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技術 作業機械の空調装置

出願人 コベルコ建機株式会社
発明者 小泉幸雄
出願日 2015年11月6日 (5年1ヶ月経過) 出願番号 2015-218674
公開日 2017年5月25日 (3年7ヶ月経過) 公開番号 2017-087896
状態 特許登録済
技術分野 建設機械の構成部品 車両用空気調和
主要キーワード メッシュカバー コントロールスタンド グラスウール製 運転作業 作業機器 作業装置側 作業指令 ブーム装置
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(2017年5月25日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

発熱しやすいコントロールバルブを効果的に冷却して、作業機械運転室作業環境を快適なものとする。

解決手段

本発明の作業機械2の空調装置1は、作業機器の運転室6内へ供給される冷却空気を生成する空調部15と、運転室6内であってオペレータの周囲に、冷却空気を導く第1のダクト16と、作業機器の油圧を制御するコントロールバルブ11が内蔵された運転室6のコントロールスタンド10内に、冷却空気を導く第2のダクト17と、を有することを特徴とする。

概要

背景

油圧を用いて動作するクレーンショベルなどの作業機械運転室には、その前面や側面などの周囲に大面積窓ガラスが設けられており、運転室内にはこれらの窓ガラスから太陽光が多く差し込む構成となっている。そのため、夏場は運転室内の室温が特に高くなり、搭乗しているオペレータ作業環境を悪化させ、運転席居住性の低下を招くことになる。

それゆえ、このような運転席の居住性の低下を防止できるように、これらの作業機械の運転席の周辺には、特許文献1や特許文献2に示されるような空調装置が設けられている。
例えば、特許文献1には、油圧ショベルなどの作業機械のダクト配設構造であって、運転室内に配置させた空調装置と、この空調装置で生成させた風、例えば冷風を導くダクトと、このダクトに接続され、運転シートに座ったオペレータに対して、ダクトによって導かれた冷風を吹き出す吹き出し口と、を備えたものが開示されている。このダクト配設構造の吹き出し口には、運転シートに座ったオペレータの上半身に向かって、ダクトによって導かれた冷風を吹き出す上半身用吹き出し口と、運転シートに座ったオペレータの膝下部分に向かって、ダクトによって導かれた冷風を吹き出す膝下用吹き出し口とがある。

また、特許文献2には、空調装置を備えた作業機械の技術が開示されている。この特許文献2の作業機械に設けられる空調装置は、キャブ内の前部であって作業装置側の側面部に配備されており、縦方向偏平形に形成し、空調装置本体(図示せず)を、樹脂成形の空調装置カバーで覆ったものとなっている。そして、この空調装置カバ一には、キャブ内空気を吸込む吸込口と、キャブ内上部に風を吹出可能な上部吹出口と、キャブ内下部に風を吹出可能な下部吹出口とが形成されている。

概要

発熱しやすいコントロールバルブを効果的に冷却して、作業機械の運転室の作業環境を快適なものとする。本発明の作業機械2の空調装置1は、作業機器の運転室6内へ供給される冷却空気を生成する空調部15と、運転室6内であってオペレータの周囲に、冷却空気を導く第1のダクト16と、作業機器の油圧を制御するコントロールバルブ11が内蔵された運転室6のコントロールスタンド10内に、冷却空気を導く第2のダクト17と、を有することを特徴とする。

目的

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、発熱しやすいコントロールバルブを直接的に且つ効果的に冷却して、作業機械の運転室の作業環境を快適なものとすることができる作業機械の空調装置を提供する

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

作業機器運転室内へ供給される冷却空気を生成する空調部と、前記運転室内であってオペレータの周囲に、前記冷却空気を導く第1のダクトと、前記作業機器の油圧を制御するコントロールバルブが内蔵された前記運転室コントロールスタンド内に、前記冷却空気を導く第2のダクトと、を有することを特徴とする作業機械空調装置

請求項2

前記コントロールスタンドは、前記運転室内に設けられた運転シート側方に配置されており、前記第2のダクトを通過した冷却空気が、前記コントロールスタンドに内蔵されたコントロールバルブの周囲に供給可能とされていることを特徴とする請求項1に記載の作業機械の空調装置。

請求項3

前記コントロールスタンドの内部には、断熱材を介して分断された2室が設けられており、前記2室の一方に、前記コントロールバルブが配備されていると共に前記第2のダクトが連通していることを特徴とする請求項2に記載の作業機械の空調装置。

請求項4

前記コントロールスタンドの外面には、前記第2のダクトを通じてコントロールスタンドの内部に導かれた冷却空気を、さらに前記運転シート側に吹き出す吹き出し口が設けられていることを特徴とする請求項2または3に記載の作業機械の空調装置。

技術分野

0001

本発明は、運転室内の空調を行なう作業機械空調装置に関する。

背景技術

0002

油圧を用いて動作するクレーンショベルなどの作業機械の運転室には、その前面や側面などの周囲に大面積窓ガラスが設けられており、運転室内にはこれらの窓ガラスから太陽光が多く差し込む構成となっている。そのため、夏場は運転室内の室温が特に高くなり、搭乗しているオペレータ作業環境を悪化させ、運転席居住性の低下を招くことになる。

0003

それゆえ、このような運転席の居住性の低下を防止できるように、これらの作業機械の運転席の周辺には、特許文献1や特許文献2に示されるような空調装置が設けられている。
例えば、特許文献1には、油圧ショベルなどの作業機械のダクト配設構造であって、運転室内に配置させた空調装置と、この空調装置で生成させた風、例えば冷風を導くダクトと、このダクトに接続され、運転シートに座ったオペレータに対して、ダクトによって導かれた冷風を吹き出す吹き出し口と、を備えたものが開示されている。このダクト配設構造の吹き出し口には、運転シートに座ったオペレータの上半身に向かって、ダクトによって導かれた冷風を吹き出す上半身用吹き出し口と、運転シートに座ったオペレータの膝下部分に向かって、ダクトによって導かれた冷風を吹き出す膝下用吹き出し口とがある。

0004

また、特許文献2には、空調装置を備えた作業機械の技術が開示されている。この特許文献2の作業機械に設けられる空調装置は、キャブ内の前部であって作業装置側の側面部に配備されており、縦方向偏平形に形成し、空調装置本体(図示せず)を、樹脂成形の空調装置カバーで覆ったものとなっている。そして、この空調装置カバ一には、キャブ内空気を吸込む吸込口と、キャブ内上部に風を吹出可能な上部吹出口と、キャブ内下部に風を吹出可能な下部吹出口とが形成されている。

先行技術

0005

特開2012−154022号公報
特開2007−245894号公報

発明が解決しようとする課題

0006

ところで、特許文献1の作業機械のダクト配設構造では、運転シートに座ったオペレータに対して、温度調節により冷却された風を上半身用吹き出し口と膝下用吹き出し口から吹き出して、運転シートの周囲の作業環境を快適なものとする構成となっている。また、特許文献2の空調装置でも、冷風を上部吹き出し口と下部吹き出し口の両方から吹き出させて快適な作業環境を実現している。

0007

しかし、運転室内の運転シートの両側には、作業機操作用コントロールスタンドが配備されており、このコントロールスタンド内には熱を発生するコントロールバルブが設けられている。
詳しくは、運転室には、油圧を切り換えるコントロールバルブと、コントロールバルブを操作するコントロールレバーと、が設けられている。これらのコントロールレバーはコントロールスタンドに配備されており、コントロールスタンドの内部にはコントロールレバーにより切り換えられるコントロールバルブが設けられている。クレーン作業を連続して行うと油圧に用いられる作動油油温は90℃近くまで上昇することもあり、高温の作動油が供給されているコントロールバルブの温度(表面温度)も上昇する。当然ながら、運転室内は冷却されているが、コントロールバルブを冷却できるほどではない。そうすると、高温になったコントロールスタンドにより運転シートに着座した作業者の脚部付近の温度も高くなり、作業者の作業環境、居住環境が悪化してしまう可能性がある。

0008

このような状況を改善しようと、特許文献1,2技術を採用し、コントロールスタンドの近傍に位置する使用者の脚部に、上述した膝下用吹き出し口から冷風を吹き付けても、オペレータの脚部に熱が伝わることは十分に抑制できず、作業環境の悪化を完全に防止することはできなかった。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、発熱しやすいコントロールバルブを直接的に且つ効果的に冷却して、作業機械の運転室の作業環境を快適なものとすることができる作業機械の空調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

0009

上記課題を解決するため、本発明の作業機械の空調装置は以下の技術的手段を講じている。
即ち、本発明の作業機械の空調装置は、作業機器の運転室内へ供給される冷却空気を生成する空調部と、前記運転室内であってオペレータの周囲に、前記冷却空気を導く第1のダクトと、前記作業機器の油圧を制御するコントロールバルブが内蔵された前記運転室のコントロールスタンド内に、前記冷却空気を導く第2のダクトと、を有することを特徴とする。

0010

なお、好ましくは、前記コントロールスタンドは、前記運転室内に設けられた運転シートの側方に配置されており、前記第2のダクトを通過した冷却空気が、前記コントロールスタンドに内蔵されたコントロールバルブの周囲に供給可能とされているとよい。
なお、好ましくは、前記コントロールスタンドの内部には、断熱材を介して分断された2室が設けられており、前記2室の一方に、前記コントロールバルブが配備されていると共に前記第2のダクトが連通しているとよい。

0011

なお、好ましくは、前記コントロールスタンドの外面には、前記第2のダクトを通じてコントロールスタンドの内部に導かれた冷却空気を、さらに前記運転シート側に吹き出す吹き出し口が設けられているとよい。

発明の効果

0012

本発明の作業機械の空調装置によれば、発熱しやすいコントロールバルブを効果的に冷却して、作業機械の運転室の作業環境を快適なものとすることができる。

図面の簡単な説明

0013

本発明の空調装置が設けられる作業機械を示した図である。
第1実施形態の空調装置の平面図である。
第1実施形態の空調装置の正面図である。
第1実施形態の空調装置の右側面図である。
第2実施形態の空調装置の正面図である。
第2実施形態の空調装置の右側面図である。

実施例

0014

[第1実施形態]
以下、本発明の空調装置1の実施形態を、図面に基づき詳しく説明する。
まず、本発明の空調装置1が設けられた作業機械2について説明する。
図1は、第1実施形態の空調装置1が設けられる作業機械2を模式的に示したものである。

0015

図1に示すように、第1実施形態の空調装置1が設けられる作業機械2は、例えば、長尺ブームを備えたクローラ・クレーンであって、クローラによって路面などを走行可能とされた下部走行体3と、下部走行体3の上部に配備されて、上下方向を向く軸回り旋回自在とされた上部旋回体4と、を備えている。上部旋回体4の前側には、先端側にワイヤを用いて積み荷を吊下可能とするブーム装置5が設けられている。また、上部旋回体4の前側には、ブーム装置5のやや後方に、作業者Uが搭乗してブーム装置5に対する作業指令を行う運転室6が設けられている。この運転室6は、自走可能な作業機械2の場合には、作業者Uが乗り込んで作業機械2を路面などで走行させる用途(運転室としての用途)にも使用される。

0016

運転室6よりもさらに後方の上部旋回体4には、ブーム装置5を用いた吊下作業において積み荷との間にバランスを取るためのカウンタウェイト7が備えられている。
なお、以降の説明において、運転シート8に着座した作業者Uから見た方向を、空調装置1及び作業機械2を説明する際の方向とする。これらの方向については、適宜図中に示している。

0017

図2に示すように、上述した運転室6の中央には、作業者Uが前方を向いて着座可能な運転シート8が配備されている。運転シート8の前後左右上下はいずれも壁面で囲まれており、運転室6は外部とは隔離された空間を形成している。また、運転シート8の前側、上側及び左右両側の運転室6の壁面には、クレーン作業時や運転時に作業者Uが良好な視野を確保できるように、大きな面積を備えたガラス窓9が設けられており、さらに運転室6を囲む壁面には作業者Uが運転室6内に入室するためのドアが設けられている。

0018

運転室6における運転シート8の左側と右側には、作業機械2の油圧を制御するためのコントロールスタンド10が設けられている。本実施形態の作業機械2の場合、運転シート8の左側のコントロールスタンド10Lは、右側のコントロールスタンド10Rよりも前方に位置している。つまり、左側のコントロールスタンド10Lは作業者Uの左脚部のやや左前方に位置しており、右側のコントロールスタンド10Rは作業者Uの右脚部の側方に位置している。

0019

各コントロールスタンド10L、10Rは、上下方向に延びる筺状の部材であり、内部には作業機械2の油圧を調整するコントロールバルブ11が配備されている。また、このコントロールバルブ11には、コントロールバルブ11のバルブ操作を可能とするコントロールレバー12が取り付けられている。このコントロールレバー12は上下方向に沿って伸びており、コントロールレバー12の上端側はコントロールスタンド10の上方に突出している。つまり、本実施形態の作業機械2では、このコントロールスタンド10の上方に突出したコントロールレバー12の上端を所定の方向に揺動させることで、コントロールバルブ11のバルブ開閉し、油圧を用いて作業機械2のクレーン作業や運転作業を行うことが可能となっている。

0020

運転室6における運転シート8の後側には、上下方向に沿って垂直に切り立ったリアカバー13が配置されている。このリアカバー13は、運転室6の内部を前後に仕切るものであり、リアカバー13の後方に格納スペース14を形成可能となっている。この格納スペース14の内部には、運転室6内の空気を冷却して供給可能な空調部15が設けられている。

0021

空調部15は、運転室6内または運転室6外の空気を吸気して、吸気した空気を冷却し、冷却された冷却空気をダクトを介して運転室6内に供給可能となっている。
ダクトは、上述した空調部15で冷却された冷却空気を運転室6内に導くものである。本実施形態のダクトには、冷却空気を作業者Uの周囲に供給する第1のダクト16と、冷却空気を上述したコントロールスタンド10の内部に導く第2のダクト17とがあり、第1のダクト16に加えて第2のダクト17を備えることが本発明の空調装置1の特徴となっている。

0022

図3に示すように、リアカバー13の上側には通風口18が設けられており、上述した第1のダクト16は格納スペース14の空調部15と通風口18との間を結ぶように配備されている。この通風口18は、運転シート8の左側上方と右側上方とにそれぞれ形成されており、運転シート8に着座した作業者Uの両片の上方から冷却空気を供給できるようになっている。これらの通風口18には、冷却空気の流通を妨げることなく、第1のダクト16内にゴミが落下することを防止するメッシュカバーが取り付けられており、また冷却空気からダストなどを除去するフィルタが適宜配備されている。

0023

ところで、「発明が解決しようとする課題」で精説したように、運転シート8の左右両側に設けられるコントロールスタンド10内のコントロールバルブ11からの熱により、作業者Uの作業環境が劣悪なものとなってしまうことが否めない。
そのため、従来の作業機械2では、上述した第1のダクト16の冷却空気を運転室6側に供給して、作業者Uの作業環境を良好にしようとしている。しかし、第1のダクト16の冷却空気は作業者Uの周囲に供給されるものの、特に熱くなるコントロールバルブ11を冷却するものではなく、コントロールバルブ11は依然として高温のままとなる。そのため、第1のダクト16の冷却空気を運転室6側に供給しても、作業者Uの脚部付近の温度は高いままとなり、作業者Uの作業環境を十分に改善できるものとはなっていなかった。

0024

そこで、本発明の作業機械2の空調装置1では、作業機器の油圧を制御するコントロールバルブ11が内蔵された運転室6のコントロールスタンド10内に、冷却空気を直接導いて、高温となりやすいコントロールバルブ11を直接冷却できるようにしている。つまり、本発明の作業機械2の空調装置1は、空調部15とコントロールスタンド10との間に第2のダクト17を設けておいて、空調部15で冷却された冷却空気を2つに分け、一方を第1のダクト16を介して運転室6内に、また他方を第2のダクト17を介して直接コントロールスタンド10内に送って、高温となりやすいコントロールバルブ11を重点的に冷却できるようにしている。

0025

このようにすれば、第2のダクト17を通過した冷却空気により、第2のダクト17を通過した冷却空気がコントロールスタンド10に内蔵されたコントロールバルブ11の周囲に供給され、冷却空気によってコントロールバルブ11が直接冷却されるので、コントロールバルブ11が高温になることが抑えられ、作業者Uの作業環境を確実に改善できるようにしている。

0026

次に、本発明の特徴である第2のダクト17について説明する。
図3及び図4に示すように、第1実施形態の空調装置1に用いられる第2のダクト17は、空調部15で冷却された冷却空気を、コントロールスタンド10内に供給する構成とされている。具体的には、この第2のダクト17は左右にそれぞれ設けられており、左側の第2のダクト17は空調部15から運転シート8の後方を通って運転シート8の左側に位置するコントロールスタンド10に冷却空気を送っている。

0027

また、右側の第2のダクト17は空調部15から前方に伸びて運転シート8の右側に位置するコントロールスタンド10に冷却空気が送る構成となっている。また、これら左右一対の第2のダクト17は、いずれも運転室6の床面近くに配備されており、作業や運転の邪魔にならないように作業者Uの足元を通って前後に伸びる構成となっている。
上述したコントロールスタンド10の下側には、第2のダクト17の冷却空気を供給する空気供給口19が形成されており、この空気供給口19から第2のダクト17の冷却空気がコントロールスタンド10の内部に供給されている。本実施形態では、コントロールスタンド10の内部における上側に、油圧配管を切り換えるコントロールバルブ11が配備されており、コントロールスタンド10の下側から供給された冷却空気を上側のコントロールバルブ11の近傍に導いて、コントロールバルブ11を冷却する構成となっている。

0028

このようにしてコントロールバルブ11の冷却に用いられた冷却空気は、コントロールスタンド10の底面に形成された排気部20から、運転室6の室外排気可能となっている。そのため、コントロールバルブ11を冷却することで暖かくなった冷却空気が運転室6内に戻ることで、運転室6内の作業環境が悪化する心配はない。
なお、本実施形態のコントロールスタンド10には、作業者U側を向く側面に、断熱板21(断熱材)が設けられている。この断熱板21は、コントロールバルブ11と運転シート8(正確には、運転シート8に着する作業者Uの脚部)との間に配備されていて、運転シート8に着する作業者Uの脚部にコントロールバルブ11の熱が直接伝わらないようになっている。このような断熱板21を設ければ、昨今の酷暑日や猛暑日のように空調部15が処理能力ぎりぎりまで冷房を行ってもコントロールスタンド10の温度が十分に下がらないような場合であっても、断熱板21がコントロールスタンド10からの熱を遮断するため、運転室6内の作業環境がそれほど悪化する心配はない。

0029

また、上述した第2のダクト17を用いてコントロールバルブ11を冷却する必要があるのは、運転室6内を冷却しなくてはならないような夏場の作業環境、あるいは砂漠などのように常時高温となる使用環境においてのみである。むしろ運転室6を暖房しなくてはならないような冬場の使用環境や寒冷な地域での使用環境は含まれていない。そのため、上述した第2のダクト17を開閉自在に構成しておいて、夏場のみ第2のダクト17を開とし、冬場は第2のダクト17を閉としても良い。
[第2実施形態]
次に、本発明の空調装置1の第2実施形態について説明する。

0030

図5及び図6に示すように、第2実施形態の空調装置1は、上述したコントロールスタンド10の内部が、断熱板21(断熱材)を介して2室に分断されている。具体的には、第2実施形態の空調装置1に設けられる断熱板21は、コントロールスタンド10の内部における左右方向の中途側に起立するように配備されており、コントロールスタンド10の内部の空間を左右方向に区分するようになっている。

0031

この断熱板21により仕切られたコントロールスタンド10の内部の2室は、作業者U側に近い側が「内室22」、断熱板21よりも外側、つまり作業者U側から遠い側が「外室23」となっている。そして、内外2室のうち、一方の室(外室23)、つまり運転シート8に着座した作業者U側から見て断熱板21のさらに外側の室に上述したコントロールバルブ11が配備されている。

0032

また、第2のダクト17のコントロールスタンド10の端部は、2つに分岐されており、分岐された一方の端部が内室22に連通し、また分岐されたもう一方の端部(他方の端部)が外室23に連通していて、第2のダクト17を介して送られてきた冷却空気を内外2室の双方に供給する構成となっている。
さらに、コントロールスタンド10の外面には、第2のダクト17を通じてコントロールスタンド10の内部(内室22)に導かれた冷却空気を、運転シート8側に吹き出す吹き出し口24が設けられている。

0033

上述した第2実施形態の空調装置1では、2つに分岐された他方の第2のダクト17を通じて供給される冷却空気によって外室23に配備されたコントロールバルブ11が直接冷却される。そのため、コントロールバルブ11が高温となって作業者Uの脚部付近の温度を高くする心配がなく、作業者Uの作業環境の劣化を確実に防止することが可能となる。このようにしてコントロールバルブ11を冷却した空気は、外室23の底部に形成された排気部20から運転室6の外部に排気されるため、コントロールバルブ11の冷却で暖かくなった空気が運転室6内に戻って、作業者Uの作業環境を悪くすることはない。

0034

また、一方の第2のダクト17を通じて供給された冷却空気は内室22に流れ込むが、このとき断熱板21により内室22と外室23とは熱的に隔離されているため、外室23のコントロールバルブ11の熱が内室22に伝わることはなく、内室22の冷却空気は十分に冷やされた状態を維持する。そして、このように冷やされた内室22の冷却空気が吹き出し口24から運転シート8側に吹き出し、運転シート8に着座した作業者Uの脚部を確実に冷却する。そのため、コントロールバルブ11の熱が作業者Uの脚部に伝わって、作業者Uの作業環境の劣化を確実に防止することが可能となる。

0035

なお、断熱板(断熱材)としては、ポリスチレンフォーム製やウレタンフォーム製等の樹脂製、不織布やセルロースファイバー等の繊維製、グラスウール製ロックウール製等の鉱物製等が用いられる。
また、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件操業条件、各種パラメータ構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。

0036

1空調装置
2作業機械
3下部走行体
4上部旋回体
5ブーム装置
6運転室
7カウンタウェイト
8運転シート
9ガラス窓
10コントロールスタンド
10L 左側のコントロールスタンド
10R 右側のコントロールスタンド
11コントロールバルブ
12コントロールレバー
13リアカバー
14格納スペース
15 空調部
16 第1のダクト
17 第2のダクト
18通風口
19空気供給口
20排気部
21断熱板
22内室
23外室
24 吹き出し口
U 作業者

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