JP2010007593A - 2段式回転圧縮機 - Google Patents

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【課題】圧縮部のベーンの追従性を向上させることにより、圧縮効率を向上させた2段式回転圧縮機を提供する。
【解決手段】密閉容器1内に電動機構部2と、この電動機構部2により作動される圧縮機構部3とを有し、当該圧縮機構部3は外部から気体が導入されて中間圧に圧縮する1段目圧縮部4と、この中間圧の気体が導入されて所定の高圧に圧縮する2段目圧縮部5とから構成される。前記1段目圧縮部4において、シリンダ6内を偏心回転するローラ7に対しベーンスプリング8を介して当接する1段目ベーン9の背圧として、2段目圧縮部5により圧縮された吐出気体により高圧に加圧された密閉容器1内の潤滑油を作用させると共に、2段目圧縮部5におけるシリンダ10内を偏心回転するローラ11に対しベーンスプリング12を介して当接する2段目ベーン13の背圧として、当該2段目圧縮部5で圧縮された高圧の気体を作用させる。
【選択図】図1

Description

本発明は、2段式回転圧縮機において、圧縮部のベーンの追従性を向上させることにより圧縮効率を向上させた2段式回転圧縮機に関する。
従来、密閉容器の内部に上下2段の回転圧縮部を備え、外部から低圧の気体を1段目圧縮部に導入して圧縮することにより中間圧まで昇圧し、次いで中間圧の気体を2段目圧縮部に導入して圧縮することにより所定の高圧に昇圧し、この高圧気体を密閉容器外に排出して使用するようにした2段式回転圧縮機が知られている。
このような2段式回転圧縮機は、例えば図4に示すように密閉容器1内に電動機構部2と、この電動機構部2により作動される圧縮機構部3とを有し、当該圧縮機構部3は外部から気体が導入されて中間圧に圧縮する1段目圧縮部4と、この中間圧の気体が導入されて所定の高圧に圧縮する2段目圧縮部5とから構成されている。
前記1段目圧縮部4は、シリンダ6内を偏心回転するローラ7に、ベーンスプリング8を介して当接する1段目ベーン9が設けられている。又、前記2段目圧縮部5も同様に、シリンダ10内を偏心回転するローラ11に、ベーンスプリング12を介して当接する2段目ベーン13が設けられている。
前記1段目ベーン9の背面側に位置する1段目ベーン背面室14は、その後端部がプラグ14aにより閉塞されており、このプラグ14aと1段目ベーン9との間に前記ベーンスプリング8が介設されている。そして、1段目圧縮部4で圧縮された中間圧の気体の一部が、1段目ベーン背面室14内に流入して1段目ベーン9の背圧として作用するようにしてある。
前記2段目ベーン13の背面側に位置する2段目ベーン背面室15は、その後端部がプラグにより閉塞されずに開口しており、この開口端部と2段目ベーン13との間に前記ベーンスプリング12が介設されている。このため、2段目圧縮部4で高圧に圧縮された気体が密閉容器1内に吐出され、この高圧の気体によって2段目圧縮部5より高所に油面が位置する密閉容器1内の潤滑油が加圧される。この加圧された潤滑油の油圧が、2段目ベーン背面室15内に流入して2段目ベーン13の背圧として作用する。
上記の2段式回転圧縮機と類似する従来技術としては、例えば特許文献1、2等に開示されている。
特開2002−303284 特開2002−276578
上記従来の2段式回転圧縮機によると、1段目圧縮部4ではベーンスプリング8の付勢力と、当該1段目圧縮部4で圧縮した中間圧の吐出気体の圧力を背圧として作用させることで、1段目ベーン9を1段目圧縮部4のローラ7に当接させているが、背圧不足によりローラ7に対する1段目ベーン9の追従性が低下してローラ7から離隔するベーン飛びが発生することがある。このような事態が生じると、1段目圧縮部4での圧縮動作が不安定になるばかりか、圧縮効率の低下を招くことになる。
このようなベーン飛びを防ぐには、例えばベーンスプリング8のばね力を強くして1段目ベーン9に対する付勢力を増大させれば良いが、そのためにはベーンスプリング8の形状が大きくなって1段目ベーン背面室14に装着できなくなり、又ベーンスプリング8による付勢力が増大して、ローラ7に対する当接力が大き過ぎる、起動時にローラ7を損傷する等の不都合が生じる。
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解消するためになされ、ベーンスプリングのばね力を増大することなく、ベーンの追従性を向上させることにより圧縮効率を高めるようにした2段式回転圧縮機を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するための手段として、本発明の請求項1は、密閉容器内に電動機構部と、この電動機構部により作動される圧縮機構部とを有し、当該圧縮機構部は外部から気体が導入されて中間圧に圧縮する1段目圧縮部と、この中間圧の気体が導入されて所定の高圧に圧縮する2段目圧縮部とから構成され、前記1段目圧縮部においてシリンダ内を偏心回転するローラに対しベーンスプリングを介して当接する1段目ベーンの背圧として、前記2段目圧縮部により圧縮された吐出気体により高圧に加圧された前記密閉容器内の潤滑油を作用させると共に、前記2段目圧縮部におけるシリンダ内を偏心回転するローラに対しベーンスプリングを介して当接する2段目ベーンの背圧として、前記2段目圧縮部で圧縮された高圧の気体を作用させる2段式回転圧縮機を特徴とする。
本発明の請求項2は、請求項1の2段式回転圧縮機において、前記1段目ベーンは平板に形成されており、当該1段目ベーンが出入するガイド部において、面積が上端面より大きい側面側のクリアランスは、上端面側のクリアランスよりも大きく形成したことを特徴とする。
上記請求項1の発明によれば、密閉容器内に電動機構部と、この電動機構部により作動される1段目圧縮部及び2段目圧縮部から成る圧縮機構部とを備えた2段式回転圧縮機において、1段目圧縮部の1段目ベーンには、背圧として2段目圧縮部により圧縮された吐出気体により高圧に加圧された密閉容器内の潤滑油を作用させると共に、2段目圧縮部の2段目ベーンには、背圧として当該2段目圧縮部で圧縮された高圧の気体を作用させる構成であるから、1段目ベーン及び2段目ベーンにはいずれも高圧の背圧が作用することになる。これにより、1段目ベーン及び2段目ベーンの追従性を向上させて圧縮効率を高めることができる。
上記請求項2の発明によれば、前記1段目ベーンは平板に形成されており、当該1段目ベーンが出入するガイド部において、面積が上端面より大きい側面側のクリアランスは、上端面側のクリアランスよりも大きく形成したので、1段目ベーン背面室の潤滑油を1段目圧縮部4の回転部に供給し易くなる。そして、1段目ベーンの上端面より面積の大きい側面が潤滑油により充分覆われるため、1段目ベーンの追従性を向上させることができ、且つ回転部におけるシール性が向上して圧縮効率を高めることができる。
次に、本発明の実施形態に付いて添付図面を参照しながら説明する。図1は、本発明に係る2段式回転圧縮機の実施形態を示す概略縦断面図である。図2は、図1における2段式回転圧縮機の圧縮経路を説明するための概略縦断面図である。尚、図4に示す従来の2段式回転圧縮機と実質的に同じ構成部材は、前記と同じ符号を付けて説明する。
図1、2において、1は鋼板製の密閉容器であり、円筒状に形成された本体1aと、この本体1aの上端部に取り付けた略椀状の蓋体1bと、本体1aの下端部に取り付けた略椀状の底体1cとから構成されている。この密閉容器1内の上部には電動機構部2が配設されると共に、下部には当該電動機構部2により作動される圧縮機構部3が配設されている。
上記電動機構部2は、密閉容器1の本体1aの内壁面に固定された固定子2aと、この固定子2aの中央空間部に回転可能に配設された回転子2bとを備え、当該回転子2bは中心軸を通って鉛直方向に下延する回転軸16に固定されている。
前記圧縮機構部3は、図1に示すように1段目圧縮部4の上に中間仕切板19を介して2段目圧縮部5を配置し、この2段目圧縮部5の上には上支持部材17を、1段目圧縮部4の下には下支持部材18をそれぞれ配置して、これらを複数本の通しボルト3a(図では1本示されている)で固定して一体化することにより構成されている。更に、上支持部材17の上には上カバー20が、下支持部材18の下には下カバー21がそれぞれ複数本のボルトにより取り付けられている。
このように構成された圧縮機構部3は、前記容器本体1の本体1aの内壁面に固定され、前記回転軸16の下延部が軸回転可能に嵌挿されている。この回転軸16は、下延部の上方部分が前記上支持部材17の中央部に形成した円筒状の軸受け部17aに軸受けされると共に、下方部分が前記下支持部材18の中央部に形成した円筒状の軸受け部18aに軸受けされている。
又、回転軸16の下延部のほぼ中央部分には、偏心部16a、16bが位相をずらして上下に取り付けられ、上位の偏心部16aにはローラ11が嵌装されて2段目圧縮部5のシリンダ10内を偏心回転し、下位の偏心部16bにはローラ7が嵌装されて1段目圧縮部4のシリンダ6内を偏心回転する。
1段目圧縮部4は、図3のようにシリンダ6の一部に1段目ベーン9がベーンスプリング8を介して取り付けられ、このベーンスプリング8の付勢力によりローラ7に当接するようになっている。この場合、1段目ベーン背面室14は後端部が開口しており、背圧として密閉容器1内に溜められている潤滑油が作用する。この潤滑油の表面レベルは、前記上カバー20の上面とほぼ一致する高さとする。
2段目圧縮部5は、シリンダ10の一部に2段目ベーン13がベーンスプリング12を介して取り付けられ、このベーンスプリング12の付勢力によりローラ11に当接するようになっている。この場合、2段目ベーン背面室15は後端部がプラグ22により閉塞されており、背圧として2段目圧縮部5で圧縮された高圧の気体が作用する。即ち、2段目圧縮部5で圧縮した高圧気体は、前記上支持部材17の軸受け部17aの周囲に設けた吐出消音室17bに吐出され、この高圧気体の一部が吐出消音室17bから2段目ベーン背面室15に通じる連通路17cを通って流入することで背圧として作用する。
図3に示すように、背圧として潤滑油が作用する1段目ベーン9は、前記シリンダ6に形成されたスリット孔6aに沿って出入するようにしてある。このスリット孔6aの上には前記中間仕切板19が位置し、スリット孔6aの下には前記下支持部材18が位置している。これにより、スリット孔6aと中間仕切板19の下面と下支持部材18の上面とで囲まれた四角孔状のガイド部23が形成され、このガイド部23により誘導されて1段目ベーン9が出入することになる。
1段目ベーン9は、出入方向から見た側面部が横長の矩形を呈する平板に形成されており、この1段目ベーン9が出入するガイド部23において、面積が上端面より大きい側面側のクリアランスは、上端面側のクリアランスよりも大きく形成してある。ここで、側面側のクリアランスは、前記スリット孔6aの幅寸法から1段目ベーン9の板厚寸法を差し引いた大きさの隙間であり、上端面側のクリアランスは、ガイド部23における1段目ベーン9の上端面と、中間仕切板19の下面との間に生じる隙間のことである。
図2に示すように、前記密閉容器1の本体1aの側面下部にはスリーブS1、S2、S3が取り付けられ、スリーブS1は前記下支持部材18に形成されている吸込口18bに連通しており、この吸込口18bは連通路18cを介して1段目圧縮部4のシリンダ6に形成された連通路6bに連通し、更にこの連通路6bを介してシリンダ6の内部に連通している。
前記スリーブS2は、下支持部材18に形成されている吐出口18dに連通しており、この吐出口18dは連通路18eを介して前記軸受け部18aの周囲に形成されている吐出消音室18fに連通している。
前記スリーブS1には冷媒導入管24の一端が挿入接続され、スリーブS2には冷媒吐出管25の一端が挿入接続され、この冷媒吐出管25の他端は前記スリーブS3に挿入接続される。当該スリーブS3は、前記上支持部材17に形成されている吸込口17dに連通しており、この吸込口17dは連通路17eを介して2段目圧縮部5のシリンダ10に形成された連通路10aに連通し、更にこの連通路10aを介してシリンダ10の内部(低圧室)に連通している。又、前記密閉容器1の本体1aの側面上部にはスリーブS4が取り付けられ、このスリーブS4に冷媒吐出管26が挿着されている。
前記上カバー20には吐出孔20aが設けられて、前記上支持部材17の吐出消音室17bに連通しており、2段目圧縮部5で高圧に圧縮された冷媒が吐出消音室17bを経て吐出孔20aから密閉容器1内に吐出される。
このような構成により、前記冷媒導入管24から密閉容器1内に導入される冷媒は、下支持部材18の吸込口18bから吸い込まれて1段目圧縮部4で中間圧に圧縮され、吐出消音室18fを経て吐出口18dから冷媒吐出管25に吐出される。冷媒吐出管25に吐出された中間圧の冷媒は、再度密閉容器1内に導入されると共に上支持部材17の吸込口17dから吸い込まれて2段目圧縮部5で高圧に圧縮され、吐出消音室17bを経て上カバー20の吐出孔20aから密閉容器1内に吐出される。密閉容器1内に吐出された高圧の冷媒は、前記電動機構部2の隙間を通って上方領域に移動し、前記冷媒吐出管26から密閉容器1外に吐出される。密閉容器1外に吐出された高圧冷媒は、図示を省略した例えば冷凍回路に供給される。
前記密閉容器1の蓋体1bの頂面中央部にはターミナル27が装着されており、図示は省略したがこのターミナル27の外部端子に電源側のコードを接続し、密閉容器1内においてはターミナル27の内部端子と前記電動機構部2の固定子2aとがリード線を介して電気接続される。尚、28はターミナル27の保護ケースであり、図示しないカバーを取り付けて保護する。
前記回転軸16の下端部には潤滑油吸い上げ部材29が取り付けられ、密閉容器1内の底部に溜まる潤滑油を吸い上げる。この潤滑油吸い上げ部材29により吸い上げられた潤滑油は、回転軸16に設けられている軸孔16cに沿って上昇し、この軸孔16cから回転軸16の外周面に抜けるように設けられた複数の通孔16dから流出して圧縮機構部3の回転部等に給油される。これにより、圧縮機構部3の回転部等を潤滑できるようにしてある。
本発明に係る2段式回転圧縮機は上記のように構成され、前記電動機構部2に通電して回転子2bを回転させると、回転軸16の軸回転によって圧縮機構部3を作動させることができる。そして、図示は省略したが、例えば冷媒回路等から戻される冷媒を前記冷媒導入管24から密閉容器1に導入すると、下支持部材18の吸込口18bから吸い込まれて下支持部材18の連通路18c及びシリンダ10の連通路6bを通って1段目圧縮部4に送り込まれ、当該1段目圧縮部4によって中間圧に圧縮される。
中間圧に圧縮された冷媒は、前記のように冷媒吐出管25により一旦密閉容器1外に吐出された後、再び密閉容器1内に導入され、上支持部材17の吸込口17dから吸い込まれて上支持部材17の連通路17e及びシリンダ10の連通路10aを通って2段目圧縮部5に送り込まれ、当該2段目圧縮部5によって高圧に圧縮される。
高圧に圧縮された冷媒は、前記のように上支持部材17の吐出消音室17b及び上カバー20の吐出孔20aを経て密閉容器1内に吐出される。この時、前記のように1段目圧縮部4における1段目ベーン背面室14は後端部が開口しているため、背圧として密閉容器1内に溜められている潤滑油が作用する。この潤滑油は密閉容器1内に吐出された高圧の冷媒により加圧されるため、この高圧に加圧された潤滑油が1段目ベーン背面室14に背圧として作用する。
これにより、1段目ベーン9は背圧として高圧の油圧が作用することとなり、この背圧がベーンスプリング8の付勢力に付加する結果、ローラ7に対する追従性が向上し、当該ローラ7から離隔するベーン飛びを防ぐことができる。
又、1段目ベーン9は、前記のように側面部のクリアランスを上端面部のクリアランスより大きく形成してあるため、1段目ベーン背面室14の潤滑油を1段目圧縮部4の回転部に供給し易くなる。そして、1段目ベーン9の上端面より面積の大きい側面が潤滑油により充分覆われるため、1段目ベーン9の追従性を向上させることができ、且つ回転部におけるシール性が向上して圧縮効率を高めることができる。
一方、2段目圧縮部5における2段目ベーン背面室15の後端部はプラグ22により閉塞されているため、背圧として高圧の油圧が作用することはない。この場合は、前記のように上支持部材17の吐出消音室17bに吐出された高圧の冷媒の一部が、連通路17cを介して2段目ベーン背面室15に流入することで背圧として作用する。
これにより、2段目ベーン13は背圧として高圧の冷媒が作用することとなり、この背圧がベーンスプリング12の付勢力に付加する結果、ローラ11に対する追従性が向上し、当該ローラ11から離隔するベーン飛びを防ぐことができる。
上記のように1段目圧縮部4の1段目ベーン9には、背圧として2段目圧縮部5により圧縮された吐出冷媒により高圧に加圧された密閉容器1内の潤滑油を作用させると共に、2段目圧縮部5の2段目ベーン13には、背圧として当該2段目圧縮部5で圧縮された高圧の冷媒を作用させるので、1段目ベーン9及び2段目ベーン13にはいずれも高圧の背圧が作用することになる。これにより、1段目ベーン9及び2段目ベーン13の追従性が向上して圧縮効率を高めることができる。特に、冷媒がCOの場合は、他の冷媒より高圧になるため適している。
本発明は、2段式回転圧縮機に適用することができ、構成上僅かな変更を加えるだけで容易に実施することができる。
本発明に係る2段式回転圧縮機の実施形態を示す概略縦断面図である。 図1における2段式回転圧縮機の圧縮経路を説明するための概略縦断面図である。 図1における2段式回転圧縮機の1段目圧縮部の概略横断面図である。 従来の2段式回転圧縮機を示す概略縦断面図である。
符号の説明
1 密閉容器
2 電動機構部
3 圧縮機構部
4 1段目圧縮部
5 2段目圧縮部
6 シリンダ
6a スリット孔
7 ローラ
8 ベーンスプリング
9 1段目ベーン
10 シリンダ
11 ローラ
12 ベーンスプリング
13 2段目ベーン
14 1段目ベーン背面室
15 2段目ベーン背面室
16 回転軸
17 上支持部材
18 下支持部材
19 中間仕切板
20 上カバー
21 下カバー
22 プラグ
23 ガイド部
24 冷媒導入管
25、26 冷媒吐出管
27 ターミナル
28 保護ケース
29 潤滑油吸い上げ部材

Claims (2)

  1. 密閉容器内に電動機構部と、この電動機構部により作動される圧縮機構部とを有し、当該圧縮機構部は外部から気体が導入されて中間圧に圧縮する1段目圧縮部と、この中間圧の気体が導入されて所定の高圧に圧縮する2段目圧縮部とから構成され、前記1段目圧縮部においてシリンダ内を偏心回転するローラに対しベーンスプリングを介して当接する1段目ベーンの背圧として、前記2段目圧縮部により圧縮された吐出気体により高圧に加圧された前記密閉容器内の潤滑油を作用させると共に、前記2段目圧縮部におけるシリンダ内を偏心回転するローラに対しベーンスプリングを介して当接する2段目ベーンの背圧として、前記2段目圧縮部で圧縮された高圧の気体を作用させることを特徴とする2段式回転圧縮機。
  2. 前記1段目ベーンは平板に形成されており、当該1段目ベーンが出入するガイド部において、面積が上端面より大きい側面側のクリアランスは、上端面側のクリアランスよりも大きく形成したことを特徴とする請求項1に記載の2段式回転圧縮機。
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