JP4259172B2 - トロイダル型無段変速機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車用の変速機として用いるトロイダル型無段変速機に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば自動車用変速機として用いるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機は、例えば、図6及び図7に示すように構成されている。すなわち、ケース1の内側には入力軸2が回転自在に支持されている。入力軸2は駆動軸3からローディングカム等の押圧機構3aを介して回転力が入力されるようになっている。
【0003】
入力軸2の両端寄り部分には第1と第2の入力ディスク4,5が互いに内側面4a,5aを対向させた状態で、それぞれボールスプライン6を介して支持されている。従って、第1と第2の入力ディスク4,5はケース1の内側に互いに同心にかつ互いに同期して回転自在に支持されている。また、第2の入力ディスク5の背面は皿ばね2aを介してローディングナット2bによって支持され、皿ばね2aにより両入力ディスク4,5に対して予圧を付与している。
【0004】
入力軸2の中間部の周囲には第1と第2の出力ディスク7,8がスリーブ9を介して支持されている。スリーブ9は中間部の外周面に出力歯車10を一体に設けたもので、入力軸2の外径よりも大きな内径を有し、ケース1内に設けたギアハウジング11に一対の玉軸受12により入力軸2と同心に回転自在に支持されている。
【0005】
ギアハウジング11は、左右一対の支持壁11a,11bからなり、一対の支持壁11aと11bとの間には出力歯車10の歯部を包容する環状の空間部11cを有している。ギアハウジング11はケース1の内面にボルト11dによって固定されている。
【0006】
出力歯車10には出力軸12に嵌着された伝動歯車17が噛合されており、この伝動歯車17もギアハウジング11によって包容されている。また、ギアハウジング11は固定部材18によってバルブボディ16に固定されている。
【0007】
前記第1と第2の出力ディスク7,8はスリーブ9の両端部にそれぞれの内側面7a,8aを互いに反対に向けた状態にスプライン係合されている。従って、第1の入力ディスク4と第1の出力ディスク7は互いに内側面4a,7aを対向させ、第2の入力ディスク5と第2の出力ディスク8は互いに内側面5a,8aを対向させた状態に回転自在に支持されている。
【0008】
ケース1の内面で第1と第2の出力ディスク7,8の側方位置には、両ディスク7,8を両側から挟む状態で上部ヨーク13aと下部ヨーク13bが支持されている。上部ヨーク13aと下部ヨーク13bは支持ポスト14a,14bに若干の変位自在に支持され、支持ポスト14aはケース1の内面に複数本のボルト15によって固定されている。支持ポスト14bはバルブボディ16にボルト15によって固定されている。すなわち、支持ポスト14a,14bはボルト15によって上下方向(入力軸2の軸方向と直角方向)に固定されている。
【0009】
これら支持ポスト14a,14bはそれぞれ第1の入力ディスク4の内側面4aと第1の出力ディスク7の内側面7aとの間部分である第1キャビティ21、第2の入力ディスク5の内側面5aと第2の出力ディスク8の内側面8aとの間部分である第2キャビティ22にそれぞれ対向する状態に設けられている。
【0010】
従って、前記ヨーク13a,13bは各支持ポスト14a,14bに支持した状態で、各ヨーク13a,13bの一端部は第1キャビティ21の外周部分に、他端部は第2キャビティ22の外周部分にそれぞれ対向している。
【0011】
第1と第2キャビティ21,22は同一構造であるため、第1キャビティ21のみについて説明すると、一対のトラニオン30が設けられている。トラニオン30の傾転軸30aは上部ヨーク13a及び下部ヨーク13bの端部にラジアルニードル軸受30bを介して揺動及び軸方向に亘って変位自在に支持されている。
【0012】
トラニオン30の中間部にはそれぞれ変位軸31が支持されている。変位軸31はそれぞれ互いに平行でかつ偏心した支持軸部33と枢支軸部34を有している。このうちの支持軸部33はトラニオン30にラジアルニードル軸受35を介して支持されている。また、枢支軸部34は周囲にパワーローラ36が別のラジアルニードル軸受38を介して支持されている。
【0013】
なお、第1と第2キャビティ21,22毎に一対ずつ設けた変位軸31は第1と第2キャビティ21,22毎に、入力軸2に対して180°反対側に位置して設けられている。また、変位軸31の各支持軸部34が各支持軸部33に対して偏心している方向は、第1と第2の入力ディスク4,5の回転方向に関して同方向としている。また、偏心方向は入力軸2の配設方向に対して略直交する方向としている。従って、パワーローラ36は入力軸2及び伝達軸3の配設方向に亘る若干の変位自在に支持される。この結果、ダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機により伝達するトルクの変動に基づく、構成部材の弾性変形量の変動等に起因して、パワーローラ36が入力軸2の軸方向に変位する傾向となった場合でも構成部材に無理な力を加えることなく、変位を吸収できる。
【0014】
さらに、前記パワーローラ36の外周面とトラニオン30の中間部内周面との間にはパワーローラ36の外側面から順に、スラスト玉軸受39と滑り軸受あるいはニードル軸受等のスラスト軸受40とが設けられている。このうちのスラスト玉軸受39はパワーローラ36に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、これらパワーローラ36の回転を許容する。また、スラスト軸受40はパワーローラ36からスラスト玉軸受39の外輪41に加わるスラスト荷重を支承しつつ、枢支軸部34及び外輪41が前記支持軸部33を中心に揺動することを許容する。
【0015】
前述のように構成されたダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機の運転時、入力軸2の回転は押圧機構3aを介して第1の入力ディスク4に伝えられ、第1の入力ディスク4と第2の入力ディスク5とが互いに同期して回転する。第1の入力ディスク4及び第2の入力ディスク5の回転はパワーローラ36を介して第1と第2の出力ディスク7,8に伝えられる。第1と第2の出力ディスク7,8の回転は出力歯車10で伝達され、伝動歯車17を介して出力軸12により取り出される。
【0016】
入力軸2と出力歯車10との間の回転速度比を変える場合には、制御弁(図示しない)の切替に基づいて第1と第2キャビティ21,22に対応してそれぞれ一対ずつ設けられて駆動ピストン(図示しない)を各キャビティ21,22毎に互いに逆方向に略同じ距離だけ変位させる。
【0017】
これら駆動ピストンの変位に伴って一対ずつ合計4個のトラニオン30がそれぞれ逆方向に変位し、一方のパワーローラ36が下側に、他方のパワーローラ36が上側にそれぞれ変位する。この結果、各パワーローラ36の周面と第1と第2の入力ディスク4,5の内側面4a,5a及び第1と第2の出力ディスク7,8の内側面7a,8aとの当接部に作用する、接線方向の力の向きが変化する。そして、その力の向きの変化に伴ってトラニオン30が上部ヨーク13a及び下部ヨーク13bに枢支した傾転軸30aを中心として逆方向に揺動する。この結果、パワーローラ36の周面と第1と第2の入力ディスク4,5及び第1と第2の出力ディスク7,8との当接位置が変化し、入力軸2と出力歯車10の間の回転速度比が変化する。
【0018】
前述のように構成されたダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機の組立時に、寸法公差などを吸収して一対の出力ディスクとパワーローラの位置決めを正確に調整するために、出力歯車を挟んで一対の出力ディスクを組み付ける。次に、ギアハウジングの基準面から出力ディスクの端面までの軸方向の距離を予め調整してギアハウジングを組み立てる。次に、ギアハウジングをケースに組み付けてから入力軸を挿通した後、トラニオンをケースへ組み付けるようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0019】
【特許文献1】
特開平11−108139号公報
【0020】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように構成された従来のダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機は、上部ヨーク13aが支持ポスト14aを介してケース1に固定され、下部ヨーク13bが支持ポスト14bを介してバルブボディ16に固定されている。すなわち、支持ポスト14a,14bによって上部ヨーク13a、下部ヨーク13bの位置決めを行い、その結果としてトラニオン30の傾転軸30aのケース1に対する位置が決められていた。
【0021】
従って、支持ポスト14a,14bとケース1との固定は高精度に行わなければならず、また、上部ヨーク13a、下部ヨーク13bと支持ポスト14a,14bがピンで結合されているため、組立作業が困難で、加工工数が多く、コストアップの原因になっていた。
【0022】
さらに、トランスミッションの小型化、トラニオン30の支持スパン縮小による剛性アップのため、上部ヨーク13aの中央部の開口部から出力ディスク7,8が出っ張る構造となっている。このため、上部ヨーク13aをケース1に固定し、出力ディスク7,8は上部ヨーク13aの下部から挿入して組立てなければならない。つまり、入力軸2及び入力ディスク4,5の等の組み付け方向(図6の矢印A参照)と出力ディスク7,8の組み付け方向(図6の矢印B参照)が異なる(垂直)ため、組立が面倒で、トランスミッション内のレイアウトの自由度が低かった。
【0023】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、トラニオンの傾転軸の位置決めとトラニオンの傾きの規制が行え、バリエータの組み付けが容易で、組立作業性の向上とコストダウンを図ることができるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機を提供することにある。
【0024】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記目的を達成するために、請求項1は、入力軸と、この入力軸に互いに同心に、かつ互いに同心に、かつ互いに独立して回転自在に支持された入力ディスク及び出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクの中心軸の方向に対して直角方向となる捩れの位置に存在する、互いに同心もしくは平行な偶数本の傾転軸を有するトラニオンと、このトラニオンの傾転軸を揺動自在に支持するヨークと、前記トラニオンに変位軸を中心として回転自在に支持された状態で、前記入力ディスク及び出力ディスクの内側面同士の間に転動自在に転接され摩擦によって動力を伝達する複数個のパワーローラとを備えたトロイダル型無段変速機において、前記ヨークを矩形枠状に形成し、この四隅に前記トラニオンの傾転軸を設け、前記ヨークの対角線上に位置する前記傾転軸をそれぞれ引っ張ると、その張力を相殺する外方へ4方向に引張り、固定部材に固定することにより、前記トラニオンの傾転軸を位置決めしたことを特徴とする。
【0025】
請求項2は、入力軸と、この入力軸に互いに同心に、かつ互いに同心に、かつ互いに独立して回転自在に支持された入力ディスク及び出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクの中心軸の方向に対して直角方向となる捩れの位置に存在する、互いに同心もしくは平行な偶数本の傾転軸を有するトラニオンと、このトラニオンの傾転軸を揺動自在に支持するヨークと、前記トラニオンに変位軸を中心として回転自在に支持された状態で、前記入力ディスク及び出力ディスクの内側面同士の間に転動自在に転接され摩擦によって動力を伝達する複数個のパワーローラとを備えたトロイダル型無段変速機において、前記ヨークを矩形枠状に形成し、この四隅に前記トラニオンの傾転軸を設け、前記ヨークの対角線上に位置する前記四隅をそれぞれ引っ張ると、その張力を相殺する外方へ4方向に引張り、固定部材に固定することにより、前記トラニオンの傾転軸を位置決めしたことを特徴とする。
【0026】
請求項3は、請求項1または2の前記固定部材は、ケースであることを特徴とする。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の各実施の形態を図面に基づいて説明するが、従来と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。
【0028】
図1〜図3は第1の実施形態を示すもので、図1に示すように、上部ヨーク51及び下部ヨーク52は矩形枠状に形成され、これらヨーク51,52の四隅にはラジアルニードル軸受53が設けられている。そして、上部ヨーク51と下部ヨーク52のラジアルニードル軸受53にはトラニオン30の傾転軸30aが傾転自在に支持されている。
【0029】
前記下部ヨーク52は、従来と同様に支持ポスト14bに若干の変位自在に支持され、支持ポスト14bはバルブボディ16にボルト15によって固定されている。上部ヨーク51は、従来のような支持ポスト14aを有しない構造であり、各トラニオン30の傾転軸30aには位置決めロッド54が連結されている。
【0030】
各位置決めロッド54は、図2及び図3に示すように、長さ調整機構としてのターバックル55を有したロッド本体56と、このロッド本体56の一端部に設けられた第1のニードル軸受57と、ロッド本体56の他端部に設けられた第2のニードル軸受58とから構成されている。そして、第1のニードル軸受57は上部ヨーク51の上面において各トラニオン30の傾転軸30aに回転自在に嵌合されている。また、各位置決めロッド54は上部ヨーク51の外方に放射方向に突出しており、第2のニードル軸受58は固定部材としてのケース1に固定された連結軸59に回転自在に連結されている。
【0031】
そして、各位置決めロッド54はターンバックル55によってロッド長を短縮する方向に調整することにより、各トラニオン30の傾転軸30aを4方向に引張って上部ヨーク51が位置決めされている。ここで、上部ヨーク51の位置決め基準は、バルブボディ16に固定されている支持ポスト14bである。
【0032】
4個のトラニオン30は上部ヨーク51に固定されているため、各トラニオン30の傾転軸30aを4方向に引張ると力は相殺され、トラクション接触部に余分な力が加わらない。また、ローディングに伴いトラニオン30には入力ディスク4,5及び出力ディスク7,8を外へ押出すような荷重が発生するが、これも上部ヨーク51で相殺されるため、小さな力量で各位置決めロッド54を引張るだけで上部ヨーク51の位置決めができる。さらに、各トラニオン30の傾転軸30aを引張る箇所は位置決めロッド54を用いているため、変速時にトラニオン30が傾転軸方向にオフセットしても問題が発生しない。
【0033】
また、位置決めロッド54に第1及び第2のニードル軸受57,58を設けているため、変速(傾転)時のフリクションは無視できる程度に小さい。第1及び第2のニードル軸受57,58に、総コロニードル軸受を採用したが、ニードル、玉軸受等の転がり軸受、滑り軸受でもよい。
【0034】
また、前記第1の実施形態においては、上部ヨーク51を位置決めするために各トラニオン30の傾転軸30aを4方向に引張ってケース1に固定したが、ケース1に限定されず、他の固定部材でもよい。さらに、上部ヨーク51に限らず、下部ヨーク52も同様の位置決めロッド54によって4方向に引張って位置決めしてもよい。
【0035】
図4及び図5は第2の実施形態を示し、第1の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態は、上部ヨーク51の四隅部に外方に向かって開口する凹陥部60が設けられている。この凹陥部60には上下方向に貫通する固定ピン61が設けられている。この固定ピン61には位置決めロッド62の一端部の連結環63が嵌合して連結され、他端部は固定部材としてのケース1に連結されている。位置決めロッド62には第1の実施形態と同様にターンバックル55が設けられ、このターンバックル55によってロッド長を短縮する方向に調整することにより、各トラニオン30の傾転軸30aを4方向に引張って上部ヨーク51が位置決めされている。
【0036】
本実施形態は、変速時に傾転しない上部ヨーク51に直接位置決めロッド62を連結しているため、ニードル軸受等が不要となり、位置決めロッド62の構造が簡単でコストダウンを図ることができる。
【0037】
また、前記第2の実施形態においては、上部ヨーク51を位置決めするために上部ヨーク51の四隅部を4方向に引張ってケース1に固定したが、ケース1に限定されず、他の固定部材でもよい。さらに、上部ヨーク51に限らず、下部ヨーク52も同様の位置決めロッド62によって4方向に引張って位置決めしてもよい。
【0038】
前述した第1及び第2の実施形態によれば、上部ヨーク51は、従来のような支持ポスト14aを有しない構造である。支持ポスト14aを有しないと、上部ヨーク51の位置のケース1に対する規制がなくなり、前後・左右方向に傾く虞がある。トラクション力によるモーメントが発生するため、トラニオンごと傾き、この傾きによって変速安定性が問題となる。しかし、傾転軸30aまたは上部ヨーク51を上部ヨーク51の外方へ4方向に引張って位置決めすることにより、トラニオン30の傾きを規制でき、変速安定性を図ることができる。
【0039】
なお、この発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組合わせてもよい。
【0040】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明によれば、ヨークに連結されたトラニオンの傾転軸を外方に4方向に引張ってトラニオンの傾転軸の位置決めを行うことにより、トラニオンの傾きの規制が行えるとともに、バリエータの組み付け方向が一方向に統一でき、組立作業性の向上を図ることができ、コストダウンを図ることができる。
【0041】
請求項2の発明によれば、ヨークを外方に4方向に引張ってトラニオンの傾転軸の位置決めを行うことにより、トラニオンの傾きの規制が行えるとともに、バリエータの組み付け方向が一方向に統一でき、組立作業性の向上を図ることができ、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の第1の実施形態におけるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機における上部ヨークの位置決め構造を示す斜視図。
【図2】 同実施形態におけるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機の平面図。
【図3】 同実施形態の位置決めロッドの一部を切欠した斜視図。
【図4】 この発明の第2の実施形態におけるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機における上部ヨークの位置決め構造を示す斜視図。
【図5】 同実施形態におけるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機の平面図。
【図6】 従来のダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機の縦断側面図。
【図7】 従来のダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機の縦断正面図。
【符号の説明】
1…ケース、2…入力軸、4,5…入力ディスク、7,8…出力ディスク、30…トラニオン、30a…傾転軸、36…パワーローラ、51…上部ヨーク、52…下部ヨーク、54…位置決めロッド
Claims (3)
- 入力軸と、この入力軸に互いに同心に、かつ互いに同心に、かつ互いに独立して回転自在に支持された入力ディスク及び出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクの中心軸の方向に対して直角方向となる捩れの位置に存在する、互いに同心もしくは平行な偶数本の傾転軸を有するトラニオンと、このトラニオンの傾転軸を揺動自在に支持するヨークと、前記トラニオンに変位軸を中心として回転自在に支持された状態で、前記入力ディスク及び出力ディスクの内側面同士の間に転動自在に転接され摩擦によって動力を伝達する複数個のパワーローラとを備えたトロイダル型無段変速機において、
前記ヨークを矩形枠状に形成し、この四隅に前記トラニオンの傾転軸を設け、前記ヨークの対角線上に位置する前記傾転軸をそれぞれ引っ張ると、その張力を相殺する外方へ4方向に引張り、固定部材に固定することにより、前記トラニオンの傾転軸を位置決めしたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。 - 入力軸と、この入力軸に互いに同心に、かつ互いに同心に、かつ互いに独立して回転自在に支持された入力ディスク及び出力ディスクと、前記入力ディスク及び出力ディスクの中心軸の方向に対して直角方向となる捩れの位置に存在する、互いに同心もしくは平行な偶数本の傾転軸を有するトラニオンと、このトラニオンの傾転軸を揺動自在に支持するヨークと、前記トラニオンに変位軸を中心として回転自在に支持された状態で、前記入力ディスク及び出力ディスクの内側面同士の間に転動自在に転接され摩擦によって動力を伝達する複数個のパワーローラとを備えたトロイダル型無段変速機において、
前記ヨークを矩形枠状に形成し、この四隅に前記トラニオンの傾転軸を設け、前記ヨークの対角線上に位置する前記四隅をそれぞれ引っ張ると、その張力を相殺する外方へ4方向に引張り、固定部材に固定することにより、前記トラニオンの傾転軸を位置決めしたことを特徴とするトロイダル型無段変速機。 - 前記固定部材は、ケースであることを特徴とする請求項1または2記載のトロイダル型無段変速機。
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