JP4680416B2 - 熱発電時計 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱発電時計に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の熱発電時計51の構造を第3図に示す。第3図において、この熱発電時計51は、裏蓋52と、ベゼル53と、ケース54と、熱発電素子55と、風防56と、ムーブメント57と、文字板58と、から構成されている。熱発電素子55の上面側は、ベゼル53の熱が伝わるようにベゼル53と接触する。熱発電素子55の下面側は、裏蓋52の熱が伝わるように裏蓋52と接触する。
【0003】
裏蓋52は、腕からの熱を効率よく集めて、その熱を熱発電素子55に効率よく伝えるために、熱伝導性材料を使用している。ベゼル53は、効率よく放熱して、裏蓋52より温度が低くなった熱を熱発電素子55に効率よく伝えるために熱伝導性材料を使用している。ケース54は、裏蓋52に集めた熱を極力ベゼル53に伝えないようにするために、熱伝導性の低い断熱性材料を使用している。
【0004】
裏蓋52は固定用のネジ59によりケース54に固定されている。裏蓋52とケース54の間には、防水パッキン60が配設されて、裏蓋52とケース54との間の防水性が確保されている。ケース54は、固定用ネジ(図示せず)によりベゼル53に固定されている。ベゼル53とケース54の間には、防水パッキン61が配設されて、ベゼル53とケース54との間の防水性が確保されている。ベゼル53の上方には風防56が配設されている。図中の符号57はムーブメント57、および符号58は文字板である。
【0005】
こうした構造により、腕の熱が裏蓋52に伝わる。裏蓋52に伝わった熱は熱発電素子55の下面側に伝わる。一方、ベゼル53はその熱を外気に放熱することにより冷却される。冷却されて、裏蓋52より温度が低くなった熱は熱発電素子55の上面側に伝わる。熱発電素子55には、前記のようにして伝わった、その下面側と上面側の温度差により電力が発生する。その温度差が大きいほど電力が多く発生する。赤道直下のような暑い地域においては、ベゼル53の温度より裏蓋52の温度が高くなる場合も考えられる。しかしながら、熱発電素子55の上面側と下面側に温度差が生じていれば、熱発電素子55は発電する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の熱発電時計51の構造には下記のような問題がある。
裏蓋52の外側からネジ59によってケース54に固定しているため、裏蓋52とケース54との接触面積が大きい。詳しくは、ネジ59を配設する面積と、ネジ59による固定をするための裏蓋52外周方向の締め代が必要になるため、裏蓋52とケース54との接触面積が大きくなってしまう。ケース54は断熱性材料を使用しているため、熱は伝わりにくいが、まったく伝わらないわけではない。
【0007】
すると、熱伝導性材料と比べると、その量は少ないが、裏蓋52の熱がケース54に伝わり易かった。ケース54に伝わった熱がベゼル53に伝わるとベゼル53の温度が高くなる。よってベゼル53と接触した熱発電素子55の上面側の温度も高くなってしまう。
また、裏蓋52から熱発電素子55に伝わる熱も減ってしまう。よって熱発電素子55の下側の温度が下がってしまう。従って、熱発電素子55にかかる温度差が小さくなり、熱発電素子55の発電効率が悪くなってしまった。
【0008】
本発明の目的は、熱発電素子の発電効率が良い熱発電時計を提供することである。
【0009】
【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、本発明の請求項1は、
「ケースの内縁に形成された、ケースの内側に突出する突出部と、
ケースの突出部の上に配置される座板と、
ケースの内側に配置され、座板を貫通し、裏蓋に螺合されるネジと、
ケースの下面に当接する裏蓋の外縁とを備え、
座板と裏蓋との間で、ケースの突出部を挟持して裏蓋を固定したこと」
を特徴とする。
【0010】
この構成により、ケースの内側に配置された固定手段によって座板と裏蓋との間で、ケースの突出部を挟んで裏蓋をケースに固定したので、裏蓋の外縁にネジを配置する広い面積が要らない。よって、ケースと接触する裏蓋の外縁の面積を小さくすることができる。したがって裏蓋からケースに伝わる熱が少なくなる。また、裏蓋から座板を伝わってケースに流れる熱もあるが、その量は少ない。詳しくは、座板を介することで裏蓋からケースに伝わる熱は減少する。また、座板とケース内側の接触面積を小さく設定すれば、裏蓋から座板を介してケースに伝わる熱は、さらに減少する。
【0011】
よって裏蓋から座板を伝わってケースに流れる熱は、全体としては問題にならない範囲である。
従って、熱発電素子にかかる温度差が大きくなり、熱発電素子の発電効率が良い熱発電時計を提供することが出来る。
【0012】
本発明の請求項2は、
「ケースの突出部がリング状に形成されていること」
を特徴とする。
この構成により、突出部の加工が容易にできる。さらに、突出部を裏板と座板で確実に挟持することができる。
【0013】
本発明の請求項3は、
「裏蓋にケースに対する位置決め手段を備えたこと」
を特徴とする。
この構成により、ケースに対して裏蓋が容易に取り付けられる。
【0014】
本発明の請求項4は、
「座板にケースに対する位置決め手段を備えたこと」
を特徴とする。
この構成により、ケースに対して座板が容易に取り付けられる。
【0015】
本発明の請求項5は、
「裏蓋に段部を備え、段部がケース突出部と嵌合可能な形状に形成されていること」
を特徴とする。
この構成により、裏蓋の段部をケース突出部と嵌合させる。するとケースに対して裏蓋が、裏蓋の平面を含む水平方向に動かなくなる。よって、ネジ孔を探り易くなるので、組立性が向上する。
【0016】
本発明の請求項6は、
「座板に段部を備え、段部がケース突出部と嵌合可能な形状に形成されていること」
を特徴とする。
この構成により、座板の段部をケース突出部と嵌合させる。するとケースに対して座板が、座板の平面を含む水平方向に動かなくなる。よって、ネジ孔を探り易くなるので、組立性が向上する。
【0017】
本発明の請求項7は、
「裏蓋の外縁をケース外周部よりも外側に延出させたこと」
を特徴とする。
この構成により、腕と接触する裏蓋の面積を広くして、腕の熱を裏蓋に効率よく伝えることができる。
【0018】
本発明の請求項8は、
「座板の形状がリング状であること」
を特徴とする。
この構成により、座板の加工が容易になる。また、リング状の座板が、その全周にわたって突出部に接触するので、裏蓋と座板とで、確実に突出部を挟持することができる。
【0019】
本発明の請求項9は、
「座板の内側に熱発電素子が裏蓋と接触するように配置されること」
を特徴とする。
この構成により、座板を用いても直接熱発電素子を裏蓋に接触させることができる。
【0020】
本発明の請求項10は、
「座板の外周に切欠形状部を備えたこと」
を特徴とする。
この構成により、ケースと座板の接触面積を減らすことができる。よって、裏蓋からケースに伝わる熱をより減らすことができる。
【0021】
本発明の請求項11は、
「裏蓋とケースとの間に防水手段を備えたこと」
を特徴とする。
この構成により、ケース内に水が入らないようにできる。
【0022】
本発明の請求項12は、
「裏蓋におけるケースに当接する面に凹部を備え、
凹部に防水パッキンを備えたこと」
を特徴とする。
この構成により、簡単な構造でケース内に水が入らないようにできる。
【0023】
本発明の請求項13、
「ケースにおける裏蓋に当接する面に凹部を備え、
凹部に防水パッキンを配設したこと」
を特徴とする。
この構成により、簡単な構造でケース内に水が入らないようにできる。
本発明の請求項14、
「固定手段が座板を貫通し、
裏蓋に螺合されるネジであること」
を特徴とする。
【0024】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
【0025】
以下図面を用いて本発明の実施の形態1を説明する。図1は実施の形態1の組立断面図である。
【0026】
本発明の熱発電時計1は、熱伝導性材料よりなる裏蓋2と、熱伝導性材料よりなるベゼル6と、裏蓋2とベゼル6の間に挟み込まれた断熱材料よりなるケース3を備える。
さらに、裏蓋2及びベゼル6の、温度差により発電する熱発電素子7とを備える。
よって、熱発電素子7が発電した電力を時計の駆動電力に利用できるようになっている。
【0027】
ここで、熱伝導性材料とは、熱伝導率が高い材料のことを言う。例えばステンレススチール材、アルミ材、黄銅材などが挙げられる。断熱材料とは、熱伝導率が低い材料のことを言う。例えば樹脂材、セラミック材などが挙げられる。
【0028】
詳しくは、風防11がベゼル6の上方に配置される。文字板12が風防11の下方に配置される。ムーブメント13が文字板12の下方に配置される。ここで上下方向とは図1における上下方向を示す。ムーブメント13は中枠14によって支持される。ムーブメント13には熱発電素子7により得られた電力を蓄電するバッテリー(2次電池)(図示せず)が格納されている。時刻を表示するための針(図示せず)を備えていても良い。あるいは時刻表示に、液晶による表示装置(図示せず)を用いても良い。
【0029】
ケース3とベゼル6は複数のネジ15によって固定される。第1の熱伝導板16はケース3とベゼル6の間に挟持される。ネジ15には座金17が配置されている。座金17は用いなくても良い。第2の熱伝導板18がムーブメント13の下方に熱発電素子7に挟まれるように配置される。第1の熱伝導シート19が第1の熱伝導板16と第2の熱伝導板18の間に位置する。
【0030】
第1の熱伝導板16と第2の熱伝導板18と第1の熱伝導シート19は複数の位置決めピン20により位置決めされる。ベゼル6と第1の熱伝導板16の間には防水パッキン21が配置され、ベゼル6と第1の熱伝導板16の間の防水が確保される。ケース3と第1の熱伝導板16の間には防水パッキン22が配置され、ケース3と第1の熱伝導板16の間の防水が確保される。
【0031】
ケース3の下方には、裏蓋2が固定される。裏蓋2の上方には、保護板23が配置される。保護板23の上には第2の熱伝導シート24が配置される。第2の熱伝導シート24の上方に熱発電素子7が配置される。裏蓋2には座板4をネジ5により裏蓋2に固定するための複数のネジ孔25を備える。第1の熱伝導板16と第2の熱伝導板18は熱伝導性材料よりなる。第1の熱伝導シート19と第2の熱伝導シート24は熱伝導性材料であって、各部品の加工寸法公差を吸収できるように圧縮変形可能な材料が望ましい。例えば、シリコン材等が好ましい。
保護板23は熱伝導性材料よりなる。
【0032】
このようにして、本発明の熱発電時計1においては、腕の熱は裏蓋2を伝わる。裏蓋2に伝わった熱は保護板23に伝わる。保護板23に伝わった熱は第2の熱伝導シート24に伝わる。第2の熱伝導シート24に伝わった熱は熱発電素子7の下面に伝わる。一方ベゼル6の熱は第1の熱伝導板16に伝わる。第1の熱伝導板16に伝わった熱は第1の熱伝導シート19に伝わる。第1の熱伝導シート19に伝わった熱は第2の熱伝導板18に伝わる。第2の熱伝導板18に伝わった熱は熱発電素子7の上面に伝わる。
【0033】
ケース3の内縁には、ケース3の内側全周に亘って突出する突出部26が形成される。
ケース3の突出部26は、例えば丸いリング状に形成される。これにより、突出部26の加工が容易にできる。ケース3の突出部26の上には、座板4が配置される。座板4の材質は、特に限定されないが、例えばステンレススチール材、アルミ材、黄銅材などでも良い。座板4を貫通し、裏蓋2に螺合される複数のネジ5が配置される。ネジ5は、ケース3の内側に配置される固定手段を構成する。
すると、裏蓋2の外縁8が、ケース3の下面に当接する。よって、座板4と裏蓋2との間で、ケース3の突出部26が挟持されて、裏蓋2がケース3に固定される。
【0034】
裏蓋2には上方に突出した段部27が備えられる。この段部27がケース3の突出部26と嵌合可能な形状、例えば円柱状に形成される。裏蓋2の段部27をケース3の突出部26と嵌合させる。するとケース3に対して裏蓋2が、裏蓋2の平面を含む水平方向に動かなくなる。これが、裏蓋2のケース3に対する位置決め手段を構成する。
【0035】
この構成により、ケース3に対して裏蓋2が容易に取り付けられる。よって、ネジ孔25を探り易くなるので、組立性が向上する。また、裏蓋2の段部27の側面とケース3の突出部26の側面には隙間を備える。すると、ケース3と裏蓋2の接触面積が少なくなる。さらに裏蓋2からケース3へ熱が伝わりにくくなる。隙間の量は特に限定はしないが、5〜1000マイクロメートルが好ましい。
さらには、9〜100マイクロメートルが好ましい。
【0036】
裏蓋2の外縁8にケース3の外周部よりも外側に延出される延出部28が形成される。例えば、延出部28は段部27の外側全周に亘って形成される。裏蓋2のケース3に当接する面、例えば延出部28の上面に凹部29が備えられる。段部27の側面に凹部29があってもかまわない。
【0037】
凹部29には防水パッキン30が備えられる。防水パッキン30が裏蓋2とケース3との間の防水をする防水手段である。このようにして簡単な構造でケース3内に水が入らないようにできる。この構成により、ケース3の内側に配置されたネジ5によって座板4と裏蓋2との間で、ケース3の突出部26を挟んで裏蓋2をケース3に固定したので、裏蓋2の外縁8にネジ5を配置する広い面積が要らない。
【0038】
座板4はリング状に形状される。これにより、座板4の加工が容易になる。また、リング状の座板4が、その全周にわたって突出部26に接触するので、裏蓋2と座板4とで、確実に突出部26を挟持することができる。座板4の内側には熱発電素子7が裏蓋2と接触するように配置される。これにより、座板4を用いても直接熱発電素子7を裏蓋2に接触させることができる。
【0039】
また突出部26を裏板と座板4で確実に挟持することができる。よって、ケース3と接触する裏蓋2の外縁8の面積を小さくすることができる。したがって裏蓋2からケース3に伝わる熱が少なくなる。また、裏蓋2から座板4を伝わってケース3に流れる熱もあるが、その量は少ない。詳しくは、座板4を介することで裏蓋2からケース3に伝わる熱は減少する。また、座板4とケース3の内側の接触面積を小さく設定すれば、裏蓋2から座板4を介してケース3に伝わる熱は、さらに減少する。
【0040】
また、座板4とケース3の内側の接触面積は当接する部分だけであり更に熱効率は落ちる。よって裏蓋2から座板4を伝わってケース3に流れる熱は、全体としては問題にならない範囲である。従って、熱発電素子7にかかる温度差が大きくなり、熱発電素子7の発電効率が良い熱発電時計を提供することが出来る。
【0041】
(実施の形態2)
【0042】
以下図面を用いて本発明の実施の形態2を説明する。ただし実施の形態1と同じ部品には実施の形態1と同じ部品番号を付けて説明は省略する。
図2は本発明の熱発電時計39の実施の形態2の組立断面図である。
【0043】
本発明の実施の形態1との構造上の違いは、ケース31と裏蓋32と座板33のみであるため説明はケース31と裏蓋32と座板33の形状だけにとどめる。
ケース31の裏蓋32に当接する面、例えばケース31の突出部40の下方に凹部34が備えられる。突出部40の側面の中程あるいは下面に凹部34があってもかまわない。凹部34には防水パッキン35が備えられる。防水パッキン35が裏蓋32とケース31との間の防水をする防水手段である。このようにして簡単な構造でケース31内に水が入らないようにできる。裏蓋32は凹部34が無い以外は実施の形態1と同様のため、詳細な説明は省略する。
【0044】
座板33には下方に突出した段部38が備えられる。ここで上下方向とは図2における上下方向を示す。この段部38がケース31の突出部40と嵌合可能な形状、例えば円柱状に形成される。座板33の段部38をケース31の突出部40と嵌合させる。するとケース31に対して座板33が、座板33の平面を含む水平方向に動かなくなる。よって、ネジ孔25を探り易くなるので、組立性が向上する。これは座板33のケース31に対する位置決め手段である。
【0045】
また、座板33の段部38の側面とケース31の突出部40の側面には隙間を備える。すると、ケース3と座板33の接触面積が少なくなる。さらに座板33からケース31へ熱が伝わりにくくなる。隙間の量は特に限定はしないが、5〜1000マイクロメートルが好ましい。さらには、9〜100マイクロメートルが好ましい。
また、座板33の外周には切欠形状部37が備えられる。よりケース31と座板33の接触面積を減らすことができる。よって、裏蓋32からケース31に伝わる熱をより減らすことができる。
【0046】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1の組立断面図である。
【図2】本発明の実施の形態2の組立断面図である。
【図3】従来構造の組立断面図である。
【符号の説明】
1、39、51 熱発電時計
2、32、52 裏蓋
3、31、54 ケース
4、33 座板
5、15、59 ネジ
6、53 ベゼル
7、55 熱発電素子
11、56 風防
12、58 文字板
13、57 ムーブメント
14 中枠
16 第1の熱伝導板
17 座金
18 第2の熱伝導板
19 第1の熱伝導シート
20 位置決めピン
21、22、30、35、60、61 防水パッキン
23 保護板
24 第2の熱伝導シート
25 ネジ孔
26、40 突出部
27、38 段部
28 延出部
29、34 凹部
37 切欠形状部
Claims (14)
- 熱伝導性材料よりなる裏蓋と、
熱伝導性材料よりなるベゼルと、
裏蓋とベゼルの間に挟み込まれた断熱材料よりなるケースと、
裏蓋及びベゼルの、温度差により発電する熱発電素子と、を備え、
熱発電素子が発電した電力を時計の駆動電力に利用する熱発電時計において、
ケースの内縁に形成された、ケースの内側に突出する突出部と、
ケースの突出部の上に配置される座板と、
ケースの内側に配置され、座板と、裏蓋とを固定する固定手段と、
ケースの下面に当接する裏蓋の外縁と、を備え、
座板と裏蓋との間で、ケースの突出部を挟持して裏蓋を固定したこと
を特徴とする熱発電時計。 - ケースの突出部がリング状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の熱発電時計。
- 裏蓋にケースに対する位置決め手段を備えたことを特徴とする請求項2に記載の熱発電時計。
- 座板にケースに対する位置決め手段を備えたことを特徴とする請求項2に記載の熱発電時計。
- 裏蓋に段部を備え、段部がケース突出部と嵌合可能な形状に形成されていることを特徴とする請求項3に記載の熱発電時計。
- 座板に段部を備え、段部がケース突出部と嵌合可能な形状に形成されていることを特徴とする請求項4に記載の熱発電時計。
- 裏蓋の外縁をケース外周部よりも外側に延出させたことを特徴とする請求項1に記載の熱発電時計。
- 座板の形状がリング状であることを特徴とする請求項1あるいは2のいずれかに記載の熱発電時計。
- 座板の内側に熱発電素子が裏蓋と接触するように配置されることを特徴とする請求項8に記載の熱発電時計。
- 座板の外周に切欠形状部を備えたことを特徴とする請求項9に記載の熱発電時計。
- 裏蓋とケースとの間に防水手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の熱発電時計。
- 裏蓋におけるケースに当接する面に凹部を備え、
凹部に防水パッキンを備えたことを特徴とする請求項11に記載の熱発電時計。 - ケースにおける裏蓋に当接する面に凹部を備え、
凹部に防水パッキンを配設したことを特徴とする請求項11に記載の熱発電時計。 - 固定手段が座板を貫通し、裏蓋に螺合されるネジであることを特徴とする請求項1に記載の熱発電時計。
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