JP5879542B2 - ランプおよび照明器具 - Google Patents
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Description
この種のランプには、図17に示すように、モジュール基板11とモジュール基板11上に配設された発光部13とから構成される発光モジュール10と、発光部13を点灯させる点灯ユニット40と、金属により円筒状に形成され一端側に発光モジュール10が配置されるとともに内部に点灯ユニット40を収納する第1筐体60と、金属により円筒状に形成されたシェル171を有し第1筐体60の他端側に配置された口金170と、非導電性の樹脂材料により円筒状に形成され第1筐体60と口金170との間に介在して第1筐体60と口金170とを電気的に絶縁する第2筐体180とを備えるランプ100が提供されている。
これに対して、図17に示す構成のランプでは、金属により形成された第1筐体60の形状や大きさを変更せずに、樹脂により形成された第2筐体180および回路ケース50について、筒軸方向の長さが異なる複数の仕様を準備することにより、ランプ100の全長を当該ランプ100を取着する器具本体の形状や大きさに適合させることが考えられている。こうすれば、全長が異なるランプ100について、第1筐体60や口金170といったランプ100の構成部品の共通化を図ることができる。
また、本発明に係るランプは、上記延出部が、上記第2筐体の周壁の内側に接する形で設けられてなるものであってもよい。
また、本発明に係るランプは、上記第1筐体が、上記延出部から離間しているものであってもよい。
本構成によれば、第1筐体と延出部との間の電気的な絶縁性を維持することができる。
本構成によれば、上記口金における延出部とそれ以外の部位とを別々に製造することができるので、製造容易化を図ることができる。
また、本発明に係るランプは、上記延出部が、筒状に形成されてなるものであってもよい。
本構成によれば、延出部に要する材料を低減することができるので、軽量化および材料コストの低減を図ることができる。
また、本発明に係るランプは、上記延出部が、上記口金の開口形状に沿って配列され且つ上記第2筐体の周壁に沿って延出する棒状に形成されてなるものであってもよい。
また、本発明に係るランプは、半導体発光素子を有する光源と、光源を点灯させる点灯ユニットと、金属材料からなり、筒状に形成され、一端側に前記光源が配置されるとともに、内部に前記点灯ユニットの一部を収納する第1筐体と、金属により形成され前記第1筐体の他端側に配置された口金と、非導電性材料により筒状に形成され且つ第1筐体と口金との間に介在し、第1筐体と口金とを電気的に絶縁する第2筐体と、熱伝導性材料により形成され且つ第2筐体の周壁に沿って延出する熱伝導部材とを備えるものであってもよい。
<実施の形態1>
<1>構成
本実施の形態に係るランプ1の全体構成について、図1を参照しながら説明する。図1は、ランプ1の断面図である。
<1−1>発光モジュール
発光モジュール10は、矩形板状のモジュール基板11と当該モジュール基板11上に配設された複数の発光部13とを有する。
発光部13は、半導体発光素子と当該半導体発光素子を被覆するようにモジュール基板11上に設けられた封止体とを備える。
封止体は、透光性材料により形成されており、当該透光性材料には、半導体発光素子から発せられた光の波長を所定の波長へと変換する波長変換材料が混入されている。ここで、透光性材料は、透明のシリコーン樹脂である。また、波長変換材料は、青色光を黄色光に波長変換する蛍光体粒子である。これにより、青色LEDから出射された青色光の一部が封止体によって黄色光に波長変換される。そして、この黄色光と封止体で変換されずに封止体の外部に出射される青色光とが混色して白色光が出射されることになる。
基台20は、半球の一部を傾斜面20aで切欠してなる形状に形成されている。また、基台20の下面における略中央部には、回路ケース50の一部を構成する蓋体51が内側に配置される凹部20bが形成され、基台20の周部下面には、全周に亘って段部20dが形成されている。また、基台20の傾斜面20aには、基台20の外壁から凹部20bの内壁にまで連通する2つの連通孔20c1,20c2が形成されている。この基台20の傾斜面20a上には、発光モジュール10が取着され、基台20の下面側には、回路ケース50の蓋体51が凹部20dの内側に配置されるとともに、第1筐体60の上端縁が段部20dに嵌合した状態で、回路ケース50および第1筐体60が配置されている。そして、2つの連通孔20c1,20c2それぞれには、点灯ユニット40から導出された給電線43,44が挿通されている。なお、発光モジュール10は、ねじ止め、接着、係合等により基台20に固定されている。また、基台20は、例えばAl、Ag、Au、Ni、Rh、Pd、または、それらのうちの2以上からなる合金、またはCuとAgの合金などの金属材料により形成されている。また、基台20は、熱伝導性樹脂等の材料により形成されてなるものであってもよい。
グローブ30は、ガラス、樹脂材料等からなる透光性材料によりドーム状に形成されている。グローブ30の内面32には、発光モジュール10から発せられた光を拡散させる拡散処理、例えば、シリカや白色顔料等による拡散処理が施されていてもよい。このグローブ30は、開口側端部を基台20における発光モジュール10が取着される面側に発光モジュール10の上方を覆う形で接着剤34で基台20に固着されている。そして、発光モジュール10からグローブ30の内面32に入射した光は、グローブ30の周壁を透過して外部に取り出される。
点灯ユニット40は、発光部13に電力を供給する電力供給ユニットであって、平面視楕円形状に形成された回路基板40aと、回路基板40aに実装された各種の電子部品40bとを有している。なお、図1では一部の電子部品にのみ符号を付している。点灯ユニット40は、回路ケース50内に収納されており、回路基板40aと回路ケース50とに設けられた係止構造(図示せず)により回路ケース50内に固定されている。
回路ケース50は、両側が開口した略円筒形状であって、大径部52と、大径部52よりも内径の小さい小径部53と、蓋体51とで構成される。回路ケース50の上部に位置する大径部52には、点灯ユニット40が収容されている。一方、回路ケース50の下部に位置する小径部53の下端部には、雄螺子部53bが形成されている。そして、この雄螺子部53bに口金70の内壁に形成された雌螺子部71bが螺合することで、回路ケース50の小径部53に口金70が外嵌されて口金70により回路ケース50の下側開口53aが塞がれる。また、小径部53の周壁の一部には、電気配線41を小径部53の外壁側に導出させるための孔53cが形成されており、孔53cから導出した電気配線41の先端部が口金70のシェル71の内壁に接触している。また、大径部52の上側開口52aは、蓋体51で塞がれている。この蓋体51は、平板状の主部51aと、傾斜壁51b1を有する突出部51bとから構成される。そして、傾斜壁51b1には、傾斜壁51b1の厚み方向に貫通し且つ点灯ユニット40から導出される給電線43,44が挿通される貫通孔51b2,51b3が設けられている。ここで、貫通孔51b2,51b3は、蓋体51が基台20の凹部20b内に配置された状態で、基台20に設けられた連通孔20c1,20c2に対応する位置にある。なお、回路ケース50は、樹脂材料からなる絶縁性材料で形成されている。また、蓋体51も樹脂材料からなる絶縁性材料により形成されている。
第1筐体60は、両端が開口し上方から下方へ向けて縮径した略円筒形状を有する。そして、第1筐体60の下端部には、第1筐体60の内側に向かって突出した鍔部60aが全周に亘って形成されている。第1筐体60の上端部は、基台20の下端部に形成された段部20dに嵌合し、第1筐体60の上端部における内周面が基台20に当接する。発光モジュール10から基台20へ伝搬した熱が、当接面を介して第1筐体60へ伝導しやすくなっている。また、第1筐体60は、例えば、Al、Ag、Au、Ni、Rh、Pd、またはそれらのうちの2以上からなる合金、またはCuとAgの合金などの金属材料により形成されている。
口金70は、ランプ1が照明器具に取り付けられ点灯された際に、照明器具のソケットから電力を受けるための部材である。口金70の種類は、エジソンタイプであるE17口金である。図1乃至図3に示すように、口金70は、略円筒形状に形成されたシェル71と、シェル71に絶縁部72を介して装着されたアイレット73と、金属により円筒状に形成されシェル71の上端部から延出する延出部74を有する。そして、点灯ユニット40と口金70とは、電気配線41,42によって電気的に接続されており、電気配線41はシェル71に接続されており、電気配線42はアイレット73に接続されている。ここで、シェル71は、下端部における外壁に雄螺子部71aが形成されるとともに、当該雄螺子部71aが形成された部位における内壁に雌螺子部71bが形成されている。このシェル71の内壁の雌螺子部71bを回路ケース50の小径部53の外壁に形成された雄螺子部53bに螺合させることで、口金70を回路ケース50に取り付けることができる。
第2筐体80は、第1円筒状部80aと、第1円筒状部よりも肉厚の第2円筒状部80bと、第2円筒状部80bの上端部に設けられた鍔部80cとから構成され、内側に回路ケース50の小径部53が配置されている。ここで、第2筐体80の第2円筒状部80bの内径は、小径部53の外径と略同じであり、第1円筒状部80aの内径は、小径部53の外径よりも大きく、第1円筒状部80aと第2円筒状部80bとの間には段部80dが形成されている。そして、図2および図3に示すように、第2筐体80の内側に小径部53が配置され口金70が回路ケース50に外嵌されていない状態で、第1円筒状部80aの内壁と小径部53の外壁との間に形成される間隙Sに、口金70の延出部74が嵌入される。すると、口金70の延出部74の外壁が第2筐体80の周壁の一部で覆われた形で、口金70が回路ケース50の小径部53に外嵌される。これにより、照明器具にランプを取り付ける際に、作業者が口金70の延出部74に触れてしまうことを防止できるので、ランプの取り付け作業を行う作業者の安全性を確保することができる。
<2>本実施の形態に係るランプ1の放熱特性について
本実施の形態に係るランプ1と比較例に係るランプ200とについて点灯中における点灯ユニット40の構成部品およびモジュール基板11の温度を測定し、ランプ1とランプ200とで放熱特性の違いを比較する放熱特性比較実験を行った。以下、当該放熱特性比較実験の内容およびその結果を示す。
図4(a)にランプ1の構造を示し、図4(b)にランプ200の構造を示す。
図4(a)に示すように、ランプ1は、第2筐体80の筒軸方向の長さL1が11mmであり、延出部74の上端部と第1筐体60の下端部(鍔部60a)との間の距離Lmが3mmである。
次に、放熱特性比較実験の内容について説明する。
ランプ1およびランプ200に共通に搭載されている点灯ユニット40の概略斜視図を図5に示す。放熱特性比較実験は、点灯ユニット40に約4.2Wの電力を供給してランプ1およびランプ200を点灯させた時における、ドライバ回路IC、コンデンサA、コンデンサB、回路基板40aの温度、トランスA0内の2箇所の位置A1,A2の温度、モジュール基板11の温度を測定することにより行った。また、ランプ1およびランプ200それぞれについて、サンプルを2個ずつ用意して測定を実施した。なお、測定時におけるランプ1およびランプ200の外気温度は、いずれも約30℃となるようにした。
これは、ランプ1が、ランプ200に比べて、第1筐体60と口金70の延出部74との間の最短距離が短く、第1筐体60と口金70との間に介在する第2筐体80の一部の熱抵抗が低く、モジュール基板11の熱が、第1筐体60および第2筐体80の一部を介して口金70へ伝導しやすくなっているためと考えられる。
<実施の形態2>
本発明の実施の形態に係る照明器具について、図7を参照しながら説明する。図7は、本実施の形態に係る照明器具500の概略断面図である。
器具本体501は、樹脂材料等により椀状に形成され天井Cに埋め込まれた形で設置されるカバー503と、カバー503の内壁の一部に突設されたソケット503aとから構成される。
なお、図7に示した照明器具500は、一例であって、ランプ1を保持し且つランプ1に電力を供給する役割を担うソケットを備えるものであれば、これに限定されない。また、図7に示す照明器具500は、1つのランプ1を備えるものであるが、複数のランプ1を備えるものであってもよい。
<変形例>
(1)実施の形態1では、口金70が、シェル71の上端部に、円筒状に形成された延出部74を有するランプ1の例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図8に示すように、口金70が、シェル71の上端部に周方向にそってシェル71の筒軸方向に延出する複数(図8の例では6つ)の棒状の延出部75を有するものであってもよい。
本変形例によれば、口金70の延出部76に必要な材料を低減することができるので、ランプ1の軽量化および材料コストの低減を図ることができる。
(2)実施の形態1では、口金70が、シェル71の上端部に、円筒状に形成された延出部74を有し、当該延出部74が、第2筐体80の第1円筒状部80aの内壁に当接する形で配置されてなるランプ1の例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図10に示すように、口金70が、シェル71の上端部に周方向にそってシェル71の筒軸方向に延出する複数(図8の例では6つ)の棒状の延出部75を有し、一方、第2筐体80が、その周壁における延出部75に対応する部位に筒軸方向に沿って延びる6つの孔80eが形成されてなるものであってもよい。
本変形例によれば、前述(1)で説明した、図8に示す構成のランプに比べて、延出部75と第2筐体80の周壁との接触面積を増加させることができるので、第1筐体60から第2筐体80に伝導した熱が口金70の延出部75に伝導し易くなる。従って、図8に示す構成のランプに比べて、放熱特性を向上させることができる。
(3)前述(1)で説明した図9に示す構成のランプでは、円筒状であり周壁が網目状に形成された延出部76が、第2筐体80の第1円筒状部80aの内壁に当接した状態で配置されてなるランプの例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、延出部76が第2筐体80の周壁に埋設されてなるものであってもよい。
(4)実施の形態1では、口金70の延出部74がシェル71と連続一体に形成されてなるランプ1の例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図11(a)に示すように、口金70における延出部81とそれ以外の部位とが別体となっており、延出部81が、円筒状に形成され、外径が第2筐体80の第1円筒状部80aの内径と同じであってもよい。ここで、延出部81は、第2筐体80の第1円筒状部80aの内側に嵌合されており、第2筐体80と口金70とを回路ケース50に取着した状態で、第2筐体80の下端面と口金70のシェル171の上端面とが当接する。
本変形例によれば、延出部82の延出片82aの内壁と口金70のシェル71の外壁とが面接触するので、第2筐体80から延出部82に伝導した熱が、シェル71に確実に伝導するから、放熱特性の向上を図ることができる。
(6)実施の形態1では、第2筐体80の筒軸方向の長さがL1である例について説明したが、この長さL1は自由に変更してもよい。例えば、図14に示すように、第2筐体80の筒軸方向の長さを図1のランプ1に比べて長くしたランプ2であってもよい。この場合、第2筐体80の筒軸方向の長さL1を長くするとともに、回路ケース250の小径部253の筒軸方向の長さ、口金270の延出部274の長さも長くする必要がある。
(11)実施の形態1では、発光部13がLEDで構成される半導体発光素子を有する例について説明したが、発光部13がLED以外の発光素子を有するものでもよい。例えば、発光部13が、EL(Electro−Luminescence)素子(有機および無機を含む)等を有するものであってもよい。
また、実施の形態1では、口金70が、シェル部71の雌螺子部71bを回路ケース50の雄螺子部53bに螺合させることで、回路ケース50に外嵌されていたが、他の方法で回路ケース50に外嵌してもよい。例えば、接着剤による接合、かしめによる接合、圧入による接合等でもよい。
また、点灯ユニット40の回路基板40aが回路ケース50内に収納される姿勢については、回路基板40aの主面が第1筐体60の筒軸方向と略直交する姿勢に限られない。例えば、回路基板が、第1筐体60の筒軸方向と略平行になるような姿勢でもよいし、筒軸方向に対して所定の角度だけ傾斜させた姿勢でもよい。また、回路基板40aは、楕円状に限られず、平面視形状が矩形や多角形等の不定形であってもよい。或いは、回路基板40aが、フレキシブル基板等の可撓性の部材により形成されてなり、曲げられた状態で回路ケース50内に収納されるものであってもよい。
10 発光モジュール
11 モジュール基板
13 発光部
20 基台
30 グローブ
40 点灯ユニット
50 回路ケース
51 蓋体
52 大径部
53 小径部
60 第1筐体
60a,80c 鍔部
70 口金
71 シェル
74 延出部
80 第2筐体
80a 第1円筒状部
80b 第2円筒状部
Claims (8)
- 半導体発光素子を有する光源と、
前記光源を点灯させる点灯ユニットと、
金属材料からなり、筒状に形成され、一端側に前記光源が配置されるとともに、内部に前記点灯ユニットの一部を収納する第1筐体と、
金属により形成された金属部を有し、前記第1筐体の他端側に配置された口金と、
非導電性材料により筒状に形成され且つ前記第1筐体と前記口金との間に介在し、前記第1筐体と前記口金とを電気的に絶縁する第2筐体とを備え、
前記口金は、更に、熱伝導性材料により形成され且つ前記第2筐体の周壁に沿って延出する延出部を有し、
前記口金において、前記延出部と前記金属部とが連続一体で形成されており、
前記金属部はランプに用いられる口金の規格を満たし、かつ、前記口金の長さは、前記延出部の長さだけ、前記口金の規格で規定された口金の長さよりも長い
ことを特徴とするランプ。 - 半導体発光素子を有する光源と、
前記光源を点灯させる点灯ユニットと、
金属材料からなり、筒状に形成され、一端側に前記光源が配置されるとともに、内部に前記点灯ユニットの一部を収納する第1筐体と、
金属により形成され前記第1筐体の他端側に配置された口金と、
非導電性材料により筒状に形成され且つ前記第1筐体と前記口金との間に介在し、前記第1筐体と前記口金とを電気的に絶縁する第2筐体とを備え、
前記口金は、更に、熱伝導性材料により形成され且つ前記第2筐体の周壁に沿って延出する延出部を有し、
前記延出部は、筒状に形成されてなり、且つ、網目状に形成された周壁を有する
ことを特徴とするランプ。 - 半導体発光素子を有する光源と、
前記光源を点灯させる点灯ユニットと、
金属材料からなり、筒状に形成され、一端側に前記光源が配置されるとともに、内部に前記点灯ユニットの一部を収納する第1筐体と、
金属により形成され前記第1筐体の他端側に配置された口金と、
非導電性材料により筒状に形成され且つ前記第1筐体と前記口金との間に介在し、前記第1筐体と前記口金とを電気的に絶縁する第2筐体とを備え、
前記口金は、更に、熱伝導性材料により形成され且つ前記第2筐体の周壁に沿って延出する延出部を有し、
前記延出部は、前記口金の開口形状に沿って配列され、且つ、前記第2筐体の周壁に沿って延出する棒状に形成されてなる
ことを特徴とするランプ。 - 前記延出部は、前記第2筐体の周壁の内側に接する形で設けられてなる
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のランプ。 - 前記延出部は、前記第2筐体の周壁に埋設されてなる
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のランプ。 - 前記第1筐体は、前記延出部から離間している
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のランプ。 - 前記延出部は、前記口金に対して着脱可能である
ことを特徴とする請求項2または3に記載のランプ。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載のランプと、
当該ランプの前記口金が装着されるソケットを有する器具本体とを備える
ことを特徴とする照明器具。
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