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技術 締付トルク発生機構及び油圧パルスレンチ

出願人 不二空機株式会社
発明者 三藤亮蔭山真一吉田健次長門篤司
出願日 2017年8月21日 (2年11ヶ月経過) 出願番号 2017-158583
公開日 2019年3月7日 (1年4ヶ月経過) 公開番号 2019-034389
状態 未査定
技術分野 可搬形動力工具
主要キーワード バネ挿入孔 バネ装着孔 オイルシリンダ 非真円形 略トラック状 特定位相 特定位 シール突起
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(2019年3月7日)のものです。
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図面 (7)

課題

機構の大きさを変えることなく締付トルク打撃力を向上させる、あるいは、締付トルクや打撃力を保ちつつ、機構の小型化を図ることができる締付トルク発生機構を提供する。

解決手段

内部に作動油充填されるオイルシリンダ8と、オイルシリンダ8内に相対回転可能に配置される主軸9と、主軸9に出退自在に装着される一対のブレード10、11とを備え、各ブレード10、11は、主軸9の溝孔9b、9cに収容される脚部10b、11bを備えており、一方のブレード10の脚部10bが、他方のブレード11の脚部11bに対してずれて設けられており、脚部10b、11b同士が互いに干渉しない。

概要

背景

特許文献1には、締付トルク発生機構を備えた油圧パルスレンチが開示されている。締付トルク発生装置は、内部に作動油充填されたオイルシリンダと、オイルシリンダ内に相対回転可能に配置された主軸と、主軸に装着された一対のブレードとによって構成されている。そして、オイルシリンダをエアモータなどの駆動源によって回転駆動させることにより、作動油を介してオイルシリンダの回転力をブレードに伝達させ、主軸を回転させる(主軸に締付トルクを付与する)仕組みとなっている。

また、特許文献1の締付トルク発生装置は、締付負荷が大きくなって主軸の回転が制限された際に、主軸に対して間欠的な打撃力打撃トルク)を付与できる仕組みを備えている。具体的に説明すると、オイルシリンダの内面に、主軸の外面やブレードの先端と密接するシール突起が4つ、略等間隔に設けられている。そしてオイルシリンダのみが回転し、オイルシリンダと主軸とがある特定の位相状態となったときに、シール突起と主軸の外面、シール突起とブレードとでオイルシリンダ内が回転方向に4つの部屋に区画されるようになっている。オイルシリンダ内が区画されると、作動油が部屋内閉じ込められ、相対的に近接してくるブレードによって圧縮される。その結果、圧縮された作動油の圧力がブレードを介して主軸に伝わり、主軸に対して間欠的な打撃力(打撃トルク)が付与されるようになっている。

なお、一般的な締付トルク発生機構は、上記のような打撃力をオイルシリンダ1回転につき1回若しくは2回だけ付与できるように、オイルシリンダの最内面の断面形状が円形ではなく、略小判状(競技トラック状)とされている。そしてブレードは、その非真円形とされたオイルシリンダの最内面形状に追随して摺接できるよう、主軸に対して出退自在に装着されている。

概要

機構の大きさを変えることなく締付トルクや打撃力を向上させる、あるいは、締付トルクや打撃力を保ちつつ、機構の小型化をることができる締付トルク発生機構を提供する。内部に作動油が充填されるオイルシリンダ8と、オイルシリンダ8内に相対回転可能に配置される主軸9と、主軸9に出退自在に装着される一対のブレード10、11とを備え、各ブレード10、11は、主軸9の溝孔9b、9cに収容される脚部10b、11bを備えており、一方のブレード10の脚部10bが、他方のブレード11の脚部11bに対してずれて設けられており、脚部10b、11b同士が互いに干渉しない。

目的

本発明は、機構の大きさを変えることなく締付トルクや打撃力を向上させる、あるいは、締付トルクや打撃力を保ちつつ、機構の小型化を図ることができる締付トルク発生機構の提供を目的とする

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

内部に作動油充填されるオイルシリンダと、オイルシリンダ内に相対回転可能に配置される主軸と、主軸に出退自在に装着される一対のブレードとを備え、各ブレードは、主軸の溝孔に収容される脚部を備えており、一方のブレードの脚部が、他方のブレードの脚部に対してずれて設けられており、脚部同士が互いに干渉しないことを特徴とする締付トルク発生機構

請求項2

一方のブレードの脚部が、他方のブレードの脚部に対して主軸の軸方向にずれて設けられている、請求項1記載の締付トルク発生機構。

請求項3

一方のブレードの脚部が、他方のブレードの脚部に対して主軸の軸方向と直交する方向にずれて設けられている、請求項1記載の締付トルク発生機構。

請求項4

ブレードの脚部が主軸の中心軸を越えて退入する、請求項1から3のいずれかに記載の締付トルク発生機構。

請求項5

請求項1から4のいずれかに記載の締付トルク発生機構を備えた油圧パルスレンチ

技術分野

0001

この発明は、ボルトナットなどを締め付けるための締付トルク発生機構及びそれを備えた油圧パルスレンチに関する。

背景技術

0002

特許文献1には、締付トルク発生機構を備えた油圧パルスレンチが開示されている。締付トルク発生装置は、内部に作動油充填されたオイルシリンダと、オイルシリンダ内に相対回転可能に配置された主軸と、主軸に装着された一対のブレードとによって構成されている。そして、オイルシリンダをエアモータなどの駆動源によって回転駆動させることにより、作動油を介してオイルシリンダの回転力をブレードに伝達させ、主軸を回転させる(主軸に締付トルクを付与する)仕組みとなっている。

0003

また、特許文献1の締付トルク発生装置は、締付負荷が大きくなって主軸の回転が制限された際に、主軸に対して間欠的な打撃力打撃トルク)を付与できる仕組みを備えている。具体的に説明すると、オイルシリンダの内面に、主軸の外面やブレードの先端と密接するシール突起が4つ、略等間隔に設けられている。そしてオイルシリンダのみが回転し、オイルシリンダと主軸とがある特定の位相状態となったときに、シール突起と主軸の外面、シール突起とブレードとでオイルシリンダ内が回転方向に4つの部屋に区画されるようになっている。オイルシリンダ内が区画されると、作動油が部屋内閉じ込められ、相対的に近接してくるブレードによって圧縮される。その結果、圧縮された作動油の圧力がブレードを介して主軸に伝わり、主軸に対して間欠的な打撃力(打撃トルク)が付与されるようになっている。

0004

なお、一般的な締付トルク発生機構は、上記のような打撃力をオイルシリンダ1回転につき1回若しくは2回だけ付与できるように、オイルシリンダの最内面の断面形状が円形ではなく、略小判状(競技トラック状)とされている。そしてブレードは、その非真円形とされたオイルシリンダの最内面形状に追随して摺接できるよう、主軸に対して出退自在に装着されている。

先行技術

0005

特開平5−253858号公報

発明が解決しようとする課題

0006

ところで、締付トルクや打撃力は、一般的にブレードの主軸からの突出長さが長いほど大きくなる。これは作動油の圧力を受ける受圧面積が広くなるためである。そこで従来は、各部材を同じ倍率で大きくすることによってブレードの突出長さを長くし、締付トルクや打撃力の向上を図っていた。ただ、この場合、レンチが大型化し使い勝手が悪くなるといった課題を生じる。

0007

そこで本発明は、機構の大きさを変えることなく締付トルクや打撃力を向上させる、あるいは、締付トルクや打撃力を保ちつつ、機構の小型化を図ることができる締付トルク発生機構の提供を目的とする。

課題を解決するための手段

0008

上記課題を解決するため、本発明の締付トルク発生機構は、内部に作動油が充填されるオイルシリンダ8と、オイルシリンダ8内に相対回転可能に配置される主軸9と、主軸9に出退自在に装着される一対のブレード10(10A、10B、10C、10D、10E)、11(11A、11B、11C、11D、11E)とを備え、各ブレード10(10A〜10E)、11(11A〜11E)は、主軸9の溝孔9b、9cに収容される脚部10b、11bを備えており、一方のブレード10(10A〜10E)の脚部10bが、他方のブレード11(11A〜11E)の脚部11bに対してずれて設けられており、脚部10b、11b同士が互いに干渉しないことを特徴とする。

0009

具体的には、一方のブレード10(10A〜10E)の脚部10bが、他方のブレード11(11A〜11E)の脚部11bに対して主軸9の軸方向、又は主軸9の軸方向に直交する方向にずれて設けられていることが好ましい。

0010

また、ブレード10(10A〜10E)、11(11A〜11E)の脚部10b、11bが主軸9の中心軸Cを越えて退入することが好ましい。

0011

本発明の油圧パルスレンチは、上記いずれかに記載の締付トルク発生機構を備えている。

発明の効果

0012

この発明の締付トルク発生機構によれば、一方のブレードの脚部が、他方のブレードの脚部に対してずれて設けられており、脚部同士が互いに干渉しないことから、ブレードの主軸からの突出長さを長くすることができ、機構の大きさを変えることなく締付トルクや打撃力を向上させる、あるいは、締付トルクや打撃力を保ちつつ、機構の小型化を図ることができる。

0013

また、一方のブレードの脚部が、他方のブレードの脚部に対して主軸の軸方向、又は主軸の軸方向と直交する方向にずれて設けられていれば、構成が簡単であり、安定して作動させることができる。

0014

ブレードの脚部が主軸の中心軸を越えて退入すれば、その分、主軸からのブレードの突出長さを長くすることができる。

図面の簡単な説明

0015

本発明の実施形態に係る締付トルク発生機構を備えた油圧パルスレンチを示す断面図である。
締付トルク発生機構の主軸及びブレードを示す端面図である。
主軸の軸方向と直交する方向での締付トルク発生機構の断面図である。
締付トルク発生機構の作動状況を示す断面図である。
ブレードの異なる態様を示す側面図である。
本発明の別の実施形態に係る締付トルク機構を示す断面図である。

実施例

0016

次に、この発明の締付トルク発生機構7およびこれを備えた油圧パルスレンチ1の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、油圧パルスレンチ1の断面図を示している。この油圧パルスレンチ1は、把持部2と、この把持部2の上端部において前後方向に延びる本体ケーシング3とを備えている。把持部2には、給気口4と、操作レバー5とが設けられている。また、本体ケーシング3の後部側には、ベーン式のエアモータ6が収納され、エアモータ6の前部側には、締付トルク発生機構7が収納されている。

0017

締付トルク発生機構7は、オイルシリンダ8と、オイルシリンダ8内に相対回転可能に配置される主軸9と、主軸9に出退自在に装着される一対のブレード10、11とを備えている。なお、一対のブレード10、11は、2つのバネ12、12によって主軸9から突出する方向に付勢されている。

0018

オイルシリンダ8は、略筒状のシリンダ本体8aと、シリンダ本体8aの前後を塞ぐ一対のエンドプレート8b、8cとを一体的に連結することで構成されている。そして、後方のエンドプレート8cがエアモータ6のロータ6aと連結され、オイルシリンダ8がエアモータ6によって回転駆動されるようになっている。また、このオイルシリンダ8の内部(オイルシリンダ8の内面と主軸9の外面との間の空間)には作動油が充填されている。

0019

主軸9は、オイルシリンダ8の前後のエンドプレート8b、8cに相対回転自在に保持されている。主軸9は、その先端側がオイルシリンダ8から突出しつつ、さらに本体ケーシング3からも突出している。突出する先端部には、ボルトやナットなどを回すためのソケット(図示せず)等を取り付けるための取付部9aが形成されている。一方、オイルシリンダ8内に位置する基端側には、図2及び図3に示すように、主軸9の周方向で互いに180度位相を異ならせるようにして一対の溝孔9b、9cが形成されている。この溝孔9b、9cは後述するブレード10、11の本体部10a、11aを収容する本体収容部9b1、9c1と、ブレード10、11の脚部10b、11bを収容する脚収容部9b2、9c2によって構成されている。本体収容部9b1、9c1は、脚収容部9b2、9c2の前後方向(主軸9の軸方向)に設けられたバネ装着孔9d、9dによって互いに連通している。また、脚収容部9b2、9c2は相互に連通しており、溝孔9bと溝孔9cとで、一対のブレード10、11の脚部10b、11bをそれぞれ収容可能なひとつの脚収容部を構成しているともいえる。ただ、必ずしも互いに連通する必要はなく、個別に設けられていても良い。そして、溝孔9b、9cに、ブレード10、11が出退自在に装着されている。

0020

ブレード10、11は、前後方向に長い略長方形状とされた本体部10a、11aと、本体部10a、11aの一辺(主軸9の中心軸C側の辺)から延設された脚部10b、11bとを備えている。

0021

本体部10a、11aの前後方向の長さL1は、エンドプレート8b、8c間の前後方向の距離と略同じである。また、本体部10a、11aの前後方向の両端部近傍には、脚部10b、11bが設けられた辺で開口するバネ挿入孔10c、11cがそれぞれ設けられている。そして、これらバネ挿入孔10c、11cに、ブレード10、11をオイルシリンダ8の内面側に付勢し、ブレード10、11の先端面を常にオイルシリンダ8の内面(最内面F1)に摺接させるためのバネ12の端部が挿入(装着)されている。なお、バネ12、12は、上記バネ装着孔9d、9dにそれぞれ挿通、固定されている。

0022

脚部10b、11bは、前後方向の長さL2が、本体部10a、11aの前後方向の長さL1よりも小、少なくとも1/2以下とされている。なお、脚部10b、11bの長さL2は互いに等しくすることが好ましい。また、一方のブレード10の脚部10bが、他方のブレード11の脚部11bに対して、主軸9の軸方向にずれて設けられている。具体的には、本体部10a、11aの前後方向の中央からそれぞれずれて設けられている。より具体的には、一方(図2において上側)のブレード10が前方に、他方(図2において下側)のブレード11が後方にずれて設けられている。また、そのずれの程度は、脚部10b、11bの前後方向の長さL2の1/2よりも大きい。そのため、一方の脚部10bが主軸9の中心軸Cを越えて進入しても、他方の脚部11bに接触(干渉)することはない。

0023

上記構成のブレード10、11は、図2に示すように、本体部10a、11aが溝孔9b、9cの本体収容部9b1、9c1に収容され、脚部10b、11bが脚収容部9b2、9c2に収容されている。なお、図2は、ブレード10、11の退入時を示したものである。突出時においては、本体部10a、11aは、一部を残して主軸9から突出し、オイルシリンダ8内を区画する。脚部10b、11bは、脚収容部9b2、9c2や本体収容部9b1、9c1に残り、ほとんどが主軸9外に突出する本体部10a、11aを支える(主軸9に固定する)役割を果たす。

0024

図3は、主軸9の軸方向に直交する方向での締付トルク発生機構7の断面図である。図に示すように、シリンダ本体8aの内面F2の断面形状は、中央がくびれた状若しくは略ひょうたん状とされている。くびれた部分の先端は、シリンダ本体8aの中心(主軸9の中心)に向かって突出する第1シール突起8d、8dとなっている。また、第1シール突起8d、8dから周方向に約90度位相を進ませた位置に、シリンダ本体8aの中心(主軸9の中心)に向かって突出する第2シール突起8e、8eが設けられている。主軸9についても、ブレード10、11から周方向に約90度位相を進ませた位置に、シリンダ本体8aの内面に向かって突出する主軸側シール突起9e、9eが設けられている。そして、第1シール突起8d、8dと主軸側シール突起9e、9eとが油密状態で密接し、第2シール突起8e、8eとブレード10、11の先端面とが油密状態で密接する。なお、ブレード10、11の先端面が摺接する最内面F1は、シリンダ本体8aの内面側に環状に設けられた例えばリブの先端面によって構成されている。この最内面F1は、複数(3つ)の円を、第2シール突起8e、8e同士を結ぶ仮想線と平行に僅かにずらしながら配置することで形成された略小判状(略トラック状)であって、第1シール突起8d、8d及び第2シール突起8e、8eに内接している。

0025

上記構成の締付トルク発生機構7は、エアモータ6によってオイルシリンダ8が回転駆動されると、オイルシリンダ8に充填されている作動油(図示せず)を介してブレード10、11にオイルシリンダ8の回転力が伝わり、主軸9が回転する。なお、この回転を利用してボルトやナットを締め付ける。ボルトやナットなどがある程度締め付けられ、締付負荷が大となると、主軸9の回転が鈍る。一方で、オイルシリンダ8は回転し続けるため、主軸9とオイルシリンダ8との相対回転位置が変化していく。その過程において、第1シール突起8d、8dが主軸側シール突起9e、9eに密接するとともに、ブレード10、11の先端面が第2シール突起8e、8eに密接する。すなわち、オイルシリンダ8内が回転方向において4つの部屋に区画される特定位置に至る(図4a参照)。そして、部屋内に封じ込められた作動油が、相対的に近づいてくるブレード10、11によって圧縮される(高圧室HRが形成される)。一方、ブレード10、11を挟んで高圧室HRの反対側の部屋では作動油は圧縮されず、この部屋は低圧室LRとなる。オイルシリンダ8は高速で回転していることから、この高圧室HRと低圧室LRとが短時間に連続して形成される。その結果、ブレード10、11を介して主軸9に間欠的な打撃力(パルス状の打撃トルク)が付与される。

0026

ところで、図4aに示す特定位相状態を0度とした場合、図4bはオイルシリンダ8が90度回転した状態を示している。この特定位相状態では、ブレード10、11の先端面が第1シール突起8d、8dに接触し、ブレード10、11が主軸9内に最大限退入するが、ブレード10、11の高さ(ブレード10(11)の本体部10a(11a)の先端面から脚部10b(11b)の先端面までの長さ)H1が、第1シール突起8d、8d間の内法W1の1/2よりも大とされており、脚部10b、11bは、図2に示すように、主軸9の中心軸Cを越えて退入(進入)する。ただ、前述の通り、一方のブレード10の脚部10bが、他方のブレード11の脚部11bと前後方向にずれて設けられているため、ブレード10、11の脚部10b、11b同士が溝孔9b、9c(脚収容部9b2、9c2)内で互いに干渉することはない。そのため、ブレード10、11の本体部10a、11aの主軸9からの突出長さを長くしたり、ブレード10、11の本体部10a、11aの主軸9からの突出長さを維持しつつ、オイルシリンダ8の内径を小さくすることが可能となる。すなわち、従来の締付トルク発生機構であれば、ブレードの脚部同士の干渉を避けるために、ブレードの高さH1を第1シール突起8d、8d間の内法W1の1/2以下にする必要があったが、本発明の締付トルク発生機構7によれば、ブレード10、11の高さH1を1/2以上とすることが可能であり、結果、ブレード10、11の主軸9からの突出長さを長くしたり、突出長さを維持しつつ、オイルシリンダ8の内径を小さくする、すなわち、機構の小型化を図ることができるようになる。

0027

図5は、ブレードの異なる態様を示す側面図である。図5aに示すブレード10A、11Aは、脚部10b、11bを複数(2つ)備えたものである。このように、脚部10b、11bを複数設け、前後方向に互い違いに組み合わせるようにすれば、脚部10b、11bを互いに前後方向にずらしているものの、前後方向の偏心量を小さくすることができる。また、図5bのように、一方のブレード10Bの脚部10bを2つ設け、他方のブレード11Bの脚部11bを前後方向の両側から挟み込むようにすれば、前後方向の偏心量をゼロにすることができる。

0028

図6は、本発明の締付トルク発生機構の異なる実施形態を示す断面図である。これら締付トルク発生機構7C、7D、7Eは、一方のブレード10C、10D、10Eの脚部10bが、他方のブレード11C、11D、11Eの脚部11bに対して主軸9の軸方向と直交する方向にずれて設けられている。換言すれば、ブレード10C、10D、10E、11C、11D、11Eの板厚方向にずれて設けられている。また、図6a及び図6cの締付トルク発生機構7C、7Eについては、脚部10b、11bの板厚方向の中心線(図示せず)が、主軸9の中心軸Cからずれて設けられているとも言える。

0029

図6aでは、各ブレード10C、11Cの脚部10b、11bの板厚を、本体部10a、11aの1/2以下とし、一方の脚部10bを紙面左側に寄せ、他方の脚部11bを紙面右側に寄せることで、脚部10b、11b同士の干渉を防止している。図6bでは、一方のブレード10Dの脚部10bを二股とし、他方のブレード11Dの脚部11bを両側から挟み込むようにしている。この場合でも、脚部10b、11b同士の干渉を防止することができる。図6cでは、ブレード10E、11E自体を、主軸9の中心軸Cを避けるようにしてずらして配置することで、脚部10b、11b同士の干渉を防止している。このように、脚部10b、11bを、主軸9の軸方向と直交する方向にずらせば、脚部10b、11bを前後方向にずらす必要が無いため、前後方向の偏心をゼロにすることができる。また、主軸9の軸方向と直交する方向の偏心も生じない。

0030

以上に、この発明の具体的な実施形態について説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施例においては、締付トルク発生機構7の駆動源としてエアモータ6を使用していたが、電気モータであっても良い。また、上記ブレード10、11は、バネ挿入孔10c、11cを有していたが、バネ12を固定するものとして、バネ12を外嵌可能な突起を設けても良い。

0031

1油圧パルスレンチ
2把持部
3 本体ケーシング
4給気口
5操作レバー
6エアモータ
6aロータ
7、7C、7D、7E締付トルク発生機構
8オイルシリンダ
8aシリンダ本体
8b 前方のエンドプレート
8c後方のエンドプレート
8d 第1シール突起
8e 第2シール突起
9主軸
9a取付部
9b、9c溝孔
9b1、9c1 本体収容部
9b2、9c2 脚収容部
9dバネ装着孔
9e主軸側シール突起
10、10A、10B、10C、10D、10E 一方のブレード
10a 本体部
10b 脚部
10cバネ挿入孔
11、11A、11B、11C、11D、11E 他方のブレード
11a 本体部
11b 脚部
11c バネ挿入孔
12バネ
C 主軸の中心軸
F1 オイルシリンダの最内面
F2 オイルシリンダの内面
L1 ブレードの本体部の前後方向の長さ
L2 ブレードの脚部の前後方向の長さ
H1 ブレード全体の高さ
W1 第1シール突起間の内法
HR高圧室
LR 低圧室

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