JP5460667B2 - 換気装置及びその換気装置を備えた浴室乾燥機 - Google Patents

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Description

本発明は、排気側に電動ダンパーを有する換気装置及びその換気装置を備えた浴室乾燥機に関するものである。
従来の換気装置は、換気の風量が強となる強運転が選択されたときに、風量が強となるように排気ファンを制御し、換気の風量が弱となる弱運転が選択されたときには、風量が弱となるように排気ファンを制御する。また、排気ファンが駆動しているときは、電動ダンパーに電圧が供給されていて、ダンパーが開いている。運転停止が選択されたときには、排気ファンと電動ダンパーが停止し、ダンパーが閉じる構成になっている(例えば、特許文献1参照)。
実公昭61−30103号公報(第1頁、図1)
前述した特許文献1に記載の技術では、風量切換時に、手動速度切換スイッチの機械的動作遅れや、人為的な操作ブランク時間のため、電動ダンパーへの電圧供給が一瞬中断し、ダンパーが閉じる可能性がある。そのダンパー閉動作中に、電動ダンパーへの電圧供給が復帰してダンパー開動作が始まると、電動ダンパーのギア(ギアドモーターのギア)に負担がかかり、ギアを傷める可能性がある。
また、前述の従来技術以外において、排気ファンの風量切換時に外部コントローラーから風量信号が出力されない時間(以下、「ブランク時間」と呼ぶ)を設けている場合がある。例えば、図6に示すように、モーターを強運転をしたい場合は、外部コントローラーの強信号出力ポートを介して出力されるAC100Vを直接モーターに入力し、弱運転をしたい場合は、外部コントローラーの弱信号出力ポートを介して出力されるAC100Vをコンデンサーを用いて分圧し、その残りをモーターに入力する。この技術においては、「弱」接点のOFFと「強」接点のONのタイミングを同じとすると、「弱」接点と「強」接点の両方が共にONした状態が発生する可能性がある。
その場合、コンデンサーの+側と−側が短絡状態となり、モーターの弱運転中にコンデンサーに蓄えられた電荷が短絡電流となって流れ、リレー接点が溶着する現象が発生する。このリレー接点の溶着を防ぐために、図7に示すように、風量切換時の外部コントローラーの出力にブランク時間を設けているが、ブランク時間の間は電動ダンパーへの電圧供給も停止するため、前記と同様に電動ダンパーのギアに負担がかかり、ギアを傷める可能性がある。
また、図8に示すように、外部コントローラの弱信号出力ポートと強信号出力ポートがそれぞれ制御線を介してファン制御回路と接続されていると共に、その制御線を介して電動ダンパーをON/OFFする2つのリレーと接続されている換気装置においては、外部コントローラからの弱信号/強信号の切換出力にブランク時間がないが、2つのリレーの機械的な動作遅れにより、ダンパーが一瞬閉じる現象が発生する。これによって、前記と同様に電動ダンパーのギアを傷める可能性がある。
本発明は、前述のような課題を解決するためになされたものであり、第1の目的は、電動ダンパーのギアを傷めることなく、排気ファンの風量を切り換えることができる換気装置及びその換気装置を備えた浴室乾燥機を得るものである。
第2の目的は、排気ファンの風量切換による電動ダンパーの駆動を停止することなく行うことができる換気装置及びその換気装置を備えた浴室乾燥機を得るものである。
本発明に係る換気装置は、室内空気を吸引し、吸引した室内空気を排気ダクトを通して外部へ排出する排気ファンと、排気ダクト側に設置され、ダンパーが開くことにより、排気ファンからの室内空気を排気ダクト内に流入させる電動ダンパーと、換気の風量が強となる強運転が選択されたときに強信号及び弱信号を出力し、換気の風量が弱となる弱運転が選択されたときには弱信号を出力する外部コントローラーと、強信号及び弱信号が入力されたときに、換気の風量が強となるように排気ファンを制御し、その後、弱信号のみが入力されたときには、換気の風量が弱となるように排気ファンを制御するファン制御回路と、弱信号の入力に基づいて前記電動ダンパーを駆動し、前記ダンパーを開けた状態とする信号検知手段とを備えたものである。
本発明によれば、強信号及び弱信号が入力されたときに、換気の風量が強となるように排気ファンを制御すると共に、弱信号の入力により電動ダンパーを駆動し、その後、弱信号のみが入力されたときには、換気の風量が弱となるように排気ファンを制御すると共に、電動ダンパーの駆動を保持する。これにより、風量切換時の出力ブランクがなくなり、ダンパーが一瞬閉じてすぐに開く事象を防ぐことができる。そのため、電動ダンパーのギアを傷めることがなくなり、電動ダンパーの性能の信頼性、長寿命性が高められる。
実施の形態1に係る換気装置の構成を示す模式図。 実施の形態1の換気装置における外部コントローラー、ファンコントロールボックス及びダンパーコントロールボックスの結線図。 実施の形態1の換気装置における外部コントローラーの出力、換気ファンの運転状態及びダンパーの開閉動作の関係を示すシーケンス図。 実施の形態2の換気装置におけるファン制御回路の概略回路図。 実施の形態3に係る浴室乾燥機の換気システムを示す図。 従来の換気装置を示す結線図。 従来の換気装置の外部コントローラーの出力、換気ファンの運転状態及びダンパーの開閉動作の関係を示すシーケンス図。 従来の換気装置の構成を示す模式図。
実施の形態1.
図1は実施の形態1に係る換気装置の構成を示す模式図、図2は実施の形態1の換気装置における外部コントローラー、ファンコントロールボックス及びダンパーコントロールボックスの結線図である。
図1、2において、換気装置は、換気本体1、換気本体1に設けられた吸気ダクト2、及び排気ダクト3、換気本体1内に収納された排気ファン4、ファン制御回路6aが収納されたファンコントロールボックス6、換気本体1と排気ダクト3の間に設けられた電動ダンパー5、信号検知手段である信号検知リレー61等が収納されたダンパーコントロールボックス7、排気ファン4の風量と電動ダンパー5の開閉をファン制御回路6a及び信号検知リレー61を介して制御する外部コントローラー9などを備えている。
ファン制御回路6aは制御線8を介して外部コントローラー9と接続され、信号検知リレー61は制御線8、60を介して外部コントローラー9と接続されている。前述した電動ダンパー5は、ギアドモーター62と、ギアドモーター62の駆動に基づいて室外排気ダクト3の風路を開くダンパーとで構成されている。
外部コントローラー9は、換気の風量が強となる強運転が選択されたときに、強信号及び弱信号を弱・強信号出力ポート51,52を介してファン制御回路6aに出力すると共に、弱信号を信号検知リレー61に出力する。外部コントローラー9は、換気の風量が弱となる弱運転が選択されたときには、弱信号を弱信号出力ポート51を介してファン制御回路6aに出力すると共に、信号検知リレー61に出力する。強信号と弱信号は、例えば同じAC100Vである。信号検知リレー61、外部コントローラー9からの弱信号を電源としてオンし、例えばAC100Vの電圧を電動ダンパー5のギアドモーター62に供給し、ダンパーを開けさせる。
次に、本実施の形態の動作について図3を用いて説明する。
図3は実施の形態1の換気装置における外部コントローラーの出力、換気ファンの運転状態及びダンパーの開閉動作の関係を示すシーケンス図である。
まず、吸排気ダクト1の排気ファン4を停止したい場合は、外部コントローラー9からの強信号と弱信号を共にOFFとする。この時、ファン制御回路6aは、排気ファン4の運転を停止し、信号検知リレー61がOFFし、電動ダンパー5のギアドモーター62への電圧供給を遮断して停止する。ギアドモーター62の停止により、ダンパーに設置されたバネ力でダンパーが閉じ、排気ダクト3内の風路を遮断する。
次に、強運転を選択した場合は、外部コントローラ9から強信号と弱信号がファン制御回路6aに出力されると共に、信号検知リレー61に弱信号が出力される。ファン制御回路6aは、強信号と弱信号の入力を検知すると、換気の風量が「強」となるように排気ファン4を制御する。信号検知リレー61は、弱信号の入力によりONし、電動ダンパー5のギアドモーター62に電圧を供給して駆動し、ダンパーを開ける。
強運転を行っているときに弱運転を選択した場合は、外部コントローラ9から弱信号のみがファン制御回路6aに出力されると共に、信号検知リレー61に弱信号が出力される。ファン制御回路6は、弱信号のみの入力を検知すると、換気の風量が「強」から「弱」となるように排気ファン4を制御する。信号検知リレー61は、ON状態を保持し、電動ダンパー5のギアドモーター62への電圧供給を継続し、ダンパーを開いたままとする。これにより、換気装置の運転時は、風量切換に関係なく電動ダンパー5が常に開き、換気装置が停止しているときには、電動ダンパー5のダンパーが閉じることで、外気の進入を防止している。なお、弱運転から強運転に切り換えても、換気装置の運転中は外部コントローラ9から弱信号が出力されている。
以上のように実施の形態1によれば、強運転を選択した際、外部コントローラー9から強信号及び弱信号がファン制御回路6aに出力されると共に、弱信号が信号検知リレー61に出力され信号検知リレー61をONする。その後、弱運転を選択したときには、外部コントローラー9から弱信号がファン制御回路6aに出力されると共に、信号検知リレー61に出力され信号検知リレー61のON状態を保持する。これにより、風量切換時の出力ブランクがなくなり、ダンパーが一瞬閉じてすぐに開く事象を防ぐことができる。そのため、電動ダンパー5のギアを傷めることがなくなり、電動ダンパー5の性能の信頼性、長寿命性が高められる。ダンパーコントロールボックス7には、前述の従来と比べ、信号検知リレー61を1つにすることができるので、ダンパーコントロールボックス7を小型化、回路構成を簡素化できる。
実施の形態2.
実施の形態1では、外部コントローラ9から強信号と弱信号が出力されたときに、換気の風量が「強」となるように排気ファン4を制御し、この状態で弱信号のみが出力されたときにはダンパーを開いたまま排気ファン4の風量が「弱」となるようにしたが、実施の形態2においては、ファン制御回路6aが強信号の入力を検知したときに、換気の風量が「強」となるようにし、この状態でファン制御回路6aが弱信号の入力を検知したときには、換気の風量が「弱」となるようにしたものである。
図4は実施の形態2の換気装置におけるファン制御回路の概略回路図である。図中の(a)はファン制御回路の入力段側の回路を示し、(b)は弱信号及び強信号の波形を示す。なお、本実施の形態では、前述した実施の形態1と異なるファン制御回路6aについてのみ説明する。
ファン制御回路6aは、図4(a)に示すように、例えばマイコンからなり、入力段にブリッジ形整流回路6bと、ブリッジ形整流回路6bの出力間に挿入された例えばホトカプラー6c(パルス信号生成手段)と、ホトカプラー6cに直列に接続されたツェナーダイオード6d及び抵抗6eを備えている。ファン制御回路6aは、ホトカプラー6cのON/OFFに基づくパルス信号から強運転あるいは弱運転の何れかを判別する。
図4(b)に示すように、外部コントローラー9からの出力信号(例えばAC100V)のうち、弱信号出力ポート51からの弱信号が入力された場合(A点)、ブリッジ形整流回路6bにより半波整流され(B点)、強信号出力ポート52からの強信号が入力された場合には(A点)、ブリッジ形整流回路6bにより全波整流される(B点)。強運転による弱信号と強信号が入力された場合には、半波整流された弱信号は全波整流された強信号と重なる。その全波整流された強信号は、ホトカプラー6cによりパルス信号に変換され(C点)、ファン制御回路6a(マイコン)に入力する。また、半波整流された弱信号は、前記と同様にホトカプラー6cによりパルス信号に変換され(C点)、ファン制御回路6aに入力する。強信号のパルス信号の周期は、弱信号のパルス信号よりも短くなっている。
次に、実施の形態2の換気装置の動作について説明する。
外部コントローラ9から弱信号と強信号が出力されると、弱信号が信号検知リレー61に入力すると共に、弱信号と強信号がファンコントロールボックス6に入力する。この時、信号検知リレー61は、外部コントローラー9からの弱信号を電源としてONし、例えばAC100Vの電圧をギアドモーター62に供給し、ダンパーを開けさせる。
一方、ファンコントロールボックス6内のブリッジ形整流回路6bは、弱信号を半波整流し、強信号を全波整流する。この時、半波整流された弱信号は、全波整流された強信号と重なる。その強信号は、ホトカプラー6cによりパルス信号に変換され、ファン制御回路6aに入力する。ファン制御回路6aは、例えば、パルス信号が入力されると、そのパルス信号の周期から弱運転か強運転かを判別する。ファン制御回路6aは、パルス信号の周期から強運転と判別したときには、換気の風量が「強」となるように排気ファン4を制御する。これにより、室内空気が吸気ダクト2に吸引され、排気ダクト3から外部へ排出される。
強運転中において、外部コントローラ9から弱信号のみが出力されると、弱信号が信号検知リレー61に入力すると共に、弱信号がファンコントロールボックス6に入力する。信号検知リレー61は、ON状態を保持し、電動ダンパー5のギアドモーター62への電圧供給を継続し、ダンパーを開いたままとする。一方、ファンコントロールボックス6内のブリッジ形整流回路6bは、弱信号を半波整流する。この時、半波整流された弱信号は、ホトカプラー6cによりパルス信号に変換され、ファン制御回路6aに入力する。ファン制御回路6aは、パルス信号が入力されると、前述したように、そのパルス信号の周期から弱運転か強運転かを判別する。ファン制御回路6aは、パルス信号の周期から弱運転と判別したときには、換気の風量が「弱」となるように排気ファン4を制御する。これにより、室内空気が継続して吸気ダクト2に吸引され、排気ダクト3から外部へ排出される。
以上のように実施の形態2においては、実施の形態1と同様に、換気装置の運転中に風量が切り換えられても電動ダンパー5が駆動してダンパーを開けたままにしているので、風量切換時の出力ブランクがなくなり、ダンパーが一瞬閉じてすぐに開く事象を防ぐことができる。そのため、電動ダンパー5のギアを傷めることがなくなり、電動ダンパー5の性能の信頼性、長寿命性が高められる。ダンパーコントロールボックス7には、前述の従来と比べ、信号検知リレー61を1つにすることができるので、ダンパーコントロールボックス7を小型化、回路構成を簡素化できる。
なお、実施の形態2では、全波整流した強信号をパルス信号に変換し、また、半波整流した弱信号をパルス信号に変換するようにしたが、パルス信号に変換することなく、全波整流された信号を検知したときに強運転と判別し、また、半波整流された信号を検知したときには弱運転と判別するようにしてもよい。
実施の形態3.
実施の形態3は、実施の形態1、2の換気装置のうち何れか一方の換気装置の吸気側に、外部コントローラー9に代えてコントロールボックス11を有する浴室乾燥機10を設けてもよい。
図5は実施の形態3に係る浴室乾燥機の換気システムを示す図である。
浴室乾燥機10には、図5に示すように、遠隔操作するリモコン12が設けられている。浴室乾燥機10のコントロールボックス11には、外部コントローラー9と同様に弱信号出力ポート51と強信号出力ポート52を有する乾燥機制御回路(図示せず)が設けられている。
リモコン12により強運転が選択された場合、乾燥機制御回路から弱信号と強信号が制御線8を介してファンコントロールボックス6に出力されると共に、弱信号が制御線60を介してダンパーコントロールボックス7に出力される。換気装置の強運転中に、リモコン12により弱運転が選択された場合には、乾燥機制御回路から弱信号が制御線8を介してファンコントロールボックス6に出力されると共に、弱信号が制御線60を介してダンパーコントロールボックス7に出力される。これにより、浴室の空気は、換気装置の排気ファン4によって、吸気ダクト2から浴室乾燥機10内を通り、排気ダクト3へ供給される。
このように、浴室乾燥機の運転中に風量が切り換えられても電動ダンパー5が駆動してダンパーを開けたままにしているので、風量切換時の出力ブランクがなくなり、ダンパーが一瞬閉じてすぐに開く事象を防ぐことができる。そのため、電動ダンパー5のギアを傷めることがなくなり、電動ダンパー5の性能の信頼性、長寿命性が高められる。ダンパーコントロールボックス7には、前述の従来と比べ、信号検知リレー61を1つにすることができるので、ダンパーコントロールボックス7を小型化、回路構成を簡素化できる。
なお、機器の構成を、実施の形態1又は実施の形態2の換気装置と同じとし、その換気装置の制御として風量以外、例えば熱交換換気と通常換気の切り換えとしても良い。
熱交換換気とは、外気を取り込み、室内空気を排気する排気ファンにおいて、熱交換素子を用いて外気と室内空気の顕熱を交換する換気のことである。通常換気とは室内空気を排気するのみの換気のことである。外部コントローラ9の制御内容は、排気ファンの風量切換に限らず、熱交換換気と通常換気の切り換えなど幅広い用途に用いることができる。
1 換気本体、2 吸気ダクト、3 排気ダクト、4 排気ファン、5 電動ダンパー、6 ファンコントロールボックス、6a ファン制御回路、6b ブリッジ形整流回路、6c ホトカプラー、6d ツェナーダイオード、6e 抵抗、7 ダンパーコントロールボックス、8 制御線、9 外部コントローラー、10 浴室乾燥機、11 浴室乾燥機のコントロールボックス、12 リモコン、51 弱信号出力ポート、52 強信号出力ポート、60 制御線、61 信号検知リレー、62 ギアドモーター。

Claims (5)

  1. 室内空気を吸引し、吸引した室内空気を排気ダクトを通して外部へ排出する排気ファンと、
    前記排気ダクト側に設置され、ダンパーが開くことにより、前記排気ファンからの室内空気を前記排気ダクト内に流入させる電動ダンパーと、
    換気の風量が強となる強運転が選択されたときに強信号及び弱信号を出力し、換気の風量が弱となる弱運転が選択されたときには前記弱信号を出力する外部コントローラーと、
    前記強信号及び前記弱信号が入力されたときに、換気の風量が強となるように前記排気ファンを制御し、その後、前記弱信号のみが入力されたときには、換気の風量が弱となるように前記排気ファンを制御するファン制御回路と、
    前記弱信号の入力に基づいて前記電動ダンパーを駆動し、前記ダンパーを開けた状態とする信号検知手段と
    を備えたことを特徴とする換気装置。
  2. 室内空気を吸引し、吸引した室内空気を排気ダクトを通して外部へ排出する排気ファンと、
    前記排気ダクト側に設置され、ダンパーが開くことにより、前記排気ファンからの室内空気を前記排気ダクト内に流入させる電動ダンパーと、
    換気の風量が強となる強運転が選択されたときに交流の強信号及び弱信号を出力し、換気の風量が弱となる弱運転が選択されたときには前記弱信号を出力する外部コントローラーと、
    前記強信号及び前記弱信号が入力されたときに、前記強信号を全波整流すると共に、前記弱信号を半波整流して該全波整流に重ねて出力し、前記弱信号が入力されたときには該弱信号を半波整流して出力する整流回路と、
    全波整流の信号の入力を検知したときに、換気の風量が強となるように前記排気ファンを制御し、その後、半波整流の信号の入力を検知したときに、換気の風量が弱となるように前記排気ファンを制御するファン制御回路と、
    前記弱信号の入力に基づいて前記電動ダンパーを駆動し、前記ダンパーを開けた状態とする信号検知手段と
    を備えたことを特徴とする換気装置。
  3. 全波整流の信号に基づいてパルス信号を生成し、半波整流の信号に基づいて前記パルス信号の周期より長い周期のパルス信号を生成するパルス信号生成手段を備え、
    ファン制御回路は、前記パルス信号の周期から前記排気ファンの風量の強あるいは弱の何れかを判別することを特徴とする請求項1記載の換気装置。
  4. 前記信号検知手段は、前記弱信号が入力されたときにONし、前記電動ダンパーに電圧を供給する1つのリレーからなっていることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の換気装置。
  5. 請求項1乃至4の何れかに記載の換気装置の吸引側に備えたことを特徴とする浴室乾燥機。
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