JP2018048692A - 複列式ボールベアリング - Google Patents

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Abstract

【課題】省スペースに設置可能で高い耐荷重性を示す複列式ボールベアリングを提供する。【解決手段】インナーレース３は、第１のインナーレース３１と第２のインナーレース３２とで２分割されている。第１のインナーレース３１は、第１の軌道空間Ａ１を構成する第１の曲面３４が形成されている。第２のインナーレース３２は、第２の軌道空間Ａ１を構成する第２の曲面３６が形成されている。シャフト５の小径部５１は、第１のインナーレース３１及び第２のインナーレース３２に隙間を確保した状態で挿通され、小径部５１の先端に形成されたカシメ部が、第１のインナーレース３１に圧接され、大径部５３の側面が第２のインナーレース３２に当接されている。【選択図】図１

Description

本発明は、複列式ボールベアリングに関し、特に、耐荷重性に優れた複列式ボールベアリングに関する。
高荷重が負荷される箇所に用いられる転がり軸受として、複列式のボールベアリングが知られている。複列式ボールベアリングは、幅方向に転動体を２列並べて設けることにより、耐荷重を向上させるものであり、アウターレース（外輪）又はこのアウターレースの内周に配置されるインナーレース（内輪）に作用する回転力によって、アウターレースとインナーレースとの間に配置された転動体が転がり運動することにより、荷重を受けるものである。
特許文献１には、アウターリングとインナーリングとの間に転動体が設けた玉軸受が開示されている。この玉軸受では、転動体が円周方向に沿って幅方向に左右交互になるように配置されている。
特許文献２には、外輪と内輪との間の転動体がリテーナ部材によって保持された第１、第２のベアリングを幅方向に並行に配置してなる複列式のベアリングが開示されている。
特許第２９９２７１６号公報 特開平９−３０３４０７号公報
しかしながら、特許文献１記載の玉軸受では、転動体が左右交互に配置されることにより、玉軸受の円周方向に隣り合う転動体同士の隙間の分だけ転動体の設置個数が少なくなるため、玉軸受の耐荷重が小さくなるという問題があった。
また、特許文献２記載のベアリングでは、ベアリングの円周方向に隣り合う転動体の間に介在するリテーナ―の分だけ転動体の設置個数が少なくなるため、ベアリングの耐荷重が小さくなるという問題があった。
このような問題に対して、複数の玉軸受やベアリングを幅方向に複数並設して耐荷重を増大させることも考えられるが、玉軸受やベアリングを増設した分だけ設置スペースが拡大するという問題があった。
そこで、省スペースに設置可能で高い耐荷重性を示す複列式ボールベアリングを提供するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は、この課題を解決することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するために提案するものであり、請求項１記載の発明は、アウターレースと該アウターレースの内側に配置されたインナーレースとの間に形成された第１の軌道空間及び第２の軌道空間に転動体をそれぞれ配置してなる複列式ボールベアリングであって、前記アウターレースは、前記転動体をそれぞれ収容する第１の軌道面及び第２の軌道面を備え、前記インナーレースは、前記第１の軌道面とともに前記第１の軌道空間を構成する第１の曲面が形成された第１のインナーレースと、前記第２の軌道面とともに前記第２の軌道空間を構成する第２の曲面が形成された第２のインナーレースと、で幅方向に２分割され、前記第１のインナーレース及び第２のインナーレースに遊嵌挿通される締着手段は、前記第１のインナーレース及び第２のインナーレースを幅方向に締着する複列式ボールベアリングを提供する。
この構成によれば、第１の軌道空間及び第２の軌道空間内に収容された転動体が、円周方向に連続して収容されることにより、従来のボールベアリングと比べて、転動体が高負荷を受けることができる。また、第１のインナーレースと第２のインナーレースとが締着手段に遊嵌された状態で幅方向に締着されていることにより、第１のインナーレースと第２のインナーレースとが同軸上に並ばない場合であっても、第１のインナーレース及び第２のインナーレースの一方が他方に対してラジアル方向に相対的に移動することにより、第１のインナーレース及び第２のインナーレースを同軸上に並ぶように位置補正することができる。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、前記締着手段は、前記第１のインナーレース又は第２のインナーレースに遊嵌挿通される小径部と、該小径部の先端に形成されて、前記第１のインナーレースの側面に圧接されるカシメ部と、前記小径部に連続して設けられて、前記第２のインナーレースの側面に当接する大径部と、を備えている複列式ボールベアリングを提供する。
この構成によれば、締着手段の小径部の先端にカシメ部を設けるだけで、第１のインナーレース及び第２のインナーレースを幅方向に締着することができる。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明の構成に加えて、前記転動体と前記第１の曲面又は第２の曲面との間には、幅方向に隙間が確保されている複列式ボールベアリングを提供する。
この構成によれば、アウターレースの外周面に作用する外力で、アウターレースが幅方向にスライドする場合であっても、転動体は第１の軌道空間内及び第２の軌道空間内で転がり運動し続けることができる。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の何れか１項記載の発明の構成に加えて、前記第１の曲面の中心点が、前記第１の軌道空間のＰＣＤ軸線上に配置され、前記第２の曲面の中心点が、前記第２の軌道空間のＰＣＤ軸線上に配置され、前記第１の曲面及び前記第２の曲面は、同一の曲率半径で形成されて、単列の軌道面を形成する複列式ボールベアリングを提供する。
この構成によれば、第１の曲面と第２の曲面とが単列の軌道面を構成することにより、アウターレース及びインナーレースの一方が他方に対して幅方向に相対的に移動する場合であっても、転動体が第１のインナーレース及び第２のインナーレースを跨いで転がり運動することができる。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４の何れか１項記載の発明の構成に加えて、前記第１の軌道空間内に収容された転動体と前記第２の軌道空間内に収容された転動体とが、前記幅方向において接触可能である複列式ボールベアリングを提供する。
この構成によれば、第１の軌道空間内の転動体と第２の軌道空間内の転動体とが点接触可能なことにより、複列式ボールベアリングに作用するアキシャル分力に対する耐荷重性を増大させることができる。
請求項６記載の発明は、アウターレースと該アウターレースの内側に配置されたインナーレースとの間に形成された第１の軌道空間及び第２の軌道空間に転動体をそれぞれ配置してなる複列式ボールベアリングであって、前記アウターレースは、前記転動体をそれぞれ収容する第１の軌道面及び第２の軌道面を備え、前記インナーレースは、前記第１の軌道面とともに前記第１の軌道空間を構成する第１の曲面が形成された第１のインナーレースと、前記第２の軌道面とともに前記第２の軌道空間を構成する第２の曲面が形成された第２のインナーレースと、で幅方向に２分割され、前記第２のインナーレースは、前記第１のインナーレースに遊嵌挿通されて、前記第１のインナーレースを幅方向に締着する複列式ボールベアリングを提供する。
この構成によれば、第１の軌道空間及び第２の軌道空間内に収容された転動体が、円周方向に連続して収容されることにより、従来のボールベアリングと比べて、転動体が高負荷を受けることができる。また、第１のインナーレースが第２のインナーレースの小径部に遊嵌された状態で第２のインナーレースに幅方向に締着されて位置決めされていることにより、第１のインナーレースと第２のインナーレースとが同軸上に並ばない場合であっても、第１のインナーレースが第２のインナーレースに対してラジアル方向に相対的に移動することにより、第１のインナーレース及び第２のインナーレースを同軸上に並ぶように位置補正することができる。
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明の構成に加えて、前記第２のインナーレースは、前記第１のインナーレースに遊嵌挿通される小径部と、前記小径部の先端に設けられ、前記第１のインナーレースの側面に圧接されるカシメ部と、前記小径部に連続して設けられて、前記第１のインナーレースの側面に当接する大径部と、を備えている複列式ボールベアリングを提供する。
この構成によれば、第２のインナーレースの小径部の先端にカシメ部を設けるだけで、第２のインナーレースに対して第１のインナーレースを幅方向に締着することができる。
本発明によれば、第１の軌道空間及び第２の軌道空間内に収容された転動体が、円周方向に連続して収容されることにより、従来のボールベアリングと比べて、転動体が高負荷を受けることができる。また、第１のインナーレース及び第２のインナーレースの一方を他方に対してラジアル方向に相対的に移動することにより、第１のインナーレース及び第２のインナーレースが同軸上に配置されるように位置補正することができる。
本発明の第１実施例に係る複列式ボールベアリングを示す組立分解図。 図１に示す複列式ボールベアリングの縦断面図。 第１の曲面と第１の軌道空間のＰＣＤ軸線との関係及び第２の曲面と第２の軌道空間のＰＣＤ軸線との関係を示す模式図。 転動体と第１の曲面との隙間を示す拡大図。 本発明の第２実施例に係る複列式ボールベアリングを示す縦断面図。
本発明に係る複列式ボールベアリングは、省スペースに設置可能で高い耐荷重性を示す複列式ボールベアリングを提供するために、アウターレースとアウターレースの内側に配置されたインナーレースとの間に形成された第１の軌道空間及び第２の軌道空間に転動体をそれぞれ配置してなる複列式ボールベアリングであって、アウターレースは、転動体をそれぞれ収容する第１の軌道面及び第２の軌道面を備え、インナーレースは、第１の軌道面とともに第１の軌道空間を構成する第１の曲面が形成された第１のインナーレースと、第２の軌道面とともに第２の軌道空間を構成する第２の曲面が形成された第２のインナーレースと、で幅方向に２分割され、第１のインナーレース及び第２のインナーレースに遊嵌挿通される締着手段は、第１のインナーレース及び第２のインナーレースを幅方向に締着することにより実現した。
本発明に係る複列式ボールベアリングは、省スペースに設置可能で高い耐荷重性を示す複列式ボールベアリングを提供するために、アウターレースとアウターレースの内側に配置されたインナーレースとの間に形成された第１の軌道空間及び第２の軌道空間に転動体をそれぞれ配置してなる複列式ボールベアリングであって、アウターレースは、転動体をそれぞれ収容する第１の軌道面及び第２の軌道面を備え、インナーレースは、第１の軌道面とともに第１の軌道空間を構成する第１の曲面が形成された第１のインナーレースと、第２の軌道面とともに第２の軌道空間を構成する第２の曲面が形成された第２のインナーレースと、で幅方向に２分割され、第１のインナーレースは、第２のインナーレースの小径部に外嵌されると共に小径部の端面に設けられたカシメ部と第２のインナーレースの大径部に幅方向を締着されていることにより実現した。
以下、本発明の第１実施例に係る複列式ボールベアリング１について、図面に基づいて説明する。なお、以下の実施例において、構成要素の数、数値、量、範囲等に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも構わない。
また、構成要素等の形状、位置関係に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似又は類似するもの等を含む。
また、図面は、特徴を分かり易くするために特徴的な部分を拡大する等して誇張する場合があり、構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。
図１は、複列式ボールベアリング１の組立分解図である。図２は、複列式ボールベアリング１の縦断面図である。
複列式ボールベアリング１は、アウターレース２と、インナーレース３と、転動体４と、締着手段としてのシャフト５と、を備えている。複列式ボールベアリング１は、アウターレース２の外周面２ａ又はインナーレース３の内周面３ａに負荷が加わると、転動体４が転がり運動することにより負荷を受けるものである。
アウターレース２は、円環状に形成されており、ポリアセタール、ＰＥＥＫ等の樹脂から成る。アウターレース２の内周面２１には、第１の軌道面２２と第２の軌道面２３とが形成されている。第１の軌道面２２及び第２の軌道面２３は、内周面２１を半球状に凹設されて成り、幅方向Ｗに並設されている。
インナーレース３は、炭素鋼等の金属製である。インナーレース３は、アウターレース２の内周に配置される。インナーレース３は、幅方向Ｗに２分割されており、第１のインナーレース３１と、第２のインナーレース３２とから成る。
第１のインナーレース３１の外周面３３には、第１の軌道面２２と対向するように形成された第１の曲面３４が形成されている。第１の曲面３４は、第１の軌道面２２と共に第１の軌道空間Ａ１を形成する。
第２のインナーレース３２の外周面３５には、第２の軌道面２３と対向するように形成された第２の曲面３６が形成されている。第２の曲面３６は、第２の軌道面２３と共に第２の軌道空間Ａ２を形成する。第２のインナーレース３２は、第１のインナーレース３１と略鏡面対称に形成されている。
図３は、第１の曲面３４と第１の軌道空間Ａ１のＰＣＤ軸線Ｌ１との関係及び第２の曲面３６と第２の軌道空間Ａ２のＰＣＤ軸線Ｌ２との関係を示す模式図である。図３に示すように、第１の曲面３４の中心点Ｏ１は、第１の軌道空間Ａ１のＰＣＤ軸線Ｌ１上に配置されている。また、第２の曲面３６の中心点Ｏ２は、第２の軌道空間Ａ２のＰＣＤ軸線Ｌ２上に配置されている。また、第１の曲面３４の曲率半径ｒ１及び第２の曲面３６の曲率半径ｒ２は、等しく設定されている。これにより、第１の曲面３４と第２の曲面３６とが、単列の軌道面を構成するようになっている。
転動体４は、鋼球である。転動体４は、例えば、直径３．５ｍｍに形成されている。転動体４は、第１の軌道空間Ａ１及び第２の軌道空間Ａ２にそれぞれ収容される。第１の軌道空間Ａ１内の転動体４及び第２の軌道空間Ａ２内の転動体４は、幅方向Ｗに点接触可能である。
シャフト５の小径部５１が、第１のインナーレース３１及び第２のインナーレース３２の内周に挿通されている。小径部５１の先端には、カシメ部５２が形成されており、カシメ部５２が第１のインナーレース３１の側面に圧接されている。また、シャフト５の基端側の大径部５３の側面が第２のインナーレース３２に当接している。また、シャフト５と第１のインナーレース３１及び第２のインナーレース３２との間には、僅かな隙間が確保されている。
次に、複列式ボールベアリング１の組立手順について説明する。まず、小径部５１の基端側に第２のインナーレース３２を挿通する。次に、第２のインナーレース３２の外周にアウターレース２を配置する。第２の軌道面２３と第２の曲面３６とで形成された第２の軌道空間Ａ２に所定数の転動体４を組み込む。
次に、第１の軌道面２２に所定数の転動体４を組み込む。小径部５１の先端側に第１のインナーレース３１を挿通させ、小径部５１の先端を押圧して形成されるカシメ部５２が第１のインナーレース３１に圧接され、大径部５３の側面が第２のインナーレース３２に当接することにより、第１のインナーレース３１及び第２のインナーレース３２が幅方向Ｗに締結されるようになっている。
また、図４に示すように、転動体４と第１の曲面３４との間には僅かな隙間Ｇが確保されている。隙間Ｇは、例えば、０．３ｍｍに設定される。また、転動体４と第２の曲面３６との間にも同様に隙間が確保されている。これにより、アウターレース２の外周面２ａに作用する外力で、アウターレース２が幅方向Ｗに隙間Ｇの分だけスライドする場合であっても、転動体４は第１の軌道空間Ａ１内及び第２の軌道空間Ａ２内で転がり運動し続けることができる。
次に、インナーレース３の軸心調整機能について説明する。
小径部５１と第１のインナーレース３１との間及び小径部５１と第２のインナーレース３２との間には、隙間がそれぞれ確保されており、第１のインナーレース３１及び第２のインナーレース３２は、それぞれラジアル方向に僅かに移動可能である。これにより、第１のインナーレース３１の中心と第２のインナーレースの中心とが一致しない場合であっても、第１のインナーレース３１及び第２のインナーレース３２がラジアル方向に相対的に移動することにより、第１のインナーレース３１の中心と第２のインナーレース３２の中心とが同軸上に配置されるように調整することができる。
このようにして、本実施例に係る複列式ボールベアリング１は、第１の軌道空間Ａ１及び第２の軌道空間Ａ２内に収容された転動体４が、円周方向に連続して収容されることにより、従来のボールベアリングと比べて、転動体４が高負荷を受けることができる。
また、第１のインナーレース３１と第２のインナーレース３２とが小径部５１に遊嵌された状態で幅方向に締結されていることにより、第１のインナーレース３１と第２のインナーレース３２とが同軸上に並ばない場合であっても、第１のインナーレース３１及び第２のインナーレース３２の一方が他方に対してラジアル方向に相対的に移動することにより、第１のインナーレース３１及び第２のインナーレース３２を同軸上に並ぶように位置補正することができる。
なお、第１のインナーレース３１及び第２のインナーレース３２を幅方向Ｗに締着する締着手段の具体的構成は、上述したシャフト５に限定されるものではなく、例えば、シャフト５の両端にカシメ部を設ける等の如何なる構成であっても構わない。
次に、本発明の第２実施例に係る複列式ボールベアリング６について、図面に基づいて説明する。図５は、複列式ボールベアリング６の縦断面図である。複列式ボールベアリング６は、上述した複列式ボールベアリング１と比較して、シャフト５が省略され、インナーレース３の構造が異なり、その他の構成は共通する。したがって、複列式ボールベアリング１、６で共通する構成については、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
インナーレース３は、幅方向Ｗに２分割されており、第１のインナーレース３１と、第２のインナーレース３２とから成る。
第２のインナーレース３２は、小径部３７と、大径部３８と、を備えている。小径部３７は、第１のインナーレース３１の内周に遊嵌されている。小径部３７の先端に設けられたカシメ部３９が第１のインナーレース３１の側面に圧接されている。大径部３８は、第１のインナーレース３１の側面に当接している。
次に、複列式ボールベアリング１の組立手順について説明する。まず、第２のインナーレース３２の大径部３８の外周にアウターレース２を配置する。第２の軌道面２３と第２の曲面３６とで形成された第２の軌道空間Ａ２に所定数の転動体４を組み込む。
次に、第１の軌道面２２に所定数の転動体４を組み込む。第２のインナーレース３２の小径部３７に第１のインナーレース３１を挿通させ、小径部３７の先端に設けられたカシメ部３９が第１のインナーレース３１に圧接され、大径部３８が第１のインナーレース３１に当接することにより、第１のインナーレース３１及び第２のインナーレース３２が幅方向Ｗに締結されるようになっている。
また、転動体４と第１の曲面３４との間及び転動体４と第２の曲面３６との間には、僅かな隙間が確保されている。これにより、アウターレース２の外周面２ａに作用する外力で、アウターレース２が幅方向Ｗにスライドする場合であっても、転動体４は第１の軌道空間Ａ１内及び第２の軌道空間Ａ２内で転がり運動し続けることができる。
次に、インナーレース３の軸心調整機能について説明する。
第１のインナーレース３１と第２のインナーレース３２の小径部３７との間には僅かに隙間が確保されており、第１のインナーレース３１は、第２のインナーレース３２に対してラジアル方向に相対的に移動可能である。これにより、第１のインナーレース３１の中心と第２のインナーレースの中心とが一致しない場合であっても、第１のインナーレース３１が第２のインナーレース３２に対してラジアル方向に相対的に移動することにより、第１のインナーレース３１の中心と第２のインナーレース３２の中心とが同軸上に配置されるように調整することができる。
このようにして、本実施例に係る複列式ボールベアリング６は、第１の軌道空間Ａ１及び第２の軌道空間Ａ２内に収容された転動体４が、円周方向に連続して収容されることにより、従来のボールベアリングと比べて、転動体４が高負荷を受けることができる。
また、第１のインナーレース３１が第２のインナーレース３２の小径部３７に遊嵌された状態で第２のインナーレース３２に幅方向Ｗに位置決めされていることにより、第１のインナーレース３１と第２のインナーレース３２とが同軸上に並ばない場合であっても、第１のインナーレース３１が第２のインナーレース３２に対してラジアル方向に相対的に移動することにより、第１のインナーレース３１及び第２のインナーレース３２を同軸上に並ぶように位置補正することができる。
なお、第１のインナーレース３１を幅方向Ｗに位置決めする第２のインナーレース３２の具体的構成は、上述した構成に限定されるものではなく、如何なる構成であっても構わない。
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。
１、６ ・・・複列式ボールベアリング
２ ・・・ アウターレース
２ａ・・・ 外周面
２１・・・ （アウターレースの）内周面
２２・・・ 第１の軌道面
２３・・・ 第２の軌道面
３ ・・・ インナーレース
３ａ・・・ 内周面
３１・・・ 第１のインナーレース
３２・・・ 第２のインナーレース
３３・・・ （第１のインナーレースの）外周面
３４・・・ 第１の曲面
３５・・・ （第２のインナーレースの）外周面
３６・・・ 第２の曲面
３７・・・ 小径部
３８・・・ 外径部
３９・・・ カシメ部
４ ・・・ 転動体
５ ・・・ シャフト（締着手段）
５１・・・ 小径部
５２・・・ カシメ部
５３・・・ 大径部
Ａ１・・・ 第１の軌道空間
Ａ２・・・ 第２の軌道空間
Ｗ ・・・ 幅方向

Claims (7)

  1. アウターレースと該アウターレースの内側に配置されたインナーレースとの間に形成された第１の軌道空間及び第２の軌道空間に転動体をそれぞれ配置してなる複列式ボールベアリングであって、
    前記アウターレースは、前記転動体をそれぞれ収容する第１の軌道面及び第２の軌道面を備え、
    前記インナーレースは、前記第１の軌道面とともに前記第１の軌道空間を構成する第１の曲面が形成された第１のインナーレースと、前記第２の軌道面とともに前記第２の軌道空間を構成する第２の曲面が形成された第２のインナーレースと、で幅方向に２分割され、
    前記第１のインナーレース及び第２のインナーレースに遊嵌挿通される締着手段は、前記第１のインナーレース及び第２のインナーレースを幅方向に締着することを特徴とする複列式ボールベアリング。
  2. 前記締着手段は、
    前記第１のインナーレース又は第２のインナーレースに遊嵌挿通される小径部と、
    該小径部の先端に形成されて、前記第１のインナーレースの側面に圧接されるカシメ部と、
    前記小径部に連続して設けられて、前記第２のインナーレースの側面に当接する大径部と、
    を備えていることを特徴とする請求項１記載の複列式ボールベアリング。
  3. 前記転動体と前記第１の曲面又は第２の曲面との間には、幅方向に隙間が確保されていることを特徴とする請求項１又は２記載の複列式ボールベアリング。
  4. 前記第１の曲面の中心点が、前記第１の軌道空間のＰＣＤ軸線上に配置され、
    前記第２の曲面の中心点が、前記第２の軌道空間のＰＣＤ軸線上に配置され、
    前記第１の曲面及び前記第２の曲面は、同一の曲率半径で形成されて、単列の軌道面を形成することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の複列式ボールベアリング。
  5. 前記第１の軌道空間内に収容された転動体と前記第２の軌道空間内に収容された転動体とが、前記幅方向において接触可能であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の複列式ボールベアリング。
  6. アウターレースと該アウターレースの内側に配置されたインナーレースとの間に形成された第１の軌道空間及び第２の軌道空間に転動体をそれぞれ配置してなる複列式ボールベアリングであって、
    前記アウターレースは、前記転動体をそれぞれ収容する第１の軌道面及び第２の軌道面を備え、
    前記インナーレースは、前記第１の軌道面とともに前記第１の軌道空間を構成する第１の曲面が形成された第１のインナーレースと、前記第２の軌道面とともに前記第２の軌道空間を構成する第２の曲面が形成された第２のインナーレースと、で幅方向に２分割され、
    前記第２のインナーレースは、前記第１のインナーレースに遊嵌挿通されて、前記第１のインナーレースを幅方向に締着することを特徴とする複列式ボールベアリング。
  7. 前記第２のインナーレースは、
    前記第１のインナーレースに遊嵌挿通される小径部と、
    前記小径部の先端に設けられ、前記第１のインナーレースの側面に圧接されるカシメ部と、
    前記小径部に連続して設けられて、前記第１のインナーレースの側面に当接する大径部と、
    を備えていることを特徴とする請求項６記載の複列式ボールベアリング。
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