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技術 ゲートカット方法、金型、射出成形装置、及び射出成形体

出願人 サカエ理研工業株式会社
発明者 山守勝也坂口佳史西村一平
出願日 2020年1月30日 (1年9ヶ月経過) 出願番号 2020-013494
公開日 2021年8月19日 (3ヶ月経過) 公開番号 2021-120183
状態 未査定
技術分野 プラスチック等の成形用の型 プラスチック等の射出成形
主要キーワード 各押出部材 樹脂残留 つながり部 押し出しタイミング 押出面 射出流路 ゲート痕 対向間
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (8)

課題

サイドゲートを用いた射出成形において、成形品と、ゲートランナー内に残留する残留体とを確実に分断可能にするゲートカット方法、それに用いる金型射出成形装置、及びそれにより成形された射出成形体を提供する。

解決手段

サイドゲート11からショアA硬度90以下の軟質材の材料が射出されて成形空間9内で成形された射出成形体7を、型開きのときに成形空間9とサイドゲート11との接続部6近傍でコア3側に押し出す第一押出手段4と、射出成形体7と接続部6でつながる形でサイドゲート11を含む射出流路10内に残留する残留体8を、型開きのときに接続部6近傍でキャビティ2側に押し出す第二押出手段5と、を用いて、型開きのときに第一押出手段4と第二押出手段5とにより射出成形体7と残留体8とを切断し、切り離す

概要

背景

従来の射出成形においては、製品の側面に接続するようにコアキャビティ対向間ゲートが形成されるサイドゲートや、コアにゲートを貫通形成するサブマリンゲート等がある(特許文献1参照)。これらのうちサイドゲートを用いる場合には、型開き後において、成形品(製品)の押し出しとランナー内に残留する樹脂残留体とを押し出しのタイミングをずらすことによって成形品と樹脂残留体とを分断していた。

概要

サイドゲートを用いた射出成形において、成形品と、ゲートやランナー内に残留する残留体とを確実に分断可能にするゲートカット方法、それに用いる金型射出成形装置、及びそれにより成形された射出成形体を提供する。 サイドゲート11からショアA硬度90以下の軟質材の材料が射出されて成形空間9内で成形された射出成形体7を、型開きのときに成形空間9とサイドゲート11との接続部6近傍でコア3側に押し出す第一押出手段4と、射出成形体7と接続部6でつながる形でサイドゲート11を含む射出流路10内に残留する残留体8を、型開きのときに接続部6近傍でキャビティ2側に押し出す第二押出手段5と、を用いて、型開きのときに第一押出手段4と第二押出手段5とにより射出成形体7と残留体8とを切断し、切り離す

目的

本発明の課題は、サイドゲートを用いた射出成形において、成形品と、ゲートやランナー内に残留する残留体とを確実に分断可能にするゲートカット方法、それに用いる金型と射出成形装置、及びそれにより成形された射出成形体を提供する

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

型締めされたコアキャビティ対向間に、成形空間と、その成形空間にショアA硬度90以下の軟質材の材料を射出するサイドゲートと、が形成される金型と、前記成形空間内成形された射出成形体を、型開きのときに前記成形空間と前記サイドゲートとの接続部近傍で前記コア側押し出す第一押出手段と、前記射出成形体とつながる形で形成され、前記サイドゲート又は前記サイドゲートを含む射出流路内に残留する残留体を、前記型開きのときに前記接続部近傍で前記キャビティ側に押し出す第二押出手段と、を用い、前記型開きのときに前記第一押出手段と前記第二押出手段とにより前記射出成形体と前記残留体とがそれらのつながり部分で切断されて分離することを特徴とするゲートカット方法

請求項2

前記サイドゲートは、前記成形空間側に向かって先細る形状をなす請求項1に記載のゲートカット方法。

請求項3

前記第一押出手段及び前記第二押出手段は、前記金型に設けられている請求項1又は請求項2に記載のゲートカット方法。

請求項4

請求項3に記載されたゲートカット方法に用いられる金型。

請求項5

請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載されたゲートカット方法に用いられる前記金型と前記第一押出手段と前記第二押出手段とを備える射出成形装置

請求項6

請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載されたゲートカット方法を用いて成形された、ショアA硬度90以下の軟質材の射出成形体であって、成形時における前記キャビティ側の主面に、前記第一押出手段に押し付けられた押付痕を有することを特徴とする射出成形体。

技術分野

0001

本発明は、サイドゲートを用いた射出成形におけるゲートカット方法、それに用いる金型及び射出成形装置、さらにそれにより成形された射出成形体に関する。

背景技術

0002

従来の射出成形においては、製品の側面に接続するようにコアキャビティ対向間ゲートが形成されるサイドゲートや、コアにゲートを貫通形成するサブマリンゲート等がある(特許文献1参照)。これらのうちサイドゲートを用いる場合には、型開き後において、成形品(製品)の押し出しとランナー内に残留する樹脂残留体とを押し出しのタイミングをずらすことによって成形品と樹脂残留体とを分断していた。

先行技術

0003

特開2019−014068号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、ショアA硬度90以下の軟質材、例えばショアA硬度65程度となるTPO(オレフィン系熱可塑性エラストマー樹脂を成形に用いる場合、材料が軟質であるため、成形品と、ゲートやランナー内に残留する樹脂残留体とを押し出しタイミングの違いで分断しようとしても、伸びるだけで分断に至らないという問題があった。

0005

本発明の課題は、サイドゲートを用いた射出成形において、成形品と、ゲートやランナー内に残留する残留体とを確実に分断可能にするゲートカット方法、それに用いる金型と射出成形装置、及びそれにより成形された射出成形体を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

0006

上記課題を解決するために本発明のゲートカット方法は、
型締めされたコアとキャビティの対向間に、成形空間と、その成形空間にショアA硬度90以下の軟質材の材料を射出するサイドゲートと、が形成される金型と、
前記成形空間内で成形された射出成形体を、型開きのときに前記成形空間と前記サイドゲートとの接続部近傍で前記コア側押し出す第一押出手段と、
前記射出成形体とつながる形で形成され、前記サイドゲート又は前記サイドゲートを含む射出流路内に残留する残留体を、前記型開きのときに前記接続部近傍で前記キャビティ側に押し出す第二押出手段と、
を用い、前記型開きのときに前記第一押出手段と前記第二押出手段とにより前記射出成形体と前記残留体とがそれらのつながり部分で切断されて分離することを特徴とする。

0007

また、本発明の金型は上記ゲートカット方法に用いる金型であり、本発明の射出成形装置は上記金型と上記第一押出手段と上記第二押出手段とを備えるものであり、前記型開きのときに前記射出成形体と前記残留体とが前記第一押出手段と前記第二押出手段とにより前記接続部において切断可能である。

0008

上記本発明によれば、キャビティがコアから離間する型開きのときに、成形空間内で成形された射出成形体と、これと一体につながっているサイドゲートを含む射出流路内の残留体とに対し、それらのつながり部分(接続部)の射出成形体側を第一押出手段が押し、サイドゲート側を第二押出手段が逆向きに押す。これにより、そのつながり部分(接続部)に剪断力が作用して、成形空間内の射出成形体と、サイドゲートないしランナー内の残留体とが切断される。さらにいえば、この剪断力は型開きに伴い作用するから、型開き時に射出成形体と残留体とを自動的に切断でき、後にゲートカットを行う必要もなくなるから、処理工程を減じることができる。なお、本発明は、サイドゲートに関するものであり、コア内に貫通形成されるサブマリンゲートやバナナゲートは含まれない。これらのゲートでは軟質材を用いる場合につまりが生じやすい問題がある。

0009

前記サイドゲートは、前記成形空間側に向かって先細る形状をなすようにできる。この構成によれば、コア側の第二押出手段の押し出し面又はその押し出し面と対面するキャビティ側の面とのいずれか又は双方が、射出成形体と残留体との接続位置となる頂点部分が鋭角となる楔形状になるため、つながり部分での切断により好適な形状となる。

0010

前記第一押出手段及び前記第二押出手段は、前記金型に設けることができる。これにより、この金型を射出成形装置に設置するだけで、軟質材のゲートカットが可能になる。

0011

本発明の射出成形体は、本発明のゲートカット方法を用いて成形された、ショアA硬度90以下の軟質材の射出成形体であって、成形時における前記キャビティ側の主面に、前記第一押出手段に押し付けられた押付痕を有するものとできる。さらにいえば、本発明の射出成形体は、前記主面を上面としたときの側面に前記サイドゲートのゲート痕を有するものとできる。これらの押付痕やゲート痕の存在により、本発明のゲートカット方法の適用が明らになる。

図面の簡単な説明

0012

本実施例の射出成形装置の金型の断面を模式的に示した断面図。
図1の金型における冷却固化直後の段階を模式的に示した断面図。
図1の金型における型開きの第一段階を模式的に示した断面図。
図1の金型における型開きの第二段階を模式的に示した断面図。
図1の金型における成形品の突き出し段階を模式的に示した断面図。
図2部分拡大図
射出成形体及び残留体の一例を示した斜視図。

実施例

0013

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

0014

図1図5に示す射出成形装置100は、金型1を有する。金型1は、コア3とキャビティ2とを有しており、型締めされたコア3とキャビティ2の対向間には、図1に示すように、成形空間9と射出流路10とが形成される。射出流路10の先端は成形空間9と接続しており、その先端(接続部)が符号6で示されている。

0015

射出流路10は、少なくともサイドゲート11を含む。ここでの射出流路10は、図1に示すように、先端が成形空間9と接続するサイドゲート11と、そのサイドゲート11の後端側と連通するランナー12と、が含まれており、双方ともが型締めされたコア3とキャビティ2の対向間に形成される。また、射出流路10には、ランナー12がキャビティ2側のスプール(図示無し)と連通しており、このスプールに対し射出成形装置100の射出ノズル(図示無し)が接続する。成形用の材料は、溶融状態で射出ノズルからスプール内に射出され、ランナー12を通過し、サイドゲート11の先端(接続部6)から成形空間9内に流入する。その後冷却固化されると、図2に示すように、成形空間9内には製品となる射出成形体7が形成される。一方で、射出流路10内には、射出流路10内に残留する材料が固化して残留体8が形成される。

0016

射出成形体7の成形材料は、ショアA硬度90以下の軟質材(より望ましくはショアA硬度80以下の軟質材)である。軟質材としては、例えばPPO(ポリフェニレンオキシド)、TPE(熱可塑性エラストマー:例えばTPO(オレフィン系熱可塑性エラストマー))、PP(ポリプロピレン)、PE(ポリエチレン)等を含むことができる。こうした軟質材で成形された射出成形体7は伸びやすいため切断が難しく、射出流路10内に残留する残留体8から切り離すことが難しい場合がある。なお、ここでの射出成形体7は、全体が上記条件を満たす軟質材からなるが、全体でなくともよく、少なくともサイドゲート11内の残留体8とつながる部位が軟質材で成形されるものであればよい。

0017

また、射出成形装置100は、図1図5に示すように、第一押出手段4と、第二押出手段5と、を有する。ここでの第一押出手段4と第二押出手段5とは、金型1に設けられている。

0018

第一押出手段4は、ここではキャビティ2に含まれる。第一押出手段4は、成形空間9内で成形された射出成形体7を、図2図4に示す型開き直前から型開き途中までの間に、接続部6近傍でキャビティ2側からコア3側に押し出す。具体的にいえば、ここでの第一押出手段4は、キャビティ2に設けられたコア3側に開口するキャビティ凹部2Hに挿入される第一押出部材4Aと、その第一押出部材4Aをキャビティ2側からコア3側に付勢する、ばね部材等の第一付勢手段4Bと、を有する。第一付勢手段4Bは、キャビティ凹部2H内に収容されており、第一押出部材4Aは、キャビティ凹部2Hの内壁面ガイドされる形で型開き方向往復移動可能とされている。

0019

第二押出手段5は、ここではコア3に含まれる。第二押出手段5は、射出成形体7と接続部6でつながる形で成形された、サイドゲート11又はサイドゲート11を含む射出流路10内に残留する残留体8を、図2図4に示す型開き直前から型開き途中までの間に、接続部6近傍でコア3側からキャビティ2側に押し出す。第二押出手段5は、コア3に設けられたキャビティ2側に開口するコア凹部3Hに挿入される第二押出部材5Aと、その第二押出部材5Aをコア3側からキャビティ2側に付勢する、ばね部材等の第二付勢手段5Bと、を有する。第二付勢手段5Bは、コア凹部3H内に収容されており、第二付勢手段5Bに付勢された第二押出部材5Aは、コア凹部3Hの内壁面にガイドされる形で型開き方向に往復移動可能とされている。

0020

なお、「射出成形体7/残留体8を接続部6近傍で押し出す」とは、図6に示すように、型開き方向に直交する直交方向(図の左右方向)において接続部6(p3)から1mm以内となる範囲Dの中に、各押出部材4A、5Aの押出面4s、5sの接続部6側の端4c、5cが位置する形で対象を押し出すことを意味する。射出成形体7及び残留体8を接続部6近傍で押し出すことにより、つながった状態の射出成形体7又は残留体8を、接続部6(サイドゲート11の先端)の位置で確実に切断することが可能になる。なお、図6は、図1図5と同様に説明用の模式図であるから、各部の寸法は実際の寸法に対応していない。

0021

また、ここでの各押出部材4A、5Aは、型開き時における互いの干渉を考慮して、図6に示すように、それぞれの押出面4s、5sの接続部6側の端4c、5cの位置が、上記直交方向(図6の左右方向)において所定幅S(例えば上記の1mm以内に定められる幅)だけ離した位置に配置される。具体的にいえば、ここでの第一押出部材4Aは、上記直交方向において射出成形体7に対し、端4cの直上位置p1から成形空間9側(図6の左側)の位置p2にかけての領域7sで当接しこれを押す。他方、第二押出部材5Aは、上記直交方向において残留体8に対し、位置p1より射出流路10側に所定幅S(ここでは0.5mm)だけ離れた端5cの位置p3から、射出流路10側(図6の右側)の位置p4にかけての領域8sで当接しこれを押す。なお、位置p3は上述の範囲D内に位置している。

0022

また、射出成形装置100は、図1図5に示すように、第一押出部材4Aの押し出し量規制する第一押出規制手段2a、4aと、第二押出部材5Aの押し出し量を規制する第二押出規制手段3a、5aと、を有する。ここでの第一押出規制手段2a、4aと第二押出規制手段3a、5aは、金型1に設けられている。

0023

第一押出規制手段2a、4aは、第一押出手段4(ここでは第一押出部材4A)に設けられた、型開き方向に対し直交する直交方向(図1図4の左右方向)に突出した第一突出部4aと、キャビティ2に設けられた、型開き時にキャビティ2がコア3から所定距離dだけ離間した際に第一突出部4aが係止する第一係止部2aと、を有する。ここでの第一突出部4aは、第一押出部材4Aの後端側(図1図4の上側)から、上記直交方向の射出流路10側(図1図4の右側)に突出する。他方、第一係止部2aは、図1及び図2に示す型締め時にキャビティ凹部2Hにおいて、第一突出部4aに対しコア3側の、所定距離dだけ離れた位置で対面する対向壁である。この構成により、第一突出部4aと第一係止部2aは、キャビティ2に対する第一押出部材4Aのコア3側への突出量が距離dに達したときに係止状態となり、第一押出部材4Aのそれ以上の突出を規制し、かつ第一押出部材4Aのキャビティ凹部2Hからの抜けを阻止する。

0024

第二押出規制手段3a、5aは、第二押出手段5(ここでは第二押出部材5A)に設けられた、型開き方向に対し直交する直交方向に突出した第二突出部5aと、コア3に設けられた、型開き時にキャビティ2がコア3から所定距離dだけ離間した際に第二突出部5aが係止する第二係止部3aと、を有する。ここでの第二突出部5aは、第二押出部材5Aの後端側(図1図5の下側)から、第一突出部4aとは逆となる上記直交方向の成形空間9側(図1図5の左側)に突出する。他方、第二係止部3aは、図1及び図2に示す型締め時にコア凹部3Hにおいて、第二突出部5aに対しキャビティ2側の、所定距離dだけ離れた位置で対面する対向壁である。この構成により、第二突出部5aと第二係止部3aは、コア3に対する第二押出部材5Aのキャビティ2側への突出量が距離dに達したときに係止状態となり、第二押出部材5Aのそれ以上の突出を規制し、かつ第二押出部材5Aのコア凹部3Hからの抜けを阻止する。

0025

ここで金型1の型開きの流れを説明する。図1図5は、射出成形装置100の金型1の断面を示しており、溶融材料の射出される前の型締め状態から(図1参照)、その後に溶融材料が射出されて冷却固化された状態(図2参照)、型開きが実行されたときの各状態(図3及び図4参照)、製品の突き出し時の状態(図5参照)を順に示している。

0026

型締め状態においては、図1に示すように、第一押出部材4Aを含むキャビティ2と第二押出部材5Aを含むコア3とが対向しており、その対向間に成形空間9及び射出流路10を形成される。このとき第一押出部材4Aは、コア3との間に成形空間9を形成しつつ、図1に表れない位置においてコア3と当接しており、その当接位置で第一付勢手段4Bによってコア3に押し付けられている。他方、第二押出部材5Aも、キャビティ2との間に射出流路10を形成しつつ、図1に表れない位置にてキャビティ2と当接しており、その当接位置で第二付勢手段5Bによって押し付けられている。

0027

型締めにより成形空間9及び射出流路10が形成されると、上述した射出ノズルから軟質材となる溶融材料が射出される。その溶融材料は射出流路10を介して成形空間9へと流入する。その後、冷却固化された溶融樹脂により、図2に示すように、成形空間9内には射出成形体7が形成され、射出流路10内には射出成形体7とつながった状態の残留体8が形成される。

0028

その後、型開きが実行される。型開きが開始すると、図2図4のように、第一押出手段4は、射出成形体7を接続部6近傍でキャビティ2側からコア3側に押し出し、第二押出手段5は、残留体8を接続部6近傍でコア3側からキャビティ2側に押し出す。これにより、図3に示すように、射出成形体7と残留体8とがそのつながり部分において切断されて分離する。

0029

具体的にいえば、型開き開始直後、図2に示すように、第一押出手段4は、第一付勢手段4Bの付勢力によって第一押出部材4Aをコア3との当接状態(図に表れない位置での当接)に維持し、第二押出手段5は、第二付勢手段5Bの付勢力によって第二押出部材5Aをキャビティ2との当接状態(図に表れない位置での当接)に維持する。これらの当接状態は、型開き後のキャビティ2とコア3の離間距離が所定距離dに達するまで継続する(図3参照)。一方で、接続部6でつながっている射出成形体7及び残留体8は、図2に示す型開きが開始した直後においては、射出成形体7側がコア3上で第一押出部材4Aとの対向間に保持されるが、残留体8側が第二押出部材5Aによってキャビティ2側(図2の上側)に押し出される。その結果、射出成形体7側もキャビティ2側(図2の上側)に押し出されることになる。ところが、射出成形体7側は第一押出部材4Aによって受け止められる。この受け止められた状態は、射出成形体7側が第一押出部材4Aによってコア3側(図2の下側)に押し出されている状態ともいえる。つまり、型開き開始直後、射出成形体7と残留体8とのつながり部分には、残留体8側で図2の上側に押し出され、同時に射出成形体7側でも図2の下側に押し出されることにより剪断力が作用する。この剪断力により、図3に示すように、射出成形体7と残留体8とがそれらのつながり部分で切断され、分離する。

0030

さらに型開きが進んで、キャビティ2がコア3に対し所定距離d以上離れると、図4に示すように、第一突出部4aと第一係止部2aとが係止して第一押出部材4Aのそれ以上の突出が規制され、さらに第二突出部5aと第二係止部3aとが係止して第二押出部材5Aのそれ以上の突出が規制される。これにより、第一押出部材4Aとコア3との当接状態(図に表れない位置での当接)と第二押出部材5Aとキャビティ2との当接状態(図に表れない位置での当接)とが解消される。キャビティ2は、第一押出部材4Aを含めて射出成形体7から完全に離脱し、射出成形体7がコア3上に残る。

0031

このとき、射出成形体7から分離した残留体8は、図4に示すように、コア3(第二押出部材5Aを含む)から外れて、射出成形装置100において回収される。

0032

その後、図5に示すように、コア3側の突き出し部材30が射出成形体7を突き出してコア3から射出成形体7が外れて、射出成形装置100において回収される。

0033

このように本実施例の射出成形装置100によれば、型開きのときに、射出成形体7と残留体8とをそれらをつなぐ部分にて切断し、双方を確実に分離するゲートカットが可能になる。

0034

なお、サイドゲート11は、成形空間9側に向かって先細る形状をなしている。このため、ここでの第二押出部材5Aの成形空間9側の先端部5bは、キャビティ2側の先端面5sが成形空間9側に向かうほどキャビティ2側に位置する楔形状(三角形状)となっており、型開きのときの射出成形体7と残留体8との切断に好適な形状(接続部6で打ち込むような形状)となっている。

0035

また、このように本実施例の射出成形装置100により成形された射出成形体7には、図7に示すように、成形時におけるキャビティ2側の主面7sに、第一押出手段4(第一押出部材4A)に押し付けられた押付痕7tを有する。ここでの押付痕7tは、第一押出部材4Aの押出面4sの端4d(図6参照)が押し付けられた痕である。また、その主面7sを上面としたときの側面7uにサイドゲート11のゲート痕7gを有する。ここでは、図7に示すように、射出成形体7の板状突出部7Qの突出先端面(側面7u)にサイドゲート11が接続していたため、その突出先端面(7u)にゲート痕7gが残り、その突出先端面(7u)に角を挟んで隣接する上面(主面7s)に押付痕7tが残る。他方、残留体8も、成形時におけるコア3側の主面に、第二押出手段5(第二押出部材5A)に押し付けられた押付痕8tを有する。ここでの押付痕8tは、第二押出部材5Aの押出面5sの接続部6側の端5cに押し付けられた痕と、その逆側の端5dに押し付けられた痕との2つである。

0036

以上、本発明の一実施例を説明したが、これはあくまでも例示にすぎず、本発明はこれに限定されるものではない。例えば上記第一実施例において一部の構成要件を省略する、さらには他の構成要件を追加する等、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。

0037

以下、本発明の他の実施例及び変形例について説明する。なお、上記実施例と共通の機能部や同様の機能部については、同一の符号を付すことにより詳細な説明を省略する。また、上記実施例と下記実施例及び変形例は、技術的な矛盾を生じない範囲において適宜組み合わせて実施できる。

0038

例えば、上記実施例では、サイドゲート11が成形空間9側(接続部6)に向かって先細る形状をなしている(図2参照)。このため、第二押出部材5Aは、キャビティ2と対面する先端面5sが成形空間9側に向かうほどキャビティ2側に位置する楔形状(三角形状)の先端部5bを有しているが(図6参照)、キャビティ2に、第二押出部材5Aの当該先端部5bと対面する面が成形空間9側に向かうほど第二押出部材5A側に位置する楔形状(三角形状)となる先端部を設けてもよい。また、第二押出部材5Aの当該先端部5bと、それと対面するキャビティ2の先端部との双方ともが上述のような楔形状(三角形状)となっていてもよい。

0039

100射出成形装置
1金型
2キャビティ
3コア
4 第一押出手段
5 第二押出手段
6 接続部
7射出成形体
7gゲート痕
7t 押付痕
8残留体
8t 押付痕
9成形空間
10射出流路
11 サイドゲート

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