JP7328590B2 - 暖房装置 - Google Patents
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Description
内部空間(I)が形成されるケーシング(11)と、
前記内部空間(I)に配置され、輻射熱を与える第1ヒータ(31)と、
前記内部空間(I)に配置され、前記第1ヒータ(31)から発生した熱線を前記ケーシング(11)の前面(12)に向かって反射する反射板(42)と、
前記ケーシング(11)に形成され、対象空間(S)の空気を吸い込む吸込口(20)と、
前記ケーシング(11)に形成され、対象空間(S)に空気を吹き出す吹出口(21)と、
前記内部空間(I)に設けられ、前記吸込口(20)と前記吹出口(21)とを連通する空気通路(P)と、
前記空気通路(P)に配置され、前記吸込口(20)から前記吹出口(21)に向かって空気を搬送するファン(50)と、
前記空気通路(P)に配置され、該空気通路(P)を流れる空気を加熱する第2ヒータ(32)とを備える暖房装置である。
前記ファン(50)は、前記空気通路(P)における前記第2ヒータ(32)よりも空気流れの下流側に配置される。
前記吹出口(21)は、前記ケーシング(11)の下部に配置され、
前記ファン(50)は、前記内部空間(I)の下部に配置される。
孔(H)が形成されると共に、前記第1ヒータ(31)からの前記前面(12)に向かう熱線が透過する第1パネル(60)を備え、
前記第1パネル(60)は、前記吸込口(20)に設けられる。
前記第1ヒータ(31)からの熱線を透過する第2パネル(61)を備え、
前記第2パネル(61)は、前記第1ヒータ(31)からの熱線が該第2パネル(61)および前記第1パネル(60)の順に透過するように、前記第1パネル(60)に向かい合って配置される。
前記反射板(42)は、前記第1ヒータ(31)と前記ケーシング(11)の後面(13)との間に配置され、
前記空気通路(P)は、空気流れの上流から下流に向かって並ぶ第1空間(23)と第2空間(25)とを有し、
前記第1空間(23)は、吸込口(20)に連通し、かつ、前記反射板(42)の前側の空間を含み、
前記第2空間(25)は、吹出口(21)に連通し、かつ、前記反射板(42)の後側の空間を含み、
前記第1空間(23)および前記第2空間(25)は、前記反射板(42)の上方で互いに連通し、
前記第1ヒータ(31)は、前記第1空間(23)に配置され、かつ、前記第2ヒータ(32)および前記ファン(50)は、前記第2空間(25)に配置される。
前記第1ヒータ(31)および前記第2ヒータ(32)の少なくとも一方を運転する運転モードを有する制御部(C)を備える。
前記制御部(C)は、前記暖房装置の運転開始時に前記第2ヒータ(32)の運転を開始し、前記第2ヒータ(32)の運転開始時から所定時間経過後に前記第1ヒータ(31)の運転を開始する。
実施形態に係る暖房装置(10)について、図1および図2を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、「上」、「下」、「前」、「後」、「右」、および「左」は、原則として、図1の矢印で示す方向を意味する。図1、図2および図5から図9に示された太矢印は、空気が流れる方向を示す。
ケーシング(11)は、中空の略直方体状に形成される。ケーシング(11)は、例えば樹脂材料で構成される。ケーシング(11)は、上下に縦長の箱状に形成される。ケーシング(11)は、6つの面(12,13,14,15,16,17)を有する。6つの面は、前面(12)と後面(13)と上面(14)と下面(15)と右面(16)と左面(17)とで構成される。
第1ヒータ(31)は、遠赤外線(熱線)を発する。本実施形態の暖房装置(10)では、3つの第1ヒータ(31)が設けられる。第1ヒータ(31)の数量は単なる例示であり、1つ、2つ、または4つ以上であってもよい。第1ヒータ(31)は、内部空間(I)に配置され、輻射熱を与える。具体的に、各第1ヒータ(31)は、支持部材(22)に固定される。3つの第1ヒータ(31)は、反射板(42)の前方に配置される。第1ヒータ(31)は、セラミックを含有する遠赤外線コーティングがなされている。各第1ヒータ(31)は、左右方向に延びるパイプ状、あるいは略棒状に形成される。3つの第1ヒータ(31)は、ケーシング(11)の前面(12)および後面(13)に沿うように上下方向に配列される。3つの第1ヒータ(31)は、互いに平行な状態で等間隔置きに配置される。第1ヒータ(31)から発する熱線は、第1ヒータ(31)の軸心を中心として全周に広がる。第1ヒータ(31)は、後述する第1空間(23)に配置される。
第2ヒータ(32)は、空気通路(P)を流れる空気を加熱する。第2ヒータ(32)は、例えば、空気加熱用の電気ヒータである。電気ヒータは、サーミスタやペルチェ素子などの熱電素子を有する。本実施形態の第2ヒータ(32)は、プラグヒータである。第2ヒータ(32)は、ケーシング(11)の右面(16)に固定されるターミナルキャップ(33)と、ターミナルキャップ(33)からケーシング(11)の左面(17)に向かって延びる棒状のヒータ本体(34)とを有する。第2ヒータ(32)に通電されることによって、ヒータ本体(34)が発熱する。発熱したヒータ本体(34)によって該ヒータ本体(34)を通過する空気通路(P)の空気が加熱される。第2ヒータ(32)は、空気通路(P)において、第1ヒータ(31)よりも空気流れの下流側に配置される。具体的に、第2ヒータ(32)は、後述する第2空間(25)に配置される。
反射板(42)は、内部空間(I)に配置される。反射板(42)は、第1ヒータ(31)から発生した熱線をケーシング(11)の前面(12)に向かって反射する。
ファン(50)は、空気通路(P)に配置される。ファン(50)は、空気通路(P)の空気を吸込口(20)から吹出口(21)に向かって搬送する。本実施形態のファン(50)は、クロスフロー式のファンである。図1に模式的に示すように、ファン(50)は、左右方向に延びるファン本体(51)と、ファン本体(51)を回転駆動するファンモータ(52)とを有する。ファン(50)は、ケーシング(11)の内部空間(I)において、第1ヒータ(31)よりも下方に配置される。ファン(50)は、空気通路(P)において、第2ヒータ(32)よりも空気流れの下流側に配置される。ファン(50)は、ケーシング(11)の内部空間(I)の下部に配置される。具体的に、ファン(50)は、吹出口(21)の近傍に配置される。第1ヒータ(31)から吹出口(21)までの最短距離が、ファン(50)から第1ヒータ(31)までの最短距離よりも短い。
本開示の第1パネル(60)としての前側吸込部材(60)は、平板状に形成される。前側吸込部材(60)は、複数の孔(H)を有する。前側吸込部材(60)は、例えば、パンチングプレートで構成される。前側吸込部材(60)は、SUS等の金属素材で構成される。前側吸込部材(60)には、前面(12)に向かう第1ヒータ(31)からの熱線が透過する。
空気通路(P)は、ケーシング(11)の内部空間(I)に設けられる。空気通路(P)は、吸込口(20)と吹出口(21)とを連通する。空気通路(P)は、空気流れの上流から下流に向かって並ぶ第1空間(23)および第2空間(25)を含む。第1空間(23)と第2空間(25)との間には連通路(24)が形成される。
図3に示すように、暖房装置(10)は、制御部(C)を備える。制御部(C)は、ファンモータ(52)、第1ヒータ(31)および第2ヒータ(32)を制御する。具体的には、制御部(C)は、ファンモータ(52)のON/OFF、およびファンモータ(52)の回転数を制御する。制御部(C)は、第1ヒータ(31)のON/OFF、および第1ヒータ(31)の出力を制御する。制御部(C)は、第2ヒータ(32)のON/OFF、および第2ヒータ(32)の出力を制御する。
本実施形態の暖房装置(10)の運転動作は、第1運転モード、第2運転モード、および第3運転モードの3種類の運転モードを有する。各運転モードは、ユーザの操作に基づいて選択される。暖房装置(10)は、選択された運転モードに基づいて各種の動作を行う。以下、各運転モードについて説明する。
第1運転モードが選択されると、暖房装置(10)は、前方に向けて輻射熱を発すると共に、吹出口(21)から温風を吹き出す。第1運転モードでは、第1ヒータ(31)、およびファン(50)が運転される。
第2運転モードが選択されると、暖房装置(10)は、前方に向けて輻射熱を発すると共に、吹出口(21)から温風を吹き出す。第2運転モードでは、第1ヒータ(31)、第2ヒータ(32)、およびファン(50)が運転される。
第3運転モードが選択されると、暖房装置(10)は、吹出口(21)から温風を吹き出す。第3運転モードでは、第2ヒータ(32)およびファン(50)が運転される。
本実施形態の暖房装置(10)は、第1ヒータ(31)により前側吸込部材(60)の温度分布に基づいて、前側吸込部材(60)が過剰に加熱されることを抑制する加熱抑制運転を行う。本実施形態では加熱抑制運転は、予め制御部(C)にプログラムされている。従って、本実施形態の暖房装置(10)は、予め入力されたプログラムに従って、加熱抑制運転を実行する。加熱抑制運転では、制御部(C)は、ファン(50)の風量と、第1ヒータ(31)の出力とを調節する。図4を用いて、加熱抑制運転の一例について説明する。
(12-1)
本実施形態の暖房装置(10)では、ケーシング(11)の内部空間(I)に配置され、輻射熱を与える第1ヒータ(31)と、内部空間(I)に設けられ、吸込口(20)と吹出口(21)とを連通する空気通路(P)と、空気通路(P)に配置され、該空気通路(P)を流れる空気を加熱する第2ヒータ(32)とを備える。第1ヒータ(31)により加熱された空気通路(P)内の空気を第2ヒータ(32)によりさらに加熱できる。そのため、吹出口(21)から吹き出される吹出空気の温度を制御できる。このことで、これにより、暖房装置(10)における暖房効果を向上させることができ、ひいては、ユーザの快適性を向上できる。
本実施形態の暖房装置(10)では、ファン(50)は、空気通路(P)における第2ヒータ(32)よりも空気流れの下流側に配置される。例えば、ユーザが吹出口(21)に手を入れてもファン(50)が第2ヒータ(32)よりも空気流れの下流にあることにより、直接手が第2ヒータ(32)に触れることがない。従って、ユーザの安全性を確保できる。
本実施形態の暖房装置(10)では、吹出口(21)は、ケーシング(11)の下部に配置され、ファン(50)は、内部空間(I)の下部に配置される。このように、ユーザの足元に温風を当てることができる。また、第1ヒータ(31)の熱影響は内部空間(I)上部に集中するため、ファン(50)を下方に配置することで、ファン(50)に対する熱の影響を小さくできる。その結果、ファン(50)に与える熱負荷によって生じる不具合を抑えることができる。
本実施形態の暖房装置(10)では、孔(H)が形成されると共に、第1ヒータ(31)からの前面(12)に向かう熱線が透過する前側吸込部材(60)(第1パネル)を備える。前側吸込部材(60)は、吸込口(20)に設けられる。このように、前側吸込部材(60)は、室内空間(S)の空気の吸い込みと、室内空間(S)への輻射熱の放出とを兼用する。加えて、吸込口(20)は、ケーシング(11)の前面(12)において比較的広く形成されているため、前側吸込部材(60)の全面に孔(H)を設けることで、より多くの空気を吸い込むことができる。
本実施形態の暖房装置(10)では、第1ヒータ(31)からの熱線を透過する後側吸込部材(61)(第2パネル)を備える。後側吸込部材(61)は、第1ヒータ(31)からの熱線が該後側吸込部材(61)および前側吸込部材(60)の順に透過するように、前側吸込部材(60)に向かい合って配置される。このことで、第1ヒータ(31)から放出される熱を後側吸込部材(61)が吸収する。その結果、後側吸込部材(61)の前方に配置される前側吸込部材(60)が吸収する熱量を抑えることができ、前側吸込部材(60)が過剰に加熱されることを緩和できる。ひいては、ユーザの安全性を確保できる。
本実施形態の暖房装置(10)では、空気通路(P)は、空気流れの上流から下流に向かって並ぶ第1空間(23)と第2空間(25)とを有する。第1ヒータ(31)は、第1空間(23)に配置され、第2ヒータ(32)およびファン(50)は、第2空間(25)に配置される。このように、第1ヒータ(31)により第1空間(23)で加熱された空気は、第2空間(25)に移動して第2ヒータ(32)によりさらに加熱される。第2ヒータ(32)により、第1ヒータ(31)による空気通路(P)の空気の加熱不足を補うことができる。その結果、吹出口(21)からの吹出空気の温度を上げることができるため、ユーザの快適性を向上できる。
本実施形態の暖房装置(10)では、第1ヒータ(31)および第2ヒータ(32)の少なくとも一方を運転する運転モードを有する。輻射熱を放出する暖房運転、温風による暖房運転、またはその両方の暖房運転を切り替えて運転することができる。暖房装置(10)は、このことで、ユーザが感じる快適さに合わせた運転を行うことができる。
上記実施形態については、以下のような変形例の構成としてもよい。以下では、主として上記実施形態と異なる点について述べる。
図5に示す変形例1の暖房装置(10)では、内部空間(I)の下部において、吸込口(20)から吸い込まれた空気が連通路(24)を介さずにファン(50)に流入する補助連通路(26)が設けられる。補助連通路(26)は、第1空間(23)と第2空間(25)とを連通する。具体的に、補助連通路(26)は、反射板(42)の下端と、支持板(39)との間に形成される。補助連通路(26)は、該補助連通路(26)を流れる空気流量の方が、連通路(24)を流れる空気流量よりも小さくなるように形成される。
図6に示す変形例2の暖房装置(10)では、第2パネル(61)として耐熱ガラス(61)が設けられる。耐熱ガラス(61)は、平板状に形成される。耐熱ガラス(61)は、前側吸込部材(60)の後方、かつ、第1ヒータ(31)の前方に配置される。耐熱ガラス(61)は、第1ヒータ(31)および反射板(42)から発する遠赤外線を透過する特性と、第1ヒータ(31)および反射板(42)から発する熱を吸収する特性とを有する。
図7および図8に示す変形例3の暖房装置(10)では、ケーシング(11)の前面(12)には、吸込口(20)と、吹出口(21)と、前側開口(11a)とが形成される。吸込口(20)および吹出口(21)は、ケーシング(11)の下部に位置する。吹出口(21)はケーシング(11)の下端部に位置する。具体的には、吹出口(21)はケーシング(11)の下端部に位置する。吹出口(21)は、室内空間(S)の床面(F)付近に位置する。吹出口(21)は、ケーシング(11)の右面(16)から左面(17)に亘るように左右に延びている。吸込口(20)は、吹出口(21)の上方に位置する。
図9に示す変形例4の暖房装置(10)では、前側耐熱ガラス(60)および後側耐熱ガラス(61)が設けられる。前側耐熱ガラス(60)は、本開示の第1パネル(60)の一例である。後側耐熱ガラス(61)は、本開示の第2パネル(61)の一例である。前側耐熱ガラス(60)および後側耐熱ガラス(61)は、平板状に形成される。耐熱ガラス(60)は、耐熱性に優れたガラス材料で構成される。耐熱ガラス(60)は、第1ヒータ(31)および反射板(42)から発する遠赤外線を透過する特性と、第1ヒータ(31)および反射板(42)から発する熱を吸収する特性とを有する。
本例の制御部(C)は、暖房装置(10)の運転開始時において、第2ヒータ(32)の運転を開始し、当該運転開始時から所定時間経過後に第1ヒータ(31)の運転を開始する。具体的に、第2運転モードにおいて、制御部(C)は、まずファン(50)と第2ヒータ(32)とを運転させ、その後、第2ヒータ(32)の出力を下げると共に、第1ヒータ(31)の出力を上げていく。このように、本例の第2運転モードでは、温風により室内空間(S)が温められた後、徐々に温風から輻射熱に切り換わっていき、最終的には輻射熱を主にして室内空間(S)が温められる。以下、本例の第2運転モードのフローについて図10及び図11を参照しながら説明する。なお、本例の暖房装置(10)は、上記実施形態の暖房装置(10)である。
上記実施形態、および各変形例については、以下のような構成としてもよい。
11 ケーシング
12 前面
13 後面
20 吸込口
21 吹出口
23 第1空間
25 第2空間
31 第1ヒータ
32 第2ヒータ
42 反射板
50 ファン
60 前側吸込部材(第1パネル)
61 後側吸込部材(第2パネル)
C 制御部
I 内部空間
P 空気通路
S 対象空間
Claims (7)
- 内部空間(I)が形成されるケーシング(11)と、
前記内部空間(I)に配置され、輻射熱を与える第1ヒータ(31)と、
前記内部空間(I)に配置され、前記第1ヒータ(31)から発生した熱線を前記ケーシング(11)の前面(12)に向かって反射する反射板(42)と、
前記ケーシング(11)に形成され、対象空間(S)の空気を吸い込む吸込口(20)と、
前記ケーシング(11)に形成され、対象空間(S)に空気を吹き出す吹出口(21)と、
前記内部空間(I)に設けられ、前記吸込口(20)と前記吹出口(21)とを連通する空気通路(P)と、
前記空気通路(P)に配置され、前記吸込口(20)から前記吹出口(21)に向かって空気を搬送するファン(50)と、
前記空気通路(P)に配置され、該空気通路(P)を流れる空気を加熱する第2ヒータ(32)と、
前記第1ヒータ(31)および前記第2ヒータ(32)のうち前記第1ヒータ(31)のみを運転する運転モード、前記第1ヒータ(31)および前記第2ヒータ(32)のうち前記第2ヒータ(32)のみを運転する運転モード、および、前記第1ヒータ(31)および前記第2ヒータ(32)の両方を運転する運転モードを有する制御部(C)とを備える暖房装置。 - 前記ファン(50)は、前記空気通路(P)における前記第2ヒータ(32)よりも空気流れの下流側に配置される請求項1に記載の暖房装置。
- 前記吹出口(21)は、前記ケーシング(11)の下部に配置され、
前記ファン(50)は、前記内部空間(I)の下部に配置される
請求項1または2に記載の暖房装置。 - 孔(H)が形成され、かつ、前記第1ヒータ(31)からの前記前面(12)に向かう熱線が透過する第1パネル(60)を備え、
前記第1パネル(60)は、前記吸込口(20)に設けられる
請求項1または2に記載の暖房装置。 - 前記第1ヒータ(31)からの熱線を透過する第2パネル(61)を備え、
前記第2パネル(61)は、前記第1ヒータ(31)からの熱線が該第2パネル(61)および前記第1パネル(60)の順に透過するように、前記第1パネル(60)に向かい合って配置される
請求項4に記載の暖房装置。 - 前記反射板(42)は、前記第1ヒータ(31)と前記ケーシング(11)の後面(13)との間に配置され、
前記空気通路(P)は、空気流れの上流から下流に向かって並ぶ第1空間(23)と第2空間(25)とを有し、
前記第1空間(23)は、前記吸込口(20)に連通し、かつ、前記反射板(42)の前側の空間を含み、
前記第2空間(25)は、前記吹出口(21)に連通し、かつ、前記反射板(42)の後側の空間を含み、
前記第1空間(23)および前記第2空間(25)は、前記反射板(42)の上方で互いに連通し、
前記第1ヒータ(31)は、前記第1空間(23)に配置され、かつ、前記第2ヒータ(32)および前記ファン(50)は、前記第2空間(25)に配置される請求項1または2に記載の暖房装置。 - 前記制御部(C)は、前記暖房装置の運転開始時に前記第2ヒータ(32)の運転を開始し、前記第2ヒータ(32)の運転開始時から所定時間経過後に前記第1ヒータ(31)の運転を開始する請求項1または2に記載の暖房装置。
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