JP2001086258A - データ伝送装置及び該装置を用いた自動検針システム - Google Patents
データ伝送装置及び該装置を用いた自動検針システムInfo
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Abstract
切り替えた場合でも、宅内と宅外とを接続する新たなケ
ーブルを敷設することなしにガス、電気等の遠隔自動検
針を実現する。 【解決手段】 宅内の加入者線3に第1多重化制御装置
11を挿入してI−NCU9と接続すると共に、宅外の
加入者線3には第2多重化制御装置21を挿入して検針
メータ5と接続し、第1及び第2多重化制御装置11、
21間で加入者線3に信号を重畳させてデータ送受を行
う。二線間に設けたスイッチング素子13、23を送信
すべきデータに応じてON/OFFさせると線間電圧が
変動するので、電圧検出器14、24でこの低周波数の
線間電圧変動を検出し、元のデータを復元する。
Description
び、該データ伝送装置を用いて、ガス、電気、水道等の
検針データ、或いは自動販売機の在庫データなどの各種
データをデジタル通信回線網を介して遠隔地に伝送する
ため自動検針システムに関する。
し、各家庭に設置されたガス使用量検針メータの検針値
を読み取って検針センタに送信する自動検針システムが
運用されている。このような自動検針システムでは、T
−NCUと呼ばれる端末用網制御装置を屋外の電話線引
込口付近に設置し、このT−NCUと検針メータとをケ
ーブルで接続する。検針センタからの発呼信号があると
T−NCUは検針センタからの着信であると判断し、当
該宅の電話機のベルを鳴動させずに検針メータとの間で
通信を行って検針データを読み込み、これを検針センタ
に送出する。このような自動検針システムによれば、検
針員が各家庭を個別に訪問する必要がなくなり、検針コ
ストが大幅に軽減できると共に、短時間で多数の家庭の
検針を終了することができる。
網に代わって、ISDNと呼ばれるデジタル通信回線網
が急速に普及しつつある。デジタル通信回線網では、屋
内に引き込んだ加入者線(既存の電話回線)の末端にD
SU(Digital Service Unit:デジタル回線終端装置)
を接続し、更にTA(ターミナルアダプタ)を介して電
話機やファクシミリ送受信機等のTE(Terminal Equip
ment:宅内機器)を接続する必要がある。勿論、周知の
如く、DSUとTAとは一体化されている場合もある。
針システムの概略構成図である。加入者宅4内に引き込
まれた加入者線3の末端に接続されたDSU6には、T
A7と並列にI−NCU9と呼ばれるISDN専用の端
末用網制御装置が接続され、そのI−NCU9が検針メ
ータ5に接続される。検針センタ2から検針のための発
呼信号が伝送されてくると、I−NCU9が起動して検
針メータ5との間で通信を行って検針データを取得し、
その検針データをDSU6を介して検針センタ2へと送
出する。
はDSU6の至近に、つまり宅内に配設されるのに対
し、検針メータ5は通常宅外に設置される。このため、
上記従来の自動検針システムでは、I−NCU9と検針
メータ5とを接続するケーブルが非常に長くなり、しか
も加入者宅4の外壁を貫通させるような工事を必要とす
る。このような工事の費用は、自動検針により利益を享
受する事業者側(例えばガス会社)が負担する必要があ
り、自動検針によるコスト軽減によってもその工事費用
の回収が困難であるほど負担は大きなものであった。一
方、需要者側においては、長いケーブルが宅内に敷設さ
れるため美観を損ね、しかも加入者宅4の外壁に孔を穿
孔しなければならないという大きな不利益を被るもので
あった。
はデータ伝送に適した通信線であるにも拘わらず、アナ
ログ電話回線網からデジタル電話回線網への切替に伴っ
て、遠隔検針が困難になるという矛盾を有していた。
5314号(特開平11−98276号公報参照)にお
いて、このようなデジタル通信回線網に接続された既存
の加入者線を共用する形で、宅外に配設した検針メータ
の検針データを宅内に設置した端末用網制御装置に送る
装置を提案している。このような装置によれば、検針メ
ータと端末用網制御装置とを直接的に接続するための新
規のケーブルを敷設する必要がなくなる。
たものであって、その目的とするところは、大規模なケ
ーブル敷設工事を必要とせず、需要者及び事業者の両者
共に利益をもたらすデータ伝送装置及び該装置を用いた
自動検針システムを提供することにある。
装置は、デジタル通信回線網に含まれる局側のOCUと
加入者側のDSUとの間の電話回線に接続され、加入者
側に設けられたデータ生成手段で生成されたデータをD
SUを経て電話回線からデジタル通信回線網へ伝送する
データ伝送装置であって、加入者宅内の電話回線に挿入
されると共に、前記DSUに接続されたI−NCUと接
続される第1信号処理手段と、該第1信号処理手段より
も局側の電話回線に挿入されると共に、1又は複数の前
記データ生成手段と接続される1又は複数の第2信号処
理手段と、から成り、第1及び第2信号処理手段は、I
−NCUとデータ生成手段との間で相互に送信すべきデ
ータに応じて電話回線の線間に接続されたインピーダン
スを変化させる送信手段と、前記インピーダンスの変化
によって生じる線間の電圧変動を検出して元のデータを
復元する受信手段と、をそれぞれ含むことを特徴として
いる。
等の使用量などの検針データを遠隔地の検針センタへ送
出する自動検針システムに好適である。即ち、本発明に
係る自動検針システムは、前記デジタル通信回線網に接
続された検針センタを備え、前記データ生成手段は検針
データを取得する検針メータであって、前記検針センタ
から所定の信号が送られると、I−NCUと検針メータ
とが前記第1及び第2信号処理手段を介してデータを送
受し、検針データがDSUから前記デジタル通信回線網
を経て検針センタへ送られることを特徴としている。
タ伝送装置では、第1信号処理手段と第2信号処理手段
との間を接続する電話回線を通して、通常のピンポン伝
送(正確には時分割方向制御伝送方式)のためのバース
ト信号に多重(周波数多重)する形式で他のデータを双
方向伝送する。例えば、I−NCUからデータ生成手段
に対してデータ送出要求信号を送る場合には、第1信号
処理手段はI−NCUからデータ送出要求信号を受ける
と、送信手段により送信すべきデータに応じて線間のイ
ンピーダンスを変化させる。具体的には、例えば、線間
に抵抗、インダクタンスなどのインピーダンスを接続又
は非接続するスイッチングを行えばよい。OCUからD
SUに対しては定電流給電が行われているため、線間の
インピーダンスが変動すると線間電圧が変動する。第2
信号処理手段は、受信手段により上記電圧変動を検出し
元のデータを復元する。そして復元したデータをデータ
生成手段へと送る。これとは逆に、データ生成手段から
I−NCUに対してデータを送る場合も同様に、第2信
号処理手段の送信手段→電話回線→第1信号処理手段の
受信手段、という順序でデータが送られる。
を所定の範囲(規格で定めらている許容範囲)としてお
けば、上述のようなデータ送受を行っている間にもOC
U及びDSUは正常に動作する。つまり、電話回線を通
した通常のピンポン伝送が可能であって、本発明に係る
データ伝送装置によれば、このような通常の伝送を妨害
することなしに局所的なデータ送受を行うことができ
る。
合、その複数のデータ生成手段を一つの第2信号処理手
段に対して接続する構成としてもよいし、或いはその複
数のデータ生成手段を、電話回線に挿入された同数のデ
ータ生成手段にそれぞれ一対一に対応付けて接続する構
成としてもよい。
は、検針センタが所定の需要者宅に対して自動検針のた
めの発呼信号を送ると、その需要者宅のDSUが着信を
検出してI−NCUを起動し、I−NCUは検針実行指
示信号を上述したように第1、第2信号処理手段を介し
て検針メータへと送る。検針メータはこれを受けて例え
ばその時点での使用量データを取得し、第2、第1信号
処理手段を介してI−NCUへと送り返す。更にこのデ
ータはDSUから所定のフォーマットでデジタル通信回
線網へと送られ、最終的に検針センタに届く。これによ
り検針センタでは、例えばその需要者宅における過去1
カ月間のガス使用量に対する料金を計算することができ
る。
よれば、検針メータとI−NCUとの間のデータ送受が
既存の電話回線を利用して行われるので、屋内側電話回
線と屋外側電話回線のそれぞれ途中に第1及び第2信号
処理手段を挿入する工事を行いさえすればよく、従来の
ように加入者宅の外壁を貫通させるような工事が不要で
あると共に、新規に追加される配線が短くて済む。その
ため、外壁を傷付けることなく宅内の美観を損ねること
が少ないので、需要者(加入者)にとっては工事に対す
る抵抗がなくなる。また、事業者側にとっては、工事が
小規模で済むので費用負担が大幅に軽減される。
テムについて図面を参照しつつ説明する。
である。図8に示した従来の構成と相違する点は、IS
DN回線網1から各家庭に分配される加入者線3の途中
に、第1多重化制御装置11と第2多重化制御装置21
とから成るデータ伝送装置10が介挿されている点であ
る。I−NCU9は比較的短いケーブルで第1多重化制
御装置11に接続されており、ガス、電気、水道などの
使用量を計測するための検針メータ5は第2多重化制御
装置21に接続されている。これにより、従来のように
I−NCU9と検針メータ5とを接続するための長いケ
ーブルは不要となる。なお、図1では、第2多重化制御
装置21及び検針メータ5は加入者宅4の宅外に配設さ
れ、それ以外は宅内に配置されているが、必ずしもこの
ような配置である必要はない。
心とする要部の構成図である。電話局内に設置されるO
CU(Office Channel Unit:局内回線終端装置)1a
と加入者宅4内に設置されるDSU6とは、二線メタリ
ックケーブル(加入者線3)で接続されている。第1多
重化制御装置11の構成の一部として、加入者線3の二
線間には、直列接続されたインピーダンス12及びスイ
ッチング素子13と、入力にローパスフィルタ機能を有
する電圧検出器14とが接続されている。それ以外に第
1多重化制御装置11は、変調器15、復調器16、処
理部17、送受信部18を備えている。また、第2多重
化制御装置21は第1多重化制御装置11と同様の構成
を有している。
ける信号伝送方式、いわゆるピンポン伝送方式を示す図
である。OCU1aでは、連続的な送信パルス信号を時
間軸圧縮し、所定の周期でバースト状のパルス列に変換
して加入者線3に送出する。送り出し時の標準的な振幅
は6V0−pであって、加入者線3を通過することによ
り信号は減衰し、最大で50dB減衰してDSU6に到
達する。DSU6は、このようなバースト状のパルス列
を時間軸伸長して連続的なパルス列に逆変換しTA7に
送出する。逆方向に、つまり加入者側から局側へと信号
を送出する場合には、上記バースト間の空き時間を利用
し、同様のバースト状のパルス列として送信する。バー
スト周期Tは約2.5msであり、バースト信号期間中
の伝送レートは標準的に320kbpsである。なお、
以下の説明では、このように局側と各加入者側(つまり
OCU1aとDSU6)との間で伝送されるデータを主
データと呼び、後述の説明のように第1及び第2多重化
制御装置11、21間でのみ送受信されるデータを副デ
ータとして、両者を区別するものとする。
は、各加入者のDSU6、TA7、TE8に対して局給
電を行うために、上述のようなデータ伝送のほかに、O
CU1aはDSU6に対し39mA定電流を供給してい
る。これによる給電電圧(線間電圧及び対地電圧)は最
大で60Vである。このような給電を受けて、DSU6
は最大420mWの電源電力をTA7、TE8に供給す
ることが可能となっている。なお、OCU1a、DSU
6を含む直流ループ抵抗(インピーダンス)は810Ω
以下になるように規定されている。
主データと副データの信号多重方式を説明するための図
である。図4(a)は、例えば第1多重化制御装置11
の挿入位置において観測される主データを示す図であ
る。主データのバースト信号は「ゼロ」に対して「+
V」及び「−V」の両側に振れる三値信号となっている
ため、定電流給電による直流電圧成分を中心にバースト
信号が正負に振れる形状となっている。
が行われているため、図2において、例えばスイッチン
グ素子13がONされてOCU1a側から見たインピー
ダンスが下がると線間電圧は低下する。スイッチング素
子13のON/OFFを主データの周波数よりも遙かに
低い速度でもって行えば、線間電圧の変動は例えば図4
(b)に示すようになり、主データが存在した場合には
図4(c)に示すようになる。通常、後述するような検
針データ等の伝送レートはバースト信号期間中の主デー
タの伝送レートと比べて遙かに低くてよいので、主デー
タと副データとを完全に分離可能な形式で多重化するこ
とができる。なお、スイッチング周波数は低くても、そ
の電圧変動の立上りや立下りが急峻であると高い周波数
成分を有することとなり主データと副データとの分離が
困難になる。そこで、インピーダンス12、22を単な
る抵抗のみでなく、インダクタンス性や容量性とするこ
とにより電圧変動の立上り及び立下り波形をなまらせ、
実質的に主データと副データの周波数成分を分けるよう
にしている。
次の通りである。例えば、I−NCU9側から検針メー
タ5側へ所定のデジタルデータを送信する場合、第1多
重化制御装置11において、処理部17は送受信部18
を介してI−NCU9からのデータを受け取ると、一旦
バッファメモリにこれを格納する。そして、それを格納
順に読み出して変調器15へと入力し、変調器15は入
力される二値信号に応じてON/OFF制御信号をスイ
ッチング素子13へと送る。これにより、スイッチング
素子13はON/OFFし、それに伴い線間電圧が変動
する。なお、処理部17は、必要に応じて入力データに
対して付加的なデータや誤り検出用のデータなどを付加
して出力してもよい。
出器24はローパスフィルタにより図4(b)に示すよ
うな低い繰り返し周波数のパルス信号のみを分離して検
出する。復調器26はこのパルス信号から元の二値信号
を復元し、処理部27はこれを一旦バッファメモリに格
納する。そして、所定周波数のクロック信号によりバッ
ファメモリから順次データを読み出して送受信部28を
介して検針メータ5に送出する。上述したように送信時
に処理部17で他のデータが付加されている場合には、
処理部27はI−NCU9から得られた元のデータのみ
を抽出して送受信部28へと与える。
値等の検針データを送る際には、上記と全く逆の処理を
実行すればよい。
「0」及び「1」に対応して次のような変調を行ってO
N/OFF制御信号を出力する。図5は本実施例におけ
る副データ伝送時の変調方式を説明する波形図である。
即ち、処理部17、27から入力された二値信号「0」
又は「1」に応じて、パルス信号の立下りエッジから次
の立下りエッジまでの時間を変える。例えば、「0」の
ときにはt1=10ms、「1」のときにt2=11ms
とする。復調時には連続する立下りエッジ間の時間を計
測し、その計測値に応じて「0」又は「1」を出力すれ
ばよい。変調後は可変長符号となるが、上述したように
一旦処理部17、27にデータをバッファすれば時間軸
方向の伸縮を容易に吸収することができる。
れ異なる二種類の連続立下りエッジ間の時間(t1、t
2)に対応付けるのではなく、複数の隣接する二値信号
(例えば「00」「01」「10」「11」)をそれぞ
れ異なる連続立下りエッジ間の時間(例えばt1、t2、
t3、t4)に対応付けるようにしてもよい。勿論、三個
以上の連続する二値信号をそれぞれ異なる連続立下りエ
ッジ間の時間に対応付けることもできる。
際し上述したような変調を施しているが、このような特
殊な変調を行わず、図8に示したような既存のI−NC
U9と検針メータ5との間でのデータ送受信と同様の信
号形式をとることも可能である。即ち、図2の構成にお
いて処理部17、27、送受信部18、28はデジタル
信号に対して何らの処理や加工を行わず、変調器15、
25はI−NCU9又は検針メータ5から送られてくる
データ列の「0」又は「1」に応じてスイッチング素子
13、23をON又はOFF(或いはその逆)させる。
この場合のデータレートは200〜300bps程度で
あって、バースト信号期間中の主データのデータレート
よりも遙かに低い。これにより、元のデータ列の二値信
号は図4(b)に示した二つの電圧レベルにそれぞれ対
応付けられる。上述した変復調が時間軸方向の変調、つ
まり周波数変調又は位相変調の一種であるとすれば、こ
れは振幅変調の一種であると言える。更には、このよう
な振幅変調においても所定の処理を行って、複数の隣接
する二値信号(例えば「00」「01」「10」「1
1」)をそれぞれ異なる四種類のインピーダンス値に対
応付け、結果として四種類の電圧レベルに対応付けるよ
うにすることもできる。
おいて自動検針を行う際の動作を、図6のフローチャー
トに沿って説明する。DSU6は、着信があるか否かを
繰り返し判定し(ステップS1)、着信がある場合に
は、その着信が検針センタ2からの着信であるか否かを
判定する(ステップS2)。自動検針を行う際には、検
針センタ2はISDN回線網1を介して検針対象の加入
者に対し発呼信号を送る。この発呼信号に呼応して着信
を検出するとI−NCU9が作動し(ステップS3)、
読出し指示信号をI−NCU9→第1多重化制御装置1
1→第2多重化制御装置21→検針メータ5と送る(ス
テップS4)。このときの第1及び第2多重化制御装置
11、21の動作は既に述べた通りである。
と、その指示に応じて例えばその時点での計量値を読み
出し、応答データとして検針メータ5→第2多重化制御
装置21→第1多重化制御装置11→I−NCU9と返
信する(ステップS5)。I−NCU9はDSU6を介
して検針データを、例えばバースト信号のBチャンネル
に格納して加入者線3に送出する。勿論、Bチャンネル
でなくD又はBチャンネルパケット、UUI等を利用し
て送ることもできる。検針センタ2はISDN回線網1
を通して検針データを受信し、例えば過去1カ月分の使
用ガス量から料金を計算する(ステップS6)。なお、
ステップS2で検針センタ2からの着信でないと判断さ
れた場合には、通常の電話の発呼信号であるから、TA
7を介してTE8を作動させる。
6、I−NCU9、第1多重化制御装置11、第2多重
化制御装置21、検針メータ5がそれぞれ独立した構成
を有しているが、本発明のデータ伝送装置はこれに限る
ものではなく、複数の構成要素を一体化した様々な形態
をとることができる。具体的には、例えば、I−NCU
9と第1多重化制御装置11とを一体化する、或いはD
SU6、I−NCU9、第1多重化制御装置11の三つ
を一体化する構成とすることができる。一方、第2多重
化制御装置21と検針メータ5とを一体化することもで
きる。図7はその場合の構成の一例を示す図である。検
針メータ5は予め決められた位置に配設しなければなら
ないことが多いから、検針メータ5に第2多重化制御装
置21の機能を組み込み、加入者線3に接続した枝線3
1の末端に第2多重化制御装置21を接続する。一般家
庭では枝線31の長さは20〜30m以内で済むから、
このような構成でも本来の通話等を妨害せずに副データ
の送受が可能である。
気、水道等の遠隔自動検針システムのほか、例えば自動
販売機の在庫管理データを集中管理センタへ送る遠隔管
理システム等、デジタル電話回線網を介して遠隔地から
自動的に各種データを入手するための様々なシステムに
応用することができる。
概略構成図。
構成図。
を示す図。
と副データの信号多重方式を説明するための図。
するための図。
示すフローチャート。
の概略構成図。
Claims (2)
- 【請求項1】 デジタル通信回線網に含まれる局側のO
CUと加入者側のDSUとの間の電話回線に接続され、
加入者側に設けられたデータ生成手段で生成されたデー
タをDSUを経て電話回線からデジタル通信回線網へ伝
送するデータ伝送装置であって、 加入者宅内の電話回線に挿入されると共に、前記DSU
に接続されたI−NCUと接続される第1信号処理手段
と、 該第1信号処理手段よりも局側の電話回線に挿入される
と共に、1又は複数の前記データ生成手段と接続される
1又は複数の第2信号処理手段と、 から成り、 第1及び第2信号処理手段は、I−NCUとデータ生成
手段との間で相互に送信すべきデータに応じて電話回線
の線間に接続されたインピーダンスを変化させる送信手
段と、前記インピーダンスの変化によって生じる線間の
電圧変動を検出して元のデータを復元する受信手段と、
をそれぞれ含むことを特徴とするデータ伝送装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載のデータ伝送装置を用い
た自動検針システムにおいて、前記デジタル通信回線網
に接続された検針センタを備え、前記データ生成手段は
検針データを取得する検針メータであって、前記検針セ
ンタから所定の信号が送られると、I−NCUと検針メ
ータとが前記第1及び第2信号処理手段を介してデータ
を送受し、検針データがDSUから前記デジタル通信回
線網を経て検針センタへ送られることを特徴とする自動
検針システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26099699A JP4205819B2 (ja) | 1999-09-14 | 1999-09-14 | データ伝送装置及び該装置を用いた自動検針システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP26099699A JP4205819B2 (ja) | 1999-09-14 | 1999-09-14 | データ伝送装置及び該装置を用いた自動検針システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2001086258A true JP2001086258A (ja) | 2001-03-30 |
JP4205819B2 JP4205819B2 (ja) | 2009-01-07 |
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ID=17355624
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26099699A Expired - Lifetime JP4205819B2 (ja) | 1999-09-14 | 1999-09-14 | データ伝送装置及び該装置を用いた自動検針システム |
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-
1999
- 1999-09-14 JP JP26099699A patent/JP4205819B2/ja not_active Expired - Lifetime
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