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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Werkzeug.
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STAND DER TECHNIK
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JP 5638112 B1 offenbart eine Werkzeugmaschine mit einem Sattel, der sich relativ zu einem Bett bewegt, einem Tisch, der sich relativ zu dem Sattel bewegt, einem Spindelkopf (Spindel), der sich relativ zu dem Tisch bewegt, und einer Säule, die den Spindelkopf trägt. Bei dieser Werkzeugmaschine ist eine Säule auf einem Sockel installiert, der von einer Installationsoberfläche des Bettes vorsteht, und der Sockel und die Säule sind durch Bolzen verbunden (siehe
2 und
4, etc.).
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Da jedoch bei der in
JP 5638112 B1 offenbarten Werkzeugmaschine der Verbindungsabschnitt zwischen dem Sockel und der Säule vom Sockel zu der Bettseite hin vorsteht, besteht die Befürchtung, dass die Steifigkeit des Sockels, auf dem die Säule installiert ist, abnehmen könnte.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Werkzeugmaschine bereitzustellen, die in der Lage ist, die Steifigkeit zu erhöhen.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Werkzeugmaschine bereitgestellt, die umfasst: einen Sattel, der konfiguriert ist, um sich relativ zu einem Bett in einer ersten Richtung zu bewegen; einen Tisch, der konfiguriert ist, um sich relativ zu dem Sattel in einer zweiten Richtung zu bewegen, die die erste Richtung schneidet; einen Spindelkopf, der konfiguriert ist, um sich relativ zu dem Tisch in einer dritten Richtung zu bewegen, die die erste Richtung und die zweite Richtung schneidet; und eine Säule, die konfiguriert ist, um den Spindelkopf zu tragen, wobei die Werkzeugmaschine ferner umfasst: einen Sockel, der auf einer Installationsoberfläche des Bettes vorgesehen ist und einen ersten Installationsabschnitt, auf dem eine Führungsschiene installiert ist, die konfiguriert ist, um den Sattel in der ersten Richtung zu führen, und einen zweiten Installationsabschnitt, der an einer Endseite der Führungsschiene angeordnet ist und auf dem die Säule installiert ist, aufweist; und einen Strömungspfad, der auf der Installationsoberfläche des Bettes vorgesehen ist, wobei der Strömungspfad konfiguriert ist, um zu ermöglichen, dass Flüssigkeit, die von dem ersten Installationsabschnitt tropft, über eine Außenseite einer Seitenwand des ersten Installationsabschnitts, die in der zweiten Richtung angeordnet ist, zu dem zweiten Installationsabschnitt fließt, und wobei der zweite Installationsabschnitt einen vorstehenden Abschnitt aufweist, der von der Seitenwand des ersten Installationsabschnitts, die in der zweiten Richtung angeordnet ist, vorsteht, und ein Durchgangsloch, durch das der Strömungspfad verläuft, in dem vorstehenden Abschnitt ausgebildet ist.
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Gemäß dem Aspekt der Erfindung kann der vorstehende Abschnitt des zweiten Installationsabschnitts die Säule von beiden Seiten des Strömungspfads stützen, und die Steifigkeit des Sockels, auf dem die Säule installiert ist, kann erhöht werden. Somit kann die Steifigkeit der Werkzeugmaschine erhöht werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration einer Werkzeugmaschine gemäß einer Ausführungsform zeigt;
- 2 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Bett und einen Sockel zeigt;
- 3 ist eine Ansicht des Bettes und des Sockels von oben gesehen;
- 4 ist eine Seitenansicht des Bettes und des Sockels; und
- 5 ist eine Ansicht des Bettes und des Sockels von der Rückseite aus gesehen.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben.
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1 ist eine schematische Ansicht, die eine Konfiguration einer Werkzeugmaschine 10 gemäß einer Ausführungsform zeigt. Die Werkzeugmaschine 10 bearbeitet ein Werkstück mit einem Werkzeug 12. Die Werkzeugmaschine 10 umfasst ein Bett 14, einen Sattel 16, einen Tisch 18, einen Spindelkopf 20 und eine Säule 22.
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Die Werkzeugmaschine 10 bearbeitet ein auf dem Tisch 18 befestigtes Werkstück, indem sie das an der Spitze einer Spindel 26 befestigte Werkzeug 12 in einem Zustand verschiebt, in dem die Spindel 26 des Spindelkopfs 20 gedreht wird. Beim Verschieben des Werkzeugs 12 bewegt die Werkzeugmaschine 10 gemäß einem Bearbeitungsprogramm den Sattel 16 in einer ersten Richtung relativ zu dem Bett 14, bewegt den Tisch 18 in einer zweiten Richtung relativ zu dem Sattel 16 und bewegt den Spindelkopf 20 in einer dritten Richtung relativ zu dem Tisch 18.
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Die erste Richtung ist eine X-Richtung, die der X-Achse eines in der Werkzeugmaschine 10 definierten Maschinenkoordinatensystems entspricht. Eine Vorwärtsrichtung (+X-Richtung) der X-Richtung wird als eine Frontrichtung (Frontseite) definiert, und eine Rückwärtsrichtung (-X-Richtung), die der Vorwärtsrichtung entgegengesetzt ist, wird als eine Rückrichtung (Rückseite) definiert.
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Die zweite Richtung ist eine Richtung, die die erste Richtung in einer Ebene schneidet, und ist eine Y-Richtung, die der Y-Achse des in der Werkzeugmaschine 10 definierten Maschinenkoordinatensystems entspricht. Eine Vorwärtsrichtung (+Y-Richtung) der Y-Richtung ist eine Rechtsrichtung (rechte Seite), und eine Rückwärtsrichtung (-Y-Richtung), die der Vorwärtsrichtung entgegengesetzt ist, ist eine Linksrichtung (linke Seite).
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Die dritte Richtung ist eine Richtung, die die erste Richtung und die zweite Richtung schneidet, und ist eine Z-Richtung, die der Z-Achse des in der Werkzeugmaschine 10 definierten Maschinenkoordinatensystems. Eine Vorwärtsrichtung (+Z-Richtung) der Z-Richtung wird als eine Aufwärtsrichtung (Oberseite) definiert, und eine Rückwärtsrichtung (-Z-Richtung), die der Vorwärtsrichtung entgegengesetzt ist, wird als eine Abwärtsrichtung (Unterseite) definiert. Die Abwärtsrichtung ist die Richtung, in der die Schwerkraft wirkt.
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Das Bett 14 ist ein Element, das als Basis der Werkzeugmaschine 10 dient. Das Bett 14 ist auf einem Fundament, z. B. dem Erdboden oder einem Fußboden vorgesehen. Eine der Unterbauseite des Bettes 14 gegenüberliegende Fläche ist eine Installationsoberfläche 14F, auf der ein Objekt installiert werden kann.
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Der Sattel 16 ist bewegbar mit einer Führungsschiene 28 gekoppelt, die den Sattel 16 in der Front-Rück-Richtung (X-Richtung) führt. Die Führungsschiene 28 ist auf einer oberen Fläche eines Sockels 30 installiert, der auf der Installationsoberfläche 14F des Bettes 14 vorgesehen ist, und erstreckt sich entlang der Front-Rück-Richtung. Die Anzahl der Führungsschienen 28 kann eine oder mehrere sein. Wenn mehrere Führungsschienen 28 vorgesehen sind, sind die mehreren Führungsschienen 28 in Abständen zueinander angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform ist, wie in 1 gezeigt, ein Paar von Führungsschienen 28 auf der oberen Fläche des Sockels 30 installiert.
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Der Sattel 16 bewegt sich entlang der Führungsschiene 28 gemäß mit einer Drehung eines Sattelantriebsmotors (nicht dargestellt), der durch eine numerische Steuervorrichtung der Werkzeugmaschine 10 gesteuert wird, um sich dadurch in der Front-Rück-Richtung relativ zu dem Bett 14 zu bewegen. Wenn sich der Antriebsmotor des Sattels in der Vorwärtsrichtung (oder in der Rückwärtsrichtung) dreht, bewegt sich der Sattel 16 relativ in die Frontrichtung. Wenn sich der Sattelantriebsmotor in der Rückwärtsrichtung (oder in Vorwärtsrichtung) dreht, bewegt sich der Sattel 16 dagegen relativ in die Rückrichtung.
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Der Tisch 18 ist bewegbar mit einer Führungsschiene 32 gekoppelt, die den Tisch 18 in der Links-Rechts-Richtung (Y-Richtung) führt. Die Führungsschiene 32 ist an der Oberseite des Sattels 16 angeordnet und erstreckt sich entlang der Links-Rechts-Richtung. Die Anzahl der Führungsschienen 32 kann eine oder mehrere sein. Wenn mehrere Führungsschienen 32 vorgesehen sind, sind die mehreren Führungsschienen 32 in Abständen zueinander angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform ist, wie in 1 gezeigt, ein Paar Führungsschienen 32 auf der oberen Fläche des Sattels 16 angebracht.
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Der Tisch 18 bewegt sich entlang der Führungsschiene 32 gemäß einer Drehung eines Tischantriebsmotors (nicht dargestellt), der durch die numerische Steuervorrichtung der Werkzeugmaschine 10 gesteuert wird, um sich dadurch in der Links-Rechts-Richtung relativ zu dem Sattel 16 zu bewegen. Wenn sich der Tischantriebsmotor in der Vorwärtsrichtung (oder in der Rückwärtsrichtung) dreht, bewegt sich der Tisch 18 relativ in die Rechtsrichtung. Wenn sich der Tischantriebsmotor hingegen in der Rückwärtsrichtung (oder in Vorwärtsrichtung) dreht, bewegt sich der Tisch 18 relativ in die Linksrichtung.
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Der Spindelkopf 20 ist bewegbar mit einer Führungsschiene 34 gekoppelt, die den Spindelkopf 20 in der Aufwärts-Abwärts-Richtung (Z-Richtung) führt. Die Führungsschiene 34 ist an einer vorderen Fläche (einer Fläche auf der Seite des Spindelkopfs 20) der Säule 22 angebracht und erstreckt sich entlang der Aufwärts-Abwärts-Richtung. Die Anzahl der Führungsschienen 34 kann eine oder mehrere sein. Wenn mehrere Führungsschienen 34 vorgesehen sind, sind die mehreren Führungsschienen 34 in Abständen zueinander angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform ist, wie in 1 gezeigt, ein Paar Führungsschienen 34 an der vorderen Fläche der Säule 22 angebracht.
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Der Spindelkopf 20 umfasst eine Spindel 26, ein Gehäuse 36, durch das die Spindel 26 eingesetzt ist, und ein Lager (nicht dargestellt), das die Spindel 26 in Bezug auf das Gehäuse 36 drehbar lagert. Die Spindel 26 erstreckt sich in Richtung des Tisches 18 unterhalb des Spindelkopfs 20 und dreht sich gemäß einer Drehung eines Spindelantriebsmotors (nicht dargestellt), der durch die numerische Steuervorrichtung der Werkzeugmaschine 10 gesteuert wird. Das an der Spitze der Spindel 26 befestigte Werkzeug 12 dreht sich in Verbindung mit der Drehung der Spindel 26.
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Das Gehäuse 36 ist bewegbar mit dem Paar von Führungsschienen 34 und dem Paar von Antriebswellen 38 gekoppelt, die sich in der Aufwärts-Abwärts-Richtung (Z-Richtung) erstrecken. Bei dem Paar von Antriebswellen 38 handelt es sich um Kugelumlaufspindeln zur relativen Bewegung des Spindelkopfs 20 in der Aufwärts-Abwärts-Richtung, die sich in Verbindung mit einem Spindelkopfantriebsmotor 40 drehen. Der Motor 40 ist an einem Trägerelement 42 befestigt, das an der Säule 22 fixiert ist.
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Das Gehäuse 36 bewegt sich entlang der Antriebswelle 38 durch eine Mutter (nicht dargestellt), die mit der Antriebswelle 38 verschraubt ist, gemäß der durch den Motor 40 verursachten Drehung der Antriebswelle 38 und bewegt sich auch entlang der Führungsschiene 34. Dementsprechend bewegt sich die in Bezug auf das Gehäuse 36 drehbar gelagerte Spindel 26 in der Aufwärts-Abwärts-Richtung. Das heißt, der Spindelkopf 20 bewegt sich entlang der Führungsschiene 34 gemäß der Drehung des Motors 40, um sich dadurch in der Aufwärts-Abwärts-Richtung relativ zu dem Tisch 18 zu bewegen. Wenn sich der Motor 40 in der Vorwärtsrichtung (oder in der Rückwärtsrichtung) dreht, bewegt sich der Spindelkopf 20 relativ in der Aufwärtsrichtung. Wenn sich der Motor 40 in der Rückwärtsrichtung (oder in der Vorwärtsrichtung) dreht, bewegt sich der Spindelkopf 20 dagegen relativ in der Abwärtsrichtung.
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Die Säule 22 stützt den Spindelkopf 20. Die Säule 22 ist auf dem Sockel 30 installiert. Da die Säule 22 auf dem Sockel 30 installiert ist, ist die Höhe (vertikale Abmessung) der Säule 22 kürzer als in einem Fall, in dem die Säule 22 auf der Installationsoberfläche 14F des Bettes 14 installiert ist. Daher ist es möglich, die auf den Verbindungsabschnitt zwischen der Säule 22 und dem Sockel 30 wirkende Last zu verringern.
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Im Folgenden werden das Bett 14 und der Sockel 30 unter Bezugnahme auf die 2 bis 5 näher beschrieben. Der Sockel 30 hat einen ersten Installationsabschnitt 50 und einen zweiten Installationsabschnitt 52. Der erste Installationsabschnitt 50 ist ein Abschnitt des Sockels 30, an dem die Führungsschienen 28 angebracht sind. Der erste Installationsabschnitt 50 ist im Wesentlichen in der Mitte des Bettes 14 in der Links-Rechts-Richtung angeordnet. Der zweite Installationsabschnitt 52 ist ein Abschnitt des Sockels 30, an dem die Säule 22 angebracht ist. Der zweite Installationsabschnitt 52 ist an einer Endseite (hintere Endseite) der auf dem ersten Installationsabschnitt 50 montierten Führungsschiene 28 angeordnet.
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Der zweite Installationsabschnitt 52 umfasst einen vorstehenden Abschnitt 52X, der von jeder der Seitenwände des ersten Installationsabschnitts 50 vorsteht, die in der Links- und der Rechts-Richtung angeordnet sind. Der vorstehende Abschnitt 52X, der von der rechten Seitenwand des ersten Installationsabschnitts 50 vorsteht, hat eine Wandfläche, die mit der Wandfläche der rechten Seitenwand des Bettes 14 bündig ist (siehe 2 und 5). Andererseits hat der vorstehende Abschnitt 52X, der von der linken Seitenwand des ersten Installationsabschnitts 50 vorsteht, eine Wandfläche, die mit der Wandfläche der linken Seitenwand des Bettes 14 bündig ist (siehe 2 und 5). Dadurch kann die Steifigkeit des Sockels 30 im Vergleich zu einem Fall erhöht werden, in dem die Seitenwände der linken und rechten vorstehenden Abschnitte 52X an der Außenseite oder der Innenseite der Wandflächen der linken und rechten Seitenwände des Bettes 14 angeordnet sind.
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Die Höhe H2 von der Installationsoberfläche 14F des Bettes 14 zu der Installationsoberfläche F2 des zweiten Installationsabschnitts 52 ist größer als die Höhe H1 von der Installationsoberfläche 14F des Bettes 14 zu der Installationsoberfläche F1 des ersten Installationsabschnitts 50 (siehe 4). Dementsprechend ist die Höhe der Säule 22 (die Abmessung in Aufwärts-Abwärts-Richtung) kürzer als in einem Fall, in dem die Höhe H2 des zweiten Installationsabschnitts 52 gleich der Höhe H1 des ersten Installationsabschnitts 50 ist. Daher ist es möglich, die auf den Verbindungsabschnitt zwischen der Säule 22 und dem zweiten Installationsabschnitt 52 wirkende Last zu verringern.
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Auf der Installationsoberfläche 14F des Bettes 14, auf der der Sockel 30 vorgesehen ist, ist ein Strömungspfad 54 vorgesehen, durch den von dem ersten Installationsabschnitt 50 tropfende Flüssigkeit hindurchfließen kann. In einem Fall, in dem ein Öllager zwischen der Führungsschiene 28 und dem Sattel 16 (1) gebildet ist, enthält die vom dem ersten Installationsabschnitt 50 tropfende Flüssigkeit Öl. In einem Fall, in dem während der Bearbeitung Schneidflüssigkeit auf das Werkstück gesprüht wird, enthält die von dem ersten Installationsabschnitt 50 tropfende Flüssigkeit die Schneidflüssigkeit.
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Der Strömungspfad 54 ermöglicht es dem Fluid, über die Außenseite einer jeden der Seitenwände des ersten Installationsabschnitts 50, die in der Links- und der Rechts-Richtung angeordnet sind, zu der Seite des zweiten Installationsabschnitts 52 (Rückseite) zu fließen. Der Strömungspfad 54 kann durch Neigung der Installationsoberfläche 14F des Bettes 14 von der Vorderseite zur Rückseite gebildet werden, er kann eine in der Installationsoberfläche 14F des Bettes 14 ausgebildete Nut sein oder er kann ein in die Nut eingepasstes Element sein. Man beachte, dass in den 2 bis 5 jeweils ein Strömungspfad 54 dargestellt ist, der dadurch gebildet ist, dass die Installationsoberfläche 14F des Bettes 14 von der Vorderseite zur Rückseite hin geneigt ist.
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Wenn der Strömungspfad 54, der dadurch gebildet wird, dass die Installationsoberfläche 14F des Bettes 14 von der Vorderseite in Richtung der Rückseite geneigt ist, angenommen wird, wird ein umgebender Abschnitt 56 gebildet, der die Vorderseite, die linke Seite und die rechte Seite der Installationsoberfläche 14F des Bettes 14 umgibt. Der umgebende Abschnitt 56 umfasst eine vordere Wand 56A, die entlang einer Vorderkante der Installationsoberfläche 14F des Bettes 14 vorgesehen ist, eine rechte Wand 56B, die entlang einer rechten Kante der Installationsoberfläche 14F vorgesehen ist, und eine linke Wand 56C, die entlang einer linken Kante der Installationsoberfläche 14F vorgesehen ist. Vordere Enden der rechten Wand 56B und der linken Wand 56C sind mit der vorderen Wand 56A verbunden, und hinteren Enden der rechten Wand 56B und der linken Wand 56C sind mit dem vorstehenden Abschnitt 52X verbunden.
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Ein Durchgangsloch HL, durch das der Strömungspfad 54 verläuft, ist in jedem der linken und rechten vorstehenden Abschnitte 52X ausgebildet (siehe 2, 4 und 5). Dementsprechend kann der vorstehende Abschnitt 52X des zweiten Installationsabschnitts 52 die Säule 22 von beiden Seiten des Strömungspfads 54 stützen, und die Steifigkeit des Sockels 30, auf dem die Säule 22 installiert ist, kann erhöht werden. In einem Fall, in dem das Durchgangsloch HL den vorstehenden Abschnitt 52X entlang der Front-Rück-Richtung durchdringt, ist es möglich, die Belegung des vorstehenden Abschnitts 52X pro Einheitsvolumen zu erhöhen, beispielsweise im Vergleich zu einem Fall, in dem das Durchgangsloch HL den vorstehenden Abschnitt 52X nicht entlang der Front-Rück-Richtung durchdringt, beispielsweise wenn das Durchgangsloch HL mäandriert. Wenn das Durchgangsloch HL den vorstehenden Abschnitt 52X entlang der Front-Rück-Richtung durchdringt, ist es daher möglich, die Steifigkeit des Sockels 30 weiter zu erhöhen.
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[Erfindung]
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Die Erfindung, die aus der obigen Ausführungsform verstanden werden kann, wird im Folgenden beschrieben.
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Die Werkzeugmaschine (10) umfasst: einen Sattel (16), der konfiguriert ist, um sich relativ zu einem Bett (14) in einer ersten Richtung zu bewegen; einen Tisch (18), der konfiguriert ist, um sich relativ zu dem Sattel (16) in einer zweiten Richtung zu bewegen, die die erste Richtung schneidet; einen Spindelkopf (20), der konfiguriert ist, um sich relativ zu dem Tisch (18) in einer dritten Richtung zu bewegen, die die erste Richtung und die zweite Richtung schneidet; und eine Säule (22), die konfiguriert ist, um den Spindelkopf (20) zu tragen. Die Werkzeugmaschine (10) umfasst ferner einen Sockel (30), der auf einer Installationsoberfläche (14F) des Bettes (14) vorgesehen ist und einen ersten Installationsabschnitt (50), auf dem eine Führungsschiene (28) installiert ist, die konfiguriert ist, um den Sattel (16) in der ersten Richtung zu führen, und einen zweiten Installationsabschnitt (52), der an einer Endseite der Führungsschiene (28) angeordnet ist und auf dem die Säule (22) installiert ist, aufweist; und einen Strömungspfad (54), der auf der Installationsoberfläche (14F) des Bettes (14) vorgesehen ist, wobei der Strömungspfad (54) konfiguriert ist, um zu ermöglichen, dass Flüssigkeit, die von dem ersten Installationsabschnitt (50) tropft, über eine Außenseite einer Seitenwand des ersten Installationsabschnitts (50), die in der zweiten Richtung angeordnet ist, zu dem zweiten Installationsabschnitt (52) fließt. Der zweite Installationsabschnitt (52) weist einen vorstehenden Abschnitt (52X) auf, der von der Seitenwand des ersten Installationsabschnitts (50), die in der zweiten Richtung angeordnet ist, vorsteht, und ein Durchgangsloch (HL), durch das der Strömungspfad (54) verläuft, ist in dem vorstehenden Abschnitt (52X) ausgebildet.
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Mit der obigen Konfiguration kann der vorstehende Abschnitt (52X) des zweiten Installationsabschnitts (52) die Säule (22) von beiden Seiten des Strömungspfads (54) stützen, und die Steifigkeit des Sockels (30), auf dem die Säule (22) installiert ist, kann erhöht werden. Daher kann die Steifigkeit der Werkzeugmaschine (10) erhöht werden.
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Der vorstehende Abschnitt (52X) kann eine Wandfläche aufweisen, die mit einer Wandfläche einer Seitenwand des Bettes (14), die in der zweiten Richtung angeordnet ist, bündig ist. Dadurch kann die Steifigkeit des Sockels (30) im Vergleich zu dem Fall erhöht werden, in dem die Seitenwände des vorstehenden Abschnitts (52X), der in der zweiten Richtung angeordnet ist, außerhalb oder innerhalb der Wandflächen der Seitenwände des Bettes (14) angeordnet sind, die in der Links- und der Rechts-Richtung angeordnet sind.
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Die Höhe (H2) von der Installationsoberfläche (14F) des Bettes (14) zu der Installationsoberfläche (F2) des zweiten Installationsabschnitts (52) kann größer sein als die Höhe (H1) von der Installationsoberfläche (14F) des Bettes (14) zu der Installationsoberfläche (F1) des ersten Installationsabschnitts (50). Somit kann die Höhe der Säule (22) im Vergleich zu dem Fall, in dem die Höhe (H2) des zweiten Installationsabschnitts (52) gleich der Höhe (H1) des ersten Installationsabschnitts (50) ist, verringert werden. Daher ist es möglich, die auf den Verbindungsabschnitt zwischen der Säule (22) und dem zweiten Installationsabschnitt (52) wirkende Last zu verringern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 5638112 B1 [0002, 0003]