JP4484461B2 - 深穴切削具 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガンドリルシステムに適用されるドリルやリーマなどの深穴切削具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
深穴加工システムとして、ガンドリルシステム、BTAシステム、エジェクタシステムなどが知られているが、比較的小径の深穴加工には簡単な構成のガンドリルシステムが汎用されている。このガンドリルシステムは、中空筒状で外周面に長手方向に沿って断面略V字状の切屑排出溝を形成したシャンクの先端に、同じく外周面に切屑排出溝を形成したドリルヘッドを取り付けたガンドリルを用い、深穴加工時に、高圧の切削油をドリル内部の切削油供給路を通してドリルヘッドの先端側より吐出させ、被加工物の切削穴内で発生した切屑を切削油と共に切屑排出溝から外部に排出するようにしたもので、小径でも切屑排出溝のスペースを大きくとれることで、切屑を比較的容易に排出できる利点がある。
【0003】
このようなガンドリルとして、本出願人が先に出願した図6に示すようなものがある(特許文献1参照)。このガンドリル31は、長尺なシャンク33の先端部にドリルヘッド32を取り付けてなるもので、シャンク33及びドリルヘッド32にはその外周面に長手方向に沿って断面略V字状の切屑排出溝34,35が形成されており、シャンク3には切削油供給路36が設けられ、この切削油供給路36は、ドリルヘッド32に設けてあるドリルヘッド側切削油供給路(図示せず)に連通連結され、ドリルヘッド側切削油供給路は、ヘッド先端部の吐出口に通じている。尚、シャンク33は、複数のシャンク部分に分割構成されることもある。この図6において、33oはシャンク33の基端部に形成された太径の被駆動軸部で、チャックなどに保持されて回転駆動力を受ける。
【0004】
【特許文献1】
特願2002−332124号(第7〜10頁、図1〜図4)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のガンドリルでは、シャンク33内部の略全長に亘って延びる切削油供給路36が、図6の(b) に示すようにシャンク33の横断面の中心に対し偏心した位置に設けられることから、この切削油供給路36を形成するための孔明け加工が非常に困難であった。即ち、シャンク33は、直径が例えば30mm程度で、例えば500mm程度の長さを有するように、細くて長いものであるため、丸棒材(ワーク)を使用してシャンクを形成するにあたり、所定長さの丸棒材に切削油供給路用の孔明け加工をするのに、その丸棒材の一端側から他端側へ連続的に孔明けするにしても、また丸棒材の両端側から中心に向かって孔明けするにしても、丸棒材を固定させておいて、孔明け工具を丸棒材の偏心位置で回転させる必要がある。しかして、そのような孔明け作業には非常な手間と時間がかかって、作業能率が極端に悪い上に、所定の位置に孔を明けることができず、特に丸棒材の両端側から孔明けする場合は、両側の孔を中央部で同心状に合致させることは不可能に近かった。このように孔明け加工が非常に困難であることから、ガンドリルなどの深穴切削具の製作コストが高くついていた。
【0006】
本発明は、上記のような課題に鑑み、シャンクの切削油供給路を容易に形成できて、安価に製作可能な深穴切削具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】
請求項1に係る発明は、シャンク3の先端部にドリルヘッド2が着脱可能に取り付けられ、シャンク3及びドリルヘッド2の外周面に長手方向に沿って断面略V字状の切屑排出溝4,5が形成され、シャンク3には切削油供給路が設けられ、ドリルヘッド2にはシャンク側切削油供給路に連通し、ヘッド先端部に開口する切削油供給路6が設けられてなる深穴切削具において、シャンク側切削油供給路は、シャンク3の外周面にその長手方向に沿って給油パイプ埋込用の溝20を形成し、この溝20に給油パイプ15を埋め込んでなるもので、この給油パイプ15の先端部をドリルヘッド2側の切削油供給路6に連通連結するようにしたことを特徴とする。
【0009】
請求項2は、請求項1に記載の深穴切削具において、前記給油パイプ15の先端部は、シャンク3の先端部内に同心状に嵌合固定される給油パイプ保持ブロック13の軸方向貫通孔19、26に挿着されるようになっていることを特徴とする。
【0010】
請求項3は、請求項2に記載の深穴切削具において、前記給油パイプ保持ブロック13は、シャンク3の切屑排出溝5に対応する略V字状の切屑排出溝18を形成した短円柱片からなるもので、シャンク先端部3sに同心状に形成されたドリルヘッド連結用穴部10の奥部14に嵌合固定されて、シャンク先端部3sの外周面からサイドロックネジ17により固定されるようになっていることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る深穴切削具の好適実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。図1はガンドリル1の全体を示す正面図、図2の(a) は図1の矢印Aで示す部分の拡大正面図、(b) は(a) のB−B線断面図、(c) は(a) に示すガンドリル1の先端側から見た側面図であり、図3は同ガンドリル1の斜視図、図4は同ガンドリル1の分解斜視図である。
【0012】
このガンドリル1は、図1に示すように、長尺なシャンク3と、このシャンク3の先端部に着脱可能に取り付けられたドリルヘッド2とからなり、シャンク3の基端部には、チャックなどに保持されて回転駆動力を受ける太径の被駆動軸部3oが設けられ、そしてドリルヘッド2及びシャンク3には夫々の外周面に長手方向に沿って断面略V字状の切屑排出溝4,5が形成されている。この切屑排出溝4,5は、図2その他の図面では、中心軸線Oからの開き角度が90°程度に図示されているが、実際には110°〜130°となるように形成される。
【0013】
ドリルヘッド2は、図4から分かるように、太径のヘッド本体部2aと、このヘッド本体部2aの後端から同軸一体に延びる後端連結軸部2bとからなり、ヘッド本体部2aの先端側には、切刃を形成する超硬チップ8及びガイドパッド9が固着されている。後端連結軸部2bの後端面からヘッド本体部2aに亘って給油管路6が中心軸線Oに沿って一体に形成され、また後端連結軸部2bの外周面には連結用の雄ねじ部7が形成されている。給油管路6はヘッド本体部2a内部で分岐して先端部の切削油吐出口24,24に開口している。25はヘッド本体部2a先端部からV字状切屑排出溝4の中央部に開通する切屑排出路である。
【0014】
また図4から分かるように、シャンク3には先端部3sに、ドリルヘッド2の後端連結軸部2bに外嵌可能な嵌合穴部10が同心状に形成されると共に、この嵌合穴部10の奥部からシャンク3の基端部側へ直線状に延びる給油パイプ挿入用の中空部11がシャンク3の中心軸線Oに沿って形成され、この中空部11に、シャンク側切削油供給路を形成するための給油パイプ15が挿入されるようになっている。また、シャンク先端部3sの嵌合穴部10には、軸方向中央部側の内周面に、ドリルヘッド後端連結軸部2bの雄ねじ部7と螺合する雌ねじ12が形成され、この雌ねじ12の奥側には図4に示すような給油パイプ保持ブロック13を嵌合収容する保持ブロック嵌合部14が形成されている。図4において、16はシャンク先端部3sに設けられたねじ孔で、取付ブロック固定用のサイドロックネジ1 7がねじ込まれるようになっいる。
【0015】
給油パイプ保持ブロック13は、図4に示すように、シャンク3の切屑排出溝5に対応する略V字状の切屑排出溝18を形成した短円柱片からなるもので、その中心部には、給油パイプ15の先端部に設けられた雄ねじ部(図示せず)が螺嵌するねじ孔19(軸方向貫通孔)を形成している。また、給油パイプ保持ブロック13の外周面には、シャンク先端部3sの外周面からねじ込まれるサイドロックネジ17の尖端部を係合させる係合凹部20が設けられている。
【0016】
上記のような構成よりなるガンドリル1の組み付けにあたっては、先ず、給油パイプ保持ブロック13をシャンク先端部3sのブロック嵌合部14に嵌合して収容し、シャンク先端部3sの外周面に設けてある複数のねじ孔16にサイドロックネジ17をねじ込んで、その尖端部を当該ブロック13の外周面にある係合凹部20に係合させた状態で締め付け、それによって給油パイプ保持ブロック13をブロック嵌合部14に固定する。
【0017】
この後、給油パイプ15をシャンク3の中空部11にシャンク3の基端側より挿入し、この給油パイプ15の先端雄ねじ部を、シャンク先端部3sの取付ブロック嵌合部14に固定された給油パイプ保持ブロック13のネジ孔19にねじ込んむ。この場合、給油パイプ15の先端がブロック13の先端面から突出しないようにする。これによって、給油パイプ15は、先端部が保持ブロック13につながれてシャンク3の中空部11内に保持固定される。尚、図4に示す給油パイプ保持ブロック13はシャンク先端部3sから取り外した状態を示している。
【0018】
こうして、給油パイプ15をシャンク3の中空部11に挿入して固定した後、ドリルヘッド2の後端連結軸部2bをシャンク先端部3sの嵌合穴部10に嵌め入れて、ドリルヘッド後端連結軸部2bの雄ねじ部7を嵌合穴部10の雌ねじ12に螺合し、図2の(a) に示すようにドリルヘッド後端連結軸部2bの後端面を給油パイプ保持ブロック13の先端面に当接させた状態とすることによって、シャンク3の先端部3sにドリルヘッド2を取り付け固定ると共に、シャンク3側の切削油供給路である給油パイプ15と、ドリルヘッド2側の切削油供給路である給油管路6とを連結連結する。
【0019】
上記の組み付け作業において、給油パイプ保持ブロック13をシャンク先端部3sの嵌合穴部10に嵌め入れるには、例えば、切屑排出溝5を上向きにしたシャンク先端部3sの上方に、切屑排出溝18を横向きにした給油パイプ保持ブロック13を持ち来し、このブロック13をそのまま下降してシャンク先端部3sの嵌合穴部10内に入れて適宜回転させるようにすることによって、簡単に嵌め込むことができる。
【0020】
またドリルヘッド2の後端連結軸部2bをシャンク先端部3sの嵌合穴部10に嵌め入れる場合も、上記給油パイプ保持ブロック13と同様な要領でよいが、ドリルヘッド2の場合は、中心軸線Oに沿ってクーラント供給管路6が一体又は一体的に形成されて、切屑排出溝4のコーナー部がアール状に盛り上がっていることから、切屑排出溝4の開き角度が90°程度であれば、そのコーナー部の盛り上り部分が邪魔になって、ドリルヘッド後端連結軸部2bがシャンク3先端部3sの嵌合穴部10に嵌まり得ないことがある。従って、そのようなコーナー部の盛り上り部分があっても、容易に嵌め込み出来るようにするためには、切屑排出溝4の開き角度が少なくとも110°になるように形成するとよい。
【0021】
上記のようなガンドリル1によれば、シャンク3内にその中心軸線Oに沿って給油パイプ挿入用の中空部11を形成し、この中空部11に給油パイプを挿入することによって、シャンク側切削油供給路を構成しているので、その給油パイプ挿入用中空部11を形成するには、シャンク形成材料としての丸棒材(ワーク)の中心軸線Oに沿って孔明け加工を行えばよく、しかもこの孔明け加工にあっては丸棒材か加工機の何れかを回転させればよいから、孔明け加工を簡単容易で且つ正確に行うことができる。また、その孔明け加工に際しては、丸棒材の両端から孔明けを行っても、両側の孔を確実に同心状に合わせることが容易に可能となる。
【0022】
図5は、本発明に係る他のガンドリル21を示すもので、(a) はガンドリル21の要部正面図、(b) は(a) のB−B線断面図、(c) は(b) のC−C線断面図である。このガンドリル21は、シャンク3の先端部3s外周面にその長手方向に沿って給油パイプ埋込用の溝20を形成し、この溝20に、シャンク側切削油供給路を形成するための給油パイプ15を埋め込み、この給油パイプ15の先端部15aをドリルヘッド側切削油供給路としての給油管路6に連通連結するようにしたものである。
【0023】
給油パイプ埋込用溝20は、図5の(b) から分かるように、シャンク3の外周面に沿った切屑排出溝5と反対側の位置にシャンク3の略々全長に亘って断面U字状に形成されたもので、シャンク先端部3sの嵌合穴部10に臨む当該溝20の先端部20aは、その溝底部が中心軸線側へ近づくように傾斜状に深く形成されている。
【0024】
給油パイプ保持ブロック13は、前記ガンドリル1の場合と同様に、シャンク先端部3sの嵌合穴部10の奥部に形成されたブロック嵌合部14に嵌合されるようになっているが、給油パイプ15の先端部15aを挿着するための軸方向貫通孔26が、給油パイプ保持ブロック13の中心から周辺側へ寄った位置に設けられている。これは、給油パイプ保持ブロック13がシャンク3の外周側に形成されることから、それに対応して給油パイプ15の挿着位置を出来るだけブロック13の外周側に位置させるためである。
【0025】
このガンドリル21は、その他の構成については、ガンドリル1と同じであるため、ガンドリル1と同じ構成部材には同符号を付して、その説明を省略する。しかして、このガンドリル21を組み付けには、先ず、給油パイプ保持ブロック13をシャンク先端部3sのブロック嵌合部14に嵌合収容し、サイドロックネジ17をねじ込んで固定する。この場合、ブロック13は、その軸方向貫通孔26が給油パイプ埋込用溝20に臨むように位置させる。この後、給油パイプ15を給油パイプ埋込用溝20に挿入しながら、この給油パイプ15の屈曲した先端部15aを給油パイプ保持ブロック13の軸方向貫通孔26に挿入し、しかして給油パイプ15全体を給油パイプ埋込用溝20に埋め込む。この際、給油パイプ15の所要箇所を溝20の内壁に溶接してもよい。
【0026】
こうして、給油パイプ15をシャンク3の給油パイプ埋込用溝20に挿入して固定した後、前記ガンドリル1の場合と同様に、ドリルヘッド2の後端連結軸部2bをシャンク先端部3sの嵌合穴部10に嵌め入れ、ドリルヘッド後端連結軸部2bの雄ねじ部7を嵌合穴部10の雌ねじ12に螺合し、そして図5の(c) に示すように、ドリルヘッド後端連結軸部2bの後端面を給油パイプ保持ブロック13の先端面に当接させることによって、シャンク先端部3sにドリルヘッド2を取り付け固定すると共に、シャンク3側の切削油供給路である給油パイプ15とドリルヘッド2側の切削油供給路である給油管路6とを連結連結させ。
【0027】
このガンドリル21によれば、シャンク3の先端部3s外周面にその長手方向に沿って給油パイプ埋込用の溝20を形成し、この溝20に給油パイプ15を埋め込み、この給油パイプ15の先端部15aをドリルヘッド側切削油供給路としての給油管路6に連通連結するようにしたものであるから、シャンク側切削油供給路を形成するために給油パイプ挿入用中空部11を形成するには、シャンク形成材料としての丸棒材(ワーク)の外周面に長手方向に沿った溝切り加工を行えばよく、この溝切り加工は、孔明け加工に比べれば、はるかに簡単であるから、シャンク側切削油供給路の形成が容易で、シャンクの製作が容易で、ガンドリル21を安価に提供することができる。
【0028】
また、上記何れのガンドリル1,21においても、給油パイプ15の先端部はシャンク先端部3s内に同心状に嵌合固定される給油パイプ保持ブロック13の軸方向貫通孔19,26に挿着されるようになっているから、このブロック13によって給油パイプ15の先端部をシャンク3内部に固定させることができて、このシャンク3側の給油パイプ15をドリルヘッド2側の給油管路6に的確に連通連結させることができる。
【0029】
また、上記給油パイプ保持ブロック13は、シャンク3の切屑排出溝5に対応する略V字状の切屑排出溝18を形成した短円柱片からなるもので、シャンク先端部3sに同心状に形成されたドリルヘッド連結用嵌合穴部10の奥部に嵌合されて、シャンク先端部3sの外周面からサイドロックネジ17により固定されるようになっているから、構造が簡単で製作が容易であると共に、シャンク先端部3s内部への取付け固定が容易となる利点がある。
【0030】
以上説明した実施形態では、シャンク3は、連続した単体として例示したが、複数個に分割されて端部同士が連結されるものについても、本発明が適用可能である。
【0031】
【発明の効果】
請求項1に係る発明によれば、シャンク先端部外周面にその長手方向に沿って給油パイプ埋込用の溝を形成し、この溝に給油パイプを埋め込み、この給油パイプの先端部をドリルヘッド側切削油供給路に連通連結するようにしたものであるから、シャンク側切削油供給路を形成するために給油パイプ挿入用中空部を形成するには、シャンク形成材料としてワークの外周面に長手方向に沿った溝切り加工を行えばよく、この溝切り加工は、孔明け加工に比べて、はるかに簡単であるから、シャンク側切削油供給路の形成が容易で、シャンクの製作が容易となって、ガンドリルなどの深穴切削具を安価に提供することができる。
【0033】
請求項2に係る発明によれば、給油パイプの先端部は、シャンク先端部内に同心状に嵌合固定される給油パイプ保持ブロックの軸方向貫通孔に挿着されるようになっているので、このブロックにより給油パイプの先端部をシャンク内部に固定させることができ、このシャンク側給油パイプをドリルヘッド側の給油管路に的確に連通連結させることができる。
【0034】
請求項3に係る発明によれば、給油パイプ保持ブロックは、シャンクの切屑排出溝に対応する略V字状の切屑排出溝を形成した短円柱片からなるもので、シャンク先端部に同心状に形成されたドリルヘッド連結用嵌合穴部の奥部に嵌合されて、シャンク先端部の外周面からサイドロックネジにより固定されるようになっているから、構造が簡単で製作が容易であると共に、シャンク先端部内部への取付け固定が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るガンドリルの全体を示す正面図である。
【図2】 (a) は図1の矢印Aで示す部分の拡大正面図、(b) は(a) のB−B線断面図、(c) は(a) に示すガンドリルの先端側から見た側面図である。
【図3】 同ガンドリルの斜視図である。
【図4】 同ガンドリルの分解斜視図である。
【図5】 本発明に係る他のガンドリルを示すもので、(a) はガンドリルの要部正面図、(b) は(a) のB−B線断面図、(c) は(b) のC−C線断面図である。
【図6】 (a) は従来のガンドリルを示す正面図,(b) は(a) のX−X線断面図である。
【符号の説明】
1,21 ガンドリル(深穴切削具)
2 ドリルヘッド
3 シャンク
O 中心軸線
3s シャンクの先端部
4 ドリルヘッド側切屑排出溝
5 シャンク側切屑排出溝
6 ドリルヘッド側切削油供給路
11 給油パイプ用中空部
15 給油パイプ
17 サイドロックネジ
19 軸方向貫通孔(ねじ孔)
20 給油パイプ埋込用溝
26 軸方向貫通孔
Claims (3)
- シャンクの先端部にドリルヘッドが着脱可能に取り付けられ、シャンク及びドリルヘッドの外周面に長手方向に沿って断面略V字状の切屑排出溝が形成され、シャンクには切削油供給路が設けられ、ドリルヘッドにはシャンク側切削油供給路に連通し、ヘッド先端部に開口する切削油供給路が設けられてなる深穴切削具において、シャンク側切削油供給路は、シャンクの外周面にその長手方向に沿って給油パイプ埋込用の溝を形成し、この溝に給油パイプを埋め込んでなるもので、この給油パイプの先端部をドリルヘッド側の切削油供給路に連通連結するようにしたことを特徴とする深穴切削具。
- 前記給油パイプの先端部は、シャンクの先端部内に同心状に嵌合固定される給油パイプ保持ブロックの軸方向貫通孔に挿着されるようになっていることを特徴とする請求項1に記載の深穴切削具。
- 前記給油パイプ保持ブロックは、シャンクの切屑排出溝に対応する略V字状の切屑排出溝を形成した短円柱片からなるもので、シャンク先端部に同心状に形成されたドリルヘッド連結用穴部の奥部に嵌合固定されて、シャンク先端部の外周面からサイドロックネジにより固定されるようになっていることを特徴とする請求項2に記載の深穴切削具。
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