JP6108224B2 - ランプ - Google Patents
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Description
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、多様な照明器具への装着が可能となるよう筐体の根本部分を細くでき、かつ、組立が容易なランプを提供することを目的とする。
また、別の態様では、前記筐体は導電性を有し、前記回路ケース及び前記ケース蓋は絶縁性材料からなり、前記回路ケースの内部から前記筐体への経路は、少なくとも前記回路ケース又は前記ケース蓋の何れかにより遮断されている構成であってもよい。
また、別の態様では、前記回路ケースは、前記筐体の一端の開口から前記筐体の筒部の内部に挿入されてなる構成であってもよい。
[概略構成]
実施の形態に係るランプ100の構成について、図面を用いて説明する。
図1は、実施の形態に係るランプ100の外観を示す斜上方から見た斜視図である。図2は、実施の形態に係るランプ100を図1におけるA−A線で切った断面を示す断面図である。図3は、実施の形態に係るランプ100を斜上方から見た分解斜視図である。
なお、図2において紙面上下方向に沿って描かれた一点鎖線は、ランプ100のランプ軸Jを示している。ランプ軸Jとは、ランプ100を照明装置のソケットに取り付ける際の回転中心となる軸であり、口金170の回転軸と一致している。また、図2において、紙面上方がランプ100の上方であり、紙面下方がランプの下方である。
<発光モジュール110>
発光モジュール110は、実装基板111、半導体発光素子112、コネクタ113および封止部材114を備える。
実装基板111としては、例えば、樹脂基板、セラミック基板、樹脂板と金属板とからなる金属ベース基板等の既存の実装基板を利用することができる。
封止部材114は、半導体発光素子112を一括で被覆するように、実装基板111上に設けられている。封止部材114は、波長変換材料が混入された透光性材料で構成されている。透光性材料としては、例えばシリコーン樹脂を利用することができる。また、波長変換材料は、半導体発光素子112から出射された青色光を黄色光に変換するためのものであり、例えば蛍光体粒子を利用することができる。
<基台120>
図3に示すように、基台120は略円板状であり、略円形の上面120aの略中央に発光モジュール110が載置されている。発光モジュール110の基台120への固定方法としては、例えば、ねじ止め、接着、係止構造によるもの等がある。本実施の形態では、発光モジュール110と基台120は、4本のネジ191により後述する筐体160に共締めされる。
基台120は、高熱伝導性材料で構成されている。高熱伝導性材料としては、例えば、金属材料、高熱伝導性樹脂材料等を用いることができる。高熱伝導性樹脂材料を用いる場合には、熱伝導性を有するフィラーを混入させてもよい。基台120は、これらの材料を例えば射出成形することによって作製されている。
基台120を構成する金属材料としては、例えば、アルミニウム、錫、亜鉛、インジウム、鉄、銅、銀、ニッケル、ロジウム、パラジウム等の単一の金属元素からなる純金属、複数の金属元素からなる合金、金属元素と非金属元素とからなる合金等が挙げられる。金属材料は特に熱伝導性が高く、さらに、プレス加工を用いて容易に作製することができる点で有利である。
熱伝導性フィラーとしては、例えば、ガラス、酸化ケイ素、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタニウム、窒化アルミニウム、ダイヤモンド、グラファイト、炭化ケイ素、炭化チタニウム、ホウ化ジルコニウム、ホウ化リン、ケイ化モリブデン、硫化ベリリウム、アルミニウム、錫、亜鉛、インジウム、鉄、銅、銀等の無機材料、あるいは、それらの内の2種類以上の金属材料からなる合金等で構成されるフィラーを使用することも可能である。さらに、これらのフィラーを複数種類併用することとしてもよい。
光学部材130は、発光モジュール110の上方を覆う透光性の円盤状部材である。発光モジュール110からの光を出射方向に平行光又は集光させて照射する。光学部材130の周縁が筐体160の上端開口160e周縁部に接合されることにより半導体発光素子112を封止する。
光学部材130の内面130aには、半導体発光素子112が発した光を出射方向に平行光又は集光させて照射するためのレンズが形成されている。本実施の形態では、光学部材130の内面130aにフレネルレンズを形成した構成とした。発光モジュール110から出射された光は、光学部材130の内面に入射し、光学部材130を透過して、光学部材130の外部へと照射される。
リフレクタ180は、発光モジュール110の上方に配置された漏斗状の部材であり、半導体発光素子112から出射された光を上方にある光学部材130向けて反射する反射面180aを有する。リフレクタ180は、リフレクタ180の周縁にあるリブ180bを筐体160の上端開口160e周縁部にあるリブ160iに懸架され、リフレクタ180を筐体160に装着することにより筐体160に固定される。この状態で、漏斗状の反射面180aの下端に位置する下部開口180cが実装基板111上の半導体発光素子112の上方に位置する。
回路ユニット140は、口金170を介して受電して半導体発光素子112を発光させるためのものである。回路ユニット140は、回路基板141、回路基板141の主面(実装面)141aに実装された複数の電子部品142、143、および回路基板141の他方の主面(実装面とは反対側の面)に配設された不図示の配線パターンを含む。なお、図面では一部の電子部品にのみ符号「142」および「143」を付している。
回路ホルダ150は筒部151aを有する回路ケース151と、回路ケース151の筒部151aにおけるランプ100の上端開口151gを閉じるケース蓋152とから構成される。回路ホルダ150は、筒部151a内において、回路基板141の主面が筒状部の筒軸方向に沿う姿勢に、回路ユニット140を保持するものである。ここで、ランプ100は白熱電球の代替品であるため、回路ホルダ150は円筒状をしており、回路ホルダ150の筒軸はランプ軸Jと一致している。
図4は、実施の形態に係るランプ100の回路ケース151を斜上方から見た斜視図である。回路ケース151における筒部151aは、小径部151b、大径部151cと上端部151dとで構成され、上方の端部に上端開口151g、下方の端部に下端開口151fを有する。大径部151cは上方から下方へ向けて縮径した略円筒形状であり、大径部151cの内部には、回路ユニット140の大部分が収容されている。上端部151dから大径部151cに向けて縮径する部分はフランジ状の段差をなし、この段差に回路基板141の拡幅部141cが載接される。大径部151cの内周面には、回路基板141における外縁141bの一部を差し込むための溝を形成してもよい。外縁141bの一部が回路ケース151の溝に差し込まれることで、回路ユニット140が上記姿勢に保持される。
回路ケース151は、例えば、樹脂材料や無機材料等の電気絶縁性材料で構成されている。樹脂材料としては、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂が挙げられる。具体的には、ポリブチレンテレフタレート、ポリオキシメチル、ポリアミド、ポリフェニルサルフィド、ポリカーボネート、アクリル、フッ素系アクリル、シリコーン系アクリル、エポキシアクリレート、ポリスチレン、アクリロニトリルスチレン、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン、フルオレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、フェノール樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。また、無機材料としては、ガラス、セラミック、シリカ、チタニア、アルミナ、シリカアルミナ、ジルコニア、酸化亜鉛、酸化バリウム、酸化ストロンチウム、酸化ジルコニウム等が挙げられる。
図5(a)は、実施の形態に係るランプ100のケース蓋152を表面152aの斜上方から見た斜視図、図5(b)は、ケース蓋152を(a)の状態から上下反転した状態で示した斜視図である。ケース蓋152は、円盤状をした絶縁性の部材であり、回路ケース151の上端開口151gを裏面152hが閉じるように、上端開口151gの周縁の内側に、ケース蓋152の周縁が内接又は若干の隙間をおいて内挿されるように装着される。
ケース蓋152の裏面152hには、リブ152i、152j、152k、152lが立設されている。これらのリブ152i、152j、152k、152lは、ケース蓋152が回路ケース151の上端開口151gを閉じたときに、回路基板141の上端部分を回路基板141の表面と裏面の両側から保持するように配置されている。
<口金170>
口金170は、ランプ100を点灯させる際に、照明器具のソケットから電力を受けるための部材である。口金170は、配線146、147を介して回路ユニット140と電気接続されている。口金170は、回路ケース151における、小径部151bの下端開口151fを塞ぐように取着されている。口金170の種類は、特に限定されるものではないが、本実施形態ではエジソンタイプであるE26口金が使用されている。口金170は、略円筒形状であって外周面が雄ねじとなっているシェル部171と、シェル部171に絶縁部173を介して装着されたアイレット部172とを備える。
<シール部材190>
シール部材190は、回路ケース151の上端部151dのフランジ状突出部の下面と筐体160の段差部160hの上面との間にシール部材190が介挿されている。シール部材190は、回路ケース151と筐体160との円周形状の接合面を周回するリング状の弾性部材であり、ネジ191によって発光モジュール110、基台120を回路ホルダ150とともに筐体160に締結するときの圧縮方向の変位を吸収する。併せて、接合部分から内方に水分や硫化水素等の腐食ガス等が侵入することを防止する。
筐体160は、回路ケース151における筒部151aを覆い、光学部材130及びリフレクタ180を保持する筒状部材である。筐体160の筒軸はランプ軸Jと一致している。筐体160は熱伝導性材料で構成されており、ランプ点灯時に発光モジュール110から発生する熱を大気に放散させる放熱部材、いわゆるヒートシンクとして機能する。筐体160は、具体的には基台120と同様の材料で構成することができる。より具体的には、金属材料、高熱伝導性樹脂材料(熱伝導性を有するフィラーを混入させてもよい)等の高熱伝導性材料を用いることができる。筐体160を金属材料で構成する場合、回路ホルダ150は電気絶縁性材料で構成されていることが望ましい。このようにすることで、回路ユニット140と筐体160との間の電気的絶縁性を向上させることができる。
筐体160の上端開口160e周縁部である上端部160cには、リフレクタ180の周縁にあるリブ180bを懸架装着するためのリブ160iが形成されている。また、光学部材130の周縁にあるリブ130bが装着される溝160jが形成されている。
小径部160aは同じく上方から下方へ向けて縮径した略円筒形状であり、小径部160aの内部空間160fには、回路ホルダ150が収容されている。
小径部160aの中央付近に位置する筒部160gの内周側には、シール部材190を回路ケース151の上端部151d下端にあるフランジ状の段差との間に挟んだ状態で、回路ケース151を載置するための段差部160hが形成されている。
ここで、回路ユニット140から半導体発光素子112に電力を供給する配線144、145は、回路ケース151の凸部151jにおける半導体発光素子側の端部の開口151mを挿通する構成としている。これにより、回路ケース151の筐体160に対する回転を規制する凸部151jと、配線144、145を通すための開口151mとを一体化して形成することでき、回路ケース151の構造を単純化できる。
実施の形態に係るランプ100における、筐体160、回路ケース151、ケース蓋152の嵌合部について図面を用いて説明する。図7は、実施の形態に係るランプ100を図2におけるC分を示す拡大断面図である。
回路ケース151の凸部151iにある被係止部151lとケース蓋152の凸部152cにある係止部152gとが係合し、回路ケース151とケース蓋152とが固定されている。そして、回路ケース151の凸部151iとケース蓋152の凸部152cとが、筐体160の凹部160nに嵌合している。これにより、回路ホルダ150を構成する回路ケース151及びケース蓋152が筐体160に対し回転規制される。これにより、回路ケース151の筐体160に対する回転を規制する凸部151h、151iと、被係止部151k、151lとを一体化でき、回路ケース151の構造を単純化できる。
[組立について]
<回路ホルダ150の組立方法>
実施の形態に係るランプ100の組立方法について説明する。
(2)口金170を、回路ケース151における小径部151bのネジ部151eにシェル部171の端部171aから嵌合する。このとき、配線146を、口金170のシェル部171と接続し、配線147を、口金170のアイレット部172と接続した状態にする。尚、口金170の結合は、例えば、接着剤、ネジ、かしめ、これらの組合せ等により行うことができる。
(3)シール部材190を、筐体160の小径部160aの筒部160gの内周側にある段差部160hに載置する。
(4)段差部160hに載置したシール部材190の上に、回路ケース151の上端部151d下端にあるフランジ状の段差を載置するように、回路ホルダ150を筐体160の上端開口160eから内部空間160fに挿入する。筐体160に回路ケース151を挿入する際に、作業者が回路ケース151の凸部151h、151i、151jと筐体160の凹部160m、160n、160kとを直性視認しながら嵌合させることができ、作業がしやすく組立が容易となる。
(5)筐体160の小径部160aの筒部160gの内周側にある平面部160lに基台120を上面120aを上方に向けて載置する。このとき、回路ユニット140からの一対の配線144、145は、切欠き120bから上方に引き出す。
(6)発光モジュール110を基台120の上面に載置し、配線144、145の先端のコネクタ148を実装基板111上のコネクタ113と接続する。
<リフレクタ180、光学部材130の装着>
(8)筐体160の上端開口160e周縁部である上端部160cにあるリブ160iに、リフレクタ180の周縁にあるリブ180bを懸架する。
以上説明したように、本実施形態に係るランプ100では、半導体発光素子112を有する発光モジュール110と、半導体発光素子112に電力を供給する回路ユニット140と、回路ユニット140を収容する筒部151aを有する回路ケース151と、発光モジュール110を保持し回路ケース151を収容する筒状の筐体160とを備え、筐体160の外径は筒軸沿って筐体の一端160eから他端160dに向けて縮径し、発光モジュール110は回路ケース151よりも筐体160の一端160e側に配置され、回路ケース151は、筒部の151a外周における発光モジュール側の上端部151dに、筒部の半径方向に向けて筒部の外周の表面が凸出されてなる凸部151h、151i、151jを有し、当該凸部が筐体160の内周に設けられた凹部160m、160n、160kに嵌合することにより、回路ケース151の筐体160に対する筒軸を中心とする回転が規制されていることを特徴とする。これにより、多様な照明器具への装着が可能となるよう筐体160の根本部分を細くすることができ、かつ、組立が容易な構造を実現できる。
<変形例>
以上、実施の形態に係るランプについて説明したが、例示したランプ100を以下のように変形することも可能であり、本発明が上述の実施形態で示した通りのランプ100に限られないことは勿論である。
図8に示すように、回路ケース151Aは、回路ケース151Aの上端部151dの周縁の一部には、外周を半径方向に向けて凸出した凸部251jが形成されている。この凸部251jの上方にできる開口151mを通して回路ユニット140からの一対の配線144、145が回路ケース151の外部に引き出される。上端部151dの周縁の一部には、外周を半径方向に向けて凸出した凸部251hが形成されている。凸部251hは、2個の半径方向に凸出したリブから構成され、そのうち、凸部251j側のリブは凸部251jと一体的に形成されている。そして、凸部251hを構成する各リブの間には、被係止部151kが形成されている。被係止部151kの半径方向への凸出量は、リブの凸出量よりも小さい。
変形例では、上述したように、回路ケース151Aの筐体160Aに対する回転を規制する凸部251hと、配線144、145を通すための開口251mを構成する凸部251jとを一体化して形成することでき、回路ケース151Aの構造を単純化できる。また、筐体160Aにも余分な凹部を形成する必要がなく形状を単純化できる。その結果、金型が複雑になることを防止でき金型費用の削減に資することができる。
以上、本発明の構成を、実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に限られない。例えば、実施形態に係るLEDランプの部分的な構成および下記の変形例に係る構成を、適宜組み合わせてなるLEDランプであっても良い。
また、上記実施形態に記載した材料、数値等は好ましいものを例示しているだけであり、それに限定されることはない。さらに、本発明の技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、LEDランプや照明装置の構成に適宜変更を加えることは可能である。
(3)上記の実施形態等においては、半導体発光素子として青色LEDを用いるとともに、蛍光体粒子として黄色蛍光体粒子を用いることで白色光を得ることとしたが、本発明はこれに限定されない。白色発光のLEDを用いたり、青色発光、赤色発光および緑色発光の3種のLEDを用いて混色により白色光を得たりすることとしてもよく、この場合、蛍光体粒子は不要である。
(5)上記の実施形態等においては、口金がエジソンタイプのE型であることとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、GY、GX等のGタイプであっても良い。
≪補足≫
以上で説明した実施形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。実施形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程、工程の順序などは一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、実施形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない工程については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。
さらに、照明装置においては基板上に回路部品、配線等の部材も存在するが、電気的配線、電気回路について照明装置等の技術分野における通常の知識に基づいて様々な態様を実施可能であり、本発明の説明として直接的には無関係のため、説明を省略している。尚、上記示した各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。
110 発光モジュール
111 半導体発光素子
112 実装基板
113 コネクタ
120 基台
130 光学部材
140 回路ユニット
141 回路基板
142,143 電子部品
144、145,146,147 配線
148 コネクタ
150 回路ホルダ
151 回路ケース
152 ケース蓋
160 筐体
170 口金
180 リフレクタ
190 シール部材
191 ネジ
Claims (4)
- 半導体発光素子を有する発光モジュールと、
前記半導体発光素子に電力を供給する回路ユニットと、
前記回路ユニットを収容する筒部を有する回路ケースと、
前記発光モジュールを保持し前記回路ケースを収容する筒状の筐体とを備え、
前記筐体の外径は筒軸に沿って筐体の一端から他端に向けて縮径し、
前記発光モジュールは前記回路ケースよりも前記筐体の一端側に配置され、
前記回路ケースは、前記筒部の外周における前記発光モジュール側の端部に、前記筒部の半径方向に向けて前記筒部の外周の表面が凸出されてなる凸部を有し、当該凸部が前記
筐体の内周に設けられた凹部に嵌合することにより、前記回路ケースの前記筐体に対する筒軸を中心とする回転が規制されており、
前記回路ケースの前記発光モジュール側端部の開口にはケース蓋が嵌装され、
前記ケースの蓋は開口を有しており、
前記ケース蓋は、前記開口と前記回路ケースの前記凸部とが一致するように当該ケース蓋の周縁に設けられた係止部が前記回路ケースの前記凸部にある被係止部と係合することにより前記回路ケースに固定されており、
前記回路ユニットから前記半導体発光素子に電力を供給する配線を更に備え、前記回路ケースの前記凸部と前記ケース蓋の前記開口を介して前記配線は前記発光モジュール側の上方に排出される
ことを特徴とするランプ。 - 前記筐体は導電性を有し、前記回路ケース及び前記ケース蓋は絶縁性材料からなり、前記回路ケースの内部から前記筐体への経路は、少なくとも前記回路ケース又は前記ケース蓋の何れかにより遮断されている
ことを特徴とする請求項1記載のランプ。 - 前記回路ケースは、前記筐体の一端の開口から前記筐体の筒部の内部に挿入されてなる
ことを特徴とする請求項1から2の何れかに記載のランプ。 - 前記回路ケースは、前記筐体の他端の開口から前記筒部の一部が露出し、当該一部に前記回路ユニットに電力を供給する口金が嵌挿されている
ことを特徴とする請求項1から3の何れかに記載のランプ。
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