JP2004090859A - 列車制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】軌道間短絡器3の前方にある信号受信手段6によって信号送信器4が出力する列車制御信号を受信しながら、軌道間短絡器3の後方にある信号受信手段8によって列車制御信号の信号帯域内に存在する雑音信号を受信し、信号電力比較手段10によってその都度信号電力と雑音電力の比を検出する。検出された信号対雑音比は、情報送信手段11および情報受信手段12によって車上側から地上側の軌道回路の閉塞区間ごとに設けられた信号送信器4へ伝え、信号送信器4は、検出された信号対雑音比に応じて送信電力を適正なレベルへ調整する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、列車制御信号により列車の運転条件を制御する信号系統において、信号対雑音比を検出することによって適正な信号伝送品質を維持する列車制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図7は、例えば特開平11−115760号公報に示された従来の自動列車制御装置(ATC:Automatic Train Control)を示す構成図である。図7において、2は列車、25はこの列車2に取り付けられた信号受信手段であるアンテナ、26は列車制御信号を受信し信号判別を行うATC受信器、27は車軸の回転より得られる走行速度とATC受信器26より得られる列車制御信号に基づく目標速度からブレーキ出力指令を制御する制御装置、Sは列車制御信号を出力する信号送信器である。
【0003】
次に、図7に示した従来装置の動作について説明する。信号送信器Sは、路線上の閉塞区間ごと、あるいは信号出力切替器によって送信点を切替える方式では複数の閉塞区間ごとに配され、軌道回路に列車制御信号電流を出力する。列車2は、走行しながら列車前方に取り付けられた信号受信手段25により列車制御信号を受信し、信号伝送用に変調された信号をATC受信器26で復調する。制御装置27は、地上側の信号送信器Sが送ってきた列車制御情報に基づき、規定の時点あるいは在線位置点ごとに走行すべき目標速度を定め、車軸の回転より得られる走行速度と照査することによって必要なブレーキ指令を出力する。信号送信器Sは、列車制御信号を軌道回路ごとにあらかじめ定められた送信電力で軌道回路へ出力する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の列車制御装置は、列車前方に取り付けられた信号受信手段25で列車制御信号を受信するものの、列車制御信号帯域の雑音電力を計測する手段がなく、信号伝送品質に影響を及ぼす信号対雑音比を全線にわたって常に正確に把握することが困難であった。
【0005】
従来装置で信号対雑音比を測定する場合、試験走行を実施して列車前方の信号受信手段25と列車後方の信号受信手段25に個別に帯域制限手段および信号強度計測器を取り付け、前方と後方の受信強度変化を突き合わせて比較する確認作業を実施する必要があった。
【0006】
また、設備の劣化、天候条件やその他伝送条件の変化等によって地上側の信号送信器Sからの信号電力の低下、軌道回路における伝送状態の劣化が発生し信号対雑音比が低下しても、地上側の信号送信器は車上側と独立して稼動しているため、車上側の信号対雑音比が低下している事象の検知が困難であった。
【0007】
信号対雑音比が低下すると、信号の誤検出あるいは情報の誤り率が高くなるなど列車制御信号の伝送品質が劣化し、正常な列車運行に支障の生じる恐れがある。信号対雑音比が低下していることが検知できれば、点検保全作業の発動、あるいは信号送信器の出力電力を強めるように調整することができる。
【0008】
また、信号対雑音比が適正でなければ適正な伝送条件となるように信号送信器Sの出力電力を調整することができる。
【0009】
このように従来装置は、通常、運転中に信号対雑音比を常時検出できなく、信号対雑音比に応じて地上側の信号送信器Sの送信電力を適正な状態に調整する手段がないという問題点があった。
【0010】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、通常運転中に信号対雑音比を常時検出し、信号対雑音比に応じて地上側の信号送信器の送信電力を調整可能にすることができる列車制御装置を得ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る列車制御装置は、列車制御信号により列車の運転条件を制御する列車制御装置において、車上側に、軌道間短絡器の前方にあって、進行方向前方の地上に設置された信号送信器からの列車制御信号を受信する第1の信号受信手段と、前記第1の信号受信手段により受信された列車制御信号が使用する信号帯域の周波数成分を抽出する第1の信号帯域制限手段と、前記軌道間短絡器の後方にあって、当該軌道間短絡器により伝送遮断された無信号状態の雑音信号を受信する第2の信号受信手段と、前記第2の信号受信手段により受信された列車制御信号が使用する信号帯域の雑音成分を抽出する第2の信号帯域制限手段と、前記第1の信号帯域制限手段の出力と前記第2の信号帯域制限手段の出力とから信号対雑音比を得る信号電力比較手段と、前記信号電力比較手段からの信号対雑音比の情報を前記信号送信器に送信する情報送信手段とを備え、前記信号送信器は、前記信号電力比較手段からの信号対雑音比の情報に基づいて列車制御信号の送信電力の制御を行うことを特徴とするものである。
【0012】
また、前記信号電力比較手段は、前記第1の信号帯域制限手段の出力を、前記第1の信号受信手段と前記第2の信号受信手段の離隔長に該当する走行時時間あるいは走行距離分遅延させる信号遅延手段と、前記第2の信号帯域制限手段の出力の高周波成分を除去し平滑化させる信号平滑化手段と、前記信号遅延手段からの出力信号と前記信号平滑化手段からの出力信号とに基づいて信号対雑音比を得る信号除算手段とを備えたことを特徴とするものである。
【0013】
また、前記情報送信手段からの信号対雑音比の情報を受信に基づいて当該信号対雑音比の時間的変化あるいは走行距離的変化を記録する信号対雑音比記録手段と、前記情報送信手段からの信号対雑音比が規定の信号対雑音比から外れた場合に警報を出力する警報手段とを地上側に設置したことを特徴とするものである。
【0014】
また、前記信号電力比較手段からの信号対雑音比の情報に基づいて当該信号対雑音比の時間的変化あるいは走行距離的変化を記録する信号対雑音比記録手段と、信号対雑音比が規定の信号対雑音比から外れた場合に警報を出力する警報手段とを車上側に設置したことを特徴とするものである。
【0015】
さらに、他の発明に係る列車制御装置は、列車制御信号により列車の運転条件を制御する列車制御装置において、車上側に、軌道間短絡器の前方にあって、進行方向前方の地上に設置された信号送信器からの列車制御信号を受信する信号受信手段と、前記信号受信手段により受信された列車制御信号が使用する信号帯域の周波数成分を抽出する信号帯域制限手段と、雑音電力を予め設定してなる雑音電力設定手段と、前記信号帯域制限手段の出力と前記雑音電力設定手段に設定された雑音電力とから信号対雑音比を得る信号電力比較手段と、前記信号電力比較手段からの信号対雑音比の情報を前記信号送信器に送信する情報送信手段とを備え、前記信号送信器は、前記信号電力比較手段からの信号対雑音比の情報に基づいて列車制御信号の送信電力の制御を行うことを特徴とするものである。
【0016】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る列車制御装置を示す構成図である。図1において、1は軌道回路、2は列車、3は車輪および車軸で構成される軌道間短絡器、4は軌道回路1へ列車制御信号および列車在線検知信号を出力する信号送信器、5は列車2が当該軌道回路1内に進入してきた際に軌道間短絡器3によって列車在線検知信号が遮断され信号レベルが変化することを検出することによって列車在線を検知する列車在線検知器、6は軌道間短絡器3の前方にあって信号送信器4が出力する列車制御信号を受信する信号受信手段、7は列車制御信号が使用する信号帯域の周波数成分を抽出する信号帯域制限手段である。
【0017】
また、8は軌道間短絡器3の後方にあって、信号送信器4が出力する列車制御信号が軌道間短絡器3によって遮断された無信号状態での雑音信号を受信する信号受信手段、9は信号帯域制限手段7と同じく列車制御信号が使用する信号帯域の周波数成分を抽出する信号帯域制限手段、10は軌道間短絡器3の前方で受信する列車制御信号電力と軌道間短絡器3の後方で受信する雑音信号電力から信号対雑音比を出力する信号電力比較手段、11は得られた信号対雑音比を伝達情報の形で車上側から地上側へ伝送する情報送信手段、12は情報送信手段11から送られた信号対雑音比の情報を受信する情報受信手段である。
【0018】
上記のように構成された列車制御装置においては、軌道間短絡器3の前方にある信号受信手段6によって信号送信器4が出力する列車制御信号を受信しながら、軌道間短絡器3の後方にある信号受信手段8によって列車制御信号の信号帯域内に存在する雑音信号を受信し、信号電力比較手段10によってその都度信号電力と雑音電力の比を検出することができる。
【0019】
信号電力比較手段10によって検出された信号対雑音比は、情報送信手段11および情報受信手段12によって車上側から地上側の軌道回路の閉塞区間ごとに設けられた信号送信器4へ伝えることができる。従って、信号送信器4は、車上側で検出された信号対雑音比情報を基にして送信電力を適正なレベルへ調整し、信号の伝送品質を適正に確保することができる。
【0020】
図2は、信号電力比較手段10の具体的な構成を示したものである。図2において、13は走行時間に応じた信号変化あるいは走行距離に応じた信号変化を、軌道間短絡器3の前方に配する信号受信手段6と軌道間短絡器3の後方に配する信号受信手段8の離隔長に該当する走行時時間あるいは走行距離分遅延させる信号遅延手段、14は受信信号の高周波成分を除去し平滑化させる信号平滑化手段、15は信号遅延手段13からの出力信号と信号平滑化手段14からの出力信号との電力比を得る信号除算手段である。
【0021】
軌道間短絡器3の前方に配する信号受信手段6で受信する信号は、図3に符号16に示すような時間変化あるいは距離変化を伴う。軌道回路ごとに配された信号送信器4に接近するに従い受信電力が大きくなり、信号送信器4を通過すると軌道回路の信号減衰により低下した信号電力を受信する。
【0022】
また、軌道間短絡器3の後方に配する信号受信手段8で受信する信号は、図3に符号17に示すような軌道回路境界ごとに鋭いピークを持った信号の時間変化あるいは距離変化を伴う。通常は、軌道間短絡器3によって信号が短絡されているが、軌道間短絡器3が軌道回路の境界を通過し、軌道間短絡器3が存在する軌道回路と信号受信手段8の直下の軌道回路が別になった瞬間、軌道間短絡器3が存在する軌道回路後方の信号送信器4より正規の信号を受信する。
【0023】
軌道間短絡器3の前方に配する信号受信手段6で受信する信号を信号遅延手段13によって遅延させた信号は、図3に符号18に示すように、軌道間短絡器3の後方に配する信号受信手段8で受信する信号と時間軸あるいは距離軸が一致したものとなる。別の方法としては、軌道間短絡器3の後方に配する信号受信手段8で受信する信号の方を、離隔長に該当する走行時時間あるいは走行距離分進めさせて時間軸あるいは距離軸を軌道間短絡器3の前方に配する信号受信手段6で受信する信号へ一致させてもよい。
【0024】
さらに、軌道間短絡器3の後方に配する信号受信手段8で受信する信号を信号平滑化手段14によって当該信号を除去すると、図3に符号19に示すように、無信号状態で受信する信号となる。
【0025】
その結果、上記信号遅延手段13からの出力信号と信号平滑化手段14からの出力信号の電力比を信号除算手段15によって信号対雑音比として得ることができる。
【0026】
このようにして得られた信号対雑音比の情報は、車上側の情報送信手段11および地上側の情報受信手段12によって信号送信器4へ送られ、信号送信器4は、適切な送信電力を出力するように調整することができる。
【0027】
実施の形態2.
図4は、この発明の実施の形態2に係る列車制御装置を示す構成図である。図4において、図1に示す実施の形態1と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号として、20は信号対雑音比の時間的変化あるいは走行距離的変化を記録する信号対雑音比記録手段、21は規定の信号対雑音比から外れた場合に警報を出力する警報手段である。
【0028】
信号電力比較手段10で得られた信号対雑音比の情報は、車上側の情報送信手段11および地上側の情報受信手段12によって地上側の信号対雑音比記録手段20へ送られ、信号対雑音比の時間的変化あるいは走行距離的変化が記録され、あるいは警報手段21によって規定の信号対雑音比から外れた場合に警報が出力される。
【0029】
従って、設備管理者は、信号対雑音比の経時変化あるいは警報に基づいて、点検保全作業を実施し、あるいは信号送信器4の出力電力を調整することができる。
【0030】
実施の形態3.
図5は、この発明の実施の形態3に係る列車制御装置を示す構成図である。図5において、図1に示す実施の形態1と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号として、22は信号対雑音比の時間的変化あるいは走行距離的変化を記録する車上側に設置された信号対雑音比記録手段、23は規定の信号対雑音比から外れた場合に警報を出力する車上側に設置された警報手段である。
【0031】
信号電力比較手段10で得られた信号対雑音比の情報は、車上側の信号対雑音比記録手段20へ送られ、信号対雑音比の時間的変化あるいは走行距離的変化が記録され、あるいは警報手段21によって規定の信号対雑音比から外れた場合に警報が出力される。
【0032】
従って、設備管理者は、車上側の信号対雑音比の経時変化あるいは警報によって、点検保全作業を実施し、あるいは信号送信器の出力電力を調整することができる。
【0033】
実施の形態4.
図6は、この発明の実施の形態4に係る列車制御装置を示す構成図である。図6において、図1に示す実施の形態1と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号として、24は車輪および車軸によって機能する軌道間の信号短絡器により伝送遮断されて無信号となる雑音電力を規定値として予め設定してなる雑音電力設定手段、10Aは信号帯域制限手段7の出力と雑音電力設定手段24に設定された雑音電力とから信号対雑音比を得る信号電力比較手段である。
【0034】
この実施の形態4によれば、信号対雑音比を出力する信号電力比較手段10Aの入力の一方である雑音信号電力を、従来の測定で積み重ねた情報より規定値として予め設定することで装置の簡便化を図ることができる。
【0035】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、通常運転中に信号対雑音比を常時検出し、信号対雑音比に応じて地上側の信号送信器の送信電力を調整可能にすることができる。
【0036】
また、信号電力比較手段を、第1の信号帯域制限手段の出力を、第1の信号受信手段と第2の信号受信手段の離隔長に該当する走行時時間あるいは走行距離分遅延させる信号遅延手段と、第2の信号帯域制限手段の出力の高周波成分を除去し平滑化させる信号平滑化手段と、信号遅延手段からの出力信号と信号平滑化手段からの出力信号とに基づいて信号対雑音比を得る信号除算手段とにより構成したので、適切な信号対雑音比の情報を得ることができる。
【0037】
また、情報送信手段からの信号対雑音比の情報を受信に基づいて当該信号対雑音比の時間的変化あるいは走行距離的変化を記録する信号対雑音比記録手段と、情報送信手段からの信号対雑音比が規定の信号対雑音比から外れた場合に警報を出力する警報手段とを地上側に設置したので、信号対雑音比の経時変化あるいは警報に基づいて、点検保全作業を実施すると共に、信号送信器の出力電力を調整することができる。
【0038】
また、信号電力比較手段からの信号対雑音比の情報に基づいて当該信号対雑音比の時間的変化あるいは走行距離的変化を記録する信号対雑音比記録手段と、信号対雑音比が規定の信号対雑音比から外れた場合に警報を出力する警報手段とを車上側に設置したので、車上側の信号対雑音比の経時変化あるいは警報によって、点検保全作業を実施すると共に、信号送信器の出力電力を調整することができる。
【0039】
さらに、雑音電力を予め設定してなる雑音電力設定手段を備え、信号帯域制限手段の出力と雑音電力設定手段に設定された雑音電力とから信号対雑音比を得るようにしたので、従来の測定で積み重ねた情報より定めた雑音電力を規定値とすることで装置の簡便化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1に係る列車制御装置の構成図である。
【図2】図1の信号電力比較手段の構成図である。
【図3】図1の軌道間短絡器3の前方で受信する列車制御信号電力と軌道間短絡器3の後方で受信する雑音信号電力の時間的あるいは走行距離的変化の一例である。
【図4】この発明の実施の形態2に係る列車制御装置の構成図である。
【図5】この発明の実施の形態3に係る列車制御装置の構成図である。
【図6】この発明の実施の形態4に係る列車制御装置の構成図である。
【図7】従来例に係る列車制御装置の構成図である。
【符号の説明】
1 軌道回路、2 列車、3 軌道間短絡器、4 信号送信器、5 列車在線検知器、6 信号受信手段、7 信号帯域制限手段、8 信号受信手段、9 信号帯域制限手段、10,10A 信号電力比較手段、11 情報送信手段、12情報受信手段、13 信号遅延手段、14 信号平滑化手段、15 信号除算手段、16 軌道間短絡器3の前方に配する信号受信手段6で受信する信号、17 軌道間短絡器3の後方に配する信号受信手段8で受信する信号、18 信号16の遅延信号、19 信号17の平滑化信号、20,22 信号対雑音比記録手段、21,23 警報手段、24 雑音電力設定手段。
Claims (5)
- 列車制御信号により列車の運転条件を制御する列車制御装置において、
車上側に、
軌道間短絡器の前方にあって、進行方向前方の地上に設置された信号送信器からの列車制御信号を受信する第1の信号受信手段と、
前記第1の信号受信手段により受信された列車制御信号が使用する信号帯域の周波数成分を抽出する第1の信号帯域制限手段と、
前記軌道間短絡器の後方にあって、当該軌道間短絡器により伝送遮断された無信号状態の雑音信号を受信する第2の信号受信手段と、
前記第2の信号受信手段により受信された列車制御信号が使用する信号帯域の雑音成分を抽出する第2の信号帯域制限手段と、
前記第1の信号帯域制限手段の出力と前記第2の信号帯域制限手段の出力とから信号対雑音比を得る信号電力比較手段と、
前記信号電力比較手段からの信号対雑音比の情報を前記信号送信器に送信する情報送信手段と
を備え、
前記信号送信器は、前記信号電力比較手段からの信号対雑音比の情報に基づいて列車制御信号の送信電力の制御を行う
ことを特徴とする列車制御装置。 - 請求項1に記載の列車制御装置において、
前記信号電力比較手段は、
前記第1の信号帯域制限手段の出力を、前記第1の信号受信手段と前記第2の信号受信手段の離隔長に該当する走行時時間あるいは走行距離分遅延させる信号遅延手段と、
前記第2の信号帯域制限手段の出力の高周波成分を除去し平滑化させる信号平滑化手段と、
前記信号遅延手段からの出力信号と前記信号平滑化手段からの出力信号とに基づいて信号対雑音比を得る信号除算手段と
を備えたことを特徴とする列車制御装置。 - 請求項1または2に記載の列車制御装置において、
前記情報送信手段からの信号対雑音比の情報を受信に基づいて当該信号対雑音比の時間的変化あるいは走行距離的変化を記録する信号対雑音比記録手段と、前記情報送信手段からの信号対雑音比が規定の信号対雑音比から外れた場合に警報を出力する警報手段とを地上側に設置した
ことを特徴とする列車制御装置。 - 請求項1または2に記載の列車制御装置において、
前記信号電力比較手段からの信号対雑音比の情報に基づいて当該信号対雑音比の時間的変化あるいは走行距離的変化を記録する信号対雑音比記録手段と、信号対雑音比が規定の信号対雑音比から外れた場合に警報を出力する警報手段とを車上側に設置した
ことを特徴とする列車制御装置。 - 列車制御信号により列車の運転条件を制御する列車制御装置において、
車上側に、
軌道間短絡器の前方にあって、進行方向前方の地上に設置された信号送信器からの列車制御信号を受信する信号受信手段と、
前記信号受信手段により受信された列車制御信号が使用する信号帯域の周波数成分を抽出する信号帯域制限手段と、
雑音電力を予め設定してなる雑音電力設定手段と、
前記信号帯域制限手段の出力と前記雑音電力設定手段に設定された雑音電力とから信号対雑音比を得る信号電力比較手段と、
前記信号電力比較手段からの信号対雑音比の情報を前記信号送信器に送信する情報送信手段と
を備え、
前記信号送信器は、前記信号電力比較手段からの信号対雑音比の情報に基づいて列車制御信号の送信電力の制御を行う
ことを特徴とする列車制御装置。
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