JP2003321794A - 絶縁材に設けた摺動接触片 - Google Patents
絶縁材に設けた摺動接触片Info
- Publication number
- JP2003321794A JP2003321794A JP2002127726A JP2002127726A JP2003321794A JP 2003321794 A JP2003321794 A JP 2003321794A JP 2002127726 A JP2002127726 A JP 2002127726A JP 2002127726 A JP2002127726 A JP 2002127726A JP 2003321794 A JP2003321794 A JP 2003321794A
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- JP
- Japan
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- sliding contact
- commutator
- piece
- brush
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- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
- Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速回転で長時間使用しても安定した低接触
抵抗を維持し、長寿命の摺動接触片たとえば小型直流モ
ータの整流子部材を提供する。 【解決手段】 整流子片１の整流子基材１ａは、銅板
などの導電性金属材料からなり、この表面に薄いニッケ
ルメッキ部１ｂが形成されており、更に、ニッケルメッ
キ部１ｂの表面に、コバルトの含有率が０．０１〜１重
量％、厚さ０．０３〜５μｍの金−コバルト合金メッキ
部１ｃが形成されて、ブラシとの摺接部を構成してい
る。また、この整流子片１は、積層基板や合成樹脂から
なるベース部材２に固着されている。
抵抗を維持し、長寿命の摺動接触片たとえば小型直流モ
ータの整流子部材を提供する。 【解決手段】 整流子片１の整流子基材１ａは、銅板
などの導電性金属材料からなり、この表面に薄いニッケ
ルメッキ部１ｂが形成されており、更に、ニッケルメッ
キ部１ｂの表面に、コバルトの含有率が０．０１〜１重
量％、厚さ０．０３〜５μｍの金−コバルト合金メッキ
部１ｃが形成されて、ブラシとの摺接部を構成してい
る。また、この整流子片１は、積層基板や合成樹脂から
なるベース部材２に固着されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、小型直流モータや
ロータリースイッチ等において、電気的摺動接触を行う
摺動接触片に関するものである。
ロータリースイッチ等において、電気的摺動接触を行う
摺動接触片に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、コンパクトディスクやミニディス
クなどの携帯用の記録再生装置または携帯電話機など
は、持ち運び易いように小形化・軽量化に加えて薄型化
が進んできており、これらの装置に使用されるモータ
は、小形化や薄型化がされ、また安価で、尚かつ、長時
間携帯し使用できるように低消費電流型の小型直流モー
タが使われている。
クなどの携帯用の記録再生装置または携帯電話機など
は、持ち運び易いように小形化・軽量化に加えて薄型化
が進んできており、これらの装置に使用されるモータ
は、小形化や薄型化がされ、また安価で、尚かつ、長時
間携帯し使用できるように低消費電流型の小型直流モー
タが使われている。
【０００３】このようなモータは、小型モータと呼ば
れ、使用電圧がＤＣ３Ｖ、消費電流が６０ｍＡ以下のモ
ータである。また、その構造は、ステータの一部にバネ
弾性を有する金属ブラシが固設され、この金属ブラシ
は、ロータの電機子コイルに接続されている整流子と摺
接している。
れ、使用電圧がＤＣ３Ｖ、消費電流が６０ｍＡ以下のモ
ータである。また、その構造は、ステータの一部にバネ
弾性を有する金属ブラシが固設され、この金属ブラシ
は、ロータの電機子コイルに接続されている整流子と摺
接している。
【０００４】詳しくは、ブラシは、バネ弾性と導電性と
を兼ね備えた金属片で構成され、通常は価格的に安価な
りん青銅薄板または洋白薄板で形成され、整流子との摺
接部はこのりん青銅板自体で行ったり、あるいは、その
摺接部のみをを白金等でクラッドしたものを用いて行っ
ている。なお、ブラシは、整流子に摺接する部分と外部
電源に接続される端子部分で構成されている。
を兼ね備えた金属片で構成され、通常は価格的に安価な
りん青銅薄板または洋白薄板で形成され、整流子との摺
接部はこのりん青銅板自体で行ったり、あるいは、その
摺接部のみをを白金等でクラッドしたものを用いて行っ
ている。なお、ブラシは、整流子に摺接する部分と外部
電源に接続される端子部分で構成されている。
【０００５】一方整流子は、銅板などの導電性金属から
成る複数の摺動接触片とそれを保持する合成樹脂などの
絶縁材から成るベース部で構成されている。また、この
ようなモータは小電流で駆動するので、ブラシと整流子
との摺接部は酸化して接触抵抗が増大しないようにしな
ければならないので、前摺動接触片の摺接部に金メッキ
が施されている。なお、摺動接触片は、ブラシと摺接す
る摺接部と電機子コイルと接続される端子部を含む。
成る複数の摺動接触片とそれを保持する合成樹脂などの
絶縁材から成るベース部で構成されている。また、この
ようなモータは小電流で駆動するので、ブラシと整流子
との摺接部は酸化して接触抵抗が増大しないようにしな
ければならないので、前摺動接触片の摺接部に金メッキ
が施されている。なお、摺動接触片は、ブラシと摺接す
る摺接部と電機子コイルと接続される端子部を含む。
【０００６】前記の構成において、モータの外部からブ
ラシに電力が供給されると、このブラシから整流子を介
して電機子コイルに給電され、ロータが回転を開始し、
この回転が持続するように整流子はブラシに摺動する。
なお、近年は、薄型化された装置に対応して扁平型モー
タが多く用いられているが、この扁平型モータの整流子
は、プリント基板の銅箔部に薄いニッケルメッキを行い
金メッキを施し平板状の整流子部材としたものが用いら
れている。また、ロータリースイッチ等も同様の摺接部
を有している。
ラシに電力が供給されると、このブラシから整流子を介
して電機子コイルに給電され、ロータが回転を開始し、
この回転が持続するように整流子はブラシに摺動する。
なお、近年は、薄型化された装置に対応して扁平型モー
タが多く用いられているが、この扁平型モータの整流子
は、プリント基板の銅箔部に薄いニッケルメッキを行い
金メッキを施し平板状の整流子部材としたものが用いら
れている。また、ロータリースイッチ等も同様の摺接部
を有している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前述のように摺接部に
メッキされた金は、ブラシ材料より硬度が低いのでブラ
シが摺動されると、その摺接部は、ブラシにより削ら
れ、尚かつ押し潰され凹凸状態の摺接痕跡を形成する。
なお、この凹凸状態の摺接痕跡は、回転時間×回転数の
値が増大するに従い著しく増大する。
メッキされた金は、ブラシ材料より硬度が低いのでブラ
シが摺動されると、その摺接部は、ブラシにより削ら
れ、尚かつ押し潰され凹凸状態の摺接痕跡を形成する。
なお、この凹凸状態の摺接痕跡は、回転時間×回転数の
値が増大するに従い著しく増大する。
【０００８】これにより、摺接痕跡の底のニッケルメッ
キ層や更に銅の地肌が露出すると、その部分が酸化しや
すくなりブラシと整流子の接触不良を来たし不導通を起
こしモータの回転を停止させる。なお、ロータリースイ
ッチ等も同様にして、接触不良を来すことになる。
キ層や更に銅の地肌が露出すると、その部分が酸化しや
すくなりブラシと整流子の接触不良を来たし不導通を起
こしモータの回転を停止させる。なお、ロータリースイ
ッチ等も同様にして、接触不良を来すことになる。
【０００９】また、その増大された凹凸部にブラシが接
触すると、ブラシとの摺動が滑らかに行われなくなり、
繰り返し跳ね上げ現象が起きる。このブラシの繰り返し
跳ね上げ現象は、ブラシとの不導通を頻繁に引き起こし
ているので、摺接部に断続した電圧が加えらることにな
り、それによりスパークが発生することになる。その結
果として、この摺接部周辺にスパークによるカーボンが
付着し、この付着したカーボンは絶縁物となりやがてモ
ータ自体の回転を停止させる。
触すると、ブラシとの摺動が滑らかに行われなくなり、
繰り返し跳ね上げ現象が起きる。このブラシの繰り返し
跳ね上げ現象は、ブラシとの不導通を頻繁に引き起こし
ているので、摺接部に断続した電圧が加えらることにな
り、それによりスパークが発生することになる。その結
果として、この摺接部周辺にスパークによるカーボンが
付着し、この付着したカーボンは絶縁物となりやがてモ
ータ自体の回転を停止させる。
【００１０】そこで、本発明は前記の欠点を解決して、
長時間使用しても安定した低接触抵抗と耐摩耗性を維持
し、長寿命の摺動接触片を提供するものである。
長時間使用しても安定した低接触抵抗と耐摩耗性を維持
し、長寿命の摺動接触片を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するに
は、請求項１に記載の発明のように、バネ弾性を有する
金属片が電気的摺動接触を行う、絶縁材に設けられた摺
動接触片において、この摺動接触片の前記金属片との摺
接部に金−コバルト合金メッキを施すことにより達成で
きる。
は、請求項１に記載の発明のように、バネ弾性を有する
金属片が電気的摺動接触を行う、絶縁材に設けられた摺
動接触片において、この摺動接触片の前記金属片との摺
接部に金−コバルト合金メッキを施すことにより達成で
きる。
【００１２】なお、前記金−コバルト合金メッキ層のコ
バルト元素の含有率は、請求項２に記載の発明のように
０．０１〜１重量％とし、その厚さは、請求項３に記載
の発明のように、０．０３〜５μｍとすることにより達
成できる。
バルト元素の含有率は、請求項２に記載の発明のように
０．０１〜１重量％とし、その厚さは、請求項３に記載
の発明のように、０．０３〜５μｍとすることにより達
成できる。
【００１３】また、前記摺動接触片の前記金属片との摺
接部は、請求項４に記載の発明のように、平面状にする
か、あるいは、請求項５に記載の発明のように、曲面状
ですることにより達成できる。
接部は、請求項４に記載の発明のように、平面状にする
か、あるいは、請求項５に記載の発明のように、曲面状
ですることにより達成できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。なお、ここでは小型直流モータにつ
いて説明する。図１は、小型直流モータの摺動接触片、
即ち、整流子片１の構造を示す厚さ方向に切断した断面
図である。図１において、整流子片１の整流子基材１ａ
は、銅（以下Ｃｕという）板などの導電性金属材料から
なり、この表面に薄いニッケル（以下Ｎｉという）メッ
キ部１ｂの層が形成されており、更に、Ｎｉメッキ部１
ｂの表面に、コバルト（以下Ｃｏという）の含有率が
０．０１〜１重量％、厚さ０．０３〜５μｍの金（以下
Ａｕという）−Ｃｏ合金メッキ部１ｃが形成されて、ブ
ラシとの摺接部を構成している。また、この整流子片１
は、プリント基板や合成樹脂からなるベース部材２に固
着されている。
に従って説明する。なお、ここでは小型直流モータにつ
いて説明する。図１は、小型直流モータの摺動接触片、
即ち、整流子片１の構造を示す厚さ方向に切断した断面
図である。図１において、整流子片１の整流子基材１ａ
は、銅（以下Ｃｕという）板などの導電性金属材料から
なり、この表面に薄いニッケル（以下Ｎｉという）メッ
キ部１ｂの層が形成されており、更に、Ｎｉメッキ部１
ｂの表面に、コバルト（以下Ｃｏという）の含有率が
０．０１〜１重量％、厚さ０．０３〜５μｍの金（以下
Ａｕという）−Ｃｏ合金メッキ部１ｃが形成されて、ブ
ラシとの摺接部を構成している。また、この整流子片１
は、プリント基板や合成樹脂からなるベース部材２に固
着されている。
【００１５】前述のように整流子基材１ａの摺接面をＣ
ｏを含むＡｕメッキをすることは、Ａｕ分子構造の中に
Ｃｏ元素が入り込み、このＡｕメッキ層の構造がＣｏ無
しのときより微細化されるので、摺接部の硬度が従来技
術のＡｕのみのメッキより上がり（硬くなる）、耐摩耗
性が従来技術の純Ａｕメッキより格段に向上させること
ができる。
ｏを含むＡｕメッキをすることは、Ａｕ分子構造の中に
Ｃｏ元素が入り込み、このＡｕメッキ層の構造がＣｏ無
しのときより微細化されるので、摺接部の硬度が従来技
術のＡｕのみのメッキより上がり（硬くなる）、耐摩耗
性が従来技術の純Ａｕメッキより格段に向上させること
ができる。
【００１６】更に、メッキ溶液がＣｏの添加により、Ａ
ｕ−Ｃｏ合金メッキの表面に有機膜が生成され、この生
成された有機膜は潤滑性を呈すのである。なお、Ｎｉ層
４はＡｕのＣｕに対する拡散防止バリアーの役を持たせ
ている。
ｕ−Ｃｏ合金メッキの表面に有機膜が生成され、この生
成された有機膜は潤滑性を呈すのである。なお、Ｎｉ層
４はＡｕのＣｕに対する拡散防止バリアーの役を持たせ
ている。
【００１７】図２および図３はモータの摺動部を示した
説明図である。図２は、ロータのシャフト１４に固着さ
れた平板状の整流子１１０と、ステータベースに固着さ
れたブラシ１３の組合せをこのロータのシャフト１４の
端部よりみたものである。図２において、整流子１１０
は、プリント基板からなるベース部材１２の面に張り付
けられた銅箔をエッチングして整流子片１が形成され、
ブラシ１３に摺接している。なお、その整流子片１の摺
動面にはＡｕ−Ｃｏ合金メッキがされている。
説明図である。図２は、ロータのシャフト１４に固着さ
れた平板状の整流子１１０と、ステータベースに固着さ
れたブラシ１３の組合せをこのロータのシャフト１４の
端部よりみたものである。図２において、整流子１１０
は、プリント基板からなるベース部材１２の面に張り付
けられた銅箔をエッチングして整流子片１が形成され、
ブラシ１３に摺接している。なお、その整流子片１の摺
動面にはＡｕ−Ｃｏ合金メッキがされている。
【００１８】また、整流子片１間を電気的に結合する回
路パターン部１１ｄやこのベース部材１２の裏側に配置
された電機子コイルと電気的に結合させるスルホール部
１１ｃがこのベース１２の両面に形成されている。な
お、整流子片１は、絶縁性を有する合成樹脂板からなる
基材に、非電解メッキ法で形成したり、またはプレスで
打ち抜いたものを固着したりして形成してもよい。
路パターン部１１ｄやこのベース部材１２の裏側に配置
された電機子コイルと電気的に結合させるスルホール部
１１ｃがこのベース１２の両面に形成されている。な
お、整流子片１は、絶縁性を有する合成樹脂板からなる
基材に、非電解メッキ法で形成したり、またはプレスで
打ち抜いたものを固着したりして形成してもよい。
【００１９】図３は、ロータのシャフト２４に固着され
た円筒状の整流子２１０と、ステータベースに固着され
たブラシ２３の組合せをこのロータのシャフト２４の端
部よりみたものである。図３において、整流子２１０
は、シャフト２４に固着された合成樹脂からなる円筒状
のベース部材２２の外周面にプレスで円弧状に曲げられ
た整流子片２１が固着されて形成されている。
た円筒状の整流子２１０と、ステータベースに固着され
たブラシ２３の組合せをこのロータのシャフト２４の端
部よりみたものである。図３において、整流子２１０
は、シャフト２４に固着された合成樹脂からなる円筒状
のベース部材２２の外周面にプレスで円弧状に曲げられ
た整流子片２１が固着されて形成されている。
【００２０】この整流子片２１のブラシ２３との摺動面
にはＡｕ−Ｃｏ合金メッキがされ、ブラシ２３と摺接し
ている。また、整流子片２１にはこの整流子片２１の奥
の方向に固着されている電機子コイルと電気的に結合さ
せる端子部２１ｃが形成されている。なお、整流子片２
１とベース部材２２の固着は、一体成型法や組立法があ
る。
にはＡｕ−Ｃｏ合金メッキがされ、ブラシ２３と摺接し
ている。また、整流子片２１にはこの整流子片２１の奥
の方向に固着されている電機子コイルと電気的に結合さ
せる端子部２１ｃが形成されている。なお、整流子片２
１とベース部材２２の固着は、一体成型法や組立法があ
る。
【００２１】図４は、本発明に係るＡｕ−Ｃｏ合金メッ
キされた整流子部材を有するモータと従来技術のＡｕメ
ッキされた整流子部材を有するモータの断続耐久性を比
較したデータを示したもので有る。
キされた整流子部材を有するモータと従来技術のＡｕメ
ッキされた整流子部材を有するモータの断続耐久性を比
較したデータを示したもので有る。
【００２２】なお、試験に使用したモータは、平板状の
整流子構造を有する直径１２ｍｍ厚さ２．５ｍｍサイズ
の扁平型振動モータで行った。また、試験条件は、２秒
の通電（電源ＯＮ）時間と、１秒の停止（電源ＯＦＦ）
時間を１サイクル（以下サイクルをｃという）とする断
続ＤＣ３Ｖを試験モータに加え、その５７６００ｃ、８
５０００ｃ、１１５２００ｃにおけるモータの耐久不良
数の累積数をまとめたものである。なお、モータの試験
数は各１００個とした。
整流子構造を有する直径１２ｍｍ厚さ２．５ｍｍサイズ
の扁平型振動モータで行った。また、試験条件は、２秒
の通電（電源ＯＮ）時間と、１秒の停止（電源ＯＦＦ）
時間を１サイクル（以下サイクルをｃという）とする断
続ＤＣ３Ｖを試験モータに加え、その５７６００ｃ、８
５０００ｃ、１１５２００ｃにおけるモータの耐久不良
数の累積数をまとめたものである。なお、モータの試験
数は各１００個とした。
【００２３】図４において、従来仕様では１００個中５
７６００ｃ迄に１５個の不良が出ている。一方、本発明
に係るＡｕ−Ｃｏ合金メッキ仕様品は、８５０００ｃ迄
は不良が発生せず、１１５２００ｃになって従来技術の
仕様品と同程度の数量１５個の不良が発生し始めてい
る。
７６００ｃ迄に１５個の不良が出ている。一方、本発明
に係るＡｕ−Ｃｏ合金メッキ仕様品は、８５０００ｃ迄
は不良が発生せず、１１５２００ｃになって従来技術の
仕様品と同程度の数量１５個の不良が発生し始めてい
る。
【００２４】この図４に示すデータより、本発明に係る
Ａｕ−Ｃｏ合金メッキされた整流子片は、Ａｕのみメッ
キされた整流子片より１．５〜２倍の耐久性が有ること
が分かる。
Ａｕ−Ｃｏ合金メッキされた整流子片は、Ａｕのみメッ
キされた整流子片より１．５〜２倍の耐久性が有ること
が分かる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、バネ弾性を有する
金属ブラシと摺接する摺動接触片としての平板状または
円弧状の整流子片を備えたモータの整流子部材におい
て、この整流子片に、Ｃｏ元素の含有率が０．０１〜１
重量％でメッキ厚さが０．０３〜５μｍのＡｕ−Ｃｏ合
金メッキを施して用いることにより、長時間使用しても
安定した低接触抵抗と耐摩耗性を維持し、長寿命の摺動
接触片を提供することができる。特に、小型直流モータ
に使用すると、高速回転においても耐える整流子片を提
供することができる。
金属ブラシと摺接する摺動接触片としての平板状または
円弧状の整流子片を備えたモータの整流子部材におい
て、この整流子片に、Ｃｏ元素の含有率が０．０１〜１
重量％でメッキ厚さが０．０３〜５μｍのＡｕ−Ｃｏ合
金メッキを施して用いることにより、長時間使用しても
安定した低接触抵抗と耐摩耗性を維持し、長寿命の摺動
接触片を提供することができる。特に、小型直流モータ
に使用すると、高速回転においても耐える整流子片を提
供することができる。
【図１】本発明のに係る整流子部材の構造を示す厚さ方
向に切断した断面図である。
向に切断した断面図である。
【図２】図１に示す構造を有する平板状の整流子部材と
摺接するブラシを示す説明図である。
摺接するブラシを示す説明図である。
【図３】図１に示す構造を有する円弧状の整流子部材と
摺接するブラシを示す説明図である。
摺接するブラシを示す説明図である。
【図４】本発明に係る整流子部材を有するモータと従来
技術の整流子部材を有するモータの耐久性を比較した試
験成績表である。
技術の整流子部材を有するモータの耐久性を比較した試
験成績表である。
１ 整流子片
１ａ 整流子基材
１ｂ Ｎｉメッキ部
１ｃ Ａｕ−Ｃｏ合金メッキ部
２ ベース部材
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 蘇原 勝仁
群馬県伊勢崎市日乃出町236番地 東京パ
ーツ工業株式会社内
Ｆターム(参考） 4K024 AA03 AA11 AA14 AB02 BA09
BB04 BB10 BC10 CA01 GA03
5E063 EA01
5H613 AA01 AA03 BB04 BB07 BB09
BB16 BB20 BB26 GA10 GB01
GB05 GB06 GB08 GB09 GB14
GB17 KK02 KK04 KK13 PP08
Claims (5)
- 【請求項１】 バネ弾性を有する金属片が電気的摺動接
触を行う、絶縁材に設けられた摺動接触片において、 この摺動接触片の前記金属片との摺接部に金−コバルト
合金メッキを施したことを特徴とする摺動接触片。 - 【請求項２】 前記金−コバルト合金メッキ層のコバル
ト元素の含有率は、０．０１〜１重量％とした請求項１
に記載の摺動接触片。 - 【請求項３】 前記金−コバルト合金層の厚さは、０．
０３〜５μｍとした請求項１乃至請求項２のいずれかに
記載の摺動接触片。 - 【請求項４】 前記摺動接触片の前記金属片との摺接部
は平面状である請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
の摺動接触片。 - 【請求項５】 前記摺動接触片の前記金属片との摺接部
は曲面状である請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
の摺動接触片。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002127726A JP2003321794A (ja) | 2002-04-30 | 2002-04-30 | 絶縁材に設けた摺動接触片 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002127726A JP2003321794A (ja) | 2002-04-30 | 2002-04-30 | 絶縁材に設けた摺動接触片 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003321794A true JP2003321794A (ja) | 2003-11-14 |
Family
ID=29541704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002127726A Pending JP2003321794A (ja) | 2002-04-30 | 2002-04-30 | 絶縁材に設けた摺動接触片 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003321794A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100879794B1 (ko) * | 2006-12-22 | 2009-01-22 | 삼성전기주식회사 | 진동모터용 정류자, 진동모터 및 이에 사용되는 도금액 |
| CN104348065A (zh) * | 2014-09-19 | 2015-02-11 | 安庆市汇鑫电器有限公司 | 一种换向器云母板生产工艺 |
-
2002
- 2002-04-30 JP JP2002127726A patent/JP2003321794A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100879794B1 (ko) * | 2006-12-22 | 2009-01-22 | 삼성전기주식회사 | 진동모터용 정류자, 진동모터 및 이에 사용되는 도금액 |
| CN104348065A (zh) * | 2014-09-19 | 2015-02-11 | 安庆市汇鑫电器有限公司 | 一种换向器云母板生产工艺 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050107 |
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Effective date: 20060710 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061106 |