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技術 回転電磁気波生成装置及びこれを用いる電力システム

出願人 ヒュンダイ・モービス・カンパニー・リミテッド
発明者 ノ、ヨンウビョン、テソンパク、スゥヨンパク、チャンフィ
出願日 2011年5月20日 (9年5ヶ月経過) 出願番号 2011-113580
公開日 2012年8月23日 (8年2ヶ月経過) 公開番号 2012-161233
状態 未査定
技術分野 交流の給配電
主要キーワード 電力減少量 電力消耗量 消耗電流 誘導型モータ ジグザグ形態 電力供給方式 消耗電力 単相電力
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図面 (19)

課題

回転電磁気波生成装置及びこれを用いる電力システムを提供すること。

解決手段

本発明によると、回転電磁気波生成装置は負荷電源を供給する電源部から電気的に絶縁されるので、電源に供給される電流量電圧、及び電圧供給方式に関係なく設置することができ、誘導型モーターが使われるエアコン冷蔵庫などの高電力機器電力使用量を減少させることができる。

概要

背景

交流電源により駆動される負荷で消耗する有効電力Pは下記の数1のように示すことができる。

〔数1〕
P=V・I・φ(但し、Vは電圧、Iは電流、φは力率である)

数1によると、電圧または電流を減少させると、負荷で消耗する電力を減少させることができる。
しかし、負荷が正常に駆動される定格電圧によって負荷に供給される電圧を減少させることはできない。そのため、負荷で消耗する電力を減少させるためには負荷に供給される電流を減少させなければならない。

負荷に供給される電力の品質を決める要素には負荷に供給される電流に含まれた高調波成分及び過電圧成分がある。

図1に示たように、高調波成分及び過電圧成分によって交流電流(図1の実線)は理想的なサイン波(図1の点線)と相当な差異を有するようになり、これによって負荷の電力消耗量が増加する。

具体的には、高調波成分は負荷の電力消耗量を増加させる要因となり、過電圧成分は負荷の故障を誘発する原因となる。よって、負荷で消耗する電力を減少させるためには電流に含まれた高調波成分を最小化するべきで、負荷の故障を防止するためには過電圧成分を除去しなければならない。

概要

回転電磁気波生成装置及びこれを用いる電力システムを提供すること。 本発明によると、回転電磁気波生成装置は負荷に電源を供給する電源部から電気的に絶縁されるので、電源に供給される電流量、電圧、及び電圧供給方式に関係なく設置することができ、誘導型モーターが使われるエアコン冷蔵庫などの高電力機器電力使用量を減少させることができる。

目的

本発明の目的は電源部と負荷とを電気的に接続する電力線回転電磁気波印加して電力の効率を改善する回転電磁気波生成装置及びこれを用いる電力システムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

電源部と負荷とを電気的に接続する電力線回転電磁気波印加する回転電磁気波生成装置において、磁場を生成する上部磁石及び下部磁石と、前記上部磁石と下部磁石との間に設置される一つ以上の金属ピラーと、前記電力線に接続される導線と、を含み、前記導線の第1端部は前記下部磁石の近所絶縁され、前記導線の第2端部は前記電力線に接続され、前記導線は前記一つ以上の金属ピラーの第2端部の間をジグザグ形態に通過することを特徴とする回転電磁気波生成装置。

請求項2

前記上部磁石のN極と前記下部磁石のS極とが向い合うように設置されることを特徴とする請求項1に記載の回転電磁気波生成装置。

請求項3

前記下部磁石の磁力が前記上部磁石の磁力より強いことを特徴とする請求項1に記載の回転電磁気波生成装置。

請求項4

前記一つ以上の金属ピラーの第1端部は前記上部磁石の周囲に位置し、前記第2端部は前記下部磁石の周囲に位置することを特徴とする請求項1に記載の回転電磁気波生成装置。

請求項5

前記回転電磁気波生成装置は、前記上部磁石が設置される第1磁石溝及び前記第1端部が挿入される第1ピラー溝を具備する上部ケースと、前記下部磁石が設置される第2磁石溝及び前記第2端部が挿入される第2ピラー溝を具備する下部ケースと、を更に含むことを特徴とする請求項4に記載の回転電磁気波生成装置。

請求項6

前記下部ケースは前記導線が挿入されるジグザグ溝を含むことを特徴とする請求項5に記載の回転電磁気波生成装置。

請求項7

前記負荷は誘導型モーターを含むことを特徴とする請求項1に記載の回転電磁気波生成装置。

請求項8

前記金属ピラーは銅棒を含むことを特徴とする請求項1に記載の回転電磁気波生成装置。

請求項9

前記一つ以上の金属ピラーは互いに平行な6本の銅棒を含み、前記6本の銅棒の第1端部は第1六角形角頂点に位置し、前記6本の銅棒の第2端部は第2六角形の角頂点に位置するように設置されることを特徴とする請求項1に記載の回転電磁気波生成装置。

請求項10

前記電力線に印加される回転電磁気波は前記電力線に沿って移動する電子振動数に対応する波長を有することを特徴とする請求項1に記載の回転電磁気波生成装置。

請求項11

前記導線は前記一つ以上の金属ピラー各々の外周を1回以上巻き取りながら前記一つ以上の金属ピラーの第2端部の間をジグザグ形態に通過することを特徴とする請求項1に記載の回転電磁気波生成装置。

請求項12

電源部と負荷とを電気的に接続する電力線を通じて前記負荷に電源を供給する電源部と、前記電力線に回転電磁気波を印加する回転電磁気波生成装置と、を含むものの、前記回転電磁気波生成装置は、磁場を生成する上部磁石及び下部磁石と、前記上部磁石と下部磁石との間に設置される一つ以上の金属ピラーと、前記電力線に接続される導線と、を含み、前記導線の第1端部は前記下部磁石の近所で絶縁され、前記導線の第2端部は前記電力線に接続され、前記導線は前記一つ以上の金属ピラーの第2端部の間をジグザグ形態に通過することを特徴とする電力システム

請求項13

前記一つ以上の金属ピラーの第1端部は前記上部磁石の周囲に位置し、前記第2端部は前記下部磁石の周囲に位置することを特徴とする請求項12に記載の電力システム。

請求項14

前記回転電磁気波生成装置は、前記上部磁石が設置される第1磁石溝及び前記第1端部が挿入される第1ピラー溝を具備する上部ケースと、前記下部磁石が設置される第2磁石溝及び前記第2端部が挿入される第2ピラー溝を具備する下部ケースと、を更に含むことを特徴とする請求項13に記載の電力システム。

請求項15

前記下部ケースは、前記導線が挿入されるジグザグ溝を含むことを特徴とする請求項14に記載の電力システム。

技術分野

0001

回転電磁気波生成装置及びこれを用いる電力システムに関わり、特に電源部と負荷とを電気的に接続する電力線回転電磁気波印加して電力の効率を改善する回転電磁気波生成装置及びこれを用いる電力システムに関する。

背景技術

0002

交流電源により駆動される負荷で消耗する有効電力Pは下記の数1のように示すことができる。

0003

〔数1〕
P=V・I・φ(但し、Vは電圧、Iは電流、φは力率である)

0004

数1によると、電圧または電流を減少させると、負荷で消耗する電力を減少させることができる。
しかし、負荷が正常に駆動される定格電圧によって負荷に供給される電圧を減少させることはできない。そのため、負荷で消耗する電力を減少させるためには負荷に供給される電流を減少させなければならない。

0005

負荷に供給される電力の品質を決める要素には負荷に供給される電流に含まれた高調波成分及び過電圧成分がある。

0006

図1に示たように、高調波成分及び過電圧成分によって交流電流(図1実線)は理想的なサイン波(図1点線)と相当な差異を有するようになり、これによって負荷の電力消耗量が増加する。

0007

具体的には、高調波成分は負荷の電力消耗量を増加させる要因となり、過電圧成分は負荷の故障を誘発する原因となる。よって、負荷で消耗する電力を減少させるためには電流に含まれた高調波成分を最小化するべきで、負荷の故障を防止するためには過電圧成分を除去しなければならない。

発明が解決しようとする課題

0008

本発明の目的は電源部と負荷とを電気的に接続する電力線に回転電磁気波を印加して電力の効率を改善する回転電磁気波生成装置及びこれを用いる電力システムを提供することにある。

課題を解決するための手段

0009

本発明による電源部と負荷とを電気的に接続する電力線に回転電磁気波を印加する回転電磁気波生成装置において、前記回転電磁気波生成装置は、磁場を生成する上部磁石及び下部磁石と、前記上部磁石と前記下部磁石との間に設置される一つ以上の金属ピラーと、前記電力線に接続される導線と、を含み、前記導線の第1端部は前記下部磁石の近所絶縁され、前記導線の第2端部は前記電力線に接続され、前記導線は前記一つ以上の金属ピラーの第2端部の間をジグザグ形態に通過することを特徴とする。

0010

本発明による電力システムは電源部と負荷とを電気的に接続する電力線を通じて前記負荷に電源を供給する電源部と、前記電力線に回転電磁気波を印加する回転電磁気波生成装置と、を含むものの、前記回転電磁気波生成装置は、磁場を生成する上部磁石及び下部磁石と、前記上部磁石と前記下部磁石との間に設置される一つ以上の金属ピラーと、前記電力線に接続される導線と、を含み、前記導線の第1端部は前記下部磁石の近所で絶縁され、前記導線の第2端部は前記電力線に接続され、前記導線は前記一つ以上の金属ピラーの第2端部の間をジグザグ形態に通過することを特徴とする。

0011

前記上部磁石のN極と前記下部磁石のS極とが向い合うように設置されることが望ましい。
前記下部磁石の磁力が前記上部磁石の磁力より強いことが望ましい。
前記一つ以上の金属ピラーの第1端部は前記上部磁石の周囲に位置し、前記第2端部は前記下部磁石の周囲に位置することが望ましい。

0012

前記回転電磁気波生成装置は、前記上部磁石が設置される第1磁石溝及び前記第1端部が挿入される第1ピラー溝を具備する上部ケースと、前記下部磁石が設置される第2磁石溝及び前記第2端部が挿入される第2ピラー溝を具備する下部ケースと、を更に含むことが望ましい。

0013

前記下部ケースは前記導線が挿入されるジグザグ溝を含むことが望ましい。
前記負荷は誘導型モーターを含むことが望ましい。
前記金属ピラーは銅棒を含むことが望ましい。

0014

前記一つ以上の金属ピラーは互いに平行な6本の銅棒を含み、前記6本の銅棒の第1端部は第1六角形角頂点に位置し、前記6本の銅棒の第2端部は第2六角形の角頂点に位置するように設置されることが望ましい。

0015

前記電力線に印加される回転電磁気波は前記電力線に沿って移動する電子振動数に対応する波長を有することが望ましい。
前記導線は前記一つ以上の金属ピラー各々の外周を1回以上巻き取りながら前記一つ以上の金属ピラーの第2端部の間をジグザグ形態に通過することが望ましい。

発明の効果

0016

本発明による回転電磁気波生成装置及びこれを用いる電力システムは次のような効果を奏する。

0017

本発明による回転電磁気波生成装置及びこれを用いる電力システムは、負荷に電源を供給する電源部から電気的に絶縁されるので、電源に供給される電流量及び電圧と関係なく用いることができるという長所がある。

0018

また、本発明による回転電磁気波生成装置は磁石、金属ピラー、及び導線のみで簡単に構成することができるので、製造が容易かつ製造費用が安いという長所がある。

0019

また、本発明による回転電磁気波生成装置及びこれを用いる電力システムは単相3相などのような電力供給方式と関係なく設置することができるので、電力供給方式により別途の設計を必要としないという長所がある。

0020

また、本発明による回転電磁気波生成装置及びこれを用いる電力システムは負荷が誘導型モーターである場合、特に優秀な性能を現わすので、エアコン冷蔵庫などの高電力機器電力使用量を大きく減少させることができるという長所がある。

図面の簡単な説明

0021

交流電流の波形を示した図である。
本発明による回転電磁気波生成装置を含む電力システムを概略的に示したブロック図である。
電力線を通じて流れる電子の流れを概略的に示した図である。
電力線を通じて流れる電子の流れを概略的に示した図である。
本発明による回転電磁気波生成装置の斜視図である。
図5のA−A’線に沿って見た回転電磁気波生成装置の断面図である。
本発明による回転電磁気波生成装置の上部ケースを示した図である。
本発明による回転電磁気波生成装置の下部ケースを示した図である。
本発明の一実施例による回転電磁気波生成装置の下部ケースに導線が設置された状態を示した図である。
本発明の他の実施例による回転電磁気波生成装置の下部ケースに導線が設置された状態を示した図である。
10kWを消耗する負荷に対する比較テスト結果を示したグラフである。
10kWを消耗する負荷に対する比較テスト結果を示したグラフである。
10kWを消耗する負荷に対する比較テスト結果を示したグラフである。
10kWを消耗する負荷に対する比較テスト結果を示したグラフである。
エアコンを負荷にした場合に対する比較テスト結果を示したグラフである。
エアコンを負荷にした場合に対する比較テスト結果を示したグラフである。
エアコンを負荷にした場合に対する比較テスト結果を示したグラフである。
エアコンを負荷にした場合に対する比較テスト結果を示したグラフである。

実施例

0022

以下では、添付の図面を参照して本発明による回転電磁気波生成装置の望ましい実施例について詳細に説明する。
図2は本発明による回転電磁気波生成装置を含む電力システムを概略的に示したブロック図である。
図2を参照すると、本発明による電力システムは電源部100及び回転電磁気波生成装置410を含む。

0023

電源部100は負荷200に電力線300を通じて電力を供給する。電源部100は単相電力または3相電力を負荷200に供給することができるが、これに限定されるのではない。

0024

電力線300は電源部100と負荷200とを電気的に接続して電流が流れる経路を提供する。
回転電磁気波生成装置410は導線430を通じて電力線300に回転電磁気波を印加する。

0025

本発明による回転電磁気波生成装置410は図2に示したように各電力線ごとに設置されることが可能である。例えば、3相4線の電力線の場合、N線を除いた残りの3本の線各々に回転電磁気波生成装置410が設置されることが可能である。

0026

以下では、図5乃至図8を参照して回転電磁気波生成装置410に対して詳細に説明する。
まず、電力線に流れる交流電流はサイン波と類似であるが理想的なサイン波とは相当な差異がある。図3に示したように、電力線に流れる交流電流は、高調波ノイズなどを含む。また、過電圧成分が含まれて負荷に悪影響を与える可能性が高い。前記高調波、ノイズ、及び過電圧成分などによって電力線に流れる電流を構成する電子の運動エネルギーの一部が熱エネルギーなどとして損失する。

0027

電力線に電子の振動数に対応する波長を有する回転電磁気波が印加されると、電力線内部で移動する電子の運動エネルギーが増加する。よって、損失するエネルギー、即ち、放出される熱エネルギーが図4のように有効なエネルギーに還元される。
前記のような回転電磁気波を発生させて電力線に印加する本発明による回転電磁気波生成装置410が図5乃至図8に示されている。

0028

図5は本発明による回転電磁気波生成装置410の斜視図であり、図6図5のA−A’線に沿って見た回転電磁気波生成装置410の断面図である。また、図7及び図8は各々本発明による回転電磁気波生成装置410の上部ケース及び下部ケースを示した図であって、図7及び図8の(i)は各々上部ケース及び下部ケースの正面図であり、(ii)は各々上部ケース及び下部ケースの背面図であり、(iii)は各々(i)のA−A’線に沿って見た上部ケース及び下部ケースの断面図である。また、図9及び図10は本発明による回転電磁気波生成装置410の下部ケースに導線430が設置された状態を示した図である。

0029

図5乃至図8を参照すると、回転電磁気波生成装置410は上部磁石520−1、下部磁石520−2、一つ以上の金属ピラー(metal pillar)540、及び導線430を含む。また、回転電磁気波生成装置410は上部ケース510−1及び下部ケース510−2を更に含むことができる。

0030

上部磁石520−1と下部磁石520−2は回転電磁気波生成装置410内で磁場を生成する。上部磁石520−1のN極と下部磁石520−2のS極とが向い合うように設置されることが望ましい。また、上部磁石520−1に比べて強い磁力を有する下部磁石520−2を設置することがより望ましい。

0031

上部磁石520−1は上部ケース510−1の磁石溝550−1に設置され、下部磁石520−2は下部ケース510−2の磁石溝550−2に設置される。上部磁石520−1及び下部磁石520−2は必要に応じて接着剤などの固定手段を用いて各々磁石溝550−1及び磁石溝550−2内に固定されることが可能である。

0032

一つ以上の金属ピラー540は上部磁石520−1と下部磁石520−2との間に設置される。
具体的には、一つ以上の金属ピラー540の第1端部は上部磁石520−1の周囲に位置し、一つ以上の金属ピラー540の第2端部は下部磁石520−2の周囲に位置する。特に、一つ以上の金属ピラー540の第1端部は上部ケース510−1のピラー溝530−1に挿入され、一つ以上の金属ピラー540の第2端部は上部ケース510−2のピラー溝530−2に挿入される。前記第1端部及び第2端部は必要に応じて接着剤などの固定手段を用いて各々ピラー溝530−1及びピラー溝530−2内に挿入かつ固定されることが可能である。

0033

金属ピラー540は銅棒であってもよいが、これに限定されない。
図5乃至図8に示した回転電磁気波生成装置410の場合、一つ以上の金属ピラー540は互いに平行した6本の銅棒を含む。前記6本の銅棒の第1端部は第1六角形の形態に配置され、前記6本の銅棒の第2端部は第2六角形の形態に配置される。即ち、前記6本の銅棒の第1端部は第1六角形の角頂点に位置し、前記6本の銅棒の第2端部は第2六角形の角頂点に位置するように設置される。しかし、一つ以上の金属ピラー540は六角形でない多角形に配置されることが可能である。例えば、4本の銅棒は四角形の角頂点に設置されるか或いは8本の銅棒は八角形の角頂点に設置されることも可能である。

0034

導線430は電力線300に接続される。具体的には、図9に示したように、導線430の第1端部は下部磁石520−2の近所で絶縁され、導線430の第2端部は電力線300に接続される。また、導線430は図9に示したように、一つ以上の金属ピラー540の第2端部の間をジグザグ形態に通過する。他の実施例として、図10に示したように、導線430は一つ以上の金属ピラー540それぞれの外周を1回以上巻き取りながら(coiling)一つ以上の金属ピラー540の第2端部の間をジグザグ形態に通過することもできる。

0035

上部ケース510−1は上部磁石520−1が設置される磁石溝550−1と一つ以上の金属ピラー540の第1端部が挿入されるピラー溝530−1を具備する。
下部ケース510−2は下部磁石520−2が設置される磁石溝550−2と第2端部が挿入されるピラー溝530−2とを具備する。

0036

また、下部ケース510−2は導線430が挿入されるジグザグ溝560を含む。図9に示したように、ジグザグ溝560に沿って挿入された導線430の第1端部は下部磁石520−2の近所で絶縁され、第2端部は必要に応じて延長されて電力線300に接続される。

0037

上部ケース510−1及び下部ケース510−2に上部磁石520−1及び下部磁石520−2が各々挿入され、上部磁石520−1及び下部磁石520−2が各々挿入された上部ケース510−1及び下部ケース510−2は一つ以上の金属ピラー540により締結されて回転電磁気波生成装置410を構成する。導線430はジグザグ形態に下部ケース510−2の表面に設置されるか或いは下部ケース510−2に具備されたジグザグ溝560に挿入されることが可能である。

0038

導線430の第2端部は電力線300に接続され、回転電磁気波生成装置410が生成した回転電磁気波を電力線300に伝達する。
出願人は本発明による回転電磁気波生成装置410の性能に対して多様なテストを行った。

0039

第1次比較テストでは本発明による回転電磁気波生成装置410が設置された場合と回転電磁気波生成装置410が設置されていない場合に対して約10kWを消耗する負荷に約385Vの電圧を印加しながらテストを行った。

0040

図11乃至図14は10kWを消耗する負荷に対する比較テスト結果を示したグラフであって、各々本発明による回転電磁気波生成装置410の設置前後の電圧、電流、有効電力、及び積算電力を示す。

0041

図11乃至図14を参照すると、回転電磁気波生成装置410を設置した場合、消耗電流が減少することによって回転電磁気波生成装置410を設置していない場合に比べて有効電力及び積算電力が減少することが分かる。図11乃至図14に示した電圧、電流、有効電力、及び積算電力を整理すると表1のようである。

0042

0043

表1を参照すると、回転電磁気波生成装置410の設置後の電力消耗量が設置前の電力消耗量に比べて14.84%減少したことが分かる。
第2次比較テストでは本発明による回転電磁気波生成装置410が設置された場合と回転電磁気波生成装置410が設置されていない場合に対してエアコンに約380Vの電圧を印加しながらテストを行った。

0044

図15乃至図18はエアコンを負荷にした場合に対する比較テスト結果を示したグラフであって、各々本発明による回転電磁気波生成装置410の設置前後の電圧、電流、有効電力、及び積算電力を示す。

0045

図15乃至図18を参照すると、回転電磁気波生成装置410を設置した場合、消耗電流が減少することによって回転電磁気波生成装置410を設置していない場合に比べて有効電力及び積算電力が減少することが分かる。図15乃至図18に示した電圧、電流、有効電力、及び積算電力を整理すると、表2のようである。

0046

0047

表2を参照すると、回転電磁気波生成装置410の設置後の電力消耗量が設置前の電力消耗量に比べて14.2%減少したことが分かる。

0048

出願人が多様な実験をしてみた結果、負荷200が誘導型モーターである場合、電力減少量が最も大きいことが分かった。誘導型モーターがエアコンに使われるコンプレッサーなどに主に使われることを考えると、エアコンのような高電力装置消耗電力を画期的に減少させることができると見込まれる。

0049

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

0050

100電源部
200負荷
410回転電磁気波生成装置
430導線
510−1 上部ケース
510−2 下部ケース
520−1 上部磁石
520−2 下部磁石
530−1、530−2ピラー溝
540金属ピラー
550−1、550−2 磁石溝
560 ジグザグ溝

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