JP3538988B2 - 角度センサ - Google Patents
角度センサInfo
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Description
いた角度センサに関する。
されている角度センサ50を図9を用いて説明する。図
9は従来の角度センサ50の断面図である。
軸受部材1a、1bにより軸受された回転軸2と、前記
回転軸2の軸方向上に配置された磁電変換素子3と、回
転軸2に取り付けられた磁石4と、バックヨ−ク5と、
端子6と、回転軸2から延出された検出ロッド7とがケ
−ス8に収納された構成を有している。以下に各構成部
分を詳しく説明する。
軸受保持部8bと仕切部8cとを有するケ−ス本体8d
と、フランジ8eとからなる。底部8aにはバックヨ−
ク5が取り付けられており、さらに磁電変換素子3が載
置され、電気信号を入出力するための端子6が取り付け
られている。円筒形状を有する軸受保持部8bはその内
径が、軸受部材1a、1bの外輪9a、9bの外径と略
同一の寸法であり、仕切部8cの内径は軸受部材1a、
1bの外輪9a、9bの外径より小さい。フランジ8e
の内径の中心には、回転軸2が挿通可能な穴8fが形成
されている。
が、あらかじめ接着剤により取り付けられた中間リング
10を挟んで二個の軸受部材1a、1bの内輪11a、
11bが接着されることにより取り付けられている。二
個の軸受部材1a、1bの外輪は、ケ−ス本体8dの軸
受保持部8bと仕切部8cに接着されている。接着剤が
硬化する前に、軸受部材1bの外輪9bが、フランジ8
eによりケ−ス本体8dに圧接され、ボルト14、14
によりフランジ8eがケ−ス本体8dに固定される。し
たがって、圧接する力により、軸受部材1bの外輪9
b、軸受部材1bの内輪11b、中間リング10、軸受
部材1aの内輪11a、軸受部材1aの外輪9a、仕切
部8cが順番に押されることにより、軸受部材1a、1
bがスラスト方向に予圧を加えられて、回転軸2が軸受
されている。
らせて、回転軸2の一端に取り付けられている。検出ロ
ッド7は、その一端が回転軸2の端部に取り付けられ、
その他端には、被検出体(図示せず)との摩擦抵抗を小
さくするためのロ−ラ13が取り付けられている。
とは、多数個の球状あるいは円柱形状を有する転がり部
材12が、外輪9aと内輪11aとの間に保持されてお
り、外輪9aが内輪11aに対してほとんど抵抗無く回
転できる構造を有する軸受用の部品である。
厚が薄い被検出体の肉厚を検出する装置に応用され、以
下に説明するように動作する。
体の肉厚を検知する検知台(図示せず)に、略1kgf
の圧力で押圧されている。被検出体が検出ロッド7の先
端に取り付けられたロ−ラ13と検知台(図示せず)と
の間に移動すると、検出ロッド7の先端が検出台から離
れるように移動する。検出ロッド7は回転軸2に固定さ
れているので、回転軸2に回転モ−メントが作用して約
0.2度回転する。そして回転軸2の先端に接続されて
いる磁石4が回転するので、磁石4に対向してケ−ス底
部8aに載置されている磁電変換素子3に印加される磁
場の強さが変わる。この磁場の強さの変化に応じて、磁
電変換素子3の抵抗値が変化するので、検出ロッド7の
先端の移動量が回転軸2の回転角度に変換され、電圧変
化として端子6から出力される。
度を向上させるために、磁石5から発せられる磁力線を
収束させるように設けられている。
角度センサは、回転軸の一方が二個の軸受部材で保持さ
れ、回転軸の他方に取り付けられた検出ロッドが回転軸
を回転させるようにはたらく。二個の軸受部材により軸
受されている回転軸に、検出ロッドからモ−メントが作
用すると、軸受されている部分の中間点を中心にして、
回転軸の方向を変えるように作用するので、回転軸は軸
を中心にして回転するとともに、回転軸の方向も変化す
る。通常の角度センサには、軸受部材としてラジアル球
軸受が用いられるが、ラジアル球軸受の内輪の外輪に対
する遊びは20〜30μmである。しかし回転軸が二個
の軸受部材により保持されているので、回転軸の検出ロ
ッドが取り付けられている他端に、回転軸の伸張方向に
対して直角に力が加わった場合、二個の軸受部材の取り
付け位置の中間点を中心にして、回転軸の方向が変化す
るように回転し、回転軸の磁石が取り付けられている一
端は磁電変換素子から50〜80μmの距離だけ移動す
る。
するとともに、中心軸の方向が変化するので、磁電変換
素子に対する磁石の位置が、中心軸の方向の変化によっ
ても変化し、出力電圧が変動する。そのために検知され
るべき約0.2度の回転角度に対応する磁電変換素子の
出力が正しく出力されない。また、回転軸を軸受する軸
受部材が、軸受部材の外輪を接着剤によりケ−スに接着
されるので、硬化時の膨脹収縮により軸受の予圧力が変
動して、磁電変換素子と磁石との距離が変化し、出力電
圧が変動する。
出力電圧に変換して出力されないという問題があった。
ためになされたもので、被検知物の厚さに対応した出力
電圧を正確に出力することのできる角度センサを提供す
ることにある。
角度センサは、ケ−スと、回転自在となるようにケ−ス
に軸受された回転軸と、前記回転軸から延出された検出
ロッドと、前記回転軸の軸方向上に載置された磁電変換
素子と、前記回転軸の一端であって前記磁電変換素子に
対向するとともに回転軸の中心からずれた位置に配置さ
れた磁石と、前記ケ−スの底面にあって磁電変換素子が
載置された位置に設けられたバックヨ−クとを有する角
度センサにおいて、前記回転軸が複数個の軸受部材で軸
受されるとともに、前記検出ロッドが複数個の前記軸受
部材間から延出されていることを特徴とする。
記ケ−スが、軸受固定部を有するケ−ス本体と、軸受固
定部品とからなり、軸受固定部および軸受固定部品で軸
受部材が保持されることにより、回転軸がケ−スに取り
付けられていることを特徴とする。
記検出ロッドが、一端において前記回転軸に係止手段を
用いて固定され、他端がケ−ス側面に形成された導出窓
から導出されていることを特徴とする。
記検出ロッドが、ネジ、キ−あるいは圧入手段から選ば
れる少なくとも一つの係止手段を用いて、前記回転軸に
接続されていることを特徴とする。
ロッドが押されたときに、回転軸の方向が変わらなくな
るので、磁電変換素子に印加される磁場は、回転軸に取
り付けられた磁石の回転だけにより変化することにな
る。
用いて説明する。
サ20を図1、2を用いて説明する。図1は本実施例の
角度センサ20の断面図、図2は角度センサ20の要部
分解斜視図である。なお従来例と同一の部分については
同一の符号を用い、その説明を省略する。
2に示すように磁電変換素子3がケ−ス本体8dの底部
8aに載置され、磁電変換素子3に対向する位置に磁石
4を有する回転軸2が、二個の軸受部材1a、1bによ
り軸受され、回転軸2に取り付けられた軸受部材1a、
1bの間に検出ロッド7が固定されて、ケ−ス8に収納
された構成を有している。以下に角度センサ20を詳細
に説明する。
b、8bと、仕切部8cと、フランジ8eと、導出窓8
fとを有している。軸受保持部8bは、軸受部材1a、
1bの外輪9a、9bの外径と略同一の寸法の内径を有
している。仕切部8cは、その内径が軸受部材1a、1
bの外輪9a、9bの外径より小さく、回転軸2の外径
より大きい。
付けられている。
の複数個の溝部16、16、16、16と、単一の取付
穴17とを有する。回転軸2の外径は、軸受部材1a、
1bの内輪11a、11bの内径と略同一の外径を有し
ている。取付穴17の内径は検出ロッド7一端の外径よ
り大きく形成されている。
の溝部16、16に取り付けられた止め輪15、15お
よび接着剤により、回転軸2に固定されている。
1bの外輪9a、9bに、接着剤が塗布されたのち外輪
9aが仕切部8cに圧接され、外輪9bの側面がフラン
ジ8eにより圧接され、フランジ8eがケ−ス本体8d
にボルト14、14により取り付けられて、回転軸2が
ケ−ス8に回転自在に軸受されている。
により軸受され、ケ−ス8に回転自在に取り付けられる
とともに、回転軸2の軸方向に所定量の予圧が印加され
ているので、回転軸の軸方向に圧縮力あるいは引張力が
作用しても、磁石4と磁電変換素子3との間隔が変化し
ない。
れた取付穴17に挿入され、先端がボルト14により、
回転軸2に取り付けられている。検出ロッド7の他端に
は被検出体に接触するロ−ラ13が取り付けられてい
る。
0は、回転軸2が二個の軸受部材1a、1bにより予圧
を加えて軸受されるとともに、2個の軸受部材の間に検
出ロッド7が取り付けられ、さらに検出ロッドが導出窓
8fから導出されている。したがって、ロ−ラ13の被
検出体(図示せず)に圧接する力が検出ロッド7を介し
て回転軸2にかかると、回転軸2の方向が変化しにくい
ことにより、回転軸2の回転角度に対応した電圧が正確
に出力される。また検出ロッド7の動きが導出窓8fに
よって制限されているので、被検出体が急速に移動した
ときに検出ロッド7が跳ね上がることが防止できる。
を有するころがり部材を用いて摩擦抵抗を減らす構造を
有する、ころがり軸受であればどんな構造の軸受部材で
も用いることができる。
に,取付穴17が形成された部分の外径が,軸受部材1
a、1bを取り付ける両端の外径より大きい断面形状を
有してもよく、このような形状を有する回転軸2aに
は、軸受部材1a、1bが挿入され圧接されたのち、接
着固定される。さらにまた、回転軸2の中央部にあらか
じめ接着固定された中間リング(従来の角度センサに用
いられる中間リング10と同一の部材)に、軸受部材1
a、1bが圧接固定されていてもよい。したがってこの
ような例においては止め輪は不要である。
ンサ30を図4、図5を用いて説明する。図4は本実施
例の角度センサ30の断面図、図5は角度センサ30の
要部分解斜視図である。なお従来例と同一の部分につい
ては同一の符号を用い、その説明を省略する。
図示するように磁電変換素子3が、軸受固定部品8gの
側面に取り付けられたヨ−ク保持部材8iにヨ−ク5を
介して載置され、磁電変換素子3に対向する位置に磁石
4を有する回転軸2が、二個の軸受部材1a、1bによ
り軸受され、二個の軸受部材1a、1bがそれぞれ軸受
固定部品8g、8hによりケ−ス8に取り付けられ、回
転軸2の軸受部分の間に検出ロッド7が固定された構成
を有している。以下に角度センサ30を詳細に説明す
る。
を有するケ−ス本体8dと、二個の軸受固定部品8g、
8hと、ヨ−ク保持部材8iとからなる。ケ−ス本体8
dには検出ロッド7が導出される導出窓8fが形成され
ている。
を取り付けるための軸受固定部2b、2bと、ほぼ中央
部に検出ロッド7を取り付けるための取付穴17とが設
けられている。軸受固定部2b、2bは図示するように
中央部より細い。
部2b、2bに挿通され接着固定されている。
は、軸受部材1aの外輪9aが軸受固定部品8gにより
軸受保持部8bに固定されるとともに、軸受部材1bの
外輪9bが軸受固定部品8hにより軸方向に予圧を加え
ながら軸受固定部8bに固定されて、回転自在に軸受さ
れている。
れた取付穴17に挿入され、先端がボルト14により、
回転軸2に取り付けられている。検出ロッド7の他端に
は被検出体に接触するロ−ラ13が取り付けられてい
る。検出ロッド7は導出窓8fから導出されている。
0は、回転軸2が二個の軸受部材1a、1bにより予圧
を加えて軸受されるとともに、2個の軸受部材の間に検
出ロッド7が取り付けられ、さらに検出ロッドが導出窓
8fから導出されている。したがって、ロ−ラ13の被
検出体(図示せず)に圧接する力が検出ロッド7を介し
て回転軸2にかかると、回転軸2の方向が変化しにくい
ことにより、回転軸2の回転角度に対応した電圧が正確
に出力される。また検出ロッド7の動きが導出窓8fに
よって制限されているので、被検出体が急速に移動した
ときに検出ロッド7が跳ね上がることが防止できる。
を有するころがり部材を用いて摩擦抵抗を減らす構造を
有する、ころがり軸受であればどんな構造の軸受部材で
も用いることができる。
取り付けられてもよいし、中央部に円筒スリ−ブが接着
されることにより、両端に形成された軸受固定部に取り
付けられてもよい。
ンサ40を図6を用いて説明する。図6は本実施例の角
度センサ40の断面図である。なお従来例と同一の部分
については同一の符号を用い、その説明を省略する。
図示するように磁電変換素子3が軸受固定部品8gの側
面に載置され、磁電変換素子3に対向する一端に磁石4
を有する回転軸2が、二個の軸受部材1a、1bにより
軸受され、一方の軸受部材1aが軸受固定部品8gによ
り、他方の軸受部材1bが軸受固定部品8hによりケ−
ス8に取り付けられた構成を有している。以下に角度セ
ンサ40を詳細に説明する。
持部8b、8bとを有するケ−ス本体8dと、二個の軸
受固定部品8g、8hとからなる。
一端にラジアル球軸受からなる軸受部材1aを取り付け
るための軸受固定部2bと、ほぼ中央部分に検出ロッド
7を取り付けるための取付穴17と、他端にビボット軸
受からなる軸受部材1bを構成する円錐部2cとを有し
ている。
軸受からなる軸受部材1aの内輪11aが挿通され、接
着剤で接着固定されている。円錐部2cは、転がり部材
12と、受け皿18とともに、ビボット軸受である軸受
部材1bを構成する。
17に挿通されボルト14によって固定され、他端が導
出窓8fから導出され、他端にロ−ラ13が取り付けら
れている。
0は、回転軸2が、一端がラジアル軸受である軸受部材
1aで軸受され、他端が円錐部2cと、転がり部材12
と、受け皿18とで構成されるビボット軸受である軸受
部材1bで軸受されるとともに、検出ロッド7が導出窓
8fから導出されている。回転軸2が、軸受固定部品8
hにより回転軸2の方向に所定量の予圧が印加されて軸
受されている。
ているので、回転軸2の軸方向に圧縮力あるいは引張力
が作用しても、磁石4と磁電変換素子3との間隔が変化
しにくくなるとともに、検出ロッドが受ける圧力により
回転軸の方向がずれにくくなり、回転軸2の回転角度に
対応した電圧が正確に出力される。さらに検出ロッド7
の動きが導出窓8fによって制限されているので、被検
出体が急速に移動したときに検出ロッド7が跳ね上がる
ことが防止できる。
形状を有するころがり部材12を用いて摩擦抵抗を減ら
す構造を有する、ころがり軸受であればどんな構造の軸
受部材でも用いることができる。
取り付けられてもよいことはいうまでもない。
ンサを図7を用いて説明する。図7は回転軸と検出ロッ
ドとの接続部分の分解斜視図である。なお従来例と同一
の部分については同一の符号を用い、その説明を省略す
る。
変換素子3がケ−ス8の底部に載置され、磁電変換素子
3に対向する一端に磁石4を有する回転軸2xが、二個
の軸受部材1a、1bにより軸受され、回転軸2xが軸
受されている部分の中間に検出ロッド7xが取り付けら
れて、ケ−ス8に収納された構成を有している。
2xと検出ロッド7xとの接続手段について図7を用い
て説明する。
出ロッド7xの接続部分にそれぞれキ−溝31、32が
形成され、回転軸2xに形成された取付穴17xに検出
ロッド7xが、キ−溝31とキ−溝32とが互いに対向
するように挿入されている。さらにキ−溝31、32に
キ−33が挿入されることにより、回転軸2xと検出ロ
ッド7xとが接続されている。
7xとの接続手段を用いることにより、回転軸2をケ−
ス8に軸受した後においても、回転軸2xが軸受されて
いる部分の中間に検出ロッド7xを容易にかつ強固に取
り付けることができる。さらに取り付けた後で、検出ロ
ッド7xが取付穴17xに対して回転することが防止で
きる。
接着剤を併用して固定すればより確実に固定できるし、
実施例1〜3で示したようにボルトを併用しても良いこ
とはいうまでもない。
径を検出ロッドの先端の外径とほぼ同一の寸法に加工
し、圧入するだけで固定してもよい。
ンサを図8を用いて説明する。図8は回転軸と検出ロッ
ドとの接続部分の分解斜視図である。なお従来例と同一
の部分については同一の符号を用い、その説明を省略す
る。
変換素子3がケ−ス8の底部に載置され、磁電変換素子
3に対向する一端に磁石4を有する回転軸2yが、二個
の軸受部材1a、1bにより軸受され、回転軸2yが軸
受されている部分の中間に検出ロッド7yが取り付けら
れて、ケ−ス8に収納された構成を有している。
2yと検出ロッド7yとの接続手段について図7を用い
て説明する。
17yにめねじ34が、検出ロッド7yの接続部分にお
ねじ35がそれぞれ形成されている。検出ロッド7yは
取付穴17yに回転挿入して、回転軸2yに取り付けら
れている。
7yとの接続手段を用いることにより、回転軸2yをケ
−ス8に軸受した後においても、回転軸2yが軸受され
ている部分の中間に検出ロッド7yを容易にかつ強固に
取り付けることができる。
して固定すればより確実に固定できるし、実施例1〜3
で示したようにボルトを併用しても良いことはいうまで
もない。
内径を検出ロッドの先端の外径とほぼ同一の寸法に加工
し、圧入するだけで固定してもよい。
の軸受部材でケ−スに軸受し、軸受部材の間に検出ロッ
ドを接続し、検出ロッドをケ−スの側面に形成された導
出窓から導出する構成を有している。すなわち、回転軸
が、回転軸と検出ロッドの取付位置の両側に配置された
軸受部材で保持されているので、検出ロッドが被検知物
から押されても、回転軸の方向が変わらないので、磁石
と磁電変換素子との位置が回転軸の回転だけにより変化
する。そのために、検出ロッド先端の位置の変化が、正
確に回転軸を回転させるようにはたらく。また回転軸を
軸受する軸受部材をケ−スに圧接することにより、回転
軸に予圧を加えて軸受するので、磁石と磁電変換素子と
の間隔が変化しにくい。以上のことから被検知物の厚さ
により回転した検出ロッドの回転角度が、磁電変換素子
の出力に正確に変換される。
きく動いても、検出ロッドの動作範囲が導出窓で限定さ
れているために、検出不能になることが防止できる。
出ロッドは、ネジ、キ−、あるいは圧入により接続され
ているので、回転軸をケ−スに軸受したあとに、容易に
しかも確実に接続することができる。
断面図である。
斜視図である。
られる別の回転軸の断面図である。
面図である。
視図である。
視図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 ケ−スと、回転自在となるようにケ−ス
に軸受された回転軸と、前記回転軸から延出された検出
ロッドと、前記回転軸の軸方向上に載置された磁電変換
素子と、前記回転軸の一端であって前記磁電変換素子に
対向するとともに回転軸の中心からずれた位置に配置さ
れた磁石と、前記ケ−スの底面にあって磁電変換素子が
載置された位置に設けられたバックヨ−クとを有する角
度センサにおいて、 前記回転軸が複数個の軸受部材で軸受されるとともに、
前記検出ロッドが複数個の前記軸受部材間から延出され
ていることを特徴とする角度センサ。 - 【請求項2】 前記ケ−スが、軸受固定部を有するケ−
ス本体と、軸受固定部品とからなり、軸受固定部および
軸受固定部品で軸受部材が保持されることにより、回転
軸がケ−スに取り付けられていることを特徴とする請求
項1記載の角度センサ。 - 【請求項3】 前記検出ロッドが、一端において前記回
転軸に係止手段を用いて固定され、他端がケ−ス側面に
形成された導出窓から導出されていることを特徴とする
請求項1記載の角度センサ。 - 【請求項4】 前記検出ロッドが、ネジ、キ−あるいは
圧入手段から選ばれる少なくとも一つの係止手段を用い
て、前記回転軸に接続されていることを特徴とする請求
項1記載の角度センサ。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP21372795A JP3538988B2 (ja) | 1995-08-22 | 1995-08-22 | 角度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21372795A JP3538988B2 (ja) | 1995-08-22 | 1995-08-22 | 角度センサ |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH0961191A JPH0961191A (ja) | 1997-03-07 |
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ID=16644005
Family Applications (1)
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JP21372795A Expired - Fee Related JP3538988B2 (ja) | 1995-08-22 | 1995-08-22 | 角度センサ |
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CN112815906B (zh) * | 2020-12-31 | 2022-05-27 | 恒天九五重工有限公司 | 一种旋挖钻机的回转角度检测装置 |
-
1995
- 1995-08-22 JP JP21372795A patent/JP3538988B2/ja not_active Expired - Fee Related
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