JP5573647B2 - Capacitor device - Google Patents
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Description
本発明は、コンデンサ素子を備えるコンデンサ装置に関し、特にハイブリッド車両等の車両に搭載されるコンデンサ装置に関する。 The present invention relates to a capacitor device including a capacitor element, and more particularly to a capacitor device mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle.
内燃機関とモータとを動力源とするハイブリッド車両等の車両等において、直流電圧から交流成分を除去する平滑用素子等としてコンデンサ装置が用いられる。1つまたは複数のコンデンサ素子を備えたコンデンサ装置として、ケースモールド型コンデンサが知られている。ケースモールド型コンデンサは、1つまたは複数のコンデンサ素子を樹脂製等のケース体に収容し、防湿等のために樹脂モールド化した構造を有する。 In a vehicle such as a hybrid vehicle using an internal combustion engine and a motor as power sources, a capacitor device is used as a smoothing element or the like for removing an AC component from a DC voltage. A case mold type capacitor is known as a capacitor device including one or a plurality of capacitor elements. The case mold type capacitor has a structure in which one or a plurality of capacitor elements are accommodated in a case body made of resin and the like, and molded into a resin for moisture prevention or the like.
このようなケースモールド型コンデンサにおいて、動作時にコンデンサ素子自体が発熱することに加えて、周囲に配置された電子部品等の外部からの熱の影響により、内部の温度上昇が大きくなることがあった。また、動作時にコンデンサ素子で発生した振動が、ケース体を介して車両本体等の外部に伝達することがあった。 In such a case mold type capacitor, in addition to the heat generated by the capacitor element itself during operation, the internal temperature may increase due to the influence of heat from the outside such as electronic components disposed around the case. . In addition, vibration generated in the capacitor element during operation may be transmitted to the outside of the vehicle body or the like through the case body.
例えば、特許文献1には、複数のコンデンサ素子と、コンデンサ素子を内蔵した略直方体形状の外装ケースとを備え、外装ケース内に樹脂充填し、発熱体近傍に設置する金属化フィルムコンデンサであって、外装ケースの外側面のうち発熱体に最も近い外側面に、金属板部とシリコン系発泡材製の断熱材の二層構造である放熱板を配した金属化フィルムコンデンサにより、コンデンサ素子自身の発熱を放熱させ、かつ、外部からの熱影響を緩和することが記載されている。
For example,
また、特許文献2には、車両本体に対して固定されるケース体と、ケース体に収容されるコンデンサ素子と、弾性体から形成され、ケース体に配置される台座と、コンデンサ素子の周囲を覆うようにケース体を充填する充填材とを備え、コンデンサ素子が台座によってケース体から離間した位置に支持されるコンデンサ装置により、車両本体への振動の伝達を抑制することが記載されている。 Patent Document 2 discloses a case body fixed to a vehicle body, a capacitor element accommodated in the case body, a pedestal formed from an elastic body and disposed on the case body, and a periphery of the capacitor element. It is described that the transmission of vibration to the vehicle body is suppressed by a capacitor device that includes a filler that fills the case body so as to cover the capacitor element and is supported by the pedestal at a position separated from the case body.
しかし、特許文献1の技術では、別部材として金属板部と断熱材の二層構造である放熱板を設けているため、部品点数が増えてしまい、製造における取り付け工程が増加してコスト増の要因となる。また、接着、粘着等により放熱板が別部材としてケース体の外側上面等に接合される構造であるため、特に長期使用において、熱応力や振動等の機械的応力等により、接合の界面からの剥離等による劣化が起こる可能性がある。また、車両本体等の外部への振動の伝達は抑制されない。
However, in the technique of
また、特許文献2の技術では、車両本体等の外部への振動の伝達は抑制されるが、外部からの熱影響は十分に緩和されない。 Moreover, in the technique of Patent Document 2, the transmission of vibration to the outside of the vehicle main body or the like is suppressed, but the thermal influence from the outside is not sufficiently mitigated.
本発明の目的は、部品点数を増加させることなく、外部からの熱影響を緩和し、かつ、外部への振動の伝達を抑制することができるコンデンサ装置を提供することにある。 The objective of this invention is providing the capacitor | condenser apparatus which can relieve | moderate the thermal influence from the outside and can suppress transmission of the vibration to the outside, without increasing a number of parts.
本発明は、1つまたは複数のコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子を収容するためのケース体と、前記コンデンサ素子の周囲を覆うように前記ケース体の内部を充填する樹脂モールドと、を備え、前記ケース体の少なくとも一部が少なくとも2層の発泡樹脂層により構成され、外側の層に比べて内側の層の発泡密度が高いコンデンサ装置である。 The present invention includes one or a plurality of capacitor elements, a case body for housing the capacitor elements, and a resin mold that fills the inside of the case body so as to cover the periphery of the capacitor elements, At least a part of the case body is composed of at least two foamed resin layers, and the capacitor device has a higher foam density in the inner layer than in the outer layer .
また、前記コンデンサ装置において、前記ケース体において、少なくとも前記ケース体の外部にある発熱体に面する発熱体側が発泡樹脂により構成され、外部への放熱側が放熱構造となっていることが好ましい。 In the capacitor device, it is preferable that at least the heat generating body side facing the heat generating element outside the case body is made of foamed resin, and the heat radiating side to the outside has a heat radiating structure.
本発明では、ケース体の少なくとも一部が発泡樹脂により構成されていることにより、部品点数を増加させることなく、外部からの熱影響を緩和し、かつ、外部への振動の伝達を抑制することが可能なコンデンサ装置を提供することができる。 In the present invention, since at least a part of the case body is made of a foamed resin, the influence of heat from the outside is reduced and the transmission of vibration to the outside is suppressed without increasing the number of parts. It is possible to provide a capacitor device capable of satisfying the requirements.
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below. This embodiment is an example for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to this embodiment.
本発明の実施形態に係るコンデンサ装置の一例の概略を図1に示し、その構成について説明する。図1(a)はコンデンサ装置の構成の一例の概略を示す斜視図、図1(b)は図1(a)におけるA−A断面図、(c)は図1(b)における点線部分の拡大断面図である。コンデンサ装置1は、1つまたは複数のコンデンサ素子10と、コンデンサ素子10を収容するためのケース体12と、コンデンサ素子10の周囲を覆うようにケース体12の内部を充填する樹脂モールド14と、を備える。本実施形態に係るコンデンサ装置1において、ケース体12の少なくとも一部が発泡樹脂により構成されている。
An outline of an example of a capacitor device according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. 1A is a perspective view schematically showing an example of the configuration of the capacitor device, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1A, and FIG. 1C is a dotted line portion in FIG. It is an expanded sectional view. The
図1(b)に示すように、コンデンサ装置1において、底部16と、底部16の周縁から立ち上がり、底部16の周縁に沿って周回する側部18とを含むケース体12に、1つまたは複数のコンデンサ素子10が収容され、コンデンサ素子10の周囲を覆うようにケース体12の内部に樹脂が充填されて樹脂モールド14が形成されている。コンデンサ素子10の両端面に一対のメタリコン電極20が形成され、コンデンサ素子10を複数個並べた状態でコンデンサ素子10の両端面に形成された一対のメタリコン電極20にそれぞれはんだ付け部22等を介して外部接続用の端子部である一対のバスバー24が接続されており、これにより複数個のコンデンサ素子10が並列接続されている。樹脂モールド14は、バスバー24の一端が外部接続用の端子部としてケース体12から表出する状態で、複数個のコンデンサ素子10およびバスバー24を被覆するように樹脂が充填されて形成されている。また、樹脂モールド14は、複数のコンデンサ素子10と、底部16の内面および側部18の内面との間を充填するように形成されている。なお、図1中に示す複数のコンデンサ素子10の配列は、一例であり、これに限定されるものではない。
As shown in FIG. 1B, in the
図1のコンデンサ装置1において、ケース体12の少なくとも一部、図1の例ではケース体12の全体が発泡樹脂により構成されていることにより、部品点数を増加させることなく、外部からの熱影響が緩和され、かつ、外部への振動の伝達が抑制される。外部からの熱影響が緩和されることにより、コンデンサ装置1の内部がコンデンサ素子10の使用上限温度(例えば、90〜100℃)を超えることを防止できる。また、部品点数を増加させることなく、製造における取り付け工程が増加することもないため、コスト増が抑制される。また、ケース体12が接合面を有さないため、特に長期使用においても、熱応力や振動等の機械的応力等による接合の界面からの剥離等による劣化が起こらず、信頼性が高いものとなる。
In the
本実施形態に係るコンデンサ装置1において、ケース体12の一部が発泡樹脂により構成されていてもよいし、ケース体12の全体が発泡樹脂により構成されていてもよい。ケース体12は、PPS(ポリフェニレンスルフィド)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネート)、EP(エポキシ)等の発泡されていない樹脂等により、少なくとも一部が構成されていてもよい。ケース体12の外部に発熱体がある場合、外部の発熱体からの熱影響を十分に緩和するためには、少なくともその発熱体に面する発熱体側が発泡樹脂により構成されることが好ましい。この場合、発熱体に面する発熱体側の一部が発泡樹脂により構成されていてもよいし、発熱体側の全体が発泡樹脂により構成されていてもよい。ケース体12のどの部分を発泡樹脂により構成するかは、コンデンサ装置1の車両等への設置場所、設置環境等に応じて適宜決めればよい。
In the
ケース体12の少なくとも一部を構成する発泡樹脂としては、樹脂中に気体を分散させ、発泡状(フォーム)または多孔質形状に成形されたものであればよく、特に制限はない。発泡樹脂の原料となる樹脂としては、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、フェノール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ユリア樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。ただし、前記ケース体12との一体成形等を考慮すると、ケース体12と同一材である、PPS、PBT、PC、EP等が好ましい。樹脂は、要求される強度(硬度)等の機械的特性、耐熱性等の熱的特性、誘電率等の電気的特性等に応じて適宜選択すればよい。また、これらの樹脂のうち1種を用いても、2種以上を用いてもよい。
The foamed resin that constitutes at least a part of the
発泡樹脂の発泡密度は、要求される強度、湿気透過性等に応じて、適宜選択すればよい。例えば、強度や防湿性を確保する場合は、発泡密度をより低くすればよいし、遮音性を確保する場合は、発泡密度をより高くすればよい。発泡樹脂の発泡密度は、例えば、一般的なアルキメデスの原理を利用した方法により測定することができる。 The foaming density of the foamed resin may be appropriately selected according to required strength, moisture permeability, and the like. For example, when ensuring strength and moisture resistance, the foaming density may be lowered, and when ensuring sound insulation, the foaming density may be increased. The foaming density of the foamed resin can be measured, for example, by a method using a general Archimedes principle.
少なくとも一部が発泡樹脂により構成されるケース体12は、例えば、成形時にケース全体または一部において樹脂を発泡させることにより製造することができる。したがって、部品点数を増加させることなく、製造における取り付け工程が増加することもない。また、成形時にケース自体を発泡化させることにより、接合界面を有さないため、熱応力や機械的応力等による接合界面からの剥離等による劣化が起こらない構造となり、信頼性が高いものとなる。発泡樹脂の発泡方法については、特に制限はない。また、発泡に用いられる気体等については、特に制限はない。
The
ケース体12の形状は、例えば、略長方体形状等であるが、特に制限はない。
The shape of the
コンデンサ素子10としては、例えば、誘電体フィルム上に金属蒸着電極を形成した一対の金属化フィルムを金属蒸着電極が誘電体フィルムを介して対向するように巻回したフィルムコンデンサ、積層コンデンサ等が挙げられる。
Examples of the
樹脂モールド14は、コンデンサ素子10の吸湿等を防ぐ役割を果たす。樹脂モールド14を構成する樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられ、これらのうち、耐湿性および絶縁性に優れる等の点からエポキシ樹脂が好ましい。
The
ケース体12は、さらに金属製等のコンデンサケースに収容されてもよい。コンデンサケースは、例えば、アルミダイキャストにより形成されている。コンデンサケースは、アルミニウムのほか、鉄やマグネシウム等の金属から形成されてもよい。
The
メタリコン電極20は、例えば、Zn/Sn金属等の金属溶射等によって形成される。
The
はんだ付け部22は、例えば、Sn−Pb共晶はんだ等によりはんだ付けされることにより形成される。
The
図2に、本発明の実施形態に係るコンデンサ装置の他の例におけるコンデンサ装置の一部の拡大断面図を示す(図1(c)に相当する)。本実施形態において、図2に示すように、ケース体12は、外側層26aと内側層26bとの2層の発泡樹脂層26により構成されている。ここで、外側層26aに比べて内側層26bの発泡密度が高いことが好ましい。ケース体12を構成する発泡樹脂層26において、外側に比べて内側の発泡密度が高いことにより、例えば、強度が確保され、湿気透過性が向上する。図2における発泡樹脂層26は2層構成であるが、3層以上の構成であってもよい。
FIG. 2 shows an enlarged cross-sectional view of a part of the capacitor device in another example of the capacitor device according to the embodiment of the present invention (corresponding to FIG. 1C). In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
ここで、本実施形態において、ケース体12の少なくとも一部が少なくとも2つの発泡樹脂により構成されればよい。例えば、ケース体12の一部が少なくとも2つの発泡樹脂により構成されていてもよいし、ケース体12の全体が少なくとも2つの発泡樹脂により構成されていてもよい。ケース体12の一部が少なくとも2つの発泡樹脂により構成され、ケース体12の一部が1つの発泡樹脂により構成されていてもよいし、ケース体12の一部が少なくとも2つの発泡樹脂により構成され、ケース体12の一部が発泡されていない樹脂により構成されていてもよい。
Here, in this embodiment, at least a part of the
少なくとも2つの発泡樹脂により構成する場合、発泡樹脂の原料として用いる樹脂は同じ種類のものでも異なる種類のものでもよい。用いる樹脂は、要求される強度(硬度)等の機械的特性、耐熱性等の熱的特性、誘電率等の電気的特性等に応じて適宜選択すればよい。 When constituted by at least two foamed resins, the resin used as the raw material for the foamed resin may be the same or different. The resin to be used may be appropriately selected according to required mechanical properties such as strength (hardness), thermal properties such as heat resistance, electrical properties such as dielectric constant, and the like.
また、ケース体12は、図2の構成のように外側層26aと内側層26bとを含む少なくとも2層の発泡樹脂層26により構成して、外側層26aに比べて内側層26bの発泡密度が段階的に高くした構成としてもよいし、外側から内側へ、より低い発泡密度からより高い発泡密度になるように連続的に傾斜させた構成としてもよい。
Further, the
発泡樹脂の発泡密度は、要求される強度、気体透過性等に応じて、適宜選択すればよい。ケース体12のどの部分をどのような層構成で発泡樹脂により構成するかは、コンデンサ装置1の車両等への設置場所、設置環境等に応じて適宜決めればよい。
The foaming density of the foamed resin may be appropriately selected according to required strength, gas permeability, and the like. Which part of the
ケース体12を外側層と内側層とを含む少なくとも2層の発泡樹脂層により構成したものは、例えば、一般的な射出2色成形法により製造することができる。また、外側から内側へ、より低い発泡密度からより高い発泡密度になるように連続的に傾斜させた構成のものは、例えば、射出2色成形法により製造することができる。
The
図3に、本発明の実施形態に係るコンデンサ装置の他の例の概略構成を示す。図3に示すコンデンサ装置1において、側部18の一面が放熱構造28となっており、ケース体12の底部16および残りの側面18は発泡樹脂により構成されている。ケース体12において、ケース体12の外部にある発熱体に面する発熱体側が発泡樹脂により構成され、外部への放熱側が放熱構造となっていることが好ましい。これにより、ケース体12の外部からの熱影響の緩和と、内部からの放熱とを効率的に行うことができる。
FIG. 3 shows a schematic configuration of another example of the capacitor device according to the embodiment of the present invention. In the
放熱構造としては、例えば、発泡密度がより高い発泡樹脂により構成する構造、2層構造等が挙げられる。 Examples of the heat dissipation structure include a structure constituted by a foamed resin having a higher foam density and a two-layer structure.
図3のような、側部18の一面が放熱構造28となっており、底部16および残りの側面18が発泡樹脂により構成されるケース体12は、例えば、射出2色成形法により製造することができる。ケース体12において、放熱構造28の部分と、発泡樹脂により構成される部分とが異なる部材により構成される場合にも、同様に射出2色成形法により製造することができる。
As shown in FIG. 3, the
本実施形態に係るコンデンサ装置は、例えば、内燃機関とモータとを動力源とするハイブリッド車、電気自動車、燃料電池車等の車両等に搭載される。本実施形態に係るコンデンサ装置は、例えば、車両等の前方部、後方部等に配置されるが、配置位置には特に制限はない。 The capacitor device according to the present embodiment is mounted on, for example, a vehicle such as a hybrid vehicle, an electric vehicle, and a fuel cell vehicle using an internal combustion engine and a motor as power sources. The capacitor device according to the present embodiment is disposed, for example, in a front portion, a rear portion, or the like of a vehicle or the like.
1 コンデンサ装置、10 コンデンサ素子、12 ケース体、14 樹脂モールド、16 底部、18 側部、20 メタリコン電極、22 はんだ付け部、24 バスバー、26 発泡樹脂層、26a 外側層、26b 内側層、28 放熱構造。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記コンデンサ素子を収容するためのケース体と、
前記コンデンサ素子の周囲を覆うように前記ケース体の内部を充填する樹脂モールドと、
を備え、
前記ケース体の少なくとも一部が少なくとも2層の発泡樹脂層により構成され、外側の層に比べて内側の層の発泡密度が高いことを特徴とするコンデンサ装置。 One or more capacitor elements;
A case body for housing the capacitor element;
A resin mold that fills the inside of the case body so as to cover the periphery of the capacitor element;
With
Wherein at least a portion of the case body is constituted by a foamed resin layer of at least two layers, a capacitor and wherein the high foaming density of the inner layer compared to the outer layer.
前記ケース体において、少なくとも前記ケース体の外部にある発熱体に面する発熱体側が発泡樹脂により構成され、外部への放熱側が放熱構造となっていることを特徴とするコンデンサ装置。 The capacitor device according to claim 1 ,
In the case body, at least the heating element side facing the heating element outside the case body is made of foamed resin, and the heat radiation side to the outside has a heat radiation structure.
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