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技術 機器の水没防止構造

出願人 昭和機器工業株式会社
発明者 前芝信介
出願日 2013年10月2日 (7年1ヶ月経過) 出願番号 2013-207553
公開日 2015年4月16日 (5年7ヶ月経過) 公開番号 2015-071961
状態 特許登録済
技術分野 非容積形ポンプの構造
主要キーワード 吸込揚程 防油堤 密閉ボックス 包囲体内 自家発電機 フロート体 原子力関連 水流抵抗
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(2015年4月16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 (20)

課題

電気電子機器制御盤等及び機械式機器原子力関連機器等その他あらゆる機器の水没を防止できるとともに、機器からの発熱や油の蒸気を逃がすことができ、しかも侵入する水の勢いを低減できる、機器の水没防止構造を提供すること。

解決手段

密閉ボックス60内に配置された機器20の水没防止構造において、密閉ボックス70は、底面部及び/又は機器20の配置位置より下方の側面部にのみ開口部61を有しその他は密閉構造とし、密閉ボックス60の少なくとも周囲を取り囲むように包囲体70を設置し、包囲体70の開口部に、当該開口部から浸入する水の勢いを低減する水流抵抗手段80を配置した。

概要

背景

例えば、地下タンク内の油を自家発電機に供給するポンプは、その吸込揚程の関係上、地下タンクに近い地上面(GL)に設置されることが多く、水没に対する対策も採られていないのが一般的であった。ところが、東日本大震災以降、ポンプの水没防止対策が重要視され、現在、各種の水没防止対策が検討され講じられつつある。

従来、ポンプの水没防止対策としては、特許文献1に開示されているように、ポンプを水密ボックス水密構造部)内に配置することが知られている。また、ポンプとして油中ポンプを使用し、そのポンプを地下タンク内の油中に設置することも知られている。

しかしながら、特許文献1の水密ボックスを使用した水没防止構造では、ポンプを水密ボックスで完全に覆うことを基本としているため、通常使用時においてポンプからの発熱がそのまま水密ボックス内にこもり、特に長期間連続して使用すると熱によりポンプが故障するおそれがある。また、ポンプが送油ポンプである場合には、油の蒸気が水密ボックス内に滞留するため、爆発等の危険性が非常に高い状態となる。更に特許文献1には、水密ボックスの下方は水密でなくてもよい旨の記載があるが、この場合、水密ボックスの下方の開口部から勢いよく水が浸入してくると水密ボックス内で水が激しく立ち、結果として水密ボックス内のポンプに水がかかってしまう。

一方、油中ポンプ(水中ポンプ)を使用する場合、油中ポンプ(水中ポンプ)は通常のポンプに比べはるかに高価であり、また、故障時にメンテナンスを行う際には地下タンク内部から取り出す必要がある等、相当の費用や手間がかかる。

なお、水没防止の対策は、ポンプに限らず、電気電子機器制御盤等及び機械式機器原子力関連機器等その他あらゆる機器においても必要である。

概要

電気・電子機器や制御盤等及び機械式機器、原子力関連機器等その他あらゆる機器の水没を防止できるとともに、機器からの発熱や油の蒸気を逃がすことができ、しかも侵入する水の勢いを低減できる、機器の水没防止構造を提供すること。密閉ボックス60内に配置された機器20の水没防止構造において、密閉ボックス70は、底面部及び/又は機器20の配置位置より下方の側面部にのみ開口部61を有しその他は密閉構造とし、密閉ボックス60の少なくとも周囲を取り囲むように包囲体70を設置し、包囲体70の開口部に、当該開口部から浸入する水の勢いを低減する水流抵抗手段80を配置した。

目的

本発明が解決しようとする課題は、電気・電子機器や制御盤等及び機械式機器、原子力関連機器等その他あらゆる機器の水没を防止できるとともに、機器からの発熱や油の蒸気を逃がすことができ、しかも浸入する水の勢いを低減できる、機器の水没防止構造を提供する

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

密閉ボックス内に配置された機器水没防止構造において、前記密閉ボックスは、底面部及び/又は前記機器の配置位置より下方の側面部にのみ開口部を有しその他は密閉構造であり、前記密閉ボックスの少なくとも周囲を取り囲むように包囲体を設置し、前記包囲体の開口部に、当該開口部から浸入する水の勢いを低減する水流抵抗手段を配置したことを特徴とする機器の水没防止構造。

請求項2

前記水流抵抗手段が、水に浮くフロート体水流抵抗体及びパンチングプレートから選択される1種又は2種以上の組合せからなる請求項1に記載の機器の水没防止構造。

請求項3

前記水流抵抗手段が、水に浮くフロート体と、水流抵抗体及び/又はパンチングプレートとの組合せからなり、前記フロート体が水の浸入方向の上流側に配置されている請求項1に記載の機器の水没防止構造。

請求項4

前記機器が送油ポンプである請求項1〜3のいずれかに記載の機器の水没防止構造。

請求項5

前記機器が配置される部分における前記密閉ボックス内の空間が、上方に向けて順次狭くなっている請求項1〜4のいずれかに記載の機器の水没防止構造。

請求項6

前記包囲体が、その外側面に傾斜面を有する請求項1〜5のいずれかに記載の機器の機器の水没防止構造。

請求項7

前記包囲体が、前記密閉ボックスを覆うケース又は建屋からなる請求項1〜6のいずれかに記載の機器の水没防止構造。

技術分野

0001

本発明は、津波水害時などにポンプ等の機器水没することを防止する、機器の水没防止構造に関する。

背景技術

0002

例えば、地下タンク内の油を自家発電機に供給するポンプは、その吸込揚程の関係上、地下タンクに近い地上面(GL)に設置されることが多く、水没に対する対策も採られていないのが一般的であった。ところが、東日本大震災以降、ポンプの水没防止対策が重要視され、現在、各種の水没防止対策が検討され講じられつつある。

0003

従来、ポンプの水没防止対策としては、特許文献1に開示されているように、ポンプを水密ボックス水密構造部)内に配置することが知られている。また、ポンプとして油中ポンプを使用し、そのポンプを地下タンク内の油中に設置することも知られている。

0004

しかしながら、特許文献1の水密ボックスを使用した水没防止構造では、ポンプを水密ボックスで完全に覆うことを基本としているため、通常使用時においてポンプからの発熱がそのまま水密ボックス内にこもり、特に長期間連続して使用すると熱によりポンプが故障するおそれがある。また、ポンプが送油ポンプである場合には、油の蒸気が水密ボックス内に滞留するため、爆発等の危険性が非常に高い状態となる。更に特許文献1には、水密ボックスの下方は水密でなくてもよい旨の記載があるが、この場合、水密ボックスの下方の開口部から勢いよく水が浸入してくると水密ボックス内で水が激しく立ち、結果として水密ボックス内のポンプに水がかかってしまう。

0005

一方、油中ポンプ(水中ポンプ)を使用する場合、油中ポンプ(水中ポンプ)は通常のポンプに比べはるかに高価であり、また、故障時にメンテナンスを行う際には地下タンク内部から取り出す必要がある等、相当の費用や手間がかかる。

0006

なお、水没防止の対策は、ポンプに限らず、電気電子機器制御盤等及び機械式機器、原子力関連機器等その他あらゆる機器においても必要である。

先行技術

0007

特開2001−304163号公報

発明が解決しようとする課題

0008

本発明が解決しようとする課題は、電気・電子機器や制御盤等及び機械式機器、原子力関連機器等その他あらゆる機器の水没を防止できるとともに、機器からの発熱や油の蒸気を逃がすことができ、しかも浸入する水の勢いを低減できる、機器の水没防止構造を提供することにある。

課題を解決するための手段

0009

本発明の一観点によれば、密閉ボックス内に配置された機器の水没防止構造において、前記密閉ボックスは、底面部及び/又は前記機器の配置位置より下方の側面部にのみ開口部を有しその他は密閉構造であり、前記密閉ボックスの少なくとも周囲を取り囲むように包囲体を設置し、前記包囲体の開口部に、当該開口部から浸入する水の勢いを低減する水流抵抗手段を配置したことを特徴とする機器の水没防止構造が提供される。

0010

このように、本発明では、開口部を有する密閉ボックスを使用する。したがって、機器からの発熱や油の蒸気は前記開口部より逃がすことができる。また、密閉ボックスが水没したとしても、前記開口部は密閉ボックスの底面部及び/又は機器の配置位置より下方の側面部にのみ設けられているので、前記開口部から水が浸入してきても密閉ボックスの空気により、密閉ボックス内に水が充満することがなく、密閉ボックス内に設置した機器が水没することを防止できる。更に本発明では、密閉ボックスの少なくとも周囲を取り囲むように包囲体を設置し、この包囲体の開口部に、当該開口部から浸入する水の勢いを低減する水流抵抗手段を配置している。これにより、包囲体内に浸入する水の勢いが低減され、包囲体内にある密閉ボックスの開口部から浸入する水の勢いも低減される。したがって、密閉ボックス内で水が激しく波立つことがなく緩やかな水位上昇となり、機器に水がかかることを防止できる。

0011

なお、本発明において水密ボックスの開口部は、機器の水没防止の点からは、水密ボックスの底面部にのみ設けることが好ましいが、機器の配置位置より下方の側面部であれば、機器が配置されている部分における密閉ボックスの空気により、機器が配置されている部分にまで水が充満することを防止することが可能であり、機器が水没することを防止可能である。

0012

本発明において前記水流抵抗手段は、水に浮くフロート体水流抵抗体及びパンチングプレートから選択される1種又は2種以上の組合せによって構成することができる。組合せとしては、水に浮くフロート体と、水流抵抗体及び/又はパンチングプレートとの組合せとすることができ、この場合、フロート体は水の浸入方向の上流側に配置することが好ましい。このようにフロート体を上流側に配置すると、水と共に侵入してくる瓦礫浮遊物がフロート体でせき止められ、下流側の水流抵抗体やパンチングプレートが瓦礫や浮遊物で塞がってしまうことを防止できる。

0013

上述のとおり本発明の水没防止構造は、密閉ボックスの開口部から油の蒸気も逃がすことができるので、油の蒸気の滞留が問題となる送油ポンプの水没防止構造として特に好適である。無論、本発明の水没防止構造は、送油ポンプ以外のポンプ、電気・電子機器や制御盤等及び機械式機器、原子力関連機器等その他あらゆる機器の水没防止構造としても適用できる。

0014

また、本発明において、機器が配置される部分における密閉ボックス内の空間は、上方に向けて順次狭くなっていることが好ましい。これにより、密閉ボックスの開口部から水が浸入してきたときに、密閉ボックス内の上部に形成される空気溜まりの高さ寸法を大きく確保することができ、その空気溜まりとなる領域に配置される機器の水没を確実に防止できる。

0015

本発明において、前記包囲体は、その外側面に傾斜面を有するものとすることができる。この傾斜面により津波等の水流の力を受け流すことができる。

0016

なお、本発明において包囲体は、密閉ボックスを覆う(密閉ボックスの全体を取り囲む)ケース又は建屋とすることができる。

発明の効果

0017

本発明は以下の効果を奏する。

0018

(1)密閉ボックスに開口部を設けているので密閉ボックス内は常時は外気と通じており、ポンプ等の機器からの発熱や油の蒸気を逃がすことができる。したがって、熱による機器の故障の発生を防止できる。また、油の蒸気による爆発の発生も防止でき、非常に安全である。

0019

(2)密閉ボックス開口部は、密閉ボックスの底面部及び/又は機器の配置位置より下方の側面部にのみ設けられているので、密閉ボックスが水没したとしても、密閉ボックス内に空気溜まりが形成されるので、その空気溜まりとなる領域に機器を配置することで機器の水没は防止できる。したがって、津波や水害等の災害時においても機器が使用不可になることがなくなり、機器の運転を継続できるので、災害の拡大を防止できるとともに、早急な災害復旧が可能となる。

0020

(3)密閉ボックスの少なくとも周囲を取り囲むように包囲体を設置し、この包囲体の開口部に水流抵抗手段を配置しているので、包囲体内に浸入する水の勢いが低減され、包囲体内にある密閉ボックスの開口部から浸入する水の勢いも低減される。これにより、密閉ボックス内で水が激しく波立つことがなく緩やかな水位上昇となり、機器に水がかかることを防止できる。

0021

(4)通常の安価な機器にて津波や水害等の災害に対する対応が可能であり、また、故障時のメンテナンス等の作業性も良好であるので、経済性及び利便性に優れた水没防止構造が提供可能である。

図面の簡単な説明

0022

本発明を適用する自家発電設備の全体構成を示す。
本発明の水没防止構造を図1のポンプに適用した一実施例を示す正面図である。
図2の水没防止構造において密閉ボックスが水没した状態を示す正面図である。
図1の実施例の変形例を示す正面図である。
ケースの開口部に配置する水流抵抗手段の変形例を示す正面図である。
同上。
同上。
同上。
同上。
同上。
密閉ボックス70を覆う包囲体を建屋とした場合における水流抵抗手段の例を示す正面図である。
同上。
同上。
同上。
同上。
同上。
同上。
同上。
同上。
同上。
本発明の水没防止構造の他の実施例を示す正面図である。

実施例

0023

以下、図面に示す実施例に基づき、本発明の実施の形態を説明する。以下に示す実施例は、本発明の水没防止構造を、地下タンク内の油を自家発電機に供給するポンプに適用したものである。

0024

図1は、その自家発電設備の全体構成を示す。同図の自家発電設備では、地下タンク10内の油がポンプ(送油ポンプ)20により、サービスタンク30を介して自家発電機40に供給される。ポンプ20は、防油堤50の内部に配置される。

0025

図2は本発明の水没防止構造を図1のポンプに適用した一実施例を示す正面図である。ポンプ20は密閉ボックス60内に配置され、密閉ボックス60は包囲体としてのケース70内に配置されている。

0026

密閉ボックス60は四角錐台状に形成されており、その底面部にのみ開口部61を有し、その他は密閉構造とされている。この密閉ボックス60は、防油堤50(図1参照)内の基礎90の上方に配置される。具体的には、密閉ボックス60の底面部の四隅部分等辺山形鋼からなる脚部62を連結し、この脚部62の先端(底面部)に正方形状の支持プレート63を固定し、この支持プレート63を基礎90に固定する。

0027

密閉ボックス60内に配置されるポンプ20には、図1に示した地下タンク10に通じる吸引管100と、サービスタンク30に通じる吐出管110とが接続されている。吸引管100及び吐出管110が密閉ボックス60及びケース70を貫通する部分は、水密にシールされている。

0028

ポンプ20は、密閉ボックス60の底面部の周縁部から立ち上げられた架台64上に載置され、密閉ボックス60内の上部に配置されている。このポンプ20の配置の高さレベルは、密閉ボックス60の開口部61から水が浸入してきたときに密閉ボックス60内の上部に形成される空気溜まりの領域にポンプ20が位置するように設定する。

0029

ケース70は密閉ボックス60を覆うように配置され、その底面を基礎90(図1参照)に固定することで設置される。ケース70は左右2箇所に開口部71を有し、これらの開口部71に水流抵抗手段80が配置されている。なお、ケース70自体は密閉構造である必要はない。

0030

本実施例において水流抵抗手段は、水に浮くフロート体81とプレート状の水流抵抗体82の組合せからなる。

0031

フロート体81は、その一端がケース70の底面部にヒンジ機構によって取り付けられており、ケース70の開口部71を開閉する方向(略鉛直方向)に移動可能である。すなわち、フロート体81は、常時はその自重により下方に位置し開口部71を開放する。一方、水が到来したときは、水の浮力で上昇して開口部71を閉塞する方向に移動し、開口部71から浸入する水の勢いを低減する(フロート体81はパッキン等のシール部材を有していないので、フロート体81が上昇しても開口部71から水は浸入するが、その勢いは低減される。)。

0032

水流抵抗体82は、水の流路を確保した上で開口部71を上方又は下方(本実施例では上方)から覆うように配置されている。これにより、開口部71からケース70内に水が浸入してきたとしても、その水の勢いが水流抵抗体82により低減される。

0033

図3は、ケース70の開口部71から水が浸入して密閉ボックス60が水没すると共に、密閉ボックス60の開口部61から水が密閉ボックス60内に浸入した状態を示す。図3に示すように、密閉ボックス60が水没して密閉ボックス60の開口部61から水が浸入してきても、密閉ボックス60内の空気により密閉ボックス60内には空気溜まりが形成され、密閉ボックス60内が完全に水没することはない。この空気溜まりの領域にポンプ20が位置するようにすれば、ポンプ20が水没することはない。この空気溜まりの高さ寸法は、密閉ボックス60の水没レベルと密閉ボックス60内の空間の形状により決定されるが、本実施例のように、密閉ボックス60を四角錐台状に形成し、密閉ボックス60内の空間が上方に向けて順次狭くなるようにすれば、空気溜まりの高さ寸法を大きく確保することができる。なお、図3の例は、密閉ボックス60の水没レベルを水位34mと想定して、そのときに形成される空気溜まりの領域にポンプ20が位置するように、ポンプ20の配置の高さレベルを設定している。

0034

また、本実施例ではケース70の開口部71に水流抵抗手段80(フロート体81及び水流抵抗体82)を配置しているので、ケース70内に浸入する水の勢いが低減され、ケース70内にある密閉ボックス60の開口部61から浸入する水の勢いも低減される。これにより、密閉ボックス60内で水が激しく波立つことがなく緩やかな水位上昇となり、ポンプ20に水がかかることを防止できる。更に本実施例では、フロート体81を水の浸入方向の上流側に配置し水流抵抗体82を下流側に配置しているので、水と共に侵入してくる瓦礫や浮遊物がフロート体81でせき止められ、下流側の水流抵抗体82が瓦礫や浮遊物で塞がってしまうことを防止できる。

0035

加えて本実施例では、密閉ボックス60を四角錐台状に形成しているので、その外側面の傾斜により津波等の水流の力を受け流すことができる。また、図4に示すように、ケース70を四角錐台状に形成し、その外側面の傾斜により津波等の水流の力を受け流すようにすることもできる。

0036

以上のように本実施例によれば、密閉ボックス60が水没したとしても、密閉ボックス60内のポンプ20が水没することを防止でき、ポンプ20の運転を継続できる。また、密閉ボックス60内の空間は、常時は開口部61,71を介して外気と通じているので、ポンプ20からの発熱や油の蒸気を逃がすことができる。特に、油の蒸気は空気(大気)より重いので、密閉ボックス60の底面部の開口部61から効率的に逃がすことができる。加えて、ケース70の開口部71に水流抵抗手段80を配置したことで、浸入する水の勢いが低減され、ポンプ20に水がかかることを防止できる。

0037

なお、密閉ボックス60の形状については、上述のとおり、空気溜まりの高さ寸法を大きく確保する点からは、密閉ボックス60内の空間が上方に向けて順次狭くなるようにすることが最も好ましいが、少なくともポンプ20が配置される部分における密閉ボックス内の空間が上方に向けて順次狭くなるようにすれば、同様に空気溜まりの高さ寸法を大きく確保することができる。

0038

また、本実施例では、水流抵抗手段80をフロート体81及び水流抵抗体82の組合せで構成したが、いずれか一方で水流抵抗手段を構成することもできる。

0039

以下、ケース70の開口部71に配置する水流抵抗手段80の変形例を示す。

0040

図5は、水流抵抗手段80として、水流抵抗体82を上流側に配置しフロート体81を下流側に配置した例である。また、図6は、開口部71をケース70の下部側面部に設け、その開口部71に水流抵抗手段80としてフロート体81及び水流抵抗体82を配置した例である。これらの例においても水流抵抗手段80は、フロート体81及び水流抵抗体82のいずれか一方で構成することができる。

0041

図7及び図8は、水流抵抗手段80をフロート体81単独で形成した例である。また、図9は、水流抵抗手段80をパンチングプレート83単独で形成した例である。

0042

図10は、水流抵抗手段80をフロート体付きの水流抵抗体84で形成した例である。フロート体付きの水流抵抗体84は、水流抵抗体本体84aの長手方向一端にフロート体84bを取り付けたもので、水流抵抗体本体84aの長手方向中央付近がケース70に軸支され、その軸周りに回転可能となっている。したがって、水が到来してない通常時は、図10(a)に示すようにフロート体84bが下に位置して開口部71は大きく開放されるが、水が到来すると、図10(b)に示すようにフロート体84aの浮力により水流抵抗体本体84aが回転し開口部71のほぼ全体を覆うようになる。これにより、開口部71から浸入する水の勢いが低減される。なお、図10の例では、水流抵抗手段80として水流抵抗体82も配置しているが、この水流抵抗体82は省略可能である。

0043

次に、密閉ボックス60を覆う包囲体を建屋とした例を示す。図11〜16は、建屋120の開口部121に水流抵抗手段80としてフロート体81を配置した例である。図17及び図18は、建屋120の開口部121に水流抵抗手段80として水流抵抗体82を配置した例である。図19は、建屋120の開口部121に水流抵抗手段80としてパンチングプレート83を配置した例である。図20は、建屋120を四角錐台状とした例である。このように本発明は様々な変形例を包含するものである。

0044

なお、以上の実施例では、包囲体として、密閉ボックス60を覆う(密閉ボックス60の全体を取り囲む)ケース70あるいは建屋120を設置したが、本発明において包囲体は密閉ボックス60を覆う必要はなく、図21に示すように、単に密閉ボックス60の周囲を取り囲むように包囲体130を設置することもできる。この場合、包囲体130の高さは、密閉ボックス60の開口部61の位置より高くすることが好ましく、密閉ボックス60の高さより高くすることがより好ましい。なお、図21の例では、包囲体130の開口部131に水流抵抗体としてフロート体81を配置したが、水流抵抗体の変形例は既に示したとおりであり、図21にもその変形例が適用可能である。

0045

また、以上の実施例では、送油ポンプに本発明の水没防止構造を適用したが、送油ポンプ以外のポンプにも本発明が適用できることは言うまでもない。また、本発明の水没防止構造は、ポンプ以外の機器にも適用可能であり、例えば、電気・電子機器や制御盤等及び機械式機器、原子力関連機器等その他あらゆる機器の水没防止対策(冠水防止対策)として本発明を適用することができる。

0046

10地下タンク
20ポンプ(送油ポンプ)
30サービスタンク
40自家発電機
50防油堤
60密閉ボックス
61 開口部
62 脚部
63支持プレート
64架台
70ケース(包囲体)
71 開口部
80水流抵抗手段
81フロート体
82水流抵抗体
83パンチングプレート
84 フロート体付きの水流抵抗体
84a 水流抵抗体
84b フロート体
90基礎
100吸引管
110吐出管
120建屋(包囲体)
121 開口部
130 包囲体
131 開口部

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