JP2017024526A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ウェット性能の低下を抑制しつつ、サイプ底部でのクラックを防止させる。
【解決手段】トレッド部２に、タイヤ周方向に連続してのびる主溝３が複数本設けられることにより、主溝３、３間及び主溝３とトレッド接地端Ｔｅとの間に複数の陸部が形成された空気入りタイヤ１である。各陸部は、サイプ幅が０mmのサイピングが、タイヤ周方向に隔設される。サイピング７は、タイヤ軸方向に対し１０〜４５°で傾斜する。サイピング７のタイヤ軸方向の両端部９、９は、主溝３又はトレッド接地端Ｔｅに連通し、サイピングの両端部９、９には、深さが、サイピング７の中央部１１の深さよりも小さい浅底部１０が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、サイピングを有する空気入りタイヤに関し、より詳しくはウェット性能の低下を抑制しつつ、サイプ底部でのクラックを防止させた空気入りタイヤに関する。

トレッド部に、加硫金型のナイフブレードによって設けられたサイピングが配された空気入りタイヤが知られている。このようなサイピングは、一定のサイプ幅を有するため、サイピングのエッジによってワイピング効果を発揮して、ウェット性能を向上させる。

しかしながら、この種のサイピングでは、走行時の荷重によって、サイピングが大きく開くため、サイプ底部に大きな応力が集中し、この部分でクラックが発生し易いという問題があった。

特開平７−２３２５１３号公報

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、加硫金型のナイフブレードではなく、鋭利な刃部で切り込まれたサイピングを採用し、かつ、その両端部に浅底部を設けることを基本として、ウェット性能の低下を抑制しつつ、サイプ底部でのクラックを防止させた空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部に、タイヤ周方向に連続してのびる主溝が複数本設けられることにより、前記主溝間及び前記主溝とトレッド接地端との間に複数の陸部が形成された空気入りタイヤであって、前記各陸部は、サイプ幅が０mmのサイピングが、タイヤ周方向に隔設され、前記サイピングは、タイヤ軸方向に対し１０〜４５°で傾斜し、該サイピングのタイヤ軸方向の両端部は、前記主溝又は前記トレッド接地端に連通し、前記サイピングの両端部には、深さが、サイピングの中央部の深さよりも小さい浅底部が形成されていることを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、前記浅底部のタイヤ軸方向の長さは、前記浅底部が形成されている前記陸部のタイヤ軸方向の陸部幅の１２．５％〜２５．０％である請求項１記載の空気入りタイヤである。

また請求項３記載の発明は、前記サイピングは、タイヤ軸方向で隣り合う陸部に夫々に隔設され、該陸部間の主溝のタイヤ軸方向両側に設けられた前記浅底部のタイヤ軸方向の長さの差が２．０mm以下である請求項１又は２記載の空気入りタイヤである。

また請求項４記載の発明は、前記浅底部は、サイピングに沿った断面において、トレッド部の外面に対して±５°の角度で直線状にのびている請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

また請求項５記載の発明は、前記陸部は、タイヤ軸方向に対して１０°以下の角度の複数本の横溝が設けられることにより複数のブロックがタイヤ周方向に隔設されたブロック列であり、前記ブロックは、タイヤ周方向の両端側に配された一対の外側サイピングを含む前記サイピングがタイヤ周方向に複数本設けられ、一対の前記外側サイピング間のタイヤ周方向長さは、前記外側サイピングと前記ブロックのタイヤ周方向外側の端縁であるブロック縁とで区分されたブロック端片のタイヤ周方向の最小長さの１．２〜２．５倍である請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

本発明の空気入りタイヤでは、トレッド部に、タイヤ周方向に連続してのびる主溝が複数本設けられることにより、主溝間及び主溝とトレッド接地端との間に複数の陸部が形成される。各陸部は、サイプ幅が０mm、即ち、サイプ幅を有しないサイピングが、タイヤ周方向に隔設される。このため、サイピングで区分された陸部片同士が常に支え合い、陸部の剛性が大きく確保される。従って、サイプ底部でのクラックが防止されるとともに、耐偏摩耗性能が向上する。また、走行時には、タイヤの転動により、サイピングが開く。このため、サイピングのエッジによるワイピング効果が発揮され、ウェット性能が確保される。

また、サイピングは、タイヤ軸方向に対し１０〜４５°で傾斜する。これにより、走行時、とりわけ直進走行時の荷重が分散されるため、さらにサイプ底部でのクラックが防止される。

また、サイピングのタイヤ軸方向の両端部は、主溝又はトレッド接地端に連通し、サイピングの両端部には、深さが、サイピングの中央部の深さよりも小さい浅底部が形成されている。このようなサイピングは、両端部の剛性が高く確保されるため、より一層、サイプ底部でのクラックが抑制される。

本発明の一実施形態の空気入りタイヤのトレッド部の右側半分の展開図である。 図１のＸ−Ｘ断面図である。 図１のミドルブロック及びショルダーブロックの拡大図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１に示されるように、本実施形態の空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）は、例えばトラック・バス用の重荷重用タイヤとして好適に利用され、そのトレッド部２には、タイヤ周方向に連続してのびる複数本の主溝３と、該主溝３と交差する向きにのびる複数本の横溝４とが設けられる。本実施形態では、主溝３は、タイヤ赤道Ｃの両側をのびる１対のセンター主溝３Ａと、該センター主溝３Ａのタイヤ軸方向外側をのびる一対のショルダー主溝３Ｂとからなる。また、本実施形態の横溝４は、複数本のセンター横溝４Ａと複数本のミドル横溝４Ｂと複数本のショルダー横溝４Ｃからなる。センター横溝４Ａは、センター主溝３Ａ、３Ａ間を継いでいる。ミドル横溝４Ｂは、センター主溝３Ａとショルダー主溝３Ｂとを継いでいる。ショルダー横溝４Ｃは、ショルダー主溝３Ｂとトレッド接地端Ｔｅとの間を継いでいる。

これにより、トレッド部２には、主溝３と横溝４とで区分される複数個のブロック５が配される。本実施形態では、トレッド部２は、センターブロック列５Ａ１と、ミドルブロック列５Ｂ１と、ショルダーブロック列５Ｃ１とが配される。センターブロック列５Ａ１は、一対のセンター主溝３Ａ及びセンター横溝４Ａにより区分される複数個のセンターブロック５Ａがタイヤ周方向に並んで形成されている。ミドルブロック列５Ｂ１は、センター主溝３Ａ、ショルダー主溝３Ｂ及びミドル横溝４Ｂにより区分される複数個のミドルブロック５Ｂがタイヤ周方向に並んで形成されている。ショルダーブロック列５Ｃ１は、ショルダー主溝３Ｂ、トレッド接地端Ｔｅ及びショルダー横溝４Ｃにより区分される複数個のショルダーブロック５Ｃがタイヤ周方向に並んで形成されている。なお、トレッド部２は、このようなパターン形状に限定されるものではなく、例えば、リブ列を含んでも良い。

ここで、前記「トレッド接地端」Ｔｅは、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷である正規状態のタイヤに、正規荷重を負荷してキャンバー角０度で平面に接地させたときの最もタイヤ軸方向外側の接地位置として定められる。そして、このトレッド接地端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向の距離が接地幅ＴＷとして定められる。また、タイヤの各部の寸法等は、特に断りがない場合、前記正規状態での値とする。

また前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば "標準リム" 、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" とする。

また、前記「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば "最高空気圧" 、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" とする。

さらに「正規荷重」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば "最大負荷能力" 、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY" であるが、タイヤが乗用車用の場合には前記荷重の８８％に相当する荷重とする。

前記主溝３は、タイヤ周方向に沿った直線状をなす。このような主溝３は、排水抵抗が小さいため、主溝３内の排水をスムーズにタイヤ回転方向後着側に排出できる。なお、主溝３は、このような態様に限定されるものではなく、例えば波状やジグザグ状等種々の形状に変えることができる。

前記横溝４は、タイヤ軸方向に対して１０°以下の角度θ１で形成されるのが望ましい。このような横溝４によって区分されるブロック５は、横剛性が大きくなるとともに、タイヤ軸方向のエッジ効果を大きく発揮するため、偏摩耗が抑制されるとともに、駆動性能や制動性能が高められる。本実施形態の横溝４Ａ乃至４Ｃは、タイヤ軸方向に対する角度θ１が０°かつ直線状で形成されている。

主溝３の溝幅（溝の長手方向と直角な溝幅で、以下、他の溝についても同様とする。）Ｗ１及び溝深さＤ１（図２に示す）や横溝４の溝幅Ｗ２及び溝深さ（図示せず）については、慣例に従って種々定めることができる。しかしながら、これらの溝幅又は溝深さが小さくなるとウェット性能が悪化するおそれがある。逆に、これらの溝幅又は溝深さが大きくなると各ブロック５Ａ乃至５Ｃの剛性が低下するおそれがある。このため、主溝３の溝幅Ｗ１は、例えば、接地幅ＴＷの２％〜８％が望ましい。主溝３の溝深さＤ１は１５〜２０mmが望ましい。同様に、横溝４の溝幅Ｗ２は、例えば、接地幅ＴＷの１％〜５％が望ましい。横溝４の溝深さは１０〜１５mmが望ましい。

また、各ブロック５Ａ乃至５Ｃの剛性とウェット性能とをバランスよく確保するため、センター主溝３Ａの溝中心線Ｇ１とタイヤ赤道Ｃとの間のタイヤ軸方向距離Ｌ１は、接地幅ＴＷの５％〜１５％が望ましい。同様の観点より、ショルダー主溝３Ｂの溝中心線Ｇ２とタイヤ赤道Ｃとの間のタイヤ軸方向距離Ｌ２は、接地幅ＴＷの２５％〜３５％が望ましい。

前記ブロック５には、加硫済みのタイヤに、鋭利な刃部をトレッド踏面２Ａからタイヤ半径方向内側に移動させて切り込むことにより形成されたサイピング７が、タイヤ周方向に隔設される。このようなサイピング７は、例えば、加硫金型のナイフブレード（図示せず）によって加硫成形されたサイピングとは異なり、サイプ幅を有しない（即ち、サイプ幅は０mmである）。従って、このようなサイピング７を有するブロック５は、サイピング７で区分されたブロック片同士が互いに支え合い、剛性が大きく確保され、サイプ底部７ｓ（図２に示す）でのクラックが防止されるとともに、耐偏摩耗性能が向上する。また、走行時には、タイヤの転動により、サイピング７が開く。このため、サイピング７のエッジによるワイピング効果が発揮され、ウェット性能が確保される。なお、本実施形態のサイピング７は、加硫成形後のタイヤに、例えば、周知の自動切り込み機を用いた機械加工によって設けられる。

本実施形態では、全てのブロック５Ａ乃至５Ｃにサイピング７が配される。これにより、上述の作用がより効果的に発揮される。

また、本実施形態のサイピング７は、直線状にのびている。このようなサイピング７は、ブロック５の剛性を確保しつつワイピング効果を高めるのに役立つ。

サイピング７のタイヤ軸方向に対する角度θ２は、１０〜４５°に限定される。即ち、サイピング７の角度θ２が４５°を超えると、サイピング７の実長さが大きくなるため、ワイピング効果が小さくなり、ウェット性能が悪化する。逆に、サイピング７の角度θ２が１０°未満になると、直進走行時のサイプ底部７ｓへの荷重が分散されず、サイプ底部７ｓでのクラックを抑制できない。このため、前記角度θ２は、好ましくは２０°以上、より好ましくは２５°以上であり、好ましくは４０°以下、より好ましくは３５°以下である。

図２には、図１のＸ−Ｘ断面図が示される。ここでは、各ブロック５Ａ乃至５Ｃのサイピング７に沿った断面が示される。図２に示されるように、本実施形態の各サイピング７は、タイヤ軸方向の両端部９、９が、主溝３又はトレッド接地端Ｔｅに連通したオープンタイプである。このようなサイピング７は、トレッド踏面２Ａの水膜をエッジによるワイピング効果によって、スムーズに主溝３又はトレッド接地端Ｔｅへと排出するため、ウェット性能がさらに向上する。

本実施形態のサイピング７の両端部９、９には、サイピング７の中央部１１の深さＤｃよりも小さい深さＤａの浅底部１０が形成されている。これにより、大きな荷重の作用するサイピング７の両端部９、９側の剛性が高く確保されるため、より一層、サイプ底部７ｓでのクラックが抑制される。

浅底部１０は、本実施形態では、サイピング７に沿った断面において、トレッド部２の外面２Ｔに対して±５°の角度α１で直線状にのびている。これにより、各ブロック５Ａ乃至５Ｃの両端部９、９の各浅底部１０、１０に対して、接地圧が均等に作用するため、各ブロック５Ａ乃至５Ｃのタイヤ軸方向両側での偏摩耗を抑制することができる。なお、トレッド部２の外面２Ｔとは、サイピング７に沿った断面に表される各ブロック５Ａ乃至５Ｃの踏面とする。図２には、外面２Ｔと平行な面２Ｔａが仮想線として示される。

上述の作用を効果的に発揮させるため、中央部１１も、サイピング７に沿った断面において、トレッド部２の外面２Ｔに対して±５°の角度α２で直線状にのびるのが望ましい。

また、浅底部１０の深さＤａは、好ましくは中央部１１の深さＤｃの０．５０倍以上、より好ましくは０．５５倍以上であり、好ましくは０．７０倍以下、より好ましくは０．６５倍以下である。即ち、浅底部１０の深さＤａが大きくなると、両端部９、９の剛性を確保できない。逆に、浅底部１０の深さＤａが小さくなると、ワイピング効果が小さくなり、主溝３やトレッド接地端Ｔｅへブロック５の水膜を排出できないおそれがある。なお、中央部１１の深さＤｃが変化する場合、該深さＤｃは、中央部１１での最大の深さで定義される。

中央部１１の深さＤｃは、好ましくは主溝３の溝深さＤ１の０．５倍以上、より好ましくは０．６倍以上であり、好ましくは１．０倍以下、より好ましくは０．９倍以下が望ましい。これにより、ブロック５の剛性を高く確保しつつ、ワイピング効果を高めることができる。

本実施形態では、浅底部１０と中央部１１とは、タイヤ半径方向内側に向って凸となる円弧を含んで滑らかに接続されている。これにより、ブロック５の曲げ剛性が高められ、サイプ底部７ｓでのクラックがさらに抑制される。

図３には、ミドルブロック５Ｂ及びショルダーブロック５Ｃの平面図が示される。浅底部１０のタイヤ軸方向の長さｈは、該浅底部１０が形成されているブロック５のタイヤ軸方向の陸部幅Ｌｍの好ましくは１２．５％以上、より好ましくは１７．０％以上であり、好ましくは２５．０％以下、より好ましくは２１．０％以下である。即ち、浅底部１０の長さｈが大きくなると、ワイピング効果が小さくなり、ウェット性能が悪化するおそれがある。逆に、浅底部１０の長さｈが小さくなると、ブロック５の剛性が確保されず、サイプ底部７ｓでのクラックを抑制できないおそれがある。

タイヤ軸方向で隣り合うブロック５、５間の主溝３（本図では、ショルダー主溝３Ｂ）のタイヤ軸方向両側に設けられた浅底部１０ａ、１０ｂのタイヤ軸方向の長さの差の絶対値｜ｈ１−ｈ２｜は、好ましくは２．０mm以下、より好ましくは１．０mm以下である。即ち、浅底部１０、１０のタイヤ軸方向の長さの差｜ｈ１−ｈ２｜が大きくなると、タイヤ軸方向で隣り合うブロック５、５間の主溝３近傍の剛性差が大きくなり、これらのブロック５、５で偏摩耗が生じやすくなる。

同様の観点より、サイピング７の両端部９、９の浅底部１０ｂ、１０ｃ（本図では、ショルダーブロック５Ｃに設けられた浅底部１０）のタイヤ軸方向の長さの差の絶対値｜ｈ２−ｈ３｜は、好ましくは２．０mm以下、より好ましくは１．０mm以下である。

また、各ブロック５は、タイヤ周方向の両端側に配された一対の外側サイピング１２、１２を含むサイピング７がタイヤ周方向に複数本設けられている。これにより、ワイピング効果がさらに発揮され、ウェット性能が一層向上する。本実施形態では、ブロック５Ａ乃至５Ｃには、一対の外側サイピング１２、１２と、該一対の外側サイピング１２、１２間に配された１本の内側サイピング１３とからなる３本のサイピング７が夫々設けられる。

一対の外側サイピング１２、１２間のタイヤ周方向距離Ｌｂは、ブロック端片１４のタイヤ周方向の最小長さＬａの好ましくは１．２倍以上、より好ましくは１．４倍以上であり、好ましくは２．５倍以下、より好ましくは２．２倍以下である。ブロック端片１４は、外側サイピング１２とブロック５のタイヤ周方向外側の端縁であるブロック縁５ｅとで区分されたブロック５の一部である。即ち、前記タイヤ周方向距離Ｌｂが前記最小長さＬａに比して小さくなると、一対の外側サイピング１２、１２及び内側サイピング１３が同時に接地し易くなるのでブロック５の一対の外側サイピング１２、１２間の剛性が小さくなる。このため、外側サイピング１２と内側サイピング１３との開きが大きくなり、サイプ底部７ｓにクラックが生じやすくなる。逆に、一対の外側サイピング１２、１２間のタイヤ周方向距離Ｌｂがブロック端片１４のタイヤ周方向の最小長さＬａに比して大きくなると、該ブロック端片１４の剛性が小さくなる。このため、外側サイピング１２のサイプ底部７ｓでのクラックやブロック端片１４のブロック縁５ｅでの偏摩耗が生じやすくなる。

上述の作用を、より効果的に発揮させるため、前記タイヤ周方向距離Ｌｂは、ブロック５のタイヤ周方向長さＬｓの好ましくは０．３倍以上、より好ましくは０．４倍以上であり、好ましくは０．７倍以下、より好ましくは０．６倍以下である。

なお、内側サイピング１３の本数は、１本に限定されることなく２本以上でもよい。しかしながら、内側サイピング１３の本数が多くなると、ブロック５の剛性が小さくなり、サイプ底部７ｓでのクラックや偏摩耗を抑制できないおそれがある。このため、本実施形態のように、ブロック５のタイヤ周方向長さＬｓが、２５〜５０mmの場合、内側サイピング１３は、１〜４５本が望ましい。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１のパターンを有しかつ表１の仕様に基づいた重荷重用の空気入りタイヤ（サイズ：１１Ｒ２２．５）が試作された。そして、この各試供タイヤについて、耐偏摩耗性能（段差摩耗性能）、サイプ底部のクラック、及びウェット性能についてテストがされた。なお、比較例１のサイピングは、加硫金型のブレードで加硫成形され、その他の例のサイピングは、タイヤを加硫成形した後に、刃部の切り込みによって製作された。また、主な共通仕様は以下の通りである。
リムサイズ：８．５×２２．５
接地幅ＴＷ：２６０mm
＜主溝＞
溝幅Ｗ１／接地幅ＴＷ：３．５％
溝深さＤ１：２０．０mm
＜横溝＞
溝幅Ｗ２／接地幅ＴＷ：５．６％
溝深さ：１４．５mm
＜サイピング＞
中央部での深さＤｃ（最大）：１４．０mm
比較例１のサイプ幅：０．４mm
テストの方法は、次の通りである。

＜段差摩耗性能＞
各試供タイヤを１０屯積み２−ＤＤ車（後輪駆動）の全輪に装着し、ドライアスファルト路面のテストコースを下記条件にて、１００００km走行させた。そして、各センターブロックの浅底部を挟んでタイヤ周方向両側のブロック片の摩耗量（浅底部の中心の位置）の差を測定し、その平均値が算出された。結果は、実施例１の摩耗量の差の逆数の平均を１００とする指数で表示され、数値が大きいほど、段差摩耗量が少なく良好であることを示す。
内圧：８３０ｋＰａ
荷重：ＪＡＴＭＡの最大負荷能力
速度：８０km／ｈ

＜サイプ底部でのクラック＞
上記走行後、浅底部からブロック壁面にのびたクラックが調べられた。結果は、ブロック壁面のサイプ底部からのびたクラックのタイヤ半径方向長さの実測値（mm）で示され、数値が小さい程、クラックの発生が抑制され、良好である。

＜ウェット性能＞
半径１００ｍのアスファルト路面のテストコースに、水深１０mm、長さ２０ｍの水たまりを設けた。上記テスト車両を速度を７０km／ｈから９０km／ｈまで、１０km／ｈピッチで段階的に増加させながら水たまりに進入させ、そのときの横加速度（横Ｇ）が計測され、前輪の平均横Ｇが算出された。なお、内圧及び荷重は上述のテストと同じ値である。結果は、実施例１の平均横Ｇを１００とする指数で表示され、数値が大きいほど良好であることを示す。
テストの結果は、表１に示される。

テストの結果、実施例のタイヤは、比較例に比べて各種性能が向上していることが確認できる。

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
２Ａ トレッド踏面
３ 主溝
７ サイピング
９ サイピングの両端部
１０ 浅底部
１１ サイピングの中央部
Ｔｅ トレッド接地端

Claims (5)

1. トレッド部に、タイヤ周方向に連続してのびる主溝が複数本設けられることにより、前記主溝間及び前記主溝とトレッド接地端との間に複数の陸部が形成された空気入りタイヤであって、
   前記各陸部は、サイプ幅が０mmのサイピングが、タイヤ周方向に隔設され、
   前記サイピングは、タイヤ軸方向に対し１０〜４５°で傾斜し、
   該サイピングのタイヤ軸方向の両端部は、前記主溝又は前記トレッド接地端に連通し、
   前記サイピングの両端部には、深さが、サイピングの中央部の深さよりも小さい浅底部が形成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記浅底部のタイヤ軸方向の長さは、前記浅底部が形成されている前記陸部のタイヤ軸方向の陸部幅の１２．５％〜２５．０％である請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記サイピングは、タイヤ軸方向で隣り合う陸部に夫々に隔設され、該陸部間の主溝のタイヤ軸方向両側に設けられた前記浅底部のタイヤ軸方向の長さの差が２．０mm以下である請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記浅底部は、前記サイピングに沿った断面において、前記トレッド部の外面に対して±５°の角度で直線状にのびている請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記陸部は、タイヤ軸方向に対して１０°以下の角度の複数本の横溝が設けられることにより複数のブロックがタイヤ周方向に隔設されたブロック列であり、
   前記ブロックは、タイヤ周方向の両端側に配された一対の外側サイピングを含む前記サイピングがタイヤ周方向に複数本設けられ、
   一対の前記外側サイピング間のタイヤ周方向長さは、前記外側サイピングと前記ブロックのタイヤ周方向外側の端縁であるブロック縁とで区分されたブロック端片のタイヤ周方向の最小長さの１．２〜２．５倍である請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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