JP4266940B2 - 作業車の走行変速構造 - Google Patents
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特許文献1では、実際のエンジンの回転数を検出して、エンジンに掛かる負荷として判断しており、実際のエンジンの回転数が低下すると、走行用の変速装置が低速側に操作され、実際のエンジンの回転数が上昇すると、走行用の変速装置が高速側に操作されるように構成されている。このように走行用の変速装置が低速側及び高速側に操作されることによって、実際のエンジンの回転数が設定範囲に維持される(エンジンに掛かる負荷が設定範囲に維持される)。
本発明は作業車の走行変速構造において、エンジンに掛かる負荷に応じて走行用の変速装置が低速側及び高速側に操作されるように構成した場合、作業条件に応じて機体の走行速度を適切に設定することができるように構成することを目的としている。
(構成)
本発明の第1特徴は作業車の走行変速構造において次のように構成することにある。
走行用の変速装置と、エンジンの回転数を設定するアクセルレバーと、実際のエンジンの回転数を検出する回転数センサーとを備える。走行用の変速装置の変速段数よりも少ない所定の連続する変速段数を備えた自動変速範囲を設定する。自動変速範囲内での低速側の限度位置以外の変速位置に走行用の変速装置が操作されている状態で、アクセルレバーによって設定されたエンジンの設定回転数と回転数センサーによって検出された実際のエンジン回転数との回転数差が第1設定値以上になると、走行用の変速装置を1段低速側に操作し、自動変速範囲内での高速側の限度位置以外の変速位置に走行用の変速装置が操作されている状態で、エンジンの設定回転数と実際のエンジン回転数との回転数差が第1設定値よりも小さい第2設定値以下になると、走行用の変速装置を1段高速側に操作する自動変速手段を備える。自動変速範囲の全体を低速側及び高速側に変更可能に構成する。
エンジンに掛かる負荷に応じて走行用の変速装置が自動的に低速側及び高速側に操作されるように構成する場合、本発明の第1特徴によると、自動変速範囲内での低速側の限度位置以外の変速位置に走行用の変速装置が操作されている状態で、アクセルレバーによって設定されたエンジンの設定回転数と回転数センサーによって検出された実際のエンジン回転数との回転数差が第1設定値以上になると、走行用の変速装置を1段低速側に操作し、自動変速範囲内での高速側の限度位置以外の変速位置に走行用の変速装置が操作されている状態で、エンジンの設定回転数と実際のエンジン回転数との回転数差が第1設定値よりも小さい第2設定値以下になると、走行用の変速装置を1段高速側に操作する自動変速手段を備えている。
これにより、本発明の第1特徴によると、自動変速手段により走行用の変速装置が低速側及び高速側に操作される場合、走行用の変速装置が自動変速範囲の中で低速側及び高速側に操作され、走行用の変速装置が自動変速範囲を越えて低速側及び高速側に操作されるようなことがないのであり、走行用の変速装置が不必要に低速側及び高速側に操作されるようなことがない。
本発明の第1特徴によると、自動変速範囲の全体を低速側及び高速側に変更可能に構成しており、自動変速範囲を作業条件に応じて適切なものに設定することができる。
本発明の第1特徴によると、作業車の走行変速構造において、エンジンに掛かる負荷に応じて走行用の変速装置が低速側及び高速側に操作されるように構成した場合、走行用の変速装置が自動変速範囲を越えて不必要に低速側及び高速側に操作されるようなことがない点、及び、自動変速範囲を作業条件に応じて適切なものに設定することができる点により、作業車の走行変速性能を向上させることができた。
(構成)
本発明の第2特徴は、本発明の第1特徴の作業車の走行変速構造において次のように構成することにある。
人為的に操作される人為操作具と、人為操作具の操作に基づいて走行用の変速装置を操作する手動変速手段とを備えて、自動変速手段に優先して手動変速手段が作動するように構成する。走行用の変速装置が自動変速範囲の高速側の限度位置に操作されている状態で手動変速手段により走行用の変速装置が高速側に操作されると、走行用の変速装置の高速側への操作に伴って自動変速範囲の全体が高速側に操作されるように構成する。走行用の変速装置が自動変速範囲の低速側の限度位置に操作されている状態で手動変速手段により走行用の変速装置が低速側に操作されると、走行用の変速装置の低速側への操作に伴って自動変速範囲の全体が低速側に操作されるように構成する。
本発明の第2特徴によると、本発明の第1特徴と同様に前項[I]に記載の「作用」を備えており、これに加えて以下のような「作用」を備えている。
前項[I]に記載の自動変速手段に加えて、人為的に操作される人為操作具、人為操作具の操作に基づいて走行用の変速装置を操作する手動変速手段を備えており、本発明の第2特徴によると、自動変速手段に優先して手動変速手段が作動するように構成している。この場合、本発明の第2特徴によると、手動変速手段により走行用の変速装置を自動変速範囲の中で低速側及び高速側に操作している状態(手動変速手段により走行用の変速装置を小さな範囲で操作している状態)では、自動変速範囲は変更されず、手動変速手段による走行用の変速装置の操作を止めると、自動変速手段により走行用の変速装置が自動変速範囲で低速側及び高速側に操作される。
本発明の第2特徴によると、本発明の第1特徴と同様に前項[I]に記載の「発明の効果」を備えており、これに加えて以下のような「発明の効果」を備えている。
本発明の第2特徴によれば、自動変速手段に加えて人為操作具及び手動変更手段を備えた場合、手動変速手段により走行用の変速装置を大きく操作すると、自動変速範囲が変更されるように構成することにより、自動変速範囲が不必要に頻繁に変更されるような状態を避けることができて、作業車の走行変速性能を向上させることができた。
[III]
(構成)
本発明の第3特徴は、本発明の第1又は第2特徴の作業車の走行変速構造において次のように構成することにある。
走行用の変速装置の現在の変速位置を表示する変速表示部を備え、この変速表示部に自動変速範囲を表示可能に構成する。
[IV]
(構成)
本発明の第4特徴は、本発明の第1〜第3特徴のいずれか一つの作業車の走行変速構造において次のように構成することにある。
自動変速範囲の変速段数を変更可能に構成する。
図1は作業車の一例である四輪駆動型の農用トラクタのミッションケース8を示しており、エンジン1の動力が前進クラッチ5又は後進クラッチ6、円筒軸7、第1主変速装置10(走行用の変速装置に相当)、第2主変速装置11、副変速装置12及び後輪デフ装置13を介して後輪14に伝達される。後輪デフ装置13の直前から分岐した動力が伝動軸15、油圧クラッチ型式の前輪変速装置16、前輪伝動軸17及び前輪デフ装置18を介して前輪19に伝達される。エンジン1の動力が伝動軸2、油圧多板式のPTOクラッチ3及びPTO変速装置9を介してPTO軸4に伝達される。
次に、前進及び後進クラッチ5,6、第1及び第2主変速装置10,11に対する油圧回路について説明する。
図3に示すように、ポンプ29からの油路30に、前進及び後進クラッチ5,6に対する電磁比例弁35及びパイロット操作式の切換弁36a,37a、1速〜4速クラッチ21〜24に対するパイロット操作式の切換弁31a,32a,33a,34a、低速及び高速クラッチ26,27に対する電磁比例弁38,39が接続されている。
次に、前進及び後進クラッチ5,6、第1及び第2主変速装置10,11の操作部の構造について説明する。
図3に示すように、切換弁36a,37aの操作部からパイロット圧を排油可能な開閉弁51が備えられ、開閉弁51がバネで閉側に付勢されており、開閉弁51を開側に操作するクラッチペダル52が備えられている。図2に示すように、前輪19の操縦ハンドル58の基部に、前進位置F、後進位置R及び中立位置Nに操作自在な前後進レバー59が備えられている。
次に、前後進レバー59の操作について、図4に基づいて説明する。
前後進レバー59を前進位置Fに操作すると(ステップS1)、電磁操作弁36bに操作電流が供給され切換弁36aが供給側に操作されて、前進クラッチ5が伝動側に操作され(ステップS2)、前進ランプ65が点灯する(ステップS3)。前後進レバー59を後進位置Rに操作すると(ステップS1)、電磁操作弁37bに操作電流が供給され切換弁37aが供給側に操作されて、後進クラッチ6が伝動側に操作され(ステップS4)、後進ランプ66が点灯し(ステップS5)、図2に示すブザー71が間欠的に作動する(ステップS6)。
次に、変速レバー28による副変速装置12の操作について説明する。
変速レバー28を中立位置Nに操作すると、副変速装置12(シフト部材53)が中立位置に操作され、変速レバー28を低速位置Lに操作すると、副変速装置12(シフト部材53)が低速位置に操作され、変速レバー28を高速位置Hに操作すると、副変速装置12(シフト部材53)が高速位置に操作される。
前後進レバー59を後進位置Rに操作した状態(後進クラッチ6が伝動側に操作され、前進クラッチ5が遮断側に操作されている状態)において、前述のように変速レバー28を中立位置N、低速位置L(高速位置H)に操作すると、前進クラッチ5と同様に後進クラッチ6が遮断側及び伝動側に操作される。
次に、設定スイッチ68を手動モード位置に押し操作した状態について、図5に基づいて説明する(以下、手動変速手段に相当)。
設定スイッチ68を手動モード位置に押し操作すると、手動モードが設定される。図1に示すように、第1主変速装置10が4段に変速可能であり、第2主変速装置11が2段に変速可能なので、第1及び第2主変速装置10,11により8段に変速可能である。低速クラッチ26が伝動側に操作されている状態で、1速〜4速クラッチ21〜24が1速〜4速の変速位置に対応し、高速クラッチ27が伝動側に操作されている状態で、1速〜4速クラッチ21〜24が5速〜8速の変速位置に対応する。
この場合、機体は停止しているのでステップS16,S19のような、低速又は高速クラッチ26,27の作動圧の所定低圧P3への操作、及び伝動状態の作動圧P2への操作は行われない(ステップS15,S18)。
次に、設定スイッチ68を負荷モード位置に押し操作した状態について、図7に基づいて説明する。
設定スイッチ68を負荷モード位置に押し操作すると、負荷モードが設定される。負荷モードでは、プラウ(図示せず)やサブソイラ(図示せず)等による耕起作業において、作業地の起伏や土質の変化等に応じて、以下のように第1及び第2主変速装置10,11が、負荷モードの自動変速範囲Rの中で自動的に低速側及び高速側に操作される。
次に、設定スイッチ68を走行モード位置に押し操作した状態の前半について、図8に基づいて説明する。
設定スイッチ68を走行モード位置に押し操作すると、走行モードが設定される。走行モードでは、トレーラ(図示せず)等を牽引して走行する走行作業において、ハンドアクセルレバー73の操作や登坂時の実際のエンジン1の回転数N2の変動等に応じて、以下のように第1及び第2主変速装置10,11が、走行モードの自動変速範囲Rの中で自動的に低速側及び高速側に操作される。
次に、設定スイッチ68を走行モード位置に押し操作した状態の後半について、図8及び図9に基づいて説明する。
前項[8]に記載のステップS60において、エンジン1の設定回転数N1と実際のエンジン1の回転数N2との回転数差N3が、第1設定値N11未満である場合、ハンドアクセルレバー73が操作されなければ(ステップS68)、第1及び第2主変速装置10,11は操作されない。
次に、感度調節スイッチ76による第1及び第2設定値N11,N12(前項[7][8][9]参照)の設定について説明する。
図2に示すように、ダイヤル式の感度調節スイッチ76が備えられており、図13に示すように、感度調節スイッチ76を操作することによって、第1設定値N11(実線A4)及び第2設定値N12(実線A5)が設定されるのであり、第1設定値N11(実線A4)及び第2設定値N12(実線A5)によって、「高速側への操作領域」「標準領域」「低速側への操作領域」が設定される。
次に、前項[7][8][9]に記載の負荷モード(走行モード)の自動変速範囲Rの幅を2段又は3段又は4段に設定する状態について、図10に基づいて説明する。
変速レバー28を中立位置Nに操作した状態において(ステップS81)、設定スイッチ68を負荷モード位置に押し操作した状態でさらにD2方向(図2参照)に長押し操作(例えば3秒以上)すると(ステップS82)、負荷モードの設定モードが設定され(ステップS83)、ブザー71が1回だけ作動し(ステップS84)、変速表示部64に負荷モードの設定モードであることの「L」が表示されて、変速表示部64が点滅する(ステップS85)。
次に、前項[7][8][9]に記載の負荷モード(又は走行モード)の自動変速範囲Rの変更の前半(前項[11]に記載の負荷モード(又は走行モード)の自動変速範囲Rの幅は維持される)について、図11に基づいて説明する。
設定スイッチ68が負荷モード位置(又は走行モード位置)に押し操作されて、変速レバー28を中立位置Nに操作した状態において(ステップS101)、シフトアップボタン61を押し操作すると(ステップS102)、第1及び第2主変速装置10,11が1段高速側に操作され(ステップS104)、シフトダウンボタン62を押し操作すると(ステップS103)、第1及び第2主変速装置10,11が1段低速側に操作される(ステップS105)。この場合、図5のステップS13,S14,S16,S17,S19のような操作は行われず、現在の第1及び第2主変速装置10,11の変速位置の1〜4速クラッチ21〜24が直ちに遮断側に操作され、現在の第1及び第2主変速装置10,11の変速位置よりも1段高速側(又は1段低速側)の1〜4速クラッチ21〜24が直ちに伝動側に操作される。
次に、前項[7][8][9]に記載の負荷モード(又は走行モード)の自動変速範囲Rの変更の後半(前項[11]に記載の負荷モード(又は走行モード)の自動変速範囲Rの幅は維持される)について、図11及び図12に基づいて説明する。
設定スイッチ68が負荷モード位置(又は走行モード位置)に押し操作されて、変速レバー28を低速位置L又は高速位置Hに操作した状態において(ステップS101)、シフトアップボタン61を押し操作すると(ステップS121)、前項[7][8][9]に記載の状態(第1及び第2主変速装置10,11が、負荷モード(又は走行モード)の自動変速範囲Rの中で低速側及び高速側に自動的に操作される状態)に優先して、図5のステップS13,S16,S17,S19が行われて、第1及び第2主変速装置10,11が1段高速側に操作される(ステップS123)。
前述の[発明を実施するための最良の形態]において、変速表示部64を7セグメント型式に構成するのではなく、図14(イ)に示すように、変速表示部64を1速位置〜8速位置に対応した8個の表示部64a,64b,64c,64d,64e,64f,64g,64hを備えた液晶型式に構成してもよい。
この場合、前項[12]に記載の状態(設定スイッチ68が負荷モード位置(又は走行モード位置)に押し操作されて、変速レバー28を中立位置Nに操作した状態において、シフトアップボタン61及びシフトダウンボタン62を押し操作する状態)は、変速表示部64において図14(イ)(ロ)に示すようなものとなる。
前述の[発明の実施の第2別形態]において、図15(イ)に示すように、変速表示部64を1速位置〜8速位置に対応した8個の表示部64a,64b,64c,64d,64e,64f,64g,64hを備えた液晶型式に構成した場合、前項[13]に記載の状態(設定スイッチ68が負荷モード位置(又は走行モード位置)に押し操作されて、変速レバー28を低速位置L又は高速位置Hに操作した状態において、シフトアップボタン61及びシフトダウンボタン62を押し操作する状態)は、変速表示部64において図15(イ)(ロ)(ハ)(ニ)(ホ)に示すようなものとなる。
前述の[発明を実施するための最良の形態][発明の実施の第1別形態][発明の実施の第2別形態]において、前項[10]及び図13に示すように感度調節スイッチ76が操作範囲H4に操作されていると、第2設定値N12が「0」に設定されるのではなく、操作範囲H3での第2設定値N12(実線A5)が、そのまま直線的に「0」に延出されるように構成してもよい(例えば操作範囲H4の図13の紙面左端が「0」)。これにより、感度調節スイッチ76が操作範囲H4に操作されていても、「高速側への操作領域」が設定される。
前述の[発明を実施するための最良の形態][発明の実施の第1別形態]〜[発明の実施の第3別形態]において、前項[10]に記載のように、1つの感度調節スイッチ76により第1及び第2設定値N11,N12が設定されるように構成するのではなく、第1設定値N11を設定及び変更する専用の感度調節スイッチ76と、第2設定値N12を設定及び変更する専用の感度調節スイッチ76とを別々に備えて、第1及び第2設定値N11,N12を各々独立に設定及び変更できるように構成してもよい。
前述の[発明を実施するための最良の形態][発明の実施の第1別形態]〜[発明の実施の第4別形態]において、図1に示す副変速装置12を第2主変速装置11と同様に、油圧多板式の低速クラッチ(図示せず)及び高速クラッチ(図示せず)を並列的に配置して構成し、副変速装置12の低速及び高速クラッチの各々に対して、電磁比例弁(図示せず)を備えるように構成してもよい。このように構成すると、第1及び第2主変速装置10,11、副変速装置12によって1速〜16速の変速位置が設定されることになり、シフトアップボタン61及びシフトダウンボタン62を押し操作することにより、第1及び第2主変速装置10,11、副変速装置12を、1速〜16速の変速位置に操作することができるように構成する。
前述の[発明を実施するための最良の形態][発明の実施の第1別形態]〜[発明の実施の第5別形態]において、図1に示す第1及び第2主変速装置10,11は油圧クラッチ型式に構成されているが、第1及び第2主変速装置10,11を副変速装置12と同様にシフト部材(図示せず)をスライド操作するギヤ変速型式に構成し、シフト部材を油圧シリンダ(図示せず)によりスライド操作して操作するように構成してもよい。
第1及び第2主変速装置10,11が10段や6段に変速可能に構成された作業車、副変速装置12が高速位置、中速位置及び低速位置の3段に変速可能に構成された作業車、第1及び第2主変速装置10,11が静油圧式やベルト式の無段変速装置に構成された作業車にも本発明は適用できる。
10 走行用の変速装置
61,62 人為操作具
64 変速表示部
72 回転数センサー
73 アクセルレバー
N1 エンジンの設定回転数
N2 実際のエンジン回転数
N3 回転数差
N11 第1設定値
N12 第2設定値
R 自動変速範囲
RH 高速側の限度位置
RL 低速側の限度位置
Claims (4)
- 走行用の変速装置と、エンジンの回転数を設定するアクセルレバーと、実際のエンジンの回転数を検出する回転数センサーとを備え、
前記走行用の変速装置の変速段数よりも少ない所定の連続する変速段数を備えた自動変速範囲を設定し、
前記自動変速範囲内での低速側の限度位置以外の変速位置に前記走行用の変速装置が操作されている状態で、前記アクセルレバーによって設定されたエンジンの設定回転数と前記回転数センサーによって検出された実際のエンジン回転数との回転数差が第1設定値以上になると、前記走行用の変速装置を1段低速側に操作し、前記自動変速範囲内での高速側の限度位置以外の変速位置に前記走行用の変速装置が操作されている状態で、前記エンジンの設定回転数と前記実際のエンジン回転数との回転数差が前記第1設定値よりも小さい第2設定値以下になると、前記走行用の変速装置を1段高速側に操作する自動変速手段を備えて、
前記自動変速範囲の全体を低速側及び高速側に変更可能に構成してある作業車の走行変速構造。 - 人為的に操作される人為操作具と、前記人為操作具の操作に基づいて走行用の変速装置を操作する手動変速手段とを備えて、
前記自動変速手段に優先して手動変速手段が作動するように構成すると共に、
前記走行用の変速装置が前記高速側の限度位置に操作されている状態で、前記手動変速手段により走行用の変速装置が高速側に操作されると、前記走行用の変速装置の高速側への操作に伴って自動変速範囲の全体が高速側に操作されるように構成し、
前記走行用の変速装置が前記低速側の限度位置に操作されている状態で、前記手動変速手段により走行用の変速装置が低速側に操作されると、前記走行用の変速装置の低速側への操作に伴って自動変速範囲の全体が低速側に操作されるように構成してある請求項1に記載の作業車の走行変速構造。 - 前記走行用の変速装置の現在の変速位置を表示する変速表示部を備え、この変速表示部に前記自動変速範囲を表示可能に構成してある請求項1又は2に記載の作業車の走行変速構造。
- 前記自動変速範囲の変速段数を変更可能に構成してある請求項1〜3のいずれか一項に記載の作業車の走行変速構造。
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