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技術 ショベル

出願人 住友建機株式会社
発明者 塚本浩之
出願日 2017年2月2日 (5年0ヶ月経過) 出願番号 2017-017986
公開日 2017年8月3日 (4年6ヶ月経過) 公開番号 2017-133355
状態 特許登録済
技術分野 機械式制御装置 建設機械の構成部品 掘削機械の作業制御
主要キーワード 電源供給専用 ウインドウォッシャ液 累積作動 故障分析 データ転送指令 詰まり具合 アイドリングモード 認識画面
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (17)

課題

専用のモニタ装置を設けることなく、モニタ装置と同様の入力機能表示機能を備えるショベルを提供する。

解決手段

ショベルは、上部旋回体に配置されたエンジン11と、エンジン11の動力により作動油吐出する油圧ポンプ14と、油圧ポンプ14が吐出する作動油により駆動される油圧アクチュエータと、コントローラ30と、キャビンとを有する。キャビン内運転席近傍には無線通信機能電話機能とを有する多機能型携帯情報端末40の設置台52とコントローラ30との接続部58などが設けられている。操作レバー26Aには、多機能型携帯情報端末40の機能をON/OFFするスイッチ42が設けられており、スイッチ42がON操作されると信号がコントローラ30に送られ、コントローラ30はその信号に基づいて多機能型携帯情報端末40へ制御信号を送る。

概要

背景

コンピュータを用いた管理装置によりショベル運転を管理することが提案されている。運転者作業条件を入力したり、運転条件運転状況を示す情報を運転者に対して表示したりするために、入力装置表示装置とを含むモニタ装置をショベルの運転室に配置することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。

概要

専用のモニタ装置を設けることなく、モニタ装置と同様の入力機能表示機能を備えるショベルを提供する。ショベルは、上部旋回体に配置されたエンジン11と、エンジン11の動力により作動油吐出する油圧ポンプ14と、油圧ポンプ14が吐出する作動油により駆動される油圧アクチュエータと、コントローラ30と、キャビンとを有する。キャビン内運転席近傍には無線通信機能電話機能とを有する多機能型携帯情報端末40の設置台52とコントローラ30との接続部58などが設けられている。操作レバー26Aには、多機能型携帯情報端末40の機能をON/OFFするスイッチ42が設けられており、スイッチ42がON操作されると信号がコントローラ30に送られ、コントローラ30はその信号に基づいて多機能型携帯情報端末40へ制御信号を送る。

目的

そこで、専用のモニタ装置を設けることなく、モニタ装置と同様の入力機能や表示機能を運転者に提供する

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

下部走行体と、前記下部走行体上に搭載された上部旋回体と、前記上部旋回体に配置されたエンジンと、前記エンジンの動力により作動油吐出する油圧ポンプと、前記油圧ポンプが吐出する作動油により駆動される油圧アクチュエータと、制御装置と、前記上部旋回体に設けられたキャビンと、前記キャビン内に設けられた操作レバーと、無線通信機能電話機能とを有する多機能型携帯情報端末の機能をON/OFFするスイッチと、を有し、前記スイッチは、前記操作レバーに設けられ、前記スイッチが操作されると信号が前記制御装置に送られ、前記制御装置は該信号に基づいて前記多機能型携帯情報端末へ制御信号を送る、ショベル

請求項2

前記スイッチに基づいて、機能がON/OFFされる前記多機能型携帯情報端末は音声認識機能を備える、請求項1に記載のショベル。

請求項3

前記多機能型携帯情報端末は、撮像機能振動計測機能、方位判定機能、GPS機能、及び地図表示機能を備える、請求項1又は2に記載のショベル。

請求項4

前記多機能型携帯情報端末の通信リンク画面には、代理店情報が表示される、請求項1乃至3の何れかに記載のショベル。

請求項5

前記多機能型携帯情報端末には、地図情報として、前記ショベル又は前記多機能型携帯情報端末の現在位置を表す現在位置アイコンと、検索された或いは選択された代理店の位置を表す代理店位置アイコンとが表示される、請求項1乃至4の何れかに記載のショベル。

請求項6

前記多機能型携帯情報端末には、異常発生の部位と種類が表示される、請求項1乃至5の何れかに記載のショベル。

請求項7

前記多機能型携帯情報端末は、通信ネットワークを介して、管理装置に接続される、請求項1乃至6の何れかに記載のショベル。

請求項8

前記制御装置は、前記ショベルのカバーに備えられたカメラ撮像した映像を前記多機能型携帯情報端末の入力表示部に表示させる、請求項1乃至7の何れかに記載のショベル。

技術分野

0001

本発明は、運転者運転席操縦装置を操作しながら作業を行なうショベルに関する。

背景技術

0002

コンピュータを用いた管理装置によりショベルの運転を管理することが提案されている。運転者が作業条件を入力したり、運転条件運転状況を示す情報を運転者に対して表示したりするために、入力装置表示装置とを含むモニタ装置をショベルの運転室に配置することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。

先行技術

0003

特開2001−127372号公報

発明が解決しようとする課題

0004

運転席の近傍に既存のモニタ装置を設置した場合、モニタ装置自体が大きいため、運転者の視界の妨げとなるおそれがある。ショベルの運転室内において、運転席の前方には、作業する位置を確認するために大きなガラス窓が設置されている。運転席に着座した運転者は、運転席の前方を目視しながら操縦装置を操作してショベルによる作業を行なう。

0005

運転席の近傍には操縦装置などが配置されており、モニタ装置を配置する場所は限られている。運転者が前方を見ながら容易に見ることができる場所として、運転室の前方の枠(前方窓を構成するピラー)に近い位置が好適である。この位置であれば、前方を見ていた運転者が僅かに視線を横にずらすだけでモニタ装置の表示装置を見ることができ、手をのばせば容易にモニタ装置の入力装置を操作することができる。

0006

しかし、既存のモニタ装置の大きさは、運転者の視界への影響などは考慮せずに決められており、運転室の前方の枠の近傍にモニタ装置を設置したとしても、運転者の視界の妨げとなることがある。また、高価なモニタ装置を専用部品として全てのショベルに設置すると、その分ショベルの価格が高騰してしまう。

0007

そこで、専用のモニタ装置を設けることなく、モニタ装置と同様の入力機能表示機能を運転者に提供することができるショベルの開発が望まれている。

課題を解決するための手段

0008

本発明の一実施態様によれば、運転者が操作して作業を行なうショベルであって、下部走行体と、前記下部走行体上に搭載された上部旋回体と、前記上部旋回体に配置されたエンジンと、前記エンジンの動力により作動油吐出する油圧ポンプと、前記油圧ポンプが吐出する作動油により駆動される油圧アクチュエータと、操作レバーの操作に応じて前記油圧アクチュエータの動作を制御する制御装置と、前記上部旋回体に設けられたキャビンと、前記キャビン内に設けられ、且つ、表示入力機能と無線通信機能音声認識機能とを有する多機能型携帯情報端末を取り付け可能に構成された取り付け部とを有し、前記取り付け部は、前記多機能型携帯情報端末に接続される接続部を有し、前記制御装置は、該接続部を介して前記多機能型携帯情報端末とデータ通信を行い、且つ前記接続部を介して前記ショベルの蓄電部から前記多機能型携帯情報端末に電力を供給することを特徴とするショベルが提供される。

発明の効果

0009

上述の発明によれば、ユーザが所持している多機能型携帯情報端末をショベルに搭載することで、多機能型携帯情報端末の各種機能をショベルの運転制御に利用することができる。

図面の簡単な説明

0010

本発明が適用されるショベルの側面図である。
図1に示すショベルの駆動系の構成を示すブロック図である。
多機能型携帯情報端末の取り付け部が設けられたキャビンの内部を示す側面図である。
多機能型携帯情報端末の取り付け部が設けられたキャビンの平面図である。
ショベルのコントローラと多機能型携帯情報端末との接続を示すブロック図である。
ショベル制御アプリメイン画面の例を示す図である。
メイン画面表示処理の流れを示すフローチャートである。
音声指示実行処理の流れを示すフローチャートである。
音声指令認識画面の例を示す図である。
エンジンの回転数を一定にした場合のメインポンプ14の吐出圧力吐出流量の関係を示す特性図である。
多機能型携帯情報端末の表示部に、バックモニタ用のカメラ撮影した画像を表示した状態を示す図である。
ショベル異常時処理の流れを示すフローチャートである。
通信リンク画面の例を示す図(その1)である。
通信リンク画面の例を示す図(その2)である。
通信リンク画面の例を示す図(その3)である。
本発明が適用可能なハイブリッド型ショベルの駆動系の構成を示す図である。

実施例

0011

次に、実施形態について図面を参照しながら説明する。

0012

図1は、本発明が適用されるショベルの側面図である。ショベルの下部走行体1には、旋回機構2を介して上部旋回体3が搭載されている。上部旋回体3には、ブーム4が取り付けられている。ブーム4の先端に、アーム5が取り付けられ、アーム5の先端にバケット6が取り付けられている。ブーム4、アーム5及びバケット6は、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9によりそれぞれ油圧駆動される。上部旋回体3には、キャビン10が設けられ、且つエンジン等の動力源が搭載される。キャビン10には運転席が設けられており、運転者は運転席に着座しながらショベルを操作する。

0013

図2は、図1に示すショベルの駆動系の構成を示すブロック図である。図2において、機械的動力系は二重線高圧油圧ラインは太実線パイロットライン破線電気駆動制御系は細実線でそれぞれ示されている。

0014

ショベルの駆動系は、主に、エンジン11、メインポンプ14、パイロットポンプ15、コントロールバルブ17、操作装置26、及びコントローラ30で構成される。

0015

エンジン11は、ショベルの駆動源であり、例えば、所定の回転数を維持するように動作するエンジンである。エンジン11の出力軸はメインポンプ14及びパイロットポンプ15の入力軸に接続される。

0016

メインポンプ14は、高圧油圧ライン16を介して作動油をコントロールバルブ17に供給する油圧ポンプであり、例えば、斜板可変容量型油圧ポンプである。パイロットポンプ15は、パイロットライン25を介して各種油圧制機器に作動油を供給するための油圧ポンプであり、例えば、固定容量型油圧ポンプである。

0017

コントロールバルブ17は、油圧ショベルにおける油圧システムを制御する油圧制御バルブである。コントロールバルブ17は、例えば、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、バケットシリンダ9、走行用油圧モータ1A(右用)、走行用油圧モータ1B(左用)、及び旋回用油圧モータ2Aのうちの一又は複数のものに対し、メインポンプ14から供給された作動油を選択的に供給する。なお、以下の説明では、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、バケットシリンダ9、走行用油圧モータ1A(右用)、走行用油圧モータ1B(左用)、及び旋回用油圧モータ2Aを集合的に「油圧アクチュエータ」と称する。

0018

操作装置26は、操作者が油圧アクチュエータの操作のために用いる装置であり、パイロットライン25を介して、パイロットポンプ15から供給された作動油を油圧アクチュエータのそれぞれに対応する流量制御弁パイロットポートに供給する。なお、パイロットポートのそれぞれに供給される作動油の圧力は、油圧アクチュエータのそれぞれに対応するレバー又はペダル26A〜26Cの操作方向及び操作量に応じた圧力とされる。

0019

コントローラ30は、油圧アクチュエータの動作速度を制御するための制御装置であり、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等を備えたコンピュータで構成される。コントローラ30のCPUは、ショベルの動作や機能に対応するプログラムをROMから読み出してRAMに展開しながらプログラムを実行することで、それぞれに対応する処理を実行させる。

0020

以上のような構成のショベルにおいて、運転者によるショベルの運転を補助するために入力表示装置を運転席の近傍に配置する。本実施形態では、その入力表示装置として携帯型情報機器(一般に「携帯端末」と称される。)を用いる。より具体的には、携帯端末としての多機能型携帯情報端末であるいわゆるスマートフォンタブレット端末等を入力表示装置として運転席の近傍に配置する。運転者は多機能型携帯情報端末の表示入力機能を利用して情報や指令をショベルの制御部に入力することができる。また、ショベルの運転状況や制御情報を多機能型携帯情報端末の表示部に表示させることで、運転者に情報を提供することができる。

0021

近年、多機能型携帯情報端末は広く普及しており、ショベルの運転者のほとんどは、多機能型携帯情報端末を所有している。そこで、運転席の近傍の所定の位置に多機能型携帯情報端末を取り付けるためのホルダ等の取り付け部を設けておくことで、ショベルの運転者はショベルの運転を開始する際に、個人所有の多機能型携帯情報端末を取り付け部に設置することで、個人所有の多機能型携帯情報端末をショベルの入力表示装置として用いることができる。このようにショベルの入力表示装置として用いる携帯機器は、個人所有の多機能型携帯情報端末に限られず、ショベル用として事業者が予め準備した携帯機器であってもよい。

0022

多機能型携帯情報端末の取り付け部には、多機能型携帯情報端末をショベルの制御部に接続してデータ通信を行なうためのコネクタが設けられており、多機能型携帯情報端末を取り付け部に取り付けた状態で、多機能型携帯情報端末とショベルの制御部との間でデータ通信を行なうことができる。近年の多機能型携帯情報端末の多くには、外部との接続用マイクロUSBコネクタソケットが設けられている。そこで、多機能型携帯情報端末の取り付け部に、マイクロUSBコネクタのプラグを設けておくことで、多機能型携帯情報端末をショベルの制御部に接続することができる。

0023

近年の多機能型携帯情報端末には、Bluetooth(登録商標)を利用した近距離無線通信装置や、赤外線を利用した近距離無線通信装置が設けられていることも多く、これら近距離無線装置を用いて多機能型携帯情報端末とショベルの制御部との間のデータ通信を行なってもよい。

0024

ここで、多機能型携帯情報端末の表示装置を使用していると、例えば2〜3時間程度の使用で電池が無くなってしまう。ショベルでの作業時間がこの電池消費時間より長いと、作業の途中で多機能型携帯情報端末が使用できなくなってしまう。そこで、本実施形態では、多機能型携帯情報端末を取り付け部に取り付けた状態で、ショベルの電源部から多機能型携帯情報端末に電力を供給できるようにしている。

0025

具体的には、例えば上述のようにマイクロUSBコネクタを用いてデータ通信を行なう場合には、このマイクロUSBコネクタを介して電源供給を行なうことができる。多機能型携帯情報端末が電源供給専用のコネクタを有している場合は、そのようなコネクタに接続できるコネクタを取り付け部に設けておけばよい。

0026

以上のように、ショベルのキャビン10内の運転席の近傍に多機能型携帯情報端末の取り付部を設けておくことで、多機能型携帯情報端末を取り付け部に取り付けるだけで、多機能型携帯情報端末をショベルの入力表示装置として使用することができる。

0027

図3は多機能型携帯情報端末の取り付け部が設けられたキャビンの内部を示す側面図である。図4は多機能型携帯情報端末の取り付け部が設けられたキャビンの平面図である。

0028

多機能型携帯情報端末40を取り付けるための取り付け部50は、設置台52と、設置台52に支持された搭載部54とを含む。設置台52は、運転席60が設けられたキャビン10のフレーム10aに取り付けられて固定される。搭載部54は、バネや柔らかなゴムなどの弾性体を含む制振機構56を介して設置台に支持されており、キャビン10の振動や衝撃が設置台52を介して搭載部54に直接伝わらないようになっている。すなわち、搭載部54は制振機構56を介して設置台52に支持されており、搭載部54に固定された多機能型携帯情報端末40に伝わるキャビン10の振動や衝撃が抑制されている。

0029

なお、一般的に、運転席60に着座した運転者からみて右側にブーム4が配置されており、運転者はブーム4の先端に取り付けられたアーム5やバケット6を視認しながらショベルを運転することが多い。キャビン10の前方右側のフレーム10aは運転者の視界の妨げとなる部分であるが、本実施形態では、この部分を利用して多機能型携帯情報端末40の取り付け部50を設けている。これにより、もともと視界の妨げとなっていた部分に多機能型携帯情報端末40が配置されるので、多機能型携帯情報端末40自体が運転者の視界を妨げることは無い。フレーム10aの幅にもよるが、多機能型携帯情報端末40全体がフレーム10aの幅に入るように、多機能型携帯情報端末40を縦にして搭載部54に固定して配置することが好ましい。

0030

図5はショベルのコントローラ30(制御装置)と多機能型携帯情報端末40との接続を示すブロック図である。本実施形態では、図5に示すように、取り付け部50は、スイッチパネル51を含む。スイッチパネル51は、各種ハードウェアスイッチを含むパネルであり、搭載部54に取り付けられる。本実施形態では、スイッチパネル51は、ハードウェアボタンとしてのライトスイッチ51a、ワイパースイッチ51b、及びウインドウォッシャスイッチ51cを含む。ライトスイッチ51aは、キャビン10の外部に取り付けられるライト点灯消灯切り換えるためのスイッチである。ワイパースイッチ51bは、ワイパーの作動・停止を切り換えるためのスイッチである。また、ウインドウォッシャスイッチ51cは、ウインドウォッシャ液噴射するためのスイッチである。

0031

多機能型携帯情報端末40が取り付け部50の搭載部54に取り付けられると、接続部58を介して多機能型携帯情報端末40はショベルのコントローラ30に接続される。より具体的には、搭載部54に設けられたマイクロUSBコネクタのプラグが、多機能型携帯情報端末40側のマイクロUSBコネクタのレセプタクル(ソケット)に挿入接続され、多機能型携帯情報端末40とコントローラ30との間でデータ通信が可能となる。本実施形態ではマイクロUSBコネクタが接続部58を構成する。

0032

マイクロUSBコネクタは、データ通信のための接続と共に、電源供給を可能とするコネクタである。コントローラ30はショベルに備えられている蓄電池70(例えば、24Vバッテリ)から電力が供給されて駆動される。コントローラ30は、蓄電池70からの電力を、接続部58を介して、多機能型携帯情報端末40に供給することができるので、多機能型携帯情報端末40はそれ自体の電池を消費することなく、ショベルの蓄電池70から供給される電力で作動することができる。したがって、ショベルでの作業時間が長くても、多機能型携帯情報端末40の電池残量を気にすることなく、ショベルの作業時間中は常に多機能型携帯情報端末40を使用することができる。また、接続部58の形態としては、マイクロUSBコネクタのような配線同士を接触させる接触式のものに限定されず、非接触式のものでもよい。

0033

なお、蓄電池70はエンジン11のオルタネータ11a(発電機)で発電した電力で充電される。蓄電池70の電力は、コントローラ30以外のショベルの電装品72にも供給される。また、エンジン11のスタータ11bは、蓄電池70からの電力で駆動され、エンジン11を始動する。

0034

エンジン11は、エンジン制御装置(ECU)74により制御されている。ECU74からは、エンジン11の状態を示す各種データ(例えば、冷却水温物理量)を示すデータ)がコントローラ30に常時送信されている。したがって、コントローラ30は一時記憶部(メモリ)30aにこのデータを蓄積しておき、必要なときに多機能型携帯情報端末40に送信することができる。

0035

コントローラ30には以下のように各種のデータが供給され、コントローラ30の一時記憶部30aに格納される。

0036

まず、可変容量式油圧ポンプであるメインポンプ14のレギュレータ14aから斜板角度を示すデータがコントローラ30に供給される。また、メインポンプ14の吐出圧力を示すデータが、吐出圧力センサ14bからコントローラ30に送られる。これらのデータ(物理量を表すデータ)は一時記憶部30aに格納される。メインポンプ14が吸入する作動油が貯蔵されたタンクには、油温センサ14cが設けられており、タンク内の作動油の温度を表すデータが、油温センサ14cからコントローラ30に供給される。

0037

また、操作レバー26A〜26Cを操作した際にコントロールバルブ17に送られるパイロット圧が、油圧センサ15a、15bで検出され、検出したパイロット圧を示すデータがコントローラ30に送られる。このデータ(物理量を表すデータ)は一時記憶部30aに格納される。

0038

また、本実施形態では、図5に示すように、ショベルは、キャビン10内にエンジン回転数調整ダイヤル75を備える。エンジン回転数調整ダイヤル75は、エンジンの回転数を調整するためのダイヤルであり、本実施形態ではエンジン回転数を4段階で切り換えできるようにする。また、エンジン回転数調整ダイヤル75からは、エンジン回転数の設定状態を示すデータがコントローラ30に常時送信されている。また、エンジン回転数調整ダイヤル75は、SPモードHモード、Aモード、及びアイドリングモードの4段階でエンジン回転数を切り換えできるようにする。なお、図5は、エンジン回転数調整ダイヤル75でHモードが選択された状態を示す。

0039

SPモードは、作業量優先したい場合に選択される作業モードであり、最も高いエンジン回転数を利用する。Hモードは、作業量と燃費両立させたい場合に選択される作業モードであり、二番目に高いエンジン回転数を利用する。Aモードは、燃費を優先させながら低騒音でショベルを稼働させたい場合に選択される作業モードであり、三番目に高いエンジン回転数を利用する。アイドリングモードは、エンジンをアイドリング状態にしたい場合に選択される作業モードであり、最も低いエンジン回転数を利用する。そして、エンジン11は、調整ダイヤル75で設定された作業モードのエンジン回転数で一定に回転数制御される。

0040

ここで、図6及び図7を参照して、多機能型携帯情報端末40上で動作するショベル制御用アプリケーションソフトウェア(以下、「ショベル制御アプリ」とする。)について説明する。図6は、ショベル制御アプリのメイン画面の例を示し、図7は、多機能型携帯情報端末40がショベル制御アプリのメイン画面を表示する処理(以下、「メイン画面表示処理」の流れを示すフローチャートである。

0041

図6に示すように、ショベル制御アプリのメイン画面41は、多機能型携帯情報端末40の表示入力装置40c上に表示される。本実施形態では、メイン画面41は、時刻表示部41a、走行モード表示部41b、アタッチメント表示部41c、平均燃費表示部41d、排ガスフィルタ状態表示部41e、エンジン作動時間表示部41f、冷却水温表示部41g、燃料残量表示部41h、作業モード表示部41i、及び作動油温表示部41kを含む。

0042

時刻表示部41aは、現在時刻を表示する領域である。図6に示す例では、デジタル表示が採用され、現在時刻が「9:25」であることを示している。

0043

走行モード表示部41bは、現在の走行モードを表示する領域である。走行モードは、可変容量ポンプを用いた走行油圧モータの設定状態を表す。具体的には、走行モードは、低速モード及び高速モードを有する。低速モードは、「亀」を象ったマークで表示され、高速モードは「兎」を象ったマークで表示される。図6に示す例では、「兎」を象ったマークが表示されており、運転者は高速モードが設定されていることを認識できる。

0044

アタッチメント表示部41cは、現在装着されているアタッチメントを表す画像を表示する領域である。ショベルに装着されるアタッチメントは、バケット、削岩機グラップルリフティングマグネットなど様々なアタッチメントを含む。アタッチメント表示部41cは、例えば、これらのアタッチメントを象ったマーク及びアタッチメントに対応する番号を表示する。図6に示す例では、削岩機を象ったマークが表示され、且つ削岩機の出力の大きさを示す数字として「3」が表示されている。

0045

平均燃費表示部41dは、現在の平均燃費を表示する領域である。図6に示す例では、単位[L/hr(リットル/時)]を用いた値が表示されている。現在の平均燃費は、バーグラフ等の他の表現方法を用いて表示されてもよい。なお、平均燃費は、コントローラ30からエンジン11へ送信される燃料噴射量の指令値に基づいて求められる。

0046

排ガスフィルタ状態表示部41eは、排ガスフィルタ(例えば、ディーゼル微粒子除去装置(Diesel Particulate Filter(DPF))である。)の詰まり具合を表示する領域である。図6に示す例では、排ガスフィルタの最大使用時間に対する現在の使用時間の割合を表すバーグラフが表示されている。

0047

エンジン作動時間表示部41fは、エンジンの累積作動時間を表示する領域である。図6に示す例では、単位「hr(時)」を用いた値が表示されている。

0048

冷却水温表示部41gは、現在のエンジン冷却水の温度を表示する領域である。図6に示す例では、冷却水温の状態を表すバーグラフが表示されている。

0049

燃料残量表示部41hは、燃料タンクに貯蔵されている燃料の残量を表示する領域である。図6に示す例では、現在の燃料残量の状態を表すバーグラフが表示されている。

0050

作業モード表示部41iは、現在の作業モードを表示する領域である。作業モードは、例えば、上述のSPモード、Hモード、Aモード、及びアイドリングモードの4つを含む。図6に示す例では、Hモードを表す記号「H」が表示されている。

0051

作動油温表示部41kは、作動油タンク内の作動油の温度を表示する領域である。図6に示す例では、作動油温の状態を表すバーグラフが表示されている。

0052

次に、図7を参照して、メイン画面表示処理の流れについて説明する。多機能型携帯情報端末40は、取り付け部50の搭載部54に取り付けられる度に、このメイン画面表示処理を実行する。また、ショベル制御アプリは、ネットワークを通じてダウンロードされる。なお、ショベル制御アプリは、記録媒体を用いて配布されてもよい。

0053

最初に、多機能型携帯情報端末40は、ショベル制御アプリを起動する(ステップS1)。

0054

その後、多機能型携帯情報端末40は、予め記憶された自身の識別情報をコントローラ30に対して送信し、コントローラ30による認証の取得を試みる(ステップS2)。

0055

コントローラ30による認証が取得できない場合(ステップS2のNO)、多機能型携帯情報端末40は、コントローラ30との連携を開始させることなく、また、メイン画面41を表示することなく、今回のメイン画面表示処理を終了させる。

0056

一方、コントローラ30による認証が取得できた場合(ステップS2のYES)、多機能型携帯情報端末40は、コントローラ30との連携を開始させる(ステップS3)。具体的には、多機能型携帯情報端末40は、メイン画面41の表示に必要な各種データ(燃料残量等)をコントローラ30から受信する。

0057

その後、多機能型携帯情報端末40は、メイン画面41を表示し、コントローラ30から受信した各種データに基づいて、走行モード表示部41b、アタッチメント表示部41c等の表示部における表示内容更新する(ステップS4)。

0058

このようにして、多機能型携帯情報端末40は、コントローラ30との連携を開始させた上で、表示入力装置40c上にメイン画面41を表示する。また、コントローラ30は、多機能型携帯情報端末40との連携を開始させることで、多機能型携帯情報端末40からの指令を受け入れ可能な状態となる。

0059

ここで再び図5を参照して、ショベルのコントローラ30と多機能型携帯情報端末40との連携について説明する。

0060

本実施形態では、運転者が多機能型携帯情報端末40の音声入力機能を使用したいときに操作するスイッチ42が、例えば、操作レバー26Aに設けられる。スイッチ42を運転者が操作すると、信号がコントローラ30に送られる。コントローラ30はこの信号に基づいて多機能型携帯情報端末40に制御信号送り、多機能型携帯情報端末40の音声入力機能をONとする。

0061

このように、運転者は操縦レバーから手を離さずにスイッチ42を容易に操作することができ、多機能型携帯情報端末40の音声入力機能を利用して、指令をショベルの制御装置に入力することができる。

0062

音声入力用のマイクロフォンとしては、多機能型携帯情報端末40の本体に組み込まれているマイクロフォン40aを利用することができる。すなわち、運転者は、操縦レバーに設けられたスイッチ42を操作した後、多機能型携帯情報端末40に向かって所望の指令を表す音声発声すれば、マイクロフォン40aから音声信号が多機能型携帯情報端末40の音声認識部40bに入力される。多機能型携帯情報端末40の音声認識部40bは、マイクロフォン40aから入力された音声信号に音声認識処理を施し、入力された音声信号に相当する指令を判定する。音声認識部40bが判定した指令は、多機能型携帯情報端末40の表示入力装置40c(例えば、タッチパネル)に表示されるとともに、接続部58を介してショベルのコントローラ30に送られる。このように、運転者の意図した指令が多機能型携帯情報端末40の音声認識機能を介してショベルに入力される。なお、多機能型携帯情報端末40に外付けマイクフォン44を接続し、外付けマイクロフォン44を運転者が音声を入力しやすい位置に配置しておいてもよい。

0063

ここで、図8及び図9を参照して、音声入力の一例として、運転者が音声入力によりエンジン11の回転数を上昇させる場合について説明する。図8は、多機能型携帯情報端末40が、運転者の音声指令を認識し、コントローラ30にその音声指令に対応する機能を実行させる処理(以下、「音声指令実行処理」とする。)の流れを示すフローチャートである。また、図9は、音声認識部40bが運転者による音声入力の内容を音声指令として認識できたときに表示入力装置40c上に表示される画面(以下、「音声指令認識画面」とする。)の例を示す。

0064

最初に、多機能型携帯情報端末40の音声認識部40bは、運転者による音声入力を音声指令として認識できるか否かを判定する(ステップS11)。

0065

運転者による音声入力を音声指令として認識できない場合(ステップS11のNO)、多機能型携帯情報端末40は、今回の音声指令実行処理を終了させる。例えば、多機能型携帯情報端末40は、運転者の音声を意味のある単語として認識できたとしても、その単語が予め登録された所定の単語(以下、「登録語」とする。)に該当しない場合には、音声指令ではないと判定して音声指令実行処理を終了させる。

0066

一方、運転者による音声入力を音声指令として認識できた場合(ステップS11のNO)、多機能型携帯情報端末40は、その認識できた音声指令の内容を表示入力装置40c上に表示する(ステップS12)。

0067

図9は、音声指令認識画面の例であり、運転者による音声入力「SP」を、エンジン回転数を増大させる機能に対応する登録語「SP」として認識できた場合の音声指令認識画面を示す。この場合、多機能型携帯情報端末40は、認識できた音声指令の内容「エンジン回転数アップ」と登録語「SP」とを含む音声指令表示部41mをポップアップ表示させる。

0068

その後、多機能型携帯情報端末40は、認識できた音声指令に対応する指令信号をコントローラ30に対して送信する(ステップS13)。なお、ステップS12とステップS13とは順不同であり、多機能型携帯情報端末40は、指令信号を送信した後で音声指令認識画面を表示させてもよく、指令信号の送信と音声指令認識画面の表示を同時に実行してもよい。

0069

その後、指令信号を受信したコントローラ30は、その指令信号に対応する機能を実行する(ステップS14)。本実施形態では、コントローラ30は、エンジン回転数を増大させる機能を実行する。

0070

このようにして、運転者は、多機能型携帯情報端末40の音声入力機能を利用してエンジン回転数を増大させることができる。

0071

より具体的には、音声入力を行なうために、まず、運転者は操作レバー26Aに設けられているスイッチ42を押す。これにより多機能型携帯情報端末40の音声認識部40bがオン状態となる。そして、運転者が「エンジン回転数アップ」又は「SP」と声を発すると、多機能型携帯情報端末40のマイクロフォン40aは運転者の声を拾い、声に対応する音声信号を音声認識部40bに送る。

0072

多機能型携帯情報端末40の音声認識部40bは、送られてきた音声信号に音声認識処理を施し、「エンジン回転数アップ」を指示するための処理信号をコントローラ30に送信する。これを受けたコントローラ30は、処理信号に基づいて、予め定められた回転数だけ回転数を増加させるようにECU74に指令を送る。この指令を受けたECU74は、エンジン11の回転数を予め定められた回転数だけ増加させる。

0073

さらに、コントローラ30は、エンジン回転数の増加に対応させて、メインポンプ14の出力馬力を増大させるべく、レギュレータに信号を送信する。これにより、図10に示されるように、ポンプ出力特性が例えばI1からI2へと変更され、メインポンプ14の出力馬力が増大される。

0074

なお、図10は、エンジン11の回転数を一定にした場合のメインポンプ14の吐出圧力(P)と吐出流量(Q)の関係を示す特性図である。図10に示す例では、エンジンの回転数は5段階に変更できるようになっており、各回転数におけるメインポンプ14のポンプ出力特性がそれぞれIMIN,I1,I2,I3,IMAXとなる。

0075

なお、運転者は、多機能型携帯情報端末40の音声入力機能を利用して、エンジン回転数を増大させる機能以外の機能を実行してもよい。例えば、運転者は、走行モードを切り換える機能、ショベルに取り付けられたカメラが撮影した画像を表示入力装置40c上に表示する機能、コントローラ30とショベルの外部にある管理装置90との通信確立する機能等を実行してもよい。

0076

例えば、ショベルには、運転者の視界以外の部分を撮影するための撮像装置80(図3図5参照。)が設けられている場合がある。例えば、キャビン10が向いている方向と反対の方向(後方)を撮像し、その映像を運転者に提供するためのいわゆるバックモニタ用のカメラである。本実施形態では、撮像装置80で得られた映像データはコントローラ30に送られる。コントローラ30は、送られてきた映像データを多機能型携帯情報端末40に送り、多機能型携帯情報端末40の表示入力装置40cに映像を表示させる。これにより、運転者は撮像装置80で撮像した映像を多機能型携帯情報端末40で視認することができる。

0077

図11は、多機能型携帯情報端末40の表示部40cに、バックモニタ用のカメラで撮影した画像を表示した状態を示す図である。多機能型携帯情報端末40の表示部40cには、運転者からは見えないショベルの後部付近の画像が写し出されており、運転者は前を向きながら多機能型携帯情報端末40の表示部40cに目を移すことで、ショベルの後方の状況を確認することができる。なお、多機能型携帯情報端末40は、運転者がショベルの側方の状況を確認することができるように、サイドモニタ用のカメラで撮影した画像を表示してもよい。

0078

以上のように、本実施形態によれば、多機能型携帯情報端末40をショベルの表示入力装置として利用することで、高価な専用の表示入力装置を最初からショベルに搭載しておかなくても、ユーザ側で簡単に多機能型携帯情報端末40をショベルに搭載し、表示入力装置として利用することができる。また、多機能型携帯情報端末40の各種機能を利用して様々なショベルの制御・管理を行なうこともできるようになる。例えば、利用できる多機能型携帯情報端末の機能として、電話機能撮像機能振動計測機能、方位判定機能、GPS機能、及び地図表示機能などがある。また、スマートフォン等の多機能型携帯情報端末40ばかりでなく、眼鏡型の多機能型携帯情報端末がショベルの表示入力装置として利用されてもよい。

0079

以上のような構成のショベルにおいて、コントローラ30は上述の各種データを含む情報に基づいて、ショベルに異常が発生したか否かを判定する。そして、異常が発生したと判定すると、判定した時刻より所定の時間前の時刻t1から、異常が発生したと判定した時刻t2までに、一時記憶部30aに蓄積していたデータを、多機能型携帯情報端末40に送信する。

0080

多機能型携帯情報端末40は、コントローラ30から送られてくるデータを時系列で表示したり、グラフにして表示入力部40cに表示したりする。ショベルの運転者は、多機能型携帯情報端末40に表示された時系列データやグラフを見て、異常発生前のショベルの状態を把握し、例えばどのような異常であるか、どの部分に起因する異常であるか等を判定することができる。

0081

また、上述のようにコントローラ30から送られてくるデータを多機能型携帯情報端末40の無線通信機能(例えば、パケット通信)を用いて遠隔の管理装置90に送信し、管理装置90で表示することとしてもよい。管理装置90は、例えばショベルのメーカーサービスセンタに設置されたコンピュータであり、専門のスタッフが該当するショベルの状況を遠隔にいながら把握することができる。したがって、ショベルの修理出向く前に、予め故障発生の原因を特定したり、推定したりすることができる。これにより、ショベルの修理に必要な部品等を持参することができ、メンテナンスや修理に費やす時間を短縮することができる。

0082

あるいは、異常が発生したと判定した場合、コントローラ30は、一時記憶部30aに蓄積していたデータを、コントローラ30内の異常情報記憶部に転送しておくこととしてもよい。異常情報記憶部に転送したデータは、その後に必要となった時点で、多機能型携帯情報端末40に送って表示したり、多機能型携帯情報端末40からさらに通信ネットワークを介してサービスセンタの管理装置90に送ったりすることとしてもよい。サービスセンタでは管理装置90の表示部に異常発生時のデータを表示して、異常発生の部位や種類を推定することができる。

0083

次に、図12図14を参照して、ショベルの異常が検出されたときに多機能型携帯情報端末40で実行される処理(以下、「ショベル異常時処理」とする。)について説明する。なお、図12は、ショベル異常時処理の流れを示すフローチャートである。また、図13及び図14は、管理装置90との通信を介して取得する各種情報を表示する画面(以下、「通信リンク画面」とする。)の例である。また、多機能型携帯情報端末40は、コントローラ30からの通知に基づいてショベルの異常を検出した場合に、このショベル異常時処理を実行する。

0084

最初に、多機能型携帯情報端末40は、通信リンク画面を表示する(ステップS21)。本実施形態では、通信リンク画面は、図13に示すように、代理店情報表示部41n、送信ボタン41p、通話ボタン41qを含む。代理店情報表示部41nは、ショベル販売会社代理店等、ショベル異常時の連絡先に関する情報を表示する領域である。送信ボタン41p及び通話ボタン41qは、表示入力装置40c上に表示されるソフトウェアボタンである。送信ボタン41pがタップ操作された場合、多機能型携帯情報端末40は、コントローラ30内の所定領域に記憶されたデータを管理装置90に送信する。通話ボタン41qがタップ操作された場合、多機能型携帯情報端末40は、表示入力装置40c上で選択された状態にある連絡先に電話掛ける。

0085

その後、多機能型携帯情報端末40は、自身の位置情報を管理装置90に対して送信する(ステップS22)。本実施形態では、多機能型携帯情報端末40は、GPS機能を用いて取得した位置情報を管理装置90に対して送信する。管理装置90は、多機能型携帯情報端末40から受信した位置情報に基づいて多機能型携帯情報端末40の現在位置から所定距離範囲内に存在する代理店等に関する情報を検索して代理店情報を生成する。そして、管理装置90は、生成した代理店情報を多機能型携帯情報端末40に対して送信する。

0086

その後、多機能型携帯情報端末40は、管理装置90から代理店情報を受信し(ステップS23)、受信した代理店情報を通信リンク画面の代理店情報表示部41nに表示する(ステップS24)。図13は、3つの代理店が最寄りの代理店として検索された状態を示す。

0087

その後、多機能型携帯情報端末40は、特定の代理店が選択されたか否かを判定する(ステップS25)。本実施形態では、多機能型携帯情報端末40は、代理店情報表示部41nにおける3つの代理店のそれぞれに対応する領域の何れかが運転者によってタップ操作されたか否かを判定する。

0088

特定の代理店が未だ選択されていないと判定した場合(ステップS25のNO)、多機能型携帯情報端末40は、特定の代理店が選択されるまでそのまま待機する。

0089

特定の代理店が選択されたと判定した場合(ステップS25のYES)、多機能型携帯情報端末40は、選択された代理店、及びその選択された代理店の詳細情報を表示入力装置40c上に表示する(ステップS26)。本実施形態では、多機能型携帯情報端末40は、選択された特定の代理店を表示する被選択代理店表示部41rと、その選択された特定の代理店のより詳細な情報を表示する詳細情報表示部41sとを含む通信リンク画面を表示する。図14は、特定の代理店が選択され、その選択された代理店のより詳細な情報が表示された状態を示す。

0090

その後、多機能型携帯情報端末40は、送信ボタン41pがタップ操作されたか否かを判定する(ステップS27)。

0091

そして、送信ボタン41pがタップ操作されていないと判定した場合(ステップS27のNO)、多機能型携帯情報端末40は、タップ操作されるまでそのまま待機する。

0092

一方、送信ボタン41pがタップ操作されたと判定した場合(ステップS27のYES)、多機能型携帯情報端末40は、コントローラ30に対してデータ転送指令を送信する(ステップS28)。本実施形態では、データ転送指令を受信したコントローラ30は、一時記憶部30a、異常情報記憶部等の所定領域に記憶されたデータを多機能型携帯情報端末40に送信する。

0093

その後、多機能型携帯情報端末40は、コントローラ30から送信されるデータを受信し(ステップS29)、その受信したデータを管理装置90に転送する(ステップS30)。

0094

なお、多機能型携帯情報端末40は、通話ボタン41qがタップ操作された場合には、選択された状態にある代理店の電話番号に電話を掛けるようにする。

0095

このように、多機能型携帯情報端末40は、ショベルで異常が検出された場合に自動的に通信リンク画面を表示し、代理店への連絡等の措置を運転者が容易に実行できるようにする。

0096

次に、図15を参照して、ショベル異常時処理の際に表示入力装置40c上に表示される通信リンク画面の別の例について説明する。図15の通信リンク画面は、送信ボタン41p、通話ボタン41q、詳細情報表示部41s、及び地図表示部41tを含む。

0097

本実施形態では、多機能型携帯情報端末40は、管理装置90から代理店情報を受信し、且つ、特定の代理店が選択された後にこの通信リンク画面を表示入力装置40c上に表示する。なお、多機能型携帯情報端末40は、特定の代理店が選択される前にこの通信リンク画面を表示してもよい。

0098

地図表示部41tは、地図情報を表示する部分であり、ショベル(多機能型携帯情報端末40)の現在位置を表す現在位置アイコン41uと、検索された或いは選択された代理店の位置を表す代理店位置アイコン41vとを含む。

0099

運転者は、多機能型携帯情報端末40において、スワイプ操作ピンチイン操作ピンチアウト操作等を利用しながら地図表示部41tの地図情報のスクロール縮小表示拡大表示等を実行できる。

0100

このようにして、多機能型携帯情報端末40は、ショベルで異常が検出された場合に地図情報を表示し、ショベルと代理店の位置関係を運転者が容易に認識できるようにする。また、多機能型携帯情報端末40は、ショベルに取り付けられる専用の通信用コントローラを不要とし、ショベルのコストダウンを図ることができる。また、多機能型携帯情報端末40に備えられた振動計測機能は、ショベルを構成する部品の故障分析に用いることができる。さらに、多機能型携帯情報端末40に備えられた方位判定機能は、ショベルの向きを地図表示部41t上に表示する際に用いることができる。

0101

上述の実施形態では、ショベルに多機能型携帯情報端末を取り付けているが、図16に示すような構成のハイブリッド型ショベルに多機能型携帯情報端末を取り付けることとしてもよい。以下、ハイブリッド型ショベルの構成について説明する。図16において、機械的動力系は二重線、高圧油圧ラインは太実線、パイロットラインは破線、電気駆動・制御系は細実線でそれぞれ示されている。

0102

機械式駆動部としてのエンジン11と、アシスト駆動部としての電動発電機12は、変速機13の2つの入力軸にそれぞれ接続されている。変速機13の出力軸には、油圧ポンプとしてメインポンプ14及びパイロットポンプ15が接続されている。メインポンプ14には、高圧油圧ライン16を介してコントロールバルブ17が接続されている。

0103

コントロールバルブ17は、ハイブリッド式ショベルにおける油圧系の制御を行う制御装置である。下部走行体1用の油圧モータ1A(右用)及び1B(左用)、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9は、高圧油圧ラインを介してコントロールバルブ17に接続される。

0104

電動発電機12には、インバータ18Aを介して、蓄電器としてのキャパシタを含む蓄電系120が接続される。蓄電系120には、インバータ20を介して電動作業要素としての旋回用電動機21が接続されている。旋回用電動機21の回転軸21Aには、レゾルバ22、メカニカルブレーキ23、及び旋回変速機24が接続される。また、パイロットポンプ15には、パイロットライン25を介して操作装置26が接続される。旋回用電動機21と、インバータ20と、レゾルバ22と、メカニカルブレーキ23と、旋回変速機24とで負荷駆動系が構成される。

0105

操作装置26は、レバー26A、レバー26B、ペダル26Cを含む。レバー26A、レバー26B、及びペダル26Cは、油圧ライン27及び28を介して、コントロールバルブ17及び圧力センサ29にそれぞれ接続される。圧力センサ29は、電気系の駆動制御を行うコントローラ30に接続されている。

0106

コントローラ30は、ハイブリッド式ショベルの駆動制御を行う主制御部としての制御装置である。コントローラ30は、CPU(Central Processing Unit)及び内部メモリを含む演算処理装置で構成され、CPUが内部メモリに格納された駆動制御用のプログラムを実行することにより実現される装置である。

0107

コントローラ30は、圧力センサ29から供給される信号を速度指令に変換し、旋回用電動機21の駆動制御を行う。圧力センサ29から供給される信号は、旋回機構2を旋回させるために操作装置26を操作した場合の操作量を表す信号に相当する。

0108

コントローラ30は、電動発電機12の運転制御(電動アシスト)運転又は発電運転切り替え)を行うとともに、蓄電系120の昇降圧コンバータを駆動制御することにより蓄電系120の蓄電部であるキャパシタの充放電制御を行う。コントローラ30は、キャパシタの充電状態、電動発電機12の運転状態(電動(アシスト)運転又は発電運転)、及び旋回用電動機21の運転状態(力行運転又は回生運転)に基づいて、昇降圧コンバータの昇圧動作降圧動作切替制御を行い、これによりキャパシタの充放電制御を行う。

0109

また、本願は、2012年7月19日に出願した日本国特許出願2012−160909号に基づく優先権を主張するものでありその日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。

0110

1下部走行体
1A、1B油圧モータ
2旋回機構
2A旋回用油圧モータ
3上部旋回体
4ブーム
5アーム
6バケット
7ブームシリンダ
8アームシリンダ
9バケットシリンダ
10キャビン
10aフレーム
11エンジン
12電動発電機
13変速機
14メインポンプ
14aレギュレータ
14b吐出圧力センサ
14c油温センサ
15パイロットポンプ
16高圧油圧ライン
17コントロールバルブ
18、20インバータ
21旋回用電動機
22レゾルバ
23メカニカルブレーキ
24旋回変速機
25パイロットライン
26操作装置
26A、26Bレバー
26Cペダル
26D ボタンスイッチ
30コントローラ
30a一時記憶部
40多機能型携帯情報端末
40aマイクロフォン
40b音声認識部
40c表示入力装置
41メイン画面
41a時刻表示部
41b走行モード表示部
41cアタッチメント表示部
41d平均燃費表示部
41e排ガスフィルタ状態表示部
41fエンジン作動時間表示部
41g冷却水温表示部
41h燃料残量表示部
41i作業モード表示部
41k作動油温表示部
41m音声指令表示部
41n代理店情報表示部
41p 送信ボタン
41q通話ボタン
41r 被選択代理店表示部
41s詳細情報表示部
41t地図表示部
41u 現在位置アイコン
41v 代理店位置アイコン
50 取り付け部
51スイッチパネル
51aライトスイッチ
51bワイパースイッチ
51cウインドウォッシャスイッチ
52設置台
54 搭載部
56制振機構
58 接続部
60運転席
70蓄電池
72電装品
75エンジン回転数調整ダイヤル
80撮像装置
90 管理装置

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