JP3767360B2 - 無段変速機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は無段変速機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、トルクコンバータを有さない無段変速機が知られている。この種の無段変速機の例としては、例えば特許掲載公報第2717659号に記載されたものがある。特許掲載公報第2717659号に記載された無段変速機では、変速機出力軸回転数が低下するとき、それに伴って機関回転数が低下し過ぎてしまわないように変速比が高速側から低速側に切り換えられるようになっている。特許掲載公報第2717659号に記載された無段変速機では、変速比を高速側から低速側に切り換えるために、トラクション油圧を減少させることによりバリエータのローラが揺動せしめられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、トラクション油圧を減少させてバリエータのローラを揺動させるには、ある程度の時間を要してしまう。従って、変速機出力軸回転数の低下度合いが大きいときには、変速比を高速側から低速側に切り換えるためにトラクション油圧を減少させてバリエータのローラを揺動させている間に、変速機出力軸回転数の低下に伴って機関回転数が低下し過ぎてしまう。
【0004】
前記問題点に鑑み、本発明は、変速比を高速側から低速側に切り換えるのにある程度時間を要するにもかかわらず、変速機出力軸回転数の低下に伴って機関回転数が低下し過ぎてしまうのを抑制することができる無段変速機を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明によれば、入力軸によって駆動される入力ディスクと、出力軸を駆動する出力ディスクと、前記入力ディスク及び前記出力ディスクと接触するローラとを具備し、前記ローラが揺動することにより、前記入力ディスクと前記出力ディスクの角速度比が変更せしめられるとともに、前記入力ディスクが前記ローラを回転させようとするトルクと、前記出力ディスクを回転させようとする前記ローラからのトルクに前記出力ディスクが抗するトルクとの和が、前記ローラを支持するリアクショントルクと平衡せしめられるようになっており、変速機出力軸回転数が低下すると、前記リアクショントルクが減少せしめられることにより、変速比が高速側から低速側に切り換えられるようになっている無段変速機において、変速機出力軸回転数が低下すると変速比が高速側から低速側に切り換えられるようになっている無段変速機において、変速機出力軸の回転数の低下率が所定の閾値より大きく、かつ、所定時間内における出力軸の回転数の低下量が所定の閾値よりも大きい状態として定義される、変速機出力軸回転数の低下度合いが大きく、リアクショントルクが減少せしめられたときに機関出力トルクを増加させるようにした無段変速機が提供される。
【0006】
請求項1に記載の無段変速機では、入力軸によって駆動される入力ディスクと、出力軸を駆動する出力ディスクと、前記入力ディスク及び前記出力ディスクと接触するローラとを具備し、前記ローラが揺動することにより、前記入力ディスクと前記出力ディスクの角速度比が変更せしめられるとともに、前記入力ディスクが前記ローラを回転させようとするトルクと、前記出力ディスクを回転させようとする前記ローラからのトルクに前記出力ディスクが抗するトルクとの和が、前記ローラを支持するリアクショントルクと平衡せしめられるようになっており、変速機出力軸回転数の低下度合いが大きいときに、前記リアクショントルクが減少せしめられることにより、変速比が高速側から低速側に切り換えられると共に、機関出力トルクが増加せしめられる。そのため、機関出力トルクを増加せしめることにより、変速機出力軸回転数が低下するのに伴って機関回転数が低下してしまうのが抑制される。それゆえ、変速機出力軸回転数の低下度合いが大きいときに、変速比を高速側から低速側に切り換えるのにある程度時間を要する場合であっても、変速機出力軸回転数の低下に伴って機関回転数が低下し過ぎてしまうのを抑制することができる。尚、変速機出力軸回転数の低下度合いが大きいときには、変速機出力軸回転数の低下率が大きいとき及び変速機出力軸回転数の低下量が大きいときが含まれる。また、変速機出力軸回転数の低下度合いが大きいか否かは、変速機出力軸回転数の低下度合いを直接検出することにより判定してもよく、ブレーキ踏力の大きさに基づいて判定してもよく、車両の傾きに基づいて判定してもよく、加速度センサの出力値に基づいて判定してもよく、あるいは、変速機入力軸回転数の低下度合いに基づいて判定してもよい。
【0007】
請求項2に記載の発明によれば、前記リアクショントルクは、油圧供給手段によるリアクション油圧により発生させるようにした請求項1に記載の無段変速機が提供される。
請求項2に記載の無段変速機では、リアクショントルクは、油圧供給手段によるリアクション油圧により発生される。
請求項3に記載の発明によれば、変速機出力軸回転数の低下度合いが大きいほど機関出力トルクの増加量が多くなるようにした請求項1または2に記載の無段変速機が提供される。
【0008】
請求項3に記載の無段変速機では、変速機出力軸回転数の低下度合いが大きいほど機関出力トルクの増加量が多くされる。そのため、変速機出力軸回転数の低下度合いにかかわらず機関出力トルクの増加量を一律に定めるのに伴って機関出力トルクの増加量が過剰になってしまうことや、機関出力トルクの増加量が不足してしまうことを回避することができる。
【0009】
請求項4に記載の発明によれば、変速機出力軸回転数の低下度合いが大きいときに機関出力トルクを増加させ、変速機出力軸回転数の低下度合いが小さいときに機関出力トルクを増加させないようにした請求項1または2に記載の無段変速機が提供される。
【0010】
請求項4に記載の無段変速機では、変速機出力軸回転数の低下度合いが小さいときには、変速機出力軸回転数が低下するのにある程度の時間を要するため、変速比を高速側から低速側に切り換えるのにある程度時間を要する場合であっても変速機出力軸回転数の低下に伴って機関回転数が低下し過ぎてしまうことがないことに鑑み、変速機出力軸回転数の低下度合いが大きいときに機関出力トルクが増加され、変速機出力軸回転数の低下度合いが小さいときに機関出力トルクが増加されない。そのため、変速機出力軸回転数の低下度合いが大きいときに機関回転数が低下し過ぎてしまうのを抑制しつつ、変速機出力軸回転数の低下度合いが小さいときに機関出力トルクが必要以上に増加せしめられるのに伴ってドライバビリティが悪化してしまうのを抑制することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
【0012】
図1は本発明の無段変速機の一実施形態を適用したシステムの概略構成図である。図1において、31はエンジン、31’はエンジン出力軸、100はトルクコンバータを有さない型式、つまり、入力軸に対する出力軸の速度比をゼロにすることができる型式の無段変速機、101はエンジン出力軸31’に駆動連結された無段変速機入力軸、102は無段変速機出力軸、103は無段変速機出力軸102に駆動連結された駆動輪である。104はエンジン出力トルクを検出するためのエンジントルクセンサ、105は無段変速機入力軸101の回転数を検出するための入力軸回転数センサ、106は無段変速機出力軸102の回転数を検出するための出力軸回転数センサである。107はブレーキ、108はブレーキペダル、109はブレーキペダル108にかけられた踏力を検出するためのブレーキ踏力センサ、110は加速度センサ、111はECU(電子制御装置)である。
【0013】
図2は図1に示した無段変速機100のバリエータ1の詳細図である。図2に示すように、バリエータ1の入力軸9はベアリング10、11を介してハウジング12により支持されている。入力軸9は二つの入力ディスク7、8を有しており、入力ディスク7、8にはそれぞれレース13、14が形成されている。入力ディスク7、8間にはレース16、17を備えた出力ディスク15が配置されている。出力ディスク15は不図示の手段により支持され、入力軸9に対し回転することができる。構造体22aは三つのローラ20(一つのみ示す)を支持しており、ローラ20は中心軸線21を中心に回転することができる。またローラ20は、中心軸線21が21aの位置にくるまで揺動することができる。同様に、構造体22bは三つのローラ22(一つのみ示す)を支持しており、ローラ22は中心軸線23を中心に回転することができる。またローラ22は、中心軸線23が23aの位置にくるまで揺動することができる。ローラ20、22が揺動することにより、入力ディスク7、8と出力ディスク15との角速度比が変更せしめられる。
【0014】
詳細には、中心軸線21、23が実線で示す位置にあるとき、ローラ20、22は最小半径で入力ディスク7、8と接触し、最大半径で出力ディスク15と接触する。その結果、入力ディスク7、8に対する出力ディスク15の角速度比は最小になる。一方、中心軸線21、23がそれぞれ21a、23aで示す位置にあるとき、ローラ20、22は最大半径で入力ディスク7、8と接触し、最小半径で出力ディスク15と接触する。その結果、入力ディスク7、8に対する出力ディスク15の角速度比は最大になる。
【0015】
バリエータ1の入力軸9には、エンジン31の出力軸に連結するためにスプライン30が形成されており、また、第一ギヤ32が支持されている。第二ギヤ33は軸線5を中心に回転する仲介軸34により支持されている。仲介軸34はギヤユニット2への一方の入力部分を構成しており、ギヤユニット2には出力ディスク15からも入力が行われる。ギヤユニット2は三つの構成部材35、36、37を有し、構成部材35、36、37は軸線5上に同軸に取付けられている。構成部材35は仲介軸34に固定されたキャップ40を有し、構成部材37は、仲介軸34に対し回転可能なキャップ41を有する。キャップ41はスリーブ42と一体の第三ギヤ43を支持している。第三ギヤ43と歯合する第四ギヤ44は出力軸3に支持されている。構成部材36は仲介軸34に対し回転可能な中空シリンダ45を有する。
【0016】
中空シリンダ45はチェーン46を介して出力ディスク15により駆動され、出力ディスク15と同一方向に回転する。出力ディスク15及び中空シリンダ45の外側表面にはチェーン46と歯合する歯47が形成されている。キャップ40のシリンダ内で作動するピストン50は、スプリング49を介してクラッチ部材51を押圧している。一方、中空シリンダ45内を作動するピストン52は、クラッチ部材53を押圧している。スリーブ55上のロータ54とキャップ40との係合・解放がクラッチ部材51により行われる。スリーブ55は遊星歯車機構59のキャリヤ56を支持している。中空シリンダ45はスリーブ57に連結されている。スリーブ57はスリーブ55に対し回転することができ、遊星歯車機構59のサンギヤ58を支持している。サンギヤ58はギヤユニット2の第一入力手段を構成し、キャリヤ56は第二入力手段を構成している。
【0017】
クラッチ部材53はロータ60に支持されており、ロータ60はスリーブ57にスプライン嵌合しており、それゆえ、ロータ60はスリーブ57と共に回転する。ロータ60とキャップ41との係合・解放がクラッチ部材53により行われる。キャップ41の内壁には遊星歯車機構59のリングギヤ62が設けられている。ポンプユニット65は仲介軸34により駆動される。ポンプユニット65により、加圧流体がピストン50の作動空間66又はピストン52の作動空間67に供給される。
【0018】
入力ディスク7、8がローラ20、22を回転させようとするトルクT1と、出力ディスク15を回転させようとするローラ20、22からのトルクに出力ディスク15が抗するトルクT2との和は、ローラ20、22を支持するリアクショントルクT3と平衡せしめられるようになっている(T1+T2=T3)。リアクショントルクT3を発生させるために油圧供給手段(図示せず)によりリアクション油圧が供給される。リアクショントルクT3が増加されると、ローラ20、22が揺動し、入力ディスク7、8に対する出力ディスク15の角速度比が大きくなる。つまり、増速される。一方、リアクショントルクT3が減少されると、ローラ20、22が逆方向に揺動し、入力ディスク7、8に対する出力ディスク15の角速度比が小さくなる。つまり、減速される。
【0019】
無段変速機出力軸102の回転数が低下するときには、それに伴って無段変速機入力軸101の回転数及びエンジン出力軸31’の回転数が低下し、エンジン31が停止してしまうのを阻止するために、リアクショントルクT3が減少せしめられることにより、無段変速機100の変速比が高速側から低速側に切り換えられる。
【0020】
図3はエンジントルク増加制御方法のフローチャート等を示した図である。詳細には、図3(A)はエンジントルク増加制御方法のフローチャートを示しており、図3(B)は減速度合いとエンジントルク増加量との関係を示している。図3(A)に示すように、このルーチンが開始されると、まずステップ200において例えばアクセル開度等に基づいて要求エンジントルクが仮決定される。次いでステップ201において急減速時であるか否かが判定される。詳細には、出力軸回転数センサ106により検出された無段変速機出力軸102の回転数の低下度合いが大きいか否かが判定される。より詳細には、無段変速機出力軸102の回転数の低下率が所定の閾値よりも大きく、かつ、所定時間内における無段変速機出力軸102の回転数の低下量が所定の閾値よりも大きいときに無段変速機出力軸102の回転数の低下度合いが大きいと判定される。あるいは他の実施形態では、入力軸回転数センサ105により検出された無段変速機入力軸101の回転数の低下度合いが大きいときに、無段変速機出力軸102の回転数の低下度合いが大きいと推定することも可能である。また他の実施形態では、ブレーキ踏力センサ109により検出されたブレーキ踏力が大きいときに、無段変速機出力軸102の回転数の低下度合いが大きいと推定することも可能である。また他の実施形態では、加速度センサ110の出力値が車両の急減速状態を示しているときに、無段変速機出力軸102の回転数の低下度合いが大きいと推定することも可能である。また他の実施形態では、車両の傾きに基づいて車両の急減速状態が検出されたときに、無段変速機出力軸102の回転数の低下度合いが大きいと推定することも可能である。
【0021】
図3(A)の説明に戻り、ステップ201においてYESと判定されたときには、無段変速機100の変速比を高速側から低速側に切り換えるのが間に合わず、無段変速機出力軸102の回転数の低下に伴ってエンジン回転数が低下し過ぎてしまう可能性があると判断し、ステップ202に進む。一方、NOと判定されたときには、無段変速機出力軸102の回転数が低下するのにある程度の時間を要するため、無段変速機100の変速比を高速側から低速側に切り換えるのに時間がかかってもエンジン回転数が低下し過ぎてしまう可能性はないと判断し、ステップ203に進む。ステップ202では、図3(B)に示した関係に基づいてエンジントルク増加量が決定される。
【0022】
つまり、無段変速機出力軸102の回転数の低下度合いが小さいときには、ステップ202が実行されず、エンジントルクは増加されない。一方、無段変速機出力軸102の回転数の低下度合いが大きいときには、ステップ202においてエンジントルクが増加せしめられ、無段変速機出力軸102の回転数の低下度合いが大きくなるに従ってエンジントルクの増加量が多くされる。エンジントルクを増加させるためには、例えば燃料噴射量の増量や、吸入空気量の増量が行われる。次いでステップ203では、ステップ200において仮決定された要求エンジントルクにエンジントルク増加量が加算され、要求エンジントルクが決定される。
【0023】
本実施形態によれば、ステップ201において無段変速機出力軸102の回転数の低下度合いが大きいと判定されたときに、不図示のステップにおいて変速比が高速側から低速側に切り換えられると共に、ステップ202においてエンジントルクが増加せしめられる。そのため、エンジントルクを増加せしめることにより、無段変速機出力軸102の回転数が低下するのに伴ってエンジン回転数が低下してしまうのが抑制される。それゆえ、無段変速機出力軸102の回転数の低下度合いが大きいときに、無段変速機100の変速比を高速側から低速側に切り換えるのにある程度時間を要する場合であっても、無段変速機出力軸102の回転数の低下に伴ってエンジン回転数が低下し過ぎてしまうのを抑制することができる。
【0024】
更に本実施形態によれば、図3(B)に示すように無段変速機出力軸102の回転数の低下度合いが大きいほどエンジントルクの増加量が多くされる。そのため、無段変速機出力軸102の回転数の低下度合いにかかわらずエンジントルクの増加量を一律に定めるのに伴ってエンジントルクの増加量が過剰になってしまうことや、エンジントルクの増加量が不足してしまうことを回避することができる。
【0025】
また本実施形態によれば、無段変速機出力軸102の回転数の低下度合いが大きいときにはステップ202においてエンジントルクが増加され、無段変速機出力軸102の回転数の低下度合いが小さいときにはステップ202が実行されず、エンジントルクが増加されない。そのため、無段変速機出力軸102の回転数の低下度合いが大きいときにエンジン回転数が低下し過ぎてしまうのを抑制しつつ、無段変速機出力軸102の回転数の低下度合いが小さいときにエンジントルクが必要以上に増加せしめられるのに伴ってドライバビリティが悪化してしまうのを抑制することができる。
【0026】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、入力軸によって駆動される入力ディスクと、出力軸を駆動する出力ディスクと、前記入力ディスク及び前記出力ディスクと接触するローラとを具備し、前記ローラが揺動することにより、前記入力ディスクと前記出力ディスクの角速度比が変更せしめられるとともに、前記入力ディスクが前記ローラを回転させようとするトルクと、前記出力ディスクを回転させようとする前記ローラからのトルクに前記出力ディスクが抗するトルクとの和が、前記ローラを支持するリアクショントルクと平衡せしめられるようになっており、変速機出力軸回転数が低下すると、前記リアクショントルクが減少せしめられることにより、変速比が高速側から低速側に切り換えられるようになっている無段変速機において、機関出力トルクを増加せしめることにより、変速機出力軸回転数が低下するのに伴って機関回転数が低下してしまうのが抑制される。それゆえ、変速機出力軸回転数の低下度合いが大きいときに、変速比を高速側から低速側に切り換えるのにある程度時間を要する場合であっても、変速機出力軸回転数の低下に伴って機関回転数が低下し過ぎてしまうのを抑制することができる。
【0027】
請求項3に記載の発明によれば、変速機出力軸回転数の低下度合いにかかわらず機関出力トルクの増加量を一律に定めるのに伴って機関出力トルクの増加量が過剰になってしまうことや、機関出力トルクの増加量が不足してしまうことを回避することができる。
【0028】
請求項4に記載の発明によれば、変速機出力軸回転数の低下度合いが大きいときに機関回転数が低下し過ぎてしまうのを抑制しつつ、変速機出力軸回転数の低下度合いが小さいときに機関出力トルクが必要以上に増加せしめられるのに伴ってドライバビリティが悪化してしまうのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の無段変速機の一実施形態を適用したシステムの概略構成図である。
【図2】図1に示した無段変速機100のバリエータ1の詳細図である。
【図3】エンジントルク増加制御方法のフローチャート等を示した図である。
【符号の説明】
31…エンジン
31’…エンジン出力軸
100…無段変速機
101…無段変速機入力軸
102…無段変速機出力軸
103…駆動輪
104…エンジントルクセンサ
105…入力軸回転数センサ
106…出力軸回転数センサ
109…ブレーキ踏力センサ
110…加速度センサ
111…ECU
Claims (4)
- 入力軸によって駆動される入力ディスクと、出力軸を駆動する出力ディスクと、前記入力ディスク及び前記出力ディスクと接触するローラとを具備し、前記ローラが揺動することにより、前記入力ディスクと前記出力ディスクの角速度比が変更せしめられるとともに、前記入力ディスクが前記ローラを回転させようとするトルクと、前記出力ディスクを回転させようとする前記ローラからのトルクに前記出力ディスクが抗するトルクとの和が、前記ローラを支持するリアクショントルクと平衡せしめられるようになっており、変速機出力軸回転数が低下すると、前記リアクショントルクが減少せしめられることにより、変速比が高速側から低速側に切り換えられるようになっている無段変速機において、変速機出力軸の回転数の低下率が所定の閾値より大きく、かつ、所定時間内における出力軸の回転数の低下量が所定の閾値よりも大きい状態として定義される変速機出力軸回転数の低下度合いが大きく、前記リアクショントルクが減少せしめられたときに機関出力トルクを増加させるようにした無段変速機。
- 前記リアクショントルクは、油圧供給手段によるリアクション油圧により発生させるようにした請求項1に記載の無段変速機。
- 変速機出力軸回転数の低下度合いが大きいほど機関出力トルクの増加量が多くなるようにした請求項1または2に記載の無段変速機。
- 変速機出力軸回転数の低下度合いが大きいときに機関出力トルクを増加させ、変速機出力軸回転数の低下度合いが小さいときに機関出力トルクを増加させないようにした請求項1または2に記載の無段変速機。
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