JP4909205B2 - クラッチ装置、及びそのクラッチ装置を用いた苗植付装置 - Google Patents
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Description
[1] 駆動側回転体と従動側回転体とを備えたクラッチと、そのクラッチを断続操作するクラッチ操作機構と、従動側回転体の1回転中における停止位置の位相を一定の角度範囲内に制限する定位置停止機構とを備えたクラッチ装置において、従動側回転体の外周面側に接当用の凹入部を形成し、その凹入部に対して従動側回転体の外周側から半径方向の内外に移動して係脱可能なクラッチピンを装備したもの(特許文献1参照)。
[2] 駆動側回転体と従動側回転体とを備えたクラッチと、そのクラッチを断続操作するクラッチ操作機構と、従動側回転体の1回転中における停止位置の位相を一定の角度範囲内に制限する定位置停止機構とを備えたクラッチ装置において、従動側回転体の外周面側に切り欠き付きのフランジを設け、クラッチピンの側面に扁平面を形成してカム軸とし、クラッチ入り状態ではフランジ横の環状溝でクラッチピンを案内し、クラッチ切りにするときに、クラッチピンを回転させて切り欠きに係入させるようにしたもの(特許文献2参照)。
このためクラッチピンとして、カム面を形成したものを用いて、円滑なカム作用を発揮させ得るように、クラッチピン及び従動側回転体の相対摺接箇所を比較的精度良く構成する必要がある。ところが、如何に精度良く製作していても、そのクラッチピンを定位置停止のために従動側回転体の接当面と衝突させるものであるから、長期の使用のうちに、クラッチピンの枢支部にガタが発生したり、カム面に片摩耗が生じるなど、精度の劣化に伴う機能低下によって耐久性が低下するという問題がある。
〔解決手段1〕
本発明は、請求項1の記載のように、駆動側回転体と従動側回転体との相対向する面に、互いに接当して動力を伝達可能な伝動部を形成したクラッチと、前記駆動側回転体と前記従動側回転体とを互いに離反する方向へ強制移動させて伝動部での動力伝達状態を解除するクラッチ操作機構とを備えるとともに、前記従動側回転体の1回転中における停止位置の位相を一定の角度範囲内に制限する定位置停止機構を備えたクラッチ装置であって、
前記定位置停止機構を、前記従動側回転体の外周面側に形成した接当用の凹入部と、その凹入部に対して従動側回転体の外周側から半径方向の内外に移動して係脱可能なクラッチピンとで構成し、
前記凹入部の回転方向での後方側における接当面を、従動側回転体の回転中心をとおる法線に対して、前記半径方向での内方側よりも外方側に位置する面が、回転方向の前方側に位置し、かつ、前記内方側に位置する部分が前記外方側に位置する部分よりも前記クラッチピンの側面から離れて位置するように形成して、前記従動回転体の半径方向内方側における前記クラッチピンの端面から離れた位置で前記従動回転体の接当面が前記クラッチピンの側面に接当するように構成してあることを特徴とする。
上記構成によれば、クラッチピンの側面と従動側回転体の凹入部における接当面との接当箇所で、凹入部に突入したクラッチピンの側面に接当する従動回転体側の接当面は、従動側回転体の回転中心をとおる法線に対して、従動側回転体の半径方向での内方側よりも外方側に位置する面が、回転方向の前方側に位置するように形成してある。
したがって、これとは逆に、従動回転体側の接当面が、法線に対して、従動側回転体の半径方向での内方側よりも外方側に位置する面が、回転方向の後方側に位置するように形成された接当面である場合に比べて、クラッチピンに衝突した時点でクラッチピンに作用する押圧力がクラッチピンを突入方向とは逆の戻し側へ作用するような分力が生じることを回避できる。
そして、この従動側回転体に形成される定位置停止のための凹入部やクラッチピンは、単に係脱するだけの構造であればよく、製作精度面での要求度が少ないので、長期間の使用のうちに、クラッチピンの枢支部に多少のガタが生じたり、クラッチピンや従動側回転体の接触面に多少の摩耗などがあっても、所要機能を長期にわたって維持した状態で用いることができ、結果的に耐久性の良いクラッチ装置を得られる利点がある。
本発明のクラッチ装置における第2の解決手段では、請求項2の記載のように、従動側回転体に形成された凹入部に設定されている定位置停止用の一定の角度範囲よりも従動側回転体の回転方向前方側箇所に、前記設定された角度範囲の前記回転方向での前端箇所を越えてさらに前方側へ移行したクラッチピンと係合して、前記従動側回転体の逆転を阻止するための逆転防止面を設けた点に特徴がある。
上記のように構成された解決手段2にかかる本発明のクラッチ装置では、前記解決手段1にかかる発明と同等な作用効果の他に、次の作用効果をも奏する。
すなわち、従動側回転体に形成された凹入部によって設定される定位置停止用の一定の角度範囲よりも回転方向前方側箇所にも従動側回転体の逆転を阻止するための逆転防止面を設けたものであるから、接当面と衝突したクラッチピンが、反発作用を受けて凹入部に設定される一定の角度範囲から回転方向前方側へ飛び出した場合にも、その回転方向前方側に設けてある逆転防止面によって、クラッチピンがそれ以上従動側回転体に対して逆転方向側へ相対的に位置ずれすることを抑制する。
その結果、原則的には凹入部によって設定される定位置停止用の一定の角度範囲内にクラッチピンが位置するように停止させるものであるが、その角度範囲を越えて従動側回転体が逆転作動した場合にも、その角度範囲よりも回転方向前方側箇所でに設けられた逆転防止面によって、従動側回転体のそれ以上の逆転を阻止して、従動側回転体と関連して作動する機器が他物と接触して損傷することを未然に抑止し得る等の利点がある。
本発明の苗植付装置における第3の解決手段では、請求項3の記載のように、請求項1、または2記載のクラッチ装置を苗植付機構への伝動系に備えるとともに、従動側回転体よりも伝動方向での下手側に、苗植付機構での苗植付動作に伴って蓄圧された押し出しバネの付勢力で作動する苗押し出し機構を設けてあり、
この苗押し出し機構による苗押し出し操作用の押し出しバネの未蓄圧、または蓄圧初期に相当する領域を避けて、前記従動側回転体の1回転中における停止位置の位相となる接当用の凹入部が形成される領域を設定してある点に構成上の特徴がある。
上記のように構成された解決手段3にかかる本発明の苗植付装置では、前記解決手段1、または2にかかる発明のクラッチ装置を用いて苗植付装置を構成したものであり、苗押し出し機構による苗押し出し操作用の付勢バネが未蓄圧、または蓄圧初期に相当する領域を避けて、従動側回転体の1回転中における停止位置を定めるように凹入部を形成したものであるから、苗押し出し機構による押し出し作用力による回転抵抗が少ない時点を避けて定位置停止機構が設定されている。
その結果、定位置停止位置での生じる従動側回転体の接当面とクラッチピンとの衝突時の衝撃を、従動側回転体に対する回転抵抗の大きい範囲で生じさせることにより、ある程度和らげることができ、装置の耐久性を向上し得る点で有用である。
〔苗植付装置の全体構成〕
図1及び図2に示すように、苗植付装置1は6条植え仕様に構成されたものであって、走行機体(図外)に備えられた昇降リンク機構10の後端下部にローリング自在に連結されており、6条分のマット状苗を載置して一定ストロークで往復横移動される苗のせ台2、この苗のせ台2の下端から1株分づつ苗を切り出して田面Tに植え付けてゆく6組の回転式の苗植付機構4、および田面Tの植付箇所を2条分づつ均平化するよう並列配備された3個の整地フロート5、等が備えられている。
トルクリミッタ26は、入力軸20にシフト可能にスプライン装着されたクラッチ部材27、クラッチ部材27を入力側スプロケット22側にスライド付勢するトルクバネ28、クラッチ部材27と入力側スプロケット22の対向部位に設けられたカム係合部29、等によって構成されている。
苗植付機構4には、植付駆動軸14の端部に連結固定されて植付駆動軸14の軸心p周りに一体回転する回転ケース40と、この回転ケース40における両端部の横外側に自転可能に軸支された爪ケース41とが備えられており、各爪ケース41には植付爪42と苗押し出し具43が装備されている。
図4及び図6に示すように、畦際近くで全植付条数より少ない条数での植付を行う場合に用いるための少数条クラッチ3は、植付伝動ケース13ごとに2条単位で苗植付機構4の作動を停止するものであり、次のように構成されている。
そして、従動側回転体30をバネ31に抗して後退変位させて爪咬合部32での咬合を解除することで、出力側スプロケット23から植付駆動軸14への動力伝達が遮断され、この植付駆動軸14で駆動される苗植付機構4が休止される。
傾斜面32Cにおける傾斜度は、従動側突起爪32Aの出力側スプロケット23に向かう突出量を、従動側回転体30の回転方向下手側程小さくなるものに設定してある。
定位置停止機構Aについて説明する。
図5及び図6に示すように、少数条クラッチ3における従動側回転体30の外周側には、植付伝動ケース13に前方から貫通装着したクラッチピン39との係合により、その従動側回転体30の回転を一定範囲内で停止させるための凹入部33を形成してあり、この凹入部33と前記クラッチピン39とで定位置停止機構Aを構成している。
この凹入部33の回転方向での後方側における接当面37は、図8及び図9に示すように、従動側回転体30の回転中心pからの法線に対して、前記半径方向での内方側よりも外方側に位置する面部分が回転方向の前方側に位置するように、図中に示す角度α分だけ傾斜させた面によって形成されている。
このように接当面37を形成したことによって、凹入部33に突入したクラッチピン39の側面39aに対する接当面37の姿勢が、凹入部33の奥側で離れる、つまり凹入部33の接当面37において従動側回転体30の半径方向での内方側に位置する部分が従動側回転体30の外周側に位置する部分よりもクラッチピン39の側面39aから離れて位置する。
したがって、前記接当面37とクラッチピン39の側面39aとの接当によっても、接当面37側からクラッチピン39に対して、クラッチピン39を突入方向とは逆方向(従動回転体30の中心から離れる方向)へ押し戻すような操作力を生じる虞はない。
上記の接当面37の法線に対する傾斜角度αは、クラッチピン39の抜けだしを回避できるように適度な角度を選択すればよいが、できるだけ小さい角度である方が従動回転体30の接当面37の損傷を抑制する上では望ましい。一例を挙げれば、約4°程度が望ましいが、これに限らず、さらに大きな角度、もしくは、ほんの僅かな傾斜角度であっても、法線と平行な面に比べればそれなりの効果を期待することができるので、差し支えない。
そして、浅い凹入溝部分35には、前記第1の逆転防止面38Aで停止させることのできなかった従動側回転体30がさらに逆転方向へ移動したときに、クラッチピン39に対して再度接当してそれ以上の逆転を防止するように、第2の逆転防止面38Bが浅い凹入溝部分35の前記回転方向での前方側の端部に形成されている。
この逆方向移動許容範囲である前記角度範囲θ1,θ2は、図11における植付駆動軸14に対する回転ケース40の位置関係が示されている。つまり、この図11では、回転ケース40と一体に回転する従動側回転体30が、第2の逆転防止面38Bをクラッチピン39に接当させた状態で停止しており、この状態では、回転ケース40の下端側の苗植付機構4において、爪ケース41に装備された植付爪42が泥面に突入する直前の状態、もしくは僅かに突入している状態を示している。
このように、定位置停止範囲として最適な範囲は越えているが、未だ爪が泥面に突入する前、もしくは、ごく浅い範囲に突入しているなど、停止状態で機体を移動させても植付爪42を損傷するような外力がほとんど作用しない状態である。
つまり、図13が、従動側回転体30の凹入部33のうち、深い凹入溝部分34の回転方向後方側の端部に形成された接当面37にクラッチピン39の側面が接当して停止している状態を示している。
また、図12が、従動側回転体30の凹入部33のうち、深い凹入溝部分34の回転方向前方側の端部に形成された第1の逆転防止面38Aにクラッチピン39の側面が接当して停止している状態を示している。
この図12及び図13に示す状態では、回転ケース40の両端に装備された各苗植付機構4の何れもが圃場の泥面から植付爪42を十分に離れさせた上方位置にあるように、回転ケース40の長手方向が水平方向に近い状態で停止させるように、従動側回転体30の定位置停止位置を設定してある。
前記第1逆転防止面38Aとクラッチピン39との接当で、再び従動側回転体30が回転方向前方側へ移動方向を変え、前記接当面37にクラッチピン39が接当した状態で止まると図13の位置で回転ケース40が停止する。
前記従動側回転体30の接当面37とクラッチピン39との衝突による衝撃が特に強くて、従動側回転体30の逆転方向へ移動が第1逆転防止面38Aとの接当で止められない場合には、クラッチピン39が浅い凹入溝部分35に乗り上げて付勢バネ51による押圧作用を増大し、クラッチピン39の端部が浅い凹入溝部分35に摺接して、従動側回転体30に回転抵抗を与えながら第2の逆転防止面38Bに接当し、従動側回転体30の回転を停止させるように作用する。
この第2の逆転防止面38Bに接当した状態で従動側回転体30が停止すれば、図11に示す位置で回転ケース40が停止する。
つまり、図10に示されるように苗植付機構4の苗押し出し機構Eを構成する部材のうち、回転カム45は、苗押し出し方向側にバネ付勢されている苗押し出し具43を、天秤アーム46を介して、バネ付勢力に抗して強制的に引き込ませ、所定タイミングで押出しバネ47による強制的な苗押し出し作用を働かせるように構成されている。
そして、前記回転カム45を駆動する力は、前記植付駆動軸14から前記従動側回転体30を介して伝達されるものであるから、その回転カム45を駆動する力も従動側回転体30の回転抵抗として作用している。
すなわち、苗押し出し用の回転カム45のうち、その回転半径が短い領域、つまり、回転カム45による天秤アーム46を介しての押出しバネ47の圧縮度合いが少ない範囲を除外して前記従動側回転体30の凹入部33による定位置停止範囲を設定している。
つまり、図10に仮想線で示す天秤アーム46が回転カム45の終端から外れて押出しバネ47により苗押し出し具43を押し出した時点、及びその直後では、押出しバネ47は十分に蓄圧されていないので、この範囲を除いて、回転カム45が天秤アーム46を介して押出しバネ47を十分に圧縮した範囲で前記従動側回転体30の定位置停止操作が開始されるように、前記従動側回転体30の凹入部33の位置を設定してある。
[1] 図14は、植付伝動ケース13と回転ケース40との間で、植付伝動ケース13の端面に固定ボルトを介して基端側を着脱可能に装着した筒状部材は、回転ケース40側に設けてあるシール部40aに先端側を入り込ませて、シール部40aに設けられているシール用リップ部分と接触してシールするための補助リップ用ガイド18である。
この補助リップ用ガイド18は、前記図4に記載した実施形態での補助リップ用ガイド18よりも長く形成したものであり、主に寒冷地で採用される条間の大きい圃場での植付作業に適している。この補助リップ用ガイド18は、薄板材の深絞り加工によって構成してある。
[2] 図15は、苗植付装置1における苗取り出し口ガイド19の実施形態を示すものである。
この構造では、苗取り出し口ガイド19を、植付伝動ケース13に固定した取付ブラケット13cを介して固定してある。
したがって、苗取り量調節レバー6の調節操作にともなって苗取り出し口の位置が多少前後に変化しても、植付爪42の軌跡と苗取り出し口ガイド19との位置関係は常に一定であるから、苗取り量を多くした時に、苗取り出し口ガイド19が爪軌跡に近づいたり、逆に、苗取り量を少なく調節したときに、苗取り出し口ガイド19が爪軌跡から離れすぎたりする不具合を回避し易い。
[3] 図16は、苗植付装置1における苗取り出し口ガイド19のさらに別の実施形態を示すものである。この構造では、苗取り出し口ガイド19の上端側を植付伝動ケース13の固定部に設けた支点軸19a対して揺動自在に枢支し、かつ、苗取り量調節レバー6の揺動支点60周りでの揺動操作にともなって、苗取り出し口ガイド19の下端側を揺動操作自在に構成してある。
つまり、苗取り量調節レバー6、苗量「増」側(図では上側)へ操作すると、苗取り出し口ガイド19の下端側は、植付爪の軌跡rから離れる側へ移動し、苗量「減」側(図では下側)へ操作すると、苗取り出し口ガイド19の下端側は、植付爪42の軌跡rに近づく側へ移動する。
このように調節すると、苗量が増加されるにともなって分割苗の床土の量も増加するが、苗取り出し口ガイド19が植付爪の軌跡rから離れることで、分割苗と苗取り出し口ガイド19との間隔はあまり変化しない状態で維持できる。また、苗量を減少した場合も、分割苗の床土の量も少なくなるが、苗取り出し口ガイド19が植付爪の軌跡rに近づくことで、分割苗と苗取り出し口ガイド19との間隔はあまり変化しない状態で維持できる。
[4] 植付駆動軸14で駆動される苗植付機構4としては、上記のように植付駆動軸14の1回転で2回の植付を行う回転式の他に、植付駆動軸14の1回転で1回の植付を行うクランク式のものを利用することもできる。
[5] 爪咬合部32を構成する対象として少数条クラッチ3に適用するものを示したが、これよりも伝動方向上手側の植付クラッチなど、伝動系の適宜な部位にこのようなクラッチ装置を適用してもよい。
4 苗植付機構
23 駆動側回転体
30 従動側回転体
33 凹入部
34 深い凹入溝部分
35 浅い凹入溝部分
37 接当面
38A 第1の逆転防止面
38B 第2の逆転防止面
39 クラッチピン
43 苗押し出し具
A 定位置停止機構
Claims (3)
- 駆動側回転体と従動側回転体との相対向する面に、互いに接当して動力を伝達可能な伝動部を形成したクラッチと、
前記駆動側回転体と前記従動側回転体とを互いに離反する方向へ強制移動させて伝動部での動力伝達状態を解除するクラッチ操作機構とを備えるとともに、前記従動側回転体の1回転中における停止位置の位相を一定の角度範囲内に制限する定位置停止機構を備えたクラッチ装置であって、
前記定位置停止機構を、前記従動側回転体の外周面側に形成した接当用の凹入部と、その凹入部に対して従動側回転体の外周側から半径方向の内外に移動して係脱可能なクラッチピンとで構成し、
前記凹入部の回転方向での後方側における接当面を、従動側回転体の回転中心をとおる法線に対して、前記半径方向での内方側よりも外方側に位置する面が、回転方向の前方側に位置し、かつ、前記内方側に位置する部分が前記外方側に位置する部分よりも前記クラッチピンの側面から離れて位置するように形成して、前記従動回転体の半径方向内方側における前記クラッチピンの端面から離れた位置で前記従動回転体の接当面が前記クラッチピンの側面に接当するように構成してあることを特徴とするクラッチ装置。 - 従動側回転体に形成された凹入部に設定されている定位置停止用の一定の角度範囲よりも従動側回転体の回転方向前方側箇所に、
前記設定された角度範囲の前記回転方向での前端箇所を越えてさらに前方側へ移行したクラッチピンと係合して、前記従動側回転体の逆転を阻止するための逆転防止面を設けた請求項1記載のクラッチ装置。 - 請求項1、または2記載のクラッチ装置を苗植付機構への伝動系に備えるとともに、従動側回転体よりも伝動方向での下手側に、苗植付機構での苗植付動作に伴って蓄圧された押し出しバネの付勢力で作動する苗押し出し機構を設けてあり、
この苗押し出し機構による苗押し出し操作用の押し出しバネの未蓄圧、または蓄圧初期に相当する領域を避けて、前記従動側回転体の1回転中における停止位置の位相となる接当用の凹入部が形成される領域を設定してある苗植付装置。
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