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技術 非接触式送電装置の設置方法

出願人 トヨタ自動車株式会社
発明者 中村達山口宜久古池剛
出願日 2016年1月12日 (5年1ヶ月経過) 出願番号 2016-003575
公開日 2017年7月20日 (3年7ヶ月経過) 公開番号 2017-124671
状態 特許登録済
技術分野 車両の電気的な推進・制動 電池等の充放電回路 電車への給配電 電磁波による給配電方式
主要キーワード 位置決めライン 位置決めシート 本スペーサ 調整用スペーサ 推奨位置 基準レーザー 車輪接地面 委託業者
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重要な関連分野

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図面 (10)

課題

車両に搭載された非接触式受電装置電力を供給する非接触式送電装置を当該車両の停車スペース低コストで精度よく設置可能にする。

解決手段

非接触式送電装置20を停車スペースSSに設置する際には、停車スペースSSにおける複数の車輪接地面上に高さ調整用ポールユニット200を配置し、停車スペースSSに非接触式送電装置20を配置すると共に当該非接触式送電装置20上にレーザー照射装置300を配置し、レーザー照射装置300から各高さ調整用ポールユニット200のポール202にレーザー照射し、ポール202の各々におけるレーザーの照射位置と当該ポールに定められた基準レーザー照射位置とのズレ量に応じて、複数の車輪設置面上および非接触式送電装置20の下方の少なくとも何れかにスペーサ400等を配置する。

概要

背景

従来、駐車場の床面に設置される送電部と、車両の車体床面に設置された受電部とを含む車両給電システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。この車両給電システムの受電部は、送電部から出力される高周波交流電力を非接触で受電する。また、受電部を搭載した車両の制御装置は、送電部と受電部との間の距離を検知する制御部と、制御部により検知された距離の大小を同心図形の大小によって表示する表示部とを有する。表示部は、受電部の平面形状と同心の図形を表示し、送電部と受電部との間の距離が大きいほどその図形を拡大し、送電部と受電部との間の距離が小さくなるに従ってその図形を縮小する。これにより、送電部と受電部との距離を利用者に容易かつ視覚的に把握させることができるので、車両の移動による送電部と受電部との位置合わせを容易に完了させることが可能となる。

概要

車両に搭載された非接触式受電装置電力を供給する非接触式送電装置を当該車両の停車スペース低コストで精度よく設置可能にする。非接触式送電装置20を停車スペースSSに設置する際には、停車スペースSSにおける複数の車輪接地面上に高さ調整用ポールユニット200を配置し、停車スペースSSに非接触式送電装置20を配置すると共に当該非接触式送電装置20上にレーザー照射装置300を配置し、レーザー照射装置300から各高さ調整用ポールユニット200のポール202にレーザー照射し、ポール202の各々におけるレーザーの照射位置と当該ポールに定められた基準レーザー照射位置とのズレ量に応じて、複数の車輪設置面上および非接触式送電装置20の下方の少なくとも何れかにスペーサ400等を配置する。

目的

そこで、本開示の発明は、車両に搭載された非接触式受電装置に電力を供給する非接触式送電装置を当該車両の停車スペースに低コストで精度よく設置可能にすることを主目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
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請求項1

車両に搭載された非接触式受電装置電力を供給する非接触式送電装置を前記車両の停車スペースに設置する非接触式送電装置の設置方法であって、(a)前記停車スペースにおける複数の車輪接地面上にポールを配置し、前記停車スペースに前記非接触式送電装置を配置すると共に該非接触式送電装置上にレーザー照射装置を配置するステップと、(b)前記レーザー照射装置から前記ポールの各々にレーザー照射するステップと、(c)前記ポールの各々におけるレーザーの照射位置と該ポールに定められた基準レーザー照射位置とのズレ量に応じて、前記複数の車輪設置面上および前記非接触式送電装置の下方の少なくとも何れかにスペーサを配置するステップと、を含む非接触式送電装置の設置方法。

技術分野

0001

本開示は、車両に搭載された非接触式受電装置電力を供給する非接触式送電装置を車両の停車スペースに設置する非接触式送電装置の設置方法に関する。

背景技術

0002

従来、駐車場の床面に設置される送電部と、車両の車体床面に設置された受電部とを含む車両給電システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。この車両給電システムの受電部は、送電部から出力される高周波交流電力を非接触で受電する。また、受電部を搭載した車両の制御装置は、送電部と受電部との間の距離を検知する制御部と、制御部により検知された距離の大小を同心図形の大小によって表示する表示部とを有する。表示部は、受電部の平面形状と同心の図形を表示し、送電部と受電部との間の距離が大きいほどその図形を拡大し、送電部と受電部との間の距離が小さくなるに従ってその図形を縮小する。これにより、送電部と受電部との距離を利用者に容易かつ視覚的に把握させることができるので、車両の移動による送電部と受電部との位置合わせを容易に完了させることが可能となる。

先行技術

0003

特開2013−110822号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ところで、送電部と受電部との間における送電効率を良好に維持するためには、駐車場の停車スペースに車両が停車させられた際に、送電部と車両の受電部との間隔や、受電部と送電部との傾きがそれぞれについて予め定められた範囲内に収まっている必要がある。このため、停車スペースに送電部を設置する際には、停車スペースの凹凸や傾斜等を詳細に計測した上で、適宜スペーサを用いるなどして送電部の高さ等を調整することが好ましい。しかしながら、停車スペースの傾斜や凹凸を詳細に計測するのには、非常に手間が掛かり、停車スペースの測量を行ってから停車スペースに送電部を設置したのでは、送電部の設置コストが嵩んでしまう。

0005

そこで、本開示の発明は、車両に搭載された非接触式受電装置に電力を供給する非接触式送電装置を当該車両の停車スペースに低コストで精度よく設置可能にすることを主目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本開示の非接触式送電装置の設置方法は、車両に搭載された非接触式受電装置に電力を供給する非接触式送電装置を前記車両の停車スペースに設置する非接触式送電装置の設置方法であって、(a)前記停車スペースにおける複数の車輪接地面上にポールを配置し、前記停車スペースに前記非接触式送電装置を配置すると共に該非接触式送電装置上にレーザー照射装置を配置するステップと、(b)前記レーザー照射装置から前記ポールの各々にレーザー照射するステップと、(c)前記ポールの各々におけるレーザーの照射位置と該ポールに定められた基準レーザー照射位置とのズレ量に応じて、前記複数の車輪設置面上および前記非接触式送電装置の下方の少なくとも何れかにスペーサを配置するステップとを含むものである。

0007

かかる方法によれば、非接触式送電装置の停車スペースへの設置に際して、停車スペースの凹凸や傾斜を詳細に計測することなく、非接触式送電装置と車両側の非接触式受電装置との間隔や、車両側の非接触式受電装置と非接触式送電装置との傾きを調整することができる。従って、非接触式送電装置を当該車両の停車スペースに低コストで精度よく設置することが可能となる。

図面の簡単な説明

0008

本開示の方法を用いて車両の停車スペースに設置される非接触式送電装置を含む給電システム概略構成図である。
車両の停車スペースにおける非接触式送電装置の設置位置を定めるのに用いられる位置出しシートを示す平面図である。
車両の停車スペースに非接触式送電装置を設置する際に用いられる高さ調整用ポールユニットを示す斜視図である。
車両の停車スペースに非接触式送電装置を設置する際に用いられるレーザー照射装置を示す斜視図である。
停車スペースに配置される基本スペーサおよび調整用スペーサを示す側面図である。
車両の停車スペースに非接触式送電装置を設置する手順を説明するための模式図である。
車両の停車スペースに非接触式送電装置を設置する手順を説明するための模式図である。
車両の停車スペースに非接触式送電装置を設置する手順を説明するための模式図である。
車両の停車スペースに非接触式送電装置を設置する手順を説明するための模式図である。

実施例

0009

次に、図面を参照しながら本開示の発明を実施するための形態について説明する。

0010

図1は、本開示の方法を用いて駐車場等の停車スペースSSに設置される非接触式送電装置20を含む給電システム1の概略構成図である。同図に示す給電システム1は、非接触式送電装置(以下、単に「送電装置」という)20に加えて、モータジェネレータMGやバッテリ60を搭載したハイブリッド自動車あるいは電気自動車である車両50に搭載される非接触式受電装置(以下、単に「受電装置」という)10を含むものである。

0011

受電装置10は、フェライトコア上に配置された渦巻き状あるいは螺旋状(巻回型)の受電コイル11や、受電コイル11に直列に接続されて当該受電コイル11と共に共振回路を構成する図示しないコンデンサ、これらを収容する例えば樹脂製のケース(図示省略)等を有する。受電装置10は、受電コイル11の巻回軸軸心)が車両50の上下方向に延在するように当該車両50のフロアパネルに取り付けられ、図示しないフィルタ整流器リレー等を介してバッテリ60に接続される。

0012

送電装置20は、フェライトコア上に配置された渦巻き状あるいは螺旋状(巻回型)の送電コイル21や、送電コイル21に直列に接続されて当該送電コイル21と共に共振回路を構成する図示しないコンデンサ、所定周波数の交流電力(高周波電力)を送電コイルに供給するための複数の電力機器23、電子制御装置制御回路)25、図示しない通信ユニット、これらを収容する筐体30等を有する。電力機器23は、家庭用電源といった外部電源としての交流電源40からの電力を直流電力に変換する整流器や、整流器からの電力を交流電力(高周波電力)に変換するインバータ高周波ノイズを除去するフィルタ等を含む。電子制御装置25は、通信ユニットを介して車両50の図示しない電子制御装置と情報をやり取りしながら、整流器やインバータ等を制御する。

0013

図2は、車両50の停車スペースSSにおける送電装置20の設置位置を定めるのに用いられる位置出しシート100を示す平面図である。また、図3は、停車スペースSSに送電装置20を設置する際に用いられる高さ調整用ポールユニット200を示す斜視図であり、図4は、停車スペースSSに送電装置20を設置する際に用いられるレーザー照射装置300を示す斜視図である。

0014

位置出しシート100は、樹脂製のシート材からなり、車両50を上方から平面視した際の当該車両50の原寸輪郭を示すものである。位置出しシート100は、送電装置20の設置位置を示す矩形状の開口部101と、それぞれ上方から平面視した際の対応するタイヤ(車輪)の輪郭を示す複数(4つ)のタイヤ表示部102と、それぞれ対応するドア開放状態での位置を示す複数(図2の例では、4つ)のドア開放位置表示部103と、リアゲートの開放状態での位置を示すゲート開放位置表示部104とを含む。

0015

位置出しシート100の開口部101の周囲には、当該開口部101の各辺(送電コイル21)の中央を示す矢印が付されている。また、各タイヤ表示部102には、タイヤの車両前後方向における中心線および車幅方向における中心線が付されており、タイヤ表示部102の当該車両前後方向における中心線を含む所定範囲がタイヤの接地面(車輪接地面)となる。更に、各ドア開放位置表示部103には、図示するように、ノッチ位置ごとのドア位置を示す補助線が付されている。

0016

高さ調整用ポールユニット200は、図3に示すように、平板状の台座201と、台座201に連結されて当該台座201から上方に延びる円棒状のポール202とを含む。本実施形態において、ポール202は、例えば自在継手を介して台座201に連結されており、当該台座201に対して定められたX軸の周り回動自在であると共に、当該X軸と直交するように台座201に対して定められたY軸の周りに回動自在である。更に、ポール202は、X軸およびY軸の双方(台座201の表面)に直交するZ軸の周りに回転自在である。ただし、ポール202は、上記X軸およびY軸の周りに回動自在であればよく、必ずしも上記Z軸の周りに回転自在である必要はない。また、高さ調整用ポールユニット200では、台座201に対して回動したポール202を回動した位置に保持しておくことができる。

0017

図3に示すように、台座201の表面には、上記X軸に沿って延びる第1位置決めライン201xと、上記Y軸に沿って延びる第2位置決めライン201yとが付されている。更に、ポール202の長手方向における中央部付近には、帯状の基準レーザー照射位置202aが定められており、当該ポール202の表面には、基準レーザー照射位置202aをゼロ点とする目盛り202sが付されている。加えて、基準レーザー照射位置202aには、ポール202と直交するように鍔状(環状)の補助板203が固定されている。

0018

レーザー照射装置300は、図4に示すように、平板状の台座301と、台座301に連結されて当該台座301から上方に延びる円棒状の支持ロッド302と、支持ロッド302の先端に固定されたレーザー発生部303とを含む。本実施形態において、支持ロッド302は、例えば自在継手を介して台座301に連結されており、当該台座301に対して定められたX軸の周りに回動自在であると共に、当該X軸と直交するように台座301に対して定められたY軸の周りに回動自在である。更に、支持ロッド302は、X軸およびY軸の双方(台座201の表面)に直交するZ軸の周りに回転自在である。ただし、支持ロッド302は、上記X軸およびY軸の周りに回動自在であればよく、必ずしも上記Z軸の周りに回転自在である必要はない。また、レーザー照射装置300では、台座301に対して回動した支持ロッド302を回動した位置に保持しておくことができる。

0019

図4に示すように、台座301の表面には、上記X軸に沿って延びる第1位置決めライン301xと、上記Y軸に沿って延びる第2位置決めライン301yとが付されている。また、本実施形態では、レーザー発生部303として、外周の全体から(360°の範囲で)支持ロッド302と直交する方向にレーザー(レーザー光)を照射可能な360°照射タイプのものが採用されている。

0020

次に、図5から図9を参照しながら、車両50の停車スペースSSに送電装置20を設置する手順について説明する。

0021

車両50の停車スペースSSに送電装置20を設置するに際しては、まず、1枚の位置出しシート100、4個の高さ調整用ポールユニット200、1個のレーザー照射装置300を用意する。更に、タイヤ(車輪)用の基本スペーサ400および調整用スペーサ405並びに 送電装置20用のスペーサ410をそれぞれ複数用意する。

0022

ここで、タイヤ用の基本スペーサ400は、図5に示すように、タイヤが接する凹部400rと、タイヤ(車輪)を車両前後方向に位置決め可能となるように当該凹部400rの前後に設けられた2つの凸部400pとを有するものである。更に、基本スペーサ400の車両前後方向における両端部には、対応する凸部400pに連続するように緩やかなスロープが形成されており、当該基本スペーサ400の上面には、タイヤの車幅方向における外側(左側もしくは右側)の推奨位置を示すガイドラインが付されている(図示省略)。なお、車両50の後輪に対応した基本スペーサ400には、図5において二点鎖線で示すように、輪止め400sが設けられてもよい。また、調整用スペーサ405は、図示するように、比較的薄厚の板状を呈しており、基本スペーサ400の下方に配置されるものである。更に、送電装置20用のスペーサ410は、送電装置20の底面積よりも若干大きい表面積を有する板状に形成されている。

0023

停車スペースSSへの送電装置20の配置に先立って、停車スペースSSに上述の位置出しシート100を敷設する。位置出しシート100は、車両50と停車スペースSSの周囲の構造物等との干渉が抑制されるように、車両50への乗降性やゲートを介した荷物出し入れのし易さ等を考慮しながら当該停車スペースSSに敷設される。停車スペースSSに対して位置出しシート100を敷設した後、当該位置出しシート100の各タイヤ表示部102上に高さ調整用ポールユニット200の台座201を設置すると共に、位置出しシート100の開口部101内に送電装置20を設置する。更に、レーザー照射装置300(台座301)を送電コイル21の中央に位置するように送電装置20上に設置する。

0024

各タイヤ表示部102上に高さ調整用ポールユニット200を配置する際には、タイヤ表示部102の車両前後方向における中心線に台座201の第1位置決めライン201xを合わせると共に、タイヤ表示部102の車幅方向における中心線に台座201の第2位置決めライン201yを合わせる。これにより、高さ調整用ポールユニット200(台座201)をタイヤ表示部102の中央すなわち停車スペースSSにおけるタイヤの接地面(車輪設置面)の中央に配置することができる。また、送電装置20やレーザー照射装置300の設置に際しては、開口部101の周囲に付された矢印に台座301の第1および第2位置決めライン301x,301yを合わせることで、送電装置20やレーザー照射装置300(台座301)を開口部101(送電コイル21)の中央に配置することができる。ただし、送電装置20の開口部101内への設置に先立って、レーザー照射装置300を送電装置20上に仮固定しておいてもよい。

0025

送電装置20、高さ調整用ポールユニット200およびレーザー照射装置300を停車スペースSS上に配置したならば、図6および図7に示すように、各高さ調整用ポールユニット200の補助板203およびレーザー照射装置300のレーザー発生部303のうち、できるだけ多くが概ね同一の平面内(図6および図7における一点鎖線参照)に含まれるように、各高さ調整用ポールユニット200のポール202や、レーザー照射装置300の支持ロッド302を位置出しシート100(停車スペースSS)の表面に対して傾斜させる。また、各ポール202は、レーザー発生部303から照射されるレーザーと垂直をなすように傾斜させられる。

0026

かかる作業に際しては、高さ調整用ポールユニット200やレーザー照射装置300を側方から目視しながら、高さ調整用ポールユニット200のポール202やレーザー照射装置300の支持ロッド302を個別に傾斜させていく。この際、停車スペースSSの表面に凹凸や傾斜が存在する場合には、何れかの補助板203(図6参照)やレーザー発生部303(図7参照)が他の補助板203等と概ね同一の平面内に含まれなくなる。本実施形態では、他の補助板203等と概ね同一の平面内に含まれなくなる補助板203等が、当該平面よりも下方(位置出しシート100側)に位置するように、ポール202や支持ロッド302を傾斜させる。

0027

続いて、レーザー照射装置300のレーザー発生部303から360°の範囲で各高さ調整用ポールユニット200に対してレーザーを照射し、高さ調整用ポールユニット200ごとに、ポール202における実際のレーザー照射位置と基準レーザー照射位置202aとのズレ量を目盛り202sから読み取っていく。そして、レーザー照射装置300からのレーザーの照射を停止させた後、実際のレーザー照射位置と基準レーザー照射位置202aとの差が予め定められた閾値を超えた高さ調整用ポールユニット200やレーザー照射装置300の下方に、基本スペーサ400あるいはスペーサ410等を配置する。

0028

すなわち、何れかの高さ調整用ポールユニット200において、上記ズレ量が閾値を超えており、かつポール202における実際のレーザー照射位置が補助板203よりも上方に位置した場合には、図8に示すように、当該高さ調整用ポールユニット200(台座201)の下方に基本スペーサ400を配置し、当該ズレ量に応じて必要であれば基本スペーサ400の下方に更に調整用スペーサ405を配置する。また、複数の高さ調整用ポールユニット200において、上記ズレ量が閾値を超えており、かつポール202における実際のレーザー照射位置が補助板203よりも下方に位置した場合には、図9に示すように、レーザー照射装置300(台座301)の下方に当該ズレ量に応じた数のスペーサ410を配置する。なお、この際、基本スペーサ400等は、位置出しシート100を捲った状態で停車スペースSSの表面に直接設置されるとよい。そして、この段階で位置出しシート100を取り外してもよい。

0029

上述のようにして基本スペーサ400等を配置した後、再度、高さ調整用ポールユニット200およびレーザー照射装置300を停車スペースSSに配置し、補助板203およびレーザー発生部303が概ね同一の平面内に含まれるように、ポール202や支持ロッド302の傾きを調整する。更に、レーザー照射装置300のレーザー発生部303から各高さ調整用ポールユニット200に対してレーザーを照射し、上述のようにして、高さ調整用ポールユニット200ごとに、ポール202における実際のレーザー照射位置と基準レーザー照射位置202aとのズレ量を目盛り202sから読み取る。この場合、必要であれば、上記ズレ量に応じて調整用スペーサ405やスペーサ410を追加する。この際、当該ズレ量ができるだけ小さくなるように(上記閾値以下になるように)図示しない微調整用のスペーサを用いた調整を行ってもよい。そして、基本スペーサ400や調整用スペーサ405、スペーサ410の数が決定した後、アンカー等を用いて基本スペーサ400等を停車スペースSSに固定する。更に、送電装置20を停車スペースSS上あるいはスペーサ410の上に固定する。これにより、停車スペースSSへの送電装置20の設置が完了する。

0030

以上説明したように、本開示における非接触式送電装置の設置方法は、車両50に搭載された非接触式受電装置10に電力を供給する非接触式送電装置20を当該車両50の停車スペースSSに設置する方法である。そして、当該方法は、(a)停車スペースSSにおける複数の車輪接地面上に高さ調整用ポールユニット200を配置し、停車スペースSSに非接触式送電装置20を配置すると共に当該非接触式送電装置20上にレーザー照射装置300を配置するステップと、(b)レーザー照射装置300から各高さ調整用ポールユニット200のポール202にレーザーを照射するステップと、(c)ポール202の各々におけるレーザーの照射位置と当該ポールに定められた基準レーザー照射位置202aとのズレ量に応じて、複数の車輪設置面上および非接触式送電装置20の下方の少なくとも何れかにスペーサ400,405,410を配置するステップとを含む。かかる方法によれば、非接触式送電装置20の停車スペースSSへの設置に際して、停車スペースSSの凹凸や傾斜を詳細に計測することなく、非接触式送電装置20と車両50側の非接触式受電装置10との間隔や、車両50側の非接触式受電装置10と非接触式送電装置20との傾きを調整することができる。従って、非接触式送電装置20を当該車両の停車スペースSSに低コストで精度よく設置することが可能となる。

0031

なお、停車スペースSSへの送電装置20の設置は、車両販売店従業員、車両販売店の委託業者等によって行われてもよく、車両のユーザによって行われてもよい。また、位置決めシート100は、必ずしも用いられる必要はなく、車両50を実際に停車スペースSSに停車させた上で、タイヤの接地面等をマーキングし、当該マーキングに基づいて送電装置20の設置箇所を定めてもよい。更に、レーザー発生部303における照射角度は、360°よりも小さくてもよく、この場合には、レーザー発生部303が360°回転可能に構成されるとよい。また、基本スペーサ400、調整用スペーサ405、スペーサ410の形状や厚み等は、上述のものに限られず、任意の形状や厚み等を採用することができる。

0032

そして、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記実施形態は、あくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。

0033

本開示の発明は、非接触式給電システムの製造産業等において利用可能である。

0034

1給電システム、10非接触式受電装置、11受電コイル、20非接触式送電装置、21送電コイル、23電力機器、25電子制御装置、30筐体、40交流電源、50 車両、60バッテリ、100 位置出しシート、101 開口部、102 タイヤ表示部、103ドア開放位置表示部、104ゲート開放位置表示部、200 高さ調整用ポールユニット、201台座、201x,301x 第1位置決めライン、201y,301y 第2位置決めライン、202ポール、202a基準レーザー照射位置、202s目盛り、203補助板、300レーザー照射装置、301 台座、302支持ロッド、303レーザー発生部、400 基本スペーサ、400p 凸部、400r 凹部、400s輪止め、405調整用スペーサ、410スペーサ、MG電動機、SS停車スペース。

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