JP4002700B2 - バックホー作業機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘削作業車に搭載されるバックホー作業機の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、掘削作業車に搭載されるバックホー作業機として、例えば、掘削作業車に枢着されるブームと、該ブームの先端部に枢着されるアームと、該アームの先端部に枢着される作業具とで構成されるものが知られている。このようなバックホー作業機においては、例えば図8に示すように、アーム92が、該アーム92とブーム91との間に介装されるアームシリンダ94を伸縮駆動することによりブーム91に対して回動動作され、作業具であるバケット93が、該バケット93とアーム92との間に介装される作業具シリンダ95を伸縮駆動することによりアーム92に対して回動動作されている。該アームシリンダ94はブーム91の背面側に配設されており、作業具シリンダ95はアーム92の背面側に配設されている。そして、ブーム91の反アームシリンダ配設側面と、アーム92の反作業具シリンダ配設側面とがなす角度は、アームシリンダ94が伸長すると小さくなり、該アームシリンダ94が縮小すると大きくなるように構成されており、アームシリンダ94の最縮小時には該角度は最大となるが、このブーム91とアーム92とがなす角度βは最大でも180度よりも小さい角度となるように構成されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前述の如く、アームシリンダ94によりアーム92を回動動作し、ブーム91とアーム92とがなす前記角度βが180度よりも小さくなるように構成したバックホー作業機においては、図8に示すように、掘削作業時に既設配管96等の障害物の下方を掘削することが困難であり、このような箇所は人手により掘削していた。また、バックホー作業機が小型であった場合には、掘削作業範囲が狭かったり、垂直掘削深さが浅かったりするため、これを補うために大型のバックホー作業機にて作業を行うこととなるが、バックホー作業機が大型になると重量が重くなったり、作業機が広いスペースを占有してしまう等の問題があった。このような問題を解決するためには、ブームとアームとのなす前記角度を180度よりも大きくすることが考えられるが、図9に示すように、ブーム101とアーム102との連結部に中間リンク110を回動自在に設け、該中間リンク110とブームに固設されるブラケット105との間にアームシリンダ104を介装するとともに、該中間リンク104とアーム102に固設されるブラケット112との間に補正シリンダ111を介装し、該アームシリンダ104と補正シリンダ111との両方を縮小させることによって、ブームとアームとのなす角度が180度よりも大きくなるように構成したものがある。しかし、このように、従来の構成に中間リンク104や補正シリンダ111を追加して、該アームシリンダ104と補正シリンダ111とによりアーム102を回動動作させ、ブーム101とアーム102とのなす角度が180度よりも大きくなるように構成した場合、バックホー作業機の構造が複雑となって操作が難しくなったり、重量が重くなったりする等の問題がある。そこで、本発明においては、従来の構造で大きな掘削力を確保しつつ、広い作業範囲を得ることができるバックホー作業機を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決する為の手段を説明する。
【0005】
掘削作業車に枢着されるブーム(6)と、該ブーム(6)の先端部に枢着されるアーム(5)と、該アーム(5)の先端部に枢着されるバケット(4)とで構成され、該アーム(5)をブーム(6)の背面側に配設したアームシリンダ(10)により回動動作し、該バケット(4)をアーム(5)の背面側に配設したバケットシリンダ(9)により回動動作するバックホー作業機において、該ブーム(6)とアーム(5)の回動支点(15)を、ブーム(6)の側面における短手方向の中心線(6a)よりも、前記アームシリンダ(10)配設側方向へ、寸法(w)だけずらして配置し、該アームシリンダ(10)の最縮小時に、該ブーム(6)の反アームシリンダ配設側面と、アーム(5)の反作業具シリンダ配設側面とのなす角度(α)が180度以上となるように構成し、該アームシリンダ(10)のアーム側端部と、該アーム(5)とをバケットシリンダブラケット(30)を介して連結し、該アームシリンダ(10)を最縮小状態とした場合における、該アーム(5)とアームシリンダ(10)との間の該バケットシリンダブラケット(30)の連結部(30a)と、該ブーム(6)に設けたアームシリンダボトムブラケット(31)とアームシリンダ(10)との支持支点(31a)とを結ぶ中心線(P1)を設定すると、該中心線(P1)と、前記ブーム(6)とアーム(5)との間の回動支点(15)の中心を通過し、前記中心線(P1)と並行な線、との間の垂直距離(L1)が、該アームシリンダ(10)を最伸長状態とした場合における、前記連結部(30a)とアームシリンダボトムブラケット(31)の支持支点(31a)とを結ぶ中心線(P2)と、該回動支点(15)の中心を通過し、前記中心線(P2)と並行な線、との間の垂直距離(L2)よりも大きくなるように、前記バケットシリンダブラケット(30)を形成したものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【0007】
図1は本発明のバックホー作業機を搭載した掘削作業車を示す全体側面図、図2はアームとブームとの連結部を示す側面図、図3は従来のアームとブームとの連結部を示す図、図4はブームの反アームシリンダ配設面とアームの反バケットシリンダ配設面とがなす角度を示す側面図、図5はバックホー作業機の既設配管の下方を掘削する様子を示す図、図6はバックホー作業機のダンプ高さを示す側面図、図7はアームシリンダストロークとアーム掘削力との関係を示す図、図8は従来のバックホー作業機により既設配管近傍を掘削する様子を示す図、図9は従来、中間リンクや補正シリンダをバックホー作業機に付設して、ブームとアームとのなす角度が180度よりも大きくなるように構成した例を示す側面図である。
【0008】
まず、本発明のバックホー作業機を搭載した掘削作業車の概略構成について説明する。図1において、掘削作業車は、クローラ式走行装置1の上部中央に旋回体2を左右旋回可能に支持しており、該クローラ式走行装置1の前後一端部には、ブレード3を上下回動自在に配設している。旋回体2の上方にはエンジン等を被覆するボンネット14が配設されるとともに、操作レバーやシート等で構成される運転操作部を覆うキャビン8が配設されている。
【0009】
また、旋回体2の前端部にはブームブラケット12が左右回動自在に取り付けられ、該ブームブラケット12にはブーム6の下端部が上下回動自在に枢着されている。ブーム6は途中部で前方に屈曲して、側面視において略「く」字状に形成されており、該ブーム6の先端部にはアーム5が回動自在に枢着され、該アーム5の先端部には作業具であるバケット4が回動自在に枢着されている。これらのブーム6、アーム5、及びバケット4等によりバックホー作業機7が構成されている。
【0010】
次に、バックホー作業機7について説明する。前記ブーム6はブームシリンダ11により回動動作され、アーム5はアームシリンダ10により回動動作され、バケット4は作業具シリンダとしてのバケットシリンダ9により回動動作されている。
該ブームシリンダ11、アームシリンダ10、及びバケットシリンダ9は油圧シリンダに構成され、各シリンダ9・10・11は旋回台2のボンネット14内に配設される油圧ポンプから油圧ホースを通じて作動油を供給することにより伸縮駆動されている。
【0011】
また、ブームシリンダ11はブームブラケット12とブーム6の途中部前面に設けられたブームシリンダブラケット36との間に介装され、ブーム6の背面側に配置されるアームシリンダ10は、該ブーム6の途中部に固設されるアームシリンダボトムブラケット31とアーム5背面側の基端部に設けられるバケットシリンダブラケット30との間に介装され、アーム5の背面側に配置されるバケットシリンダ9は、前記バケットシリンダブラケット30とバケット4に連結されるバケットブラケット29との間に介装されている。
【0012】
そして、アームシリンダ10を伸縮駆動してアーム5を回動動作させると、ブーム6の反アームシリンダ配設側面と、アーム5の反バケットシリンダ配設側面とのなす角度αが変化することとなり、該アームシリンダ10の最伸長時には角度αが最小となり、該アームシリンダ10の最縮小時には角度αは最大となる。
【0013】
図2に示すように、ブーム6とアーム5との連結部において、該アーム5の回動支点15は、ブーム6の側面における短手方向の中心線6aよりも寸法wだけアームシリンダ10配設側方向へずらして配置されている。これに対して、従来のバックホー作業機においては、図3に示すように、ブーム91とアーム92との連結部におけるアーム92の回動支点97は、ブーム91の側面における短手方向の中心線91aと同じ位置に配置されている。即ち、本バックホー作業機7においては、回動支点15をアームシリンダ10配設側方向へずらして配置することで、アーム5に固設されるバケットシリンダブラケット30のアームシリンダ10との連結部30aをブーム6の背面6bから離した位置に配置するようにしている。
【0014】
ここで、アームシリンダ10は、その両端部を前記アームシリンダボトムブラケット31及びバケットシリンダブラケット30に回動自在に支持されており、該アームシリンダ10を伸縮すると、該アームシリンダ10のバケットシリンダブラケット30との連結部30aは、前記回動支点15を中心にした円弧状の軌跡kを描く。そして、アームシリンダ10を縮小して、角度αが大きくなる方向へアームを回動させる場合、該アームシリンダ10を最縮小位置近傍まで縮小すると、該アームシリンダ10を縮小するにつれて、連結部30aがブーム6の背面6bへ近づく方向へ回動し、アームシリンダ10とブーム6の背面6bとの間隔dが狭くなる。
【0015】
従って、前述の如く、アーム5の回動支点15をアームシリンダ配設側方向へずらして配置し、連結部30aをブーム6の背面6bから離した位置に配置するように構成して前記間隔dを広くとることで、アームシリンダ10の縮小量、即ちアーム5の回動量を増加することができ、前記角度αの最大角度αmax を大きくすることが可能となる。そして、本例の場合、最大角度αmax が180度よりも大きくなるように構成している。
【0016】
このように、アーム5の回動支点15をアームシリンダ配設側方向へずらして配置することにより、アーム5とブーム6とがなす最大角度αmax を180度よりも大きくすることが、従来の構成と同様の構成、即ちアーム5とブーム6との間に介装したアームシリンダ10により該アーム5を回動動作させる構成で実現することが可能となり、簡単・軽量な構成、且つ容易な操作を保ちながら、バックホー作業機の作業範囲を広くすることができる。そして、最大角度αmax が大きくなるように構成することで、図4に示す角度αの最小角度αmin から最大角度αmax までの範囲であるアーム5の作動範囲を広くとることができるので、小型のバックホー作業機7においても大きな作業範囲を確保することが可能となる。
【0017】
このように、ブーム6とアーム5とのなす最大角度αmax が180度以上となるように構成することで、アーム5の先端部に連結されるバケット4の返り量を大きくすることができ、図1に示す、掘削作業時における最大垂直掘削深さDmax を深くすることができる。また、角度αmax を180度以上としてバケット4の返り量が大きくなることにより、図5に示すように、該バケット4を既設配管39の下方にまで回り込ませて掘削することが可能となる。
【0018】
さらに、図6に示すように、浄化槽20等の埋設作業を行う場合には、バックホー作業機7により埋設用の穴を掘削した後、トラック等により現場まで運搬されてきた浄化槽20をバックホー作業機7のアーム5先端に吊り下げて、掘削した穴まで移動させるが、前述の如く角度αmax を180度以上とすることで、該角度αmax を180度以下とした場合よりも、アーム5先端部の高さ、即ちバックホー作業機のダンプ高さHを高くすることができるので、より大型の(特に高さが高い)浄化槽20を移動させることが可能となる。
【0019】
また、本バックホー作業機7においては、図2に示すように、アームシリンダ10を最縮小状態とした場合における、前記連結部30aとアームシリンダボトムブラケット31の支持支点31aとを結ぶ中心線P1と、回動支点15の中心を通過し、前記中心線P1と並行な線との間の垂直距離L1が、アームシリンダ10を最伸長状態とした場合における、連結部30aとアームシリンダボトムブラケット31の支持支点30aとを結ぶ中心線P2と、回動支点15の中心を通過し、前記中心線P1と並行な線との間の垂直距離L2よりも大きくなるように、バケットシリンダブラケット30を形成している。図7にはアームシリンダ10の伸縮量(アームシリンダストローク)に対するアーム5の掘削力Fの変化を示しているが、前記垂直距離L1が垂直距離L2よりも大きくなるように構成することで、アームシリンダ10が最縮小状態にある場合のアーム5の掘削力Faを、アームシリンダ10が最伸長状態にある場合のアーム5の掘削力Fbよりも大きくすることができる。
【0020】
即ち、バックホー作業機7のアーム5の掘削力Fは該アーム5の回動力に比例し、アーム5の回動力はアームシリンダ10の伸縮方向とアーム5の回動方向とがなす角度によって変化する。そして、アームシリンダ10の伸縮方向とアーム5の回動方向とが平行に近くなるに従ってアーム5の回動力は大きくなり、アームシリンダ10の伸縮方向とアーム5の回動方向とが垂直に近くなるに従ってアーム5の回動力は小さくなる。
【0021】
従って、前述の如く、アームシリンダ10の最縮小時の中心線P1と回動支点15との間の垂直距離L1を、アームシリンダ10の最伸長時の中心線P2と回動支点15との間の垂直距離L2よりも大きく構成することで、アームシリンダ10の最縮小時におけるアームシリンダ10の伸縮方向とアーム5の回動方向とは、アームシリンダ10の最伸長時におけるアームシリンダ10の伸縮方向とアーム5の回動方向とよりも平行に近くすることができ、アームシリンダ10の最縮小状態におけるアーム5の掘削力Faを、アームシリンダ10の最伸長状態におけるアーム5の掘削力Fbよりも掘削力差ΔFだけ大きくすることができるのである。
【0022】
これにより、アーム5の最大回動角度である前記最大角度αを180度以上と大きく構成し、アーム5が最大角度αmax まで回動され大きな力がかかり易い状態で作業を行う場合でも、該アーム5の掘削力を充分に確保することができ、広い作業範囲で確実な掘削作業を行うことが可能となる。
【0023】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。
掘削作業車に枢着されるブーム(6)と、該ブーム(6)の先端部に枢着されるアーム(5)と、該アーム(5)の先端部に枢着されるバケット(4)とで構成され、該アーム(5)をブーム(6)の背面側に配設したアームシリンダ(10)により回動動作し、該バケット(4)をアーム(5)の背面側に配設したバケットシリンダ(9)により回動動作するバックホー作業機において、該アームシリンダ(10)の最縮小時に、該ブーム(6)の反アームシリンダ配設側面と、アーム(5)の反作業具シリンダ配設側面とのなす角度(α)が180度以上となるように構成したので、アームの作動範囲を広くとることができ、小型のバックホー作業機においても大きな作業範囲を確保することが可能となる。
また、アームの先端部に連結されるバケット等の作業具の返り量を大きくすることができ、掘削作業時における最大垂直掘削深さを深くすることができる。
また、前記角度を180度以上として作業具の返り量が大きくなることにより、作業具を既設配管の下方にまで回り込ませて掘削することが可能となり、作業効率を向上して人手を削減することが可能となる。
さらに、アーム先端部の高さ、即ちバックホー作業機のダンプ高さを高くすることができるので、浄化槽等の埋設作業を行う場合には、浄化槽をアーム先端に吊り下げて移動させる際に、より大型の(特に高さが高い)浄化槽等を掘削した穴まで移動させることが可能となる。
【0024】
更に、該ブーム(6)とアーム(5)の回動支点(15)を、ブーム(6)の側面における短手方向の中心線(6a)よりも、前記アームシリンダ(10)配設側方向へ、寸法(w)だけずらして配置したので、アームとブームとがなす最大角度を180度よりも大きくすることが、従来の構成と同様の構成、即ちアームとブームとの間に介装したアームシリンダにより該アームを回動動作させる構成で実現することが可能となり、簡単・軽量な構成、且つ容易な操作を保ちながら、バックホー作業機の作業範囲を広くすることができる。
【0025】
更に、該アームシリンダ(10)のアーム側端部と、該アーム(5)とをバケットシリ ンダブラケット(30)を介して連結し、該アームシリンダ(10)を最縮小状態とした場合における、該アーム(5)とアームシリンダ(10)との間の該バケットシリンダブラケット(30)の連結部(30a)と、該ブーム(6)に設けたアームシリンダボトムブラケット(31)とアームシリンダ(10)との支持支点(31a)とを結ぶ中心線(P1)を設定すると、該中心線(P1)と、前記ブーム(6)とアーム(5)との間の回動支点(15)の中心を通過し、前記中心線(P1)と並行な線、との間の垂直距離(L1)が、該アームシリンダ(10)を最伸長状態とした場合における、前記連結部(30a)とアームシリンダボトムブラケット(31)の支持支点(31a)とを結ぶ中心線(P2)と、該回動支点(15)の中心を通過し、前記中心線(P2)と並行な線、との間の垂直距離(L2)よりも大きくなるように、前記バケットシリンダブラケット(30)を形成したので、アームシリンダの最縮小状態におけるアームの掘削力を、アームシリンダの最伸長状態におけるアームの掘削力よりも大きくすることができる。
これにより、アームの最大回動角度大きく構成し、アームが最大角度まで回動され大きな力がかかり易い状態で作業を行う場合でも、該アームの掘削力を充分に確保することができ、広い作業範囲で確実な掘削作業を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のバックホー作業機を搭載した掘削作業車を示す全体側面図である。
【図2】 アームとブームとの連結部を示す側面である。
【図3】 従来のアームとブームとの連結部を示す図である。
【図4】 ブームの反アームシリンダ配設面とアームの反バケットシリンダ配設面とがなす角度を示す側面図である。
【図5】 バックホー作業機の既設配管の下方を掘削する様子を示す図である。
【図6】 バックホー作業機のダンプ高さを示す側面図である。
【図7】 アームシリンダストロークとアーム掘削力との関係を示す図である。
【図8】 従来のバックホー作業機により既設配管近傍を掘削する様子を示す図である。
【図9】 従来、中間リンクや補正シリンダをバックホー作業機に付設して、ブームとアームとのなす角度が180度よりも大きくなるように構成した例を示す側面図である。
【符号の説明】
2 旋回体
4 バケット
5 アーム
6 ブーム
6a (短手方向の)中心
6b 背面
7 バックホー作業機
9 バケットシリンダ
10 アームシリンダ
15 回動支点
30 バケットシリンダブラケット
30a 連結部
α ブームの反アームシリンダ配設側面とアームの反作業具シリンダ配設側面とのなす角度
L1 (アームシリンダの最縮小時の)バケットシリンダブラケットの連結部とアームの回動支点との間の間隔
L2 (アームシリンダの最伸長時の)バケットシリンダブラケットの連結部とアームの回動支点との間の間隔
Claims (1)
- 掘削作業車に枢着されるブーム(6)と、該ブーム(6)の先端部に枢着されるアーム(5)と、該アーム(5)の先端部に枢着されるバケット(4)とで構成され、該アーム(5)をブーム(6)の背面側に配設したアームシリンダ(10)により回動動作し、該バケット(4)をアーム(5)の背面側に配設したバケットシリンダ(9)により回動動作するバックホー作業機において、該ブーム(6)とアーム(5)の回動支点(15)を、ブーム(6)の側面における短手方向の中心線(6a)よりも、前記アームシリンダ(10)配設側方向へ、寸法(w)だけずらして配置し、該アームシリンダ(10)の最縮小時に、該ブーム(6)の反アームシリンダ配設側面と、アーム(5)の反作業具シリンダ配設側面とのなす角度(α)が180度以上となるように構成し、該アームシリンダ(10)のアーム側端部と、該アーム(5)とをバケットシリンダブラケット(30)を介して連結し、該アームシリンダ(10)を最縮小状態とした場合における、該アーム(5)とアームシリンダ(10)との間の該バケットシリンダブラケット(30)の連結部(30a)と、該ブーム(6)に設けたアームシリンダボトムブラケット(31)とアームシリンダ(10)との支持支点(31a)とを結ぶ中心線(P1)を設定すると、該中心線(P1)と、前記ブーム(6)とアーム(5)との間の回動支点(15)の中心を通過し、前記中心線(P1)と並行な線、との間の垂直距離(L1)が、該アームシリンダ(10)を最伸長状態とした場合における、前記連結部(30a)とアームシリンダボトムブラケット(31)の支持支点(31a)とを結ぶ中心線(P2)と、該回動支点(15)の中心を通過し、前記中心線(P2)と並行な線、との間の垂直距離(L2)よりも大きくなるように、前記バケットシリンダブラケット(30)を形成したことを特徴とするバックホー作業機。
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