JPH10312875A - 放電管型サージアブソーバ - Google Patents

放電管型サージアブソーバ

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JPH10312875A
JPH10312875A JP12106797A JP12106797A JPH10312875A JP H10312875 A JPH10312875 A JP H10312875A JP 12106797 A JP12106797 A JP 12106797A JP 12106797 A JP12106797 A JP 12106797A JP H10312875 A JPH10312875 A JP H10312875A
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tube
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discharge tube
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Abstract

(57)【要約】 【課題】サージ耐量が大きく、放電やリード線の溶接等
により熱が発生しても、電極に穴のあかない放電管型サ
ージアブソーバであって、内径の大きい外装管を用いる
ことができる放電管型サージアブソーバを提供する。 【解決手段】サージアブソーバ素子20の両端からこの
サージアブソーバ素子20をスラグリード30で挟み、
環状のガラスビーズ12をスラグリード30の電極31
に嵌挿し、金属板を弾力を有するように成形して製造さ
れた封止電極13をガラスビーズ12に嵌挿し、サージ
アブソーバ素子20の両端に、スラグリード30、ガラ
スビーズ12、および封止電極13を配備した状態で、
これら部品を、ガラス管11内部に挿入し、ガラス管1
1内部をArガスに置換した状態で、サージアブソーバ
素子20が挿入されたガラス管11を加熱しガラス管1
1の両端を封止した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器に付属す
る電源ライン等経由して、外部から電子機器に侵入する
異常電圧(サージ)から電子機器を保護する放電管型サ
ージアブソーバに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、放電管型サージアブソーバと
して、両端に開口を有する絶縁性の外装管(例えばガラ
ス管等)の内部に、密封された放電室が形成されるよう
に外装管の両端を封止して構成された放電管型サージア
ブソーバが知られている。この放電管型サージアブソー
バを構成する外装管の両端を封止する方法として、外装
管の内径と同一の径を有するジュメット線を所定の長さ
に切断して電極を作製し、この電極の一端にリード線を
接続して(以下、リード線が接続された電極をスラグリ
ードと呼ぶ)、このスラグリードを外装管の両端に挿入
することにより外装管の両端を封止する方法、外装管の
内径と同一の外径を有し、中央部に貫通孔を有するガラ
スビーズの貫通孔にスラグリードを嵌入したものを外装
管の両端に挿入して外装管の両端を封止する方法、板状
の材料を成形して封止電極を作製し、この封止電極で外
装管の両端を封止する方法等がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、放電管型サ
ージアブソーバはサージを吸収するものであるため、放
電管型サージアブソーバが、例えば、外装管の内部に放
電電極を有していると、放電管型サージアブソーバがサ
ージを吸収するたびに放電電極の劣化が進むが、放電空
間を大きくすると、放電電極の劣化を低減することがで
きる。放電空間を大きくするには、外装管の内径を大き
くすればよいが、この外装管の両端を封止する場合に、
外装管の両端にスラグリードを挿入して外装管の両端を
封止する方法を採用すると、上述したように、ジュメッ
ト線の径を外装管の内径に一致させる必要がある。従っ
て、内径が3mm以上の外装管を用いると、ジュメット
線の径も3mm以上にする必要があるが、3mm以上の
径のジュメット線を作製することは難しく、また、3m
m以上の径のジュメット線を作製しても、ジュメット線
は、その径が3mm以上のものになると、ジュメット線
の切断面にばりが発生し易くなるため、スラグリードを
外装管に挿入することは難しい。従って、内径の大きい
外装管を用いた放電管型サージアブソーバを作製するこ
とが難しいという問題がある。また、外装管の内径が大
きくなると、それに伴いジュメット線の径も大きくなる
ため、ジュメット線のコストが高くなる。従って、スラ
グリードの単価が高くなり、放電管型サージアブソーバ
のコストが高くなるという問題もある。
【0004】また、スラグリードが嵌入されたガラスビ
ーズを用いて外装管の両端を封止する方法を採用する
と、外装管の内径が大きくなるにつれてこの外装管の両
端を封止することが難しいという問題がある。また、サ
ージ吸収時には、外装管内部に放電が発生し、この放電
により外装管内部の圧力が急激に変化するが、外装管の
両端の封止に用いられているガラスビーズは硬いため、
圧力の急激な変化を吸収することができず、サージ耐量
を大きくすることが難しいという問題もある。
【0005】また、封止電極で外装管の両端を封止する
方法を採用すると、先に説明した2つの封止方法と比較
して、サージ耐量が大きく、内径の大きい外装管が用い
られた放電管型サージアブソーバを作製することができ
るが、放電時に、放電により発生した熱で封止電極に穴
があきやすいという問題や、封止電極にリード線を溶接
する際に、溶接時に発生する熱により、やはり封止電極
に穴があきやすいという問題がある。
【0006】本発明は、上記事情に鑑み、内径の大きい
外装管を用いることができ、かつ大きなサージ耐量を実
現することのできる放電管型サージアブソーバを提供す
ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の放電管型サージアブソーバは、 (1)両端に開口を有する外装管 (2)この両端の開口それぞれの中央部に配置された、
リード線に接続される電極 (3)この電極と協動してこの開口を塞ぎこの外装管内
部に密封された放電室を形成してなる、この電極とは電
気的に絶縁された環状のバネ部材 を備えたことを特徴とする。
【0008】リード線に接続される電極を、例えばジュ
メット線から作製すると、放電やリード線を溶接する際
に発生する熱により電極に穴があくことが防止される。
また、本発明の放電管型サージアブソーバは、バネ部材
を備えているため、サージ吸収時に外装管内部に発生す
る放電により外装管内部の圧力が急激に変化しても、バ
ネ部材により圧力が吸収される。従って、サージ耐量の
大きなサージアブソーバを実現することができる。
【0009】また、本発明の放電管型サージアブソーバ
は、上記のようのバネ部材を備えているため、バネ部材
の径を大きくすることにより内径の大きい外装管を封止
することができる。つまり、内径の大きい外装管を用い
ても、外装管の両端を封止する際に外装管の開口に配置
される電極の径は小さくてよいため、切断してもバリが
生じないような径の細いジュメット線で電極を作製し、
バネ部材の径を調整することにより、内径の大きい外装
管を封止できる。また、本発明の放電管型サージアブソ
ーバは、電極とバネ部材とが協動して外装管内部を密封
するものであるため、外装管内部を電極のみで密封する
場合と比較して、電極の径を小さくすることができコス
トの削減が図られる。
【0010】ここで、上記外装管の内径が3mm以上で
あることが好ましい。外装管の内径を3mm以上にする
と、例えば、外装管の内部に放電電極が配備されていて
も、この放電電極の劣化を低減することができる。ま
た、上記バネ部材が、弾性変形可能な形状に成形されて
なる金属板であることが好ましい。
【0011】金属板は成形しやすいため、弾力を有する
ように金属板を成形すると容易にバネ部材が得られる。
ここで、上記金属板の厚さが0.01mm以上〜0.5
mm以下であることが好ましい。金属板の厚さを上記の
範囲にすると、適度な弾力を有するバネ部材が作製され
る。
【0012】また、上記外装管内部に固定された、互い
の間にギャップを有し、それぞれが、上記外装管の両端
の開口に配置された電極それぞれに電気的に接続される
とともに上記金属板とは電気的に絶縁された2つの放電
電極を備えることが好ましい。放電電極を、外装管の両
端の開口に配置された電極と電気的に接続するとともに
金属板と電気的に絶縁すると、放電電極間で放電が行わ
れた後、金属板間で放電が行なわれる前に、電極間で放
電が行われるため、放電の熱により金属板に穴があくこ
とが防止される。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図1は、本発明の放電管型サージアブソーバ
の断面図である。図1に示す放電管型サージアブソーバ
10は、両端に開口を有するガラス管11を備えてお
り、このガラス管11の内部には、サージアブソーバ素
子20が備えられている。
【0014】図2は、このサージアブソーバ素子の側面
図である。サージアブソーバ素子20は円柱状の絶縁性
基体21を備えており、この絶縁性基体21の表面に
は、絶縁性基体21の側面を周回方向に一周するように
設けられたギャップ22を挟むように導電性皮膜23が
形成されている。また、導電性皮膜23が形成された絶
縁性基体21の両端には、帽子状のキャップ電極24が
圧入されている。
【0015】このように構成されたサージアブソーバ素
子20の両端には、図1に示すように、このサージアブ
ソーバ素子20を両端から挟むスラグリード30が配置
されている。このスラグリード30は、円柱状の電極3
1とリード線32とから構成されており、この電極31
は、一端面でサージアブソーバ素子20を挟んでおり、
この電極31の他端面にリード線32が形成されてい
る。また、放電管型サージアブソーバ10は、ガラス管
11の両端の開口に、中央部に貫通孔を有する環状のガ
ラスビーズ12を備えている。このガラスビーズ12
は、貫通孔に電極31が挿入されており、この貫通孔の
内壁と電極31の側面とは接着されている。さらに、ガ
ラス管11の両端には封止電極13が備えられている。
【0016】図3は、この封止電極の正面図、図4は、
そのA−A’方向に見た断面図である。封止電極13は
環状であり、中央部にガラスビーズ12が嵌入される孔
14を有している。また、この封止電極13を弾性変形
可能な構造とするため、この封止電極13は、図4に示
すように断面U字形状に形成されている。
【0017】このような構造を有する封止電極13の孔
14には、図1に示すようにガラスビーズ12が挿入さ
れており、孔14の内壁面とガラスビーズ12の外壁面
とは接着されている。また、この封止電極13は、ガラ
ス管11の両端の開口に挿入されており、ガラス管11
の内壁面と封止電極13の外壁面とは接着されている。
このようにガラス管11の両端の開口は、上述した電極
31、ガラスビーズ12、および封止電極13で封止さ
れており、またガラス管11の内部には不活性ガスが封
入されている。
【0018】このように放電管型サージアブソーバ10
が構成されている。図1に示す放電管型サージアブソー
バ10は、弾性変形可能な封止電極13を備えているた
め、サージ吸収時に、ガラス管11内部の圧力が急激に
変化しても封止電極13により圧力が吸収され、サージ
耐量を大きくすることができ、また、封止電極13の径
を大きくすることにより、内径の大きいガラス管11を
封止できる。さらに、この放電管型サージアブソーバ1
0は、リード線32が円柱形状の電極31に接続されて
いるため、電極に穴があくという心配もない。
【0019】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。実
施例1、2として、双方とも図1に示す放電管型サージ
アブソーバ10を製造した。ただし、実施例1、2の放
電管型サージアブソーバは、ガラス管11、電極12、
ガラスビーズ13および封止電極14の寸法が異なって
いる。
【0020】また、比較例1として、ガラス管の両端が
スラグリードで封止された放電管型サージアブソーバを
製造し、比較例2として、ガラス管の両端がガラスビー
ズとスラグリードで封止された放電管型サージアブソー
バを製造し、比較例3として、ガラス管の両端が、金属
板を成形して製造された封止電極で封止された放電管型
サージアブソーバを製造した。
【0021】以下に実施例1、2の放電管型サージアブ
ソーバの製造過程を順次説明した後、比較例1、2、3
の放電管型サージアブソーバの製造過程を説明する。実
施例1の放電管型サージアブソーバは、図1に示すよう
にサージアブソーバ素子20を備えている。このサージ
アブソーバ素子20は、以下のようにして製造した。
【0022】先ず、両端面の直径1mm、長さ3mmの
円柱形状の絶縁性基体21を用意した。次に、この基体
21を覆うように、基体21表面に導電性皮膜を形成し
た。さらに、導電性皮膜が形成された基体21の両端に
帽子状のキャップ電極24を圧入し、この導電性皮膜
を、図2に示すように2つの導電性皮膜23に分割する
ように、基体21側面を周回方向に一周するギャップ2
2を形成した。ギャップの幅は50μmとした。このよ
うにしてサージアブソーバ素子20を製造した。また、
両端面の直径1.5mm、長さ2mmの円柱形状の電極
31の端面にリード線32を接続してスラグリード30
を製造した。
【0023】次に、サージアブソーバ素子20の両端か
らこのサージアブソーバ素子20をスラグリード30で
挟み、貫通孔の径1.5mm、外径3mm、長さ2mm
の環状のガラスビーズ12をスラグリード30の電極3
1に嵌挿した。また、ガラス管11の熱膨張率と同一の
熱膨張率を有する厚さ0.05mmの金属板を、図3、
図4に示すように、断面U字形状であって環状構造を有
し、孔14の径が3mm、外径が7mmとなるように成
形し、また、この金属板の表面に酸化処理を施して封止
電極13を製造し、この封止電極13をガラスビーズ1
2に嵌挿した。
【0024】次に、サージアブソーバ素子20の両端
に、スラグリード30、ガラスビーズ12、および封止
電極13を配備した状態で、これら部品を、図1に示す
ように、ガラス管11(両端の開口の径5mm、外径7
mm、長さ7.5mm)内部に挿入し、ガラス管11内
部をArガスに置換した状態で、サージアブソーバ素子
20が挿入されたガラス管11を加熱して、ガラス管1
1と封止電極13、封止電極13とガラスビーズ12、
およびガラスビーズ12と電極31を、それぞれ接着す
ることによりガラス管11の両端を封止した。本実施例
ではArの圧力は800Torrとした。このようにし
て実施例1の放電管型サージアブソーバを製造した。
【0025】実施例2の放電管型サージアブソーバにつ
いても、実施例1と同様にして製造した。ただし、実施
例2では、電極31は、両端面の直径が1mm、長さ2
mmであり、ガラスビーズ12は、貫通孔の径1mm、
外径2mmであり、封止電極13は、金属板を孔14の
径2mm、外径3mmとなるように成形したものであ
り、ガラス管11は内径が3mmのものである。
【0026】比較例1の放電管型サージアブソーバは、
実施例1、2と同様に、図1、2に示すサージアブソー
バ素子を備えている。ここでは、実施例1、2で製造さ
れたサージアブソーバ素子の製造過程と同じ製造過程を
経て実施例1、2のサージアブソーバ素子と同一寸法の
サージアブソーバ素子を製造した。また、両端面の直径
2m、長さ2mmの円柱形状の電極の一端面にリード線
を接続してスラグリードを製造した。
【0027】次に、サージアブソーバ素子の両端からサ
ージアブソーバ素子をスラグリードで挟み、両端の開口
の径2mm、外径3mm、長さ7.5mmのガラス管内
部に、スラグリードで挟まれたサージアブソーバ素子を
挿入し、ガラス管内部をArガスに置換した状態で、サ
ージアブソーバ素子が挿入されたガラス管を加熱してス
ラグリードの電極とガラス管とを接着し、ガラス管の両
端を封止した。Arガスの圧力は800Torrとし
た。このようにして比較例1の放電管型サージアブソー
バを製造した。
【0028】比較例2の放電管型サージアブソーバにつ
いても、比較例1と同様に、実施例1、2で製造された
サージアブソーバ素子と同一寸法のサージアブソーバ素
子を製造した。また、実施例1で製造されたスラグリー
ドと同一寸法のスラグリードを製造した。次に、サージ
アブソーバ素子の両端から、このサージアブソーバ素子
をスラグリードで挟み、このスラグリードの電極に、貫
通孔の径1.5mm、外径5mm、長さ2mmの環状の
ガラスビーズを嵌挿した。
【0029】次に、スラグリードで挟まれたサージアブ
ソーバ素子を、両端の開口径5mm、外径7mm、長さ
7.5mmのガラス管に挿入し、ガラス管の内部をAr
ガスに置換した状態で、サージアブソーバ素子が挿入さ
れたガラス管を加熱して、ガラス管とガラスビーズ、お
よびガラスビーズと電極を、それぞれ接着することによ
りガラス管の両端を封止した。Arガスの圧力は800
Torrとした。
【0030】このようにして、比較例2の放電管型サー
ジアブソーバを製造した。比較例3の放電管型サージア
ブソーバについても、比較例1、2と同様に、実施例
1、2で製造されたサージアブソーバ素子と同一寸法の
サージアブソーバを製造した。このサージアブソーバ素
子は、実施例1、2および比較例1、2と同様に、両端
に開口を有するガラス管内部に配置されるものである
が、この比較例3の放電管型サージアブソーバは、ガラ
ス管の両端の開口に、金属板を成形して製造される封止
電極を挿入し、この封止電極が挿入されたガラス管を加
熱することによりガラス管の両端を封止して製造される
ものである。そこで、ガラス管の熱膨張率と同一の熱膨
張率を有する金属板から封止電極を製造した。この封止
電極の表面には酸化処理が施されており、ここでは、封
止電極の寸法は直径5mm、厚さ0.05mmとした。
【0031】次に、この封止電極でサージアブソーバ素
子を挟み、両端の開口の径5mm、外径7mm、長さ
7.5mmのガラス管に、封止電極で挟まれたサージア
ブソーバ素子を挿入し、ガラス管の内部をArガスに置
換した状態で、サージアブソーバ素子が挿入されたガラ
ス管を加熱してガラス管と封止電極とを接着し、ガラス
管の両端を封止した。Arガスの圧力は800Torr
とした。このようにして比較例3の放電管型サージアブ
ソーバを製造した。
【0032】表1に、実施例1、2および比較例1〜3
の放電管サージアブソーバそれぞれについて放電開始電
圧、およびサージ耐量を測定した結果を示す。
【0033】
【表1】
【0034】表1からわかるように、実施例2と、比較
例1、2とを比較すると、いずれの場合も、ガラス管の
内径は3mmであるが、実施例2の方が比較例1、2よ
りも大きいサージ耐量が得られた。また、実施例1と比
較例3とを比較すると、実施例1の放電管サージアブソ
ーバにはリード線が接続されており、比較例3の放電管
サージアブソーバにはリード線が接続されていないが、
いずれの放電管サージアブソーバもガラス管の内径は5
mm、サージ耐量は5500Aである。
【0035】比較例3の放電管サージアブソーバは、封
止電極が金属板から製造されているため、この封止電極
にリード線を溶接すると封止電極に穴があく危険性が高
く、電極に穴があくと比較例3の放電管サージアブソー
バは、サージアブソーバとして使用することができなく
なるが、実施例1の放電管サージアブソーバは、リード
線が円柱形状の電極に溶接されているため、リード溶接
時に電極に穴があく危険性はなく、サージアブソーバと
して使用できなくなる心配はない。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように本発明の放電管型サ
ージアブソーバによれば、内径の大きい外装管を用いる
ことができ、かつ大きなサージ耐量を実現することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の放電管型サージアブソーバの断面図で
ある。
【図2】図1に示す放電管型サージアブソーバを構成す
るサージアブソーバ素子の側面図である。
【図3】図1に示す放電管型サージアブソーバを構成す
る封止電極の正面図である。
【図4】図4に示す封止電極のA−A’方向に見た断面
図である。
【符号の説明】
10 放電管型サージアブソーバ 11 ガラス管 12 ガラスビーズ 13 封止電極 14 孔 20 サージアブソーバ素子 21 絶縁性基体 22 ギャップ 23 導電性皮膜 24 キャップ電極 30 スラグリード 31 電極 32 リード線

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 両端に開口を有する外装管と、該両端の
    開口それぞれの中央部に配置された、リード線に接続さ
    れる電極と、 該電極と協働して該開口を塞ぎ該外装管内部に密封され
    た放電室を形成してなる、該電極とは電気的に絶縁され
    た環状のバネ部材とを備えたことを特徴とする放電管型
    サージアブソーバ。
  2. 【請求項2】 前記外装管の内径が3mm以上であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の放電管型サージアブソー
    バ。
  3. 【請求項3】 前記バネ部材が、弾性変形可能な形状に
    成形されてなる金属板であることを特徴とする請求項1
    または2記載の放電管型サージアブソーバ。
  4. 【請求項4】 前記金属板の厚さが0.01mm以上〜
    0.5mm以下であることを特徴とする請求項3記載の
    放電管型サージアブソーバ。
  5. 【請求項5】 前記外装管内部に固定された、互いの間
    にギャップを有し、それぞれが、前記外装管の両端の開
    口に配置された電極それぞれに電気的に接続されるとと
    もに前記金属板とは電気的に絶縁された2つの放電電極
    を備えたことを特徴とする請求項3記載の放電管型サー
    ジアブソーバ。
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