(54)【考案の名称】植物成長促進用照明設備

(51)【国際特許分類】

A01G 7/00 植物の生態一般

(73)【実用新案権者】柏友照明科技股▲分▼有限公司

(72)【考案者】【考案者】

(72)【考案者】【考案者】

[fig000002]
【選択図】図10

【概要説明】

【分野】

【0001】
本考案は、照明設備に関し、特に植物の成長を促進するための照明設備に関する。

【従来の技術】

【0002】
生活に用いられる照明設備、例えば蛍光灯やタングステンランプをはじめ、現在消費者に徐々に受け入れられつつある省エネ電球に至る照明設備は、日常生活においてこれまで幅広く使用されている。しかし、現状では、植物の成長促進のために適した構造を有する照明設備はあまり提案されていない。また、この種のランプや電球は、光劣化を起こしやすい、高熱が発生しやすい、寿命が短い、割れやすい、リサイクルしにくい等の欠点を有する。
【考案が解決しようとする課題】
【0003】
そこで、植物の成長促進のために適した照明設備が求められている。また、発光体として発光ダイオードを用いる場合における封止構造が求められている。

【効果】

【0005】
本考案に係る照明設備は、第1のPWM制御モジュールが所定のパルス周波数で複数の第1の発光ダイオードチップを制御し、第2のPWM制御モジュールが所定のパルス周波数で複数の第2の発光ダイオードチップを制御し、第3のPWM制御モジュールが所定のパルス周波数で複数の第3の発光ダイオードチップを制御するように構成される。これにより、植物の成長を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】本考案の第一の実施形態の平面図である。
【図2】図1のII−II断面図である。
【図3】本考案の第一の実施形態の機能ブロック図である。
【図4】本考案の第一の実施形態における複数の予備パッドのうちの一部の平面図である。
【図5】本考案の第二の実施形態の機能ブロック図である。
【図6】本考案の第三の実施形態の機能ブロック図である。
【図7】本考案の第四の実施形態の機能ブロック図である。
【図8】本考案の第五の実施形態の平面図である。
【図9】図8のIX−IX断面図である。
【図10】本考案の第六の実施形態の平面図である。
【図11】図10のXI−XI断面図である。

【0007】
1.第一の実施形態
図1〜図4に示すように、本考案の第一の実施形態に係る植物成長促進用照明設備は、基板ユニット1と、発光ユニット2と、電流制限ユニット3と、制御ユニット4と、サイドフレームユニット5と、封止ユニット6とを備える。
【0008】
図1及び図2に示すように、基板ユニット1は基板本体10を含む。基板本体10は、基板本体10の上表面に設けられる第1のチップ設置領域10Aと、基板本体10の上表面に設けられる第2のチップ設置領域10Bと、基板本体10の上表面に設けられる第3のチップ設置領域10Cとを有する。図2に示すように、基板本体10は、回路基板100と、回路基板100の底部に設けられる放熱層101と、回路基板100の上表面に設けられる複数の導電パッド102と、回路基板100の上表面に設けられる絶縁層103とを有する構成としても良い。また、複数の導電パッド102が絶縁層103から露出する構成としても良い。
【0009】
図1及び図2に示すように、発光ユニット2は、第1の波長を有する光を発する第1の発光モジュール2Aと、第2の波長を有する光を発する第2の発光モジュール2Bと、第3の波長と所定の色温度を有する光を発する第3の発光モジュール2Cとを含む。第1の発光モジュール2Aは、第1のチップ設置領域10Aの上に設けられ、基板本体10に電気的に接続される複数の第1の発光ダイオードチップ20Aを有する。第2の発光モジュール2Bは、第2のチップ設置領域10Bの上に設けられ、基板本体10に電気的に接続される複数の第2の発光ダイオードチップ20Bを有する。第3の発光モジュール2Cは、第3のチップ設置領域10Cの上に設けられ、基板本体10に電気的に接続される複数の第3の発光ダイオードチップ20Cを有する。本実施形態では、第1の発光ダイオードチップ20A、第2の発光ダイオードチップ20B、及び第3の発光ダイオードチップ20Cは、それぞれ同じ個数ずつ設けられている。例えば、それぞれの第1の発光ダイオードチップ20Aは、赤色発光ダイオードのダイ(die)であっても良く、それぞれの第2の発光ダイオードチップ20B及びそれぞれの第3の発光ダイオードチップ20Cは、青色発光ダイオードのダイであっても良い。それぞれの第1の発光ダイオードチップ20A、それぞれの第2の発光ダイオードチップ20B、及びそれぞれの第3の発光ダイオードチップ20Cは、ワイヤボンディング方式で基板本体10に電気的に接続される。
【0010】
図1〜図3に示すように、電流制限ユニット3は、基板本体10の上に設けられ、第1の発光モジュール2Aに電気的に接続される第1の電流制限チップ30Aと、基板本体10の上に設けられ、第2の発光モジュール2Bに電気的に接続される第2の電流制限チップ30Bと、基板本体10の上に設けられ、第3の発光モジュール2Cに電気的に接続される第3の電流制限チップ30Cとを含む。例えば、第1の電流制限チップ30A、第2の電流制限チップ30B、及び第3の電流制限チップ30Cは、ワイヤボンディング方式で基板本体10に電気的に接続される。また、第1の電流制限チップ30Aは、包囲式封止用ペースト(周囲を囲むためのペースト)31に囲まれ、封止用ペースト32に覆われるようにしても良い。第2の電流制限チップ30Bは、包囲式封止用ペースト31に囲まれ、封止用ペースト32に覆われるようにしても良い。第3の電流制限チップ30Cは、包囲式封止用ペースト31に囲まれ、封止用ペースト32に覆われるようにしても良い。いずれの封止用ペースト32も、不透光なペーストであっても良い。図3に示すように電流制限ユニット3が定電圧パワーサプライSと発光ユニット2との間に電気的に接続される場合、電流制限ユニット3は定電圧パワーサプライSと発光ユニット2との間で電流を制御するユニットとして機能する。そのため、発光ユニット2は定電圧パワーサプライSから安定的な電流供給を受けることができる。
【0011】
図1〜図3に示すように、制御ユニット4は、基板本体10の上に設けられ、第1の電流制限チップ30Aに電気的に接続される第1のPWM(Pulse Width Modulation)制御モジュール40Aと、基板本体10の上に設けられ、第2の電流制限チップ30Bに電気的に接続される第2のPWM制御モジュール40Bと、基板本体10の上に設けられ、第3の電流制限チップ30Cに電気的に接続される第3のPWM制御モジュール40Cとを含む。例えば図3に示すように制御ユニット4が定電圧パワーサプライSと電流制限ユニット3との間に電気的に接続される場合、第1のPWM制御モジュール40Aは所定のパルス周波数(例えば、50Hz、60Hz、・・・、120Hz、又は120Hz以上等)で複数の第1の発光ダイオードチップ20Aを制御し、第2のPWM制御モジュール40Bは所定のパルス周波数で複数の第2の発光ダイオードチップ20Bを制御し、第3のPWM制御モジュール40Cは所定のパルス周波数で複数の第3の発光ダイオードチップ20Cを制御することができる。
【0012】
図1及び図2に示すように、サイドフレームユニット5は、複数の第1の発光ダイオードチップ20Aを囲むように基板本体10の上表面に形成される第1の包囲式サイドフレームペースト50Aと、複数の第2の発光ダイオードチップ20Bを囲むように基板本体10の上表面に形成される第2の包囲式サイドフレームペースト50Bと、複数の第3の発光ダイオードチップ20Cを囲むように基板本体10の上表面に形成される第3の包囲式サイドフレームペースト50Cとを含む。第1の包囲式サイドフレームペースト50Aは、複数の第1の発光ダイオードチップ20Aを囲むことで、第1のチップ設置領域10Aに対応する第1のペースト位置制限空間500A(図2を参照)を形成する。第2の包囲式サイドフレームペースト50Bは、複数の第2の発光ダイオードチップ20Bを囲むことで、第2のチップ設置領域10Bに対応する第2のペースト位置制限空間500Bを形成する。第3の包囲式サイドフレームペースト50Cは、複数の第3の発光ダイオードチップ20Cを囲むことで、第3のチップ設置領域10Cに対応する第3のペースト位置制限空間500Cを形成する。第1の包囲式サイドフレームペースト50A、第2の包囲式サイドフレームペースト50B、及び第3の包囲式サイドフレームペースト50Cは、互いに所定の距離を空けて離間している。第1のペースト位置制限空間500A、第2のペースト位置制限空間500B、及び第3のペースト位置制限空間500Cも、互いに所定の距離を空けて離間している。
【0013】
一実施形態として、第1の包囲式サイドフレームペースト50A、第2の包囲式サイドフレームペースト50B、又は第3の包囲式サイドフレームペースト50Cの製造方法は、少なくとも以下のステップを含む。(1)まず、所定の形状をなして囲むように液体状のペースト(図示せず)を基板本体10の上表面に塗布する。液体状ペーストは、例えば、円形、楕円形、矩形(正方形及び長方形を含む)、菱形、平行四辺形等をなすように任意の形状で塗布することができる。液体状ペーストのチクソ指数(thixotropic index)は4〜6の範囲とすることができ、基板本体10の上表面に液体状ペーストを塗布する圧力は350kPa〜450kPaの範囲とすることができ、基板本体10の上表面に液体状ペーストを塗布する速度は5mm/s〜15mm/sの範囲とすることができる。基板本体10の上表面に液体状ペーストが塗布される起点と終点とはほぼ同じ位置にあるため、起点と終点との交差部は、外観がやや突出する突出部5000として形成される(図1を参照)。(2)次に、液体状ペーストを固化させることにより、第1の包囲式サイドフレームペースト50Aを形成する。液体状ペーストはベーキング方式で硬化することができる。ベーキングの温度は120℃〜140℃の範囲とすることができ、ベーキングの時間は20分〜40分の範囲とすることができる。これにより、第1の包囲式サイドフレームペースト50Aの上表面は円弧形状を呈する(図2を参照)。第1の包囲式サイドフレームペースト50Aの円弧状切線Tの、基板本体10の上表面に対する角度θは40°〜50°の範囲とすることができ、基板本体10の上表面を基準とする第1の包囲式サイドフレームペースト50Aの頂面(頂点を含む面)の高さHは0.3mm〜0.7mmの範囲とすることができ、第1の包囲式サイドフレームペースト50Aの底部の幅Dは1.5mm〜3mmの範囲とすることができる。また、第1の包囲式サイドフレームペースト50Aのチクソ指数は4〜6の範囲とすることができ、第1の包囲式サイドフレームペースト50Aは、無機添加物を含有する白色熱硬化性サイドペーストであっても良い。
【0014】
図1及び図2に示すように、封止ユニット6は、第1のペースト位置制限空間500Aの内部に充填されることで複数の第1の発光ダイオードチップ20Aを覆って封止する第1の封止用ペースト60Aと、第2のペースト位置制限空間500Bの内部に充填されることで複数の第2の発光ダイオードチップ20Bを覆って封止する第2の封止用ペースト60Bと、第3のペースト位置制限空間500Cの内部に充填されることで複数の第3の発光ダイオードチップ20Cを覆って封止する第3の封止用ペースト60Cとを含む。第1の封止用ペースト60Aは第1の包囲式サイドフレームペースト50Aに囲まれ、第2の封止用ペースト60Bは第2の包囲式サイドフレームペースト50Bに囲まれ、第3の封止用ペースト60Cは第3の包囲式サイドフレームペースト50Cに囲まれる。
【0015】
例えば、第1の封止用ペースト60Aは透明なペーストであっても良く、第1の発光モジュール2A(例えば、複数の赤色発光ダイオードのダイを用いる)が発する光の波長(第1の波長)は600nm〜700nmの範囲とすることができる。第2の封止用ペースト60Bは透明なペーストであっても良く、第2の発光モジュール2B(例えば、複数の青色発光ダイオードのダイを用いる)が発する光の波長(第2の波長)は400nm〜500nmの範囲とすることができる。第3の封止用ペースト60Cは蛍光性のペーストであっても良く、第3の発光モジュール2C(例えば、複数の青色発光ダイオードのダイを用いる)が発する光の波長(第3の波長)は400nm〜700nmの範囲とし、且つ、その色温度は2700K〜10000Kの範囲とすることができる。しかしながら、本考案に用いられる封止ユニット6の具体的構成は、これらに限定されるわけではない。
【0016】
図4に示すように、基板ユニット1は、基板本体10の上表面に設けられる複数の正極パッドPと、基板本体10の上表面に設けられる複数の負極パッドNとを有する。それぞれの第1の発光ダイオードチップ20Aは、正極201と負極202とをそれぞれ有する。それぞれの第1の発光ダイオードチップ20Aの正極201は、上述の複数の正極パッドPのうちの少なくとも2つの正極パッドPに対応し、それぞれの第1の発光ダイオードチップ20Aの負極202は、上述の複数の負極パッドNのうちの少なくとも2つの負極パッドNに対応する。それぞれの第2の発光ダイオードチップ20Bは、正極201と負極202とをそれぞれ有する。それぞれの第2の発光ダイオードチップ20Bの正極201は、上述の複数の正極パッドPのうちの少なくとも2つの正極パッドPに対応し、それぞれの第2の発光ダイオードチップ20Bの負極202は、上述の複数の負極パッドNのうちの少なくとも2つの負極パッドNに対応する。それぞれの第3の発光ダイオードチップ20Cは、正極201と負極202とをそれぞれ有する。それぞれの第3の発光ダイオードチップ20Cの正極201は、上述の複数の正極パッドPのうちの少なくとも2つの正極パッドPに対応し、それぞれの第3の発光ダイオードチップ20Cの負極202は、上述の複数の負極パッドNのうちの少なくとも2つの負極パッドNに対応する。
【0017】
図4に示すように、それぞれの第1の発光ダイオードチップ20Aの正極201は、ワイヤボンディング方式で上述の対応する少なくとも2つの正極パッドPのうちの1つの正極パッドPに電気的に接続されても良く、それぞれの第1の発光ダイオードチップ20Aの負極202は、ワイヤボンディング方式で上述の対応する少なくとも2つの負極パッドNのうちの1つの負極パッドNに電気的に接続されても良い。それぞれの第2の発光ダイオードチップ20Bの正極201は、ワイヤボンディング方式で上述の対応する少なくとも2つの正極パッドPのうちの1つの正極パッドPに電気的に接続されても良く、それぞれの第2の発光ダイオードチップ20Bの負極202は、ワイヤボンディング方式で上述の対応する少なくとも2つの負極パッドNのうちの1つの負極パッドNに電気的に接続されても良い。それぞれの第3の発光ダイオードチップ20Cの正極201は、ワイヤボンディング方式で上述の対応する少なくとも2つの正極パッドPのうちの1つの正極パッドPに電気的に接続されても良く、それぞれの第3の発光ダイオードチップ20Cの負極202は、ワイヤボンディング方式で上述の対応する少なくとも2つの負極パッドNのうちの1つの負極パッドNに電気的に接続されても良い。
【0018】
本実施形態で例示される照明設備は、第1のPWM制御モジュール40Aが所定のパルス周波数で複数の第1の発光ダイオードチップ20Aを制御し、第2のPWM制御モジュールが所定のパルス周波数で複数の第2の発光ダイオードチップ20Bを制御し、第3のPWM制御モジュールが所定のパルス周波数で複数の第3の発光ダイオードチップ20Cを制御するように構成される。これにより、デューティ比を調整して各発光ダイオードチップ20A,20B,20Cの輝度をそれぞれ適切に制御することができる。その結果、植物の成長を促進することができる。
【0019】
2.第二の実施形態
本考案の第二の実施形態に係る植物成長促進用照明設備を図5に示す。図5と図3とを比較すると、本考案の第二の実施形態と上記第一の実施形態との最大の相違点は、少なくとも1つのブリッジ整流器70を含むブリッジ整流器ユニット7を備える点にある。すなわち、本実施形態に係る植物成長促進用照明設備は、基板本体10の上に設けられ第1の電流制限チップ30Aに電気的に接続される第1のブリッジ整流器70Aと、基板本体10の上に設けられ第2の電流制限チップ30Bに電気的に接続される第2のブリッジ整流器70Bと、基板本体10の上に設けられ第3の電流制限チップ30Cに電気的に接続される第3のブリッジ整流器70Cとを含むブリッジ整流器ユニット7を更に備える。このとき、制御ユニット4は、ブリッジ整流器ユニット7と電流制限ユニット3との間に電気的に接続される。また、ブリッジ整流器ユニット7は交流電源Aを直流電源に変換しており、電流制限ユニット3は発光ユニット2へ供給する直流電流量を制限することができる。そのため、発光ユニット2は安定的な直流電流の供給を受けることができる。本実施形態に係る植物成長促進用照明設備でも、上記第一の実施形態と同様に植物の成長を促進することができる。
【0020】
3.第三の実施形態
本考案の第三の実施形態に係る植物成長促進用照明設備を図6に示す。図6と図3とを比較すると、本考案の第三の実施形態と上記第一の実施形態との最大の相違点は、少なくとも1つのブリッジ整流器70を含むブリッジ整流器ユニット7を含む点にある。また、図6と図5とを比較すると、本考案の第三の実施形態と上記第二の実施形態との最大の相違点は、ブリッジ整流器ユニット7の具体的構成にある。すなわち、本実施形態に係る植物成長促進用照明設備は、基板本体10の上に設けられる1つのブリッジ整流器70を含むブリッジ整流器ユニット7を更に備える。このとき、その1つのブリッジ整流器70が、同時に第1の電流制限チップ30A、第2の電流制限チップ30B、及び第3の電流制限チップ30Cの全てに対して電気的に接続され、制御ユニット4がブリッジ整流器ユニット7と電流制限ユニット3との間に電気的に接続される。なお、2つ以上のブリッジ整流器70が、同時に第1の電流制限チップ30A、第2の電流制限チップ30B、及び第3の電流制限チップ30Cの全てに対して電気的に接続される構成としても良い。本実施形態に係る植物成長促進用照明設備でも、上記の各実施形態と同様に植物の成長を促進することができる。
【0021】
4.第四の実施形態
本考案の第四の実施形態に係る植物成長促進用照明設備を図7に示す。図7と図5又は図6とを比較すると、本考案の第四の実施形態と上記第二の実施形態又は上記第三の実施形態との最大の相違点は、ブリッジ整流器ユニット7を含まない点にある。すなわち、本実施形態に係る植物成長促進用照明設備では、それぞれの第1の発光ダイオードチップ20A、それぞれの第2の発光ダイオードチップ20B、及びそれぞれの第3の発光ダイオードチップ20Cが全てAC発光ダイオード(AC LED)であれば、ブリッジ整流器ユニット7を省略することができる。本実施形態に係る植物成長促進用照明設備でも、上記の各実施形態と同様に植物の成長を促進することができる。
【0022】
5.第五の実施形態
本考案の第五の実施形態に係る植物成長促進用照明設備を図8及び図9に示す。図8と図1とを比較し、図9と図2とを比較すると、本考案の第五の実施形態と上記第一の実施形態との最大の相違点は、サイドフレームユニット5の具体的な配置関係にある。すなわち、本実施形態に係る植物成長促進用照明設備では、第1の包囲式サイドフレームペースト50A、第2の包囲式サイドフレームペースト50B、及び第3の包囲式サイドフレームペースト50Cは、順に接して並ぶように配置される。つまり、所定方向に沿って、第1の包囲式サイドフレームペースト50Aと第2の包囲式サイドフレームペースト50Bとが接して配置され、更に第2の包囲式サイドフレームペースト50Bと第3の包囲式サイドフレームペースト50Cとが接して配置される。なお、第1のペースト位置制限空間500A、第2のペースト位置制限空間500B、及び第3のペースト位置制限空間500Cは、互いに所定の距離を空けて離間している。本実施形態に係る植物成長促進用照明設備でも、上記の各実施形態と同様に植物の成長を促進することができる。
【0023】
6.第六の実施形態
本考案の第六の実施形態に係る植物成長促進用照明設備を図10及び図11に示す。図10と図1とを比較し、図11と図2とを比較すると、本考案の第六の実施形態と上記第一の実施形態との最大の相違点は、発光ユニット2の具体的な配置関係にある。すなわち、本実施形態に係る植物成長促進用照明設備では、第1のチップ設置領域10A、第2のチップ設置領域10B、及び第3のチップ設置領域10Cが、中心から径方向外側に向かって記載の順に同心円状に配置される。これに応じて、第1の発光モジュール2A、第2の発光モジュール2B、及び第3の発光モジュール2Cも、中心から径方向外側に向かって記載の順に同心円状に配置される。なお、図示の例のように、第1の発光ダイオードチップ20Aの個数よりも第2の発光ダイオードチップ20Bの個数を多くしても良い。また、第2の発光ダイオードチップ20Bの個数よりも第3の発光ダイオードチップ20Cの個数を多くしても良い。
【0024】
本実施形態では、第1の包囲式サイドフレームペースト50A、第2の包囲式サイドフレームペースト50B、及び第3の包囲式サイドフレームペースト50Cも、中心から径方向外側に向かって記載の順に同心円状に配置される。つまり、第1の包囲式サイドフレームペースト50Aが環状に配置され、第2の包囲式サイドフレームペースト50Bは第1の包囲式サイドフレームペースト50Aを取り囲み、第3の包囲式サイドフレームペースト50Cは第2の包囲式サイドフレームペースト50Bを取り囲む。そして、上述した複数の第1の発光ダイオードチップ20Aは第1の包囲式サイドフレームペースト50Aで取り囲まれ、上述した複数の第2の発光ダイオードチップ20Bは第1の包囲式サイドフレームペースト50Aと第2の包囲式サイドフレームペースト50Bとの間にあり、上述した複数の第3の発光ダイオードチップ20Cは第2の包囲式サイドフレームペースト50Bと第3の包囲式サイドフレームペースト50Cとの間にある。また、第1の封止用ペースト60Aは第1の包囲式サイドフレームペースト50Aで取り囲まれ、第2の封止用ペースト60Bは第1の包囲式サイドフレームペースト50Aと第2の包囲式サイドフレームペースト50Bとの間にあり、第3の封止用ペースト60Cは第2の包囲式サイドフレームペースト50Bと第3の包囲式サイドフレームペースト50Cとの間にある。本実施形態に係る植物成長促進用照明設備でも、上記の各実施形態と同様に植物の成長を促進することができる。
【0025】
上記の各実施形態で説明した構成は、本考案の好ましい一実施例に過ぎず、本考案の技術的範囲を限定するものではない。従って、本明細書及び図面の記載内容に基づいてなされる均等な変更及び付加は、いずれも本考案の技術的範囲に含まれる。
【0026】
1 基板ユニット
10 基板本体
10A 第1のチップ設置領域
10B 第2のチップ設置領域
10C 第3のチップ設置領域
2 発光ユニット
201 正極
202 負極
2A 第1の発光モジュール
20A 第1の発光ダイオードチップ
2B 第2の発光モジュール
20B 第2の発光ダイオードチップ
2C 第3の発光モジュール
20C 第3の発光ダイオードチップ
3 電流制限ユニット
30A 第1の電流制限チップ
30B 第2の電流制限チップ
30C 第3の電流制限チップ
4 制御ユニット
40A 第1のPWM制御モジュール
40B 第2のPWM制御モジュール
40C 第3のPWM制御モジュール
5 サイドフレームユニット
50A 第1の包囲式サイドフレームペースト
500A 第1のペースト位置制限空間
50B 第2の包囲式サイドフレームペースト
500B 第2のペースト位置制限空間
50C 第3の包囲式サイドフレームペースト
500C 第3のペースト位置制限空間
6 封止ユニット
60A 第1の封止用ペースト
60B 第2の封止用ペースト
60C 第3の封止用ペースト
7 ブリッジ整流器ユニット
70 ブリッジ整流器
70A 第1のブリッジ整流器
70B 第2のブリッジ整流器
70C 第3のブリッジ整流器
P 正極パッド
N 負極パッド

(57)【要約】

【課題】植物の成長を促進するための照明設備を提供する。【解決手段】基板ユニット1と、発光ユニット2と、電流制限ユニット3と、制御ユニット4とを備える植物成長促進用照明設備。基板ユニット1は基板本体10を含み、発光ユニット2、電流制限ユニット3、及び制御ユニット4が基板本体10に設けられる。発光ユニット2は、基板本体10に電気的に接続される複数の発光ダイオードチップ20A,20B,20Cをそれぞれ有する発光モジュール2A,2B,2Cを含む。電流制限ユニット3は、発光モジュール2A,2B,2Cにそれぞれ電気的に接続される電流制御チップ30A,30B,30Cを含む。制御ユニット4は、電流制限チップ30A,30B,30Cにそれぞれ電気的に接続されるPWM制御モジュール40A,40B,40Cを含む。


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