JP3777254B2 - ソレノイドポンプ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定コアと、該固定コアに対する近接、離反が可能である可動コアと、該可動コアを固定コア側に吸引する電磁力を発揮するコイルとを備えるソレノイドと;前記固定コアに同軸にかつ軸方向相対位置を不能として連結されるポンプハウジング内に、該ポンプハウジングとの間に形成されるポンプ室に一端を臨ませるとともに前記可動コアに他端側が同軸に連接されるプランジャが摺動可能に嵌合されるポンプと;で構成されるソレノイドポンプ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、かかるソレノイドポンプ装置は、たとえば特開平6−288341号公報等により既に知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のソレノイドポンプ装置では、ポンプハウジングが、機械的強度を増すためのカーボン繊維ならびに摺動抵抗を減らすためのフッ素樹脂系の粉末が添加された耐熱性樹脂により形成され、プランジャが、表面硬度を増すための硬質クロームまたは液体軟窒化処理が施されたステンレス材により形成されているが、耐熱性樹脂にカーボン繊維が添加された材料は一般的に値段が高く、しかも加工コストも増大してしまう。
【0004】
このような問題を解決するために、ポンプハウジングおよびプランジャを、硬化処理が施された炭素鋼により形成することが考えられるが、上記従来のものでは、固定コア内にポンプハウジングおよびプランジャが配置されている。そのため、上記従来のポンプハウジングと同様の配置のままで、硬化処理が施された炭素鋼によりポンプハウジングおよびプランジャを形成したのでは、ポンプハウジングおよびプランジャに固定コア側からの磁界による影響が及び、ポンプハウジングおよびプランジャに磁気的固着が生じて、ポンプの作動性が悪化するおそれがある。
【0005】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ポンプの作動性を確保しつつ、ポンプハウジングおよびプランジャを低コストの材料で形成することを可能としたソレノイドポンプ装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、固定コアと、該固定コアに対する近接、離反が可能である可動コアと、該可動コアを固定コア側に吸引する電磁力を発揮するコイルとを備えるソレノイドと;前記固定コアに同軸にかつ軸方向相対位置を不能として連結されるポンプハウジング内に、該ポンプハウジングとの間に形成されるポンプ室に一端を臨ませるとともに前記可動コアに他端側が同軸に連接されるプランジャが摺動可能に嵌合されるポンプと;で構成されるソレノイドポンプ装置において、円筒状に形成される固定コアおよび前記可動コアを囲繞して前記コイルが配置され、表面に硬化処理が施される炭素鋼製のポンプハウジングが一端に結合される接続筒部の他端が、前記可動コアとは反対側で前記固定コアの端部に同軸にかつ一体に連設され、前記固定コアに軸方向移動可能に挿通される非磁性材料製のロッドの一端が、表面に硬化処理が施される炭素鋼製のプランジャに同軸に当接され、前記ロッドの他端が前記可動コアに同軸に当接されることを特徴とする。
【0007】
このような構成によれば、一端にポンプハウジングを結合せしめた接続筒部の他端が、可動コアとは反対側で固定コアの端部に同軸にかつ一体に連設されるので、少なくともポンプハウジングが固定コアから離隔した位置に配置されることになり、また固定コアに軸方向移動可能に挿通される非磁性材料製のロッドがプランジャに同軸に当接されるので、コイルの励磁により固定コアに生じる磁界の影響がポンプハウジングおよびプランジャに及ぶことが極力抑制される。このため、ポンプハウジングと、該ポンプハウジングに摺動可能に嵌合されるプランジャとが、強度および耐摩耗性の確保のために表面に硬化処理が施された炭素鋼から成ることに起因して、炭素分を比較的多く含むものであっても、固定コア側からの磁界の影響による磁気の残留を極力抑制し、ポンプハウジングおよびプランジャの磁気的固着が生じることを抑制することができる。したがって、加工性に優れ、しかも低コストである炭素鋼によりポンプハウジングおよびプランジャを形成しても、ポンプの作動性を良好に維持することが可能であり、コスト低減を図りつつポンプの作動性を確保することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【0009】
図1は本発明の一実施例を示すものであり、このソレノイドポンプ装置は、たとえば車両用のブレーキ液圧制御装置に用いられるものであり、ポンプ5と、該ポンプ5を駆動するソレノイド6とで構成される。
【0010】
ポンプ5は、端壁7を一端に有する有底円筒状のポンプハウジング8と、ポンプハウジング8に摺動自在に嵌合される棒状のプランジャ9とを備える。
【0011】
ポンプハウジング8は、加工性に優れた炭素鋼にポンプハウジング8の形状に応じた加工が施された後に強度および耐摩耗性を確保すべく、浸炭、焼入、焼き戻し等の硬化処理が施されて成るものであり、またプランジャ9も、加工性に優れた炭素鋼にプランジャ9の形状に応じた加工が施された後に強度および耐摩耗性を確保すべく、浸炭、焼入、焼き戻し等の硬化処理が施されて成るものである。
【0012】
ポンプハウジング8における前記端壁7の中央部には吐出口10が設けられ、プランジャ9の一端および前記端壁7間にはポンプ室11が形成される。またプランジャ9の他端は、ポンプハウジング8の他端から突出するものであり、このプランジャ9の他端には、該プランジャ9の一直径線に沿って延びるとともに両端をプランジャ9の外面に開口せしめた吸入口12が設けられる。さらにプランジャ9の一端中央部に設けられるテーパ状の弁座13に一端開口部を臨ませる連通路14がプランジャ9に同軸に設けられ、該連通路14の他端は吸入口12に連通する。
【0013】
ポンプ室11内には、連通路14の一端開口部を閉鎖可能な吸入弁15が収納されており、該吸入弁15は、前記弁座13と、該弁座13に着座可能な球状の弁体16と、ポンプハウジング8の端壁7および弁体16間に設けられて該弁体16を弁座13に着座する方向に付勢するばね力を発揮するばね17とを備える。
【0014】
この吸入弁15は、プランジャ9がポンプ室11の容積を増大する方向(図1の右方向)に移動するのに伴ってポンプ室11の圧力が減圧されるのに応じて開弁し、吸入口12から連通路14を介してポンプ室11にブレーキ液を吸入するが、プランジャ9がポンプ室11の容積を減小する方向に移動するのに伴ってポンプ室11の圧力が増圧されるのに応じて閉弁し、連通路14からポンプ室11へのブレーキ液の流入を阻止する働きをする。
【0015】
ところで、ポンプ5は該基体18に取付けられるものであり、該基体18には、ポンプ5のポンプハウジング8を嵌合、固定するための有底の第1嵌合孔19が設けられており、ポンプハウジング8は、その一端部と第1嵌合孔19の閉塞端との間に吐出液室20を形成するようにして前記第1嵌合孔19に嵌合され、ポンプハウジング8の外周には第1嵌合孔19の内周面に弾発的に接触する環状のシール部材21が装着される。
【0016】
上記吐出液室20内でポンプハウジング8には吐出弁22が装着されており、該吐出弁22は、ポンプ室11に通じる吐出口10を中央部に臨ませて端壁7の吐出液室20側の面に設けられるテーパ状の弁座23と、該弁座23に着座可能な球状の弁体24と、ポンプハウジング8の一端に装着されるリテーナ26および弁体24間に設けられて弁体24を弁座23への着座方向に付勢するばね力を発揮するばね25とを備え、リテーナ26の中央部には該リテーナ26で吐出液室20内を区画しないようにするための連通孔27が設けられている。
【0017】
このような吐出弁22は、プランジャ9がポンプ室11の容積を増大する方向に移動するのに伴ってポンプ室11の圧力が減圧されるのに応じて閉弁し、吐出液室20から吐出口10を介してポンプ室11にブレーキ液が流入するのを阻止するが、プランジャ9がポンプ室11の容積を減小する方向に移動するのに伴ってポンプ室11の圧力が増圧されるのに応じて開弁し、ポンプ室11から吐出口10を介して吐出液室20にブレーキ液を吐出する働きをする。而して基体18には、吐出液室20に一端が通じる吐出通路28が設けられる。
【0018】
ソレノイド5は、固定コア30と、該固定コア30に対する近接、離反を可能として前記ポンプ5のプランジャ9に同軸に連結される可動コア31と、励磁時に可動コア31を固定コア30側に吸引する電磁力を発揮するコイル32とを備える。
【0019】
固定コア30は、加工性に優れた快削鋼等の磁性金属により円筒状に形成されるものであり、一端をポンプ5側に延出させた接続筒部33の他端が、可動コア31とは反対側で固定コア30の端部に同軸にかつ一体に連設される。この接続筒部33の一端部には、ポンプ5におけるポンプハウジング8の他端が、圧入等により結合される。また固定コア30および接続筒部33の連設部から半径方向外方に張出すフランジ部34が、固定コア30および接続筒部33に一体に設けられる。
【0020】
しかもポンプ5におけるプランジャ9の他端部はポンプハウジング8の他端から突出して前記接続筒部33内に摺動自在に嵌合されるものであり、接続筒部33の内面には、プランジャ9の他端部外面に弾発的に摺接する環状のシール部材35が装着される。
【0021】
ところで、基体18には、ポンプハウジング8を嵌合せしめた第1嵌合孔19よりも大径である第2嵌合孔36が、両嵌合孔19,36間に環状の段部37を形成するようにして第1嵌合孔19と同軸に設けられており、第2嵌合孔36の外端は基体18の外面に開口される。而して接続筒部33を第2嵌合孔36に嵌合させてフランジ部34が基体18の外面に締結されるものであり、接続筒部33の一端部およびポンプハウジング8の他端部と、第2嵌合孔36の内周面および段部37との間には環状室38が形成され、接続筒部33のフランジ部34寄りの外面には、第2嵌合孔36の内面に弾発的に接触する環状のシール部材39が装着される。
【0022】
固定コア30および接続筒部33には、磁性金属により円筒状に形成されるガイド部材40が嵌合されており、該ガイド部材40の外周に設けられた環状溝41に内端を嵌合せしめてガイド部材40の軸方向位置を定めるピン42が、ガイド部材40の半径方向に沿う軸線を有して固定コア30に嵌合される。而して固定コア30および接続筒部33内での軸方向位置が定められたガイド部材40の一端と、プランジャ9の他端部および接続筒部33の一端部との間には、プランジャ9に設けられている吸入口12に通じる吸入液室43が形成され、ガイド部材40の他端位置は固定コア30から可動コア31側に突出しないように配置される。また固定コア30への嵌合状態でピン42の外端は固定コア30の外面から突出することはない。
【0023】
接続筒部33には、環状室38を吸入液室43に通じさせる複数の連通路44…が設けられ、基体18には、環状室38に一端を通じさせる吸入通路45が設けられる。
【0024】
固定コア30はガイド筒46に組付けられる。このガイド筒46は、一端側に前記固定コア30を嵌合せしめる円筒部46aと、該円筒部46aの他端に同軸に連なる有底円筒部46bとから成るものであり、有底円筒部46bの肉厚は円筒部46aの肉厚よりも薄く形成されるが、円筒部46aおよび有底円筒部46bは内面を面一に連ならせるようにして一体に連設される。しかも固定コア30の外周には、ガイド筒46における円筒部46aの内面に弾発的に接触する環状のシール部材47が装着される。
【0025】
可動コア31は、固定コア30に対向してガイド筒46内に摺動自在に嵌合される。この可動コア31の一端には、ポンプ5におけるプランジャ9の他端に一端を同軸に当接させる非磁性材料製のロッド48の他端が当接されており、該ロッド48はガイド部材40に摺動自在に嵌合される。また吸入液室43内において、プランジャ9および接続筒部33間には、プランジャ9をロッド48に当接させる方向のばね力を発揮するばね49が設けられており、該ばね49のばね力はロッド48を介して可動コア31に作用し、前記ばね49のばね力により可動コア31は固定コア30から離反する方向に付勢されることになる。なお、吸入弁15におけるばね17のばね力もロッド48に当接させる方向でプランジャ9に作用するのであるが、該ばね17のばね荷重は前記ばね49のばね荷重に比べて小さく設定されている。
【0026】
可動コア31および固定コア30間には、可動コア31が固定コア30に直接接触することによる磁気固着により、可動コア31の固定コア30からの離反作動が不円滑となることを防止するために、非磁性材料から成るスペーサ50が、固定コア30から離反した可動コア31との間に充分な間隔をあけるようにして介装される。
【0027】
ガイド筒46の円筒部46aは、合成樹脂製のボビン51で同軸に囲繞されており、該ボビン51にコイル32が巻装される。すなわちコイル32は、固定コア30および可動コア31を囲繞するように配置される。
【0028】
さらにボビン51およびコイル32と、ボビン51からのガイド筒46の突出部とは、磁性金属から成るヨーク52で覆われ、該ヨーク52はフランジ部34に結合される。
【0029】
このヨーク52は、たとえば段付きの有底円筒状に形成されるものであり、一端を基体18の外面に対向させてフランジ部34を嵌合せしめる第1円筒部52aと、フランジ部34の外周縁部に接触させるようにして第1円筒部52aの他端から半径方向内方に張出す第1環状段部52bと、ボビン51およびコイル32を同軸に囲繞して第1環状段部52bの内周部に一端を同軸に連なせる第2円筒部52cと、第2円筒部52cの他端から半径方向内方に張出してボビン51をフランジ部34との間に挟持する第2環状段部52dと、第2環状段部52dの内周部に一端を同軸に連ならせてガイド筒46のボビン51からの突出部を同軸に囲繞する第3円筒部52eと、第3円筒部52eの他端を閉塞する端板部52fとを備え、第1円筒部52aとフランジ部34とが圧入等により相互に結合される。
【0030】
このようなポンプ5およびソレノイド6で構成されるソレノイドポンプ装置では、コイル32の消磁状態にあっては、可動コア31がばね49のばね力により固定コア30から離反した位置(図示の位置)にあり、ポンプ5のプランジャ9はポンプ室11の容積を増大する位置に移動している。またコイル32が励磁されると、可動コア31がばね49のばね力に抗して固定コア30に近接する方向に移動し、ポンプ5のプランジャ9はポンプ室11の容積を減小する側に押圧駆動される。すなわちコイル32の消磁・励磁を切換えることにより、可動コア31が軸方向に往復作動し、それに応じてプランジャ9が軸方向に往復駆動され、ポンプ5がポンプ作動することになる。
【0031】
ところで、可動コア31および固定コア30間の空間、ならびにガイド筒46の閉塞端および可動コア31間の空間がそれぞれ密閉状態であると、可動コア31の往復移動に応じた前記各空間の加、減圧が生じて可動コア31の円滑な往復作動が阻害されることになる。そこで可動コア31の外面には、前記両空間間を結ぶ連通溝53が軸方向全長にわたって設けられる。また吸入液室43に臨むロッド48の一端面には、該ロッド48の一直径線に沿う溝54が設けられ、可動コア31に接触するロッド48の他端面には、該ロッド48の一直径線に沿う溝55が設けられ、ロッド48には両溝54,55間を結ぶ連通孔56が同軸に設けられる。すなわち吸入液室43は、溝54、連通孔56および溝55を介して、可動コア31および固定コア30間の空間に連通し、可動コア31および固定コア30間の空間は連通溝53を介してガイド筒46の閉塞端および可動コア31間の空間に連通している。
【0032】
次にこの実施例の作用について説明すると、ポンプ5は、ポンプ室11…に一端を臨ませたプランジャ9…がポンプハウジング8…に摺動自在に嵌合されて成り、往復作動するソレノイド6が前記プランジャ9…に同軸に連結されるものであり、ポンプ5およびソレノイド6の連結構造を単純化することができ、ポンプ5およびソレノイド6の作動効率を向上することができる。
【0033】
しかもソレノイド6は、固定コア30と、該固定コア30に対する近接、離反を可能として前記プランジャ9に同軸に連結される可動コア31と、励磁時に可動コア31を固定コア30側に吸引する電磁力を発揮するコイル32とを備えるものであり、ポンプ5を駆動するアクチュエータとして低コスト化を図ることができる。
【0034】
また一端にポンプハウジング8を結合せしめた接続筒部33の他端が、可動コア31とは反対側で固定コア30の端部に同軸にかつ一体に連設されているので、少なくともポンプハウジング8が固定コア30から離隔した位置に配置されることになる。また固定コア30に軸方向移動可能に挿通される非磁性材料製のロッド48がプランジャ9に同軸に当接されるので、コイル32の励磁により固定コア30に生じる磁界の影響がポンプハウジング8およびプランジャ9に及ぶことが極力抑制される。このため、ポンプハウジング8と、該ポンプハウジング8に摺動可能に嵌合されるプランジャ9とが、強度および耐摩耗性の確保のために表面に硬化処理が施された炭素鋼から成ることに起因して、炭素分を比較的多く含むものであっても、固定コア30側からの磁界の影響による磁気の残留を極力抑制し、ポンプハウジング8およびプランジャ9の磁気的固着が生じることを抑制することができる。したがって、加工性に優れ、しかも低コストである炭素鋼によりポンプハウジング8およびプランジャ9を形成しても、ポンプ5の作動性を良好に維持することが可能であり、コスト低減を図りつつポンプ5の作動性を確保することができる。
【0035】
一方、ポンプハウジング8とは別体である固定コア30に嵌入、固定されるガイド部材40に、ロッド48が摺動可能に嵌合されるので、固定コア30の表面に硬化処理を施すことは不要であり、固定コア30の加工後に該固定コア30が変形することはなく、必要以上の加工精度で固定コア30を加工する必要もない。
【0036】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
【0037】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、固定コアに生じる磁界の影響がポンプハウジングおよびプランジャに及ぶことを極力抑制し、ポンプハウジングおよびプランジャが、強度および耐摩耗性の確保のために表面に硬化処理が施された炭素鋼から成ることに起因して、炭素分を比較的多く含むものであっても、ポンプハウジングおよびプランジャの磁気的固着が生じることを抑制することができ、コスト低減を図りつつポンプの作動性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ソレノイドポンプ装置の縦断面図である。
【符号の説明】
5・・・ポンプ
6・・・ソレノイド
8・・・ポンプハウジング
9・・・プランジャ
11・・・ポンプ室
30・・・固定コア
31・・・可動コア
32・・・コイル
33・・・接続筒部
48・・・ロッド
Claims (1)
- 固定コア(30)と、該固定コア(30)に対する近接、離反が可能である可動コア(31)と、該可動コア(31)を固定コア(30)側に吸引する電磁力を発揮するコイル(32)とを備えるソレノイド(6)と;前記固定コア(30)に同軸にかつ軸方向相対位置を不能として連結されるポンプハウジング(8)内に、該ポンプハウジング(8)との間に形成されるポンプ室(11)に一端を臨ませるとともに前記可動コア(31)に他端側が同軸に連接されるプランジャ(9)が摺動可能に嵌合されるポンプ(5)と;で構成されるソレノイドポンプ装置において、円筒状に形成される固定コア(30)および前記可動コア(31)を囲繞して前記コイル(32)が配置され、表面に硬化処理が施される炭素鋼製のポンプハウジング(8)が一端に結合される接続筒部(33)の他端が、前記可動コア(31)とは反対側で前記固定コア(30)の端部に同軸にかつ一体に連設され、前記固定コア(30)に軸方向移動可能に挿通される非磁性材料製のロッド(48)の一端が、表面に硬化処理が施される炭素鋼製のプランジャ(9)に同軸に当接され、前記ロッド(48)の他端が前記可動コア(31)に同軸に当接されることを特徴とするソレノイドポンプ装置。
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