JP3913966B2 - エンジン用吸気制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの複数の吸気ポートにそれぞれ連通する複数の吸気道に、同期して開閉する複数のスロットル弁を設け、各吸気道に、対応するスロットル弁を迂回するバイパス路を接続し、これら複数のバイパス路を共通のバイパス弁により開閉するようにした、エンジン用吸気制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
かゝるエンジン用吸気制御装置は、例えば実開平2−127778号公報に開示されているように、既に知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来のかゝるエンジン用吸気制御装置は、複数のバイパス路に対してバイパス弁を共通化することにより、部品点数が削減され、構成の簡素化を図る上で有利であるが、複数の吸気道がそれぞれのバイパス路を介して相互に連通することになるため、特に、スロットル弁を全開にして行うエンジンの高速、高負荷運転時には、吸気道相互間で吸気干渉が生ずることがあり、それによれば、吸気の慣性効果及び脈動効果が弱められ、所望の充填効率が得られず、出力性能の低下を招くことになる。
【0004】
本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、構成が簡単である利点を確保しながら、吸気道相互間での吸気干渉を防ぎ得るようにして、エンジンの高速、高負荷運転時の出力性能の向上に寄与し得る前記エンジン用吸気制御装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、エンジンの複数の吸気ポートにそれぞれ連通する複数の吸気道に、同期して開閉する複数のスロットル弁を設け、各吸気道に、対応するスロットル弁を迂回するバイパス路を接続し、これら複数のバイパス路を共通のバイパス弁により開閉するようにした、エンジン用吸気制御装置において、各バイパス路の、バイパス弁より上流の部分に、各吸気道から伝播する圧力の変動を減衰するダンパ室が設けられており、このダンパ室と、該ダンパ室及び各吸気道間を連通する入口孔とが、吸気道を有するスロットルボディと、このスロットルボディの上流端に接合されるエアファンネルとの間に形成されることを第1の特徴とする。
【0006】
この第1の特徴によれば、前記ダンパ室の圧力変動減衰作用により、バイパス路を介して連通する複数の吸気道相互の吸気干渉を防ぐことができる。したがって、スロットル弁を全開にして行うエンジンの高速、高負荷運転時には、各吸気道において吸気慣性効果や脈動効果を有効に利用して、充填効率を効果的に高め、出力性能の向上を図ることができる。また上記ダンパ室と、このダンパ室及び各吸気道間を連通する入口孔とが、吸気道を有するスロットルボディと、このスロットルボディの上流端に接合されるエアファンネルとの間に形成されるので、スロットルボディ及びエアファンネルの鋳造又は樹脂成形時、それらの接合面に凹部を形成することで、上記ダンパ室及び入口孔を簡単に得ることができ、製作コストの低減に寄与し得る。
【0007】
また本発明は、第1の特徴に加えて、バイパス弁には、エンジン温度の上昇に応じてこのバイパス弁を開弁方向に作動する感温作動装置を連結したことを第2の特徴とする。
【0008】
この第2の特徴によれば、複数のバイパス路に対して、比較的高価な感温作動装置も1個で足り、吸気制御装置の構成簡素化に寄与し得る。
【0009】
さらに本発明は、第1の特徴に加えて、バイパス弁を、吸気道を有するスロットルボディに螺合したねじ部材で構成し、このねじ部材を手動で進退調節するようにしたことを第3の特徴とする。
【0010】
この第3の特徴によれば、バイパス弁に高価なアクチュエータを連結する必要がなく、吸気制御装置の構成の更なる簡素化を図ることができる。
【0011】
さらにまた本発明は、第1〜第3の特徴の何れかに加えて、前記ダンパ室を、複数のバイパス路の共通部分としたことを第4の特徴とする。
【0012】
この第4の特徴によれば、大容積を要するダンパ室が1つで足り、吸気制御装置のコンパクト化に寄与し得る。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を、添付図面に示す本発明の一実施例に基づいて以下に説明する。
【0014】
図1は本発明の第1実施例に係るエンジン用吸気制御装置の平面図、図2は図1の2−2線断面図、図3は図2の3−3線断面図、図4は図2の4−4線断面図である。
【0015】
先ず、図1において、エンジン用吸気制御装置1は、スロットルボディ2と、このスロットルボディ2の上流側端面に接合されるエアファンネル3と、スロットルボディ2の下流側端面に接合される吸気管4とを備え、その吸気管4は、多気筒エンジンにおける複数の吸気ポートが開口するシリンダヘッド(図示せず)の側面に接合される。上記スロットルボディ2、エアファンネル3及び吸気管4は、それぞれ鋳造又は樹脂成型によってつくられる。
【0016】
図2〜図4に示すように、スロットルボディ2、エアファンネル3及び吸気管4には、一連の吸気道が、エンジンの気筒数に対応して、参照符号5a,5bのように複数本(図示例では2本)並列して形成される。
【0017】
スロットルボディ2には、各吸気道5a,5bに設けられるスロットル弁6a,6bを支持する共通の弁軸7が一対のボールベアリング8,8′を介して回転自在に支承され、この弁軸7の一端部には、図示しないスロットル操作子に連なる操作ワイヤ9を接続する駆動ドラム10(図1参照)が固着され、他端部には、弁軸7の回転角即ちスロットル弁6a,6bの開度を検知するスロットルセンサ11が連結される。
【0018】
スロットルボディ2には、各スロットル弁6a,6bを迂回して各吸気道5a,5bに接続する複数(図示例では2本)のバイパス路12a,12bが形成される。図示例の2本のバイパス路12a,12bは、スロットルボディ2及びエアファンネル3の両接合面に形成した凹部19,19′からなる1つのダンパ室14と、このダンパ室14を各吸気道5a,5bの上流側に連通すべく、スロットルボディ2及びエアファンネル3の接合面間に形成された2つの入口孔13a,13bと、スロットルボディ2の上部に穿設されてダンパ室14の開口する1つのシリンダ状弁ガイド孔15と、この弁ガイド孔15の内側面から延びて、スロットルボディ2及び吸気管4の接合面に向かう2本の出口通路16a,16bと、これら出口通路16a,16bを対応する吸気道5a,5bに連通すべく、スロットルボディ2及び吸気管4の接合面間に形成された2つの出口孔17a,17bとから構成される。したがって、ダンパ室14及び弁ガイド孔15は、複数のバイパス路12a,12bの共通部分となっている。上記ダンパ室14には、各吸気道5a,5bから伝播する圧力の変動を減衰するに足る容積が与えられる。このように、大容量を要するダンパ室14が2本のバイパス路12a,12bの共通部分となることは、吸気制御装置1のコンパクト化を図る上に極めて有効である。
【0019】
弁ガイド孔15にはピストン状のバイパス弁18が、弁ガイド孔15への各出口通路16a,16bの開口部を開閉すべく摺動可能に嵌装される。このバイパス弁18にワックス型感温作動装置21が連結される。この感温作動装置21は、スロットルボディ2に形成された、弁ガイド孔15と同軸の取り付け孔22に嵌着されるケーシング23と、このケーシング23の装着孔24に一端部が嵌装され、内部に熱膨張型のワックスを封入したワックスシリンダ25と、このワックスシリンダ25の他端壁に摺動自在に嵌合して、ワックスシリンダ25内のワックスの圧力を受ける押圧プランジャ26と、この押圧プランジャ26の外端に連接される駆動軸27とを備える。駆動軸27には、ワックスシリンダ25の外周面及びケーシング23の内周面に摺動可能に嵌合するカップ状部27aが一体的に形成されており、このカップ状部27aと、ケーシング23の内端に係止されたリテーナ28との間に、駆動軸27を押圧プランジャ26側へ付勢する戻しばね29が縮設される。
【0020】
ケーシング23は、スロットルボディ2の取り付け面30に密着する取り付けフランジ31を有しており、この取り付けフランジ31がボルト32によってスロットルボディ2に固着される。
【0021】
またケーシング23には、一対の接続管33,33′と、一方の接続管33からワックスシリンダ25の近傍を通って他方の接続管33′に至る加熱流路34とが形成されており、両接続管33,33′には、エンジンの冷却水を流通させる導水ホース35,35′が接続される。
【0022】
バイパス弁18は中心部に貫通孔37を有しており、これに駆動軸27が嵌挿される。この駆動軸27の先端部には、バイパス弁18の先端面を支承するロックナット38が進退調節可能に螺合されると共に、バイパス弁18とカップ状部27aとの間に、バイパス弁18をロックナット38側に付勢する保持ばね39が縮設される。而して、ロックナット38の進退調節により、所定の低温状態におけるバイパス弁18の初期開度を調整することができる。
【0023】
駆動軸27の先端には小径の角軸40が形成されており、ロックナット38の回転時、この角軸40に工具を係合することにより、駆動軸27の回り止めを果たすことができる。
【0024】
またバイパス弁18の一側には切欠き溝41が設けられる。この切欠き溝41の一端はバイパス弁18の先端面に開口し、その他端は斜面41aに形成される。この切欠き溝41には、スロットルボディ2に螺着されるアイドルストッパボルト42の先端が係合される。アイドルストッパボルト42には、可撓ワイヤ43を介して操作ノブ44が連結される。
【0025】
図4において、スロットルボディ2に、各スロットル弁6a,6bを迂回して各吸気道5a,5bに連通する補助バイパス路45a,45bが設けられると共に、これら補助バイパス路45a,45bを開閉するバランス弁46a,46bが螺着される。これらバランス弁46a,46bは、特に、エンジンのアイドリング運転時、各吸気道5a,5bにおける吸気量にばらつきがあるとき、それらの吸気量をバランスさせるべく開度調節するものである。
【0026】
次に、この実施例の作用について説明する。
【0027】
エンジンの低温始動時、バイパス弁18は感温作動装置21によって、各出口通路16a,16bを大きく開いたファストアイドル開度に制御される。そこで、エンジンをクランキングすれば、エアファンネル3の各吸気道5a,5bを通過した空気は各入口孔13a,13bを通過後、共通のダンパ室14で合流し、弁ガイド孔15から2本の出口通路16a,16bに分流し、各出口孔17a,17bから吸気管4の各吸気道5a,5bへと流れ、この空気流量は、ファストアイドル開度のバイパス弁18によって比較的多量に制御される。そして、この空気は吸気管4の各吸気道5a,5bを経てエンジンの各吸入ポートを通過するとき、該ポートに噴射される適量の燃料と混合しながらエンジンの各気筒に吸入されるので、エンジンの低温始動を容易に行うことができる。
【0028】
始動後、エンジンの冷機状態では、バイパス弁18のファストアイドル開度は維持され、エンジンの各気筒は継続して比較的多量の混合気を吸入するので、エンジンはファストアイドル回転数を得て、暖機が促進される。
【0029】
その後、エンジン温度の上昇に応じて、感温作動装置21の加熱流路34を流通する、エンジンの冷却水の温度が上昇すると、その冷却水の熱がケーシング23を介してワックスシリンダ25に伝達し、その内部のワックスを加熱、膨張させるので、その膨張圧力により押圧プランジャ26が突出して、戻しばね29を圧縮しながら駆動軸27を外方へ押圧する。これに伴い駆動軸27がロックナット38と共に外方へ移動すると、バイパス弁18は保持ばね39の付勢力をもってロックナット38に追従することにより、その開度、即ち出口通路16a,16bの開口面積を減じていき、エンジンの暖機運転が終了する頃、バイパス弁18の切欠き溝41の斜面41aがアイドルストッパボルト42に当接して、バイパス弁18はアイドル開度位置で停止し、バイパス路12a,12bでの空気流量をエンジンのアイドリング運転に対応した量に制御するので、エンジンは通常のアイドリング状態となる。バイパス弁18のアイドル開度は、操作ノブ44を回転操作してアイドルストッパボルト42の先端をバイパス弁18の斜面41aに対して進退させることにより、調節することができる。
【0030】
エンジンの暖機運転終了後、加熱流路34の水温の更なる上昇により、ワックスシリンダ25内のワックスが更に膨張して、押圧プランジャ26が駆動軸27が更に外方へ押圧しても、駆動軸27は、アイドルストッパボルト42により停止されたバイパス弁18の貫通孔37を摺動することになるから、バイパス弁18は前記アイドル開度の位置を維持することができる。
【0031】
また感温作動装置21のケーシング23の取り付けフランジ31はスロットルボディ2の取り付け面30に密着状態で固着され、しかも、このスロットルボディ2はスロットルボディ2に一体に形成されるので、加熱流路34の熱が感温作動装置21のみならずスロットルボディ2にもスムーズに伝達して加温するので、スロットルボディ2内のスロットル弁6a,6bのアイシングを防止することができる。
【0032】
ところで、バイパス弁18がアイドル開度となると、このバイパス弁18より下流側の2本の出口通路16a,16b相互の連通はバイパス弁18によって大きく絞られるが、上流側の2つの入口孔13a,13bは、バイパス弁18の開度に関係なく常時自由に相互に連通している。このため、2本の吸気道5a,5b間では、これら入口孔13a,13bを通して吸気干渉が生ずる可能性があるところ、本発明では、これら入口孔13a,13b間にダンパ室14が介在させてあるため、このダンパ室14の圧力変動減衰作用により、そのような吸気干渉を防ぐことができる。したがって、スロットル弁6a,6bを全開にして行うエンジンの高速、高負荷運転時には、各吸気道5a,5bにおいて吸気慣性効果や脈動効果を有効に利用して、充填効率を効果的に高め、出力性能の向上を図ることができる。
【0033】
勿論、2本のバイパス路12a,12bを共通1個のバイパス弁18により開閉するようにしてあるので、吸気制御装置1の簡単な構成は確保される。
【0034】
また上記バイパス弁18に感温作動装置21を連結したので、比較的高価な感温作動装置も1個で足り、吸気制御装置1のコストアップを極力抑えつゝ、バイパス弁18の自動制御が可能となる。
【0035】
さらにスロットルボディ2及びエアファンネル3の接合面間にダンパ室14及び入口孔13a,13bを形成したので、スロットルボディ2及びエアファンネル3の鋳造又は樹脂成型時、それらの接合面に凹部を形成することで、上記ダンパ室14及び入口孔13a,13bを簡単に得ることができ、バイパス路12a,12bの加工を簡略化できて、製作コストの低減に寄与し得る。
【0036】
図5は本発明の第2実施例を示すもので、弁ガイド孔15に嵌装されるバイパス弁118を、スロットルボディ2に螺合されるねじ部材で構成し、このねじ部材を手動で進退調節することにより2本のバイパス路12a,12bをするようにした点を除けば、前記実施例と同様の構成であり、図中、前記実施例と対応する部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
【0037】
この実施例によれば、バイパス弁118に高価なアクチュエータを連結する必要がなく、吸気制御装置1の構成の更なる簡素化を図ることができる。
【0038】
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
【0039】
【発明の効果】
以上のように本発明の第1の特徴によれば、エンジンの複数の吸気ポートにそれぞれ連通する複数の吸気道に、同期して開閉する複数のスロットル弁を設け、各吸気道に、対応するスロットル弁を迂回するバイパス路を接続し、これら複数のバイパス路を共通のバイパス弁により開閉するようにした、エンジン用吸気制御装置において、各バイパス路の、バイパス弁より上流の部分に、各吸気道から伝播する圧力の変動を減衰するダンパ室を設けたので、前記ダンパ室の圧力変動減衰作用により、バイパス路を介して連通する複数の吸気道相互の吸気干渉を防ぐことができ、したがって、スロットル弁を全開にして行うエンジンの高速、高負荷運転時には、各吸気道において吸気慣性効果や脈動効果を有効に利用して、充填効率を効果的に高め、出力性能の向上を図ることができる。また上記ダンパ室と、このダンパ室及び各吸気道間を連通する入口孔とが、吸気道を有するスロットルボディと、このスロットルボディの上流端に接合されるエアファンネルとの間に形成されるので、スロットル場ボディ及びエアファンネルの鋳造又は樹脂成形時、それらの接合面に凹部を形成することで、上記ダンパ室及び入口孔を簡単に得ることができ、製作コストの低減に寄与し得る。
【0040】
また本発明の第2の特徴によれば、バイパス弁には、エンジン温度の上昇に応じて該バイパス弁を開弁方向に作動する感温作動装置を連結したので、複数のバイパス路に対して、比較的高価な感温作動装置も1個で足り、吸気制御装置の構成簡素化に寄与し得る。
【0041】
さらに本発明の第3の特徴によれば、バイパス弁を、吸気道を有するスロットルボディに螺合したねじ部材で構成し、このねじ部材を手動で進退調節するようにしたので、バイパス弁に高価なアクチュエータを連結する必要がなく、吸気制御装置の構成の更なる簡素化を図ることができる。
【0042】
さらにまた本発明の第4の特徴によれば、前記ダンパ室を、複数のバイパス路の共通部分としたので、大容積を要するダンパ室が1つで足り、吸気制御装置のコンパクト化に寄与し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例に係るエンジン用吸気制御装置の平面図。
【図2】 図1の2−2線断面図。
【図3】 図2の3−3線断面図。
【図4】 図2の4−4線断面図。
【図5】 本発明の第2実施例を示す、図4に対応した平面図。
【符号の説明】
1・・・・・吸気制御装置
2・・・・・スロットルボディ
3・・・・・エアファンネル
5a,5b・・・吸気道
6a,6b・・・スロットル弁
12a,12b・・・バイパス路
13a,13b・・・入口孔
14・・・・アクチュエータ(感温作動装置)
23・・・・ダンパ室
18・・・・バイパス弁
118・・・バイパス弁(ねじ部材)
21・・・・感温作動装置
Claims (4)
- エンジンの複数の吸気ポートにそれぞれ連通する複数の吸気道(5a,5b)に、同期して開閉する複数のスロットル弁(6a,6b)を設け、各吸気道(5a,5b)に、対応するスロットル弁(6a,6b)を迂回するバイパス路(12a,12b)を接続し、これら複数のバイパス路(12a,12b)を共通のバイパス弁(18,118)により開閉するようにした、エンジン用吸気制御装置において、
各バイパス路(12a,12b)の、バイパス弁(18,118)より上流の部分に、各吸気道(5a,5b)から伝播する圧力の変動を減衰するダンパ室(14)が設けられており、
このダンパ室(14)と、該ダンパ室(14)及び各吸気道(5a,5b)間を連通する入口孔(13a,13b)とが、吸気道(5a,5b)を有するスロットルボディ(2)と、このスロットルボディ(2)の上流端に接合されるエアファンネル(3)との間に形成されることを特徴とする、エンジン用吸気制御装置。 - 請求項1記載のエンジン用吸気制御装置において、
バイパス弁(18,118)には、エンジン温度の上昇に応じてこのバイパス弁(18,118)を開弁方向に作動する感温作動装置(21)を連結したことを特徴とする、エンジン用吸気制御装置。 - 請求項1記載のバイパス吸気量制御装置において、
バイパス弁(118)を、吸気道(5a,5b)を有するスロットルボディ(2)に螺合したねじ部材で構成し、このねじ部材を手動で進退調節するようにしたことを特徴とする、エンジン用吸気制御装置。 - 請求項1〜3の何れかに記載のバイパス吸気量制御装置において、
前記ダンパ室(14)を、複数のバイパス路(12a,12b)の共通部分としたことを特徴とする、エンジン用吸気制御装置。
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