JP5017307B2 - 対地作業具の支持装置 - Google Patents
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Description
この培土器は、トラクタの後部に後方突出状に設けられた支持フレームの後部に左右方向の回動支軸の軸心回りに上下回動自在に支持された取付部材(ホルダ)に取り付けられていて、該取付部材を回動支軸の軸心回りに上方側に回動させることにより、前記培土器が回動支軸の下方側に位置する作業位置から回動支軸の上方側に位置する非作業位置へと位置変更可能に構成されている。
この回動アシスト機構は、培土器と一体回動し且つ回動支軸の径外方向へ突出するアームと、このアームに一端が枢支された第2リンクと、この第2リンクの他端に一端が枢支され且つ他端が支持フレームに枢支された第1リンクと、これら第1リンク又は第2リンクを介して回動支軸に付勢力を伝える付勢手段(ガススプリング)とを有している。この付勢手段は、一端が第1リンクを第2リンクに枢支した位置と同じ位置、又は第2リンク中途部で枢支され、他端が支持フレームに支持されている。
本発明は、このような点に鑑みて、付勢具を支持フレームに略沿わせて配置して、コンパクト化を図ることができるようにすると共に、付勢具の付勢力を効率よく対地作業具に伝えることができるようにした対地作業具の支持装置を提供することを目的とする。
第1に、作業機Kの後部に設けられた支持フレーム2に回動支軸3を介して上下回動可能に対地作業具4を支持し、この対地作業具4を、対地作業を行う作業位置Aと、この作業位置Aから前記回動支軸3回りに上方に回動させた非作業位置Bとに位置変更可能とし、前記回動支軸3回りに上方側に回動させる方向に付勢して前記対地作業具4の持ち上げ力を軽減する回動アシスト機構6を設けており、この回動アシスト機構6は、前記対地作業具4と一体回動し且つ前記回動支軸3の径外方向へ突出するアーム9と、このアーム9に一端が枢支軸10で枢支された連動リンク11と、この連動リンク11の他端に一端が作用軸12で枢支され且つ他端が支軸13で前記支持フレーム2に枢支された揺動部材14と、この揺動部材14に一端が力軸15で枢支され且つ他端が前記支持フレーム2に支持された付勢具7とを有し、この付勢具7の伸張で前記揺動部材14の前記作用軸12が前上方から後下方へ移動することにより、前記対地作業具4を前記作業位置Aから前記非作業位置Bへ回動する対地作業具の支持装置であって、前記対地作業具4が前記作業位置Aの時に前記揺動部材14の前記力軸15を前記作用軸12の後下方で且つ前記支軸13の前下方に位置させ、前記付勢具7を前記支持フレーム2に略沿わせて配置していることを特徴とする。
第3に、前記揺動部材14における前記支軸13と前記力軸15との間の軸心間距離J1を前記支軸13と前記作用軸12との間の軸心間距離J2よりも長く設定し、前記対地作業具4が前記作業位置Aから前記非作業位置Bへ回動する時の前記揺動部材14の前記力軸15の軌跡Lを前記支持フレーム2の上方に形成していることを特徴とする。
また、対地作業具4が略水平となる時に、中心線aを付勢具7の付勢方向に略直交させ、対地作業具4が略水平より若干低い時に、中心線bを中心線cと中心線dとにそれぞれ略直交させることで、対地作業具4を上方回動する途中で大きな回転モーメントが必要となる時に、付勢具7の付勢力をさらに効率よく対地作業具4に伝えることができる。
図1〜6には、本発明の第1実施形態に係る対地作業具の支持装置1を備えた作業機Kが示されている。
この作業機Kは、図5に示すように、ロータリ耕耘機であり、トラクタの後部に三点リンク機構を介して昇降自在に装着されており、機枠32と、耕耘部33と、耕耘カバー34と、左右一対のゲージ輪を取付支持する支持フレーム2とを備えている。
機枠32は、左右方向中央部のギヤケース35から左右にサポートアーム36を突設すると共に、左側サポートアーム36の外端に伝動ケース37を取り付け、右側サポートアーム36の外端にサイドフレームを取り付けて門型状に主構成されている。
耕耘カバー34は、耕耘部33の上方を覆う上部カバー40と、耕耘部33の後方を覆う後部カバー41と、耕耘部33の左右側方を覆う側部カバー42等とから構成され、後部カバー41の左右方向中央下部には蓋体で塞がれたV字状切欠が形成されている。
なお、耕耘部33は、トラクタのPTO軸から、ギヤケース35内の伝動機構、左側サポートアーム36内の伝動軸、伝動ケース37内の伝動機構を経て爪軸38に動力が伝達されて矢示R方向に回転駆動されるようになっている。
左右の支持アーム43は、左右のサポートアーム36から後方へ延設されており、内筒と、この内筒に軸心方向移動自在に外嵌された外筒とから前後方向に長さ調整自在に構成されている。また、支持アーム43は、連結部材44と、ギヤケース35に固定のトップマスト46とにわたって設けられた昇降操作機構50によって前端側の枢着部廻りに上下揺動可能とされている。
図6に示すように、ツールバー45は、左右方向の軸心を有する左右の円筒体47を、左右方向の軸心を有する円筒状部材からなる左右方向中央部の連結軸材48によって連結してなり、左右の円筒体47に左右の支持アーム43の後端部が連結されている。また、ツールバー45には、後述する位置固定手段53が設けられている。
連結軸材48には筒体からなる回動支軸3が左右方向の軸心廻りに回動自在に外嵌されており、この回動支軸3の前方側には縦方向に配置された筒体からなるホルダ5が配置されている。
対地作業具4として例示する培土器(又は畝立器)4は、支柱4aと、この支柱4aの下部に取り付けられた培土板4bとからなり、この培土器4の支柱4aがホルダ5内に挿通されてピン等の連結手段を介して着脱自在に取付固定されている。したがって、培土器4が支持フレーム2に回動支軸3回りに上下回動自在に支持されている。
培土器4は、図1〜5に示すように、回動支軸3の下方側に位置する作業位置A(実線で示す)から回動支軸3の軸心を中心として後回りに回動させることにより、回動支軸3の後方側に位置する中間位置C(仮想線Cで示す)を経て、略180°回動(反転)させた非作業位置B(仮想線Bで示す)に位置変更自在に構成されている(作業位置Aと非作業位置Bとに切替自在とされている)。
位置固定手段53としては、回動支軸3の右端には可動プレート51が固着され、この可動プレート51の右方には、ツールバー45における右円筒体47の左端に固着された固定プレート52が設けられている。
このストッパ65は、培土器4が作業位置Aにある時には固定プレート52の上前端にある凹面状の上当接部52aと当接し、培土器4が非作業位置Bにある時には固定プレート52の下端にある平面状の下当接部52bと当接する。
また、培土器4を作業位置Aにして作業する場合は、後部カバー41の蓋体を取り外してV字状切欠に培土器4の前部を挿入状とする。培土器4の支柱4aはホルダ5に挿通され、ネジ等によって取付固定される。
前述した構成のものにあっては、図5に示すように、培土器4を、作業位置Aから非作業位置Bへと回動させる場合、最初は、培土器4の支柱4aの長手方向と直交する方向における培土器4自重の分力が小さいので、培土器4を回動させるために要する力は小さい。しかし、培土器4を持ち上げていくに従って、支柱4aの長手方向と直交する方向の培土器4自重の分力が大きくなり、培土器4が略水平になる(つまり培土器4の支柱4aの長手方向が水平に略一致する)ところで、培土器4を回動させるために要する力が最大となり、これを越えると、培土器4を回動させるために要する力が徐々に小さくなる。
そこで、支持フレーム2と回動支軸3との間には、培土器4の持ち上げ力を軽減して、作業位置Aから非作業位置Bへ切り替える際の培土器4の上げ動作に要する力を小さくするための回動アシスト機構6が設けられている。
この回動アシスト機構6は、図1〜5に示すように、リンク手段59と、このリンク手段59を支持する支持部材60と、付勢して培土器4の持ち上げ力を軽減するための付勢具(第1付勢具7、第2付勢具8)とを備えている。また、支持部材60は、ツールバー45の左円筒体47の右端に固着された支持板61に取り付けられており、支持フレーム2の一部を構成している。
アーム9は、回動支軸3から径方向外方に突設されていて、ホルダ5の長手方向に対して傾斜しており、アーム9の突出方向とホルダ5とのなす角は、例えば約45°である。
揺動部材14は、略三角形状に形成されていて回動支軸3の略上方側に位置し、他端(後上角端)が左右方向に延びる支軸13で支持部材60(支持フレーム2)の右壁上部に枢支連結されている。
付勢具は、主体となる第1付勢具7と補助となる第2付勢具8とを有し、両付勢具7、8はガススプリングGによって構成されているが、第1付勢具7をコイルスプリングSにしてもよい。
また、第1付勢具7と第2付勢具8とは、培土器4及びホルダ5を回動させる付勢方向が同一であり、揺動部材14が支軸13を中心として後方側に回動するように付勢されている。
なお、揺動部材14の支軸13と力軸15との間の軸心間距離J1は、揺動部材14の支軸13と作用軸12との間の軸心間距離J2よりも長く設定しているため、テコの原理により、第1付勢具7の付勢力を揺動部材14を介して連動リンク11に効率よく伝えることができる。
なお、第1付勢具7、第2付勢具8、連動リンク11及び揺動部材14を、あらかじめ支持部材60に取り付けてアセンブリにしておくことができ、連動リンク11とアーム9とを枢支軸10で連結して支持部材60を支持板61に取り付けるだけで、前述した構成の回動アシスト機構6を組み立てることが可能となり、組み立ての簡素化が図れる。
すなわち、ガススプリングGは、シリンダ内の圧縮ガスの膨張する力がオイルを介してピストン及びロッドに伝わることで、シリンダの長手方向に沿った付勢力を生じるものであり、シリンダ内のオイルが噴流するオリフィスの大きさを調整することによって、ピストンの摺動速度、つまりガススプリングGの伸張速度が制御可能となっている。
そこで、この伸張速度の遅いものを第2付勢具8に、速いものを第1付勢具7採用している。
よって、培土器4を作業位置Aから非作業位置Bまで回動するにつれて、第1付勢具7及び第2付勢具8から回動支軸3に伝達される付勢力が、培土器4の自重による回転モーメントが最大となる回動角90°付近に至るに従って大となるように、培土器4(つまり培土器4の支柱4aの長手方向)が略水平となる時に、中心線aが第1付勢具7及び第2付勢具8の付勢方向に略直交するように、回動アシスト機構6を構成している。
したがって、培土器4を上方回動する途中で大きな回転モーメントが必要となる時に、第1付勢具7及び第2付勢具8の付勢力を効率よく培土器4に伝えることができる。
これによって、回動アシスト機構6にあっては、ホルダ5に装着された培土器4を作業位置Aから非作業位置Bまでにわたって、作業者は小さな持ち上げ力でゆっくりと回動させることができる。このとき、回動支軸3に伝達される付勢力は、第1付勢具7の付勢力に第2付勢具8の付勢力を合わせたものとなる。
つまり、培土器4をホルダ5から外した状態では、ホルダ5に培土器4の重量がかからなくなり、伸張速度の速い第1付勢具7によってホルダ5を回動させる速度が速くなる。
しかし、第1付勢具7より第2付勢具8の伸張速度が遅いので、第1付勢具7の付勢によるホルダ5を回動させる速度を第2付勢具8が抑えることになり、結果としてホルダ5の上方への回動速度を遅くし、ホルダ5の急激な上動を回避する。
よって、培土器4が作業位置Aにある時には、第1付勢具7及び第2付勢具8の付勢力が培土器4を作業位置Aよりも前側に回動させるように作用する。
培土器4を作業位置Aから非作業位置B側へと少し回動させて、アーム9と連動リンク11とを連結している枢支軸10が中心線eよりも下方側にきた時には、第1付勢具7及び第2付勢具8の付勢力が、逆に培土器4を非作業位置B側に回動させるように作用する。
つまり、回動アシスト機構6は、枢支軸10が中心線eを越えるたびに付勢方向が逆転する系(不安定切換をする系)となっている。
なお、前述した位置固定手段53によって培土器4が作業位置Aでロックされていなくても、可動プレート51のストッパ65が固定プレート52の上当接部52aと当接することによって培土器4が作業位置Aよりも前方に回動することがなく、ロックピン54を可動プレート51の作業位置ロック孔58Aに挿通させやすくなっている。
さらに、回動アシスト機構6は、第1付勢具7と第2付勢具8との伸張によって、揺動部材14における作用軸12が前上方から後下方(つまり、後下がり方向)へ移動することにより、培土器4を作業位置Aから非作業位置Bへ回動させるように構成されている。
図1、5に示すように、回動アシスト機構6は、培土器4が作業位置Aにある時には、揺動部材14における力軸15が作用軸12の後下方で且つ支軸13の前下方に位置し(本実施形態においては、揺動部材14における作用軸12と支軸13と力軸15とを略三角配置にし)ている。
したがって、培土器4を作業位置Aから非作業位置Bに上動させる際に第1付勢具7を伸張しても軌跡Lが支持アーム43(支持フレーム2)に略沿うため、第1付勢具7が支持アーム43(支持フレーム2)に略沿った状態から大きく上下に揺動することがなく、回動アシスト機構6が上下長くなることはない。
また、培土器4が作業位置Aにある時に第1付勢具7の後端(力軸15)を支軸13の前下方に位置させることは、支軸13の直下で軌跡L全体を前方によせることにつながるため、力軸15を作用軸12の後下方に配置し且つ角αを角βと略同一にすると共に、力軸15を支軸13の前下方に位置させれば、軌跡Lを支持アーム43(支持フレーム2)に略沿わせると同時に、軌跡Lにおける前半部分(前端から略中央位置まで)を支軸13よりも前方に配置することが可能となる。
なお、図4においては、軌跡Lの中央での第1付勢具7の付勢方向は若干後下がりとなっているが、軌跡Lの中央における第1付勢具7の付勢方向を支持アーム43(支持フレーム2)と平行となるように、前端を支持軸62でやや低い位置に枢支して第1付勢具7を水平方向に沿って配置してもよい。この場合、培土器4が作業位置A又は非作業位置Bのいずれかにある時には、第1付勢具7の付勢方向は若干後上がりとなる。
これらによって、回動支軸3と作業機K本体との間が限られたスペースしかなくとも、十分な付勢力を発揮する付勢具を略水平に設けることができ、第1付勢具7と第2付勢具8とが前上がりになるなどで回動アシスト機構6が大型化することはなく、培土器4の支持装置1をコンパクトにできると共に、第1付勢具7の付勢力を培土器4に伝える効率を上げている。
図7には、本発明の第2実施形態に係る対地作業具の支持装置1が示されている。
この実施形態においては、第1付勢具7はコイルスプリングSであり、第2付勢具8は第1付勢具7と同一軸心状に配置されているガススプリングGである。
揺動部材14は、略L字型(ベルクランク形状)に形成されており、L字型におけるコーナ部に作用軸12が位置している。また、揺動部材14は、L字型における上端が支軸13で支持部材60に枢支されており、下端が力軸15で第2付勢具8の後端に枢支されている。
第1付勢具7であるコイルスプリングSは、圧縮状態で第2付勢具8に外嵌されている。
詳しくは、第1付勢具7の後端は、第2付勢具8であるガススプリングGのロッド8a後部に溶接等によって固着された円盤状の後取付部66に係止され、前端はガススプリングGのシリンダ8b前部に固着された前取付部67に係止されている。よって、第1付勢具7のコイルスプリングSは第2付勢具8のガススプリングGと一体的に伸縮する。
したがって、ホルダ5に装着された培土器4がホルダ5に装着されている際には、第1付勢具7の付勢力と第2付勢具8の付勢力とを合わせた付勢力が回動支軸3に伝達され、培土器4をホルダ5から取り外している際には、第1付勢具7の付勢によるホルダ5を回動させる速度を第2付勢具8が抑えることとなる。よって、培土器4未装着のホルダ5の上方への回動速度を遅くし、急激な上動を回避できる。
これによって、第1付勢具7と第2付勢具8とを上下に並べる必要はなくなり、回動アシスト機構6をよりコンパクトにすることができる。
その他の作用効果は第1実施形態と略同様である。
また、第2付勢具8の伸張速度が第1付勢具7より遅く設定されていれば、第2付勢具8の付勢力が必ずしも第1付勢具7の付勢力よりも弱く設定される必要はない。
対地作業具4は、として培土器(又は畝立器)を例示したが、その他の対地作業具として、片培土、ゲージ輪、土寄せ板、各種プラウ等の支持装置に採用してもよい。
回動アシスト機構6は、対地作業具4(つまり対地作業具4の支柱4aの長手方向)が略水平となる時に、中心線aが第1付勢具7及び第2付勢具8の付勢方向に略直交すると共に、中心線bが中心線cと中心線dとにそれぞれ略直交するように構成されていてもよい。
2 支持フレーム
3 回動支軸
4 対地作業具(培土器)
6 回動アシスト機構
7 第1付勢具
8 第2付勢具
9 アーム
10 枢支軸
11 連動リンク
12 作用軸
13 支軸
14 揺動部材
15 力軸
K 作業機
A 作業位置
B 非作業位置
a 支軸と力軸とを結ぶ中心線
b 枢支軸と作用軸とを結ぶ中心線
c 回動支軸と枢支軸とを結ぶ中心線
d 作用軸と支軸とを結ぶ中心線
J1 支軸と力軸との間の軸心間距離
J2 支軸と作用軸との間の軸心間距離
L 揺動部材の力軸の軌跡
Claims (3)
- 作業機(K)の後部に設けられた支持フレーム(2)に回動支軸(3)を介して上下回動可能に対地作業具(4)を支持し、この対地作業具(4)を、対地作業を行う作業位置(A)と、この作業位置(A)から前記回動支軸(3)回りに上方に回動させた非作業位置(B)とに位置変更可能とし、前記回動支軸(3)回りに上方側に回動させる方向に付勢して前記対地作業具(4)の持ち上げ力を軽減する回動アシスト機構(6)を設けており、
この回動アシスト機構(6)は、前記対地作業具(4)と一体回動し且つ前記回動支軸(3)の径外方向へ突出するアーム(9)と、このアーム(9)に一端が枢支軸(10)で枢支された連動リンク(11)と、この連動リンク(11)の他端に一端が作用軸(12)で枢支され且つ他端が支軸(13)で前記支持フレーム(2)に枢支された揺動部材(14)と、この揺動部材(14)に一端が力軸(15)で枢支され且つ他端が前記支持フレーム(2)に支持された付勢具(7)とを有し、
この付勢具(7)の伸張で前記揺動部材(14)の前記作用軸(12)が前上方から後下方へ移動することにより、前記対地作業具(4)を前記作業位置(A)から前記非作業位置(B)へ回動する対地作業具の支持装置であって、
前記対地作業具(4)が前記作業位置(A)の時に前記揺動部材(14)の前記力軸(15)を前記作用軸(12)の後下方で且つ前記支軸(13)の前下方に位置させ、前記付勢具(7)を前記支持フレーム(2)に略沿わせて配置していることを特徴とする対地作業具の支持装置。 - 前記対地作業具(4)が略水平となる時に、前記揺動部材(14)における前記支軸(13)と前記力軸(15)とを結ぶ中心線(a)を前記付勢具(7)の付勢方向と略直交させ、
前記対地作業具(4)が略水平より若干低い時に、前記連動リンク(11)における前記枢支軸(10)と前記作用軸(12)とを結ぶ中心線(b)を、前記アーム(9)における前記回動支軸(3)と前記枢支軸(10)とを結ぶ中心線(c)と、前記揺動部材(14)における前記作用軸(12)と前記支軸(13)とを結ぶ中心線(d)とにそれぞれ略直交させていることを特徴とする請求項1に記載の対地作業具の支持装置。 - 前記揺動部材(14)における前記支軸(13)と前記力軸(15)との間の軸心間距離(J1)を前記支軸(13)と前記作用軸(12)との間の軸心間距離(J2)よりも長く設定し、
前記対地作業具(4)が前記作業位置(A)から前記非作業位置(B)へ回動する時の前記揺動部材(14)の前記力軸(15)の軌跡(L)を前記支持フレーム(2)の上方に形成していることを特徴とする請求項1又は2に記載の対地作業具の支持装置。
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