JP5829573B2 - 点火装置 - Google Patents
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[形態]
筒状の主体金具と、前記主体金具の内周に配置された筒状のプラグ内絶縁体と、前記プラグ内絶縁体の後端に設けられたプラグ側端子と、を備え、内燃機関に取り付けて用いるスパークプラグと、
前記スパークプラグにおける火花の形成および/または維持のために前記スパークプラグに交流電力を供給する交流電源と、
前記スパークプラグと接続するプラグケーブルを先端に備えて前記スパークプラグと前記交流電源とを接続する伝送路と、
を備える点火装置において、
前記プラグケーブルは、
該プラグケーブルの中心線に沿って延出して設けられる内部導体と、
前記プラグケーブルの外表面に形成される外部導体と、
前記プラグケーブルの内部において前記内部導体の先端に設けられたプラグケーブル端子であって、前記プラグ側端子と接続するプラグケーブル端子と、
前記外部導体と前記内部導体との間において、前記外部導体の先端部を除く部位に設けられ、前記外部導体と前記内部導体の間を絶縁するプラグケーブル内絶縁体と、
を備え、
前記外部導体の前記先端部は、径方向内側に張り出して設けられたくびれ部を、周方向の少なくとも一部に有しており、該くびれ部から前記主体金具に対して生じる径方向内側向きの押圧力によって、該くびれ部の径方向内側に張り出した端部において前記スパークプラグの前記主体金具と接触し、
前記外部導体の先端は、前記スパークプラグが取り付けられる前記内燃機関における取り付け面に接触し、
前記点火装置は、さらに、前記外部導体を前記内燃機関の前記取り付け面へと押圧する押圧部を備える
点火装置。
このような形態であれば、外部導体は、くびれ部を備えることによって軸線方向の弾性を有すると共に、くびれ部から主体金具に対して押圧力が生じる。そのため、点火装置に対していずれの方向の振動が加わっても、点火を行なうのに必要な交流電力の供給を確実に行なうことができる。
筒状の主体金具と、前記主体金具の内周に配置された筒状のプラグ内絶縁体と、前記プラグ内絶縁体の後端に設けられたプラグ側端子と、を備え、内燃機関に取り付けて用いるスパークプラグと、
前記スパークプラグにおける火花の形成および/または維持のために前記スパークプラグに交流電力を供給する交流電源と、
前記スパークプラグと接続するプラグケーブルを先端に備えて前記スパークプラグと前記交流電源とを接続する伝送路と、
を備える点火装置において、
前記プラグケーブルは、
該プラグケーブルの中心線に沿って延出して設けられる内部導体と、
前記プラグケーブルの外表面に形成される外部導体と、
前記プラグケーブルの内部において前記内部導体の先端に設けられたプラグケーブル端子であって、前記プラグ側端子と接続するプラグケーブル端子と、
前記外部導体と前記内部導体との間において、前記外部導体の先端部を除く部位に設けられ、前記外部導体と前記内部導体の間を絶縁するプラグケーブル内絶縁体と、
を備え、
前記外部導体の前記先端部は、径方向内側に張り出して設けられたくびれ部を、周方向の少なくとも一部に有しており、該くびれ部の径方向内側に張り出した端部において前記スパークプラグの前記主体金具と接触し、
前記外部導体の先端は、前記スパークプラグが取り付けられる前記内燃機関における取り付け面に接触し、
前記点火装置は、さらに、前記外部導体を前記内燃機関の前記取り付け面へと押圧する押圧部を備える
点火装置。
適用例1記載の点火装置であって、前記くびれ部は、前記外部導体の先端から離間して設けられており、前記外部導体において、前記押圧部が配置される側の端部である後端から前記くびれ部の後端側の境界までの部分のバネ定数をk1、前記外部導体が前記点火装置に組み込まれて前記くびれ部が前記主体金具に接触する前の前記くびれ部の部分のバネ定数をk2、前記取り付け面に接触する先端から前記くびれ部の先端側の境界までの部分のバネ定数をk3とすると、k2<k1、かつ、k2<k3が成立することを特徴とする点火装置。
適用例2に記載の点火装置によれば、外部導体を構成する各部のバネ定数の間で、k2<k1、かつ、k2<k3を成立させることにより、外部導体に対して押圧部から押圧力が加えられたときに、くびれ部が優先的に圧縮される。そのため、くびれ部の径方向内側に張り出した端部が充分に径方向内側に変位して、点火を行なうのに必要な交流電力の供給を確実に行なうことができる。
適用例2記載の点火装置であって、k2≦0.8×k1、かつ、k2≦0.8×k3が成立することを特徴とする点火装置。
適用例3に記載の点火装置によれば、外部導体を構成する各部のバネ定数の間で、k2≦0.8×k1、かつ、k2≦0.8×k3を成立させることにより、外部導体に対して押圧部から押圧力が加えられたときに、くびれ部の径方向内側に張り出した端部の径方向内側への変位量を確保することができる。そのため、点火を行なうのに必要な交流電力の供給を確実に行なうことができる。
適用例1記載の点火装置であって、前記くびれ部は、前記外部導体の先端に設けられており、前記外部導体において、前記押圧部が配置される側の端部である後端から前記くびれ部の後端側の境界までの部分のバネ定数をk1、前記外部導体が前記点火装置に組み込まれて前記くびれ部が前記主体金具に接触する前の前記くびれ部の部分のバネ定数をk2とすると、k2<k1が成立することを特徴とする点火装置。
適用例4に記載の点火装置によれば、外部導体を構成する各部のバネ定数の間で、k2<k1を成立させることにより、外部導体に対して押圧部から押圧力が加えられたときに、くびれ部が優先的に圧縮される。そのため、くびれ部の径方向内側に張り出した端部が充分に径方向内側に変位して、点火を行なうのに必要な交流電力の供給を確実に行なうことができる。
適用例4記載の点火装置であって、k2≦0.8×k1が成立することを特徴とする点火装置。
適用例5に記載の点火装置によれば、外部導体を構成する各部のバネ定数の間で、k2≦0.8×k1を成立させることにより、外部導体に対して押圧部から押圧力が加えられたときに、くびれ部の径方向内側に張り出した端部の径方向内側への変位量を確保することができる。そのため、点火を行なうのに必要な交流電力の供給を確実に行なうことができる。
適用例1ないし5いずれか記載の点火装置であって、前記押圧部は、前記スパークプラグに対して火花の形成および/または維持のために電力を供給する電源を備えることを特徴とする点火装置。
適用例6に記載の点火装置によれば、点火装置の構成を簡素化することができる。
適用例6記載の点火装置であって、前記点火装置は、前記スパークプラグに対して火花の形成および/または維持のために電力を供給する電源として、前記交流電源に加えて、さらに、直流電圧の印加を行なう放電用電源を備え、前記押圧部は、前記交流電源を備えることなく前記放電用電源を備えることを特徴とする点火装置。
適用例7に記載の点火装置によれば、点火装置の構成を簡素化すると共に、コスト削減がより容易になる。
適用例3または5記載の点火装置であって、前記外部導体の厚みは、前記くびれ部において他の部位よりも薄く形成されていることを特徴とする点火装置。
適用例8に記載の点火装置によれば、くびれ部の厚みを調節することにより、外部導体を構成する各部のバネ定数を、所望の数値範囲に調節することが容易になる。
適用例3または5記載の点火装置であって、前記外部導体は、少なくとも前記くびれ部において、軸線方向に沿って延出する複数の穴状のスリットが形成されてことを特徴とする点火装置。
適用例9に記載の点火装置によれば、外部導体に設けるスリットの数や形状を調節することにより、外部導体を構成する各部のバネ定数を、所望の数値範囲に調節することが容易になる。
適用例1ないし9いずれか記載の点火装置であって、前記外部導体は、前記押圧部と接する後端から前記くびれ部の後端までの部分において、軸線方向に弾性を有するバネ部が形成されている点火装置。
適用例10に記載の点火装置によれば、外部導体を押圧するように押圧部を配置する動作を容易化することができると共に、外部導体の軸線方向の長さを設定する際の自由度を向上させることができる。また、点火装置内において、くびれ部から主体金具へと、周方向内側向きの適切な押圧力を加えることが容易になる。
適用例10記載の点火装置であって、前記外部導体において、前記外部導体が前記点火装置に組み込まれて前記くびれ部が前記主体金具に接触する前の前記くびれ部の部分のバネ定数をk2に対して、前記外部導体が前記点火装置に組み込まれて前記くびれ部が前記主体金具に接触した後の前記くびれ部の部分のバネ定数をk4として、前記バネ部の部分のバネ定数をk5とすると、k2<k5、かつ、k4>k5が成立することを特徴とする点火装置。
適用例11に記載の点火装置によれば、くびれ部が主体金具に接触するまでは、外部導体においてバネ部に優先してくびれ部が圧縮されるため、押圧力が加えられることに伴って、くびれ部を充分に径方向内側へと張り出させることができる。
適用例10または11記載の点火装置であって、前記交流電源は、前記バネ部よりも先端側で、前記外部導体と接続している点火装置。
適用例12に記載の点火装置によれば、交流電流流れの往路と復路の長さを近づけて、低インピーダンス伝送を可能にし、電力効率を向上させることができる。
図1は、本発明の第1の実施形態としての点火装置40の概略構成を表わすブロック図である。点火装置40は、スパークプラグ100と、放電用電源41と、交流電源42と、混合部43と、を備えている。
図3は、スパークプラグ100とプラグケーブル60の結合部の様子を表わす説明図である。図3では、プラグケーブル60については断面を表わし、スパークプラグ100については外観を表わしている。図3に示すように、プラグケーブル60は、内部導体61と、外部導体63と、ケーブル端子65と、ケーブル内絶縁体62と、を備えている。プラグケーブル60は、放電用電源41および交流電源42とスパークプラグ100とを接続すると共に、エンジンヘッド200のプラグホール202内でスパークプラグ100を保持している。
図6は、外部導体63の各部のバネ定数を示す説明図である。外部導体63において、くびれ部66よりも軸線方向の後端側の部分を、後端側ストレート部67と呼び、くびれ部66よりも軸線方向の先端側の部分を、先端側ストレート部68と呼ぶ。また、後端側ストレート部67のバネ定数をk1、くびれ部66のバネ定数をk2、先端側ストレート部68のバネ定数をk3と呼ぶ。以下に、外部導体63に対して軸線方向の押圧力を加える際に、張り出し端部69を所望量変位させるための、各部のバネ定数の関係を検討した結果を説明する。
図11は、第2の実施形態の点火装置におけるスパークプラグ100とプラグケーブル60の結合部の様子を表わす説明図である。第2の実施形態において、第1の実施形態と共通する部分には同じ参照番号を付して、詳しい説明を省略する。第2の実施形態のプラグケーブル60は、外部導体163の形状が、第1の実施形態の外部導体63の形状と異なっている。
図15は、第3の実施形態の点火装置におけるスパークプラグ100とプラグケーブル60の結合部の様子を表わす説明図である。第3の実施形態において、第1の実施形態と共通する部分には同じ参照番号を付して、詳しい説明を省略する。第3の実施形態のプラグケーブル60は、外部導体63に代えて外部導体263を備える点が、第1の実施形態と異なっている。
図16は、第4の実施形態の点火装置におけるスパークプラグ100とプラグケーブル60の結合部の様子を表わす説明図である。第4の実施形態において、第1の実施形態と共通する部分には同じ参照番号を付して、詳しい説明を省略する。第4の実施形態のプラグケーブル60は、外部導体63に代えて外部導体363を備える点が、第1の実施形態と異なっている。
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
第1ないし第4の実施形態では、くびれ部のバネ定数は、外部導体においてくびれ部の部分の肉厚を変更することにより調節したが、異なる構成としても良い。例えば、くびれ部に複数のスリット(切れ込み穴)を設けることとしても良い。
第1ないし第4の実施形態では、くびれ部は、外部導体の先端部において、周方向全体に亘って径方向内側に張り出すように設けたが、異なる構成としても良い。なお、ここでは、既述した変形例1のように、くびれ部に部分的に切れ込み穴が設けられている場合も、「周方向全体に亘って径方向内側に張り出すくびれ部」に相当するものとする。
第1ないし第4の実施形態では、くびれ部のバネ定数とストレート部のバネ定数との関係を規定したが、このようなバネ定数の関係は、好ましい例を示したものであり、必ずしもこのような関係になるように外部導体を構成する必要はない。例えば、くびれ部がある程度塑性変形する場合には、バネ定数とは無関係に外部導体をスパークプラグの主体金具に接触させることも可能である。
第1ないし第4の実施形態では、押圧部49は、放電用電源41および混合部43を備えているため、点火装置40全体の構成を簡素化できるが、異なる構成としても良い。例えば、押圧部49は、放電用電源41に代えて、あるいは、放電用電源41に加えて、交流電源42を備えることとしても良い。すなわち、スパークプラグ100毎に交流電源42を設けることとしても良い。ただし、一般に、交流電源42の方が放電用電源41よりもコスト高であるため、スパークプラグ毎に設ける押圧部49がいずれかの電源を備える場合には、放電用電源41を備える方がコスト的に有利である。あるいは、電源を備えない部材によって押圧部49を構成しても良く、押圧部49は、プラグホール202上に取り付けたときに、外部導体に対して軸線方向の押圧力を加えることができれば良い。
内部導体61の先端に設けたケーブル端子65と、スパークプラグ100に設けた端子金具32の接続の形態を異ならせても良い。例えば、ケーブル端子65側をオス端子とし、スパークプラグ100の端子金具32にメス端子を形成しても良い。スパークプラグ100にプラグケーブルを嵌め込む動作と同時に、内部導体61と端子金具32とを接続できれば良い。
第1ないし第4の実施形態では、スパークプラグ100に対して、放電用電源41から直流電圧を印加すると共に、交流電源42から交流電力を供給したが、異なる構成としても良い。交流電源42から供給される交流電力のみを用いて、点火の動作を行なうこととしても良い。少なくとも交流電源42からスパークプラグ100に対して電力供給する点火装置に本願構成を適用することで、点火を行なうのに必要な交流電力の確保に係る既述した効果が得られる。
5…ガスケット
6,7…リング部材
8…板パッキン
9…タルク
10…絶縁碍子
12…軸孔
13…脚長部
15…碍子段部
17…先端側胴部
18…後端側胴部
19…中央胴部
20…中心電極
21…電極母材
25…芯材
30…接地電極
32…端子金具
33…プラグ側端子
40…点火装置
41…放電用電源
42…交流電源
43…混合部
44…コイル
45…コンデンサ
46…第1の伝送路
47…第2の伝送路
48…第3の伝送路
49…押圧部
50…主体金具
51…工具係合部
52…取付ネジ部
53…加締部
54…ガスケット受け部
56…金具内段部
57…先端面
58…圧縮変形部
60…プラグケーブル
61…内部導体
62…ケーブル内絶縁体
63、163、263、363、463…外部導体
65…ケーブル端子
66、166、266…くびれ部
67…後端側ストレート部
68…先端側ストレート部
69、169、269…張り出し端部
70…ボルト
72、73…接続部
100…スパークプラグ
200…エンジンヘッド
201…取付ネジ孔
202…プラグホール
203…取り付け面
364…バネ部
464…スリット
Claims (12)
- 筒状の主体金具と、前記主体金具の内周に配置された筒状のプラグ内絶縁体と、前記プラグ内絶縁体の後端に設けられたプラグ側端子と、を備え、内燃機関に取り付けて用いるスパークプラグと、
前記スパークプラグにおける火花の形成および/または維持のために前記スパークプラグに交流電力を供給する交流電源と、
前記スパークプラグと接続するプラグケーブルを先端に備えて前記スパークプラグと前記交流電源とを接続する伝送路と、
を備える点火装置において、
前記プラグケーブルは、
該プラグケーブルの中心線に沿って延出して設けられる内部導体と、
前記プラグケーブルの外表面に形成される外部導体と、
前記プラグケーブルの内部において前記内部導体の先端に設けられたプラグケーブル端子であって、前記プラグ側端子と接続するプラグケーブル端子と、
前記外部導体と前記内部導体との間において、前記外部導体の先端部を除く部位に設けられ、前記外部導体と前記内部導体の間を絶縁するプラグケーブル内絶縁体と、
を備え、
前記外部導体の前記先端部は、径方向内側に張り出して設けられたくびれ部を、周方向の少なくとも一部に有しており、該くびれ部から前記主体金具に対して生じる径方向内側向きの押圧力によって、該くびれ部の径方向内側に張り出した端部において前記スパークプラグの前記主体金具と接触し、
前記外部導体の先端は、前記スパークプラグが取り付けられる前記内燃機関における取り付け面に接触し、
前記点火装置は、さらに、前記外部導体を前記内燃機関の前記取り付け面へと押圧する押圧部を備える
点火装置。 - 請求項1記載の点火装置であって、
前記くびれ部は、前記外部導体の先端から離間して設けられており、
前記外部導体において、前記押圧部が配置される側の端部である後端から前記くびれ部の後端側の境界までの部分のバネ定数をk1、前記外部導体が前記点火装置に組み込まれて前記くびれ部が前記主体金具に接触する前の前記くびれ部の部分のバネ定数をk2、前記取り付け面に接触する先端から前記くびれ部の先端側の境界までの部分のバネ定数をk3とすると、k2<k1、かつ、k2<k3が成立することを特徴とする
点火装置。 - 請求項2記載の点火装置であって、
k2≦0.8×k1、かつ、k2≦0.8×k3が成立することを特徴とする
点火装置。 - 請求項1記載の点火装置であって、
前記くびれ部は、前記外部導体の先端に設けられており、
前記外部導体において、前記押圧部が配置される側の端部である後端から前記くびれ部の後端側の境界までの部分のバネ定数をk1、前記外部導体が前記点火装置に組み込まれて前記くびれ部が前記主体金具に接触する前の前記くびれ部の部分のバネ定数をk2とすると、k2<k1が成立することを特徴とする
点火装置。 - 請求項4記載の点火装置であって、
k2≦0.8×k1が成立することを特徴とする
点火装置。 - 請求項1ないし5いずれか記載の点火装置であって、
前記押圧部は、前記スパークプラグに対して火花の形成および/または維持のために電力を供給する電源を備えることを特徴とする
点火装置。 - 請求項6記載の点火装置であって、
前記点火装置は、前記スパークプラグに対して火花の形成および/または維持のために電力を供給する電源として、前記交流電源に加えて、さらに、直流電圧の印加を行なう放電用電源を備え、
前記押圧部は、前記交流電源を備えることなく前記放電用電源を備えることを特徴とする
点火装置。 - 請求項3または5記載の点火装置であって、
前記外部導体の厚みは、前記くびれ部において他の部位よりも薄く形成されていることを特徴とする
点火装置。 - 請求項3または5記載の点火装置であって、
前記外部導体は、少なくとも前記くびれ部において、軸線方向に沿って延出する複数の穴状のスリットが形成されてことを特徴とする
点火装置。 - 請求項1ないし9いずれか記載の点火装置であって、
前記外部導体は、前記押圧部と接する後端から前記くびれ部の後端までの部分において、軸線方向に弾性を有するバネ部が形成されている
点火装置。 - 請求項10記載の点火装置であって、
前記外部導体において、前記外部導体が前記点火装置に組み込まれて前記くびれ部が前記主体金具に接触する前の前記くびれ部の部分のバネ定数をk2に対して、前記外部導体が前記点火装置に組み込まれて前記くびれ部が前記主体金具に接触した後の前記くびれ部の部分のバネ定数をk4として、前記バネ部の部分のバネ定数をk5とすると、k2<k5、かつ、k4>k5が成立することを特徴とする
点火装置。 - 請求項10または11記載の点火装置であって、
前記交流電源は、前記バネ部よりも先端側で、前記外部導体と接続している
点火装置。
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