JP4196390B2 - 自動調心ころ軸受 - Google Patents
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- F16C33/542—Cages for rollers or needles made from wire, strips, or sheet metal made from sheet metal
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は自動調心ころ軸受に関し、このころ軸受は各種機械装置に組み込んで、ハウジングの内側で回転軸を調心可能に支承するのに利用する。
【０００２】
【従来の技術】
重量の嵩む軸をハウジングの内側に回転自在に支承する為、従来から図７〜９に示す様な、保持器付自動調心ころ軸受が使用されている。この保持器付自動調心ころ軸受は、互いに同心に組み合わされた外輪１と内輪２との間に、複数の球面ころ３、３を転動自在に配列すると共に、金属板をプレス成形して成る保持器（プレス保持器）４、４により、上記複数の球面ころ３、３の分離防止を図る事で、構成されている。
【０００３】
この内、外輪１の内周面には、単一の中心を有する球状凹面である外輪軌道５を形成している。又、内輪２の外周面には、それぞれの幅方向（図６の左右方向）に前記外輪軌道５と対向する、１対の内輪軌道６、６を形成している。又、上記複数の球面ころ３、３は、その最大径部が各球面ころ３、３の軸方向長さの中央部にある対称形で、上記外輪軌道５と上記１対の内輪軌道６、６との間に、２列に亙って転動自在に配列されている。
【０００４】
又、上記保持器４は、円錐筒状の本体部７と、この本体部７の大径側端縁部から直径方向外側に延びた外向フランジ部８と、小径側端縁部から直径方向内側に延びた内向フランジ部９とを有する。上記本体部７には複数のポケット１０、１０を円周方向に隔設して、各ポケット１０、１０にそれぞれ１個ずつの球面ころ３、３を、回転自在に保持している。尚、上記本体部７は、大径側でも小径側でも上記複数の球面ころ３、３のピッチ円（複数の球面ころ３、３の中心軸同士を結ぶ円）よりも直径方向内側に位置させる事により、各球面ころ３、３が各ポケット１０、１０を通じて、上記本体部７の直径方向内側に抜け出る事を防止している。
【０００５】
又、上記１対の保持器４、４の外向フランジ部８、８の外周縁を、それぞれ案内リング１１の内周面に摺接させ、上記内向フランジ部９、９の内周縁を、上記内輪２の端部外周面に摺接させる事で案内されている。この案内リング１１は、前記２列に亙って設けられた複数の球面ころ３、３の間に、回転自在に設けられている。
【０００６】
更に、保持器４の幅方向には、上記各外向フランジ部８、８の外側面で、円周方向には上記各ポケット１０、１０の中間部分には、それぞれ傾斜突起１２を形成している。これに対して、各球面ころ３、３の端面で、この傾斜突起１２と対向する部分には、それぞれ凹部１４、１４を形成している。そして、上記傾斜突起１２の先端部と凹部１４とを係合させる事により、各ポケット１０、１０内に保持された球面ころ３、３が、直径方向外方に抜け出るのを防止している。この結果、各ポケット１０、１０内に回転自在に保持された球面ころ３、３は、各ポケット１０、１０の内側から、直径方向の内外何れの方向にも、抜け出る事がなくなる。
【０００７】
上述の様に構成される保持器付自動調心ころ軸受により、ハウジングの内側に回転軸を支承する場合、外輪１をハウジングに内嵌固定し、内輪２を回転軸に外嵌固定する。回転軸と共に内輪２が回転する場合には、複数の球面ころ３、３が転動して、この回転を許容する。ハウジングの軸心と回転軸の軸心とが不一致の場合、外輪１の内側で内輪２が調心する事でこの不一致を補償するが、外輪軌道５は単一球面状に形成されている為、上記複数の球面ころ３、３の転動は、不一致補償後に於いても、円滑に行われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この保持器タイプでは球面ころの挿入丈は傾斜突起先端と保持器小径側フランジ部のポケットとの最短距離であり、ころが保持器から脱落するのは挿入丈寸法がころの軸方向長さより長い場合である。しかし、挿入丈寸法はころ長さより短い。軸受使用中における保持器傾斜突起の先端部のころ端面凹部との接触摩耗や、保持器小径側フランジ部のポケット面ところの対向する側（尾部側）端面との接触摩耗により、挿入丈寸法が大きくなって、ころ脱落防止の係合代が少なくなりころが保持器より直径方向外側に脱落することがある。
【０００９】
したがって、本発明は球面この脱落を防止する自動調心ころ軸受を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
単一の中心を有する球状凹面である外輪軌道をその内周面に形成した外輪１と、上記外輪軌道と対向する１対の内輪軌道をその外周面に形成した内輪２と、上記外輪軌道並びに内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の２列の球面ころ３とを有し、上記球面ころを転動自在に保持する一対の保持器４であって、各保持器は複数のポケット１０を備え、円錐筒状の本体部７と、本体部の大径側端縁部において直径方向外側に延びた外向フランジ部８と、小径側端縁部において直径方向内側に延びた内向フランジ部９とをそれぞれ形成したものであり、上記各列の複数の球面ころは、上記外向フランジ部に対向する端面に凹部１４を有し、上記各保持器の外向フランジ部８の内周縁には、上記各ポケット１０の円周方向中間部に、直径方向内側に延出すると共に上記球面ころの端面に向かって延びた複数の傾斜突起１５を形成し、この傾斜突起１５の先端部と上記凹部との係合により、上記ポケットからの球面ころの脱落を防止する自動調心ころ軸受において、この傾斜突起の先端部の軸受中心線に対する角度αは、球面ころが接触角（軸受中心線からころ中心線までの角度）で姿勢を保っている時の球面ころ端面の円形凹部の軸受中心線に対する角度α’と同一になるよう設定している。
【００１１】
【実施例】
図１〜図６は、本発明の実施例のプレス保持器を示している。尚、前述した従来の保持器付自動調心ころ軸受と同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略し、以下、本発明の特徴部分について説明する。
【００１２】
球面ころ３の端面で、保持器４の内端縁に形成された外向フランジ部８に対向する部分には、一定直径の円形の凹部１４を形成している。又、外向フランジ部８の内周縁で複数のポケット１０の円周方向中間部位置には、それぞれ傾斜突起１５を形成している。各傾斜突起１５は、外向フランジ部８の内周縁から直径方向内側に延出すると共に、球面ころ３の一端面に向かって軸方向外側に延びて対向している。また、本実施例では、傾斜突起先端部１５ａの軸受中心線Ｄに対する角度αを、ころ３が接触角βで姿勢を保っている時の凹部１４の軸受中心線Ｄに対する角度α’と同一になるよう設定してある。この傾斜突起１５の先端部１５ａは、球面ころ３をポケット１０の内側に組み込んだ場合に、図３に示した掛かり代δにより、この球面ころ３の端面に形成した凹部１４と係合し、ポケット１０の内側から球面ころ３が脱落する事を防止する。
【００１３】
また、外向フランジ部８の内周縁に、片持ち式に支持された傾斜突起１５の剛性は、円周方向に亙る幅寸法Ｗ、又は直径方向に亙る長さ寸法Ｌにより調節自在な為、保持器４を構成する金属板の板厚を特に小さくしなくても、各ポケット１０、１０内側への球面ころ３、３の組み付け性を確保できる。
【００１４】
この構成により、角度αとα’がα’＜αの関係にある場合に比べて傾斜突起先端部１５ａと凹部１４との距離が長くなるため、軸受回転中にころ又は保持器が軸受の半径方向に移動した場合であっても、接触摩耗は減少する。すなわち、挿入丈寸法が長くならないため、ころが脱落することがなくなる。
【００１５】
本体部７の大径側端部に外向フランジ８を形成するために、図４〜６に示す様に隣り合うポケット１０、１０同士を仕切る柱部１６部分の一端縁を直径方向外方に折り曲げている。ポケット１０の保持器小径側フランジ部のポケット面は、１０ｂと一定角度をなす１０ａ、ころ端面と平行な１０ｂの２つの平面からなり、この２平面の交差部１０ｃと傾斜突起先端部１５ａの先端点とでころの保持器ポケットへの挿入丈ｌを構成している。本実施例では、傾斜突起先端部１５ａと凹部１４が対抗し、それぞれにおける対抗面１５ｂ及び１４ａが平行となっている。また、挿入角度γすなわち挿入丈方向と垂直な直線と軸受中心線Ｄが成す角度が、接触角βより大きくなる（γ＞β）ように設定してある。
【００１６】
また、各球面ころ３の端面１６は、上記一定直径の円形の凹部１４の内側に存在する回転中心近傍位置で、案内リング１１の側面と摺接する。この為、各球面ころ３、３と案内リング１１の側面との間に作用する摩擦力は小さく、動力損失も小さいもので済む。
【００１７】
このため、次の点でころ脱落に対して有利である。すなわち、従来は、ころが脱落するのは内輪、ころ及び保持器のアッセンブリが外輪から外れる場合である。この状態では、軸受の真上にあるころは内輪軌道面に沿って接触角βで姿勢を保っているが、真下にあるころはころ頭部側端面逃げ部と保持器傾斜突起が接触して重量を支えており、ころの尾部側が重力によって下がり、頭部側に抜ける。これに対して、本発明においては、挿入角度γが接触角βより大きく設定してあるため、ころは脱落しないのである。また、傾斜突起の先端部と凹部が対抗し、それらの対抗面が平行であるため、ころが半径方向に移動した時、最も爪に接触しにくくなる。
【００１８】
本発明の保持器付自動調心ころ軸受がハウジングの内側に回転軸を支承する場合等に於ける作用自体は、従来の保持器付自動調心ころ軸受の場合と同様である。
【００１９】
図７に示すように、図１の実施例から案内リング１１を除去し、保持器４の内向きフランジ８同士を接触させても良い。上記実施例においては、円錐筒状の本体部７は、複数の球面ころのピッチ円よりも直径方向内側に位置することとしているが、外側に位置していてもよい。
【００２０】
尚、各球面ころ３の端面の凹部１４は、実施例の一定直径の円形に限定するものではなく、又、保持器も合成樹脂製とする事もある。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、軸受回転中にころ又は保持器が自動調心ころ軸受の半径方向に移動しても接触摩耗は増大せず、挿入丈寸法が長くならないため、ころの脱落が防止される。
【００２２】
さらに、挿入角度を接触角より大きく設定してあることにより、ころの脱落が防止される。。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す部分断面図。
【図２】図１の右側の保持器を、図１の左方から見た図。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】保持器を外周側から見た部分斜視図。
【図５】保持器を内周側から見た部分斜視図。
【図６】図１の球面ころ、保持器および内外輪の拡大図。
【図７】本発明の実施例を示す部分断面図。
【図８】従来構造を示す部分断面図。
【図９】図８の右側の保持器を図８の左方から見た図。
【図１０】図９のＣ−Ｃ断面図。
【符号の説明】
１ 外輪
２ 内輪
３ 球面ころ
４ 保持器
５ 外輪軌道
６ 内輪軌道
７ 本体部
８ 外向フランジ部
９ 内向フランジ部
１０ ポケット
１１ 案内リング
１４ 凹部
１５ 傾斜突起
α 傾斜突起先端部の軸受直線に対する角度
β 接触角
γ 挿入角度
ｌ 挿入丈
Ｄ 軸受中心線
Ｅ ころ中心線
【発明の属する技術分野】
この発明は自動調心ころ軸受に関し、このころ軸受は各種機械装置に組み込んで、ハウジングの内側で回転軸を調心可能に支承するのに利用する。
【０００２】
【従来の技術】
重量の嵩む軸をハウジングの内側に回転自在に支承する為、従来から図７〜９に示す様な、保持器付自動調心ころ軸受が使用されている。この保持器付自動調心ころ軸受は、互いに同心に組み合わされた外輪１と内輪２との間に、複数の球面ころ３、３を転動自在に配列すると共に、金属板をプレス成形して成る保持器（プレス保持器）４、４により、上記複数の球面ころ３、３の分離防止を図る事で、構成されている。
【０００３】
この内、外輪１の内周面には、単一の中心を有する球状凹面である外輪軌道５を形成している。又、内輪２の外周面には、それぞれの幅方向（図６の左右方向）に前記外輪軌道５と対向する、１対の内輪軌道６、６を形成している。又、上記複数の球面ころ３、３は、その最大径部が各球面ころ３、３の軸方向長さの中央部にある対称形で、上記外輪軌道５と上記１対の内輪軌道６、６との間に、２列に亙って転動自在に配列されている。
【０００４】
又、上記保持器４は、円錐筒状の本体部７と、この本体部７の大径側端縁部から直径方向外側に延びた外向フランジ部８と、小径側端縁部から直径方向内側に延びた内向フランジ部９とを有する。上記本体部７には複数のポケット１０、１０を円周方向に隔設して、各ポケット１０、１０にそれぞれ１個ずつの球面ころ３、３を、回転自在に保持している。尚、上記本体部７は、大径側でも小径側でも上記複数の球面ころ３、３のピッチ円（複数の球面ころ３、３の中心軸同士を結ぶ円）よりも直径方向内側に位置させる事により、各球面ころ３、３が各ポケット１０、１０を通じて、上記本体部７の直径方向内側に抜け出る事を防止している。
【０００５】
又、上記１対の保持器４、４の外向フランジ部８、８の外周縁を、それぞれ案内リング１１の内周面に摺接させ、上記内向フランジ部９、９の内周縁を、上記内輪２の端部外周面に摺接させる事で案内されている。この案内リング１１は、前記２列に亙って設けられた複数の球面ころ３、３の間に、回転自在に設けられている。
【０００６】
更に、保持器４の幅方向には、上記各外向フランジ部８、８の外側面で、円周方向には上記各ポケット１０、１０の中間部分には、それぞれ傾斜突起１２を形成している。これに対して、各球面ころ３、３の端面で、この傾斜突起１２と対向する部分には、それぞれ凹部１４、１４を形成している。そして、上記傾斜突起１２の先端部と凹部１４とを係合させる事により、各ポケット１０、１０内に保持された球面ころ３、３が、直径方向外方に抜け出るのを防止している。この結果、各ポケット１０、１０内に回転自在に保持された球面ころ３、３は、各ポケット１０、１０の内側から、直径方向の内外何れの方向にも、抜け出る事がなくなる。
【０００７】
上述の様に構成される保持器付自動調心ころ軸受により、ハウジングの内側に回転軸を支承する場合、外輪１をハウジングに内嵌固定し、内輪２を回転軸に外嵌固定する。回転軸と共に内輪２が回転する場合には、複数の球面ころ３、３が転動して、この回転を許容する。ハウジングの軸心と回転軸の軸心とが不一致の場合、外輪１の内側で内輪２が調心する事でこの不一致を補償するが、外輪軌道５は単一球面状に形成されている為、上記複数の球面ころ３、３の転動は、不一致補償後に於いても、円滑に行われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この保持器タイプでは球面ころの挿入丈は傾斜突起先端と保持器小径側フランジ部のポケットとの最短距離であり、ころが保持器から脱落するのは挿入丈寸法がころの軸方向長さより長い場合である。しかし、挿入丈寸法はころ長さより短い。軸受使用中における保持器傾斜突起の先端部のころ端面凹部との接触摩耗や、保持器小径側フランジ部のポケット面ところの対向する側（尾部側）端面との接触摩耗により、挿入丈寸法が大きくなって、ころ脱落防止の係合代が少なくなりころが保持器より直径方向外側に脱落することがある。
【０００９】
したがって、本発明は球面この脱落を防止する自動調心ころ軸受を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
単一の中心を有する球状凹面である外輪軌道をその内周面に形成した外輪１と、上記外輪軌道と対向する１対の内輪軌道をその外周面に形成した内輪２と、上記外輪軌道並びに内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の２列の球面ころ３とを有し、上記球面ころを転動自在に保持する一対の保持器４であって、各保持器は複数のポケット１０を備え、円錐筒状の本体部７と、本体部の大径側端縁部において直径方向外側に延びた外向フランジ部８と、小径側端縁部において直径方向内側に延びた内向フランジ部９とをそれぞれ形成したものであり、上記各列の複数の球面ころは、上記外向フランジ部に対向する端面に凹部１４を有し、上記各保持器の外向フランジ部８の内周縁には、上記各ポケット１０の円周方向中間部に、直径方向内側に延出すると共に上記球面ころの端面に向かって延びた複数の傾斜突起１５を形成し、この傾斜突起１５の先端部と上記凹部との係合により、上記ポケットからの球面ころの脱落を防止する自動調心ころ軸受において、この傾斜突起の先端部の軸受中心線に対する角度αは、球面ころが接触角（軸受中心線からころ中心線までの角度）で姿勢を保っている時の球面ころ端面の円形凹部の軸受中心線に対する角度α’と同一になるよう設定している。
【００１１】
【実施例】
図１〜図６は、本発明の実施例のプレス保持器を示している。尚、前述した従来の保持器付自動調心ころ軸受と同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略し、以下、本発明の特徴部分について説明する。
【００１２】
球面ころ３の端面で、保持器４の内端縁に形成された外向フランジ部８に対向する部分には、一定直径の円形の凹部１４を形成している。又、外向フランジ部８の内周縁で複数のポケット１０の円周方向中間部位置には、それぞれ傾斜突起１５を形成している。各傾斜突起１５は、外向フランジ部８の内周縁から直径方向内側に延出すると共に、球面ころ３の一端面に向かって軸方向外側に延びて対向している。また、本実施例では、傾斜突起先端部１５ａの軸受中心線Ｄに対する角度αを、ころ３が接触角βで姿勢を保っている時の凹部１４の軸受中心線Ｄに対する角度α’と同一になるよう設定してある。この傾斜突起１５の先端部１５ａは、球面ころ３をポケット１０の内側に組み込んだ場合に、図３に示した掛かり代δにより、この球面ころ３の端面に形成した凹部１４と係合し、ポケット１０の内側から球面ころ３が脱落する事を防止する。
【００１３】
また、外向フランジ部８の内周縁に、片持ち式に支持された傾斜突起１５の剛性は、円周方向に亙る幅寸法Ｗ、又は直径方向に亙る長さ寸法Ｌにより調節自在な為、保持器４を構成する金属板の板厚を特に小さくしなくても、各ポケット１０、１０内側への球面ころ３、３の組み付け性を確保できる。
【００１４】
この構成により、角度αとα’がα’＜αの関係にある場合に比べて傾斜突起先端部１５ａと凹部１４との距離が長くなるため、軸受回転中にころ又は保持器が軸受の半径方向に移動した場合であっても、接触摩耗は減少する。すなわち、挿入丈寸法が長くならないため、ころが脱落することがなくなる。
【００１５】
本体部７の大径側端部に外向フランジ８を形成するために、図４〜６に示す様に隣り合うポケット１０、１０同士を仕切る柱部１６部分の一端縁を直径方向外方に折り曲げている。ポケット１０の保持器小径側フランジ部のポケット面は、１０ｂと一定角度をなす１０ａ、ころ端面と平行な１０ｂの２つの平面からなり、この２平面の交差部１０ｃと傾斜突起先端部１５ａの先端点とでころの保持器ポケットへの挿入丈ｌを構成している。本実施例では、傾斜突起先端部１５ａと凹部１４が対抗し、それぞれにおける対抗面１５ｂ及び１４ａが平行となっている。また、挿入角度γすなわち挿入丈方向と垂直な直線と軸受中心線Ｄが成す角度が、接触角βより大きくなる（γ＞β）ように設定してある。
【００１６】
また、各球面ころ３の端面１６は、上記一定直径の円形の凹部１４の内側に存在する回転中心近傍位置で、案内リング１１の側面と摺接する。この為、各球面ころ３、３と案内リング１１の側面との間に作用する摩擦力は小さく、動力損失も小さいもので済む。
【００１７】
このため、次の点でころ脱落に対して有利である。すなわち、従来は、ころが脱落するのは内輪、ころ及び保持器のアッセンブリが外輪から外れる場合である。この状態では、軸受の真上にあるころは内輪軌道面に沿って接触角βで姿勢を保っているが、真下にあるころはころ頭部側端面逃げ部と保持器傾斜突起が接触して重量を支えており、ころの尾部側が重力によって下がり、頭部側に抜ける。これに対して、本発明においては、挿入角度γが接触角βより大きく設定してあるため、ころは脱落しないのである。また、傾斜突起の先端部と凹部が対抗し、それらの対抗面が平行であるため、ころが半径方向に移動した時、最も爪に接触しにくくなる。
【００１８】
本発明の保持器付自動調心ころ軸受がハウジングの内側に回転軸を支承する場合等に於ける作用自体は、従来の保持器付自動調心ころ軸受の場合と同様である。
【００１９】
図７に示すように、図１の実施例から案内リング１１を除去し、保持器４の内向きフランジ８同士を接触させても良い。上記実施例においては、円錐筒状の本体部７は、複数の球面ころのピッチ円よりも直径方向内側に位置することとしているが、外側に位置していてもよい。
【００２０】
尚、各球面ころ３の端面の凹部１４は、実施例の一定直径の円形に限定するものではなく、又、保持器も合成樹脂製とする事もある。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、軸受回転中にころ又は保持器が自動調心ころ軸受の半径方向に移動しても接触摩耗は増大せず、挿入丈寸法が長くならないため、ころの脱落が防止される。
【００２２】
さらに、挿入角度を接触角より大きく設定してあることにより、ころの脱落が防止される。。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す部分断面図。
【図２】図１の右側の保持器を、図１の左方から見た図。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】保持器を外周側から見た部分斜視図。
【図５】保持器を内周側から見た部分斜視図。
【図６】図１の球面ころ、保持器および内外輪の拡大図。
【図７】本発明の実施例を示す部分断面図。
【図８】従来構造を示す部分断面図。
【図９】図８の右側の保持器を図８の左方から見た図。
【図１０】図９のＣ−Ｃ断面図。
【符号の説明】
１ 外輪
２ 内輪
３ 球面ころ
４ 保持器
５ 外輪軌道
６ 内輪軌道
７ 本体部
８ 外向フランジ部
９ 内向フランジ部
１０ ポケット
１１ 案内リング
１４ 凹部
１５ 傾斜突起
α 傾斜突起先端部の軸受直線に対する角度
β 接触角
γ 挿入角度
ｌ 挿入丈
Ｄ 軸受中心線
Ｅ ころ中心線
Claims (2)
- 単一の中心を有する球状凹面である外輪軌道をその内周面に形成した外輪と、
上記外輪軌道と対向する１対の内輪軌道をその外周面に形成した内輪と、
上記外輪軌道並びに内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の２列の球面ころとを有し、
上記球面ころを転動自在に保持する一対の保持器であって、各保持器は複数のポケットを備え、且つ円錐筒状の本体部と、本体部の大径側端縁部において直径方向外側に延びた外向フランジ部と、小径側端縁部において直径方向内側に延びた内向フランジ部とをそれぞれ形成したものであり、
上記各列の複数の球面ころは、上記外向フランジ部に対向する端面に凹部を有し、上記各保持器の外向フランジ部の内周縁には、上記各ポケットの円周方向中間部に、直径方向内側に延出すると共に上記球面ころの端面に向かって延びた複数の傾斜突起を形成し、この傾斜突起の先端部と上記凹部との係合により、上記ポケットからの球面ころの脱落を防止する自動調心ころ軸受において、
この傾斜突起の先端部の軸受中心線に対する角度は、球面ころが接触角（軸受中心線からころ中心線までの角度）で姿勢を保っている時の球面ころ端面の円形凹部の軸受中心線に対する角度と同一になるよう設定したことを特徴とするころ自動調心ころがり軸受。 - 請求項１において、保持器小径側フランジ部のポケット面は交差する２つの平面からなり、
この交差部と傾斜突起先端点との距離を球面ころの保持器ポケットへの挿入丈としたとき、挿入角度（挿入丈に垂直な方向の軸受中心線からの角度）が接触角より大きくなるように設定した保持器を有するころ自動調心ころがり軸受。
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