JP2018168861A - 円錐ころ軸受用保持器 - Google Patents

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康樹 薮林
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康樹 薮林
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Abstract

【課題】底拡げや加締め加工を不要にでき、製造コストを低減できるとともに、柱部が細くなって強度面等の問題が生じることがない円錐ころ軸受用保持器を提供する。【解決手段】円錐ころ軸受用保持器1は、大径リング部2及び小径リング部3を複数の柱部4により繋いだ形状を成す。柱部4は、軸方向中央の中央案内部5、並びに、大径リング部2に繋がる大径側端部6、及び小径リング部3に繋がる小径側端部7からなる。中央案内部5は、円錐ころ15のピッチ円直径よりも外径側に位置し、大径側端部6及び小径側端部7は、中央案内部5よりもさらに外径側に位置する。隣り合う柱部4,4間のポケット孔Pの径方向外方から円錐ころ15を挿入して内輪11に組み付けることができる。柱部4の大径側端部6及び小径側端部7に、円錐ころ15を組み付けた状態で円錐ころ15を抜け止めする抜止め突部6A,7Aを設けた。【選択図】図5

Description

本発明は、円錐ころを収容する複数のポケット孔が周方向に等間隔に形成された円錐ころ軸受用保持器に関する。
ラジアル荷重及びスラスト荷重を支持可能な軸受として、各種産業機械の駆動装置、歯車減速装置及び動力伝達装置等の回転支持部に円錐ころ軸受が広く使用されている。
このような円錐ころ軸受は、内輪の円錐外面状軌道面の軸方向両側部に大径側の大鍔及び小径側の小鍔を設け、内輪の円錐外面状軌道面及び外輪の円錐内面状軌道面間に複数の円錐ころを配置するとともに、これらの円錐ころを周方向等間隔に保持するための円錐ころ軸受用保持器を備える。
円錐ころ軸受用保持器として、冷間圧延鋼板又は熱間圧延鋼板等の鋼板製のプレス保持器が一般的に用いられる。
円錐ころ及び保持器を内輪に組み込む際には、内輪の小径側の小鍔と円錐ころとの干渉を避ける必要がある。そのため、保持器を、プレス加工により正規の形状・寸法に一旦成形した後、保持器の柱部の小径リング部側部分を押し拡げる底拡げ工程(底押し工程)を行い、この状態の保持器と円錐ころを内輪に組み付けた後に、保持器を加締めて正規形状に復元する加締め工程を行う必要がある(例えば、特許文献1の段落[0004]参照)。
円筒ころ軸受用保持器として、円筒ころ(13)のピッチ円直径より大径の中央環状部(1a,14a)を含む柱部の両側に内径側に向けて円筒ころ(13)のピッチ円直径と概ね同径の側方環状部(1b,14b)を折曲成形してなる内輪案内方式の保持器がある(例えば、特許文献2参照)。
この内輪案内方式の保持器では、中央環状部(1a,14a)に突設したころ抜け止め(2,2、及び15,15)により、円筒ころ(13)の抜け止めを行っている。
特開2000−266063号公報 実公平3−2733号公報
特許文献1のような円錐ころ軸受用保持器では、円錐ころ及び保持器を円錐ころ軸受の内輪に組み込むために、保持器を所定の寸法に成形した後に、保持器の柱部を底拡げ及び加締めにより、2回にわたって塑性変形させる必要がある。
よって、調整に工数が掛かる上に保持器の精度に悪影響を及ぼすおそれがある。
特に大型の円錐ころ軸受においては、底拡げや加締め加工の金型が大型化するとともに、加工に必要なプレス機械も大型のものが必要となるので、製造コストが増大する。
特許文献2のような内輪案内方式の保持器を円錐ころ軸受に応用して円錐ころ軸受用保持器とする場合、円錐ころを保持器と内輪で案内することになる。したがって、円錐ころ軸受用保持器におけるポケット孔の形成を打抜き加工により行おうとした場合、パンチ及びダイを用いてポケット孔を打ち抜く方向がカップ状の保持器の側面に対して直交しない。
よって、円錐ころ軸受用保持器のポケット孔を打抜き加工により形成するのは困難であるので、製造コストが増大する。
その上、円錐ころ軸受用保持器の柱部がピッチ円直径より大径の中央環状部を含むことから、柱部が円錐ころのピッチ円直径を跨ぐことになる。
よって、円錐ころ軸受用保持器の柱部が細くなるので、強度面から問題になるおそれや成形不能となるおそれがある。
その上さらに、柱部の中央環状部に突設したころ抜け止めにより、円錐ころの抜け止めを行う場合、段押し加工や打抜き加工時の変形によって、ころ抜け止め間の寸法がばらつき易く、特に大型の円錐ころ軸受においては、ポケット孔の径方向外方からの円錐ころの挿入が困難になるおそれがある。
そこで本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、ポケット孔の径方向外方からの円錐ころの挿入が容易であり、それにより調整に工数が掛かるとともに保持器の精度に悪影響を及ぼすおそれがある底拡げや加締め加工を不要にでき、製造コストを低減できるとともに、柱部が細くなって強度面等の問題が生じることがない円錐ころ軸受用保持器を提供する点にある。
本発明に係る円錐ころ軸受用保持器は、前記課題解決のために、円錐外面状軌道面を有し、大径側端部に大鍔を有するとともに小径側端部に小鍔を有する内輪と、円錐内面状軌道面を有する外輪と、前記円錐外面状軌道面及び前記円錐内面状軌道面間を転動する転動体である複数の円錐ころとを備えた円錐ころ軸受に用いる、前記円錐ころを収容する複数のポケット孔が周方向に等間隔に形成された円錐ころ軸受用保持器であって、
軸方向に離間した一対の大径リング部及び小径リング部を複数の柱部により繋いだ形状を成し、
隣り合う前記ポケット孔の間に位置する前記柱部が、
前記円錐ころのピッチ円直径よりも外径側で前記柱部の軸方向中央に位置し、前記円錐ころを案内する中央案内部、
並びに、
前記中央案内部に繋がり、前記中央案内部よりもさらに外径側で前記大径リング部に繋がる大径側端部、及び前記中央案内部よりもさらに外径側で前記小径リング部に繋がる小径側端部からなり、
前記ポケット孔の径方向外方から前記円錐ころを挿入して前記内輪に組み付けることができるとともに、前記内輪に前記円錐ころを組み付けた状態で前記円錐ころを抜け止めする抜止め突部を前記柱部の前記大径側端部及び前記小径側端部に設けてなることを特徴とする(請求項1)。
このような構成によれば、ポケット孔の径方向外方から円錐ころを挿入して内輪に組み付けることができるので、底拡げや加締め加工をする必要がない。
よって、底拡げ工程及び加締め工程が不要であるとともに調整に工数が掛からないので、製造コストを低減でき、保持器の精度を高くすることが容易であるとともに精度のばらつきを小さくできる。
その上、特に大型の円錐ころ軸受用の大型の保持器である場合に、底拡げや加締め加工用の大型の金型やプレス加工機械が不要になるので、製造コストをより一層低減できる。
その上さらに、底拡げによる窓長さの変化が無いので、軸方向隙間を詰めて適正な隙間にすることができる。
その上、柱部を構成する、中央案内部、並びに大径側端部及び小径側端部が、円錐ころのピッチ円直径よりも外径側に位置することから、柱部が細くならないので、強度面から問題になるおそれや成形不能となるおそれがない。
その上さらに、内輪に円錐ころを組み付けた状態で円錐ころを抜け止めする抜止め突部を柱部の大径側端部及び小径側端部に設けていることから、抜止め突部が柱部の根元付近にあるので、抜止め突部間の寸法管理が容易になる。
よって、ポケット孔の径方向外方からの円錐ころの挿入が困難になるおそれがない。
その上、柱部が、中央案内部、並びに中央案内部よりもさらに外径側の大径側端部及び小径側端部からなることから、このような柱部の段付き形状により、通常形状の保持器と比較して円錐ころとの接触面積が小さくなる。
よって、潤滑油が通りやすく潤滑性がアップするので、低トルク化を図ることができる。
その上さらに、円錐ころの着脱が可能であるので、円錐ころ軸受の分解及びメンテナンスが容易になる。
ここで、隣り合う前記柱部の前記中央案内部の間隔を前記円錐ころの対応する直径よりも大きく設定してなるのが好ましい実施態様である(請求項2)。
このような構成によれば、隣り合う柱部の中央案内部の間隔が円錐ころの対応する直径よりも大きいことから、ポケット孔の径方向外方から円錐ころを挿入する際に中央案内部により挿入抵抗が増大することがない。
よって、特に大型の円錐ころ軸受用の大型の保持器である場合であっても、ポケット孔の径方向外方から円錐ころを容易に挿入できる。
また、前記柱部の前記中央案内部に、
前記ポケット孔を打抜き加工したときに発生するせん断面である、前記円錐ころの側面に接触する接触面、又は
前記せん断面を押圧加工してなる、前記円錐ころの側面に接触する接触面
を形成してなるのが一層好ましい実施態様である(請求項3)。
このような構成によれば、円錐ころの側面に接触する、柱部の中央案内部の接触面が、平滑な面であるせん断面、又はせん断面のエッジ部で接触しないように押圧加工した押圧加工面であるので、円錐ころの安定性を向上できる。
以上のように、本発明に係る円錐ころ軸受用保持器によれば、主に以下に示すような効果を奏する。
(1)ポケット孔の径方向外方から円錐ころを挿入して内輪に組み付けることができることから、底拡げ工程及び加締め工程が不要であるとともに調整に工数が掛からないので、製造コストを低減でき、保持器の精度を高くすることが容易であるとともに精度のばらつきを小さくできる。
(2)特に大型の円錐ころ軸受用の大型の保持器である場合に、底拡げや加締め加工用の大型の金型やプレス加工機械が不要になるので、製造コストをより一層低減できる。
(3)柱部が円錐ころのピッチ円直径よりも外径側に位置することから、柱部が細くならないので、強度面から問題になるおそれや成形不能となるおそれがない。
(4)抜止め突部を柱部の大径側端部及び小径側端部に設けており、抜止め突部が柱部の根元付近にあることから抜止め突部間の寸法管理が容易になるので、ポケット孔の径方向外方からの円錐ころの挿入が困難になるおそれがない。
(5)柱部が、中央案内部並びに大径側端部及び小径側端部からなる段付き形状であることから、通常形状の保持器と比較して円錐ころとの接触面積が小さくなり、潤滑油が通りやすく潤滑性がアップするので、低トルク化を図ることができる。
(6)円錐ころの着脱が可能であるので、円錐ころ軸受の分解及びメンテナンスが容易になる。
本発明の実施の形態に係る円錐ころ軸受用保持器の斜視図である。 前記保持器により円錐ころを保持して内輪に組み付けた状態を示す斜視図である。 3個の円錐ころを内輪に組み付けた状態を示す斜視図である。 図3の状態で内輪を省略して前記保持器及び円錐ころのみを示した斜視図である。 内輪に円錐ころを組み付ける方法を示す要部拡大部分縦断面正面図である。 図2の内輪並びに円錐ころ及び前記保持器のセットを外輪に組み付けた状態を示す要部拡大部分縦断面正面図である。 前記保持器と円錐ころの関係を示す要部拡大斜視図である。 同じく要部拡大正面図である。 同じく要部拡大部分縦断面正面図である。 (a)は柱部を大径側端部の抜止め突部の位置で切断した要部拡大横断面平面図、(b)は柱部を中央案内部の位置で切断した要部拡大横断面平面図である。 (a)はポケット孔を打抜き加工したときに発生するせん断面を円錐ころの側面に接触する接触面にする場合を示す、柱部の中央案内部の要部拡大水平切断面端面図であり、(b)はさらに拡大して示す拡大図である。 (a)はポケット孔を打抜き加工したときに発生するせん断面を押圧加工して円錐ころの側面に接触する接触面にする場合を示す、柱部の中央案内部の要部拡大水平切断面端面図であり、(b)はさらに拡大して示す拡大図である。
次に本発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明するが、本発明は、添付図面に示された形態に限定されず特許請求の範囲に記載の要件を満たす実施形態の全てを含むものである。
以下において、円錐ころ軸受の軸方向、径方向、及び周方向を、「軸方向」、「径方向」、及び「周方向」という。
図1の斜視図に示す本発明の実施の形態に係る円錐ころ軸受用保持器1は、図5及び図6の要部拡大部分縦断面正面図に示すように、円錐外面状軌道面11Aを有し、大径側端部に大鍔13を有するとともに小径側端部に小鍔14を有する内輪11と、円錐内面状軌道面12Aを有する外輪12と、円錐外面状軌道面11A及び円錐内面状軌道面間12Aを転動する転動体である複数の円錐ころ15,15,…とを備えた円錐ころ軸受10に用いる。
図1及び図2の斜視図に示すように、円錐ころ軸受用保持器1は、軸方向に離間した一対の大径リング部2及び小径リング部3を複数の柱部4,4,…により繋いだ形状を成し、円錐ころ15,15,…を収容する複数のポケット孔P,P,…が周方向に等間隔に形成される。
図1の斜視図、及び図5の要部拡大部分縦断面正面図に示すように、隣り合うポケット孔P,Pの間に位置する柱部4は、柱部4の軸方向中央に位置し、円錐ころ15を案内する中央案内部5、並びに、中央案内部5に繋がり、中央案内部5よりも外径側で大径リング部2に繋がる大径側端部6、及び中央案内部5よりも外径側で小径リング部3に繋がる小径側端部7からなる。
大径側端部6は傾斜部8により中央案内部5の上部に繋がり、小径側端部7は傾斜部9により中央案内部5の下部に繋がる。
柱部4の大径側端部6は、周方向に突出する抜止め突部6A,6Aを有し、柱部4の小径側端部7は、周方向に突出する抜止め突部7A,7Aを有する。
円錐ころ軸受用保持器1は、図5に示すように、ポケット孔Pの径方向外方から円錐ころ15を挿入して内輪11に組み付けることができる。
内輪11に円錐ころ15を組み付けた状態で、円錐ころ15は、抜止め突部6A,6A、及び7A,7Aにより抜け止めされる。
ここで、図1及び図2に示す、一つのポケット孔Pを形成する隣り合う柱部4,4における、対向する抜止め突部6A,6Aの間隔、及び対向する抜止め突部7A,7Aの間隔は、円錐ころ15の対応する直径よりも小さく、例えば前記直径よりも0.5%〜3.5%小さく設定する。
前記間隔が円錐ころ15の対応する直径よりも0.5%未満小さい場合は、円錐ころ15を保持する力が小さくなるので、円錐ころ15が保持器1から抜けやすくなる。
前記間隔が円錐ころ15の対応する直径よりも3.5%を超えて小さい場合は、円錐ころ15を保持器1に挿入する際に円錐ころ15に傷が付きやすくなる。
なお、一つのポケット孔Pを形成する隣り合う柱部4,4において、図1のように対向する抜止め突部6A,6A、及び7A,7Aの四つの抜け止め突部を設けるのではなく、前記柱部4,4の一方の柱部4に抜止め突部6Aを設け、前記柱部4,4の他方の柱部4に抜止め突部7Aを設けるようにして、二つの抜止め突部を対角に配置してもよい。
図2の斜視図に示すように内輪11に円錐ころ15,15,…を組み付ける際には、図3の斜視図、及び図3において内輪11を省略して保持器1及び円錐ころ15,…のみを表示した図4の斜視図に示すように、周方向に離間した適宜箇所、例えば周方向等分の3箇所の円錐ころ15,…を保持器1のポケットPの径方向外方から挿入して内輪11に取り付ける。それにより、保持器1の位置を内輪11に対して定めることができる。
その状態で、図3に示す円錐ころ15,15の間のポケットP,P,…に対して円錐ころ15,15,…を径方向外方から挿入することにより、図2のように内輪11に対して全ての円錐ころ15,15,…を組み付けることができる。
次に、円錐ころ軸受用保持器1の形状と円錐ころ15との関係について説明する。
図5のように保持器1のポケットPの径方向外方から円錐ころ15を挿入して内輪11に組み付けた状態で、内輪11を省略したものを、図7の要部拡大斜視図、図8の要部拡大正面図、図9の要部拡大部分縦断面正面図、並びに、図10(a)及び(b)の要部拡大横断面平面図に示す。
図8及び図10(a)に示すように、隣り合う柱部4,4の中央案内部5,5の間隔は、円錐ころ15の周方向隙間の規定範囲内になるように設定する。具体的には、中央案内部5,5の間隔は、円錐ころ15の対応する直径よりも0.5%〜3.5%大きく設定する。
したがって、中央案内部5,5には円錐ころ15を抜け止めする機能は無く、中央案内部5,5の間隔により円錐ころ15の周方向隙間を設定して円錐ころ15を案内する。
また、隣り合う柱部4,4の中央案内部5,5の間隔が円錐ころ15の対応する直径よりも大きいことから、ポケット孔Pの径方向外方から円錐ころ15を挿入する際に中央案内部5,5により挿入抵抗が増大することがない。
よって、保持器1が、特に大型の円錐ころ軸受用である場合であっても、ポケット孔P,P,…の径方向外方から円錐ころ15,15,…を容易に挿入できる。
図10(b)の要部拡大横断面平面図、並びに図11(a)の要部拡大水平切断面端面図、及び図11(b)の拡大図に示すように、ポケット孔を保持器内径側から打抜き加工した場合、破断面A,Aと、平滑な面であるせん断面B,Bが発生し、このせん断面B,Bを接触面5A,5Aとしている。この場合、同一ポケット内の対向する接触面5A,5Aは平行であり、接触面5A,5Aは円錐ころ15の中心を通る径方向Rとも平行である。
図12(a)の要部拡大水平切断面端面図、及び図12(b)の拡大図に示すように、中央案内部5,5,…をさらに外径側に形成する場合には、図11(b)のようなせん断面B,Bだけでは、柱部4,4,…のエッジ部が円錐ころ15の側面と接触して前記側面に傷が付いてしまう。そこで、図12(b)に示すように、ポケット孔を打抜き加工した後に柱部4,4の中央案内部5,5にプレス加工で押圧加工を施して押圧加工面C,Cを形成し、この押圧加工面C,Cを接触面5A,5Aとする。この場合、同一ポケット内の対向する接触面5A,5Aは、外径側に行くにしたがって円錐ころ15の中心を通る径方向Rに近づく方向に傾斜する。
図11(a)及び図11(b)、並びに図12(a)及び図12(b)のような接触面5A,5A,…により、円錐ころ15の側面に接触する、隣り合う柱部4,4の中央案内部5,5の接触面5A,5Aが、平滑な面であるせん断面B,B、又はせん断面B,Bのエッジ部で接触しないように押圧加工した押圧加工面C,Cであるので、円錐ころ15の安定性を向上できる。
図9に示すように、大径リング部2の下面及び小径リング部3の上面は、円錐ころ15の端面と平行である。
また、図6及び図10(b)に示すように、柱部4の中央案内部5は、円錐ころ15のピッチ円直径PCDよりも外径側に位置する。
よって、図7に示すように、柱部4の大径側端部6及び小径側端部7は、前記位置の中央案内部5よりもさらに外径側に位置する。
ここで、円錐ころ軸受用保持器1における、円錐ころ15,15,…のピッチ円直径PCDよりも外径側で柱部4の軸方向中央に位置して円錐ころ15を案内する中央案内部5、並びに、中央案内部5よりもさらに外径側の大径側端部6及び小径側端部7からなる、柱部4の形状及び位置から、カップ状の保持器1の側面に対してパンチ及びダイを用いてポケット孔Pを打ち抜く方向を直交させるように保持器1の形状を設定することが容易である。その結果、大径リング部2の下面及び小径リング部3の上面は、図9のように円錐ころ15の端面と平行になる。
よって、前記のように保持器1の形状を設定することにより、ポケット孔Pの形成を打抜き加工により容易に行うことができるので、製造コストを低減できる。
以上のような円錐ころ軸受用保持器1の構成によれば、ポケット孔P,P,…の径方向外方から円錐ころ15,15,…を挿入して内輪11に組み付けることができるので、底拡げや加締め加工をする必要がない。
よって、底拡げ工程及び加締め工程が不要であるとともに調整に工数が掛からないので、製造コストを低減でき、保持器1の精度を高くすることが容易であるとともに精度のばらつきを小さくできる。
また、保持器1が、特に大型の円錐ころ軸受用で大型である場合に、底拡げや加締め加工用の大型の金型やプレス加工機械が不要になるので、製造コストをより一層低減できる。
さらに、底拡げによる窓長さの変化が無いので、軸方向隙間を詰めて適正な隙間にすることができる。
さらにまた、柱部4を構成する、中央案内部5、並びに大径側端部6及び小径側端部7が、円錐ころ15,15,…のピッチ円直径PCDよりも外径側に位置する(前記ピッチ円直径PCDを跨がない)。特に中央案内部5,5,…が円錐ころ15,15,…のピッチ円直径PCDよりも外径側に位置しているので、円錐ころ15,15間の隙間がピッチ円直径PCD上よりも広くなる。
よって、柱部4の幅(周方向長さ)を比較的大きく確保できることから、柱部4が細くならないので、強度面から問題になるおそれや成形不能となるおそれがない。
また、内輪11に円錐ころ15,15,…を組み付けた状態で円錐ころ15,15,…を抜け止めする抜止め突部6A,7Aを柱部4の大径側端部6及び小径側端部7に設けていることから、抜止め突部6A,7Aが柱部4の根元付近にあるので、抜止め突部間の寸法管理が容易になる。
よって、ポケット孔Pの径方向外方からの円錐ころ15の挿入が困難になるおそれがない。
さらに、柱部4が、中央案内部5、並びに中央案内部5よりもさらに外径側の大径側端部6及び小径側端部7からなることから、このような柱部4の段付き形状により、通常形状の保持器と比較して円錐ころ15との接触面積が小さくなる。
よって、潤滑油が通りやすく潤滑性がアップするので、低トルク化を図ることができる。
さらにまた、円錐ころ15,15,…の着脱が可能であるので、円錐ころ軸受10の分解及びメンテナンスが容易になる。
1 円錐ころ軸受用保持器
2 大径リング部
3 小径リング部
4 柱部
5 中央案内部
5A 接触面
6 大径側端部
6A 抜止め突部
7 小径側端部
7A 抜止め突部
8,9 傾斜部
10 円錐ころ軸受
11 内輪
11A 円錐外面状軌道面
12 外輪
12A 円錐内面状軌道面
13 大鍔
14 小鍔
15 円錐ころ
A 破断面
B せん断面
C 押圧加工面
P ポケット孔
PCD ピッチ円直径
R 円錐ころの中心を通る径方向

Claims (3)

  1. 円錐外面状軌道面を有し、大径側端部に大鍔を有するとともに小径側端部に小鍔を有する内輪と、円錐内面状軌道面を有する外輪と、前記円錐外面状軌道面及び前記円錐内面状軌道面間を転動する転動体である複数の円錐ころとを備えた円錐ころ軸受に用いる、前記円錐ころを収容する複数のポケット孔が周方向に等間隔に形成された円錐ころ軸受用保持器であって、
    軸方向に離間した一対の大径リング部及び小径リング部を複数の柱部により繋いだ形状を成し、
    隣り合う前記ポケット孔の間に位置する前記柱部が、
    前記円錐ころのピッチ円直径よりも外径側で前記柱部の軸方向中央に位置し、前記円錐ころを案内する中央案内部、
    並びに、
    前記中央案内部に繋がり、前記中央案内部よりもさらに外径側で前記大径リング部に繋がる大径側端部、及び前記中央案内部よりもさらに外径側で前記小径リング部に繋がる小径側端部からなり、
    前記ポケット孔の径方向外方から前記円錐ころを挿入して前記内輪に組み付けることができるとともに、前記内輪に前記円錐ころを組み付けた状態で前記円錐ころを抜け止めする抜止め突部を前記柱部の前記大径側端部及び前記小径側端部に設けてなることを特徴とする、
    円錐ころ軸受用保持器。
  2. 隣り合う前記柱部の前記中央案内部の間隔を前記円錐ころの対応する直径よりも大きく設定してなる、
    請求項1記載の円錐ころ軸受用保持器。
  3. 前記柱部の前記中央案内部に、
    前記ポケット孔を打抜き加工したときに発生するせん断面である、前記円錐ころの側面に接触する接触面、又は
    前記せん断面を押圧加工してなる、前記円錐ころの側面に接触する接触面
    を形成してなる、
    請求項1又は2記載の円錐ころ軸受用保持器。
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