JP3819122B2 - segment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、相互に複数連結することにより掘削穴の軸方向に筒状壁体を構成するセグメントに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
トンネルを構築する方法としては、掘削穴の内面側にセグメントを組み立てて筒状壁体を構築する、いわゆるシールド工法が一般的である。
このシールド工法に用いられるセグメントとしては、図6に示すように、平面視長方形状で円弧版状のものが主流であり、これらセグメント1同士を、その接合端面2に設けられた継手板3同士をボルト・ナットによって連結することにより接合していた。
即ち、シールドマシンによって地盤を掘削して、その後方側に形成された掘削穴内にてセグメント1を掘削穴の内面に沿って組み付けるとともに、軸方向に沿った接合端面2を順次接合・連結して無端のリング体を形成し、このリング体を掘削穴の軸方向に連結することにより、掘削穴の内面に筒状壁体が構築されるようになっている。
なお、図中符号4は、セグメント1の接合端面2に設けられたシール材であり、このシール材4によって互いに接合されるセグメント1同士の接合箇所がシールされるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図7に示すように、掘削穴を掘削するシールドマシンは、その後方側に設けられた複数のジャッキ6を伸長させて、既に組み立てられた筒状壁体Tから推進力を得るようになっている。
このため、既に組み立てられた筒状壁体Tを構成するセグメント1には、その幅方向に大きな力が加えられるため、その角部が隣り合うセグメント1の接合端面2へ食い込んで、局部的に大きな応力を生じさせてしまう。特に、筒状壁体Tが大断面であったり大深度にて筒状壁体Tを構築する際には、シールドマシンが大きな推進力を必要とするため、局部的な応力がさらに大きくなり、セグメント1にクラック等を生じさせてしまう恐れもなしとはしないものであった。
また、構築後、筒状壁体Tに土圧が加わった場合にも、上記と同様に、セグメント1の角部によって隣り合うセグメント1に大きな応力が生じてしまう恐れがあった。
【0004】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、筒状壁体に外力が加わったとしても、セグメントに局部的な応力によって破損するような恐れのないセグメントを提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載のセグメントは、相互に接合することにより、掘削穴の軸方向に筒状壁体を構成するセグメントであって、掘削穴の軸方向へ互いに接合される長手方向の接合端面と、掘削穴の周方向へ互いに接合される幅方向の接合端面とを有し、前記長手方向の接合端面は、少なくとも長手方向の接合端面及び幅方向の接合端面から形成された角部近傍が、外方へ僅かに膨出された平面視湾曲形状に形成されていることを特徴としている。
請求項2記載のセグメントは、相互に接合することにより、掘削穴の軸方向に筒状壁体を構成するセグメントであって、掘削穴の軸方向へ互いに接合される長手方向の接合端面と、掘削穴の周方向へ互いに接合される幅方向の接合端面とを有し、前記幅方向の接合端面は、少なくとも長手方向の接合端面及び幅方向の接合端面から形成された角部近傍が、外方へ僅かに膨出された平面視湾曲形状に形成されていることを特徴としている。
【0006】
請求項3記載のセグメントは、相互に接合することにより、掘削穴の軸方向に筒状壁体を構成するセグメントであって、掘削穴の軸方向へ互いに接合される長手方向の接合端面と、掘削穴の周方向へ互いに接合される幅方向の接合端面とを有し、前記長手方向の接合端面及び幅方向の接合端面は、それぞれ少なくとも長手方向の接合端面及び幅方向の接合端面から形成された角部近傍が、外方へ僅かに膨出された平面視湾曲形状に形成されていることを特徴としている。
請求項4記載のセグメントは、請求項1〜3のいずれか1項記載のセグメントにおいて、前記長手方向の接合端面及び幅方向の接合端面の厚さ方向の断面形状が、外方へ僅かに膨出された形状とされていることを特徴としている。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態のセグメントを図によって説明する。
図1に示すように、本実施の形態のコンクリート製のセグメント11は、その接合端面12の内、長手方向の接合端面12aが外方へ向かって僅かに膨出した平面視湾曲形状とされている。また、このセグメント11の長手方向の接合端面12a及び幅方向の接合端面12bは、図2に示すように、厚さ方向の断面形状が外方へ向かって僅かに膨出した形状とされている。
【0008】
次に、上記セグメント11を用いて筒状壁体Tを構築する場合について説明する。
シールドマシンによって地盤に掘削穴を形成したら、この掘削穴内にて、セグメント11の幅方向の接合端面12bの継手板3同士をボルト・ナットによって互いに接合・連結させて無端のリング体を構築する。そして、このリング体を構成するセグメント11の長手方向の接合端面12aの継手板3同士をボルト・ナットによって互いに接合・連結させることにより、リング体同士を掘削穴の軸方向へ連結する。
【0009】
このようにすると、シールドマシンによって掘削された掘削穴内に、セグメント11からなる筒状壁体Tが構築される。
その後、シールドマシンによって、さらに地盤を掘削し、その後方に形成された掘削穴内に、上記のようにセグメント11によって筒状壁体Tを構築していく。
【0010】
ここで、このシールドマシンによって、地盤を掘削する場合、前述したように、シールドマシンに設けられた複数のジャッキ6を伸長させて、既に構築した後方側の筒状壁体Tから推進力を得るため、筒状壁体Tを構成するセグメント11は、掘削穴の軸方向に大きな圧縮力を受けることとなるが、上記セグメント11は、長手方向の接合端面12aが予め僅かに外方へ向かって膨出された平面視湾曲形状とされているので、筒状壁体Tを構成するセグメント11に大きな圧縮力が加わっても、セグメント11の角部が隣り合うセグメント11の長手方向の接合端面12aへ食い込んで、大きな応力集中を生じさせるようなことがなく、したがって、この応力集中によるセグメントの破損、損傷等の発生をなくすことができる。
【0011】
これにより、シールドマシンの推進時に、特に大きな圧縮力を筒状壁体Tへ加えてしまう、大断面の筒状壁体Tの構築あるいは大深度における筒状壁体Tの構築にも、極めて好適に用いることができる。
【0012】
また、長手方向の接合端面12a及び幅方向の接合端面12bの厚さ方向の断面形状が、外方へ僅かに膨出された形状とされているので、セグメント11同士の接合箇所に大きな圧縮力が加わったとしても、セグメント11の上下の角部同士における応力集中を低減させることができ、これにより、セグメント11の上下の角部における破損、損傷等も防止することができる。
【0013】
次に、他の実施の形態のセグメント11について説明する。
図3に示すように、このセグメント11は、幅方向の接合端面12bが、外方へ向かって僅かに膨出した平面視湾曲形状とされている。また、このセグメント11の場合も、長手方向の接合端面12a及び幅方向の接合端面12bの厚さ方向の断面形状が外方へ向かって僅かに膨出した形状とされている。
【0014】
そして、この形状のセグメント11によれば、筒状壁体Tを構築した後に、この筒状壁体Tに土圧が加わって、セグメント11にその長手方向、つまり周方向へ向かって圧縮力が作用したとしても、幅方向の接合端面12bが予め僅かに外方へ向かって膨出された平面視湾曲形状とされているので、セグメント11の角部が隣り合うセグメント11の長手方向の接合端面12aへ食い込んで、大きな応力集中を生じさせるようなことがなく、したがって、この応力集中によるセグメント11の破損、損傷等の発生をなくすことができる。
これにより、特に大きな土圧が加わる大深度にて筒状壁体Tを構築する場合にも極めて好適に用いることができる。
【0015】
また、図4に示すものは、長手方向の接合端面12a及び幅方向の接合端面12bが、それぞれ外方へ向かって僅かに膨出した形状とされ、さらに、これら長手方向の接合端面12a及び幅方向の接合端面12bの厚さ方向の断面形状が外方へ向かって僅かに膨出した形状とされている。
即ち、この形状のセグメント11によれば、筒状壁体Tに、シールドマシンのジャッキ6にる幅方向(軸方向)への圧縮力及び土圧による長手方向(周方向)への圧縮力が加わっても、セグメント11の角部の隣り合うセグメント11への食い込みを防止することができ、これにより、角部の食い込みによる応力集中を防止して、セグメント11の破損、損傷等の生じる恐れを確実になくすことができ、極めて信頼性の高い筒状壁体Tを構築することができる。
【0016】
なお、上記実施の形態のセグメント11では、長手方向の接合端面12a及び幅方向の接合端面12bの全体を外方へ僅かに膨出させた形状としたが、図5に示すように、これら長手方向の接合端面12a及び幅方向の接合端面12bから形成される角部近傍のみを湾曲面12a′、12b′とし、その他の部分を平面12a″、12b″としたセグメント11であっても上記と同様な作用効果を得ることができる。
【0017】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明のセグメントによれば、下記の効果を得ることができる。
請求項1記載のセグメントによれば、シールドマシンによる地盤掘削時に、シールドマシンのジャッキによって筒状壁体を構成するセグメントに大きな圧縮力が加わっても、少なくとも長手方向の接合端面における角部近傍が予め僅かに外方へ向かって膨出された平面視湾曲形状とされているので、セグメントの角部が隣り合うセグメントの長手方向の接合端面へ食い込んで、大きな応力集中を生じさせるようなことがなく、したがって、この応力集中によるセグメントの破損、損傷等の発生をなくすことができる。
これにより、シールドマシンの推進時に、特に大きな圧縮力を筒状壁体へ加えてしまう、大断面の筒状壁体の構築あるいは大深度における筒状壁体の構築にも、極めて好適に用いることができる。
【0018】
請求項2記載のセグメントによれば、筒状壁体を構築した後に、この筒状壁体に土圧が加わって、セグメントにその長手方向へ向かって圧縮力が作用したとしても、少なくとも幅方向の接合端面における角部近傍が予め僅かに外方へ向かって膨出された平面視湾曲形状とされているので、セグメントの角部が隣り合うセグメントの長手方向の接合端面へ食い込んで、大きな応力集中を生じさせるようなことがなく、したがって、この応力集中によるセグメントの破損、損傷等の発生をなくすことができる。
これにより、特に大きな土圧が加わる大深度にて筒状壁体を構築する場合にも極めて好適に用いることができる。
請求項3記載のセグメントによれば、シールドマシンのジャッキにる幅方向への圧縮力及び土圧による長手方向への圧縮力が加わっても、少なくとも長手方向の接合端面及び幅方向の接合端面における角部近傍が予め僅かに外方へ向かって膨出された平面視湾曲形状とされているので、セグメントの角部の隣り合うセグメントへの食い込みを防止することができ、これにより、角部の食い込みによる応力集中を防止して、セグメントの破損、損傷等の生じる恐れを確実になくすことができ、極めて信頼性の高い筒状壁体を構築することができる。
【0019】
請求項4記載のセグメントによれば、長手方向の接合端面及び幅方向の接合端面の厚さ方向の断面形状が、外方へ僅かに膨出された形状とされているので、セグメント同士の接合箇所に大きな圧縮力が加わったとしても、セグメントの上下の角部同士における応力集中を低減させることができ、これにより、セグメントの上下の角部における破損、損傷等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態のセグメントの形状を説明するセグメントの平面図である。
【図2】 本発明の実施の形態のセグメントの形状を説明するセグメントの断面図である。
【図3】 本発明の他の実施の形態のセグメントの形状を説明するセグメントの平面図である。
【図4】 本発明の他の実施の形態のセグメントの形状を説明するセグメントの平面図である。
【図5】 本発明の他の実施の形態のセグメントの形状を説明するセグメントの平面図である。
【図6】 筒状壁体を構成するセグメントの構成及び構造を説明するセグメントの斜視図である。
【図7】 シールド工法による筒状壁体の構築の仕方を説明する筒状壁体の概略側面図である。
【符号の説明】
11 セグメント
12a 長手方向の接合端面
12b 幅方向の接合端面
T 筒状壁体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
This invention relates to the segment which comprises a cylindrical wall body in the axial direction of a digging hole by connecting two or more mutually.
[0002]
[Prior art]
As a method for constructing a tunnel, a so-called shield method is generally used in which segments are assembled on the inner surface side of a drilling hole to construct a cylindrical wall body.
As shown in FIG. 6, the segments used in this shield method are rectangular in plan view and in the shape of an arc plate, and these
That is, the ground is excavated by the shield machine, and the
Reference numeral 4 in the figure denotes a sealing material provided on the joining
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as shown in FIG. 7, the shield machine for excavating the excavation hole extends the plurality of jacks 6 provided on the rear side thereof so as to obtain propulsive force from the already assembled cylindrical wall T. It has become.
For this reason, since a large force is applied to the
Further, even when earth pressure is applied to the cylindrical wall body T after construction, there is a possibility that a large stress is generated in the
[0004]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a segment that is not likely to be damaged by local stress even if an external force is applied to the cylindrical wall body.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the segments according to
The segments according to
[0006]
The segments according to
The segment according to claim 4 is the segment according to any one of
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the segments of the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the concrete segment 11 of the present embodiment has a curved shape in plan view in which the joint end surface 12 a in the longitudinal direction slightly bulges outward in the joint end surface 12. Yes. Further, the joining end surface 12a in the longitudinal direction and the joining
[0008]
Next, the case where the cylindrical wall body T is constructed | assembled using the said segment 11 is demonstrated.
After the excavation hole is formed in the ground by the shield machine, the endless ring body is constructed by joining and connecting the
[0009]
If it does in this way, the cylindrical wall body T which consists of the segment 11 will be built in the excavation hole excavated by the shield machine.
Thereafter, the ground is further excavated by the shield machine, and the tubular wall body T is constructed by the segment 11 as described above in the excavation hole formed at the rear thereof.
[0010]
Here, when excavating the ground with this shield machine, as described above, a plurality of jacks 6 provided in the shield machine are extended to obtain a propulsive force from the rear-side cylindrical wall body T that has already been constructed. Therefore, the segment 11 constituting the cylindrical wall body T receives a large compressive force in the axial direction of the excavation hole. However, the segment 11 has a joint end surface 12a in the longitudinal direction slightly outward in advance. Since it has a bulged curved shape in plan view, even if a large compressive force is applied to the segments 11 constituting the cylindrical wall body T, the joining end surfaces 12a in the longitudinal direction of the adjacent segments 11 where the corners of the segments 11 are adjacent to each other. Therefore, it is possible to eliminate the occurrence of segment breakage, damage, etc. due to this stress concentration.
[0011]
Thereby, when propelling the shield machine, it is extremely suitable for the construction of the cylindrical wall body T having a large cross section or the cylindrical wall body T at a great depth, which applies a particularly large compressive force to the cylindrical wall body T. Can be used.
[0012]
In addition, since the cross-sectional shape in the thickness direction of the joining end surface 12a in the longitudinal direction and the joining
[0013]
Next, the segment 11 of another embodiment will be described.
As shown in FIG. 3, the segment 11 has a curved shape in plan view in which the joining
[0014]
And according to the segment 11 of this shape, after constructing the cylindrical wall T, earth pressure is applied to the cylindrical wall T, and the compressive force is applied to the segment 11 in the longitudinal direction, that is, in the circumferential direction. Even if it acts, since the
Thereby, when constructing the cylindrical wall body T at a great depth to which a particularly large earth pressure is applied, it can be used very suitably.
[0015]
In addition, the longitudinal direction joining end surface 12a and the widthwise joining
That is, according to the segment 11 of this shape, the cylindrical wall T has a compressive force in the width direction (axial direction) applied to the jack 6 of the shield machine and a compressive force in the longitudinal direction (circumferential direction) due to earth pressure. Even if added, it is possible to prevent the corner 11 of the segment 11 from biting into the adjacent segment 11, thereby preventing stress concentration due to the biting of the corner and possibly causing breakage, damage, etc. of the segment 11. The cylindrical wall body T that can be reliably eliminated and is extremely reliable can be constructed.
[0016]
In addition, in the segment 11 of the said embodiment, although the whole joining end surface 12a of the longitudinal direction and the whole joining
[0017]
【The invention's effect】
As described above, according to the segment of the present invention, the following effects can be obtained.
According to the segment of
As a result, when propelling a shield machine, it is particularly suitable for construction of a cylindrical wall body with a large cross section or a cylindrical wall body at a great depth, which applies a particularly large compressive force to the cylindrical wall body. Can do.
[0018]
According to the segment of
Thereby, when constructing a cylindrical wall body at a great depth to which a large earth pressure is applied, it can be used very suitably.
According to the segment of
[0019]
According to the segment of claim 4, since the cross-sectional shape in the thickness direction of the joining end face in the longitudinal direction and the joining end face in the width direction is a shape slightly bulging outward, joining the segments Even if a large compressive force is applied to the location, the stress concentration at the upper and lower corners of the segment can be reduced, thereby preventing breakage and damage at the upper and lower corners of the segment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a segment for explaining the shape of the segment according to the embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a segment for explaining the shape of the segment according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view of a segment for explaining the shape of the segment according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view of a segment for explaining the shape of the segment according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view of a segment for explaining the shape of the segment according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view of the segment for explaining the configuration and structure of the segment constituting the cylindrical wall body.
FIG. 7 is a schematic side view of a cylindrical wall body for explaining how to construct the cylindrical wall body by a shield method.
[Explanation of symbols]
11 Segment 12a Bonding
Claims (4)
掘削穴の軸方向へ互いに接合される長手方向の接合端面と、掘削穴の周方向へ互いに接合される幅方向の接合端面とを有し、
前記長手方向の接合端面は、少なくとも長手方向の接合端面及び幅方向の接合端面から形成された角部近傍が、外方へ僅かに膨出された平面視湾曲形状に形成されていることを特徴とするセグメント。A segment that forms a cylindrical wall body in the axial direction of the excavation hole by joining together,
A longitudinal joining end face joined to each other in the axial direction of the drilling hole, and a joining end face in the width direction joined together in the circumferential direction of the drilling hole,
The joining end surface in the longitudinal direction is formed in a curved shape in plan view in which at least the vicinity of the corner formed from the joining end surface in the longitudinal direction and the joining end surface in the width direction is slightly bulged outward. And a segment.
掘削穴の軸方向へ互いに接合される長手方向の接合端面と、掘削穴の周方向へ互いに接合される幅方向の接合端面とを有し、
前記幅方向の接合端面は、少なくとも長手方向の接合端面及び幅方向の接合端面から形成された角部近傍が、外方へ僅かに膨出された平面視湾曲形状に形成されていることを特徴とするセグメント。A segment that forms a cylindrical wall body in the axial direction of the excavation hole by joining together,
A longitudinal joining end face joined to each other in the axial direction of the drilling hole, and a joining end face in the width direction joined together in the circumferential direction of the drilling hole,
The bonding end surface in the width direction is formed in a curved shape in plan view in which at least the vicinity of the corner formed from the bonding end surface in the longitudinal direction and the bonding end surface in the width direction is slightly bulged outward. And a segment.
掘削穴の軸方向へ互いに接合される長手方向の接合端面と、掘削穴の周方向へ互いに接合される幅方向の接合端面とを有し、
前記長手方向の接合端面及び幅方向の接合端面は、それぞれ少なくとも長手方向の接合端面及び幅方向の接合端面から形成された角部近傍が、外方へ僅かに膨出された平面視湾曲形状に形成されていることを特徴とするセグメント。A segment that forms a cylindrical wall body in the axial direction of the excavation hole by joining together,
A longitudinal joining end face joined to each other in the axial direction of the drilling hole, and a joining end face in the width direction joined together in the circumferential direction of the drilling hole,
The joining end surface in the longitudinal direction and the joining end surface in the width direction have curved shapes in plan view in which at least the vicinity of the corners formed from the joining end surface in the longitudinal direction and the joining end surface in the width direction are slightly bulged outward. A segment characterized by being formed.
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