JP6302649B2 - 電動モータおよび電動ポンプ - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、ポンプ部と、ポンプ部を駆動するモータ部と、少なくともモータ部を収容する導電性のモータハウジングと、モータ部を制御するドライバ部(請求項の「制御装置」に相当。)と、を備えた電動ポンプが記載されている。
また、他方の端子の後方と制御装置の構成部品との間にクリアランスを設けているので、他方の端子の後方に両端子の移動を規制する規制治具を配置できる。しかも、他方の端子の後方と制御装置の構成部品とのクリアランスに対応して規制治具の厚みを確保できるので、規制治具の強度を確保できる。したがって、両端子を抵抗溶接する際に十分な加圧力を確保できるので、両端子を強固に抵抗溶接できる。
また、他方の端子の後方と制御装置の構成部品との間にクリアランスを設けているので、他方の端子の後方に両端子の移動を規制する規制治具を配置できる。しかも、他方の端子の後方と制御装置の構成部品とのクリアランスに対応して規制治具の厚みを確保できるので、規制治具の強度を確保できる。したがって、両端子を抵抗溶接する際に十分な加圧力を確保できるので、両端子を強固に抵抗溶接できる。
図1は、第一実施形態に係る電動ポンプ1の斜視図である。
図2は、電動ポンプ1の中心軸Oを含む側面断面図である。
図1に示すように、電動ポンプ1は、例えばハイブリッド車両の駆動用モータや、この駆動用モータと連結されるギヤボックス等にオイルを圧送するためのものであって、ハウジング10と、図2に示すように、ハウジング10の内部に収納されブラシレスモータ20(請求項における「モータ部」に相当。)およびこのブラシレスモータ20を制御する制御装置50を備えた電動モータ70と、ハウジング10の外部に設けられ電動モータ70により駆動されるポンプ部90とにより形成されている。ここで、電動モータ70およびポンプ部90は、電動ポンプ1の中心軸Oと共通の中心軸を有している。以下の説明では、中心軸Oに沿う方向を軸方向といい、中心軸Oと直交する方向を径方向といい、中心軸O回りに周回する方向を周方向という。
バスバーリングユニット28は、外部からの電力をコイル26に供給するためのものであって、絶縁材料からなる略円環状のバスバーリングホルダ28aに金属製の複数(本実施形態では4個)のバスバーリング28bが埋設されて形成されている。各バスバーリング28bには、それぞれ所定のコイル26の端末部が電気的に接続されて、各相用バスバーに割り当てられている。具体的には、各相のコイル26の巻始め端(不図示)と接続されるU相用バスバー、V相用バスバーおよびW相用バスバーと、各相のコイル26の巻終わり端(不図示)と接続される中性点用バスバーと、に割り当てられている。各バスバーリング28bのうち、U〜W相用バスバーは、モータケース11の開口部12側に向かって軸方向に沿うように立設された給電端子29(29a〜29c)をそれぞれ備えている。給電端子29a〜29cは、制御装置50に向かって軸方向に沿うように延出されており、制御装置50と電気的に接続される。給電端子29a〜29cのうち、給電端子29bは、給電端子29a,29cに対して、モータケース11の開口部12の中心側に僅かにオフセットして設けられている。
ポンプケース91は、例えば鉄(炭素鋼)やアルミニウム等の金属材料により枠状に形成されており、内側が軸方向視で円形状のポンプ収納部91aとなっている。ポンプ収納部91aは、中心軸Oに対して偏心している。ポンプケース91は、モータケース11の外端面14に、例えば複数のボルト96等(図1参照)を螺合することにより締結されており、モータケース11の外端面14とポンプケース91との間には、周方向の全周にわたってOリング97が配置されている。これにより、モータケース11の外端面14とポンプカバー94との間のシール性が確保される。
アウタロータ93は、インナロータ92と同様に、例えば、鉄(炭素鋼)やアルミニウム等の金属材料により形成されており、インナロータ92の外歯と噛合可能であって、インナロータ92の外歯よりも多い複数(本実施形態では8個)の内歯を有している。アウタロータ93は、その外径がポンプ収納部91aの内径よりも僅かに小さくなるように形成されている。アウタロータ93は、インナロータ92の回転に伴い、アウタロータ93の外周面の一部がポンプ収納部91aの内周面に支持されて回転する。
図3に示すように、モータケース11の開口部12側の端部であって、ベアリングホルダ4よりも軸方向の外側には、制御装置50を取り付けるための制御装置配設部40が設けられている。制御装置配設部40は、軸方向から見てモータケース11の開口部12と連通する配設用開口41を有する略長方形状をなし、モータケース11と一体的に形成されている。制御装置配設部40の長手方向の一端部は、軸方向から見てモータケース11の径方向の外側に張り出し形成されたフランジ部42となっている。フランジ部42の中央部には、軸方向に貫通する貫通孔43が形成されている。
図4および図5に示すように、制御装置50は、主に本体部分を構成する板状のバスバーユニット本体53と、ブラシレスモータ20(図2参照)を駆動するモータ駆動ユニット66と、モータ駆動ユニット66を制御するモータ制御ユニット71と、外部電源から供給される電流のノイズを抑制する複数の雑防素子80と、により形成されている。なお、以下の説明では、制御装置50におけるモータケース11(図3参照)の外側の面を第一主面51とし、第一主面51とは反対側であって、モータケース11(図3参照)の内側の面を第二主面52として説明する。
ベース部54は、平面視で略長方形状の板状に形成されており、例えばモールド成形することにより内部に複数のバスバー100を設けている。ベース部54には、給電端子29a〜29c(図3参照)に対応した位置に第一バスバー用開口54aが形成され、第一バスバー用開口54aのコネクタ部58側に第二バスバー用開口54bが形成され、コネクタ部58の第一バスバー用開口54a側に第三バスバー用開口54cが形成されている。第一バスバー用開口54a、第二バスバー用開口54bおよび第三バスバー用開口54cは、それぞれベース部54を軸方向に貫通して形成されている。
図4に示すように、信号系ターミナルバスバー101a〜101dは、ベース部54からコネクタ部58に至るまでモールド成形されており、一端部がコネクタ部58内に配置され、他端部がバスバーユニット本体53の第二主面52側から立設されており、外部の制御装置(不図示)とモータ制御ユニット71とを電気的に接続している。
パワー用ターミナルバスバー102a,102bの一部分は、第三バスバー用開口54cから露出している。また、パワー用ターミナルバスバー102aの一部分は、バスバーユニット本体53の第二主面52側から立設されており、モータ制御ユニット71(図4参照)に電気的に接続している。
パワー用バスバー103a,103bの一部分は、第二バスバー用開口54bおよび第三バスバー用開口54cから露出している。また、パワー用バスバー103a,103bの一部分は、バスバーユニット本体53の第二主面52側から立設されており、モータ制御ユニット71(図4参照)に電気的に接続している。
図3に示すように、三相バスバー104a〜104c(図5参照)の一端部は、それぞれ給電端子29a〜29cに対して接続される駆動端子104(104A〜104C)となっている。駆動端子104A〜104Cは、それぞれ第一バスバー用開口54a(図5参照)から給電端子29a〜29cの延出方向(以下、単に「延出方向」という。)に沿うように延出されている。駆動端子104A〜104Cのうち、駆動端子104Bは、給電端子29bと電気的に接続可能に、駆動端子104A,104Cに対して、モータ駆動ユニット66側に僅かにオフセットして設けられている。なお、本実施形態における各給電端子29a〜29cの延出方向は、軸方向に一致している。各駆動端子104A〜104Cと各給電端子29a〜29cとは、例えばプロジェクション溶接により電気的および機械的に接続される。各駆動端子104A〜104Cと各給電端子29a〜29cとの接続については後に詳述する。
図6に示すように、制御装置50を制御装置配設部40に取り付けたとき、各駆動端子104A〜104Cと、各給電端子29a〜29cとは、厚み方向に互いに重なるように配置されて接続されている。このとき、外側(モータ駆動ユニット66とは反対側)に各給電端子29a〜29cが配置され、内側(モータ駆動ユニット66側)に各駆動端子104A〜104Cが配置される。以下の説明において、各駆動端子104A〜104Cと、各給電端子29a〜29cとの重なり方向における各給電端子29a〜29c側を「前方」といい、各駆動端子104A〜104C側を「後方」という。また、重なり方向および延出方向に直交する方向を「幅方向」という。
また、図7に示すように、給電端子29bの後方には、所定のクリアランスCL1を介して、モータ駆動ユニット66が設けられている。
図5に示すように、三相バスバー104a〜104cの他端部は、パワー用バスバー103a,103bの端部と平行に配置されて第二バスバー用開口54bから露出する。
モータ駆動ユニット66は、パワー端子67d,67eから入力された直流電源を、三相交流に変換して三相端子67a,67b,67cから出力している。
モータ駆動ユニット66の外側の主面には、例えばシリコーンゴムにより形成された放熱シート68が貼付されている。
また、カラー部材57a〜57dのうち、モータ駆動ユニット66側に設けられたカラー部材57c、57dの間には、カラー部材57c、57dの配設される面から段差をもって低く形成された段差面51aが形成されている。
カバー部材46は、例えば鉄(炭素鋼)やアルミニウム、銅等の金属材料により形成されている。特に、カバー部材46は、熱伝導率が高く、軽量かつ廉価なアルミニウムにより形成されるのが望ましい。カバー部材46は、制御装置配設部40に対応して中心軸O周りに矩形枠状に配置された周壁47と、軸方向に面する底壁48とにより、略バスタブ状に形成されている。カバー部材46の周壁47と制御装置配設部40との間には、周方向の全周にわたってOリング99が配置されている。Oリング99は、カバー部材46の周壁47の先端面に形成されたリング溝47a(図2参照)に嵌め込まれるとともに、ボルト112によりカバー部材46を締結する際にわずかに潰されることでシール性を発揮する。これにより、制御装置配設部40とカバー部材46との間のシール性が確保される。
カバー部材46の底壁48の外側面には、複数の冷却フィン49が一体形成されている。冷却フィン49は、制御装置50で発生した熱を放熱している。
ここで、図2に示すように、制御装置50の第一主面51側に取り付けられたモータ駆動ユニット66は、カバー部材46の底壁48の内側面48aに、放熱シート68を介して接触するようになっている。これにより、モータ駆動ユニット66は、放熱シート68を介してカバー部材46に熱を伝達させて、効率よくカバー部材46の冷却フィン49から放熱できる。
また、カバー部材46は、ハウジング10の制御装置配設部40に締結固定されるため、制御装置50で発生した熱は、カバー部材46の冷却フィン49を介して放熱されるとともに、カバー部材46に比べて体積が大きく、熱伝導率の高いアルミニウム製のハウジング10側にも熱引きされて拡散されるため、制御装置50の冷却性能をさらに高めることができる。
以下に、図9および図10を用いて、各給電端子29a〜29cと各駆動端子104A〜104Cとの溶接方法について説明をする。
図9は、幅方向(側方)から見たときの溶接時の説明図であり、図10は、重なり方向から見たときの溶接時の説明図である。なお、図9においては、分かり易くするために、各給電端子29a〜29cおよび各駆動端子104A〜104Cのうち、V相の給電端子29bおよびV相の駆動端子104Bのみを図示し、他の給電端子29a,29cおよび駆動端子104A,104Cについては図示を省略している。また、各給電端子29a〜29cと、これに対応する各駆動端子104A〜104Cとの溶接方法は同様であるため、以下ではV相の給電端子29bとV相の駆動端子104Bとの溶接方法についてのみ説明をし、他の給電端子29a,29cと駆動端子104A,104Cとの溶接方法については説明を省略する。
なお、詳細は図示しないが、規制治具122の前面122aの形状は、駆動端子104A〜104Cと当接可能なように、軸方向から見て、前述した駆動端子104Bのオフセット分だけ中央部が凹状となった段差状に形成されており、規制治具122の前面122aが駆動端子104A〜104Cと同時に接触するようになっている。また、規制治具122の前面122aの幅方向両端部には、溶接時のスパッタがモータ駆動ユニット66等に飛散するのを防止するための保護壁が一体に設けられている。
図9に示すように、まず、駆動端子104Bとモータ駆動ユニット66との間に規制治具122を配置し、規制治具122の前面122aを駆動端子104Bに当接させた状態で、不図示の固定治具により規制治具122を固定する。規制治具122により、給電端子29bおよび駆動端子104Bは、前記重なり方向における後方への移動が規制される。
次いで、主電極棒120aを前方から後方(図9における左方から右方)に向かって加圧して、給電端子29bを駆動端子104Bに向かって所定の荷重で押圧しつつ、主電極棒120aと副電極棒120bとの間に所定電圧を印加する。これにより、給電端子29bと駆動端子104Bとに大電流が通電され、互いに溶接される。以上で、給電端子29bと駆動端子104Bとのプロジェクション溶接が終了する。
なお、詳細は図示しないが、主電極棒120aと副電極棒120bとは溶接箇所の数(本実施形態では3組)設けられており、給電端子29a,29cと駆動端子104A,104Cとの溶接作業についても同様に行われる。
本実施形態によれば、給電端子29と駆動端子104との重なり方向から給電端子29および駆動端子104を見たとき、給電端子29の後方に、駆動端子104が臨めるように構成されているので、前記重なり方向から見たとき、給電端子29の後方から駆動端子104の一部分が露出する。これにより、給電端子29と駆動端子104とをプロジェクション溶接する際に、主電極棒120aを前記重なり方向の前方から給電端子29に当接させ、副電極棒120bを主電極棒120aと同様に前記重なり方向の前方から駆動端子104の露出部分に当接させることができる。そして、主電極棒120aを前記重なり方向の前方から後方に向かって加圧しつつ両電極棒120a,120b間に電圧を印加することにより、給電端子29が駆動端子104に押圧されつつ給電端子29と駆動端子104とを介して両電極棒120a,120b間に通電されるので、給電端子29と駆動端子104とをプロジェクション溶接できる。このように、同一の方向から各電極棒120a,120bをそれぞれ給電端子29と駆動端子104とに当接させてプロジェクション溶接できるので、給電端子29と駆動端子104とをプロジェクション溶接する際の作業性を向上できる。また、特殊形状の電極棒を用いることなく、汎用の電極棒を用いて溶接できるので、製造コストの上昇を防止できる。
図11は、重なり方向から見たときの実施形態の変形例に係る各端子(各給電端子29a〜29cおよび各駆動端子104A〜104C)の説明図である。なお、図11においては、一対の電極棒120(主電極棒120aおよび副電極棒120b)と規制治具123とを用いて、V相の給電端子29bとV相の駆動端子104Bとを溶接する場合を図示している。
次に、実施形態の変形例に係る各端子および溶接方法について説明する。
実施形態では、重なり方向から給電端子29(29a〜29c)および駆動端子104(104A〜104C)を見たとき、給電端子29の先端側において、駆動端子104が臨めるように構成されていた(図10参照)。
これに対して、実施形態の変形例では、図11に示すように、重なり方向から給電端子29(29a〜29c)および駆動端子104(104A〜104C)を見たとき、幅方向における給電端子29の外側において、駆動端子104が臨めるように構成されている点で、実施形態とは異なっている。なお、実施形態と同様の構成部分については詳細な説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
主電極棒120aの先端は、重なり方向の前方から、給電端子29(図11においては29b)の主面であって、駆動端子104(図11においては104B)の凸部108に対応した位置に当接される。副電極棒120bの先端は、重なり方向の前方から、給電端子29bの外側において露出する駆動端子104Bの主面に当接される。このとき、ベース部54における第一主面51のカラー部材57c、57dの間に形成された段差面51aは、主電極棒120aと副電極棒120bの進退移動を妨げないための逃げ部としても機能するようになっており、これにより、ベース部54に接触することなく主電極棒120aと副電極棒120bを給電端子29bの主面と駆動端子104Bに当接させることができる。
また、主電極棒120aと副電極棒120bとは1組だけ設けられており、給電端子29a,29cと駆動端子104A,104Cとの溶接作業が所定の順番で行われるようになっている。
実施形態の変形例によれば、給電端子29と駆動端子104とをプロジェクション溶接する際に、主電極棒120aを前記重なり方向の前方から給電端子29に当接させ、副電極棒120bを前記重なり方向の前方から前記幅方向の外側における駆動端子104の露出部分に当接させることができる。
また、規制治具123が小さくなって形状も簡素化でき、電極棒120の数も減らすことができる。
例えば、モータケース11の底部13の内部に、吸入ポート16および排出ポート17を形成した場合について説明した。しかしながら、吸入ポート16および排出ポート17は、モータケース11側に設けることなく、ポンプ部90側に設けるようにしてもよい。具体的には、ポンプケース91を覆うポンプカバー94に、吸入ポート16および排出ポート17を形成してもよい。
10 ハウジング
11 モータケース
11a 筒部
20 ブラシレスモータ(モータ部)
21 ステータ
29,29a,29b,29c 給電端子
31 ロータ
50 制御装置
66 モータ駆動ユニット(構成部品)
70 電動モータ
90 ポンプ部
100 バスバー
104,104A,104B,104C 駆動端子
CL1 クリアランス
Claims (4)
- ハウジングの一部を構成し、筒状の筒部を有するモータケースの内部に設けられたステータと、前記ステータの径方向の内側において回転自在に軸支されたロータと、を備えたモータ部と、
前記モータケースにおける軸方向の端部に一体的に連結され、モールド成形することにより内部に複数のバスバーが設けられた制御装置と、
を備えた電動モータであって、
前記モータ部は、前記制御装置に向かって延出される給電端子を備え、
前記制御装置は、前記給電端子の延出方向に沿うように延出されて前記給電端子と接続される駆動端子を備え、
前記給電端子と前記駆動端子とは、厚み方向に互いに重なるように配置されるとともに、前記モータケースの前記筒部に隣接配置され、
前記給電端子と前記駆動端子との重なり方向から前記給電端子および前記駆動端子を見たとき、前記給電端子および前記駆動端子のうち一方の端子の後方に、他方の端子が臨めるように構成されており、
前記複数のバスバーは、前記給電端子および前記駆動端子から前記ロータの回転中心と直交する方向に離間して配置され、
前記他方の端子の後方には、所定のクリアランスを介して前記制御装置の構成部品が設けられている
ことを特徴とする電動モータ。 - 請求項1に記載の電動モータであって、
前記重なり方向から前記給電端子および前記駆動端子を見たとき、前記一方の端子の先端側において、前記他方の端子が臨めるように構成されていることを特徴とする電動モータ。 - 請求項1に記載の電動モータであって、
前記重なり方向から前記給電端子および前記駆動端子を見たとき、前記延出方向と直交する幅方向における前記一方の端子の外側において、前記他方の端子が臨めるように構成されていることを特徴とする電動モータ。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の電動モータと、
前記モータケースにおける前記軸方向の一方側の端部に一体的に連結する前記制御装置と、
前記モータケースにおける前記軸方向の他方側の端部に一体的に連結するポンプ部と、
を備えたことを特徴とする電動ポンプ。
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