JP4329053B2 - Variable capacity swash plate compressor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は可変容量型斜板式圧縮機に関し、特にシャフトとスラストフランジとの固定構造に特徴がある可変容量型斜板式圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の可変容量型斜板式圧縮機として、シャフトと、このシャフトに摺動かつ傾斜可能に装着された斜板と、この斜板を収容するクランク室と、シャフトに嵌合され、リンク機構を介して斜板に回転力を伝達するスラストフランジとを備え、クランク室の圧力変化に応じて斜板の傾斜角度が変わり、ピストンのストローク量が変化するものがある。
【0003】
図6は従来の可変容量型斜板式圧縮機のシャフトとスラストフランジとの固定構造を説明するための破断面図である。
【0004】
スラストフランジ540のボス部540aには中心孔540bが形成されている。
【0005】
シャフト505の一部分(スラストフランジ540が嵌合する部分)505aの径はシャフト505の他の部分の径よりも大きい。
【0006】
シャフト505に対してスラストフランジ540は圧入によって固定されている。シャフト505とスラストフランジ540との固定部分には回転力と軸力とが作用する。
【0007】
シャフト505とスラストフランジ540とはいずれも鉄系材料で形成されているので、両者の熱膨張差による圧入代の低下はほとんどない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、シャフト505とスラストフランジ540とをいずれも鉄系材料で形成すると、圧縮機の重量が重くなり、軽量化の要請に応えられない。
【0009】
この問題を解消する方法として、スラストフランジをアルミニュウム系材料で形成する方法が考えられる。
【0010】
図3〜5は可変容量型斜板式圧縮機のシャフトとスラストフランジとの固定構造を説明するための図であって、図3はスラストフランジ240がシャフト205に焼き嵌めによって固定されている状態を示す断面図、図4はスラストフランジ340がシャフト305に2つのスプリングピン370で固定されている状態を示す破断面図、図5はスラストフランジ440がシャフト405にキー471で固定されている状態を示す破断面図である。
【0011】
図3〜5に示すスラストフランジ240,340,440はいずれもアルミニュウム系材料で形成されている。
【0012】
図3〜5に示す固定構造によれば、スラストフランジ240,340,440の重量が軽くなる分圧縮機を軽量化することができる。
【0013】
しかし、それらの固定構造に次のような問題がある。
【0014】
図3や図4に示す固定構造には、固定部分の軸方向長さが大きくなるので、圧縮機が大型化し、結局軽量化も困難になるという問題がある。
【0015】
図4や図5に示す固定構造には、スプリングピン370やキー471を用いるため部品点数が多くなるし、穴372や溝473の加工も必要になり、製造コストが増すというという問題がある。
【0016】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は、低コストで小型・軽量化を図ることができる可変容量型斜板式圧縮機を提供することである。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項1記載の発明の可変容量型斜板式圧縮機は、シャフトと、このシャフトに摺動かつ傾斜可能に装着された斜板と、この斜板を収容するクランク室と、前記シャフトに嵌合され、リンク機構を介して前記斜板に回転力を伝達するスラストフランジとを備え、前記クランク室の圧力変化に応じて前記斜板の傾斜角度が変わり、ピストンのストローク量が変化する可変容量型斜板式圧縮機において、前記シャフトに設けられ、前記スラストフランジのボス部のリヤ面に接触するつば部と、前記シャフトに設けられ、前記スラストフランジのボス部に嵌合されるスプライン部とを備えていることを特徴とする。
【0018】
上述のようにスラストフランジのボス部のリヤ面に接触するつば部が、シャフトに設けられているので、シャフトにフロント側への軸力を与えたとき、スラストフランジのボス部のリヤ面はつば部を介して軸力を受ける。
【0019】
また、スラストフランジのボス部に嵌合されるスプライン部が、シャフトに設けられているので、スラストフランジのボス部とシャフトのスプライン部との固定部分、すなわちスプライン嵌合部分に回転力が作用する。
【0020】
このように回転力が作用する場所と軸力が作用する場所とを分けたので、スラストフランジのボス部とシャフトとの固定部分の軸方向長さを小さくすることができる。
【0021】
請求項2記載の発明の可変容量型斜板式圧縮機は、請求項1記載の発明の可変容量型斜板式圧縮機において、前記シャフトのスプライン部と軸方向に隣接する位置に設けられ、前記スラストフランジのボス部に圧入される圧入部を備えていることを特徴とする。
【0022】
スラストフランジのボス部とシャフトとがより確実に結合されるとともに、芯出し精度が向上し、ガタつきが抑制される。
【0023】
請求項3記載の発明の可変容量型斜板式圧縮機は、請求項1又は2記載の発明の可変容量型斜板式圧縮機において、前記シャフトが鉄系材料で形成され、前記スラストフランジがアルミニュウム系材料で形成されていることを特徴とする。
【0024】
スラストフランジの重量が軽いので、その分圧縮機が軽量化される。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0026】
図1はこの発明の第1実施形態に係る可変容量型斜板式クラッチレスコンプレッサを示す縦断面図である。
【0027】
この可変容量型斜板式クラッチレスコンプレッサのシリンダブロック1の一端面にはバルブプレート2を介してリヤヘッド3が、他端面にはフロントヘッド4がそれぞれ固定されている。シリンダブロック1には、シャフト5を中心にして周方向に所定間隔おきに複数のシリンダボア6が配設されている。各シリンダボア6内にはピストン7が摺動可能に収容されている。
【0028】
フロントヘッド4内にはクランク室8が形成され、クランク室8内には斜板10が収容されている。斜板10の摺動面10aには、コネクティングロッド11の球体状の一端部11aを相対転動可能に支持するシュー50が、リテーナ53で保持されている。斜板10のボス部10bには軸受55が装着され、リテーナ53は軸受55を介して斜板10のボス部10bに装着され、リテーナ53は斜板10に対して相対回転可能である。軸受55は、ボス部10bに螺合されたナット54によって抜け止めされている。コネクティングロッド11の他端部11bはピストン7に固定されている。
【0029】
シュー50は、コネクティングロッド11の一端部11aの先端面を相対転動可能に支持するシュー本体51と、コネクティングロッド11の一端部11aの後端面を相対転動可能に支持するワッシャ52とで構成されている。
【0030】
リヤヘッド3には吐出室12と吸入室13とが形成されている。吸入室13は吐出室12を包囲するように配置されている。リヤヘッド3にはエバポレータ(図示せず)の出口へ通じる吸入口3aが設けられている。
【0031】
吸入口3aの冷媒ガスはリヤヘッド3に形成された吸入通路39を介して吸入室13に案内される。吸入通路39の途中には弁収容空間134が設けられ、この弁収容空間134には有底円筒状の吸入制御弁30が摺動可能に収容されている。吸入制御弁30内にはばね32が収容されている。吸入制御弁30の底面部30aには、吸入口3aの冷媒ガスの圧力が開弁方向(弁開度が大きくなる方向)へ作用するとともに、クランク室8から通路60を介して導入された冷媒ガスの圧力とばね32の付勢力とが閉弁方向(弁開度が小さくなる方向)へ作用する。
【0032】
吐出室12とクランク室8とは通路(図示しない)を介して連通する。この通路の途中にはコントロールバルブ81が設けられている。熱負荷が小さいとき、コントロールバルブ81が開弁して通路が開放され、吐出室12とクランク室8とが連通状態となり、熱負荷が大きいとき、コントロールバルブ81が閉弁して通路が遮断され、吐出室12とクランク室8とが非連通状態となる。
【0033】
吸入室13とクランク室8とは通路58を介して連通している。
【0034】
バルブプレート2には、圧縮室82と吐出室12とを連通させる吐出ポート16と、シリンダボア6と吸入室13とを連通させる吸入ポート15とが、それぞれ周方向に所定間隔おきに設けられている。吐出ポート16は吐出弁17により開閉され、吐出弁17はバルブプレート2のリヤヘッド側端面に弁押さえ18とともにボルト19により固定されている。ボルト19は、シリンダブロック1の中央部に形成されためねじ1bに螺合されている。
【0035】
また、吸入ポート15は吸入弁21により開閉され、吸入弁21はバルブプレート2とシリンダブロック1との間に配設されている。シャフト5のリヤ側の外周面にはシャフトシール91が装着されている。
【0036】
ラジアル軸受25及びスラスト軸受24はシャフト5のリヤ側を支持し、シャフト5のフロント側はラジアル軸受26によって回転可能に支持されている。
【0037】
シャフト5にはシャフト5の回転を斜板10に伝達するためのスラストフランジ40が固定され、このスラストフランジ40はスラスト軸受33を介してフロントヘッド4の内壁面に支持されている。スラストフランジ40と斜板10とはリンク機構41を介して連結され、斜板10はシャフト5と直交する仮想面に対して傾斜可能である。
【0038】
シャフト5は鉄系材料で、スラストフランジ40はアルミニュウム系材料でそれぞれ形成されている。シャフト5には圧入部5aとスプライン部5bとが互いに隣接するように形成されている。スプライン部5bには転造加工によってスプラインが形成されている。圧入部5aの外径はスプライン部5bの外径と同等か若干大きい。圧入部5aの圧入代を、圧縮機運転時の熱膨張を考慮したとしてもゼロにならない程度にする。また、圧入部5aのリヤ側にはつば部61が装着されている。つば部61のフロント面はスラストフランジ40のボス部40aのリヤ面に接触している。シャフト5のガタつきを防ぐためにフロント側への軸力(プレロード)をシャフト5に与えたとき、スラストフランジ40のボス部40aのリヤ面はつば部61を介して軸力を受ける。
【0039】
斜板10はヒンジボール90を介してシャフト5に摺動かつ傾斜可能に装着されている。斜板10のボス部10bの中心孔には、ヒンジボール90の球面部90aと対応するヒンジボール受面10dが設けられている。このヒンジボール受面10dには、ヒンジボール90の球面部90aが摺動可能に嵌合している。ヒンジボール90とスラストフランジ40との間には、巻きばね93がシャフト5の外周面に巻きつくようにして装着されている。
【0040】
次に、この可変容量型斜板式クラッチレスコンプレッサの作動を説明する。
【0041】
図示しない車載エンジンの回転動力はベルト(図示せず)を介してプーリ(図示せず)、シャフト5に常時伝達され、シャフト5の回転力はスラストフランジ40、リンク機構41を経て斜板10に伝達され、斜板10が回転する。
【0042】
このときシャフト5の回転力は、スラストフランジ40のボス部40aとシャフト5のスプライン部5bとの固定部分に作用する。
【0043】
斜板10の回転によりシュー50が斜板10のリヤ面10a上を相対回転するので、斜板10からの回転力はピストン7の直線往復運動に変換される。ピストン7はシリンダボア6内を往復運動し、その結果シリンダボア6内の圧縮室82の容積が変化し、この容積変化によって冷媒ガスの吸入、圧縮及び吐出が順次行なわれ、斜板10の傾斜角度に応じた容量の冷媒ガスが吐出される。吸入時、吸入弁21が開き、吸入室13からシリンダボア6内の圧縮室82へ低圧の冷媒ガスが吸入され、吐出時、吐出弁17が開き、圧縮室82から吐出室12へ高圧の冷媒ガスが吐出される。
【0044】
熱負荷が小さくなると(クラッチ付きコンプレッサのクラッチオフ相当時)、コントロールバルブ81が開弁し、吐出室12からクランク室8へ高圧の冷媒ガスが流出し、クランク室8の圧力は高くなり、斜板10の傾斜角度が小さくなる。なお、クランク室8から吸入室13へ流出する冷媒ガスの流れは通路58の途中のオリフィス(図示せず)で絞られるので、クランク室8の圧力低下は抑制される。
【0045】
最小ピストンストローク時、冷媒ガスが吸入室13、圧縮室82、吐出室12、通路(吐出室12とクランク室8とを結ぶ通路)、クランク室8及び通路58を順次経て再び吸入室13に戻る。
【0046】
熱負荷が大きくなると、コントロールバルブ81が閉弁し、吐出室12からクランク室8への高圧の冷媒ガスの流入が阻止される。クランク室8内の冷媒ガスは通路58を通じて吸入室13に徐々に流出する。したがって、クランク室8の圧力は次第に低くなり、ヒンジボール90がフロント側へ移動して、斜板10の傾斜角度が大きくなる。
【0047】
この実施形態の可変容量型斜板式クラッチレスコンプレッサは次のような効果を奏する。
【0048】
シャフト5の回転力が作用する場所と軸力が作用する場所とを分けたので、スラストフランジ40のボス部40aとシャフト5との固定部分の軸方向長さを小さくすることができ、圧縮機の小型・軽量化を図ることができる。
【0049】
また、スラストフランジ40のボス部40aにシャフト5の圧入部5aが圧入されているので、両者40,5がより確実に結合されるとともに、芯出し精度が向上し、ガタつきも抑制されて騒音が小さくなる。
【0050】
更に、スプリングピン370やキー471を用いないので、部品点数も多くならず、穴加工等も不要になり、製造コストを抑えることができる。
【0051】
図2はこの発明の第2実施形態に係る可変容量型斜板式クラッチレスコンプレッサを示す縦断面図である。第1実施形態と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【0052】
第1実施形態ではスプライン部5bと圧入部5aとを互いに隣接させただけであるが、第2実施形態ではスプライン部105bの両側に圧入部105a,105cを形成した。
【0053】
この実施形態によれば、第1実施形態と同様に圧縮機の小型・軽量化を図ることができるとともに、圧入部105a,105cがスプライン部105bの両側に位置するので、芯出し精度が更に向上し、シャフト105のガタつきを抑制して騒音をより小さくすることができる。
【0054】
なお、上述の各実施形態ではスラストフランジ40のボス部40aのリヤ面に接触するつば部61をシャフト5,105とは別の独立部品で構成したが、変形例として、つば部61をシャフト5,105と一体に設ける構成にしてもよい。例えばシャフト5,105に段差を設ける。
【0055】
また、上述の各実施形態では可変容量型斜板式圧縮機としていわゆる片斜板式圧縮機を一例として示したが、本願発明の可変容量型斜板式圧縮機には揺動板式圧縮機なども含まれ、揺動板式圧縮機に本願発明を適用することもできる。この場合揺動板式圧縮機の揺動板は本願発明の斜板に相当する。
【0056】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1記載の発明によれば、低コストで圧縮機の小型・軽量化を図ることができる。
【0057】
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の発明の効果に加え、スラストフランジのボス部とシャフトとをより確実に結合させることができるとともに、芯出し精度を向上させ、ガタつきを抑制して騒音を小さくすることができる。
【0058】
請求項3記載の発明の可変容量型斜板式圧縮機によれば、請求項1又は2記載の発明の効果に加え、圧縮機をより一層軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の第1実施形態に係る可変容量型斜板式クラッチレスコンプレッサを示す縦断面図である。
【図2】図2はこの発明の第2実施形態に係る可変容量型斜板式クラッチレスコンプレッサを示す縦断面図である。
【図3】図3はスラストフランジがシャフトに焼き嵌めによって固定されている状態を示す断面図である。
【図4】図4はスラストフランジがシャフトに2つのスプリングピンで固定されている状態を示す破断面図である。
【図5】図5はスラストフランジがシャフトにキーで固定されている状態を示す破断面図である。
【図6】図6は従来の可変容量型斜板式圧縮機のシャフトとスラストフランジとの固定構造を説明するための破断面図である。
【符号の説明】
5,105 シャフト
5a,105a,105c 圧入部
5b,105b スプライン部
7 ピストン
8 クランク室
10 斜板
40 スラストフランジ
40a スラストフランジのボス部
41 リンク機構
61 つば部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable displacement swash plate compressor, and more particularly to a variable displacement swash plate compressor characterized by a fixed structure between a shaft and a thrust flange.
[0002]
[Prior art]
As a conventional variable capacity swash plate compressor, a shaft, a swash plate slidably and tiltably mounted on the shaft, a crank chamber accommodating the swash plate, and a shaft are fitted via a link mechanism. There is a thrust flange that transmits a rotational force to the swash plate, and the tilt angle of the swash plate changes according to the pressure change of the crank chamber, and the stroke amount of the piston changes.
[0003]
FIG. 6 is a broken sectional view for explaining a fixing structure between a shaft and a thrust flange of a conventional variable displacement swash plate compressor.
[0004]
A
[0005]
The diameter of a part of the shaft 505 (part where the
[0006]
A
[0007]
Since both the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the
[0009]
As a method of solving this problem, a method of forming a thrust flange with an aluminum-based material is conceivable.
[0010]
3 to 5 are views for explaining a fixing structure between the shaft and the thrust flange of the variable capacity swash plate compressor. FIG. 3 shows a state in which the
[0011]
The
[0012]
According to the fixing structure shown in FIGS. 3 to 5, it is possible to reduce the weight of the compressor by reducing the weight of the
[0013]
However, these fixed structures have the following problems.
[0014]
The fixing structure shown in FIGS. 3 and 4 has a problem that since the axial length of the fixing portion is increased, the size of the compressor is increased and it is difficult to reduce the weight.
[0015]
The fixing structure shown in FIGS. 4 and 5 has a problem that the number of parts is increased because the
[0016]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a variable capacity swash plate compressor that can be reduced in size and weight at low cost.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a variable capacity swash plate compressor according to the first aspect of the present invention includes a shaft, a swash plate slidably mounted on the shaft, and a crank chamber for housing the swash plate. A thrust flange that is fitted to the shaft and transmits a rotational force to the swash plate through a link mechanism, and an inclination angle of the swash plate changes according to a pressure change in the crank chamber, and a stroke amount of the piston In the variable capacity swash plate compressor in which the pressure changes, a flange portion provided on the shaft and contacting a rear surface of the boss portion of the thrust flange, and provided on the shaft and fitted to the boss portion of the thrust flange. And a spline part.
[0018]
As described above, since the collar portion contacting the rear surface of the boss portion of the thrust flange is provided on the shaft, when the axial force is applied to the shaft on the front side, the rear surface of the boss portion of the thrust flange is the collar surface. Axial force is received through the part.
[0019]
Further, since the spline portion that is fitted to the boss portion of the thrust flange is provided on the shaft, a rotational force acts on the fixed portion between the boss portion of the thrust flange and the spline portion of the shaft, that is, the spline fitting portion. .
[0020]
Thus, since the place where the rotational force acts and the place where the axial force acts are separated, the axial length of the fixed portion between the boss portion of the thrust flange and the shaft can be reduced.
[0021]
A variable displacement swash plate compressor according to a second aspect of the present invention is the variable displacement swash plate compressor according to the first aspect, wherein the variable displacement swash plate compressor is provided at a position adjacent to the spline portion of the shaft in the axial direction. It has a press-fitting part that is press-fitted into the boss part of the flange.
[0022]
The boss portion of the thrust flange and the shaft are more reliably coupled, the centering accuracy is improved, and rattling is suppressed.
[0023]
A variable displacement swash plate compressor according to a third aspect of the present invention is the variable displacement swash plate compressor according to the first or second aspect, wherein the shaft is made of an iron-based material and the thrust flange is an aluminum-based compressor. It is formed of a material.
[0024]
Since the weight of the thrust flange is light, the compressor is lightened accordingly.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0026]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a variable displacement swash plate type clutchless compressor according to a first embodiment of the present invention.
[0027]
A
[0028]
A
[0029]
The
[0030]
A
[0031]
The refrigerant gas at the
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
The
[0035]
The
[0036]
The
[0037]
A
[0038]
The
[0039]
The
[0040]
Next, the operation of this variable displacement swash plate type clutchless compressor will be described.
[0041]
The rotational power of an in-vehicle engine (not shown) is always transmitted to a pulley (not shown) and the
[0042]
At this time, the rotational force of the
[0043]
Since the
[0044]
When the heat load is reduced (corresponding to clutch-off of a compressor with a clutch), the
[0045]
During the minimum piston stroke, the refrigerant gas sequentially returns to the
[0046]
When the heat load increases, the
[0047]
The variable displacement swash plate clutchless compressor of this embodiment has the following effects.
[0048]
Since the place where the rotational force of the
[0049]
In addition, since the press-fitted
[0050]
Furthermore, since the
[0051]
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a variable displacement swash plate type clutchless compressor according to a second embodiment of the present invention. Portions common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0052]
In the first embodiment, the
[0053]
According to this embodiment, the compressor can be reduced in size and weight as in the first embodiment, and the press-
[0054]
In each of the above-described embodiments, the
[0055]
In each of the above-described embodiments, a so-called swash plate compressor is shown as an example of the variable displacement swash plate compressor. However, the variable displacement swash plate compressor of the present invention includes a swing plate compressor. The present invention can also be applied to an oscillating plate compressor. In this case, the swing plate of the swing plate compressor corresponds to the swash plate of the present invention.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention described in claim 1, the compressor can be reduced in size and weight at low cost.
[0057]
According to the second aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, the boss portion of the thrust flange and the shaft can be more reliably coupled, the centering accuracy can be improved, and rattling can be prevented. It can be suppressed and noise can be reduced.
[0058]
According to the variable capacity swash plate compressor of the invention described in
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a variable displacement swash plate type clutchless compressor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a variable displacement swash plate type clutchless compressor according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which a thrust flange is fixed to a shaft by shrink fitting.
FIG. 4 is a broken sectional view showing a state in which a thrust flange is fixed to a shaft with two spring pins.
FIG. 5 is a broken sectional view showing a state in which a thrust flange is fixed to a shaft with a key.
FIG. 6 is a broken sectional view for explaining a fixing structure between a shaft and a thrust flange of a conventional variable displacement swash plate compressor.
[Explanation of symbols]
5, 105
Claims (3)
このシャフトに摺動かつ傾斜可能に装着された斜板と、
この斜板を収容するクランク室と、
前記シャフトに嵌合され、リンク機構を介して前記斜板に回転力を伝達するスラストフランジとを備え、
前記クランク室の圧力変化に応じて前記斜板の傾斜角度が変わり、ピストンのストローク量が変化する可変容量型斜板式圧縮機において、
前記シャフトに設けられ、前記スラストフランジのボス部のリヤ面に接触するつば部と、
前記シャフトに設けられ、前記スラストフランジのボス部に嵌合されるスプライン部と
を備えていることを特徴とする可変容量型斜板式圧縮機。A shaft,
A swash plate slidably and tiltably mounted on the shaft;
A crank chamber that houses the swash plate;
A thrust flange that is fitted to the shaft and transmits a rotational force to the swash plate via a link mechanism;
In the variable capacity swash plate compressor in which the inclination angle of the swash plate changes according to the pressure change of the crank chamber, and the stroke amount of the piston changes,
A collar portion provided on the shaft and contacting a rear surface of a boss portion of the thrust flange;
A variable capacity swash plate compressor having a spline portion provided on the shaft and fitted to a boss portion of the thrust flange.
を備えていることを特徴とする請求項1記載の可変容量型斜板式圧縮機。2. The variable capacity swash plate compressor according to claim 1, further comprising a press-fit portion that is provided at a position adjacent to the spline portion of the shaft in the axial direction and is press-fitted into a boss portion of the thrust flange.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000041263A JP4329053B2 (en) | 2000-02-18 | 2000-02-18 | Variable capacity swash plate compressor |
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