JP2013036563A - Universal joint and steering apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は自在継手およびステアリング装置に関する。 The present invention relates to a universal joint and a steering device.
一般に、自在継手では、十字軸の各軸部を、ヨークの対応する腕部の嵌合孔に圧入された軸受によって支持している。前記軸受としては、嵌合孔に圧入された外輪カップと、外輪カップの内周と十字軸の軸部の外周との間に介在した複数の針状ころ軸受とを備えている。
通例、腕部の先端部の内側面には、十字軸の軸部を嵌合孔に挿入するときの逃げとなる凹部が形成されているので、腕部の先端部は薄肉となっている。
Generally, in a universal joint, each shaft portion of the cross shaft is supported by a bearing press-fitted into a fitting hole of a corresponding arm portion of the yoke. The bearing includes an outer ring cup press-fitted into the fitting hole, and a plurality of needle roller bearings interposed between the inner periphery of the outer ring cup and the outer periphery of the shaft portion of the cross shaft.
In general, a concave portion is formed on the inner side surface of the distal end portion of the arm portion so as to escape when the shaft portion of the cross shaft is inserted into the fitting hole, so that the distal end portion of the arm portion is thin.
特許文献1の組み立て方法では、ヨークの腕部の嵌合孔に十軸軸の対応する腕部を挿入した後、ヨークの外側から嵌合孔内へ軸受を圧入するときに、フックを腕部の先端部に引っ掛けて、腕部が内側へ変形しないように支えている。 In the assembling method of Patent Document 1, after inserting the corresponding arm portion of the ten-axis shaft into the fitting hole of the arm portion of the yoke, when the bearing is press-fitted into the fitting hole from the outside of the yoke, the hook is moved to the arm portion. The arm is supported so that the arm does not deform inward.
通例、前記嵌合孔は、腕部の薄肉部と残りの厚肉部に跨がるようにして、腕部を貫通している。このため、通例、板金製で比較的薄い外輪カップが、ヨークの腕部の嵌合孔に圧入された状態では、嵌合孔と外輪カップとの軸方向の嵌合長が、嵌合孔の周方向位置に応じて異なることになる。
このため、嵌合孔の周方向位置で外輪カップの径方向の変形量に差が生じやすい。その結果、自在継手の剛性や回転時の抵抗トルクなどの自在継手の性能がばらつき易くなってしまう。そうすると、このような自在継手を用いたステアリング装置においては、良好な操舵フィーリングが達成されにくい。
Typically, the fitting hole penetrates the arm portion so as to straddle the thin portion of the arm portion and the remaining thick portion. For this reason, typically, when a relatively thin outer ring cup made of sheet metal is press-fitted into the fitting hole in the arm portion of the yoke, the axial fitting length between the fitting hole and the outer ring cup is It will vary depending on the circumferential position.
For this reason, a difference tends to occur in the amount of deformation in the radial direction of the outer ring cup at the circumferential position of the fitting hole. As a result, the performance of the universal joint, such as the rigidity of the universal joint and the resistance torque during rotation, tends to vary. If it does so, in a steering device using such a universal joint, it is difficult to achieve good steering feeling.
本発明の目的は、性能のばらつきの少ない自在継手およびこれを用いたステアリング装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a universal joint with little variation in performance and a steering device using the same.
上記目的を達成するため、請求項1の発明は、それぞれの先端部(231)において相対向する内側面(23a)に凹部(24)が形成された薄肉部(25)を有する一対の腕部(23)を含み、各前記腕部を貫通して形成された嵌合孔(28)の一部が前記薄肉部を貫通しているヨーク(20,21)と、各前記嵌合孔に圧入された筒状のブッシュ(29;29A)と、複数の転動体(31)を保持した外輪カップ(32)を有し、各ブッシュの内周と十字軸(22)の対応する軸部(27)との間に圧入された軸受(30)と、を備えた自在継手(4,6)を提供する。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a pair of arm portions each having a thin portion (25) in which a concave portion (24) is formed on an inner surface (23a) opposed to each other at each tip portion (231). (23) including a yoke (20, 21) in which a part of the fitting hole (28) formed through each arm part passes through the thin-walled part, and press-fitted into each fitting hole A cylindrical bush (29; 29A) and an outer ring cup (32) holding a plurality of rolling elements (31), and the inner periphery of each bush and the corresponding shaft portion (27) of the cross shaft (22) And a universal joint (4, 6) provided with a bearing (30) press-fitted between them.
なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
また、請求項2のように、各前記ブッシュは、対応する腕部の内側面における、嵌合孔の縁部(28a)にかしめられた第1折り曲げ突起(35;35A)と、対応する外輪カップの底部(33)にかしめられた第2折り曲げ突起(36;36A)と、を有していてもよい。
In addition, although the alphanumeric character in a parenthesis represents the corresponding component etc. in embodiment mentioned later, this does not mean that this invention should be limited to those embodiment as a matter of course. The same applies hereinafter.
According to a second aspect of the present invention, each of the bushes includes a first bent protrusion (35; 35A) caulked on the edge (28a) of the fitting hole on the inner surface of the corresponding arm portion, and a corresponding outer ring. And a second bent protrusion (36; 36A) that is caulked to the bottom (33) of the cup.
また、請求項3のように、各前記ブッシュの第1折り曲げ突起は、前記一対の腕部が延びる第1方向(X1)と前記一対の腕部が相対向する第2方向(X2)との双方に対して直交する第3方向(X3)に対向するように、一対設けられていてもよい。
また、請求項4のように、各前記ブッシュに一対設けられた第1折り曲げ突起は、対応する腕部の薄肉部を避けて、前記嵌合孔の縁部にかしめられていてもよい。
According to a third aspect of the present invention, the first folding protrusion of each bush includes a first direction (X1) in which the pair of arm portions extends and a second direction (X2) in which the pair of arm portions oppose each other. A pair may be provided so as to face the third direction (X3) orthogonal to both.
According to a fourth aspect of the present invention, a pair of first bent projections provided on each of the bushes may be caulked to the edge of the fitting hole, avoiding a thin portion of the corresponding arm.
また、請求項5の発明は、操舵部材(2)の操舵力を伝達する軸(3,5,6)間を連結する自在継手(4,6)を備え、前記自在継手は、それぞれの先端部において相対向する内側面に凹部が形成された薄肉部を有する一対の腕部を含み、各前記腕部を貫通して形成された嵌合孔の一部が、前記薄肉部を貫通しているヨークと、各前記嵌合孔に圧入された筒状のブッシュと、複数の転動体を保持した外輪カップを有し、各ブッシュの内周と十字軸の対応する軸部との間に圧入された軸受と、を備えているステアリング装置(1)を提供する。
The invention of
請求項1の発明によれば、周方向に関して深さが不均一である嵌合孔に対して圧入されたブッシュに、軸受の外輪カップが圧入されているので、周方向位置で外輪カップの径方向の変形量に差が生じにくい。その結果、自在継手の剛性や回転時の抵抗トルクなどの自在継手の性能のばらつきを抑制することができる。
請求項2の発明によれば、各ブッシュの第1折り曲げ突起が、対応する腕部の内側面における、嵌合孔の縁部にかしめられるとともに、各ブッシュの第2折り曲げ突起が、対応する外輪カップの底部にかしめられる。これにより、嵌合孔からのブッシュの抜け止めと、ブッシュからの軸受の抜け止めとが達成される。また、嵌合孔に対するブッシュの回転と、ブッシュに対する外輪カップの回転が規制される。したがって、嵌合孔に対するブッシュの圧入荷重を低く抑えることができるので、周方向位置で外輪カップの径方向の変形量に、一層、差が生じにくくなり、その結果、自在継手の性能のばらつきを一層抑制することができる。
According to the first aspect of the invention, since the outer ring cup of the bearing is press-fitted into the bush press-fitted into the fitting hole whose depth is not uniform in the circumferential direction, the diameter of the outer ring cup at the circumferential position. Differences in direction deformation are less likely to occur. As a result, it is possible to suppress variations in the performance of the universal joint such as the rigidity of the universal joint and the resistance torque during rotation.
According to the invention of claim 2, the first bent projections of the respective bushes are caulked to the edge portions of the fitting holes on the inner side surfaces of the corresponding arm portions, and the second bent projections of the respective bushes correspond to the corresponding outer rings. Caulked to the bottom of the cup. As a result, it is possible to prevent the bush from coming off from the fitting hole and the bearing from coming off from the bush. Further, the rotation of the bush with respect to the fitting hole and the rotation of the outer ring cup with respect to the bush are restricted. Accordingly, since the press-fitting load of the bush to the fitting hole can be kept low, the difference in the amount of deformation in the radial direction of the outer ring cup at the circumferential position is further less likely to occur, resulting in variations in the performance of the universal joint. Further suppression can be achieved.
また、請求項3の発明によれば、一対の第1折り曲げ突起が、一対の腕部が延びる第1方向と一対の腕部が相対向する第2方向との双方に対して直交する第3方向に対向して配置されるので、両第1折り曲げ突起が、例えば、ともに薄肉部を避けた位置において、嵌合孔の縁部にかしめられることになる。したがって、ブッシュと外輪カップの嵌合長が、ブッシュの周方向位置に応じてばらつくようなことがなく、周方向位置で外輪カップの径方向の変形量に、より一層、差が生じにくくなる。その結果、自在継手の性能のばらつきをより一層抑制することができる。 According to a third aspect of the present invention, the pair of first bending protrusions is perpendicular to both the first direction in which the pair of arm portions extend and the second direction in which the pair of arm portions oppose each other. Since they are arranged so as to face each other, both the first bent protrusions are caulked to the edge portion of the fitting hole, for example, at a position avoiding the thin portion. Therefore, the fitting length between the bush and the outer ring cup does not vary according to the circumferential position of the bush, and the difference in the amount of deformation in the radial direction of the outer ring cup at the circumferential position is further less likely to occur. As a result, variation in the performance of the universal joint can be further suppressed.
また、請求項4の発明によれば、一対の第1折り曲げ突起が、腕部の薄肉部を避けて、嵌合孔の縁部にかしめられるので、周方向位置で外輪カップの径方向の変形量に、より一層、差が生じにくくなる。その結果、自在継手の性能のばらつきをより一層抑制することができる。
また、請求項5の発明によれば、請求項1と同じく、自在継手の剛性や回転時の抵抗トルクなどの自在継手の性能のばらつきを抑制することができるので、操舵部材を操作するときに運転者が感じるステアリングの剛性感等のばらつきを少なくして、操舵フィーリングを良好にすることができる。
According to the invention of
Further, according to the invention of
本発明の好ましい実施の形態の添付図面を参照しつつ説明する。
図1は本発明の一実施の形態の自在継手4,6が適用される車両のステアリング装置1の模式図である。図1を参照して、ステアリング装置1は、一端3aがステアリングホイール等の操舵部材2に連結されたステアリングシャフト3と、一端5aがステアリングシャフト3の他端3bに本実施の形態の自在継手4を介して連結された中間シャフト5とを備えている。また、ステアリング装置1は、中間シャフト5の他端5bに本実施の形態の自在継手6を介して連結されたピニオンシャフト7と、ピニオンシャフト7の端部近傍に設けられたピニオン7aに噛み合うラック歯8aを有して車幅方向(左右方向)に延びる転舵軸としてのラックバー8とを備えている。
A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic view of a vehicle steering apparatus 1 to which
ピニオンシャフト7およびラックバー8によりラックアンドピニオン機構からなる転舵機構Aが構成されている。ラックバー8は車体に固定されるハウジング9内に図示しない複数の軸受を介して直線往復動自在に支持されている。ラックバー8の両端部はハウジング9の両側へ突出し、各端部にはそれぞれタイロッド10が結合されている。各タイロッド10は対応するナックルアーム(図示せず)を介して対応する転舵輪11に連結されている。
The
操舵部材2が操作されてステアリングシャフト3が回転されると、この回転がピニオン7aおよびラック歯8aによって、自動車の左右方向に沿ってのラックバー8の直線運動に変換される。これにより、転舵輪11の転舵が達成される。
図2を参照して、自在継手4は、ステアリングシャフト3の他端3bに設けられたヨーク20(図では一方のみを示す)と、中間シャフト5の一端5aに設けられたヨーク21と、両ヨーク20,21間を連結する十字軸22とを備える。
When the steering member 2 is operated and the
Referring to FIG. 2, the
同様に、自在継手6は、ピニオンシャフト7の端部に設けられたヨーク20と、中間シャフト5の他端5bに設けられたヨーク21(図では一方のみを示す)と、両ヨーク20,21間を連結する十字軸22とを備える。
各ヨーク20,21はU字状をなし、それぞれ一対の腕部23を有している。一対の腕部23は、板状をなし互いに平行である。
Similarly, the
Each
自在継手4,6については同じ構成であるので、自在継手4に則して説明する。図3を参照して、自在継手4のヨーク20の一対の腕部23は、相対向する内側面23aを有している。一対の腕部23は、当該腕部23が延びる第1方向X1に関しての先端部231と、ヨーク20のU字状の底に連なる基端部232とを有している。
一対の腕部23の先端部231において、相対向する内側面23aに凹部24が形成されている。これにより、各腕部23の先端部231に、一対の腕部23が相対向する第2方向X2に関しての肉厚の薄い薄肉部25が形成されている。具体的には、凹部24が形成された薄肉部25の肉厚T1は、腕部23の残りの部分(後述する厚肉部26)の肉厚T2よりも薄くされている。
Since the
At the
また、各腕部23には、十字軸22の対応する軸部27を挿通するための嵌合孔28が貫通形成されている。嵌合孔28の一部281は、薄肉部25を貫通している。
自在継手4は、各嵌合孔28に圧入された筒状の金属製のブッシュ29と、ブッシュ29に圧入された軸受30とを備えている。十字軸22の軸部27が、軸受30に挿入されて、軸受30によって回転可能に支持されている。
Further, each
The
軸受30は、軸部27の周囲に環状に並べて配列された転動体としての複数の針状ころ31と、これらの針状ころ31を保持すると共にブッシュ29に圧入された有底円筒状の外輪カップ32とを含む。複数の針状ころ31は、外輪カップ32の内周32aと軸部27の外周27aとの間に介在している。外輪カップ32は、例えば板金製であり、底部33を有している。また、外輪カップ32の開口側端縁には、内向きの環状フランジ34が形成されている。
The
図3および図3のIV−IV線に沿う断面図である図4を参照して、ブッシュ29は、軸方向に対向する第1端部291と第2端部292とを有している。図3に示すように、嵌合孔28とブッシュ29との軸方向の嵌合長に関しては、嵌合孔28の一部281(薄肉部25を貫通する部分)での第1嵌合長L1が、嵌合孔28の残りの部分(厚肉部26を貫通する部分)での第2嵌合長L2よりも短い。
Referring to FIG. 4 which is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIGS. As shown in FIG. 3, regarding the fitting length in the axial direction between the
図4に示すように、第1端部291には、ブッシュ29の径方向(具体的には、図4の紙面に直交する方向である第1方向X1と第2方向X2との双方に対して直交する第3方向X3)に相対向する一対の第1折り曲げ突起35が形成されている。また、第2端部292には、ブッシュ29の径方向(具体的には、図4の紙面に直交する方向である第1方向X1と第2方向X2との双方に対して直交する第3方向X3)に相対向する一対の第2折り曲げ突起36が形成されている。各第1折り曲げ突起35と対応する第2折り曲げ突起36とは、ブッシュ29の軸方向(第2方向X2に相当)に対向している。
As shown in FIG. 4, the
第1折り曲げ突起35は、対応する腕部23の内側面23aにおける、嵌合孔28の縁部28aにかしめ付けられている。また、第2折り曲げ突起36は、対応する外輪カップ32の底部33にかしめ付けられている。
自在継手4の組み立て時は、まず、ヨーク20の嵌合孔28に十字軸22の軸部27を挿通した後、嵌合孔28にブッシュ29を圧入し、その後、ブッシュ29の内周293と軸部27の外周27aとの間に、針状ころ31および外輪カップ32を有する軸受30を圧入する。次いで、ブッシュ29の各折り曲げ突起35,36を折り曲げて、軸受30の抜け止めと回り止めを達成する。
The
When assembling the
図5は、ブッシュ29の斜視図であり、第1折り曲げ突起35および第2折り曲げ突起36が折り曲げられる前の段階を示している。図5に示すように、折り曲げ前の各折り曲げ突起35,36は、それぞれ対応する端部291,292に形成された一対のスリット37間に区画されて形成されている。
本実施の形態によれば、周方向に関して深さが不均一である嵌合孔28に対して圧入されたブッシュ29に、軸受30の外輪カップ32が圧入されているので、周方向位置で外輪カップ32の径方向の変形量に差が生じにくい。その結果、自在継手4,6の剛性や回転時の抵抗トルクなどの自在継手4,6の性能のばらつきを抑制することができる。
FIG. 5 is a perspective view of the
According to the present embodiment, since the
このように、自在継手4,6の剛性のばらつきや回転時の抵抗トルクのばらつき等、自在継手4,6の性能のばらつきを抑制することができるので、これらの自在継手4,6を、操舵部材2の操舵力を伝達する軸(ステアリングシャフト3、中間シャフト5およびピニオンシャフト7)間を接続する自在継手として用いたステアリング装置1において、操舵部材2を操作するときに運転者が感じるステアリングの剛性感や操舵反力感のばらつきを少なくして、操舵フィーリングを良好にすることができる。
As described above, since it is possible to suppress variations in the performance of the
また、各ブッシュ29の第1折り曲げ突起35が、対応する腕部23の内側面23aにおける、嵌合孔28の縁部28aにかしめられるとともに、各ブッシュ29の第2折り曲げ突起36が、対応する外輪カップ32の底部33にかしめられる。これにより、嵌合孔28からのブッシュ29の抜け止めと、ブッシュ29からの軸受30の抜け止めとが達成される。また、嵌合孔28に対するブッシュ29の回転と、ブッシュ29に対する外輪カップ32の回転が規制される。
Further, the first
したがって、嵌合孔28に対するブッシュ29の圧入荷重を低く抑えた軽圧入とすることができる。これにより、周方向位置で外輪カップ32の径方向の変形量に、一層、差が生じにくくなるので、自在継手4,6の性能のばらつきを一層抑制することができる。
また、一対の第1折り曲げ突起35が、一対の腕部23が延びる第1方向X1と一対の腕部23が相対向する第2方向X2との双方に対して直交する第3方向X3に対向して配置されている。したがって、一対の第1折り曲げ突起35が、本実施形態のように、ともに薄肉部25を避けた位置(具体的には厚肉部26)において、嵌合孔28の縁部28aにかしめられるか、或いは、図示していないが、一対の第1折り曲げ突起35が、ともに腕部23の薄肉部25において、嵌合孔28の縁部28aにかしめられることになる。したがって、ブッシュ29と外輪カップ32との嵌合長が、ブッシュ29の周方向位置に応じてばらつくようなことがなく、その結果、周方向位置で外輪カップ32の径方向の変形量に、より一層、差が生じにくくなる。これにより、自在継手4,6の性能のばらつきをより一層抑制することができる。
Therefore, a light press-fitting with a low press-fitting load of the
Further, the pair of first bending
特に、本実施形態では、前者のように、一対の第1折り曲げ突起35が、腕部23の薄肉部25を避けて(具体的には、厚肉部26において)、嵌合孔28の縁部28aにかしめられるので、周方向位置で外輪カップ32の径方向の変形量に、より一層、差が生じにくくなる。これにより、自在継手4,6の性能のばらつきをより一層抑制することができる。
In particular, in the present embodiment, as in the former case, the pair of first bending
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、図6に示すように、折り曲げ前の第1折り曲げ突起35A,36Aが、対応する端部291,292からブッシュ29Aの軸方向に突出するものであってもよい。その他、本発明の請求項記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, as shown in FIG. 6, the
1…ステアリング装置、2…操舵部材、3…ステアリングシャフト(操舵力を伝達する軸)、4…自在継手、5…中間シャフト(操舵力を伝達する軸)、6…自在継手、7…ピニオンシャフト(操舵力を伝達する軸)、20,21…ヨーク、22…十字軸、23…腕部、231…先端部、232…基端部、23a…内側面、24…凹部、25…薄肉部、26…厚肉部、27…軸部、27a…外周、28…嵌合孔、281…(嵌合孔の)一部、28a…(嵌合孔の)縁部、29;29A…ブッシュ、291…第1端部、292…第2端部、30…軸受、31…針状ころ(転動体)、32…外輪カップ、32a…内周、33…(外輪カップの)底部、35;35A…第1折り曲げ突起、36;36A…第2折り曲げ突起、L1…第1嵌合長、L2…第2嵌合長、T1,T2…肉厚、X1…第1方向、X2…第2方向、X3…第3方向 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering device, 2 ... Steering member, 3 ... Steering shaft (axis which transmits steering force), 4 ... Universal joint, 5 ... Intermediate shaft (Axis which transmits steering force), 6 ... Universal joint, 7 ... Pinion shaft (Shaft transmitting shaft), 20, 21 ... yoke, 22 ... cross shaft, 23 ... arm part, 231 ... distal end part, 232 ... proximal end part, 23a ... inner surface, 24 ... concave part, 25 ... thin wall part, 26 ... Thick part, 27 ... Shaft part, 27a ... Outer periphery, 28 ... Fitting hole, 281 ... Part of (fitting hole), 28a ... Edge of (fitting hole), 29; 29A ... Bush, 291 ... 1st end part, 292 ... 2nd end part, 30 ... Bearing, 31 ... Needle roller (rolling element), 32 ... Outer ring cup, 32a ... Inner circumference, 33 ... Bottom part (outer ring cup), 35; 35A ... 1st bending protrusion, 36; 36A ... 2nd bending protrusion, L1 ... 1st fitting length, L2 Second fitting length, T1, T2 ... thickness, X1 ... first direction, X2 ... second direction, X3 ... third direction
Claims (5)
各前記嵌合孔に圧入された筒状のブッシュと、
複数の転動体を保持した外輪カップを有し、各ブッシュの内周と十字軸の対応する軸部との間に圧入された軸受と、を備えた自在継手。 Each pair of arms includes a pair of arm portions having thin portions with recesses formed on the inner surfaces facing each other, and a part of the fitting hole formed through each arm portion passes through the thin portion. With the yoke,
A cylindrical bush press-fitted into each of the fitting holes;
A universal joint having an outer ring cup holding a plurality of rolling elements, and a bearing press-fitted between the inner periphery of each bush and the corresponding shaft portion of the cross shaft.
前記自在継手は、
それぞれの先端部において相対向する内側面に凹部が形成された薄肉部を有する一対の腕部を含み、各前記腕部を貫通して形成された嵌合孔の一部が前記薄肉部を貫通しているヨークと、
各前記嵌合孔に圧入された筒状のブッシュと、
複数の転動体を保持した外輪カップを有し、各ブッシュの内周と十字軸の対応する軸部との間に圧入された軸受と、を備えているステアリング装置。 A universal joint that connects the shafts that transmit the steering force of the steering member is provided,
The universal joint is
Each pair of arms includes a pair of arm portions having thin portions with recesses formed on the inner surfaces facing each other, and a part of the fitting hole formed through each arm portion passes through the thin portion. With the yoke,
A cylindrical bush press-fitted into each of the fitting holes;
A steering device including an outer ring cup holding a plurality of rolling elements, and a bearing press-fitted between an inner periphery of each bush and a corresponding shaft portion of the cross shaft.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105317862A (en) * | 2014-07-30 | 2016-02-10 | Skf公司 | Universal joint apparatus |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS59100114U (en) * | 1982-11-16 | 1984-07-06 | 光洋機械工業株式会社 | universal joint |
JPH01168022U (en) * | 1988-05-18 | 1989-11-27 |
-
2011
- 2011-08-09 JP JP2011173960A patent/JP2013036563A/en active Pending
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