JP2000291666A - ころがり軸受用保持器の製造方法、保持器、ころがり軸受 - Google Patents
ころがり軸受用保持器の製造方法、保持器、ころがり軸受Info
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- F16C2208/20—Thermoplastic resins
- F16C2208/60—Polyamides [PA]
- F16C2208/62—Polyamides [PA] high performance polyamides, e.g. PA12, PA46
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2220/00—Shaping
- F16C2220/02—Shaping by casting
- F16C2220/04—Shaping by casting by injection-moulding
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温度で運転でき、耐化学性が良く、しかも
組立容易なころがり軸受用保持器の製造方法、保持器、
そしてこれを有するころがり軸受を提供することを目的
とする。 【解決手段】 二つの軌道面の間に配設される少なくと
も一列の転動体を有するころがり軸受内に転動体を正規
位置に保持するための保持器の製造方法において、保持
器は転動体を収容するための収容室を形成する環状部を
有し、転動体は該収容室にて挟持され弾性可撓部材によ
って保持され、該保持器を、ポリフェタールアミド類の
ポリマーとエラストマーとの混合物をモールド成形して
作る。
組立容易なころがり軸受用保持器の製造方法、保持器、
そしてこれを有するころがり軸受を提供することを目的
とする。 【解決手段】 二つの軌道面の間に配設される少なくと
も一列の転動体を有するころがり軸受内に転動体を正規
位置に保持するための保持器の製造方法において、保持
器は転動体を収容するための収容室を形成する環状部を
有し、転動体は該収容室にて挟持され弾性可撓部材によ
って保持され、該保持器を、ポリフェタールアミド類の
ポリマーとエラストマーとの混合物をモールド成形して
作る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はころがり軸受のため
樹脂製保持器の製造方法、保持器そしてこれを有するこ
ろがり軸受に関する。
樹脂製保持器の製造方法、保持器そしてこれを有するこ
ろがり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】保持器は、例えば玉等の転動体を収容す
るための複数の収容室を形成する環状要素の形態をなし
ていて、複数の転動体を互いに周方向に均等に配置し軸
受の回転時の不釣合を防止している。
るための複数の収容室を形成する環状要素の形態をなし
ていて、複数の転動体を互いに周方向に均等に配置し軸
受の回転時の不釣合を防止している。
【０００３】収容室は、通常、周方向にて少なくとも対
向せる二位置で、上記収容室に転動体を保持するための
保持タブにて境界づけられており、運転中、列をなす転
動体を保持器内で正規の位置に保っている。
向せる二位置で、上記収容室に転動体を保持するための
保持タブにて境界づけられており、運転中、列をなす転
動体を保持器内で正規の位置に保っている。
【０００４】保持器は、したがって、保持タブの可撓性
を利用しつつ転動体を挟み込むようにして転動体に組み
込まれ、あるいは転動体が保持器の収容室に組み込まれ
る。
を利用しつつ転動体を挟み込むようにして転動体に組み
込まれ、あるいは転動体が保持器の収容室に組み込まれ
る。
【０００５】このように、玉軸受の場合、開口を形成す
るようにして収容室にて延びる保持タブは、その開口直
径が玉の直径よりも若干小さめになっている。
るようにして収容室にて延びる保持タブは、その開口直
径が玉の直径よりも若干小さめになっている。
【０００６】列をなす複数の玉は、最初、外輪と内輪と
の間に挿入される。次に、複数の玉は、適宜工具を用い
て、周方向に分散される。
の間に挿入される。次に、複数の玉は、適宜工具を用い
て、周方向に分散される。
【０００７】保持器はその各収容室が各玉に対応するよ
うに玉に対して位置づけられる。
うに玉に対して位置づけられる。
【０００８】保持器はこの列をなす玉に対して軸方向に
押し込められ、かくして、保持タブは開脚し、しかる
後、玉が球面状の収容室内に正しく収められると、再び
上記保持タブはその弾性によって閉じる。
押し込められ、かくして、保持タブは開脚し、しかる
後、玉が球面状の収容室内に正しく収められると、再び
上記保持タブはその弾性によって閉じる。
【０００９】それから、収容室の一部を形成する保持タ
ブで一列の玉を保持することにより、保持器は軌道輪に
対して半径方向に芯出しされ軸方向に保持される。
ブで一列の玉を保持することにより、保持器は軌道輪に
対して半径方向に芯出しされ軸方向に保持される。
【００１０】かかる保持器自体は、公知であり永年使用
されている。
されている。
【００１１】このような保持器は、金属保持器に比べ
て、低価格、低質量したがって低慣性といった利点を有
している。
て、低価格、低質量したがって低慣性といった利点を有
している。
【００１２】鋼に対するプラスチックの良滑動性は走行
時の摩擦を低減し、それ故、摩耗も低下し、発熱も小さ
くエネルギー損失も小さい。
時の摩擦を低減し、それ故、摩耗も低下し、発熱も小さ
くエネルギー損失も小さい。
【００１３】これに加え、かかる形式の軸受は、軸受の
運転をきわめて静かにする。
運転をきわめて静かにする。
【００１４】これらの種類の軸受は、ポリアミド（Ｐ
Ａ）を用い、そして機械特性の向上のためにガラス繊維
をも必要に応じてこれに加えて、射出成形により大量生
産される。
Ａ）を用い、そして機械特性の向上のためにガラス繊維
をも必要に応じてこれに加えて、射出成形により大量生
産される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】軸受に用いられる樹脂
製保持器の可能性を限界づける主たるパラメータは運転
温度と、潤滑剤により侵される化学的経時変化である。
製保持器の可能性を限界づける主たるパラメータは運転
温度と、潤滑剤により侵される化学的経時変化である。
【００１６】ガラス繊維で強化されたナイロン６，６製
の保持器の場合、運転温度は、連続して、１２０℃に制
限される。
の保持器の場合、運転温度は、連続して、１２０℃に制
限される。
【００１７】この制限は、架橋構造のポリフェニレンス
ルフィド、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルイ
ミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂のような良
質の材料で作られた保持器を用いたときには、改善され
るが、これらの材料には次の二つの大きな欠点がある。
ルフィド、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルイ
ミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂のような良
質の材料で作られた保持器を用いたときには、改善され
るが、これらの材料には次の二つの大きな欠点がある。
【００１８】− 高価格であること。
【００１９】− 可撓性がなく成形金型からの保持器の
取出しを困難とし、収容室への転動体の組込み困難（タ
ブの破損の虞れがある）なものとしていること。
取出しを困難とし、収容室への転動体の組込み困難（タ
ブの破損の虞れがある）なものとしていること。
【００２０】また、ポリフェタールアミド（ＰＰＡ）類
のポリマーを用いることも考えられるが、しかし、ＰＰ
Ａは延性が低い材料であり、金型から保持器を容易に取
出しできる可撓な保持タブを有し転動体を収容室へタブ
の破損なしに収容できる保持器を作るということができ
ない。
のポリマーを用いることも考えられるが、しかし、ＰＰ
Ａは延性が低い材料であり、金型から保持器を容易に取
出しできる可撓な保持タブを有し転動体を収容室へタブ
の破損なしに収容できる保持器を作るということができ
ない。
【００２１】本発明は、これらの問題をすべて解決でき
る。
る。
【００２２】本発明の目的は、高温運転ができ、潤滑油
に対する耐化学性が良い、可撓タブを有して安価な保持
器の製造方法、保持器、そしてこれを有するころがり軸
受を提供することを目的としている。
に対する耐化学性が良い、可撓タブを有して安価な保持
器の製造方法、保持器、そしてこれを有するころがり軸
受を提供することを目的としている。
【００２３】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】本発明に
よる保持器の製造方法は、二つの軌道面の間に配設され
る少なくとも一列の転動体を有するころがり軸受内に転
動体を正規位置に保持する形式の保持器の製造に関す
る。上記保持器は転動体を収容するための収容室を形成
する環状部を有し、転動体は該収容室にて挟持され弾性
可撓部材によって保持される。該保持器は、ポリフェタ
ールアミド類のポリマーとエラストマーとの混合物をモ
ールド成形して得られる。
よる保持器の製造方法は、二つの軌道面の間に配設され
る少なくとも一列の転動体を有するころがり軸受内に転
動体を正規位置に保持する形式の保持器の製造に関す
る。上記保持器は転動体を収容するための収容室を形成
する環状部を有し、転動体は該収容室にて挟持され弾性
可撓部材によって保持される。該保持器は、ポリフェタ
ールアミド類のポリマーとエラストマーとの混合物をモ
ールド成形して得られる。
【００２４】好ましくは、上記ポリフェタールアミド類
のポリマーは、ヘキサメチレンジアミン、テレフタル
酸、イソフタル酸そしてアジピン酸の重縮合により得ら
れる。
のポリマーは、ヘキサメチレンジアミン、テレフタル
酸、イソフタル酸そしてアジピン酸の重縮合により得ら
れる。
【００２５】本発明の一つの形態では、混合物はガラス
繊維が充填され、該ガラス繊維はモールド成形に先立ち
混合物に入れられる。
繊維が充填され、該ガラス繊維はモールド成形に先立ち
混合物に入れられる。
【００２６】本発明によると、さらには、ポリフェター
ルアミド類のポリマーとエラストマーとが混合された混
合物を材料としてモールド成形されたことを特徴とする
ころがり軸受用保持器、さらにはこの保持器を有するこ
ろがり軸受を得る。
ルアミド類のポリマーとエラストマーとが混合された混
合物を材料としてモールド成形されたことを特徴とする
ころがり軸受用保持器、さらにはこの保持器を有するこ
ろがり軸受を得る。
【００２７】その場合、このましくは、材料の融点が３
００℃もしくはそれ以上である。
００℃もしくはそれ以上である。
【００２８】本発明の一形態としては、材料のガラス転
移温度が１３０℃もしくはそれ以上である。
移温度が１３０℃もしくはそれ以上である。
【００２９】また、本発明の他の形態としては、潤滑剤
と接したときの連続使用最高温度が１４０℃もしくはそ
れ以上である。
と接したときの連続使用最高温度が１４０℃もしくはそ
れ以上である。
【００３０】本発明のさらに他の形態としては、材料の
延性が５％もしくはそれ以上である。
延性が５％もしくはそれ以上である。
【００３１】本発明のさらに他の形態としては、材料の
曲げ強度が２６０Ｎ／ｍｍ2もしくはそれ以上である。
曲げ強度が２６０Ｎ／ｍｍ2もしくはそれ以上である。
【００３２】本発明のさらに他の形態としては、材料の
衝撃強さが５０ｋＪ／ｍ2もしくはそれ以上である。
衝撃強さが５０ｋＪ／ｍ2もしくはそれ以上である。
【００３３】また、本発明では、一形態として、転動体
が玉もしくはころである。
が玉もしくはころである。
【００３４】本発明により得られる材料は、半結晶構造
を有し、次の特性において優れている。
を有し、次の特性において優れている。
【００３５】− 軸受に用いられる種々の潤滑剤に対す
る耐化学性の確保のもとでの高い運転温度 − 延性 − 可撓性 − 疲労強度 − 衝撃強度 − 寸法安定性
る耐化学性の確保のもとでの高い運転温度 − 延性 − 可撓性 − 疲労強度 − 衝撃強度 − 寸法安定性
【００３６】
【発明の実施の形態】図１ないし図３に見られるよう
に、単列玉軸受として知られている従来の軸受１は、環
状の軌道面３を内径面にもつ外輪２と、環状の軌道面５
が外径面に形成された内輪４と、外輪２の軌道面３と内
輪４の軌道面５の間に配された一列の転動体６、例えば
玉を備えている。
に、単列玉軸受として知られている従来の軸受１は、環
状の軌道面３を内径面にもつ外輪２と、環状の軌道面５
が外径面に形成された内輪４と、外輪２の軌道面３と内
輪４の軌道面５の間に配された一列の転動体６、例えば
玉を備えている。
【００３７】一列をなす転動体６は保持器７により正規
の位置に保持されている。この保持器は合成樹脂から作
られていて、環状部８と離隔部９とを有している。環状
部８は半径方向では外輪２と内輪４との間にあり、軸方
向では転動体６に対して一方の側に位置している。離隔
部９は半径方向では外輪２と内輪４との間にあり、軸方
向では隣接せる転動体同士の間に位置している。環状部
８と離隔部９とは球状面の一部をなす内面をもつ一連の
収容室１０を形成し、これらの収容室１０は周方向に等
間隔位置に分布されており、各収容室１０に転動体６が
収容されている。離隔部９は環状部８から軸方向に突出
するタブ１１の形で終わっており、該タブ１１が保持器
７を転動体６に対して正規の位置にもたらしている。
の位置に保持されている。この保持器は合成樹脂から作
られていて、環状部８と離隔部９とを有している。環状
部８は半径方向では外輪２と内輪４との間にあり、軸方
向では転動体６に対して一方の側に位置している。離隔
部９は半径方向では外輪２と内輪４との間にあり、軸方
向では隣接せる転動体同士の間に位置している。環状部
８と離隔部９とは球状面の一部をなす内面をもつ一連の
収容室１０を形成し、これらの収容室１０は周方向に等
間隔位置に分布されており、各収容室１０に転動体６が
収容されている。離隔部９は環状部８から軸方向に突出
するタブ１１の形で終わっており、該タブ１１が保持器
７を転動体６に対して正規の位置にもたらしている。
【００３８】本発明によると、保持器７はＰＰＡ群のポ
リマーとエラストマーの混合をモールド成形することに
より作られている。
リマーとエラストマーの混合をモールド成形することに
より作られている。
【００３９】ＰＰＡ／エラストマーは、従来のＰＰＡと
同様に、高融点（３００〜３２０℃）を有していること
に特徴がある。
同様に、高融点（３００〜３２０℃）を有していること
に特徴がある。
【００４０】合成樹脂製の保持器は、軸受内の潤滑剤に
より侵され、これは樹脂の特性の経時劣化をもたらす。
運転温度が高ければ高い程、この経時劣化が早くなる。
より侵され、これは樹脂の特性の経時劣化をもたらす。
運転温度が高ければ高い程、この経時劣化が早くなる。
【００４１】保持器の特性の目立つ劣化なしに通常の寿
命を確保できるような、連続運転可能な上限温度は、各
潤滑剤の種類（油、グリース）に対し明確にされなけれ
ばならない。
命を確保できるような、連続運転可能な上限温度は、各
潤滑剤の種類（油、グリース）に対し明確にされなけれ
ばならない。
【００４２】軸受に用いられる種々の潤滑剤に対して良
好な耐化学性があると、ＰＰＡ／エラストマー製の保持
器は潤滑剤の種類によっては、１４０〜１６０℃で連続
運転が可能で、その間、短時間であれば２３０℃という
時期を伴なっても運転可能である。
好な耐化学性があると、ＰＰＡ／エラストマー製の保持
器は潤滑剤の種類によっては、１４０〜１６０℃で連続
運転が可能で、その間、短時間であれば２３０℃という
時期を伴なっても運転可能である。
【００４３】この特性は、軸受保持器に広く使われてい
てその最高連続温度が１２０℃のオーダーであるナイロ
ン６，６（Ａ３ＨＧ５）の特性よりもはるかに良い。
てその最高連続温度が１２０℃のオーダーであるナイロ
ン６，６（Ａ３ＨＧ５）の特性よりもはるかに良い。
【００４４】次の表は、各種の潤滑剤（グリースと油）
を用いて、ＰＡ−６，６とＰＰＡ／エラストマーについ
ての比較を行なった結果を示している。
を用いて、ＰＡ−６，６とＰＰＡ／エラストマーについ
ての比較を行なった結果を示している。
【００４５】
【表１】
【００４６】入手できる潤滑剤についてのばらつきを考
えると、通常用いられる潤滑油に対する耐経時変化を確
保できるＰＰＡ／エラストマーの運転温度は最低で１４
０℃である。
えると、通常用いられる潤滑油に対する耐経時変化を確
保できるＰＰＡ／エラストマーの運転温度は最低で１４
０℃である。
【００４７】基材となるポリマーにエラストマーを加え
ることにより、ＩＳＯ５２７にもとづいて測定されたＰ
ＰＡ／エラストマーの延性は５％もしくはそれ以上で、
ころがり軸受の保持器に用いられるために要求される最
低基準は十分に満足している。
ることにより、ＩＳＯ５２７にもとづいて測定されたＰ
ＰＡ／エラストマーの延性は５％もしくはそれ以上で、
ころがり軸受の保持器に用いられるために要求される最
低基準は十分に満足している。
【００４８】上記の延性は、次のことを可能とする。
【００４９】− 保持器の製造時に、収容部を形成する
保持タブを破損したり永久変形させたりする危険性なし
に、保持器を金型から容易に取り出せる。
保持タブを破損したり永久変形させたりする危険性なし
に、保持器を金型から容易に取り出せる。
【００５０】− 保持タブを破損する危険性なしに、十
分に安全な状態で、収容部に玉等の転動体を組み込め
る。
分に安全な状態で、収容部に玉等の転動体を組み込め
る。
【００５１】特に、玉が収容部に収められるときに、保
持タブが変形される傾向にある。この変形は、収容部内
側のタブの基部にて、応力の高度な集中をもたらす。
持タブが変形される傾向にある。この変形は、収容部内
側のタブの基部にて、応力の高度な集中をもたらす。
【００５２】この応力は、材料の延性が５％以下だと、
亀裂もしくは微小亀裂を生ずる。
亀裂もしくは微小亀裂を生ずる。
【００５３】高延性のポリマーの多くは、残念ながら潤
滑油に対する耐化学性が低い。
滑油に対する耐化学性が低い。
【００５４】ＰＰＡ／エラストマー混合は、潤滑剤に対
する耐化学性において良好であることと、収容部へ転動
体を収容可能とする十分な延性を有することの優秀な妥
協をもたらす。
する耐化学性において良好であることと、収容部へ転動
体を収容可能とする十分な延性を有することの優秀な妥
協をもたらす。
【００５５】本発明の材料を用いての曲げ強さは２６０
Ｎ／ｍｍ2あるいはそれ以上である。
Ｎ／ｍｍ2あるいはそれ以上である。
【００５６】ＰＰＡ／エラストマーの動的疲労強さは、
ころがり軸受用保持器に用いるために要求される最低基
準（１０8回における標準試片の変形が最小０．５％）
を十分に満足すると共に、ガラス転移温度がナイロン
６，６では７５℃であるのに比してＰＰＡ／エラストマ
ーでは１３０℃のオーダーであって、ＰＡ−６，６とほ
ぼ同程度である。
ころがり軸受用保持器に用いるために要求される最低基
準（１０8回における標準試片の変形が最小０．５％）
を十分に満足すると共に、ガラス転移温度がナイロン
６，６では７５℃であるのに比してＰＰＡ／エラストマ
ーでは１３０℃のオーダーであって、ＰＡ−６，６とほ
ぼ同程度である。
【００５７】ここで、ガラス転移温度とは、結晶性高分
子の非晶域が弾性を有し始めるようになり材料の弾性を
向上させる温度である。
子の非晶域が弾性を有し始めるようになり材料の弾性を
向上させる温度である。
【００５８】この材料の衝撃強さは、ころがり軸受の保
持器に要求される最低基準が３４ｋＪ／ｍ2であるのに
対し、５０ｋＪ／ｍ2よりも大きい。
持器に要求される最低基準が３４ｋＪ／ｍ2であるのに
対し、５０ｋＪ／ｍ2よりも大きい。
【００５９】ＰＰＡ／エラストマーで作られた本発明の
保持器は良好な寸法安定特性を有しており、これは軸受
の正常な運転のために重要な要素であって、保持器が軌
道面と擦り合ったり、あるいは寸法のばらつきの結果に
よる転動体に対して保持器の収容部の中心がずれてしま
ったりする危険性がなくなる。
保持器は良好な寸法安定特性を有しており、これは軸受
の正常な運転のために重要な要素であって、保持器が軌
道面と擦り合ったり、あるいは寸法のばらつきの結果に
よる転動体に対して保持器の収容部の中心がずれてしま
ったりする危険性がなくなる。
【００６０】また、本発明によるＰＰＡ保持器はきわめ
て低い吸水性のものとなり、湿度測定における変動によ
りもたらされる寸法変動を回避できる。
て低い吸水性のものとなり、湿度測定における変動によ
りもたらされる寸法変動を回避できる。
【００６１】最後に、ＰＰＡ／エラストマーは、ＰＥＥ
Ｋ、ＰＰＳ、ＰＥＳあるいはＰＥＩの類の樹脂よりも低
価格である。
Ｋ、ＰＰＳ、ＰＥＳあるいはＰＥＩの類の樹脂よりも低
価格である。
【００６２】勿論、基材には、必要とあれば、その機械
的特性を向上させるためにガラス繊維を充填することも
できる。
的特性を向上させるためにガラス繊維を充填することも
できる。
【図１】玉軸受の軸線を含む面での断面図である。
【図２】図１の軸受の保持器についての部分正面図であ
る。
る。
【図３】図１におけるIII-III断面図である。
１ ころがり軸受 ３，５ 軌道面 ６ 転動体 ７ 保持器 ８ 環状部 １０ 収容室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｋ 77:00 105:12 Ｂ２９Ｌ 31:04 (72)発明者 ヤンニック フィールリング フランス国、 57410 プチ レデーシン グ、 ル ドゥ ラ ガレ 14
Claims (12)
- 【請求項１】 二つの軌道面の間に配設される少なくと
も一列の転動体を有するころがり軸受内に転動体を正規
位置に保持するための保持器の製造方法において、保持
器は転動体を収容するための収容室を形成する環状部を
有し、転動体は該収容室にて挟持され弾性可撓部材によ
って保持され、該保持器を、ポリフェタールアミド類の
ポリマーとエラストマーとの混合物をモールド成形して
作ることを特徴とするころがり軸受の保持器の製造方
法。 - 【請求項２】 ポリフェタールアミド類のポリマーは、
ヘキサメチレンジアミン、テレフタル酸、イソフタル酸
そしてアジピン酸の重縮合により得られることとする請
求項１に記載のころがり軸受用保持器の製造方法。 - 【請求項３】 混合物はガラス繊維が充填され、該ガラ
ス繊維はモールド成形に先立ち混合物に入れられること
とする請求項１または請求項２に記載のころがり軸受用
保持器の製造方法。 - 【請求項４】 ポリフェタールアミド類のポリマーとエ
ラストマーとが混合された混合物を材料としてモールド
成形されたことを特徴とするころがり軸受用保持器。 - 【請求項５】 材料の融点が３００℃もしくはそれ以上
であることを特徴とする請求項４に記載のころがり軸受
用保持器。 - 【請求項６】 材料のガラス転移温度が１３０℃もしく
はそれ以上であることとする請求項４または請求項５に
記載のころがり軸受用保持器。 - 【請求項７】 潤滑剤と接したときの連続使用最高温度
が１４０℃もしくはそれ以上であることとする請求項４
ないし請求項６のうちの一つに記載のころがり軸受用保
持器。 - 【請求項８】 材料の延性が５％もしくはそれ以上であ
ることとする請求項４ないし請求項７のうちの一つに記
載のころがり軸受用保持器。 - 【請求項９】 材料の曲げ強度が２６０Ｎ／ｍｍ2もし
くはそれ以上であることとする請求項４ないし請求項８
のうちの一つに記載のころがり軸受用保持器。 - 【請求項１０】 材料の衝撃強さが５０ｋＪ／ｍ2もし
くはそれ以上であることとする請求項４ないし請求項９
のうちの一つに記載ののころがり軸受用保持器。 - 【請求項１１】 転動体が玉もしくはころであることと
する請求項４ないし請求項１０のうちの一つに記載のこ
ろがり軸受用保持器。 - 【請求項１２】 請求項４ないし請求項１１のうちの一
つに記載の保持器を有するころがり軸受。
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