説明

扉開閉試験装置

【課題】 簡便で安価な構成で、扉の閉鎖位置と開放位置の前後で扉の開閉速度を減速して衝撃を和らげ、扉から位置を離して設置することができる扉開閉試験装置を提供する。
【解決手段】 往復スライダクランク機構を設け、スライダ11に連結溝11bを設け、旋回軸8に転動体8bを備えた連結部材8aを設けて、連結部材8aと連結溝11bを連結し、アームを旋回アーム14と連結アーム15から構成し、回動装置9でクランク12を回動し、スライダ11の往復移動により旋回軸8を支点に旋回アーム14を旋回させ、連結アーム15と連結体18を相対的にスライドさせる。また、架台7は、床6を移動可能な設置台7aと、設置台7aに固定される下支柱7bと、下支柱7bに設けた高さ方向に移動可能な上支柱7cとで構成し、連結アーム15は全長を伸縮可能で、旋回アーム14に枢着される位置を移動可能な構造とした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、躯体に固定された扉枠に開閉可能に枢着された扉の開閉繰り返し試験を行うための扉開閉試験装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、扉開閉試験装置として、クレビス型のエアシリンダのロッド先端に旋回軸を設け、旋回軸に接続されたアームを扉に接続し、エアシリンダのロッドを押し引きすることで、アームが旋回軸を中心に旋回して扉を繰り返し開閉させる装置がある。この装置は簡便な構成で安価に製作できるが、扉の開閉速度が等速なので、扉の閉鎖位置と開放位置で停止する際の衝撃や音が大きい。
【0003】
一方、扉の閉鎖位置と開放位置の前後で扉の開閉速度を減速して衝撃を和らげる扉開閉試験装置が特許文献1に開示してある。この装置は、駆動装置により駆動軸が回動し、駆動軸に接続された出力ギアから入力ギアに回転が伝達され、入力ギアに接続された旋回軸(回動軸)の回動により、旋回軸に接続されたアームを旋回(回動)させて、扉を繰り返し開閉させる装置である。また、この装置はアームに扉の把手を自動で把持し開放する装置を備えている。この為、旋回軸が扉の縦軸と同一軸線上、またはその付近になるようにして、装置が扉付近に設置されている。また、駆動装置にはサーボモータを使用してアームの回転速度と回転角度を制御し、扉の開閉速度と開き角を自由に調整できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第2783736号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来のエアシリンダを使用した扉開閉試験装置は、扉の閉鎖位置と開放位置で停止する際の騒音の問題があった。また、エアシリンダのロッドやアームのリンク部が早期に破損する問題があった。
【0006】
特許文献1に開示されている扉開閉試験装置は、装置の旋回軸が扉の縦軸と同一軸線上、またはその付近になるように設置しなければならない為、装置を扉付近に設置しなければならず、扉から装置の位置を離して設置することができない。例えば、電磁波を遮蔽する電磁波遮蔽扉がある。これは、扉を所定の回数繰り返し開閉しては電磁波の遮蔽確認を行い、この作業を所定の回数繰り返し行って試験している。このため、扉付近に装置があると障害物となって電磁波の照射や測定等の確認に不具合を生じる。
【0007】
また、駆動装置にサーボモータを使用しているので、扉の開閉速度と開き角を自由に調整できる反面、サーボモータの制御に係わる設計や装置のコストが高く、調整も専門の知識を有する人に限られるといった問題がある。
【0008】
そこで本発明は、上記問題点に鑑み、簡便で安価な構成で、扉の閉鎖位置と開放位置の前後で扉の開閉速度を減速して衝撃を和らげ、扉から位置を離して設置することができる扉開閉試験装置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】
【0009】
上記目的を達成するために、第1の課題解決手段は、躯体に固定された扉枠に開閉可能に枢着された扉を繰り返し開閉させる扉開閉試験装置であって、架台に駆動源と、垂直方向の軸線を中心に回動可能な旋回軸とを備え、扉と駆動源をアームを介して連結し、駆動源の駆動によりアームを旋回して扉を開閉させる扉開閉試験装置において、前記架台に往復スライダクランク機構を設け、前記旋回軸と往復スライダクランク機構のスライダを連結し、前記アームを前記旋回軸上端面から水平方向に延設した旋回アームと、旋回アームに一端を枢着し他端を前記扉に連結した連結アームとから構成し、前記駆動源で前記往復スライダクランク機構のクランクを回動し、前記スライダの往復移動により前記旋回アームが前記旋回軸を支点に旋回して前記連結アームが揺動するようにしたことである。
【0010】
また、第2の課題解決手段は、前記スライダにスライダが往復直線移動する方向と直交し、上方に開口する連結溝を設け、前記旋回軸の外周縁部下側で旋回アーム延設方向と反対方向に、前記連結溝内を往復移動する連結部材を突設して前記旋回軸と前記スライダとを連結し、前記スライダの往復移動により連結部材が前記旋回軸を支点に旋回して前記旋回アームが旋回するようにしたことである。
【0011】
また、第3の課題解決手段は、前記連結部材は転動体を備えていることである。
【0012】
また、第4の課題解決手段は、前記連結アームは他端に長手方向スライド可能な連結体を備え、連結体が前記扉と連結し、前記旋回アームの旋回により、前記連結アームと連結体を相対的にスライドさせるようにしたことである。
【0013】
また、第5の課題解決手段は、前記架台は少なくとも、床の上に移動可能に設置される設置台と、設置台に固定された下支柱と、下支柱に高さ方向に移動可能に設けられた上支柱で構成され、前記旋回アームは前記連結アームの枢着される位置を長手方向に移動可能な構造とし、前記連結アームは全長を伸縮可能な構造としたことである。
【発明の効果】
【0014】
本願の第1の課題解決手段によれば、簡便で安価な構成で、扉の閉鎖位置と開放位置の前後で扉の開閉速度を減速して衝撃を和らげ、扉から装置の位置を離して設置することができる。また、本願の第2の課題解決手段によれば、スムーズに開閉動作を行なうことができる。また、本願の第3の課題解決手段によれば、さらにスムーズに開閉動作を行なうことができ、連結部材の摩耗を抑えることができる。また、本願の第4の課題解決手段によれば、よりさらにスムーズに開閉動作を行なうことができ、扉が扉枠に当たる前に扉を放して、扉が慣性力で閉じるような状態にできる。また、本願の第5の課題解決手段によれば、扉開閉試験装置を扉に近づけたり離したりして設置することができ、必要に応じて扉開閉試験装置を扉から離して扉の開閉を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の実施例である扉開閉試験装置の全体図である。
【図2】図1のII−II線拡大断面図である。
【図3】図1のIII部拡大図である。
【図4】図2のIV部拡大図である。
【図5】図2のV部拡大図である。
【図6】クランクの回転軌跡と回転角度におけるスライダの往復直線移動する方向への変位量を説明する参考図である。
【図7】扉開閉試験装置を図1における二点鎖線で示す位置に設置し、横幅の異なる扉の開閉を説明する全体図である。
【図8】図7のVIII−VIII線拡大断面図である。
【図9】扉開閉試験装置を図1における二点鎖線で示す位置に設置し、高さの異なる扉の開閉を説明する全体図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本願発明の実施の形態について、図1〜図9により説明する。扉開閉試験装置1は、例えば図1、図2に示すように、壁などの躯体2に形成した開口部3に固定される扉枠4に開閉可能に枢着された扉5を繰り返し開閉動作させるものである。扉開閉試験装置1は、床6に設置された架台7に、旋回軸8と駆動源である回動装置9と往復スライダクランク機構が設けられている。往復スライダクランク機構は、レール部材10に往復直線移動可能に設けられたスライダ11と、回動装置9に設けられたクランク12と、クランク12とスライダ11とを連結するロッド13とから構成されている。スライダ11上には、その往復直線移動する方向と直交する方向に二つのブロック11aが平行に夫々設けられ、そのブロック11a間は上方に開口する連結溝11bとなっている。クランク12は、一端に筒状の固定部12aを備え、固定部12aが回動装置9の回動軸9aに固定され、回動軸9aと共に回動する。クランク12の他端にはロッド13の一端が回動可能に係合され、ロッド13の他端にはスライダ11が回動可能に係合されている。旋回軸8には上端面から水平方向に旋回アーム14が延設され、旋回アーム14に連結アーム15の一端が枢着され、連結アーム15の他端を扉5に連結し、旋回アーム14と連結アーム15とからアームが構成されている。尚、連結溝11bは、スライダ11が往復直線移動する方向と直交する方向であれば、スライダ11を切り欠くなどして形成してもよい。また、スライダ11には、往復直線移動する両端で近接スイッチ16に近接する近接用ブロック11cが設けられている。
【0017】
架台7は、図1に示すように、床6の上に設置される設置台7aと、床6上を移動可能とするように設置台7aに備えられたキャスター7bと、設置台7aに垂直に固定された下支柱7cと、下支柱7cに高さ方向に移動可能に設けられた上支柱7dとで構成されている。上支柱7dの上端には、取付台7eと旋回軸支持台7fとが設けられている。架台7は、キャスター7bにより床6上を移動可能で、設置台7aに備えられたストッパ部材7gにより任意の位置で床6に固定される。下支柱7cには、側面に設けられたブロック7hに、ねじ部材7iが螺合されている。ねじ部材7iは、上支柱7dの側面に設けられたブロック7jに下側から当接させて保持し、ねじ部材7iを回動させると、上支柱7dが垂直方向へ移動することで、架台7は高さ調整可能となっている。旋回軸支持台7fには、旋回軸8が垂直方向の軸線を中心に回動可能に設けられている。取付台7eには、レール部材10が旋回軸8の軸線方向と直交するように設けられ、また、駆動源である回動装置9が設けられ、回動装置9に設けられた回動軸9aが取付台7eに設けた貫通穴から取付台7e上面に突出している。また、取付台7eのレール部材10の両端付近には近接スイッチ16が夫々設けられている。
【0018】
旋回軸8は、その外周縁部下側で旋回アーム14延設方向と反対方向に、連結溝11b内を往復移動する連結部材8aを突設してある。連結部材8aは、例えばカムフォロアであり、内部に転動体8bを備え、転動体8bが転動することで連結溝11bに接触する外輪が回転運動しながら、連結溝11b内を往復移動可能に係合している。この連結部材8aにより旋回軸8とスライダとが連結されており、スライダ11の往復移動により連結部材8aが旋回軸8を支点にして旋回して旋回アーム14が旋回するようになっている。
【0019】
旋回アーム14の上下面には、図2に示すように、旋回アーム14の他端から一端に向かって長手方向に、摺動溝14aが形成され、旋回アーム14の他端には、コの字状のスライドブラケット14bがボルト14cと図示しないナットにより摺動溝14aに取付けられている。スライドブラケット14bは、ボルト14cを緩めることで旋回アーム14の摺動溝14aに沿って長手方向に移動可能であり、ボルト14cを締付けることで任意の位置に固定可能となっている。このスライドブラケット14bにヒンジ部材17で連結アーム15の一端が枢着されており、旋回アーム14は連結アーム15の枢着される位置を長手方向に移動可能な構造となっている。尚、旋回アーム14は、スライドブラケット14bを長手方向に移動可能な構成としたが、旋回軸8から連結アーム15の枢着位置までの距離を変更可能な構成であれば、本実施の形態に限定されない。
【0020】
連結アーム15は、長手方向に形成された長穴を備えた長棒部材15aと、ボルト挿通孔を備えた長棒部材15bを重ね合わせ、長棒部材15b側からボルト挿通孔および長穴にボルトcを挿通し、ボルトcを長棒部材15a側のブロック15dに螺合して構成されている。ボルト15cを緩めることで長棒部材15a、15b同士が長溝に沿って長手方向に相対的に移動し、ボルト15cを締付けることで長棒部材15a、15b同士をその位置でボルト15cとブロック15dで挟み込んで固定することで、連結アーム15は全長を伸縮可能な構造となっている。図5に示すように、連結アーム15の他端にはガイドレール15eが長手方向に設けられている。ガイドレール15e上には、図5に二点鎖線で示すように、ガイド部材15fが長手方向スライド可能に設けられている。ガイド部材15fにはブラケット15gが長手方向に設けられ、ブラケット15gの一端はガイドレール15eの一端に当接可能に折り曲げられている。ブラケット15gの他端は、ガイドレール15e側に折り曲げられ、ストッパボルト15hがガイドレール15eの他端に当接可能に設けられている。ブラケット15gには、扉5に設けられた試験用取手5aに係合可能に装着される円筒部18aを一端に備えた連結体18が取付け可能に設けられている。尚、連結アーム15は全長が伸縮可能な構造であれば、本実施の形態に限定されない。また、連結体18も試験用取手5aに係合可能な形状であれば、これに限定されない。
【0021】
次に、扉開閉試験装置1の動作について説明する。まず、扉5は閉められた状態とする。扉5の試験用取手5aに連結体18の円筒部18aを装着し係合させると、図2に実線で示す状態となる。そして、回動装置9を作動させると回動軸9aが回動する。ここで、回動軸9aは図2において、時計回りに回転させても、反時計回りに回転させても、扉開閉試験装置1は同じ動作をするので、どちら回りに回転させてもよい。尚、本実施の形態では、図2において回動軸9aを反時計回りに回転させた場合で説明する。
【0022】
回動軸9aに固定されたクランク12が半回転すると、ロッド13が図2〜図4における左方向へスライダ11を押しながら移動し、二点鎖線で示す左端に位置する状態となる。この時、旋回軸8の連結部材8aがスライダ11の連結溝11b内を移動しながらスライダ11により左方向に移動することで旋回軸8が左方向へ旋回するため、旋回アーム14が旋回して、図2における二点鎖線で示す状態となる。すると、連結アーム15が旋回アーム14の旋回により、揺動しながら引っ張られることで連結体18が試験用取手5aを引っ張り、図2において二点鎖線で示すように扉5を開ける。さらにクランク12が半回転すると、今度はロッド13が右方向へスライダ11を引っ張りながら移動し、図2〜図4に実線で示す元の状態になる。よって、連結部材8aも右方向へ移動し、旋回軸8が右方向へ旋回するため、旋回アーム14が実線で示す元の状態に戻ることで、連結アーム15が実線で示す元の状態まで揺動しながら押し戻され、連結体18が試験用取手5aを押すことで扉5を閉める。
【0023】
次に、扉5の開閉速度について説明する。図2〜図4における、実線で示す状態が閉鎖位置、二点鎖線で示す状態が開放位置である。回動装置9を作動させ回動軸9aを等速回転させた時の、クランク12の半回転における、スライダ11の往復直線移動する方向への変位量を図6に示す。図6において、例えば、円の中心を回動軸9a、円の半径をクランク12の全長、円周をクランク12の他端の回転軌跡として説明する。ここで扉5が閉じているときの図2、図4に示すクランク12の位置を閉端とし、扉5が開いた時のクランクが図4に示す位置から半回転した位置を開端とする。閉端から角度θ回転した時の変位量をX1、開端と閉端の中間を角度θ回転した時の変位量をX2、開端の手前から開端まで角度θ回転した時の変位量をX3とすると、中間での変位量X2が最大となり、そこから閉端あるいは開端に近づくにつれて変位量X1、X3は小さくなる。また、残りの半回転も同様の変位量となる。この変位量は、往復スライダクランク機構での、スライダ11の移動量となる。つまり、スライダ11の移動量も中間点で最大となり、移動端すなわち開閉端に近づくにつれて移動量が小さくなる。このことから、スライダ11の移動速度も中間点で最大となり、開閉端に近づくにつれて小さくなる。つまり、閉端から開端に向かって移動する場合、閉端から中間点に向かって加速し、中間点から開端に向かって減速する。また、逆の場合も同様である。よって、スライダ11に連結された旋回アーム14も、旋回端すなわち開閉端に向かって旋回する場合、同様に加減速しながら連結アーム15を押し引きする。よって、扉5は図2に実線で示す閉鎖位置付近、二点鎖線で示す開放位置付近では、開閉速度がゆっくりとなる。
【0024】
扉5の開閉動作の際には、図5に示すように、ガイド部材15fがガイドレール15e上をスライドすることにより、連結体18と連結アーム15が相対的にスライドするようになっている。図2に実線で示す扉5が閉められた状態の時、ガイド部材15fが図5に実線で示すガイドレール15e上の略中央付近に位置するように、連結アーム15の長さが調整されている。扉5の開時には、連結アーム15が、旋回アーム14により引っ張られ、扉5に係合されている連結体18に対して離れる方向にスライドし、ガイドレール15eがストッパボルト15hに当接して、連結アーム15が連結体18を引っ張って扉5を開ける。また、扉5の閉時には、連結アーム15が、旋回アーム14により押し出され、扉5に係合されている連結体18に対して近づく方向にスライドし、ガイドレール15eがブラケット15gに当接して、連結アーム15が連結体18を押し出して扉5を閉める。そして、連結アーム15が図2に実線で示す位置まで押し出した後は、ブラケット15gがガイドレール15eから離れてスライドし、扉5の慣性力で閉動作させる。つまり、扉5が扉枠4に当接する手前で、扉5を放したような状態にできる。
【0025】
また、スライダ11に近接用ブロック11cを設け、取付台7eに近接スイッチ16を設けたことで、スライダ11の移動端を検知して扉5の開閉状態が確認でき、開閉回数をカウントできるので、図示しないシーケンサなどで開閉回数を設定、入力して自動運転させ、所定の開閉回数が終了したら自動停止させることができ、必要な回数を確実に開閉動作させることができる。
【0026】
ここまで、図1に実線で示す位置に設置した場合で説明してきたが、これは扉5から扉開閉試験装置1を遠ざけて設置した状態である。さらに、扉5の試験用取手5aから連結体18を取り外して係合を解除した状態で、旋回アーム14を図2における二点鎖線の位置にし、連結アーム15をヒンジ部材17により折りたたむことで、扉5の正面および付近には障害物が無い状態にすることもできる。そして、扉開閉試験装置1を扉5から遠ざける必要がなければ、通常は図1に二点鎖線で示すような、扉5に近づけた位置に設置して使用することができる。
【0027】
次に、サイズが異なる扉を開閉させる場合について説明する。尚、ここからは、扉開閉試験装置1を、図1における二点鎖線で示す、扉5に近づけた位置に設置した状態として、先ずは、扉の幅方向のサイズが異なる場合について説明する。図7は、扉開閉試験装置1を、図1における二点鎖線で示す位置に設置した。尚、扉枠4bおよび扉5bは、図1の扉枠4および扉5より夫々横幅が狭いものである。ここで、開口部3は、拡張したり、図示しない隙間埋め材等で塞いだりして、扉枠に合せてあることとし、これ以降の説明でも同様とする。この時、スライドブラケット14bは旋回アーム14の旋回軸8寄りに移動させて固定し、連結アーム15は全長を縮めた状態となっている。そして、図7、図8に二点鎖線で示すように、扉5bより横幅が広い扉5cとその扉枠4cの場合には、スライドブラケット14bを旋回アーム14の他端寄りすなわち旋回軸8から遠ざかる方向に移動させて固定し、連結アーム15の全長を伸ばした状態にする。よって、横幅が異なる扉の開閉にも容易に対応することができる。
【0028】
次に、扉の高さ方向のサイズが異なる場合について説明する。図9において実線で示す部分は、図7の実線で示す部分と同じである。そして、図9に二点鎖線で示すように、扉5bより高さが低い扉5dとその扉枠4dの場合には、架台7のねじ部材7iを一方向に回転させることで、架台7は上支柱7dより上部が降下し、扉開閉試験装置1の高さを下げることができる。また、ねじ部材7iを逆方向に回転させることで、架台7は上支柱7dより上部が上昇し、扉開閉試験装置1の高さを上げることができる。尚、架台7は高さ調整可能な構成であれば、本実施の形態に限定されない。
【0029】
このようにして、扉開閉試験装置1に往復スライダクランク機構を設けて、スライダ11に連結させた旋回アーム14の旋回により、扉5を開閉させるようにしたことで、簡便で安価な構成で、扉5の開閉角度や開閉速度を制御することなく、扉5の閉鎖位置と開放位置の前後で扉の開閉速度を減速して衝撃を和らげ、扉5をスムーズに開閉させることができ、扉5から位置を離して設置することができる。また、架台7をキャスター7bによって移動できるので、扉開閉試験装置1を扉5に近づけて設置したり離して設置することができ、必要に応じて容易に設置位置を移動させることができる。これにより、例えば電磁波遮蔽扉のような電磁波の測定試験を行いながら扉を自動的に開閉したい場合には、扉開閉試験装置1を扉から離して扉の開閉を行うことができる。さらには、旋回アーム14は旋回軸8から連結アーム15の枢着位置までの距離を変更可能な構成とし、連結アーム15は全長を伸縮可能な構造とし、架台7は高さ調整可能な構成としたことで、サイズの異なる扉の開閉にも容易に対応することができる。
【符号の説明】
【0030】
1 扉開閉試験装置
2 躯体
4 扉枠
5 扉
6 床
7 架台
7a 設置台
7c 下支柱
7d 上支柱
8 旋回軸
8a 連結部材
8b 転動体
9 回動装置(駆動源)
11 スライダ(往復スライダクランク機構)
11b 連結溝
12 クランク(往復スライダクランク機構)
14 旋回アーム(アーム)
15 連結アーム(アーム)
18 連結体

【特許請求の範囲】
【請求項1】
躯体に固定された扉枠に開閉可能に枢着された扉を繰り返し開閉させる扉開閉試験装置であって、架台に駆動源と、垂直方向の軸線を中心に回動可能な旋回軸とを備え、扉と駆動源をアームを介して連結し、駆動源の作動によりアームを旋回して扉を開閉させる扉開閉試験装置において、
前記架台に往復スライダクランク機構を設け、前記旋回軸と往復スライダクランク機構のスライダを連結し、前記アームを前記旋回軸上端面から水平方向に延設した旋回アームと、旋回アームに一端を枢着し他端を前記扉に連結した連結アームとから構成し、
前記駆動源で前記往復スライダクランク機構のクランクを回動し、前記スライダの往復移動により前記旋回アームが前記旋回軸を支点に旋回して前記連結アームが揺動することを特徴とする扉開閉試験装置。
【請求項2】
前記スライダにスライダが往復直線移動する方向と直交し、上方に開口する連結溝を設け、前記旋回軸の外周縁部下側で旋回アーム延設方向と反対方向に、前記連結溝内を往復移動する連結部材を突設して前記旋回軸と前記スライダとを連結し、前記スライダの往復移動により連結部材が前記旋回軸を支点に旋回して前記旋回アームが旋回することを特徴とする請求項1記載の扉開閉試験装置。
【請求項3】
前記連結部材は転動体を備えていることを特徴とする請求項1または2記載の扉開閉試験装置。
【請求項4】
前記連結アームは他端に長手方向スライド可能な連結体を備え、連結体が前記扉と連結し、前記旋回アームの旋回により、前記連結アームと連結体を相対的にスライドさせるようにしたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の扉開閉試験装置。
【請求項5】
前記架台は少なくとも、床の上に移動可能に設置される設置台と、設置台に固定された下支柱と、下支柱に高さ方向に移動可能に設けられた上支柱で構成され、前記旋回アームは前記連結アームの枢着される位置を長手方向に移動可能な構造とし、前記連結アームは全長を伸縮可能な構造としたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の扉開閉試験装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2011−209117(P2011−209117A)
【公開日】平成23年10月20日(2011.10.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−77257(P2010−77257)
【出願日】平成22年3月30日(2010.3.30)
【出願人】(000241588)豊和工業株式会社 (230)
【Fターム(参考)】