JP6314534B2 - 摩擦ローラ式減速機 - Google Patents
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例えば特許文献1、2には、電気自動車の駆動源となる電動モータの効率を向上させて充電1回当りの走行可能距離を長くすべく、高速回転する小型の電動モータの出力軸の回転を減速してから駆動輪に伝達する為に、摩擦ローラ式減速機を使用する事が記載されている。図11〜16は、前記特許文献2に記載された摩擦ローラ式減速機を示している。
即ち、電動モータにより前記入力軸2を回転駆動すると、この入力軸2に外嵌固定した前記両カム板18、18が回転し、前記両太陽ローラ素子8、8が、前記各玉21、21と前記各カム面19、20との係合に基づき、互いに近づく方向に押圧されつつ、前記入力軸2と同方向に同じ速度で回転する。そして、前記両太陽ローラ素子8、8により構成される前記太陽ローラ3の回転が、前記各中間ローラ4、4を介して前記環状ローラ5に伝わり、前記出力軸6から取り出される。前記各トラクション部の面圧は、前記両部材8、18同士の間に設けられたばねに基づく、これら両部材8、18を互いに逆方向に相対変位させる弾力に基づいて発生するカム部押圧力により、前記摩擦ローラ式減速機1の起動の瞬間から或る程度確保される。従って、この起動の瞬間から、前記各トラクション部で過大な滑りを発生させる事なく、動力伝達が開始される。
上述の様な事情に鑑みて、それぞれが中間ローラを回転自在に支持する揺動フレームを構成する1対の支持腕の剛性を向上させる為の構造として、特願2012−027247には、図17〜27に示す様な構造に関する発明が開示されている。本発明は、この先発明の構造を改良したものであるから、次に、この先発明の構造に就いて説明する。
このうちの太陽ローラは、軸方向に分割された1対の太陽ローラ素子を前記入力軸の周囲に、互いの先端面同士の間に隙間を介在させた状態で互いに同心に配置して成るもので、前記両太陽ローラ素子の外周面は、それぞれの先端面に向かうに従って外径が小さくなる方向に傾斜した傾斜面であって、これら両傾斜面を転がり接触面としている。
又、前記環状ローラは、前記太陽ローラの周囲にこの太陽ローラと同心に配置されたもので、内周面を転がり接触面としている。
又、前記各中間ローラは、前記太陽ローラの外周面と前記環状ローラの内周面との間の環状空間の円周方向複数箇所に、それぞれが前記入力軸と平行に配置された自転軸を中心とする回転自在に支持された状態で、それぞれの外周面を前記太陽ローラの外周面と前記環状ローラの内周面とに転がり接触させている。
又、前記ローディングカム装置は、前記両太陽ローラ素子のうちの少なくとも一方の太陽ローラ素子であり、前記入力軸に対する相対回転を可能とされた可動太陽ローラ素子とこの入力軸との間に設けられて、この入力軸の回転に伴ってこの可動太陽ローラ素子を相手方の太陽ローラ素子に向けて軸方向に押圧しつつ回転させるものである。この為に、前記可動太陽ローラ素子の基端面の円周方向複数箇所に設けられた被駆動側カム面と、前記入力軸の一部に固定されてこの入力軸と共に回転するカム板のうちで前記可動太陽ローラ素子の基端面に対向する片側面の円周方向複数箇所に設けられた駆動側カム面との間に転動体を挟持して成る。これら各駆動側カム面及び前記各被駆動側カム面はそれぞれ、軸方向に関する深さが円周方向に関して漸次変化して端部に向かうに従って浅くなる形状を有する。
更に、前記環状ローラと前記各自転軸を支持した支持フレームとのうちの一方の部材を、前記太陽ローラを中心とする回転を阻止した状態で支持し、同じく他方の部材を前記出力軸に結合して、この他方の部材によりこの出力軸を回転駆動自在としている。
又、前記各揺動フレームを、それぞれ、軸方向に離隔した状態で設けられた1対の支持板部の長さ方向両端同士を、連結部を介し突き合わせてボルトにより互いに結合固定したものとしている。
又、前記各自転軸を、前記各中間ローラと前記各支持板部とのうちの一方の部材のうちで、同じく他方の部材に対向する側面から突出する状態で、この一方の部材と一体に形成されたものとしている。
更に、前記各転がり軸受を、前記各自転軸に、直接若しくは別体の内輪を介して設けられた内輪軌道と、前記各中間ローラと前記各支持板部とのうちの他方の部材に、直接若しくは別体の外輪を介して設けられた外輪軌道との間に、前記各中間ローラの軸方向両側同士の間で互いに逆向きの接触角を付与された状態で、それぞれ複数個ずつの転動体を配置して成るものとしている。
又、前記各外輪軌道と前記各内輪軌道とのうちの少なくとも一方の軌道を、前記各中間ローラ又は前記各支持板部に直接形成している。
或いは、本発明の技術的範囲からは外れるが、前記各自転軸を、前記各中間ローラの軸方向両側面から突出する状態で、これら各中間ローラ毎に、これら各中間ローラと一体に、これら各中間ローラ毎に互いに同心に設けられたものとし、前記各内輪軌道を、前記各自転軸の外周面に設けられたものとし、前記各外輪軌道を、前記両支持板部の互いに対向する内側面に設けられたものとする事もできる。この様な構成により、前記各中間ローラの軸方向両側に設置された前記各転がり軸受を構成する転動体に、正面組み合わせ(DF)型の接触角を付与する。
或いは、前記各内輪軌道を、前記各自転軸の基端部外周面に、前記各中間ローラ及び前記各支持板部と別体の内輪を外嵌する事により設ける。
即ち、本発明の摩擦ローラ式減速機によれば、前記先発明の摩擦ローラ式減速機と同様に、それぞれが中間ローラを回転自在に支持する各揺動フレームを構成する1対の支持板部の剛性を向上させられる。
即ち、前記各揺動フレーム毎に1対ずつ設けた支持板部は、それぞれの長さ方向両端部同士を、連結部及びボルトを介して結合固定している。従って、前記各支持板部は、それぞれの長さ方向両端部同士を互いに結合した、所謂両持ち構造となり、これら各支持板部のうちの何れかの支持板部の内側面が中間ローラにより押された場合にも、これら各支持板部同士の間隔が拡がる事はない。
従って、前記各支持板部の外側面と、これら各支持板部が隣接する部材とが強く擦れ合う事を防止して、前記各揺動フレームの揺動変位を円滑に行わせ、摩擦ローラ式減速機の伝達効率が低下する事を防止できる。
更に、本発明の摩擦ローラ式減速機の場合には、前記各揺動フレームに対する前記各中間ローラの回転中心となる各自転軸を、これら各中間ローラ又は前記各支持板部と一体に設け、これら各中間ローラを前記各揺動フレームに回転自在に支持する為の転がり軸受を構成する内輪軌道と外輪軌道とのうちの少なくとも一方の軌道を、前記各中間ローラ又は前記各支持板部に直接設けている為、前記各中間ローラの回転支持部の軸方向寸法を短く抑えて、摩擦ローラ式減速機の小型・軽量化を図り易くなる。
尚、本発明の技術的範囲から外れるが、前記各中間ローラの軸方向両側面に設けた前記各自転軸の外周面に外輪軌道を、前記各支持板部の内側面に内輪軌道を、それぞれ設ける事で、前記各転がり軸受を構成する各転動体に正面組み合わせ(DF)型の接触角を付与すれば、前記各揺動フレームの形状精度や前記各転がり軸受の組み付け精度を過度に高くする必要がない。従って、前記摩擦ローラ式減速機の製造コストを低減できる。
図1〜3は、本発明に関連する参考例の第1例を示している。尚、本参考例を含めて本発明の特徴は、揺動フレーム28bを構成する1対の支持板部40a、40b同士の間に中間ローラ4bを回転自在に支持する部分の構造にある。その他の部分の構造及び作用に就いては、前述の図17〜27に示した、先発明の構造と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明を省略若しくは簡略にし、以下、本参考例の特徴部分を中心に説明する。
図4〜5は、本発明に関連する参考例の第2例を示している。本参考例の摩擦ローラ式減速機の場合も、上述した参考例の第1例の場合と同様に、中間ローラ4bの軸方向両側面の中央部に突設した自転軸7b、7bの基端側の大径部56と先端側の小径部57とを連続する段部に、アンギュラ型の内輪軌道58、58を直接形成している。又、揺動フレーム28cを構成する1対の支持板部40c、40dのほぼ中央部で、前記各自転軸7b、7bに対向する部分に、それぞれ円孔59a、59bを、前記各支持板部40c、40dの両側面同士を貫通する状態で形成している。そして、これら各支持板部40c、40dの両側面のうちの互いに対向する内側面のうち、前記各円孔59a、59bを囲む部分に、それぞれ保持凹部61、61を形成している。更に、これら各保持凹部61、61に、前記各支持板部40c、40dと別体で、内周面にアンギュラ型の外輪軌道60、60を形成した外輪62、62を締り嵌めで内嵌している。この様な本参考例の摩擦ローラ式減速機によれば、前記参考例の第1例の様に、支持板部40a、40bの内側面に外輪軌道60、60を直接形成した場合と比較して、前記各支持板部40c、40dの製造コスト(加工コスト)を抑えられ、前記摩擦ローラ式減速機の製造コストの増大を抑える事ができる。
その他の部分の構成及び作用は、上述した参考例の第1例と同様である。
図6は、本発明に関連する参考例の第3例を示している。本参考例の摩擦ローラ式減速機の場合、中間ローラ4cの軸方向両側面の中央部に自転軸7c、7cを、この中間ローラ4cと一体に、互いに同心に突設している。これら各自転軸7c、7cは、基端側の大径部56a、56aと先端側の小径部57a、57aとを段部により連続させており、このうちの小径部57aに、前記中間ローラ4cと別体で、外周面にアンギュラ型の内輪軌道58、58を形成した内輪63、63を締り嵌めで外嵌している。一方、揺動フレーム28bを構成する1対の支持板部40a、40bの内側面のうち、円孔59a、59bを囲む部分に、それぞれアンギュラ型の外輪軌道60、60を、直接形成している。この様な本参考例の構造によれば、前述した参考例の第1例の様に、中間ローラ4bに突設した自転軸7b、7bに内輪軌道58、58を直接形成した場合と比較して、前記中間ローラ4cの製造コスト(加工コスト)を抑えられる。
その他の部分の構成及び作用は、前述した参考例の第1例と同様である。
図7〜8は、本発明の実施の形態の第1例を示している。本例の摩擦ローラ式減速機の場合、中間ローラ4dの軸方向両側面の中央部に、それぞれが円形の凹部64、64を、互いに同心に形成している。そして、これら各凹部64、64の内周面に、それぞれアンギュラ型の外輪軌道60a、60aを、直接形成している。又、揺動フレーム28dを構成する1対の支持板部40e、40fの互いに対向する内側面のうちで、前記各凹部64、64に対向する部分に、自転軸7d、7dをそれぞれ突設している。これら各自転軸7d、7dの先端部外周面に、それぞれアンギュラ型の内輪軌道58a、58aを、直接形成している。そして、前記各支持板部40e、40f同士を、ボルト42、42により結合固定し、前記揺動フレーム28dを構成した状態で、これら各内輪軌道58a、58aと前記各外輪軌道60a、60aとの間に、それぞれ複数個ずつの玉21a、21aを、背面組み合わせ(DB)型の接触角を付与した状態で、転動自在に挟持し、玉軸受65a、65aを構成している。尚、本例の場合も、前述した実施の形態の第1例の場合と同様に、各部の寸法を適正に規制する事により、前記各ボルト42、42を締め付けて前記各支持板部40e、40fを結合固定した状態で、前記各玉21a、21aに適切な予圧を付与している。
その他の部分の構成及び作用は、前述した参考例の第1例と同様である。
図9は、本発明の実施の形態の第2例を示している。本例の摩擦ローラ式減速機の場合、中間ローラ4eの軸方向両側面の中央部に、それぞれが円形の凹部64a、64aを、互いに同心に形成し、これら各凹部64a、64aの開口側端部の内周面に、それぞれアンギュラ型の外輪軌道60a、60aを、直接形成している。又、揺動フレーム28eを構成する1対の支持板部40g、40hの互いに対向する内側面のうちで、前記各凹部64a、64aに対向する部分に、外径が、これら各凹部64a、64aの奥端部の内径よりも小さい自転軸7e、7eを、それぞれ突設している。そして、これら各自転軸7e、7eに、外周面にアンギュラ型の内輪軌道58a、58aを形成した内輪63a、63aを締り嵌めで外嵌している。そして、前記各内輪軌道58a、58aと前記各外輪軌道60a、60aとの間に、玉21a、21aを、背面組み合わせ(DB)型の接触角を付与した状態で挟持している。
その他の部分の構成及び作用は、前述した参考例の第1例及び上述した実施の形態の第1例と同様である。
図10は、本発明の実施の形態の第3例を示している。本例の摩擦ローラ式減速機の場合、中間ローラ4fの軸方向両側面の中央部に、それぞれが円形の保持凹部61a、61aを、互いに同心に形成している。そして、これら各保持凹部61a、61aに、前記各中間ローラ4fと別体で、内周面にアンギュラ型の外輪軌道60a、60aを形成した外輪62a、62aを締り嵌めで内嵌している。又、揺動フレーム28dを構成する1対の支持板部40e、40fの互いに対向する内側面のうちで、前記各保持凹部61a、61aに対向する部分に、自転軸7d、7dをそれぞれ突設し、これら各自転軸7d、7dの先端部外周面に、それぞれアンギュラ型の内輪軌道58a、58aを、直接形成している。この様な本例の構造によれば、前述した実施の形態の第4例の様に、中間ローラ4dの軸方向両側面に設けた凹部64、64の内周面に外輪軌道60a、60aを直接形成した場合と比較して、前記各中間ローラ4fの製造コストを抑えられる。
その他の部分の構成及び作用は、前述した参考例の第1例及び実施の形態の第1例と同様である。
又、太陽ローラを構成する1対の太陽ローラ素子のうち、何れか一方の太陽ローラ素素子と入力軸との間のみにローディングカム装置を設けた構造に適用する事もできる。
2、2a 入力軸
3、3a 太陽ローラ
4、4a〜4f 中間ローラ
5、5a 環状ローラ
6、6a 出力軸
7、7a〜7e 自転軸
8、8a 太陽ローラ素子
9、9a ローディングカム装置
10 ハウジング
11 入力側小径円筒部
12、12a 入力側玉軸受ユニット
13 出力側小径円筒部
14、14a 出力側玉軸受ユニット
15 円形凹部
16 ラジアル転がり軸受
17、17a 連結部
18、18a カム板
19 被駆動側カム面
20 駆動側カム面
21、21a 玉
22 環状空間
23 大径円筒部
24 端板
25、25a 支持フレーム
26a、26b リム部
27 ステー
28、28a〜28e 揺動フレーム
29 支持板部
30 基部
31、31a 玉軸受
32、32a 揺動軸
33 支持孔
34 鍔部
35 軸受ケース
36 出力側シールユニット
37 入力側シールユニット
38 連結板部
39 柱部
40a〜40h 支持板部
41a、41b 連結部
42 ボルト
43 ねじ孔
44 揺動支持孔
45 第一通孔
46 第二通孔
47 保持凹部
48 段差部
49 内輪
50 外輪
51 波板ばね
52、52a 中間ローラユニット
53 滑り軸受
54a、54b ボルト
55 供給路
56、56a 大径部
57、57a 小径部
58、58a 内輪軌道
59a、59b 円孔
60、60a 外輪軌道
61、61a 保持凹部
62、62a 外輪
63、63a 内輪
64、64a 凹部
65 玉軸受
Claims (1)
- 入力軸と、出力軸と、太陽ローラと、環状ローラと、複数個の中間ローラと、ローディングカム装置とを備え、
このうちの太陽ローラは、軸方向に分割された1対の太陽ローラ素子を前記入力軸の周囲に、互いの先端面同士の間に隙間を介在させた状態で互いに同心に配置して成るもので、前記両太陽ローラ素子の外周面は、それぞれの先端面に向かうに従って外径が小さくなる方向に傾斜した傾斜面であって、これら両傾斜面を転がり接触面としており、
前記環状ローラは、前記太陽ローラの周囲にこの太陽ローラと同心に配置されたもので、内周面を転がり接触面としており、
前記各中間ローラは、前記太陽ローラの外周面と前記環状ローラの内周面との間の環状空間の円周方向複数箇所に、それぞれが前記入力軸と平行に配置された自転軸を中心とする回転自在に支持された状態で、それぞれの外周面を前記太陽ローラの外周面と前記環状ローラの内周面とに転がり接触させており、
前記ローディングカム装置は、前記両太陽ローラ素子のうちの少なくとも一方の太陽ローラ素子であり、前記入力軸に対する相対回転を可能とされた可動太陽ローラ素子とこの入力軸との間に設けられ、この入力軸の回転に伴ってこの可動太陽ローラ素子を相手方の太陽ローラ素子に向け軸方向に押圧しつつ回転させるものであって、この可動太陽ローラ素子の基端面の円周方向複数箇所に設けられた被駆動側カム面と、前記入力軸の一部に固定されてこの入力軸と共に回転するカム板のうちで前記可動太陽ローラ素子の基端面に対向する片側面の円周方向複数箇所に設けられた駆動側カム面との間に転動体を挟持して成るもので、これら各駆動側カム面及び前記各被駆動側カム面はそれぞれ、軸方向に関する深さが円周方向に関して漸次変化して端部に向かうに従って浅くなる形状を有するものであり、
前記環状ローラと前記各自転軸を支持した支持フレームとのうちの一方の部材を、前記太陽ローラを中心とする回転を阻止した状態で支持し、同じく他方の部材を前記出力軸に結合して、この他方の部材によりこの出力軸を回転駆動自在とした摩擦ローラ式減速機に於いて、
前記各中間ローラを、これら各中間ローラ毎に独立して設けた揺動フレームに転がり軸受を介して前記各自転軸を中心とする回転を自在に支持すると共に、これら各揺動フレームを前記支持フレームに対し、前記各自転軸と平行で、前記太陽ローラの回転方向に関する位相がこれら各自転軸から外れた部分に存在する揺動軸を中心とする揺動変位を可能に支持する事で、これら各自転軸を前記太陽ローラ及び前記環状ローラの径方向の変位を可能に支持しており、
前記各揺動フレームは、それぞれ、軸方向に離隔した状態で設けられた1対の支持板部の長さ方向両端同士を、連結部を介し突き合わせてボルトにより互いに結合固定したものであり、
前記各自転軸は、前記各支持板部の互いに対向する内側面から突出する状態で、これら各支持板部と一体に、前記各揺動フレーム毎に互いに同心に設けられたものであり、
前記各転がり軸受は、前記各自転軸に、直接若しくは別体の内輪を介して設けられた内輪軌道と、前記各中間ローラと前記各支持板部とのうちの他方の部材に、直接若しくは別体の外輪を介して設けられた外輪軌道との間に、前記各中間ローラの軸方向両側同士の間で互いに逆向きの接触角を付与された状態で、それぞれ複数個ずつの転動体を配置して成るものであり、
前記各内輪軌道が、前記各自転軸の外周面に設けられており、
前記各外輪軌道が、前記各中間ローラの軸方向両側面に設けられている事を特徴とする摩擦ローラ式減速機。
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