JPH09322608A - 作業車両のコントローラシステム - Google Patents

作業車両のコントローラシステム

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JPH09322608A
JPH09322608A JP8140257A JP14025796A JPH09322608A JP H09322608 A JPH09322608 A JP H09322608A JP 8140257 A JP8140257 A JP 8140257A JP 14025796 A JP14025796 A JP 14025796A JP H09322608 A JPH09322608 A JP H09322608A
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弘喜 小野
Tomoyuki Ishida
智之 石田
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  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、各種制御を行うために複数のコントロ
ーラを搭載する農業用、建設用等の作業車両があった。
そして、これらの作業車両には、各制御毎に制御をオン
オフするスイッチや、制御パターンを切り換えるスイッ
チが数多く設けられているために、作業者は、路上走行
開始時と作業開始時に、夫れ夫れのスイッチを一つづつ
切り換える煩わしさがあった。 【解決手段】 エンジンの電子ガバナ装置を制御するガ
バナコントローラ1Dと四輪と二駆を適宜切り換える制
御をする4WDコントローラと自動変速制御を行うシフ
トコントローラ1B等を設けたトラクタに、「走行」状
態と「作業」状態とを指定する単一の切換装置2を設
け、この切換装置2を前記コントローラ1…に並列的に
接続した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、トラクタやコン
バイン、田植機などの農業用の作業車両や、建設用の作
業車両等に搭載されるコントローラシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、入出力部を有するコントローラを
複数設けた作業車両が有った。例えば特開平2−219
506号公報で示された自立走行可能なトラクタは、エ
ンジン制御や操舵制御、ブレーキ制御、クラッチ制御等
の各制御毎に下位のコントローラを設け、更にこれらの
下位のコントローラを監視するために上位のコントロー
ラを設けた構成とし、各コントローラ間の命令の流れや
制御状態の把握を迅速、且つ簡略にしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報によるトラクタは、エンジンにおいてはスロットルア
クチュエータ、走行変速装置においてはシフトアクチュ
エータといったアクチュエータ夫れ夫れに、コントロー
ラによる自動操作で作動させるか、或いは作業者自ら手
動で作動させるかを選択する「手動切り換えスイッチ」
が設けられていた。このために、作業者は、路上走行に
適した通常の「走行」状態と圃場作業に適した「作業状
態」に応じて、前記手動切り換えスイッチを一つづつ切
り換える煩わしさがあった。また、この「手動切り換え
スイッチ」が多数設けられているために、これらスイッ
チの切り換え忘れが生じ易く、例えば圃場での自立走行
中に、手動に切り換えられたままの制御アクチュエータ
が作動しなかったり、路上での走行中に、自動に切り換
えられたままの制御のアクチュエータが不意に作動して
しまうという課題が有った。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は、以上のよう
課題を解消するために次のような技術的手段を講じた。
即ち、入出力部を有するコントローラ1…を複数設けた
作業車両に、「走行」状態と「作業」状態とを指定する
単一の切換装置2を設け、この切換装置2を前記コント
ローラ1…に並列的に接続した作業車両のコントローラ
システムとした。
【0005】
【発明の作用、効果】この発明は以上の如く構成したの
で、複数のコントローラ1…を有する作業車両であって
も、前記単一のモード切換装置2を切り換えることで、
一括して複数コントローラ1…に走行、或いは作業モー
ドの切り換えを行うことが可能となった。これにより、
従来のように各制御ごとに切り替えスイッチを切り換え
る煩わしさや切り替え忘れが無くなり、作業車両の操作
面において、オペレータに簡単で判り易い操作形態を提
供することができる。
【0006】また、作業車両の生産面では、従来の切換
スイッチを多数設けることと比較してこれら切替装置の
部品点数と共に、これらに接続するコネクタや配線の数
を格段に減少させ生産コストを軽減することができる。
また、作業車両に新たなコントローラ1を追加して改良
するときには、既に設けられているコントローラ1…の
配線環境に影響されること無く、これらのコントローラ
1…と同じく「走行」モードと「作業」モードの指定を
する単一の切替装置2に並列的に接続して追加すれば良
いので、設計上の変更個所が少なく改良可能であり、こ
れにかかるコストも低減することができる。
【0007】
【実施例】この発明の解決すべき課題及び解決手段は以
上の如くであり、次に作業車両の一例として農業用のト
ラクタ(以下、トラクタ10)について説明する。トラ
クタ10は、車体前部にエンジン8を設け、このエンジ
ン8よりクラッチハウジング、ミッションケース11、
及びリアミッションケース12等を車体前後方向に一体
的に連結して設けている。そして、車体前部左右に前輪
14・14を設け、車体後部左右に後輪15・15を設
けている。クラッチハウジングの内部には主クラッチ1
6が設けられ、ミッションケース11、及びリヤミッシ
ョンケース12の内部には、前後進切替機構17と主変
速18と副変速19が設けられ、エンジン8からの回転
動力を適宜伝達減速して後輪15・15へ伝達すると共
に、油圧クラッチ式の4WD切替機構20を経由して前
輪14・14へも伝達可能に構成している。また、この
4WD切替機構20へ入力するシャフト21Sに設けら
れたギア21Gには、このギア21Gの回転を検出する
前輪回転センサ22が設けられ、また、4WD切替機構
20から出力されるシャフト23Sのギア23Gには、
前輪回転センサ24が設けられている。主クラッチ16
には、この主クラッチ16を入切する主クラッチ操作シ
リンダ25がリンク機構を介して設けられ、このシリン
ダ25のピストンが伸長すると主クラッチが切れてエン
ジン8からの回転動力を遮断し、前記ピストンが短縮す
るとエンジン11の回転動力を前後進切替機構17へ伝
達する構成となっている。また、ミッションケース12
の中央上部には、フロア30が設けられ、このフロア3
0の後端は、前記後輪15を前方から上方へかけて覆う
フェンダー31に接続されている。エンジン8の周囲は
ボンネット32で覆われこのボンネット32の後部にメ
ータパネル33が設けられている。また、メータパネル
33の後方にはハンドルポスト34が設けられ、ハンド
ル35が設けられている。そして、ハンドル回転操作に
より前記前輪14・14を操向する構成となっている。
ハンドル35の下方には、スロットルレバー37が設け
られ、この回動基部には、スロットル位置センサ38が
設けられている。前記ハンドル35の後方には操縦席3
9が設けられ、この操縦席39の後方に前記4WD切替
機構を制御する4WDコントローラ1Aが設けられてい
る。
【0008】4WDコントローラ1Aでは、前記前輪回
転センサ24と後輪回転センサ22の信号を入力し、こ
の信号をCPUにて各車輪の回転数に演算し、これらの
回転数に予め設定された回転数以上の差を検出したとき
には、前記4WD切替機構の油圧クラッチを圧着させる
ように構成された油圧制御弁の4WD切替SOL29へ
通電を行い、二駆走行から四駆走行へ切り替える制御を
行う構成となっている。これにより、圃場作業では、旋
回時に二駆走行となったり、スリップの激しい土壌では
四駆走行となり作業状態に応じた適切な走行形態が選択
される。
【0009】また、この操縦席39の前側方には、走行
用の変速レバー40や作業機ポジションレバー41が突
出して設けられ、操縦席39の側方には、耕耘深さを設
定する耕深設定器42と、「走行」モードと「作業」モ
ードの指定をおこなう切替装置2が設けられている。前
記変速レバー40の回動基部には、作業者の変速操作を
検出するシフト位置センサ43が設けられ、前記操縦席
39の下方に設けられた変速用のシフトコントローラ1
Bに接続されている。
【0010】シフトコントローラ1Bは、前記シフト位
置センサ43からの変速信号を受信すると、まず最初
に、前記主クラッチ操作シリンダ25のピストンを伸長
操作するように構成した主クラッチ切用の制御弁の主ク
ラッチ切用SOL26に通電を行い主クラッチ16を切
った後、主変速切替SOL27…と副変速切替SOL2
8…とに通電を行い適宜主変速18、副変速19を切り
替え、その後前記主クラッチ切用SOL26に通電を停
止して主クラッチ16を接続する構成となっている。ま
た、シフトコントローラ1BのROMには、主クラッチ
16を接続する際に、図5のように圃場作業を前提とし
てクラッチ接続を滑らせること無くするために初期接続
圧を大きく出力する作業パターンと、路上走行を前提と
して初期圧力を小さく出力し緩やかに接続圧を増加する
路上走行パターンの制御プログラムが格納されている。
【0011】前記作業機ポジションレバー41の回動基
部にはポテンショメータ45が設けられ、操縦席39の
側方に設けられた作業機昇降用の作業機姿勢コントロー
ラ1Cへ接続されている。このコントローラ1Cでは、
後述するポジション制御や耕深制御が行われる。トラク
タ10のリアミッションケース12の後部上面には、シ
リンダーケース50が設けられ、これに内蔵されたメイ
ンシリンダ49内に作動油を供給、或いは排出すること
によりシリンダケース50の左右両側に枢支されている
リフトアーム51・51を上下回動させる構成となって
いる。このリフトアーム51の枢支部にはこの角度を検
出するリフトアーム角度センサ52が設けられている。
また、リフトアーム52・52の上下回動によりトップ
リンク53と左右ロアリンク54・54からなる3点式
リンク機構を上下昇降する構成となっている。
【0012】作業機60は、前記3点リンク機構を介し
て装備されトラクタ10に牽引されながら対地作業をす
るものである。この作業機60は、耕耘部と、この耕耘
部を取り囲むカバー部等から構成されている。耕耘部
は、前記エンジン11の回転動力をトラクタ10の後部
のPTO軸55から伝動軸56、及び作業機60の伝動
機構を介して回転軸61へ伝導させて、回転軸61に取
り付けられた複数の回転爪62が駆動回転することによ
り圃場の土を粉砕、撹拌、耕起する構成となっている。
また、カバー部は回転軸61の軸回り上方に設けられた
ロータリーカバー63と、このロータリーカバー63の
後部に上下回動可能に枢着されたリアカバー64とで構
成され、ロータリーカバー63の後部にはリヤカバー角
度センサ65が設けられている。これにより、作業中に
リアカバー64は、圃場の凹凸を追従してして上下し、
この回動角度をリヤカバー角度センサ65によって検出
される構成となっている。前記リフトアーム角度センサ
52、リヤカバー角度センサ65のセンサ情報は作業機
姿勢コントローラ1Cへ送信される構成となっている。
作業機姿勢コントローラ1Cでは、前記リヤカバー角
度センサ65により実耕深と耕深設定器42により設定
された設定耕深値をCPUにて比較演算し、この実耕深
値が設定耕深値に一致するように作業機昇降制御弁の作
業機上昇用SOL66Aと作業機下降用SOL66Bに
通電を行い作業機60を昇降させる耕深制御や、作業者
のポジションレバー41の操作角度をポテンショメータ
45で検出し、リフトアーム51・51の角度を前記操
作角度に応じて回動するポジション制御が行われる構成
となっている。
【0013】前記エンジン8は、ディーゼル式エンジン
であり、このエンジン8の側部に設けられたインジェク
ションポンプ70には電子ガバナ装置が設けられてい
る。また、エンジン8の側方には、ガバナコントローラ
1Dが設けられている。前記電子ガバナ装置は、エンジ
ン11の回転数を検出するエンジン回転数センサ72
と、コントロールラック59の左右位置を調節するラッ
クアクチュエータ74と、このラック59の位置を検出
するラック位置センサ75とを設け、前記スロットル位
置センサ38と共に夫れ夫れガバナコントローラ1Dへ
接続されている。
【0014】ガバナコントローラ1DのROMには、作
業中に常時一定のエンジン出力が出力されるようにコン
トロールラック位置を調節する「作業モード」と、路上
走行中に負荷率が大きくなるにつれてエンジン回転をド
ロップさせて路上走行に適した「走行モード」との二つ
のモードを有する制御プログラムが格納されている。
(図6) 前述した複数のコントローラ1…のシステムについて図
1のブロック図に則して説明する。
【0015】トラクタ10には、4DWコントローラ1
Aと、シフトコントローラ1Bと、作業機姿勢コントロ
ーラ1Cと、ガバナコントローラ1Dが搭載され、夫れ
夫れのコントローラ1…は、CPUと、各制御プログラ
ムを格納するROMと、各種センサ等の情報を一時格納
するRAM等を有する構成である。前記走行状態と作業
状態とに応じて切り替える切替装置2は、スイッチ式に
構成され、「走行」時に接続される接点を有する走行ラ
イン9Aと、「作業」時に接続される接点を有する作業
ライン9Bを有する構成であり、夫れ夫れガバナコント
ローラ1Dと、4WDコントローラ1Aと、シフトコン
トローラ1Bとに並列的に接続されている。
【0016】この切替装置2が「走行」側に入れられる
と、前記ガバナコントローラ1Dでは、前記「走行モー
ド」に応じたガバナ制御が行われ、また4DWコントロ
ーラ1Aでは、二駆と四駆の切り換えの制御がOFFさ
れて、常時二駆走行となる。また、シフトコントローラ
1Bでは、主クラッチ16の接続を走行パターンに基づ
いて実行される。
【0017】また、この切替装置2が、「作業」側に入
れられると、前記ガバナコントローラ1Dでは、前記
「作業モード」が選択される。また、4WDコントロー
ラ1Aでは、前後輪の回転センサ24・22の検出より
四駆と二駆の切り換え制御がONされている。また、シ
フトコントローラ1Bでは、クラッチ接続を作業パター
ンに基づいて実行される。
【0018】これにより、各コントローラ1A・1B・
1Dで行われる制御のON、OFFや、走行時と作業時
の出力パターンの切り換えを一括して切り換え可能にし
たので、作業者にとっては、各コントローラ1…ごとに
切替装置2…が構成されていることと比較して、操作が
簡単であり、従来の切替の煩わしさを解消する。また、
切替装置2の形態として、スイッチ式以外の形態、例え
ばダイヤル式として「走行」「作業」のモード以外の項
目例えば、「センサチェック」等の項目を追加して、こ
のラインを並列的に各種コントローラ1…に接続しても
良い。これにより、トラクタ10の各種配線類を極力減
少することができる。また、切替装置2の接点を作動部
位、例えば変速レバー40の回動基部に設け、走行時に
シフトされる変速位置にレバー40が操作されると連動
して切り替わる構成としても良い。これにより、オペレ
ータの前記切替装置2の切り忘れを確実に無くすことが
できる。
【0019】また、例えば、走行時にリフトアーム51
・51の回動を固定する制御を行うときには、前記切替
装置2の走行ライン9Aと作業ライン9Bを、作業機姿
勢コントローラ1Cまで延長して既設のコントローラと
同じく並列的に接続すれば良い。これより、他のコント
ローラ1…の配線環境に影響されずに、トラクタ10の
改良を行うことができるのでこれに掛かるコストを安く
するとができる。
【0020】前記トラクタ10の複数のコントローラ1
B・1C・1Dは、各種センサの情報や制御状態の情報
を共有化するため通信回線を設け、夫れ夫れが通信のホ
ストコントローラ機能を有する構成となっている。そし
て、通常時は一つのホストコントローラにより各コント
ローラ間の通信を統括して通信制御が行われている。し
かしながら、このホストコントローラ1が作動不能に陥
ったときは、全通信が行われなくなり、正常機能を有す
る制御も同時に作動しなくなるという不具合が有った。
このコントローラシステムでは、これらのホストのコン
トローラ1が作動不能に陥ると、このホストの機能がそ
の他のコントローラ1’に切り替わるホスト切替機能を
有する構成となっている。
【0021】図1のブロック図と図7のフローチャート
図に則して説明すると、前記複数のコントローラ1…の
内、シフトコントローラ1Bと作業機姿勢コントローラ
1Cとガバナコントローラ1Dとは、夫れ夫れシンクロ
ナス方式による通信回路により接続された構成となって
いる。また、各コントローラ1B・1C・1Dは、夫れ
夫れ通信制御機能を有する構成となっている。そして、
通常時、シンクロナス方式による通信のクロック回線
(CLK)状態は、作業機姿勢コントローラ1Cが、送
信モードに設定されホストコントローラとなっている。
また、その他のガバナコントローラ1Cと、シフトコン
トローラ1Bのクロック回線は受信モードに設定されて
いる。そして、作業機姿勢コントローラ1Cからガバナ
コントローラ1Bと作業機姿勢コントローラ1Dへ情報
の送受信の要求信号を順次送信している。しかしなが
ら、ホストコントローラである作業機姿勢コントローラ
1Cが通信不能に陥り、シフトコントローラ1Bが、こ
の要求信号を一定時間以上受信しなくなると、同コント
ローラ1Bは、通信クロック回線の受信モードを送信モ
ードへ切り替わると共に、リレー回路を有する切替装置
80へ通電を行い、内部のスイッチ接点を切り換える。
これにより、各センサ信号や制御状態を表す信号は、シ
フトコントローラ1Bの送信ポートからガバナコントロ
ーラ1Dの受信ポートへ、ガバナコントローラ1Dの送
信ポートからシフトコントローラ1Bの受信ポートへ
(図中点線)信号を流れるようになる。その後、シフト
コントローラ1Bは、ガバナコントローラ1Dからデー
タの受信すれば、このままシフトコントローラ1Bがホ
ストコントローラとなって通信制御が再開される構成と
なっている。また、ホストコントローラが切り替わる
と、前記メータパネル33等にコントローラ異常を報知
する構成となっている。
【0022】このように、ホストである作業機姿勢コン
トローラ1Cが作動不能に陥っても、シフトコントロー
ラ1Bがホストに切り替わり、シフトコントローラ1B
とガバナコントローラ1Dとの通信は正常に機能するた
めに、走行とエンジン8のガバナに共通するセンサ情報
の送受信や制御は引き続き続行することができるように
なった。
【0023】また、ホスト切替機能として、シフトコン
トローラ1B、若しくはガバナコントローラ1Dの通信
ポートを送信から受信へ、受信から送信へ切り換える構
成としても良い。。また、各コントローラ1…は、夫れ
夫れ通信制御機能のホスト機能を有する構成となってい
るので、各コントローラに外部機器通信インターフェー
スを設けホストコントローラの設定を外部通信機器で設
定する構成としても良い。これにより、最もセンサ情報
を多く司る順にホストコントローラを設定したり、作業
系、若しくは走行系の目的に応じたホストコントローラ
に設定することもができる。
【0024】尚、特許請求の範囲に実施例の構成に対応
する部材の符号を付すが、この符号によりこの発明を実
施例の構成に限るものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】コントローラの接続を示すブロック図。
【図2】トラクタの全体側面図。
【図3】トラクタの伝動機構図。
【図4】インジェクションポンプの側面断面図。
【図5】主クラッチの接続パターンを示すグラフ。
【図6】エンジン回転のモード特性を示す図。
【図7】通信制御のホスト切替わりを示したフローチャ
ート図。
【符号の説明】
1A 4WDコントローラ 1B シフトコントローラ 1C 作業機姿勢コントローラ 1D ガバナコントローラ 2 「走行」「作業」切替装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入出力部を有するコントローラ1…を複
    数設けた作業車両に、「走行」状態と「作業」状態とを
    指定する単一の切換装置2を設け、この切換装置2を前
    記コントローラ1…に並列的に接続したことを特徴とす
    る作業車両のコントローラシステム。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101250408B1 (ko) * 2010-11-09 2013-04-08 대한민국 이앙기 액추에이터 모듈 및 이를 포함하는 이앙기
KR20200078694A (ko) * 2014-10-16 2020-07-01 얀마 파워 테크놀로지 가부시키가이샤 작업 차량

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101250408B1 (ko) * 2010-11-09 2013-04-08 대한민국 이앙기 액추에이터 모듈 및 이를 포함하는 이앙기
KR20200078694A (ko) * 2014-10-16 2020-07-01 얀마 파워 테크놀로지 가부시키가이샤 작업 차량

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