JP2006123576A - Fuel check valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の燃料タンクに取付けられ、ゴム製のシール部材を用いずとも、燃料通路をしっかりと閉塞して、燃料タンク内の燃料の逆流を確実に防止する燃料逆流防止バルブに関する。 The present invention relates to a fuel backflow prevention valve which is attached to a fuel tank of an automobile or the like and securely closes a fuel passage without reliably using a rubber seal member to reliably prevent backflow of fuel in the fuel tank.
自動車の燃料タンクには、給油口に連結された燃料供給管が接続されており、この燃料供給管の出口付近には、燃料供給管への逆流を防止する燃料逆流防止バルブが連結されている。この燃料逆流防止バルブは、給油時には、燃料供給管から流入する燃料の圧力で開いて燃料タンク内へ燃料を流入させ、常時は弾性手段によって閉じて、燃料タンク内から燃料供給管へ燃料が逆流するのを防止している。 A fuel supply pipe connected to a fuel supply port is connected to the fuel tank of the automobile, and a fuel backflow prevention valve for preventing a backflow to the fuel supply pipe is connected near the outlet of the fuel supply pipe. . When refueling, this fuel backflow prevention valve opens at the pressure of the fuel flowing in from the fuel supply pipe and allows the fuel to flow into the fuel tank, and is always closed by elastic means, so that the fuel flows back from the fuel tank to the fuel supply pipe. Is prevented.
上記燃料の逆流防止用のバルブとして、下記特許文献1には、バルブケーシングのフィラーパイプ側の部分に、テーパー状の弁座部が形成され、この弁座部に向けて弁体が付勢ばねで付勢されており、この弁体に、弁座部に着座するリップ部を有する弾性材製のシール部材を取付けられたバルブが開示されている。また、その実施形態には、前記シール部材は、本体部材とばね受け部材との間に挟み込まれており、該シール部材は、NBR(アクリロニトリルブタジエンゴム)等のゴム製の弾性材料で形成されていることが記載されている。
As a valve for preventing the back flow of the fuel, in
下記特許文献2には、燃料タンクと燃料供給管との連結口部を開閉するスライド式の弁体を備え、この弁体は、前記連結口部の上流側に向かって伸長し、その内壁面に摺接する複数のガイド突起を設けたスライド部材と、上記連結口部の口縁に密着する弾性シール部材と、該弾性シール部材をスライド部材側に押圧する押圧部材とから構成されているバルブが開示されている。また、その実施形態には、前記弾性シール部材は、スライド部材と押圧部材との間にて挟み込まれており、この弾性シール部材は、ゴム等の弾性材料で形成されていることが記載されている。
上記特許文献1又は2のバルブのいずれも、ゴム製のシール部材によって、バルブケーシングの弁座部、又は連結口部の口縁に当接してシールして燃料の逆流を防止している。しかしながら、ゴム製のシール部材は、シール性を効率的に向上させることができるが、コストが高いという問題がある。また、シール部材は、特許文献1では本体部材とばね受け部材、特許文献2ではスライド部材と押圧部材といったように、2部材により挟み込まれているので部品点数が多く、それに伴い組付け工数も多くなってしまって、結果としてコストが増加してしまうこととなる。更に、燃料のアルコール濃度が高いような場合、ゴム製のシール部材だと、膨潤してシール性が低下したり、耐久性が低下したりしてしまうことがあった。
In either of the above-mentioned valves of
したがって、本発明の目的は、ゴム製のシール部材を用いなくとも、シール性を十分に確保して、燃料の逆流を確実に防止することができるとともに、部品点数及び組付け工数を少なくして、コストの低減を図ることができる燃料逆流防止バルブを提供することにある。 Accordingly, the object of the present invention is to ensure sufficient sealing performance without using a rubber seal member, to reliably prevent fuel backflow, and to reduce the number of parts and assembly man-hours. Another object of the present invention is to provide a fuel backflow prevention valve capable of reducing the cost.
上記目的を達成するため、本発明の第1は、燃料タンクに取付けられて、その一端が燃料供給管に連結され、他端が燃料タンク内に開口されるハウジングと、このハウジングの燃料通路に設けられた弁座と、この弁座に対して燃料タンク内に連通する側から弾性手段により圧接された弁体とを備え、前記弁座と前記弁体との接触面が、ほぼ同一の曲率で、かつ、ほぼ同一の曲率中心をもつ球面をなしていることを特徴とする燃料逆流防止バルブを提供するものである。 In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention includes a housing attached to a fuel tank, one end of which is connected to a fuel supply pipe and the other end opened in the fuel tank, and a fuel passage of the housing. And a valve body pressed against the valve seat by elastic means from the side communicating with the valve seat in the fuel tank, and the contact surface between the valve seat and the valve body has substantially the same curvature. In addition, the present invention provides a fuel backflow prevention valve characterized by forming a spherical surface having substantially the same center of curvature.
本発明の第2は、前記第1の発明において、前記弁体は、その周縁が折曲部を介して斜め外方に伸びてスカート状をなし、このシール面が前記曲率及び曲率中心を有する球面をなしている燃料逆流防止バルブを提供するものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the valve body has a peripheral edge extending obliquely outward via a bent portion to form a skirt shape, and the sealing surface has the curvature and the center of curvature. A spherical fuel backflow prevention valve is provided.
本発明の第3は、前記第2の発明において、前記折曲部の裏面側が環状にへこんで薄肉部を構成している燃料逆流防止バルブを提供するものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the fuel backflow prevention valve according to the second aspect, wherein a back surface side of the bent portion is recessed in an annular shape to constitute a thin portion.
本発明の第4は、前記第1〜3の発明のいずれか1つにおいて、前記弁体の裏面中心から放射状に伸びるリブが形成されている燃料逆流防止バルブを提供するものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects of the present invention, there is provided a fuel backflow prevention valve in which ribs extending radially from the center of the back surface of the valve body are formed.
本発明の第5は、前記第1〜4の発明のいずれか1つにおいて、前記弁体の前記弁座への接触面より内周側に平坦部が形成されている燃料逆流防止バルブを提供するものである。 A fifth aspect of the present invention provides the fuel backflow prevention valve according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein a flat portion is formed on an inner peripheral side from a contact surface of the valve body to the valve seat. To do.
本発明の燃料逆流防止バルブによれば、燃料の供給がなされると燃料の圧力によって、弾性手段の付勢力に抗して弁体が開いて、燃料タンク内に燃料が供給され、燃料の供給が終了すると、弁体は弾性手段により弁座と圧接し、通路を閉塞して燃料供給管への逆流を防止し、給油時における燃料の吹き返し等の事故を防止する。 According to the fuel backflow prevention valve of the present invention, when the fuel is supplied, the valve body is opened against the biasing force of the elastic means by the pressure of the fuel, and the fuel is supplied into the fuel tank. When the operation is completed, the valve body is brought into pressure contact with the valve seat by the elastic means, and the passage is closed to prevent the backflow to the fuel supply pipe, thereby preventing an accident such as fuel blowback during refueling.
そして、弁座と弁体との接触面が、ほぼ同一の曲率で、かつ、ほぼ同一の曲率中心をもつ球面をなしているので、弁座と弁体との間に隙間がほとんど生じない状態で、弁座に対して広い接触面積で弁体が当接するようになり、弁座と弁体とのシール性を向上させることができる。 Since the contact surface between the valve seat and the valve body has a spherical surface having substantially the same curvature and substantially the same center of curvature, there is almost no gap between the valve seat and the valve body. Thus, the valve body comes into contact with the valve seat with a wide contact area, and the sealing performance between the valve seat and the valve body can be improved.
また、車両の揺れ等によって、燃料タンクが斜めに傾いたりして、弁体が弁座に対してやや傾いた状態で当接したとしても、弁体と弁座とが球面どうしで接触するため、どのような角度で当たっても両者が密接状態となり、ガタ付きによるシール性の低下も防止することができる。 In addition, even if the fuel tank is tilted obliquely due to vehicle shake or the like, and the valve body comes into contact with the valve seat in a slightly tilted state, the valve body and the valve seat contact each other between the spherical surfaces. Even if it hits at any angle, the two are in close contact with each other, and it is possible to prevent deterioration of the sealing performance due to backlash.
こうして、弁体にゴム製のシール部材を用いなくても、シール性を良好に維持することができるため、部品点数を少なくすることができ、シール部材の組付け作業も不要となるので、コストの低減を図ることができ、燃料のアルコール濃度を気にする必要もなく、信頼性を高めることができる。 In this way, the sealing performance can be maintained satisfactorily without using a rubber seal member for the valve body, so the number of parts can be reduced and the assembly work of the seal member is not required. Therefore, it is not necessary to worry about the alcohol concentration of the fuel, and the reliability can be improved.
以下、図1〜7を参照して、本発明の燃料逆流防止バルブの一実施形態を説明する。 Hereinafter, with reference to FIGS. 1-7, one Embodiment of the fuel backflow prevention valve of this invention is described.
図1に示されるように、この燃料逆流防止バルブ(以下、バルブ10という)は、燃料タンクに取付けられて、その一端が燃料供給管に連結され、他端が燃料タンク内に開口したハウジング20を有している。このハウジング20は、燃料タンク1に固定される蓋体30と、蓋体30とインサート成形されて、その内部に弁体50をスライド可能に収容する弁ケース40とから構成される。なお、この実施形態の場合、蓋体30は、樹脂燃料タンクに溶着可能な材質、例えばポリエチレン等のオレフィン系樹脂で形成され、弁ケース40は、強度が高く、燃料非透過性の材質、例えばポリアセタール(POM)、ポリアミド(PA)等の樹脂で形成されている。
As shown in FIG. 1, this fuel backflow prevention valve (hereinafter referred to as valve 10) is attached to a fuel tank, one end of which is connected to a fuel supply pipe, and the other end is opened in the fuel tank. have. The
蓋体30は、燃料タンクの開口部周縁に溶着されるフランジ部31と、燃料供給管が接続される接続管部32とを有している。接続管部32の先端部外周には、燃料供給管をホースバンド等で締め付け固定したときに、外部配管を抜け止めするための環状凸部33が形成されている。接続管部32内周の下方に、拡径段部32aが形成され、接続管部32内周の上方には、周方向に均等な間隔をおいて4つの爪部32bが形成されている(図1、4参照)。そして拡径段部32aに金属カラー70下端面を配置し、爪部32bにより金属カラー70上端面が係止されて、金属カラー70が接続管部32内周に固定されるようになる。この金属カラー70によって、接続管部32の剛性を確保し、外部配管を締付固定した際の破損等を防止する。
The
また、フランジ部31内周から、円筒壁34が軸方向に突出し、更に、フランジ部31周縁から内周方向に向かって環状突部35が突出している。これらは後述する弁ケース40の溝部43c、43eにそれぞれ入り込んで、弁ケース40と強固に結合されている。このような接合構造は、予め成形された弁ケース40のフランジ部43bの外周に、蓋体30をインサート成形することによって形成されている。
Further, the
図2に示される弁ケース40は、燃料が自由に出入り可能とされた複数の窓部41aが形成された、ケース本体部41を有している。このケース本体部41の下縁部には、複数の係合孔41bが形成され、後述する底蓋60の係合爪が係合して、底蓋60が取付け可能とされている。
The
そして、このケース本体部41上方から次第に縮径する壁部を介して、筒部43が延出している。上記次第に縮径する壁部の内周が本発明における弁座42をなしている。この弁座42は、所定の曲率で球面状に形成されている。より具体的には、図5に示されるように、曲率中心Oから所定の曲率半径Rでもって球面が形成されており、この面が後述する弁体50のシール面55との接触面となる。なお、曲率半径は、曲率の逆数と定義されており、すなわち、ゆるやかなカーブ形状のように曲率半径が大きいと曲率は小さくなり、一方、きついカーブ形状のように曲率半径が小さくなると曲率は大きくなる。また、曲率中心Oは、この実施形態の場合、接続管部32の軸中心であって、後述するガイド突起62の軸方向途中が基点とされている。
And the
また、筒部43上方には、周方向外側に環状突出部43aが突設され、この環状突出部43a内周から立設した壁部43dを介して、壁部43dから周方向外側に広がるフランジ部43bが形成されている。このフランジ部43bには、周方向に均等な間隔をおいて、複数の孔43fが形成されている。そして、蓋体30と弁ケース40とがインサート成形される際には、筒部43先端周壁と壁部43dとの間の溝部43e、及び、環状突出部43aとフランジ部43bとの間の溝部43cに、前述した蓋体30の円筒壁34、環状突部35がそれぞれ入り込み、更にフランジ部43bの孔43fには、蓋体30の溶融した部分が入り込んで、インサート成形後の接合強度を高くして蓋体30と弁ケース40とが接合される(図4参照)。
Further, an
ケース本体部41には、弁体50が上下スライド可能に収容されている。この弁体50は、燃料非透過性のポリアセタール(POM)等の樹脂製であり、その上面中央部に円錐状の***部51を有している(図3(a)参照)。図3(b)を併せて参照すると、***部51から均等な間隔をおいて、4本のガイド羽根52が立設されている。これらのガイド羽根52は、筒部43内に挿入され、弁体50のスライドをガイドする役割をなしている。
A
また、***部51の周縁から平坦部53が広がっている(図3(a)、(b)参照)。そのため燃料の供給の際に、流入する燃料が平坦部53に衝突して、その燃料の圧力を受け易くなるので、弁体50がスムーズに開くようになる。
Moreover, the
更に、図3(d)に示されるように、平坦部53周縁から折曲部54を介して、斜め外方に伸びてスカート状をなしたシール面55が形成されている。このシール面55が、前述した弁ケース40の弁座42に接触する部分となり、接続管部32に連通する燃料通路を閉塞する。また、シール面55は、前述した弁座42の曲率半径R及び曲率中心Oとほぼ同じ曲率半径及び曲率中心を有する球面形状をなしている(図5参照)。
Further, as shown in FIG. 3D, a skirt-
また、折曲部54の裏面側は環状にへこんでおり、平坦部53及びシール面55と比較して薄肉とされた薄肉部54aとなっている(図3(d)参照)。そのため、折曲部54がより撓みやすくなるので、弁座42とシール面55とがより密着しやすくなり、シール性を向上させる。
Moreover, the back surface side of the
更に、***部51の裏面中心からガイド軸56が垂設しており、このガイド軸56基端外周にバネ受け部57が形成され、このバネ受け部57周縁から均等な間隔をおいて、放射状に伸びる複数のリブ58が形成されている(図3(a)、(c)参照)。このリブ58によって、弁体50が補強されるとともに耐久性が向上するようになるので、燃料供給時の燃料圧力や外力を受けた場合や、長期間に渡って使用した場合であっても、弁体50の破損等を効果的に防止する。
Further, a
ケース本体部41の下面には、底蓋60が、その外周に設けた爪61を、ケース本体部41の係合孔41bに係合させることにより取付けられている。底蓋60は、その中心部からガイド突起62が突設され、このガイド突起62を囲むように環状のリブ63が形成され、このリブ63の内側にコイルスプリング71の下端が支持される。また、ガイド突起62は、弁体50のガイド軸56内部に入り込んで、弁体50のスライド動作をガイドしている。そして、前記コイルスプリング71の上端は、弁体50のバネ受け部57に当接して、弁体50を常時上方に向けて付勢している。
A
次に、上記逆流防止バルブ10の作用について説明する。
Next, the operation of the
このバルブ10は、図6に示される燃料タンク1の開口部2に挿入され、蓋体30のフランジ部31を開口部2周縁に熱板溶着、超音波溶着等により溶着することによって、燃料タンク1に取付けられる。そして、接続管部32外周に、燃料供給管3の一端部が差し込まれて、ホースバンド4によって締め付け固定されて、燃料供給管3と燃料タンク1とが、バルブ10を介して連結される。
This
そして、図示しない給油口から燃料が供給され、この給油口に接続された上記燃料供給管3内に燃料が供給されると、燃料は蓋体30の接続管部32、弁ケース40のケース本体部内の燃料通路を通り、弁体50に燃料圧力が加わるようになると、図4中の弁体50の想像線に示されるように、弁体50をコイルスプリング71の付勢力に抗して下方にスライドさせて、弁座42に圧接されていた弁体50のシール面55が、弁座42から離れ弁が開かれて、燃料が燃料タンク1内に充填される。また、燃料の供給が終了すると、コイルスプリング71の付勢力によって弁体50が上方にスライドして(図4参照)、弁座42と圧接して燃料通路を閉じ、燃料タンク1内の圧力によって燃料が燃料供給管内を逆流して、燃料の吹き返し等が生じるのを防止したり、燃料供給時以外でも燃料蒸気や、燃料自体が外部へ流出したりすることを防止する。
When fuel is supplied from a fuel supply port (not shown) and fuel is supplied into the fuel supply pipe 3 connected to the fuel supply port, the fuel is connected to the
この際、弁座42とこれに接触する弁体50のシール面55とが、ほぼ同一の曲率、言い換えると、ほぼ同一の曲率半径Rで、かつ、ほぼ同一の曲率中心Oをもつ球面をなしているので、弁座42と弁体50のシール面55との間に隙間がほとんど生じない状態で、弁座42に対して広い接触面積で弁体50のシール面55が当接するようになり、弁座42と弁体50とのシール性を向上させることができる。
At this time, the
また、車両の揺れ等によって、燃料タンク1が斜めに傾いたりして、弁座42に対して弁体50が傾いて当接した場合でも、弁座42と弁体50のシール面55とが、ほぼ同一の曲率半径Rで、かつ、ほぼ同一の曲率中心Oをもつ球面どうしの接触となるので、シール性の低下を防止することができる。
Further, even when the
更に、弁体50には、上記特許文献1、2のように、ゴム製のシール部材が不要なので、部品点数を少なくすることができ、しかも、組付け作業も不要となるので、コストの低減を図ることができる。また、ゴム製のシール部材が不要となるので、燃料のアルコール濃度を気にする必要がなく、信頼性が高いバルブが得られる。
Further, since the rubber seal member is not required for the
以上説明した実施形態の作用効果を下記に簡単に説明する。 The effects of the embodiment described above will be briefly described below.
すなわち、本発明によれば、燃料供給がなされると、弾性手段の付勢力に抗して弁体が開き燃料タンク内に燃料が供給され、燃料供給が終了すると、弁体は燃料通路を閉塞して燃料の逆流を防止する。この際、弁座と弁体との接触面が、ほぼ同一の曲率及び曲率中心をもつ球面をなすので、弁座と弁体との間に隙間がほとんど生じず、弁座に広い接触面積で弁体が当接しシール性が向上する。なお、燃料タンクが斜めに傾いたりして、弁座に対して弁体が傾いて当接しても、ほぼ同一の曲率及び曲率中心をもつ球面どうしの接触となるため、シール性を良好に維持することができる。更に、ゴム製シール部材が不要なので、部品点数を少なく組付け作業も不要でコスト低減を図れ、燃料のアルコール濃度を気にする必要もなく、信頼性が高い。 That is, according to the present invention, when fuel is supplied, the valve body opens against the urging force of the elastic means to supply fuel into the fuel tank, and when the fuel supply ends, the valve body closes the fuel passage. This prevents backflow of fuel. At this time, the contact surface between the valve seat and the valve body is a spherical surface having substantially the same curvature and center of curvature, so there is almost no gap between the valve seat and the valve body, and the valve seat has a wide contact area. The valve body abuts and the sealing performance is improved. Even if the fuel tank tilts obliquely and the valve body tilts and contacts the valve seat, the spherical surfaces with almost the same curvature and center of curvature are in contact with each other, so that the sealing performance is maintained well. can do. Furthermore, since a rubber seal member is not required, the number of parts is reduced, assembly work is not required, the cost can be reduced, and there is no need to worry about the alcohol concentration of the fuel, resulting in high reliability.
また、弁体周縁に折曲部を介してシール面を設けたので、弁座に接触する接触面積を広くすることができ、シール性が一層向上する。 Moreover, since the sealing surface is provided on the periphery of the valve body via the bent portion, the contact area that contacts the valve seat can be increased, and the sealing performance is further improved.
更に、折曲部裏面に薄肉部を形成したので、折曲部がより撓みやすくなり、弁座とシール面とがより密着しやすくなり、シール性を向上させることができる。 Further, since the thin portion is formed on the back surface of the bent portion, the bent portion is more easily bent, the valve seat and the seal surface are more easily adhered, and the sealing performance can be improved.
更に、弁体の裏面中心から放射状に伸びるリブを形成したので、弁体の補強、耐久性向上等の効果が得られ、弁体の破損等を効果的に防止する。 Furthermore, since ribs extending radially from the center of the back surface of the valve body are formed, effects such as reinforcement of the valve body and improvement of durability can be obtained, and damage to the valve body can be effectively prevented.
また、弁体の弁座への接触面より内周側に平坦部が形成されており、この平坦部によって燃料供給時に燃料圧力を受け易くなるので、弁体がスムーズに開くようになる。 In addition, a flat portion is formed on the inner peripheral side from the contact surface of the valve body with the valve seat, and the flat portion easily receives fuel pressure when fuel is supplied, so that the valve body opens smoothly.
なお、上記実施形態におけるコイルスプリング71が、本発明における弾性手段をなしている。
In addition, the
本発明の燃料逆流防止バルブ10における、弁座と弁体とのシール性を試験した。
The sealing performance between the valve seat and the valve body in the fuel
実施例
図1に示されるバルブ10を作製した。この際、蓋体30は、ポリエチレンで形成し、それ以外のコイルスプリング71を除く各部材を、ポリアセタール(POM)で形成した。
比較例
前記特許文献2に記載されたバルブから、ゴム製のシール部材を取り除いた燃料逆流防止バルブを得た。このバルブは、弁体のシール面及び弁座が球面状をなしていない点が上記実施例と異なっている。
Comparative Example From the valve described in
試験方法
以上の実施例及び比較例のバルブを用いて、図4に示されるように、弁座に弁体が当接して燃料通路をシールした状態で、弁ケースの下方から15kPaの燃料圧で加圧した。その際に、燃料通路から、1分間で何ccの燃料が漏れるかを測定した。なお、比較例では、3つのバルブについて行い、実施例では、5つのバルブについて行なった。その結果を、表1にし示す。
Test Method Using the valves of the above examples and comparative examples, as shown in FIG. 4, with the valve body abutting against the valve seat and sealing the fuel passage, the fuel pressure of 15 kPa was applied from below the valve case. Pressurized. At that time, it was measured how many cc of fuel leaked from the fuel passage in one minute. In addition, it carried out about three valves in the comparative example, and carried out about five valves in the Example. The results are shown in Table 1.
上記表1より、比較例のバルブでは、その漏れ量が41〜153ccと極めて多く、またバラツキも大きいことが分かる。これに対し、実施例のバルブでは、漏れ量が0.3〜1.5ccと、比較例に比べて極めて小さく、バラツキも比較的小さいことが分かった。このように本発明のバルブによれば、ゴム製のシール部材を用いずとも、弁座に対して弁体がしっかりと密着して、安定して十分なシール性が得られることが理解できる。 From Table 1 above, it can be seen that the valve of the comparative example has an extremely large leakage amount of 41 to 153 cc and a large variation. On the other hand, in the valve | bulb of the Example, it turned out that the amount of leaks is 0.3-1.5cc and is very small compared with a comparative example, and its variation is also comparatively small. Thus, according to the valve of the present invention, it can be understood that the valve body is firmly attached to the valve seat without using a rubber seal member, and a sufficient sealing performance can be obtained stably.
本発明は、自動車等の燃料タンクに取付けられ、ゴム製のシール部材を用いずとも、シール性を十分に確保して、燃料の逆流を確実に防止することができるとともに、部品点数及び組付け工数を少なくして、コストの低減を図ることができる燃料逆流防止バルブとして利用することができる。 The present invention is attached to a fuel tank of an automobile or the like, and can secure a sufficient sealing performance without using a rubber seal member to reliably prevent a back flow of fuel. It can be used as a fuel backflow prevention valve that can reduce the number of steps and reduce the cost.
1 燃料タンク
2 開口部
3 燃料供給管
10 燃料逆流防止バルブ(バルブ)
20 ハウジング
30 蓋体
31 フランジ部
32 接続管部
40 弁ケース
41 ケース本体部
42 弁座
43 筒部
50 弁体
51 ***部
52 ガイド羽根
53 平坦部
54 折曲部
54a 薄肉部
55 シール面
60 底蓋
70 金属カラー
71 コイルスプリング(弾性手段)
O 曲率中心
R 曲率半径
1
DESCRIPTION OF
O Curvature center R Curvature radius
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