JP4129079B2 - 電子部品実装機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、抵抗やコンデンサ、IC等の電子部品を負圧により吸着して回路基板に搭載するための電子部品実装機に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子部品実装機は、図7に示されるように、パーツフィーダFから供給される電子部品1を部品吸着ノズル2によって吸着し、隣接した位置にある基板(図示省略)に運び、ここで負圧を解除することによって電子部品1を基板上に搭載するものである。
【0003】
前記部品吸着ノズル2は、スライドシャフト3の下端(先端)に軸方向の一定値以上の荷重によって嵌合し、又は取り外されるようになっている。
【0004】
このスライドシャフト3は、スライドブラケット4によって鉛直方向に支持され、このスライドブラケット4の上下動に応じて上下するようにされている。
【0005】
又、前記スライドブラケット4は、フレーム5に対してリニアガイド6を介して鉛直方向に移動可能に支持され、且つ、Z軸モータ7により、ボールねじ8を介して上下方向に駆動されるようになっている。
【0006】
更に、前記スライドシャフト3は、スライドブラケット4に支持された状態で、θ軸モータ9によりタイミングベルト10を介してその軸線回りに回動できるようにされている。
【0007】
前記スライドシャフト3内には、負圧通路(図示省略)が形成され、装着された部品吸着ノズル2の先端に負圧を伝達するようにされている。
【0008】
前記スライドシャフト3〜タイミングベルト10は、これらを一組として一つの部品吸着ユニット11を構成し、この複数の部品吸着ユニット11は、ヘッド部12を構成している。
【0009】
又、ヘッド部12はインターフェース部材13を介してXYロボット装置14(全体図示省略、図7ではX軸レールが示されている)に支持され、前記スライドシャフト3の軸線方向(鉛直方向)をZ軸とした場合、水平面内でX−Y方向に自在に移動されるようになっている。
【0010】
図7の符号15は、前記フレーム5に取り付けられ、前記部品吸着ノズル2に吸着された電子部品1の位置を検出するための位置検出器、16は、前記フレーム5に取り付けられ、回路基板上のマーク認識や電子部品1を吸着する際のその位置、回路基板上に搭載した電子部品1の位置を確認するためのカメラをそれぞれ示す。
【0011】
ここで、前記電子部品1は、抵抗、コンデンサ、IC等の種類によりその大きさ及び形状が異なるものであり、前記部品吸着ノズル2は、吸着すべき電子部品が変更される毎に異なる種類の交換用部品吸着ノズルに交換しなければならない。
【0012】
交換用部品吸着ノズルは、前記XYロボット装置14によるスライドシャフト3のX−Y方向での移動範囲内の、特に、通常の電子部品搭載作業の妨げとならない位置に予め準備されたノズルボックス(図示省略)に収容されていて、部品吸着ノズル2を交換する際には、XYロボット装置14によってスライドシャフト3を空の部品吸着ノズルボックス上に移動させ、ここでスライドシャフト3を下降してから上昇することにより、該部品吸着ノズルボックス内に部品吸着ノズル2を外し、次に、他の部品吸着ノズルボックス内にある目的の部品吸着ノズル上に移動して、スライドシャフト3を下降させ、部品吸着ノズル2の上方からその下端を嵌合させて取り付け、更に、XYロボット装置14によって通常の電子部品搭載作業位置に移動するようになっている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
従って、上記のように、部品吸着ノズルの交換の都度、ヘッド部12をXYロボット装置14によって通常の搭載作業エリア外に移動させなければならず、交換に時間を要し、作業能率の低下の原因となるという問題点があった。
【0014】
この発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、部品搭載作業のための通常の移動中に部品吸着ノズルを交換するようにして、作業効率を大幅に向上させることができるようにした電子部品実装機を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
この発明は、請求項1のように、部品吸着ユニットを少なくとも一つ備えたヘッド部と、このヘッド部を支持してX−Y方向に移動させるXYロボット装置と、を有してなり、前記部品吸着ユニットは、鉛直方向に上下動され、且つ、中心軸線回りに回転角度調節自在のスライドシャフト、及び、このスライドシャフトの下端に、軸線方向に着脱自在とされた部品吸着ノズルを含む電子部品実装機において、前記ヘッド部に、交換用部品吸着ノズルを複数収容するノズルボックスと、このノズルボックスが、収容する交換用部品吸着ノズルの一つを前記スライドシャフトに着脱させるため該ノズルボックスを選択的に駆動するノズルボックス駆動装置と、を備え、前記ノズルボックスは、前記部品吸着ユニットの並列方向と直角な方向の水平な直線状に形成され、その直線に沿って前記複数の交換用部品吸着ノズルを収容し、前記ノズルボックス駆動装置は、前記ノズルボックスを、前記直線に沿って駆動可能とされた電子部品実装機により上記目的を達成するものである。
【0016】
この発明は、請求項2のように、部品吸着ユニットを少なくとも一つ備えたヘッド部と、このヘッド部を支持してX−Y方向に移動させるXYロボット装置と、を有してなり、前記部品吸着ユニットは、鉛直方向に上下動され、且つ、中心軸線回りに回転角度調節自在のスライドシャフト、及び、このスライドシャフトの下端に、該スライドシャフトの軸線方向の一定値以上の荷重によって、軸線方向に着脱自在とされた部品吸着ノズルを含む電子部品実装機において、前記ヘッド部に、少なくとも一つの前記部品吸着ユニットに対して、交換用部品吸着ノズルを複数収容するノズルボックスと、このノズルボックスが収容する交換用部品吸着ノズルの一つを、スライドシャフトの下方で、且つ、該スライドシャフトの中心軸線と一致する軸線上にノズルボックスを選択的に駆動するノズルボックス駆動装置と、を設けてなり、前記スライドシャフトが下降してその下端が部品吸着ノズルに嵌合するとき、及び、上昇して部品吸着ノズルから脱れるときに、前記ノズルボックスは該吸着ノズルに係合してこれを保持する係合部、及び、嵌合した部品吸着ノズルと共にスライドシャフトが下方に貫通することを許容する貫通部を備え、前記ノズルボックスは、前記部品吸着ユニットの並列方向と直角な方向の水平な直線状に形成され、その直線に沿って前記複数の交換用部品吸着ノズルを収容し、前記ノズルボックス駆動装置は、前記ノズルボックスを、前記直線に沿って駆動可能とされた電子部品実装機により上記目的を達成するものである。
【0020】
この発明によれば、交換用の部品吸着ノズルはヘッド部側に設けられたノズルボックスに用意され、且つ、スライドシャフトは、このノズルボックスを貫通した状態で電子部品搭載作業をすることができ、部品吸着ノズルの交換を、ヘッド部の通常の移動範囲内で迅速に行うことができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態の例を図面を参照して詳細に説明する。
【0022】
この発明に係る電子部品実装機20は、図1に示されるように、複数の部品吸着ユニット26を備えたヘッド部28と、このヘッド部28を支持してX−Y方向に移動させるXYロボット装置30とを有してなり、前記各部品吸着ユニット26は、鉛直方向に上下動され、且つ中心軸線回りに回転角度調節自在のスライドシャフト22、及び、このスライドシャフト22の下端に、該スライドシャフト22に着脱自在とされた部品吸着ノズル24を備え、又、前記ヘッド部28には、各部品吸着ユニット26毎に、交換用部品吸着ノズルを収容するノズルボックス32と、このノズルボックス32を駆動するノズルボックス駆動装置34と、を備えている。
【0023】
前記ノズルボックス32及びノズルボックス駆動装置34の構成について、更に詳細に説明する。
【0024】
ノズルボックス32は、図2に示されるように、例えばエアシリンダからなるノズルボックス駆動装置34の作動ロッド34A先端に水平に取り付けられた直線状の細長い箱状部材であって、その内部に、長手方向に複数の交換用部品吸着ノズル24が収容されている。
【0025】
これら交換用の部品吸着ノズル24は、その上端が前記スライドシャフト22の中心軸線と一致する方向、即ち鉛直方向に向けて並列配置され、ノズルボックス駆動装置34は、ノズルボックス32内に収容されている前記交換用の部品吸着ノズル24のうちの一つが、前記スライドシャフト22の軸線を下方に、これと一致する位置まで選択的にノズルボックス32を駆動するようにされている。
【0026】
前記ノズルボックス32は、図3に拡大して示されるように、部品吸着ノズル24を保持するものであり、係合領域36と貫通領域38とを、長手方向に交互に備えている。
【0027】
係合領域36は、ここに前記部品吸着ノズル24が収容されているとき、該部品吸着ノズル24の一定範囲以上の鉛直方向(上下方向)の移動を規制することによって、スライドシャフト22が下降するときは部品吸着ノズル24がスライドシャフト22の先端に嵌合し、且つ、スライドシャフト22が上昇するときは、部品吸着ノズル24を上下方向に拘束して、スライドシャフト22から外れるようにするものである。
【0028】
更に詳細には、係合領域36は、収容する部品吸着ノズル24の鍔部24Aに上方から係合して、該部品吸着ノズル24の一定以上の上昇を規制することによってスライドシャフト22が部品吸着ノズル24から上方に抜け出すことができるようにするための上側係止突起36Aと、前記鍔部24Aに下方から係合して、スライドシャフト22が下降し、その先端が部品吸着ノズル24の上端に上方から嵌合しようとするとき、該部品吸着ノズル24の下降を規制して、スライドシャフト22の部品吸着ノズル24への嵌合を容易とするための下側係止突起36Bと、を備えている。
【0029】
又、上側係止突起36Aと下側係止突起36Bの中間位置には、図4に示されるように、板ばね36Dによって内方に突出するように付勢され、且つ、突出状態で前記部品吸着ノズル24の鍔部24Aの下側角部を弾力的に保持するクリック突起36Cと、を備えている。
【0030】
図3の符号36Eは、前記係合領域36と貫通領域38との境界に鉛直方向且つ、幅方向両側から突出して形成され、前記クリック突起36Cに保止して保持された部品吸着ノズル24のノズルボックス長手方向の移動を規制するストッパ壁を示す。なお、このストッパ壁36Eの下部は斜めに切欠かれ、鍔部24Aが下側係止突起36Bの上面に接触、又は接近した状態で、部品吸着ノズル24がノズルボックス長手方向に移動できるようにされている。
【0031】
又、図4の符号22Aは、スライドシャフト22に設けられ、これが部品吸着ノズル24の上方から下降して嵌合するとき、オーバーストロークによって部品吸着ノズル24あるいはノズルボックス32を破損しないようにするための緩衝ばね、22Bは、部品吸着ノズル24に、その上端からスライドシャフト22の先端が嵌合したとき、部品吸着ノズル24の外周に環状に形成されている係止溝24Bを弾力的に挟持する吸着ノズル係止ばね、22Cは、前記吸着ノズル係止ばね22Bの上端を支持するとともに、前記緩衝ばね22Aによって下方に付勢された状態で前記スライドシャフト22に、ストッパ22D、22Eとの間で摺動自在に支持された緩衝スライダ、をそれぞれ示す。
【0032】
前記貫通領域38は、前記係合領域36に隣接して配置され、前記下側係止突起36Bには、鍔部24Aよりも大きい直径の円弧状の切欠き38Aが形成され、又、クリック突起36Cは設けられていない。これにより、前記部品吸着ノズル24は、その鍔部24Aが干渉することなく、スライドシャフト22と共にノズルボックス32を下方向に貫通移動できるようにされている。
【0033】
前記ノズルボックス駆動装置34は、図5に示されるように、制御装置40によって、前記スライドシャフト22の中心軸線上に、前記係合領域36又は貫通領域38が選択的に位置するように制御されている。
【0034】
ここで、交換用の部品吸着ノズル24は、通常、係合領域36の位置に支持されている。又、前記左右の上側係止突起36Aの間の隙間は、スライドシャフト22が上下方向に移動できる程度とされている。
【0035】
前記制御装置40は、Z軸モータ41、θ軸モータ42、XYロボット装置30及び部品吸着ノズル24に印加される負圧を制御するようになっている。
【0036】
図1の符号46はスライドブラケット、47はボールねじ、48はフレーム、49はレーザ検出器、50はリニアガイド、51はカメラ、52はタイミングベルト、54は機械的インターフェース部材をそれぞれ示す。
【0037】
次に、上記電子部品実装機20の作用について説明する。
【0038】
スライドシャフト22の下端に部品吸着ノズル24を装着する場合は、制御装置40により前記ノズルボックス駆動装置34を作動させ、ノズルボックス32内の所定の部品吸着ノズル24が、スライドシャフト22の中心軸線に合致する位置に駆動する。このとき、部品吸着ノズル24は、図4に示されるように、鍔部24Aにおいてクリック突起36Cに支持された状態である。
【0039】
次に、Z軸モータ41によりスライドシャフト22を下降させると、前記クリック突起36Cの上側位置に、鍔部24Aを介して係止されている部品吸着ノズル24が、下降するスライドシャフト22の先端に嵌合しつつ押し下げられ、鍔部24Aは、板ばね36Dの付勢力に抗してクリック突起36Cを乗り越え、図6(A)に示されるように、下側係止突起36Bに上方から係止する。このままスライドシャフト22を下降させると、該スライドシャフト22は部品吸着ノズル24に完全に嵌合・連結される。
【0040】
このとき、スライドシャフト22は部品吸着ノズル24に完全に嵌合した状態から、更に下降する場合もあるが、これは緩衝ばね22Aによって吸収されるので、部品吸着ノズル24や下側係止突起36Bが破損したりすることがない。
【0041】
次に、ノズルボックス駆動装置34によって、ノズルボックス32を、前記部品吸着ノズル24が収容されていた係合領域36に隣接する貫通領域38が、図6(B)に示されるように、スライドシャフト22の中心軸線上となるように移動する。
【0042】
このとき、鍔部24Aが前記ストッパ壁36Eと干渉しない高さ位置にあるので、部品吸着ノズル24は、水平方向に、前記貫通領域38に移動できる。
【0043】
次に、スライドシャフト22を下降させると、スライドシャフト22に装着された部品吸着ノズル24は、その鍔部24Aが下側係止突起36Bと干渉することなく、切欠き38Aを通って貫通領域38から下方に抜け出ることができる(図6(C)参照)。
【0044】
この状態で、装着された部品吸着ノズル24の下端に負圧により電子部品1を吸着して、所定位置に搬送するという通常の電子部品実装機20の動作が可能となる。
【0045】
電子部品1の実装作業中、前記スライドシャフト22は前記貫通領域38においてノズルボックス32を貫通した状態とされるが、ノズルボックス32はヘッド部28側に取り付けられているので、スライドシャフト22とノズルボックス32が干渉することがない。
【0046】
次に、他の部品吸着ノズル24に交換する場合は、XYロボット装置30による移動中に、図6(B)に示されるように、スライドシャフト22をZ軸モータ40によって駆動し、鍔部24Aが下側係止突起36Bとクリック突起36Cとの間の位置にまで上昇させる。
【0047】
この状態で、ノズルボックス駆動装置34によってノズルボックス32を、部品吸着ノズル24が収容されていない空室状態の係合領域36をスライドシャフト22の中心軸線上に位置するように駆動する(図6(A)参照)。
【0048】
次に、この状態で、スライドシャフト22を更に上昇させると、鍔部24Aが上側係止突起36Aに下側から係止されることによって上方への移動が阻止されるので、スライドシャフト22の先端は部品吸着ノズル24から抜け出し、このスライドシャフト22から外された部品吸着ノズル24は、図4に示されるように、鍔部24Aがクリック突起36Cに支持される位置まで落下する。
【0049】
部品吸着ノズル24が取り外されたスライドシャフト22は、前述と同様に、ノズルボックス駆動装置34によってノズルボックス32が駆動され、図4に示されるように、次の部品吸着ノズル24が該スライドシャフト22の中心軸線下方に新たに位置されることによって、前述と同様の工程で部品吸着ノズル24の装着がなされる。
【0055】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成したので、通常の移動範囲内で部品吸着ノズルを交換することができ、従って、作業効率を大幅に向上させることができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の例に係る電子部品実装機を示す斜視図
【図2】同電子部品実装機の略示側面図
【図3】同電子部品実装機におけるノズルボックス及び部品吸着ノズルを拡大して示す一部破断斜視図
【図4】同ノズルボックスとスライドシャフトとの関係を示す断面図
【図5】同電子部品実装機における制御系統を示すブロック図
【図6】スライドシャフトへの部品吸着ノズルの着脱の状態を示す断面図
【図7】従来の電子部品実装機を示す斜視図
【符号の説明】
20…電子部品実装機
22…スライドシャフト
24…部品吸着ノズル
26…部品吸着ユニット
28…ヘッド部
30…XYロボット装置
32…ノズルボックス
34、58…ノズルボックス駆動装置
34A…作動ロッド
36…係合領域
36A…上側係止突起
36B…下側係止突起
38…貫通領域
38A…切欠き
40…制御装置
Claims (2)
- 部品吸着ユニットを少なくとも一つ備えたヘッド部と、このヘッド部を支持してX−Y方向に移動させるXYロボット装置と、を有してなり、前記部品吸着ユニットは、鉛直方向に上下動され、且つ、中心軸線回りに回転角度調節自在のスライドシャフト、及び、このスライドシャフトの下端に、軸線方向に着脱自在とされた部品吸着ノズルを含む電子部品実装機において、
前記ヘッド部に、交換用部品吸着ノズルを複数収容するノズルボックスと、このノズルボックスが、収容する交換用部品吸着ノズルの一つを前記スライドシャフトに着脱させるため該ノズルボックスを選択的に駆動するノズルボックス駆動装置と、を備え、前記ノズルボックスは、前記部品吸着ユニットの並列方向と直角な方向の水平な直線状に形成され、その直線に沿って前記複数の交換用部品吸着ノズルを収容し、前記ノズルボックス駆動装置は、前記ノズルボックスを、前記直線に沿って駆動可能とされたことを特徴とする電子部品実装機。 - 部品吸着ユニットを少なくとも一つ備えたヘッド部と、このヘッド部を支持してX−Y方向に移動させるXYロボット装置と、を有してなり、前記部品吸着ユニットは、鉛直方向に上下動され、且つ、中心軸線回りに回転角度調節自在のスライドシャフト、及び、このスライドシャフトの下端に、該スライドシャフトの軸線方向の一定値以上の荷重によって、軸線方向に着脱自在とされた部品吸着ノズルを含む電子部品実装機において、
前記ヘッド部に、少なくとも一つの前記部品吸着ユニットに対して、交換用部品吸着ノズルを複数収容するノズルボックスと、このノズルボックスが収容する交換用部品吸着ノズルの一つを、スライドシャフトの下方で、且つ、該スライドシャフトの中心軸線と一致する軸線上にノズルボックスを選択的に駆動するノズルボックス駆動装置と、を設けてなり、前記スライドシャフトが下降してその下端が部品吸着ノズルに嵌合するとき、及び、上昇して部品吸着ノズルから脱れるときに、前記ノズルボックスは該吸着ノズルに係合してこれを保持する係合部、及び、嵌合した部品吸着ノズルと共にスライドシャフトが下方に貫通することを許容する貫通部を備え、前記ノズルボックスは、前記部品吸着ユニットの並列方向と直角な方向の水平な直線状に形成され、その直線に沿って前記複数の交換用部品吸着ノズルを収容し、前記ノズルボックス駆動装置は、前記ノズルボックスを、前記直線に沿って駆動可能とされたことを特徴とする電子部品実装機。
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