JP2008151035A - Cooling device of engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの冷却装置に関するものである。 The present invention relates to an engine cooling apparatus.
従来から、エンジンの冷却装置が知られている(例えば特許文献1参照)。このエンジンの冷却装置は、エンジンとラジエータとサーモスタットとが介設された冷却回路を備えている。そして、エンジン温間時及び熱間時には、サーモスタットが開弁し、冷却液がエンジンに循環されて該エンジンが冷却され、その冷却によって熱くなった冷却液がラジエータに導かれて外気で冷やされ、エンジンへと戻ってくる。 Conventionally, an engine cooling device is known (see, for example, Patent Document 1). This engine cooling device includes a cooling circuit in which an engine, a radiator, and a thermostat are interposed. And when the engine is warm and hot, the thermostat is opened, the coolant is circulated through the engine to cool the engine, and the coolant heated by the cooling is led to the radiator and cooled by the outside air, Come back to the engine.
また、冷却回路には、ラジエータをバイパスしてサーモスタット内と連通し、冷却液がエンジンとの間で常時循環するバイパス通路が設けられている。このバイパス回路には、アイドルスピードコントロールバルブが介設されている。そして、このアイドルスピードコントロールバルブは、冷却液によって常に加熱され、外気の温度が低いときに凍結しないようになっている。
上記バイパス通路に、アイドルスピードコントロールバルブの代わりに、冷却液をオイルと熱交換させるための熱交換器を介設することを考える。この場合、エンジン冷間時には、熱交換器においてオイルが、エンジンを流れて加熱された冷却液と熱交換して加熱される。これにより、低温のオイルの温度を上げることができる。これはエンジン効率の観点から好ましい。 Consider installing a heat exchanger for exchanging heat between the coolant and oil in the bypass passage instead of the idle speed control valve. In this case, when the engine is cold, the oil is heated in the heat exchanger by exchanging heat with the coolant heated through the engine. Thereby, the temperature of low temperature oil can be raised. This is preferable from the viewpoint of engine efficiency.
また、エンジン熱間時には、熱交換器においてオイルが冷却液と熱交換して冷却される。これにより、高温になり過ぎたオイルの温度を下げることができ、オイルを適温に保つことができる。 Further, when the engine is hot, the oil is cooled by exchanging heat with the coolant in the heat exchanger. Thereby, the temperature of the oil that has become too high can be lowered, and the oil can be kept at an appropriate temperature.
ここで、エンジン温間時には、オイルの温度を適温(比較的高温)に保持し、オイルの粘度を適度に低く抑えるため、オイルを冷やさないのが望ましい。 Here, when the engine is warm, it is desirable not to cool the oil in order to keep the temperature of the oil at an appropriate temperature (relatively high temperature) and to keep the viscosity of the oil moderately low.
しかしながら、上述のように、バイパス通路に熱交換器を介設すると、エンジン温間時にも、熱交換器においてオイルが冷却液と熱交換して冷却されてしまう。 However, as described above, when the heat exchanger is provided in the bypass passage, the oil is cooled by exchanging heat with the coolant in the heat exchanger even when the engine is warm.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンの摺動抵抗の低減とオイルの冷却とを両立させることにある。 The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to achieve both reduction in engine sliding resistance and oil cooling.
第1の発明は、エンジンと、ラジエータと、エンジン冷間時に閉弁し、エンジン温間時及び熱間時に開弁するサーモスタットとが介設され、該サーモスタットの開弁時に冷却液が上記エンジンと上記ラジエータとの間で循環する冷却回路を備え、上記冷却回路には、上記ラジエータをバイパスして上記サーモスタット内と連通し、冷却液が上記エンジンとの間で常時循環する第1バイパス通路が設けられているエンジンの冷却装置であって、上記冷却回路には、上記ラジエータをバイパスして上記サーモスタットと連通し、該サーモスタットの閉弁時に冷却液が上記エンジンとの間で循環し、該サーモスタットの開弁時に該循環が遮断される第2バイパス通路がさらに設けられ、上記第2バイパス通路には、冷却液をオイルと熱交換させるための熱交換器が介設され、上記熱交換器には、エンジン熱間時に冷却液を上記エンジンと上記熱交換器との間で循環させる循環手段が設けられていることを特徴とするものである。 The first invention is provided with an engine, a radiator, and a thermostat that closes when the engine is cold and opens when the engine is warm and hot, and when the thermostat is opened, the coolant is connected to the engine. A cooling circuit that circulates to and from the radiator, and the cooling circuit is provided with a first bypass passage that bypasses the radiator and communicates with the inside of the thermostat and constantly circulates the coolant between the engine and the engine. An engine cooling device, wherein the cooling circuit bypasses the radiator and communicates with the thermostat, and when the thermostat is closed, coolant circulates between the engine and the thermostat. A second bypass passage for interrupting the circulation when the valve is opened is further provided in the second bypass passage for heat exchange of the coolant with oil. The heat exchanger is provided with circulation means for circulating a coolant between the engine and the heat exchanger when the engine is hot. is there.
これにより、エンジン冷間時には、第2バイパス通路において冷却液がエンジンとの間で循環するので、第2バイパス通路の熱交換器においてオイルが、エンジンを流れて加熱された冷却液と熱交換して加熱される。 Thereby, when the engine is cold, the coolant circulates between the engine and the engine in the second bypass passage, so that the oil exchanges heat with the coolant that is heated by flowing through the engine in the heat exchanger of the second bypass passage. Heated.
また、エンジン温間時には、第2バイパス通路においてエンジンとの間での冷却液の循環が遮断され、冷却液が流動しないので、第2バイパス通路の熱交換器においてオイルが冷却されず、オイルの温度が適温(比較的高温)で維持され、オイルの粘度が適度に低く抑えられる。 In addition, when the engine is warm, the circulation of the coolant to and from the engine is blocked in the second bypass passage, and the coolant does not flow, so that the oil is not cooled in the heat exchanger of the second bypass passage, The temperature is maintained at an appropriate temperature (relatively high temperature), and the viscosity of the oil is moderately low.
さらに、熱交換器には、エンジン熱間時に冷却液をエンジンと熱交換器との間で循環させる循環手段を設けているので、エンジン熱間時には、熱交換器においてオイルが冷却液と熱交換して冷却される。 Furthermore, the heat exchanger is provided with a circulation means for circulating the coolant between the engine and the heat exchanger when the engine is hot, so that when the engine is hot, the oil exchanges heat with the coolant in the heat exchanger. And cooled.
以上により、エンジンの摺動抵抗の低減とオイルの冷却とを両立させることができる。 As described above, both reduction in engine sliding resistance and oil cooling can be achieved.
第2の発明は、上記第1の発明において、上記第1バイパス通路には、冷却液との熱交換を常時要する機器が介設され、上記第2バイパス通路には、上記熱交換器のみ介設されていることを特徴とするものである。 According to a second invention, in the first invention, the first bypass passage is provided with a device that constantly requires heat exchange with the coolant, and the second bypass passage is provided only with the heat exchanger. It is characterized by being provided.
ここで、第1バイパス通路において冷却液がエンジンとの間で常時循環するので、第1バイパス通路の、冷却液との熱交換を常時要する機器を、冷却液と常時熱交換させながら、エンジンの摺動抵抗の低減とオイルの冷却とを両立させることができる。 Here, since the coolant constantly circulates between the engine and the engine in the first bypass passage, the device of the first bypass passage that constantly requires heat exchange with the coolant is constantly exchanging heat with the coolant. Reduction of sliding resistance and oil cooling can both be achieved.
第3の発明は、上記第1又は2の発明において、上記循環手段は、上記熱交換器と上記第1バイパス通路又は上記サーモスタット内とを連通する連通路と、該連通路に介設され、エンジン熱間時に開弁する開閉弁とを有することを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the circulation means is provided in the communication path, the communication path communicating the heat exchanger and the first bypass path or the thermostat, and the communication path. And an on-off valve that opens when the engine is hot.
これにより、簡単な構造で、循環手段を実現することができる。 Thereby, a circulation means is realizable with a simple structure.
本発明によれば、エンジン冷間時には、第2バイパス通路において冷却液がエンジンとの間で循環するので、第2バイパス通路の熱交換器においてオイルが、エンジンを流れて加熱された冷却液と熱交換して加熱される。また、エンジン温間時には、第2バイパス通路においてエンジンとの間での冷却液の循環が遮断され、冷却液が流動しないので、第2バイパス通路の熱交換器においてオイルが冷却されず、オイルの温度が適温(比較的高温)で維持され、オイルの粘度が適度に低く抑えられる。さらに、熱交換器には、エンジン熱間時に冷却液をエンジンと熱交換器との間で循環させる循環手段を設けているので、エンジン熱間時には、熱交換器においてオイルが冷却液と熱交換して冷却される。以上により、エンジンの摺動抵抗の低減とオイルの冷却とを両立させることができる。 According to the present invention, when the engine is cold, the coolant circulates between the engine and the engine in the second bypass passage. Therefore, in the heat exchanger of the second bypass passage, the oil flows through the engine and is heated. Heated by heat exchange. In addition, when the engine is warm, the circulation of the coolant to and from the engine is blocked in the second bypass passage, and the coolant does not flow, so that the oil is not cooled in the heat exchanger of the second bypass passage, The temperature is maintained at an appropriate temperature (relatively high temperature), and the viscosity of the oil is moderately low. Furthermore, the heat exchanger is provided with a circulation means for circulating the coolant between the engine and the heat exchanger when the engine is hot, so that when the engine is hot, the oil exchanges heat with the coolant in the heat exchanger. And cooled. As described above, both reduction in engine sliding resistance and oil cooling can be achieved.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係るエンジンの冷却装置10の系統図である。図1では、エンジン冷却液(以下、冷却液という)の循環方向を矢印で表している。図1に示すように、このエンジンの冷却装置10は、主冷却回路11(図1では太線)を備えている。この主冷却回路11は、エンジン12とラジエータ13とサーモスタット14とウォータポンプ15とを冷却液の循環方向に関してその順に配管接続してなる閉回路である。ラジエータ13は、エンジン12で発生した熱を放出するために用いる装置で、自動車の前部にあり、熱くなった冷却液を外気によって冷やす構造になっている。サーモスタット14は、エンジン冷間時はサーモスタットバルブ(図示せず。以下、バルブという)が閉弁して主冷却回路11の冷却液の循環を止め、エンジン温間時及び熱間時はバルブが開弁して主冷却回路11に冷却液を流す自動バルブである。具体的には、サーモスタット14は、該サーモスタット14内の冷却液の温度が第1設定温度(例えば80度)よりも小さいときにバルブが閉状態になり、第1設定温度以上のときにバルブが開状態になるようになっている。ウォータポンプ15は、冷却液を強制的に循環させるためのポンプで、エンジン12によって駆動される。そして、主冷却回路11では、ウォータポンプ15の動作中で、サーモスタット14のバルブ開弁時には、冷却液がエンジン12とラジエータ13との間で循環し、サーモスタット14のバルブ閉弁時には、ウォータポンプ15の動作中であっても、その循環が遮断されるようになっている。
FIG. 1 is a system diagram of an
また、主冷却回路11には、第1バイパス通路16と第2バイパス通路17とが配設されている。この第1バイパス通路16は、主冷却回路11におけるエンジン12の出口12aとラジエータ13の入口13aとの間から分流し、ラジエータ13をバイパスしてサーモスタット14内に合流している。そして、第1バイパス通路16では、ウォータポンプ15の動作中には、サーモスタット14のバルブの開弁・閉弁に拘わらず、冷却液が主冷却回路11を介してエンジン12との間で常時循環するようになっている。このような、サーモスタット14のバルブの状態に関係なく、冷却液が常に循環する仕組みは既によく知られているので、ここではその詳細な説明について省略する。
The
また、第1バイパス通路16は、その途中で第1分岐通路16aと第2分岐通路16bとに分岐し、それらがまた一つの流れとなっている。第1分岐通路16aには、冷却液を熱源とする温水式のヒーター18が、第2分岐通路16bには、冷却を要するEGRバルブ19と、スロットルボディ20とが介設されている。これらのヒーター18、EGRバルブ19、及びスロットルボディ20は、冷却液との熱交換を常時要する機器である。
Moreover, the 1st bypass channel |
第2バイパス通路17は、第1バイパス通路16と並列に設けられていて、主冷却回路11におけるエンジン12の出口12aとラジエータ13の入口13aとの間から分流し、ラジエータ13をバイパスしてサーモスタット14に合流している。そして、第2バイパス通路17では、ウォータポンプ15の動作中で、サーモスタット14のバルブ閉弁時(つまり、第2バイパス通路17のバルブの開弁時)には、冷却液が主冷却回路11を介してエンジン12との間で循環し、サーモスタット14のバルブ開弁時(つまり、第2バイパス通路17のバルブの閉弁時)には、ウォータポンプ15の動作中であっても、その循環が遮断されるようになっている。このような、サーモスタット14のバルブ閉弁時に冷却液が循環し、バルブ開弁時にその循環が遮断される仕組みは既によく知られているので、ここではその詳細な説明について省略する。
The
また、第2バイパス通路17には、冷却液をエンジンオイル(以下、オイルという)と熱交換させるためのオイル熱交換器(オイルクーラー)21のみ介設されている。このオイル熱交換器21には、該オイル熱交換器21と、第1バイパス通路16における第1及び第2分岐通路16bの合流点16cとサーモスタット14との間とを連通する連通路22が設けられている。この連通路22には、制御弁23(開閉弁に相当)が介設されている。この制御弁23は、エンジン冷間時及び温間時に閉弁し、エンジン熱間時に開弁する。具体的には、制御弁23は、主冷却回路11のエンジン12の出口12a付近に設けられた水温センサ24により検出された冷却液の温度が、上記第1設定温度よりも大きい第2設定温度(例えば95度)よりも小さいときに、制御装置(図示せず)によって閉弁制御され、第2設定温度以上のときに開弁制御されるようになっている。そして、連通路22及び制御弁23が、エンジン熱間時に冷却液をエンジン12とオイル熱交換器21との間で循環させる循環手段を構成している。これにより、簡単な構造で、循環手段を実現することができる。
The
−エンジンの冷却装置の動作−
以下、エンジンの冷却装置10の動作について説明する。なお、以下の説明では、ウォータポンプ15は運転中である。
-Engine cooling system operation-
Hereinafter, the operation of the
エンジン冷間時には、サーモスタット14のバルブが閉弁している。このとき、主冷却回路11では、エンジン12とラジエータ13との間での冷却液の流通が遮断され、各バイパス通路16,17では、冷却液がエンジン12との間で流通する。これにより、第2バイパス通路21のオイル熱交換器21では、オイルが、エンジン12を流れて加熱された冷却液と熱交換して加熱される。また、第1バイパス通路16では、ヒーター18、EGRバルブ19、及びスロットルボディ20が冷却液と熱交換する。これは、エンジン温間時及び熱間時も同様である。
When the engine is cold, the valve of the
エンジン温間時には、サーモスタット14のバルブが開弁している。このとき、主冷却回路11では、冷却液がエンジン12とラジエータ13との間で流通し、第1バイパス通路16では、冷却液がエンジン12との間で流通する。また、第2バイパス通路17では、エンジン12との間での冷却液の流通が遮断され、冷却液が流動しない。このため、オイル熱交換器21ではオイルが冷却されず、オイルの温度が適温(比較的高温)で維持され、オイルの粘度が適度に低く抑えられる。
When the engine is warm, the valve of the
エンジン熱間時には、エンジン温間時と同様、主冷却回路11では、冷却液がエンジン12とラジエータ13との間で流通し、第1バイパス通路16では、冷却液がエンジン12との間で流通し、第2バイパス通路17では、エンジン12との間での冷却液の流通が遮断される。このとき、制御弁23が開弁する。これにより、エンジン温間時に第2バイパス通路17にとどまっていた冷却液がオイル熱交換器21から連通路22へと流出し、連通路22、第1バイパス通路16、及び主冷却回路11を介してエンジン12へと戻る。そして、冷却液が第2バイパス通路17、連通路22、第1バイパス通路16、及び主冷却回路11を介してエンジン12とオイル熱交換器21との間で循環する。このため、オイル熱交換器21では、オイルが冷却液と熱交換して冷却される。もし、エンジン熱間状態で第2バイパス通路17にてオイル熱交換器21内の冷却水に流動がないと、昇温するオイルにより冷却水が沸騰し、オイルの劣化が促進されるとともに、オイル熱交換器21が破損する恐れがあるが、上述の構成によりこのことを未然に防止することができる。
When the engine is hot, the coolant flows between the
−効果−
以上により、本実施形態によれば、エンジン冷間時には、第2バイパス通路17において冷却液がエンジン12との間で循環するので、第2バイパス通路17のオイル熱交換器21においてオイルが、エンジン12を流れて加熱された冷却液と熱交換して加熱される。
-Effect-
As described above, according to the present embodiment, when the engine is cold, the coolant circulates between the
また、エンジン温間時には、第2バイパス通路17においてエンジン12との間での冷却液の循環が遮断され、冷却液が流動しないので、第2バイパス通路17のオイル熱交換器21においてオイルが冷却されず、オイルの温度が適温(比較的高温)で維持され、オイルの粘度が適度に低く抑えられる。
In addition, when the engine is warm, the circulation of the coolant to and from the
さらに、オイル熱交換器21には、エンジン熱間時に冷却液をエンジン12とオイル熱交換器21との間で循環させる連通路22及び制御弁23を設けているので、エンジン熱間時には、オイル熱交換器21においてオイルが冷却液と熱交換して冷却される。
Furthermore, the
以上により、エンジン12の摺動抵抗の低減とオイルの冷却とを両立させることができる。
As described above, the reduction of the sliding resistance of the
ここで、第1バイパス通路16において冷却液がエンジン12との間で常時循環するので、第1バイパス通路16の、冷却液との熱交換を常時要するヒーター18、EGRバルブ19、及びスロットルボディ20を、冷却液と常時熱交換させながら、エンジン12の摺動抵抗の低減とオイルの冷却とを両立させることができる。
Here, since the coolant always circulates between the
(その他の実施形態)
上記実施形態では、主冷却回路11にエンジン12とラジエータ13とサーモスタット14とウォータポンプ15とを冷却液の循環方向に関してその順に介設しているが、その順はこれに限らない。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、ヒーター18、EGRバルブ19、及びスロットルボディ20が冷却液との熱交換を常時要する機器を構成しているが、その機器はこれらに限らない。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態では、第2バイパス通路17にオイル熱交換器21のみ介設しているが、これ以外の機器を介設しても良い。
Moreover, in the said embodiment, although only the
また、上記実施形態では、連通路22は、オイル熱交換器21と第1バイパス通路16とを連通しているが、オイル熱交換器21とサーモスタット14内とを連通しても良い。この場合、ウォータポンプ15の動作中で、エンジン熱間時には、サーモスタット14のバルブの開弁・閉弁に拘わらず、冷却液がエンジン12とオイル熱交換器21との間で循環する。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、開閉弁を制御弁23で構成しているが、これに限らず、例えば、図2に示すように、サーモスタット25で構成しても良い。このサーモスタット25は、オイル熱交換器21に直接取り付けられていて、エンジン冷間時及び温間時に閉弁し、エンジン熱間時に開弁する。具体的には、サーモスタット25は、オイル熱交換器21内の冷却液の温度が上記第2設定温度よりも小さいときに閉状態になる一方、エンジン温間時にオイル熱交換器21内にとどまっていた冷却液がオイルと熱交換して加熱されてその温度が第2設定温度以上になったときに、開状態になるようになっている。なお、この場合、連通路22は、サーモスタット25と第1バイパス通路16とを連通している。
Moreover, in the said embodiment, although the on-off valve is comprised by the
また、上記実施形態では、循環手段を連通路22及び制御弁23で構成しているが、エンジン熱間時に冷却液をエンジン12とオイル熱交換器21との間で循環させる限り、如何なるもので構成しても良い。
In the above embodiment, the circulation means is constituted by the
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。 The present invention is not limited to the embodiments, and can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof.
このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 As described above, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is defined by the claims, and is not limited by the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
以上説明したように、本発明は、エンジンの摺動抵抗の低減とエンジンオイルの冷却とを両立させるための用途等に適用できる。 As described above, the present invention can be applied to applications for achieving both reduction of engine sliding resistance and cooling of engine oil.
10 エンジンの冷却装置
11 冷却回路
12 エンジン
13 ラジエータ
14 サーモスタット
15 ウォータポンプ
16 第1バイパス通路
17 第2バイパス通路
18 ヒーター(機器)
19 EGRバルブ(機器)
20 スロットルボディ(機器)
21 オイル熱交換器
22 連通路(循環手段)
23 制御弁(循環手段、開閉弁)
25 サーモスタット(循環手段、開閉弁)
DESCRIPTION OF
19 EGR valve (equipment)
20 Throttle body (equipment)
21
23 Control valve (circulation means, on-off valve)
25 Thermostat (circulation means, on-off valve)
Claims (3)
上記冷却回路には、上記ラジエータをバイパスして上記サーモスタット内と連通し、冷却液が上記エンジンとの間で常時循環する第1バイパス通路が設けられているエンジンの冷却装置であって、
上記冷却回路には、上記ラジエータをバイパスして上記サーモスタットと連通し、該サーモスタットの閉弁時に冷却液が上記エンジンとの間で循環し、該サーモスタットの開弁時に該循環が遮断される第2バイパス通路がさらに設けられ、
上記第2バイパス通路には、冷却液をオイルと熱交換させるための熱交換器が介設され、
上記熱交換器には、エンジン熱間時に冷却液を上記エンジンと上記熱交換器との間で循環させる循環手段が設けられていることを特徴とするエンジンの冷却装置。 An engine, a radiator, and a thermostat that closes when the engine is cold and opens when the engine is warm and hot are interposed, and when the thermostat is opened, the coolant flows between the engine and the radiator. With a circulating cooling circuit,
The cooling system for an engine, wherein the cooling circuit is provided with a first bypass passage that bypasses the radiator and communicates with the inside of the thermostat and constantly circulates the coolant between the engine and the engine.
The cooling circuit bypasses the radiator and communicates with the thermostat, the coolant circulates between the engine when the thermostat is closed, and the circulation is shut off when the thermostat is opened. A bypass passage is further provided,
The second bypass passage is provided with a heat exchanger for exchanging heat between the coolant and the oil,
The engine cooling apparatus according to claim 1, wherein the heat exchanger is provided with a circulating means for circulating a coolant between the engine and the heat exchanger when the engine is hot.
上記第1バイパス通路には、冷却液との熱交換を常時要する機器が介設され、
上記第2バイパス通路には、上記熱交換器のみ介設されていることを特徴とするエンジンの冷却装置。 The engine cooling device according to claim 1,
In the first bypass passage, a device that always requires heat exchange with the coolant is interposed,
The engine cooling apparatus according to claim 1, wherein only the heat exchanger is interposed in the second bypass passage.
上記循環手段は、上記熱交換器と上記第1バイパス通路又は上記サーモスタット内とを連通する連通路と、該連通路に介設され、エンジン熱間時に開弁する開閉弁とを有することを特徴とするエンジンの冷却装置。 The engine cooling device according to claim 1 or 2,
The circulation means includes a communication passage that communicates the heat exchanger with the first bypass passage or the thermostat, and an on-off valve that is interposed in the communication passage and opens when the engine is hot. Engine cooling device.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091118 |
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A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20110906 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |