JP3725525B2 - Pod prop structure of pod propulsion unit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動モータを内蔵した推進機と、前記推進機を船体に回動可能に固定する支柱とを備えてなるポッド推進機のポッド支柱構造に関するものである。
【0002】
【従来技術】
従来、この種のポッド推進機のポッド支柱構造は、駆動モータを内蔵した推進機と、前記推進機を船体に回動可能と固定する1本の支柱とを備えてなるものが一般的である。
図8は、上述した従来のポッド推進機のポッド支柱構造を示す側面図である。図9は、上述した従来のポッド推進機のポッド支柱構造を示す裏面図である。図10は、上述した従来のポッド推進機のポッド支柱構造による流体の流れを説明するための図である。
【0003】
これらの図において、従来のポッド推進機のポッド支柱構造101は、船体103の中心線上CLに配置された推進機105と、前記中心線CL上に配置されかつ前記推進機105を船体103の船底所定位置に回動可能と固定する1本の支柱107とから構成されている。なお、前記推進機105は、駆動モーターを内蔵するポッド本体105aと、前記駆動モーターによって回転するプロペラ105bとからなる。また、前記支柱107は、断面形状が左右対象の翼形状に形成されており、左右対象の翼形状の中心線が船体103の中心線CLに通常一致しているものが通常である。
【0004】
上述した従来のポッド推進機のポッド支柱構造とよく似た構造のポッド推進機のポッド支柱構造(他の従来のポッド推進機のポッド支柱構造)が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
このような従来のポッド推進機のポッド支柱構造や他のポッド支柱構造の場合、伴流による影響と、支柱105による塞き止め効果の影響を受け、プロペラサーフェイスフォースが増加するということがわかっている。ここに、「伴流」とは、水に粘性があるため、船が走ると外板に極めて近い水の部分が船に引きずられて同じ方向に進む水の流れのことをいう。この伴流は、船尾で最も大きく、特に1軸船(プロペラシャフトが一つ)ではプロペラ近傍の船尾材上端部で最大となり、船尾材下方及び舷側方向に行くにつれて小さくなるものである。
【0005】
ここに、船の速度をVs、伴流をVw、プロペラの対水速度をVaとすれば、
Va=Vs−Vw …[1]
で与えられる。
また、伴流係数wを考えると、伴流係数wは、
w=Vw/Vs …[2]
で与えられる。
【0006】
したがって、プロペラの対水速度をVaを、伴流係数wと、船の速度Vsとで表すと、
Va=(1−w)Vs …[3]
となる。
【0007】
このような数式を考慮し、上記従来のポッド推進機のポッド支柱構造の伴流係数wをポッド105aのプロペラ105bの回転方向の伴流分布をとって見ると、図4の点線に示すような特性になる。
【特許文献1】
特開2002−362487号公報。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
このように上述した従来のポッド推進機のポッド支柱構造や他の従来のポッド支柱構造によれば、図10に示すように、船体103による伴流と、船尾を流れてきた流れVeがプロペラ105bの後方に配置されたポッド支柱107による流れの塞き止め効果により、特にプロペラチップ部の流れVcが遅くなり、その外側の流れVfが早くなって、船体振動の原因となるプロペラサーフェイスフォースの増加を招くという欠点があった。
本発明は、上述した従来のポッド推進機のポッド支柱構造上の欠点を解消し、プロペラサーフェイスフォースを減少させたポッド推進機のポッド支柱構造を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の発明に係るポッド推進機のポッド支柱構造は、駆動モータを内蔵した推進機と、前記推進機を船体に回動可能に固定する支柱とを備えてなるポッド推進機のポッド支柱構造において、前記支柱は二つ設けるとともに、前記各支柱断面は翼形状に形成されており、前記各支柱は前記船体中心線上に配置される前記推進機から船体に向けて前記船体中心線に対してそれぞれ所定角度で広がる配置とし、かつ、前記各支柱は翼形状の流線形部分と対峙して配置してなることを特徴とするものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[第1の実施の形態]
図1ないし図4は、本発明の第1の実施の形態に係るポッド推進機のポッド支柱構造を説明するための図である。ここに、図1は、本発明の第1の実施の形態に係るポッド推進機のポッド支柱構造を示す側面図である。図2は、本発明の第1の実施の形態に係るポッド推進機のポッド支柱構造を後ろから見た図である。図3は、本発明の第1の実施の形態に係るポッド推進機のポッド支柱構造を上から見た図であって、図2のA−A線断面図である。
【0011】
これらの図において、本発明の実施の形態に係るポッド推進機のポッド支柱構造1は、船体3の中心線CL上に配置された推進機5と、前記推進機5を船体3の船底所定位置に回動可能に固定するとともに所定形状に配置された二つの支柱7s,7pとを備えたものである。ここに、推進機5は、駆動モーターを内蔵したポッド本体5aと、このポッド本体5aの船首方向に回転可能に設けたプロペラ5bとから構成されている。
【0012】
さらに詳細に説明すると、本発明の実施の形態に係るポッド推進機のポッド支柱構造1では、既に述べたように、前記鋼板で製造した支柱7s,7pは二つ設けられている。また、前記各支柱7s,7pの断面形状は、図3に示すように、翼形状に形成されている。翼形状とは、図3に示すように、一方の面はほぼ平面であり、他方の面が流線形をした形状のことをいう。
【0013】
また、本発明の実施の形態に係るポッド推進機のポッド支柱構造1では、前記各支柱7s,7pは、前記船体3の中心線CL上に配置される前記推進機5のポッド本体5aから前記船体3に向け、かつ、中心線CLを基準にプラスマイナス同一角度に設定されて前記船体3に向けて略V字状に広がる配置とされるようにする。さらに、前記各支柱7s,7pは、図3に示すように、翼形状の流線形部分を対峙するようにして配置している。これにより、前記支柱7s,7pは、ポッド本体5aの中心線CLに対して、左右対象になっている。このような配置関係にして前記支柱7s,7pをポッド本体5aに溶接によって固定し取り付ける。
【0014】
このようなポッド推進機のポッド支柱構造の作用を図1ないし図3を基に、図4も参照しながら説明する。ここに、図4は、本発明の第1の実施の形態に係るポッド推進機のポッド支柱構造による伴流係数を従来のポッド推進機のポッド支柱構造による伴流係数とを比較できるよう示した図であって、横軸にはプロペラの上端から下端までを回転角で表した回転方向θ[deg.]を、縦軸には伴流係数wを、それぞれ示したものである。なお、伴流係数wは、上述した数式3によって得ることができる。
【0015】
このポッド推進機のポッド支柱構造1では、支柱7s,7pの断面形状を翼形状にし、船体3の中心線CLからずらして中心線CLに対して略V字状に船体3の船底に向って広がるような配置とし、かつ翼形状の流線形部分を対峙するように配置しているので、流れVeは、図3に示すように、翼まわりの循環Γの発生により、プロペラ5bの上側中心(支柱7s,7pで囲まれた領域)の流れVcが早くなり、支柱7s,7pの外側の流れVhが遅くなる。
【0016】
その結果、プロペラ5bの上端部の流れVcが早くなり、この部分での伴流が少なくなる。これにより、図4の矢印Yで示す実線部分に示すように、プロペラ5bの上方における伴流係数が減少する。
また、本実施の形態に係るポッド推進機のポッド支柱構造1によれば、上述した構造にしたので、図4の実線に示すようにプロペラ5bの上端(θ=0[deg.])から下端(θ=180[deg.])に向って伴流係数wが緩やかに変化する特性を得ることができる。
【0017】
これに対して、従来のポッド推進機のポッド支柱構造によれば、図4の点線に示すようにプロペラ5bの上端(θ=0[deg.])から下端(θ=180[deg.])に向って急激に変化する伴流係数wとなっている。
したがって、ポッド推進機のポッド支柱構造1におけるプロペラ5bの上方における伴流係数wを緩やかにすることにより、プロペラキャビテーションの発生から消滅への挙動を円滑に移行できるようにすることができ、船体振動の原因となるサーフェイスフォースを小さくすることができる。
【0018】
[第2の実施の形態]
図5ないし図7は、本発明の第2の実施の形態に係るポッド推進機のポッド支柱構造を説明するための図である。ここに、図5は、本発明の第2の実施の形態に係るポッド推進機のポッド支柱構造を示す側面図である。図6は、本発明の第2の実施の形態に係るポッド推進機のポッド支柱構造を後ろから見た図である。図7は、本発明の第2の実施の形態に係るポッド推進機のポッド支柱構造を上から見た図であって、図6のB−B線断面図である。
【0019】
これらの図に示される第2の実施の形態に係るポッド推進機のポッド支柱構造において、第1の実施の形態と同一の構成要素は同一の符号を付して表示し、かつ、その詳細な説明を省略する。
これらの図において、本発明の第2の実施の形態に係るポッド推進機のポッド支柱構造1Aは、推進機5Aに特徴があり、他の構成は第1の実施の形態と同一構成である。したがって、第2の実施の形態に係るポッド推進機のポッド支柱構造において、当該推進機5Aについて主に説明する。
【0020】
すなわち、本発明の第2の実施の形態に係るポッド推進機のポッド支柱構造1Aでは、推進機5Aは、図5及び7に示すように、駆動モーターを内蔵したポッド本体5aと、このポッド本体5aの駆動軸に固定されて回転可能になっているプロペラ5bとからなる構造体を、プロペラ5bが船尾側に向くように配置するようにしている点に特徴があり、他の構造は第1の実施の形態と同一である。
【0021】
さらに説明すると、本発明の第2の実施の形態に係るポッド推進機のポッド支柱構造1Aでは、前記鋼板で製造された二つの支柱7s,7pの断面形状は、図7に示すように、翼形状に形成されている。前記各支柱7s,7pは、前記船体3の中心線CL上に配置される前記推進機5Aのポッド本体5aから前記船体3に向け、かつ、中心線CLを基準にプラスマイナス同一角度に設定されて前記船体3に向けて略V字状に広がる配置とされるようにする。かつ、前記各支柱7s,7pは、図7に示すように、翼形状の流線形部分を対峙するように配置されている。
【0022】
このような構造の第2の実施の形態に係るポッド推進機のポッド支柱構造1Aによっても、第1の実施の形態に係るポッド推進機のポッド支柱構造1と同様に、
図4の実線に示すようにプロペラ5bの上端(θ=0[deg.])から下端(θ=180[deg.])に向って伴流係数wが緩やかに変化する特性を示し、前記第1の実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、支柱を二つ設けるとともに、前記各支柱断面を翼形状に形成し、前記各支柱を前記船体中心線上に配置される前記推進機から船体に向けて前記船体中心線に対してそれぞれ所定角度で広がる配置とし、かつ、前記各支柱を翼形状の流線形部分が対峙して配置したので、プロペラ上部の伴流係数の変化を緩やかにすることができ、プロペラキャビテーションの発生消滅の挙動を円滑にし、船体振動の原因となるサーフェイスフォースを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態に係るポッド推進機のポッド支柱構造を示す側面図である。
【図2】 本発明の第1の実施の形態に係るポッド推進機のポッド支柱構造を船尾側から見た図である。
【図3】 本発明の第1の実施の形態に係るポッド推進機のポッド支柱構造を図2のA−A線から見た図である。
【図4】 本発明の第1の実施の形態に係るポッド推進機のポッド支柱構造による伴流係数を従来のポッド推進機のポッド支柱構造による伴流係数とを比較できるよう示した図である。
【図5】 本発明の第2の実施の形態に係るポッド推進機のポッド支柱構造を示す側面図である。
【図6】 本発明の第2の実施の形態に係るポッド推進機のポッド支柱構造を船尾側から見た図である。
【図7】 本発明の第1の実施の形態に係るポッド推進機のポッド支柱構造を図6のB−B線から見た図である。
【図8】 従来のポッド推進機のポッド支柱構造を示す側面図である。
【図9】 従来のポッド推進機のポッド支柱構造を船尾側から見た図である。
【図10】 従来のポッド推進機のポッド支柱構造による流体の流れを説明するための図である。
【符号の説明】
1,1A ポッド推進機のポッド支柱構造
3 船体
5,5A 推進機
5a ポッド本体
5b プロペラ
7s,7p 支柱[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pod prop structure of a pod propulsion unit including a propulsion unit having a built-in drive motor and a prop that rotatably fixes the propulsion unit to a hull.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of pod prop structure of a pod propulsion unit is generally provided with a propulsion unit having a built-in drive motor and a single prop that fixes the propulsion unit to the hull so as to be rotatable. .
FIG. 8 is a side view showing the pod support structure of the conventional pod propulsion machine described above. FIG. 9 is a back view showing the pod support structure of the conventional pod propulsion machine described above. FIG. 10 is a diagram for explaining the flow of fluid by the pod support structure of the conventional pod propulsion machine described above.
[0003]
In these drawings, a
[0004]
A pod prop structure of a pod propeller having a structure very similar to the pod prop structure of the conventional pod propeller described above (a pod prop structure of another conventional pod propeller) has been proposed (for example, see Patent Document 1). .
In the case of such a conventional pod prop structure of a pod propulsion unit and other pod prop structures, it is understood that the propeller surface force increases due to the influence of the wake and the blocking effect of the
[0005]
If the ship speed is Vs, the wake is Vw and the propeller water speed is Va,
Va = Vs−Vw [1]
Given in.
Also, considering the wake coefficient w, the wake coefficient w is
w = Vw / Vs [2]
Given in.
[0006]
Therefore, when the water speed of the propeller is expressed by Va, the wake coefficient w, and the speed Vs of the ship,
Va = (1-w) Vs [3]
It becomes.
[0007]
Considering such a mathematical expression, when the wake coefficient w of the pod strut structure of the conventional pod propulsion device is taken as the wake distribution in the rotation direction of the
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-362487.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, according to the pod strut structure of the conventional pod propulsion unit described above and other conventional pod strut structures, as shown in FIG. 10, the wake from the
An object of the present invention is to provide a pod prop structure of a pod propulsion unit that eliminates the above-described drawbacks of the pod prop structure of the conventional pod propulsion unit and reduces the propeller surface force.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a pod prop structure of a pod propulsion unit according to the invention of
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
1 to 4 are views for explaining a pod support structure of a pod propulsion device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a side view showing the pod support structure of the pod propulsion device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a rear view of the pod support structure of the pod propulsion device according to the first embodiment of the present invention. 3 is a top view of the pod support structure of the pod propulsion device according to the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
[0011]
In these drawings, a
[0012]
More specifically, in the
[0013]
Further, in the
[0014]
The operation of such a pod prop structure of the pod propulsion device will be described based on FIGS. 1 to 3 and with reference to FIG. FIG. 4 shows that the wake coefficient of the pod prop structure of the pod propeller according to the first embodiment of the present invention can be compared with the wake coefficient of the pod prop structure of the conventional pod propeller. In the figure, the horizontal axis represents the rotation direction θ [deg. ], And the vertical axis represents the wake coefficient w. Note that the wake coefficient w can be obtained by
[0015]
In the
[0016]
As a result, the flow Vc at the upper end of the
Further, according to the
[0017]
On the other hand, according to the pod support structure of the conventional pod propulsion device, as shown by the dotted line in FIG. 4, the upper end (θ = 0 [deg.]) To the lower end (θ = 180 [deg.]) Of the
Therefore, by loosening the wake coefficient w above the
[0018]
[Second Embodiment]
5 to 7 are diagrams for explaining a pod support structure of a pod propulsion device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a side view showing the pod support structure of the pod propulsion device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a view of the pod support structure of the pod propulsion device according to the second embodiment of the present invention as viewed from the rear. FIG. 7 is a view of the pod support structure of the pod propulsion device according to the second embodiment of the present invention as viewed from above, and is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
[0019]
In the pod strut structure of the pod propulsion apparatus according to the second embodiment shown in these drawings, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and detailed descriptions thereof are given. Description is omitted.
In these drawings, a
[0020]
That is, in the
[0021]
More specifically, in the
[0022]
Similarly to the
As shown by the solid line in FIG. 4, the wake coefficient w gradually changes from the upper end (θ = 0 [deg.]) To the lower end (θ = 180 [deg.]) Of the
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, two struts are provided, each strut cross section is formed into a wing shape, and each strut is disposed on the hull center line from the propulsion device toward the hull. Since it is arranged to spread at a predetermined angle with respect to the center line of the hull, and each strut is arranged so that the wing-shaped streamline part faces each other, the change of the wake coefficient at the top of the propeller can be moderated, Propeller cavitation generation and extinction behavior can be smoothed, and the surface force that causes hull vibration can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a pod support structure of a pod propulsion device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view of the pod support structure of the pod propulsion device according to the first embodiment of the present invention as viewed from the stern side.
FIG. 3 is a view of the pod support structure of the pod propulsion device according to the first embodiment of the present invention as viewed from the line AA in FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram showing that the wake coefficient by the pod strut structure of the pod propulsion device according to the first embodiment of the present invention can be compared with the wake coefficient by the pod strut structure of the conventional pod propulsion apparatus. .
FIG. 5 is a side view showing a pod support structure of a pod propulsion device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view of a pod support structure of a pod propulsion device according to a second embodiment of the present invention as viewed from the stern side.
7 is a view of the pod support structure of the pod propulsion device according to the first embodiment of the present invention as seen from the line BB in FIG. 6;
FIG. 8 is a side view showing a pod support structure of a conventional pod propulsion device.
FIG. 9 is a view of a conventional pod prop structure of a pod propulsion device as viewed from the stern side.
FIG. 10 is a diagram for explaining the flow of fluid by the pod strut structure of a conventional pod propulsion device.
[Explanation of symbols]
1,1A Pod prop structure of
Claims (1)
前記支柱は二つ設けるとともに、前記各支柱断面は翼形状に形成されており、前記各支柱は前記船体中心線上に配置される前記推進機から船体に向けて前記船体中心線に対してそれぞれ所定角度で広がる配置とし、かつ、前記各支柱は翼形状の流線形部分に対峙して配置してなることを特徴とするポッド推進機のポッド支柱構造。In a pod prop structure of a pod propulsion unit comprising a propulsion unit having a built-in drive motor and a prop that rotatably fixes the propulsion unit to the hull,
Two pillars are provided, and each pillar cross section is formed in a wing shape, and each pillar is predetermined with respect to the hull center line from the propulsion device disposed on the hull center line toward the hull. A pod strut structure for a pod propulsion unit, wherein the struts are arranged so as to expand at an angle, and the struts are arranged opposite to a wing-shaped streamlined portion.
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