JP5560079B2 - 内燃機関のカムシャフト支持構造 - Google Patents
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本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、内燃機関のカムシャフト支持構造において、位置決め部に不純物が堆積することを防止しつつ、カムシャフトを容易に位置決めできるようにすることを目的とする。
この構成によれば、カムシャフトの鍔部に嵌合するスラスト規制溝部を、カムシャフトを上方から覆うキャップ部材に設けたため、スラスト規制溝部に不純物が堆積することを防止できるとともに、カムシャフトをスラスト方向に位置決めできる。また、シリンダーヘッド側にスラスト規制溝部の溝幅よりも広い案内部を設けたため、組み付け作業の際に、鍔部を案内部によってガイドすることでカムシャフトを容易に位置決めでき、組み付け性を向上できる。
この場合、キャップ部材の上部に設けたオイル溜め部からスラスト規制溝部にオイルを案内するため、カムシャフトを上方から覆うキャップ部材にスラスト規制溝部を設けた構成であってもオイルをカムシャフトに供給でき、摺動部の摩擦抵抗を低減できる。
この構成によれば、カムシャフトの鍔部に嵌合するスラスト規制溝部を、カムシャフトを上方から覆うキャップ部材に設けたため、スラスト規制溝部に不純物が堆積することを防止できるとともに、カムシャフトをスラスト方向に位置決めできる。また、キャップ部材の上部に設けたオイル溜め部からスラスト規制溝部にオイルを案内するため、カムシャフトを上方から覆うキャップ部材にスラスト規制溝部を設けた構成であってもオイルをカムシャフトに供給でき、摺動部の摩擦抵抗を低減できる。また、連通孔がカムの回転方向に沿うように一方にオフセットされているため、カムの回転方向に沿って連通孔内のオイルを吸引でき、オイルの流入抵抗を低下させて効率良くオイルを供給できる。
この場合、スラスト規制溝部がロッカーアームの一部に重なる位置に配置されるため、スラスト規制溝部をロッカーアームに近接配置でき、内燃機関を小型化できる。
この場合、オイル溜め部の連通孔をエンジンの傾斜方向にオフセットして設けることで、オイル溜め部のオイルが傾斜方向に流れて連通孔へ流れるため、オイルを効率良くスラスト規制溝部に供給でき、潤滑性を向上できる。
この場合、補強リブを格子状としたため、ヘッドカバー全体を薄肉軽量化させつつ、飛沫オイルを格子状の補強リブに捕集して、補強リブから滴下するオイルをオイル溜め部に導いてオイル量を増加させることができ、潤滑性を向上できる。
さらに、前記スラスト規制溝部(133I、133E)を備える前記キャップ部材(195I、195E)は、前記カムシャフト(55I、55E)と一体に回転するカムスプロケット(61I、61E)側に配置されたキャップ部材であっても良い。
この場合、カムシャフトと一体に回転するカムスプロケットからの飛沫オイルをオイル溜め部に導いてオイル量を増加させることができ、潤滑性を向上できる。
また、スラスト規制溝部を、キャップ部材に設けたため、スラスト規制溝部に不純物が堆積することを防止しつつ、カムシャフトをスラスト方向に位置決めできるとともに、オイル溜め部からスラスト規制溝部にオイルを案内するため、オイルをカムシャフトに供給でき、摺動部の摩擦抵抗を低減できる。
さらに、スラスト規制溝部をロッカーアームに近接配置でき、内燃機関を小型化できる。
また、連通孔内のオイルを吸引して、オイルの流入抵抗を低下させて効率良くオイルを供給できる。
また、補強リブによってヘッドカバー全体を薄肉軽量化させつつ、補強リブから滴下するオイルをオイル溜め部に導いてオイル量を増加させることができ、潤滑性を向上できる。
さらに、カムスプロケットからの飛沫オイルをオイル溜め部に導いてオイル量を増加させることができ、潤滑性を向上できる。
図1は、本発明の実施の形態に係る自動二輪車を示す右側面図である。
自動二輪車1の車体フレームFは、車両の前部に設けられたヘッドパイプ17と、ヘッドパイプ17から後下がりに延びるメインフレーム18と、メインフレーム18よりも下方でヘッドパイプ17に連接されるとともにメインフレーム18よりも急角度で後下がりに延びるダウンフレーム19と、メインフレーム18の後部の左右両側及びダウンフレーム19の下端部の左右両側の間を結ぶ左右一対のロアフレーム20と、メインフレーム18の後部に連接されて後方に延びる左右一対のシートレール21と、ロアフレーム20とシートレール21との後部とを結ぶ左右一対のリヤフレーム22とを備えている。
また、ヘッドパイプ17には前輪WFを軸支する左右一対のフロントフォーク15が支持され、フロントフォーク15の上端部には操舵用のハンドル16が設けられている。
シリンダーヘッド27の後部には、エンジン24に空気を供給する吸気装置35が接続されている。
また、エンジン24の前方には、エンジン24の冷却水が循環するラジエータ82が設けられ、ラジエータ82はダウンフレーム19に支持されている。
さらに、エンジン24の上方でメインフレーム18上には、燃料タンク29が搭載され、燃料タンク29の後方には、シートレール21によって支持される乗員用のシート30が配置されている。
シリンダーブロック26は、ピストン39が摺動自在に嵌合するシリンダボア40を有し、シリンダボア40の軸線であるシリンダ軸線Cを鉛直方向よりも前傾させるようにしてクランクケース25に結合されている。クランクケース25内には、自動二輪車1の車幅方向に水平に延びるクランクシャフト41が回転自在に支持され、ピストン39は、コネクティングロッド42及びクランクピン43を介してクランクシャフト41に接続されている。
シリンダーヘッド27には、燃焼室44の中央に臨むようにして点火プラグ51が取り付けられている。
また、シリンダーヘッド27の後部側壁27aには、吸気ポート45に連通する吸気装置35(図1)が接続され、前部側壁27bには排気ポート46に連通する排気管37(図1)が接続される。
吸気弁47及び排気弁48は、点火プラグ51の周囲を囲うようにシリンダーヘッド27の中央に配置されている。
排気側動弁装置54Eは、点火プラグ51を挟んでシリンダーヘッド27の前部側に設けられ、吸気側動弁装置54Iは、点火プラグ51を挟んで後部側に設けられている。点火プラグ51が設けられるプラグ孔51Aは、平面視においてシリンダーヘッド27の中央部に位置している。
鍔部66I、66Eは、吸気カムシャフト55I及び排気カムシャフト55Eの軸方向視で円形に形成された円板部であり、軸方向の厚さが全周に亘って略同一に形成されている。鍔部66I、66Eは、吸気カムシャフト55I及び排気カムシャフト55Eとそれぞれ同軸に設けられるとともに、一側被支持部68I、68Eよりも大径に形成されている。
図3、図5及び図6に示すように、吸気側ロッカーアーム57I(排気側では排気側ロッカーアーム57E)は、吸気側ロッカシャフト56I(排気側では排気側ロッカシャフト56E)が挿通される挿通孔71aを有する揺動支点部71と、一対の吸気弁47(排気側では排気弁48)に対応し揺動支点部71から二股に分岐して延出されるアーム部72と、アーム部72の先端から吸気弁47(排気弁48)の側に下方に突出する作用点部73と、ローラ74を収容するローラ収容部75Aとを備えて構成されている。
ローラ収容部75Aは、一対のアーム部72の間に形成されてアーム部72と平行に延びる空間であり、ローラ部75の先端側は開放されている。ローラ部75は、吸気側ロッカーアーム57Iの幅方向の中央に設けられ、ローラ74をローラ収容部75Aに収容して構成されている。
アーム部72には、アーム部72の側面を挿通孔71aと平行に貫通するピン支持孔77が形成されており、ローラ74の中心に挿通されてローラ74を回転自在に軸支するローラ支持ピン78は、ピン支持孔77に支持される。ピン支持孔77は、アーム部72の長手方向の中間部に位置し、挿通孔71aと作用点部73との間に形成されている。
また、挿通孔71aの中心、ピン支持孔77の中心及び押し部73aの下面を結ぶ線Lは、略直線状となっており、挿通孔71a、ピン支持孔77及び押し部73aは略直線上に並ぶように形成されている。このように、挿通孔71a、ピン支持孔77及び押し部73aを略直線状に並ぶように配置したため、吸気側ロッカーアーム57Iを長手方向及び厚さ方向にコンパクトな形状とすることができる。
また、支持壁部96Eには、排気側ロッカシャフト56Eをシリンダーヘッド27に支持するロッカシャフト支持孔97Eが設けられている。排気側ロッカーアーム57Eは、揺動支点部71がロッカーアーム収容部49Eに収容された状態で挿通孔71a及びロッカシャフト支持孔97Eに排気側ロッカシャフト56Eが挿通されることで、シリンダーヘッド27に取り付けられる。
図2及び図7に示すように、吸気側ロッカーアーム57Iは、吸気弁47及び排気弁48のバルブ軸線V1、V2の交差する角度により規定されるバルブ挟み角Aの範囲よりも外側位置に配置され、後部側壁27aの近傍に配置された吸気側ロッカシャフト56Iを支点として外側支点で支持されている。詳細には、吸気側ロッカーアーム57Iは、揺動支点部71及びアーム部72がバルブ挟み角Aの範囲よりも外側に位置している。
このように、吸気カムシャフト55Iを、ローラ74の中心と押し部73aとの間に設けることで、吸気カムシャフト55Iをより内側に配置できるため、シリンダーヘッド27を小型化することができる。
なお、排気側動弁装置54Eは、シリンダ軸線Cを挟んで吸気側動弁装置54Iと略対称に構成されているため、ここでは説明を省略する。
図3、図4及び図8に示すように、吸気カムシャフト55I及び排気カムシャフト55Eの一側を支持する一側シャフト支持部92I、92Eは、一側被支持部68I、68Eの下半部を支持する半円部を有する軸受部98I、98Eと、一側被支持部68I、68Eの上半部を保持する半円部196I、196Eを有するキャップ195I、195E(キャップ部材)とを有している。
キャップ195I、195Eは、吸気カムシャフト55Iに直交するように延びる連結補強壁111によって連結されており、吸気側及び排気側の支持部が一体になったキャップ体112を構成している。
また、排気側のキャップ195Eには、排気カムシャフト55Eを跨ぐ両側にボルト孔が1箇所ずつ設けられ、内側に配置された内側ボルト孔113、及び、外側に配置された外側ボルト孔114が形成されている。
さらに、吸気側及び排気側の各外側ボルト孔114の下部には、軸受部98I、98Eの側に突出する管状のノックピン119が外側ボルト孔114と同軸にそれぞれ設けられている。すなわち、一対のノックピン119は、キャップ体112の軸受部98I、98Eに対する取り付け面において、外側の部分に設けられている。
また、各外側雌ねじ部116には、一対のノックピン119が嵌合する位置決め穴116Aが形成されている。
キャップ体112は、内側ボルト孔113を介して内側雌ねじ部115に締結される内側取付ボルト117、及び、外側ボルト孔114を介して外側雌ねじ部116に締結される外側取付ボルト118によってシリンダーヘッド27に固定される。
さらに、ノックピン119を各外側雌ねじ部116に嵌合させるため、内向きの力F3を、シリンダーヘッド27における吸気カムシャフト55I及び排気カムシャフト55Eの外側部でノックピン119を介して受けることができ、シリンダーヘッド27に加わる負荷を低減できる。
また、キャップ体112を取り付けるだけで吸気側及び排気側を同時に支持できるため、組み付けが容易である。
キャップ194I、194Eは、吸気カムシャフト55Iに直交するように延びる連結補強壁101によって連結されており、吸気側及び排気側の支持部が一体になったキャップ体102を構成している。
図4及び図9に示すように、キャップ体112は、被動スプロケット61I、61E側の軸受部98I、98Eに固定されるキャップである。
キャップ体112は、車両の前後方向に延びる板状に形成されており、軸受部98I、98Eに固定される側の面である下面130は、全体に亘って平坦に形成されている。半円部196I、196Eは、下面130側から上面側に側面視で半円状に窪んだ凹部である。
支持部132I、132Eは、被動スプロケット61I、61Eの側であるキャップ体112の幅方向の外側に設けられ、スラスト規制溝部133I、133Eはキャップ体112の幅方向の内側に設けられている。
図10に示すように、排気カムシャフト55Eがシリンダーヘッド27に組み付けられた状態では、排気カムシャフト55Eの鍔部66Eが、スラスト規制溝138Eに摺動自在に嵌合され、排気カムシャフト55Eはスラスト方向の位置を規制される。なお、図10には吸気カムシャフト55Iが図示されていないが、吸気カムシャフト55Iと同様に、吸気カムシャフト55Iは、鍔部66Iがスラスト規制溝138Iに摺動自在に嵌合され、スラスト方向の位置を規制される。
図2及び図11に示すように、ヘッドカバー28は、シリンダーヘッド27の上面に対向する天面151と、天面151の縁部に沿って立設された側壁152と、側壁152の下端に形成されシリンダーヘッド27の上面に合わさる合わせ面153とを有している。
天面151の中央には、点火プラグ51が挿通されるプラグ挿通孔28Aが設けられている。また、天面151には、プラグ挿通孔28Aを跨いで2箇所にボルト孔28Bが形成されている。
また、天面151は、吸気カムシャフト55I及び排気カムシャフト55Eの上方に対応するカムシャフト側天面部151A、及び、カムチェーン室63の上方に対応するチェーン側天面部151Bを有している。
図11に示すように、天面151の内面には、格子状の補強リブ155が立設されている。補強リブ155は、カムシャフト側天面部151Aに形成されている。
また、スラスト規制溝部133Iが、平面視で吸気側ロッカーアーム57Iのアーム部72及び作用点部73の一部に重なる位置に配置されるため、スラスト規制溝部133Iを吸気側ロッカーアーム57Iに近接配置でき、エンジン24を小型化できる。
さらにまた、連通孔145I、145Eがカム58I、58Eの回転方向に沿うように前方にオフセットされているため、カム58I、58Eの回転方向に沿って連通孔145I、145E内のオイルを吸引でき、オイルの流入抵抗を低下させて効率良くオイルを供給できる。
また、スラスト規制溝138I、138Eを備えるキャップ195I、195Eは、吸気カムシャフト55I及び排気カムシャフト55Eと一体に回転する被動スプロケット61I、61E側に配置されたキャップであるため、回転する被動スプロケット61I、61Eからの飛沫オイルをオイル溜め部143I、143Eに導いてオイル量を増加させることができ、潤滑性を向上できる。
上記実施の形態では、シリンダーヘッド27側に案内突起140I、140Eを設け、案内溝141I、141Eに鍔部66I、66Eを通して吸気カムシャフト55I及び排気カムシャフト55Eを仮に位置決めするものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、案内突起140I、140Eを設けずに、作業者の目測により、吸気カムシャフト55I及び排気カムシャフト55Eをシリンダーヘッド27に仮に位置決めしても良い。また、その他の自動二輪車1の細部構成についても任意に変更可能であることは勿論である。
27 シリンダーヘッド
28 ヘッドカバー(シリンダヘッドカバー)
55E 排気カムシャフト(カムシャフト)
55I 吸気カムシャフト(カムシャフト)
57E 排気側ロッカーアーム(ロッカーアーム)
57I 吸気側ロッカーアーム(ロッカーアーム)
58I、58E カム
61I、61E 被動スプロケット(カムスプロケット)
66I、66E 鍔部
133I、133E スラスト規制溝部
138I、138E スラスト規制溝
141I、141E 案内溝(案内部)
143I、143E オイル溜め部
145I、145E 連通孔
150I、150E カム軸線
155 補強リブ
195I、195E キャップ(キャップ部材)
Claims (7)
- カムシャフト(55I、55E)をシリンダーヘッド(27)との間で保持するキャップ部材(195I、195E)を備えた内燃機関のカムシャフト支持構造において、
前記カムシャフト(55I、55E)にスラスト位置規制用の鍔部(66I、66E)を設け、前記カムシャフト(55I、55E)を上方から覆う前記キャップ部材(195I、195E)に前記鍔部(66I、66E)に嵌合するスラスト規制溝部(133I、133E)を設け、前記シリンダーヘッド(27)側には前記スラスト規制溝部(133I、133E)の溝幅より広く、且つ、周方向に短い案内部(141I、141E)を設けたことを特徴とする内燃機関のカムシャフト支持構造。 - 前記キャップ部材(195I、195E)の上部には飛沫オイルを捕集して前記スラスト規制溝部(133I、133E)へ案内するオイル溜め部(143I、143E)が設けられていることを特徴とする請求項1記載の内燃機関のカムシャフト支持構造。
- カムシャフト(55I、55E)をシリンダーヘッド(27)との間で保持するキャップ部材(195I、195E)を備えた内燃機関のカムシャフト支持構造において、
前記カムシャフト(55I、55E)にスラスト位置規制用の鍔部(66I、66E)を設け、前記カムシャフト(55I、55E)を上方から覆う前記キャップ部材(195I、195E)に前記鍔部(66I、66E)に嵌合するスラスト規制溝部(133I、133E)を設け、前記キャップ部材(195I、195E)の上部には飛沫オイルを捕集して前記スラスト規制溝部(133I、133E)へ案内するオイル溜め部(143I、143E)が設けられ、
前記オイル溜め部(143I、143E)は前記カムシャフト(55I、55E)の径方向において当該カムシャフト(55I、55E)の径よりも幅広く形成され、
前記オイル溜め部(143I、143E)の前記スラスト規制溝部(133I、133E)との連通孔(145I、145E)は、前記カムシャフト(55I、55E)の中心のカム軸線(150I、150E)に対して、前記カムシャフト(55I、55E)のカム(58I、58E)の回転方向に沿うように一方にオフセットして設けられ、
オフセットされた前記連通孔(145I、145E)は、前記スラスト規制溝部(133I、133E)内の上端よりも前記カムシャフト(55I、55E)の回転方向の下流側にのみ開口し、前記スラスト規制溝部の内面と前記鍔部(66I、66E)との間には隙間が設けられるとともに、前記鍔部(66I、66E)の下半部は露出して前記スラスト規制溝部(133I、133E)によってスラスト規制されないことを特徴とする内燃機関のカムシャフト支持構造。 - 前記キャップ部材(195I、195E)の前記スラスト規制溝部(133I、133E)は、前記カムシャフト(55I、55E)に駆動されるロッカーアーム(57I、57E)の一部と平面視で重なる位置に配置されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の内燃機関のカムシャフト支持構造。
- 前記オイル溜め部(143I、143E)の前記スラスト規制溝部(133I、133E)との連通孔(145I、145E)は、前記カムシャフト(55I、55E)の中心のカム軸線(150I、150E)に対して、内燃機関(24)の傾斜方向にオフセットして設けられることを特徴とする請求項2または3記載の内燃機関のカムシャフト支持構造。
- 前記オイル溜め部(143I、143E)の真上に位置するシリンダヘッドカバー(28)には補強リブ(155)が格子状に設けられることを特徴とする請求項2または3記載の内燃機関のカムシャフト支持構造。
- 前記スラスト規制溝部(133I、133E)を備える前記キャップ部材(195I、195E)は、前記カムシャフト(55I、55E)と一体に回転するカムスプロケット(61I、61E)側に配置されたキャップ部材であることを特徴とする請求項3または6記載の内燃機関のカムシャフト支持構造。
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