JP4262040B2 - Safety device for traveling equipment - Google Patents
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Description
本発明は、軌条を走行する車体に非常停止をさせる走行装置の安全装置に関するものである。 The present invention relates to a safety device for a traveling device that makes an emergency stop on a vehicle body traveling on a rail.
従来から、人や物などを搬送する走行装置において、勾配のきつい傾斜地での昇り降りを可能にする装置には、たとえば図9のようなラック・ピニオン方式を採用した装置がある。この走行装置は、単軌条の主レール1に沿って車体2を走行自在に配設してなる跨座型モノレール装置であって、ラックを刻設した駆動用レール3を主レール1の一側面に添設し、車体2に備えたピニオンギア状の駆動輪4を駆動用レール3のラックに噛合させ、車体2に配設した駆動モータ5にて駆動輪4を回転駆動させることで駆動用レール3に駆動輪4がスリップすることなく転動し、車体2をレールに沿って登坂及び降坂させることができるものである。そして、この種の走行装置には、車体2の緊急停止などを行う安全装置として、たとえば、駆動輪4の回転速度を検出するガバナやタコジェネレータなどで構成される検出器を備え、この検出器によって車体2のスピードが規定速度以上に達したことを検知したときに、駆動輪4にブレーキをかけて車体2の走行に制動をかけるといった装置が採用されていた(たとえば、特許文献1参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a traveling device that conveys people, things, and the like, a device that employs a rack and pinion system as shown in FIG. This traveling device is a straddle-type monorail device in which a
しかしながら、上記の安全装置では、たとえ安全装置が正常に作動しても、上記駆動の際にかかる負荷によって駆動輪4のピニオンギアの歯が破壊された場合には、車体2を停止させることができない恐れがあるので、図10のように、駆動輪4とは別でピニオンギア状の従動輪7を駆動用レール3のラックに噛ませ、従動回転する従動輪7にブレーキをかけて車体2の走行に制動をかけるといった停止装置を安全装置として用いることも、現在一般的に行われている(たとえば、特許文献2)。
However, in the above safety device, even if the safety device operates normally, the
しかしながら、この従動輪7に設けた停止装置にあっても、駆動用レール3のラックが破壊された場合には車体2を停止させることができないものである。つまり、駆動用レール3や駆動輪4は、車体2を推進させるための負荷がかかるのであり、歯面の摩擦や金属疲労などによって万が一にも破損する恐れがある。しかして、上述した安全装置は信頼性が高いとは言えず、新たな信頼性の高い安全装置の開発が要望されているのが現状であった。
本発明は上記従来の問題点に鑑みて発明したものであって、信頼性の高い走行装置の安全装置を提供することを課題とするものである。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a highly reliable traveling device safety device.
上記課題を解決するために本発明の請求項1に係る走行装置の安全装置は、駆動輪4を備えた車体2を主レール1に走行自在に配設し、この主レール1に沿わせてラックを刻設した駆動用レール3を配設すると共に、駆動用レール3のラックに噛合するピニオンギア状の駆動輪4を駆動用レール3に転動させて主レール1に沿って車体2を走行させるラック・ピニオン方式の走行装置であって、主レール1に沿わせてラックを刻設した停止用レール6を配設し、車体2に、停止用レール6のラックに噛合するピニオンギア状の従動輪7を停止用レール6に転接させて設けると共にこの従動輪7に制動をかける通常運転時には使用されないブレーキ装置8を設けたことを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, a safety device for a traveling device according to
これによると、車体2を推進させるための負荷がかかる駆動用レール3や駆動輪4には破損が生じ、通常設けられる駆動系のブレーキが利かなくなることも考えられるが、駆動系とは別であって車体2が推進する際の負荷がかからずに破損の恐れのない停止用レール6に転動する従動輪7の従働回転に制動をかける通常運転時には使用されないブレーキ装置8を設けたので、このブレーキ装置8によって、緊急停止時などに車体2に確実にブレーキを施すことができ、信頼性の高い安全装置として機能させることができる。
According to this, it is conceivable that the
また、請求項2記載の走行装置の安全装置にあっては、請求項1に加えて、駆動用レール3及び停止用レール6を同材料且つ同形状の部材で構成すると共に、駆動輪4及び従動輪7とを同材料且つ同形状の部材で構成したことを特徴とする。これによると、部品点数を少なくできて安全装置の製造コストの低廉化を図ることができると共に、施工時における駆動用レール3及び停止用レール6の主レール1への配置間違えの防止をも図ることができる。
In addition to
本発明は、叙述したように、主レールに沿わせて停止用レールを配設し、車体に、停止用レールに転接させた従動輪を設けると共にこの従動輪に制動をかける通常運転時には使用されないブレーキ装置を設けたので、このブレーキ装置によると、車体が推進する際の負荷がかからずに破損の恐れのない停止用レールに転動する従動輪の従働回転に制動をかけることができ、緊急停止時などに車体に確実にブレーキを施すことができ、信頼性の高い安全装置として機能させることができるのである。更に、駆動用レール及び停止用レールを同材料且つ同形状の部材で構成すると共に、駆動輪及び従動輪とを同材料且つ同形状の部材で構成すると、部品点数を少なくできて安全装置の製造コストの低廉化を図ることができると共に、施工時における駆動用レール及び停止用レールの主レールへの配置間違えの防止をも図ることができ、つまり信頼性の高い安全装置を安価で施工も簡単に走行装置に付設することができるのである。 As described above, the present invention provides a stop rail along the main rail, and provides a follower wheel in contact with the stop rail on the vehicle body and is used during normal operation for braking the follower wheel. is provided with the brake system is not, according to the brake device, that brake the従働rotation of the driven wheel which rolls in no possibility of stopping rail damage in less load when the vehicle is promoted In addition , the vehicle body can be reliably braked during an emergency stop or the like, and can function as a highly reliable safety device. Furthermore, when the driving rail and the stopping rail are made of the same material and the same shape, and the driving wheel and the driven wheel are made of the same material and the same shape, the number of parts can be reduced and the safety device can be manufactured. The cost can be reduced, and it is possible to prevent mistakes in the arrangement of the drive rail and stop rail on the main rail during construction. In other words, a reliable safety device is inexpensive and easy to construct. It can be attached to the traveling device.
本例の走行装置は、単軌条の主レール1上に車体2を走行自在に支持させ、主レール1の一側方に主レール1の長さ方向に沿わせてラック状の駆動用レール3を配設し、車体2に枢支したピニオンギア状の駆動輪4を駆動用レール3に噛み合わせ、車体2に備えた駆動モータ5にて回転駆動された駆動輪4を駆動用レール3に転動させて得られた推進力で主レール1に沿って車体2を走行させるピニオン・ラック式の跨座型モノレール装置であり、信頼性の高い安全装置を備えたことに特徴を有している。以下、詳述する。
The traveling device of the present example supports a
主レール1は、図2のように、上レール材9と下レール材10とを上下に平行に配置し、この上レール材9と下レール材10とをその長さ方向の適宜箇所で連結材11にて連結して形成されている。この主レール1は、図4(b)のように、主レール1の長さ方向の適宜位置で地面などの設置面12から立設した複数のレール台13に載置支持されることで敷設されている。レール台13は、基礎ブロック14を地中に埋設し、基礎ブロック14における主レール1を間に挟む位置から一対の支柱15を立設して設置面12から突出させ、対向する一対の支柱15の上部同士に水平梁16を架設して形成されており、この水平梁16の略中央部位に主レール1を載置固定させている。なお、レール台13における支柱15の設置面12からの突出高さが高い場合には、支柱15間に筋かい17が架設されるなどして適宜レール台13の強度補強が行われる。また、レール台13の水平梁16の両端部からは垂直上方にそれぞれ柱材18が突出されており、各レール台13における同サイドの柱材18にそれぞれ主レール1の長さ方向に亙る補助レール19が架設されている。各補助レール19は主レール1と一定の間隔を保って主レール1の両側方に並設されている。なお、図5のように、一方の補助レール19における主レール1側の側面には補助レール19の長さ方向に亙って給電線20が配置されている。
As shown in FIG. 2, the
また、図1,5のように、主レール1の上レール材9の一方の側面には駆動用レール3が添設され、上レール材9の他方の側面には停止用レール6が添設されている。詳しくは、駆動用レール3及び停止用レール6は主レール1の長さ方向に亙って配設されている。また、駆動用レール3及び停止用レール6の上面は平面状に形成されており、上レール材9の平面状の上面と面一にされて主レール1の上面を幅広く形成させている。これにより、後述する上部ローラ31を主レール1の上面に安定して転動させることができ、車体2の走行の安定性を向上させている。なお、本例では、この駆動用レール3及び停止用レール6は上下に突没するラックが下面に施された同材料且つ同形状のレール部材によって構成させている。このように機能の異なる駆動用レール3及び停止用レール6を共通の部材で構成させたことにより、部品点数を少なくできて製造コストの低廉化が図られると共に、主レール1に対する各レール3,6の取付施工において各レール3,6の配置間違えも起こり得ない構成の簡単化も図ることができたものである。
As shown in FIGS. 1 and 5, the
車体2は、図5〜8のように、シャーシ21に函状の客室22を載設して構成されている。本例の客室22は定員6名であり、室内に乗客が座る椅子23が複数配置されている。この椅子23はその座面が常に水平に保たれるようにされており、車体2が上下に傾斜しても椅子23に座った乗客は常に水平が保たれて乗り心地の向上が図られている(図3,4)。なお、客室22の下端からはシャーシ21の側面を隠すカバー48が設けられている。また、シャーシ21は水平な梁材を矩形状に組み合わせて形成されている。このシャーシ21の幅寸法は一対の補助レール19間の寸法と略同幅に設定されており、シャーシ21の前後の四隅には下縦材24が垂下され、これら下縦材24にはそれぞれ、車体2が左右に揺動するのを防止するために補助レール19に転動させる補助ローラ25が回転自在に設けられている。なお、車体2に給電をさせるために、給電線20には後述する台車28に付設された集電子26が接触されるのであるが、車体2が左右に揺動しても給電線20への集電子26の接触を保持させるべく、詳しくは、給電線20のない側の下縦材24には補助レール19の上面に転動する1つの補助ローラ25が設けられているのに対し、給電線20のある側の下縦材24には補助レール19を上下に挟むように一対の補助ローラ25がそれぞれ設けられている。なお、図中27は客室22を載置支持する客室支持部である。この客室支持部27は、客室22を安定してシャーシ21に支持させ得るようにシャーシ21の四隅に設けられている。
The
このシャーシ21の左右方向の中央における前後の部位には台車28がそれぞれ装着されている。前後の台車28a,28bにはそれぞれ、台車28を主レール1に走行自在に支持させる支持機構、通常運転時に使用されるブレーキ機構、及び台車28を主レール1に沿って走行させる駆動機構が備えられており、後方の台車28bには上記に加えて安全装置としてのブレーキ装置8が備えられている。なお、各台車28a,28bは、左右にカーブをしたり上下に傾斜する主レール1に対して走行可能にすべく、水平及び垂直方向に回転可能にシャーシ21に連結されている。つまり、29は台車28を水平方向に回転自在にする垂直ピンを備えた連結機構であり、30は台車28を垂直方向に回転自在にする水平ピンを備えた連結機構であり、両連結機構29,30を組み合わせたことで、台車28はシャーシ21に水平及び垂直方向に回転可能に連結されている。
Carriages 28 are respectively attached to the front and rear portions of the
台車28の主レール1への支持機構は、台車28を主レール1に走行自在に支持させる機構であり、それぞれ台車28に回転自在に装着された上部ローラ31、下部ローラ32及びサイドローラ33で構成される。上部ローラ31は、垂直方向に回転自在にされて主レール1の上レール材9の上面に転接されるもので、各台車28の前部及び後部に一直線上に2個列設されている。下部ローラ32は、垂直方向に回転自在にされて主レール1に取付けた停止用レール6のラックに噛合しつつ転接されるもので、前方の台車28では後部に後方の台車28には前部にそれぞれ設けられている。サイドローラ33は、水平方向に回転自在にされて主レール1の上下のレール材9,10の各側面に転接されるもので、上下のレール材9,10をそれぞれ両側方から挟み込むように各レール材9,10に対応して一対のサイドローラ33が並設されており、この計4つのサイドローラ33を1組としてこの1組のサイドローラ33が台車28の前後端に設けられている。このように、上部ローラ31、下部ローラ32及びサイドローラ33は主レール1に転接しつつ主レール1を上下左右に挟持しており、主レール1に走行自在に車体2を支持すると共に車体2の主レール1からの脱線防止が図られている。なお、下部ローラ32は各台車28に1つのみ設けられるものの、各下部ローラ32は車体2の重心である前後方向の中央側に配置されているから、上部ローラ31との協働で車体2の重心を利用して主レール1を効率良く上下に挟持できるようにしている。つまり、下部ローラ32の設置数を少なくできて走行装置の構造の簡略化が図られている。
The support mechanism for the
駆動機構は、駆動モータ5の回転駆動を減速機34を介して駆動輪4に伝達し、駆動輪4を回転駆動させる機構である。詳しくは、駆動モータ5の駆動軸は減速機34の減速歯車列の始端に連結され、減速機34の減速歯車列の終端に連結された出力軸35に装着したスプロケット36と駆動輪4に同軸に一体化されたスプロケット37とに伝達チェーン38が架け渡されており、駆動モータ5の回転駆動が減速されてトルクが高められて駆動輪4が回転駆動されるようになっている。なお、駆動モータ5は給電線20から集電子26を介して得られた電力で駆動されるようになっている。また、重量のある駆動モータ5は、台車28上に載設されると共に、車体2の重心を前後方向の中央に位置させるため、前方の台車28aでは後方位置に後方の台車28bでは前方位置にそれぞれ配置されている。ここで、駆動輪4は台車28の下部位置に垂直方向に回転自在に装着されると共に、その形状は駆動用レール3のラックに噛合するピニオンギア状に形成されている。しかして、駆動モータ5により回転駆動された駆動輪4は駆動用レール3のラックに噛み合いつつ転動するので、高いグリップ力による効率良い車体2の推進力が得られ、昇り傾斜状に敷設された主レール1にも車体2をスリップさせることなく登坂させることができるようにされている。
The drive mechanism is a mechanism that transmits the rotational drive of the
通常運転時に使用されるブレーキ機構は、乗客が昇降する駅などに車体2を停車させる場合などに用いられるものであって、駆動モータ5の駆動軸の延長部分に取り付けた電磁ブレーキ39で構成される。この電磁ブレーキ39は、駆動モータ5の駆動軸に内側ヨークを取付け、シャーシ21(駆動モータ5)に固定させたリング状の外側ヨークを内側ヨークの外側に非接触に囲むように配置し、外側ヨークに装着した励磁コイルに電流を流すことで外側ヨークを励磁させ、外側ヨークに生じた磁束を駆動軸と共に回転する内側ヨークに貫かせ、外側ヨークと内側ヨークとの間で生じる磁気摩擦によって駆動輪4の回転に制動をかけるといったものである。通常運転時に使用されて使用頻度の高いブレーキ機構に、非接触で駆動軸の制動が可能なこの電磁ブレーキ39を採用したのは、電磁ブレーキ39は励磁電流の強さに応じた適宜の制動力を駆動軸にかけることができてブレーキ制御が容易なうえ、物理的な摩擦がないため制動時の騒音や駆動軸の磨耗損傷を防止できるのであり、走行装置の消音化及び長寿命化を図ることができるからである。
The brake mechanism used during normal operation is used when the
安全装置としてのブレーキ装置8は、通常運転時には使用されずに緊急停止時などに使用されるもので、車体2の走行時に停止用レール6のラックに噛み合わせて得られる従動輪7の従動回転を増速機40を介してブレーキ軸に伝達し、増速されたブレーキ軸の回転出力に適宜ドラムブレーキ41と電磁ブレーキ42との2種のブレーキ機構にて制動をかける装置が採用されている。詳しくは、従動輪7は台車28の下部位置に垂直方向に回転自在に装着されると共に、その形状は停止用レール6のラックに噛合するピニオンギア状に形成されている。なお、本例では上述したように駆動用レール3と停止用レール6とが共通のレール材で形成されているので、駆動輪4及び従動輪7にも共通のピニオンギアを用いて構成させることができる。これによると部材の共通化によって部品点数を少なくできて製造コストの低廉化を図り得るのである。また、増速機40や各ブレーキ機構は重量物なので台車28の上面に載設されている。上記従動輪7には同軸にスプロケット43が取付けられ、このスプロケット43と増速機40の歯車列の始端に連結した入力軸に取付けられたスプロケット44とに伝達チェーン45が架け渡され、増速機40の歯車列の終端にブレーキ軸が連結されており、従動輪7の従動回転が増速されてトルクが弱められてブレーキ軸が従動回転されるようになっている。このブレーキ軸にはドラムブレーキ41と電磁ブレーキ42にて適宜制動がかけられるのであるが、ドラムブレーキ41はブレーキ軸の通常回転速度(許容回転速度)の1.3倍を越えた際に自動的にブレーキ軸に制動をかけるように作動するのであり、電磁ブレーキ42はブレーキ軸の通常回転速度(許容回転速度)の1.4倍を越えた際にブレーキ軸に強い制動をかけるように作動するようになっている。本例では、ブレーキ軸は台車28の前後にそれぞれあり、それに合わせてドラムブレーキ41と電磁ブレーキ42とが台車28の前後に並べて配設されている。
The
なお、この電磁ブレーキ42は上述した通常運転時に使用されるブレーキ機構における電磁ブレーキ39と同様の構造を有し、磁気摩擦によりブレーキ軸に制動をかけるものである。また、ドラムブレーキ41は内部拡張式であり、円筒状内面を有するドラム46を台車28に固定し、ドラム46の筒芯にブレーキ軸を配置し、ブレーキ軸に筒芯側に付勢するスプリングを介して円弧状のブレーキシューを取付け、ブレーキシューをドラム46の内面に隙間を設けて収納して構成されている。ブレーキシューは回転するブレーキ軸の遠心力を外側に向けて受けるものであるが、通常はスプリングの付勢によってドラム46の内面に当接しないようにされており、ブレーキ軸が所定の回転速度に達してそのときの遠心力がスプリングの付勢力を上回った際にはじめてブレーキシューが外側に拡張されてドラム46の内面に摩擦摺接されることで、ブレーキ軸の回転に制動がかかるようになっている。つまり、このドラムブレーキ41によると、車体2が所定速度に達したときに自動的にブレーキ軸に制動がかかるもので、車体2を所定速度に一定に保つことができるものである。なお、ドラムブレーキ41は、物理的な接触摩擦によってブレーキ軸に制動をかけるからブレーキシューとドラム46との間には摩擦熱が生じてしまうのであるが、この摩擦熱はドラム46の外側に設けたフィン47にて効率よく空冷されるようになっている。
The
上記のような構成を有する走行装置にあっては、上述したように安全装置としてのブレーキ装置8が、車体2の走行時に停止用レール6に従動する従動輪7の回転を制動するものとされている。ここで、駆動用レール3や駆動輪4には、回転駆動する駆動輪4が転動して車体2を推進させるための負荷がかかり、この負荷による歯面の磨耗や金属疲労などによる破損が生じる恐れがあるのに対し、停止用レール6や従動輪7には、車体2を推進させるための負荷はかからず、破損が生じる恐れは無い。つまり、このブレーキ装置8にあっては、駆動系とは別であって車体2が推進する際の負荷がかからずに破損の恐れのない停止用レール6に転動する従動輪7の従働回転に制動をかけるようになっているため、車体2を推進させるための負荷によって駆動輪4や駆動用レール3が破損をきたした場合にも車体2に確実にブレーキを施すことができるものであり、高い信頼性を備えた安全装置として機能しているのである。また、このブレーキ装置8は、駆動用レール3及び停止用レール6を同じレール部材(すなわち同材料で且つ同形状のレール部材)で構成すると共に、駆動輪4及び従動輪7とを同じピニオンギア(すなわち同材料で且つ同形状のピニオン部材)で構成しているので、部品点数を少なくできて安全装置の製造コストの低廉化が図られていると共に、施工時における駆動用レール3及び停止用レール6の主レール1への配置間違えの防止をも図られているのであり、つまり、信頼性の高い安全装置を安価で施工も簡単に走行装置に付設することが可能にされているのである。更に言うと、主レール1の両側方に添設した駆動用レール3及び停止用レール6はその平面状の上面が上レール材9の上面と面一にされているから、主レール1の上面を幅広く形成させ、上部ローラ31の転接面積を増大させることができて車体2の安定走行を図ることもできるのである。
In the traveling device having the above-described configuration, as described above, the
1 主レール
2 車体
3 駆動用レール
4 駆動輪
5 駆動モータ
6 停止用レール
7 従動輪
8 ブレーキ装置
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