JP5002550B2 - 車体前部構造 - Google Patents

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本発明は、車体前部構造の改良に関するものである。
従来の車体前部構造として、フロントバルクヘッドの下部を構成するバルクヘッドロアクロスメンバの両端部が、フロントピラーロアから前方に延びるアッパメンバの前端に取付けられた垂下部に連結されたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2004−314899公報
特許文献1の図1を以下の図5で説明し、特許文献の図4を以下の図6で説明する。なお、符号は振り直した。
図5は従来の車体前部構造を示す要部斜視図、図6は従来の車体前部構造を示す要部正面図である。
図5及び図6において、フロントバルクヘッド100は、フロントアッパクロスメンバ101と、フロントロアクロスメンバ102と、これらのフロントアッパクロスメンバ101及びフロントロアクロスメンバ102のそれぞれに掛け渡された左右のサイドステイ103,103とからなる。
フロントロアクロスメンバ102は、その長手方向両端105,105が接合部材106,106により、左右の垂下部107,107の前端108,108にボルト止めや溶接等で結合されている。
サイドステイ103,103は、中間部が左右のフロントサイドフレーム111,111にそれぞれ結合され、下端部が接合部材106,106に取付けられている。
図中の符号112はフロントピラー、113はフロントピラー112から前方斜め下方に延びるアッパメンバである。
図5に示されるように、接合部材106は、垂下部107とフロントサイドフレーム111とに亘って取付けられるため、垂下部107とフロントサイドフレーム111とが大きく離れていれば、接合部材106が大型になり、重量増を招く。
また、垂下部107、フロントサイドフレーム111間のバルクヘッドロアクロスメンバ102の剛性を高めるために、バルクヘッドロアクロスメンバ102の長手方向両端105,105をそれぞれ2つの接合部材106で挟むように構成すれば、部品数が多くなる。
本発明の目的は、車体前部の大型化を抑えるとともに、簡単な構造で且つ部品数の低減を図りながらバルクヘッドロアクロスメンバの剛性が高められる車体前部構造を提供することにある。
請求項1に係る発明は、車体前部に、下部を構成するバルクヘッドロアクロスメンバと、両側部を構成するとともにバルクヘッドロアクロスメンバに下端が取付けられたバルクヘッドサイドステイとを備えるフロントバルクヘッドが設けられ、バルクヘッドロアクロスメンバの両端がフロントピラーロアから前方へ延ばされたアッパメンバの前端に取付けられる垂下部に結合され、バルクヘッドサイドステイの中間部が車体前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームにそれぞれ結合された車体前部構造において、バルクヘッドロアクロスメンバが、直線状の中央部と、この中央部の両端から後方へ折り曲げられた折曲げ部とから構成された丸パイプ状で、この折曲げ部の端部が垂下部まで延長され、ジョイント部材を介して垂下部に連結され、バルクヘッドサイドステイが、フロントサイドフレームに結合されたアッパサイドステイと、このアッパサイドステイ及び折曲げ部のそれぞれを連結するロアサイドステイとから構成され、ロアサイドステイは、板材をU字形状に折り曲げ形成され、下方にゆくにつれて2つの側壁の幅が末広がりに次第に大きくなるように形成され、該側壁がパイプ状にされたバルクヘッドロアクロスメンバの折曲げ部の長手方向に沿うように連結されていることを特徴とする。
バルクヘッドロアクロスメンバの両端が垂下部まで延長されることで、バルクヘッドロアクロスメンバの両端を垂下部に連結するジョイント部材が短くなり、軽量になる。
また、折曲げ部がバルクヘッドサイドステイに連結されることで、折曲げ部の剛性が高まる。
特に本発明は、バルクヘッドサイドステイが、フロントサイドフレームに結合されたアッパサイドステイと、このアッパサイドステイ及び折曲げ部のそれぞれを連結するロアサイドステイとから構成された丸パイプ状で、ロアサイドステイが、板材をU字形状に折り曲げ形成され、下方にゆくにつれて2つの側壁の幅が末広がりに次第に大きくなるように形成され、パイプ状にされたパイプ状のバルクヘッドロアクロスメンバの折曲げ部の長手方向に沿うように連結されていることを特徴とする。
パイプ状のバルクヘッドロアクロスメンバと、U字形状に折り曲げられるとともにバルクヘッドロアクロスメンバとの結合側が末広がりに形成されたロアサイドステイとの結合面積が大きくなり、結合強度が高まるとともに、バルクヘッドロアクロスメンバの曲げ剛性が高まる。
請求項2に係る発明は、アッパサイドステイが、フロントサイドフレームとの結合部分で閉断面を形成することを特徴とする。
閉断面構造により、アッパサイドステイの剛性が高まる。あるいは、アッパサイドステイの一定の剛性を確保した場合に、アッパサイドステイを細軸にすることが可能になる。
請求項1に係る発明では、バルクヘッドロアクロスメンバが、直線状の中央部と、この中央部の両端から後方へ折り曲げられた折曲げ部とから構成され、この折曲げ部の端部が垂下部まで延長され、ジョイント部材を介して垂下部に連結され、折曲げ部がバルクヘッドサイドステイに連結されるので、バルクヘッドロアクロスメンバと垂下部とを連結するジョイント部材が小型になり、軽量化を図ることができる。また、折曲げ部がバルクヘッドサイドステイに連結されることで、折曲げ部の剛性を向上させることができる。
また本発明では、バルクヘッドサイドステイが、フロントサイドフレームに結合されたアッパサイドステイと、このアッパサイドステイ及び折曲げ部のそれぞれを連結するロアサイドステイとから構成され、ロアサイドステイが、板材をU字形状に折り曲げ形成され、パイプ状にされたバルクヘッドロアクロスメンバとの結合側が末広がりに形成されているので、末広がりに形成されたロアサイドステイの側壁が丸パイプ状のバルクヘッドロアクロスメンバに結合されることで、ロアサイドステイと折曲げ部との結合面積を大きくすることができ、これによりロアサイドステイとバルクヘッドクロスメンバとの結合強度を高めることができ、簡単な構造で折曲げ部の曲げ剛性を高めることができる。
また、結合面積が大きくなることで、ロアサイドステイによってバルクヘッドクロスメンバの折曲げ部の曲げ剛性を高めることができ、例えば、車体前部にオフセット衝突された場合の衝撃吸収エネルギー量を増すことができる。
請求項2に係る発明では、アッパサイドステイが、フロントサイドフレームとの結合部分で閉断面を形成するので、アッパサイドステイとフロントサイドフレームとによる閉断面構造によってアッパサイドステイの剛性を向上させることができ、あるいは、アッパサイドステイを細軸として軽量化を図ることができる。
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図1は本発明に係る車体前部構造を構成するフロントサイドフレームを示す斜視図であり、図中の矢印(FRONT)は車体前方を示している。
フロントサイドフレーム10は、車体前後方向に直線状に延びる前部フレーム11と、この前部フレーム11の後端から後方斜め下方に延びる後部フレーム12とからなり、車体前部に前後方向に延びるように左右一対設けられ、車体前部のフロントホイールハウスの下方に前部フレーム11が位置し、車室とエンジン室とを隔てるダッシュボードロアの下面に後部フレーム12が連結される。
前部フレーム11は、断面がハット形状の主フレーム15と、この主フレーム15の開口を塞ぐように主フレーム15の側部に結合されたバックプレート16と、このバックプレート16に取付けられたサイドメンバステイ17と、これらの主フレーム15及びバックプレート16のそれぞれを結合して出来る前端開口を塞ぐキャップ部材18と、バックプレート16の後部下部から下方に延びる下方突出部19とからなる。
バックプレート16は、フロントサイドフレーム10の前端側に設けられた前部バックプレート21と、この前部バックプレート21の後部に前部が結合された後部バックプレート22とからなる。
サイドメンバステイ17は、前部バックプレート21と後部バックプレート22との合わせ部に挟まれるように結合されるとともに車体内方に曲げられて延ばされた部材である。
図2は本発明に係るフロントサイドフレームが組み付けられた車体前部構造を示す第1斜視図であり、車体の前方斜め左方から見た図である。
フロントサイドフレーム10の前部の内側、詳しくは、主フレーム15に、フロントバルクヘッド(不図示)の側部を構成する上下に延びるバルクヘッドサイドステイ31の中間部が取付けられ、このバルクヘッドサイドステイ31の下端部に、フロントバルクヘッドの下部を構成する丸パイプ状のバルクヘッドロアクロスメンバ32が取付けられている。
上記のフロントバルクヘッドは、図5、図6に示されたフロントバルクヘッド100に相当するものである。
バルクヘッドサイドステイ31は、フロントサイドフレーム10に取付けられたアッパサイドステイ35と、このアッパサイドステイ35の下端部及びバルクヘッドロアクロスメンバ32のそれぞれに渡されたロアサイドステイ36とからなる。なお、37はアッパサイドステイ35の外側部と主フレーム15の上部とに渡された補強材である。
ロアサイドステイ36は、プレートがU字形状に曲げられた部材であり、下方にいくにつれて2つの側壁36a,36aの幅が末広がりに次第に大きくなるように形成されている。
バルクヘッドロアクロスメンバ32は、真直ぐに形成された中央部32aと、この中央部32aの端部から後方に折り曲げられた折曲げ部32b,32b(一方の符号32bのみ示す。)とからなり、折曲げ部32bがロアサイドステイ36に取付けられている。
フロントピラーロア(不図示)から前方斜め下方に延びるアッパメンバ(不図示)の前端に垂下部41が連結され、この垂下部41の前面41aに前部ブラケット42が取付けられ、サイドメンバステイ17が前部ブラケット42に取付けられている。
サイドメンバステイ17及び前部ブラケット42は、ステイ43を構成する部品であり、フロントサイドフレーム10と垂下部41とを連結している。
上記のフロントピラーロアは、図5に示されたフロントピラー112の下部に相当する部分であり、上記のアッパメンバは、図5、図6に示されたアッパメンバ113に相当するものである。
バルクヘッドロアクロスメンバ32は、垂下部41の下端部まで近接するように延び、バルクヘッドロアクロスメンバ32の端部が、ジョイント部材44を介して垂下部41の下端部に連結されている。
図3は本発明に係るフロントサイドフレームが組み付けられた車体前部構造を示す第2斜視図であり、車体の後方斜め左方から見た図である。
サイドメンバステイ17は、バックプレート16から直角又はほぼ直角に曲げられて車体外側方に向かって延び、前部ブラケット42に連結されている。
このように、サイドメンバステイ17は板状であるから、簡単に曲げ角度を設定することができ、また、サイドメンバステイ17と前部ブラケット42とは、共に板状であるから、例えば、溶接で簡単に結合することができる。
ロアサイドステイ36は、側壁36a,36aがバルクヘッドロアクロスメンバ32にバルクヘッドクロスメンバ32の長手方向に沿うように取付けられているから、バルクヘッドロアクロスメンバ32との結合面積を大きくすることができ、ロアサイドステイ36とバルクヘッドロアクロスメンバ32との結合強度を高めることができる。
また、上記したように結合面積が大きくなることで、ロアサイドステイ36によってバルクヘッドロアクロスメンバ32の折曲げ部32bの曲げ剛性を高めることができ、例えば、車体前部にオフセット衝突された場合の衝撃吸収エネルギー量を増すことができる。
図4(a),(b)は本発明に係るフロントサイドフレームの断面図である。
(a)は図1のa−a線断面図であり、前部バックプレート21の後部に一体に設けられた後部フランジ21aと、後部バックプレート22の前部に一体に設けられた前部フランジ22aとの間に、サイドメンバステイ17の先端部に一体に設けられた先端フランジ17aが挟まれて、3枚の後部フランジ21a、前部フランジ22a及び先端フランジ17aが共に結合された状態を示している。
サイドメンバステイ17は、先端フランジ17aの後端から折り曲げられて外側方に延び、前部バックプレート21は、後部フランジ21aの後端から折り曲げられて外側方に延びる端部フランジ21bを備え、端部フランジ21bがサイドメンバステイ17の前面に結合されている。
前部バックプレート21の板厚をT1、後部バックプレート22の板厚をT2とすると、T1<T2の関係がある。即ち、前部バックプレート21は、板厚T1を後部バックプレート22の板厚T2よりも小さくすることで、例えば、車体前方からフロントサイドフレーム10の前端に衝突荷重が作用したときに、フロントサイドフレーム10の前部バックプレート21の部分(この部分を前部バックプレート構成部47とする。)で圧潰しやすくなり、衝突エネルギーを吸収しやすくすることができるとともに、フロントサイドフレーム10の後部バックプレート22の部分(この部分を後部バックプレート構成部48とする。)で圧潰しにくくして、衝突の初期では前部バックプレート21を圧潰させ、その後に、後部バックプレート22を圧潰させる、というように、フロントサイドフレーム10の衝突モード(衝突形態)をコントロールしやすくしている。なお、主フレーム15及びサイドメンバステイ17の板厚はT2である。
主フレーム15の内側部には、バルクヘッドサイドステイ31、詳しくは、断面がハット形状のアッパサイドステイ35が取付けられ、このアッパサイドステイ35と主フレーム15とで閉断面が形成されている。
このように閉断面構造とすることで、アッパサイドステイ35の剛性を高めることができる。
(b)は図1のb−b線断面図であり、主フレーム15は、底壁15aと、この底壁15aの上端から上方斜め外側方そして外側方に延びる上壁15bと、底壁15aの下端から外側方に延びる下壁15cと、上壁15b及び下壁15cにそれぞれ設けられた上フランジ15d及び下フランジ15eとからなる断面ハット形状の部材である。
後部バックプレート22は、上フランジ22dと下フランジ22eとを備え、上フランジ22dが上フランジ15dに接合され、また、下フランジ22eが下フランジ15eに接合されている。
サイドメンバステイ17は、上フランジ17dを備え、後部バックプレート22の高さ方向の中間部から上フランジ17dまでに接合されている。
前部バックプレート21は、上フランジ21dと下フランジ21eとを備え、上フランジ21dが上フランジ17dに接合され、また、下フランジ21eが下フランジ22eに接合されている。
このように、主フレーム15の開口部がバックプレート16に塞がれて閉断面を形成している。
主フレーム15の上壁15bには断面L字形状の補強部材37の一辺37aが取付けられ、アッパサイドステイ35の外側面に補強部材37の他辺37bが取付けられている。
以上の図2、図3に示したように、車体前部に、下部を構成するバルクヘッドロアクロスメンバ32と、両側部を構成するとともにバルクヘッドロアクロスメンバ32に下端が取付けられたバルクヘッドサイドステイ31とを備えるフロントバルクヘッドが設けられ、バルクヘッドロアクロスメンバ32の両端がフロントピラーロアから前方へ延ばされたアッパメンバの前端に取付けられる垂下部41に結合され、バルクヘッドサイドステイ31の中間部が車体前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム10にそれぞれ結合された車体前部構造において、バルクヘッドロアクロスメンバ32が、直線状の中央部32aと、この中央部32aの両端から後方へ折り曲げられた折曲げ部32b,32bとから構成され、この折曲げ部32bの端部が垂下部41まで近接するように延長され、ジョイント部材44を介して垂下部41に連結され、折曲げ部32bがバルクヘッドサイドステイ31に連結されるので、バルクヘッドロアクロスメンバ32と垂下部41とを連結するジョイント部材44が小型になり、軽量化を図ることができる。また、折曲げ部32bがバルクヘッドサイドステイ31に連結されることで、折曲げ部32bの剛性を向上させることができる。
また、バルクヘッドサイドステイ31が、フロントサイドフレーム10に結合されたアッパサイドステイ35と、このアッパサイドステイ35及び折曲げ部32bのそれぞれを連結するロアサイドステイ36とから構成され、ロアサイドステイ36が、板材をU字形状に折り曲げ形成され、パイプ状にされたバルクヘッドロアクロスメンバ32との結合側が末広がりに形成されているので、末広がりに形成されたロアサイドステイ36がバルクヘッドロアクロスメンバ32に結合されることで、ロアサイドステイ36と折曲げ部32bとの結合面積を大きくすることができ、簡単な構造で折曲げ部32bの曲げ剛性を高めることができる。
バルクヘッドロアクロスメンバ32は、パイプ状(丸パイプ状)に形成されて、折曲げ部の端部が垂下部41まで延ばされるため、折曲げ部32b自体の剛性が高くなり、補強部材を必要としない。このような折曲げ部32bに更に、ロアサイドステイ36を結合することで、より一層折曲げ部32bの剛性を高めることができる。
更に、図2、図4(a)に示したように、アッパサイドステイ35が、フロントサイドフレーム10との結合部分で閉断面を形成するので、アッパサイドステイ35とフロントサイドフレーム10とによる閉断面構造によってアッパサイドステイ35の剛性を向上させることができ、あるいは、アッパサイドステイ35を細軸として軽量化を図ることができる。
本発明の車体前部構造は、自動車に好適である。
本発明に係る車体前部構造を構成するフロントサイドフレームを示す斜視図である。 本発明に係るフロントサイドフレームが組み付けられた車体前部構造を示す第1斜視図である。 本発明に係るフロントサイドフレームが組み付けられた車体前部構造を示す第2斜視図である。 本発明に係るフロントサイドフレームの断面図である。 従来の車体前部構造を示す要部斜視図である。 従来の車体前部構造を示す要部正面図である。
符号の説明
10…フロントサイドフレーム、31…バルクヘッドサイドステイ、32…バルクヘッドロアクロスメンバ、32a…中央部、32b…折曲げ部、35…アッパサイドステイ、36…ロアサイドステイ、36a…側壁、41…垂下部、44…ジョイント部材。

Claims (2)

  1. 車体前部に、下部を構成するバルクヘッドロアクロスメンバ(32)と、両側部を構成するとともに前記バルクヘッドロアクロスメンバ(32)に下端が取付けられたバルクヘッドサイドステイ(31)とを備えるフロントバルクヘッドが設けられ、前記バルクヘッドロアクロスメンバ(32)の両端がフロントピラーロアから前方へ延ばされたアッパメンバの前端に取付けられる垂下部(41)に結合され、前記バルクヘッドサイドステイ(31)の中間部が車体前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム(10)にそれぞれ結合された車体前部構造において、
    前記バルクヘッドロアクロスメンバ(32)が、直線状の中央部(32a)と、この中央部(32a)の両端から後方へ折り曲げられた折曲げ部(32b)とから構成された丸パイプ状で、この折曲げ部(32b)の端部が前記垂下部(41)まで延長され、ジョイント部材(44)を介して前記垂下部(41)に連結され、前記折曲げ部(32b)が前記バルクヘッドサイドステイ(31)に連結され、
    前記バルクヘッドサイドステイ(31)が、前記フロントサイドフレーム(10)に結合されたアッパサイドステイ(35)と、このアッパサイドステイ(31)及び前記折曲げ部(32b)のそれぞれを連結するロアサイドステイ(36)とから構成され、
    前記ロアサイドステイ(36)は、板材をU字形状に折り曲げ形成され、下方にゆくにつれて2つの側壁(36a,36a)の幅が末広がりに次第に大きくなるように形成され、該側壁(36a,36a)がパイプ状にされた前記バルクヘッドロアクロスメンバ(32)の前記折曲げ部(32b)の長手方向に沿うように連結されている、
    ことを特徴とする車体前部構造。
  2. 前記アッパサイドステイ(35)は、前記フロントサイドフレーム(10)との結合部分で閉断面を形成することを特徴とする請求項1記載の車体前部構造。
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