JP6156184B2

JP6156184B2 - 燃料供給装置

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Publication number: JP6156184B2
Application number: JP2014031733A
Authority: JP
Inventors: 宏明鬼頭; 義也平松
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2014-02-21
Publication date: 2017-07-05
Anticipated expiration: 2034-02-21
Also published as: US9783048B2; US20150239340A1; CN104859430B; JP2015157494A; CN104859430A

Description

本発明は、自動車などの燃料タンクに燃料を供給する燃料供給装置に関する。

従来、燃料供給装置として、フィラーネックに接続した樹脂製の燃料パイプを通じて燃料を燃料タンクに供給する機構が知られている。こうした燃料供給装置では、給油者から蓋体やフィラーネックを介して伝わる静電気を逃すためのアース経路を確保する必要が生じる。例えば、特許文献１の燃料給油装置では、導電性樹脂製のフィラーネックの外周に、外層が導電性樹脂の２層の燃料パイプを圧入した状態において、フィラーネックのアース接続部が燃料パイプの外層に接触し、燃料パイプの外層から、金属製のパイプ保持装置を通じて、車体へのアース経路を構成している。

特開平２０１１−１３１８２４号公報

近年、耐燃料透過性、耐衝撃性の向上の要請から、フィラーネック自体を、耐燃料透過性の樹脂と、耐衝撃性の樹脂との２層構造にすることが検討されている。樹脂に導電性を付与するためには、導電性物質を付与するが、２層共に導電性物質を付与すると、費用を要するため、一方の層だけに導電性を付与することが好ましい。２層のうち、一方の層だけにしか導電性を付与しない場合に、蓋体、フィラーネック、および燃料パイプの外層を通じたアース経路の確保が難しかった。このような課題は、フィラーネックおよび燃料パイプが２層以上の多層構造の場合に共通する課題である。

本発明は、上記従来の技術の課題を踏まえ、多層構造のフィラーネックと、多層構造の燃料パイプを用いて、アース経路を構成することができる燃料供給装置を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、給油ノズルから吐出される燃料を燃料タンクに供給する燃料供給装置が提供される。この燃料供給装置は、前記給油ノズルが挿入される開口部を備え、導電性を有する導電層と、導電性を有しない非導電層を含む多層構造をなす樹脂製のフィラーネックと、前記フィラーネックに接続され、最外層に導電性を有する導電外層を備える多層構造をなす樹脂製の燃料パイプと、前記フィラーネックの前記開口部を開閉する、導電性を有する蓋体と、を備え、前記フィラーネックは、前記蓋体と接触する導電性の蓋体接触部と、前記燃料パイプの前記導電外層と接触する導電性の導電外層接触部と、を備え、前記蓋体から前記燃料パイプの前記導電外層までの導電経路を形成する。

この燃料供給装置によれば、蓋体、フィラーネック、および燃料パイプが電気的に接続され、燃料パイプの外層を通じたアース経路を確保することができる。

（２）上記実施形態において、前記フィラーネックは、前記導電層が最内層に配置され、前記導電外層接触部は、前記導電層から、前記非導電層を貫通して形成されてもよい。このようにすると、フィラーネックの導電層が最内層に配置される場合であって、たとえ、その他の層が非導電性であっても、導電外層接触部を介して、蓋体、フィラーネック、および燃料パイプが電気的に接続され、燃料パイプの外層を通じたアース経路を確保することができる。

（３）上記実施形態において、前記フィラーネックは、前記導電層が最外層に配置され、前記蓋体接触部は、前記導電層から、前記非導電層を貫通して形成されてもよい。このようにすると、フィラーネックの導電層が最外層に配置される場合であっても、蓋体接触部を介して、蓋体、フィラーネック、および燃料パイプが電気的に接続され、燃料パイプの外層を通じたアース経路を確保することができる。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、フィラーネック、燃料供給装置を備える装置、燃料供給装置を備える移動体、燃料供給装置を備える自動車、燃料供給装置の製造方法などの種々の形態で実現することができる。

本発明によれば、燃料供給装置において、蓋体、フィラーネック、および燃料パイプが電気的に接続され、燃料パイプの外層を通じたアース経路を確保することができる。

本発明の第１実施形態の燃料供給装置の概略構成を示す説明図である。フィラーネックおよび燃料パイプの一部の断面構成を概略的に示す説明図である。第２実施形態の燃料供給装置のフィラーネックおよび燃料パイプの一部の断面構成を概略的に示す説明図である。変形例の燃料供給装置のフィラーネックおよび燃料パイプの一部の断面構成を概略的に示す説明図である。

Ａ．第１実施形態：
（Ａ１）燃料供給装置の構成：
図１は本発明の第１実施形態の燃料供給装置の概略構成を示す説明図である。燃料供給装置ＦＳは、自動車の燃料タンクへの燃料供給に使用されるものであり、燃料キャップＦＣと、フィラーネック２０と、フィラーネック２０に接続された燃料パイプ４０，５０と、燃料パイプ４０，５０を車体側部材（図示省略）に取り付けるためのパイプ保持装置ＰＨと、燃料パイプ４０，５０の端部を燃料タンクに接続するタンク接続部材（図示省略）とを備えている。

燃料パイプ４０は、フィラーネック２０と燃料タンクとを接続する樹脂パイプであり、一端はフィラーネック２０に接続され、他端は燃料タンクに接続されている。燃料パイプ４０は、２層構造を成し、内層は耐燃料透過性に優れたポリエチレンから形成され、外層はカーボンブラックを添加することで導電性を付与したポリエチレンから形成されている。燃料パイプ４０を２層構造にすることにより、耐燃料透過性および導電性を付与している。また、外層のみに導電性を付与することにより、コストの増加を抑えつつ、後述するアース経路を確保している。

導電性を付与するための添加剤は、カーボンブラックに限定されない。例えば、カーボンフィラー、黒鉛等のカーボンや、銀、銅などの金属や、酸化錫、酸化インジウムなどの金属化合物等を添加してもよい。また、樹脂は、ポリエチレンに限定されず、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリスチレン等、種々の樹脂を用いることができる。特に、耐燃料透過性が優れたものとして、ナイロン、ＥＶＯＨ（エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂）を用いてもよい。また、内層、外層を形成する材料は、耐燃料透過性、耐衝撃性、耐久性、コスト、重量等を考慮して、ゴム、シリコン等、種々の材料を添加してもよい。

燃料キャップＦＣは、導電性を有する樹脂から形成される。燃料キャップＦＣは、ねじ部２７Ｃを備え、燃料キャップ接触部２２に形成されたねじ部２７Ｎと螺号して、ゴム製のシール材Ｓを介して、フィラーネック２０に装着される。燃料キャップＦＣは、この形状に限定されず、フィラーネック２０の開口部２１を開閉できればよい。例えば、フラップ弁等の弁体を用いて開閉する構成（一般に、キャップレスと称される）にしてもよい。

給油時に燃料キャップＦＣをフィラーネック２０から外して、給油ガンから燃料をフィラーネック２０に注入すると、燃料は、フィラーネック２０および燃料パイプ４０で構成される燃料供給通路を通じて、燃料タンクに供給される。燃料パイプ４０は、後述するように、燃料給油時に、人体等に帯電した静電気を除くアース経路の一部として作用する。

燃料パイプ５０は、給油時に燃料タンク内の燃料蒸気を燃料パイプ４０に循環するためのブリーザ用のパイプである。燃料パイプ４０と同様に、一端はフィラーネック２０に接続され、他端は燃料タンクに接続されている。燃料パイプ５０は、耐燃料透過性に優れたポリエチレンから形成されている。燃料パイプ５０を、燃料パイプ４０と同様に２層構造にしてもよい。

給油ガンからフィラーネック２０および燃料パイプ４０で構成される燃料供給通路を通じて、燃料タンクに燃料が供給されるとき、燃料パイプ５０は、燃料タンク内の燃料蒸気を燃料タンクから逃がして燃料の供給を円滑にする。

（Ａ２）フィラーネックの構成：
図２はフィラーネックおよび燃料パイプの一部の断面構成を概略的に示す説明図である。フィラーネック２０は、略筒状体に形成され、一端は、燃料キャップＦＣが嵌合される開口部２１が形成され、他端は、燃料パイプ４０が接続されるパイプ接続部２６が形成されている。また、燃料パイプ５０が接続されるパイプ接続部（図示省略）が、分岐して設けられている。

フィラーネック２０は、２層構造をなし、内層は耐燃料透過性に優れ、カーボンブラックを添加することで導電性を付与したナイロンから形成され、外層は耐衝撃性が高いポリエチレンから形成されている。フィラーネック２０を２層構造にすることにより、耐燃料透過性および耐衝撃性の要請に応えている。また、内層のみに導電性を付与することにより、コストの増加を抑制しつつ、後述するアース経路を確保している。本実施形態において、内層を形成する導電性樹脂の電気抵抗は、１０^-6〜１０^-9Ω・ｍである。

導電性樹脂の電気抵抗は、上記に限定されず、導電性を有する程度の電気抵抗であればよい。導電性を付与するための添加剤は、カーボンブラックに限定されない。例えば、カーボンフィラー、黒鉛等のカーボンや、銀、銅などの金属や、酸化錫、酸化インジウムなどの金属化合物等を添加してもよい。また、樹脂は、ナイロン、ポリエチレンに限定されず、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリスチレン等、種々の樹脂を用いることができる。また、内層、外層を形成する材料は、耐燃料透過性、耐衝撃性、耐久性、コスト、重量等を考慮して、ゴム、シリコン等、種々の材料を添加してもよい。

また、フィラーネック２０は、燃料キャップＦＣと接触する燃料キャップ接触部２２と、燃料パイプ４０の導電外層４５と接触する導電外層接触部２３と、を備える。燃料キャップ接触部２２は、燃料キャップＦＣがフィラーネック２０に装着された際に燃料キャップＦＣと接触する。燃料キャップ接触部２２は、内層２４の一部として構成されている。すなわち、燃料キャップ接触部２２は、内層２４の一部として、外層２５の内周に設けられており、燃料キャップＦＣと接触している。

燃料キャップＦＣがフィラーネック２０に装着され、燃料キャップ接触部２２が燃料キャップＦＣと接触すると、燃料キャップＦＣとフィラーネック２０とが電気的に接続される。燃料キャップ接触部２２はこの形状に限定されない。導電性を有する内層２４と燃料キャップＦＣとに接触し、燃料キャップＦＣから内層２４への導電経路が確保できればよい。例えば、内層２４からスリット状に延設されたり、内層２４から小片状に延設されて、燃料キャップＦＣと部分的に接触する構成にしてもよい。

導電外層接触部２３は、内層２４を形成する材料と同一の導電性樹脂から成り、内層２４と一体的に射出成形により形成される。導電外層接触部２３は、略筒状をなす内層２４から外径方向に突出し、外層２５を貫通して鈎状に設けられている。本実施形態では、導電外層接触部２３は、フィラーネック２０の外周の対称となる位置に、２箇所設けられている。

フィラーネック２０のパイプ接続部２６は、環状に外径方向に突出し、断面が略直角三角形をなす突起が複数形成されている、ファーツリー形状に形成されており、燃料パイプ４０の圧入時は燃料パイプ４０の接続端を拡張させて挿入しやすく、燃料パイプ４０が引き抜かれる方向に力が加わっても抜けにくくなっている。

パイプ接続部２６の外周面と導電外層接触部２３の内面との間隙は、燃料パイプ４０の肉厚より小さく形成され、図示するように、燃料パイプ４０がフィラーネック２０に接続されると、燃料パイプ４０の接続端はパイプ接続部２６と導電外層接触部２３とに挟まれて、燃料パイプ４０の導電外層４５に導電外層接触部２３が食い込む状態で接触している。特に、パイプ接続部２６のファーツリーにより、外周側へ押し出されることで、フィラーネック２０と燃料パイプ４０とが電気的に接続される。

導電外層接触部２３の数および形状は、本実施形態に限定されず、フィラーネック２０の導電性を有する内層２４と燃料パイプ４０の導電外層４５とに接触し、フィラーネック２０から燃料パイプ４０への導電経路が確保できればよい。例えば、１箇所設けても良いし、３箇所以上設けても良い。

（Ａ３）第１実施形態の効果：
第１実施形態の燃料供給装置ＦＳによれば、フィラーネック２０の導電外層接触部２３が、導電性のない外層２５を貫通して、燃料パイプ４０の導電外層４５と接触しているため、フィラーネック２０の外層２５が非導電性でも、フィラーネック２０と燃料パイプ４０とを電気的に接続することができる。従って、第１実施形態の燃料供給装置ＦＳによれば、燃料キャップＦＣからフィラーネック２０の燃料キャップ接触部２２、内層２４、導電外層接触部２３、燃料パイプ４０の導電外層４５、パイプ保持装置ＰＨを通じて車体側部材へのアース経路が構成されている。このアース経路を通じて、燃料キャップＦＣを開けて給油する時に、人体等に帯電した静電気を速やかに逃がすことができる。

上述の通り、燃料パイプ４０がフィラーネック２０に接続されると、燃料パイプ４０の接続端はパイプ接続部２６と導電外層接触部２３とに挟まれて、燃料パイプ４０の導電外層４５に導電外層接触部２３が食い込む状態で接触しているため、接触面積が増加し電気的接続を確実にとることができる。

また、アース経路は、燃料パイプ４０を利用しているから、フィラーネック２０と車体側部材までのアースワイヤを配設することが不要となり、構成および接続作業を簡単にできる。

Ｂ．第２実施形態：
（Ｂ１）フィラーネックの構成：
図３は、第２実施形態の燃料供給装置のフィラーネックおよび燃料パイプの一部の断面構成を概略的に示す説明図である。第２実施形態の燃料供給装置は、フィラーネックの構成が第１実施形態と異なるものの、他の構成は同一であるため、その説明を省略し、同一の符号を用いて説明する。

第２実施形態のフィラーネック２０Ａは、第１実施形態と同様に２層構造をなすものの、第１実施形態と異なり、外層２５Ａが導電性樹脂からなり、内層２４Ａは導電性を有さない。フィラーネック２０Ａは、第１実施形態のフィラーネック２０と同様に、燃料キャップＦＣと接触する燃料キャップ接触部２２Ａと、燃料パイプ４０の導電外層４５と接触する導電外層接触部２３Ａと、を備える。

燃料キャップ接触部２２Ａは、外層２５Ａを形成する材料と同一の導電性樹脂から成り、外層２５Ａと一体的に射出成形により形成される。燃料キャップ接触部２２Ａは、略筒状をなす外層２５Ａから内径方向に突出し、内層２４Ａを貫通して柱状（突起状）に設けられている。燃料キャップＦＣがフィラーネック２０Ａに装着され、燃料キャップ接触部２２Ａが燃料キャップＦＣと接触すると、燃料キャップＦＣとフィラーネック２０Ａとが電気的に接続される。

本実施形態では、燃料キャップ接触部２２Ａは、フィラーネック２０の内周の対称となる位置に、２箇所設けられている。燃料キャップ接触部２２Ａの数および形状は、本実施形態に限定されず、導電性を有する外層２５Ａと燃料キャップＦＣとに接触し、燃料キャップＦＣから外層２５Ａへの導電経路が確保できればよい。例えば、１箇所設けても良いし、３箇所以上設けても良い。さらに、全周に亘って環状に設けてもよい。

導電外層接触部２３Ａは、外層２５Ａを形成する材料と同一の導電性樹脂から成り、外層２５Ａと一体的に射出成形により形成される。導電外層接触部２３Ａは、略筒状をなす外層２５Ａから外径方向に突出して鈎状に設けられている。本実施形態では、第１実施形態と同様に、導電外層接触部２３Ａは、フィラーネック２０の外周の対称となる位置に、２箇所設けられている。

図示するように、燃料パイプ４０がフィラーネック２０に接続されると、第１実施形態と同様に、燃料パイプ４０の接続端はパイプ接続部２６と導電外層接触部２３Ａとに挟まれて、燃料パイプ４０の導電外層４５に導電外層接触部２３Ａが食い込む状態で接触している。これにより、フィラーネック２０Ａと燃料パイプ４０とが電気的に接続される。

導電外層接触部２３Ａの数および形状は、本実施形態に限定されず、フィラーネック２０の導電性を有する外層２５Ａと燃料パイプ４０の導電外層４５とに接触し、フィラーネック２０から燃料パイプ４０への導電経路が確保できればよい。例えば、１箇所設けても良いし、３箇所以上設けても良い。

（Ｂ２）第２実施形態の効果：
第２実施形態の燃料供給装置ＦＳによれば、フィラーネック２０Ａの燃料キャップ接触部２２Ａが、非導電性の内層２４を貫通して、燃料キャップＦＣと接触しているため、フィラーネック２０Ａの内層２４Ａが非導電性であっても、燃料キャップＦＣとフィラーネック２０とを電気的に接続することができる。従って、第２実施形態の燃料供給装置ＦＳによれば、燃料キャップＦＣからフィラーネック２０Ａの燃料キャップ接触部２２Ａ、外層２５Ａ、導電外層接触部２３Ａ、燃料パイプ４０の導電外層４５、パイプ保持装置ＰＨを通じて車体側部材へのアース経路が構成されている。このアース経路を通じて、燃料キャップＦＣを開けて給油する時に、人体等に帯電した静電気を速やかに逃がすことができる。

Ｃ．変形例：
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

（Ｃ１）変形例１：
上記実施形態では、アース経路を燃料供給用の燃料パイプ４０に設けているが、これに限定されず、ブリーザ用の燃料パイプ５０に設けてもよい。図４は、変形例の燃料供給装置のフィラーネックおよび燃料パイプの一部の断面構成を概略的に示す説明図である。図４に示すように、変形例のフィラーネック２０Ｂは、第１実施形態のフィラーネック２０における導電外層接触部２３に換えて、導電外層接触部２３Ｂを備える。導電外層接触部２３Ｂは、燃料パイプ５０が接続されるパイプ接続部２８に設けられている。導電外層接触部２３Ｂは、第１実施形態の導電外層接触部２３と同様に、内層２４と一体的に射出成形により形成され、略筒状をなす内層２４から外径方向に突出し、外層２５を貫通して鈎状に設けられている。変形例の燃料供給装置では、燃料パイプ５０を、第１実施形態の燃料パイプ４０と同様に、外層に導電性樹脂を用いた２層構造に構成している。これにより、燃料キャップＦＣからフィラーネック２０の燃料キャップ接触部２２、内層２４、導電外層接触部２３Ｂ、燃料パイプ５０の導電外層５５、パイプ保持装置ＰＨを通じて車体側部材へのアース経路が構成される。さらに、燃料パイプ４０と燃料パイプ５０の両方にアース経路を設けてもよい。

（Ｃ２）変形例２：
上記第１実施形態では、導電外層接触部２３を内層２４Ａと一体的に射出成形により形成し、第２実施形態では、燃料キャップ接触部２２Ａおよび導電外層接触部２３Ａを外層２５Ａと一体的に射出成形により形成する例を示したが、形成方法は上記実施形態に限定されない。例えば、ブロー成形、熱成形、圧縮成形等の成形方法により成形してもよい。また、燃料キャップ接触部２２、２２Ａ、導電外層接触部２３、２３Ａを、内層、外層と別部品として形成し、接着剤や熱溶着等により接着してもよい。その場合には、燃料キャップ接触部２２、２２Ａ、導電外層接触部２３、２３Ａを、内層、外層と異なる材料で構成してもよい。

（Ｃ３）変形例３：
上記実施形態では、フィラーネック２０、２０Ａ、および燃料パイプ４０が、それぞれ、２層構造を成すものを例示したが、３層以上の多層構造であってもよい。３層以上の場合にも、導電性を有する層の配置に応じて、燃料キャップＦＣからフィラーネック、燃料パイプを通じたアース経路が確保できるように、適宜、燃料キャップ接触部、導電外層接触部を構成すればよい。

（Ｃ４）変形例４：
上記実施形態では、フィラーネック２０のパイプ接続部２６の外周面と導電外層接触部２３の内面との間隙を、燃料パイプ４０の肉厚より小さく形成しているが、燃料パイプ４０の肉厚以下であればよい。燃料パイプ４０の接続端がパイプ接続部２６と導電外層接触部２３とに挟まれて、燃料パイプ４０の導電外層４５に導電外層接触部２３が接触すればよい。但し、上記実施形態のように構成すると、接触面積が増加し電気的接続を確実にとることができ、好ましい。

２０、２０Ａ、２０Ｂ…フィラーネック
２１…開口部
２２、２２Ａ…燃料キャップ接触部
２３、２３Ａ、２３Ｂ…導電外層接触部
２４、２４Ａ…内層
２５、２５Ａ…外層
２６、２８…パイプ接続部
４０…燃料パイプ
４５、５５…導電外層
５０…燃料パイプ
５１…パイプ接続端
ＦＣ…燃料キャップ
ＰＨ…パイプ保持装置
ＦＳ…燃料供給装置
Ｓ…シール材

Claims

給油ノズルから吐出される燃料を燃料タンクに供給する燃料供給装置（ＦＳ）であって、
前記給油ノズルが挿入される開口部（２１）を備え、導電性を有する導電層（２５Ａ）と、導電性を有しない非導電層（２４Ａ）を含む多層構造をなす樹脂製のフィラーネック（２０Ａ）と、
前記フィラーネック（２０Ａ）に接続され、最外層に導電性を有する導電外層（４５）を備える多層構造をなす樹脂製の燃料パイプ（４０）と、
前記フィラーネック（２０Ａ）の前記開口部（２１）を開閉する、導電性を有する蓋体（ＦＣ）と、
を備え、
前記フィラーネック（２０Ａ）は、
前記蓋体（ＦＣ）と接触する導電性の蓋体接触部（２２Ａ）と、前記燃料パイプ（４０）の前記導電外層（４５）と接触する導電性の導電外層接触部（２３Ａ）と、を備え、前記蓋体（ＦＣ）から前記燃料パイプ（４０）の前記導電外層（４５）までの導電経路を形成し、
前記導電層（２５Ａ）は、前記フィラーネック（２０Ａ）の最外層に配置され、
前記蓋体接触部（２２Ａ）は、前記導電層（２５Ａ）から、前記非導電層（２４Ａ）を貫通して形成されている、燃料供給装置（ＦＳ）。
給油ノズルから吐出される燃料を燃料タンクに供給する燃料供給装置（ＦＳ）であって、
前記給油ノズルが挿入される開口部（２１）を備え、導電性を有する導電層（２４）と、導電性を有しない非導電層（２５）を含む多層構造をなす樹脂製のフィラーネック（２０，２０Ｂ）と、
前記フィラーネック（２０，２０Ｂ）に接続され、最外層に導電性を有する導電外層（４５，５５）を備える多層構造をなす樹脂製の燃料パイプ（４０，５０）と、
前記フィラーネック（２０，２０Ｂ）の前記開口部（２１）を開閉する、導電性を有する蓋体（ＦＣ）と、
を備え、
前記フィラーネック（２０，２０Ｂ）は、
前記蓋体（ＦＣ）と接触する導電性の蓋体接触部（２２）と、前記燃料パイプ（４０，５０）の前記導電外層（４５，５５）と接触する導電性の導電外層接触部（２３，２３Ｂ）と、を備え、前記蓋体（ＦＣ）から前記燃料パイプ（４０，５０）の前記導電外層（４５，５５）までの導電経路を形成し、
前記導電層（２４）は、前記フィラーネック（２０，２０Ｂ）の最内層に配置され、
前記導電外層接触部（２３，２３Ｂ）は、前記導電層（２４）から、前記非導電層（２５）を貫通して形成されており、
前記フィラーネック（２０，２０Ｂ）は、前記燃料パイプ（４０，５０）が接続される、ファーツリー形状に形成されたパイプ接続部（２６，２８）を備え、
前記燃料パイプ（４０，５０）は、前記パイプ接続部（２６，２８）の前記ファーツリー形状の突状部分を含む少なくとも一部と前記導電外層接触部（２３，２３Ｂ）とに挟まれており、前記パイプ接続部（２６，２８）の前記ファーツリー形状の突状部分により前記導電外層接触部（２３，２３Ｂ）側に押し出されている、
燃料供給装置（ＦＳ）。