JPH0657782A - ブルドーザのブレード自動制御装置 - Google Patents
ブルドーザのブレード自動制御装置Info
- Publication number
- JPH0657782A JPH0657782A JP21285692A JP21285692A JPH0657782A JP H0657782 A JPH0657782 A JP H0657782A JP 21285692 A JP21285692 A JP 21285692A JP 21285692 A JP21285692 A JP 21285692A JP H0657782 A JPH0657782 A JP H0657782A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vehicle body
- blade
- car body
- car
- bulldozer
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- Operation Control Of Excavators (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 走行中に作業機レバーを操作する必要がなく
て、整地作業を誰でも簡単に行い、また基準水平面設定
の手間を省略する。 【構成】 車体前後方向加速度検出計2により車体停止
時の車体傾斜角を検出し、この状態でのブレード7の位
置を基準水平面として発進する。発進後は、車体ピッチ
ング角速度計3により車体傾斜角の変化を時々刻々検出
する。そのため、発進後の車体傾斜角を加速度の影響を
受けることなしに検出可能になる。またコントローラ4
は、走行途中の車体前後方向加速度検出計2の出力値を
車体傾斜角を用いて補正し、その積分値を用いて車速を
求め、次いでこの車速と車体傾斜角とを用いて車体1の
垂直変位量を演算し、ブレード7の制御目標値を算定し
て、その結果を電磁制御弁5へ送り、リフトシリンダ9
を作動して、ブレード7を基準水平面に追従させる。
て、整地作業を誰でも簡単に行い、また基準水平面設定
の手間を省略する。 【構成】 車体前後方向加速度検出計2により車体停止
時の車体傾斜角を検出し、この状態でのブレード7の位
置を基準水平面として発進する。発進後は、車体ピッチ
ング角速度計3により車体傾斜角の変化を時々刻々検出
する。そのため、発進後の車体傾斜角を加速度の影響を
受けることなしに検出可能になる。またコントローラ4
は、走行途中の車体前後方向加速度検出計2の出力値を
車体傾斜角を用いて補正し、その積分値を用いて車速を
求め、次いでこの車速と車体傾斜角とを用いて車体1の
垂直変位量を演算し、ブレード7の制御目標値を算定し
て、その結果を電磁制御弁5へ送り、リフトシリンダ9
を作動して、ブレード7を基準水平面に追従させる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ブルドーザのブレード
自動制御装置に関するものである。
自動制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ブルドーザにより整地作業を行う場合、
車体の傾きに関係なくブレードを常に予め設定した基準
水平面に位置させれば、水平な整地面を得ることができ
るが、これを自動化する場合、従来は、(1)車体外部
に設置したレーザー投光器を回転して得られる基準水平
面と、ブレードに取付けた投光器の高さとを比較し、そ
の偏差に基づいてブレードの高さを調整するか、(2)
ブレードを支持しているフレームに取付けた傾斜計また
は車体に取付けた傾斜計の検出結果に基づいて同フレー
ムを常に一定の角度に保持するか、(3)車体の傾斜に
応じて上記フレームを傾斜させるかして、水平な整地面
を得るようにしている。
車体の傾きに関係なくブレードを常に予め設定した基準
水平面に位置させれば、水平な整地面を得ることができ
るが、これを自動化する場合、従来は、(1)車体外部
に設置したレーザー投光器を回転して得られる基準水平
面と、ブレードに取付けた投光器の高さとを比較し、そ
の偏差に基づいてブレードの高さを調整するか、(2)
ブレードを支持しているフレームに取付けた傾斜計また
は車体に取付けた傾斜計の検出結果に基づいて同フレー
ムを常に一定の角度に保持するか、(3)車体の傾斜に
応じて上記フレームを傾斜させるかして、水平な整地面
を得るようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記(1)の場合は、
基準水平面の設定に手間が掛かる上に、多の車両等によ
りレーザーが遮断されて、誤動作を起こす可能性があ
る。またレーザー投光器自体が高価なため、小規模な現
場や小型のブルドーザには、採用し難い。前記(2)の
場合は、ブレードを支持しているフレームに取付けた傾
斜計または車体に取付けた傾斜計が車体の発進、加速、
減速、停止等に伴う加速度の影響を受けて、フレームま
たは車体の傾斜角度を正確に検出できない。
基準水平面の設定に手間が掛かる上に、多の車両等によ
りレーザーが遮断されて、誤動作を起こす可能性があ
る。またレーザー投光器自体が高価なため、小規模な現
場や小型のブルドーザには、採用し難い。前記(2)の
場合は、ブレードを支持しているフレームに取付けた傾
斜計または車体に取付けた傾斜計が車体の発進、加速、
減速、停止等に伴う加速度の影響を受けて、フレームま
たは車体の傾斜角度を正確に検出できない。
【0004】前記(3)の場合は、車体が一定角度をも
って予め設定した基準水平面よりも上昇或いは下降する
と、ブレードを同基準水平面に追従させることができな
いという問題があった。本発明は前記の問題点に鑑み提
案するものであり、その目的とする処は、走行中に作業
機レバーを操作する必要がなくて、整地作業を誰でも簡
単に行うことができる。また基準水平面設定の手間を省
略できる。また他の車両等によりレーザーが遮断される
ことがなくて、誤動作を起こさない。また高価なレーザ
ー投光器が不用であり、製作コストを低減できて、小規
模な現場や小型のブルドーザにも適用できるブルドーザ
のブレード自動制御装置を提供しようとする点にある。
って予め設定した基準水平面よりも上昇或いは下降する
と、ブレードを同基準水平面に追従させることができな
いという問題があった。本発明は前記の問題点に鑑み提
案するものであり、その目的とする処は、走行中に作業
機レバーを操作する必要がなくて、整地作業を誰でも簡
単に行うことができる。また基準水平面設定の手間を省
略できる。また他の車両等によりレーザーが遮断される
ことがなくて、誤動作を起こさない。また高価なレーザ
ー投光器が不用であり、製作コストを低減できて、小規
模な現場や小型のブルドーザにも適用できるブルドーザ
のブレード自動制御装置を提供しようとする点にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のブルドーザのブレード自動制御装置は、
車体の前後方向の加速度を検出する車体前後方向加速度
検出計と、車体のピッチング角速度を検出する車体ピッ
チング角速度計と、これらの検出器により得られた検出
信号から車体のピッチング角及び垂直変位量を演算する
コントローラと、ブレードを上下方向に移動させるリフ
トシリンダと、上記コントローラからの制御信号に基づ
き上記リフトシリンダを作動して上記ブレードを予め設
定した基準面に追従させる電磁制御弁とを具えている。
めに、本発明のブルドーザのブレード自動制御装置は、
車体の前後方向の加速度を検出する車体前後方向加速度
検出計と、車体のピッチング角速度を検出する車体ピッ
チング角速度計と、これらの検出器により得られた検出
信号から車体のピッチング角及び垂直変位量を演算する
コントローラと、ブレードを上下方向に移動させるリフ
トシリンダと、上記コントローラからの制御信号に基づ
き上記リフトシリンダを作動して上記ブレードを予め設
定した基準面に追従させる電磁制御弁とを具えている。
【0006】
【作用】本発明のブルドーザのブレード自動制御装置は
前記のように構成されており、車体前後方向加速度検出
計により車体停止時の車体傾斜角を検出し、この状態で
のブレードの位置を基準水平面として発進する。発進後
は、車体ピッチング角速度計により車体傾斜角の変化を
時々刻々検出する。そのため、発進後の車体傾斜角を加
速度の影響を受けることなしに検出可能になる。またコ
ントローラは、走行途中の車体前後方向加速度検出計の
出力値を車体傾斜角を用いて補正し、その積分値を用い
て車速を求め、次いでこの車速と車体傾斜角とを用いて
車体の垂直変位量を演算し、ブレードの制御目標値を算
定して、その結果を電磁制御弁へ送り、リフトシリンダ
を作動して、ブレードを基準水平面に追従させる。
前記のように構成されており、車体前後方向加速度検出
計により車体停止時の車体傾斜角を検出し、この状態で
のブレードの位置を基準水平面として発進する。発進後
は、車体ピッチング角速度計により車体傾斜角の変化を
時々刻々検出する。そのため、発進後の車体傾斜角を加
速度の影響を受けることなしに検出可能になる。またコ
ントローラは、走行途中の車体前後方向加速度検出計の
出力値を車体傾斜角を用いて補正し、その積分値を用い
て車速を求め、次いでこの車速と車体傾斜角とを用いて
車体の垂直変位量を演算し、ブレードの制御目標値を算
定して、その結果を電磁制御弁へ送り、リフトシリンダ
を作動して、ブレードを基準水平面に追従させる。
【0007】
【実施例】次に本発明のブルドーザのブレード自動制御
装置を図1〜図4に示す一実施例により説明すると、図
1は、同ブレード自動制御装置の概略を示す側面図、図
2(a)〜(c)は、ブルドーザの挙動を示す説明図、
図3は、同ブレード自動制御装置のブロック図、図4
は、同ブレード自動制御装置の制御の流れを示すブロッ
ク図である。
装置を図1〜図4に示す一実施例により説明すると、図
1は、同ブレード自動制御装置の概略を示す側面図、図
2(a)〜(c)は、ブルドーザの挙動を示す説明図、
図3は、同ブレード自動制御装置のブロック図、図4
は、同ブレード自動制御装置の制御の流れを示すブロッ
ク図である。
【0008】図1の1がブルドーザの車体、図1、図3
の2が車体1の前後方向の加速度を検出する車体前後方
向加速度検出計(Gセンサ)、3が車体1のピッチング
角速度を検出する車体ピッチング角速度計(ジャイロ)
である。図1、図3の4がコントローラで、同コントロ
ーラ4は、図3に示すようにローパスフィルタ4aと、
A/D変換器4bと、インターフェース4cと、演算回
路4dと、記憶回路4eと、D/A変換器4fと、自動
/手動切換スイッチ4gとを有している。
の2が車体1の前後方向の加速度を検出する車体前後方
向加速度検出計(Gセンサ)、3が車体1のピッチング
角速度を検出する車体ピッチング角速度計(ジャイロ)
である。図1、図3の4がコントローラで、同コントロ
ーラ4は、図3に示すようにローパスフィルタ4aと、
A/D変換器4bと、インターフェース4cと、演算回
路4dと、記憶回路4eと、D/A変換器4fと、自動
/手動切換スイッチ4gとを有している。
【0009】図1、図3の5が後記リフトシリンダ9の
油圧回路に設けた電磁制御弁、6が車体1に後端部を枢
支したフレーム、6aが同フレーム6の中間部から上方
へ突出したブラケット、7が同フレーム6の先端部に取
付けたブレード、9が上記フレーム6のブラケット6a
と車体1との間に介装したリフトシリンダで、同リフト
シリンダ9を伸縮方向に作動し、フレーム6を後端部を
中心に上下方向に揺動させて、ブレード6を上下方向に
移動させるようになっている。8がリフトシリンダ角度
センサである。
油圧回路に設けた電磁制御弁、6が車体1に後端部を枢
支したフレーム、6aが同フレーム6の中間部から上方
へ突出したブラケット、7が同フレーム6の先端部に取
付けたブレード、9が上記フレーム6のブラケット6a
と車体1との間に介装したリフトシリンダで、同リフト
シリンダ9を伸縮方向に作動し、フレーム6を後端部を
中心に上下方向に揺動させて、ブレード6を上下方向に
移動させるようになっている。8がリフトシリンダ角度
センサである。
【0010】次に前記ブルドーザのブレード自動制御装
置の作用を具体的に説明する。図2(a)は、ブルドー
ザの車体1が停止している状態を示している。この状態
で、図3の自動/手動切換スイッチ4gを自動に切り換
えて、停止状態での車体1のピッチング角θ0 を車体ピ
ッチング角速度計3により検出する。なおブレード7を
追従させる基準水平面の位置は、自動/手動切換スイッ
チ4gを自動に切り換えた時点でのブレード7位置であ
る。
置の作用を具体的に説明する。図2(a)は、ブルドー
ザの車体1が停止している状態を示している。この状態
で、図3の自動/手動切換スイッチ4gを自動に切り換
えて、停止状態での車体1のピッチング角θ0 を車体ピ
ッチング角速度計3により検出する。なおブレード7を
追従させる基準水平面の位置は、自動/手動切換スイッ
チ4gを自動に切り換えた時点でのブレード7位置であ
る。
【0011】図2(b)は、車体1を発進させて、Δt
秒後のブルドーザの状態を示している。この状態での車
体1のピッチング角θ1 は、θ0 にΔt秒間の車体ピッ
チング角増分Δθ1 を加算して得られ、Δθ1 は、車体
ピッチング角速度計3の出力ωを積分して得られる。そ
のため、車体1が発進して、Δt秒後の車体1のピッチ
ング角θ1 は、
秒後のブルドーザの状態を示している。この状態での車
体1のピッチング角θ1 は、θ0 にΔt秒間の車体ピッ
チング角増分Δθ1 を加算して得られ、Δθ1 は、車体
ピッチング角速度計3の出力ωを積分して得られる。そ
のため、車体1が発進して、Δt秒後の車体1のピッチ
ング角θ1 は、
【0012】
【数1】 になる。また車体1の走行に伴う加速度α1 は、車体前
後方向加速度検出計2の出力値α1 ’から重力成分gs
inθ1 を差し引いて求められ、
後方向加速度検出計2の出力値α1 ’から重力成分gs
inθ1 を差し引いて求められ、
【0013】
【数2】 になる。従って車速は、
【0014】
【数3】 になる。以上の演算により、車体1のヒッチング角と車
速とが時々刻々求まることになり、これらのデータによ
りΔt秒間の車体1の垂直変位量は、
速とが時々刻々求まることになり、これらのデータによ
りΔt秒間の車体1の垂直変位量は、
【0015】
【数4】 により求められる。ここでフレーム6の支点からブレー
ド7の先端部までの高さをLとすると、ブレード7をh
1 だけ上下させるフレーム回転角は、
ド7の先端部までの高さをLとすると、ブレード7をh
1 だけ上下させるフレーム回転角は、
【0016】
【数5】 になる。以上のことから、ブレード7を基準水平面に追
従させるには、フレーム6を
従させるには、フレーム6を
【0017】
【数6】 だけ上下方向に揺動させる必要がある。図2(c)は、
Δt×n秒後(n=1.2.3・・・)の状態であり、
車体ピッチング角は、
Δt×n秒後(n=1.2.3・・・)の状態であり、
車体ピッチング角は、
【0018】
【数7】 になり、車速は、
【0019】
【数8】 になり、垂直変位は、
【0020】
【数9】 になり、フレーム揺動角は、
【0021】
【数10】 になり、制御揺動角は、
【0022】
【数11】 になる。以上の演算をΔt(サンプリング時間)毎に行
い、ブレード7の上下位置を制御して、ブレード7を基
準水平面に追従させる。なおフレーム6の揺動角は、リ
フトシリンダ9のリフトシリンダ角度センサ8により検
出する。
い、ブレード7の上下位置を制御して、ブレード7を基
準水平面に追従させる。なおフレーム6の揺動角は、リ
フトシリンダ9のリフトシリンダ角度センサ8により検
出する。
【0023】図3は、上記ブレード自動制御装置の制御
の流れを示している。コントローラ4は、車体前後方向
加速度計2からの入力値、車体ピッチング角速度計3か
らの入力値、及びリフトシリンダ角度センサ8からの入
力値を信号処理し、その演算結果から得られた制御信号
(予め設定した基準水平面にブレード7を追従させるた
めの制御信号)を電磁制御弁5へ出力し、リフトシリン
ダ9を伸縮方向に作動して、ブレード7を予め設定した
基準水平面に追従させる。図4は、このときのブレード
自動制御装置の制御の流れを示している。
の流れを示している。コントローラ4は、車体前後方向
加速度計2からの入力値、車体ピッチング角速度計3か
らの入力値、及びリフトシリンダ角度センサ8からの入
力値を信号処理し、その演算結果から得られた制御信号
(予め設定した基準水平面にブレード7を追従させるた
めの制御信号)を電磁制御弁5へ出力し、リフトシリン
ダ9を伸縮方向に作動して、ブレード7を予め設定した
基準水平面に追従させる。図4は、このときのブレード
自動制御装置の制御の流れを示している。
【0024】
【発明の効果】本発明のブルドーザのブレード自動制御
装置は前記のように車体前後方向加速度検出計により車
体停止時の車体傾斜角を検出し、この状態でのブレード
の位置を基準水平面として発進する。発進後は、車体ピ
ッチング角速度計により車体傾斜角の変化を時々刻々検
出する。そのため、発進後の車体傾斜角を加速度の影響
を受けることなしに検出可能になる。またコントローラ
は、走行途中の車体前後方向加速度検出計の出力値を車
体傾斜角を用いて補正し、その積分値を用いて車速を求
め、次いでこの車速と車体傾斜角とを用いて車体の垂直
変位量を演算し、ブレードの制御目標値を算定して、そ
の結果を電磁制御弁へ送り、リフトシリンダを作動し
て、ブレードを基準水平面に追従させるので、走行中に
作業機レバーを操作する必要がなくて、整地作業を誰で
も簡単に行うことができる。
装置は前記のように車体前後方向加速度検出計により車
体停止時の車体傾斜角を検出し、この状態でのブレード
の位置を基準水平面として発進する。発進後は、車体ピ
ッチング角速度計により車体傾斜角の変化を時々刻々検
出する。そのため、発進後の車体傾斜角を加速度の影響
を受けることなしに検出可能になる。またコントローラ
は、走行途中の車体前後方向加速度検出計の出力値を車
体傾斜角を用いて補正し、その積分値を用いて車速を求
め、次いでこの車速と車体傾斜角とを用いて車体の垂直
変位量を演算し、ブレードの制御目標値を算定して、そ
の結果を電磁制御弁へ送り、リフトシリンダを作動し
て、ブレードを基準水平面に追従させるので、走行中に
作業機レバーを操作する必要がなくて、整地作業を誰で
も簡単に行うことができる。
【0025】また前記従来のように車体外部に設置した
レーザー投光器を回転して得られる基準水平面と、ブレ
ードに取付けた投光器の高さとを比較し、その偏差に基
づいてブレードの高さを調整する場合には、基準水平
面の設定に手間が掛かる。多の車両等によりレーザー
が遮断されて、誤動作を起こす可能性がある。レーザ
ー投光器自体が高価なため、小規模な現場や小型のブル
ドーザには、採用し難いという問題があったが、本発明
のブレード自動制御装置は、外部入力(レーザー投光
器)に頼らず、車体に設けた各機器のみにより、ブレー
ドを自動的に制御するので、基準水平面設定の手間を省
略できる。他の車両等によりレーザーが遮断されるこ
とがなくて、誤動作を起こさない。高価なレーザー投
光器が不用であり、製作コストを低減できて、小規模な
現場や小型のブルドーザにも適用できる。
レーザー投光器を回転して得られる基準水平面と、ブレ
ードに取付けた投光器の高さとを比較し、その偏差に基
づいてブレードの高さを調整する場合には、基準水平
面の設定に手間が掛かる。多の車両等によりレーザー
が遮断されて、誤動作を起こす可能性がある。レーザ
ー投光器自体が高価なため、小規模な現場や小型のブル
ドーザには、採用し難いという問題があったが、本発明
のブレード自動制御装置は、外部入力(レーザー投光
器)に頼らず、車体に設けた各機器のみにより、ブレー
ドを自動的に制御するので、基準水平面設定の手間を省
略できる。他の車両等によりレーザーが遮断されるこ
とがなくて、誤動作を起こさない。高価なレーザー投
光器が不用であり、製作コストを低減できて、小規模な
現場や小型のブルドーザにも適用できる。
【図1】本発明に係わるブルドーザのブレード自動制御
装置の一実施例の概略を示す側面図である。
装置の一実施例の概略を示す側面図である。
【図2】ブルドーザの挙動を示す説明図である。
【図3】同ブレード自動制御装置のブロック図である。
【図4】同ブレード自動制御装置の制御の流れを示すブ
ロック図である。
ロック図である。
1 ブルドーザの車体 2 車体前後方向加速度検出計 3 車体ピッチング角速度計 4 コントローラ 5 電磁制御弁 6 ブレード7のフレーム 7 ブレード 8 リフトシリンダ角度センサ 9 リフトシリンダ
Claims (1)
- 【請求項1】 車体の前後方向の加速度を検出する車体
前後方向加速度検出計と、車体のピッチング角速度を検
出する車体のピッチング角速度を検出する車体ピッチン
グ角速度計と、これらの検出器により得られた検出信号
から車体のピッチング角及び垂直変位量を演算するコン
トローラと、ブレードを上下方向に移動させるリフトシ
リンダと、上記コントローラからの制御信号に基づき上
記リフトシリンダを作動して上記ブレードを予め設定し
た基準面に追従させる電磁制御弁とを具えていることを
特徴としたブルドーザのブレード自動制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21285692A JPH0657782A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | ブルドーザのブレード自動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21285692A JPH0657782A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | ブルドーザのブレード自動制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0657782A true JPH0657782A (ja) | 1994-03-01 |
Family
ID=16629446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21285692A Withdrawn JPH0657782A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | ブルドーザのブレード自動制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0657782A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101353831B1 (ko) * | 2008-11-06 | 2014-01-20 | 퍼듀 리서치 파운데이션 | 펌프-제어 실린더 쿠셔닝 시스템 및 방법 |
KR101358524B1 (ko) * | 2008-11-06 | 2014-02-05 | 퍼듀 리서치 파운데이션 | 토공 공구의 부동화 시스템 및 방법 |
US8762010B2 (en) | 2009-08-18 | 2014-06-24 | Caterpillar Inc. | Implement control system for a machine |
WO2015186214A1 (ja) * | 2014-06-04 | 2015-12-10 | 株式会社小松製作所 | 作業機械の姿勢演算装置、作業機械及び作業機械の姿勢演算方法 |
CN115003884A (zh) * | 2020-03-17 | 2022-09-02 | 株式会社小松制作所 | 作业车辆以及控制方法 |
-
1992
- 1992-08-10 JP JP21285692A patent/JPH0657782A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101353831B1 (ko) * | 2008-11-06 | 2014-01-20 | 퍼듀 리서치 파운데이션 | 펌프-제어 실린더 쿠셔닝 시스템 및 방법 |
KR101358524B1 (ko) * | 2008-11-06 | 2014-02-05 | 퍼듀 리서치 파운데이션 | 토공 공구의 부동화 시스템 및 방법 |
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WO2015186214A1 (ja) * | 2014-06-04 | 2015-12-10 | 株式会社小松製作所 | 作業機械の姿勢演算装置、作業機械及び作業機械の姿勢演算方法 |
JP5893144B1 (ja) * | 2014-06-04 | 2016-03-23 | 株式会社小松製作所 | 作業機械の姿勢演算装置、作業機械及び作業機械の姿勢演算方法 |
US9739038B2 (en) | 2014-06-04 | 2017-08-22 | Komatsu Ltd. | Posture computing apparatus for work machine, work machine, and posture computation method for work machine |
CN115003884A (zh) * | 2020-03-17 | 2022-09-02 | 株式会社小松制作所 | 作业车辆以及控制方法 |
CN115003884B (zh) * | 2020-03-17 | 2023-07-25 | 株式会社小松制作所 | 作业车辆以及控制方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991102 |