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技術 鉄道車両用側扉の窓部取付構造

出願人 JR東日本テクノロジー株式会社
発明者 戸嶋和人橋谷田憲之
出願日 2016年2月12日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2016-025304
公開日 2017年8月17日 (4ヶ月経過) 公開番号 2017-141007
状態 未査定
技術分野 鉄道車両の細部 ガラス板等の固定及び戸板
主要キーワード 連接面 内側側板 立ち上がり角度θ 水密シール材 バックアップブロック 施工信頼性 断熱ガス 外周端部近傍

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図面 (6)

課題

シール材の安定した充填を可能とすると共に、経年特性を損なうことなく応力集中を未然に防止し、保守性施工性が良好な鉄道車両用側扉の窓部取付構造簡易な構成で安価に提供する

解決手段

窓ガラス20が取り付けられる開口部15が形成された側扉本体10と、開口部15に取り付けられて窓ガラス20の周囲を支持する金属製の窓枠30とを備え、窓ガラス20と窓枠30との間には、窓ガラス20を支持する弾性支持部材50が配置される支持体収容部30Sが形成されていると共に、当該支持体収容部の内周側には、奥行き方向に沿って、水密性のシール材70が充填されるシール材充填部70Sが形成されており、シール材充填部70Sの外周側端面は、弾性支持部材50と窓枠30とに跨って、平坦な面として形成されている。

背景

従来、鉄道車両においては、戸袋部に出入りして車両の出入り口を形成する側扉が設けられており、かかる側扉の窓ガラス交換する際等の、保守性施工性の向上を図った側扉の窓部取付構造が提案されている(例えば、特許文献1参照)。

ここで、特許文献1には、窓ガラスを車内側から交換する際に、水密シール材の一部を極力少ない回数で除去可能とすることにより、保守性の向上を図った窓ガラスの取り付け構造開示されている。

概要

シール材の安定した充填を可能とすると共に、経年特性を損なうことなく応力集中を未然に防止し、保守性や施工性が良好な鉄道車両用側扉の窓部取付構造を簡易な構成で安価に提供する窓ガラス20が取り付けられる開口部15が形成された側扉本体10と、開口部15に取り付けられて窓ガラス20の周囲を支持する金属製の窓枠30とを備え、窓ガラス20と窓枠30との間には、窓ガラス20を支持する弾性支持部材50が配置される支持体収容部30Sが形成されていると共に、当該支持体収容部の内周側には、奥行き方向に沿って、水密性のシール材70が充填されるシール材充填部70Sが形成されており、シール材充填部70Sの外周側端面は、弾性支持部材50と窓枠30とに跨って、平坦な面として形成されている。

目的

本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、シール材の安定した充填を可能とすると共に、経年特性を損なうことなく応力集中を未然に防止し、保守性や施工性が良好な鉄道車両用側扉の窓部取付構造を簡易な構成で安価に提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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請求項1

鉄道車両出入り口に設けられ、戸袋出入りして出入り口を開閉する側扉において、窓ガラス取り付けられる開口部が形成された側扉本体と、前記開口部に取り付けられて前記窓ガラスの周囲を支持する金属製の窓枠とを備え、前記窓ガラスと前記窓枠との間には、窓ガラスを支持する弾性支持部材が配置される支持体収容部が形成されていると共に、当該支持体収容部の内周側には、奥行き方向に沿って、水密性シール材充填されるシール材充填部が形成されており、前記シール材充填部の外周側端面は、前記弾性支持部材と前記窓枠とに跨って、平坦に形成されていることを特徴とする鉄道車両用側扉の窓部取付構造

請求項2

前記窓枠は、前記窓ガラスの外周端部近傍の領域において階段状に形成されており、前記弾性支持部材は、その内周側端面が前記窓枠の内周側端面と面一となるように、前記支持体収容部に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の鉄道車両用側扉の窓部取付構造。

請求項3

奥行き方向に沿って、前記窓枠の車外側の端部には、内周側に傾斜する傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の鉄道車両用側扉の窓部取付構造。

請求項4

前記傾斜面の車外側の端部には、高さ方向に延在する突出部が形成されていることを特徴とする請求項3に記載の鉄道車両用側扉の窓部取付構造。

請求項5

前記窓ガラスの厚さをGT、前記側扉本体の厚さをDTとした場合、GT/DT≦1/2であることを特徴とする請求項3又は4に記載の鉄道車両用側扉の窓部取付構造。

請求項6

前記弾性支持部材の奥行き方向の長さは、面一の連接面として形成される窓枠の奥行方向の長さよりも短いことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の鉄道車両用側扉の窓部取付構造。

請求項7

前記窓ガラスは、単層ガラスであることを特徴とする請求項3ないし6のいずれかに記載の鉄道車両用側扉の窓部取付構造。

技術分野

0001

本発明は、鉄道車両用側扉に関するものであり、特に、当該側扉に設けられた窓ガラス取付構造に関するものである。

背景技術

0002

従来、鉄道車両においては、戸袋部に出入りして車両の出入り口を形成する側扉が設けられており、かかる側扉の窓ガラスを交換する際等の、保守性施工性の向上を図った側扉の窓部取付構造が提案されている(例えば、特許文献1参照)。

0003

ここで、特許文献1には、窓ガラスを車内側から交換する際に、水密シール材の一部を極力少ない回数で除去可能とすることにより、保守性の向上を図った窓ガラスの取り付け構造開示されている。

先行技術

0004

特開2007−137241公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、上記特許文献1に開示された先行技術は、シール材充填領域の内部(中間部)に仕切壁突設されているためシール材が充填し難く、シール材を充填する際に当該仕切壁の角部(隅部)周辺にて、隙間(シール材の鬆)が生成され易い。また、繰り返し荷重(例えば、満員電車内乗客等による車内側からの荷重や、風圧等による車外側からの荷重)による応力集中に伴う損傷や、当該荷重に伴う経年特性耐水性耐振動性耐候性)の劣化といった問題が懸念されていた。また、窓ガラスを交換した後の、古いシール材と新しいシール材との接合面の密着性接着性の低下といった問題が懸念されていた。

0006

そこで、本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、シール材の安定した充填を可能とすると共に、経年特性を損なうことなく応力集中を未然に防止し、保守性や施工性が良好な鉄道車両用側扉の窓部取付構造を簡易な構成で安価に提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

上記目的を達成するために、本発明に係る鉄道車両用側扉の窓部取付構造は、鉄道車両の出入り口に設けられ、戸袋に出入りして出入り口を開閉する側扉において、窓ガラスが取り付けられる開口部が形成された側扉本体と、前記開口部に取り付けられて前記窓ガラスの周囲を支持する金属製の窓枠とを備え、前記窓ガラスと前記窓枠との間には、窓ガラスを支持する弾性支持部材が配置される支持体収容部が形成されていると共に、当該支持体収容部の内周側には、奥行き方向に沿って、水密性のシール材が充填されるシール材充填部が形成されており、前記シール材充填部の外周側端面は、前記弾性支持部材と前記窓枠とに跨って、平坦に形成されていることを特徴とするものである。

0008

ここで、奥行き方向とは、窓ガラスの厚さ方向をいうものとする。

0009

このように構成した場合には、シール材を充填する際に、シール材充填部に突設する仕切壁等がないので当該シール材を隙間なく円滑に充填することができ、いわゆるシール材の鬆の発生を未然に防止すると共に、厚さ方向(奥行き方向)に付与される繰り返し荷重による応力集中を抑制することができる。また、窓ガラスを交換する際には、シール材を容易に一括交換(全交換)することができ、交換保守作業等における作業性、施工信頼性の向上に寄与することができる。

0010

また、前記窓枠は、前記窓ガラスの外周端部近傍の領域において階段状に形成されており、前記弾性支持部材は、その内周側端面が前記窓枠の内周側端面と面一となるように、前記支持体収容部に配置されていてもよい。

0011

このように構成した場合には、弾性支持部材を収容する支持体収容部を簡易な構成で形成可能とすると共に、シール材充填部の外周側端面を容易に平坦に形成することができる。

0012

さらに、奥行き方向に沿って、前記窓枠の車外側の端部には、内周側に傾斜する傾斜面が形成されていてもよい。

0013

このように構成した場合には、断面積の急激な変化に伴う応力集中を未然に防止すると共に、外板強度補強を図ることができる。

0014

さらにまた、前記傾斜面の車外側の端部には、高さ方向に延在する突出部が形成されていてもよい。

0015

このように構成した場合には、窓枠の型加工が容易となり、生産性の向上によるコストダウンに寄与することができる。

0016

さらにまた、前記窓ガラスの厚さをGT、前記側扉本体の厚さをDTとした場合、GT/DT≦1/2であってもよい。

0017

このように構成した場合には、シール材充填部の形状に基づく経年的な歪みによる強度の低下を事前に補強することができる。

0018

以上において、前記弾性支持部材の奥行き方向の長さは、面一の連接面として形成される窓枠の奥行方向の長さよりも短くてもよい。

0019

このように構成した場合には、窓ガラスの保持力を経年的に安定して維持することができる。

0020

また、前記窓ガラスは、単層ガラスとしてもよい。

0021

このように構成した場合には、相対的にシール材充填部の奥行き方向の長さが拡張されることとなる単層ガラスを用いた形態に好適な窓部取付構造を提供することができる。

発明の効果

0022

本発明によれば、簡易な構成にて、シール材の安定した充填を可能とすると共に、経年特性を損なうことなく応力集中を未然に防止することができる鉄道車両用側扉の窓部取付構造を容易に実現することができる。

図面の簡単な説明

0023

本発明に係る鉄道車両用側扉の構成を示す模式図であり、(a)は車内側から見た正面図、(b)は側面図である。
第1の実施形態に係る鉄道車両用側扉の窓部取付構造を説明するための模式的拡大図である。
第1の実施形態に係る鉄道車両用側扉の窓部取付構造の変形例を説明するための模式的拡大図である。
第2の実施形態に係る鉄道車両用側扉の窓部取付構造を説明するための模式的拡大図である。
第2の実施形態に係る鉄道車両用側扉の窓部取付構造の変形例を説明するための模式的拡大図である。

実施例

0024

<第1の実施形態>
以下に、本発明に係る鉄道車両用側扉の窓部取付構造の一実施形態について、図面を参照して説明する。ここで、図1は本発明の側扉の窓部取付構造が適用される側扉の構成を示す模式図であり、図2は本発明の第1の実施形態に係る窓部取付構造を拡大して示す模式図である。また、図3は本発明の第1の実施形態に係る窓部取付構造の変形例を拡大して示す模式図である。

0025

図1に模式的に示すように、鉄道車両用側扉は、鉄道車両(車体)の出入口に設けられ、不図示の戸袋に出入りして出入口を開閉するものであり、本発明に係る鉄道車両用側扉の窓部取付構造は、かかる側扉に嵌めこまれた窓ガラスの取付構造に適用されるものである。

0026

扉本体10は、車内側及び車外側にそれぞれ立設されて対向する一対アルミニウム等の金属で形成された側板10a,10b間に、芯材10cが介装されており、車内側の側板10aの上部には窓ガラス20が嵌め込まれる開口部15が形成されている。

0027

扉本体10の開口部15には、その周囲に、窓ガラス20の外周部を支持して保持する窓枠30が配設されており、この窓枠30の内側に弾性部材等を介して窓ガラス20が嵌め込まれる(取り付けられる)ようになっている。なお、本実施の形態において、扉本体10の厚さは、例えば、25mmであるのに対し、窓ガラス20の厚さは、5〜15mmであり、当該窓ガラス20は、扉本体10の厚さ方向に沿って、車内側に寄せて取り付けられている。

0028

図2に模式的に示すように、窓枠30は、窓ガラス20の端部に対応する領域が階段状に形成されており、この階段状に形成された窓枠30の窓ガラス20の近傍には、窓ガラス20との間に介装される弾性支持部材が配置される断面矩形状の空間である支持体収容部30Sが形成されていると共に、当該支持体収容部30S及び窓枠30の内周側には、水密性のシール材70が充填されるシール材充填部70S(断面が車外側から車内側に向かって裾広がり台形状)が形成されている。

0029

なお、本実施の形態において、車内側の側板10aは、支持体収容部30Sの外周端まで延在するのに対し、車外側の側板10bは、窓枠30を高さ方向に超えて内周側に突設しており、それぞれ支持体収容部30S及びシール材充填部70Sの外縁を区画形成している。

0030

支持体収容部30Sには、窓ガラス20の高さ方向端部が進入していると共に、当該端部(外周端部)を高さ方向に支持する支持部材であるセッティングブロック40が窓枠30との間に介装されている。同様に、窓ガラス20の厚さ方向(奥行き方向)には、窓枠30との間に、窓ガラス20を厚さ方向(奥行き方向)に保持(支持)する弾性部材であるバックアップブロック50(本発明の弾性支持部材に相当)が介装されている。

0031

本実施の形態において、窓ガラス20は、単一の板ガラスから形成された単層ガラスでもよいし、板ガラスを重ねあわせた複層ガラスでもよい。なお、複層ガラスとしては、例えば、対向する一対のガラス板の間に断熱材を介装したものや、断熱ガス等を充填したものでもよい。

0032

また、窓枠30は、アルミニウムやステンレス等の金属体剛体)で形成することができる。

0033

セッティングブロック40は、硬質塩化ビニルゴム等で形成することができる。一方、バックアップブロック50は、クロロプレンゴム等の弾性体にて形成することができる。

0034

そして、本実施の形態において、バックアップブロック50を配置した状態で、バックアップブロック50の内周側端面500と、窓枠30の内周側端面300とは、その高さが一致するように形成されている。さらに、バックアップブロック50及び窓枠30の内周側には、窓ガラス20と車外側の側板10bの突出部10tに渡って、シール材70が充填されるシール材充填部70Sが、その高さ方向に沿った断面が車外側から車内側に向かって裾広がりの台形状に形成されている。

0035

言い換えれば、バックアップブロック50の内周側端面500と窓枠30の内周側端面300とは面一になるように形成されており、これによりシール材充填部70Sの外周側端面700は、バックアップブロック50及び窓枠30に跨って(渡って)平坦な面となるように形成されている。

0036

このように構成された窓ガラスの取付構造によれば、シール材充填部70Sの外周側端面がバックアップブロック50と窓枠30とに跨って平坦に形成されているので、シール材充填部70Sの領域内に何ら角部(領域内に向かって突出する部材)が存在せず、シール材70を充填する際に、当該シール材70をシール材充填部70S内に隙間なく円滑に充填することができ、いわゆるシール材の鬆の発生を未然に防止することができる。併せて、シール材の形状に偏りがなく荷重をシール材全体で受けることとなるので、厚さ方向(奥行き方向)に付与される繰り返し荷重による応力集中(局所的・偏在的な応力)の発生を抑制することができる。

0037

また、窓ガラス20を交換する際には、シール材充填部70S内のシール材70全体を一括して側板10bや窓枠30等に沿って容易に切り取る(切除する)ことができ、充填部70S内にシール材70を残存させることなくシール材70の一括交換(全交換)を容易に行うことができる。これにより、窓ガラス20を交換した後の新旧のシール材の接合等を要することなく、交換保守作業等における作業性、施工信頼性の向上に寄与することができる。

0038

なお、本実施の形態において、少なくともバックアップブロック50の奥行き方向の長さw1は、面一の連接面として形成される窓枠30の奥行き方向の長さw2よりも短いことが好ましい(w1<w2)。

0039

これにより、弾性体であるバックアップブロック50を剛体(金属体)である窓枠30よりも長く形成した場合に比し、窓ガラス20の保持を、剛性の高い(経年変化の少ない)窓枠30にて主に担うことができ、窓ガラス20の保持力を経年的に安定して維持することが可能となる。

0040

さらに、窓ガラス20の保持力を補強するという観点からは、ガラス押え部材と共に、扉本体10、窓ガラス20、窓枠30を、厚さ方向にボルト締めすることにより締結してもよい。

0041

具体的には、変形例として図3に模式的に示すように、窓枠30の車内側(側板10aと対向する側)に凹部30dを設け、対応する車内側の側板10aに凸部10dを形成せしめ、この車内側の側板10aの凸部10dと車内側の窓枠30の凹部30dとを嵌め合うように形成する。そして、車内側の側板10aと窓枠30とを嵌め合わせた状態で、窓ガラス20を車内側から押さえる鍔部60fを有するガラス押え部材60と共に、厚さ方向にボルト55にて締結することにより、扉本体10、窓ガラス20、窓枠30を一体的に結合するように構成してもよい。

0042

<第2の実施形態>
次に、本発明に係る鉄道車両用側扉の窓部取付構造の別の実施形態について、図面を参照して説明する。ここで、図4は本発明の第2の実施形態に係る窓部取付構造を拡大して示す模式図であり、図5は本発明の第2の実施形態に係る窓部取付構造の変形例を拡大して示す模式図である。

0043

本実施の形態は、シール材充填部70Sの奥行き方向が拡張された場合の、車外側の側板10bとの接合強度の補強等を考慮して、窓枠30の車外側端部(奥行き方向端部)の形状を変更したものであり、先の実施形態と同様な機能を有する部材には同様な符号を付し、その詳細な説明は省略する。

0044

一般的に、シール材充填部70Sの高さ(突出部10tの長さ)と、幅(奥行き方向の長さ)とは、シール材70の防水性能等の経年特性の変化を考慮すると、ほぼ均等(高さ≒幅)な略正方形の断面形状であることが好ましい。

0045

しかしながら、窓ガラス20として、例えば、極薄の単層ガラス等を用いた場合には、相対的にシール材充填部70Sの幅が拡張してしまう(横長となる)ため、シール材70の経年変化(シール材充填部70Sの形状に伴う経年的な歪みの偏在)を考慮すると、シール材充填部70Sと車外側側板10bとの接合強度を補強しておくことが好ましい。

0046

上記のような補強が必要な形態としては、図4に模式的に示すように、窓ガラス20の厚さをGTとし、側扉本体10の厚さをDTとした場合、少なくともGT/DT≦1/2であることが本発明者らの検討により判明した。

0047

そこで、本実施の形態では、上記のような極薄の単層ガラス等を窓ガラス20として採用した場合に、シール材充填部70Sと車外側側板10bとの接合強度を補強するために、窓枠30の車外側端部(シール材充填部70Sの車外側端部)近傍に傾斜面310を形成している(図4参照)。なお、本実施の形態において、シール材充填部70Sの外周側の平坦面は、シール材充填部70Sの奥行き方向中間部を超えて、車外側に延在するように形成されている。

0048

上記傾斜面310は、車外側に向かって立ち上がる(車外側に向かって内周側に傾斜する)直線形状、若しくは、シール材充填部70Sから見て、外周側に凸となる円弧状であることが好ましい。

0049

また、傾斜面310の立ち上がり角度θは、30°≦θ≦60°であることが好ましい。

0050

このように形成した窓枠30においては、その傾斜面310により、シール材充填部70Sの領域内における断面積の急激な変化による応力集中等を未然に防止すると共に、シール材充填部70Sと側板10bとの接合を経年的に安定して維持することができる。

0051

なお、窓枠30の製作容易性という観点からは、図5に変形例として示すように、窓枠30の傾斜面310の車外側端部に、車外側の側板10bに沿って高さ方向に延在する突出部310tをさらに設けても良い。

0052

これにより、窓枠30の加工が容易となり、生産性の向上によるコストダウンに寄与することができる。

0053

また、本実施の形態は、相対的にシール材充填部70Sの奥行き方向の長さが拡張されることとなる(GT/DT≦1/2)ような、薄板単層ガラス(例えば、厚さ5mm〜12mm、より好適には、5mm〜7mm)を用いた形態に適用されることが好ましい。

0054

さらに、本実施の形態においても、先の実施の形態と同様に、窓ガラス20の保持力を経年的に安定して維持するという観点からは、バックアップブロック50の奥行き方向の長さw1は、面一の連接面として形成される窓枠30の奥行き方向の長さw2よりも短いことが好ましい(w1<w2:図2参照)。

0055

以上説明したように、本発明に係る鉄道車両用側扉の窓部取付構造によれば、シール材の形状に偏りがなく、特に、シール材充填部70Sの底面(外周側端面)が平坦となるので、突起部等の存在がある構成に比し、いわゆるシール材の鬆の発生を未然に防止して、シール材70を隙間なく確実に充填することができ、これにより、経年的なシール性を安定して確保することができる。また、例えば、窓ガラス20に対し、車内側(例えば、満員の乗客等による荷重)や車外側(例えば、風圧等による荷重)から繰り返し荷重が印加された場合等でも、応力集中を抑制することができ、窓ガラス20の保持力やシール強度を経年的に安定して維持することができる。さらに、窓ガラス20を交換する際には、シール材70を容易に全交換することができるので、交換後の新旧のシール材の接合等を要することなく、交換保守作業における作業性、施工信頼性の向上に寄与することができる。

0056

なお、本発明の技術的範囲は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨に逸脱しない範囲において多様な変更もしくは改良を加え得るものである。例えば、本発明に係る鉄道車両用側扉の窓部取付構造は、鉄道車両用のみならず、他の車両用の窓部取付構造にも適用可能であり、また、各実施の形態はそれぞれ単独で実施しても良いし組み合わせて実施しても良い。

0057

10:扉本体、10a:車内側側板、10b:車外側側板、10c:芯材、10d:凸部、10t:突出部、15:開口部、20:窓ガラス、30:窓枠、30d:凹部、30S:支持体収容部、40:セッティングブロック、50:バックアップブロック、500:バックアップブロック内周側端面、55:ボルト、60:ガラス押え部材、60f:鍔部、70:シール材、70S:シール材充填部、300:窓枠内周側端面、310:傾斜面、310t:突出部、700:シール材充填部外周端面、DT:側扉本体の厚さ、GT:窓ガラスの厚さ

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