JP2003222245A - ポンプの軸封装置 - Google Patents
ポンプの軸封装置Info
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- JP2003222245A JP2003222245A JP2002024524A JP2002024524A JP2003222245A JP 2003222245 A JP2003222245 A JP 2003222245A JP 2002024524 A JP2002024524 A JP 2002024524A JP 2002024524 A JP2002024524 A JP 2002024524A JP 2003222245 A JP2003222245 A JP 2003222245A
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い圧力が一時的に作用した場合でも、外部
への被送流体の漏洩を防止でき、被送流体側の圧力の変
動が大きい条件下での長寿命化を図る。 【解決手段】 ポンプの軸封部のシャフトスリーブ９に
ストップリング４、８を軸方向へ多段に装着し、スタフ
ィンボックス６にはストップリング４、８のリップ２
４、２８が摺接するライナ７を多段に設け、ライナ７の
大気側に軸封部へ加圧流体を供給するランタンリング１
１を設け、ランタンリング１１の大気側にオイルシール
１３を装着する。
への被送流体の漏洩を防止でき、被送流体側の圧力の変
動が大きい条件下での長寿命化を図る。 【解決手段】 ポンプの軸封部のシャフトスリーブ９に
ストップリング４、８を軸方向へ多段に装着し、スタフ
ィンボックス６にはストップリング４、８のリップ２
４、２８が摺接するライナ７を多段に設け、ライナ７の
大気側に軸封部へ加圧流体を供給するランタンリング１
１を設け、ランタンリング１１の大気側にオイルシール
１３を装着する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スラリーポンプや
サンドポンプ等の、微粒懸濁物や、土砂、砂、小石等の
固形物粒子を含む流体を輸送するポンプの軸封装置、特
に直列運転や被送流体の状態変化によって高い圧力が一
時的、間欠的に発生するような圧力変動の大きい条件下
で有効なポンプの軸封装置に関するものである。
サンドポンプ等の、微粒懸濁物や、土砂、砂、小石等の
固形物粒子を含む流体を輸送するポンプの軸封装置、特
に直列運転や被送流体の状態変化によって高い圧力が一
時的、間欠的に発生するような圧力変動の大きい条件下
で有効なポンプの軸封装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ポンプの軸封装置では、ケーシン
グ内でインペラによって昇圧された被送流体が軸の周囲
から外部に漏れるのを防止するため、軸封部にグランド
パッキン、メカニカルシール、オイルシール等のシール
部材が使用されている。高圧、高濃度スラリー輸送用の
軸封装置としては、被送流体側に弾性シール、大気側に
メカニカルシールを設け、メカニカルシール側からシー
ル用流体を加圧供給し、被送流体の侵入を防ぐものがあ
る。
グ内でインペラによって昇圧された被送流体が軸の周囲
から外部に漏れるのを防止するため、軸封部にグランド
パッキン、メカニカルシール、オイルシール等のシール
部材が使用されている。高圧、高濃度スラリー輸送用の
軸封装置としては、被送流体側に弾性シール、大気側に
メカニカルシールを設け、メカニカルシール側からシー
ル用流体を加圧供給し、被送流体の侵入を防ぐものがあ
る。
【０００３】また、シール部材として、ストップリング
とオイルシールとを組み合わせて使用する軸封装置も提
案されている（実公昭６２−２０７１５号参照）。
とオイルシールとを組み合わせて使用する軸封装置も提
案されている（実公昭６２−２０７１５号参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、軸封部
にグランドパッキン、メカニカルシール、オイルシール
等を使用する場合、固形物粒子を含む磨耗性の被送流体
の影響を避けるために、別系統のシール水の供給が必要
である。また、弾性シールとメカニカルシールとを設け
た軸封装置は、シール性は良いが高価であり、メカニカ
ルシールの摺動面の精度が非常に高いため、現地での交
換作業に熟練を要するという問題がある。
にグランドパッキン、メカニカルシール、オイルシール
等を使用する場合、固形物粒子を含む磨耗性の被送流体
の影響を避けるために、別系統のシール水の供給が必要
である。また、弾性シールとメカニカルシールとを設け
た軸封装置は、シール性は良いが高価であり、メカニカ
ルシールの摺動面の精度が非常に高いため、現地での交
換作業に熟練を要するという問題がある。
【０００５】ストップリングとオイルシールとを組み合
わせた軸封装置は、耐圧的に０．５ＭＰａ程度が限界で
あり、特に大きな圧力を瞬間的に受けると、軸封部内に
被送流体の固形物粒子が侵入してくると共に、後段のオ
イルシールの耐圧力が低いため、場合によってはストッ
プリングが破損してしまうことがある。本発明は、ポン
プの軸封装置における上記問題を解決するものであっ
て、高い圧力が一時的に作用した場合でも、外部への被
送流体の漏洩を防止でき、被送流体側の圧力の変動が大
きい条件下でも耐久性に優れたポンプの軸封装置を提供
することを目的とする。
わせた軸封装置は、耐圧的に０．５ＭＰａ程度が限界で
あり、特に大きな圧力を瞬間的に受けると、軸封部内に
被送流体の固形物粒子が侵入してくると共に、後段のオ
イルシールの耐圧力が低いため、場合によってはストッ
プリングが破損してしまうことがある。本発明は、ポン
プの軸封装置における上記問題を解決するものであっ
て、高い圧力が一時的に作用した場合でも、外部への被
送流体の漏洩を防止でき、被送流体側の圧力の変動が大
きい条件下でも耐久性に優れたポンプの軸封装置を提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のポンプの軸封装
置は、ポンプの軸封部のシャフトスリーブにストップリ
ングを軸方向へ多段に装着し、スタフィンボックスには
ストップリングのリップが摺接するライナを多段に設
け、ライナの大気側に軸封部へ加圧流体を供給するラン
タンリングを設け、ランタンリングの大気側にオイルシ
ールを装着することにより上記課題を解決している。
置は、ポンプの軸封部のシャフトスリーブにストップリ
ングを軸方向へ多段に装着し、スタフィンボックスには
ストップリングのリップが摺接するライナを多段に設
け、ライナの大気側に軸封部へ加圧流体を供給するラン
タンリングを設け、ランタンリングの大気側にオイルシ
ールを装着することにより上記課題を解決している。
【０００７】ポンプは、運転時には軸が回転し、インペ
ラで被送流体を昇圧して輸送する。軸封部には外部から
ランタンリングを介して加圧流体が供給され、オイルシ
ールが加圧流体の外部への漏洩を防止する。低圧負荷時
には、多段に装着されたストップリングのうち、接液側
のストップリングのリップがライナに摺接して被送流体
のスタフィングボックス内部への侵入を防止する。大気
側のストップリングには僅かな圧力しか作用せず、リッ
プがライナに強く押し付けられず、殆ど非接触状態とな
るので、摺動熱の発生は小さく、外部からの加圧流体の
供給が円滑に行われ、長寿命化が可能となる。
ラで被送流体を昇圧して輸送する。軸封部には外部から
ランタンリングを介して加圧流体が供給され、オイルシ
ールが加圧流体の外部への漏洩を防止する。低圧負荷時
には、多段に装着されたストップリングのうち、接液側
のストップリングのリップがライナに摺接して被送流体
のスタフィングボックス内部への侵入を防止する。大気
側のストップリングには僅かな圧力しか作用せず、リッ
プがライナに強く押し付けられず、殆ど非接触状態とな
るので、摺動熱の発生は小さく、外部からの加圧流体の
供給が円滑に行われ、長寿命化が可能となる。
【０００８】高圧負荷時には、接液側のストップリング
の耐圧限界を超えると、後段の大気側のストップリング
にも圧力が伝達されてリップがライナに強く押し付けら
れ、全てのストップリングで被送流体の漏洩を防止す
る。このとき、外部からの加圧流体が被送流体の圧力に
抗するように作用するので、強い耐圧力性能を発揮す
る。高圧負荷が解除されると、大気側のストップリング
は、リップがライナに強く押し付けられなくなって元の
状態に戻り、摺動熱の発生を低下させる。加圧流体は高
圧負荷時にスタフィングボックス内に侵入した被送流体
を接液側に押し流して内部を清浄に保つ。
の耐圧限界を超えると、後段の大気側のストップリング
にも圧力が伝達されてリップがライナに強く押し付けら
れ、全てのストップリングで被送流体の漏洩を防止す
る。このとき、外部からの加圧流体が被送流体の圧力に
抗するように作用するので、強い耐圧力性能を発揮す
る。高圧負荷が解除されると、大気側のストップリング
は、リップがライナに強く押し付けられなくなって元の
状態に戻り、摺動熱の発生を低下させる。加圧流体は高
圧負荷時にスタフィングボックス内に侵入した被送流体
を接液側に押し流して内部を清浄に保つ。
【０００９】ばね定数の小さいストップリングを接液側
に、ばね定数の大きいストップリングを大気側に装着す
ると、上記の作用がより効果的に行われる。即ち、低圧
負荷時、接液側のばね定数の小さいストップリングはラ
イナに摺接するリップの押し代が大であり、確実なシー
ルを行うことができる。一方、大気側のばね定数の大き
いストップリングは、ライナに摺接するリップの押し代
が小さく摺動熱の発生が小さくなる。
に、ばね定数の大きいストップリングを大気側に装着す
ると、上記の作用がより効果的に行われる。即ち、低圧
負荷時、接液側のばね定数の小さいストップリングはラ
イナに摺接するリップの押し代が大であり、確実なシー
ルを行うことができる。一方、大気側のばね定数の大き
いストップリングは、ライナに摺接するリップの押し代
が小さく摺動熱の発生が小さくなる。
【００１０】高圧負荷時、後段の大気側のストップリン
グはばね定数が大きいので、より強い耐圧力性能を発揮
でき、高圧負荷が解除されると速やかに元の状態に戻る
ことができる。
グはばね定数が大きいので、より強い耐圧力性能を発揮
でき、高圧負荷が解除されると速やかに元の状態に戻る
ことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の一形態を示
すポンプの軸封装置の構成を示す縦断面図、図２はスト
ップリングのリップの作用の説明図、図３は軸封部内の
圧力状況を示す図である。このポンプの軸封装置では、
インペラ１の軸１４の軸封部に設けられたシャフトスリ
ーブ９の外周上に、インペラ１側からカラー３に続いて
ストップリング４、８が軸方向へ多段に装着されてお
り、スタフィンボックス６の内周上にはストップリング
４、８のリップ２４、２８が摺接するライナ７が多段に
設けられている。
すポンプの軸封装置の構成を示す縦断面図、図２はスト
ップリングのリップの作用の説明図、図３は軸封部内の
圧力状況を示す図である。このポンプの軸封装置では、
インペラ１の軸１４の軸封部に設けられたシャフトスリ
ーブ９の外周上に、インペラ１側からカラー３に続いて
ストップリング４、８が軸方向へ多段に装着されてお
り、スタフィンボックス６の内周上にはストップリング
４、８のリップ２４、２８が摺接するライナ７が多段に
設けられている。
【００１２】このライナ７の大気側にはランタンリング
１１が設けられ、スタフィンボックス６に穿設された加
圧供給孔１０から油脂または水等の加圧流体が連続的ま
たは間欠的に供給される。ランタンリング１１の大気側
にはオイルシール１２が装着され、ランタンリング１１
に供給される加圧流体が大気側に漏洩しないように保持
する。このランタンリング１１とオイルシール１２は、
スタフィンボックス６の大気側に固定されたオイルシー
ルカバー１３で保持されている。
１１が設けられ、スタフィンボックス６に穿設された加
圧供給孔１０から油脂または水等の加圧流体が連続的ま
たは間欠的に供給される。ランタンリング１１の大気側
にはオイルシール１２が装着され、ランタンリング１１
に供給される加圧流体が大気側に漏洩しないように保持
する。このランタンリング１１とオイルシール１２は、
スタフィンボックス６の大気側に固定されたオイルシー
ルカバー１３で保持されている。
【００１３】ここで、接液側のストップリング４と大気
側のストップリング８とは、共に補強のための芯金１５
が設けられているが形状を異にしている。すなわち、接
液側のストップリング４としては、硬度が低くリップ２
４が肉薄でばね定数の小さいものが装着され、大気側の
ストップリング８としては、硬度が高くリップ２８が肉
厚でばね定数の大きいものが装着されている。シャフト
スリーブ９の外周上の各ストップリング４、８の間に
は、シム５が設けられ、ストップリング４、８の押し代
（ライナ７へのリップ２４、２８の押付量）が接液側の
ストップリング４では大きく、大気側のストップリング
８では小さくなるように調整されている。
側のストップリング８とは、共に補強のための芯金１５
が設けられているが形状を異にしている。すなわち、接
液側のストップリング４としては、硬度が低くリップ２
４が肉薄でばね定数の小さいものが装着され、大気側の
ストップリング８としては、硬度が高くリップ２８が肉
厚でばね定数の大きいものが装着されている。シャフト
スリーブ９の外周上の各ストップリング４、８の間に
は、シム５が設けられ、ストップリング４、８の押し代
（ライナ７へのリップ２４、２８の押付量）が接液側の
ストップリング４では大きく、大気側のストップリング
８では小さくなるように調整されている。
【００１４】ポンプの運転時には軸１４が回転し、イン
ペラ１で被送流体を昇圧して輸送する。このとき軸封部
には外部から加圧供給孔１０、ランタンリング１１を介
して油脂類または水等の加圧流体が供給され、ストップ
リング８、４のリップ２８、２４とライナ７の間から微
量ずつ接液側へ押し出され、被送流体内の固形物粒子等
がスタフィンボックス６内へ侵入するのを防ぐと共に、
侵入した固形物粒子等を被送流体側へ排出する。
ペラ１で被送流体を昇圧して輸送する。このとき軸封部
には外部から加圧供給孔１０、ランタンリング１１を介
して油脂類または水等の加圧流体が供給され、ストップ
リング８、４のリップ２８、２４とライナ７の間から微
量ずつ接液側へ押し出され、被送流体内の固形物粒子等
がスタフィンボックス６内へ侵入するのを防ぐと共に、
侵入した固形物粒子等を被送流体側へ排出する。
【００１５】通常時より被送流体が昇圧され低圧負荷が
作用する状態では、接液側のストップリング４のリップ
２４が、図２（ａ）に破線で示すように、ライナ７に摺
接して被送流体のスタフィングボックス６内部への侵入
を防止する。接液側のストップリング４は、ばね定数が
小さく、押し代が大きいため、低圧負荷時に高い軸封性
能を発揮する。大気側のストップリング８には僅かな圧
力しか作用せず、図２（ｂ）に破線で示すように、リッ
プ２８はライナ７に強く押し付けられず、殆ど非接触状
態となるので、摺動熱の発生は小さく、外部からの加圧
流体の供給が円滑に行われ、長寿命化が可能となる。
作用する状態では、接液側のストップリング４のリップ
２４が、図２（ａ）に破線で示すように、ライナ７に摺
接して被送流体のスタフィングボックス６内部への侵入
を防止する。接液側のストップリング４は、ばね定数が
小さく、押し代が大きいため、低圧負荷時に高い軸封性
能を発揮する。大気側のストップリング８には僅かな圧
力しか作用せず、図２（ｂ）に破線で示すように、リッ
プ２８はライナ７に強く押し付けられず、殆ど非接触状
態となるので、摺動熱の発生は小さく、外部からの加圧
流体の供給が円滑に行われ、長寿命化が可能となる。
【００１６】直列運転や被送流体の状態変化によって高
い圧力が一時的、間欠的に発生するような圧力変動の大
きい条件下でポンプが使用される場合、被送流体がさら
に高くなり、高圧負荷が作用して接液側のストップリン
グ４の耐圧限界を超える状態が発生する。この状態で
は、接液側のストップリング４のみでは圧力を保持でき
なくなる。このときには、後段の大気側のストップリン
グ８にも圧力が伝達されて、図２（ｂ）に実線で示すよ
うに、リップ２８がライナ７に強く押し付けられ、全て
のストップリング４、８で被送流体の漏洩を防止するよ
うになる。大気側のストップリング８は、硬度が高くば
ね定数が大きいため、高圧負荷に耐え軸封部内の圧力を
保持して、軸封部内と被送流体との圧力差を小さくする
ことにより、接液側のストップリング４の機能を維持す
ると共に高圧力により破損するのを防止し、被送流体お
よび軸封部に供給される加圧流体が軸封部より大気側に
漏洩するのを防ぐ。従って、高圧負荷時にも高い軸封性
能が発揮される。
い圧力が一時的、間欠的に発生するような圧力変動の大
きい条件下でポンプが使用される場合、被送流体がさら
に高くなり、高圧負荷が作用して接液側のストップリン
グ４の耐圧限界を超える状態が発生する。この状態で
は、接液側のストップリング４のみでは圧力を保持でき
なくなる。このときには、後段の大気側のストップリン
グ８にも圧力が伝達されて、図２（ｂ）に実線で示すよ
うに、リップ２８がライナ７に強く押し付けられ、全て
のストップリング４、８で被送流体の漏洩を防止するよ
うになる。大気側のストップリング８は、硬度が高くば
ね定数が大きいため、高圧負荷に耐え軸封部内の圧力を
保持して、軸封部内と被送流体との圧力差を小さくする
ことにより、接液側のストップリング４の機能を維持す
ると共に高圧力により破損するのを防止し、被送流体お
よび軸封部に供給される加圧流体が軸封部より大気側に
漏洩するのを防ぐ。従って、高圧負荷時にも高い軸封性
能が発揮される。
【００１７】高圧負荷が解除されると、大気側のストッ
プリング８は、ばね定数が大きいため速やかに元の状態
に戻り、リップ２８がライナ７に強く押し付けられなく
なって摺動熱の発生を低下させる。加圧流体は高圧負荷
時にスタフィングボックス６内に侵入した被送流体を接
液側に押し流して内部を清浄に保つ。上記の運転時の軸
封部内の圧力状況を図３に示す。通常時は実線Ａに示す
ように、加圧供給孔１０から供給される供給流体によ
り、軸封部内は被送流体とほぼ同じ圧力となる。
プリング８は、ばね定数が大きいため速やかに元の状態
に戻り、リップ２８がライナ７に強く押し付けられなく
なって摺動熱の発生を低下させる。加圧流体は高圧負荷
時にスタフィングボックス６内に侵入した被送流体を接
液側に押し流して内部を清浄に保つ。上記の運転時の軸
封部内の圧力状況を図３に示す。通常時は実線Ａに示す
ように、加圧供給孔１０から供給される供給流体によ
り、軸封部内は被送流体とほぼ同じ圧力となる。
【００１８】通常時より被送流体が昇圧された低圧負荷
時には、破線Ｂに示すように接液側のストップリング４
が機能して軸封部内を低い圧力に維持する。高圧付加時
は一点鎖線Ｃに示すように、大気側のストップリング８
が機能することにより、圧力負荷を受け被送流体が外部
へ漏洩するのを防止する。上記の通り、このポンプの軸
封装置は、直列運転や被送流体の状態変化によって高い
圧力が一時的、間欠的に発生するような圧力変動の大き
い条件下でも確実に被送流体の漏洩を防止することがで
きる。また、摺動熱の発生が小さく、外部からの加圧流
体の供給が円滑に行われ、長寿命化が可能となる。
時には、破線Ｂに示すように接液側のストップリング４
が機能して軸封部内を低い圧力に維持する。高圧付加時
は一点鎖線Ｃに示すように、大気側のストップリング８
が機能することにより、圧力負荷を受け被送流体が外部
へ漏洩するのを防止する。上記の通り、このポンプの軸
封装置は、直列運転や被送流体の状態変化によって高い
圧力が一時的、間欠的に発生するような圧力変動の大き
い条件下でも確実に被送流体の漏洩を防止することがで
きる。また、摺動熱の発生が小さく、外部からの加圧流
体の供給が円滑に行われ、長寿命化が可能となる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のポンプ
の軸封装置は、高い圧力が一時的に作用した場合でも、
外部への被送流体の漏洩を確実に防止できる。また、被
送流体側の圧力の変動が大きい条件下でも耐久性に優れ
長寿命化が可能となる。
の軸封装置は、高い圧力が一時的に作用した場合でも、
外部への被送流体の漏洩を確実に防止できる。また、被
送流体側の圧力の変動が大きい条件下でも耐久性に優れ
長寿命化が可能となる。
【図１】本発明の実施の一形態であるポンプの軸封装置
の構成を示す縦断面図である。
の構成を示す縦断面図である。
【図２】ストップリングのリップの作用の説明図であ
る。
る。
【図３】軸封部内の圧力状況を示す図である。
１ インペラ
２ バックカバー
３ カラー
４ ストップリング
５ シム
６ スタフィングボックス
７ ライナ
８ ストップリング
９ シャフトスリーブ
１０ 加圧供給孔
１１ ランタンリング
１２ オイルシール
１３ オイルシールカバー
１４ 軸
１５ 芯金
２４ リップ
２８ リップ
Claims (2)
- 【請求項１】 ポンプの軸封部のシャフトスリーブにス
トップリングを軸方向へ多段に装着し、スタフィンボッ
クスにはストップリングのリップが摺接するライナを多
段に設け、ライナの大気側に軸封部へ加圧流体を供給す
るランタンリングを設け、ランタンリングの大気側にオ
イルシールを装着したポンプの軸封装置。 - 【請求項２】 ばね定数の小さいストップリングを接液
側に、ばね定数の大きいストップリングを大気側に装着
したことを特徴とする請求項１記載のポンプの軸封装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002024524A JP4047024B2 (ja) | 2002-01-31 | 2002-01-31 | ポンプの軸封装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002024524A JP4047024B2 (ja) | 2002-01-31 | 2002-01-31 | ポンプの軸封装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003222245A true JP2003222245A (ja) | 2003-08-08 |
| JP4047024B2 JP4047024B2 (ja) | 2008-02-13 |
Family
ID=27746944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002024524A Expired - Fee Related JP4047024B2 (ja) | 2002-01-31 | 2002-01-31 | ポンプの軸封装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4047024B2 (ja) |
Cited By (6)
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|---|---|---|---|---|
| JP2006170091A (ja) * | 2004-12-16 | 2006-06-29 | Taiheiyo Kiko Kk | スラリーポンプの軸封装置 |
| CN102425670A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-04-25 | 湘潭大学 | 轴端串联o型橡胶密封圈密封结构 |
| KR101175980B1 (ko) | 2012-04-09 | 2012-08-22 | 한국기계연구원 | 다단 펌프의 누설 방지 구조 |
| CN103994094A (zh) * | 2014-06-17 | 2014-08-20 | 东营海森密封技术有限责任公司 | 一种微接触式轴端密封装置 |
| CN104061330A (zh) * | 2014-06-25 | 2014-09-24 | 佛山高富中石油燃料沥青有限责任公司 | 一种沥青泵的骨架油封结构 |
| JP2015218836A (ja) * | 2014-05-19 | 2015-12-07 | 日本精工株式会社 | シール構造、回転駆動装置、搬送装置、工作機械および半導体製造装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR102378581B1 (ko) | 2020-06-19 | 2022-03-24 | 씰링크 주식회사 | 회전축 밀폐장치 및 이를 이용하는 반도체 기판처리장치 |
-
2002
- 2002-01-31 JP JP2002024524A patent/JP4047024B2/ja not_active Expired - Fee Related
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