JP3755339B2 - 渦電流減速装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の摩擦ブレーキを補助する渦電流減速装置、特に非制動と制動との切換えを行う流体圧アクチユエータ(以下、これを単にアクチユエータという)のロツド端部と磁石支持筒との連結構造を備えた渦電流減速装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
可動の磁石支持筒と不動の磁石支持筒を有する渦電流減速装置では、アクチユエータにより可動の磁石支持筒を正逆回動することにより非制動と制動の切換えを行うために、アクチユエータのロツドの直線運動を、ブロツク状のロツド端部の側壁面に形成した長円形の溝を介して、磁石支持筒の端部突壁面に支持した軸部へ伝達している。しかし、上述の構造ではアクチユエータのロツド端部の長円形の溝を、磁石支持筒の端部突壁面の軸部を覆うように係合するという組付けが困難であつた。
【0003】
そこで、ブロツク状のロツド端部の側壁面に、ロツドの長手方向と垂直な方向の(径方向の)片側が開放された半長円形の溝を設けることにより、開放された部分から半円形の溝を、磁石支持筒の端部突壁面の軸部へ係合すればよくなり、組付けが容易になる。しかし、溝の片側を開放した形状にすると、ロツド端部の剛性が弱くなり、またロツド端部の側壁面の面積が狭くなるので、突壁面との接触面圧が高くなる。ロツド端部の側壁面の面積が狭くなると、非制動と制動の切換えを行うためにロツド端部を軸方向へ移動する時に、ロツド端部がピストンと一緒にロツドの回りに回転して軸部との係合がずれてしまうことがある。ロツド端部の回転を防止するために溝の底部と軸部の端面との隙間は狭められ、また溝と軸部の係合点が磁石支持筒から偏倚されているので、制動時、アクチユエータの強い押力が溝から軸部へ作用する時、軸部が弾性的に若干傾くと、ロツド端部の溝の底部と軸部の端面との間にかじりが生じる。ロツド端部の溝の底部と軸部の端面との間にかじりが生じると、制動ドラムの非制動時や低速回転時に大きな抗力が働き、アクチユエータへ加圧空気を供給しても渦電流減速装置が制動位置へ作動しないことがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は上述の問題に鑑み、アクチユエータのロツド端部の側壁面を磁石支持筒の端部突壁面に当接させ、ロツドの回転を抑えかつロツドの円滑な往復動を得るようにした渦電流減速装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の構成は 制動ドラムの内部に非磁性体からなる不動の案内筒を配置し、該案内筒に周方向等間隔に多数の強磁性板を備え、前記案内筒の内部にそれぞれ前記各強磁性板に対向する極性が周方向に交互に異なるように磁石を結合した磁石支持筒を支持し、前記磁石支持筒の磁石が前記強磁性板を経て前記制動ドラムに磁界を及ぼす制動位置と、前記磁石支持筒の磁石が前記強磁性板に遮られて前記制動ドラムに磁界を及ぼさない非制動位置とに正逆回動するための流体圧アクチユエータを、前記案内筒の端壁に前記案内筒の周方向に向けて固定した渦電流減速装置において、前記可動の磁石支持筒の端壁に備えた突壁面に軸部を支持し、前記流体圧アクチユエータのロツド端部の側壁面に下面と交差する半長円形の溝を形成し、前記ロツド端部の側壁面を前記突壁面に当接するとともに前記溝を前記軸部に係合し、前記突壁面と前記側壁面の一方を前記ロツドの長手方向に湾曲させたことを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明ではロツド端部に高い剛性をもたせ、ロツド端部の回転を抑えるとともに円滑な往復動を得るために、磁石支持筒の端部突壁面に径方向へ延びる延長壁面を設けるとともに、突壁面を周方向に湾曲させる。ロツド端部の側壁面は突壁面と延長壁面に当り、ロツド端部の回転(軸部回りの回転)を抑える。ロツド端部の側壁面を長手方向へ湾曲させることにより、ロツドの往復動時に側壁面が突壁面と延長壁面に対しかじりのない摺動をする。突壁面と延長壁面にはタフトライド処理、軟窒化処理、浸炭処理、クロムメツキ、ニツケルメツキ、高周波焼入れなどの表面硬化処理を施して耐摩耗性を高める。
【0007】
【実施例】
図1は本発明による渦電流減速装置の正面断面図、図2は同側面断面図である。本発明による渦電流減速装置は、例えば車両用変速機の出力回転軸1に結合される導体からなる制動ドラム7と、制動ドラム7の内部に配設される非磁性体からなる案内筒10と、案内筒10の断面長方形の内空部に収容した可動の磁石支持筒14と不動の磁石支持筒14Aとを備えている。制動ドラム7はボス5のフランジ部5aを、駐車ブレーキの制動ドラム3の端壁と一緒に、回転軸1にスプライン嵌合した取付フランジ2に重ね合され、かつ複数のボルト4とナツトにより締結される。ボス5から放射状に延びる多数のスポーク6に、冷却フイン8を備えた制動ドラム7の基端が結合される。
【0008】
断面箱形をなす案内筒10は例えば断面C字形の筒体に、環状板からなる端壁11を結合して構成される。案内筒10は適当な手段により例えば車両用変速機の歯車箱に固定される。案内筒10の外筒部10aに周方向等間隔に設けた多数の開口25に、抜止め突条を備えた長方形の強磁性板(ポールピース)15が結合される。好ましくは、強磁性板15は案内筒10の成形時鋳込まれる。
【0009】
磁性体からなる磁石支持筒14は、案内筒10の内空部にあつて、滑り軸受またはコロ軸受12により正逆回動可能に内筒部10bに支持される。磁石支持筒14の左端壁から軸方向へ突出する突壁面44(図3を参照)は、案内筒10の左端壁と一体のアクチユエータ20から突出するロツド37に連結される。磁石支持筒14は外周面に各強磁性板15に対向する磁石24を、強磁性板15に対する極性が周方向交互に異なるように結合される。図2に示すように、磁石24から制動ドラム7へ向う(この逆も同じ)磁束密度が、強磁性板15の中央部分(制動ドラム7の回転方向中央部分)で最大になるように、制動ドラム7の内周面に対向する強磁性板15の外面の面積が、磁石24に対向する内面の面積よりも狭く構成される。このため、強磁性板15の前面15aは途中から外面に向つて制動ドラム7の回転方向(矢印y)後方へ傾斜される。同様に後面15bは途中から外面に向つて制動ドラム7の回転方向前方へ傾斜される。
【0010】
図3に示すように、案内筒10の左端壁に結合されるアクチユエータ20は、シリンダ33にピストン34を嵌装してなり、ピストン34から外部へロツド37が突出される。本発明では磁石支持筒14の左端壁に、チヤンネル型の突壁41の両端から外方へ突出する取付片41aが重ね合され、かつ複数のボルト43により締結される。突壁41に磁石支持筒14の軸方向に延びるボルト45が螺合され、かつナツト45aにより締結される。ボルト45の外端と一体の軸部46がロツド37のブロツク状の端部の側壁面39に設けた溝38へ係合される。径内方へ延びる半長円形の溝38はロツド端部の下面と交差して径内方へ開放される。半長円形の溝38を覆うように、側壁面39に突壁41の突壁面44が重ね合される。
【0011】
実際には案内筒10と一体に形成されたシリンダ33に対して、ピストン34と一緒にロツド37がロツド37を中心として回転するのを阻止する必要がある。また、突壁41の幅(径方向の寸法)は磁石支持筒14の肉厚tとほぼ同寸であるので、突壁面44だけで半長円形の溝38を覆うには不十分である。そこで、図4に示すように、ロツド37の側壁面39に重なつて溝38を覆うように、突壁41から径外方へ突出する突片47が突壁41と一体に備えられ、突壁面44が拡張される。
【0012】
図5に示すように、ロツド37は磁石支持筒14の接線方向に延びており、磁石24の配列ピツチpだけ往復動するが、ロツド37の中間の位置(半配列ピツチp/2)で磁石支持筒14の突壁面44の軸部46がロツド37の溝38の内奥部(図5で上端)に位置するように構成される。したがつて、磁石支持筒14,14Aの磁石24,24Aの極性が互いに異なる非制動位置(図1)と、磁石24,24Aの極性が同じ制動位置とでは、軸部46が溝38の径内方へ移動する。換言すれば、アクチユエータ20のロツド37が引つ込んだ非制動位置からロツド37が最も突出する制動位置へ移動する間に、軸部46は溝38の下方部分から上端部分へ接近し、再び下方部分へ戻る。この時、ロツド37の向きに対して突壁41の向き(磁石支持筒14の接線方向)が図5において右下がりの状態から、平行に並ぶ状態を経て、左下がりの状態へ変化する。
【0013】
上述のような動作に対して、溝38の開口縁部38aが側壁面39に対し角ばつていると、開口縁部38aが突壁面44にかじりを起す恐れがある。そこで、溝38の開口縁部38aには丸みを付ける。また、突壁面44はロツド37の側壁面39に完全に重なつた状態ではなく、例えば突壁面44は軸部36に近い部分で側壁面39に接し、軸部46から周方向に離れるにしたがつて、平坦な側壁面39から離れるような湾曲面ないし円筒面に構成される。突壁面44にクラウニング加工(円筒面加工)を施す代りに、突壁面44を平坦面とし、側壁面39にクラウニング加工を施してもよい。側壁面39と突壁面44と延長壁面にはタフトライド処理、軟窒化処理、浸炭処理、クロムメツキ、ニツケルメツキ、高周波焼入れなどの表面硬化処理を施して耐摩耗性を高める。
【0014】
上述の構成によりピストン34の往復動に対してロツド37の側壁面39が突壁面44に対して径方向の線接触に近い状態で接するので、ロツド37の回転が抑えられるとともに、側壁面39と突壁面44との相対回転に際し、溝38の開口端縁38aが突壁面44にかじりを起すことがない円滑な動作が得られる。
【0015】
なお、溝38に係合する軸部46をボルト45と一体に形成する代りに、ボルト45にローラを回転可能に支持してもよい。また、アクチユエータ20は制動位置への移動すなわちロツド37の突出方向の移動に対して大きな駆動力が必要とされ、この時に側壁面39と突壁面44との間でかじりが生じやすいので、図6に示すように、突壁面39を平坦面とし、突壁面44はボルト45よりも先端側を平坦面とし、ボルト45よりも基端側を斜面44aにして溝38の開口縁部38aに接しないようにしてもよい。
【0016】
図7に示すように、側壁面39の上方中心部分に1つの半球状の突部54を設け、側壁面39の下方部分に2つの突部55を設け、3つの突部54,55が平坦な突壁面44に当接するように構成してもよい。
【0017】
図8に示す実施例では、ロツド37の側壁面39と突壁面44との間に、銅合金、4フツ化樹脂などからなる低摩擦性の摺動板57を介装したものである。これにより、側壁面39と突壁面44の相対回転と径方向の相対摺動とを円滑にする。摺動板57は突壁面44に張り付けてもよい。
【0018】
以上の実施例において、非制動時、図1に示すように、磁石支持筒14,14Aの軸方向に並ぶ2つの磁石24,24Aは、共通の強磁性板15に全面的に対向する極性が互いに逆になつている。この時、2つの磁石24,24Aは各強磁性板15と磁石支持筒14,14Aとの間に、短絡的磁気回路wを形成し、制動ドラム7に磁界を及ぼさない。制動時、図2に示すように、軸方向に並ぶ磁石24,24Aは強磁性板15に対向する極性が同じになり、強磁性板15を経て制動ドラム7に磁界を及ぼす。この時、各磁石24,24Aは制動ドラム7と磁石支持筒14,14Aとの間に、磁気回路zを形成する。回転する制動ドラム7が磁界を横切る時、制動ドラム7に渦電流が流れ、制動ドラム7は制動トルクを受ける。
【0019】
本発明は案内筒の内部に単一の磁石支持筒を回動可能に支持した形式の渦電流減速装置にも適用できる。図9,10に示す実施例では、回転軸1に結合した制動ドラム7の内部に、非磁性体からなりかつ断面長方形の内空部を有する案内筒10を配設し、案内筒10の外筒部10aに周方向等間隔に多数の強磁性板15を配設し、案内筒10の内空部に正逆回動可能に配設した磁性体からなる磁石支持筒14の外周面に、各強磁性板15に対向する極性が周方向に交互に異なるように磁石24を結合し、周方向に隣接する2つの磁石24が各強磁性板15に部分的に対向する非制動位置(図10に示す状態)と、1つの磁石24が各強磁性板15に全面的に対向する制動位置(図2に示す状態と同じ)とに、磁石支持筒14をアクチユエータ20により正逆回動して切り換えるようにしたものであり、アクチユエータ20と磁石支持筒14との連結構造は、図3〜8に示すものと同様である。
【0020】
図11,12に示す実施例では、回転軸1に結合した制動ドラム7の内部に、非磁性体からなりかつ断面長方形の内空部を有する案内筒10を配設し、案内筒10の外筒部10aに周方向等間隔に多数の強磁性板15を配設し、案内筒10の内空部に正逆回動可能に配設した磁性体からなる磁石支持筒14の外周面に、各強磁性板15に2つずつ対向しかつ強磁性板15に対する極性が周方向に2つごとに異なるように磁石24を結合し、異極性の2つの磁石24が各強磁性板15に全面的に対向する非制動位置と、同極性の2つの磁石24が各強磁性板15に全面的に対向する制動位置とに、磁石支持筒14をアクチユエータ20により正逆回動して切り換えるようにしたものである。
【0021】
【発明の効果】
本発明は上述のように、制動ドラムの内部に非磁性体からなる不動の案内筒を配置し、該案内筒に周方向等間隔に多数の強磁性板を備え、前記案内筒の内部にそれぞれ前記各強磁性板に対向する極性が周方向に交互に異なるように磁石を結合した磁石支持筒を支持し、前記磁石支持筒の磁石が前記強磁性板を経て前記制動ドラムに磁界を及ぼす制動位置と、前記磁石支持筒の磁石が前記強磁性板に遮られて前記制動ドラムに磁界を及ぼさない非制動位置とに正逆回動するための流体圧アクチユエータを、前記案内筒の端壁に前記案内筒の周方向に向けて固定した渦電流減速装置において、前記可動の磁石支持筒の端壁に備えた突壁面に軸部を支持し、前記流体圧アクチユエータのロツド端部の側壁面に半長円形の溝を形成し、前記ロツド端部の側壁面を前記突壁に当接するとともに前記溝を前記軸部に係合し、前記突壁面に径方向へ延びる突片を備え、前記突壁面と前記側壁面の一方を前記ロツドの長手方向に湾曲させたから、ロツド端部の側壁面が突壁面に当り、ロツド端部の回転(軸部回りの回転)が抑えられる。
【0022】
磁石支持筒の突壁面が長手方向ないし周方向へ湾曲されるので、ロツドの往復動時にロツド端部の側壁面が突壁面に対しかじりを起さない円滑な摺動が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される渦電流減速装置の非制動時の正面断面図である。
【図2】同渦電流減速装置の制動時の側面断面図である。
【図3】同渦電流減速装置の要部の平面断面図である。
【図4】同渦電流減速装置の要部の正面断面図である。
【図5】同渦電流減速装置のアクチユエータの動作を説明するための側面図である。
【図6】本発明の変更実施例に係るアクチユエータのロツド端部の平面断面図である。
【図7】本発明の変更実施例に係るアクチユエータのロツド端部の側面図である。
【図8】本発明の変更実施例に係るアクチユエータのロツド端部の正面断面図である。
【図9】本発明が適用される他の渦電流減速装置の正面断面図である。
【図10】同渦電流減速装置の非制動時の側面断面図である。
【図11】本発明が適用される他の渦電流減速装置の非制動時の側面断面図である。
【図12】同渦電流減速装置の制動時の側面断面図である。
【符号の説明】
1:回転軸 6:スポーク 7:制動ドラム 8:冷却フイン 10:案内筒
10a:外筒部 10b:内筒部 11:端壁 12:軸受 14:磁石支持筒
14A:磁石支持筒 15:強磁性板 17:ピストン 18:シリンダ 20:アクチユエータ 24:磁石 24A:磁石 33:シリンダ 34:ピストン 37:ロツド 38:溝 38a:開口端縁 39:側壁面 41:突壁
44:突壁面 45:ボルト 45a:ナツト 46:軸部 47:突片 54:突部 55:突部 57:摺動板
Claims (3)
- 制動ドラムの内部に非磁性体からなる不動の案内筒を配置し、該案内筒に周方向等間隔に多数の強磁性板を備え、前記案内筒の内部にそれぞれ前記各強磁性板に対向する極性が周方向に交互に異なるように磁石を結合した磁石支持筒を支持し、前記磁石支持筒の磁石が前記強磁性板を経て前記制動ドラムに磁界を及ぼす制動位置と、前記磁石支持筒の磁石が前記強磁性板に遮られて前記制動ドラムに磁界を及ぼさない非制動位置とに正逆回動するための流体圧アクチユエータを、前記案内筒の端壁に前記案内筒の周方向に向けて固定した渦電流減速装置において、前記可動の磁石支持筒の端壁に備えた突壁面に軸部を支持し、前記流体圧アクチユエータのロツド端部の側壁面に下面と交差する半長円形の溝を形成し、前記ロツド端部の側壁面を前記突壁面に当接するとともに前記溝を前記軸部に係合し、前記突壁面と前記側壁面の一方を前記ロツドの長手方向に湾曲させたことを特徴とする渦電流減速装置。
- 制動ドラムの内部に非磁性体からなる不動の案内筒を配置し、該案内筒に周方向等間隔に多数の強磁性板を備え、前記案内筒の内部にそれぞれ前記各強磁性板に対向する極性が周方向に交互に異なるように磁石を結合した磁石支持筒を支持し、前記磁石支持筒の磁石が前記強磁性板を経て前記制動ドラムに磁界を及ぼす制動位置と、前記磁石支持筒の磁石が前記強磁性板に遮られて前記制動ドラムに磁界を及ぼさない非制動位置とに正逆回動するための流体圧アクチユエータを、前記案内筒の端壁に前記案内筒の周方向に向けて固定した渦電流減速装置において、前記可動の磁石支持筒の端壁に備えた突壁面に軸部を支持し、前記流体圧アクチユエータのロツド端部の側壁面に下面と交差する半長円形の溝を形成し、前記ロツド端部の側壁面を前記突壁面に当接するとともに前記溝を前記軸部に係合し、前記ロツド端部の側壁面と前記突壁面の少くとも一方にクラウニングを施したことを特徴とする渦電流減速装置。
- 制動ドラムの内部に非磁性体からなる不動の案内筒を配置し、該案内筒に周方向等間隔に多数の強磁性板を備え、前記案内筒の内部にそれぞれ前記各強磁性板に対向する極性が周方向に交互に異なるように磁石を結合した磁石支持筒を支持し、前記磁石支持筒の磁石が前記強磁性板を経て前記制動ドラムに磁界を及ぼす制動位置と、前記磁石支持筒の磁石が前記強磁性板に遮られて前記制動ドラムに磁界を及ぼさない非制動位置とに正逆回動するための流体圧アクチユエータを、前記案内筒の端壁に前記案内筒の周方向に向けて固定した渦電流減速装置において、前記可動の磁石支持筒の端壁に備えた突壁面に軸部を支持し、前記流体圧アクチユエータのロツド端部の側壁面に下面と交差する半長円形の溝を形成し、前記ロツド端部の側壁面を前記突壁面に当接するとともに前記溝を前記軸部に係合し、前記ロツド端部の側壁面と前記突壁面との間に低摩擦性の摺動板を介装したことを特徴とする渦電流減速装置。
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