JP3707514B2 - 自動車用フューエルチャンバー - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のフューエルタンク内に配設され、フューエルタンク内の燃料を内部に導入してこの燃料をフューエルポンプにより燃料噴射装置に供給すると共に、燃料噴射装置から返送されてくる余剰な燃料を再び収容するフューエルチャンバーに関し、更に詳述すると、燃料噴射装置から返送されてくる返送燃料の液流を利用してフューエルタンク内の燃料をチャンバー内に導入すると共に、チャンバー内の燃料を返送燃料の液流を利用して循環させ、チャンバー内の燃料を効率よく熱分離することができる自動車用フューエルチャンバーに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、電子式の燃料噴射装置を備えた自動車では、フューエルタンク内の燃料(通常はガソリン)を電気式のフューエルポンプにより燃料噴射装置に供給し、燃料噴射装置でエンジンの燃焼室内に必要量の燃料を噴射させると共に、余分な燃料をフューエルタンクに返送することが行われている。即ち、エンジンの運転中は、燃料噴射装置とフューエルタンクとの間に常に所定量の燃料が循環しており、その中から必要な量だけをエンジンの燃焼室へと噴射するようになっている。
【0003】
この場合、一旦エンジンへと送られて返送されてきた燃料(以下、「リターンガソリン」という)は、かなりの高温となっているため、直接フューエルタンク内の燃料中に混入させると、その熱によりタンク内のガソリン全体の温度が上昇し、蒸発してベーパーとなり、タンク内圧を上昇させたり蒸発により無駄にガソリンが消費される等の不都合を生じることとなる。
【0004】
そこで、従来から、フューエルタンク内にタンク内のガソリンが流通可能なフューエルチャンバーを設け、フューエルタンク内のガソリンをこのチャンバー内に導入し、該チャンバー内のガソリンをフューエルポンプにより燃料噴射装置に供給すると共に、ベーパー発生成分の少ない高温のリターンガソリンをこのチャンバー内に返送することにより、フューエルタンク内のフレッシュな(低温の)ガソリンから高温のリターンガソリンを遮断してベーパー化を防止することが行われている。また、タンク内のガソリンの無効残量を少なくするために、リターンガソリンの液流によってタンク内のフレッシュなガソリンをチャンバー内に吸引導入させようとすることも行われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、単にリターンガソリンの液流によりタンク内のベーパー発生成分の多いフレッシュなガソリンをチャンバー内へ吸引導入すると、フレッシュなガソリンの温度が徐々に上昇するため、このフレッシュなガソリンからベーパーが発生し、必ずしも十分なベーパー化防止効果を得ることができないものである。
【0006】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、高温のリターンガソリンとフレッシュなガソリンとの混合をできるだけ少なくすると共に、高温のリターンガソリンを効率よく循環させて効果的に熱分離することができ、リターンガソリンの熱に起因するガソリンのベーパー化を非常に効率よく防止することができる自動車用フューエルチャンバーを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、自動車のフューエルタンク内に配設され、フューエルタンク内の燃料を内部に導入してこの燃料をフューエルポンプにより燃料噴射装置に供給すると共に、燃料噴射装置から返送されてくる余剰な燃料を再び収容するフューエルチャンバーであって、箱形のチャンバー本体と、該チャンバー本体の下部に設けられた燃料導入口と、先端が上記燃料導入口に挿入されていると共に、該先端外周面と上記燃料導入口内周面との間に若干の間隙が形成され、上記返送燃料を上記燃料導入口からチャンバー本体内へと噴射するジェットノズルと、下端壁が上記ジェットノズルの外周面に密着接合され、該ジェットノズルの上方部分の周囲及び上記燃料導入口の上方部分の周囲を覆うと共にジェットノズルの先端部と燃料導入口との近傍を除いて下端面が下端壁により閉塞された箱形のカバー体と、上端が上記チャンバー本体内の上下方向中間部乃至上部に開口し、かつ下端が上記カバー体内に開口した管状の循環路とを具備してなることを特徴とする自動車用フューエルチャンバーを提供する。
【0008】
本発明のフューエルチャンバーは、上記燃料導入口の内周面と上記ジェットノズルの先端外周面との間に形成された間隙から上記チャンバー本体内にフューエルタンク内の燃料(ガソリン)を導入し、このチャンバー本体内のガソリンをフューエルポンプ(通常は電気式のポンプ)で燃料噴射装置へと供給し、エンジンへと供給されずに返送されてきた余剰の燃料(リターンガソリン)を上記ジェットノズルから上記燃料導入口を通して上記チャンバー本体内へと戻すものである。
【0009】
この場合、本発明のフューエルチャンバーでは、上記リターンガソリンが上記ジェットノズルから燃料導入口を通してチャンバー本体内に高速で噴射されるが、このとき上記のように、ジェットノズルの先端外周面と燃料導入口の内周面との間に間隙が形成されているため、ベルヌーイの定理によりこの間隙付近に負圧が発生し、フューエルタンク内のガソリン(フレッシュガソリン)がリターンガソリンと共に強制的に燃料導入口からチャンバー本体内に吸引導入され、チャンバー本体内のガソリン液面が上昇する。そして、ガソリン液面が上記循環路の上端に達すると、上記負圧により上記ジェットノズルと上記燃料導入口との周囲を覆うカバー体内が減圧されているので、このカバー体内とチャンバー本体内の上下方向中間部乃至上部とを連絡する上記循環路を通して、チャンバー本体内のガソリンが強制的にカバー体内へと吸引され、このガソリン(循環ガソリン)は更に燃料導入口からチャンバー本体内の下部へと吸引返送される。
ここで、本発明のフューエルチャンバーにあっては、上記カバー体の下端壁が上記ジェットノズルの外周面に密着接合して、この下端壁により箱形のカバー体下端面が閉塞され、このカバー体によって上記ジェットノズルの上側が完全に覆われており、その内部は上記燃料導入口及び循環路によりチャンバー本体内と連通しているだけで、フューエルチャンバーの外側とは完全に遮断された閉鎖的な領域となる。このため、フューエルタンク内のガソリンが減少してその液面が非常に低くなっても、このカバー体内は、確実に減圧され、良好な循環状態が確実に保持されるものである。
【0010】
そして、上記燃料導入口からチャンバー本体内に導入されたリターンガソリン、フレッシュガソリン及び循環ガソリンは、液流により混合され、必要量が上記ポンプpによって燃料噴射装置(図示せず)へと送られると共に、その残りがチャンバー本体内を上昇して上記循環路の上端から上記カバー体内へと吸引されて再び上記燃料導入口からチャンバー本体の下部へと導入され、繰り返し循環される。
【0011】
即ち、本発明のフューエルチャンバーでは、上記ジェットノズルから噴射されるリターンガソリンの液流によって負圧を発生させ、この負圧を利用してフレッシュガソリンをチャンバー本体内に導入すると共に、チャンバー本体内のガソリンを強制的に循環させるものであり、これによりリターンガソリンが常時供給される比較的少量のフレッシュガソリンと混ざりながら常に循環し、この循環流の一部がポンプによって燃料噴射装置へと送られるようになっているものである。
【0012】
従って、本発明のフューエルチャンバーによれば、フューエルタンク内のフレッシュな(低温の)ガソリンをチャンバー本体内に安定的に導入することができると共に、このフレッシュなガソリンとリターンガソリンとを効果的に混合しながらチャンバー内で強制的かつ効率的に循環させることができ、これにより効果的に熱分離をおこなって、リターンガソリンの熱に起因するガソリンのベーパー化を極めて効率よく防止することができるものである。
【0013】
【実施例】
以下、実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。
図1〜図3は、本発明の一実施例にかかるフューエルチャンバー1を示すものである。このフューエルチャンバー1は、上端面が開放した円形箱形のチャンバー本体2を有しており、図5に示したように、このチャンバー本体2内に電気式のフューエルポンプpを取り付けて自動車のフューエルタンクt内に配設するものであり、この場合図3に示されているように、フューエルタンクtの底壁内面にチャンバー本体2の底壁を接触させた状態に配設するものである。なお、図5中fはフューエルタンクt内の燃料を燃料噴射装置(図示せず)へと圧送するフューエルパイプ、rはエンジンの燃焼室へと供給されずに返送されてきた余剰の燃料(以下、リターンガソリンという)をフューエルチャンバー1へと戻すリターンパイプ、eは電流をポンプpに供給するためのケーブルである。
【0014】
上記チャンバー本体2には、その下端部周壁に接線方向に沿ってチャンバー本体2の内外を貫通する吸入パイプ21が設けられており、その外側先端部が漸次拡開した燃料導入口22となっている(図3参照)。また、このチャンバー本体2内には、周壁内面に沿って略円弧状に湾曲した仕切壁23が周壁の吸入パイプ21が貫通した箇所から略半周に亘って立設されており、この仕切壁23は高さがチャンバー本体2の略半分であると共に、この仕切壁23とチャンバー本体2の周壁内面との間には上記吸入パイプ21の外径とほぼ同一幅の間隙が形成されている。
【0015】
更に、このチャンバー本体2内には、上記吸入パイプ21の配設箇所の近傍に存して四角管状の循環路5が上下方向に沿って設けられている。この循環路5の上端はチャンバー本体2内の上部において開口しており、また下端は後述するカバー体4内に開口している。
【0016】
次に、上記チャンバー本体2の外側には、先端が漸次小径となったジェットノズル3が、先端を上記吸入パイプ21の燃料導入口22内に挿入した状態で配設固定されており、このジェットノズル3の先端外周面と上記燃料導入口22の内周面との間には若干の間隙が形成されている。
【0017】
ここで、このジェットノズル3の先端外周面と上記燃料導入口22の内周面との間に形成される間隙の幅は、燃料の流量,流速,吸入パイプ21の径及びジェットノズル3の径などに応じて適宜設定され、特に制限されるものではないが、通常は0.5〜2mm程度、特に0.8〜1.7mm、更には0.9〜1.1mmとすることが好ましく、この間隙の幅が0.5mm未満であると、チャンバー本体2内への燃料の導入量が少なくなる場合があり、一方2mmを超えるとベルヌーイの定理による負圧の発生が不十分となり、良好に燃料をチャンバー本体2内に吸引することができなくなる場合がある。
【0018】
また、チャンバー本体2外側の上記ジェットノズル3が配設されている箇所には、上記ジェットノズル3の上方部分の周囲及び上記燃料導入口22の上方部分の周囲を覆うと共にジェットノズル3の先端部と燃料導入口22との近傍を除いて下端面が下端壁により閉塞された四角箱形のカバー体4が設けられており、図1に示されているように、このカバー体4の一部がチャンバー本体2内へと突出し、この内側突出部に上記循環路5の下端が連結され、該循環路5の下端がこのカバー体4内に開口している。
【0019】
ここで、上記カバー体4の下端壁4aは、上記ジェットノズル3の外周面に密着接合されており、図4に示したように、ジェットノズル3の外周をちょうど上下半周ずつに分割するように軸方向に沿って形成され、その先端は燃料導入口22の縁部に近接又は接触した状態となっている。この場合、このカバー体4の下端壁は、このような態様に限定されるものではなく、例えば図4に一点鎖線4bで示したように、先端をジェットノズル3の先端まで伸ばしてもよく、また同図7に一点鎖線4cで示したようにジェットノズル3の外周を上側1/4周と下側3/4周とに分割する態様であっても、同図7に一点鎖線4dで示したようにジェットノズル3の外周を上側3/4周と下側1/4周とに分割する態様であってもよく、更にカバー体4全体がジェットノズル3の上方部分の周囲及び上記燃料導入口の上方部分の周囲を覆うようになっていれば、その他の態様であってもよい。
【0020】
更に、上記ジェットノズル3には、くの字状に折曲した連結管31が上記カバー体4を貫通して取り付けられており、図3,5に示されているように、この連結管31に上記リターンパイプrが連結されるようになっている。
【0021】
次に、本例フューエルチャンバー1の動作について説明する。
本例フューエルチャンバー1は、図5に示されているように、上記チャンバー本体2内に電気式のフューエルポンプpを取り付けると共に、上記リターンパイプrを上記連結管31に連結して自動車のフューエルタンクt内に配設し、この場合図3に示されているように、フューエルタンクtの底壁内面にチャンバー本体2の底壁を接触させた状態とする。この状態で、上記燃料導入口22の内周面と上記ジェットノズル3の先端外周面との間に形成された間隙から上記チャンバー本体2内にフューエルタンクt内の燃料(ガソリン)を導入し、このチャンバー本体2内のガソリンをフューエルポンプpでフューエルパイプfを通して燃料噴射装置(図示せず)へと供給し、エンジンの燃焼室へと供給されずにリターンパイプrを通して返送されてきた余剰の燃料(以下、リターンガソリンという)を上記ジェットノズル3から上記燃料導入口22を通して上記チャンバー本体2内へと導入するものである。
【0022】
この場合、本例のフューエルチャンバー1では、上記リターンガソリンが上記ジェットノズル3から燃料導入口22を通してチャンバー本体2内に高速で噴射され、このとき、ジェットノズル3の先端外周面と燃料導入口22の内周面との間に間隙が形成されているため、ベルヌーイの定理によりこの間隙付近に負圧が発生し、フューエルタンクt内のガソリン(以下、フレッシュガソリンという)がリターンガソリンと共に強制的に燃料導入口22からチャンバー本体2内に吸引導入され、チャンバー本体2内のガソリンの液面が上昇する。そして、ガソリン液面が上記循環路5の上端に達すると、上記負圧により上記ジェットノズル3先端部と上記燃料導入口22との周囲を覆う上記カバー体4内が減圧されているので、このカバー体4内とチャンバー本体2内の上部とを連絡する上記循環路5を通して、チャンバー本体2内のガソリンが強制的にカバー体4内へと吸引され、更にこのガソリン(以下、循環ガソリンという)は燃料導入口22からチャンバー本体2内の下部へと強制的に返送される。
【0023】
そして、上記燃料導入口22からチャンバー本体2内に導入されたリターンガソリン、フレッシュガソリン及び循環ガソリンは、チャンバー本体2の周壁内面及び上記仕切壁23にガイドされて旋回しながら渦流となり、必要量が上記ポンプpによって燃料噴射装置(図示せず)へと送られると共に、その残りが渦流のままチャンバー本体2内を上昇して上記循環路5の上端から上記カバー体4内へと吸引されて再び上記燃料導入口22からチャンバー本体2の下部へと導入され、繰り返し循環される。
【0024】
即ち、本例のフューエルチャンバー1では、上記ジェットノズル3から噴射されるリターンガソリンの液流によって負圧を発生させ、この負圧を利用してフレッシュガソリンをチャンバー本体2内に導入すると共に、チャンバー本体2内のガソリンを強制的に循環させるものであり、これによりリターンガソリンが常時供給される比較的少量のフレッシュガソリンと混ざりながら渦流となりこれが常に循環し、この循環流の一部がポンプpによって燃料噴射装置へと送られるようになっているものである。
【0025】
この場合、上記カバー体4は、上記ジェットノズル3の上側を完全に覆っており、その内部は上記燃料導入口22及び循環路5によりチャンバー本体2内と連通しているだけで、本例フューエルチャンバー1の外側とは完全に遮断された閉鎖的な領域となっているため、図3に一点鎖線で示したようにフューエルタンクt内のガソリンが減少してその液面gが非常に低くなっても、このカバー体4内は、確実に減圧され、良好な循環状態が確実に保持されるものである。
【0026】
このように、本実施例のフューエルチャンバー1によれば、ジェットノズル3を用いてリターンガソリンの液流により発生させた負圧によって、ベーパー発生成分の少ない高温のリターンガソリンを循環させてフューエルタンクt内のフレッシュな(低温の)ガソリンのチャンバー本体2内への導入を抑えるようにしたため、ベーパー発生成分の多いフレッシュガソリンが多量に高温のリターンガソリンと混合してフレッシュガソリン中のベーパー発生成分がベーパー化するのを抑止することができ、これにより効果的に熱分離をおこなって、リターンガソリンの熱に起因するガソリンのベーパー化を極めて効率よく防止することができるものである。
【0030】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明のフューエルチャンバーは、上記実施例に限定されるものではなく、種々変更することができる。例えば、上記実施例では、チャンバー本体2内にポンプpを取り付けるようになっているが、ポンプpは、チャンバー本体2の外側、更にはフューエルタンクtの外側に設け、該ポンプpと連結されたサクションパイプのみをチャンバー本体2内に配置するようにしてもよい。また、上記実施例ではチャンバー本体2に吸入パイプ21を取り付け、この吸入パイプ21の一端開口部で燃料導入口22を形成したが、この吸入パイプ21は省略してもよく、チャンバー本体2の周壁に直接燃料導入口22を形成してもよい。更に、上記実施例ではチャンバー本体2を円形に形成するとともに、仕切壁23を設けて循環する燃料を渦流とするようにしたが、上記仕切壁23は省略してもよく、またチャンバー本体2の形状もフューエルタンクの形状等に応じて四角形等の円形以外の形状とすることもでき、その他の構成についても本発明の要旨を逸脱しない限り、適宜変更して差し支えない。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のフューエルチャンバーによれば、高温のリターンガソリンを低温のフレッシュガソリンとの混合を抑制することができると共に、高温ガソリンを効率よく循環させて効果的に熱分離することができ、リターンガソリンの熱に起因するガソリンのベーパー化を非常に効率よく防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例にかかるフューエルチャンバーを示す平面図である。
【図2】 同フューエルチャンバーを示す側面図である。
【図3】 同フューエルチャンバーを示す一部を断面とした正面図である。
【図4】 同フューエルチャンバーを構成するカバー体の下端壁の形成態様を説明するもので、(A)は部分拡大断面図、(B)は説明図である。
【図5】 同フューエルチャンバーの使用態様を説明する説明図である。
【符号の説明】
1 フューエルチャンバー
2 チャンバー本体
21 吸入パイプ
22 燃料導入口
23 仕切壁
3 ジェットノズル
31 連結管
4 カバー体
4a〜4d カバー体の下端壁
5 循環路
6 カバー体
t フューエルタンク
p フューエルポンプ
f フューエルパイプ
r リターンパイプ
Claims (1)
- 自動車のフューエルタンク内に配設され、フューエルタンク内の燃料を内部に導入してこの燃料をフューエルポンプにより燃料噴射装置に供給すると共に、燃料噴射装置から返送されてくる余剰な燃料を再び収容するフューエルチャンバーであって、
箱形のチャンバー本体と、該チャンバー本体の下部に設けられた燃料導入口と、先端が上記燃料導入口に挿入されていると共に、該先端外周面と上記燃料導入口内周面との間に若干の間隙が形成され、上記返送燃料を上記燃料導入口からチャンバー本体内へと噴射するジェットノズルと、下端壁が上記ジェットノズルの外周面に密着接合され、該ジェットノズルの上方部分の周囲及び上記燃料導入口の上方部分の周囲を覆うと共にジェットノズルの先端部と燃料導入口との近傍を除いて下端面が下端壁により閉塞された箱形のカバー体と、上端が上記チャンバー本体内の上下方向中間部乃至上部に開口し、かつ下端が上記カバー体内に開口した管状の循環路とを具備してなることを特徴とする自動車用フューエルチャンバー。
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GB9807487A GB2324072B (en) | 1997-04-07 | 1998-04-07 | Fuel chamber for automotive vehicle |
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