JP2021008935A - プーリ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】締結部材の締結力に対する強度の低下を抑制することができるプーリ装置を提供する。【解決手段】プーリ装置１００は、固定シーブ１、固定ボス２、ドライブプレート１０１、及び締結部材３を備える。固定ボス２は、円筒状であって、固定シーブ１から軸方向に延びる。そして、固定ボス２は、内周面に雌ネジ部を有する。ドライブプレート１０１は、固定ボス２に取り付けられる。締結部材３は、固定ボス２の雌ねじ部と螺合する雄ネジ部を外周面に有する。締結部材３は、固定ボス２の雌ネジ部と螺合してドライブプレート１０１を締結する。【選択図】図１

Description

本発明は、プーリ装置に関するものである。

スクータ型の自動二輪車などでは、ベルト式の無段変速機が採用されている。この無段変速機は、駆動プーリ装置と、従動プーリ装置と、ベルトとを備えている。ベルトは、駆動プーリ装置と従動プーリ装置との間に架けられている。

従動プーリ装置は、固定シーブ、可動シーブ、固定ボス、及び可動ボスを有している（特許文献１）。固定シーブと可動シーブとによって、ベルトを挟持している。可動ボスは可動シーブに固定されており、固定ボスは固定シーブに固定されている。一般的に、固定ボス及び固定シーブは鉄鋼製であり、溶接によって互いに固定されている。そして、固定ボスの先端部に形成されたネジ部に螺合されるナットなどの締結部材によって、ドライブプレートは固定ボスに締結されている。

プーリ装置の製造コストを低減するため、例えば特許文献２に記載のプーリ装置では、固定ボスと固定シーブとをアルミダイキャストによって一体的に形成することが提案されている。

特開平８−８６３４２号公報 特許第３４１２７４１号公報

上述したような理由等によって、プーリ装置の固定ボスをアルミニウム合金等のような鉄鋼などよりも弾性率の小さい材料で形成したいという要望がある。しかしながら、固定ボスを弾性率の小さい材料によって形成すると、従来の鉄鋼製の固定ボスに比べて強度が低下する。このため、締結部材の締結力に対する強度が不足し、ネジ部が破損するなどの問題が生じるおそれがあった。そこで、本発明では締結部材の締結力に対する強度の低下を抑制することができるプーリ装置を提供することを課題とする。

本発明のある側面に係るプーリ装置は、固定シーブ、固定ボス、ドライブプレート、及び締結部材を備える。固定ボスは、円筒状であって、固定シーブから軸方向に延びる。そして、固定ボスは、内周面に雌ネジ部を有する。ドライブプレートは、固定ボスに取り付けられる。締結部材は、固定ボスの雌ねじ部と螺合する雄ネジ部を外周面に有する。締結部材は、固定ボスの雌ネジ部と螺合してドライブプレートを締結する。

この構成によれば、従来のように固定ボスに雄ネジ部が形成されるのではなく、固定ボスには雌ネジ部が形成されている。雄ネジ部よりも雌ネジ部の方がせん断力を受ける面積が大きくなるため、固定ボスを弾性率の小さい材料で形成しても、締結部材の締結力に対する強度の低下を抑制することができる。

好ましくは、雌ねじ部は、全周に亘って延びる。

好ましくは、固定ボスは、外周面において、径方向外側を向く第１平坦面を有する。ドライブプレートは、取付孔を有する。取付孔は、第１平坦面と対向する第２平坦面を含む。

好ましくは、固定ボスは、段差部を有する。締結部材は、円筒部と、円筒部から径方向外側に突出するフランジ部とを有する。雄ネジ部は、円筒部の外周面に形成される。ドライブプレートは、段差部とフランジ部とによって固定される。

好ましくは、固定シーブと固定ボスとは、互いに１つの部材によって構成されている。

本発明によれば、締結部材の締結力に対する強度の低下を抑制することができる。

プーリ装置の側面断面図。 固定ボスの側面断面図。 固定ボスの背面図。 固定ボスの側面図。 スプリングシートの平面図。 図５のＶＩ−ＶＩ線断面図。 カム機構を示す概略図。 ドライブプレートの背面図。 締結部材によってドライブプレートが取り付けられた固定ボスの側面断面図。 締結部材の斜視図。 締結部材の背面図。 固定ボスに取り付けられた状態の締結部材の断面図。

以下、本発明に係るプーリ装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態に係るプーリ装置１００は、従動側のプーリ装置１００である。この従動側のプーリ装置１００には、駆動側のプーリ装置（図示省略）からベルト１２０を介してトルクが伝達される。ベルト１２０は、トルクを伝達するための部材である。

図１は、プーリ装置１００の側面断面図である。なお、以下の説明において、回転軸Ｏとは、プーリ装置１００の回転軸を意味する。また、軸方向とは、回転軸Ｏが延びる方向を意味する。軸方向の第１側とは図１の左側を意味し、軸方向の第２側とは、図１の右側を意味する。径方向とは、回転軸Ｏを中心とした円の径方向を意味する。径方向の外側とは、径方向において回転軸Ｏから離れる側を意味し、径方向の内側とは、径方向において回転軸Ｏに近付く側を意味する。周方向とは、回転軸Ｏを中心とした円の周方向を意味する。

［プーリ装置］
プーリ装置１００は、固定シーブ１と、固定ボス２と、可動シーブ４と、可動ボス５と、締結部材３と、遠心クラッチ１０とを備えている。また、プーリ装置１００は、カム機構８、スプリング９０、及びスプリングシート９なども備えている。

［固定シーブ］
固定シーブ１は、回転軸Ｏを中心に回転するように配置されている。固定シーブ１の中心軸は、回転軸Ｏと実質的に同軸上に配置されている。固定シーブ１は、軸方向において、可動シーブ４の第２側に配置されている。固定シーブ１は、軸方向に移動しないように固定されている。

固定シーブ１は、円板状である。固定シーブ１の対向面１１は、径方向の外側にいくにしたがって、可動シーブ４から離れるように傾斜している。すなわち、対向面１１は、径方向の外側に向かって、軸方向の第２側に傾斜している。なお、固定シーブ１の対向面１１は、可動シーブ４に対向する面である。すなわち、固定シーブ１の対向面１１は、軸方向の第１側を向いている。

［固定ボス］
図２に示すように、固定ボス２は、固定シーブ１と一体的に回転する。固定ボス２は、固定シーブ１と一体的に形成されている。すなわち、固定シーブ１と固定ボス２とは、一つの部材によって形成されている。例えば、固定ボス２は、アルミニウム製又はアルミニウム合金製である。

固定ボス２は、円筒状であって、固定シーブ１から軸方向の第１側に延びている。固定ボス２の中心軸は、回転軸Ｏと実質的に同軸上に配置されている。固定ボス２は、先端部２１において、他の部分よりも外径の小さい小径部２２を有している。このため、固定ボス２は、先端部２１において段差部２３を有している。段差部２３は、軸方向の第１側を向いている。なお、固定ボス２の先端部２１は、固定ボス２の軸方向における第１側の端部を意味する。すなわち、固定ボス２の先端部２１は、固定ボス２の両端部のうち、固定シーブ１と反対側の端部である。

固定ボス２は、先端部２１において、内周面に雌ネジ部２４を有している。なお、固定ボス２の先端部２１は、他の部分に比べて内径が小さい。雌ネジ部２４は、固定ボス２の内周面の全周に亘って延びている。すなわち、雌ネジ部２４は周方向において途切れていない。また、雌ネジ部２４は、先端部２１の内周面の全体に形成されている。

固定ボス２内には、複数の軸受部材１１０が取り付けられている。固定ボス２は、軸受部材１１０を介して、出力軸に相対回転可能に支持されている。

図３及び図４に示すように、固定ボス２は、一対の第１平坦面２５を有している。一対の第１平坦面２５は、固定ボス２の先端部２１の外周面に形成されている。詳細には、一対の第１平坦面２５は、先端部２１の小径部２２に形成されている。一対の第１平坦面２５は、軸方向に延びている。また、一対の第１平坦面２５は、互いに平行に延びている。一対の第１平坦面２５は、径方向外側を向いている。

［可動シーブ］
図１に示すように、可動シーブ４は、回転軸Ｏを中心に回転するように配置されている。可動シーブ４の中心軸は、回転軸Ｏと実質的に同軸上に配置されている。可動シーブ４は、回転軸Ｏに沿って移動するように配置されている。すなわち、可動シーブ４は、軸方向に移動するように配置されている。可動シーブ４は、軸方向に移動することによって、固定シーブ１に対して接近及び離間する。可動シーブ４は、軸方向において、固定シーブ１の第１側に配置されている。

可動シーブ４は、円板状である。可動シーブ４の対向面４１は、径方向の外側にいくにしたがって、固定シーブ１から離れるように傾斜している。すなわち、対向面４１は、径方向の外側に向かって、軸方向の第１側に傾斜している。

可動シーブ４の対向面４１は、固定シーブ１に対向する面である。すなわち、可動シーブ４の対向面４１は、軸方向の第２側を向いている。固定シーブ１の対向面１１と、可動シーブ４の対向面４１とは、間隔をあけて対向している。固定シーブ１の対向面１１と、可動シーブ４の対向面４１とによって、Ｖ溝が形成されている。可動シーブ４が軸方向に移動することによって、Ｖ溝の溝幅が変わる。このＶ溝内において、ベルト１２０が配置されている。なお、固定シーブ１の対向面１１と、可動シーブ４の対向面４１とによって、ベルト１２０を挟持している。

可動シーブ４は、軸方向の第１側に突出する環状の支持壁部４２を有している。この支持壁部４２は、可動ボス５の径方向外側に配置されている。この支持壁部４２と可動ボス５との間に、スプリング９０の端部が配置される。

［可動ボス］
可動ボス５は、可動シーブ４と一体的に回転する。また、可動ボス５は、可動シーブ４と一体的に軸方向に移動する。本実施形態では、可動ボス５と可動シーブ４とは一つの部材で形成されている。なお、可動ボス５と可動シーブ４とは、別部材によってそれぞれ形成されており、互いに固定されることによって、一体的に回転及び軸方向に移動してもよい。例えば、可動シーブ４と可動ボス５とを溶接またはろう付けなどによって固定することができる。

可動ボス５は、円筒状であって、可動シーブ４から軸方向に延びている。詳細には、可動ボス５は、可動シーブ４から軸方向の第１側に延びている。すなわち、可動ボス５は、固定シーブ１から遠ざかる方向に延びている。可動ボス５の中心軸は、回転軸Ｏと実質的に同軸上に配置されている。可動ボス５は、固定ボス２の径方向外側に配置されている。すなわち、可動ボス５内を固定ボス２が軸方向に延びている。可動ボス５は、固定ボス２上を摺動可能に配置されている。

可動ボス５は、その先端部５１（軸方向の第１側端部）に複数のカム部８１が形成されている。各カム部８１は、周方向において間隔をあけて配置されている。各カム部８１は、軸方向の第１側に延びている。

可動ボス５は、例えば、金属製である。具体的には、可動ボス５は、鋼製又はアルミニウム合金製である。より具体的には、可動ボス５は、炭素鋼及び合金鋼よりなる群から選ばれる少なくとも一種によって形成される。

可動ボス５は、グリスを介さずに、固定ボス２上を摺動可能である。具体的には、可動ボス５の内周面に摺動部材５０が取り付けられている。この摺動部材５０を介して、可動ボス５は、固定ボス２上を摺動する。摺動部材５０は、可動ボス５よりも摩擦係数が低い。

［摺動部材］
摺動部材５０は、可動ボス５の内周面に取り付けられている。摺動部材５０は円筒形状である。摺動部材５０の内周面は、固定ボス２の外周面と接触している。摺動部材５０は、可動ボス５の内周面に形成された段差、及び止め輪などによって、軸方向の移動が規制される。

摺動部材５０は、例えば樹脂製である。摺動部材５０は、樹脂層を有するとともに、樹脂層の外周面に形成された金属層及び焼結体層などを有していてもよい。摺動部材５０の摩擦係数は、可動ボス５の摩擦係数よりも小さい。具体的には、摺動部材５０は、ナイロン樹脂、フッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、及びポリフェニレンサルファイド系樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも一種によって形成される。このように、摺動部材５０は、可動ボス５よりも摩擦係数が小さいため、可動ボス５は、摺動部材５０を介して、固定ボス２上をスムーズに摺動することができる。

［スプリング］
スプリング９０は、軸方向において可動シーブ４を固定シーブ１に向かって付勢する。すなわち、スプリング９０は、可動シーブ４を軸方向の第２側に向かって付勢している。これによって、固定シーブ１と可動シーブ４とが、ベルト１２０を挟持する。スプリング９０は、例えばコイルスプリングとすることができる。スプリング９０は、可動ボス５を囲むように、可動ボス５の径方向外側に配置されている。

［スプリングシート］
スプリングシート９は、スプリング９０を支持するように構成されている。図５及び図６に示すように、スプリングシート９は、円筒部９１、フランジ部９２、及び複数のカム受け部８２を有する。スプリングシート９は、例えば樹脂製である。具体的には、スプリングシート９は、ナイロン樹脂、フッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、及びポリフェニレンサルファイド系樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも１種である。円筒部９１、フランジ部９２、及び各カム受け部８２は、１つの部材によって一体的に形成されている。

円筒部９１は、可動ボス５の径方向外側に配置されている。また、円筒部９１は、スプリング９０の径方向内側に配置されている。すなわち、円筒部９１は、径方向において、可動ボス５とスプリング９０との間に配置されている。円筒部９１は、スプリング９０を径方向において支持している。

フランジ部９２は、円筒部９１から径方向外側に延びている。詳細には、フランジ部９２は、円筒部９１の軸方向第１側の端部から径方向外側に延びている。フランジ部９２は、環状である。フランジ部９２は、スプリング９０の軸方向の第１側の端面を支持している。すなわち、フランジ部９２は、スプリング９０を軸方向において支持している。

各カム受け部８２は、円筒部９１の径方向の内側に配置されている。詳細には、各カム受け部８２は、円筒部９１の内周面に形成されている。各カム受け部８２は、周方向に延びている。各カム受け部８２は、周方向において、互いに間隔をあけて配置されている。なお、この周方向において隣り合うカム受け部８２の間を、カム部８１が延びている。各カム受け部８２は、可動ボス５の各カム部８１と係合する。この各カム受け部８２は、カム機構８を構成する。各カム受け部８２は、凹部８２１を有している。凹部８２１は、径方向に延びている。この凹部８２１は、後述するドライブプレート１０１の一部を収容する。

スプリングシート９は、固定シーブ１と一体的に回転する。詳細には、スプリングシート９は、軸方向の第１側に突出する嵌合部９３を有している。この嵌合部９３が、後述するドライブプレート１０１の貫通孔１０１１（図８参照）に嵌合する。嵌合部９３は、貫通孔１０１１の外周縁に沿った形状をしている。このドライブプレート１０１は、固定ボス２を介して固定シーブ１と一体的に回転する。このため、ドライブプレート１０１に取り付けられたスプリングシート９は、固定シーブ１と一体的に回転する。

［カム機構］
図１に示すように、カム機構８は、可動ボス５とスプリングシート９とに設けられている。詳細には、カム機構８は、複数のカム部８１と複数のカム受け部８２とから構成される。カム部８１は、上述した可動ボス５に形成されている。また、カム受け部８２は、スプリングシート９に形成されている。カム機構８は、固定ボス２に対する可動ボス５の相対回転を、可動ボス５の軸方向推力に変換するように構成されている。すなわち、可動ボス５が固定ボス２よりも速い速度で回転すると、カム機構８は、可動ボス５を固定シーブ１に向かって移動させる。

詳細には、図７に示すように、可動ボス５の各カム部８１は、カム面８１１を有している。カム面８１１は、回転方向を向き、且つ軸方向の第１側を向くように傾斜している。このカム面８１１が、スプリングシート９のカム受け部８２に当接する。なお、回転方向とは、車両が前進する際に、可動ボス５が回転する方向である。

このカム機構８の動作について説明する。発進時のように急加速したとき、可動シーブ４が固定シーブ１よりも速い速度で回転する。すると、可動ボス５がスプリングシート９よりも速い速度で回転する。すなわち、可動ボス５は、スプリングシート９に対して回転方向に相対的に回転する。すると、カム機構８は可動ボス５に軸方向の推力を付与し、可動ボス５は軸方向の第２側に移動する。詳細には、カム面８１１がカム受け部８２から軸方向の第２側への反力を受け、可動ボス５が軸方向の第２側に移動する。この結果、可動シーブ４は固定シーブ１側へ移動し、ベルト１２０を強固に挟持する。

［遠心クラッチ］
図１に示すように、遠心クラッチ１０は、ドライブプレート１０１、複数のクラッチシュー１０２、及びクラッチハウジング１０３を有している。遠心クラッチ１０は、固定シーブ１及び可動シーブ４の回転を、出力軸に伝達したり遮断したりするように構成されている。詳細には、遠心クラッチ１０は、固定ボス２の回転を、出力軸に伝達したり遮断したりするように構成されている。

ドライブプレート１０１は、固定ボス２の先端部２１に取り付けられている。図８に示すように、ドライブプレート１０１は、固定ボス２の一対の第１平坦面２５と係合するような取付孔１０１２を有している。軸方向視において、取付孔１０１２の形状は、固定ボス２の先端部２１の形状と略同じである。すなわち、取付孔１０１２の内周面は、一対の第２平坦面１０１３を有している。

図９に示すように、ドライブプレート１０１は先端部２１の小径部２２に取り付けられる。この状態において、第１平坦面２５と第２平坦面１０１３とは対向する。このため、ドライブプレート１０１は、固定ボス２と一体的に回転する。すなわち、ドライブプレート１０１は、固定ボス２と相対回転不能となる。

ドライブプレート１０１は円板状である。ドライブプレート１０１は、実質的に段差部を有していないように構成されているが、ドライブプレート１０１は段差部を有していてもよい。

図８に示すように、ドライブプレート１０１は、複数の貫通孔１０１１を有している。各貫通孔１０１１は、軸方向に貫通している。また、各貫通孔１０１１は、周方向に延びている。各貫通孔１０１１は、周方向において、間隔をあけて配置されている。この貫通孔１０１１に、上述したスプリングシート９の嵌合部９３が嵌合する。また、上述した可動ボス５の各カム部８１は、ドライブプレート１０１と干渉しないよう、貫通孔１０１１内を延びている。なお、隣り合う貫通孔１０１１の間に配置されるドライブプレート１０１の一部が、上述したカム受け部８２の凹部８２１に収容される。

ドライブプレート１０１は、金属製である。具体的には、ドライブプレート１０１は、鋼製又はアルミニウム合金製である。より具体的には、ドライブプレート１０１は、炭素鋼、及び合金鋼よりなる群から選ばれる少なくとも１種である。

図９に示すように、ドライブプレート１０１は、固定ボス２の段差部２３と当接することによって、軸方向の第２側への移動が規制される。また、ドライブプレート１０１は、締結部材３によって、締結されている。この結果、ドライブプレート１０１は、軸方向の第１側への移動が規制される。

図１に示すように、各クラッチシュー１０２は、円周方向の一端部がドライブプレート１０１に揺動可能に取り付けられている。各クラッチシュー１０２は、その外周面に摩擦材（図示省略）を有している。各クラッチシュー１０２の他端部には、各クラッチシュー１０２を径方向の内側に付勢するようにリターンスプリング（図示省略）が取り付けられている。

クラッチハウジング１０３は、各クラッチシュー１０２を径方向の外側から覆うように配置されている。クラッチハウジング１０３は、固定ボス２に相対回転可能である。詳細には、クラッチハウジング１０３は、ボス部１０３１を有している。ボス部１０３１の内周面には、スプライン溝が形成されている。このスプライン溝に、出力軸がスプライン係合することができる。

遠心クラッチ１０が伝達状態になると、各クラッチシュー１０２の摩擦材は、クラッチハウジング１０３の内周面と摩擦係合する。また、遠心クラッチ１０が遮断状態になると、各クラッチシュー１０２の摩擦材は、クラッチハウジング１０３の内周面から離れる。なお、遠心クラッチ１０の伝達状態とは、遠心クラッチ１０が、固定シーブ１及び可動シーブ４の回転を出力軸に伝達する状態を意味する。また、遠心クラッチ１０の遮断状態とは、遠心クラッチ１０が、固定シーブ１及び可動シーブ４の回転を出力軸に伝達しない状態を意味する。

［締結部材］
締結部材３は、固定ボス２の雌ネジ部２４と螺合して、ドライブプレート１０１を締結している。図１０に示すように、締結部材３は、外周面に雄ネジ部３１を有している。詳細には、締結部材３は、雄ネジ部３１、円筒部３２、及びフランジ部３３を有している。円筒部３２の外径は、固定ボス２の先端部２１の内径と略同じである。締結部材３は、固定ボス２よりも弾性率が大きい材料で構成されている。締結部材３は、例えば、金属製であり、好ましくは鉄製または鋼製である。

雄ネジ部３１は、円筒部３２の外周面に形成されている。雄ネジ部３１は、円筒部３２の外周面において全周に亘って延びている。また、雄ネジ部３１は、円筒部３２外周面の全体に形成されている。

フランジ部３３は、円筒部３２の外周面から径方向外側に突出している。詳細には、フランジ部３３は、円筒部３２の軸方向の第１側の端部から径方向外側に突出している。フランジ部３３は、円筒部３２と１つの部材で構成されている。ドライブプレート１０１は、固定ボス２の段差部２３と締結部材３のフランジ部３３との間に挟まれて固定される。フランジ部３３の外径は、固定ボス２（小径部２２を除く）の外径と略同じである。

図１１に示すように、フランジ部３３の外形は星形である。フランジ部３３は、外側に突出する角部３３１を複数有している。本実施形態では、フランジ部３３は、１２個の角部３３１を有している。各角部３３１は、周方向に等間隔に配置されている。

図１２に示すように、締結部材３を固定ボス２に取り付けた状態において、締結部材３は、軸方向視において、ドライブプレート１０１の貫通孔１０１１から突出するカム８１と干渉しないように配置されている。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

変形例１
上記実施形態では、締結部材３のフランジ部３３の外形は星形となっているが、フランジ部３３の形状はこれに限定されない。例えば、フランジ部３３は、六角形であってもよい。

変形例２
上記実施形態に係るプーリ装置１００はカム機構８を備えているが、プーリ装置１００はカム機構８を備えていなくてもよい。

変形例３
固定ボス２は、摩擦係数の低い材料によって形成された摺動層を外周面に有していてもよい。

変形例４
上記実施形態では、ドライブプレート１０１は円板状であったが、ドライブプレート１０１の形状はこれに限定されない。例えば、軸方向視において、ドライブプレート１０１は三角形状、又は四角形状などのような、多角形状であってもよい。

１ ：固定シーブ
２ ：固定ボス
２３ ：段差部
２４ ：雌ネジ部
２５ ：第１平坦面
３ ：締結部材
３１ ：雄ネジ部
３２ ：円筒部
３３ ：フランジ部
１０１ ：ドライブプレート
１０１２ ：取付孔
１０１３ ：第２平坦面

Claims (5)

1. 固定シーブと、
   内周面に雌ネジ部を有し、前記固定シーブから軸方向に延びる円筒状の固定ボスと、
   前記固定ボスに取り付けられるドライブプレートと、
   前記固定ボスの雌ねじ部と螺合する雄ネジ部を外周面に有し、前記固定ボスの雌ネジ部と螺合して前記ドライブプレートを締結する締結部材と、
   を備える、プーリ装置。
   
2. 前記雌ねじ部は、全周に亘って延びる、
   請求項１に記載のプーリ装置。
   
3. 前記固定ボスは、外周面において、径方向外側を向く第１平坦面を有し、
   前記ドライブプレートは、前記第１平坦面と対向する第２平坦面を含む取付孔を有する、
   請求項１又は２に記載のプーリ装置。
   
4. 前記固定ボスは、段差部を有し、
   前記締結部材は、円筒部と、前記円筒部から径方向外側に突出するフランジ部と、を有し、
   前記雄ネジ部は、前記円筒部の外周面に形成され、
   前記ドライブプレートは、前記段差部と前記フランジ部とによって固定される、
   請求項１から３のいずれかに記載のプーリ装置。
   
5. 前記固定シーブと前記固定ボスとは、互いに１つの部材によって構成されている、
   請求項１から４のいずれかに記載のプーリ装置。

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