(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブ本体と、このハブ本体に外嵌固定された内輪と、これらハブ本体及び内輪の周囲に配置した外輪と、これらハブ本体及び内輪の外周面と外輪の内周面との間に設けた複数個の円すいころと、上記外輪の一端部内周面と上記ハブ本体の中間部外周面との間を密封するシールリングとから成り、
このうちのハブ本体は、一端部外周面に車輪を支持する為のフランジを設けると共に、中間部外周面に第一列の円すいころ軸受を構成する為の、円すい凸面状の第一の内輪軌道を直接又は別体の内輪を介して形成し、他端部外周面に小径段部を設けており、
上記内輪は、第二列の円すいころ軸受を構成する為の、円すい凸面状の第二の内輪軌道を外周面に形成し、上記ハブ本体の小径段部に外嵌固定されており、
上記外輪は、内周面に上記第一、第二列の円すいころ軸受を構成する為の、それぞれが円すい凹面状の第一、第二の外輪軌道を形成したものであり、
上記複数の円すいころのうちの一部は、第一の保持器により転動自在に保持した状態で上記第一の内輪軌道と上記第一の外輪軌道との間に配置し、残部は、第二の保持器により転動自在に保持した状態で上記第二の内輪軌道と上記第二の外輪軌道との間に配置している
車輪支持用ハブユニットに於いて
上記第一列の円すい転がり軸受を構成する複数の円すいころの大径側の外接円の直径と、上記第一の保持器の大径側の外接円とのうちの大きい方の直径よりも、上記シ−ルリングの内径を、少なくともこのシ−ルリングの内周縁を構成する弾性材を直径方向外方に弾性変形した状態で大きくしており、このシールリングは、上記外輪の一端部外周面に形成した円筒面部に締り嵌めで外嵌する事により、この外輪の一端部に固定したものであり、更に、上記第一の内輪軌道の小径側端部に、直径方向外方に突出する小鍔部を形成している事を特徴とする車輪支持用ハブユニット。
【請求項２】
請求項１に記載した車輪支持用ハブユニットの組立方法であって、外輪の一端部外周面に形成した円筒面部に締り嵌めでシールリングを外嵌固定すると共に、複数の円すいころのうちの一部を第一の保持器により第一の内輪軌道の周囲に保持した状態で、上記シールリングを外嵌固定した外輪をハブ本体の周囲に、上記複数の円すいころのうちの一部の周囲に第一の外輪軌道が位置する状態まで進入させた後に内輪を、複数の円すいころのうちの残部を、第二の保持器により第二の内輪軌道の周囲に保持した状態で、上記外輪の内側に挿入しつつ上記ハブ本体の小径段部に外嵌固定する、車輪支持用ハブユニットの組立方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係る車輪支持用ハブユニットは、例えば、小型トラック、大型乗用車等、比較的重量の嵩む自動車の車輪を懸架装置に対し回転自在に支持する為に利用する。特に本発明は、組立作業を容易にする構造を実現するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の車輪は懸架装置に対して、転がり軸受により回転自在に支持する。又、重量の嵩む自動車の車輪は、複列円すいころ軸受により、懸架装置に対して回転自在に支持する。図３は、従来から車輪を支持する為に広く使用されている複列円すいころ軸受１を示している。この複列円すいころ軸受１は、１個の外輪２の内径側に１対の内輪３、３を、それぞれ複数個ずつの円すいころ４、４により回転自在に支持して成る。上記外輪２の内周面には、それぞれが円すい凹面状である複列の外輪軌道５、５を、上記各内輪３、３の外周面には、それぞれが円すい凸面状である内輪軌道６、６を、それぞれ形成している。上記各円すいころ４、４は、それぞれ保持器７、７により転動自在に保持した状態で、上記各外輪軌道５、５と上記各内輪軌道６、６との間に挟持している。又、上記外輪２の両端部内周面と上記各内輪３、３の端部外周面との間には、それぞれ組み合わせシールリング８、８を装着して、上記各円すいころ４、４を設置した空間９の軸方向両端開口部を塞いでいる。
【０００３】
上述の様な、従来から広く使用されている複列円すいころ軸受１を組み立てるには、先ず、上記各内輪３、３の周囲に上記各円すいころ４、４を、それぞれ上記各保持器７、７により転動自在に保持した状態で配列する。そして、この状態のまま、上記各内輪３、３を上記外輪２の内側に軸方向両端から挿入し、上記各円すいころ４、４を、上記各外輪軌道５、５及び内輪軌道６、６に当接させる。そして、最後に、上記各内輪３、３の端部外周面と上記外輪２の両端部内周面との間に、上記各組み合わせシールリング８、８を装着する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図３に示した複列円すいころ軸受１の構造の場合は、特に問題はないが、近年、部品点数の削減による組立工数の低減を目的として、車輪を支持する為の複列円すいころ軸受を、車輪を支持固定する為のハブと一体に設ける、所謂第三世代のハブユニット構造にする事が考えられている。この様な第三世代のハブユニット構造を採用すると、ハブ本体の一端部外周面に車輪を支持する為のフランジを設けると共に、中間部外周面に第一列の円すいころ軸受を構成する為の、円すい凸面状の第一の内輪軌道を直接形成する。そして、上記ハブ本体の他端部外周面に形成した小径段部に、第二列の円すいころ軸受を構成する為の、円すい凸面状の第二の内輪軌道を有する内輪を外嵌固定する。
【０００５】
ところが、この様な構造の場合には、組立作業の際、ハブ本体の外周面に設けるフランジが邪魔になり、このフランジ側のシールリングを後から装着する事が出来ない。これに対して、このシ−ルリングを予め外輪に装着しておくと、上記第一列の円すいころ軸受を構成する複数の円すいころと保持器とのうちの一方又は双方が、この外輪を組み込む際にシ−ルリングと干渉して、組み立て作業が困難になる。転動体として玉を使用する車輪支持用ハブユニットの場合には、一般的に玉を外輪の内径面に保持した状態で組み立て作業を行なう為、組み立て作業が困難になる事はない。これに対して、転動体として円すいころを使用する車輪支持用ハブユニットの場合には、一般的に円すいころをハブ及び内輪の外径面に保持した状態で組み立て作業を行なう為、上述の様な問題を生じる。
本発明は、この様な事情に鑑みて、複列円すいころ軸受を組み込んだ、第三世代の車輪支持用ハブユニットの組立作業を容易にする事により、製造コストの低減を図るべく発明したものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の車輪支持用ハブユニット及びその組立方法のうち、請求項１に記載した車輪支持用ハブユニットは、ハブ本体と、このハブ本体に外嵌固定された内輪と、これらハブ本体及び内輪の周囲に配置した外輪と、これらハブ本体及び内輪の外周面と外輪の内周面との間に設けた複数個の円すいころと、上記外輪の一端部内周面と上記ハブ本体の中間部外周面との間を密封するシールリングとから成る。
このうちのハブ本体は、一端部外周面に車輪を支持する為のフランジを設けると共に、中間部外周面に第一列の円すいころ軸受を構成する為の、円すい凸面状の第一の内輪軌道を直接又は別体の内輪を介して形成し、他端部外周面に小径段部を設けている。
又、上記内輪は、第二列の円すいころ軸受を構成する為の、円すい凸面状の第二の内輪軌道を外周面に形成し、上記ハブ本体の小径段部に外嵌して固定されている。
又、上記外輪は、内周面に上記第一、第二列の円すいころ軸受を構成する為の、それぞれが円すい凹面状の第一、第二の外輪軌道を形成している。
又、上記複数の円すいころのうちの一部は、第一の保持器により転動自在に保持した状態で上記第一の内輪軌道と上記第一の外輪軌道との間に配置し、残部は、第二の保持器により転動自在に保持した状態で上記第二の内輪軌道と上記第二の外輪軌道との間に配置している。
特に、本発明の車輪支持用ハブユニットに於いては、上記第一列の円すい転がり軸受を構成する複数の円すいころの大径側の外接円の直径と、上記第一の保持器の大径側の外接円の直径とのうちの大きい方の直径よりも、上記シ−ルリングの内径を、少なくともこのシ−ルリングの内周縁を構成する弾性材を直径方向外方に弾性変形した状態で大きくしている。又、このシールリングは、上記外輪の一端部外周面に形成した円筒面部に締り嵌めで外嵌する事により、この外輪の一端部に固定したものとしている。更に、上記第一の内輪軌道の小径側端部に、直径方向外方に突出する小鍔部を形成している。
【０００７】
一方、請求項２に記載した車輪支持用ハブユニットの組立方法は、外輪の一端部外周面に形成した円筒面部に締り嵌めでシールリングを外嵌固定すると共に、複数の円すいころのうちの一部を第一の保持器により第一の内輪軌道の周囲に保持した状態で、上記シールリングを外嵌固定した外輪をハブ本体の周囲に、上記複数の円すいころのうちの一部の周囲に第一の外輪軌道が位置する状態まで進入させる。
その後に、内輪を、上記複数の円すいころのうちの残部を、第二の保持器により第二の内輪軌道の周囲に保持した状態で、上記外輪の内側に挿入しつつ上記ハブ本体の小径段部に外嵌固定する。
【０００８】
【作用】
上述の様に構成する本発明の車輪支持用ハブユニット及びその組立方法の場合には、複列円すいころ軸受を組み込んだ車輪支持用ハブユニットの組立を容易にして、製造コストの低減を図れる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の車輪支持用ハブユニットの実施の形態の第１例を示している。この車輪支持用ハブユニット１０は、ハブ本体１１と、このハブ本体１１に外嵌して固定された内輪１２と、これらハブ本体１１及び内輪１２の周囲に配置した外輪１３と、これらハブ本体１１及び内輪１２の外周面と外輪１３の内周面との間に設けた複数個の円すいころ１４ａ、１４ｂと、上記外輪１３の一端部（自動車への組み付け状態で幅方向外側となる端部で、図１の左端部）内周面と上記ハブ本体１１の中間部外周面との間を密封する、請求項１に記載されたシールリングに相当するシールリング１５と、上記外輪１３の他端部（自動車への組み付け状態で幅方向内側となる端部で、図１の右端部）内周面と上記内輪１２の他端部外周面との間を密封するシール環１６とを備える。
【００１０】
このうちのハブ本体１１の一端部外周面に、車輪を支持する為のフランジ１７を形成している。又、上記ハブ本体１１の中間部外周面には、第一列の円すいころ軸受１８を構成する為の、円すい凸面状の第一の内輪軌道１９を、直接形成している。更に、上記ハブ本体１１の他端部外周面には、小径段部２０を設けている。この小径段部２０は、上記ハブ本体１１と同心の円筒状の外周面を有し、先端部に円筒部２１を形成している。尚、上記第一の内輪軌道１９は、上記ハブ本体１１と別体でこのハブ本体１１に外嵌固定した内輪（図示せず）の外周面に形成しても良い。
【００１１】
又、上記内輪１２は、第二列の円すいころ軸受２２を構成する為の、円すい凸面状の第二の内輪軌道２３を外周面に形成しており、上記ハブ本体１１の小径段部２０に外嵌している。そして、上記小径段部２０の他端部に形成した円筒部２１を直径方向外方に塑性変形させることで形成したかしめ部２４により、上記内輪１２の他端面を抑え付けている。この状態で上記内輪１２は、上記小径段部２０の一端部に形成した段差面２５と上記かしめ部２４とにより、軸方向両側から挟持されて、上記ハブ本体１１に対し固定される。尚、上記第二の内輪軌道２３の傾斜方向と上記第一の内輪軌道１９の傾斜方向とは、互いに逆にしている。
【００１２】
又、上記外輪１３の内周面には、上記第一、第二列の円すいころ軸受１８、２２を構成する為の、それぞれが円すい凹面状の第一、第二の外輪軌道２６、２７を形成している。これら第一、第二の外輪軌道２６、２７の傾斜方向は、上記第一、第二の内輪軌道１９、２３に合わせて、互いに逆としている。又、上記外輪１３の外周面の軸方向中間部には、この外輪１３を図示しない懸架装置に対し固定する為の、外向フランジ状の取付部２８を設けている。
【００１３】
又、前記複数個の円すいころ１４ａ、１４ｂのうちの一部（図１の左側半分）の円すいころ１４ａ、１４ａは、第一の保持器２９により転動自在に保持した状態で、上記第一の内輪軌道１９と上記第一の外輪軌道２６との間に配置して、前記第一列の円すいころ軸受１８を構成している。これに対して、上記複数個の円すいころ１４ａ、１４ｂのうちの残部（図１の右側半分）の円すいころ１４ｂ、１４ｂは、第二の保持器３０により転動自在に保持した状態で、上記第二の内輪軌道２３と上記第二の外輪軌道２７との間に配置して、前記第二列の円すいころ軸受２２を構成している。
【００１４】
又、上記第一、第二の保持器２９、３０は何れも、上記複数個ずつの円すいころ１４ａ、１４ｂを保持した状態で、これら各円すいころ１４ａ、１４ｂが直径方向外方に脱落するのを防止する構造を有する。即ち、これら第一、第二の保持器２９、３０は、弾性を有する合成樹脂を射出成形する事により、全体を部分円すい筒状に形成したもので、円周方向に亙りポケット３１、３１と柱部３２、３２とを交互に設けている。上記各円すいころ１４ａ、１４ｂは、上記各ポケット３１、３１内に転動自在に配置している。又、上記各柱部３２、３２の外周面は、上記各円すいころ１４ａ、１４ｂのピッチ円よりも直径方向外方に位置させている。そして、上記ポケット３１、３１の外径側開口部の円周方向に亙る幅を、上記各円すいころ１４ａ、１４ｂの直径よりも小さくしている。
【００１５】
従って、上記各円すいころ１４ａ、１４ｂを上記各ポケット３１、３１内に収納する作業は、上記第一、第二の保持器２９、３０の内径側から行なう。上記各円すいころ１４ａ、１４ｂを上記各ポケット３１、３１内に収納し、これら各円すいころ１４ａ、１４ｂの内径側に前記ハブ本体１１及び内輪１２を挿入した状態では、これら各円すいころ１４ａ、１４ｂが上記各ポケット３１、３１内に、脱落不能に保持される。更に、図示の例では、前記第一、第二の内輪軌道１９、２３の小径側端部に、直径方向外方に突出する小鍔部３３、３３を形成している。従って、上記第一、第二の保持器２９、３０を弾性変形させつつ、上記各円すいころ１４ａ、１４ｂを上記第一、第二の内輪軌道１９、２３の周囲に配置した状態では、これら各円すいころ１４ａ、１４ｂは、軸方向に亙っても、不用意に変位する事がなくなる。
【００１６】
又、前記第一列の円すい転がり軸受１８を構成する、前記一部の複数個の円すいころ１４ａ、１４ａの大径側の外接円の直径ｄ14と、前記第一の保持器２９の大径側の外接円の直径ｄ29とでは、複数の円すいころの一部１４ａ、１４ａの外接円の直径ｄ14の方が大きい。即ち、図示の例では、この複数個の円すいころ１４ａ、１４ａの大径側の外接円の直径ｄ14が、請求項１に記載した大きい方の直径に相当する。
【００１７】
更に、前記シールリング１５は、断面略Ｌ字形の芯金３４と、この芯金３４の内周縁部に全周に亙って添着した弾性材３５とから成る。この様なシールリング１５は、上記芯金３４の外周縁部に形成した円筒部３６を、前記外輪１３の一端部外周面に形成した円筒面部３７に締り嵌めで外嵌する事により、この外輪１３の一端部に固定しており、上記弾性材３５の内周縁が上記ハブ本体１１の中間部外周面に摺接している。又、このシ−ルリング１５の内径Ｄ15は、このシールリング１５の自由状態に於いても、請求項１に記載した大きい方の直径に相当する、上記複数の円すいころの一部１４ａ、１４ａの大径側の外接円の直径ｄ14よりも大きい（Ｄ15＞ｄ14）。
【００１８】
次に、上述の様に構成する車輪支持用ハブユニット１０の組立方法に就いて説明する。先ず、前記外輪１３の一端部外周面に形成した円筒面部３７に、上記シールリング１５を構成する芯金３４の円筒部３６を外嵌固定する。又、この作業と共に、前記第一列の円すいころ軸受１８を構成する複数個の円すいころ１４ａ、１４ａを第一の保持器２９により、前記ハブ本体１１の外周面の第一の内輪軌道１９の周囲に保持する。そして、上記シールリング１５を外嵌固定した外輪１３をこのハブ本体１１の周囲に進入させる。この進入作業は、上記複数個の円すいころ１４ａ、１４ａの周囲に第一の外輪軌道２６が位置する状態まで行なう。尚、このシールリング１５の内径Ｄ15は、請求項１に記載した大きい方の直径に相当する、上記複数の円すいころ１４ａ、１４ａの大径側の外接円の直径ｄ14より大きいので、進入作業の際、上記シールリング１５が複数の円すいころのうちの一部１４ａ、１４ａや第一の保持器２９と干渉することはない。又、前述の様に第一の内輪軌道１９の小径側端部に小鍔部３３を形成している為、上述の様な進入作業の際に、この第一の内輪軌道１９の周囲に保持された上記各円すいころ１４ａが軸方向に亙って不用意に変位する事はない。
【００１９】
次いで前記内輪１２を、前記第二列の円すいころ軸受を構成する、前記残部の円すいころである、複数個の円すいころ１４ｂ、１４ｂを、第二の保持器３０により第二の内輪軌道２３の周囲に保持した状態で、上記外輪１３の内側に挿入する。この挿入作業に伴って上記内輪１２を上記小径段部２０に、上記ハブ本体１１の段差面２５にこの内輪１２の一端面が当たるまで外嵌する。そして、上記小径段部２０の他端部に形成した円筒部２１を直径方向外方に塑性変形してかしめ部２４を形成し、上記内輪１２の他端面を抑え付けることにより、この内輪１２を固定する。最後に、この内輪１２の他端部外周面と上記外輪の他端部内周面との間に前記シール環１６を装着する。尚、図示の例では、上記内輪１２の他端部外周面と上記外輪１３の他端部内周面の間を上記シール環１６で塞ぐ構造を示したが、外輪１３の他端開口を覆う蓋体によって塞ぐ方法等、いずれでも良い。
【００２０】
次に、図２は、本発明の車輪支持用ハブユニットの実施の形態の第２例を示している。上述した第１例の場合では、シ−ルリング１５の内径Ｄ15がこのシールリング１５の自由状態でも、請求項１に記載された大きい方の外径より大きい構造であったのに対して、本例の車輪支持用ハブユニット１０ａの場合は、逆にシ−ルリング１５ａの内径Ｄ15a が、自由状態及び組み立て完了時の状態では、請求項１に記載された大きい方の外径よりも少し小さい。尚、前述の図１に示した実施の形態の第１例と同等部分には、同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２１】
ハブ本体１１ａの他端部外周面に設けた小径段部２０の他端部には、この小径段部２０に外嵌した内輪１２ａを固定する為のナット３９を螺合する雄螺子部３８を形成している。即ち、上記内輪１２ａは上記小径段部２０の一端部に形成した段差面２５と上記雄螺子部３８に螺合したナット３９とにより、軸方向両側から挟持されて、上記ハブ１１ａに対し固定される。そして、外輪１３の一端部外周面に外嵌固定したシールリング１５ａの内径Ｄ15a は、請求項１に記載された大きい方の外径に相当する、第一列の円すいころ軸受１８を構成する複数個の円すいころ１４ａ、１４ａの大径側の外接円の直径ｄ14よりも少し大きい（Ｄ15a ＞ｄ14）。但し、このシールリング１５ａを構成する弾性材３５ａの内周縁を直径方向外方に弾性変形した状態でのシールリング１５ａの内径は、上記直径ｄ14よりも大きくなる。
【００２２】
上述の様に構成する車輪支持用ハブユニット１０ａの組立方法は、先ず、前記外輪１３の一端部外周面に形成した円筒面部３７に、上記シールリング１５ａを構成する芯金３４の円筒部３６を外嵌固定する。又、この作業と共に、上記複数個の円すいころ１４ａ、１４ａを第一の保持器２９により、前記ハブ本体１１ａの外周面に形成した第一の内輪軌道１９の周囲に保持する。そして、上記シールリング１５ａを外嵌固定した外輪１３をこのハブ本体１１ａの周囲に進入させる。この進入作業の際、上記シールリング１５ａを構成する弾性材３５ａの内周縁のうち、上記各円すいころ１４ａ、１４ａに整合する部分が直径方向外方に弾性変形して、当該部分の内径が、上記複数個の円すいころ１４ａ、１４ａの大径側の外接円の直径ｄ14より大きくなる。そして、上記複数個の円すいころ１４ａ、１４ａの周囲に第一の外輪軌道２６が位置するまで、上記外輪１３をハブ本体１１ａの周囲に進入させ、上記シールリング１５ａが上記各円すいころ１４ａ、１４ａの周囲を通過し切ると、このシールリング１５ａを構成する弾性材３５ａの内周縁が弾性的に復元する。従って、上記シールリング１５ａと複数個の円すいころ１４ａ、１４ａとの干渉に拘らず、上記弾性材を傷める事なく、上記外輪１３を上記ハブ本体１１ａの周囲に進入させる事ができる。
【００２３】
この様にして外輪１３をハブ本体１１ａの周囲に進入させたならば、次いで内輪１２ａを、複数個の円すいころ１４ａ、１４ｂのうちの第二列の円すいころ軸受２２を構成する残部の円すいころ１４ｂ、１４ｂを、第二の保持器３０により第二の内輪軌道２３の周囲に保持した状態で、上記外輪１３の内側に挿入する。この挿入作業に伴って上記内輪１２ａを、上記ハブ本体１１ａの段差面２５にこの内輪１２ａの一端面が当たるまで上記小径段部２０に外嵌する。そして、図示の例では、この小径段部２０の他端部に形成した雄螺子部３８にナット３９を螺合して、上記内輪１２ａの他端面を抑え付けることにより、この内輪１２ａを固定する。最後に、この内輪１２ａの端部外周面と外輪の端部内周面との間にシール環１６を装着する。尚、図示の例では、上記内輪１２ａの他端部外周面と上記外輪１３の他端部内周面の間は、上記シール環１６で塞ぐ方法を示したが、外輪１３の他端開口を覆う蓋体によって塞ぐ方法等、いずれでも良い。
【００２４】
尚、内輪１２、１２ａを軸方向に動かないように固定する方法として、実施の形態の第１例では、かしめ部２４を形成してこの内輪１２を固定する構造を、実施の形態の第２例では、ナット３９を螺合してこの内輪１２ａを固定する構造を、それぞれ示した。他にも内輪を固定する構造としては、ハブ本体にスプライン結合した駆動軸に設けた螺子部に螺合したナットと等速ジョイントのハウジングとの間でハブ本体と内輪とを軸方向両側から挟持する構造等がある。本発明を実施するに当り、内輪を固定する構造は何れでも良い。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の車輪支持用円すいころ軸受ユニットは、以上に述べた通り構成され組み立てるので、組立作業を容易にして、製造コストの低減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。
【図２】同じく第２例を示す、図１と同様の図。
【図３】従来の複列円すいころ軸受の断面図。
【符号の説明】
１    複列円すいころ軸受
２    外輪
３    内輪
４    円すいころ
５    外輪軌道
６    内輪軌道
７    保持器
８    組み合わせシールリング
９    空間
１０、１０ａ  車輪支持用ハブユニット
１１、１１ａ    ハブ本体
１２、１２ａ    内輪
１３    外輪
１４ａ、１４ｂ  円すいころ
１５、１５ａ    シールリング
１６    シール環
１７    フランジ
１８    第一列の円すいころ軸受
１９    第一の内輪軌道
２０    小径段部
２１    円筒部
２２    第二列の円すいころ軸受
２３    第二の内輪軌道
２４    かしめ部
２５    段差面
２６    第一の外輪軌道
２７    第二の外輪軌道
２８    取り付け部
２９    第一の保持器
３０    第二の保持器
３１    ポケット
３２    柱部
３３    小鍔部
３４    芯金
３５、３５ａ    弾性材
３６    円筒部
３７    円筒面部
３８    雄螺子部
３９    ナット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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