JP2001088716A - ラック・ピニオン式舵取り装置 - Google Patents
ラック・ピニオン式舵取り装置Info
- Publication number
- JP2001088716A JP2001088716A JP26572699A JP26572699A JP2001088716A JP 2001088716 A JP2001088716 A JP 2001088716A JP 26572699 A JP26572699 A JP 26572699A JP 26572699 A JP26572699 A JP 26572699A JP 2001088716 A JP2001088716 A JP 2001088716A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compression coil
- spring
- rack
- coil spring
- diameter compression
- Prior art date
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D3/00—Steering gears
- B62D3/02—Steering gears mechanical
- B62D3/12—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
- B62D3/123—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type characterised by pressure yokes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
- F16H55/02—Toothed members; Worms
- F16H55/26—Racks
- F16H55/28—Special devices for taking up backlash
- F16H55/283—Special devices for taking up backlash using pressure yokes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Gears, Cams (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ラック・ピニオン式舵取り装置において、ラッ
ク軸とピニオン軸の噛み合い部分に対して、従来と同様
のスペースにて高い予圧を安定して付与できること。 【解決手段】サポートヨーク８をラック軸４側に押圧す
る付勢部材として、二重コイルばね１７を用いる。二重
コイルばね１７は、従来ばねに相当する大径圧縮コイル
ばね１８の内側に小径圧縮コイルばね１９を配置する。
並列の組み合わせばねとなり、そのばね定数は両ばね１
８，１９のばね定数の和となる。高いばね定数を達成で
き、高い荷重が得られる。両ばね１８，１９は互いに逆
巻きであり、巻き線同士が絡みあったりしないので、安
定した荷重が得られる。
ク軸とピニオン軸の噛み合い部分に対して、従来と同様
のスペースにて高い予圧を安定して付与できること。 【解決手段】サポートヨーク８をラック軸４側に押圧す
る付勢部材として、二重コイルばね１７を用いる。二重
コイルばね１７は、従来ばねに相当する大径圧縮コイル
ばね１８の内側に小径圧縮コイルばね１９を配置する。
並列の組み合わせばねとなり、そのばね定数は両ばね１
８，１９のばね定数の和となる。高いばね定数を達成で
き、高い荷重が得られる。両ばね１８，１９は互いに逆
巻きであり、巻き線同士が絡みあったりしないので、安
定した荷重が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は舵輪の回転動作に連
動してピニオン軸を回転させ、これと噛み合うラック軸
を軸長方向に往復移動させて操舵を行うラック・ピニオ
ン式舵取り装置に関するものである。
動してピニオン軸を回転させ、これと噛み合うラック軸
を軸長方向に往復移動させて操舵を行うラック・ピニオ
ン式舵取り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ラック軸のラックとピニオン軸のピニオ
ンとの噛み合い部分では、ピニオン軸の回転に伴ってラ
ック軸とピニオン軸との間に互いに離反する力が作用す
るため、ラック軸にたわみが発生し、ラック軸の歯すじ
方向へのガタつきが大きくなり、ラックとピニオンとの
歯部間に打音が生じる。
ンとの噛み合い部分では、ピニオン軸の回転に伴ってラ
ック軸とピニオン軸との間に互いに離反する力が作用す
るため、ラック軸にたわみが発生し、ラック軸の歯すじ
方向へのガタつきが大きくなり、ラックとピニオンとの
歯部間に打音が生じる。
【０００３】そこで、ラック軸を隔ててピニオンと反対
側にラック軸の軸方向への移動を許容しつつ、ラック軸
をピニオン軸側へ押圧するためのサポートヨークを設け
る構成が採用されている。このサポートヨークは、当該
サポートヨークの背面に対向する固定プラグとの間に介
在する単一の圧縮コイルばねによって、ピニオン軸側へ
押圧付勢される。
側にラック軸の軸方向への移動を許容しつつ、ラック軸
をピニオン軸側へ押圧するためのサポートヨークを設け
る構成が採用されている。このサポートヨークは、当該
サポートヨークの背面に対向する固定プラグとの間に介
在する単一の圧縮コイルばねによって、ピニオン軸側へ
押圧付勢される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、サポートヨ
ークとラック軸との間のフリクションに関しては、通
例、できるだけ小さいことが好ましいとされているが、
実車でのシミー防止対策として、適度な大きさのフリク
ションが要求される場合もある。
ークとラック軸との間のフリクションに関しては、通
例、できるだけ小さいことが好ましいとされているが、
実車でのシミー防止対策として、適度な大きさのフリク
ションが要求される場合もある。
【０００５】そこで、まず、上記単一の圧縮コイルばね
の荷重を増大させることが考えられるが、現状の配置ス
ペースの中で単一の圧縮コイルばねのばね荷重を増大さ
せようとすると、ばねの応力が限界を超えてしまうとい
う問題がある。
の荷重を増大させることが考えられるが、現状の配置ス
ペースの中で単一の圧縮コイルばねのばね荷重を増大さ
せようとすると、ばねの応力が限界を超えてしまうとい
う問題がある。
【０００６】一方、サポートヨークと固定プラグとの間
に皿ばねやゴム等の板状のばね部材を追加し、全体とし
てのばね荷重を増大させる舵取り装置がある（例えば実
開平５−５６７４４号公報参照）。しかし、皿ばねやゴ
ム等は変位に対する発生荷重のばらつきが大きく、した
がって、全体としてのばね荷重が安定しないという問題
がある。また、皿ばねやゴム等を配置するスペースを確
保するために、他の部材の構造変更が必要となる。
に皿ばねやゴム等の板状のばね部材を追加し、全体とし
てのばね荷重を増大させる舵取り装置がある（例えば実
開平５−５６７４４号公報参照）。しかし、皿ばねやゴ
ム等は変位に対する発生荷重のばらつきが大きく、した
がって、全体としてのばね荷重が安定しないという問題
がある。また、皿ばねやゴム等を配置するスペースを確
保するために、他の部材の構造変更が必要となる。
【０００７】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、本発明の目的はラック・ピニオン式舵取り装置に
おいて、ラック軸とピニオン軸の噛み合い部分に対し
て、従来と同様のスペースにて高い予圧を安定して付与
することである。
あり、本発明の目的はラック・ピニオン式舵取り装置に
おいて、ラック軸とピニオン軸の噛み合い部分に対し
て、従来と同様のスペースにて高い予圧を安定して付与
することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記目的
を達成するための課題解決手段として、請求項１記載の
発明は、ラック軸を軸長方向に摺動自在に支持する支持
部材と、この支持部材と所定間隔離して対向する固定プ
ラグと、固定プラグと支持部材との間に介在し、支持部
材を介してラック軸をピニオン軸側へ付勢する付勢部材
とを備えるラック・ピニオン式舵取り装置において、上
記付勢部材は、大径の圧縮コイルばねと、この大径の圧
縮コイルばねの内側に収容される小径の圧縮コイルばね
とを含み、両圧縮コイルばねの巻き方向を相異ならせて
あることを特徴とするものである。
を達成するための課題解決手段として、請求項１記載の
発明は、ラック軸を軸長方向に摺動自在に支持する支持
部材と、この支持部材と所定間隔離して対向する固定プ
ラグと、固定プラグと支持部材との間に介在し、支持部
材を介してラック軸をピニオン軸側へ付勢する付勢部材
とを備えるラック・ピニオン式舵取り装置において、上
記付勢部材は、大径の圧縮コイルばねと、この大径の圧
縮コイルばねの内側に収容される小径の圧縮コイルばね
とを含み、両圧縮コイルばねの巻き方向を相異ならせて
あることを特徴とするものである。
【０００９】本発明では、従来から用いている圧縮コイ
ルばねの内側に小径の圧縮コイルばねを配置して、並列
の組み合わせばねとするので、スペースが増大すること
がない。
ルばねの内側に小径の圧縮コイルばねを配置して、並列
の組み合わせばねとするので、スペースが増大すること
がない。
【００１０】しかも、組み合わせばね全体のばね定数
は、各圧縮コイルばねのばね定数の和となるので、ばね
定数が高くなる結果、従来と同じセット長でも高い荷重
を得ることができる。ラックとピニオンの噛み合い部分
に対して、従来と同様のスペースにて高い予圧を付与す
ることができる。
は、各圧縮コイルばねのばね定数の和となるので、ばね
定数が高くなる結果、従来と同じセット長でも高い荷重
を得ることができる。ラックとピニオンの噛み合い部分
に対して、従来と同様のスペースにて高い予圧を付与す
ることができる。
【００１１】また、両圧縮コイルばねが互いに逆巻きな
ので、両ばねの巻き線同士が互いに絡み合ったりするこ
とがなく、安定した荷重を発生させることができる。
ので、両ばねの巻き線同士が互いに絡み合ったりするこ
とがなく、安定した荷重を発生させることができる。
【００１２】また、上記のように全体としてのばね定数
を高くできるので、常用使用領域（小変位の小荷重領
域）では支持部材が踊らない範囲で支持部材の押圧力を
小さくできることから良好な操作感が得られ、大荷重入
力時（大変位の大荷重領域）では支持部材の変位に対し
て荷重が急増するので、支持部材と固定プラグとの衝突
音（ラトル音）の発生を抑制することができる。
を高くできるので、常用使用領域（小変位の小荷重領
域）では支持部材が踊らない範囲で支持部材の押圧力を
小さくできることから良好な操作感が得られ、大荷重入
力時（大変位の大荷重領域）では支持部材の変位に対し
て荷重が急増するので、支持部材と固定プラグとの衝突
音（ラトル音）の発生を抑制することができる。
【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１におい
て、上記大径および小径の圧縮コイルばねは単一の素線
を巻いて形成されることを特徴とするものである。本発
明では、両ばねの端部同士が接続されているので、両ば
ねの挙動が安定し、より安定した荷重を発生させること
ができる。
て、上記大径および小径の圧縮コイルばねは単一の素線
を巻いて形成されることを特徴とするものである。本発
明では、両ばねの端部同士が接続されているので、両ば
ねの挙動が安定し、より安定した荷重を発生させること
ができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】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。
付図面を参照しつつ説明する。
【００１５】図１は本発明の一実施の形態のラック・ピ
ニオン式舵取り装置の断面図である。ピニオン軸１は転
がり軸受２，３にてギヤケース４内に回転可能に支持さ
れ、またラック軸５は図示しない軸受部材にて軸長方向
（紙面に直交する方向）に沿って移動自在に支持されて
いる。ピニオン軸１とラック軸５はギヤケース４内で相
互に噛み合わされている。図示していないが、ラック軸
５の両端部はタイロッドを介して操向車輪に連結されて
おり、図示しないステアリングホイールの回転に伴って
ラック軸５が軸長方向に移動し操向が行われる。
ニオン式舵取り装置の断面図である。ピニオン軸１は転
がり軸受２，３にてギヤケース４内に回転可能に支持さ
れ、またラック軸５は図示しない軸受部材にて軸長方向
（紙面に直交する方向）に沿って移動自在に支持されて
いる。ピニオン軸１とラック軸５はギヤケース４内で相
互に噛み合わされている。図示していないが、ラック軸
５の両端部はタイロッドを介して操向車輪に連結されて
おり、図示しないステアリングホイールの回転に伴って
ラック軸５が軸長方向に移動し操向が行われる。
【００１６】ギヤケース４にはラック軸５を隔ててピニ
オン軸１と反対側にハウジング６が設けられており、こ
のハウジング６の収容孔７内にラック軸５を支持する支
持部材としてのサポートヨーク８が摺動自在に収容され
ている。サポートヨーク８は円柱形に形成され、ラック
軸５の周面５ａに沿うように断面円弧状の凹面９を形成
している。凹面９にはラック軸５の周面５ａに摺接する
パッド１０が取り付けられている。パッド１０は支持突
部１１を一体に有し、この支持突部１１がサポートヨー
ク８の嵌合孔１２に嵌め入れられている。
オン軸１と反対側にハウジング６が設けられており、こ
のハウジング６の収容孔７内にラック軸５を支持する支
持部材としてのサポートヨーク８が摺動自在に収容され
ている。サポートヨーク８は円柱形に形成され、ラック
軸５の周面５ａに沿うように断面円弧状の凹面９を形成
している。凹面９にはラック軸５の周面５ａに摺接する
パッド１０が取り付けられている。パッド１０は支持突
部１１を一体に有し、この支持突部１１がサポートヨー
ク８の嵌合孔１２に嵌め入れられている。
【００１７】ハウジング６の収容孔７の入口にはねじ部
７ａが形成され、このねじ部７ａに固定プラグ１３がね
じ込まれ、ロックナット１４により固定されている。固
定プラグ１３はサポートヨーク８の凹面９の背面１５
に、所定の隙間Ｓ（例えば０．１ｍｍ）を設けて対向す
る。サポートヨーク８の背面１５には、円孔からなるば
ね収容孔１６が形成されており、このばね収容孔１６に
付勢部材としての二重コイルばね１７が収容されてい
る。
７ａが形成され、このねじ部７ａに固定プラグ１３がね
じ込まれ、ロックナット１４により固定されている。固
定プラグ１３はサポートヨーク８の凹面９の背面１５
に、所定の隙間Ｓ（例えば０．１ｍｍ）を設けて対向す
る。サポートヨーク８の背面１５には、円孔からなるば
ね収容孔１６が形成されており、このばね収容孔１６に
付勢部材としての二重コイルばね１７が収容されてい
る。
【００１８】この二重コイルばね１７は、サポートヨー
ク８と固定プラグ１３との間に介在し、サポートヨーク
８を介してラック軸５をピニオン軸１側へ付勢し、ピニ
オン軸１とラック軸５との歯の噛み合い部分に予圧を与
える。
ク８と固定プラグ１３との間に介在し、サポートヨーク
８を介してラック軸５をピニオン軸１側へ付勢し、ピニ
オン軸１とラック軸５との歯の噛み合い部分に予圧を与
える。
【００１９】図１および図２に示すように、二重コイル
ばね１７は、大径圧縮コイルばね１８と、この大径圧縮
コイルばね１８の内側に収容される小径圧縮コイルばね
１９とにより構成されている。両圧縮コイルばね１８，
１９は同心であって、その巻き方向は互いに逆向きにさ
れている。また、小径圧縮コイルばね１９の自由長は大
径圧縮コイルばね１８の自由長よりも短くされている。
ばね１７は、大径圧縮コイルばね１８と、この大径圧縮
コイルばね１８の内側に収容される小径圧縮コイルばね
１９とにより構成されている。両圧縮コイルばね１８，
１９は同心であって、その巻き方向は互いに逆向きにさ
れている。また、小径圧縮コイルばね１９の自由長は大
径圧縮コイルばね１８の自由長よりも短くされている。
【００２０】両圧縮コイルばね１８，１９は隣接する一
端部２０，２１同士が連続している。すなわち、両圧縮
コイルばね１８，１９は単一の素線を巻いて形成されて
いる。この場合、単一の素線は一定方向に巻きながら、
途中で折り返して戻っていくようにすれば、上記の互い
の逆巻きのばね１８，１９がつながって形成されること
になる。
端部２０，２１同士が連続している。すなわち、両圧縮
コイルばね１８，１９は単一の素線を巻いて形成されて
いる。この場合、単一の素線は一定方向に巻きながら、
途中で折り返して戻っていくようにすれば、上記の互い
の逆巻きのばね１８，１９がつながって形成されること
になる。
【００２１】図３は二重コイルばね１７の荷重特性を示
している。大径圧縮コイルばね１８のばね定数をＫ１と
し、小径圧縮コイルばね１９のばね定数をＫ２とする
と、撓みストロークの初期領域２２では、大径圧縮コイ
ルばね１５が単独で撓んで相対的に低いばね定数Ｋ１が
得られる。
している。大径圧縮コイルばね１８のばね定数をＫ１と
し、小径圧縮コイルばね１９のばね定数をＫ２とする
と、撓みストロークの初期領域２２では、大径圧縮コイ
ルばね１５が単独で撓んで相対的に低いばね定数Ｋ１が
得られる。
【００２２】そして、二重コイルばね１７が上記の初期
領域２２を超えてストロークすると、両圧縮コイルばね
１５，１６の並列組み合わせばね領域２３となる。その
組み合わせばねのばね定数Ｋ３は、両圧縮コイルばね１
８，１９のばね定数Ｋ１，Ｋ２の和となり（すなわち、
Ｋ３＝Ｋ１＋Ｋ２）、格段に高いばね定数を得ることが
できる。したがって、従来と同じセット長でも高い荷重
を得ることができ、ピニオン軸１とラック軸５の歯の噛
み合い部分に対して、高い予圧を付与することができ
る。
領域２２を超えてストロークすると、両圧縮コイルばね
１５，１６の並列組み合わせばね領域２３となる。その
組み合わせばねのばね定数Ｋ３は、両圧縮コイルばね１
８，１９のばね定数Ｋ１，Ｋ２の和となり（すなわち、
Ｋ３＝Ｋ１＋Ｋ２）、格段に高いばね定数を得ることが
できる。したがって、従来と同じセット長でも高い荷重
を得ることができ、ピニオン軸１とラック軸５の歯の噛
み合い部分に対して、高い予圧を付与することができ
る。
【００２３】また、従来から単独で用いている圧縮コイ
ルばねに相当する大径圧縮コイルばね１８の内側に、小
径圧縮コイルばね１９を配置するので、スペースが増大
することもない。
ルばねに相当する大径圧縮コイルばね１８の内側に、小
径圧縮コイルばね１９を配置するので、スペースが増大
することもない。
【００２４】また、両圧縮コイルばね１８，１９が互い
に逆巻きなので、両ばね１８，１９の巻き線同士が互い
に絡み合ったりすることがなく、安定した荷重を発生さ
せることができる。
に逆巻きなので、両ばね１８，１９の巻き線同士が互い
に絡み合ったりすることがなく、安定した荷重を発生さ
せることができる。
【００２５】また、上記のように全体としてのばね定数
Ｋ３を高くできるので、常用使用領域（小変位の小荷重
領域）ではサポートヨーク８が踊らない範囲でサポート
ヨーク８の押圧力を小さくできることから良好な操作感
が得られる。しかも、大荷重入力時（大変位の大荷重領
域）ではサポートヨーク８の変位に対して荷重が急増す
るので、サポートヨーク８と固定プラグ１３との衝突音
（ラトル音）の発生を抑制することができる。
Ｋ３を高くできるので、常用使用領域（小変位の小荷重
領域）ではサポートヨーク８が踊らない範囲でサポート
ヨーク８の押圧力を小さくできることから良好な操作感
が得られる。しかも、大荷重入力時（大変位の大荷重領
域）ではサポートヨーク８の変位に対して荷重が急増す
るので、サポートヨーク８と固定プラグ１３との衝突音
（ラトル音）の発生を抑制することができる。
【００２６】特に、両ばね１８，１９の端部２０，２１
同士が一体に接続されているので、両ばね１８，１９の
挙動が安定し、より安定した荷重を発生させることがで
きる。また、小径圧縮コイルばね１９を貫くような軸状
のスプリングガイドを特に設けなくても、両ばね１８，
１９を同心に保持でき、この点からも構造を簡素化でき
る。
同士が一体に接続されているので、両ばね１８，１９の
挙動が安定し、より安定した荷重を発生させることがで
きる。また、小径圧縮コイルばね１９を貫くような軸状
のスプリングガイドを特に設けなくても、両ばね１８，
１９を同心に保持でき、この点からも構造を簡素化でき
る。
【００２７】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではなく、例えば両圧縮コイルばね１８，１９を
分離して構成しても良い。その他、本発明の範囲で種々
の変更を施すことができる。
るものではなく、例えば両圧縮コイルばね１８，１９を
分離して構成しても良い。その他、本発明の範囲で種々
の変更を施すことができる。
【図１】本発明の一実施の形態のラック・ピニオン式舵
取り装置の要部の断面図である。
取り装置の要部の断面図である。
【図２】二重コイルばねの概略断面図である。
【図３】二重コイルばねの荷重特性を示すグラフ図であ
る。
る。
１ ピニオン軸 ５ ラック軸 ７ 収容孔 ８ サポートヨーク（支持部材） １３ 固定プラグ １６ ばね収容孔 １７ 二重コイルばね １８ 大径圧縮コイルばね（付勢部材） １９ 小径圧縮コイルばね（付勢部材）
Claims (2)
- 【請求項１】ラック軸を軸長方向に摺動自在に支持する
支持部材と、 この支持部材と所定間隔離して対向する固定プラグと、 固定プラグと支持部材との間に介在し、支持部材を介し
てラック軸をピニオン軸側へ付勢する付勢部材とを備え
るラック・ピニオン式舵取り装置において、 上記付勢部材は、大径の圧縮コイルばねと、この大径の
圧縮コイルばねの内側に収容される小径の圧縮コイルば
ねとを含み、両圧縮コイルばねの巻き方向を相異ならせ
てあることを特徴とするラック・ピニオン式舵取り装
置。 - 【請求項２】上記大径および小径の圧縮コイルばねは単
一の素線を巻いて形成されることを特徴とする請求項１
記載のラック・ピニオン式舵取り装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26572699A JP2001088716A (ja) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | ラック・ピニオン式舵取り装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26572699A JP2001088716A (ja) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | ラック・ピニオン式舵取り装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001088716A true JP2001088716A (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=17421158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26572699A Pending JP2001088716A (ja) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | ラック・ピニオン式舵取り装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001088716A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007230338A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Jtekt Corp | ラック軸支持装置 |
| JP2016141392A (ja) * | 2015-02-05 | 2016-08-08 | 株式会社ショーワ | ラックピニオン機構 |
-
1999
- 1999-09-20 JP JP26572699A patent/JP2001088716A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007230338A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Jtekt Corp | ラック軸支持装置 |
| JP2016141392A (ja) * | 2015-02-05 | 2016-08-08 | 株式会社ショーワ | ラックピニオン機構 |
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Legal Events
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