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技術 スポイラ装置および方法

出願人 ドクターエンジニールハーツェーエフポルシェアクチエンゲゼルシャフト
発明者 クリスパウルスクリストフシェンク
出願日 2017年1月20日 (2年10ヶ月経過) 出願番号 2017-008280
公開日 2017年8月3日 (2年4ヶ月経過) 公開番号 2017-132459
状態 特許登録済
技術分野 旅客車・荷物車の上部構造
主要キーワード プーリホイール 連接リンク 曲線プロファイル 制動速度 制動区間 直線移動距離 空気案内装置 自己ロック
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (4)

課題

スポイラ装置および方法を提供する。

解決手段

スポイラ装置、および自動車両(100)のスポイラ装置(1)のスポイラユニット(2)を第1の位置(3)から第2の位置(4)に調整する方法において、第1の位置(3)と第2の位置(4)との間の位置差(6)に関する特性値(5)を求め、スポイラユニット(2)の移動速度(7)を特性値(5)に応じて設定する。

概要

背景

先行技術は、現在の走行状況に応じたスポイラ装置スポイラユニットの設定について開示している。この場合に、空力的に効果的な機器調整装置、または自動車両のスポイラユニットは、自動的に作動することができる。

下記特許文献1は、例えば、車両用空気案内装置を開示しており、この装置は、調整可能なスポイラ要素と、少なくとも1つの駆動モータを備えたサーボ駆動体とを含む。連接リンク機構が、ねじ付きスピンドルによって回転駆動され、このねじ付きスピンドルは、軸方向に固定され、かつ回転可能に取り付けられ、かつ、駆動モータによって駆動され、ねじ付きスピンドルには、スピンドルナットが取り付けられる。スポイラ要素を正確に位置決めするために、駆動モータにはホールセンサステムが接続される。ねじ付きスピンドルは、駆動体として機能するウオーム駆動体を介して、駆動モータの駆動シャフトに連結される。これは、自己ロックシステムを形成する。あるいは、ねじ付きスピンドルは、駆動ベルトを介して駆動モータに連結することができる。この場合に、駆動モータとねじ付きスピンドルとの間の伝達比は、対応するプーリホイールを用いて、前もって定めることができる。

下記特許文献2は、自動車両用の空力的に効果的な機器の調整装置の自動作動を開示している。この場合に、調整装置は、車両バッテリから直流電流を供給される電気モータと、前記電気モータより下流に連結されたトランスミッションとによって駆動され、調整装置は、自動車両の走行速度、減速、または加速などの様々なパラメータに応じて作動する。作動を改善するために、内燃機関の特性図にプログラムが用意され、このプログラムは、自動車両の少なくとも1つの空力的に効果的な機器に関する調整および位置決め特性を含む。いずれにしても、例えば、リアスポイラの現在位置を、ホール信号トランスミッタを用いて、または回転速度を検出して伝送することで検出することができ、リアスポイラの位置は、現在の走行状態に応じて個々に設定することができる。

概要

スポイラ装置および方法を提供する。 スポイラ装置、および自動車両(100)のスポイラ装置(1)のスポイラユニット(2)を第1の位置(3)から第2の位置(4)に調整する方法において、第1の位置(3)と第2の位置(4)との間の位置差(6)に関する特性値(5)を求め、スポイラユニット(2)の移動速度(7)を特性値(5)に応じて設定する。

目的

本発明の目的は、特に自動車両用のスポイラ装置のスポイラユニットを調整するための改良された方法と、改良されたスポイラ装置とを利用可能にすることである

効果

実績

技術文献被引用数
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請求項1

特に自動車両(100)のスポイラ装置(1)のスポイラユニット(2)を第1の位置(3)から第2の位置(4)に調整する方法であって、前記第1の位置(3)と、前記第2の位置(4)との間の位置差(6)に関する特性値(5)が求められ、前記スポイラユニット(2)の移動速度(7)が前記特性値(5)に応じて導出される方法。

請求項2

前記導出移動速度(7)は、前記位置差(6)が大きいほど高速である、請求項1に記載の方法(1)。

請求項3

前記位置差(6)は、少なくとも1つの移動距離(9)および/または少なくとも1つの移動角(10)から求められる、請求項1または2に記載の方法(1)。

請求項4

調整の初期領域(11)での現在の移動速度(17)は、中央領域(12)よりも低速である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法(1)。

請求項5

調整の終了領域(13)での現在の移動速度(17)は、中央領域(12)よりも低速である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法(1)。

請求項6

前記導出移動速度(7)は、可能な場合に前記中央領域(12)に設定される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法(1)。

請求項7

前記調整の前記終了領域(13)および/または前記初期領域(11)での現在の移動速度(17)は、最低限の速度(14)よりも高速である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法(1)。

請求項8

移動速度(7)は、パルス幅変調を用いて設定される、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法(1)。

請求項9

移動速度(17)は、前記最低限の速度(14)と前記導出移動速度(7)との間で連続的に変わる、請求項7または8に記載の方法(1)。

請求項10

前記スポイラユニット(2)の現在位置(18)に関する評価基準が定期的に測定される、請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法(1)。

請求項11

前記終了領域(13)は制動区間(19)を含む、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法(1)。

請求項12

前記制動区間(19)は所定の位置差(20)を有する、請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法(1)。

請求項13

特に自動車両用のスポイラ装置(1)であって、少なくとも1つのスポイラユニット(2)と、前記スポイラユニット(2)を調整するための少なくとも1つの駆動装置(21)と、前記スポイラユニット(2)の現在位置(18)のための評価基準を検出する少なくとも1つのセンサ装置(22)と、前記駆動装置(21)を作動させるための、割り当てられた制御装置(25)とを有するスポイラ装置(1)において、前記制御装置(25)が、第1の位置(3)から第2の位置(4)への前記スポイラユニット(2)の調整時に、前記第1の位置(3)と前記第2の位置(4)との間の位置差(6)に関する特性値(5)を求め、前記特性値(5)に応じて、前記スポイラユニット(2)の移動速度(7)を導出するように構成および設計されることを特徴とするスポイラ装置(1)。

技術分野

0001

本発明は、特に自動車両用スポイラ装置、およびスポイラユニットを調整する方法に関する。

背景技術

0002

先行技術は、現在の走行状況に応じたスポイラ装置のスポイラユニットの設定について開示している。この場合に、空力的に効果的な機器調整装置、または自動車両のスポイラユニットは、自動的に作動することができる。

0003

下記特許文献1は、例えば、車両用空気案内装置を開示しており、この装置は、調整可能なスポイラ要素と、少なくとも1つの駆動モータを備えたサーボ駆動体とを含む。連接リンク機構が、ねじ付きスピンドルによって回転駆動され、このねじ付きスピンドルは、軸方向に固定され、かつ回転可能に取り付けられ、かつ、駆動モータによって駆動され、ねじ付きスピンドルには、スピンドルナットが取り付けられる。スポイラ要素を正確に位置決めするために、駆動モータにはホールセンサステムが接続される。ねじ付きスピンドルは、駆動体として機能するウオーム駆動体を介して、駆動モータの駆動シャフトに連結される。これは、自己ロックシステムを形成する。あるいは、ねじ付きスピンドルは、駆動ベルトを介して駆動モータに連結することができる。この場合に、駆動モータとねじ付きスピンドルとの間の伝達比は、対応するプーリホイールを用いて、前もって定めることができる。

0004

下記特許文献2は、自動車両用の空力的に効果的な機器の調整装置の自動作動を開示している。この場合に、調整装置は、車両バッテリから直流電流を供給される電気モータと、前記電気モータより下流に連結されたトランスミッションとによって駆動され、調整装置は、自動車両の走行速度、減速、または加速などの様々なパラメータに応じて作動する。作動を改善するために、内燃機関の特性図にプログラムが用意され、このプログラムは、自動車両の少なくとも1つの空力的に効果的な機器に関する調整および位置決め特性を含む。いずれにしても、例えば、リアスポイラの現在位置を、ホール信号トランスミッタを用いて、または回転速度を検出して伝送することで検出することができ、リアスポイラの位置は、現在の走行状態に応じて個々に設定することができる。

先行技術

0005

独国特許出願公告第10 2006 009 048B4号明細書
独国特許出願公開第103 48 285A1号明細書

発明が解決しようとする課題

0006

本発明の目的は、特に自動車両用のスポイラ装置のスポイラユニットを調整するための改良された方法と、改良されたスポイラ装置とを利用可能にすることである。

課題を解決するための手段

0007

この目的は、請求項1の特徴を有する方法と、請求項13の特徴を有するスポイラ装置とを用いて達成される。本発明の好ましい実施形態は、従属請求項主題となるものである。本発明のさらなる利点および特徴は、概説および例示的な実施形態の説明に見ることができる。

0008

本発明による方法は、特に自動車両のスポイラ装置のスポイラユニットを調整する働きをする。この場合に、スポイラユニットは、第1の位置から第2の位置に移動する。(現在位置または開始位置としての)第1の位置と第2の位置との間の位置差に関する(対する)特性値が求められる。スポイラユニットの移動速度が、特性値に応じて導出され、特に設定される。

0009

本発明による方法は、多数の利点を有する。本発明による方法の大きな利点は、特に、調整開始前に、または実質的に調整開始前であっても、第1の位置と第2の位置との間の位置差に関する特性値が求められることである。この場合に、スポイラユニットの移動速度が、この特性値に応じて導出され、特に設定される。これは、スポイラユニットの移動速度が、特性値に、ひいては第1の位置と第2の位置との間の位置差に(依存すること)よって決まることを意味する。

0010

基本的に、第1の位置から第2の位置に位置を計画的に変更する場合に、位置の変更を所定の移動速度ですぐに開始し、これと並行して、または開始直後に、そのときの現在位置と第2の位置との間の位置差を求め、次いで、位置差に応じてスポイラユニットの移動速度を記憶し、次いで、この移動速度を設定することも可能である。

0011

移動速度は、本発明に従って求められ、その後、好ましくは、前もって定められる。本発明によれば、第1および第2の位置という用語は、大きく異なる相違した位置を意味すると解釈すべきである。本発明は、所定の位置を調整することではなくて、むしろ、例えば、様々な走行状態に対して、大きく異なる位置を設定することに対処するものである。

0012

例えば、の中を走行する場合および田舎を走行する場合、ならびに/または高速道路を走行する場合など、基本的に、様々な走行状態が存在する。この場合に、通常、町中で車両が移動する速度は、田舎道よりもかなり低速であると想定することができ、さらに、田舎道での速度は、高速道路の広い直線コースよりもかなり低速である。一方、現在の速度に加えて、現在のカーブ状況が因子となることも可能である。さらに、周囲状態などの他の因子を計算に含めることもできる。

0013

実際上、本発明による方法の場合、スポイラ装置またはスポイラ装置のスポイラユニットは、第1の位置から、そのときの現在の走行状態に、より良好に適した第2の位置に移動することができる。

0014

特性値は、位置差が大きいほど大きい(高い)のが好ましい。1つの好ましい発展形態では、導出される移動速度は、また、位置差が大きいほど高い。その導出移動速度は、段階的に、または連続的に設定することができる。設定される移動速度は、所定の最大限の移動速度よりも常に低速であるように定められるのが好ましい。

0015

すべての改良形態において、位置差は、少なくとも1つの移動距離および/または少なくとも1つの移動角から求められる(決められる)のが好ましい。ただ1つの移動距離またはただ1つの移動角を考慮に入れることが可能である。特に、少なくとも1つの移動距離および少なくとも1つの移動角を求めて、考慮に入れるのが可能であり、好ましい。例えば、スポイラユニットは、その角度位置を拡張および変更することができる。複数の移動距離および回転動作を組み合わせることも可能である。

0016

好ましい発展形態では、調整の初期領域での現在の移動速度は、調整の中央領域よりも低速である。これは、調整の開始時に、低速の移動速度が前もって定められるのが好ましいことを意味する。この場合に、調整時の現在の移動速度は、調整の中央領域に達したときに、導出移動速度まで上げられるのが好ましい。

0017

単純な場合では、第1の低移動速度が、調整の開始時の初期領域に設定される。初期領域において、始動速度勾配を付けることも可能であり、好ましい。この場合に、移動速度は、始動速度勾配の期間中に、少なくとも実質上、前もって定めた導出移動速度まで上げられるのが好ましい。移動速度は、0から導出移動速度まで直線的に上げることができる。他の曲線プロファイルも可能である。

0018

好ましい発展形態では、調整の終了領域での現在の移動速度は、中央領域よりも低速である。現在の移動速度は、調整の終了時に終了領域で下げられるのが特に好ましい。減速は、連続的に、または段階的に行うことができる。特に、終了領域は、第2の位置に近接する。移動速度は、制動速度勾配に沿って下げられる。移動速度は、特定の値まで下げることができる。すなわち、移動速度は、最低限の移動速度まで下げられ、次いで、第2の位置に達したときにゼロまで直ちに下げられる。第2の位置に達したときに完全に停止するために、中央領域において、導出移動速度の直線(曲線プロファイル、あるいは他の何らかの曲線プロファイルが実現可能である。移動速度のプロファイルの計算において、オーバシュートプロセスを考慮に入れることができる。

0019

有益な発展形態では、導出移動速度は、少なくとも実質上、中央領域に設定される。特に、中央領域では、移動速度は、少なくとも特定の区間において、導出移動速度の値のままである。

0020

調整の終了領域および/または初期領域での現在の移動速度は、最低限の速度よりも高速であるのが好ましい。最低限の速度は、特に、駆動体によって可能になり、この駆動体は、単に、最低限の回転速度などで信頼性高く機能するのを保証する。

0021

すべての改良形態において、移動速度は、パルス幅変調を用いて設定されるのが特に好ましい。例えば、駆動装置電圧源電圧供給)は、入/切を周期的に切り換えられる。周期的切換プロセスは、駆動装置が、実効平均値のみを検出するような、すなわち、前記平均値が駆動装置に送られるような高い周波数で行われる。このようにして、任意の実行電圧、ひいては、広い範囲内の任意の移動速度を、入の位相と切の位相との比率を用いて設定することができる。

0022

移動速度は、最低限の速度と導出移動速度との間で連続的に変わるのが好ましい。移動速度の変更、すなわち、加速または制動は、端部が平坦直線型で、またはS字形状型で行うことができ、その結果として、個々の速度領域間の移行が緩やかになる。

0023

すべての改良形態において、スポイラユニットの現在位置に関する少なくとも1つの評価基準(measure)が定期的に測定されるのが特に好ましい。現在位置に関するそのような評価基準は、例えば、現在位置を出力する位置センサを用いて測定することができる。割り当てられたセンサを用いて、スポイラユニットの現在位置を導出するのを可能にする測定値を検出することもできる。しかし、直接的なセンサなしに、動作プロセスを検出することで、位置を個々に推定することも可能である。例えば、回転速度と、対応する回転速度が存続する、対応する時間とを検出することで、スポイラユニットの位置を推定することが可能である。内在する任意の位置決め誤差は、リミットスイッチなどを用いて除去することができる。

0024

すべての改良形態において、終了領域が制動区間を含むならばそれは有益である。制動区間は、所定の位置差にわたって延びるのが好ましい。制動区間内では、スポイラユニットは、最小速度、例えば、最低限の速度で調整されるのが好ましい。その結果、スポイラユニットは、終了領域の端部に向かって低速で移動し、それにより、スポイラユニットの移動中にノイズが比較的小さくなり、音響特性も良好になる。

0025

制動区間は、所定の角度範囲または所定の距離を画定することができる。すべての改良形態において、制動区間の位置差を導出移動速度から決めることも可能である。したがって、導出移動速度が高速の場合に、制動区間を、例えば、導出移動速度が低速の場合よりも長くなるように選択することが可能であり、さらに、低速の導出移動速度では、スポイラユニットを制動するのに、基本的に比較的短い制動距離しか必要としない。

0026

本発明によるスポイラ装置は、特に、自動車両用に用意され、少なくとも1つのスポイラユニットと、スポイラユニットを調整するための少なくとも1つの駆動装置と、スポイラユニットの現在位置に関する評価基準を検出する少なくとも1つのセンサ装置と、駆動装置を作動させるための割り当てられた制御装置とを含む。この場合に、制御装置は、第1の位置から第2の位置へのスポイラユニットの調整時に、特に、最初に、第1の位置と第2の位置との間の位置差に関する特性値を求め、特性値に応じて、スポイラユニットの移動速度を導出するように構成および設計される。

0027

本発明によるスポイラ装置はまた、多くの利点を有する。スポイラ装置は、それぞれ空気案内装置または空力的能動機器と称することもできる複数のスポイラユニットを含むこともできる。

0028

本発明は、総じて、有益なスポイラ装置と、スポイラ装置の少なくとも1つのスポイラユニットを調整する有益な方法とを利用可能にする。本発明は、品質レベルを改善することを可能にし、スポイラユニットの音響特性の改善と、より調和の取れた一連の動作とを達成することができる。この場合に、例えば、駆動装置の回転速度は、移動する距離、または第1の、もしくは現在の位置と、到達目標とされた第2の位置との間の位置差に応じて調整される。簡単に言えば、長い調整距離に対しては高速で移動し、短い調整距離に対しては比較的低速で移動する。

0029

初期領域および終了領域では、緩始動および緩制動が好ましい。結果として、特に、スポイラ装置の機械部品において調整ノイズも低減される。したがって、伝動装置(トランスミッション)が使用される場合に、例えば、伝動歯の穏やかな接触によって、ノイズがより小さくなる。同時に、特に、回転速度プロファイルを保証するための回転速度の調整が付加される。簡単な場合では、移動速度、特に、回転速度は、移動プロセスの開始時に、第2の位置と第1の位置との間の位置差に応じて選択される。

0030

総括すると、移動速度または回転速度は、移動する距離または位置差に合わされるので、スポイラ装置のスポイラユニットの調和の取れた動作がもたらされる。

0031

複数のスポイラユニットまたはスポイラ装置を使用する場合、対応するスポイラ装置の対応するスポイラユニットに同じ手順を使用することができる。

0032

最適な移動速度は、パルス幅変調法を用いて移動速度を調整することによって、簡単な方法で、それぞれの現在時点において設定することができる。

0033

本発明のさらなる利点および特徴は、添付図を参照して下記に説明する例示的な実施形態に見ることができる。

図面の簡単な説明

0034

本発明によるスポイラ装置のきわめて単純な概略図を示している。
調整動作時の移動速度の時間プロファイルのきわめて概略的な図を示している。
導出移動速度を位置差に対してプロットした概略図を示している。

実施例

0035

本発明の例示的な実施形態が、図1図3を参照して、下記にさらに詳細に説明される。図1は、スポイラ装置1の基本例のきわめて概略的な図を示し、この場合に、スポイラ装置1は、調整可能なスポイラユニット2を有する。

0036

実線で示す第1の位置3から、点線で示す第2の位置4にスポイラユニット2を調整するために、特に、電気駆動装置21が使用される。スポイラユニット2の現在位置は、センサ装置22によって検出される。この場合に、センサ装置22および駆動装置21は共に、制御装置25に接続されている。制御装置は、スポイラ装置1に組み込むことができる。制御装置25は単に割り当てられ、特に、自動車両の中央制御装置として機能することも可能である。

0037

この場合に、図1は、第1の位置3から第2の位置4への移動時に、移動距離9だけ移動し、同時に、またはその後、移動角度10だけ回転するスポイラユニット2を示している。スポイラユニット2を第1の位置3から第2の位置4に移動させるために、複数の、例えば、直線移動距離および複数の回転動作が行われる、または必要であることもあり得る。

0038

図1に示す位置では、スポイラユニット2は第1の位置3にあり、この場合に、第1の位置3は、この時点で現在位置18である。スポイラユニット2が第2の位置4に移動すると、スポイラユニット2は第2の位置4をとり、この場合に、この第2の位置4は現在位置18である。

0039

スポイラユニット2の第1の位置3から第2の位置4への移動が、図2を参照して、さらに詳細に説明される。本発明によれば、スポイラユニット2が、第1の位置3から第2の位置4に移動する場合に、位置差6が検出される。この移動は、例えば、現在の走行状況が変わり、より良好な空力特性のために、および/または走行安全性を高める、もしくは走行特性を改善するために、スポイラユニット2の別の位置がより好ましい場合に行うことができる。

0040

この場合に、制御装置25は、現在の位置、すなわち第1の位置3と、到達目標位置、具体的には第2の位置4とを数値的に求め(評価し)、第1の位置3と第2の位置4との間の位置差6を導出する。この位置差6に対して代表的な特性値5が生成され、設定される移動速度7を求めるために使用される。

0041

具体的には、位置差6が比較的大きい場合には、位置差6が比較的小さい場合よりも高速の移動速度7が導出される。これは、第2の位置4が第1の位置3から遠い場合に、スポイラユニット2が比較的高速の移動速度7で移動することを意味する。対照的に、第2の位置4が第1の位置3の近くに配置される場合、スポイラユニット2は、比較的低速で移動する。その結果、一連の動作は調和の取れたものとなり、ノイズが小さくなる。

0042

この場合に、加えて、初期領域11において、現在の移動速度17が連続的に増速される。現在の移動速度は、0から、あるいは最低限の速度14から上げることができる。単純な場合では、初期領域11での移動速度は、設定された導出移動速度7まで直線的に上げられ、次いで、初期領域11の終わりに導出速度7に達する。

0043

図示した例示的な実施形態では、移動速度は、終了領域13に達するまで、中央領域12内で一定のままである。次いで、現在の移動速度は制動される。現在の移動速度は、終了領域13において、ゼロまで直線的に下げることができる。現在の移動速度17は、最小限の速度14まで直線的に下げられ、制動区間19の間、その速度で一定のままであることも可能である。

0044

制動区間は、特に、決まった所定の長さ、または位置差20を有し、その結果として、終了領域13の開始は、導出移動速度7から、位置差20および速度変化16(制動)によって得られる。領域「19」/「20」を通ることなく、速度変化(勾配)「16」でゼロの移動速度まで制動することも可能である。

0045

第1の位置3と第2の位置4との間の位置差6が比較的短い場合、中央領域12において、比較的低速の移動速度が算出される(決定される)。その結果、移動する距離に応じて異なる移動速度7が導出される。距離が比較的長い場合、比較的高速の移動速度が導出され、距離が比較的短い場合、比較的低速の移動速度が導出される。

0046

図3は、導出移動速度7を求めるための2つの簡単な例を示している。調整の開始時における位置差に対する移動速度をプロットした図が示されている。設定される移動速度7の曲線が、調整の開始時の調整距離、すなわち位置差に対してプロットされ、実線で示されている。この場合に、曲線は段階的に進み、例えば、駆動モータの信頼できる回転動作を保証するのに必要な最低限の速度14で始まっている。位置差が特定の量に達すると、移動速度は第2段などまで上がる。

0047

実線の始点および終点を通る直線が引かれた変形版(例)をダッシュ記号破線)で示している。この場合に、対応する移動速度7が、位置差6の位置に存在する。位置差6は、特性値5として直接使用することができる。特性値5を求めるために、位置差6を分類することも可能である。

0048

総括すると、有益なスポイラ装置およびスポイラ装置を設定する有益な方法が得られ、いずれも場合も、スポイラユニットの適切な高速の調整が、現在存在する第1の位置から第2の位置まで行われる。この場合に、調整は、移動する距離が長いほど高速である。調整距離が短い場合、調整は、移動における急激な変化を回避するために、適切な低速で行われる。

0049

調整プロセスの開始時および終了時に、速度がそれぞれ緩やかに増減し、したがって、例えば、リアスポイラの動作時に、品質レベルおよび音響特性が改善される。

0050

1スポイラ装置
2スポイラユニット
3 第1の位置
4 第2の位置
5特性値
6位置差
7 移動速度

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