JP6736972B2 - ゴム押出装置 - Google Patents

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本発明は、未加硫ゴムを押し出すためのゴム押出装置に関する。
従来、ゴム押出装置にあっては、ケーシングに未加硫ゴムから脱気するための脱気口が設けられている。
例えば、下記特許文献1では、脱気後の移送速度を脱気前の移送速度よりも速くしたゴム押出装置が開示されている。また、同ゴム押出装置では、脱気口の直前で、軸方向に対向するスクリュー翼を連結する連結片を設けて未加硫ゴムの流路を縮小することにより、ゴムの充填性を高め、ゴムが脱気口から排出されることが防止されている(同文献の段落「0014」、「0015」参照)。
特許第4863392号公報
しかしながら、上記特許文献1に示されるゴム押出装置にあっては、連結片の手前で流路が急激に縮小されるため、未加硫ゴムの流動抵抗が大きくなるため、ゴムの吐出量が低下し、生産性が悪化する。
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、ケーシング内でのゴムの充填性を高めつつ、生産性の悪化を抑制できるゴム押出装置を提供することを主たる目的としている。
本発明は、未加硫ゴムを押し出すためのゴム押出装置であって、ケーシングと、前記ケーシングの内部に収容されたスクリュー軸とを含み、前記ケーシングは、前記未加硫ゴムを前記ケーシング内部に投入するための投入口と、前記未加硫ゴムを吐出するための吐出口と、これらの間に位置しかつ真空装置に連結された脱気口とを含み、前記スクリュー軸は、前記ケーシング内の前記未加硫ゴムを前記吐出口に向かって混練しながら押し出す螺旋翼を具えており、前記螺旋翼は、前記脱気口よりも上流側の第1翼と、前記脱気口よりも下流側の第2翼とを含み、前記第1翼は、少なくとも前記脱気口の直前部分において、リード角が漸減するグラデーション領域を含むことを特徴とする。
本発明に係る前記ゴム押出装置において、前記第2翼は、前記グラデーション領域の最大のリード角よりも大きいリード角を有することが望ましい。
本発明に係る前記ゴム押出装置において、前記第2翼は、前記第1翼の最大のリード角よりも大きいリード角を有することが望ましい。
本発明に係る前記ゴム押出装置において、前記グラデーション領域は、スクリュー軸方向において、前記第1翼の全範囲を形成していることが望ましい。
本発明に係る前記ゴム押出装置において、前記グラデーション領域は、前記リード角が連続的に変化することが望ましい。
本発明に係る前記ゴム押出装置において、前記グラデーション領域は、前記リード角が段階的に変化することが望ましい。
本発明に係る前記ゴム押出装置において、前記グラデーション領域において、前記第1翼をスクリューの軸方向に貫通する少なくとも1つの第1溝が形成され、前記第1溝は、前記投入口に向って溝断面が漸増する拡張部を含むことが望ましい。
本発明に係る前記ゴム押出装置において、前記拡張部は、前記第1溝の前記投入口側の端部に設けられていることが望ましい。
本発明に係る前記ゴム押出装置において、前記グラデーション領域において、前記第1翼のスクリュー軸方向で対向する翼表面間を連結する少なくとも一つの連結片をさらに含み、前記連結片には、該連結片をスクリュー軸方向と交差する向きに貫通する少なくとも一つの第2溝が形成されていることが望ましい。
本発明に係る前記ゴム押出装置において、前記第2溝は、前記第1翼の前記リード角にほぼ等しい角度で傾斜していることが望ましい。
本発明のゴム押出装置では、脱気口よりも上流側でのスクリュー軸の第1翼が、脱気口の直前部分でリード角が漸減するグラデーション領域を有するので、ゴムの吐出量を維持しつつ、上記グラデーション領域でゴムの充填性が徐々に高められる。これにより、ケーシング内でのゴムの充填性と生産性との両立を図ることが可能となる。
本発明のゴム押出装置の一実施形態を示す断面図である。 図1のグラデーション領域を拡大して示す断面図である。 図2の脱気口の近傍でのスクリュー軸を示す斜視図である。 図3の第1翼の一部を拡大して示すスクリュー軸の側面図である。 図3の連結片を示すスクリュー軸の側面図である。
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図1は、本実施形態のゴム押出装置1の断面図である。図1に示されるように、本実施形態のゴム押出装置1は、ケーシング2と、ケーシング2の内部に収容されたスクリュー軸3とを含んで構成されている。ケーシング2の下流側には、ギヤポンプ7が設けられている。
ケーシング2は、未加硫ゴムGをケーシング2内部に投入するための投入口21と、未加硫ゴムGを吐出するための吐出口22と、これらの間に位置しかつ真空装置(図示せず)に連結された脱気口23とを含んでいる。
スクリュー軸3は、軸本体31と、軸本体31からスクリュー軸3の径方向外側に突出する螺旋翼32とを具える。螺旋翼32は、スクリュー軸3の軸方向にずれながら周方向に連続して形成されている。螺旋翼32は、ケーシング2内の未加硫ゴムGを吐出口22に向かって混練しながら押し出す。吐出口22から吐出された未加硫ゴムGは、ギヤポンプ7に供給される。
螺旋翼32は、脱気口23よりも上流側の第1翼41と、脱気口23よりも下流側の第2翼42とを含んでいる。第1翼41の下流側端部は、第2翼42の上流側端部連続して形成されている。これにより、第1翼41と第2翼42とが、スクリュー軸3の軸方向に連続する一つの螺旋翼32を構成する。
第1翼41は、少なくとも脱気口23の直前部分24において、リード角θ1が変化するグラデーション領域41Aを含む。
図2は、グラデーション領域41Aでのゴム押出装置1の断面図である。グラデーション領域41Aでは、投入口21から脱気口23に向って第1翼41のリード角αが漸減する。第1翼41のリード角αが漸減すると、スクリュー軸3の軸方向に対向する第1翼41のピッチすなわち未加硫ゴムGの流路断面も漸減する。従って、グラデーション領域41Aでの急激な流路の縮小が回避され、吐出口22からの未加硫ゴムGの吐出量が容易に確保されうる。また、グラデーション領域41Aでの流路が緩やかに縮小されることに伴い、グラデーション領域41Aを通過する未加硫ゴムGの充填性が徐々に高められ、脱気口23の直前部分24で未加硫ゴムGが十分に充填される。これにより、ケーシング2内での未加硫ゴムGの充填性と生産性との両立を図ることが可能となる。
本実施形態では、図1に示されるように、第2翼42のリード角βは、一定である。そして、図2に示されるように、第2翼42のリード角βは、グラデーション領域41Aでの第1翼41の最大のリード角α1よりも大きいのが望ましい。これにより、吐出口22からの未加硫ゴムGの押出速度が高められ、ギヤポンプ7への未加硫ゴムGの供給量が十分に確保される。また、脱気口23の直前部分24での未加硫ゴムGの充填性が高められる。
さらに、第2翼42のリード角βは、第1翼41の最大のリード角α2よりも大きいのが望ましい。これにより、吐出口22からの未加硫ゴムGの押出速度がさらに高められ、ギヤポンプ7への未加硫ゴムGの供給量が十分かつ容易に確保されうる。また、脱気口23の直前部分24での未加硫ゴムGの充填性が容易に高められる。
第2翼42のリード角βは、脱気口23から吐出口22に向って漸増するように構成されていてもよい。これにより、吐出口22からの未加硫ゴムGの押出速度がさらに高められ、ギヤポンプ7への未加硫ゴムGの供給量が十分かつ容易に確保されうる。
グラデーション領域41Aは、スクリュー軸3の軸方向において、第1翼41の全範囲、すなわち脱気口23よりも上流側の全範囲を形成しているのが望ましい。これにより、第1翼41のリード角αが緩やかに漸減し、グラデーション領域41Aでの流路の縮小が一層緩やかとなり、吐出口22からの未加硫ゴムGの吐出量が容易に確保されうる。
グラデーション領域41Aでは、第1翼41のリード角αが連続的に変化するのが望ましい。これにより、第1翼41のリード角αが緩やかに漸減し、グラデーション領域41Aでの流路の縮小が一層緩やかとなる。
グラデーション領域41Aでは、第1翼41のリード角αが段階的に変化する形態であってもよい。このようなスクリュー軸3は、設計及び製造が容易であり、ゴム押出装置1のコストダウンを容易に図ることができる。
図3は、脱気口23の近傍でのスクリュー軸3を示している。グラデーション領域41Aの第1翼41には、少なくとも1つの第1溝45が形成されているのが望ましい。第1溝45は、第1翼41をスクリュー軸3の軸方向に貫通する。
第1翼41に第1溝45が形成されていることにより、未加硫ゴムGの一部が第1溝45を通過し、グラデーション領域41Aでの未加硫ゴムGの流動抵抗が低下し、吐出口22からの未加硫ゴムGの吐出量が一層容易に確保されうる。また、軸本体31、スクリュー軸3の軸方向に対向する第1翼41及びケーシング2の内壁によって囲まれた流路Rを通過する未加硫ゴムGと第1溝45を通過する未加硫ゴムGとの間に発生するせん断変形によって、良好な混練が得られる。さらに、第1溝45を通過した未加硫ゴムGが下流側の未加硫ゴムGと混練されるので、未加硫ゴムGの混練が一層良好となる。
第1溝45の断面は、上記流路Rの断面よりも小さいので、第1溝45を通過する未加硫ゴムGの速度は、上記流路Rを通過する未加硫ゴムGの速度よりも大きくなる。従って、第1溝45には、拡張部46が形成されているのが望ましい。拡張部46は、投入口21に向って溝断面が漸増するように形成されている。第1溝45に拡張部46が形成されることにより、第1溝45に流れ込む未加硫ゴムGの流動抵抗がより一層低下し(すなわち第1溝45での圧力損失が低減され)、吐出口22からの未加硫ゴムGの吐出量が一層容易に確保されうる。
図4は、第1溝45を拡大して示している。拡張部46において溝中心線を挟んで対向する溝縁の角θは、60゜〜90゜が望ましい。上記角θが60゜未満の場合、第1溝45に占める高せん断負荷領域(拡張部46以外の領域)が短くなり、圧力損失の低減は見込めても、第1溝45を通過する際に達成される高せん断変形、高せん断発熱が得られなくなるおそれがある。一方、上記角θが90゜を超える場合、第1溝45に拡張部46を設けることによる圧力損失の低減効果が限定的となる。
拡張部46は、第1溝45の投入口21側の端部、すなわち、第1溝45の上流側に設けられているのが望ましい。このような拡張部46により、上記流路Rから第1溝45に未加硫ゴムGが流れ込みやすくなり、吐出口22からの未加硫ゴムGの吐出量が一層容易に確保されうる。
拡張部46と第1溝45との交差部分46aの角は、丸められていてもよい。これにより、拡張部46から第1溝45に未加硫ゴムGが流れ込みやすくなり、吐出口22からの未加硫ゴムGの吐出量が一層容易に確保されうる。
図3に示されるように、グラデーション領域41Aには、少なくとも一つの連結片47が設けられているのが望ましい。連結片47は、第1翼41のスクリュー軸3の軸方向で対向する翼表面間を連結する。連結片47は、スクリュー軸3の軸方向に沿って形成されている。連結片47は、軸本体31から上記流路Rに突出して形成されている。従って、上記流路Rを流れる未加硫ゴムGが連結片47によってせき止められ、上記流路Rの上流側の未加硫ゴムGの圧力が高められる。これにより、脱気口23の直前部分24での未加硫ゴムGの充填性が容易に高められると共に、上記流路Rから第1溝45に未加硫ゴムGが流れ込みやすくなり、未加硫ゴムGの混練が一層良好となる。
連結片47は、複数設けられていてもよい。この場合、各連結片47の突出高さが上記流路Rの下流側に向って漸増するのが望ましい。これにより、脱気口23の直前部分24での未加硫ゴムGの充填性が容易に高められる。
図5は、連結片47を示している。連結片47には、少なくとも一つの第2溝48が形成されているのが望ましい。第2溝48は、連結片47をスクリュー軸3の軸方向と交差する向き(すなわち、連結片47の厚さ方向)に貫通する。
連結片47に第2溝48が形成されていることにより、連結片47によってせき止めらた未加硫ゴムGの一部が第2溝48を通過する。これにより、脱気口23の直前部分24での未加硫ゴムGの充填性を維持しつつ、未加硫ゴムGの流動抵抗が低減され、吐出口22からの未加硫ゴムGの吐出量が容易に確保されうる。
第2溝48は、連結片47の両端の第1翼41のリード角αにほぼ等しい角度で傾斜しているのが望ましい。連結片47の両端の第1翼41のリード角αが異なる場合、その平均角度で傾斜しているのが望ましい。これにより、上記流路Rを通過する未加硫ゴムGの一部が第2溝48を円滑に通過するので、未加硫ゴムGの流動抵抗が低減され、吐出口22からの未加硫ゴムGの吐出量が容易に確保されうる。
以上、本発明の実施形態が詳細に説明されたが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。
1 ゴム押出装置
2 ケーシング
3 スクリュー軸
21 投入口
22 吐出口
23 脱気口
32 螺旋翼
41 第1翼
41A グラデーション領域
42 第2翼
α リード角
G 未加硫ゴム

Claims (13)

  1. 未加硫ゴムを押し出すためのゴム押出装置であって、
    ケーシングと、前記ケーシングの内部に収容されたスクリュー軸とを含み、
    前記ケーシングは、前記未加硫ゴムを前記ケーシング内部に投入するための投入口と、前記未加硫ゴムを吐出するための吐出口と、これらの間に位置しかつ真空装置に連結された脱気口とを含み、
    前記スクリュー軸は、前記ケーシング内の前記未加硫ゴムを前記吐出口に向かって混練しながら押し出す螺旋翼を具えており、
    前記螺旋翼は、前記脱気口よりも上流側の第1翼と、前記脱気口よりも下流側の第2翼とを含み、
    前記第1翼は、少なくとも前記脱気口の直前部分において、リード角が漸減するグラデーション領域を含み、
    前記第2翼は、前記グラデーション領域の最大のリード角よりも大きいリード角を有することを特徴とするゴム押出装置。
  2. 未加硫ゴムを押し出すためのゴム押出装置であって、
    ケーシングと、前記ケーシングの内部に収容されたスクリュー軸とを含み、
    前記ケーシングは、前記未加硫ゴムを前記ケーシング内部に投入するための投入口と、前記未加硫ゴムを吐出するための吐出口と、これらの間に位置しかつ真空装置に連結された脱気口とを含み、
    前記スクリュー軸は、前記ケーシング内の前記未加硫ゴムを前記吐出口に向かって混練しながら押し出す螺旋翼を具えており、
    前記螺旋翼は、前記脱気口よりも上流側の第1翼と、前記脱気口よりも下流側の第2翼とを含み、
    前記第1翼は、少なくとも前記脱気口の直前部分において、リード角が漸減するグラデーション領域を含み、
    前記第2翼は、前記第1翼の最大のリード角よりも大きいリード角を有することを特徴とするゴム押出装置。
  3. 未加硫ゴムを押し出すためのゴム押出装置であって、
    ケーシングと、前記ケーシングの内部に収容されたスクリュー軸とを含み、
    前記ケーシングは、前記未加硫ゴムを前記ケーシング内部に投入するための投入口と、前記未加硫ゴムを吐出するための吐出口と、これらの間に位置しかつ真空装置に連結された脱気口とを含み、
    前記スクリュー軸は、前記ケーシング内の前記未加硫ゴムを前記吐出口に向かって混練しながら押し出す螺旋翼を具えており、
    前記螺旋翼は、前記脱気口よりも上流側の第1翼と、前記脱気口よりも下流側の第2翼とを含み、
    前記第1翼は、少なくとも前記脱気口の直前部分において、リード角が漸減するグラデーション領域を含み、
    前記グラデーション領域の押出方向下流の端部から前記脱気口の押出方向上流の端部までのスクリュー軸方向の距離は、前記グラデーション領域のスクリュー軸方向の長さよりも小さいことを特徴とするゴム押出装置。
  4. 未加硫ゴムを押し出すためのゴム押出装置であって、
    ケーシングと、前記ケーシングの内部に収容されたスクリュー軸とを含み、
    前記ケーシングは、前記未加硫ゴムを前記ケーシング内部に投入するための投入口と、前記未加硫ゴムを吐出するための吐出口と、これらの間に位置しかつ真空装置に連結された脱気口とを含み、
    前記スクリュー軸は、軸本体と、前記ケーシング内の前記未加硫ゴムを前記吐出口に向かって混練しながら押し出す螺旋翼とを具えており、
    前記螺旋翼は、前記脱気口よりも上流側の第1翼と、前記脱気口よりも下流側の第2翼とを含み、
    前記第1翼は、少なくとも前記脱気口の直前部分において、リード角が漸減するグラデーション領域を含み、
    前記グラデーション領域の押出方向下流の端部から前記脱気口の押出方向上流の端部までのスクリュー軸方向の距離は、前記軸本体の直径よりも小さいことを特徴とするゴム押出装置。
  5. 未加硫ゴムを押し出すためのゴム押出装置であって、
    ケーシングと、前記ケーシングの内部に収容されたスクリュー軸とを含み、
    前記ケーシングは、前記未加硫ゴムを前記ケーシング内部に投入するための投入口と、前記未加硫ゴムを吐出するための吐出口と、これらの間に位置しかつ真空装置に連結された脱気口とを含み、
    前記スクリュー軸は、前記ケーシング内の前記未加硫ゴムを前記吐出口に向かって混練しながら押し出す螺旋翼を具えており、
    前記螺旋翼は、前記脱気口よりも上流側の第1翼と、前記脱気口よりも下流側の第2翼とを含み、
    前記第1翼は、少なくとも前記脱気口の直前部分において、リード角が漸減するグラデーション領域を含み、
    前記グラデーション領域の押出方向下流の端部から前記脱気口の押出方向上流の端部までのスクリュー軸方向の距離は、前記螺旋翼の直径よりも小さいことを特徴とするゴム押出装置。
  6. 未加硫ゴムを押し出すためのゴム押出装置であって、
    ケーシングと、前記ケーシングの内部に収容されたスクリュー軸とを含み、
    前記ケーシングは、前記未加硫ゴムを前記ケーシング内部に投入するための投入口と、前記未加硫ゴムを吐出するための吐出口と、これらの間に位置しかつ真空装置に連結された脱気口とを含み、
    前記スクリュー軸は、前記ケーシング内の前記未加硫ゴムを前記吐出口に向かって混練しながら押し出す螺旋翼を具えており、
    前記螺旋翼は、前記脱気口よりも上流側の第1翼と、前記脱気口よりも下流側の第2翼とを含み、
    前記第1翼は、少なくとも前記脱気口の直前部分において、リード角が漸減するグラデーション領域を含み、
    前記グラデーション領域の押出方向下流の端部から前記脱気口の押出方向上流の端部までのスクリュー軸方向の距離は、前記脱気口のスクリュー軸方向の長さよりも小さいことを特徴とするゴム押出装置。
  7. 前記グラデーション領域は、スクリュー軸方向において、前記第1翼の全範囲を形成している請求項1乃至6のいずれかに記載のゴム押出装置。
  8. 前記グラデーション領域は、前記リード角が連続的に変化する請求項1乃至7のいずれかに記載のゴム押出装置。
  9. 前記グラデーション領域は、前記リード角が段階的に変化する請求項1乃至8のいずれかに記載のゴム押出装置。
  10. 前記グラデーション領域において、前記第1翼をスクリューの軸方向に貫通する少なくとも1つの第1溝が形成され、
    前記第1溝は、前記投入口に向って溝断面が漸増する拡張部を含む請求項1乃至9のいずれかに記載のゴム押出装置。
  11. 前記拡張部は、前記第1溝の前記投入口側の端部に設けられている請求項10記載のゴム押出装置。
  12. 前記グラデーション領域において、前記第1翼のスクリュー軸方向で対向する翼表面間を連結する少なくとも一つの連結片をさらに含み、
    前記連結片には、該連結片をスクリュー軸方向と交差する向きに貫通する少なくとも一つの第2溝が形成されている請求項1乃至11のいずれかに記載のゴム押出装置。
  13. 前記第2溝は、前記第1翼の前記リード角にほぼ等しい角度で傾斜している請求項12記載のゴム押出装置。
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