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技術 護岸工法

出願人 キョーワ株式会社三岐通運株式会社株式会社さくら緑化
発明者 佐治明永井了伊藤治二石川芳一田中利男近藤雅春
出願日 1998年11月6日 (21年7ヶ月経過) 出願番号 1998-352028
公開日 2000年5月26日 (20年1ヶ月経過) 公開番号 2000-144679
状態 特許登録済
技術分野 護岸 護岸
主要キーワード 充填袋体 セラミック塊 多孔性セラミック層 煉瓦状 充填塊 計量升 混合焼成物 実験容器
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(2000年5月26日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

水質浄化と植物の育成も行なう護岸工法を提供する。

解決手段

層構造よりなる護岸工法であって、第1層は自然石を網袋で形成した網袋体地表に設置し、その上に多孔性セラミック塊を網袋に入れて形成した網袋体を積畳して第2層を構成する。その上をクリンカーアッシュまたはクリンカーアッシュを混合した土壌被覆し植物を植裁する第3層を積層してなる護岸工法である。

概要

背景

日本は降雨量も多く地形的に河川は急勾配洪水量も桁違いに大きいこともあって、護岸は反自然型の川づくりとなっており、コンクリートによる河川改修が絶対的な方法となって水路のような直線的な川作りを進めることが効率的な治水対策とされてきた。このような反自然的な河川は自然の浄化力が乏しく、河川湖沼水質は徐々に悪化し、生活環境破壊されたため清流域に生息する生物の姿は消えてしまった。一方海底中に水中構造物を設置すると、構造物潮流抵抗体となって、渦流が生じ、その構造物の周辺海底地盤がえぐり取られ、その構造物が倒壊するいわゆる洗掘と呼ばれる現象が発生することは良く知られている。更には、河川の橋梁橋脚でも洗掘現象がみられ、海岸、河川の堤防及び水中構造物の地盤浸食についても同様な現象が発生する。従来、これらの洗掘を防ぐため、水中構造物の近傍の底部に小石砕石充填した蛇篭を設置したり、大量のコンクリートを打設したり、構造物の埋設深さを深くする方策がとられてきた。護岸においてもコンクリートの打設やテトラポットのような消波ブロックが用いられてきた。しかしながら、これ等の水中構造物の設置地盤はやはり洗掘が発生する。また蛇篭は篭中の小石は流出しないが設置地盤の形状と馴染みが悪く、蛇篭の設置部で洗掘が発生する。

概要

水質の浄化と植物の育成も行なう護岸工法を提供する。

層構造よりなる護岸工法であって、第1層は自然石を網袋で形成した網袋体地表に設置し、その上に多孔性セラミック塊を網袋に入れて形成した網袋体を積畳して第2層を構成する。その上をクリンカーアッシュまたはクリンカーアッシュを混合した土壌被覆し植物を植裁する第3層を積層してなる護岸工法である。

目的

護岸の目的は海岸、河岸、堤防を保護して水害より守るとともに自然環境を保護することである。本発明は本来の岸・堤防を保護し、水害から守ることに加えて水質の浄化と植物の育成を図り自然環境を保護する護岸工法を提供する。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
2件

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請求項1

層構造よりなる護岸工法であって、第1層は自然石を網袋で形成した網袋体地表に設置し、その上に多孔性セラミック塊を網袋に入れて形成した網袋体を積畳して第2層を構成する。その上をクリンカーアッシュまたはクリンカーアッシュを混合した土壌被覆し植物を植裁する第3層を積層してなる護岸工法。

請求項2

第2層を構成するセラミック塊がクリンカーアッシュと粘度鉱物混合焼成物であって吸水率が10%以上保持するよう焼固された連通気孔の多孔性セラミックである、請求項1に記載された護岸工法。

請求項3

網袋が合成繊維糸結節編または無結節編した空隙率45%以上、伸度15%以上で且つ網目一辺の長さLと、自然石または多孔性セラミック体の直径Dの間に

請求項

ID=000003HE=015 WI=031 LX=0445 LY=1100の関係を満たす網地により形成された網袋である、請求項1または2に記載された護岸工法。

請求項4

網袋がラッセル編により形成された、請求項3に記載された護岸工法。

請求項5

第3層が、クリンカーアッシュまたはクリンカーアッシュを混合した土壌を網袋内に配置した網目の小さい内袋に入れて網袋体で形成された、請求項1ないし4のいずれか1項に記載された護岸工法。

技術分野

0001

本発明は河岸海岸堤防を保護する護岸工法に関する。

背景技術

0002

日本は降雨量も多く地形的に河川は急勾配洪水量も桁違いに大きいこともあって、護岸は反自然型の川づくりとなっており、コンクリートによる河川改修が絶対的な方法となって水路のような直線的な川作りを進めることが効率的な治水対策とされてきた。このような反自然的な河川は自然の浄化力が乏しく、河川湖沼水質は徐々に悪化し、生活環境破壊されたため清流域に生息する生物の姿は消えてしまった。一方海底中に水中構造物を設置すると、構造物潮流抵抗体となって、渦流が生じ、その構造物の周辺海底地盤がえぐり取られ、その構造物が倒壊するいわゆる洗掘と呼ばれる現象が発生することは良く知られている。更には、河川の橋梁橋脚でも洗掘現象がみられ、海岸、河川の堤防及び水中構造物の地盤浸食についても同様な現象が発生する。従来、これらの洗掘を防ぐため、水中構造物の近傍の底部に小石砕石充填した蛇篭を設置したり、大量のコンクリートを打設したり、構造物の埋設深さを深くする方策がとられてきた。護岸においてもコンクリートの打設やテトラポットのような消波ブロックが用いられてきた。しかしながら、これ等の水中構造物の設置地盤はやはり洗掘が発生する。また蛇篭は篭中の小石は流出しないが設置地盤の形状と馴染みが悪く、蛇篭の設置部で洗掘が発生する。

発明が解決しようとする課題

0003

護岸の目的は海岸、河岸、湖岸、堤防を保護して水害より守るとともに自然環境を保護することである。本発明は本来の岸・堤防を保護し、水害から守ることに加えて水質の浄化と植物の育成を図り自然環境を保護する護岸工法を提供する。

課題を解決するための手段

0004

本発明は、
「1. 3層構造よりなる護岸工法であって、第1層は自然石を網袋で形成した網袋体地表に設置し、その上に多孔性セラミック塊を網袋に入れて形成した網袋体を積畳して第2層を構成する。その上をクリンカーアッシュまたはクリンカーアッシュを混合した土壌被覆し植物を植裁する第3層を積層してなる護岸工法。
2. 第2層を構成するセラミック塊がクリンカーアッシュと粘度鉱物混合焼成物であって吸水率が10%以上保持するよう焼固された連通気孔の多孔性セラミックである、1項に記載された護岸工法。
3. 網袋が合成繊維糸結節編または無結節編した空隙率45%以上、伸度15%以上で且つ網目一辺の長さLと、自然石または多孔性セラミック体の直径Dの間に

0005

0006

の関係を満たす網地により形成された網袋である、1項または2項に記載された護岸工法。
4. 網袋がラッセル編により形成された、3項に記載された護岸工法。
5. 第3層が、クリンカーアッシュまたはクリンカーアッシュを混合した土壌を網袋内に配置した網目の小さい内袋に入れて網袋体で形成された、1項ないし4項のいずれか1項に記載された護岸工法。」に関する。

発明を実施するための最良の形態

0007

本発明は自然石を網袋に入れた第1層と、多孔性セラミック塊を網袋に入れた第2層と、クリンカーアッシュとクリンカーアッシュの混合土壌を網袋と織物袋の複合構造の袋に入れ植物を植裁した第3層を積層してなる護岸工法であって、多孔性セラミック塊の水質浄化機能と植物の生育による水質浄化機構との複合作用によって水質を改善し環境の良化と安全な護岸を構築するものである。

0008

第3層は、植物を植裁する層であり、クリンカーアッシュまたはクリンカーアッシュ混合土壌をそのまま積層してもよいが網袋に配置した網目の小さい内袋に入れて用いることが好ましい。網袋及び内袋は生分解性合成繊維を使用するのが好適であるが、河川の氾濫が起こりやすい場所においては網袋及び内袋共に生分解性でない合成繊維を使用する方が流失しないので好ましい。また、流れが穏やかな場所においては、水際のみ網袋を使用し、網袋なしで、のり尻までをクリンカーアッシュまたはクリンカーアッシュと施工現場発生土及び腐葉土等の混合土を第3層としてもよい。施工場所の環境に応じて第3層の構造については使い分けすればよい。

0009

第1層は自然石を網袋に詰めて設置積畳する。これは護岸の基礎部分をなすものである。自然石の大きさは拳大から人頭大が用いられるが特に玉石形状のものが好ましい。特定するものではない。網袋に充填した自然石の石と石の空隙を通って水が流れるので流水抵抗が小さく、水圧により第1層が流されることがなく、石は網袋により保持され、流出しないので洗掘が防止される。また石と石の空隙が魚類水中生物住家となり、また第1層の網袋や石が水草海藻類繁殖の場となって動植物が繁殖し、自然が回復、保護される。第2層は水の浄化と植物の育成を助ける層である。多孔性セラミック塊を網袋に詰めて、第1層である基礎層の自然石の上に積層する。この第2層は水中と地上の中間地点に例えれば喫水線部にあたり、多孔性セラミック塊は吸水率10%以上で保持する気孔によって水の浄化と毛細管現象による地上の植物への水の補給・育成に働いている。吸水率10%以下では水分及び養分の補給不足となり効果がない。第3層は多孔性セラミック層の上にクリンカーアッシュまたはクリンカーアッシュと施工現場発生土及び腐葉土等の混合土壌に植物が植裁されている層であって、植裁されている植物としては抽水植物ヨシアシは多年草であって最も適した植物である。ヨシやアシは生育と共に根を発達させて、第2層の多孔性セラミック層まで根をのばして水の浄化を助け、自立・安定する。このようにそれぞれ異なった働きをする3つの層が一体となって護岸を構成することにより本来の護岸の目的と併せ、地上の植物の育成に寄与し緑の環境を創造すると共に水の浄化によって魚類等の水中生物の生育を推進する護岸工法である。

0010

第2層で用いる多孔性セラミック塊は角の無い煉瓦形状の塊状体であり、クリンカーアッシュを焼成させたもので吸水率が10%以上の多孔体である。また第3層に用いるクリンカーアッシュは、例えば火力発電所石炭燃焼したとき得られるシリカアルミナを主成分とした砂形状のものである。またクリンカーアッシュは施工現場発生土及び腐葉土等と混合して用いることもできるが、混合比は4:5:1が好ましい。

0011

本発明で使用する網袋は天然繊維及び合成繊維からなるラッセル網地の空隙率が45%以上を有している網袋体を用いるため、水中に投入すれば容易に網袋体に水が浸透し、しかも網袋体は比重1以上である自然石を流水の水圧に抗する重量だけ充填してあるために目的とする水底に急速に沈着させることが出来る。さらに網袋の45%以上の大きい空隙部を水が容易に通過する為、水流抵抗が著るしく減少し所定の位置から流されることがない。その上、該第1層の網地は15%以上の伸度を有している為、形状が地形、構造物等に順応して自在に変形するため、海底河床と岸や堤防に密着した状態に沈めることができ、さらに該第1層を複数個沈着させても該袋体相互に密着し、必要な個所全てを覆うことができる。

0012

このように本発明での第1層と第2層及び第3層を構成する網地は15%以上の伸度を有していることが大きな特徴であるので、ラッセル網地を使用することが好ましい。ラッセル網地の場合、網の組織上、伸度を10%から100%位まで、任意に設計することが可能である。好ましくは15%から80%位である。又ラッセル網地の形状としては菱目亀甲目・角目等があるが従来は網目を構成する網足部が1本であったが、2本からなるダブル網足で構成されていても同様の目的を構成することができる。勿論、網地の強度は自然石やセラミック塊の重量を吊り下げた際に破網しない程度であればよい。更に網地の空隙率が45%以上であれば、導水係数が低く自然の水流の速さに充分対応できる。結節網、無結節網いずれも使用できる。

0013

更に、袋体中に充填する比重1.00以上の塊状物の直径(D)と袋体を構成する網地の一辺の長さ(L)との間に

0014

0015

の関係にあれば、如何なる場合にも充填された自然石やセラミック塊が網目より流出することがない。この関係式は、繰り返し行なった実験から得られた充填した自然石やセラミック塊が網から脱出しないための条件を表わしており、1.8は安全係数である。この式を満足する網を使用すれば水流が速くても、沈下深さが大でも、種々の変化した形状の底部でも充填した自然石やセラミック塊は脱出しない。また水流に接する表層部での第1層と第2層に含有される充填した自然石やセラミック塊として直径の大のものを用い、内層部即ち水底部ほど直径を小さくすると、大きな流水エネルギーが順次分散されるので、水底部での流水エネルギーを低下させることが出来る。以上のように、本考案は、取扱い及び、制作容易な洗掘防止材であるため、施工作業においても迅速で労力・費用ともに安価にでき、従来技術では予測し得ない効果が得られた。

0016

網袋体の大きさの下限は流水圧に抗しうる重量の塊状物を含有するものであって、上限は網袋体の強度が充填塊状物を保持しうるものであればよく、作業性をも考慮して決める。網袋の材質ポリエステルポリアミド芳香族ポリアミドポリエチレンポリプロピレンポリ塩化ビニルポリ塩化ビニリデンポリ弗化ビニリデンポリ乳酸等の生分解性重合体などの合成繊維又は綿・等の天然繊維いずれでもよい。第1層と第2層の網袋体は伸縮性と強度、耐摩耗性に優れたラッセル網が本考案の目的を満足することが出来る。

0017

多孔性セラミックの製造
護岸工法の第2層を構成している多孔性セラミックは連通気孔が多く吸水性の高い焼固されたセラミックであって原料主体は火力発電所より多く発生しているクリンカーアッシュである。クリンカーアッシュは路盤材ゴルフ場等の使用されているが2mm以下の細粒の用途は少ない。クリンカーアッシュの粒度も2.0〜0.07mmの範囲が60〜70%あり、これ等の細粒も水の浄化、植物の生育実験では何れも優れていて、第2層の主原料には適している。製造の1例を示すと、重量比でクリンカーアッシュ60%、結合材に、砕石場の廃泥40%、気孔原料として下水汚泥炭化物外割で12%の配合原料50kgを混合加水機で混合加水し、さらに土練成型機を通して50〜10mmの塊を成型した。乾燥後、耐火容器に入れ1150℃に焼固した多孔性セラミック塊を得た。セラミックの60分間の吸水率は17%、耐圧(50mm塊)は320kgであった。

0018

実施例1
網袋体の製造
ナイロン繊維によるラッセル編の編地で網目25mmを用い、4m×3mに裁断して2枚重ねたものを2m×3mになるように2つ折りにする。2つ折り部に対向する辺を開口部として残して残りの2辺を縫合して、二重で形成した網袋の開口部周縁より2目に太さ9mmの吊りロープを網目に挿通し、吊りロープの挿通目より2目下部に太さ6mmの口絞りロープを配設したものである。この網袋を80袋製作する。
第1層の網袋体の製造
計量升に網袋を計量升の内側に沿うように入れ網袋の開口部を拡げ、約2トンの粒度150mm前後の自然石を充填し、網袋の開口部を閉じる。吊りロープを網袋の上部網目より均等に6カ所から引き出し、6カ所を吊り上げ重機フック掛けて網袋体内の充填物が馴染む程度に持ち上げ、形状が安定した状態になれば下ろす。吊りロープの6カ所に同時に吊りリングにひばり結びにて結束する。吊りリングにフックを掛けて仮吊り上げし、網袋の開口部が巾着状態になる状態で停止し、口絞りロープにて網袋の巾着部の吊りロープの下部付近巻き付けて開口部を縛り、残った口縛りロープを網袋の開口部から出た6カ所の吊りロープを巻き付け、吊りロープがバラバラにならないように結束し、図2図5の第1層の自然石充填網袋体1となる。この袋体を40個製作する。

0019

第2層の網袋体の製造
図2図5に示す第2層の多孔性セラミック塊充填網袋体2は、約2トンの粒度約60mm前後の角のない煉瓦状多孔性セラミック塊を充填したもので、それを20個製作する。

0020

第3層の網袋体の製造
図2図5に示す第3層の網袋体3は網袋に内袋を使った複合構造である。内袋は、生分解性のポリ乳酸繊維による3mm目程度の織物を6m×2mに裁断して2m×3mになるように2つ折りにし、3mの辺を開口部としてL字形の2辺を縫合したもの。計量升に網袋を計量升内側に沿うように挿入し網袋の開口部を拡げ、網袋中に袋状にされた内袋を入れ、また内袋の開口部を拡げ、その開口部より約2トンのクリンカーアッシュとヨシの株が含まれた現場発生土を1:1の割合の混合土を充填してその開口部をとじる。吊りロープを網袋の上部網目より均等に6カ所から引き出す。そして6カ所を吊り上げ重機のフックに掛けて網袋内の充填物が馴染む程度に持ち上げ、充填物の形状が安定した状態になれば下ろす。吊りロープの6カ所に同時に吊りリングにひばり結びにて結束する。吊りリングにフックを掛けて仮吊り上げして網袋開口部が巾着状態になる状態で停止し、口絞りロープにて網袋の巾着部の吊りロープの下部付近に巻き付けて開口部を縛り、残った口縛りロープを網袋の開口部から出た6カ所の吊りロープに巻き付ける。また吊りロープがバラバラにならないように結束して、3層のクリンカーアッシュと現場発生土との混合ヨシ生育床土充填網袋体3となる。それを20個製作する。

0021

施工法
図2に示すように第1層の自然石充填網袋体1を設置する川底過度凹凸がないように整地し、のり尻より方向に5個の自然石網袋体1を2段に重ね設置する。即ち5列2段の設置をする。2段目を積層するときは、法尻に沿って1段目とずらして設置する。袋体単体の設置時の形状は、直径約2m、高さ約40cm程度になる。第1層上に3段目に第2層の多孔性セラミック塊充填網袋体2を第1層と同じように5列重ね、また4段目に第3層用のクリンカーアッシュと現場発生土との混合ヨシ育成床土充填網袋体3を第1層と同じように5列に重ねて設置する。第2層及び第3層も第1層の2段目と同じようにそれぞれの法尻に沿ってずらして設置する。以上の工程で施工された護岸工法の断面が図2で示されている。また、施工後6ヶ月経過した状態の断面が図4である。増水時、流水中の土砂堆積土壌6として蓄積し、多孔性セラミック塊及びクリンカーアッシュの吸水効果保水効果及び川水からの養分の吸収により1ヶ月程から第3層の内袋からヨシの新芽が多数伸びてきた。ヨシの根が内袋を貫通し、隣接の袋体内袋をも貫通し根圏が拡大していることが認められ、網袋とヨシの根が一体と化して過度の水流にも耐えるものになる。第3層の内袋に使用した生分解性ポリ乳酸繊維織物は6ヶ月後には、引張強度保持率が75%となり生分解が見られ、数年後には殆ど分解され消滅する。

0022

実施例2
実施例1と同じ方法にて第1層の自然石充填網袋体1を32個、第2層の多孔性セラミック塊充填網袋体2を20個、第3層のクリンカーアッシュと現場発生土との混合ヨシ育成床土充填網袋体を24個製作する。

0023

施工方法図3について説明する。図3は施工した護岸の断面図である。網袋体1を設置する川底を過度の凹凸がないように整地する。次に法面に沿って多孔性セラミック塊充填網袋体2を1列設置し、その上方に法尻より法面に沿ってクリンカーアッシュと現場発生土との混合ヨシ育成床土充填網袋体3を2列設置する。次いで第1層の自然石充填網袋体1を地表に4個並べ、さらに法尻より沖方向に4個を2段に重ね設置する。即ち4列2段の設置をする。2段目を積層するときは1段目の法尻に沿ってずらして設置する。次に第1層上に第2層用の多孔性セラミック塊充填袋体2を4個第1層と同じように4列に重ね、その上に第3層用のクリンカーアッシュと現場発生土との混合ヨシ育成土を網袋の中に配置したポリ乳酸繊維で形成した内袋に充填した負極3を第1層と同じように4個4列に重ねて設置する。第2層及び第3層も第1層の2段目と同じように、それぞれの法尻に沿ってずらして設置する。充填網袋体の単体の設置された時の形状は、直径約2m、高さ約40cm程度になる。以上工程で施工された護岸の断面を図3に示す。

0024

河川の渇水時においても、第1層用の自然石充填網袋体1が喫水線に触れている限り、堤防の土が乾いている状態においても、第2層の多孔性セラミック塊充填網袋体2の多孔性の毛細管現象による吸水効果によって、法面に設置されているクリンカーアッシュと現場発生土との混合ヨシ育成床土充填袋体3の最上部まで吸水による保水が確認された。また、施工後6ヶ月経過した断面の状態が図5である堤防から流れ落ちた土砂や、増水時の流水中の土砂が堆積土壌6として蓄積し、多孔性セラミック塊及びクリンカーアッシュの保水効果及び川水からの養分の吸収により1ヶ月程から第3層の内袋からヨシの新芽が多数伸びてきた。ヨシの根が内袋を貫通し、隣接の袋体内袋をも貫通し根圏が拡大していることが認められ、網袋とヨシの根が一体と化して過度の水流にも耐えるものになる。第3層の内袋に使用した生分解性ポリ乳酸繊維織物は6ヶ月後には、引張強度保持率が75%とになり生分解が見られ、数年後には殆ど分解され消滅する。

0025

試験
実験容器図1のような長さ100cm、30cm、深さ70cmの容器底位置に水の送入口と反対上部に排水口を設けポンプによって300ml/分の循環流速で水を送れるようにした容器内に、まず直径50mm〜20mmの多孔性セラミック塊を30cmの厚さ入れ、その上に同じ多孔性セラミック塊の20mm〜10mmの粒を約2cm敷き、その上に5mm以下のクリンカーアッシュを敷きならした。このような容器を2コ準備し、一つの容器には河川敷地に群生しているヨシの株を植生し、もう一つの容器はそのまま無植裁にして表1のような湖水を70日間、循環させて水質の変化を比較調査した。表2はその水質分析結果である。ヨシの生育床土としてのクリンカーアッシュの適応性について検討すると、ヨシはクリンカーアッシュの中にしっかりと根張りヨシを支えていた。粒形多孔質な構造をもつクリンカーアッシュは根圏に適当な空隙をつくり、植物の根を張らせる材料としては適している。クリンカーアッシュを生育床材に用いてヨシを植裁することにより、施工時及び洪水汚濁問題の対策となる。クリンカーアッシュにヨシを植裁することにより全窒素量及び全リン量の減少が認められることにより、植物体及び根圏微生物による吸収がクリンカーアッシュ内で行われていることがわかる。

0026

0027

発明の効果

0028

本発明は岸、堤防等を保護するとともに自然環境を保護する効果を奏する。

図面の簡単な説明

0029

図1水質変化実験装置の説明図である。
図2実施例1の護岸の断面図である。
図3実施例2の護岸の断面図である。
図4実施例1の護岸の経年時の状態の断面図である。
図5実施例2の護岸の経年時の状態の断面図である。

--

0030

A水質変化実験装置の容器
循環用ポンプ
C湖水
D水流の方向
E粒度50mm〜20mmの多孔性セラミック
F 粒度20mm〜10mmの多孔性セラミック
Gクリンカーアッシュ
Hヨシの株
1 第1層用の自然石充填網袋体
2 第2層用の多孔性セラミック充填網袋大意
3 第3層用のクリンカーアッシュと現場発生土との混合ヨシ育成床土充填網袋体
4 水面
5川底
6堆積土壌

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