JP2718455B2 - 容量可変型スクロール型圧縮機 - Google Patents

容量可変型スクロール型圧縮機

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JP2718455B2
JP2718455B2 JP16692889A JP16692889A JP2718455B2 JP 2718455 B2 JP2718455 B2 JP 2718455B2 JP 16692889 A JP16692889 A JP 16692889A JP 16692889 A JP16692889 A JP 16692889A JP 2718455 B2 JP2718455 B2 JP 2718455B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は容量可変型のスクロール型圧縮機に関する。
[従来の技術] 従来の容量可変型スクロール型圧縮機として、ケーシ
ングと、第1の板体の一面に第1のうず巻体を有し上記
ケーシング内に固定された固定スクロール部材と、第2
の板体の一面に第2のうず巻体を有し上記固定スクロー
ル部材と組み合って対となって生じる流体ポケットを構
成する可動スクロール部材と、上記ケーシング内に形成
された吸入室、上記第1の板体に設けられた上記流体ポ
ケットに通じたバイパス孔と、該バイパス孔と上記吸入
室とを連通るバイパス路と、該バイパス路を開閉するバ
ルブとを含むものが知られている。
上述の可動スクロール部材は、回転阻止装置によって
見掛上の自転を阻止されながら、主軸の回転により円軌
道運動を行うように成っている。この際、流体ポケット
は、その容量を小さくしながら、うず巻体の中心方向へ
と移動する。この結果、流体ポケット内の流体は圧縮さ
れる。
この種の従来の容量可変型スクロール型圧縮機は、圧
縮途中の流体ポケット内の流体をバイパス孔及びバイパ
ス路を介して吸入室に戻すことによって吐出容量を変化
させている。この容量の増減は、バイパス路を開閉する
バルブを制御することによって行われる。
この種の従来の容量可変型スクロール型圧縮機には、
1対の流体ポケットに対応するように設けられた1対の
バイパス孔を第1の板体の他面に形成した中間圧力室に
よって連結し、この中間圧力室をバイパス路に接続し
て、一つのバルブで吐出容量の制御を行うことができる
ようにしたもの(以下、「第1のタイプ」と言う)と、
吐出容量の変化を2段とするために、2対の流体ポケッ
トに夫々対応するように第1の板体に2対のバイパス孔
を設け、対の関係が無いバイパス孔同士を夫々結ぶよう
に2つのバイパス路を設け、各バイパス路を夫々開閉す
るように各バイパス路に夫々バルブを設けたもの(以
下、「第2のタイプ」と言う)とがある。
[発明が解決しようとする課題] 第1のタイプの場合、容量の制御を一つのバルブで行
うことができる利点があるが、容量の変化が1段である
ため、容量の増減を大まかにしか制御できない欠点があ
る。
一つのバルブで多段階に容量制御を行う場合、バイパ
ス孔を複数対設け、各対のバイパス孔から流出する流体
を各対ごとに一つの通路に集めるようにし、この通路を
バイパス路に接続させる必要がある。
しかしながら、第1のタイプの場合、バイパス孔を増
やすことはできても、第1の板体の他面には、中間圧力
室、吐出ガス通路等があるので、上述の通路を第1の板
体の他面に設けることができない。従って、従来の技術
では、第1のタイプのスクロール型圧縮機で多段容量制
御を行うことはできなかった。
第2のタイプの場合、吐出容量の制御を2段階に行う
ことが可能であるが、このためにバイパス路が2つ設け
られ、各バイパス路には夫々バルブが備えられており、
非常に複雑な構成を取っている。このため、生産コスト
が非常に高く、また、故障を起こす危険性が高く、保守
点検も面倒であると言うような不都合がある。
それ故に、本発明の課題は、一つのバルブで多段階に
容量制御を可能とするために、対の流体ポケットから流
出する流体を一纏めにする通路を構成することが可能な
容量可変型スクロール型圧縮機を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明によれば、ケーシングと、ケーシングと、第1
の板体の一面に第1のうず巻体を有し上記ケーシング内
に固定された固定スクロール部材と、第2の板体の一面
に第2のうず巻体を有し上記固定スクロール部材と組み
合って対となって生じる流体ポケットを構成する可動ス
クロール部材と、上記ケーシング内に形成された吸入
室、上記第1の板体に設けられた上記流体ポケットに通
じたバイパス孔と、該バイパス孔と上記吸入室とを連通
するバイパス路と、該バイパス路を開閉するバルブとを
含む容量可変型スクロール型圧縮機において、上記バイ
パス孔は、上記対の流体ポケットに夫々通じた連結路を
介して上記対の流体ポケットに通じており、該連結路
は、上記第1の板体の一面に形成され上記バイパス孔に
通じた条溝と、上記第1のうず巻体を通すための螺旋溝
を有し上記第1の板体の一面上に載置されて上記条溝を
覆うボトムプレートと、該ボトムプレートに穿設され上
記対の流体ポケットと上記条溝を連通する通孔とで構成
されていることを特徴とする容量可変型スクロール型圧
縮機が得られる。
[作用] 本発明の場合、バイパス孔は、連結路を介して対の流
体ポケットに通じている。
この連結路は、第1の板体の一面に形成されバイパス
孔に通じた条溝と、第1の板体の一面に載置されて条溝
を覆うボトムプレートと、このボトムプレートに穿設さ
れ対の流体ポケットと条溝とを連通する通孔とで構成さ
れている。
第1の板体の一面側には、中間圧力室、吐出通路等が
設けられていないので、条溝をこの面に自由に形成する
ことができ、必要に応じて条溝を複数形成することもで
きる。
条溝は、第1の板体の一面に載置されるボトムプレー
トによって覆われるので、条溝を第1の板体の一面に形
成しても、条溝によって流体ポケットの気密性が損なわ
れるようなことは生じない。
条溝を覆うボトムプレートに穿設された通孔は、対の
流体ポケットと条溝とを連通する。ボトムプレート上に
は、通孔を穿設するのに支障となるもが無いので、通孔
もボトムプレートに自由に穿設することができ、必要に
応じて通孔を複数対穿設することもできる。
以上のように、条溝及び通孔は、自由に形成すること
ができるので、条溝、ボトムプレート、及び通孔で構成
される連結路も固定スクロール部材に自由に設けること
ができる。
バイパス孔は、連結路により、一対の流体ポケットに
対してして一つ備えられれば良いことになる。従って、
容量の増減を多段階に行うよにしても、一つバルブで容
量制御を行うことが可能である。
[実施例] 第1図は本発明の一実施例による容量可変型スクロー
ル型圧縮機の断面図である。
第1図を参照して、ケーシング1は、カップ状部分2
と、フロントエンドプレート3とから成る。
固定スクロール部材4は、第1の板体5の一面に第1
のうず巻体6を有している。固定スクロール部材4は、
カップ条部分2の底壁2aに固定されている。
可動スクロール部材10は、第2の板体11の一面に第2
のうず巻体12を有している。可動スクロール部材10は、
固定スクロール部材4に組み合わされて、これらの間に
対となって生じる流体ポケット13を構成している。
ケーシング1には、吸入ポート(図示せず)が取り付
けられている。従って、ケーシング1内の圧力は、吸入
圧となり、固定スクロール部材4、可動スクロール部材
10等を除いたケーシング1内の空間が吸入室14と成って
いる。
第1の板体5の中央部には、吐出孔15が設けてあり、
この吐出孔15には、弁16が装着されている。
また、第1の板体5の中央部には、吐出孔15に通じる
ように吐出室17で形成されている。
第2図は第1図II-II線での断面図、第3図は第1図I
II-III線での断面図である。
第2図及び第3図をも参照して、第1の板体5には、
第1のバイパス孔20が形成されている。第1のバイパス
孔20は、対になっており、これら第1のバイパス孔20か
ら流出する流体は、第1の板体5の他面に形成されたダ
クト状の中間室22によって一つに纏められる。第1のバ
イパス孔20は、流体ポケット13が、各うず巻体6,12の中
心側に移動しながらその容積を小さくして行き、その容
積が最大取込み容積の40%になる所に設けられている。
第1のバイパス孔20は、流体ポケット13が対となって生
じるので、これらに夫々対応するように二つ設けられて
いる。各バイパス孔20には、夫々弁23が設けられてい
る。
第4図は第1図に示す実施例において用いられている
固定スクロール部材の平面図、第5図は同実施例におい
て用いられているボトムプレートの平面図、第6図は第
4図に示す固定スクロール部材に第5図に示すボトムプ
レートを載置した状態での第4図VI-VI線での断面図、
第7図は同状態での第4図VII-VII線での断面図であ
る。
第4図乃至第7図をも参照して、固定スクロール部材
4の第1の板体5には、第2のバイパス孔24も形成され
ている。第2のバイパス孔24は、流体ポケット13の容積
が最大取込み容積の10%になる所に設けられている。
第1の板体5の一面には、条溝25が形成されている。
条溝25の一端は、第2のバイパス孔24に通じている。
第1の板体5の一面上には、ボトムプレート26が配置
される。ボトムプレート26は、これを第1の板体5の一
面上に載置する際に、第1のうず巻き体6を通すための
螺旋溝27を有している。ボトムプレート26には、孔26a
及び孔26bが形成されている。孔26aは、吐出孔15に対応
する位置にあり、孔26bは、第1のバイパス孔20に対応
する位置にある。ボトムプレート26には、通孔28も穿設
されている。これら通孔28は、夫々条溝25の端部に対応
する位置にあり、夫々対の流体ポケット13と、条溝25と
を連通する。ボトムプレート26を第1の板体5の一面上
に載置した場合、条溝25は、このボトムプレートに26に
よって覆われる。この結果、条溝25と、ボトムプレート
26と、通孔28とで、対の流体ポケット13を結ぶ連結路が
構成される。第2のバイパス孔24は、この連結路を介し
て、対の流体ポケット13に通じている。
尚、本実施例の場合、連結路は一つであるが、うず巻
き体の巻数が多く、流体ポケットが多数生じる場合、連
結路を複数設けることもできる。
また、本実施例の場合、条溝はうず巻き体を横切らな
いように形成されているが、うず巻き体を横切るように
して条溝を形成しても構わない。従って、条溝を直線状
に形成することも可能である。
また、固定スクロール部材を鋳造する場合、条溝を鋳
型でもって形成することが可能である。
第1図に戻り、カップ状部分2の底面外側には、シリ
ンダー30が形成されている。シリンダー30の一端部は、
底壁2aに穿設した孔31を介して中間室22に通じており、
また、底壁2aに穿設した孔32を介して第2のバイパス孔
24に通じている。さらに、シリンダー30は、後述のスプ
リング収納室36、底壁2aに穿設した孔33、及び第1の板
体5に設けられた開口5aを介して吸入室14に通じてい
る。これらシリンダー30の一端部、スプリング収納室3
6、孔33、及び開口5aで、バイパス路が構成されてい
る。
シリンダー30内の一端部側には、シャトルバルブ34が
摺動自在に挿入されている。このシャトルバルブ34が移
動することにより、孔31,32を開閉し、これによりシャ
トルバルブ34は、バイパス路を開閉する。シャトルバル
ブ34は、スプリング35により、常に孔31,32を開く方向
に付勢されている。スプリング35は、シリンダー30の一
端に連設されたスプリング収納室36内に収められてい
る。
シリンダー30の他端部側には、制御弁40が配置されて
いる。
第8図は本実施例において用いられている制御弁の断
面図である。
第1図及び第8図を参照して、制御弁40は、ケース体
41内に、一端部に開口42を有する第1の室43と、開口42
を介して第1の室43に通じた第2の室44と、第2の室44
と壁45を隔て設けられた第3の室46とを設けてある。
栓であるボール50は、第2の室44内に備えられ、開口
42を開閉し、且つ開口42を閉じる方向にバネ51により付
勢されている。
ベローズ52は、第1の室内43内に備えられており、開
口42を通してボール50に当接するピン53を有している。
ロッド54は、壁45に出退自在に備えられ、その先端が
ボール50に当接するようになっている。
制御弁40は、吸入室14と第1の室43とを連通する第1
の導入路61と、シリンダー30と第2の室44とを連通する
第2の導入路62と、吐出室17と第3の室46とを連通す第
3の導入路63と、吐出室17とシリンダ30とを連通するオ
リフィス64とを有している。
第1の導入路61は、第1の板体5に設けられた第1の
通路70と、カップ状部分2の底壁2aに穿設した第1の通
孔71と、シリンダー30の内壁に形成された段部とケース
体41の外壁に形成された段部との間に生じた第1の間隙
72と、ケース体41の側壁に形成された第2の通孔73とで
構成されている。
第2の導入路62は、ケース体41内に形成されている。
第3の導入路63は、第1の板体5に設けた第2の通路
80と、カップ状部分2の底板2aに穿設した第3の通孔81
と、シリンダー30の内壁に形成された段部とケース体41
に形成された段部との間に生じた第2の間隙82と、ケー
ス体41内に形成された第3の通路83とで構成されてい
る。第2の通路80内には、フィルター84が備えられてい
る。
オリフィス64は、壁45とロッド54との間に僅かな間隙
を生じさせることによって構成してある。
尚、本実施例では、第1の導入路を第1の板体内に通
すように成っているが、必ずしもこのように構成する必
要は無く、例えば、パイプ等により、直接吸入室と第1
の室とを連通させるようにしても良い。
同様に、第3の導入路も、第1の板体内に通す必要は
無く、パイプ等により、直接吐出室と第3の室とを連通
させるようにしても良い。
第9図(a)乃至(c)は本実施例の動作を示す要部
の断面図である。
第9図(a)及び第8図を参照して、圧縮機が回転し
始めると、吐出圧が上昇し、ガスは、第3の導入路63及
びオリフィス64を通り、第2の室44に流入する。この
時、第1の室43の圧力は、停止時にバランス圧力となっ
ているため、ベローズ52は縮み、ボール50は、バネ51に
よって押され、開口42を閉じ、第2の室44に吐出室17よ
り流入したガスは、第2の導入路62を通り、シリンダー
30内に導入され、シャトルバルブ34は押されてバイパス
孔20,24を閉じ最大容量となる。
第9図(b),(c)及び第8図を参照して、圧縮機
の回転数が上昇し、吸入圧(Ps)が下がってくると、第
1の室43内の圧力は低下する。それに伴いベローズ52が
伸び、ボール50を押し上げる(Ps設定値)と、第2の室
44と第1の室43とが連通し、シャトルバルブ34を押して
いたシリンダー30内のガスは、第2の導入路62、第2の
室44、開口42、第1の室43及び第1の導入路61を通り、
吸入室14に抜け、シャトルバルブ34は、スプリング35に
よって逆方向に押され、バイパス孔20、24を開き、容量
制御が行われる。この時、シャトルバルブ34のシリンダ
ー30内の位置は、スプリング35の反撥力と、シリンダー
30内の圧力(Pc)とのバランスによって決定される。こ
こでのシリンダー30内圧力は、第3の導入路63、オリフ
ィス64を通り、第2の室44に入るガス流量と、第2の室
44から第1の室43及び第1の導入路61を通り、吸入室14
へ抜けるガス流量との関係により決まる。
A:オリフィス64より第2の室44に流入するガス流量。
B:第2の室44から吸入室14に抜けるガス流量。
とすれば、 (1)A>B→シリンダー30内の圧力は上昇し、シャト
ルバルブ34は、バイパス孔20,24を閉じる。
(2)A<B→シリンダー30内の圧力は吸入室14に抜
け、シャトルバルブ34はバイパス孔20,24を開く。
ここでBは、ベローズ52がボール50を押しが上げる量
により変化するため、吸入圧力に応じて変化する。この
ことよりシリンダー30内の圧力も自動的に調節され、シ
ャトルバルブ34のバイパス孔開閉位置も吸入圧力に応じ
制御される。
一方、第3の室46内のロッド54は、常に第3の導入路
63より吐出圧力を受け、ベローズ52のピン53がボール50
を押す方向と逆方向から力を加えている。このことによ
り吐出圧に比例した力がボール50に加えられることにな
り、ピン53がボール50を押し上げる点(Ps設定値)も、
それに伴って変化することになる。例えば、吐出圧が高
い時には、ロッド54に掛かる力も大きくなるため、ベロ
ーズ52のピン53がボール50を押し上げる時も大きな力が
必要となる。そのためPs設定値は低下し、圧縮機の容量
も大きくなる。また、逆に吐出圧が低い時は、Ps設定値
は高くなり、容量も小さくなる。
第10図は他の実施例による容量可変型スクロール型圧
縮機の断面図である。
第10図を参照して、この容量可変型スクロール型圧縮
機の場合、壁45とロッド54との間には、オリフィスと成
るような間隙を生じさせておらず、壁45とロッド54との
間は、壁45に設けられた溝90内に配置されたOリング91
によりシールされている。そして、オリフィス64は、ケ
ース体41の底部に設けてある。その他の部分は、第1図
乃至第5図に示す実施例と同じである。
[発明の効果] 本発明の容量可変型スクロール型圧縮機によれば、対
の流体ポケットから流出する流体を一纏めにする連結路
を容易に構成することができる。
また、連結路は、必要に応じて、複数設けることもで
きる。
従って、本発明の容量可変型スクロール型圧縮機は、
一つのバルブで、多段階に容量制御を行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による容量可変型スクロール
型圧縮機の断面図、第2図は第1図II-II線での断面
図、第3図は第1図III-III線での断面図、第4図は第
1図に示す実施例において用いられている固定スクロー
ル部材の平面図、第5図は同実施例において用いられて
いるボトムプレートの平面図、第6図は第4図に示す固
定スクロール部材に第5図に示すボトムプレートを載置
した状態での第4図VI-VI線での断面図、第7図は同状
態での第4図VII-VII線での断面図、第8図は本実施例
において用いられている制御弁の断面図、第9図(a)
乃至(c)は同実施例の動作を示す要部の断面図、第10
図は他の実施例による容量可変型スクロール型圧縮機の
断面図である。 1……ケーシング、2……カップ状部分、3……フロン
トエンドプレート、4……固定スクロール部材、5……
第1の板体、6……第1のうず巻き体、10……可動スク
ロール部材、11……第2の板体、12……第2のうず巻き
体、13……流体ポケット、14……吸入室、15……吐出
孔、16……弁、17……吐出室、20……第1のバイパス
孔、21……連通孔、22……中間室、23……弁、24……第
2のバイパス孔、25……条溝、26……ボトムプレート、
27……螺旋溝、28……通孔、30……シリンダー、31,32,
33……孔、34……シャトルバルブ、35……スプリング、
36……スプリング収納室、40……制御弁、41……ケース
体、42……開口、43……第1の室、44……第2の室、45
……壁、46……第3の室、50……ボール、51……バネ、
52……ベローズ、53……ピン、54……ロッド、61……第
1の導入路、62……第2の導入路、63……第3の導入
路、64……オリフィス、70……第1の通路、71……第1
の通孔、72……第1の間隙、73……第2の通孔、80……
第2の通路、81……第3の通孔、82……第2の間隙、83
……第3の通路、84……フィルター、90……溝、91……
Oリング。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ケーシングと、第1の板体の一面に第1の
    うず巻体を有し上記ケーシング内に固定された固定スク
    ロール部材と、第2の板体の一面に第2のうず巻体を有
    し上記固定スクロール部材と組み合って対となって生じ
    る流体ポケットを構成する可動スクロール部材と、上記
    ケーシング内に形成された吸入室、上記第1の板体に設
    けられ上記流体ポケットに通じたバイパス孔と、該バイ
    パス孔と上記吸入室とを連通するバイパス路と、該バイ
    パス路を開閉するバルブとを含む容量可変型スクロール
    型圧縮機において、上記バイパス孔は、上記対の流体ポ
    ケットに夫々通じた連結路を介して上記対の流体ポケッ
    トに通じており、該連結路は、上記第1の板体の一面に
    形成され上記バイパス孔に通じた条溝と、上記第1のう
    ず巻体を通すための螺旋溝を有し上記第1の板体の一面
    上に載置されて上記条溝を覆うボトムプレートと、該ボ
    トムプレートに穿設され上記対の流体ポケットと上記条
    溝を連通する通孔とで構成されていることを特徴とする
    容量可変型スクロール型圧縮機。
JP16692889A 1989-06-30 1989-06-30 容量可変型スクロール型圧縮機 Expired - Lifetime JP2718455B2 (ja)

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