている。ノズル15は、工作機械2(2A〜2E)のテーブル2aに設置されるワークWの近傍に位置し、この位置からワークWに向かってクーラントCを噴射する。

0024

回収部9は、使用済みのクーラントCを受ける受け部16と、受け部16に入ったクーラントCをクーラントタンク10へと案内する樋17とを備える。受け部16は、図3(a)(b)に示すように、工作機械2(2A〜2E)における加工室の下部に配置されている。この受け部16は、ノズル15から吐出されて使用済みとなったクーラントCを受けるように、工作機械2(2A〜2E)のテーブル2aの下方に位置する。

0025

樋17は、筒状に構成されるとともに、その一端部が受け部16に繋がり、その他端部がクーラントタンク10に接続されたものである。樋17は加工室からクーラントタンク10に向かうにつれて徐々に下方に傾斜するように構成されており、この傾斜によって受け部16が受けたクーラントCをクーラントタンク10へと案内する。

0026

クーラントタンク10は、一列に配置された複数の工作機械2(2A〜2E)の近傍に配置されており、工作機械2(2A〜2E)の列の方向に沿って長い長尺状に構成される。クーラントタンク10としては、回収部9を介して収容したクーラントCをろ過した後に、供給部8を介して再び加工室へと供給させる、循環型のものが使用される。

0027

ポンプ11は、クーラントタンク10に接続されており、制御盤12による制御によって、クーラントタンク10に収容されているクーラントCを、供給部8の供給配管13を介して工作機械2(2A〜2E)に向けて圧送する。

0028

制御盤12は、クーラントCを所定のタイミングで工作機械2(2A〜2E)に供給するためにポンプ11及び電磁開閉弁14の駆動制御を行う。制御盤12は、演算部(CPU)及び記憶部(RAM、ROM)を備える。演算部は、記憶部に記憶される各種のプログラム演算処理することにより所定の制御を行う。記憶部には、例えば、ポンプ11や供給部8の電磁開閉弁14を駆動制御するための制御プログラムが記憶されている。

0029

なお、クーラント装置3は、工作機械2(2A〜2E)によるワークWの加工によって生じた加工屑収集して排出する排出装置(図示せず)をさらに備える。この排出装置によって、加工屑とクーラントCとが分離され、加工屑のみが排出されることになる。

0030

搬送装置4は、工作機械2(2A〜2E)に対するワークWの搬入・搬出や工作機械2(2A〜2E)間にわたるワークWの移送を行う。本実施形態では、搬送装置4としてガントリーローダが使用される。搬送装置4は、図2に示すように、加工ライン1に沿って設けられる搬送レール18と、この搬送レール18を走行する走行台19と、走行台19に昇降可能に支持されるとともに、ワークWを把持可能なワーク把持体20とを備える。

0031

搬送レール18は、工作機械4の上方に配置されている。この搬送レール18は、加工ライン1に沿って間隔をおいて設けられる支柱21によって支持されている。走行台19は、搬送レール18を走行可能なローラ(図示せず)と、ワーク把持体20を昇降させる昇降機構(図示せず)とを備える。ワーク把持体20としては、例えばクランプ等の把持手段が用いられる。

0032

オイルミストコレクタ5は、オイルミストを除去するフィルタ22と、オイルミストを吸引するための吸引ファン23とを備える。吸引ファン23は、モータによって回転駆動されることで、加工室のオイルミストを吸引し、フィルタ22に通過させる。オイルミストコレクタ5は、フィルタ22によってオイルミストを吸着除去するとともに、これによって浄化した空気を吸引ファン23から排出する。

0033

オイルミストコレクタ5は、ダクト24を介して工作機械2(2A〜2E)の加工室と連通している。このダクト24は、図1図2に示すように、メインダクト24aと、このメインダクト24aから分岐する分岐ダクト24bとを含む。メインダクト24aは、水平方向(横方向)に沿って長い長尺状に構成されている。メインダクト24aは、オイルミストコレクタ5に接続されており、分岐ダクト24bを通じて吸引されたオイルミストを集約してオイルミストコレクタ5に案内する。

0034

分岐ダクト24bは、図1に示すように、上下方向に沿って長い長尺状に構成される。分岐ダクト24bの一端部(上端部)は、メインダクト24aの中途部に接続されている。分岐ダクト24bの他端部(下端部)は、回収部9における樋17の中途部に接続されている。具体的には、分岐ダクト24bの下端部は、樋17の下流側の部分で、かつその上面側の部分17aに接続されている。

0035

以下、上記構成の加工ライン1におけるワークWの加工方法、及びオイルミストコレクタ5によるオイルミストの回収(排出)方法について説明する。ここでは、複数の工作機械2(2A〜2E)が、それぞれ異なる加工をワークWに施すものとして説明する。

0036

まず、搬送装置4によってワークWが搬送され、加工ライン1の最も上流側に位置する工作機械2Aの加工室内に搬入される。搬送装置4は、ワーク把持体20によってワークWを把持した状態で、走行台19を搬送レール18上で走行させて、工作機械2Aの上方位置に移動させる。ワークWが工作機械2Aの上方位置に到達すると、工作機械2Aにおけるケーシング6の扉7が開き、その後、ワーク把持体20に把持されたワークWが下降して開口部から加工室内へと入る。

0037

さらに、ワークWが工作機械2Aのテーブル2aに設置されると、ワーク把持体20がワークWから離れて上昇し、加工室外へと退出する。ワーク把持体20が加工室から出ると扉7が開口部を閉じる。その後、工作機械2AによるワークWの加工が開始される。加工中は、図3(a)に示すように、ワークWの加工箇所に対してクーラント装置3のノズル15からクーラントCが供給される。ワークWの加工箇所に供給されたクーラントCは、その後、クーラント装置3の回収部9における受け部16に向かって落下する。受け部16に入ったクーラントCは、樋17を伝ってクーラントタンク10に向かって流れる。

0038

このとき、図3(a)に示すように、樋17の上流側の部分は、樋17を流れ続けるクーラントCによって閉塞される。このように樋17がクーラントCによって閉塞されてしまうと、加工室とオイルミストコレクタ5との間の連通が遮断される。この状態では、加工室内のオイルミストが樋17を通過しない。オイルミストコレクタ5は、吸引ファン23を常時動作させているが、この状態では、加工室内に存在するオイルミストを吸引することはない。

0039

加工が終了すると、工作機械2Aが停止し、この工作機械2Aに対応する電磁開閉弁14が閉じてクーラントCの供給も停止する。この状態で、加工室内に残存するクーラントCは、受け部16及び樋17を通じてクーラントタンク10に流れ込む。樋17を流れるクーラントCが少なくなると、このクーラントCによる樋17の閉塞が解除される。

0040

これによって、加工室とオイルミストコレクタ5とが連通する。加工室との連通が確立した時点で、オイルミストコレクタ5によるオイルミストの吸引が開始する。オイルミストコレクタ5は、図3(b)に示すように使用済みのクーラントCがクーラントタンク10に回収された後でも、オイルミストの吸引を続ける。このとき、他の工作機械2B〜2Eについては、稼働の有無にかかわらず、クーラントCが供給されている。

0041

オイルミストコレクタ5によるオイルミストの吸引が完了すると、ワークWは次の工作機械2Bへと移送される。すなわち、工作機械2Aのケーシング6における扉7が再び開き、搬送装置4のワーク把持体20がその加工室内に入り、ワークWを把持して室外へと搬出する。

0042

次に、搬送装置4は、走行台19を次の工作機械2Bの上方位置に移動させ、ワーク把持体20を下降させてこの工作機械2Bの加工室内にワークWを搬入する。その後、この工作機械BによるワークWの加工が開始される。この場合においても工作機械2Aの場合と同様に、加工終了後にクーラントCの供給が停止し、クーラントCによる樋17の閉塞が解除され、この工作機械2Bにおけるオイルミストの吸引が行なわれる。このとき、クーラント装置3は、他の工作機械2A,2C〜2EにクーラントCを供給し続ける。

0043

オイルミストの吸引が完了すると、この工作機械2Bにおけるケーシング6の扉7が開き、搬送装置4のワーク保持体20は、ワークWを加工室外へと搬出して次の工作機械2Cへと移送するとともに、その加工室に搬入する。その後、工作機械2CにおけるワークWの加工、オイルミストの吸引、及びワークの搬出等の工程が実施される。オイルミストの吸引の際には、工作機械2CにおけるクーラントCの供給が停止し、他の工作機械2A,2B,2D,2Eに対してクーラントCが供給される。

0044

工作機械2Cにおいて加工されたワークWは、工作機械2D、工作機械2Eによって所定の加工を施され、所定形状の部品となって次工程へと移される。

0045

上述したように、クーラントCを樋17に流して閉塞させることにより、複数の工作機械2(2A〜2E)のうち、特定の工作機械2に対してオイルミストを吸引し、残りの工作機械2については、オイルミストを吸引しないようにすることが可能になる。したがって、オイルミストコレクタ5は、1台の工作機械2に応じた吸引能力のものを用意すればよく、工作機械2(2A〜2E)の数に応じて大型化させる必要はなくなる。

0046

以上によれば、本発明では、従来のように複数の工作機械に係るオイルミストを同時に吸引する場合と比較して、より小型のオイルミストコレクタ5を使用することが可能になり、これによって設備コストを可及的に低減することが可能になる。

0047

なお、本発明によらずに、複数の工作機械2のオイルミストを吸引するには、例えば、分岐ダクト24bの端部をケーシング6における開口部の近傍に配置し、この分岐ダクト24bの中途部に開閉弁を設け、開口部の扉7が開いた時に、この開閉弁を開くことで、特定の工作機械2に係るオイルミストを吸引するという方法が考えられる。しかしながら、この方法では、開閉弁と扉7との開閉の同期制御が必要となり、設備が複雑化するという問題がある。

0048

これに対し、本発明では、クーラントCが樋17を流通することを利用して特定の工作機械2に係るオイルミストを吸引していることから、上記のような設備の複雑化を招くこともない。

0049

なお、本発明に係るオイルミストの回収構造は、上記実施形態の構成に限定されるものではない。また、本発明に係るオイルミストの回収構造は、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明に係るオイルミストの回収構造は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

0050

上記の実施形態では、集中クーラント供給方式によるクーラント装置3を例示したが、これに限らず、個別クーラント供給方式によるものであっても本発明を適用できる。

0051

上記の実施形態では、工作機械2(2A〜2E)としてマシニングセンタを例示したが、これに限定されず、NC旋盤研削盤その他の各種工作機械に本発明を適用できる。

0052

上記の実施形態では、搬送装置4としてガントリーローダを例示したが、これに限定されず、他の各種搬送装置を使用してもよい。

0053

上記の実施形態では、複数の工作機械2(2A〜2E)のそれぞれがワークWに対して異なる加工を施す場合におけるオイルミストの吸引方法を例示したが、これに限定されず、複数の工作機械2(2A〜2E)の全てが同じ加工をワークWに施すようにしてもよい。この場合は、加工が先に終了した工作機械2へのクーラントCの供給を停止し、残りの工作機械2にクーラントCを供給し続ければよい。また、複数の工作機械2の全てが同時に加工を終了する場合であっても、特定の工作機械2に対してクーラントCの供給を停止させ、残りの工作機械2に対してクーラントCを供給させ続けるようにすればよい。

0054

上記の実施形態では、複数の工作機械2(2A〜2E)のうち、1台の工作機械2のみに対してクーラントCの供給を停止し、オイルミストの吸引を行う例を示したが、これに限定されない。クーラントCの供給を停止させる対象(オイルミストの吸引の対象)となる工作機械2の数は、オイルミストコレクタ5の吸引能力に応じて、2以上に設定することも可能である。

0055

1加工ライン
2工作機械
3クーラント装置
5オイルミストコレクタ
17樋
24ダクト
C クーラント

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