JP3212780B2 - Power transmission device - Google Patents

Power transmission device

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JP3212780B2
JP3212780B2 JP30770293A JP30770293A JP3212780B2 JP 3212780 B2 JP3212780 B2 JP 3212780B2 JP 30770293 A JP30770293 A JP 30770293A JP 30770293 A JP30770293 A JP 30770293A JP 3212780 B2 JP3212780 B2 JP 3212780B2
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Japan
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gear
differential
pinion
differential case
power transmission
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Inventor
一弘 大関
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栃木富士産業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、4輪駆動車に用いら
れる動力伝達装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power transmission device used for a four-wheel drive vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】U.S.Patent 4523495
号登録証に図3のような動力伝達装置201が記載され
ている。これは、4輪駆動車のトランスファであり、セ
ンターデフ203(エンジンの駆動力を前輪側と後輪側
とに分配するデファレンシャル装置)とフロントデフ2
05(駆動力を左右の前輪に分配するデファレンシャル
装置)とを備えている。センターデフ203はファイナ
ルギヤ207に回転自在に支承され互いに噛合ったピニ
オンギヤ209,211を備えており、ファイナルギヤ
207はトランスミッションの出力ギヤ213と噛合っ
ている。一方のピニオンギヤ209はフロントデフ20
5のデフケース215に形成されたギヤ217と噛合
い、他方のピニオンギヤ211は後輪側への動力伝達系
のギヤ219と噛合っている。
2. Description of the Related Art U.S. Pat. S. Patent 4523495
A power transmission device 201 as shown in FIG. This is a transfer for a four-wheel drive vehicle, and includes a center differential 203 (a differential device for distributing the driving force of the engine to the front wheel side and the rear wheel side) and a front differential 2
05 (differential device for distributing the driving force to the left and right front wheels). The center differential 203 includes pinion gears 209 and 211 rotatably supported by a final gear 207 and meshing with each other. The final gear 207 meshes with an output gear 213 of the transmission. One pinion gear 209 is a front differential 20
5 is meshed with a gear 217 formed in a differential case 215, and the other pinion gear 211 is meshed with a gear 219 of a power transmission system to the rear wheel side.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】フロントデフ205は
ベベルギヤ式のものであり、これは同容量のプラネタリ
ーギヤ式のものに較べて小径であって、径方向の小型化
には好都合である。しかし、デフケース215のギヤ2
17とピニオンギヤ209との噛合いがデフケース21
5の径方向外側で行われており、それだけセンターデフ
203及びファイナルギヤ207が大径になっている。
ファイナルギヤ207が大径になると出力ギヤ213と
の歯数比を選択する自由度が小さく制限される。
The front differential 205 is of a bevel gear type, which has a smaller diameter than that of a planetary gear type of the same capacity, which is convenient for downsizing in the radial direction. However, the gear 2 of the differential case 215
17 and the pinion gear 209 mesh with the differential case 21
5, the center differential 203 and the final gear 207 have a large diameter.
When the diameter of the final gear 207 becomes large, the degree of freedom in selecting the gear ratio with the output gear 213 is limited to a small degree.

【0004】そこで、この発明はセンターデフと車輪間
デフとを備えた小径の動力伝達装置の提供を目的とす
る。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a small-diameter power transmission device having a center differential and a wheel differential.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明の動力伝達装置
は、トランスミッションの出力ギヤと噛合うファイナル
ギヤが固定されたデフケースと、デフケースの収納孔に
摺動回転自在に収納されたピニオンギヤと、ピニオンギ
ヤを介して連結された一対のサイドギヤとを有するセン
ターデフと、デフケースの空間内に配置され一方のサイ
ドギヤを介して駆動力を入力するベベギヤ式の車輪間デ
フとを備え、前記一方のサイドギヤとピニオンギヤとの
噛合い部が車輪間デフの外径より内側にあることを特徴
とする。
A power transmission device according to the present invention includes a differential case in which a final gear engaged with an output gear of a transmission is fixed, a pinion gear slidably and rotatably housed in a housing hole of the differential case, and a pinion gear. A center differential having a pair of side gears connected via a shaft, and a bebegear inter-wheel differential arranged in the space of the differential case and inputting a driving force through one side gear, wherein the one side gear and the pinion gear And the meshing portion is located inside the outer diameter of the inter-wheel differential.

【0006】[0006]

【作用】車輪間デフ(フロントデフやリヤデフのように
エンジンの駆動力を前輪又は後輪の左右輪に分配するデ
ファレンシャル装置)のデフケースと一体のサイドギヤ
とピニオンギヤとの噛合い部を車輪間デフの軸方向に設
けて、この噛合い部を車輪間デフの外径より内側にし
た。従って、それだけセンターデフ及びそのデフケース
に固定されたファイナルギヤを小径にすることができる
ようになり、出力ギヤとの歯車比の自由度が大きくな
る。
The intermeshing portion between the side gear and the pinion gear integrated with the differential case of the inter-wheel differential (differential device for distributing the driving force of the engine to the front and rear left and right wheels, such as a front differential and a rear differential) is used. The meshing portion was provided in the axial direction, and was located inside the outer diameter of the inter-wheel differential. Accordingly, the diameter of the center differential and the final gear fixed to the differential case can be reduced accordingly, and the degree of freedom of the gear ratio with the output gear increases.

【0007】[0007]

【実施例】図1により第1実施例の説明をする。図1は
この実施例の動力伝達装置1を4輪駆動車の車幅方向に
配置した横置きのトランスファ3を示す。左右の方向は
この車両及び図1での左右の方向である。又、符号を附
していない部材等は図示されていない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a horizontal transfer 3 in which the power transmission device 1 of this embodiment is arranged in the width direction of a four-wheel drive vehicle. The left and right directions are the left and right directions in this vehicle and FIG. Also, members and the like without reference numerals are not shown.

【0008】トランスファケース5にはセンターデフ7
のデフケース9がベアリング11,13を介して支承さ
れている。デフケース9にはファイナルギヤ15がボル
ト17で固定されており、このファイナルギヤ15はト
ランスミッションの出力ギヤと噛合っている。こうし
て、エンジンの駆動力はトランスミッションを介してデ
フケース9を回転駆動する。
The transfer case 5 has a center differential 7
Differential case 9 is supported via bearings 11 and 13. A final gear 15 is fixed to the differential case 9 with bolts 17, and the final gear 15 is meshed with an output gear of the transmission. Thus, the driving force of the engine rotationally drives the differential case 9 via the transmission.

【0009】デフケース9には空間19が形成され、空
間19内の左右にはヘリカルサイドギヤ21,23が配
置されている。右のサイドギヤ23は左のサイドギヤ2
1より小径である。又、デフケース9には長短の収納孔
25,27が設けられ、これらにはそれぞれ長短のヘリ
カルピニオンギヤ29,31が摺動回転自在に収納され
ている。短いピニオンギヤ31は長いピニオンギヤ29
よりやや内側に配置されている。長いピニオンギヤ29
は左右のギヤ部33,35と、これらを連結する小径の
軸部37とからなり、左のギヤ部33は左のサイドギヤ
21と噛合っている。又、短いピニオンギヤ31は右の
ギヤ部35及び右のサイドギヤ23と噛合っている。こ
うして、センターデフ7が構成されている。
A space 19 is formed in the differential case 9, and helical side gears 21 and 23 are disposed on the left and right sides of the space 19. The right side gear 23 is the left side gear 2
The diameter is smaller than 1. The differential case 9 is provided with long and short storage holes 25 and 27, in which long and short helical pinion gears 29 and 31 are slidably stored, respectively. The short pinion gear 31 is replaced with the long pinion gear 29
It is located slightly inside. Long pinion gear 29
Are composed of left and right gear portions 33 and 35 and a small-diameter shaft portion 37 connecting these gear portions. The left gear portion 33 is meshed with the left side gear 21. The short pinion gear 31 meshes with the right gear 35 and the right side gear 23. Thus, the center differential 7 is configured.

【0010】デフケース9の空間19にはフロントデフ
39(車輪間デフ)が配置されており、左のサイドギヤ
21はフロントデフ39のデフケース41にスプライン
連結されている。又、右のサイドギヤ23は中空軸43
に形成されている。デフケース41はデフケース9に左
端部を支承され。中空軸43に右端部を支承されてい
る。中空軸43は他の中空軸45にスプライン連結され
ており、中空軸45はベアリング47,49を介してト
ランスファケース5に支承されている。
A front differential 39 (a differential between wheels) is disposed in the space 19 of the differential case 9, and the left side gear 21 is spline-connected to a differential case 41 of the front differential 39. The right side gear 23 has a hollow shaft 43.
Is formed. The differential case 41 has its left end supported by the differential case 9. The right end is supported by the hollow shaft 43. The hollow shaft 43 is spline-connected to another hollow shaft 45, and the hollow shaft 45 is supported on the transfer case 5 via bearings 47 and 49.

【0011】中空軸45にはベベルギヤ51がスプライ
ン連結され、ナット53で固定されている。ベベルギヤ
51はベベルギヤ55と噛合っており、ベベルギヤ55
は車両の進行方向に配置された出力軸57の前端に形成
されている。出力軸57はベアリング59,61を介し
てトランスファケース5に支承されており、その後端部
にはフランジ63がスプライン連結され、ナット65で
固定されている。フランジ63は継手を介して後輪側の
プロペラシャフトに連結されている。
A bevel gear 51 is spline-connected to the hollow shaft 45 and is fixed with a nut 53. The bevel gear 51 meshes with the bevel gear 55, and the bevel gear 55
Is formed at the front end of an output shaft 57 arranged in the traveling direction of the vehicle. The output shaft 57 is supported by the transfer case 5 via bearings 59 and 61, and a flange 63 is spline-connected to a rear end of the output shaft 57 and is fixed by a nut 65. The flange 63 is connected to a rear wheel side propeller shaft via a joint.

【0012】デフケース9を回転させるエンジンの駆動
力は各ピニオンギヤ29,31からサイドギヤ21を介
してフロントデフ39に伝達され、サイドギヤ23と後
輪側の動力伝達系とを介してリヤデフ(後輪側の車輪間
デフ)に伝達される。サイドギヤ21,23は異径であ
るから前後輪には不等分トルクが分配される。又、前後
輪間に駆動抵抗差が生じるとピニオンギヤ29,31の
回転によりエンジンの駆動力は前後各側に差動分配され
る。
The driving force of the engine for rotating the differential case 9 is transmitted from each of the pinion gears 29 and 31 to the front differential 39 via the side gear 21 and to the rear differential (rear wheel side) via the side gear 23 and the power transmission system on the rear wheel side. Between the wheels). Since the side gears 21 and 23 have different diameters, unequal torque is distributed to the front and rear wheels. When a difference in driving resistance occurs between the front and rear wheels, the driving force of the engine is differentially distributed to the front and rear sides by the rotation of the pinion gears 29 and 31.

【0013】この時、各ピニオンギヤ29,31の歯先
はサイドギヤ21,23との噛合い反力により収納孔2
5,27の壁面に押付けられて摩擦抵抗が生じる。又、
各ギヤ21,23,29,31はヘリカルギヤの噛合い
スラスト力によりデフケース9,41に押付けられて摩
擦抵抗が生じる。これらの摩擦抵抗がトルクに感応する
差動制限力になり、センターデフ7の差動が制限され
る。
At this time, the tooth tips of each of the pinion gears 29, 31 are provided with the receiving holes 2 by the reaction force of meshing with the side gears 21, 23.
It is pressed against the walls 5 and 27 to generate frictional resistance. or,
Each of the gears 21, 23, 29, 31 is pressed against the differential cases 9, 41 by the meshing thrust force of the helical gear, thereby generating frictional resistance. These frictional resistances become differential limiting forces that respond to torque, and the differential of the center differential 7 is limited.

【0014】フロントデフ39はベベルギヤ式のもので
あり、デフケース41に支持されたピニオンシャフト6
7と、ピニオンシャフト67に回転自在に支承されたピ
ニオンギヤ69と、ピニオンギヤ69と噛合った左右の
サイドギヤ71,73とを備えている。左のサイドギヤ
71は左の車軸75にスプライン連結され、右のサイド
ギヤ73は右の車軸77にスプライン連結されている。
左の車軸75は左端のフランジ部79を介して左の前輪
側に連結され、右の車軸77は中空軸43,45を貫通
し、右端のフランジ部81を介して右の前輪側に連結さ
れている。トランスファケース5に対しそれぞれ中空軸
43、車軸75,77、フランジ63との間にはシール
83,85,87,89が配置されている。
The front differential 39 is of a bevel gear type, and includes a pinion shaft 6 supported by a differential case 41.
7, a pinion gear 69 rotatably supported by a pinion shaft 67, and left and right side gears 71 and 73 meshed with the pinion gear 69. The left side gear 71 is spline-connected to a left axle 75, and the right side gear 73 is spline-connected to a right axle 77.
The left axle 75 is connected to the left front wheel via a left end flange 79, and the right axle 77 passes through the hollow shafts 43 and 45 and is connected to the right front wheel via a right end flange 81. ing. Seals 83, 85, 87, and 89 are disposed between the hollow shaft 43, the axles 75, 77, and the flange 63 with respect to the transfer case 5, respectively.

【0015】デフケース41を回転させるエンジンの駆
動力はピニオンシャフト67とピニオンギヤ69からサ
イドギヤ71,73を介して左右の前輪に分配され、前
輪間に駆動抵抗差が生じるとピニオンギヤ69の自転と
公転とにより左右各側に差動分配される。
The driving force of the engine for rotating the differential case 41 is distributed from the pinion shaft 67 and the pinion gear 69 to the left and right front wheels via the side gears 71 and 73. When a difference in driving resistance occurs between the front wheels, the rotation and revolution of the pinion gear 69 occur. Is differentially distributed to each side.

【0016】センターデフ7のピニオンギヤ29は軸部
37を小径にしてフロントデフ39のデフケース41と
干渉しない範囲で内方に配置されている。又、デフケー
ス41側のサイドギヤ21をデフケース41の大径部9
1の側方に配置し、ピニオンギヤ29(ギヤ部33)と
サイドギヤ21の噛合い部径D1 を大径部91の径D2
より小径にしている。従って、それたけセンターデフ7
(デフケース9)及びファイナルギヤ15を小径にする
ことが可能になり、ファイナルギヤ15とトランスミッ
ションの出力ギヤとの歯数比の自由度が大きくなってい
る。
The pinion gear 29 of the center differential 7 is disposed inwardly within a range that does not interfere with the differential case 41 of the front differential 39 with the shaft portion 37 having a small diameter. Further, the side gear 21 on the side of the differential case 41 is connected to the large-diameter portion 9 of the differential case 41.
1 and the diameter D 1 of the meshing portion between the pinion gear 29 (gear portion 33) and the side gear 21 is changed to the diameter D 2 of the large diameter portion 91.
It has a smaller diameter. Therefore, the center differential 7
(Differential case 9) and the diameter of the final gear 15 can be reduced, and the degree of freedom of the gear ratio between the final gear 15 and the output gear of the transmission is increased.

【0017】次に、図2により第2実施例の説明をす
る。図2はこの実施例の動力伝達装置93を用いた横置
きのトランスファ95を示し、左右の方向は図2での左
右の方向である。第1実施例と同機能の部材には同一の
符号を与えてあり、符号を附していない部材等は図示さ
れていない。以下、第1実施例との相違点を説明する。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a horizontal transfer 95 using the power transmission device 93 of this embodiment, and the left and right directions are the left and right directions in FIG. Members having the same functions as in the first embodiment are given the same reference numerals, and members and the like without reference numerals are not shown. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described.

【0018】この実施例の動力伝達装置93はセンター
デフ97とフロントデフ39とを備えている。
The power transmission 93 of this embodiment has a center differential 97 and a front differential 39.

【0019】センターデフ97のデフケース9に設けら
れた空間19内の右側にはヘリカルサイドギヤ21,2
3が互いに隣接配置されている。左のサイドギヤ21は
フロントデフ39のデフケース41の右端側に形成され
ており、右のサイドギヤ23は中空軸43に形成されて
いる。右のサイドギヤ23は左のサイドギヤ21より小
径である。
Helical side gears 21 and 22 are provided on the right side in a space 19 provided in the differential case 9 of the center differential 97.
3 are arranged adjacent to each other. The left side gear 21 is formed on the right end side of the differential case 41 of the front differential 39, and the right side gear 23 is formed on the hollow shaft 43. The right side gear 23 has a smaller diameter than the left side gear 21.

【0020】デフケース9には長短の収納孔99,10
1が設けられ、これらにはそれぞれ長短のヘリカルピニ
オンギヤ103,105が摺動回転自在に収納されてい
る。短いピニオンギヤ105は長いピニオンギヤ103
よりやや内側に配置されている。長いピニオンギヤ10
3の左半部は左のサイドギヤ21と噛合い、短いピニオ
ンギヤ105は右のサイドギヤ23及び長いピニオンギ
ヤ103の右半部と噛合っている。
The differential case 9 has long and short storage holes 99 and 10.
1, in which long and short helical pinion gears 103 and 105 are slidably and rotatably accommodated. The short pinion gear 105 is replaced by the long pinion gear 103
It is located slightly inside. Long pinion gear 10
3 is engaged with the left side gear 21, and the short pinion gear 105 is engaged with the right side gear 23 and the right half of the long pinion gear 103.

【0021】ファイナルギヤ15を介してデフケース9
を回転させるエンジンの駆動力は各ピニオンギヤ10
3,105からサイドギヤ21を介してフロントデフ3
9に伝達され、サイドギヤ23と後輪側の動力伝達系と
を介してリヤデフに伝達され、前後輪に不等分のトルク
が配分される。又、前後輪間に駆動抵抗差が生じるとピ
ニオンギヤ103,105の回転によりエンジンの駆動
力は前後各側に差動分配される。この時、噛合い反力と
噛合いスラスト力により生じる摩擦抵抗によってセンタ
ーデフ97の差動が制限される。
The differential case 9 via the final gear 15
The driving force of the engine that rotates the
3, 105 from the front differential 3 via the side gear 21.
9 is transmitted to the rear differential via the side gear 23 and the power transmission system on the rear wheel side, and unequal torque is distributed to the front and rear wheels. When a difference in driving resistance occurs between the front and rear wheels, the driving force of the engine is differentially distributed to the front and rear sides by the rotation of the pinion gears 103 and 105. At this time, the differential of the center differential 97 is limited by the frictional resistance generated by the meshing reaction force and the meshing thrust force.

【0022】センターデフ97はピニオンギヤ103,
105をデフケース41の大径部91の側方に配置し、
ピニオンギヤ103とサイドギヤ21の噛合い部径D1
を大径部91の径D2 より小径にしている。従って、そ
れだけセンターデフ97(デフケース9)及びファイナ
ルギヤ15を小径にすることが可能になり、ファイナル
ギヤ15としトランスミッションの出力ギヤとの歯数比
の自由度が大きくなる。
The center differential 97 includes a pinion gear 103,
105 is arranged beside the large diameter portion 91 of the differential case 41,
Mesh diameter D 1 between pinion gear 103 and side gear 21
It is smaller in diameter than the diameter D 2 of the large diameter portion 91 a. Therefore, the center differential 97 (diff case 9) and the final gear 15 can be reduced in diameter accordingly, and the degree of freedom of the gear ratio between the final gear 15 and the output gear of the transmission increases.

【0023】なお、この発明の動力伝達装置はサイドギ
ヤ21と23の噛合い部径を逆にしてもよい。又、セン
ターデフとリヤデフとの組合せでもよい。
In the power transmission of the present invention, the diameter of the meshing portion between the side gears 21 and 23 may be reversed. Also, a combination of a center differential and a rear differential may be used.

【0024】[0024]

【発明の効果】この発明の動力伝達装置は、一対のサイ
ドギヤを連結するピニオンギヤを摺動回転自在に収納す
るセンターデフのデフケースの空間に一方のサイドギヤ
と連動する車輪間デフを配置し、このサイドギヤとピニ
オンギヤとの噛合い部径を車輪間デフより小径にし、セ
ンターデフのファイナルギヤを小径にしたから、それだ
けトランスミッションの出力ギヤとの歯数比の自由度が
大きくなる。
According to the power transmission device of the present invention, a wheel-to-wheel differential interlocking with one of the side gears is arranged in a space of a differential case of a center differential that slidably and rotatably accommodates a pinion gear connecting a pair of side gears. The diameter of the meshing portion between the gear and the pinion gear is made smaller than that of the inter-wheel differential, and the diameter of the final gear of the center differential is made smaller, so that the degree of freedom of the gear ratio with the output gear of the transmission increases accordingly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment.

【図2】第2実施例を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment.

【図3】従来例の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,93 動力伝達装置 7,97 センターデフ 9 デフケース 15 ファイナルギヤ 19 空間 21,23 ヘリカルサイドギヤ(サイドギヤ) 25,27,99,101 収納孔 29,31,103,105 ヘリカルピニオンギヤ
(ピニオンギヤ) 39 ベベルギヤ式のフロントデフ(車輪間デフ)
1,93 Power transmission device 7,97 Center differential 9 Differential case 15 Final gear 19 Space 21,23 Helical side gear (side gear) 25,27,99,101 Storage hole 29,31,103,105 Helical pinion gear (pinion gear) 39 Bevel gear type Front differential (wheel differential)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−38733(JP,A) 特開 平1−122730(JP,A) 特開 平5−104965(JP,A) 特開 平5−213078(JP,A) 特開 平5−42840(JP,A) 実開 平4−1764(JP,U) 米国特許5244440(US,A) 米国特許5122101(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60K 17/28 - 17/36 F16H 37/08 F16H 48/20 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-2-38733 (JP, A) JP-A-1-122730 (JP, A) JP-A-5-104965 (JP, A) JP-A-5-104965 213078 (JP, A) JP-A-5-42840 (JP, A) JP-A-4-1764 (JP, U) US Patent 5,244,440 (US, A) US Patent 5,122,101 (US, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) B60K 17/28-17/36 F16H 37/08 F16H 48/20

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 トランスミッションの出力ギヤと噛合う
ファイナルギヤが固定されたデフケースと、デフケース
の収納孔に摺動回転自在に収納されたピニオンギヤと、
ピニオンギヤを介して連結された一対のサイドギヤとを
有するセンターデフと、デフケースの空間内に配置され
一方のサイドギヤを介して駆動力を入力するベベルギヤ
式の車輪間デフとを備え、前記一方のサイドギヤとピニ
オンギヤとの噛合い部が車輪間デフの外径より内側にあ
ることを特徴とする動力伝達装置。
1. A differential case in which a final gear meshing with an output gear of a transmission is fixed, a pinion gear slidably and rotatably housed in a housing hole of the differential case,
A center differential having a pair of side gears connected via a pinion gear, and a bevel gear type inter-wheel differential arranged in a space of a differential case and inputting a driving force through one side gear; A power transmission device characterized in that a meshing portion with the pinion gear is inside the outer diameter of the inter-wheel differential.
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