(57)【要約】【課題】オイルクーラに導かれる作動油を、オイルクーラに流入する前に冷却することができるシリンダロッド保護構造の提供。【解決手段】シリンダロッド８ｂと、このシリンダロッド８ｂが進退可能に収容されるシリンダチューブ８ａとを含むアームシリンダ８に備えられ、アームシリンダ８のシリンダチューブ８ａと、シリンダロッド８ｂを保護する保護カバー２２との間に放熱フィン２０を設けてある。放熱フィン２０は、シリンダチューブ８ａの外周面に一体に設けてあり、例えばシリンダチューブ８の左右方向と上方向のそれぞれに突出するように３本設けてある。これらの放熱フィン２０は、保護カバー２２の伸長方向に沿って設けられ、シリンダロッド８ｂと一体的に移動する保護カバー２２をガイドするガイド部材を兼ねている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業装置を駆動する油圧シリンダと、この油圧シリンダから排出され作動油タンクに導かれる作動油を冷やすオイルクーラとを有する作業機械に備えられ、上記油圧シリンダに含まれるシリンダロッドを保護する保護カバーを、上記シリンダロッドに取り付け、このシリンダロッドと一体に移動させるようにしたシリンダロッド保護構造において、
上記シリンダロッドが進退可能に収容される上記油圧シリンダのシリンダチューブと上記保護カバーとの間に、放熱フィンを設けたことを特徴とするシリンダロッド保護構造。
【請求項２】
請求項１に記載のシリンダロッド保護構造において、
上記放熱フィンを上記シリンダチューブの外周面に設けたことを特徴とするシリンダロッド保護構造。
【請求項３】
請求項２に記載のシリンダロッド保護構造において、
上記放熱フィンは、上記保護カバーの伸長方向に沿って設けられ、上記シリンダロッドと一体的に移動する上記保護カバーをガイドするガイド部材を兼ねることを特徴とするシリンダロッド保護構造。
【請求項４】
請求項３に記載のシリンダロッド保護構造において、
上記放熱フィンと上記保護カバーとの間に、摩擦低減部材を設けたことを特徴とするシリンダロッド保護構造。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のシリンダロッド保護構造において、
上記保護カバーは、その伸長方向と直交する方向の断面形状が上記シリンダロッドを囲む円弧形状から成ることを特徴とするシリンダロッド保護構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業装置を駆動する油圧シリンダを有する油圧ショベル等の作業機械に備えられ、油圧シリンダに含まれるシリンダロッドを保護する保護カバーを備えたシリンダロッド保護構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来技術として特許文献１に示されるものがある。この従来のシリンダロッド保護構造は、油圧ショベルに備えられるものであり、シリンダロッドの上側に配置されて、このシリンダロッドを保護するバネ鋼より成る平板状のガイド部材、すなわち保護カバーをシリンダロッドの先端に取り付け、シリンダロッドと一体に移動させるように構成してある。このように構成したものでは、保護カバーによって障害物からシリンダロッドを保護することができ、シリンダロッドが含まれる油圧シリンダの耐久性を向上させることができる。
【０００３】
なお、特許文献１中に記載は無いが、良く知られているように上述した油圧シリンダに導かれる作動油の温度は高く、したがって油圧シリンダから排出された作動油を作動油タンクに戻す管路には、この作動油タンクに戻される作動油を冷やすオイルクーラが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０３８１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に示される従来技術は、油圧シリンダのシリンダロッドの障害物からの保護については考慮されているが、油圧シリンダから排出されオイルクーラに導かれる作動油の温度を、オイルクーラへの流入前に低下させることについては考慮がなされていない。このため従来にあっては、流入される高温の作動油の熱負荷によってオイルクーラの耐久性が劣化する懸念がある。
【０００６】
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、オイルクーラに導かれる作動油を、オイルクーラに流入する前に冷却することができるシリンダロッド保護構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために、本発明に係るシリンダロッド保護構造は、作業装置を駆動する油圧シリンダと、この油圧シリンダから排出され作動油タンクに導かれる作動油を冷やすオイルクーラとを有する作業機械に備えられ、上記油圧シリンダに含まれるシリンダロッドを保護する保護カバーを、上記シリンダロッドに取り付け、このシリンダロッドと一体に移動させるようにしたシリンダロッド保護構造において、上記シリンダロッドが進退可能に収容される上記油圧シリンダのシリンダチューブと上記保護カバーとの間に、放熱フィンを設けたことを特徴としている。
【０００８】
このように構成した本発明は、油圧シリンダのシリンダチューブと保護カバーとの間に設けられる放熱フィンによって、シリンダチューブが冷やされ、これによってこのシリンダチューブが含まれる油圧シリンダに導かれる高温の作動油を冷却することができる。すなわち、オイルクーラに導かれる作動油を、オイルクーラに流入する前に冷却することができる。すなわち、作動油の温度を低下させた状態でこの作動油をオイルクーラに導くことができる。
【０００９】
また、本発明に係るシリンダロッド保護構造は、上記発明において、上記放熱フィンを上記シリンダチューブの外周面に設けたことを特徴としている。このように構成した本発明は、放熱フィンを比較的容易に設けることができる。
【００１０】
また、本発明に係るシリンダロッド保護構造は、上記発明において、上記放熱フィンは、上記保護カバーの伸長方向に沿って設けられ、上記シリンダロッドと一体的に移動する上記保護カバーをガイドするガイド部材を兼ねることを特徴としている。このように構成した本発明は、ガイド部材を兼ねる放熱フィンを介して、シリンダロッドの移動に追従させて保護カバーを円滑に移動させることができる。
【００１１】
また、本発明に係るシリンダロッド保護構造は、上記発明において、上記放熱フィンと上記保護カバーとの間に、摩擦低減部材を設けたことを特徴としている。このように構成した本発明は、摩擦低減部材を介して、保護カバーをさらに滑らかに移動させることができる。
【００１２】
また、本発明に係るシリンダロッド保護構造は、上記発明において、上記保護カバーは、その伸長方向と直交する方向の断面形状が上記シリンダロッドを囲む円弧形状から成ることを特徴としている。このように構成した本発明は、保護カバーがシリンダロッドの外周面に沿う形状に形成されるので、障害物からのシリンダロッドに対する優れた保護機能を確保することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、シリンダロッドが進退可能に収容される油圧シリンダのシリンダチューブと、シリンダロッドを保護する保護カバーとの間に放熱フィンを設けたことから、この放熱フィンによって油圧シリンダに導かれる作動油を冷却し、オイルクーラに導かれるこの作動油を、オイルクーラに流入する前に冷却することができる。すなわち、作動油の温度を従来に比べて低下させた状態でこの作動油をオイルクーラに導くことができる。これにより、高温の作動油によってオイルクーラに与えられる熱負荷を従来よりも低減させることができ、オイルクーラの長寿命化を実現させることができる。
【００１４】
なお、従来と同程度の耐久性が得られれば済む場合には、オイルクーラの容量を小さくすることができ、オイルクーラの小型化を実現させることができる。これにより、オイルクーラに係る製作コストを従来よりも低減させることができるとともに、オイルクーラの配置設計に対する自由度を従来よりも大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るシリンダロッド保護構造の第１実施形態が備えられる作業機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図である。
【図２】図１に示す油圧ショベルに備えられる旋回体の要部構成を示す平面図である。
【図３】図１に示す油圧ショベルに備えられる油圧駆動装置を示す油圧回路図である。
【図４】図１のＡ断面拡大図である。
【図５】本発明に係るシリンダロッド保護構造の第１実施形態を示す分解斜視図である。
【図６】図５に示す第１実施形態の要部を構成するアームシリンダ部分を示す図で、（ａ）図は側面図、（ｂ）図は正面図である。
【図７】本発明の第２実施形態の要部を構成するアームシリンダ部分を示す図で、（ａ）図は側面図、（ｂ）図は正面図である。
【図８】本発明の第３実施形態の要部を構成するアームシリンダ部分を示す図で、（ａ）図は側面図、（ｂ）図は正面図である。
【図９】本発明の第４実施形態の要部を構成するアームシリンダ部分を示す図で、（ａ）図は側面図、（ｂ）図は正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係るシリンダロッド保護構造の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１７】
図１は本発明に係るシリンダロッド保護構造の第１実施形態が備えられる作業機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図、図２は図１に示す油圧ショベルに備えられる旋回体の要部構成を示す平面図、図３は図１に示す油圧ショベルに備えられる油圧駆動装置を示す油圧回路図である。
【００１８】
図１に示す油圧ショベルは、走行体１と、この走行体１上に配置される旋回体２と、旋回体２に取付けられ、掘削作業等の各種作業を行なう作業装置３とを備えている。作業装置３は、旋回体２に上下方向の回動可能に設けられるブーム４と、このブーム４の先端に上下方向の回動可能に設けられるアーム５と、このアーム５の先端に上下方向の回動可能に設けられるバケット６とを備えている。また、作業装置３を駆動する油圧シリンダ、すなわちブーム４を駆動するブームシリンダ７、アーム５を駆動するアームシリンダ８、バケット６を駆動するバケットシリンダ９を備えている。旋回体２には上述した油圧シリンダを操作する操作装置が配置される運転室１０が設けられている。
【００１９】
また、図２，３に示すように、旋回体２上には、上述のブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、あるいは旋回体２を旋回させる旋回モータ１７、走行体１を走行させる走行右モータ１８ａ、走行左モータ１８ｂ等の各種の油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプ１６と、この油圧ポンプ１６を駆動するエンジン１２と、油圧ポンプ１６から各種の油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れを制御するコントロールバルブ１１とが備えられている。さらに、旋回体２上には、燃料タンク１３と、作動油タンク１４と、オイルクーラ１５とが備えられている。図３に示すように、オイルクーラ１５は、油圧シリンダから排出される作動油を、コントロールバルブ１１を介して作動油タンク１４に導く管路１９に設けられ、作動油タンク１４に導かれる作動油、すなわち戻り油を冷却する。
【００２０】
図４は図１のＡ断面拡大図、図５は本発明に係るシリンダロッド保護構造の第１実施形態を示す分解斜視図、図６は図５に示す第１実施形態の要部を構成するアームシリンダ部分を示す図で、（ａ）図は側面図、（ｂ）図は正面図である。
【００２１】
上述した油圧ショベルに備えられるこの第１実施形態に係るシリンダロッド保護構造は、油圧シリンダ、例えばアームシリンダ８に取付けられている。このアームシリンダ８は、図５等に示すように、シリンダロッド８ｂと、このシリンダロッド８ｂが進退可能に収容されるシリンダチューブ８ａとを含んでいる。この第１実施形態に係るシリンダロッド保護構造は、アームシリンダ８のシリンダチューブ８ａと、シリンダロッド８ｂを保護する保護カバー２２との間に放熱フィン２０を設けてある。
【００２２】
放熱フィン２０は、例えば図４及び図６の（ｂ）図等に示すように、シリンダチューブ８ａの外周面に一体に設けてあり、例えばシリンダチューブ８ａの左右方向と上方向のそれぞれに向かって突出するように３本設けてある。これらの放熱フィン２０は、保護カバー２２の伸長方向に沿って設けられ、シリンダロッド８ｂと一体的に移動する保護カバー２２をガイドするガイド部材を兼ねている。図６に示すように、放熱フィン２０のシリンダロッド８ｂに近い側に位置する端部、及びシリンダロッド８ｂから遠い側に位置する端部のそれぞれには、曲面部２０ａを形成してある。
【００２３】
図４，５に示すように、放熱フィン２０のそれぞれの上端部には、これらの上端部を覆うように摩擦低減部材２１を設けてある。この摩擦低減部材２１は、例えば自己潤滑性の合成樹脂から成っている。なお、アームシリンダ８は、図５に示すように、シリンダチューブ８ａの末端部８ａ１がブーム４に設けたブラケット４ａに連結され、シリンダロッド８ｂの先端部８ｂ１がアーム５に設けたブラケット５ａに連結されるようになっている。
【００２４】
図４等に示すように、保護カバー２２は、その伸長方向と直交する方向の断面形状がシリンダロッド８ｂを囲む円弧形状、例えば下方が放熱のために開放された半円形状から成っている。保護カバー２２の下端部のそれぞれには、シリンダチューブ８ａの外周面の左右方向に突出して設けられる放熱フィン２１に装着した摩擦低減部材２１のそれぞれ該当するものに、摺接可能なフック部２２ｂを形成してある。
【００２５】
図５に示すように、保護カバー２２の一方の端部にはボルト穴２２ａを形成してあり、シリンダロッド８ｂの先端部８ｂ１には雌ねじ部８ｂ２を形成してある。ボルト２７をワッシャプレート２５及びワッシャスプリング２６を介して、保護カバー２２のボルト穴２２ａに挿通させ、シリンダロッド８ｂの先端部８ｂ１の雌ねじ部８ｂ２に螺合させることによって、保護カバー２２がシリンダロッド８ｂの先端部８ｂ１に取付けられる。これにより、保護カバー２２はシリンダロッド８ｂと一体に移動するようになっている。
【００２６】
上述のように保護カバー２２をシリンダロッド８ｂに取付けたアームシリンダ８は、例えばシリンダチューブ８ａ内のボトム室に供給される作動油に応じてシリンダロッド８ｂが伸長して図１に示すアーム５が下方向に回動し、あるいは、シリンダチューブ８ａ内のロッド室に供給される作動油に応じてシリンダロッド８ｂが収縮してアーム５が上方向に回動し、これらによって所望の作業、例えばバケット６による掘削作業等が実施される。なお、上述したように、アームシリンダ８からコントロールバルブ１１を介して排出された作動油は、オイルクーラ１５で冷却されて作動油タンク１４に戻される。
【００２７】
シリンダチューブ８ａからシリンダロッド８ｂが進退する間、上述したように保護カバー２２はシリンダロッド８ｂと一体に移動する。すなわち、保護カバー２２は、放熱フィン２０に設けた摩擦低減部材２１を介して、放熱フィン２０のそれぞれにガイドされ、シリンダロッド８ｂに追従するように摺動し、障害物からシリンダロッド８ｂを保護する。
【００２８】
このように構成した第１実施形態によれば、アームシリンダ８のシリンダチューブ８ａの外周面に設けた放熱フィン２０によって、シリンダチューブ８ａが冷やされる。これによってこのシリンダチューブ８ａが含まれるアームシリンダ８に導かれる高温の作動油を冷却することができる。これにより、オイルクーラ１５に導かれる作動油を、このオイルクーラ１５に流入する前に冷却させることができる。すなわち、作動油の温度を低下させた状態でこの作動油をオイルクーラ１５に導くことができる。これにより、高温の作動油によってオイルクーラ１５に与えられる熱負荷を低減させることができ、オイルクーラ１５の長寿命化を実現できる。
【００２９】
なお、耐久性についてそれほど考慮しなくて済む状況においては、今までに比べてオイルクーラ１５の容量を小さくすることができ、オイルクーラ１５の小型化を実現させることができる。これにより、オイルクーラ１５に係る製作コストを低減させることができるとともに、オイルクーラ１５の配置設計に対する自由度をより大きくすることができる。このことは、油圧ショベルがミニショベルであって、他の機器との配置関係で、オイルクーラ１５の設置領域に制約を受けやすい場合などに有効である。
【００３０】
また、この第１実施形態は、放熱フィン２０をアームシリンダ８のシリンダチューブ８ａの外周面に設けるようにしたので、この放熱フィン２０を比較的容易に設けることができ、実用性に富む。
【００３１】
また、放熱フィン２０が保護カバー２０をガイドするガイド部材を兼ねることから、放熱フィン２０を介して、シリンダロッド８ｂの移動に追従させて保護カバー２２を円滑に移動させることができ、安定した構造を実現させることができる。また、放熱フィン２０の両端部に曲面部２０ａをそれぞれ形成してあることから、放熱フィン２０のそれぞれに対して保護カバー２２を嵌め込む作業を容易に行なうことができる。
【００３２】
また、放熱フィン２０の上端部のそれぞれに摩擦低減部材２１を設けてあるので、放熱フィン２０によって保護カバー２２をガイドする際に、この摩擦低減部材２１を介して上述したように保護カバー２２を滑らかに移動させることができ、安定した構造の実現に貢献する。
【００３３】
また、保護カバー２２は、その伸長方向と直交する方向の断面形状がシリンダロッド８ｂを囲む円弧形状から成ることから、保護カバー２２がシリンダロッド８ｂの外周面に沿う形状となり、障害物からのシリンダロッド８ｂに対する優れた保護機能を確保することができ、信頼性の高い構造を実現させることができる。
【００３４】
なお、図１に例示するように、ブームシリンダ７にも保護カバー２３を含む第１実施形態と同等のシリンダロッド保護構造を設けてある。また、バケットシリンダ９にも保護カバー２４を含む第１実施形態と同等のシリンダロッド保護構造を設けてある。このようにブームシリンダ７、バケットシリンダ９に設けたシリンダロッド保護構造にあっても、上述した第１実施形態に係るシリンダロッド保護構造と同等の作用効果を得ることができる。
【００３５】
図７は本発明の第２実施形態の要部を構成するアームシリンダ部分を示す図で、（ａ）図は側面図、（ｂ）図は正面図、図８は本発明の第３実施形態の要部を構成するアームシリンダ部分を示す図で、（ａ）図は側面図、（ｂ）図は正面図、図９は本発明の第４実施形態の要部を構成するアームシリンダ部分を示す図で、（ａ）図は側面図、（ｂ）図は正面図である。
【００３６】
図７に示す第２実施形態は、アームシリンダ８のシリンダチューブ８ａの外周面の上方向、左右方向のそれぞれに設けられるガイド部材を兼ねる放熱フィン３０が、分割形成されたものからなっている。これらの放熱フィン３０のうちのシリンダロッド８ｂに最も近い側に位置する放熱フィン３０のシリンダロッド８ｂ側の端部、及びシリンダロッド８ｂから最も遠い側に位置する放熱フィン３０のシリンダロッド８ｂから最も離れた側の端部のそれぞれに、曲面部３０ａを形成してある。放熱フィン３０のそれぞれの上端部には第１実施形態における摩擦低減部材２１と同様の摩擦低減部材を設けてある。図示省略した保護カバー２２を含むその他の構成は、上述した第１実施形態と同等である。
【００３７】
図８に示す第３実施形態は、アームシリンダ８のシリンダチューブ８ａの外周面に設けられ、ガイド部材を兼ねる放熱フィン３１が、シリンダチューブ８の外周面に所定間隔で嵌め込まれる複数のリングから成っている。放熱フィン３１の外周部には第１実施形態における摩擦低減部材２１と同様の摩擦低減部材を設けてある。図示しないが、この第３実施形態にあっては、放熱フィン３１によってガイドされ、シリンダロッド８ｂを保護する保護カバーは、第１実施形態における保護カバー２２からフック部２２ｂを除いた構成にしてある。また、放熱フィン３１からの保護カバー２２の離脱を防ぐために、保護カバー２２は、その伸長方向と直交する方向の断面形状がシリンダロッド８ｂを囲む第１実施形態における半円よりも少し大きく、下方が開放される円弧形状から成っている。その他の構成は、上述した第１実施形態と同等である。
【００３８】
図９に示す第４実施形態は、アームシリンダ８のシリンダチューブ８ａの外周面に設けられ、ガイド部材を兼ねる放熱フィン３２が、スパイラル状に形成されている。放熱フィン３２の上端部には第１実施形態における摩擦低減部材２１と同様の摩擦低減部材を設けてある。図示しないが、この第４実施形態も第３実施形態と同様に、放熱フィン３２によってガイドされ、シリンダロッド８ｂを保護する保護カバーは、第１実施形態における保護カバー２２からフック部２２ｂを除いた構成にしてある。また、第３実施形態と同様に、放熱フィン３２からの保護カバー２２の離脱を防ぐために、保護カバー２２は、その伸長方向と直交する方向の断面形状がシリンダロッド８ｂを囲む第１実施形態における半円よりも少し大きく、下方が開放される円弧形状から成っている。その他の構成は、上述した第１実施形態と同等である。
【００３９】
これらの図７，８，９に示す第２，３，４実施形態に係るシリンダロッド保護構造も、放熱フィン３０，３１，３２によってシリンダチューブ８ａが冷やされ、アームシリンダ８に導かれる高温の作動油を冷却することができ、オイルクーラ１５に導かれる作動油を、このオイルクーラ１５に流入する前に冷却させることができ、第１実施形態に係るシリンダロッド保護構造と同等の作用効果が得られる。
【００４０】
なお、上記各実施形態は、放熱フィン２０，３０，３１，３２のそれぞれをアームシリンダ８のシリンダチューブ８ａの外周面に設けてあるが、このように構成せずに、保護カバー２２等の内面に放熱フィンを設け、シリンダチューブ８ａの外周面に放熱フィンを設けない構成とすることもできる。このように構成したものも、保護カバー２２等の内面に設けた放熱フィンによってシリンダチューブ８ａを冷やし、アームシリンダ８に導かれる作動油を冷却させることができ、第１実施形態と同等の作用効果を得ることができる。
【００４１】
また、上記各実施形態は、放熱フィン２０，３０，３１，３２の上端部あるいは外周部に摩擦低減部材を設けた構成にしてあるが、ガイド部材である放熱フィン２０，３０，３１，３２のみによって保護カバー２２等を円滑にガイド可能である場合には、摩擦低減部材を備えない構成にしてもよい。
【００４２】
また、第１，第２実施形態は、放熱フィン２０，３０の端部に曲面部２０ａ，３０ａを形成してあるが、このような曲面部２０ａ，３０ａに代えてテーパ部を設けてもよい。また、放熱フィン２０，３０に対する嵌め込みに支障を生じない場合には、このような曲面部２０ａ，３０ａ、あるいはテーパ部を設けることなく、放熱フィン２０，３０の端部が直角の角部を形成するようにしてもよい。
【００４３】
また、第１，第２実施形態は、放熱フィン２０，３０をシリンダチューブ８ａの外周面にそれぞれ３本設けてあるが、これらを等間隔に設けてもよく、また、異なる間隔に設けてもよい。さらに、放熱フィン２０，３０のそれぞれの本数は、３本設けることには限られず、４本以上設けてもよい。また、放熱フィン２０，３０のそれぞれを同一形状に設けてもよく、また、幅寸法等異ならせるように設けてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１    走行体
２    旋回体
３    作業装置
５    アーム
８    アームシリンダ
８ａ  シリンダチューブ
８ｂ  シリンダロッド
１１    コントロールバルブ
１４    作動油タンク
１５    オイルクーラ
１９    管路
２０    放熱フィン
２０ａ  曲面部
２１    摩擦低減部材
２２    保護カバー
２２ａ  フック部
２３    保護カバー
２４    保護カバー
３０    放熱フィン
３０ａ  曲面部
３１    放熱フィン
３２    放熱フィン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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