CN106573493A - 轮胎 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够提高耐压性能和耐切割性能的轮胎。轮胎(10)包括：树脂制的轮胎骨架构件(12)，其具有覆盖胎圈芯(26)的胎圈部(20)、从胎圈部(20)向轮胎半径方向外侧延伸的侧部(22)以及从侧部(22)向轮胎宽度方向内侧延伸的胎冠部(24)；以及加强层(14)，其具备被树脂或者橡胶包覆的多条帘线(34)，从轮胎骨架构件(12)的胎圈部(20)向侧部(22)延伸而至少覆盖侧部(22)的外周面。

Description

轮胎
技术领域
本发明涉及一种使用树脂材料形成轮胎骨架构件的轮胎。
背景技术
从轻量化、易于再循环的观点出发，提出了使用热塑性树脂、热塑性弹性体等作为轮胎材料，例如，在日本特开平3－143701号公报中公开了一种使用热塑性的高分子材料成形轮胎主体的充气轮胎。
发明内容
发明要解决的问题
在日本特开平3－143701号公报的充气轮胎中，通过在胎面底部设置加强层来提高刚度。然而，在为了实现轻量化以及降低轮胎的纵向刚度而使轮胎主体薄壁化了的情况下，导致耐压性能、耐切割性能降低。
本发明考虑上述事实，其目的在于提供一种能够提高耐压性能和耐切割性能的轮胎。
用于解决问题的方案
本发明的第1技术方案的轮胎包括：树脂制的轮胎骨架构件，其具有覆盖胎圈芯的胎圈部、从所述胎圈部向轮胎半径方向外侧延伸的侧部以及从所述侧部向轮胎宽度方向内侧延伸的胎冠部；以及加强层，其具备被树脂或者橡胶包覆着的多条帘线，从所述轮胎骨架构件的所述胎圈部向所述侧部延伸而至少覆盖所述侧部的外周面。
采用上述结构，由于从胎圈部向侧部延伸的加强层覆盖轮胎骨架构件的侧部的外周面，因此即使在使轮胎骨架构件薄壁化了的情况下，也能够抑制耐压性能、耐切割性能的降低。
根据第1技术方案的轮胎，在本发明的第2技术方案的轮胎中，所述加强层的轮胎半径方向内侧的端部延伸到至少与同所述轮胎骨架构件组装起来的轮辋在轮胎宽度方向上重叠的位置。
采用上述结构，加强层的轮胎半径方向内侧的端部延伸至与轮辋在轮胎宽度方向上重叠的位置，因此能够利用加强层负担产生于轮胎骨架构件的张力。因而，能够提高耐压性能。
根据第2技术方案的轮胎，在本发明的第3技术方案的轮胎中，所述加强层的轮胎半径方向内侧的端部从所述侧部的外周面经过所述胎圈部的外周面延伸至所述胎圈部的内周面。
采用上述结构，加强层的轮胎半径方向内侧的端部从侧部的外周面经过胎圈部的外周面延伸至胎圈部的内周面，因此能够利用加强层更多地负担产生于轮胎骨架构件的张力。因而，能够进一步提高耐压性能。
根据第1技术方案～第3技术方案中任一项技术方案的轮胎，在本发明的第4技术方案的轮胎中，所述加强层从所述轮胎骨架构件的所述胎圈部分别延伸至所述胎冠部的外周面。
采用上述结构，两个加强层从轮胎骨架构件的胎圈部分别延伸至胎冠部的外周面。此处，在胎冠部的外周面配置有胎面橡胶，因此加强层被夹在轮胎骨架构件与胎面橡胶之间。因而，能够使加强层负担更多的张力，因此能够提高耐压性能。
根据第4技术方案的轮胎，在本发明的第5技术方案的轮胎中，所述加强层的轮胎半径方向外侧的端部相重叠。
采用上述结构，加强层的轮胎半径方向外侧的端部彼此重叠，因此能够提高耐切割性能。另外，能够使加强层负担更多的张力，因此能够进一步提高耐压性能。
根据第4技术方案或者第5技术方案的轮胎，在本发明的第6技术方案的轮胎中，在所述胎冠部的轮胎半径方向外侧设有胎冠加强层，所述胎冠加强层与所述加强层的轮胎半径方向外侧的端部重叠。
采用上述结构，加强层的轮胎半径方向外侧的端部和胎冠加强层相重叠，因此能够提高耐切割性能。另外，利用加强层和胎冠加强层，能够负担更多的张力，因此能够提高耐压性能。
根据第1技术方案～第6技术方案中任一项技术方案的轮胎，在本发明的第7技术方案的轮胎中，在所述加强层的轮胎半径方向内侧的端部，形成有多个缺口，该多个缺口沿轮胎半径方向延伸。
采用上述结构，在加强层的轮胎半径方向内侧的端部形成有多个缺口。因而，在成形时，在直径较小的胎圈侧，加强层在缺口部分处重叠，因此能够抑制加强层产生褶皱。
根据第1技术方案～第7技术方案中任一项技术方案的轮胎，在本发明的第8技术方案的轮胎中，所述加强层的所述多条帘线分别沿径向方向延伸地在轮胎周向上排列，所述多条帘线的长度朝向轮胎周向呈周期性地变化。
采用上述结构，沿径向方向延伸的帘线的长度朝向轮胎周向呈周期性地变化。也就是说，加强层具有帘线较短的部分和帘线较长的部分，因此在成形时，能够抑制在直径较小的胎圈侧加强层产生褶皱。
根据第1技术方案～第8技术方案中任一项技术方案的轮胎，在本发明的第9技术方案的轮胎中，在所述加强层的外周面设有从所述胎圈部延伸到所述胎冠部的橡胶包覆层。
采用上述结构，在加强层的外周面设有橡胶包覆层，因此能够利用橡胶包覆层抑制加强层的紫外线劣化。另外，橡胶包覆层与加强层和胎面橡胶这两者之间的粘接性较高，因此能够提高轮胎的耐久性。
根据第1技术方案～第9技术方案中任一项技术方案的轮胎，在本发明的第10技术方案的轮胎中，在所述轮胎骨架构件的外周面设有胎冠辅助层，该胎冠辅助层具备被树脂包覆着的多条帘线，以跨所述轮胎骨架构件的轮胎宽度方向上的中心部的方式配置。
采用上述结构，以跨轮胎骨架构件的轮胎宽度方向上的中心部的方式设有胎冠辅助层。通过于在轮胎爬上了路面上的突起等时由弯曲引起的拉伸应力最大的、轮胎宽度方向上的中心部设置胎冠辅助层，能够提高轮胎的耐久性。
发明的效果
根据本发明的一技术方案，能够提供一种能够提高耐压性能和耐切割性能的轮胎。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的轮胎的局部的立体剖视图。
图2是表示本发明的第1实施方式的轮胎的沿着轮胎轴向的截面的单侧的剖视图。
图3是表示本发明的第2实施方式的轮胎的加强层的俯视图。
图4是表示本发明的第2实施方式的轮胎的局部的立体剖视图。
图5是表示本发明的第2实施方式的轮胎的沿着轮胎轴向的截面的单侧的剖视图。
图6是表示本发明的第3实施方式的轮胎的加强层的俯视图。
图7是表示本发明的第3实施方式的轮胎的局部的立体剖视图。
图8是表示本发明的第3实施方式的轮胎的沿着轮胎轴向的截面的单侧的剖视图。
具体实施方式
(第1实施方式)
以下，参照图1、图2说明本发明的第1实施方式。另外，图中的箭头W表示与轮胎旋转轴线平行的方向(以下，设为轮胎宽度方向)，箭头R表示通过轮胎的旋转轴线且与轮胎宽度方向正交的方向(以下，设为轮胎半径方向)。另外，箭头C表示以轮胎的旋转轴线为中心的圆的圆周方向(以下，设为轮胎周向)。另外，径向方向是与轮胎周向正交的方向，设为包括轮胎半径方向和轮胎宽度方向的方向。
如图1、图2所示，第1实施方式的轮胎10包括轮胎骨架构件12、加强层14、包覆橡胶层(橡胶包覆层)16以及胎面橡胶18。
轮胎骨架构件12由树脂材料成形，通过将一对轮胎片12A沿轮胎轴向接合起来而设为环状。另外，也可以通过将三个以上的轮胎片12A接合起来而形成轮胎骨架构件12。
另外，轮胎骨架构件12具有一对胎圈部20、从一对胎圈部20分别向轮胎半径方向外侧延伸的一对侧部22以及从侧部22向轮胎宽度方向内侧延伸的胎冠部24。
另外，此处，将轮胎骨架构件12的从轮胎半径方向内侧端直到轮胎截面高度的30％为止的部分称为胎圈部20，将配置胎面橡胶18的部分称为胎冠部24。
作为构成轮胎骨架构件12的树脂材料，能够使用具有与橡胶同等的弹性的热塑性树脂、热塑性弹性体(TPE)以及热硬化性树脂等。在考虑行驶时的弹性和制造时的成形性时，期望的是使用热塑性弹性体。另外，既可以由上述树脂材料形成轮胎骨架构件12的整体，也可以由上述树脂材料仅形成轮胎骨架构件12的局部。
作为热塑性弹性体，可列举聚烯烃系热塑性弹性体(TPO)、聚苯乙烯系热塑性弹性体(TPS)、聚酰胺系热塑性弹性体(TPA)、聚氨酯系热塑性弹性体(TPU)、聚酯系热塑性弹性体(TPC)以及动态交联型热塑性弹性体(TPV)等。
另外，作为热塑性树脂，可列举聚氨酯树脂、聚烯烃树脂、氯乙烯树脂以及聚酰胺树脂等。并且，作为热塑性材料，例如，由ISO75－2或者ASTM D648所规定的载荷挠曲温度(0.45MPa载荷时)为78℃以上，由JIS K7113所规定的拉伸屈服强度为10MPa以上，同样由JIS K7113所规定的拉伸破坏伸长率(JIS K7113)为50％以上。能够使用由JIS K7206所规定的维卡软化温度(A法)为130℃以上的材料。
在轮胎骨架构件12的胎圈部20中埋设有胎圈芯26。作为构成胎圈芯26的材料，能够使用金属、有机纤维、由树脂包覆有机纤维而成的材料、或者硬质树脂等。另外，只要能确保胎圈部20的刚度且与图2所示的轮辋28之间的嵌合不存在问题，就也可以省略胎圈芯26。
在轮胎骨架构件12的一对轮胎片12A之间，在胎冠部24的轮胎宽度方向上的中心部设有树脂制的接合构件30。接合构件30形成为剖视时呈大致梯形形状，通过在接合构件30的两侧面接合轮胎片12A，使一对轮胎片12A互相连结。
另外，作为接合构件30，能够使用与轮胎片12A相同种类的热塑性材料、熔融树脂或者与轮胎片12A种类不同的热塑性材料、熔融树脂。另外，也能够不使用接合构件30地将轮胎片12A连结起来。
在该情况下，例如，能够使用在轮胎片12A的端部之间夹着热板且一边向使端部彼此靠近的方向挤压一边去除热板而进行熔接的热板熔接方法、用粘接剂将轮胎片12A彼此粘接起来的方法。
在胎冠部24的外周面设有带束层32。该带束层32例如是将被树脂包覆着的帘线沿轮胎周向卷成螺旋状而构成的。
加强层14包括由橡胶包覆着的多个加强帘线34。加强层14从轮胎骨架构件12的一个胎圈部20的外周面向侧部22的外周面延伸且经由带束层32的外周面向另一个胎圈部20的外周面延伸地配置。
另外，加强层14在轮胎周向上沿整周延伸地配置。另外，在本实施方式中，加强层14的两端部分别延伸至轮胎骨架构件12的轮胎半径方向内侧端，但只要延伸到至少与轮辋28在轮胎宽度方向上重叠的位置即可。
加强帘线34是有机纤维的单丝(单线)或者加捻有机纤维而成的复丝(捻线)，分别沿径向方向延伸地在轮胎周向上排列。另外，加强帘线34的角度也可以在相对于径向方向为10度以内的范围内倾斜。
作为有机纤维，能够使用尼龙、PET、玻璃、芳纶等材料。另外，作为加强帘线34的材料，也可以使用钢等金属。另外，加强层14也可以是用树脂而非橡胶来包覆加强帘线34而成的加强层。
在加强层14的外周面设有从轮胎骨架构件12的胎圈部20延伸至胎冠部24的轮胎宽度方向外侧的一对包覆橡胶层16。包覆橡胶层16能够使用与以往的橡胶制的充气轮胎的侧壁所使用的橡胶相同种类的材料。
另外，包覆橡胶层16的轮胎半径方向内侧的端部分别延伸至轮胎骨架构件12的胎圈部20的内周面，加强层14的两端部被包覆橡胶层16覆盖。
在胎冠部24和带束层32的轮胎半径方向外侧配置有作为胎面层的胎面橡胶18。另外，加强层14、包覆橡胶层16、带束层32、胎面橡胶18在层叠于轮胎骨架构件12之后被硫化粘接起来。
胎面橡胶18由耐磨损性比形成轮胎骨架构件12的树脂材料的耐磨损性优异的橡胶形成，能够使用与以往的橡胶制的充气轮胎所使用的胎面橡胶相同种类的材料。
另外，在胎面橡胶18的接地面形成有沿轮胎周向延伸的排水用的槽18A。在本实施方式中，形成有三条槽18A，但不限于此，也可以形成有更多的槽18A。另外，作为胎面花纹，使用公知的胎面花纹。
接下来，说明本实施方式的轮胎10的作用和效果。在本实施方式的轮胎10中，轮胎骨架构件12的外周面被加强层14覆盖，因此即使在使轮胎骨架构件12薄壁化了的情况下，也能够抑制耐压性能、耐切割性能的降低。
具体地说，通过利用加强层14加强轮胎骨架构件12，能够提高耐切割性能。另外，通过使加强层14负担产生于轮胎骨架构件12的张力的一部分，能够保持内压，因此能够提高耐压性能。
另外，加强层14通过用橡胶包覆加强帘线34而形成，因此容易加工。并且，加强层14与包覆橡胶层16和胎面橡胶18这两者之间的粘接性较高，因此能够提高轮胎的耐久性。另外，也能够利用包覆橡胶层16抑制加强层14的紫外线劣化。
(第2实施方式)
接下来，参照图3～图5说明本发明的第2实施方式。另外，对与第1实施方式同样的结构标注相同的附图标记，省略说明。
图3表示本实施方式的加强层42的、被配置于轮胎骨架构件12之前的平面地延展开了的状态。另外，如图4、图5所示，第2实施方式的轮胎40具有一对加强层42。
与第1实施方式的加强层14同样地，加强层42通过用橡胶包覆沿径向方向延伸的多个加强帘线44而形成。另外，如图3所示，在短边方向上的单侧的端部42A形成有多个缺口46。
在将加强层42配置于轮胎骨架构件12时，以加强层42的具有缺口46的端部42A位于轮胎半径方向内侧的方式进行配置。具体地说，如图4所示，一对加强层42以具有缺口46的端部42A位于轮胎骨架构件12的胎圈部20的内周面的方式配置。
此时，多个缺口46分别沿轮胎半径方向延伸，在缺口46部分，加强层42的端部42A重叠。加强层42从胎圈部20的内周面向外周面折回并向侧部22的外周面延伸，加强层42的轮胎半径方向外侧的端部分别位于带束层32的轮胎宽度方向外侧。
另外，包覆橡胶层16的轮胎半径方向内侧的端部分别延伸至轮胎骨架构件12的胎圈部20的内周面，加强层42的端部42A被包覆橡胶层16覆盖。
另外，如图4、图5所示，在胎冠部24的轮胎半径方向外侧设有胎冠加强层48。胎冠加强层48通过用橡胶包覆有机纤维的帘线而形成。
具体地说，胎冠加强层48沿着带束层32的外周面延伸，两端部分别与一对加强层42的轮胎半径方向外侧的端部重叠。
并且，在轮胎骨架构件12的胎冠部24与带束层32之间设有胎冠辅助层49。胎冠辅助层49通过用树脂包覆未图示的有机纤维的帘线而形成。作为包覆的树脂的材料，例如使用与构成轮胎骨架构件12的树脂同样的材料。
另外，胎冠辅助层49以跨胎冠部24的轮胎宽度方向上的中心部的方式，即，以覆盖作为轮胎骨架构件12的轮胎片12A的接合部的接合构件30的方式在轮胎周向上沿整周延伸地配置。
接下来，说明本实施方式的轮胎40的作用和效果。在本实施方式的轮胎40中，在加强层42的轮胎半径方向内侧的端部42A形成有多个缺口46。
因而，在将加强层42配置于轮胎骨架构件12时，在直径比侧部22的直径小的胎圈部20侧，能够使加强层42在缺口46部分重叠，因此能够抑制加强层42产生褶皱。
另外，加强层42的端部42A从侧部22的外周面经过胎圈部20的外周面延伸至胎圈部20的内周面，因此能够用加强层42更多地负担产生于轮胎骨架构件12的张力。因而，能够进一步提高耐压性能。
另外，在胎冠部24的轮胎半径方向外侧设有胎冠加强层48。利用胎冠加强层48，能够抑制来自胎面橡胶18的外周侧的冲击向轮胎骨架构件12传递，能够提高耐切割性能。
并且，加强层42的轮胎半径方向外侧的端部和胎冠加强层48相重叠。因而，能够利用加强层和胎冠加强层负担更多的张力，因此能够提高耐压性能。
另外，加强层42和胎冠加强层48在带束层32的轮胎宽度方向外侧重叠，但只要是在胎冠部24的轮胎半径方向外侧，则无论在哪个位置重叠都可以，也可以是加强层42和胎冠加强层48在带束层32的外周面重叠。
另外，在轮胎骨架构件12与带束层32之间以覆盖接合构件30的方式设有胎冠辅助层49。通过用胎冠辅助层49覆盖如下这样的接合部，能够抑制变形而提高轮胎40的耐久性，该接合部在轮胎40爬上了路面上的突起等时，在胎冠部24中由弯曲引起的拉伸应力最大并且比其他部分容易变形。
(第3实施方式)
接下来，参照图6～图8说明本发明的第3实施方式。另外，对与第1实施方式、第2实施方式同样的结构标注相同的附图标记，省略说明。
图6表示本实施方式的加强层52的、被配置于轮胎骨架构件12之前的平面地延展开了的状态。另外，如图7、图8所示，第3实施方式的轮胎50具有一对加强层52。
与第1实施方式的加强层14、第2实施方式的加强层42同样地，加强层52通过用橡胶包覆沿径向方向延伸的多个加强帘线54而形成。另外，如图6所示，加强帘线54的各自的长度朝着轮胎周向呈周期性地发生变化。
具体地说，加强层52的宽度在埋设有最长的加强帘线54的最大宽度部56与埋设有最短的加强帘线54的最小宽度部58之间周期性地发生变化。
另外，仅较长的加强帘线54A延伸至加强层52的短边方向上的单侧的端部52A，因此，端部52A设为在从最大宽度部56到最小宽度部58的范围内周期性地缺口了的形状。
在将加强层52配置于轮胎骨架构件12时，以仅较长的加强帘线54A延伸到的端部52A位于轮胎半径方向内侧的方式进行配置。具体地说，如图7所示，一对加强层52以端部52A位于轮胎骨架构件12的胎圈部20的内周面的方式配置。
此时，较短的加强帘线54B只到达了胎圈部20的外周面，只有较长的加强帘线54到达胎圈部20的内周面。因而，在胎圈部20，加强帘线54彼此间不会重叠。
另外，包覆橡胶层16的轮胎半径方向内侧的端部分别延伸至轮胎骨架构件12的胎圈部20的内周面，加强层52的端部52A被包覆橡胶层16覆盖。
加强层52从胎圈部20的内周面向外周面折回，经过侧部22的外周面延伸至带束层32的外周面。此时，一对加强层52的轮胎半径方向外侧的端部在带束层32的外周面重叠。
另外，加强层52彼此重叠的位置只要在胎冠部24的轮胎半径方向外侧，就可以是任何位置，但期望的是，在作为轮胎骨架构件12的轮胎片12A的接合部的接合构件30的轮胎半径方向外侧的位置处重叠。
接下来，说明本实施方式的轮胎50的作用和效果。在本实施方式的轮胎50中，加强层52的轮胎半径方向外侧的端部彼此重叠。
因而，能够抑制来自胎面橡胶18的外周侧的冲击向轮胎骨架构件12传递，能够提高耐切割性能。另外，能够使加强层52负担更多的张力，因此能够进一步提高耐压性能。
另外，加强层52的加强帘线54的各自的长度朝向轮胎周向呈周期性地变化。因此，较短的加强帘线54B只到达了胎圈部20的外周面，只有较长的加强帘线54到达胎圈部20的内周面。
因而，在将加强层52配置于轮胎骨架构件12时，在直径比侧部22的直径小的胎圈部20侧，加强帘线54彼此不会重叠，能够进一步抑制加强层52产生褶皱。
(其他的实施方式)
另外，关于本发明说明了实施方式的一例，但本发明并不限定于该实施方式，能够在本发明的范围内进行其他各种实施方式。
例如，上述加强层14、42、52在轮胎周向上沿整周延伸地配置，但也可以通过将沿径向方向延伸的多个加强层片在轮胎周向上排列来形成加强层。
在该情况下，当加强层片的形状朝向各自的位于轮胎半径方向内侧的端部侧去变细时，不用担心加强层片在直径较小的胎圈部20侧彼此重叠。
另外，在第2实施方式中，也可以不在加强层42的轮胎半径方向内侧的端部42A形成多个缺口，而是在加强层42的轮胎半径方向外侧的端部形成多个缺口且与胎圈部20相配合地配置加强层42。
在该情况下，在将加强层42配置于轮胎骨架构件12时，在直径比胎圈部20的直径大的侧部22侧，能够以缺口部分的间隙扩大了的状态配置加强层42。因而，能够抑制加强层42产生褶皱。
并且，上述第1实施方式～第3实施方式能够适当地组合。例如，能够将第1实施方式的加强层14设为第2实施方式的加强层42那样的具有缺口46的结构。另外，也能够将第3实施方式的轮胎50设为第2实施方式的轮胎40那样的具备胎冠辅助层49的结构。
在2014年7月30日提出申请的日本国专利申请2014-155165号的整个公开内容作为参照被引入本说明书中。
与具体且分别地记述了各个文献、专利申请以及技术标准作为参照被引入的情况同种程度地，本说明书所记载的所有文献、专利申请以及技术标准作为参照被引入到本说明书中。

Claims (10)

1.一种轮胎，其中，该轮胎包括：
树脂制的轮胎骨架构件，其具有覆盖胎圈芯的胎圈部、从所述胎圈部向轮胎半径方向外侧延伸的侧部以及从所述侧部向轮胎宽度方向内侧延伸的胎冠部；以及
加强层，其具备被树脂或者橡胶包覆着的多条帘线，从所述轮胎骨架构件的所述胎圈部向所述侧部延伸而至少覆盖所述侧部的外周面。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其中，
所述加强层的轮胎半径方向内侧的端部延伸到至少与同所述轮胎骨架构件组装起来的轮辋在轮胎宽度方向上重叠的位置。
3.根据权利要求2所述的轮胎，其中，
所述加强层的轮胎半径方向内侧的端部从所述侧部的外周面经过所述胎圈部的外周面延伸至所述胎圈部的内周面。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的轮胎，其中，
所述加强层从所述轮胎骨架构件的所述胎圈部分别延伸至所述胎冠部的外周面。
5.根据权利要求4所述的轮胎，其中，
所述加强层的轮胎半径方向外侧的端部相重叠。
6.根据权利要求4或5所述的轮胎，其中，
在所述胎冠部的轮胎半径方向外侧设有胎冠加强层，
所述胎冠加强层与所述加强层的轮胎半径方向外侧的端部重叠。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的轮胎，其中，
在所述加强层的轮胎半径方向内侧的端部，形成有多个缺口，该多个缺口沿轮胎半径方向延伸。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的轮胎，其中，
所述加强层的所述多条帘线分别沿径向方向延伸地在轮胎周向上排列，所述多条帘线的长度朝向轮胎周向呈周期性地变化。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的轮胎，其中，
在所述加强层的外周面设有从所述胎圈部延伸到所述胎冠部的橡胶包覆层。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的轮胎，其中，
在所述轮胎骨架构件的外周面设有胎冠辅助层，该胎冠辅助层具备被树脂包覆着的多条帘线，以跨所述轮胎骨架构件的轮胎宽度方向上的中心部的方式配置。
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