JP2009180362A - センターデファレンシャル装置の潤滑構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ピニオンギヤとデフサイドギヤとの噛合部に潤滑油を安定的に供給することができるセンターデファレンシャル装置の潤滑構造を提供すること。
【解決手段】第１出力軸１２の軸方向油路３９と、該軸方向油路３９から径方向に延びる径方向油路４０を形成して成るセンターデファレンシャル装置１６の潤滑構造において、第１出力軸１１２の外周面とピニオン軸２１の端面との間に径方向油路４０に連通する第１油路４２を形成し、ピニオン軸２１の外周面に軸方向に延びる第２油路４３を形成して該第２油路４３を第１油路４２に連通させるとともに、デフケース２０とピニオンギヤ２３の小径側端部との間に第３油路４４を形成して該第３油路４４を第２油路４３に連通させ、軸方向油路３９から径方向油路４０を経て第１油路４２に供給される潤滑油を第２油路４３を経て第３油路４４からピニオンギヤ２３とデフサイドギヤ２４，２５との噛合部に供給する。
【選択図】図３

Description

本発明は、変速機から入力軸に伝達される駆動力を第１出力軸と第２出力軸に分配して前輪と後輪にそれぞれ出力するトランスファ装置に設けられるセンターデファレンシャル装置の潤滑構造に関するものである。

四輪駆動車（４ＷＤ車）には、エンジンから変速機を経て入力軸に伝達される駆動力を第１出力軸と第２出力軸に分配して前輪と後輪にそれぞれ出力するトランスファ装置が備えられているが、このトランスファ装置には第１出力軸と第２出力軸の差動を許容するセンターデファレンシャル装置が設けられている。ここで、センターデファレンシャル装置の一例を図５に示す。

図５はトランスファ装置のセンターデファレンシャル装置部分の断面図であり、図示のセンターデファレンシャル装置１１６は、不図示の入力軸の回転が伝達されるデフケース１２０を第１出力軸１１２上に回転可能に配し、該デフケース１１２に軸線が前記第１出力軸１１２と直交するピニオン軸１２１を取り付け、該ピニオン軸１２１に傘歯状の一対のピニオンギヤ１２３を回転可能に支持し、該ピニオンギヤ１２３に噛合する傘歯状の一対のデフサイドギヤ１２４，１２５を前記ピニオン軸１２１を挟んで互いに対向させて前記第１出力軸１１２上に配設して構成されている。

而して、上記構成を有するセンターデファレンシャル装置１１６は、一方のデフサイドギヤ１２４から第１出力軸１１２を経て後輪に回転を伝達する一方、他方のデフサイドギヤ１２５から不図示のチェーン伝動機構及び第２出力軸を経て前輪に回転を伝達するとともに、第１出力軸１１２と第２出力軸の差動を許容するが、以下の潤滑構造によってピニオンギヤ１２３とデフサイドギヤ１２４，１２５との噛合部に潤滑油を供給していた。

即ち、第１出力軸１１２に軸芯方向に延びる第１軸方向油路１３９が形成され、該第１軸方向油路１３９から径方向に延びる第１径方向油路１４０が第１出力軸１１２とピニオン軸１２１に形成され、ピニオン軸１２１には前記第１径方向油路１４０を貫通する第２軸方向油路１４１が形成されている。そして、ピニオン軸１２１とピニオンギヤ１２３との間に第２径方向油路１４２が形成され、該第２径方向油路１４２がデフケース１２０とピニオンギヤ１２３の小径側端部との間に形成された油路１４３とデフケース１２０とピニオンギヤ１２３の大径側端部との間に形成された油路１４４に連通されている。

而して、上記潤滑構造は、前記第１軸方向油路１３９を図５の矢印方向に供給された潤滑油は、遠心力によって第１径方向油路１４０を径方向外方に向かって流れ、第２軸方向油路１４１から第２径方向油路１４２を通って油路１４３からピニオンギヤ１２３とデフサイドギヤ１２４，１２５との噛合部へと流れて該噛合部を潤滑するよう構成されている。
特開２００４−２０３１１１号公報 特開平６−３４１５１５号公報

ところで、アクスル軸上に設けられるセンターデファレンシャル装置の車速２００ｋｍ／ｈに対応する回転速度が１５００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍであるのに対して、トランスファ装置に設けられる図５に示すセンターデファレンシャル装置１１６の車速２００ｋｍ／ｈに対応する回転速度は５４００ｒｐｍ〜７７００ｒｐｍとなり、アクスル軸上に設けられるセンターデファレンシャル装置の回転速度の４倍弱となる。

而して、潤滑油に作用する遠心力は回転速度の２乗に比例するため、トランスファ装置に設けられる図５に示すセンターデファレンシャル装置１１６を潤滑する潤滑油に作用する遠心力は、アクスル軸上に設けられるセンターデファレンシャル装置を潤滑する潤滑油に作用する遠心力の１６倍弱と非常に大きくなる。

従って、図５に示すセンターデファレンシャル装置１１６の潤滑構造では、第２径方向油路１４２において大きな遠心力を受ける潤滑油は径方向内方へは流れず、その大部分は油路１４４側へ流れ、油路１４３からピニオンギヤ１２３とデフサイドギヤ１２４，１２５との噛合部へと潤滑油が供給されず、該噛合部の潤滑が十分なされないという問題が発生する。特に、第２径方向油路１４２の図示ａ部分（第２軸方向油路１４１よりも径方向内方の部分）には潤滑油が流れないため、この部分にスラッジが溜ってピニオンギヤ１２３が摩耗し易いという問題があった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、簡単な構成でピニオンギヤとデフサイドギヤとの噛合部に潤滑油を供給して該噛合部を十分潤滑することができるセンターデファレンシャル装置の潤滑構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、変速機から入力軸に伝達される駆動力を第１出力軸と第２出力軸に分配して前輪と後輪にそれぞれ出力するトランスファ装置に設けられ、
前記入力軸の回転が伝達されるデフケースを前記第１出力軸上に回転可能に配し、該デフケースに軸線が前記第１出力軸と直交するピニオン軸を取り付け、該ピニオン軸に傘歯状のピニオンギヤを回転可能に支持し、該ピニオンギヤに噛合する傘歯状のデフサイドギヤを前記ピニオン軸を挟んで互いに対向させて前記第１出力軸上に配設して構成され、前記各デフサイドギヤから前記第１出力軸と前記第２出力軸に回転を伝達するとともに、前記第１出力軸と前記第２出力軸の差動を許容するセンターデファレンシャル装置の潤滑構造であって、
前記第１出力軸の軸芯方向に延びる軸方向油路と、該軸方向油路から径方向に延びる径方向油路とを形成し、これらの軸方向油路と径方向油路を介して前記ピニオンギヤと前記デフサイドギヤとの噛合部に潤滑油を供給するセンターデファレンシャル装置の潤滑構造において、
前記第１出力軸の外周面とこれに対向する前記ピニオン軸の端面との間に前記径方向油路に連通する第１油路を形成し、前記ピニオン軸の外周面に軸方向に延びる第２油路を形成して該第２油路を前記第１油路に連通させるとともに、前記デフケースと前記ピニオンギヤの小径側端部との間に第３油路を形成して該第３油路を前記第２油路に連通させ、前記軸方向油路から前記径方向油路を経て前記第１油路に供給される潤滑油を前記第２油路を経て前記第３油路から前記ピニオンギヤと前記デフサイドギヤとの噛合部に供給するようにしたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ピニオン軸を横断面が円形の丸軸で構成し、その横断面の一部を平坦とすることによって前記第２油路を形成したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記第１出力軸の外周面に環状溝を形成し、該環状溝に前記径方向油路を開口させたことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、ピニオンギヤとデフサイドギヤとの噛合部には、遠心力の作用方向である径方向外方に沿って順次配された径方向油路、第１油路、第２油路及び第３油路を経て潤滑油が供給されるため、油路の経路を変更するだけの簡単な構成でピニオンギヤとデフサイドギヤとの噛合部が潤滑油によって十分潤滑される。

又、ピニオンギヤ内周とピニオン軸外周の間に形成された第２油路を潤滑油が遠心力によって径方向外方へ流れるため、第２油路からピニオンギヤのデフケースとに対向するスラスト面にも潤滑油を供給することができるとともに、第２油路にスラッジが溜ることがなく、スラッジによるピニオンギヤの摩耗が防がれる。特に、潤滑油の温度が低くて粘度が高い場合であっても、ピニオンギヤの内周全面に潤滑油が供給されるため、スラッジがピニオンギヤの摺動面を直接傷付けて摩耗させることがない。

請求項２記載の発明によれば、ピニオン軸を横断面が円形の丸軸で構成し、その横断面の一部を平坦とすることによって第２油路を形成したため、従来のようにピニオン軸の内部に複雑な油路を形成する必要がなく、ピニオン軸の製造コストを低く抑えることができる。

請求項３記載の発明によれば、第１出力軸の外周面に環状溝を形成し、この環状溝に径方向油路を開口させたため、ピニオン軸が第１出力軸上のどの位置にあっても、ピニオンギヤとデフサイドギヤとの噛合部に潤滑油を安定的に供給することができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は四輪駆動車のトランスファ装置の断面図、図２は同トランスファ装置のセンターデファレンシャル装置部分の拡大断面図、図３は図２のＡ部拡大詳細図、図４（ａ）はピニオン軸の側面図、図４（ｂ）は同ピニオン軸の端面図である。

図１に示すトランスファ装置１は、不図示の四輪駆動車の前部に縦置き状態で配置されたエンジンの回転を変速する変速機に連結されており、トランスファケース２内には中空の入力軸３がボールベアリング４，５によって回転可能に支持されて収容されている。この入力軸３の前端（図１の左端）は、不図示の変速機の出力軸に連結されており、後端（図１の右端）には第１ギヤ６が一体に形成されている。

又、トランスファケース２内には、カウンタ軸７が入力軸３と平行に配されており、該カウンタ軸７の軸方向両端（前端と後端）はボールベアリング８とニードルベアリング９によって回転可能に支持され、これには大小異径の第１カウンタギヤ１０と第２カウンタギヤ１１が一体に形成されており、第１カウンタギヤ１０は前記第１ギヤ６に噛合している。

更に、トランスファケース２内には、後輪に回転動力を伝達するための第１出力軸（リヤ出力軸）１２が前記入力軸３と同軸に配されており、この第１出力軸１２の前端部は入力軸３の後端部内に挿入され、ニードルベアリング１３によって入力軸３に回転可能に支持されている。又、第１出力軸１２の中間部と後部はボールベアリング１４，１５によってトランスファケース２に回転可能に支持されている。尚、第１出力軸１２は、不図示の後輪側プロペラシャフトに連結されている。

そして、上記第１出力軸１２上には、前輪と後輪にエンジン出力を分配するセンターデファレンシャル装置１６、低速用の第２ギヤ１７、二輪駆動（２ＷＤ）と四輪駆動（４ＷＤ）を切り替えるための四駆切替クラッチ１８、駆動スプロケット１９が前方から順次配されている。

ここで、上記センターデファレンシャル装置１６は、図２に詳細に示すように、デフケース２０を前記第１出力軸１２上に回転可能に配し、該デフケース２０に軸線が第１出力軸１２と直交する一対のピニオン軸２１をピン２２によって取り付け、各ピニオン軸２１に傘歯状のピニオンギヤ２３をそれぞれ回転可能に支持し、該ピニオンギヤ２３に噛合する傘歯状の前後一対の第１デフサイドギヤ２４と第２デフサイドギヤ２５をピニオン軸２１を挟んで互いに対向させて第１出力軸１２上に配設して構成され、前記各デフサイドギヤ２４，２５から前記第１出力軸１２と後述の第２出力軸３５に回転を伝達するとともに、第１出力軸１２と第２出力軸３５の差動を許容するものである。

上記第１デフサイドギヤ２４は、第１出力軸１２の外周にスプライン嵌合によって結着されており、前記第２デフサイドギヤ２５は、ニードルベアリング２６を介して第１出力軸１２に自由回転可能に支持されている。尚、センターデファレンシャル装置１６の外周には、高低速切替クラッチ２７が設けられており、この高低速切替クラッチ２７は、前後にスライドして前記第１ギヤ６の端部に結着されたクラッチギヤ２８又はデフケース２０の外周に選択的に噛合するシフトスリーブ２９を備えている。

又、前記低速用の第２ギヤ１７は、前記第２デフサイドギヤ２５の外周にニードルベアリング３０を介して自由回転可能に支持されており、カウンタ軸７に一体に形成された前記第２カウンタギヤ１１に噛合している。

更に、前記四駆切替クラッチ１８は、前後にスライドして前記第２デフサイドギヤ２５の後端部外周に結着されたクラッチハブ３１、第１出力軸１２の外周に結合されたロックスリーブ３２又は前記駆動スプロケット１９に選択的に噛合するシフトスリーブ３３を備えている。ここで、図１に示すように、駆動スプロケット１９は、ロックスリーブ３２の外周にニードルベアリング３４を介して自由回転可能に支持されている。

他方、図１に示すように、トランスファケース２内には、前輪に回転動力を伝達するための第２出力軸（フロント出力軸）３５が前記第１出力軸１２及びカウンタ軸７と平行に配されており、この第２出力軸３５は一対のボールベアリング３６によってトランスファケース２に回転可能に支持されている。そして、第２出力軸３５には従動スプロケット３７が一体に形成されており、この従動スプロケット３７と第１出力軸１２上に配された前記駆動スプロケット１９には無端状のチェーン３８が巻装されている。

次に、以上のように構成されたトランスファ装置１の作用について説明する。

不図示のエンジンの回転は不図示の変速機によって変速されてトランスファ装置１の入力軸３に伝達されるが、高低速切替クラッチ２７のシフトスリーブ２９が図１及び図２に示すように高速側に切り替えられてクラッチギヤ２８とデフケース２０に噛合しているときには、入力軸３の回転は第１ギヤ６とシフトスリーブ２９を経てセンターデファレンシャル装置１６に伝達される。そして、センターデファレンシャル装置１６に伝達された回転は、デフケース２０、ピニオン軸２１及びピニオンギヤ２３を経て第１デフサイドギヤ２４と第２デフサイドギヤ２５に伝達され、更に第１デフサイドギヤ２４から第１出力軸１２に伝達され、該第１出力軸１２から不図示の後輪側プロペラシャフトに伝達されて不図示の後輪が回転駆動される。

ところで、四輪駆動（４ＷＤ）が選択されて四駆切替クラッチ１８のシフトスリーブ３３が図１及び図２に示すようにクラッチハブ３１と駆動スプロケット１９に噛合しているときには、前記第２デフサイドギヤ２５の回転は、クラッチハブ３１とシフトスリーブ３３を経て駆動スプロケット１９へと伝達され、該駆動スプロケット１９が回転駆動される。そして、駆動スプロケット１９の回転は、チェーン３８と従動スプロケット３７を経て第２出力軸３５に伝達され、該第２出力軸３５から不図示の前輪側プロペラシャフトに伝達されて不図示の前輪が回転駆動される。この際、第１出力軸１２と第２出力軸３５とは異なる回転（差動）可能である。又、シフトスリーブ３３をクラッチハブ３１とロックスリーブ３２と駆動スプロケット１９とに噛み合わせた場合、四輪駆動で第１出力軸１２と第２出力軸３の差動を禁止することができる。

他方、二輪駆動（２ＷＤ）が選択されて四駆切替クラッチ１８のシフトスリーブ３３がクラッチハブ３１とロックスリーブ３２に噛合しているときには、前記第２デフサイドギヤ２５の回転は、クラッチハブ３１とシフトスリーブ３３及びロックスリーブ３２を経て第１出力軸１２へと伝達される。従って、第１出力軸１２には第１デフサイドギヤ２４と第２デフサイドギヤ２５の回転が伝達され、該第１出力軸１２のみが回転駆動され、その回転が不図示の後輪側プロペラシャフトに伝達されて不図示の後輪のみが回転駆動される。

又、高低速切替クラッチ２７のシフトスリーブ２９が低速側に切り替えられてデフケース２０と第２ギヤ１７に噛合しているときには、入力軸３の回転は第１ギヤ６と第１カウンタギヤ１０を経て減速されてカウンタ軸７に伝達され、このカウンタ軸７の回転は第２カウンタギヤ１１と第２ギヤ１７を経て減速されてセンターデファレンシャル装置１６に伝達される。そして、センターデファレンシャル装置１６に伝達された回転は、デフケース２０、ピニオン軸２１及びピニオンギヤ２３を経て第１デフサイドギヤ２４と第２デフサイドギヤ２５に伝達され、以後は前記と同様の経路を経て第１出力軸１２と第２出力軸３５（四輪駆動（４ＷＤ）が選択された場合）又は第１出力軸１２のみ（二輪駆動（２ＷＤ）が選択された場合）に伝達されて前後輪（四輪）又は後輪（二輪）が選択的に回転駆動される。尚、高低速切替クラッチ２７のシフトスリーブ２９がクラッチギヤ２８と第２ギヤ１７の何れにも噛合しないニュートラル状態においては、入力軸３の回転は第１出力軸１２及び第２出力軸３５の何れにも伝達されない。

次に、本発明に係るセンターデファレンシャル装置１６の潤滑構造を図３に基づいて説明する。

前記第１出力軸１２の軸中心には軸芯方向に延びる軸方向油路３９が形成されており、又、第１出力軸１２のピニオン軸２１が結着された部位には、前記軸方向油路３９から径方向に延びる径方向油路４０が形成されている。そして、第１出力軸１２の外周面には環状溝４１が全周に亘って形成されており、この環状溝４１に前記径方向油路４０が開口している。

又、第１出力軸１２の外周面とこれに対向するピニオン軸２１の端面との間には前記径方向油路４０に連通する第１油路４２が軸方向に形成されており、前記ピニオン軸２１の外周面の相対向する部位には、ピニオンギヤ２３の内周面との間にピニオン軸２１の軸方向（径方向）に延びる第２油路４３が形成され、この第２油路４３は前記第１油路４２に連通している。ここで、図４に示すように、ピニオン軸２１は横断面が円形の丸軸で構成されており、その横断面の一部（相対向する２箇所）を平坦面２１ａとすることによって前記第２油路４３が形成されている。尚、図４（ａ）に示すように、ピニオン軸２１の軸方向端部には、前記ピン２２（図２及び図３参照）が挿通するためのピン孔２１ｂが貫設されている。

更に、デフケース２０とピニオンギヤ２３の小径側端部との間には第３油路４４が形成されており、この第３油路４４は前記第２油路４３に連通している。

而して、以上のように構成された潤滑構造において、不図示のオイルポンプから第１出力軸１２の軸方向油路３９に供給された潤滑油は、図３に矢印にて示すように、遠心力の作用方向である径方向外方に沿って順次配された径方向油路４０、第１油路４２、第２油路４３及び第３油路４４を経てピニオンギヤ２３とデフサイドギヤ２４，２５との噛合部に供給される。このため、本実施の形態に係る潤滑構造によれば、図５に示した従来の潤滑構造に対して油路の経路を変更するだけの簡単な構成でピニオンギヤ２３とデフサイドギヤ２４，２５との噛合部に潤滑油を供給して該噛合部を十分潤滑することができる。

又、ピニオンギヤ２３の内周とピニオン軸２１の外周の間に形成された第２油路４３を潤滑油が遠心力によって径方向外方へ流れるため、該第２油路４３からピニオンギヤ２３のデフケース２０に対向するスラスト面にも潤滑油を供給することができるとともに、第２油路４３にスラッジが溜ることがなく、スラッジによるピニオンギヤ２３の摩耗が防がれる。特に、潤滑油の温度が低くて粘度が高い場合であっても、ピニオンギヤ２３の内周全面に潤滑油が供給されるため、スラッジがピニオンギヤ２３の摺動面を直接傷付けて摩耗させることがない。

更に、本実施の形態では、図４に示すように、ピニオン軸２１を横断面が円形の丸軸で構成し、その横断面の一部を平坦面２１ａとすることによって第２油路４３を形成したため、図５に示す従来の潤滑構造のようにピニオン軸２１の内部に複雑な油路を形成する必要がなく、ピニオン軸２１の製造コストを低く抑えることができる。

又、本実施の形態では、第１出力軸１２の外周面に環状溝４１を全周に亘って形成し、この環状溝４１に径方向油路４０を開口させたため、ピニオン軸２１が第１出力軸１２上のどの位置にあっても、ピニオンギヤ２３とデフサイドギヤ２４，２５との噛合部に潤滑油を安定的に供給することができる。

四輪駆動車のトランスファ装置の断面図である。 本発明に係る潤滑構造を示すトランスファ装置のセンターデファレンシャル装置部分の拡大断面図である。 図２のＡ部拡大詳細図である。 （ａ）はセンターデファレンシャル装置のピニオン軸の側面図、（ｂ）は同ピニオン軸の端面図である。 従来の潤滑構造を示すトランスファ装置のセンターデファレンシャル装置部分の断面図である。

符号の説明

１ トランスファ装置
２ トランスファケース
３ 入力軸
４，５ ボールベアリング
６ 第１ギヤ
７ カウンタ軸
８ ボールベアリング
９ ニードルベアリング
１０ 第１カウンタギヤ
１１ 第２カウンタギヤ
１２ 第１出力軸
１３ ニードルベアリング
１４，１５ ボールベアリング
１６ センターデファレンシャル装置
１７ 第２ギヤ
１８ 四駆切替クラッチ
１９ 駆動スプロケット
２０ デフケース
２１ ピニオン軸
２１ａ ピニオン軸の平坦面
２１ｂ ピニオン軸のピン孔
２３ ピニオンギヤ
２４ 第１デフサイドギヤ
２５ 第２デフサイドギヤ
２６ ニードルベアリング
２７ 高低速切替クラッチ
２８ クラッチギヤ
２９ シフトスリーブ
３０ ニードルベアリング
３１ クラッチハブ
３２ ロックスリーブ
３３ シフトスリーブ
３４ ニードルベアリング
３５ 第２出力軸
３６ ボールベアリング
３７ 従動スプロケット
３８ チェーン
３９ 軸方向油路
４０ 径方向油路
４１ 環状溝
４２ 第１油路
４３ 第２油路
４４ 第３油路

Claims (3)

1. 変速機から入力軸に伝達される駆動力を第１出力軸と第２出力軸に分配して前輪と後輪にそれぞれ出力するトランスファ装置に設けられ、
   前記入力軸の回転が伝達されるデフケースを前記第１出力軸上に回転可能に配し、該デフケースに軸線が前記第１出力軸と直交するピニオン軸を取り付け、該ピニオン軸に傘歯状のピニオンギヤを回転可能に支持し、該ピニオンギヤに噛合する傘歯状のデフサイドギヤを前記ピニオン軸を挟んで互いに対向させて前記第１出力軸上に配設して構成され、前記各デフサイドギヤから前記第１出力軸と前記第２出力軸に回転を伝達するとともに、前記第１出力軸と前記第２出力軸の差動を許容するセンターデファレンシャル装置の潤滑構造であって、
   前記第１出力軸の軸芯方向に延びる軸方向油路と、該軸方向油路から径方向に延びる径方向油路とを形成し、これらの軸方向油路と径方向油路を介して前記ピニオンギヤと前記デフサイドギヤとの噛合部に潤滑油を供給するセンターデファレンシャル装置の潤滑構造において、
   前記第１出力軸の外周面とこれに対向する前記ピニオン軸の端面との間に前記径方向油路に連通する第１油路を形成し、前記ピニオン軸の外周面に軸方向に延びる第２油路を形成して該第２油路を前記第１油路に連通させるとともに、前記デフケースと前記ピニオンギヤの小径側端部との間に第３油路を形成して該第３油路を前記第２油路に連通させ、前記軸方向油路から前記径方向油路を経て前記第１油路に供給される潤滑油を前記第２油路を経て前記第３油路から前記ピニオンギヤと前記デフサイドギヤとの噛合部に供給するようにしたことを特徴とするセンターデファレンシャル装置の潤滑構造。
2. 前記ピニオン軸を横断面が円形の丸軸で構成し、その横断面の一部を平坦とすることによって前記第２油路を形成したことを特徴とする請求項１記載のセンターデファレンシャル装置の潤滑構造。
3. 前記第１出力軸の外周面に環状溝を形成し、該環状溝に前記径方向油路を開口させたことを特徴とする請求項１又は２記載のセンターデファレンシャル装置の潤滑構造。
   

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