JP3761650B2 - シート用レーザ切断装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、板金加工において、シート状の材料を使用しタレットパンチ抜きまたはレーザ切断を行い、一枚のシートから複数の製品を加工する過程で、製品の分離・落下を防止するためシートと製品をわずかの寸法で連結(ジョイント)している材料を切断するシート用レーザ切断装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図6は、パンチ抜きまたはレーザ加工により製品102は加工されているが、まだ、シート(板金シート)100と分離されていない状態等を示す。製品切り離し前のシート100には、パンチで加工した場合、製品102を囲んでパンチ抜き部101が有り、製品102が脱落しないようにジョイント部103を微小量残す加工がされている。また、レーザ加工においても同様で、レーザ切断部105は製品104が脱落しないようにジョイント部106を設けている。
【0003】
上記のようなシート100に加工した製品102、104を分離する方法として、人または機械設備による機械的な振動を加え、ジョイント部103、106を切り離す方法が一般的である。
【0004】
図7は、従来の振動方式により製品102、104を分離した時に発生するジョイント部103、106の残りを示すものであり、製品102には加工時のジョイント部103の残部103Aが、製品104にはレーザ加工時のジョイント106の残部106Aがそれぞれ残っており、製品の使用目的、ジョイント部103、106の残部103A、106Aの突起による安全上の対策のために、製品分離後にヤスリ等で削減する必要がある。
【0005】
また、タレットパンチプレスまたはレーザ複合機により、製品の加工時にジョイント部103、106を設けないで加工する方法があるが、加工設備内に製品が取り残されるため、加工設備の連続無人稼働が困難である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、板金加工において、シート100を使用しタレットパンチ抜きまたはレーザ切断を行い、一枚のシート100から複数の製品102、104を加工する過程で、製品102、104の分離・落下を防止するためシート100と製品102、104を連結しているジョイント部103、106の残部103A、106Aが製品側に残るため、製品毎にヤスリ掛け等の仕上げ作業が必要であったし、また、人および機械設備による振動方式での製品分離では、重労働、製品への傷発生、騒音の発生を伴うという問題点があった。
【0007】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであって、その目的とするところは、製品側にジョイント部が無いようにシートから製品を切断分離することができて、仕上げ工程が削除できるし、また、製品への傷防止、重労働の改善及び騒音等が無くなって環境改善が可能になるシート用レーザ切断装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1の発明に係わるシート用レーザ切断装置は、製品がジョイント部を介して接続されて分離される前の加工されたシートを載置してシート搬送方向に移動する加工テーブルと、上下方向に移動を行うと共に、前記シートに対して一定量傾動可能なレンズを有し且つ前記加工テーブル上をシート搬送方向に対して直角方向に移動するレンズユニットと、前記レンズユニットの前記レンズにオプチカルケーブルを介して接続されたレーザ発振手段とを備え、前記加工テーブルを、ローラ枠にシート搬送方向に所定の間隔をおいて配置された複数のローラから成って前記ローラ上に前記シートが運び込まれた状態で所定の位置に下降する搬送手段と、底板部材の上面部の格子状の桟で区切られた部位に、レーザ照射時のアシストガスの逃げ穴を多数設け、前記底板部材の上面部に、前記搬送手段の下降により前記シートが載置され且つレーザ切断時のアシストガスを通気する駒部材を設けて構成した受けパレットと、前記受けパレットの前記駒部材が前記シートを受けた状態で、前記シートを位置決め、固定を行うクランプと、から構成し、前記シートにおける前記ジョイント部の切断にレーザを使用したことを特徴とする。
【0010】
かかる構成により、シートを搬送手段のローラ上に運び込んで位置決めした状態で、前記搬送手段を所定位置まで下降して、その下降途中で前記シートを受けパレットが具備する駒部材に載せて前記シートを位置決めクランプにより固定し、レンズユニットを必要に応じてシート搬送方向に対して直角方向に移動すると共に、前記レンズユニットが有するレンズを必要に応じて上下方向に移動させ、また、傾動させてレーザビームを前記シートに対して所定角度に傾斜し、前記シートのジョイント部を切断することができる。
【0011】
このために、製品側にジョイント部が無いようにシートから製品を切断分離することができて、仕上げ工程が削除できる。また、レーザ切断であることにより振動・騒音を伴なわないために、製品への傷防止、重労働の改善及び騒音等が無くなって環境改善が可能になる。
【0012】
また、かかる構成により、レーザ切断時の受けを駒部材にすることにより、製品の安定した受けとアシストガスの通気を良好にし且つ任意の位置へ設置、交換を容易にすることができる。
【0013】
また、上記目的を達成するために、請求項2の発明に係わるシート用レーザ切断装置は、請求項1記載のシート用レーザ切断装置において、前記レーザ発振手段がYAGレーザである。
【0014】
かかる構成により、上記した請求項1の発明の作用と同様な作用を奏し得るばかりか、YAGレーザの使用により、切断する部分は僅かな量であって高エネルギーを必要とせず且つレーザビームをオプチカルケーブルで導くことが可能であり、レーザ光軸の調整、ベンダミラーの削減を行うことができるように、設備の簡略化、低価格化を行なうことができる。
【0016】
また、上記目的を達成するために、請求項3の発明に係わるシート用レーザ切断装置は、請求項1又は請求項2のシート用レーザ切断装置において、前記レーザのレーザ光軸を傾斜させて、前記シートにおけるジョイント部を切断するようにした。
【0017】
かかる構成により、上記した請求項1の発明の作用と同様な作用を奏し得るばかりか、レーザ光軸を傾斜して切断することにより、CO2レーザに比べ低出力であるYAGレーザの適用を可能ならしめる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づき説明する。
図1は本発明に係わるシート用レーザ切断装置の正面図、図2は同シート用レーザ切断装置の一部省略した平面図、図3は同シート用レーザ切断装置における受けパレットの斜視図である。
【0021】
本発明に係わるシート用レーザ切断装置はベース1を備えており、このベース1上にはX軸方向(図1において左右方向)に移動自在な加工テーブル2と、この加工テーブル2をシート搬送方向であるX軸方向に移動させるX軸移動ユニット30とが設けてある。
【0022】
この加工テーブル2は、パンチ抜きまたはレーザ切断で加工されて、未だに製品がシートから切り離されていない状態のシート100を運搬する複数本のローラ16を有する搬送手段Fと、レーザ加工時の受けパレット17と、シート100の位置決め・固定を行うクランプ18とを備えている。
【0023】
複数本のローラ16は、ローラ枠20にX軸方向に所定の間隔をおいて回転自在に取り付けられていて、これらで上記した搬送手段Fを構成しており、この搬送手段Fは図4に示すようにZ軸方向(上下方向)に所定量W移動可能に成されている。そして、ローラ16間に位置させて前記受けパレット17が配置してある。
【0024】
この受けパレット17は、底板部材24の上面部に桟23を格子状に配して、底板部材24の桟23で区切られた部位に、レーザ照射時のアシストガスの逃げ穴22を多数設け、底板部材24の上面部に、レーザ切断時のアシストガスを効率良く通気できるステンレス製の駒部材である円筒駒21を配置して構成してある。なお、前記円筒駒21は、交換及び位置の変更を容易に行えるように底板部材24の上面部に固定しないで、搭載されているのみである。
【0025】
また、前記X軸移動ユニット30は、前記加工テーブル2に固着された雌ねじ部材(図示せず)に螺合し且つ前記ベース1に回転可能に支承されたボールネジ10と、前記ベース1に設けられ且つボールネジ10を正逆回転する駆動モータ11と、前記ベース1に設けられ且つ前記加工テーブル2をX軸方向に案内するガイド12とにより構成してある。
【0026】
また、前記ベース1には加工テーブル2を跨ぐかたちに支持フレーム4が立設してあり、この支持フレーム4に、レンズユニット3がシート搬送方向に対して直角方向であるY軸方向(前後方向)に移動自在に設けてあり、また、支持フレーム4には、レンズユニット3をY軸方向に移動するためのY軸移動ユニット26が設けてある。
【0027】
前記レンズユニット3は、Z軸方向(上下方向)に微量な移動を行うZ軸駆動部5と、レンズ6をθ方向に一定量傾けるカム機構部7とにより構成してある。レンズ6は自由度を持ったオプチカルケーブル8でレーザ発振手段であるYAGレーザ発振器9と連結されている。そして、Z軸駆動部5は、前記レンズユニット3を保持する保持部材3Aに回転可能に支承され且つ前記レンズユニット3に固着された雌ねじ部材(図示せず)に螺合したボールネジ51と、前記保持部材3Aに設けられ且つボールネジ51を正逆回転する駆動モータ52とにより構成してある。
【0028】
前記Y軸駆動ユニット26は、支持フレーム4に回転可能に支承され且つ前記レンズユニット3を保持する保持部材3Aに固着された雌ねじ部材(図示せず)に螺合したボールネジ13と、前記支持フレーム4に設けられ且つボールネジ13を正逆回転する駆動モータ14と、前記支持フレーム4に設けられ且つ前記レンズユニット3をY軸方向に案内するガイド15とにより構成してある。
【0029】
そして、駆動モータ11、14、52の駆動制御、レーザ照射位置の制御、レーザ出力の制御は、いずれもNC装置19により行われるものである。
【0030】
次に、本発明によるレーザ切断加工方法について説明する。
レーザ切断加工されるシート100は、上記したように製品切り離し前のシート100であって、パンチで加工した場合、製品102を囲んでパンチ抜き部101が有り、製品102が脱落しないようにジョイント部103を微小量残す加工がされている。また、シート100には、図6に示すように位置決め用の穴107を2ないし3カ所設けておく。この位置決め用穴107は、シート100へ製品加工する時にあらかじめ、製品位置と相関する位置に加工しておく。
【0031】
前記加工テーブル2は、前記X軸移動ユニット30の駆動によりX軸方向に移動させることができる。すなわち、駆動モータ11を、例えば正転させることによりボールネジ10を正転させて、前記加工テーブル2に固着された雌ねじ部材のねじ送りにより前記加工テーブル2を左方向に移動させ、また、駆動モータ11を逆転させることにより加工テーブル2を右方向に移動させる。
【0032】
また、前記レンズユニット3は、前記Y軸移動ユニット26の駆動によりY軸方向に移動させることができる。すなわち、駆動モータ14を、例えば正転させることによりボールネジ13を正転させて、レンズユニット3に固着された雌ねじ部材のねじ送りにより、このレンズユニット3を前方向に移動させ、また、駆動モータ14を逆転させることによりレンズユニット3を後方向に移動させる。
【0033】
また、前記レンズユニット3は、前記Z軸駆動部5の駆動によりZ軸方向に移動させることができる。すなわち、駆動モータ52を、例えば正転させることによりボールネジ51を正転させて、レンズユニット3に固着された雌ねじ部材のねじ送りにより、このレンズユニット3を上方向に移動させ、また、駆動モータ51を逆転させることによりレンズユニット3を下方向に移動させる。
【0034】
また、前記レンズユニット3のカム機構部7を作動させることによりレンズ6をθ方向に一定量傾けることができる。
【0035】
そして、図4に示すように、シート100は、ローラ枠20に回転自在に取り付けられたローラ16上を運び込まれ、クランプ18で位置決めした状態で、下方向に所定量下降する。この下降途中で、シート100は受けパレット17が具備する円筒駒21の上面で受けられて停止する。レーザ切断加工は、この円筒駒21上のシート100を加工するものである。そして、受けパレット17が具備する円筒駒21の上に置かれたシート100は、位置決めクランプ18により固定される。
【0036】
そして、必要に応じて、前記加工テーブル2を、前記X軸移動ユニット30の駆動によりX軸方向に移動させ、また、前記レンズユニット3を、前記Y軸移動ユニット26の駆動によりY軸方向に移動させ、更には、レンズユニット3を、前記Z軸駆動部5の駆動によりZ軸方向に移動させて、このレンズユニット3をシート100の切断箇所に対向させ、また、前記レンズユニット3のカム機構部7を作動させることにより、レーザビーム200をシート100に対してθ程傾斜させて、図5に示すようにシート100のジョイント部103、106を切断する。
【0037】
通常、薄板状のシート100におけるジョイント部103、106の幅は0.5mm乃至0.9mmの範囲であり、レーザビーム200を傾斜させることにより、CO2レーザに比較し低出力であるYAGレーザでの切断が可能になる。
【0038】
YAGレーザにより切断されて、切り離された製品102、104は、受けパレット17上で回収される。また、製品102、104を取り除かれたシート100は、図4に示すローラ枠20、ローラ16を所定量W上昇させた状態で、ローラ16の上から排除される。
【0039】
上記した実施の形態例によれば、シート100を搬送手段Fのローラ16上に運び込んで位置決めした状態で、搬送手段Fを所定位置まで下降して、その下降途中でシート100を受けパレット17が具備する円筒駒21に載せてシート100を位置決めクランプ18により固定し、レンズユニット3を必要に応じてY軸方向に移動すると共に、前記レンズユニット3が有するレンズ6を必要に応じてZ軸方向に移動させ、また、傾動させてレーザビーム200をシート100に対して所定角度に傾斜し、シート100のジョイント部103、106を切断することができる。
【0040】
このために、製品側にジョイント部103、106が無いようにシート100から製品102、104を切断分離することができて、仕上げ工程が削除できる。また、レーザ切断であることにより振動・騒音を伴なわないために、製品102、104への傷防止、重労働の改善及び騒音等が無くなって環境改善が可能になる。
【0041】
また、YAGレーザの使用により、切断する部分は僅かな量であって高エネルギーを必要とせず且つレーザビーム200をオプチカルケーブル8で導くことが可能であり、レーザ光軸の調整、ベンダミラーの削減を行うことができるように、設備の簡略化、低価格化を行うことができる。
【0042】
また、レーザ切断時の受けを円筒駒21にすることにより、製品102、104の安定した受けとアシストガスの通気を良好にし且つ任意の位置へ設置、交換を容易にすることができる。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明に係わるシート用レーザ切断装置によれば、製品がジョイント部を介して接続されて分離される前の加工されたシートを載置してシート搬送方向に移動する加工テーブルと、上下方向に移動を行うと共に、前記シートに対して一定量傾動可能なレンズを有し且つ前記加工テーブル上をシート搬送方向に対して直角方向に移動するレンズユニットと、前記レンズユニットの前記レンズにオプチカルケーブルを介して接続されたレーザ発振手段とを備え、前記加工テーブルを、ローラ枠にシート搬送方向に所定の間隔をおいて配置された複数のローラから成って前記ローラ上に前記シートが運び込まれた状態で所定の位置に下降する搬送手段と、底板部材の上面部の格子状の桟で区切られた部位に、レーザ照射時のアシストガスの逃げ穴を多数設け、前記底板部材の上面部に、前記搬送手段の下降により前記シートが載置され且つレーザ切断時のアシストガスを通気する駒部材を設けて構成した受けパレットと、前記受けパレットの前記駒部材が前記シートを受けた状態で、前記シートを位置決め、固定を行うクランプと、から構成し、前記シートにおける前記ジョイント部の切断にレーザを使用したことにより、シートを搬送手段のローラ上に運び込んで位置決めした状態で、前記搬送手段を所定位置まで下降して、その下降途中で前記シートを受けパレットが具備する駒部材に載せて前記シートを位置決めクランプにより固定し、レンズユニットを必要に応じてシート搬送方向に対して直角方向に移動すると共に、前記レンズユニットが有するレンズを必要に応じて上下方向に移動させ、また、傾動させてレーザビームを前記シートに対して所定角度に傾斜し、前記シートのジョイント部を切断することができる。
【0044】
このために、製品側にジョイント部が無いようにシートから製品を切断分離することができて、仕上げ工程が削除できる。また、レーザ切断であることにより振動・騒音を伴なわないために、製品への傷防止、重労働の改善及び騒音等が無くなって環境改善が可能になる。
【0045】
また、レーザ切断時の受けを駒部材にすることにより、製品の安定した受けとアシストガスの通気を良好にし且つ任意の位置へ設置、交換を容易にすることができる。
【0046】
また、請求項2の発明に係わるシート用レーザ切断装置によれば、請求項1記載のシート用レーザ切断装置において、前記レーザ発振手段がYAGレーザであることにより、上記した請求項1の発明の効果と同様な効果を奏し得るばかりか、YAGレーザの使用により、切断する部分は僅かな量であって高エネルギーを必要とせず且つレーザビームをオプチカルケーブルで導くことが可能であり、レーザ光軸の調整、ベンダミラーの削減を行うことができるように、設備の簡略化、低価格化を行なうことができる。
【0047】
また、請求項3の発明に係わるシート用レーザ切断装置によれば、請求項1又は請求項2のシート用レーザ切断装置において、前記レーザのレーザ光軸を傾斜させて、前記シートにおけるジョイント部を切断するようにしたことにより、上記した請求項1の発明の効果と同様な効果を奏し得るばかりか、レーザ光軸を傾斜して切断することにより、CO2レーザに比べ低出力であるYAGレーザの適用を可能ならしめる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わるシート用レーザ切断装置の正面図である。
【図2】同シート用レーザ切断装置の一部省略した平面図である。
【図3】同シート用レーザ切断装置における受けパレットの斜視図である。
【図4】シートの移動、レーザ切断時の説明図である。
【図5】レーザ光軸を傾斜して切断する説明図である。
【図6】製品とそのシートジョイント部を有するシートの平面図である。
【図7】製品のジョイント片残りの説明図である。
【符号の説明】
100 シート
2 加工テーブル
3 レンズユニット
4 Y軸駆動ユニット
5 Z軸駆動部
6 レンズ
7 カム機構部
8 オプチカルケーブル
9 YAGレーザ発振器(レーザ発振手段)
17 受けパレット
21 円筒駒(駒部材)
102 パンチ加工された製品
103 パンチ時のジョイント部
104 レーザ加工された製品
106 レーザ加工時のジョイント部
103A 残部
106A 残部
200 レーザビーム
F 搬送手段
Claims (3)
- 製品がジョイント部を介して接続されて分離される前の加工されたシートを載置してシート搬送方向に移動する加工テーブルと、
上下方向に移動を行うと共に、前記シートに対して一定量傾動可能なレンズを有し且つ前記加工テーブル上をシート搬送方向に対して直角方向に移動するレンズユニットと、
前記レンズユニットの前記レンズにオプチカルケーブルを介して接続されたレーザ発振手段とを備え、
前記加工テーブルを、
ローラ枠にシート搬送方向に所定の間隔をおいて配置された複数のローラから成って前記ローラ上に前記シートが運び込まれた状態で所定の位置に下降する搬送手段と、
底板部材の上面部の格子状の桟で区切られた部位に、レーザ照射時のアシストガスの逃げ穴を多数設け、前記底板部材の上面部に、前記搬送手段の下降により前記シートが載置され且つレーザ切断時のアシストガスを通気する駒部材を設けて構成した受けパレットと、
前記受けパレットの前記駒部材が前記シートを受けた状態で、前記シートを位置決め、固定を行うクランプと、から構成し、
前記シートにおける前記ジョイント部の切断にレーザを使用したことを特徴とするシート用レーザ切断装置。 - 前記レーザ発振手段がYAGレーザである請求項1記載のシート用レーザ切断装置。
- 前記レーザのレーザ光軸を傾斜させて、前記シートにおけるジョイント部を切断するようにした請求項1又は請求項2記載のシート用レーザ切断装置。
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