JP2006082631A - 作業車およびそのエンジンとトランスミッションとの組立体 - Google Patents

作業車およびそのエンジンとトランスミッションとの組立体 Download PDF

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Abstract

【課題】 車両への取付作業が容易になり、エンジンとトランスミッションとの軸間距離および軸方向寸法の固定を正確に行うことができる組立体の提供。
【解決手段】 エンジン2の出力軸7とトランスミッション3の入力軸8とが平行に突出したエンジンとトランスミッションとの組立体1であって、エンジン2のクランクケース10の出力軸7回りに形成された第一インロー部14と、トランスミッションのハウジング11の入力軸8回りに形成された第二インロー部16と、第一インロー部14に嵌合する第一開口部18および第二インロー部に嵌合する第二開口部19を有する接続プレート17とを備えており、第一インロー部14のクランクケース側の端面に第一平面部が形成され、第二インロー部16のトランスミッションハウジング側の端面に第二平面部が形成され、接続プレート17の片面に、接続部材が第一および第二のインロー部に嵌合したときに、上記第一平面部に当接する第一対面部と、第二平面部が当接する第二対面部が形成されている。
【選択図】 図3

Description

本発明はエンジンとトランスミッションとの組立体、および、この組立体が搭載された作業車に関する。さらに詳しくは、二輪駆動作業車、四輪駆動作業車等、様々な車両のエンジンおよびトランスミッションの組立体、および、この組立体が搭載された作業車に関する。
従来、エンジンとトランスミッションとの結合を補強するために特別の部材を用いることは知られている(たとえば、特許文献1参照)。この結合補強部材(スティフナー)は、既に接続されているエンジンとトランスミッションとに対し、その結合をさらに強化するために取り付ける部材である。
しかし、ベルトコンバータを搭載するエンジンとトランスミッションとの間はある程度の距離を確保しておかないと成立しないという理由からエンジンとトランスミッションとが接続されない状態で車体のサブフレームに取り付けられている車両(たとえば、ミュールと呼ばれる小型軽量の四輪作業車など)も存在する。
そして、これらエンジンおよびトランスミッションにベルトコンバータを取り付ける場合には、図7に示すように、エンジン51とトランスミッション52との離間距離、すなわちエンジン51の出力軸53とトランスミッション52の入力軸54との軸間距離、を適切に設定してサブフレームFに取り付けている。この軸間距離を設定するために特別のジグが用いられる。これは、ベルトコンバータの駆動プーリが上記出力軸53に接続され、従動プーリが上記入力軸54に接続されるため、正確な位置合わせを必要とするからである。
また、このようにしてサブフレームFに取り付けられたエンジン51とトランスミッション52との軸間距離が、ベルトコンバータのベルトの張力等によって変動すれば、ベルトコンバータによる加速および減速性能に影響が出る。したがって、使用中にも上記軸間距離が変動しないように、サブフレームに取り付けた後のエンジン51とトランスミッション52とを接続する接続部材が用いられる。以下、この接続部材として金属等の剛性体から板状に形成された接続プレート55を例にとって説明する。この接続プレート55は金属板から形成されており、その一端側がエンジン51のクランクケース51aの適当な部位にボルト56によって固定され、他端側がトランスミッション52のハウジング52aの適当な部位にボルト56によって固定されることにより、上記軸間距離が固定される。
しかしながら、特別のジグによって位置合わせを行ったうえでエンジン51およびトランスミッション52を取り付け、さらに、両者51、52に接続プレート55をボルト止めする作業が必要となる。また、サブフレームFに対する両者51、52の位置決めを行った後で接続プレート55を取り付ける必要があるため、接続プレート55のボルト孔は位置ずれを許容するためにその直径を大きくしておく必要がある。その結果、上記軸間距離の固定にも誤差が生じる可能性がある。
特開平8−61469号公報
本願発明は、エンジンとトランスミッションの取付作業を容易にし、両者の軸間距離の固定および軸方向の位置決めをも正確になしうるエンジンとトランスミッションとの組立体、および、この組立体を搭載した作業車を提供することを目的とする。
本発明のエンジンとトランスミッションとの組立体は、
エンジンの出力軸とトランスミッションの入力軸とが平行に突出した組立体であって、
上記エンジンのクランクケースの上記出力軸回りに形成された第一インロー部と、
上記トランスミッションのハウジングの上記入力軸回りに形成された第二インロー部と、
第一インロー部に嵌合する第一開口部、および、第二インロー部に嵌合する第二開口部を有する接続部材とを備えており、
この接続部材が、上記両インロー部に嵌着されることにより、上記入力軸と出力軸との軸間距離を規制するように構成されている。
かかる構成によれば、上記接続部材がエンジンおよびトランスミッションの上記両インロー部に嵌合させられることにより、エンジンの出力軸とトランスミッションの入力軸との位置関係が正確に固定される。すなわち、軸同士を結ぶ仮想直線方向の位置決めがなされる。なお、インロー部について、出力軸回りおよび入力軸回りとは、とくに出力軸および入力軸と同心状に限定するものではない。それにより、組立体の組み立て時に特別なジグを必要とすることがない。
上記第一インロー部のクランクケース側の端面に第一平面部が形成されており、上記第二インロー部のトランスミッションハウジング側の端面に第二平面部が形成されており、上記接続部材の片面に、この接続部材が第一および第二のインロー部に嵌合したときに上記第一平面部に当接する第一対面部と第二平面部が当接する第二対面部が形成されている組立体が好ましい。このように構成すれば、接続部材をエンジンおよびトランスミッションの上記両インロー部に嵌合することにより、両平面部と両対面部とがそれぞれ当接するので、エンジンおよびトランスミッションの両軸方向の位置決めが軸間方向(上記仮想直線方向)の位置決めと同時になされるからである。
かかる平面部および対面部を有する組立体において、第一対面部と第二対面部とが一平面を構成しており、第一平面部が上記出力軸に垂直な面を構成し、第二平面部が上記入力軸に垂直な面を構成している組立体が好ましい。これにより、接続部材の両対面部を一平面に形成することができるので、接続部材の製造が容易となる上、組み立て作業も容易となるからである。
上記第一インロー部および第二インロー部がともに、出力軸および入力軸の軸方向に見てこの両軸を結ぶ仮想直線上に配置されている組立体が好ましい。軸間方向の位置決めが一層正確なものとなるからである。
上記第一インロー部が出力軸と同心状の面として構成されており、上記第二インロー部が入力軸と同心状の面として構成されている組立体が好ましい。インロー部の形成が容易となるからである。
エンジンの出力軸とトランスミッションの入力軸とに取り付けられるベルトコンバータと、このベルトコンバータを収容するためのベルトコンバータケースとを備えた組立体の場合、上記接続部材を第一および第二のインロー部に嵌合したときに、この接続部材がクランクケースおよびトランスミッションハウジングとベルトコンバータケースとの間に位置するように構成することができる。
上記接続部材が、第一および第二のインロー部に嵌合されたときに、上記出力軸および入力軸の軸方向に見てこの両軸を結ぶ仮想直線に対してほぼ線対称である平面視形状を呈している組立体が好ましい。接続部材の強度が向上するとともに、エンジンとトランスミッションとの位置決めが正確になるからである。
本発明の作業車は、
車体と、
この車体に取り付けられたサブフレームと、
このサブフレームに取り付けられた、エンジンとトランスミッションとの組立体とを備えており、
この組立体は、前述したうちのいずれか一の組立体である。
本発明のエンジンとトランスミッションの組立体は、その組み立て時のエンジンとトランスミッションとの正確な位置決めおよびその固定が可能となり、さらに、車両への取付作業が容易になる。
添付の図面を参照しながら本発明の組立体および作業車の実施形態を説明する。
図1は本発明の一実施形態である作業車を示している。図2〜図4は本発明の一実施形態であるエンジンとトランスミッションとの組立体を示している。図5は上記組立体に組み込まれる接続プレートを示している。
上記したエンジン2とトランスミッション3との組立体1は、たとえば図1に示すようなミュールと呼ばれる軽量作業車41等に搭載されるものを例示している。このミュール41には車体42の後部の下部にサブフレーム43を有している。そして、エンジン2とトランスミッション3とはこのサブフレーム43(図1および図3参照)に取り付けられることにより一体の組立体1となる。この組立体1にはベルトコンバータ4が取り付けられる。ベルトコンバータ4は駆動プーリ5および従動プーリ6を有し、駆動プーリ5がエンジン2の出力軸7に接続され、従動プーリ6がトランスミッション3の入力軸8に接続される。両プーリ5、6には無端のVベルト9が掛け回されている。このベルトコンバータ4はベルトコンバータケース26に収容されている。ベルトコンバータケース26には開閉可能なケースカバー26aが設けられており、このケースカバー26aを開いてベルトコンバータ4にアクセスする。
エンジン2はそのクランクケース10がミュール41のサブフレーム43に取り付けられており、トランスミッション3はそのハウジング11が同一のサブフレーム43に取り付けられている。エンジン2とトランスミッション3とを一体化するのは、上記サブフレーム43、トルクコンバータ4および後述の接続プレート(連結補強部材)17である。
図2〜図4に示されるように、クランクケース10には、エンジンの出力軸7の回りに出力軸7と同心状となるように円形台状に突出した部分(以下、第一円形台部という)12が形成されている。この第一円形台部12の周縁部には、そこから外方へ突出したボス部13が複数個形成されている。このボス部13にはベルトコンバータケース26を固定するためのボルトが螺着される雌ねじが形成されている。このボス部13の外面13aは、上記出力軸7を中心とする部分円柱外周面状を呈するように機械加工が施されている。この部分が、接続プレート17と嵌合するための第一インロー部14を構成している。したがって、第一インロー部14は平面視で上記出力軸7を中心とした部分円状を呈している。
上記トランスミッションハウジング11にも、トランスミッションの入力軸8の回りに入力軸8と同心状となるように円形台状に突出した部分(以下、第二円形台部という)15が形成されている。この第二円形台部12の周縁部の二カ所には後述の接続プレート17と嵌合するための第二インロー部16が形成されている。この第二インロー部16は第二円形台部15の周縁から、出力軸7と入力軸8とを結ぶ仮想直線CLの方向に沿って直径方向両外方に突出するように形成され、ほぼ直方体状を呈している。そして、その外面が上記入力軸8を中心とする部分円柱外周面状を呈している。したがって、第二インロー部16は平面視で上記入力軸8を中心とした部分円状を呈している。
接続プレート17は平板状の部材であり、クランクケース10の第一インロー部14が嵌合する第一開口部18と、トランスミッションハウジング11の第二インロー部16が嵌合する第二開口部19とが形成されている。いずれの開口部18、19も基本的に円形を呈している。そして、接続プレート17の外形は、下記切り欠き部20および凹状部17aを除いて両開口部18、19の中心同士を結ぶ仮想直線(上記仮想直線CLと実質的に同一)に関してほぼ対称の形状を呈している。第一開口部18および第二開口部19ともに、少なくともそれらの第一インロー部14および第二インロー部16と摺接する部位には機械加工が施されており、対応するインロー部14、15とほぼ同一半径の部分円状に形成されている。したがって、この接続プレート17によってエンジン2とトランスミッション3とは、その軸方向の位置決め精度および軸間方向の位置決め精度を向上させた状態で取り付けられる。
上記第二開口部19はその一部が切りかかれている。この切り欠き部20は、トランスミッションハウジング11のうちの凸部11aとの干渉を回避するために設けられたものである。さらに、図3中の第二開口部18の上方には小径円状の窓部21が形成されている。この窓部21も、ハウジング11のうちの凸部11aとの干渉を回避するために設けられたものである。このように、エンジン2やトランスミッション3の部分との干渉を回避するためには、必要な部位に必要な大きさ形状の開口部を設ければよい。また、接続プレート17の第一開口部18と第二開口部19との間の外縁(図3中の中央上端縁)17aは凹状に湾曲して形成されている。これは、エンジン2のスタータモータMが突出しているので、これを回避するためのものである。したがって、上記のような干渉物がない場合には切り欠き部20、窓部21、凹状部17aなどを設ける必要はない。そうすると接続プレートの外形は上記仮想直線CLに関して線対称の形状となる。
この接続プレート17を組立体1に取り付ければ、組立体1の出力軸7と入力軸8との離間距離(軸間距離)は、接続プレート17の第一開口部18と第二開口部19との中心間距離(図5における符号D)と一致することになる。したがって、組立体のタイプごとに、その計画軸間距離と同一の中心間距離Dの接続プレート17を用意しておき、組立体の組み立てごとに対応する接続プレートを取り付ければ、容易に組立体の位置決めが可能となる。
本実施形態では、前述のごとくインロー部14、16は出力軸7および入力軸8を中心とした部分円状にされており、接続プレート17の両開口部18、19はこれに対応した形状にされている。しかし、本発明はかかる構成に限定されない。たとえば、両インロー部が出力軸7および入力軸8から偏心した形状でもよく、また、部分円状でなくてもよい。両インロー部と両開口部とがピッタリと対応し、両開口部中における出力軸7および入力軸8に対応する位置同士の離間距離が計画軸間距離どおりに形成されておればよい。要するに、軸間距離が計画値どおり固定されるように、第一開口部と第二開口部との離間距離が、計画軸間距離に基づいて決定されておればよいのである。
本実施形態では、接続プレート17の組立体1への取付はボルト24によってなされる。図5に示すように、接続プレート17における、第一開口部18の周縁のわずか外方の第一開口部18の中心を中心とした円上に、所定間隔をおいて複数個の第一ボルト孔22が形成されている。また、第二開口部19の周縁のわずか外方にも、第二開口部19の中心を中心とした円上に、所定間隔をおいて複数個の第二ボルト孔23が形成されている。クランクケース10およびトランスミッションハウジング11における、上記両ボルト孔22、23に対応する位置には上面が平坦なボス部25が形成されており、このボス部25に取付ボルト24が螺着される雌ねじが形成されている。第一円形台部12回りのボス部25の平坦な上面25aが接続プレート17に対する第一平面部を構成しており、この第一平面部25aには接続プレート17の裏面が当接する。第一平面部25aに当接する接続プレート17のこの裏面部分が第一対面部17bを構成している。また、第二円形台部15回りのボス部25の平坦な上面25aが接続プレート17に対する第二平面部を構成しており、この第二平面部25aには対応する接続プレート17の裏面部分である第二対面部17bが当接する。
上記両平面部25aはエンジンの出力軸7およびトランスミッションの入力軸8に対して垂直な平面を構成している。さらに、出力軸7回りの第一平面部25aと入力軸8回りの第二平面部25aとは互いに一平面内にある。一方、接続プレート17の裏面は平坦な面であり、第一開口部18周囲の第一対面部17bと第二開口部19回りの第二対面部17bとは互いに一平面をなしている。その結果、この接続プレート17の第一および第二の開口部18、19を第一および第二のインロー部14、16に嵌着すれば、接続プレート17の両対面部17bによってエンジン2とトランスミッション3とはその軸(出力軸7および入力軸8)方向に位置決めされる。そして、接続プレート17を両者2、3に固定すれば、両者2、3の軸方向の寸法が固定される。
とくに両平面部25aおよび両対面部17bはそれぞれ一平面を構成する必要はない。たとえば、エンジン側の第一平面部25aとトランスミッション側の第二平面部25aとが各軸7、8に対してそれぞれ垂直であり、両平面部25aが互いに段違いになっていてもよい(このとき両平面部25aは互いに平行となる)。そして、これに合わせて接続プレートの裏面の両対面部17b同士を段違いの平面とすればよい。または、両平面部25a同士は一平面をなすが、各軸7、8に対して傾斜した形状にしてもよい。要するに、接続プレート17をインロー部14、16に嵌着したときに、エンジン2とトランスミッション3とがその軸間方向とともに軸方向にも位置決めされればよい。
また、クランクケース10とトランスミッションハウジング11とに形成される両平面部25aは、とくにボス部25の上端面に限定されることはない。第一インロー部14のクランクケース10側端面と、第二インロー部16のトランスミッションハウジング11側端面とにもこの平面部25aを形成してもよい。
図示のごとく、この接続プレート17のボルト孔22、23はいずれも、対応する開口部18、19の中心を中心とした円の円周方向に伸びる長孔である。したがって、この接続プレート17を組立体1に取り付ければ、ベルトコンバータ付きの組立体にとって重要な上記軸間距離が計画値通りに固定され、エンジン2およびトランスミッション3それぞれの出力軸回りおよび入力軸回りのわずかな誤差を許容することができる。したがって、サブフレーム43に製造上の寸法誤差が生じてもこの長孔によってその誤差を吸収し、且つ、正確な軸間距離を確保することができる。
また、図5に示すように、接続プレート17の外周縁のうち、第一開口部18の外方の外周縁は、ほぼ第一開口部18と同心円状を呈している。すなわち、接続プレート17の第一開口部18の外方部分は円形に湾曲したほぼ同一幅の帯状を呈していることになる。これにより、強度を低下させずに無駄な部分を削除した軽量な接続プレートが実現する。
本実施形態の組立体1では、エンジン2として汎用エンジンを使用している。汎用エンジンは、クランクケースの出力軸回りに減速機等の駆動対象を収容したケースを接続するためのインロー部が形成されている。したがって、接続プレート17の嵌合用にこの既存のインロー部を使用することができる。しかし、製品としてインロー部が形成されていないエンジンを使用する場合、また、トランスミッションのハウジングには、接続プレート17を嵌合するためのインロー部を新たに形成する必要がある。その一例として図6に新たに形成した第一インロー部32を示している。かかるインロー部は、たとえば、クランクケースおよびトランスミッションハウジングを鋳造する際に、鋳型製造の段階から円形台部12、15の周囲にインロー部を形成しておき、最終的に機械加工を施すことによって形成することができる。また、可能であれば、クランクケースやトランスミッションハウジングが出来上がった後で肉盛り溶接によってインロー部を形成しておき、最終的に機械加工を施してもよい。
この接続プレート17の使用方法を説明する。この接続プレート17はエンジン2とトランスミッション3とをサブフレーム43に取り付けるとき、すなわち、組立体1とする際の位置決め用のジグとして用いられる。そして、組み立て後は組立体1の結合補強部材、すなわち、エンジン2とトランスミッション3とを所定の軸間距離および軸方向の位置関係を拘束するように連結する部材として機能する。
まず、エンジン2とトランスミッション3とをサブフレーム43に仮止めする。すなわち、両者2、3に設けられた図示しないブラケットのボルト孔と、サブフレーム43の対応する図示しないブラケットのボルト孔とに取付ボルトを挿通しておく。次いで、接続プレート17をエンジン2およびトランスミッション3の上記第一および第二のインロー部14、16に嵌合する。次いで、図示しない上記ブラケットに挿通したボルト、および、接続プレート17を組立体1に固定するための取付ボルト24を交互に締め付けて固定する。ついで、ベルトコンバータケース26をクランクケース10およびトランスミッションハウジング11に取り付け、ベルトコンバータ4をこのエンジン2およびトランスミッション3の出力軸7および入力軸8に取り付ける。ついで、上記ベルトコンバータケース26のカバー26aを取り付ける。
この接続プレート17を用いることにより、従来のようにエンジンおよびトランスミッションの位置決めのために特別のジグを用いる必要がない。さらに、この接続プレート17はエンジンおよびトランスミッションのインロー部14、16に嵌合させて取り付けるため、位置決め(軸間距離の固定および軸方向寸法の固定)が正確なものとなる。
図6に示すのはエンジン2とトランスミッション3との他の組立体31である。この組立体31は前述した組立体1(図2〜図4)と殆ど同一の構成を有している。相違点は第一インロー部32の形成位置とこれに対応する形状にされた接続プレート34である。その他の構成部材は前述の組立体1のものと同じであるので同一符号を付記してその説明を省略する。
図示のごとく、出力軸7と入力軸8とを結ぶ仮想直線CLの方向に沿って直径方向両外方に突出するように形成されている。第二インロー部33は前述した組立体1のものと同じである。したがって、両インロー部32、33ともに、上記仮想直線CLの方向に沿って直径方向両外方に突出するように形成されている。もちろん、接続プレート34の第一開口部35は上記第一インロー部32が密に嵌合するように正確に機械加工が施されている。その結果、この接続プレート34を両インロー部32、33に嵌着することにより、エンジンとトランスミッション3との軸間方向の位置決めおよびその固定が一層正確になされる。
本発明の接続プレートによれば、エンジンとトランスミッションの取付作業が容易になり、両者の軸間距離の固定を正確に行うことができるので、二輪駆動作業車、四輪駆動作業車等、様々な車両のエンジンおよびトランスミッションの組立体に好適に取り付けられる。
本発明の一実施形態である、エンジンとトランスミッションとの組立体を搭載した作業車を示す側面図であ 本発明の一実施形態であるエンジンとトランスミッションとの組立体を示す正面図である。 図2の組立体の平面図であり、III−III線矢視図である。 図2のエンジンとトランスミッションにおけるインロー部を示す部分斜視図である。 図3における接続プレートを示す平面図である。 本発明のエンジンとトランスミッションとの組立体の他の実施形態であるを示す平面図である。 接続プレートが取り付けられた従来のエンジンとトランスミッションの一例を示す平面図である。
符号の説明
1・・・・(エンジンとトランスミッションとの)組立体
2・・・・エンジン
3・・・・トランスミッション
4・・・・ベルトコンバータ
5・・・・駆動プーリ
6・・・・従動プーリ
7・・・・出力軸
8・・・・入力軸
9・・・・Vベルト
10・・・・クランクケース
11・・・・(トランスミッションの)ハウジング
12・・・・第一円形台部
13・・・・ボス部
14・・・・第一インロー部
15・・・・第二円形台部
16・・・・第二インロー部
17・・・・接続プレート
18・・・・第一開口部
19・・・・第二開口部
20・・・・切り欠き部
21・・・・窓部
22・・・・第一ボルト孔
23・・・・第二ボルト孔
24・・・・取付ボルト
25・・・・ボス部
26・・・・ベルトコンバータケース
31・・・・組立体
32・・・・第一インロー部
33・・・・第二インロー部
34・・・・接続プレート
35・・・・第一開口部
41・・・・作業車
42・・・・車体
43・・・・サブフレーム

Claims (8)

  1. エンジンの出力軸とトランスミッションの入力軸とが平行に突出したエンジンとトランスミッションとの組立体であって、
    上記エンジンのクランクケースの上記出力軸回りに形成された第一インロー部と、
    上記トランスミッションのハウジングの上記入力軸回りに形成された第二インロー部と、
    第一インロー部に嵌合する第一開口部、および、第二インロー部に嵌合する第二開口部を有する接続部材とを備えており、
    該接続部材が、上記両インロー部に嵌着されることにより、入力軸と出力軸との軸間距離を規制するように構成されてなるエンジンとトランスミッションとの組立体。
  2. 上記第一インロー部のクランクケース側の端面に第一平面部が形成されており、
    上記第二インロー部のトランスミッションハウジング側の端面に第二平面部が形成されており、
    上記接続部材の片面に、この接続部材が第一および第二のインロー部に嵌合したときに上記第一平面部に当接する第一対面部と第二平面部が当接する第二対面部が形成されてなる請求項1記載のエンジンとトランスミッションとの組立体。
  3. 上記第一対面部と第二対面部とが一平面を構成しており、第一平面部が上記出力軸に垂直な面を構成し、第二平面部が上記入力軸に垂直な面を構成してなる請求項2記載のエンジンとトランスミッションとの組立体。
  4. 上記第一インロー部および第二インロー部がともに、出力軸および入力軸の軸方向に見て該両軸を結ぶ仮想直線上に配置されてなる請求項1または2記載のエンジンとトランスミッションとの組立体。
  5. 上記第一インロー部が出力軸と同心状の面として構成されており、上記第二インロー部が入力軸と同心状の面として構成されてなる請求項1または2記載のエンジンとトランスミッションとの組立体。
  6. エンジンの出力軸とトランスミッションの入力軸とに取り付けられるベルトコンバータと、該ベルトコンバータを収容するためのベルトコンバータケースとを備えており、
    第一および第二のインロー部に嵌合された接続部材が、クランクケースおよびトランスミッションハウジングとベルトコンバータケースとの間に配置されてなる請求項1または2記載のエンジンとトランスミッションとの組立体。
  7. 上記接続部材が、第一および第二のインロー部に嵌合されたときに、上記出力軸および入力軸の軸方向に見て該両軸を結ぶ仮想直線に対してほぼ線対称である平面視形状を呈してなる請求項1または2記載のエンジンとトランスミッションとの組立体。
  8. 車体と、
    該車体に取り付けられたサブフレームと、
    該サブフレームに取り付けられた、エンジンとトランスミッションとの組立体とを備えており、
    該組立体が、請求項1〜7のうちのいずれか一の項に記載のエンジンとトランスミッションとの組立体である作業車。
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