JP4910291B2 - 車両用ショックアブソーバ - Google Patents
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Description
共振部207は、ピストンロッド206の上端に固定されて内部に作動油が充填されたケース211と、ケース211内に配置された可動質量体(可動マス)212と、可動質量体212の上下にそれぞれ設置されて、可動質量体212を弾性的に上下方向へ浮動支持するバネ213と、可動質量体212の下面へ一体的に設けられてピストンロッド206の中空部内を略下方へ延び、減衰力発生部210にまで達する制御部214とを備えている。
ケース211の内周面には、図示しない複数の油路が一定間隔をおいて対称的に形成され、この各油路によりケース211の上室216と下室217とが連通している。そして、ケース211の頂部がインシュレータゴム219を介して車体側220に取り付けられている。可動質量体212は、このケース211内を上下方向に摺動自在とされている。
すなわち、車両用ショックアブソーバは、車両に横加速が発生していない場合、減衰力が小さく、車両に横加速が発生している場合、減衰力が大きくなるようにすることができる。これにより、直進走行時に乗心地性能を損なうことなく、車両旋回時にロール等を減衰して車両安定性を向上させることができるようになる。
本実施形態は、本発明を適用した車両用サスペンションのショックアブソーバである。図1及び図2は、そのショックアブソーバ1の構成を示す。図1は、直立したショックアブソーバ1を車両前後方向からみた図であり、図2は、直立したショックアブソーバ1を車両幅方向からみた図である。
シリンダ4には、その底部に内筒2及び外筒3を閉塞するようにベースバルブ8が設けられている。そして、シリンダ4において、内筒2と外筒3との間がリザーバ室7をなしており、このリザーバ室7内及び内筒2内に作動油が充填されている。また、シリンダ4の下端の目玉部9が図示しない車輪側に取り付けられている。
減衰力発生部は、ピストンバルブ5が内筒2内を移動する際に第1液室10内の圧力と第2液室11内の圧力との差圧が所定の圧力より大きくなった場合に開弁し、減衰力を変化させるような構造になっている。
また、第1液室10及び第2液室11、及びシリンダ4のリザーバ室7はそれぞれ、後述するように、減衰力制御部30の各バイパス路34,35,36を介して、当該減衰力制御部30と連通している。
ピストンロッド6は、その上端がインシュレータゴム12を介して車体側13に取り付けられている。
図3及び図4に示すように、減衰力制御部30は、ケース31内に、バネ32、減衰器33、バイパス路連通オン及びオフ部40及びスプール操作部50を備えている。
バイパス路連通オン及びオフ部40は、車両前後方向に延びて形成されている筒形状のスプール収納部41と、そのスプール収納部41内に収納されているほぼ円柱形状のスプール(スプールバルブ)42とを備えている。
スプール42には、模式的に示す図5及び図6に示すように、その外周面に油路43が形成されている。油路43は、前記図3及び図4に示すように、スプール42の一端側に形成されている。この油路43は、第1バイパス路34に一端が連通される部位43aと、第2バイパス路35に一端が連通される部位43bと、第1バイパス路36に一端が連通される部位43cとから構成されている。
また、図4に示すように、スプール収納部41の車両前後方向における後述するスプール操作部50の配置側の側面(以下、スプール操作部配置側側面という。)にスプール42の他端面が当接した場合、図6に明示するように、油路43と各バイパス路34,35,36との連通が断たれる。
また、スプール42には、油路43が形成されている側の端面に、車両前後方向に延びて第1ロッド45が形成されている。さらに、スプール42には、他端側に当該スプール42に対して車両前後方向にいわゆる遊びをもって連結棒である第2ロッド46が取り付けられている。ここで、第1及び第2ロッド45,46の端部が、スプール収納部41の車両前後方向における両側の各側面から当該スプール収納部41内に挿通されて、スプール42に取り付けられている。
第2ロッド46は、スプール42の他端寄りで内部に形成されている空部44により、当該スプール42に対して車両前後方向に遊びをもって取り付けられている。空部44は、スプール42の移動方向に延びた円柱形状をなしており、スプール42の端面で開口されている。
なお、第1リンク部材51と第2ロッド46との連結部は、図示しないが、例えば拘束部材により、車両前後方向にのみ移動するように拘束されている。
以上のように減衰力制御部30が構成されている。
(1)旋回走行時、直進走行時
図8は、減衰力制御部30の構成、特にスプール42及びスプール操作部50の構成を示す。なお、図8において、上側を車両左側と仮定し、下側を車両右側と仮定する。また、図9は、車両の走行状態を示す。
図9(a)に示すように車両100が右旋回をすると車両に右方向への横加速度が発生し、これにより、マス部材53に左方向(図9に示す矢示P方向)の外力が働く。これにより、図8(a)に示すように、スプール操作部50の第1リンク部材51と第2リンク部材52とが屈曲した状態になり、第2ロッド46が当該スプール操作部50側に引き寄せられる。これにより、第2ロッド46のピストン部46bの外周部(凸形状部)が空部44の車両前後方向におけるスプール操作部50の配置側の側面(以下、スプール操作部配置側空部側面という。)、すなわち第2ロッド46が挿通されるスプール42の開口部の外周部54と当接し、スプール42がスプール収納部41のスプール操作部配置側側面に当接するまで移動する。なお、このとき、スプール42は、バネ32の付勢力及び減衰器33の減衰力に逆らいスプール収納部41内を移動することになる。
これにより、前記図4及び図6に示したように、油路43と各バイパス路34,35,36との連通が断たれる。
具体的には、ショックアブソーバ1の収縮方向、すなわちピストンロッド6、又はピストンバルブ5が下方向に移動する場合には、第1液室10内の圧力と第2液室11内の圧力との圧力差により、第2液室11から第1液室10にピストンバルブ5の減衰力発生部を介して作動油が流動することによる減衰力がショックアブソーバ1に発生する。
さらに、第2液室11内の圧力とリザーバ室7内の圧力との圧力差により、第2液室11からリザーバ室7にベースバルブ7を介して作動油が流動することによる減衰力がショックアブソーバ1に発生する。
図9(b)に示すように車両が直進走行をすると、マス部材53には車両幅方向の外力が働かなくなるので、図8(b)に示すように、スプール操作部50の第1リンク部材51と第2リンク部材52とがリンク機構として伸びきった状態になる。このとき、スプール42は、バネ32による付勢力によりスプール収納部41のバネ配置側側面に当接された状態になる。これにより、前記図3及び図5に示したように、油路43と各バイパス路34,35,36とが連通した状態になる。
具体的には、ショックアブソーバ1の収縮方向、すなわちピストンロッド6、又はピストンバルブ5が下方向に移動する場合には、第2バイパス路35、減衰力制御部30のスプール42の油路43及び第1バイパス路34を介して、第2液室11の作動油が第1液室10に流動するようになる。
このような流動によりショックアブソーバ1に減衰力が発生する。しかし、その減衰力は、前記右旋回走行時又は左旋回走行時にショックアブソーバ1に発生する減衰力と比べ小さいものとなる。このように、ショックアブソーバ1の減衰力の制御は、横加速度感応型の制御となり、旋回走行時の減衰力が、直進走行時の減衰力よりも大きくなる。
(2−1)種々の特性
図10は、旋回走行時と直進走行時のショックアブソーバ1の減衰力をピストンバルブ5の速度をパラメータとして示す。この図10に示すように、ショックアブソーバ1の減衰力は、直進走行時のものより、旋回走行時のものの方が大きくなる。なお、ショックアブソーバ1の減衰力は、ピストンバルブ5の速度が大きいほど、大きくなる。また、ショックアブソーバ1の減衰力は、絶対値で、伸張時のものより、収縮時のものの方が大きくなる。
前述したように、スプール収納部41内でスプール42が移動することで、油路43と各バイパス路34,35,36とが連通したり、その連通が断たれたりする。このときの油路43の機能を、スプール収納部41内でスプール42が移動することで、その開度が変化するオリフィス弁の機能と等価と考えることができる。
このように、スプール収納部41内におけるスプール42の位置に対応してショックアブソーバ1の減衰力が変化するようになる。
図13(a)に示すように、車両100が連続するカーブを走行している場合のショックアブソーバ1の減衰力の特性を説明する。
車両100が連続するカーブを走行している場合、図13(b)に示すように、その車両挙動に応じて車両100に横加速度が発生する。そして、このとき、減衰力制御部30のマス部材53には、旋回方向とは反対方向(図13(a)に示す矢示P方向)の外力が働く。
言い換えれば、車両前後方向にいわゆる遊びをもたせることなく、スプール42に第2ロッド46をいわゆる直付けしたと仮定すれば、スプール42は、常にマス部材53の移動に連動して移動するようになる。この場合、図13(c)に一点鎖線で示すように、ショックアブソーバ1の減衰力は、車両の旋回走行と直線走行との切換えに対応して、極小値と極大値との間で変動するようになる。
なお、図13(c)に点線で示すように、減衰力制御部30を備えないショックアブソーバ、すなわち従来のショックアブソーバの場合、旋回の有無に関係なく減衰力は一定になる。
車両の走行状態が直進走行(例えば図9(b)の走行状態)から旋回走行(例えば図9(a)の走行状態)に切り替わる時のショックアブソーバ1の動作を説明する。
車両が直進走行している場合、マス部材53に車両幅方向の外力が働かないので、図8(b)に示したように、ピストン部46aが空部44内で例えば中央に位置される。そして、このような状態から、車両が旋回走行を開始すると、第2ロッド46のピストン部46bが空部44内を移動開始する。そして、ピストン部46bが空部44のスプール操作部配置側空部側面に当接して、これにより、スプール42が第2ロッド46とともに、車両前後方向のスプール操作部50の配置側に移動するようになる。
前述したように、ショックアブソーバ1は、バイパス路34,35,36と、スプール42を備えたバイパス路連通オン及びオフ部40と、コンロッド機構として構成されているスプール操作部50とにより、減衰力の制御を行っている。これにより、ショックアブソーバ1は、簡単な構成による減衰力の制御を実現している。この結果、従来のようにピストンロッドと車体との間に共振部を設けなくて済むので、車体側のデザイン、例えばエンジンルームの形状の自由度を高くでき、さらにはサスペンションストロークも長くすることができる。すなわち例えば、アッパーマウント周りの部品特性(フード高さ、アッパーマウント特性又はバンパーラバー特性等)に影響を与えることなく、車両にショックアブソーバ1を取り付けることができる。
また、前述したように、第1ロッド45の端部に、バネ32及びこのバネ32に併設して減衰器33を取り付けている。これにより、スプール42は、バネ32側、すなわち開弁状態にする位置に付勢力が与えられるとともに、その移動の際に減衰力が与えられる。これにより、スプール42が移動方向で振動してしまうことを防止できる。
すなわち、前記実施形態では、スプール41又は第2ロッド46を操作するスプール操作部50を、棒状の第1及び第2リンク部材51,52によるいわゆるコンロッド機構として構成した場合を説明した。しかし、これに限定されるものではない。
このように構成することで、右旋回走行時又は左旋回走行時にはショックアブソーバ1は次のように動作する。
このように構成することで、右旋回走行時又は左旋回走行時にはショックアブソーバ1は次のように動作する。
この参考実施形態も、車両用サスペンションのショックアブソーバである。図17は、直立したショックアブソーバ1を車両幅方向からみた図である。なお、この参考実施形態におけるショックアブソーバ1を車両前後方向からみた図は前記図1と同様である。
また、図18及び図19は、減衰力制御部30の詳細な構成を示す。図18に示す減衰力制御部30の構成は、車両幅方向からみた構成であり、図19に示す減衰力制御部30の構成は下方向(図17で矢示B−Bの方向)からみた構成である。
そして、参考実施形態では、次のように、バイパス路104,105,106の形状及びそのバイパス路104,105,106に対応してスプール121に形成される油路の形状が異なるものとなっている。図20は、それら形状の詳細を示す。
ここで、特に、第1周壁内バイパス路113と第2周壁内バイパス路114とでは、車両前後方向においてバネ32及び減衰器33側に位置される分岐路(特にスプール収納部111との連通部113a,114a)で径が異なっており、第2周壁内バイパス路114の方(114a)が大径になっている。なお、車両前後方向においてスプール操作部130側に位置される分岐部(特にスプール収納部111との連通部113b,114b)は同径になっている。
このように、バイパス路104,105,106や油路122,123の形状は、スプール収納部111内でスプール121が所定位置に移動された場合に、第1バイパス路104と第2及び第3バイパス路105,106とが連通状態になったり、その連通状態が断たれた状態になったりするように設計されている。
また、第1ロッド45の端部には、前述の実施形態と同様に、バネ32及びこのバネ32に併設して減衰器33が取り付けられている。さらに、第2ロッド46の端部には、前述の実施形態と同様に、スプール操作部130に接続されている。そして、この参考実施形態におけるスプール操作部130は、前述の実施形態におけるスプール操作部50と異なる構造になっている。
また、クランク部131には、本体部131aの一側面から水平方向に延びる支持シャフト131cが設けられており、支持シャフト131cがケース31に取り付けられている。これにより、クランク部131は、支持シャフト131cにより正転及び逆転可能に支持されている。
また、連結部材132は、前述の実施形態と同様に、一端が第2ロッド46と回転自在とされて連結しているが、その他端は、クランク部131の本体部131aの側面に設けたスライドピン131dにスライド自在とされて連結されている。具体的には、連結部材132の他端側に、長方形状のスライド用穴132aが形成されており、そのスライド用穴132a内にクランク部131の本体部131aのスライドピン131dが挿通されている。
以上のように、参考実施形態における減衰力制御部30が構成されている。
図21及び図22は、減衰力制御部30の構成を示す。図21は、車輪が走行路上の突起(凸路)を乗り越す際のショックアブソーバ1の動作を示し、図22は、車輪が走行路上の突起を乗り越した直後のショックアブソーバ1の動作を示す。
先ず車両が平坦路を走行している場合には、図21(a)に示すようにストッパ136上にマス部材133が位置されているので、スプール121は、バネ32による付勢力によりスプール収納部111のバネ配置側側面に当接された状態になる。これにより、前記図20(a)に示したように、第1バイパス路104と第2及び第3バイパス路105,106とは、スプール収納部111の周壁内バイパス路113,114を介して、第1油路122を構成する1本の流路122aで連通するから、連通路径を小として連通された状態になる。
車輪が走行路上の突起(凸路)を乗り越すと(乗り越した瞬時)、ショックアブソーバ1に上方向加速度が発生するから、このとき、図21(a)に示すようにストッパ136上に位置されているマス部材133に上方向の外力が働くことで、クランク部131が一方向(図21において反時計回り方向)に回転するようになる。このとき、マス部材133に作用する上方向への外力がある程度の大きさになれば、前記弾性力回転規制機構134による付勢力に抗してクランク部131が回転するのである。これにより、図21(b)から図21(c)への変化として示すように、スライドピン131dが連結部材132のスライド用穴132a内を移動していき、スライド用穴132aの内側端部に当たり、さらにクランク部131が回転すると、図21(d)に示すように、第2ロッド46が当該スプール操作部130側に引き寄せられるから、スプール121が当該スプール操作部130側に移動するようになる。
このように、スプール121が移動することで、前記図20(c)に示したように、第1バイパス路104と第2及び第3バイパス路105,106とは、スプール収納部111の周壁内バイパス路113,114を介して、第2油路123を構成する2本の流路123a,123bで連通するようになるから、連通路径を大として連通された状態になる。
しかし、第1バイパス路104と第2及び第3バイパス路105,106とが連通路径を大として連通された状態になっていることから、すなわち、第1バイパス路104と第2及び第3バイパス路105,106とが大径のオリフィスで連通されているのと等価な状態になっているから、その減衰力は、前記車両が平坦路を走行している場合にショックアブソーバ1に発生する減衰力と比べ小さいものとなる。
車輪が走行路上の突起(凸路)を乗り越した直後は、マス部材133に作用する力としてその自重が支配的になるから、図21(d)から図22(a)への変化として示すように、クランク部131が反対方向(図21において時計回り方向)に回転するようになり、そして、図22(b)に示すように、マス部材133がストッパ136に当たるまで、クランク部131が回転する。
また、参考実施形態でも、前述の実施形態と同様な効果を得ることができることは言うまでもない。
すなわち例えば、参考実施形態のショックアブソーバ1でも、バイパス路104,105,106と、スプール121を備えたバイパス路連通オン及びオフ部110と、スプール操作部130とにより、減衰力の制御を行っている。これにより、ショックアブソーバ1は、簡単な構成による減衰力の制御を実現している。この結果、従来のようにピストンロッドと車体との間に共振部を設けなくて済むので、車体側のデザイン、例えばエンジンルームの形状の自由度を高くでき、さらにはサスペンションストロークも長くすることができる。すなわち例えば、アッパーマウント周りの部品特性(フード高さ、アッパーマウント特性又はバンパーラバー特性等)に影響を与えることなく、車両にショックアブソーバ1を取り付けることができる。
2 内筒
3 外筒
4 シリンダ
5 ピストンバルブ
6 ピストンロッド
7 リザーバ室
8 ベースバルブ
10,11 液室
30 減衰力制御部
32 バネ
33 減衰器
34,35,36 バイパス路
40 バイパス路連通オン及びオフ部
42 スプール
45,46 ロッド
46a ピストン部
50 スプール操作部
51,52 リンク部材
53 マス部材
Claims (1)
- 車体側部材に連結されるピストンロッドと、
車輪側部材に連結され、内筒及び外筒からなるシリンダと、
前記内筒を第一室及び第二室に区画するように当該内筒に内装され、かつ前記シリンダの一端側から挿入されたピストンロッドに連結されたピストンと、
前記第二室と連通するリザーバ室と、
前記第二室とリザーバ室との間で作動液を流動させる第一バルブと、
前記ピストンに設けられ、前記第一室と、前記第二室との間で作動液を流動させる第二バルブとを備えた車両用ショックアブソーバであって、
車両に発生する横加速により移動する質量部材と、
前記第一室と第二室を連通させる第一流路と、
前記第二室とリザーバ室を連通させる第二流路と、
前記第一流路及び第二流路を開閉する開閉弁と、
前記開閉弁と質量部材とを連結し、前記横加速による質量部材の移動に連動させて前記開閉弁の開閉状態を切り換える連結機構と、
を備え、
前記開閉弁はスプール弁であり、
前記スプール弁を開弁状態にする位置に移動するように当該スプール弁に付勢力を与えるバネと、
前記バネに併設され、前記スプール弁の移動の際に当該スプール弁に減衰力を与える減衰器とを有し、
前記連結機構は、前記スプール弁の移動方向に遊びをもって当該スプール弁と連結棒で連結され、前記スプール弁の端面の開口部と、前記スプール弁内に形成され、当該スプール弁の移動方向に延び、かつ前記開口部と連通する前記開口部の開口径より大きい内径を有する空部と、を備え、前記連結棒は、前記開口部から前記空部内に挿通された一端に径方向に凸形状となる係止部を備え、
前記連結機構は、前記横加速による質量部材の移動に連動させて前記連結棒を前記スプール弁の移動方向に移動させることで、前記係止部を前記開口部の開口径を前記空部の内径より小さくする前記開口部の外周部に係止させて、前記スプール弁を閉弁状態にする位置に移動させることを特徴とする車両用ショックアブソーバ。
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