JP4995779B2 - 可変容量型ベーンポンプ - Google Patents

Description

本発明は、可変容量型ベーンポンプに関する。

従来、特許文献１に記載されるオイルポンプにあっては、カムリングの揺動によって吐出量を変化させ、省エネ性の向上を図っている。また、プレッシャープレートの後背面にシールリングを設け、このシールリングにより低圧の領域と高圧の領域とに画成している。この低圧の領域は吸入ポートが形成される領域にほぼ対応しており、高圧の領域は吐出ポートが形成される領域にほぼ対応している。
特開２００６−２７５０６３号公報

しかしながら上記従来技術にあっては、シールリングは単純な円形状であるため、低圧の領域を吸入ポートの形成領域に十分に一致させることができず、また同様に高圧の領域を吐出ポートの形成領域に十分に一致させることができなかった。そのため、プレッシャープレートの両側の圧力バランスが大きく不均衡となる領域が発生し、プレッシャープレートが過度に変形した場合、ロータ等との摺動抵抗が増大するおそれがあった。

本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、プレッシャープレートの軸方向両面に作用する圧力をバランスさせ、ロータ等との摺動抵抗を低減した可変容量型ベーンポンプを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、シール溝に設けられ、環状に形成され、プレッシャープレートに吐出圧が作用する高圧領域と、吸入圧が作用する低圧領域とに区画するシール部材とを備え、シール部材は、吐出ポートに対応する領域に設けられる第１部分と、この第１部分の一端側と貫通孔を包囲する部分とを接続する第２部分と、第１部分の他端側と貫通孔を包囲する部分とを接続する第３部分と、から構成され、第２部分および第３部分は、外に凸となるように形成され、これら第２部分および第３部分の曲率半径は、第１部分の曲率半径よりも大きくなるように形成されることとした。

よって、プレッシャープレートの軸方向両面に作用する圧力をバランスさせ、過度の変形を回避した可変容量型ベーンポンプを提供できる。

以下、本発明の可変容量型ベーンポンプを実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。

［ベーンポンプの概要］
図１はベーンポンプ１の軸方向断面図（図２のＩ−Ｉ断面）、図２は径方向断面図（図１のＩＩ−ＩＩ断面）である。図２ではカムリング４が最もｙ軸負方向に位置する場合（偏心量最大）を示す。また、図３はポンプボディ１１のｘ軸正方向正面図である。図３では各シール部材２１０，２２０および６７についても図示する。各シール部材２１０，２２０は破線で示す。

なお、駆動軸２の軸方向をｘ軸とし、ポンプボディ１１、リアボディ１２へ駆動軸が挿入される方向を正方向とする。また、カムリング４の揺動を規制するスプリング７１（図２参照）の軸方向であってカムリング４を付勢する方向をｙ軸負方向、ｘ、ｙ軸と直交する軸であって吸入通路ＩＮ側をｚ軸正方向とする。

ベーンポンプ１は、駆動軸２、ロータ３、カムリング４、アダプタリング５、ハウジング１０を有する。駆動軸２は図外のエンジンとプーリを介して接続し、ロータ３と一体回転する。

ロータ３の外周には軸方向溝である複数のスロット３１が放射状に形成され、各スロット３１にベーン３２が径方向に出没可能に挿入される。また、各スロット３１の内径側端部には背圧室３３が設けられ、作動油が供給されてベーン３２を径方向外側に付勢する。

ハウジング１０はポンプボディ１１およびリアボディ１２から形成される。ポンプボディ１１はｘ軸正方向側に開口する有底カップ形状であり、底部１１１には円盤状のプレッシャープレート６が収装される。

ポンプボディ１１内周部であるポンプ要素収容部１１２であってプレッシャープレート６のｘ軸正方向側には、アダプタリング５、カムリング４、およびロータ３が収装される。

リアボディ１２はｘ軸正方向側からアダプタリング５、カムリング４、およびロータ３と液密に当接し、アダプタリング５、カムリング４、およびロータ３はプレッシャープレート６およびリアボディ１２に挟持されることとなる。

プレッシャープレート６には駆動軸挿入孔６６が設けられて駆動軸２が挿入される。また、ｘ軸正方向側面であってロータ３との摺動面６１およびリアボディ１２のｘ軸負方向側面１２０には、それぞれ吸入ポート６２，１２１および吐出ポート６３，１２２が設けられている。

この吸入ポート６２，１２１は吸入通路ＩＮと接続し、吐出ポート６３，１２２は吐出口ＯＵＴと接続してロータ３とカムリング４の間に形成されるポンプ室Ｂへの作動油の給排を行う。吸入ポート６２，１２１は複数のポンプ室Ｂの容積が増大する領域（吸入領域Ｂｚ＋）に開口し、吐出ポート６３，１２２は複数のポンプ室Ｂの容積が縮小する領域（吐出領域Ｂｚ−）に開口する。

また、ロータ３とプレッシャープレート６は異なる材料で形成され、プレッシャープレート６は、ロータ３よりも軟らかい材料で形成される。具体的には、ロータ３は鉄系材料で形成され、プレッシャープレート６はアルミニウム合金、銅合金、または鉄系焼結金属で形成される。

このため摺動面６１とロータ３との干渉が発生した場合、あるいは異物が噛みこんだ場合にロータ３とプレッシャープレート６のうちどちらか弱い部材が緩衝材となり、かじりや焼き付きを回避する。また、後述のようにプレッシャープレート６に作用する圧力のバランスを取ることで、プレッシャープレート６に軟らかい材料を用いて緩衝材としての機能を持たせるものである。

また、プレッシャープレート６の素材を軸受け鋼とすることで、かじりや焼き付きを回避する。なお、プレッシャープレート６の表面（摺動面６１、バックアップ面６８）には、アルミニウム合金または銅を蒸着し、プレッシャープレート６の剛性と耐かじり性を両立するとともに、さらに薄肉化、小型化を図ってもよい。

アダプタリング５はｙ軸側を長軸、ｚ軸側を短軸とする略楕円状の円環部材であり、外周側においてポンプボディ１１に収装されるとともに、内周側においてカムリング４を収装する。ポンプ駆動時にポンプボディ１１内で回転しないよう、アダプタリング５はピン部材８１によりポンプボディ１１に対し回転を規制される。

カムリング４は略真円の円環状部材であり、外周はアダプタリング５の短軸とほぼ同径に設けられている。したがって、略楕円状のアダプタリング５に収装されることにより、アダプタリング５内周とカムリング４外周の間には流体圧室Ａが形成され、カムリング４はアダプタリング５内においてｙ軸方向に揺動可能となる。

アダプタリング内周５３のｙ軸負方向側端部にはストッパ部５４が設けられ、カムリング４のｙ軸負方向移動を係止する。また、ストッパ部５４のｘ軸方向両側は切り欠かれて連通溝部５４ａを形成し、第１流体圧室Ａ１内でｚ軸正方向側と負方向側との作動油の連通をスムーズに行う。

また、アダプタリング内周面５３のｚ軸正方向端部にはシール部材５０が設けられ、ｚ軸負方向端部には揺動支持面Ｎが形成される。アダプタリング５はこの揺動支持面Ｎにおいてカムリング４のｚ軸負方向を係止する。

揺動支持面Ｎには板部材８０が設けられ、この板部材８０の揺動支持面Ｎとシール部材５０により、カムリング４とアダプタリング５との間の流体圧室Ａはｙ軸負、正方向に画成されて第１、第２流体圧室Ａ１，Ａ２を形成する。

カムリング４とアダプタリング５との間にはピン部材８１が設けられ、カムリング４外周に設けられた凹部に係止されて駆動軸２回りのカムリング４の回転を防止する。

ポンプボディ１１およびリアボディ１２にはピン孔１７０，１８０が設けられている。またプレッシャープレート６にはｘ軸方向貫通孔であるピン孔６５が設けられ、これらのピン孔１７０，１８０および６５にピン部材８１が挿入される。

また、プレッシャープレート６を貫通したピン部材８１がポンプボディ１１およびリアボディ１２側まで及んでピン孔１７０，１８０により保持されるため、プレッシャープレート６の支持性をさらに高めるとともに、カムリング４の回転規制能力を向上させる。

ロータ３の外径はカムリング内周４１よりも小径に設けられ、カムリング４内周側に収装される。カムリング４が揺動し、ロータ３とカムリング４の相対位置が変化した場合であっても、ロータ３の外周はカムリング内周４１と当接しないよう設けられている。

また、揺動によりカムリング４が最もｙ軸負方向に位置する場合、カムリング内周４１とロータ３外周との距離はｙ軸負方向側において最大となる。カムリング４が最もｙ軸正方向に位置する場合は、同様に距離Ｌはｙ軸正方向側において最小となる。

ベーン３２の径方向長さは距離Ｌの最大値よりも大きく設けられており、そのためベーン３２は、カムリング４とロータ３との相対位置によらず、常にスロット３１に挿入されつつカムリング内周４１に当接した状態を維持することとなる。これにより、ベーン３２は常時背圧室３３から背圧を受け、カムリング内周４１と液密に当接する。

したがって、カムリング４とロータ３との間の領域は、隣り合うベーン３２によって常時液密に画成されてポンプ室Ｂを形成する。揺動によりロータ３とカムリング４が偏心状態にあれば、ロータ３の回転に伴って各ポンプ室Ｂの容積が変化する。

プレッシャープレート６およびリアボディ１２に設けられた吸入ポート６２，１２１および吐出ポート６３，１２２は、ロータ３の外周に沿って設けられ、各ポンプ室Ｂの容積変化により作動油の給排が行われる。

また、プレッシャープレート６のｘ軸負方向側面（ロータ３の反対側面）であるバックアップ面６８には、第１、第２シール部材２１０，２２０が設けられている（図３参照）。第１シール部材２１０は吸入ポート６２の内周側かつ吐出ポート６３の外周側に設けられ、第２シール部材２２０は吸入、吐出ポート６２，６３の内周側かつ駆動軸２の外周側に設けられている。

この第１、第２シール部材２１０，２２０によってバックアップ側高圧領域Ｄｂおよびバックアップ側低圧領域Ｅｂ（図４以降に後述）が画成される。バックアップ側高圧領域Ｄｂは第１、第２シール部材２１０，２２０の間に形成され、バックアップ側低圧領域Ｅｂは第１シール部材２１０の外周側に形成される。さらに、プレッシャープレート６の最外周部にはシール部材６７が設けられている。

第１シール部材２１０はフロントハウジング１１の吐出圧導入溝１１１ａの外周側に設けられ、第２シール部材２２０は吐出圧導入溝１１１ａの内周側であって駆動軸挿入孔１１６を包囲する位置に設けられる。また、吐出圧導入溝１１１ａの内外周にはシール溝１１１ｂが設けられ、このシール溝１１１ｂに第１、第２シール部材２１０，２２０が嵌め込まれる。

このシール溝１１１ｂには断続的に複数の突起部１１１ｃが設けられている。突起部１１１ｃは吐出圧導入溝１１１ａの底部からｘ軸正方向側に突出し、各シール部材２１０，２２０はこの突起部１１１ｃにおいて保持される。突起部１１１ｃは、外周側の第１シール部材２１０が設けられるシール溝１１１ｂにおいては内周側に突出し、内周側の第２シール部材２２０が設けられるシール溝１１１ｂにおいては外周側に突出する。

したがって、各シール部材２１０，２２０のｘ軸負方向側であって突起部１１１ｃ以外の場所には吐出圧が導入され、各シール部材２１０，２２０をｘ軸正方向側に押圧することとなる。

また、第１シール部材２１０はｚ軸正方向側およびｙ軸方向両側を頂点とする略三角形状であり、ｚ軸負方向側の第１部分２１０ａ、ｙ軸負方向側の第２部分２１０ｂ、およびｙ軸正方向側の第３部分２１０ｃから形成される。第１〜第３部分２１０ａ〜２１０ｃは内周に対し外側に凸となる曲線で形成される。第１部分２１０ａの曲率半径は第２、第３部分２１０ｂ、２１０ｃの曲率半径よりも大きく設けられている。

プレッシャープレート６の摺動面６１には、ベーン３２の背圧室３３に吐出圧を供給する吸入側、吐出側ベーン背圧溝６１ａ，６１ｂが設けられている。各ベーン背圧溝６１ａ，６１ｂは溝６１ｃによって連通され（図４参照）、吐出側ベーン背圧溝６１ｂは油路６１ｄを介してフロントボディ底部１１１に設けられた吐出圧導入溝１１１ａに接続される。

アダプタリング５のｙ軸正方向端部には径方向貫通孔５１が設けられている。また、ポンプボディ１１のｙ軸正方向端部にはプラグ部材挿入孔１１４が設けられ、有底カップ形状のプラグ部材７０が挿入されてポンプボディ１１、リアボディ１２外部との液密を保つ。

このプラグ部材７０の内周にはスプリング７１がｙ軸方向に伸縮可能に挿入され、アダプタリング５の径方向貫通孔５１を貫通してカムリング４に当接し、ｙ軸負方向へ付勢する。

スプリング７１は揺動量が最大となる方向にカムリング４を付勢し、圧力の安定しないポンプ始動時において吐出量（カムリング４揺動位置）を安定させるものである。

［第１、第２流体圧室への作動油の供給］
アダプタリング５のｚ軸正方向側であってシール部材５０のｙ軸負方向側には貫通孔５２が設けられている。この貫通孔５２はそれぞれポンプボディ１１内に設けられた油路１１３を介して制御バルブ７へ連通し、ｙ軸負方向側の第１流体圧室Ａ１と制御バルブ７を接続する。油路１１３は制御バルブ７を収容するバルブ収装孔１１５に開口し、ポンプ駆動に伴って制御圧が第１流体圧室Ａ１に導入される。

制御バルブ７は油路２１，２２を介して吐出ポート６３，１２２と接続する。油路２２上にはオリフィス８が設けられ、制御バルブ７にはオリフィス８の上流圧である吐出圧と、オリフィス８の下流圧が導入される。この差圧とバルブスプリング７ａによって制御バルブ７は駆動され、制御圧を生成する。

したがって第１流体圧室Ａ１には制御圧が導入され、この制御圧は吸入圧、吐出圧に基づき生成されるため、制御圧≧吸入圧となる。

一方、第２流体圧室Ａ２には低圧供給通路１６０を介して吸入圧が導入される。この低圧供給通路１６０はリアボディ１２において吸入通路ＩＮとｘ軸負方向側面１２０とを連通し、吸入通路ＩＮと第２流体圧室Ａ２とを接続する油路であって、カムリング４の揺動位置によらず常に第２流体圧室Ａ２に開口する。

第２流体圧室Ａ２には常時吸入圧が導入されるため、これにより本願ベーンポンプ１では第１流体圧室Ａ１の液圧Ｐ１のみが制御される。一方、第２流体圧室Ａ２の液圧Ｐ２は制御されず常時Ｐ２＝吸入圧となる。これにより、第２流体圧室Ａ２を常時安定した圧力とし、油圧外乱を防止して安定したカムリング４の揺動制御が実行可能となる。

［カムリングの揺動］
カムリング４が第１流体圧室Ａ１の圧力Ｐ１から受けるｙ軸正方向の付勢力が、第２流体圧室Ａ２の油圧Ｐ２とスプリング７１から受けるｙ軸負方向の付勢力の和よりも大きくなれば、カムリング４は板部材８０との当接点を回転中心としてｙ軸正方向に揺動する。揺動によりｙ軸正方向側のポンプ室Ｂｙ+は容積が拡大し、ｙ軸負方向側のポンプ室Ｂｙ-は容積が減少する。

ｙ軸負方向側のポンプ室Ｂｙ-の容積が減少すると、単位時間あたりに吸入ポート６２，１２１から吐出ポート６３，１２２へ供給される油量が減少し、オリフィス８の上流圧と下流圧の差圧が低下する。

これにより、制御バルブ７はバルブスプリング７ａにより押し戻され、制御バルブ７の制御圧が下げられる。よって第１流体圧室Ａ１の圧力Ｐ１も低下し、ｙ軸負方向への付勢力の和に抗し切れなくなると、カムリング４はｙ軸負方向側に揺動する。

ｙ軸正、負方向の付勢力がほぼ等しくなると、カムリング４に作用するｙ軸方向の力が釣り合ってカムリング４は静止する。これにより油量が増加するとオリフィス８の差圧が上昇し、制御バルブ７はバルブスプリング７ａを押してバルブ制御圧が上昇する。

このため上記とは逆にカムリング４はｙ軸正方向へ揺動する。実際にはカムリング４は揺動ハンチングを起こすことなく、オリフィス８のオリフィス径とスプリング７ａとにより設定された流量が一定となるように、カムリング４の偏心量が決定される。

［プレッシャープレートにおける圧力分布］
（閉じ込み領域）
図４はプレッシャープレート６のｘ軸正方向正面図である。プレッシャープレート６のｘ軸負方向側面であるバックアップ面６８には、油路６３ａ（図１参照）を介して吐出ポート６３から吐出圧が供給される。この吐出圧はポンプボディ１１の底部１１１に設けられた吐出圧導入溝１１１ａ（図３参照）によって底部１１１のｚ軸負方向側に導入される。

導入された吐出圧はプレッシャープレート６をロータ３側（ｘ軸正方向側）に押圧し、ロータ３とプレッシャープレート６間のクリアランスを詰めてリークを抑制する。また、吐出圧は油路６１ｄを介して吸入側、吐出側ベーン背圧溝６１ａ，６１ｂに供給され、ベーン３２を外径方向に付勢する。

ここで、プレッシャープレート６のｘ軸正方向側面である摺動面６１は、ロータ３およびベーン３２とともにポンプ室Ｂを形成する面である。そのため、摺動面６１であって吸入ポート６２と吐出ポート６３の間の領域は、ポンプの吸入圧と吐出圧が交互に入れ替わる閉じ込み領域Ｃｐ（図４の斜線部分）となる。

また、吸入ポート始端６０２および吐出ポート始端６０３にはそれぞれノッチ溝６２１，６３１が設けられている。吸入、吐出ポート終端６０１，６０４を結ぶ直線をＫ１、吸入、吐出側ノッチ溝６２２，６３１の先端６２１ａ，６３１ａを結ぶ直線をＫ２とすると、閉じ込み領域Ｃｐは直線Ｋ１とＫ２、およびロータ側吐出領域Ｄｐのｚ軸正方向側の外径線３０２（後述）とで囲まれた領域に形成される。

なお、ｚ軸正方向側外径線３０２は吸入ポート６２の内径線６２ｉｎと吸入側ベーン背圧溝６１ａの外径との中央線である。また、閉じ込み領域Ｃｐの外径線３０５はカムリング４の内周４１および外周４２の中央線である。

第１閉じ込み領域Ｃｐ１はｙ軸負方向側に形成され、第２閉じ込み領域Ｃｐ２はｙ軸正方向側に形成される。第１閉じ込み領域Ｃｐ１では吸入圧から吐出圧へ入れ替わり、第２閉じ込み領域Ｃｐ２では吐出圧から吸入圧へ切り替わる。

摺動面６１上の閉じ込み領域Ｃｐではロータ３、ベーン３２の回転によって閉じ込みと吐出が切り替わるため、この閉じ込み領域Ｃｐを明確に規定した上で、バックアップ面６８上にバックアップ側高圧領域Ｄｂを設定する（以下説明）ことにより、プレッシャープレート６上の油圧バランスをさらに向上させる。

（圧力分布）
図５はプレッシャープレート６の摺動面６１におけるポンプ吐出圧および吸入圧の圧力分布（ロータ側吸入、吐出領域Ｅｐ，Ｄｐ）を示す図である。なお、カムリング４およびアダプタリング５も併せて図示する。また、第１、第２閉じ込み領域Ｃｐ１，Ｃｐ２は太線の囲みで示す。

摺動面６１はロータ３およびスロット３１とともにポンプ室Ｂを形成するため、摺動面６１上において吐出ポート６３と連通するポンプ室Ｂの一部を形成する領域は、吐出圧が作用するロータ側吐出領域Ｄｐ（網掛け部分および斜線部分）となる。

同様に、吸入ポート６２と連通するポンプ室Ｂの一部を形成する領域は、吸入圧が作用するロータ側吸入領域Ｅｐとなる。なお、ロータ側吸入領域Ｅｐは、摺動面６１において吐出領域Ｄｐ以外の領域となる。

ここで、吐出圧はフロントボディ底部１１１の吐出圧導入溝１１１ａおよび吐出側ベーン背圧溝６１ｂを介して吸入側ベーン背圧溝６１ａに導入される（図１参照）。

このため吸入側ベーン背圧溝６１ａ付近には吐出圧が作用し、吸入側ベーン背圧溝６１ａから一定の範囲にロータ側吐出領域Ｄｐが延在してｚ軸正方向側吐出領域Ｄｐｚ＋（斜線部分）を形成する。

なお、このｚ軸正方向側吐出領域Ｄｐｚ＋の内径線３０１は、吸入側ベーン背圧溝６１ａの内径線６１ａｉｎと駆動軸挿入孔６６の外周との中央線とする。また外径線３０２は、吸入側ベーン背圧溝６１ａの外径線６１ａｏｕｔと吸入ポート６２の内径線６２ｉｎとの中央線とする。なお、内径線３０１は駆動軸２周りの円周であり、後述のｚ軸負方向側吐出領域Ｄｐｚ−の内周と共通である。

また、ロータ側吐出領域Ｄｐは第１、第２閉じ込み領域Ｃｐ１，Ｃｐ２の内周側、および吐出ポート６３および吐出側ベーン背圧溝６１ｂから一定の範囲にも延在し、ｚ軸負方向側吐出領域Ｄｐｚ−を形成する（網掛け部分）。

ｚ軸負方向側吐出領域Ｄｐｚ−の内径線３０１は吐出側ベーン背圧溝６１ｂの内径線６１ｂｉｎと駆動軸挿入孔６６の外周の中央線である。

一方、ｚ軸負方向側吐出領域Ｄｐｚ−の外径線３０３については、吐出ポート６３がカムリング４と重複する場所か否かによって定義が異なる。重複しない場所においてはカムリング４の内周４１と外周４２の中央線であるが、重複する場所においては吐出ポート６３の外径線６３ｏｕｔとカムリング外周４２の中央線とする。

以上のとおり、ロータ側吐出領域Ｄｐの面積は、これらの内径線３０１および外径線３０２，３０３に囲まれた領域の面積Ｓｐである。

（シール部材）
図６は図５の摺動面６１に第１、第２シール部材２１０，２２０を投影した図（投影線は破線）である。第１、第２シール部材２１０，２２０は、吸入、吐出ポート６２，６３の周方向略中点を結ぶ中線ＩＩＩ−ＩＩＩに対し線対称である。

第２シール部材２２０の投影線は内周側に駆動軸２を包含する。また、第１シール部材２１０の投影線は、内周側に駆動軸２、吐出側ベーン背圧溝６１ｂおよび吐出ポート６３を包含する。

第１、第２シール部材２１０，２２０で包囲される範囲に吐出ポート６３が存在するため、吐出ポート６３内に設けられた油路６３ａを介して吐出圧が導入され、バックアップ面６８において第１、第２シール部材２１０，２２０で囲まれる領域はバックアップ側高圧領域Ｄｂとなる。

一方、第１シール部材２１０の外周側には吸入ポート６２に設けられた貫通孔６２ａを介して吸入圧が導入され、バックアップ側低圧領域Ｅｂとなる。

なお、第１、第２シール部材２１０，２２０も油圧によってプレッシャープレート６に押圧されるため、バックアップ側高圧領域Ｄｂの面積Ｓｂには第１、第２シール部材２１０，２２０の面積も含まれるものとする。したがって、面積Ｓｂは第１シール部材外径線２１３と第２シール部材内径線２２１とで囲まれた面積となる。

また、第１シール部材２１０の投影線は、吸入側ベーン背圧溝６１ａは包含する。第１シール部材２１０のｚ軸正方向側部２１１は吸入ポート６２と吸入側ベーン背圧溝６１ａとの間に位置し、ｚ軸負方向側部２１２は吐出ポート６３の外周側に位置する。

（シール部材とロータ側吐出領域との位置関係）
図７はｚ軸負方向側における第１シール部材２１０とロータ側吐出領域Ｄｐとの位置関係を示す図である。なお、図７では第２シール部材２２０は省略する。また、第１シール部材２１０およびバックアップ高圧領域Ｄｂは破線で示す。

第１シール部材２１０はプレッシャープレート６のピン孔６５を包含しない。すなわち、駆動軸２の中心Ｏ_Ｒとピン孔６５を結ぶ直線Ｌ上では第１シール部材２１０はピン孔６５の内周側に位置する。これによりピン孔６５をバックアップ側低圧領域Ｅｂ内に位置させ、ピン孔６５からの吐出圧の漏れを回避してポンプ効率を向上させる。

また、駆動軸中心Ｏ_Ｒを中心としてピン孔６５を通る円周６５ａ上において、ピン孔６５の両側で第１シール部材２１０と円周６５ａは交差し、第１シール部材２１０の外周２１３がロータ側吐出領域Ｄｐのｚ軸負方向側外径線３０３の外周に突出する。

したがって第１シール部材２１０の外周２１３は駆動軸２の中心Ｏ_Ｒとピン孔６５を結ぶ直線Ｌ上での径Ｒ_Ｌよりも、ピン孔６５を通らない直線上での径Ｒ_Ｈのほうが大きくなる。これにより第１シール部材２１０とピン孔６５が干渉することがなくなり、第１シール部材２１０の外周２１３に内包される高圧がピン孔６５を介して漏れることを回避してポンプ効率を向上させる。

（シール部材とベーン背圧溝との位置関係）
図８は図５、図６を組み合わせた図（図５に第１、第２シール部材２１０，２２０を追記した図）、図９はプレッシャープレート摺動面６１におけるｚ軸正方向側部分の拡大図である。図９の斜線部分はロータ側吐出領域Ｄｐのｚ軸正方向側吐出領域Ｄｐｚ＋である。

なお、バックアップ側高圧領域Ｄｂは摺動面６１とは反対側のバックアップ面６８に形成されるため、図８では摺動面６１への投影面とする。

第１シール部材２１０の投影線は吸入側ベーン背圧溝６１ａの外径線６１ａｏｕｔよりも外周側に位置する。このためバックアップ側高圧領域Ｄｂの投影面は吸入側ベーン背圧溝６１ａの外周側に延在する。

さらに、第１シール部材２１０の投影線はロータ側吐出領域Ｄｐのｚ軸正方向側吐出領域Ｄｐｚ＋の外周にも延在する第１外周側延在部Ｄｂｏｕｔ１を形成する。バックアップ側高圧領域Ｄｂには吐出圧が供給されるため、この第１外周側延在部Ｄｂｏｕｔ１にも吐出圧が導入される。

摺動面６１上の吸入側ベーン背圧溝６１ａに吐出圧を導入するため、バックアップ面６８上において吸入側ベーン背圧溝６１ａと対向する位置に高圧が導入される第１外周側延在部Ｄｂｏｕｔ１を設け、吸入側ベーン背圧溝６１ａの吐出圧に対抗させる。これにより圧力バランスの向上を図る。

さらに、バックアップ側高圧領域Ｄｂは、吸入側ベーン背圧溝６１ａおよび吐出側ベーン背圧溝６１ｂを内包し、第２シール部材２２０の外周縁は吸入側ベーン背圧溝６１ａの内周縁よりも外周側に位置し、第２シール部材２２０の内周縁は吸入側ベーン背圧溝６１ａの内周縁よりも内周側に位置する。

プレッシャープレート６の駆動軸挿入孔６６は開放端であるため圧力による変形量が大きい。また、プレッシャープレート６の吸入側、吐出側ベーン背圧溝６１ａ，６１ｂよりも内周は吸入圧が作用する。

したがってバックアップ面６８においては、吸入側ベーン背圧溝６１ａから吐出圧が駆動軸挿入孔６６側へ漏れない限度で、第２シール部材２２０を極力外周側に設ける。これにより駆動軸２の周囲で低圧領域Ｅｂを大きく、高圧領域Ｄｂを小さくするよう第２シール部材２２０の形状を設定し、駆動軸挿入孔６６周辺にかかる圧力を抑制して駆動軸挿入孔６６付近の変形を抑制する。

（第１、第２閉じ込み領域付近）
図１０、図１１はそれぞれプレッシャープレート摺動面６１の部分拡大図である。図１０はｙ軸負方向側の第１閉じ込み領域Ｃｐ１付近、図１１はｙ軸正方向側の第２閉じ込み領域Ｃｐ２付近を示す。

なお、第１、第２閉じ込み領域Ｃｐ１，Ｃｐ２をバックアップ面６８側に投影した領域を、第１、第２投影領域Ｃｂ１，Ｃｂ２とする。また、図８と同様にバックアップ側高圧領域Ｄｂは摺動面６１への投影面とし、破線で示す。摺動面６１側のロータ側吐出領域Ｄｐは太線で示す。

バックアップ面６８においては、第１、第２投影領域Ｃｂ１，Ｃｂ２内にはともに第１シール部材２１０が位置する。このため第１、第２投影領域Ｃｂ１，Ｃｂ２は、第１シール部材２１０によってそれぞれ２つの領域に画成される。

第１シール部材２１０の内周側は高圧領域Ｄｂであるため、第１、第２投影領域Ｃｂ１，Ｃｂ２において第１シール部材２１０によって画成された内周側の領域はそれぞれ第１、第２投影領域高圧部Ｃｂ１_Ｈ，Ｃｂ２_Ｈ（細網掛け部分）となる。一方、外周側の領域はそれぞれ第１、第２投影領域低圧部Ｃｂ１_Ｌ，Ｃｂ２_Ｌ（斜線部分）となる。

ここで、第１投影領域高圧部Ｃｂ１_Ｈは第１投影領域低圧部Ｃｂ１_Ｌよりも広く、高圧側の面積Ｓｂ１_Ｈは第１投影領域Ｃｂ１の面積Ｓｂ１の半分以上を占めることとする。

第２投影領域Ｃｂ２においても、同様に第２投影領域高圧部Ｃｂ２_Ｈは第２投影領域低圧部Ｃｂ２_Ｌよりも広く、高圧側の面積Ｓｂ２_Ｈは第２投影領域Ｃｂ２の面積Ｓｂ２の半分以上を占めることとする。

ポンプ室Ｂが第１、第２閉じ込み領域Ｃｐ１，Ｃｐ２を通過する際に吸入・吐出が切り替わって圧力変動が発生し、この圧力変動によってプレッシャープレート６がバックアップ面６８側（ｘ軸負方向側）に変形し、かじりや摩耗のおそれがある。

したがって第１、第２投影領域Ｃｂ１，Ｃｂ２の一部を高圧部Ｃｂ１_Ｈ，Ｃｂ２_Ｈとし、ポンプ室Ｂの圧力に対抗してプレッシャープレート６をロータ３側（ｘ軸正方向側）に押圧してプレッシャープレート６にかかるｘ軸方向の力を極力相殺し、プレッシャープレート６の変形を抑制する。

その際、第１、第２投影領域Ｃｂ１，Ｃｂ２の高圧部Ｃｂ１_Ｈ，Ｃｂ２_Ｈの面積Ｓｂ１_Ｈ，Ｓｂ２_Ｈを、第１、第２投影領域Ｃｂ１，Ｃｂ２の面積Ｓｂ１，Ｓｂ２の半分以上とすることで、プレッシャープレート６にかかるｘ軸方向の力をバランスさせてプレッシャープレート６の変形をさらに抑制する。

また、プレッシャープレート６をバックアップ面６８側（ｘ軸負方向側）から押圧することにより、プレッシャープレート６とロータ３とのクリアランスを減少させてリークを低減し、ポンプ効率を向上させる。

（バックアップ面における３点支持）
図１２はロータ側吐出領域Ｄｐとバックアップ側高圧領域Ｄｂとの対比図である。バックアップ側高圧領域Ｄｂ（第１シール部材２１０の外径線２１３と第２シール部材２２０の内径線２２１で包囲される領域）は太破線、ロータ側吐出領域Ｄｐは太実線で示す。

バックアップ側高圧領域Ｄｂのｚ軸正方向側部分である第１外周側延在部Ｄｂｏｕｔ１は、ロータ側吐出領域Ｄｐのｚ軸正方向側吐出領域Ｄｐｚ＋の外周側に延在し、バックアップ側高圧領域Ｄｂの一部として高圧が導入される。

また、上述のように第１シール部材２１０がロータ側吐出領域Ｄｐのｚ軸負方向側外径線３０３の外周に突出し、突出部分は第２、第３外周側延在部Ｄｂｏｕｔ２，Ｄｂｏｕｔ３を形成し、こちらにもバックアップ側高圧領域Ｄｂの一部として高圧が導入される。

したがってプレッシャープレート６のｙ軸負方向側面であるバックアップ面６８は、ｚ軸正方向側の第１外周側延在部Ｄｂｏｕｔ１、ｙ軸負方向側における第２外周側延在部Ｄｂｏｕｔ２、ｙ軸負方向側における第３外周側延在部Ｄｂｏｕｔ３の３点でｙ軸正方向側に押圧されることとなる。

ここで、第１外周側延在部Ｄｂｏｕｔ１、および第２、第３外周側延在部Ｄｂｏｕｔ２，Ｄｂｏｕｔ３はいずれも摺動面６１側のロータ側吐出領域Ｄｐの外径側に位置する。

これによりポンプ室Ｂ側の高圧領域であるロータ側吐出領域Ｄｐの周囲３点おいてプレッシャープレート６をバランスよくロータ３に押し付け、駆動軸２（ｙ軸）に対するプレッシャープレート６の傾斜を抑制しつつ、ポンプ効率と耐かじり性の向上を図っている。

［第１シール部材の形状］
図１３は従来例の第１シール部材２１０'、図１４は本願の第１シール部材２１０のｘ軸正方向正面図である。第１シール部材２１０はｚ軸正方向側およびｙ軸方向両側を頂点とする略三角形状であり、ｚ軸負方向側の第１部分２１０ａ、ｙ軸負方向側の第２部分２１０ｂ、およびｙ軸正方向側の第３部分２１０ｃから形成される。従来例の第１シール部材２１０'も、同様に第１、第２、第３部分２１０ａ'，２１０ｂ'，２１０ｃ'を有する。

従来例の第１シール部材２１０'では、第２、第３部分２１０ｂ'、２１０ｃ'のｚ軸正方向側は直線に設けられた直線部２１４'（斜線部分）を有していた。一方、本願の第１シール部材２１０の第２、第３部分２１０ｂ、２１０ｃには直線部分が存在せず、第１シール部材２１０の内周に対し外側に凸となる曲線で形成される。

また、第１部分２１０ａも外側に凸の曲線で形成されるが、第１部分２１０ａの曲率半径は第２、第３部分２１０ｂ、２１０ｃの曲率半径よりも大きく設けられている。

［段差による第１シール部材のシール性向上］
図１３は第１シール部材２１０を組み付けたポンプボディ１１のｘ軸正方向正面図である。また、図１４は図１３のＩＶ−ＩＶ断面図である。なお、図１３では第１シール部材２１０を破線で示す。

突起部１１１ｃの存在により、第１シール部材２１０のｘ軸負方向側には吐出圧導入溝１１１ａから供給される高圧が作用し、第１シール部材２１０はｘ軸正方向側（プレッシャープレート６側）に押圧される。これにより第１シール部材２１０のシール性が向上する。

また、第１シール部材２１０は、自然長の状態において外形がシール溝１１１ｂの外形よりも大きくなるように形成される。このため、第１シール部材２１０は一定の締め代をもってポンプボディ１１に組み付けられ、第１シール部材２１０には内周側への締め代圧力が作用する。したがって第１シール部材２１０をシール溝１１１ｂに組み込んだ状態において第１シール部材２１０がシール溝１１１ｂに密着し、シール効果が十分に発揮される。

［第１シール部材の変形抑制］
図１５、図１６は第１シール部材２１０のｘ軸正方向正面図、図１７、図１８は組み付け時の締め代圧力が作用した際の第１シール部材２１０にかかる力を示す図である。図１５，図１７は従来例、図１６、図１８は本願である。

第１シール部材２１０は一定の締め代をもってポンプボディ１１に組み付けられるため、第１シール部材２１０には内周側への締め代圧力による力が作用する。その際、従来例では第２、第３部分２１０ｂ'、２１０ｃ'に設けられた直線部２１４'が締め代圧力に抗しきれずに内周側へ凸に変形し、吐出圧導入溝１１１ａから第１シール部材２１０の外周側へ吐出圧がリークするおそれがある。

本願では第２、第３部分２１０ｂ、２１０ｃがともに外側に凸の曲率を有するため、第１シール部材２１０は内周側への締め代圧力に対する剛性が高い。したがって本願の第１シール部材２１０はポンプボディ１１に組み付けた際にも内周側に変形することがなく、従来例のように吐出圧のリークもない。

［圧力−流量特性の対比（突起部を考慮しない場合）］
図１９従来例と本願の圧力−流量特性の対比図である。図１９では突起部１１１ｃの影響を無視した場合を示す。

従来例では締め代圧力によって直線部２１４'が内周側に変形してリークが大きくなるため、同一圧力に対する流量が本願よりも低くなる。本願では第２、第３部分２１０ｂ、２１０ｃを外側に凸として締め代圧力に対する剛性を高めているため、従来例よりもリークが小さい。

［圧力−流量特性の対比（突起部を考慮した場合）］
図２０は突起部１１１ｃの影響を考慮した場合の圧力−流量特性を示す図である。本願のように突起部１１１ｃを断続的に複数設ける場合と、シール溝１１１ｂの全周にわたって連続して段状の突起部１１１ｃを設けた比較例も示す。

本願のように突起部１１１ｃを断続的に複数設けた場合、第１シール部材２１０のｘ軸負方向側に吐出圧が導入されて第１シール部材２１がプレッシャープレート６に押圧され、リークが低減する（図１４参照）。

一方、比較例ではシール溝１１１ｂの全周にわたって突出部１１１ｃを設けているが、突起部１１１ｃと第１シール部材２１０とが当接する部分には吐出圧が入り込まない。そのため比較例では第１シール部材２１０のｘ軸負方向側面上における吐出圧の受圧面積が小さくなる。

これにより、比較例では本願と比べ第１シール部材２１０をプレッシャープレート６に押圧する力が低下し、リークが大きくなる。よって同一圧力に対する流量は従来例よりも改善されるものの、本願よりは劣る。

［実施例１の効果］
（１）プレッシャープレート６の軸方向一方側の面（バックアップ面６８）、またはポンプボディ１１であってこの一方側の面に対向する面（フロントボディ底部１１１）に形成され、吐出ポート６３に対応する領域と貫通孔６６とを包囲するように形成されたシール溝１１１ｂと、
シール溝１１１ｂに設けられ、環状に形成され、プレッシャープレート６に吐出圧が作用するバックアップ側高圧領域Ｄｂと、吸入圧が作用するバックアップ側低圧領域Ｅｂとに区画する第１シール部材２１０を備え、
第１シール部材２１０は、吐出ポート６３に対応する領域に設けられる第１部分２１０ａと、この第１部分２１０ａの一端側と貫通孔６６を包囲する部分とを接続する第２部分２１０ｂと、第１部分２１０ａの他端側と貫通孔６６を包囲する部分とを接続する第３部分２１０ｃと、から構成され、
第２部分２１０ｂおよび第３部分２１０ｃは、外に凸となるように形成され、これら第２部分２１０ｂおよび第３部分２１０ｃの曲率半径は、第１部分２１０ａの曲率半径よりも大きくなるように形成されることとした。

第２部分２１０ｂと第３部分２１０ｃが外に凸の形状であるため、第１シール部材２１０をシール溝１１１ｂに組み込んだ状態において、これら第２、第３部分２１０ｂ、２１０ｃが内側へ向かって凸に変形することを抑制可能となる。よって、第１シール部材２１０とシール溝１１１ｂとの間に隙間が形成されることを防止し、第１シール部材２１０における漏れを抑制することができる。

（２）プレッシャープレート６であってロータ３と摺動する面を摺動面６１とし、
プレッシャープレート６であって摺動面６１と反対側の面をバックアップ面６８とし、
摺動面６１上であって吐出ポート６３の始端６０３と吸入ポート６２の終端６０１との間を第１閉じ込み領域Ｃｐ１とし、
摺動面６１上であって吸入ポート６２の始端６０２と吐出ポート６３の終端６０４との間を第２閉じ込み領域Ｃｐ２とし、
バックアップ面６８上に第１閉じ込み領域Ｃｐ１を投影した第１投影領域Ｃｂ１内に設けられ、高圧が導入される第１投影領域高圧部Ｃｂ１_Ｈと、
バックアップ面６８上に第２閉じ込み領域Ｃｐ２を投影した第２投影領域Ｃｂ２内に設けられ、高圧が導入される第２投影領域高圧部Ｃｂ２_Ｈを有することとした。

これにより、第１シール部材２１０によって、より適切にバックアップ側高圧領域Ｄｂとバックアップ側低圧領域Ｅｂを画成することができる。

（３）第１シール部材２１０は、自然長の状態において外形がシール溝１１１ｂの外形よりも大きくなるように形成されることとした。

第１シール部材２１０をシール溝１１１ｂに組み込んだ状態において第１シール部材２１０がシール溝１１１ｂに密着し、シール効果を十分に発揮させることができる。

（４）シール溝１１１ｂの底側で、かつバックアップ側低圧領域Ｅｂに隣接する側に設けられ、第１シール部材２１０とシール溝１１１ｂとの密着を防止する突起部１１１ｃをさらに有することとした。

バックアップ側高圧領域Ｄｂからの高圧油がシール溝１１１ｂの底と第１シール部材２１０との間に入り込みやすくなる。よって、高圧油により第１シール部材２１０を十分にプレッシャープレート６に押圧し、シール効果を向上させることができる。

（５）突起部１１１ｃは、断続的に周方向に複数個設けられることとした。

突起部１１１ｃが設けられる部分は第１シール部材２１０の受圧面とはならない。そこで、突起部１１１ｃの形成箇所を断続的に設定することにより、第１シール部材２１０の受圧面積を増大させ、シール効果を向上させることができる。
（他の実施例）

以上、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。

図２０、図２１はプレッシャープレート６にシール溝６８ａ，６８ｂを設けた例である。図２１は図２０のＶ−Ｖ断面図である。実施例１ではポンプボディ１１にシール溝１１１ｂを設けて第１、第２シール部材２１０，２２０を組み込んだが、図２１、図２２に示すようにプレッシャープレート６のバックアップ面６８にシール溝６８ａ，６８ｂを設けて第１、第２シール部材２１０，２２０を組み込んでもよい。

この場合、バックアップ面６８に吐出圧導入溝６８ｄを設け、この吐出圧導入溝６８ｄの外周側に第１シール部材２１０を組み込むシール溝６８ａ、内周側に第２シール部材２２を組み込むシール溝６８ｂを設ける。各シール溝６８ａ，６８ｂにはそれぞれ実施例１と同様に突起部６８ｃが断続的に設けられ、これにより実施例１と同様の作用効果を得る。

実施例１におけるベーンポンプの軸方向断面図（図２のＩ−Ｉ断面）である。 実施例１におけるベーンポンプの径方向断面図（図１のＩＩ−ＩＩ断面）である（偏心量最大）。 ポンプボディのｘ軸正方向正面図である。 プレッシャープレートのｘ軸正方向正面図である。 プレッシャープレートの摺動面におけるポンプ吐出圧および吸入圧の圧力分布を示す図である。 図５の摺動面に第１、第２シール部材を投影した図である。 ｚ軸負方向側における第１シール部材とロータ側吐出領域との位置関係を示す図である。 図５、図６を組み合わせた図（図５に第１、第２シール部材を追記した図である。 プレッシャープレート摺動面におけるｚ軸正方向側部分の拡大図である。 プレッシャープレート摺動面の部分拡大図（第１閉じ込み領域付近）である。 プレッシャープレート摺動面の部分拡大図（第２閉じ込み領域付近）である。 ロータ側吐出領域とバックアップ側高圧領域との対比図である。 第１シール部材を組み付けたポンプボディのｘ軸正方向正面図である。 図１３のＩＶ−ＩＶ断面図である。 第１シール部材のｘ軸正方向正面図である（従来例）。 第１シール部材のｘ軸正方向正面図である（本願）。 第１シール部材にかかる締め代圧力を示す図である（従来例）。 第１シール部材にかかる締め代圧力を示す図である（本願）。 圧力−流量特性の対比図である（突起部の影響を無視した場合）。 圧力−流量特性の対比図である（突起部の影響を考慮した場合）。 他の実施例を示す図である。 他の実施例を示す図である（図２０のＶ−Ｖ断面）。

符号の説明

１ ベーンポンプ
２ 駆動軸
３ ロータ
４ カムリング
６ プレッシャープレート
１１ ポンプボディ
１２ リアボディ
３１ スロット
３２ ベーン
６１ 摺動面
６２ 吸入ポート
６３ 吐出ポート
６６ 貫通孔
６８ バックアップ面（軸方向一方側の面）
１１１ フロントボディ底部（一方側の面に対向する面）
１１１ｂ シール溝
１１１ｃ 突起部
２１０ 第１シール部材
２１０ａ 第１部分
２１０ｂ 第２部分
２１０ｃ 第３部分
６０１ 吸入ポート終端
６０２ 吸入ポート始端
６０３ 吐出ポート始端
６０４ 吐出ポート終端
Ｂ ポンプ室
Ｃｐ１ 第１閉じ込み領域
Ｃｐ２ 第２閉じ込み領域
Ｃｂ１ 第１投影領域
Ｃｂ１_Ｈ 第１投影領域高圧部
Ｃｂ２ 第２投影領域
Ｃｂ２_Ｈ 第２投影領域高圧部
Ｄｂ バックアップ側高圧領域
Ｅｂ バックアップ側低圧領域
Ｎａ 揺動支点

Claims (5)

1. ポンプボディと、
   前記ポンプボディに軸支される駆動軸と、
   前記ポンプボディ内に設けられ、前記駆動軸に回転駆動されるロータと、
   前記ロータの周方向に複数個設けられたスロットに出没自在に設けられたベーンと、
   前記ポンプボディ内であって揺動支点を中心に揺動自在に設けられるとともに、環状に形成され、内周側に前記ロータおよび前記ベーンとともに複数のポンプ室を形成するカムリングと、
   前記ポンプボディを閉塞するリアボディと、
   前記ポンプボディに収容され、前記駆動軸が貫通される貫通孔が形成され、軸方向一方側から吐出圧を受けることにより前記ロータ側に付勢されるプレッシャープレートと、
   前記プレッシャープレートに設けられ、前記複数のポンプ室の容積が増大する領域に開口する吸入ポートと、前記複数のポンプ室の容積が縮小する領域に開口する吐出ポートと、
   前記プレッシャープレートの前記軸方向一方側の面、または前記ポンプボディであってこの一方側の面に対向する面に形成され、前記吐出ポートに対応する領域と前記貫通孔とを包囲するように形成されたシール溝と、
   前記シール溝に設けられ、環状に形成され、前記プレッシャープレートに吐出圧が作用する高圧領域と、吸入圧が作用する低圧領域とに区画するシール部材と
   を備え、
   前記シール部材は、前記吐出ポートに対応する領域に設けられる第１部分と、この第１部分の一端側と前記貫通孔を包囲する部分とを接続する第２部分と、前記第１部分の他端側と前記貫通孔を包囲する部分とを接続する第３部分と、から構成され、
   前記第２部分および前記第３部分は、外に凸となるように形成され、これら第２部分および第３部分の曲率半径は、前記第１部分の曲率半径よりも大きくなるように形成されること
   を特徴とする可変容量型ベーンポンプ。
2. 請求項１に記載の可変容量型ベーンポンプにおいて、
   前記プレッシャープレートであって前記ロータと摺動する面を摺動面とし、
   前記プレッシャープレートであって前記摺動面と反対側の面をバックアップ面とし、
   前記摺動面上であって前記吐出ポートの始端と前記吸入ポートの終端との間を第１閉じ込み領域とし、
   前記摺動面上であって前記吸入ポートの始端と前記吐出ポートの終端との間を第２閉じ込み領域とし、
   前記バックアップ面上に前記第１閉じ込み領域を投影した第１投影領域内に設けられ、高圧が導入される第１投影領域高圧部と、
   前記バックアップ面上に前記第２閉じ込み領域を投影した第２投影領域内に設けられ、高圧が導入される第２投影領域高圧部と
   を有することを特徴とする可変容量型ベーンポンプ。
3. 請求項１に記載の可変容量型ベーンポンプにおいて、
   前記シール部材は、自然長の状態において外形が前記シール溝の外形よりも大きくなるように形成されること
   を特徴とする可変容量型ベーンポンプ。
4. 請求項１に記載の可変容量型ベーンポンプは、
   前記シール溝の底側で、かつ前記低圧領域に隣接する側に設けられ、前記シール部材と前記シール溝との密着を防止する突起部をさらに有すること
   を特徴とする可変容量型ベーンポンプ。
5. 請求項４に記載の可変容量型ベーンポンプにおいて、
   前記突起部は、断続的に周方向に複数個設けられること
   を特徴とする可変容量型ベーンポンプ。

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