JP4526972B2 - コンバイン - Google Patents

Description

本発明は、刈刃で刈取った穀稈を脱穀部に向けて搬送するコンバインの前処理部における正逆転駆動手段の改良に関する。

従来、引起装置によって引き起した穀稈を刈刃で刈取りながら脱穀部まで搬送する前処理部（刈取部）を備えるコンバインにおいては、前処理部の搬送系に穀稈の詰り事故等が発生した場合は、前処理部の全駆動系を逆転駆動させることによって、当該詰り穀稈を逆搬送方向に移動させて除去作業や掃除の容易化を図るべく、エンジンの動力が入力される前処理（刈取）入力軸に正逆転クラッチを介設すると共に、この正逆転クラッチを択一的に入作動する操作具を設け、更に引起装置の駆動軸に一方向クラッチを介装して前処理部の逆転駆動時に引起装置のみの逆転を停止させ、前処理部の逆転駆動により引起しタインがタインガイドに衝突して破損することを防止するように構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１０−７５６２０号公報（第３−４頁、図１）

そして、上述した従来のものでは、前処理部の搬送系に穀稈の詰りが発生した場合は、正逆転クラッチを択一的に入作動する操作具を操作することによって、瞬間的に前処理部の全駆動系を逆転駆動させて、当該詰り穀稈を逆搬送方向に大きく移動させようとするものであるが、長稈や倒伏穀稈等の刈取り作業においては、特に前処理部の略中央に位置する左右の株元側搬送チェンの合流部に強固な穀稈の詰り現象が起こり易く、この強固な穀稈の詰り現象を前処理部の全駆動系を逆転駆動させるだけの簡単な方法で解除することは困難であった。

本発明は、上記課題を解決することを目的としたものであって、刈取った穀稈の株元側を脱穀部（１３）に向けて受け継ぎ搬送する株元側搬送チェン（２６Ｌ，２６Ｒ）を、油圧式無段変速装置（４３）を介して駆動する前処理部（１４）を備えたコンバインにおいて、手動操作具（９２）の操作に基づき、自動的に株元側搬送チェン（２６Ｌ，２６Ｒ）を正逆転駆動するために、設定時間又は設定距離の何れか一方が先に条件を満たすまで駆動出力して油圧式無段変速装置（４３）を逆転駆動制御した後、設定時間又は設定距離の何れか一方が先に条件を満たすまで駆動出力して油圧式無段変速装置（４３）を正転駆動制御する正逆転駆動制御手段としての制御部（９８）を設けたことを第１の特徴としている。

そして、前処理部に設けた引起装置への伝動を変速及び切断する引起クラッチを設け、制御部は正逆転駆動制御手段の作動と共に、引起装置への伝動を切断するように引起クラッチを作動させることを第２の特徴としている。

請求項１の発明によれば、手動操作具の操作に基づき、自動的に株元側搬送チェンを正逆転駆動するために、設定時間又は設定距離の何れか一方が先に条件を満たすまで駆動出力して油圧式無段変速装置を逆転駆動制御した後、設定時間又は設定距離の何れか一方が先に条件を満たすまで駆動出力して油圧式無段変速装置を正転駆動制御する正逆転駆動制御手段としての制御部を設けたことによって、長稈や倒伏穀稈等の刈取り作業において、前処理部の略中央に位置する左右の株元側搬送チェンの合流部等で強固な穀稈の詰り現象が起こった場合、手動操作具を操作することにより、当該株元側搬送チェンを自動的に正逆転駆動させることができ、それによって効率的に強固な穀稈の詰り現象を解除することができると共に、前処理部がＨＳＴを介して駆動されるので、従来の如く特別な正逆転機構を設けなくて済みコスト低減が図れる。

請求項２の発明によれば、前処理部に設けた引起装置への伝動を変速及び切断する引起クラッチを設け、制御部は正逆転駆動制御手段の作動と共に、引起装置への伝動を切断するように引起クラッチを作動させることによって、引起装置のタインがタインガイドに衝突して破損することが起こらないので、その他の前処理部の逆転駆動の距離又は時間を正転駆動と同等あるいは長くなるように構成することもできる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、コンバイン１０の側面図、図２は、平面図であって、該コンバイン１０は、左右一対のクローラ走行装置１１に機体フレーム１２を支持すると共に、機体フレーム１２の前方には、穀稈を刈取りながら脱穀部１３まで搬送する前処理部１４を備えている。また、機体フレーム１２上の右側前部には、オペレーターが着座する運転席１５と各種の操作具とを備える操縦部１６を配置すると共に、その後方且つ脱穀部１３の側方には、選別済みの穀粒を一時的に貯留する穀粒タンク１７を設けている。

そして、運転席１５の左側方には、刈刃１８によって刈取られた穀稈を脱穀部１３に搬送する中継搬送装置１９を設けると共に、脱穀部１３の左側方には、穀稈を図示しない扱室に供給するフイードチェン２１を設けている。

更に詳しくは、前処理部１４は、圃場内の穀稈を引起装置２２によって引起した穀稈を刈刃１８で刈取り、刈取った後の穀稈を掻き込みながら後方に送るスターホイル２３、及び該スターホイル２３と一体回転する係止爪付掻き込みベルト２４と、これらスターホイル２３と掻き込みベルト２４から送られる穀稈を搬送する中継搬送装置１９と前処理搬送装置２５を備えている。

そして、前処理搬送装置２５は、スターホイル２３から送られる穀稈の株元側を受け継ぎ搬送する左側の株元側搬送チェン２６Ｌと、掻き込みベルト２４から送られる穀稈の穂先側を受け継ぎ搬送する穂先側搬送体２７によって構成されている。

穂先側搬送体２７は、穀稈搬送用の起伏可能なタイン２８をチェンに取り付けたタイン付搬送チェンからなり、穀稈の搬送作用部において、搬送方向への当該チェンの回転によって図示しないガイドを介してタイン２８が引起され、このタイン２８に穀稈の穂先側が係止して後方に搬送されるようになっている。

尚、前処理搬送装置２５を構成する左側の株元側搬送チェン２６Ｌの合流部Ａは前処理部１４の略中央に位置し、しかも長稈や倒伏穀稈等の刈取り作業においては、当該合流部Ａで強固な穀稈の詰り現象が起こり易いことから、この穀稈詰りが発生した場合はその除去作業や掃除に多大な時間を要していた。

また、引起装置２２は、上下方向に回転する搬送チェン８６（図３参照）に取り付けた起伏可能なタイン２９を備え、穀稈の引起作用部において、引起方向への当該搬送チェン８６の回転によって図示しないガイドを介してタイン２９が引起され、このタイン２９に穀稈が係止して引起されるようになっている。

また、中継搬送装置１９は、スターホイル２３から送られる穀稈の株元側を受け継ぎ搬送する右側の株元側搬送チェン２６Ｒと、前処理搬送装置２５の穂先側搬送体２７から穂先側を受け継いで脱穀部１３側まで搬送する起伏可能なタイン３１を備えたチェンからなる中継穂先搬送体３２と、前処理搬送装置２５の左側の株元側搬送チェン２６Ｌから穀稈の株元側を受け継いで上下揺動しながら扱ぎ深さ調節を行う扱深搬送装置３３と、この扱深搬送装置３３から穀稈の株元側を受け継いでフイードチェン２１に搬送する中継株元搬送チェン３４を備えている。

そして、フイードチェン２１に搬送された穀稈を、図示しない扱室に供給して穀粒を脱穀すると共に、選別済みの穀粒を一時的に穀粒タンク１７に貯留することによって、コンバイン１０による一連の穀稈の刈り取り及び脱穀作業を行うことができるようになっている。

また、図３は、上述した引起装置２２、刈刃１８、スターホイル２３、掻き込みベルト２４、株元側搬送チェン２６Ｌ，２６Ｒ、穂先側搬送体２７、扱深搬送装置３３、中継穂先搬送体３２、中継株元搬送チェン３４、及びフイードチェン２１等の前処理部１４の駆動系伝動図であって、入力プーリ４１を介してエンジンの動力をギヤケース４２に入力すると共に、このギヤケース４２に入力した動力を（前処理用）ＨＳＴ（油圧式無段変速装置）４３によって変速した後、フイードチェン駆動軸４４及び前処理駆動軸４５に出力される。尚、前処理部１４における穀稈の搬送速度は、車速に応じて比例的に変化する車速同調制御モード、即ち図示しない走行用ＨＳＴの回転速度が大きくなれば（前処理用）ＨＳＴ４３の回転速度も大きくなるといった制御のもとで通常の刈取り作業が行われている。

そして、前記フイードチェン駆動軸４４に出力された駆動力は、フイードチェン２１に伝動されると共に、前処理駆動軸４５に出力された駆動力は、プーリ４７、ベルト４８、及びプーリ４９を介して軸５１に伝動された後、この軸５１からベベルギヤ５２を介して軸５３に伝動される。尚、プーリ４７とプーリ４９の間にはベルトテンション式の刈取クラッチ５０を設けている。更に軸５３に伝動された駆動力は、当該軸５３の中間に設けたベベルギヤ５４を介して軸５５に伝動された後、ベベルギヤ５６を介して軸５７に伝動される。この軸５７に伝動された駆動力は、直接中継株元搬送チェン３４と中継穂先搬送体３２に伝動される。

また、上述の如く軸５３に伝動された駆動力は、ベベルギヤ５９を介して軸６１にも伝動される。軸６１に伝動された駆動力は、ベベルギヤ６２、軸６３、ベベルギヤ６４、軸６５を介して扱深搬送装置３３に伝動される。そして、軸６１に伝動された駆動力は、直接一方（右側）の株元側搬送チェン２６Ｒにも伝動されると共に、該株元側搬送チェン２６Ｒに伝動された駆動力は、一方のスターホイル２３の支持（伝動）軸６６にも伝動され、この支持軸６６に伝動された駆動力によって１組（右側）のスターホイル２３，２３及び掻き込みベルト２４，２４が駆動される。

更に、軸５３に伝動された駆動力は、ベベルギヤ６７を介して軸６８にも伝動されると共に、この軸６８の両端に設けたベベルギヤ６９を介して刈刃１８に伝動される。そして、軸６８に伝動された駆動力は、ベベルギヤ７１を介して軸７２に伝動された後、この軸７２からベベルギヤ７３、軸７４、ベベルギヤ７５を介して軸７６に伝動される。

そして、軸７６に伝動された駆動力は、直接他方（左側）の株元側搬送チェン２６Ｌと穂先側搬送体２７に伝動される。更に穂先側搬送体２７に伝動され駆動力は、他方のスターホイル２３の支持（伝動）軸７８にも伝動され、この支持軸７８に伝動された駆動力によって１組（左側）のスターホイル２３，２３及び掻き込みベルト２４，２４が駆動される。

また、上述した軸７２に伝動された駆動力は、変速ギヤを内装してなるギヤケース７９に伝動され、このギヤケース７９内で変速された後に出力軸８１から出力される。そして、出力軸８１の駆動力は、ベベルギヤ８２を介して引起装置２２の駆動軸８３に伝動され、次いで駆動軸８３に配設した複数のベベルギヤ８４から引起装置２２の各搬送チェン８６に駆動力が伝動される。

また、ギヤケース７９には、引起クラッチ８７が設けてあって、この引起クラッチ８７によってニュートラルポジションを含む複数段の変速操作を行うことができるようになっている。即ち、ギヤケース７９には、前記複数段の変速操作を行う変速アーム８８が設けてあり、該変速アーム８８の一端を電動シリンダ８９のシリンダロッド８９ａに連結すると共に、該電動シリンダ８９に接続した変速切換スイッチ９１を介してシリンダロッド８９ａを伸縮作動させることによって、ニュートラルポジションを含む高低速２段の変速操作がなされる。

そして、電動シリンダ８９には、前処理部１４を正逆転駆動させる手動操作具としての正逆転スイッチ９２を接続している。この正逆転スイッチ９２は、操縦部１６左前側の操作パネル９３上（図２参照）に配置してあって、当該正逆転スイッチ９２のＯＮ・ＯＦＦ操作に連係して電動シリンダ８９のシリンダロッド８９ａが伸縮作動する。即ち、引起クラッチ８７の変速アーム８８は、正逆転スイッチ９２のＯＮ操作によってニュートラルポジションへ作動する一方、正逆転スイッチ９２をＯＮ操作した状態からＯＦＦ操作することによって、引起クラッチ８７の高低速２段の何れかの予め設定された変速アーム８８位置に復帰作動するようになっている。

したがって、引起クラッチ８７がニュートラルポジションにある時は、各引起装置２２の搬送チェン８６は駆動されず、当該引起クラッチ８７は、引起装置２２への駆動力の伝動を断接する伝動断接手段として作用する。

また、正逆転スイッチ９２は、上述したＨＳＴ４３のＨＳＴポンプ（斜板式可変容量油圧ポンプ）４３ａの斜板角度を制御する斜板制御用モータであるＨＳＴ変速モータ９６に接続してあって、ＨＳＴ４３は、正逆転スイッチ９２のＯＮ操作によって出力回転方向が正逆転する一方、正逆転スイッチ９２をＯＮ操作した状態からＯＦＦ操作することによって、当該ＨＳＴ４３の出力回転方向とその回転速度が正逆転前の状態に戻るように設定してある。

そして、ＨＳＴ４３が逆回転出力されると、フイードチェン駆動軸４４及び前処理駆動軸４５から出力される駆動力は逆回転となり、これによって前処理部１４を構成するフイードチェン２１、スターホイル２３、掻き込みベルト２４、左右の株元側搬送チェン２６Ｌ，２６Ｒ、穂先側搬送体２７、中継穂先搬送体３２、扱深搬送装置３３、及び中継株元搬送チェン３４が逆転駆動するようになっている。

更に詳しくは、コンバイン１０は、上述した正逆転スイッチ９２のＯＮ・ＯＦＦ操作によって、前処理部１４の搬送系を構成する各穀稈搬送装置２３，２４，２６Ｌ，２６Ｒ，２７，３２，３３，３４、及びフイードチェン２１等を自動的に設定時間又は設定距離逆転駆動させた後、設定時間又は設定距離正転駆動させる正逆転駆動制御手段としての制御部９８を図４に示す如く備えており、以下当該制御部９８による前処理部１４の正逆転駆動制御について説明する。

制御部９８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータを用いて構成される制御ユニットであり、その入力側には、正逆転スイッチ９２、主変速レバー１０１の操作位置を検出する主変速レバーポテンショメータ１０２、刈取・脱穀クラッチレバー１０３による刈取クラッチ５０の入り側への傾倒操作を検出する刈取クラッチ検出スイッチ１０４、前処理部１４の正逆転回転数を検出するために軸５１の軸端に設けた前処理部回転センサ１０５を接続する共に、出力側には、ＨＳＴ変速モータ９６を接続してある。

次に、前記制御部９８による前処理部１４の正逆転駆動制御について、第一実施例である図５に示すフローチャートに基づいて説明する。尚、このフローチャートは、コンバイン１０のオペレータが前処理部１４の搬送系で穀稈の詰りが発生したことを確認（視認）した場合、当該コンバイン１０の走行を停止させた状態（前処理部１４も連動して停止）で、上述した正逆転スイッチ９２をＯＮ操作して前処理部１４の搬送系を構成する各穀稈搬送装置２３，２４，２６Ｌ，２６Ｒ，２７，３２，３３，３４を正逆転させる制御フローであり、この前処理部１４の正逆転によって穀稈の詰り現象を解除しようとするものである。

先ず、図５に示すステップＳ１では、正逆転スイッチ９２がＯＮになっているか否かを判断し、ＹＥＳであればステップＳ２に進み、ＮＯ即ちＯＦＦであれば元に戻る。

ステップＳ２では、主変速レバー１０１が中立位置になっているか否かを主変速レバーポテンショメータ１０２によって判断し、ＹＥＳ、即ち走行停止状態であればステップＳ３に進み、ＮＯであれば元に戻る。

ステップＳ３では、刈取・脱穀クラッチレバー１０３が入り側へ傾倒操作されて刈取クラッチスイッチ１０４がＯＮになっているか否かを判断し、ＹＥＳであればステップＳ４に進み、ＮＯであれば元に戻る。

ステップＳ４では、ＨＳＴ変速モータ９６を逆転駆動出力させてステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、例えば右側の株元側搬送チェン２６Ｒが設定距離Ｙａほど逆転移動したか否かを、前処理部１４の正逆転回転数を検出する前処理部回転センサ１０５の回転数に基づいて判断し、ＮＯであればステップＳ６に進み、ＹＥＳであればステップＳ７に進む。

ステップＳ６では、ＨＳＴ変速モータ９６の逆転駆動出力が設定時間Ｔａほどなされたか否かを判断し、ＮＯであればステップＳ４に戻り、ＹＥＳであればステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、ＨＳＴ変速モータ９６を正転駆動出力させてステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、例えば右側の株元側搬送チェン２６Ｒが設定距離Ｙｂほど正転移動したか否かを、前処理部１４の正逆転回転数を検出する前処理部回転センサ１０５の回転数に基づいて判断し、ＮＯであればステップＳ９に進み、ＹＥＳであれば元に戻る。

ステップＳ９では、ＨＳＴ変速モータ９６の正転駆動出力が設定時間Ｔｂほどなされたか否かを判断し、ＮＯであればステップＳ７に戻り、ＹＥＳであれば元に戻る制御を実行する。

即ち、上述したステップＳ１からステップＳ９に示した前処理部１４の正逆転駆動制御においては、手動操作具である正逆転スイッチ９２をＯＮ操作することにより、自動的に前処理部１４を正逆転駆動させる正逆転駆動制御手段９８を設けたので、長稈や倒伏穀稈等の刈取り作業を行う場合、前処理部１４の略中央に位置する左右の株元側搬送チェン２６Ｌ，２６Ｒの合流部Ａ等で強固な穀稈の詰り現象が起こったとしても、正逆転スイッチ９２の一回のＯＮ操作に基づいて当該前処理部１４を自動的に正逆転駆動させることができ、それによって効率的に強固な穀稈の詰り現象を解除できるようになる。

更に、前処理部１４の正逆転駆動を逆転駆動から開始させることによって、最初に強固な穀稈の詰り現象を解除する方向に前処理部１４が駆動するので、スムーズ且つ効率的に穀稈の詰り現象を解除できるようになる。

そして、ステップＳ５において、株元側搬送チェン２６Ｒが設定距離Ｙａほど逆転移動しない場合、即ちＨＳＴ変速モータ９６を逆転駆動出力させても穀稈の詰り現象が速やかに解除されない場合は、ステップＳ６に進んで設定時間Ｔａ以上の逆転駆動出力が行なわれないように構成してあって、それにより極めて強固な穀稈の詰り現象が発生した場合でも無理な負荷が掛かる当該逆転駆動が継続されることがない。尚、ステップＳ８からステップＳ９においても同様に、株元側搬送チェン２６Ｒが設定距離Ｙｂほど正転移動しない場合は、設定時間Ｔｂ以上の正転駆動出力が行なわれないように安全策を採用している。

また、ステップＳ５における株元側搬送チェン２６Ｒの逆転移動距離の設定値Ｙａと、ステップＳ８における株元側搬送チェン２６Ｒの正転移動距離の設定値Ｙｂとの関係をＹｂ＞Ｙａとすることによって、前処理部１４の穀稈搬送系を構成する各穀稈搬送装置２３，２４，２６Ｌ，２６Ｒ，２７，３２，３３，３４において穀稈の詰り現象が起こった場合、当該前処理部１４の不要（過剰）な逆転駆動による各穀稈搬送装置２３，２４，２６Ｌ，２６Ｒ，２７，３２，３３，３４の破損を回避できるようになる。尚、上述した株元側搬送チェン２６Ｒの逆転移動距離の設定値Ｙａと、株元側搬送チェン２６Ｒの正転移動距離の設定値Ｙｂとを、共に正転出力設定時間Ｔｂと逆転出力設定時間Ｔａに置き換えてＴｂ＞Ｔａとなるように構成してもよい。

そして、前処理部１４の各穀稈搬送装置２３，２４，２６Ｌ，２６Ｒ，２７，３２，３３，３４における穀稈の詰り現象の解除状態を見極めながら、正逆転スイッチ９２をＯＮ・ＯＦＦ操作することが可能なので効率的に穀稈の詰り現象を解除できるようになる。

また、ＨＳＴ変速モータ９６を逆転駆動させる出力設定時間Ｔａを更に短く設定することによって、例えば前処理部１４を構成する引起装置２２のタイン２９の実質的な逆転移動量が少なくなるように制御できることから、前記タイン２９がタインガイドに衝突して破損することを防止でき、それによって従来のように引起装置２２の駆動軸に一方向クラッチを介装しなくても済むようになることからコストダウンを図ることも可能である。

ところで、本実施例の如く引起装置２２の搬送チェン８６の駆動を選択的に停止できる引起クラッチ８７を備えている場合は、引起装置２２の搬送チェン８６の駆動を停止させ
ることによって、引起装置２２のタイン２９がタインガイドに衝突して破損することが起こらないので、その他の前処理部１４の各穀稈搬送装置２３，２４，２６Ｌ，２６Ｒ，２７，３２，３３，３４を正逆転駆動させるＨＳＴ変速モータ９６の逆転出力設定時間Ｔａと正転出力設定時間Ｔｂの関係が、Ｔａ＝ＴｂあるいはＴａ＞Ｔｂとなるように構成してもよい。

そして、上述した前処理部１４の正逆転駆動制御の実施例は、従来のような前処理部１４の搬送系を構成する各穀稈搬送装置２３，２４，２６Ｌ，２６Ｒ，２７，３２，３３，３４を大きく逆転させて強固な穀稈の詰り現象を解除し、それによって詰り穀稈を取り除こうとするものではなく、比較的短いストロークの正逆転を自動的に繰り返すことにより強固な穀稈の詰り現象を解除し、更には詰り現象が解除された当該穀稈を脱穀部１３に搬送して脱穀処理を行った後、脱穀済みの排稈が後処理部（不図示）から速やかに排出できるようにしようとするものである。

また、上述した前処理部１４の正逆転駆動は、ＨＳＴ４３のＨＳＴポンプ４３ａの斜板角度を制御する斜板制御用モータであるＨＳＴ変速モータ９６を介して行われるので、従来の如く特別な正逆転クラッチや操作具を設けなくて済みコスト低減が図れる。尚、前処理部１４の正逆転制御パターンとしては、単なる逆転・正転を１サイクルとする繰り返しパターンだけではなく、例えば夫々の駆動時間が異なる逆転・逆転・正転を１サイクルとするような様々な正逆転制御パターンを構成することが可能である。

また、刈取った後の穀稈の株元を掻き込みながら後方に送るスターホイル２３の支持（伝動）軸６８，７８に、図示しないカムクラッチ、または逆入力遮断手段である回転力を入力軸側から出力軸側にのみ伝えることができるが、その逆方向には回転力を伝えることができないクラッチ手段等を介装することによって、スターホイル２３に穀稈の詰りが発生した際に、当該スターホイル２３の正・逆転方向への自由回転を可能にして、詰り穀稈の除去作業の容易化を図ってもよい。

コンバインの側面図。 コンバインの平面図。 前処理部の駆動系伝動図。 制御部のブロック図。 前処理部の正逆転駆動制御の第一実施例を示すフローチャート。

符号の説明

１３ 脱穀部
１４ 前処理部
４３ ＨＳＴ
９２ 手動操作具
９８ 正逆転駆動制御手段

Claims (2)

1. 刈取った穀稈の株元側を脱穀部（１３）に向けて受け継ぎ搬送する株元側搬送チェン（２６Ｌ，２６Ｒ）を、油圧式無段変速装置（４３）を介して駆動する前処理部（１４）を備えたコンバインにおいて、手動操作具（９２）の操作に基づき、自動的に株元側搬送チェン（２６Ｌ，２６Ｒ）を正逆転駆動するために、設定時間又は設定距離の何れか一方が先に条件を満たすまで駆動出力して油圧式無段変速装置（４３）を逆転駆動制御した後、設定時間又は設定距離の何れか一方が先に条件を満たすまで駆動出力して油圧式無段変速装置（４３）を正転駆動制御する正逆転駆動制御手段としての制御部（９８）を設けたことを特徴とするコンバイン。
2. 前処理部（１４）に設けた引起装置（２２）への伝動を変速及び切断する引起クラッチ（８７）を設け、制御部（９８）は正逆転駆動制御手段の作動と共に、引起装置（２２）への伝動を切断するように引起クラッチ（８７）を作動させることを特徴とする請求項１に記載のコンバイン。

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