JP7322666B2 - 吐出装置、無人航空機および吐出方法 - Google Patents

吐出装置、無人航空機および吐出方法 Download PDF

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Description

本発明は、吐出装置、無人航空機および吐出方法に関する。
従来、飛行体から農薬等の散布物を散布する場合に、散布物を保持する容器からポンプ等を用いて散布物を吐出していた。また、飛行体に搭載した高圧エア封入のボンベを用いた散布方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1 特開平9-86499号公報
しかしながら、従来の散布方法では、重量の大きいポンプまたはボンベ等を機体に搭載することが必要なため、飛行体の飛行に影響する場合があった。
本発明の第1の態様においては、エアゾール容器を用いた吐出装置であって、内容物を保持する保持容器と、エアゾール容器により保持容器の内部に充填物を噴射して、保持容器を加圧するための加圧部と、保持容器の外部に内容物を吐出する吐出部とを備える吐出装置を提供する。
吐出装置は、保持容器と加圧部とを連通させるか否かを切り替える第1切替部を備えてよい。
吐出装置は、保持容器の内圧を検知する内圧検知部と、内圧検知部の検知結果に応じて、第1切替部の動作を制御する制御部とを備えてよい。
制御部は、保持容器の内圧が予め定められた下限閾値を下回った場合に第1切替部を開いてよく、保持容器の内圧が予め定められた上限閾値を上回った場合に第1切替部を閉じてよい。
吐出装置は、保持容器と吐出部とを連通させるか否かを切り替える第2切替部を備えてよく、吐出部からの吐出時に第2切替部を開いてよい。
吐出装置は、内容物を保持し、保持容器に内容物を供給する供給容器を備えてよい。
吐出装置は、供給容器と保持容器とを連通させるか否かを切り替える第3切替部を備えてよい。
吐出装置は、保持容器の保持する内容物の残量を検出する残量検知部と、残量検知部の検知結果に応じて、第3切替部の動作を制御する制御部とを備えてよい。
保持容器は、供給容器よりも高い耐圧性を有してよい。
供給容器は、保持容器よりも大きい容量を有してよい。
供給容器は、第1内容物を供給する第1供給部と、第1内容物とは異なる第2内容物を供給する第2供給部とを含んでよい。
保持容器は、加圧部と接続された第1接続部と、吐出部と接続された第2接続部とを備えてよい。第1接続部は、保持容器において、第2接続部よりも上面側に設けられてよい。
保持容器は、保持容器を減圧する大気開放部をさらに備えてよい。
加圧部は、液化ガスまたは圧縮ガスの少なくとも1つを含んでよい。
吐出装置は、保持容器の内容物の温度を調節する温度調節部を備えてよい。
吐出装置は、保持容器の内容物を撹拌する撹拌部を備えてよい。
本発明の第2の態様においては、上記の吐出装置を備える無人航空機を提供する。
本発明の第3の態様においては、エアゾール容器を用いた吐出方法であって、保持容器に内容物を保持する段階と、エアゾール容器により保持容器の内部に充填物を噴射して、保持容器を加圧する段階と、保持容器の外部に内容物を吐出する段階とを備える吐出方法を提供する。
方法は、内容物を保持し、保持容器に内容物を供給する段階と、供給する段階の後に、保持容器を加圧する段階と、加圧する段階の後に、保持容器の外部に内容物を吐出する段階とを備えてよい。
方法は、保持容器を減圧する段階をさらに備えてよい。
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
無人航空機100の正面図の一例を示す。 図1Aに係る無人航空機100の左側面図の一例を示す。 無人航空機100の操縦システム300の一例を示す。 無人航空機100における吐出装置500の一例を示す。 加圧部520の構成の一例を示す。 無人航空機100における吐出装置500の別の例を示す。 無人航空機100における吐出装置500のさらに別の例を示す。 図3Aに係る吐出装置500の動作の一例を示すフローチャートである。 図4に係る吐出装置500の動作の一例を示すフローチャートである。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1Aは、無人航空機100の正面図の一例を示す。図1Bは、図1Aに係る無人航空機100の左側面図の一例を示す。
無人航空機100は、空中を飛行する飛行体である。本例の無人航空機100は、本体部10と、推進部20と、吐出装置500とを備える。なお、本明細書では、本体部10において、カメラ12が設けられた面を無人航空機100の正面と称するが、飛行方向が正面方向に限定されるものではない。
本体部10は、無人航空機100の各種制御回路および電源等を格納する。また、本体部10は、無人航空機100の構成同士を連結する構造体として機能してよい。本例の本体部10は、推進部20に連結されている。本例の本体部10は、カメラ12を備える。
カメラ12は、本体部10の側面に設けられる。カメラ12は、無人航空機100の正面を撮像する。一例において、カメラ12で撮像された映像は、無人航空機100の端末装置に送信される。無人航空機100の操縦者は、カメラ12で撮像した映像に基づいて無人航空機100を操作してよい。また、無人航空機100の操縦者は、直接、無人航空機100を見て操縦してもよい。なお、無人航空機100は、カメラ12の他に、例えば吐出装置500の吐出方向の制御に用いる別の可動カメラ(不図示)を備えてもよい。
推進部20は、無人航空機100を推進させる。推進部20は、回転翼21および回転駆動部22を有する。本例の無人航空機100は、4つの推進部20を備える。推進部20は、腕部24を介して本体部10に取り付けられている。なお、無人航空機100は、固定翼を備える飛行体であってもよい。
推進部20は回転翼21を回転させることにより推進力を得る。回転翼21は、本体部10を中心として4つ設けられているが、回転翼21の配置方法は本例に限られない。回転翼21は、腕部24の先端に回転駆動部22を介して設けられる。
回転駆動部22は、モータ等の動力源を有し回転翼21を駆動させる。回転駆動部22は、回転翼21のブレーキ機構を有してよい。回転翼21および回転駆動部22は、腕部24を省略して本体部10に直接取り付けられてもよい。
腕部24は、本体部10から放射状に延伸して設けられる。本例の無人航空機100は、4つの推進部20に対応して設けられた4つの腕部24を備える。腕部24は、固定式であっても可動式であってもよい。腕部24には、カメラ等の他の構成が固定されてよい。
支持フレーム42は、本体部10と吐出装置500とを連結する。支持フレーム42は、固定であっても可動であってもよい。支持フレーム42は、吐出装置500の位置を3軸方向に制御するためのジンバルであってよい。一例において、支持フレーム42は、吐出装置500の位置を移動することにより、吐出装置500の吐出方向を調整する。支持フレーム42は、図1Aおよび図1Bに示すように吐出装置500の保持容器510(後述)と無人航空機100の脚部15とを連結してもよいが、吐出装置500の他の部分と無人航空機100の他の部分とを連結してもよい。また、図1Aおよび図1Bに示すように、支持フレーム42によって吐出装置500の保持容器510を無人航空機100の脚部15と連結するのに加えて、吐出装置の加圧部520(後述)が脚部15に直接取り付けられてもよい。また、支持フレーム42を固定とし、吐出装置500の吐出部530(後述)を可動とすることで、吐出装置500の吐出方向を調整してもよい。
脚部15は、本体部10に連結されて、着陸時に無人航空機100の姿勢を保持する。脚部15は、推進部20を停止した状態で、無人航空機100の姿勢を保持する。本例の無人航空機100は、2本の脚部15を有する。
図2は、無人航空機100の操縦システム300の一例を示す。本例の操縦システム300は、無人航空機100および端末装置200を備える。端末装置200は、表示部210およびコントローラ220を含む。
表示部210は、無人航空機100に搭載されたカメラで撮影した映像を表示する。表示部210は、カメラ12により撮影した映像を表示してよい。表示部210は、無人航空機100と直接通信してもよいし、コントローラ220を介して間接的に無人航空機100と通信してもよい。表示部210は、外部のサーバと接続されてもよい。
コントローラ220は、利用者によって操作され、無人航空機100を操縦する。コントローラ220は、無人航空機100の飛行に加えて、吐出装置500による内容物の吐出を指示してもよい。コントローラ220は、有線または無線により表示部210と接続されてよい。複数のコントローラ220が設けられ、無人航空機100の操縦用と、吐出装置500の吐出制御用で使い分けてもよい。
なお、本例の利用者は、端末装置200を用いてマニュアルで無人航空機100を操縦する。但し、利用者は、マニュアルではなく、プログラムによって自動で操縦してもよい。また、利用者は、表示部210に表示された画面を使用せず、直接、無人航空機100を見て操縦してもよい。また、無人航空機100の操縦を自動制御して、吐出装置500の吐出をマニュアルで操作してもよい。
図3Aは、無人航空機100における吐出装置500の一例を示す。
吐出装置500は、保持容器510、加圧部520、吐出部530、内圧検知部540、および制御部550を備える。保持容器510は、第1接続部522により加圧部520と接続され、第2接続部532により吐出部530と接続される。第1接続部522は、保持容器510と加圧部520との間に第1切替部524を有し、第2接続部532は、保持容器510と吐出部530との間に第2切替部534を有する。第1切替部524および第2切替部534は、例えば電磁弁である。第1切替部524、第2切替部534、および内圧検知部540は、導線等の制御線を介して制御部550に電気的に接続される。
保持容器510は、吐出装置500から吐出するための内容物を保持する。保持容器510は、例えば金属または繊維強化プラスチック等の複合材料から作製され、加圧部520による加圧によって破損しない耐圧性を有する。内容物は、液体、気体または固体のいずれであってもよい。内容物は、粉状、粒状またはゲル状等の状態であってもよい。内容物は、農薬または補修剤を含んでよい。保持容器510は、内容物を補充するための保持容器注入口517および保持容器注入口517を閉じるための保持容器キャップ518を有する。
加圧部520は、エアゾール容器により保持容器510の内部に充填物を噴射して、保持容器510を加圧する。加圧部520の詳細な構成および噴射動作については後述する。
吐出部530は、保持容器510の外部に保持容器510の内容物を吐出する。吐出部530は、内容物を吐出するためのノズルの一例である。吐出部530は、保持容器510の内容物を吐出するための吐出口531を有する。吐出口531の向きは、吐出したい方向に応じて、自由に制御されてよい。吐出口531は、内容物が例えば放射状に噴出して比較的広い領域に散布されるように設計されてもよく、内容物が例えば直線状に噴出して比較的狭い領域に集中して散布されるように設計されてもよい。
加圧部520によって噴射された充填物は、第1接続部522を通して保持容器510の内部に供給され、保持容器510を加圧する。この加圧によって保持容器510の内容物が押し出され、第2接続部532を通して吐出部530から外部に吐出される。
第1切替部524は、制御部550からの電気的信号に応じて開閉することで、保持容器510と加圧部520とを連通させるか否かを切り替える。
同様に、第2切替部534は、制御部550からの電気的信号に応じて開閉することで、保持容器510と吐出部530とを連通させるか否かを切り替える。
内圧検知部540は、保持容器510の内圧を検知し、検知した保持容器510の内圧を制御部550に出力する。
制御部550は、内圧検知部540の検知結果に応じて、第1切替部524の動作を制御してよい。例えば、保持容器510の内容物の残量が減少して、保持容器510の内圧が予め定められた下限閾値を下回った場合に、制御部550が第1切替部524を開いて保持容器510と加圧部520とを連通させ、加圧部520による加圧を行ってよい。なおここで、加圧部520が保持容器510を加圧するために充填物を噴射する動作は、第1切替部524を開く前に行ってもよく、第1切替部524を開いた後に行ってもよい。そして、加圧部520による加圧によって保持容器510の内圧が予め定められた上限閾値を上回った場合に、制御部550が第1切替部524を閉じて加圧部520による加圧を停止してよい。
保持容器510の内容物を吐出部530から吐出させる必要があるときに、制御部550が第2切替部534を開いて保持容器510と吐出部530とを連通させ、吐出部530からの吐出を行ってよい。このとき、保持容器510の内圧が十分に高ければ、保持容器510の内容物が吐出部530から吐出される。
保持容器510と第1接続部522の接続位置は保持容器510と第2接続部532の接続位置よりも上方側に設けられてよい。図3Aに示す例では、第1接続部522が保持容器510の上面に設けられる。これにより、第1接続部522が保持容器510の内容物に触れず、第1接続部522が内容物により汚染されることを防ぐことができる。
図3Bは、加圧部520の構成の一例を示す。図3Bは、加圧部520の断面図を示している。加圧部520は、容器保持部40を含む。容器保持部40は、加圧部から噴射するための充填物が充填されたエアゾール容器60を保持する。一例において、容器保持部40は、エアゾール容器60を収容する筒状のスリーブである。容器保持部40の材料は、エアゾール容器60を収容する収容部の形状を保持することができるものであれば、特に限定されない。例えば、容器保持部40の材料は、アルミ等の金属、プラスチック、または炭素繊維等の強度が高く軽量の素材を含む。また、容器保持部40の材料は、硬質の材料に限らず、軟質の材料、例えば、シリコーンゴムまたはウレタンフォーム等のゴム材料を含んでもよい。なお、容器保持部40は、エアゾール容器60を加熱または保温するための加熱機構を備えてよい。本例の容器保持部40は、本体41と、第1端カバー部43と、第2端カバー部44とを備える。また、容器保持部40は、エアゾール容器60からの吐出を制御するための吐出駆動部80を備える。
エアゾール容器60は、内部に充填された充填物を、充填物自身のガス圧によって噴射する。例えば、エアゾール容器60は、内部に充填された液化ガスまたは圧縮ガスのガス圧によって充填物を噴射する。本例のエアゾール容器60は、金属製のエアゾール缶である。エアゾール容器60は、耐圧性を有するプラスチック容器であってよい。エアゾール容器60は、容器保持部40に収容された状態で搭載される。
なお、充填物としては、炭化水素(液化石油ガス)(LPG)、ジメチルエーテル(DME)、フッ化炭化水素(HFO-1234ze)等の液化ガス、二酸化炭素(CO)、窒素(N)、亜酸化窒素(NO)等の圧縮ガスが用いられてよい。
本体41は、エアゾール容器60より大径の円筒状の形状を有する。本例の本体41は、第1端カバー部43および第2端カバー部44に挟まれている。
第1端カバー部43は、本体41の一方の端部を覆う。本例の第1端カバー部43は、エアゾール容器60の噴射側の端部を覆う。第1端カバー部43は、本体41に対してネジ部45を介して着脱可能にねじ込み固定される。本例の第1端カバー部43は、ドーム状のカバー本体を有する。第1端カバー部43は、空力特性を考慮して先端に向かって徐々に小径となるように縮径される。第1端カバー部43は、先端が丸みを帯びた円錐状またはドーム状の曲面を有する。このように空力特性のよい形状とすることにより、横風の影響が小さくなり、飛行の安定化を図ることができる。
第2端カバー部44は、本体41において、第1端カバー部43が覆う端部の他方の端部を覆う。本例の第2端カバー部44は、エアゾール容器60の噴射側と反対側の端部を覆う。第2端カバー部44は、本体41と一体に構成されている。また、第2端カバー部44は、本体41と取り外し可能に設けられてよい。
吐出駆動部80は、エアゾール容器60から内容物を吐出させる。吐出駆動部80は、エアゾール容器60の底部側に位置する第2端カバー部44に収納されている。第2端カバー部44は、吐出駆動部80の筐体として機能している。吐出駆動部80は、カム81と、カムフォロワ82と、可動板83とを備える。吐出駆動部80が容器保持部40に設けられているので、エアゾール容器60の交換時に吐出駆動部80を交換する必要がない。
カム81は、駆動源によって回転駆動される。一例において、駆動源としてモータが用いられる。カム81は、回転中心から外周までの距離が異なる構造を有する。なお、図示例では、カム81の形状が誇張されている。カム81は、外周において、カムフォロワ82と接触している。
カムフォロワ82は、カム81と可動板83との間に設けられる。カムフォロワ82は、カム81および可動板83に接続され、カム81の回転運動を可動板83に直線運動として伝達する。
可動板83は、エアゾール容器60の底面と接して設けられ、エアゾール容器60のバルブの開閉を制御する。可動板83は、カムフォロワ82によって前後に移動する。例えば、カム81の回転中心と、カムフォロワ82が当接するカム81の接触領域との距離が短い場合、可動板83がエアゾール容器60に対して後退し、エアゾール容器60のバルブが閉じる。一方、カム81の回転中心と、カムフォロワ82が当接するカム81の接触領域との距離が長い場合、可動板83がエアゾール容器60に対して前進し、エアゾール容器60のバルブが開く。
なお、吐出駆動部80は、モータの回転運動をカム機構によって直線運動に変換する構成を有するが、カム機構に限定されない。例えば、吐出駆動部80の機構は、ねじ送り機構、ラックアンドピニオン等、モータの回転運動を直線運動に変換する機構であればよい。また、駆動源としては、回転モータではなく、直線駆動用のリニアモータ、または電磁ソレノイド等を備えてよい。
ステム145は、エアゾール容器60に設けられる。ステム145がアクチュエータ143によって押圧されることにより、エアゾール容器60から内容物を吐出する。アクチュエータ143は流路を有する。
なお、本例では、エアゾール容器60が容器保持部40に直接搭載されているが、エアゾール容器60が収容部材によって収容され、収容部材を容器保持部40に搭載してもよい。この場合、収容部材が衝撃からエアゾール容器60を保護するので事故時の安全性が高まる。
また、本例のようにエアゾール容器60を容器保持部40に搭載して吐出駆動部80等によりエアゾール容器60からの吐出を制御することに代えて、エアゾール容器60を第1接続部522に直接接続し、第1切替部524を開閉することによってエアゾール容器60からの吐出を制御してもよい。
エアゾール容器60は、空になった場合であっても、新たなエアゾール容器60を搭載するだけで容易に交換することができる。また、内容物が人体に付着しにくく交換時の安全性が高い。また、加圧部520を複数の異なる組成および濃度を有する充填物を含むエアゾール容器60で構成し、それぞれから噴射を行うことにより、保持容器510の内容物を所望の組成および濃度とすることができる。例えば、LPGガスに二酸化炭素を併用することでタンク内の可燃性ガスの濃度を爆発範囲外となるように管理でき、タンク内の安全性を高めることができる。なお、エアゾール容器60を複数搭載させることで達成されてもよい。
本例の吐出装置500によれば、ポンプ等の重量物を用いずに内容物を吐出することができるので、吐出装置全体の重量を低減することができる。また、加圧部520のエアゾール容器60によりガス圧を用いて保持容器510を加圧するので、保持容器510全体を急速に加圧することができる。さらに、保持容器510を加圧して陽圧式で吐出を行うため、ポンプを用いて負圧式で保持容器510からの吐出を行う場合と比較して、保持容器510の強度が低くてもよく、より軽量な材料を保持容器510に用いることができる。また、ポンプを用いないので、ポンプから発生する熱で内容物が加温されることを防ぐことができる。
図4は、無人航空機100における吐出装置500の別の例を示す。
本例の吐出装置500は、図3Aに係る吐出装置500の構成に加えて、供給容器560、残量検知部570をさらに備える。また本例の吐出装置500においては、図3Aにおける保持容器510の保持容器注入口517および保持容器キャップ518に代えて、供給容器560に内容物を補充するための供給容器注入口567および供給容器キャップ568が供給容器560に設けられている。
供給容器560は、吐出装置500から吐出するための内容物を保持し、内容物を保持容器510に供給する。供給容器560は、例えばタンクまたはパウチであってよい。供給容器560は、第3接続部562により保持容器510と接続される。第3接続部562は、供給容器560と保持容器510との間に第3切替部564を有する。第3切替部564は、第1切替部524および第2切替部534と同様に、例えば電磁弁であり、制御部550に電気的に接続され、制御部550からの電気的信号に応じて開閉することで、保持容器510と供給容器560とを連通させるか否かを切り替える。供給容器560は、第3接続部562の一端側に設けられたポンプ563によって内容物を吐出し、第3接続部562の他端側に設けられたチェックバルブ565を通して保持容器510に内容物を供給する。本例ではさらに、第3切替部564を介して保持容器510と吐出装置500の外部空間とを接続する大気開放部566が設けられる。大気開放部566は、第3切替部564を開いて供給容器560から保持容器510に内容物を供給するときに、保持容器510を減圧する。ここで、減圧とは、保持容器510の内圧を大気圧に開放することを指してもよい。これにより、ポンプ563が発生する液圧力が低い場合でも内容物が保持容器510に供給される。チェックバルブ565は、内容物が第3接続部562内へと逆流することを防ぐ機能を有する。大気開放部566は、第3切替部を介さずに、第3切替部とは別の第4切替部(不図示)を介して外部空間と接続されてもよい。
残量検知部570は、保持容器510の保持する内容物の残量を検知し、検知した内容物の残量を制御部550に出力する。制御部550は、残量検知部570の検知結果に応じて、第3切替部564の動作を制御してよい。例えば、保持容器510における内容物の残量が予め定められた下限閾値を下回った場合に、制御部550が第3切替部564を開いて供給容器560から保持容器510に内容物を供給してよい。そして、保持容器510における内容物の残量が予め定められた上限閾値を上回った場合に、制御部550が第3切替部564を閉じて内容物の供給を停止してよい。
保持容器510は、加圧部520による加圧によって破損しない耐圧性を要する。これに対し、供給容器560は、加圧部520による加圧の影響を受けないので、保持容器510よりも耐圧性が低くてよい。そのため、供給容器560には、保持容器510よりも軽量な材料を用いることができる。したがって、供給容器560の容量を保持容器510の容量よりも大きく設計することにより、吐出装置500全体の重量を低減することができる。
制御部550は、図3Aおよび図4のように保持容器510に搭載されてもよいが、吐出装置500の他の部分に搭載されてもよく、あるいは吐出装置500に含まれずに、例えば無人航空機100の本体部10に内蔵されてもよい。制御部550は、利用者による操作に従って制御を行ってもよく、予めプログラミングされたとおりに制御を行ってもよい。また制御部550は、図3Aおよび図4においては第1切替部524、第2切替部534、第3切替部564、内圧検知部540、および残量検知部570と有線接続されているが、無線通信によってこれらを制御してもよい。なお、図3Aおよび図4においては、第1切替部524、第2切替部534、第3切替部564、内圧検知部540、および残量検知部570が単一の制御部550に接続されているが、これらのうちの1つまたは複数が別の制御部によって制御されてもよい。
図5は、無人航空機100における吐出装置500のさらに別の例を示す。
本例の吐出装置500は、供給容器560が第1供給部560Aおよび第2供給部560Bを含む点、ならびに、温度調節部580および撹拌部590をさらに備える点において、図4に係る吐出装置500と異なる。本例において、第3接続部562は、第1供給部560Aおよび第2供給部560Bを、それぞれ第3切替部564Aおよび564Bを介して保持容器510に接続する。第3切替部564Aおよび564Bは制御部550によってそれぞれ独立に制御され、それにより、第1供給部560Aおよび第2供給部560Bからの内容物の供給がそれぞれ独立に制御される。また、本例において、大気開放部566は、第3切替部564Aおよび564Bを介して保持容器510と吐出装置500の外部空間とを接続する。本例の吐出装置500におけるその他の構成は、図4に係る吐出装置500のものと同様であってよい。
第1供給部560Aは、第1内容物を保持し、第1内容物を保持容器510に供給する。第2供給部560Bは、第2内容物を保持し、第2内容物を保持容器510に供給する。第1内容物および第2内容物は、異なる種類の内容物であってよい。例えば、第1内容物および第2内容物は、水と液状油との組み合わせなどの、互いに混和しない2種類の液体であってよい。また、第1内容物および第2内容物は、保持容器510において混合された場合に発熱または吸熱する2種類の物質であってもよい。また、第1内容物および第2内容物は、保持容器510において混合された場合に化学反応を生じる2種類の物質であってよい。化学反応を生じる2種類の内容物を用いる場合、本図では第3接続部562は第1内容物と第2内容物が合流して保持容器510へ接続されるが、複数の第3接続部562と、チェックバルブ565を設けてもよい。そうすることで、保持容器510内部でのみ、内容物の反応を生じさせることができる。
第1供給部560Aおよび第2供給部560Bを設けることにより、複数種類の内容物を保持容器510に供給することができる。また、第1供給部560Aおよび第2供給部560Bからの内容物の供給をそれぞれ独立に制御することにより、保持容器510における内容物を所望の組成とすることができる。例えば、第1内容物および第2内容物は、農薬原液と水との組み合わせなどの、希釈量の調整が必要な液体であってよい。この場合、第1供給部560Bおよび第2供給部560Bの容積は、希釈液を保持する側が原液側よりも大きくてよい。また、第1内容物および第2内容物は、異なる色の塗料などの、組成の調整が必要な液体であってよい。
なお、供給容器560は、第1供給部560Aおよび第2供給部560Bに加えて、1つまたは複数の他の供給部を含んでもよい。この場合、それぞれの供給部が異なる種類の内容物を保持して保持容器510に供給してもよい。
温度調節部580は、保持容器510の内容物の温度を調節する。温度調節部580は、例えば保持容器510の内容物を加熱、冷却、または保温する。温度調節部580は、保持容器510の内部に設けられ、内容物と直接接触して熱交換することによって内容物の温度を調節してよい。例えば、温度調節部580は、保持容器510の内部に設けられた金属チューブと絶縁体に覆われたニクロム線により内容物を加熱するシーズヒーターであってよい。また、温度調節部580は、保持容器510の内部に設けられた金属チューブ内部に熱媒体を循環させ、その熱媒体を保持容器510の外部に設けられた温度調節装置によって加熱、冷却、または保温することにより温度調節を行ってよい。例えば、保持容器510の外部に設けられる温度調節装置はペルチェ素子であってよい。あるいは、温度調節部580は、保持容器510の外側に設けられ、保持容器510を加熱、冷却、または保温することによって間接的に内容物の温度を調節してもよい。
温度調節部580を用いて保持容器510の内容物の温度を調節することにより、所望の温度の内容物を吐出部530から吐出することが可能となる。また例えば、保持容器510の内容物の温度を調節することにより、内容物の流動性を調節して、吐出部530からの内容物の吐出を容易にすることができる。また例えば、保持容器510の内容物の温度を調節することにより、保持容器510の内圧を変化させ、内容物の吐出を制御することができる。さらに、前述のように複数種類の内容物を混合し、化学反応を生じさせた場合に、反応熱の発生による内容物の温度上昇を抑制することができる。あるいは、内容物を加熱することによってその化学反応を活性化させることができる。
撹拌部590は、保持容器510の内容物を撹拌する。例えば、撹拌部590は、揺動、摺動、回転、または超音波等を用いて保持容器510の内容物を撹拌する。例えば、撹拌部590は、保持容器510の内部に設けられたプロペラを回転させることにより内容物を撹拌する撹拌機であってよい。あるいは、攪拌部590は、保持容器510を振動させることで間接的に内容物を攪拌してもよい。例えば、超音波素子を保持容器510の外面に設置し、超音波振動を保持容器510に発生させることで、内容物を攪拌することができる。
第1供給部560Aにより供給される第1内容物と第2供給部560Bにより供給される第2内容物とが異なる組成を有する場合、撹拌部590が第1内容物および第2内容物の混合物を撹拌することにより、所望の均一な組成の内容物を吐出部530から吐出することができる。また、第1内容物および第2内容物が、混合されると発熱または吸熱する2種類の物質である場合、撹拌部590が第1内容物および第2内容物を混合することにより、保持容器510の内容物の温度を変化させることができる。また、第1内容物および第2内容物が、混合されると化学反応を生じる2種類の物質である場合、撹拌部590が第1内容物および第2内容物を混合することにより、保持容器510における当該化学反応を促進することができる。また、内容物が単一である場合においても、攪拌部590によって内容物の組成を均一にできる。すなわち、内容物がコロイド溶液のような微粒子を含む液体の場合、攪拌部590によって微粒子の凝縮を防ぎ、分散状態を維持することができる。
図6は、図3Aに係る吐出装置500の動作の一例を示すフローチャートである。
S100において、内容物を保持容器注入口517から供給することにより、保持容器510に内容物を保持する。
S102において、加圧部520のエアゾール容器60により保持容器510の内部に充填物を噴射して、保持容器510を加圧する。上述のように、保持容器510の内圧が下限閾値を下回ったことを内圧検知部540が検知した場合に、制御部550が第1切替部524を開いて加圧部520による加圧を行い、保持容器510の内圧が上限閾値を上回ったことを内圧検知部540が検知した場合に、制御部550が第1切替部524を閉じて加圧部520による加圧を停止してよい。なおここで、加圧部520が保持容器510を加圧するために充填物を噴射する動作は、第1切替部524を開く前に行ってもよく、第1切替部524を開いた後に行ってもよい。
S104において、吐出部530により保持容器510の外部に内容物を吐出する。ここで、第2切替部534を閉じた状態でS102の加圧を行った後に、保持容器510の内容物を吐出部530から吐出させる必要があるときに、制御部550が第2切替部534を開いて保持容器510と吐出部530とを連通させ、吐出部530による吐出を行ってよい。あるいは、第2切替部534を開いた状態でS102の加圧を行って、加圧の直後に吐出部530による吐出が行われるようにしてもよい。
図7は、図4に係る吐出装置500の動作の一例を示すフローチャートである。
S200において、内容物を供給容器注入口567から供給することにより、供給容器560に内容物を保持する。次いで、第3切替部564を開き、第3接続部562のポンプ563によって供給容器560から保持容器510に内容物を供給する。上述のように、保持容器510の残量が下限閾値を下回ったことを残量検知部570が検知した場合に、制御部550が第3切替部564を開いて供給容器560による供給を行い、保持容器510の残量が上限閾値を上回ったことを残量検知部570が検知した場合に、制御部550が第3切替部564を閉じて供給容器560による供給を停止してよい。
S202において、加圧部520により保持容器510の内部に充填物を噴射して、保持容器510を加圧する。このとき、第3切替部564に接続された大気開放部566から圧力が逃げないよう、第3切替部564を閉じた状態で加圧部520による加圧を行ってよい。S102と同様に、保持容器510の内圧が下限閾値を下回ったことを内圧検知部540が検知した場合に、制御部550が第1切替部524を開いて加圧部520による加圧を行い、保持容器510の内圧が上限閾値を上回ったことを内圧検知部540が検知した場合に、制御部550が第1切替部524を閉じて加圧部520による加圧を停止してよい。加圧部520が保持容器510を加圧するために充填物を噴射する動作は、第1切替部524を開く前に行ってもよく、第1切替部524を開いた後に行ってもよい。
S204において、吐出部530により保持容器510の外部に内容物を吐出する。ここで、第2切替部534および第3切替部564を閉じた状態でS202の加圧を行った後に、保持容器510の内容物を吐出部530から吐出させる必要があるときに、制御部550が第2切替部534を開いて保持容器510と吐出部530とを連通させ、吐出部530による吐出を行ってよい。あるいは、第2切替部534を開き第3切替部564を閉じた状態でS202の加圧を行って、加圧の直後に吐出部530による吐出が行われるようにしてもよい。
S204における吐出を行った後に、S206の保持容器510の減圧を行ってもよい。ここで、第1切替部524および第2切替部534を閉じた状態で、第3切替部564を開いて大気開放部566により、保持容器510の圧力を排出してもよい。そうすることで、例えば、加圧部520から噴射されたLPG等の液化ガスが保持容器510内で液化状態にて残留することを防ぐことができる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
10・・・本体部、12・・・カメラ、15・・・脚部、20・・・推進部、21・・・回転翼、22・・・回転駆動部、24・・・腕部、40・・・容器保持部、41・・・本体、42・・・支持フレーム、43・・・第1端カバー部、44・・・第2端カバー部、45・・・ネジ部、60・・・エアゾール容器、80・・・吐出駆動部、81・・・カム、82・・・カムフォロワ、83・・・可動板、100・・・無人航空機、143・・・アクチュエータ、145・・・ステム、200・・・端末装置、210・・・表示部、220・・・コントローラ、300・・・操縦システム、500・・・吐出装置、510・・・保持容器、517・・・保持容器注入口、518・・・保持容器キャップ、520・・・加圧部、522・・・第1接続部、524・・・第1切替部、530・・・吐出部、531・・・吐出口、532・・・第2接続部、534・・・第2切替部、540・・・内圧検知部、550・・・制御部、560・・・供給容器、560A・・・第1供給部、560B・・・第2供給部、562・・・第3接続部、563・・・ポンプ、564・・・第3切替部、565・・・チェックバルブ、566・・・大気開放部、567・・・供給容器注入口、568・・・供給容器キャップ、570・・・残量検知部、580・・・温度調節部、590・・・撹拌部

Claims (20)

  1. エアゾール容器を用いた吐出装置であって、
    内容物を保持する保持容器と、
    前記エアゾール容器により前記保持容器の内部に充填物を噴射して、前記保持容器を加圧するための加圧部と、
    前記保持容器の外部に前記内容物を吐出する吐出部と
    前記内容物を保持し、前記保持容器に前記内容物を供給する供給容器と
    を備え
    前記供給容器は、第1内容物を供給する第1供給部と、前記第1内容物とは異なる第2内容物を供給する第2供給部とを含み、
    前記保持容器は、前記供給容器よりも高い耐圧性を有する
    吐出装置。
  2. エアゾール容器を用いた吐出装置であって、
    内容物を保持する保持容器と、
    前記エアゾール容器により前記保持容器の内部に充填物を噴射して、前記保持容器を加圧するための加圧部と、
    前記保持容器の外部に前記内容物を吐出する吐出部と、
    前記内容物を保持し、前記保持容器に前記内容物を供給する供給容器と、
    前記保持容器の前記内容物を撹拌する撹拌部と
    を備え、
    前記供給容器は、第1内容物を供給する第1供給部と、前記第1内容物とは異なる第2内容物を供給する第2供給部とを含む
    吐出装置。
  3. 前記保持容器は、前記供給容器よりも高い耐圧性を有する
    請求項2に記載の吐出装置。
  4. 前記保持容器と前記加圧部とを連通させるか否かを切り替える第1切替部を備える
    請求項1から3のいずれか一項に記載の吐出装置。
  5. 前記保持容器の内圧を検知する内圧検知部と、
    前記内圧検知部の検知結果に応じて、前記第1切替部の動作を制御する制御部と
    を備える請求項に記載の吐出装置。
  6. 前記制御部は、
    前記保持容器の内圧が予め定められた下限閾値を下回った場合に前記第1切替部を開き、
    前記保持容器の内圧が予め定められた上限閾値を上回った場合に前記第1切替部を閉じる
    請求項に記載の吐出装置。
  7. 前記保持容器と前記吐出部とを連通させるか否かを切り替える第2切替部を備え、
    前記吐出部からの吐出時に前記第2切替部を開く
    請求項1からのいずれか一項に記載の吐出装置。
  8. 前記供給容器と前記保持容器とを連通させるか否かを切り替える第3切替部を備える
    請求項1から7のいずれか一項に記載の吐出装置。
  9. 前記保持容器の保持する前記内容物の残量を検出する残量検知部と、
    前記残量検知部の検知結果に応じて、前記第3切替部の動作を制御する制御部と
    を備える請求項に記載の吐出装置。
  10. 前記供給容器は、前記保持容器よりも大きい容量を有する
    請求項から9のいずれか一項に記載の吐出装置。
  11. 前記保持容器は、
    前記加圧部と接続された第1接続部と、
    前記吐出部と接続された第2接続部と
    を備え、
    前記第1接続部は、前記保持容器において、前記第2接続部よりも上面側に設けられる
    請求項1から10のいずれか一項に記載の吐出装置。
  12. 前記保持容器は、前記保持容器を減圧する大気開放部をさらに備える請求項1から11のいずれか一項に記載の吐出装置。
  13. 前記加圧部は、液化ガスまたは圧縮ガスの少なくとも1つを含む
    請求項1から12のいずれか一項に記載の吐出装置。
  14. 前記保持容器の前記内容物の温度を調節する温度調節部を備える
    請求項1から13のいずれか一項に記載の吐出装置。
  15. 請求項1から14のいずれか一項に記載の吐出装置を備える無人航空機。
  16. エアゾール容器を用いた吐出方法であって、
    保持容器に内容物を保持する段階と、
    前記内容物を保持する供給容器から、前記保持容器に前記内容物を供給する段階と、
    前記エアゾール容器により前記保持容器の内部に充填物を噴射して、前記保持容器を加圧する段階と、
    前記保持容器の外部に前記内容物を吐出する段階と
    を備え
    前記供給容器は、第1内容物を供給する第1供給部と、前記第1内容物とは異なる第2内容物を供給する第2供給部とを含み、
    前記供給する段階は、前記第1供給部から前記第1内容物を前記保持容器に供給する段階と、前記第2供給部から前記第2内容物を前記保持容器に供給する段階とを含み、
    前記保持容器は、前記供給容器よりも高い耐圧性を有する
    吐出方法。
  17. エアゾール容器を用いた吐出方法であって、
    保持容器に内容物を保持する段階と、
    前記内容物を保持する供給容器から、前記保持容器に前記内容物を供給する段階と、
    前記保持容器の前記内容物を撹拌する段階と、
    前記エアゾール容器により前記保持容器の内部に充填物を噴射して、前記保持容器を加圧する段階と、
    前記保持容器の外部に前記内容物を吐出する段階と
    を備え、
    前記供給容器は、第1内容物を供給する第1供給部と、前記第1内容物とは異なる第2内容物を供給する第2供給部とを含み、
    前記供給する段階は、前記第1供給部から前記第1内容物を前記保持容器に供給する段階と、前記第2供給部から前記第2内容物を前記保持容器に供給する段階とを含む、
    吐出方法。
  18. 前記供給する段階の後に、前記保持容器の前記内容物を攪拌する段階と、
    前記攪拌する段階の後に、前記保持容器の外部に前記内容物を吐出する段階と
    を備える請求項17に記載の吐出方法。
  19. 記供給する段階の後に、前記保持容器を加圧する段階と、
    前記加圧する段階の後に、前記保持容器の外部に前記内容物を吐出する段階と
    を備える請求項16から18のいずれか一項に記載の吐出方法。
  20. 前記保持容器を減圧する段階をさらに備える請求項16から19のいずれか一項に記載の吐出方法。
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