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技術 掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置、および、掘削装置の運転状態記録および保護をする方法

出願人 三和機材株式会社
発明者 今井恭二
出願日 2018年9月21日 (2年2ヶ月経過) 出願番号 2018-177084
公開日 2020年3月26日 (7ヶ月経過) 公開番号 2020-045729
状態 未査定
技術分野 地中削孔
主要キーワード 回転計測器 機械的指 モーター温度 検出値データ 故障記録 タブレット方式 データ検出装置 電流計測器
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (5)

課題

従来は、アースオーガー電動モーターに不具合が生じると、直ちに作業者の意図とは無関係にアースオーガーを自動停止させてしまうという課題がある。

解決手段

電動モーター10による回転を掘削軸2に減速して伝達する減速機11を有するアースオーガー3を、ベースマシン4のリーダー5に上下動自在に取付け、前記アースオーガー3には該アースオーガー3の運転状態を検出するデータ検出装置15を設け、該データ検出装置15は、アースオーガー3の運転状態を検出する検出部16と、該検出部16の検出値を前記ベースマシン4の操作部6側に送信するデータ無線送信装置18とを設けて構成した掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置。

概要

背景

従来、アースオーガー電動モーター電流値コイル温度により異常が検出されると、アースオーガーを停止させる構成は、公知である(特許文献1)
従来、振動センサ等の検出部材検出信号を、無線通信装置によりベースマシン側に送信する構成は、公知である(特許文献2)。

概要

従来は、アースオーガーの電動モーターに不具合が生じると、直ちに作業者の意とは無関係にアースオーガーを自動停止させてしまうという課題がある。電動モーター10による回転を掘削軸2に減速して伝達する減速機11を有するアースオーガー3を、ベースマシン4のリーダー5に上下動自在に取付け、前記アースオーガー3には該アースオーガー3の運転状態を検出するデータ検出装置15を設け、該データ検出装置15は、アースオーガー3の運転状態を検出する検出部16と、該検出部16の検出値を前記ベースマシン4の操作部6側に送信するデータ無線送信装置18とを設けて構成した掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

電動モーター10による回転を掘削軸2に減速して伝達する減速機11を有するアースオーガー3を、ベースマシン4のリーダー5に上下動自在に取付け、前記アースオーガー3には該アースオーガー3の運転状態を検出するデータ検出装置15を設け、該データ検出装置15は、アースオーガー3の運転状態を検出する検出部16と、該検出部16の検出値を前記ベースマシン4の操作部6側に送信するデータ無線送信装置18とを設けて構成した掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置。

請求項2

請求項1において、前記ベースマシン4の操作部6には、前記データ検出装置15のデータ無線送信装置18により送信されたデータを表示する表示モニタ30を設けた掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置。

請求項3

請求項1または請求項2において、前記データ検出装置15の検出部16には、少なくとも、前記電動モーター10のコイル温度を検出するモーター温度検出器20と、前記減速機11の潤滑油温度を検出する潤滑油温度検出器22とを設けて構成した掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置。

請求項4

請求項3において、前記データ検出装置15の検出部16にはアースオーガー3の稼働時間を検出する稼働時間検出部29を設けた掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置。

請求項5

請求項1または請求項2または請求項3または請求項4において、前記データ検出装置15またはベースマシン4の操作部6側には、前記電動モーター10の電流値を検出する電流計33を設け、該電流計33の検出値を前記ベースマシン4の操作部6に設けた表示モニタ30に表示する構成とした掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置。

請求項6

請求項1または請求項2または請求項3または請求項4または請求項5において、前記データ検出装置15は、前記電動モーター10を駆動させる駆動源とは別途アースオーガー3内に設けた独立電源36により作動する構成とした掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置。

請求項7

電動モーター10による回転を減速して掘削軸2に伝達する減速機11を有するアースオーガー3を、ベースマシン4のリーダー5に上下動自在に取付け、アースオーガー3を駆動して掘削作業を開始すると、アースオーガー3内に設けたデータ検出装置15は、モーター温度検出器20により前記電動モーター10のコイル温度を検出し、潤滑油温度検出器22により前記減速機11の潤滑油温度を検出し、これらの検出値をデータ検出装置15に設けたデータ無線送信装置18によりベースマシン4の操作部6へ送信し、データ無線送信装置18により送信されたデータはベースマシン4の操作部6の表示モニタ30に表示し、この表示されたデータ検出装置15のデータに基づいて、検出部16の検出値に異常がないときは掘削作業を続行し、予定した掘削作業終了前に、検出部16のモーター温度検出器20によりアースオーガー3の電気的不具合を検出し、または、潤滑油温度検出器22によりアースオーガー3の機械的不具合の検出したときには、作業者は掘削作業の続行と停止とを判断しながら行う掘削装置の運転状態記録および保護をする方法。

技術分野

0001

本発明は、掘削装置運転状態記録および保護をするための装置、および、掘削装置の運転状態記録および保護をする方法に係るものである。

背景技術

0002

従来、アースオーガー電動モーター電流値コイル温度により異常が検出されると、アースオーガーを停止させる構成は、公知である(特許文献1)
従来、振動センサ等の検出部材検出信号を、無線通信装置によりベースマシン側に送信する構成は、公知である(特許文献2)。

先行技術

0003

特開平08−303168号公報
特開2018−091003号公報

発明が解決しようとする課題

0004

前記公知例のうち前者のものでは、アースオーガーの電動モーターに不具合が生じると、直ちに作業者の意図とは無関係にアースオーガーを自動停止させてしまうという点に課題がある。
すなわち、作業者の予期せぬ装置停止は、例えば、掘削孔崩れや、あるいは、掘削ヘッド等が地盤中のセメントミルク等の固化剤中に埋ってしまって、掘削装置の回収不能の事態となることがあり、単に、施工中断されるだけでなく、予想外損害が生じることになるので、作業者の意図と無関係なアースオーガーの停止は回避した方がよいのである。
また、前者の公知例では、アースオーガーの電動モーターの電流値とコイル温度が、アースオーガーの故障原因と認識しており、電流値とコイル温度の異常によってアースオーガーを停止させる構成のため、電流値とコイル温度が正常であっても、不慮のアースオーガーの停止が起こることがあるという課題がある。
すなわち、アースオーガーは電動モーターの他に減速機等の種々の部材を内蔵しており、電動モーター以外のこれらの不具合により不慮のアースオーガーの停止が起こることがあるので、前者の公知例ではアースオーガーの保護・管理が十分でないという課題もある。
前記公知例のうち後者のは、振動センサ等の検出部材の検出信号を、無線通信装置によりベースマシン側に送信する構成であるが、単に、地面の属性データを送信して、地中埋設物探査するものであり、アースオーガーの運転状況は把握できず、アースオーガーの保護・管理はできないという課題がある。
本発明は、アースオーガーの運転状況をベースマシンの操作部にてリアルタイムで把握できるようにし、点検時期の判定を容易にしてアースオーガーの故障発生を未然に回避し、アースオーガーの保護・管理を十分できるようにしたものである。

課題を解決するための手段

0005

請求項1の発明は、電動モーター10による回転を掘削軸2に減速して伝達する減速機11を有するアースオーガー3を、ベースマシン4のリーダー5に上下動自在に取付け、前記アースオーガー3には該アースオーガー3の運転状態を検出するデータ検出装置15を設け、該データ検出装置15は、アースオーガー3の運転状態を検出する検出部16と、該検出部16の検出値を前記ベースマシン4の操作部6側に送信するデータ無線送信装置18とを設けて構成した掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置としたものである。
請求項2の発明は、前記ベースマシン4の操作部6には、前記データ検出装置15のデータ無線送信装置18により送信されたデータを表示する表示モニタ30を設けた掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置としたものである。
請求項3の発明は、前記データ検出装置15の検出部16には、少なくとも、前記電動モーター10のコイル温度を検出するモーター温度検出器20と、前記減速機11の潤滑油温度を検出する潤滑油温度検出器22とを設けて構成した掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置としたものである。
請求項4の発明は、前記データ検出装置15の検出部16にはアースオーガー3の稼働時間を検出する稼働時間検出部29を設けた掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置としたものである。
請求項5の発明は、前記データ検出装置15またはベースマシン4の操作部6側には、前記電動モーター10の電流値を検出する電流計33を設け、該電流計33の検出値を前記ベースマシン4の操作部6に設けた表示モニタ30に表示する構成とした掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置としたものである。
請求項6の発明は、前記データ検出装置15は、前記電動モーター10を駆動させる駆動源とは別途アースオーガー3内に設けた独立電源36により作動する構成とした掘削装置の運転状態記録および保護をするための装置としたものである。
請求項7の発明は、電動モーター10による回転を減速して掘削軸2に伝達する減速機11を有するアースオーガー3を、ベースマシン4のリーダー5に上下動自在に取付け、アースオーガー3を駆動して掘削作業を開始すると、アースオーガー3内に設けたデータ検出装置15は、モーター温度検出器20により前記電動モーター10のコイル温度を検出し、潤滑油温度検出器22により前記減速機11の潤滑油温度を検出し、これらの検出値をデータ検出装置15に設けたデータ無線送信装置18によりベースマシン4の操作部6へ送信し、データ無線送信装置18により送信されたデータはベースマシン4の操作部6の表示モニタ30に表示し、この表示されたデータ検出装置15のデータに基づいて、検出部16の検出値に異常がないときは掘削作業を続行し、予定した掘削作業終了前に、検出部16のモーター温度検出器20によりアースオーガー3の電気的不具合を検出し、または、潤滑油温度検出器22によりアースオーガー3の機械的不具合の検出したときには、作業者は掘削作業の続行と停止とを判断しながら行う掘削装置の運転状態記録および保護をする方法としたものである。

発明の効果

0006

請求項1の発明では、アースオーガー3の運転状態を検出する検出部16と、該検出部16の検出値を前記ベースマシン4の操作部6側に常時送信するデータ無線送信装置18とを有するデータ検出装置15をアースオーガー3に設けているので、ベースマシン4の作業者はリアルタイムでアースオーガー3の運転状態を把握でき、これにより、点検時期の判定を容易にでき、その結果、アースオーガーの故障発生を未然に回避できて、アースオーガーの保護・管理を適切にすることができる。
請求項2の発明では、ベースマシン4の操作部6の表示モニタ30にデータが表示されるので、作業者のアースオーガー3の運転状態の把握の容易化が図ることができ、アースオーガーの保護・管理を適切にすることができる。
請求項3の発明では、データ検出装置15には、少なくとも、電動モーター10のコイル温度の検出により電気的不具合の有無を判定でき、減速機11の潤滑油温度を検出により機械的不具合の有無を判定でき、これにより、アースオーガー3の電気的不具合と機械的不具合の両面からアースオーガー3の運転状況を正確に把握することができ、点検時期の判定を容易にできると共に、アースオーガーの故障発生を未然に回避できる。
請求項4の発明では、データ検出装置15は稼働時間検出部29によりアースオーガー3の稼働時間を検出でき、一層、点検時期の判定を容易にできると共に、アースオーガーの故障発生を未然に回避でき、アースオーガーの保護・管理を適切にすることができる。
請求項5の発明では、電流計33により電動モーター10の電流値を検出できるので、一層、点検時期の判定を容易にできると共に、アースオーガーの故障発生を未然に回避でき、アースオーガーの保護・管理を適切にすることができる。
請求項6の発明では、データ検出装置15は、電動モーター10とは別個に独立電源36により作動するので、電動モーター10停止後のデータをベースマシン4の操作部6に送信することができ、データ解析の精度を向上させることができる。
請求項7の発明では、ベースマシン4の作業者はベースマシン4の操作部6の表示モニタ30の表示データによりアースオーガー3の運転状態を、電気的不具合と機械的不具合の両面から正確に把握できるので、アースオーガーの故障発生を未然に回避できるだけでなく、予期せぬアースオーガーの作動停止状態発生をも未然に回避でき、また、データ検出装置15は稼働時間検出部29によりアースオーガー3の稼働時間を検出しているので、点検時期の判定を容易にでき、アースオーガーの保護・管理を適切にして、連続した掘削作業を実行でき、掘削作業の効率化を図ることができる。

図面の簡単な説明

0007

掘削装置およびベースマシンの側面図。
アースオーガーの側面図。
操作部の平面図。
ブロック図。

実施例

0008

本発明の一実施形態を図面により説明する。1は掘削軸2を有する掘削装置であり(図1)、掘削装置1の駆動部となるアースオーガー3を、地盤上に設置したベースマシン4のリーダー5に上下動自在に取付けている。6はベースマシン4の操作部である。
アースオーガー3はホルダ9を有し、ホルダ9をリーダー5に上下動自在に取付け、ホルダ9内には掘削装置1の駆動源となる電動モーター10を設ける。電動モーター10の下方には減速機11を設け、減速機11には前記電動モーター10の出力軸(図示省略)を軸装し、電動モーター10により出力した駆動回転を減速機11を介してアースオーガー3の出力軸12に伝達される。出力軸12には前記掘削軸2の上部を接続し、掘削軸2を電動モーター10により駆動回転させて掘削作業等を行う。

0009

アースオーガー3には、アースオーガー3の故障発生を回避するために、アースオーガー3の作動状況を検出・記録・収集するデータ検出装置15を設ける。データ検出装置15は、アースオーガー3の運転状況を検出する検出部16と、該検出部16の検出値を収集する収集部17と、該収集部17が収集した前記検出部16の検出値の収集結果を前記ベースマシン4の操作部6に送信するデータ無線送信装置18とを設けて構成する。
前記ベースマシン4の操作部6には、前記データ検出装置15のデータ無線送信装置18により送信されたデータを受信するデータ受信部18Aを介してデータを表示する表示装置19を設け、該表示装置19により表示されるアースオーガー3の運転情報に基づいて作業者がアースオーガー3の運転状況を把握し、アースオーガー3の停止等や点検時期等を判断して、アースオーガー3の保護・管理を実行する。
なお、データ受信部18Aの構成は任意であり、ベースマシン4のいずれの各所に設ければよく、データ無線送信装置18とデータ受信部18Aとは所謂WiFi(登録商標)やBLUETOOTH(登録商標)等であれば良い。

0010

検出部16の構成は任意であるが、少なくとも、前記電動モーター10のコイル温度を直接または間接に検出するモーター温度検出器20と、前記減速機11の潤滑油温度を検出する潤滑油温度検出器22とを設けて構成する。
そのため、モーター温度検出器20によりアースオーガー3の電気的不具合を検出・収集し、潤滑油温度検出器22によりアースオーガー3の機械的不具合を検出・収集してアースオーガー3の停止判断根拠とすることができ、アースオーガー3の故障発生(突発停止)を未然に回避させられる。

0011

モーター温度検出器20はコイル温度を一つの指標として電動モーター10の負荷状況を収集するものであり、モーター温度検出器20は所謂測温抵抗体と称される温度の変化によって抵抗値が変化する電子部品等により構成する。モーター温度検出器20の設置箇所は任意であり、電動モーター10のコイル部(図示省略)の温度を直接検出するようにコイル部に接触させて設けてもよく、あるいは、コイル部近傍で電動モーター10の回転負荷によって温度変化が生じる箇所に設けてもよい。また、モーター温度検出器20の検出値(検出信号)はデータ検出装置15の収集部17に入力される構成とする。
この場合、収集部17は、予め過去の電動モーター10の温度情報および故障記録等のデータを記憶部25に記憶させる構成とすると、記憶部25に記憶させた過去のデータによりアースオーガー3の現在の運転状況等を解析でき、アースオーガー3の点検時期の判定を容易とする。

0012

また、減速機11の潤滑油の温度を検出する潤滑油温度検出器22は、モーター温度検出器20と同様に潤滑油の温度の変化によって抵抗値が変化する電子部品等により構成され、減速機11内の潤滑油中に接触する箇所に設け、または、潤滑油の温度を検出できる箇所に設け、潤滑油温度検出器22の潤滑油温度値は収集部17に入力保存される。
前記データ検出装置15にはアースオーガー3の稼働時間を検出する稼働時間検出部29を設け、該稼働時間検出部29により予め設定した稼働時間を越えると、データ検出装置15は電動モーター10の点検時期を促す構成とする。稼働時間検出部29は予め設定した所定条件によりアースオーガー3の運転開始を検出し、所定条件によりアースオーガー3の運転停止を検出し、さらに、作業中の運転開始と運転停止が反復された場合には個別のアースオーガー3の稼働時間および積算されたアースオーガー3の稼働時間を検出記録するように構成する。なお、稼働時間検出部29は独立して設けられるものでなく、収集部17内に内蔵されるものであっても良く、その構成は任意である。

0013

以上のように、データ検出装置15は、検出部16のうちのモーター温度検出器20により電動モーター10の電気的指標をデータ無線送信装置18によりベースマシン4の操作部6に送信し、また、検出部16の潤滑油温度検出器22により機械的指標がデータ無線送信装置18によりベースマシン4の操作部6に送信し、この送信データが操作部6の表示装置19に表示され、作業者はアースオーガー3の運転状況をリアルタイムで認識・把握可能となり、点検時期の判定を容易にでき、その結果、アースオーガーの故障発生を未然に回避できる。
前記表示装置19の構成は任意であるが、操作部6に設けた表示モニタ30により構成し、表示モニタ30は所謂タブレット方式として操作部6に対して着脱自在に構成してもよい。31は表示モニタ30に設けた音声出力部であり、異常状態等を音声にして作業者に報知する。

0014

また、データ検出装置15はアースオーガー3内に内蔵され、データ検出装置15の検出部16の各信号(検出値)をベースマシン4の操作部6に送信するが、本発明では、ベースマシン4の操作部6に電動モーター10の電流値を計測する電流計33を設け、電流計33の検出する電流値を表示装置19に表示し、作業者は電動モーター10の作業状態を把握認識することができ、電流計33の検出する電流値によりアースオーガー3の電気的不具合の指標とすることもできる。
データ検出装置15は、任意の電源からの電力の供給を受けて作動する構成とし、例えば、ベースマシン4からアースオーガー3に供給される動力線(図示省略)から分岐させた電力線により電力の供給を受ければよいが、少なくとも、ベースマシン4からアースオーガー3に供給される電力供給用の動力線(図示省略)とは別個の独立電源36をアースオーガー3内に設け、独立電源36によりアースオーガー3停止後も所定時間データ検出装置15の作動を続行させる構成とする。

0015

そのため、データ検出装置15は、データ無線送信装置18により掘削作業中はもちろんのこと、アースオーガー3の運転停止後の検出部16の検出値データをベースマシン4の操作部6に送信し、作業終了後解析データとして活用可能に構成する。
すなわち、アースオーガー3はベースマシン4からの電力供給の停止により駆動停止しても、アースオーガー3のホルダ9内では電動モーター10の余熱が残り、アースオーガー3の各部に思わぬ悪影響を与えることがあり、アースオーガー3の故障原因となることがあるが、独立電源36によりデータ検出装置15の作動状態を継続させ、このデータ検出装置15の信号をベースマシン4の操作部6に送信して保管する。
なお、独立電源36の構成は任意であり、アースオーガー3のホルダ9外周に設けた太陽光発電装置40やアースオーガー3内に設けた蓄電池41により構成してもよい。

0016

(実施形態の作用)
本発明は上記構成であり、掘削装置のアースオーガー3の電動モーター10を始動させ、掘削作業を開始する。
アースオーガー3にはアースオーガー3の作動状況を検出・記録・収集するデータ検出装置15を設け、データ検出装置15はアースオーガー3の運転状況を検出する検出部16と、該検出部16の検出値により前記電動モーター10および減速機11の運転状態を収集する収集部17と、該収集部17の収集結果および前記検出部16の検出値を含むアースオーガー3の運転情報をベースマシン4の操作部6に送信するデータ無線送信装置18を設けて構成し、ベースマシン4の操作部6にはデータ無線送信装置18により送信されたデータを表示する表示装置19を設けているので、表示装置19により表示されるアースオーガー3の運転情報に基づいて作業者がアースオーガー3の運転状況を把握し、アースオーガー3の停止等や点検時期等を判断して、アースオーガー3の保護・管理を実行する。

0017

したがって、作業者はベースマシン4の操作部6の表示装置19の表示データによりアースオーガー3の運転状態を正確に把握できるので、アースオーガーの故障発生を未然に回避できるだけでなく、予期せぬアースオーガーの作動停止状態の発生をも未然に回避でき、地盤中に掘削装置が残置されて回収が困難になるのを防止できる。
すなわち、作業者の予期せぬ装置停止は、例えば、掘削孔の崩れや、あるいは、掘削ヘッド等が地盤中のセメントミルク等の固化剤中に埋ってしまって、掘削装置1の回収不能の事態となることがあり、単に、施工が中断されるだけでなく、予想外な損害が生じることになるが、本発明では、データ検出装置15によりアースオーガー3の運転状況を把握認識することで、作業者の意図と無関係なアースオーガー3の停止を回避できる。

0018

データ検出装置15の検出部16は、少なくとも、電動モーター10のコイル温度を検出するモーター温度検出器20と、減速機11の潤滑油温度を検出する潤滑油温度検出器22とを設けて構成しているので、モーター温度検出器20と潤滑油温度検出器22とにより、電気的不具合と機械的不具合の両面からアースオーガー3の状態を正確に把握でき、アースオーガー3の故障発生(突発停止)を未然に回避させられる。
また、アースオーガー3内に内蔵されたデータ検出装置15の検出部16の各信号(検出値)以外にも、ベースマシン4の操作部6に電動モーター10の電流値を計測する電流計33を設けているので、電流計33の検出する電流値を表示装置19に表示し、作業者は電流計33の検出する電流値によりアースオーガー3の電気的不具合の指標として、電動モーター10の作業状態を把握認識することができる。

0019

データ検出装置15にはアースオーガー3の稼働時間を検出する稼働時間検出部29を設けているので、稼働時間検出部29により、点検時期の判定を容易にでき、アースオーガーの保護・管理を適切にして、連続した掘削作業を実行でき、掘削作業の効率化を図ることができる。
データ検出装置15は、任意の電源からの電力の供給を受けて作動する構成とし、例えば、ベースマシン4からアースオーガー3に供給される動力線(図示省略)から分岐させた電力線により電力の供給を受けてもよいが、少なくとも、ベースマシン4からアースオーガー3に供給される電力供給用の動力線(図示省略)とは別個の独立電源36をアースオーガー3内に設けているので、独立電源36によりアースオーガー3停止後も所定時間データ検出装置15の作動を続行させることができ、データ検出装置15は、データ無線送信装置18により掘削作業中はもちろんのこと、アースオーガー3の運転停止後の検出部16の検出値データを、作業終了後の解析データとして活用可能となる。

0020

したがって、アースオーガー3はベースマシン4からの電力供給の停止により駆動停止しても、アースオーガー3のホルダ9内では電動モーター10の余熱が残り、アースオーガー3の各部に思わぬ悪影響を与えることがあり、アースオーガー3の故障原因となることがあるが、独立電源36によりデータ検出装置15の作動状態を継続させ、このデータ検出装置15の信号をベースマシン4の操作部6が受信するので、駆動停止後のアースオーガー3の状態を把握・解析することができ、次工程の掘削作業における

0021

1…掘削装置、2…掘削軸、3…アースオーガー、4…ベースマシン、5…リーダー、6…操作部、9…ホルダ、10…電動モーター、11…減速機、15…データ収集装置、16…検出部、17…収集部、18…データ無線送信装置、18A…データ受信部、19…表示装置、20…モーター温度検出器、21…電流計測器、22…潤滑油温度検出器、25…記憶部、26…駆動電源、27…回転計測器、29…稼働時間検出部、30…表示モニタ、31…音声出力部、33…電流計、36…電力源、40…太陽光発電装置、41…蓄電池。

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