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技術 連結部材

出願人 日鉄日新製鋼株式会社日鉄日新鋼管株式会社平林物産株式会社佐藤産業株式会社
発明者 狩野忍彦坂明良冨村宏紀八塚隆輔平林昇佐藤隆寛
出願日 2016年10月6日 (3年6ヶ月経過) 出願番号 2016-198008
公開日 2018年4月12日 (2年0ヶ月経過) 公開番号 2018-057337
状態 未査定
技術分野 温室
主要キーワード 二重パイプ 一般構造用炭素鋼鋼管 受け金型 強度試験装置 アーチ部材 外パイプ 内パイプ アーチパイプ
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(2018年4月12日)のものです。
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図面 (10)

課題

変形しにくい連結部材を提供する。

解決手段

連結部材1は、ビニールハウスに用いられる一対のアーチ部材を連結する連結部材であって、両端部に設けられ、アーチ部材のそれぞれを挿入可能な開口が形成された一対の挿入部101,101と、挿入部を繋ぐように設けられ、挿入部よりも肉厚の厚い胴部104と、を備える。胴部は、挿入部と一体的に形成される管状の中継部102と、中継部の内部に配置され、挿入部及び中継部を合わせた長さよりも短い補強部材201と、を備えることが好ましい。

概要

背景

従来、農作物栽培に用いられるビニールハウスが知られている。このようなビニールハウスは、複数のパイプ等の構造材を、種々の連結部材ジョイント)により連結することにより構築される。例えば、一対のアーチ部材のそれぞれの一端が地面に対して埋設され、他端が天頂部で管状の連結部材を用いて連結される。そして、このような一対のアーチ部材及び連結部材の組を複数並設することにより、ビニールハウスが構築される(図1参照)。

ビニールハウスは風雨に晒され続けることから、耐候性や強度をより高くすることが求められる。そこで、例えば、構造材をより強固に固定する連結金具が提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、二重パイプからなるアーチパイプ連結具が提案されている(例えば、特許文献2参照)。

また、特許文献2には、パイプを組み立てて形成したハウス骨組の外にシートを張ってなるパイプハウスとそのハウス骨組を構成する主アーチを形成するのに使用されるアーチパイプ連結具が開示されている。図11には、2本のアーチパイプAの先端を、く字状に曲げ連結パイプBの両端に2本のアーチパイプAのそれぞれの先端を差込んでなる連結パイプBが示されている。また、図2(a)には、外パイプ8の内側に内パイプ9を挿入してその両端部を外パイプ8の両端の夫々から外側に突出させ、外パイプ8の両端側を内パイプ9と共に下方に曲げて、その下方に曲げた両端側をアーチパイプ1と連結する連結部21とした、二重パイプからなるアーチパイプ連結具2が示されている。

概要

変形しにくい連結部材を提供する。連結部材1は、ビニールハウスに用いられる一対のアーチ部材を連結する連結部材であって、両端部に設けられ、アーチ部材のそれぞれを挿入可能な開口が形成された一対の挿入部101,101と、挿入部を繋ぐように設けられ、挿入部よりも肉厚の厚い胴部104と、を備える。胴部は、挿入部と一体的に形成される管状の中継部102と、中継部の内部に配置され、挿入部及び中継部を合わせた長さよりも短い補強部材201と、を備えることが好ましい。

目的

本発明は、以上のような課題を解決するために案出されたものであり、変形(座屈)しにくい連結部材を提供する

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

ビニールハウスに用いられる一対のアーチ部材を連結する連結部材であって、両端部に設けられ、アーチ部材のそれぞれを挿入可能な開口が形成された一対の挿入部と、前記一対の挿入部を繋ぐように設けられ、前記挿入部よりも肉厚の厚い胴部と、を備える連結部材。

請求項2

前記胴部は、前記挿入部と一体的に形成される管状の中継部と、前記中継部の内部に配置される補強部材と、を備え、前記補強部材の長さは、前記挿入部及び前記中継部を合わせた長さよりも短い請求項1に記載の連結部材。

請求項3

前記補強部材は、前記中継部よりも降伏強さの大きい材料を用いて形成される請求項32に記載の連結部材。

請求項4

前記胴部は、屈曲部を有する請求項1に記載の連結部材。

請求項5

前記補強部材は、前記アーチ部材の外径及び内径と略同じ外径及び内径で形成される請求項2に記載の連結部材。

請求項6

前記補強部材の長さは、前記補強部材の外径以上の長さである請求項2に記載の連結部材。

請求項7

ビニールハウスに用いられる一対のアーチ部材を連結する連結部材の使用方法であって、前記連結部材は、その両端部に設けられ、アーチ部材のそれぞれを挿入可能な開口が形成された一対の挿入部と、前記一対の挿入部を繋ぐように設けられ、前記挿入部よりも肉厚の厚い胴部と、を備え、前記アーチ部材の端部を前記挿入部に挿入して用いられる連結部材の使用方法。

請求項8

請求項7に記載の連結部材の使用方法であって、前記胴部は、前記アーチ部材の端部に接触することにより、前記アーチ部材のそれ以上の挿入を規制する連結部材の使用方法。

技術分野

0001

本発明は、ビニールハウスに用いられる一対のアーチ部材を連結する管状の連結部材に関する。

背景技術

0002

従来、農作物栽培に用いられるビニールハウスが知られている。このようなビニールハウスは、複数のパイプ等の構造材を、種々の連結部材(ジョイント)により連結することにより構築される。例えば、一対のアーチ部材のそれぞれの一端が地面に対して埋設され、他端が天頂部で管状の連結部材を用いて連結される。そして、このような一対のアーチ部材及び連結部材の組を複数並設することにより、ビニールハウスが構築される(図1参照)。

0003

ビニールハウスは風雨に晒され続けることから、耐候性や強度をより高くすることが求められる。そこで、例えば、構造材をより強固に固定する連結金具が提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、二重パイプからなるアーチパイプ連結具が提案されている(例えば、特許文献2参照)。

0004

また、特許文献2には、パイプを組み立てて形成したハウス骨組の外にシートを張ってなるパイプハウスとそのハウス骨組を構成する主アーチを形成するのに使用されるアーチパイプ連結具が開示されている。図11には、2本のアーチパイプAの先端を、く字状に曲げ連結パイプBの両端に2本のアーチパイプAのそれぞれの先端を差込んでなる連結パイプBが示されている。また、図2(a)には、外パイプ8の内側に内パイプ9を挿入してその両端部を外パイプ8の両端の夫々から外側に突出させ、外パイプ8の両端側を内パイプ9と共に下方に曲げて、その下方に曲げた両端側をアーチパイプ1と連結する連結部21とした、二重パイプからなるアーチパイプ連結具2が示されている。

先行技術

0005

実登第3009846号公報
特開平11−155387号公報

発明が解決しようとする課題

0006

特許文献1に提案された連結金具は、直管同士を十字に連結するものである。これに加え、アーチ部材同士を連結する連結部材の強度も強くできればより好ましい。例えば、アーチ部材が突風豪雪により撓むことにより、連結部材は、アーチ部材から内部方向に圧縮応力を受ける。これに対し、連結部材に応力が集中したとしても、容易に変形(座屈)しないような強度を連結部材に与えることが好ましい。

0007

また、アーチ部材は、連結部材に対して摺動可能に挿入されている。そのため、風雨による加重の繰り返しにより、アーチ部材が連結部材に対して摺動を繰り返す。アーチ部材の摺動に対しても、容易に変形しないような連結部材であることが好ましい。

0008

特許文献2に提案されたアーチパイプ連結具は、外パイプの内側に内パイプを挿入して、その内パイプの両端部を外パイプの両端のそれぞれから外側に突出させている。そして、外パイプの両端側を内パイプとともに下方に曲げて、その下方に曲げた両端側をアーチパイプと連結する連結部としている。この種のように強度をより高くした連結部材が好ましく、別の構成によっても連結部材を変形しにくくできればより好ましい。

0009

本発明は、以上のような課題を解決するために案出されたものであり、変形(座屈)しにくい連結部材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

0010

本発明は、ビニールハウスに用いられる一対のアーチ部材を連結する連結部材であって、両端部に設けられ、前記アーチ部材のそれぞれを挿入可能な開口が形成された一対の挿入部と、前記一対の挿入部を繋ぐように設けられ、前記挿入部よりも肉厚の厚い胴部と、を備える連結部材に関する。

0011

また、前記胴部は、前記挿入部と一体的に形成される管状の中継部と、前記中継部の内部に配置され、前記挿入部及び前記中継部を合わせた長さよりも短い補強部材と、を備えてもよい。

0012

また、前記補強部材は、前記中継部よりも降伏強さの大きい材料を用いて形成されてもよい。

0013

また、前記胴部は、屈曲部を有していてもよい。

0014

また、前記補強部材は、前記アーチ部材の外径及び内径と略同じ外径及び内径で形成されてもよい。

0015

また、前記補強部材の長さは、前記補強部材の外径以上の長さであってもよい。

0016

また、本発明は、ビニールハウスに用いられる一対のアーチ部材を連結する連結部材の使用方法であって、前記連結部材は、その両端部に設けられ、アーチ部材のそれぞれを挿入可能な開口が形成された一対の挿入部と、前記一対の挿入部を繋ぐように設けられ、前記挿入部よりも肉厚の厚い胴部と、を備え、前記アーチ部材の端部を前記挿入部に挿入して用いられる連結部材の使用方法に関する。

0017

また、前記胴部は、前記アーチ部材の端部に接触することにより、前記アーチ部材のそれ以上の挿入を規制することが好ましい。

発明の効果

0018

本発明によれば、変形しにくい連結部材を提供することができる。

図面の簡単な説明

0019

本発明の一実施形態に係る連結部材を用いてアーチ部材を連結した平面図を示す。
一実施形態の連結部材の斜視図を示す。
一実施形態の連結部材にアーチ部材を挿入した斜視図を示す。
一実施形態の連結部材を径方向に切断した断面図を示す。
一実施形態の連結部材の連結部材本体に補強部材を挿入した斜視図を示す。
一実施形態の連結部材をプレス金型に配置した平面図を示す。
一実施形態の連結部材をプレス金型によって曲げ加工する際の平面図を示す。
一実施形態の連結部材を強度試験装置に支持させた概略正面図を示す。
一実施形態の連結部材を曲げ試験した際の試験結果を示す。

0020

以下、本発明に係る連結部材の実施形態について、図1図9を参照して説明する。
本実施形態に係る連結部材1は、ビニールハウスを構築する際に、屋根部分を形成する際に用いられる。具体的には、図1に示すように、鉄やアルミで形成される可撓性のある一対のアーチ部材2(a),2(b)のそれぞれの一端が、地面に埋設される。そして、一対のアーチ部材2(a),2(b)の他端のそれぞれが、管状の連結部材1の両端に挿入される。一対のアーチ部材2(a),2(b)及び連結部材1の組が複数並設されることにより、ビニールハウスが構築される。なお、一対のアーチ部材2(a),2(b)のそれぞれは、管状に形成された、いわゆるアーチパイプ(曲管パイプ)である。なお、以下の説明では、アーチ部材2(a)及び2(b)のそれぞれをアーチ部材2と記載する。

0021

本実施形態において、連結部材1は、図2図4に示すように、2つの管体を組み合わせて形成され、より長い寸法をもつ外管10の管内に、より短い寸法をもつ内管20が挿入される二重管構造に形成される。また、連結部材1は、外管10及び内管20が屈曲されて形成される。そして、本実施形態において、連結部材1は、外管10及び内管20が共に、JIS G 3445の「機械構造用炭素鋼鋼管」(STKM)により形成される。このほか、JIS G 3444の「一般構造用炭素鋼鋼管」(STK)を用いてもよい。また、これらの鋼管は、JIS G 3323の「溶融亜鉛アルミニウムマグネシウム合金めっき鋼板及び鋼帯」に規定されるめっきが施された鋼管または溶接鋼管であってもよい。

0022

このような連結部材1は、一対の挿入部101,101と、胴部104と、を備える。
挿入部101は、アーチ部材2を挿入可能な内径の開口をもつ管体として形成され、一対に設けられる。このような挿入部101は、管状の連結部材1の両端部として設けられる。具体的には、挿入部101は、外管10の一部としてその両端部に設けられる。挿入部101は、図3に示すように、アーチ部材2のそれぞれの他端を内部に挿入可能になっており、アーチ部材2を挿入した状態を維持できる程度の長さに形成される。例えば、挿入部101は、アーチ部材2の外径の2〜2.5倍の長さで形成されることが好ましい。

0023

胴部104は、一対の挿入部101,101の間に設けられ、挿入部101(両端部)よりも肉厚(板厚)を厚くして設けられる。具体的には、図2に示されるように、胴部104は、挿入部101の内径よりも小さな内径をもつ。本実施形態において、胴部104は、挿入部101の内径をより小さくした内径をもつ管状に形成される。このような胴部104は、中継部102と、補強部材201と、を備える。

0024

中継部102は、外管10の一部としてその長さ方向の中央部分に設けられ、挿入部101と一体的に形成される。即ち、本実施形態では、中継部102及び一対の挿入部101,101は、外管10により構成される。本実施形態において、中継部102は、挿入部101の外径及び内径と略同じ外径及び内径により形成される。つまり、中継部102は、挿入部101と略同じ肉厚(板厚)をもつ。また、中継部102は、曲げ加工により、形成される屈曲部103をもつ。本実施形態において、中継部102は、その長さ方向の中央部に屈曲部103をもつ。例えば、中継部102は、25〜30度の角度で屈曲する屈曲部103をもつ。

0025

補強部材201は、外管10の内部に挿入される内管20であり、中継部102の内径よりも小さな外径をもつ管状部材である。補強部材201は、外管10(中継部102及び挿入部101)の内径の0.85倍以上、0.99倍以下の外径で形成されることが好ましい。そして、補強部材201は、中継部102よりも降伏強さの大きい材料を用いて形成されることが好ましく、また、アーチ部材2の外径及び内径と略同じ外径及び内径で形成されることが好ましい。また、補強部材201の長さは、補強部材201の外径以上の長さで形成される。

0026

以上のような中継部102及び補強部材201によれば、補強部材201が、中継部102と重なる位置に配置される。具体的には、補強部材201は、屈曲部103の位置に、径方向で重なるように配置される。これにより、補強部材201は、屈曲部103による屈曲により、外周面を中継部102の内面押し付けられ、中継部102と重なる位置に位置決め(固定)される。

0027

このような連結部材1は、以下のように用いられる。
まず、一対のアーチ部材2,2のそれぞれの一端が地面に埋設される。そして、アーチ部材2の一方の他端が、連結部材1の一方の挿入部101に挿入される。次に、アーチ部材2の他方の他端が、連結部材1の他方の挿入部101に挿入される。これにより、一対のアーチ部材2,2が連結部材1により連結されて使用される。

0028

一対のアーチ部材2,2のそれぞれは、他端が胴部104(補強部材201)の端部に接触するまで挿入され、胴部104によりそれ以上の挿入が規制される。これにより、胴部104(補強部材201)は、可撓性のあるアーチ部材2により、両端が押圧された状態に維持される。したがって、アーチ部材2が挿入部101の内部で摺動することがないので、連結部材1の変形を防止することができる。また、補強部材201及び中継部102を合わせた肉厚が、挿入部101の肉厚よりも厚くなっているので、挿入部101よりも胴部104の強度が高められている。これにより、アーチ部材2が撓むことにより連結部材1が圧縮応力を受けたとしても、連結部材1の変形を防止することができる。

0029

次に、本実施形態に係る連結部材1の製造方法について説明する。
まず、図5に示すように、直管状の内管20(補強部材201)が、直管状の外管10の開口から挿入され、挿入部101を通過して、中継部102の位置に配置される。そして、図6に示すように、内管20(補強部材201)が内部に配置された外管10が、プレス金型4にセットされる。

0030

ここで、プレス金型4は、外管10の外径と略同径の溝(図示せず)が掘られた2つの受け金型41,41と、2つの受け金型41,41を回転可能に固定する台座42とをもつ。2つの受け金型41,41は、溝(図示せず)が直線状になるように配置されるとともに、外管10の長さに合わせて離して配置される。そして、2つの受け金型41,41のそれぞれは、相手側の受け金型41に対向する端部とは逆の端部が台座42に軸止される。

0031

なお、2つの受け金型41,41の軸止位置は、溝(図示せず)に配置される外管10の挿入部101の径方向に重なる位置に配置される。つまり、外管10は、2つの受け金型41,41の軸止位置上に跨ってセットされる。また、外管10は、2つの受け金型41,41のそれぞれの溝(図示せず)の延伸方向が水平方向になっている状態の2つの受け金型41,41にセットされる。つまり、外管10は、2つの受け金型41,41の溝(図示せず)の延伸方向に軸方向を沿わせた状態で、2つの受け金型41,41にセットされる。

0032

図7に示すように、プレス金型4にセットされた外管10に対して、湾曲した面をもつスライド5が中継部102を押圧する。2つの受け金型41,41は、スライド5の押圧により軸止位置を中心として回転する。これにより、外管10は、2つの受け金型41,41の軸止位置に両端部を支持されつつ、受け金型41の回転に伴い、スライド5の湾曲面に応じて中継部102が屈曲される。これにより、屈曲部103が形成されて、連結部材1が製造される。

0033

補強部材201は、挿入部101及び中継部102の0.99倍以下であって、かつ0.85倍以上の外径で形成されていることが好ましい。補強部材201が、挿入部101及び中継部102の0.99倍以下の外径で形成されていることにより、外管10(挿入部101及び中継部102)に内管20(補強部材201)を容易に挿入することができる。また、補強部材201が、挿入部101及び中継部102の0.85倍以上の外径で形成されていることにより、中継部102が屈曲される際に、中継部102の内周面と内管20(補強部材201)の外周面とが接触する。これにより、中継部102の内周面は、内管20(補強部材201)の外周面との摩擦打ち勝たなければ、内管20(補強部材201)の外周面に対して移動することができない。これにより、胴部104(中継部102及び補強部材201)が変形(座屈)しにくくなる。したがって、連結部材1の全体として、変形(座屈)に対する耐荷重を上昇させることができる。

0034

次に、本実施形態に係る連結部材1の実施例及び比較例を説明する。
単管(外管のみ)で形成された比較例の連結部材と、実施例1及び2に係る二重管構造(外管10及び内管20)の連結部材1とに対して、曲げ試験を実施した。二重管構造(外管10及び内管20)の連結部材1として、補強部材201(内管20)の板厚の異なる2種類を用意した。試験に供した連結部材の材質及び外径等を以下の表1に示す。なお、外管は、長さ250mmのものを用い、補強部材201(内管20)は、長さ30mmのものを用いた。

0035

0036

用意した実施例1、2及び比較例の連結部材の挿入部に、一対のアーチ部材2,2と同じ径及び材質をもつ一対の鋼材(管状部材)のそれぞれを挿入部から外管に55mm挿入し、脱落しないように連結部材(外管)と一対の鋼材(管状部材)のそれぞれとをTIG溶接周方向に4か所)した。そして、図8に示すように、強度試験装置(島津製作所製、オートグラフAG−E)を用いて、連結部材の中央(屈曲部)を1点R1で支持して、一対の鋼材(管状部材)ごとの1点R2(340mm離間)に屈曲部を屈曲させる方向に力を加えた。試験速度は、5m/minで3回試行した。

0037

その結果、図8に示すように、ストロークが5mmを超えた時点で、試験荷重が大きく変わらなくなり、3つの連結部材のそれぞれが座屈することがわかった。この時点で、補強部材201(内管20)の板厚が2.0mmの実施例2に係る連結部材1の試験荷重が最も大きく、次に、補強部材201(内管20)の板厚が1.2mmの実施例1に係る連結部材1の試験荷重が大きいことが分かった。そして、比較例に係る単管の連結部材の試験荷重が最も小さいことがわかった。試験荷重の大きさは、耐荷重の大きさであるので、比較例の単管の連結部材に比べ、実施例1及び2に係る二重管の連結部材1の耐荷重が大きいことがわかった。

0038

以上説明した一実施形態の連結部材1によれば、以下のような効果を奏する。

0039

(1)ビニールハウスに用いられる一対のアーチ部材2,2を連結する連結部材1を、両端部に設けられ、アーチ部材2のそれぞれを挿入可能な開口が形成された一対の挿入部101,101と、挿入部101を繋ぐように設けられ、挿入部101によりも肉厚(板厚)の厚い胴部104と、を含んで構成した。これにより、挿入部101に挿入されたアーチ部材2が、胴部104に接触した状態で係止可能となるので、胴部104に接触することにより、挿入部101に対するアーチ部材2の摺動が防止される。したがって、アーチ部材2の摺動による連結部材1の変形を防止することができる。また、風や積雪等によってアーチ部材2に加えられる力に対して連結部材1を補強することができるので、連結部材1の座屈を防止することができる。

0040

(2)胴部104を、挿入部101と一体的に形成される管状の中継部102と、中継部102の内部に配置され、前記挿入部及び前記中継部を合わせた長さよりも短い補強部材201と、を含んで構成した。これにより、補強部材201を挿入部101から挿入して、中継部102と重なる位置に配置することで容易に連結部材1を製造することができる。

0041

(3)補強部材201を、中継部102よりも降伏強さの大きい材料を用いて形成した。これにより、連結部材1の強度を維持しつつ、軽量化を図ることができる。

0042

(4)胴部104に、屈曲部103を設けた。これにより、屈曲部103により、中継部102に重ねて配置されている補強部材201の軸方向への移動を防止できる。屈曲部103のみで補強部材201の位置決めをすることができるので、位置決めするための部材を別途必要とすることなく、連結部材1を容易に製造することができる。

0043

(5)補強部材201の長さを、補強部材201の外径以上の長さに形成した。これにより、補強部材201の長さを十分に確保できるので、屈曲部103の形成位置を精密に決めることなく、補強部材201に重なる中継部102の位置に容易に屈曲部103を形成することができる。

0044

(6)一対のアーチ部材2,2のそれぞれの端部を挿入部101の開口から挿入することにより、一対のアーチ部材2,2を連結した。これにより、連結部材1に一対のアーチ部材2,2を挿入するのみであっても、連結部材1が一対のアーチ部材2,2を連結することができる。

0045

(7)アーチ部材2の端部を胴部104に接触させて、アーチ部材2のそれ以上の挿入を規制するようにした。これにより、アーチ部材2が挿入部101の内部で摺動することがないので、連結部材1の変形を防止することができる。

0046

以上、本発明の連結部材の好ましい一実施形態につき説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。

0047

例えば、補強部材201をアーチ部材2の外径及び内径と略同じ外径及び内径により形成してもよい。これにより、アーチ部材2を流用して補強部材201を作製することができるので、製造コストを抑制することができる。なお、アーチ部材2は、アーチ状に形成された中実支柱部材であってもよい。

0048

また、連結部材1の寸法及びアーチ部材2の寸法は、上記の寸法に限られず、例えば、以下の表2のように規定することができ、いずれかの径の連結部材1を用いることができる。

0049

0050

また、上記実施形態では、連結部材1を、屈曲部103をもつ構成として説明したが、屈曲部103をもたない構造としてもよい。即ち、連結部材1が直管の構造であってもよい。

0051

また、上記実施形態では、補強部材201を管状として説明した。これに対し、補強部材201を中実の棒状に形成してもよい。これに伴い、外管10に内管20(補強部材201)を挿入した後に、屈曲するとしたが、予め屈曲した外管10に、コンクリート流し込んで補強部材201としてもよい。

実施例

0052

また、上記実施形態では、胴部104を、中継部102及び補強部材201とすることにより、別体として説明した。これに限らず、挿入部101、中継部102、及び、補強部材201を一体成形することにより、連結部材1を構成してもよい。

0053

1連結部材
2,2(a),2(b)アーチ部材
4プレス金型
5スライド
10外管
20内管
41受け金型
42台座
101 挿入部
102中継部
103屈曲部
104胴部
201 補強部材

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