JP5826664B2 - グライダー曳航用ロープ - Google Patents

Description

本発明は、グライダー曳航用ロープ、より詳しくは合成樹脂繊維から構成される芯と超高分子量ポリオレフィン繊維を撚ってなる１２打の側ストランドから構成される直径４〜７ｍｍのグライダー曳航用ロープであって、前記側ストランドの総合繊度は、９００００ｄｔｅｘないし１２００００ｄｔｅｘの範囲であり、前記芯の太さは、芯の断面形状が円形である場合は、その直径が０．８ｍｍないし１．８ｍｍの範囲であり、芯の断面形状が円形でない場合は、断面形状において幅が最大となる箇所の長さが、０．８ｍｍないし１．８ｍｍの範囲となるグライダー曳航用ロープに関する。

グライダーは動力を持たず自力では離陸することができないため、小型飛行機やモーターグライダーにロープで結んで牽引したり、ロープの先端に引っ掛けてウインチでこのロープを高速で巻き取ることにより離陸させることが行われている。
上記のような用途に使用されるロープとしては、金属や化学繊維製のロープが使用されているが、化学繊維製のロープとしては、例えば、超高分子量ポリオレフィン繊維であるダイニーマ（登録商標）を使用した十二打ち（芯無し）の組編み構造のロープ等が一般に使用されている。

上述のロープは芯を有さないため、地面を走る時は潰れた状態となり地面との接触面積が大きくなってロープの摩れが増し、それによって、ロープの寿命が短くなるという問題があった。
特に日本では、欧州とは異なり、河川敷のようにロープが摩れ易い場所でグライダーを飛ばすことが多いため、その寿命は日本学生航空連盟によると、１／２．５ないし１／３程度になるといわれている。
また、上述のロープは更に、ウインチのドラムに巻き取られる際に、高い張力がかかることで潰れた状態で巻き取られるため、ロープ同士で咬み込みが起き、それによりロープが損傷するという問題もあった。
上記の問題は、ロープを芯を有する構成として潰れ難くすることにより回避することができる。
しかし、芯の無いロープであれば荷重がかかるとロープが伸びることによりストランドが長さ方向に角度をとって、適正な耐摩耗角度を取り得るものの、上記のように芯を有する構成にすると、荷重がかかると直ちに側ストランドが芯を圧縮してロープが伸びようとするのを妨げるため、ストランドの角度は、適正な耐摩耗角度をとり得ず、それにより、耐摩耗性が低下するという問題が生じた。
更に、上記のように、荷重付加によるロープの伸びが抑制されることから、急激に荷重がかかった際の衝撃吸収性が低下するという問題も生じることがわかった。

従って、本発明は、芯と側ストランドから構成されるグライダー曳航用ロープであって、上記のような問題を回避し得る、即ち、耐摩耗性の低下及び衝撃吸収性の低下を抑制し得るグライダー曳航用ロープの提供を課題とする。

上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、合成樹脂繊維から構成される芯と超高分子量ポリオレフィン繊維を撚ってなる１２打の側ストランド（総合繊度９００００ｄｔｅｘないし１２００００ｄｔｅｘ）から構成される直径４〜７ｍｍのグライダー曳航用
ロープにおいて、使用する芯を、通常用いられる芯よりも細い特定の範囲の太さ、具体的には、芯の断面形状が円形である場合は、その直径を０．８ｍｍないし１．８ｍｍの範囲とし、芯の断面形状が円形でない場合は、断面形状において幅が最大となる箇所の長さを、０．８ｍｍないし１．８ｍｍの範囲とすると、ロープに荷重がかかった際のロープの伸び縮みは、芯の無いロープと同様に維持され、即ち、衝撃吸収性の低下が抑制されたままで、優れた耐摩耗性を示すロープとなることを見出し本発明を完成させた。

即ち、本発明は、
（１）合成樹脂繊維から構成される芯と超高分子量ポリオレフィン繊維を撚ってなる１２打の側ストランドから構成される直径４〜７ｍｍのグライダー曳航用ロープであって、前記側ストランドの総合繊度は、９００００ｄｔｅｘないし１２００００ｄｔｅｘの範囲であり、前記芯の太さは、芯の断面形状が円形である場合は、その直径が０．８ｍｍないし１．８ｍｍの範囲であり、芯の断面形状が円形でない場合は、断面形状において幅が最大となる箇所の長さが、０．８ｍｍないし１．８ｍｍの範囲となるグライダー曳航用ロープ、
（２）前記側ストランドは、８８８０ｄｔｅｘのストランド１２本を撚合したものであり、前記芯は、ポリオレフィンモノフィラメントを撚った４７００ないし２１０００ｄｔｅｘのヤーンである前記（１）記載のグライダー曳航用ロープ、
（３）前記芯は、７０００ないし１４０００ｄｔｅｘのヤーンである前記（２）記載のグライダー曳航用ロープ、
（４）前記側ストランドは、８８８０ｄｔｅｘのストランド１２本を撚合したものであり、前記芯は、ポリオレフィンモノフィラメントを撚った３本のヤーンを撚った３つ打のトワインであり、総合繊度が３２００ないし１６０００ｄｔｅｘである前記（１）記載のグライダー曳航用ロープ、
（５）前記芯は、総合繊度が５０００ないし１００００ｄｔｅｘである前記（４）記載のグライダー曳航用ロープ、
に関する。

本発明により、耐摩耗性の低下及び衝撃吸収性の低下を抑制し得るグライダー曳航用ロープが提供される。
本発明のグライダー曳航用ロープは、芯と側ストランドから構成されるロープにおいて、使用する芯を、通常用いられる芯よりも細い特定の範囲の太さとすることを特徴とし、そして、このような構成を採用することにより耐摩耗性の低下を抑制するものであるが、このような効果が奏される理由は以下のように考えることができる。
即ち、本発明のグライダー曳航用ロープに荷重をかけてゆくと、側ストランドは伸びてゆき、また、同時に締まって細くなってゆくこととなるが、この際、芯は側ストランドの内径より細くなっているため、側ストランドの伸びが芯と側ストランドとが密着することにより妨げられることはなく、そのため、ロープが伸びることにより側ストランドにおけるストランドが長さ方向に角度をとって、適正な耐摩耗角度を取り得ることとなり、その結果として耐摩耗性の低下が抑制されたものと考えられる。
また、本発明のグライダー曳航用ロープは、ある程度の荷重がかかると側ストランドが芯と密着して、その形状が円形として維持されるため、芯無しのロープのように、潰れた形状となって地面との接触面積を大きくしてロープの摩れを増し、それによりロープの寿命を短くするという問題は生じ難く、また、ウインチのドラムに巻き取られる際にもロープ同士で咬み込みが起きてロープが損傷するという問題も生じ難いという利点を有する。
また、本発明のグライダー曳航用ロープは、芯が側ストランドの内径より細くなり、芯を容易に取り除くことができるため、ロープを繋ぐ時に、通常の芯入りロープに比べて楽に接続できるという利点も有する。

また、本発明のグライダー曳航用ロープは、荷重付加によりロープが伸びてストランドが適正な耐摩耗角度となる状態で側ストランドと芯とが密着すると考えられるものであるが、それ以降荷重が増大してもロープの太さはあまり変らないため、芯無しのロープのように、付加荷重の増大により、適正な耐摩耗角度を過すということは考え難く、また、付加荷重が増大すると芯にかかる側ストランドからの圧縮力が増大することになるが、該圧縮力の増大は、付加荷重が低下した際にロープが元の太さに戻ろうとする復元力となり得るため、グライダーの曳航中、ロープが緩んだ後に引っ張られるという状況が繰り返し発生する「しゃくとり現象」や、グライダーが離陸してから機首を押さえた時に生じる「ロープが緩む」という現象を生じ難くすることに貢献することも期待される。

本発明のグライダー曳航用ロープ（荷重がかかってない状態）の１態様（芯が１本のヤーン）の断面の模式図である。 本発明のグライダー曳航用ロープ（荷重がかかってない状態）の別の態様（芯が３本のヤーンを撚ったトワイン）の断面の模式図である。 図１に示される荷重がかかってない状態のロープ（１ａ）から荷重がかかった状態のロープ（１ｂ）への形状変化を示す概念図である。 図２に示される荷重がかかってない状態のロープ（５ａ）から荷重がかかった状態のロープ（５ｂ）への形状変化を示す概念図である。 摩耗試験の結果を示すグラフである。

本発明のグライダー曳航用ロープは、合成樹脂繊維から構成される芯と超高分子量ポリオレフィン繊維を撚ってなる１２打の側ストランドから構成される直径４〜７ｍｍのグライダー曳航用ロープであって、前記側ストランドの総合繊度は、９００００ｄｔｅｘないし１２００００ｄｔｅｘの範囲であり、前記芯の太さは、芯の断面形状が円形である場合は、その直径が０．８ｍｍないし１．８ｍｍの範囲であり、芯の断面形状が円形でない場合は、断面形状において幅が最大となる箇所の長さが、０．８ｍｍないし１．８ｍｍの範囲となることを特徴とする。

本発明のグライダー曳航用ロープは、直径４〜７ｍｍであるが、直径４〜６ｍｍ、直径４．５〜５．５ｍｍ、直径４〜５ｍｍ等の範囲が好ましく、特に４ｍｍの直径、５ｍｍの直径等が好ましい。
本発明のグライダー曳航用ロープにおける芯として使用し得る合成樹脂繊維としては、一般的に合成樹脂繊維として使用されているものであれば特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン繊維、ポリエステル、ナイロン等が挙げられ、好ましくは、ポリオレフィン繊維が挙げられ、また、ポリエチレンが挙げられる。
合成樹脂繊維の使用形態としては、特に限定されるものではないが、例えば、単繊維のモノフィラメント糸、長繊維を多数撚りあわせたモノフィラメント糸、短繊維を撚ったスパン糸等を挙げることができ、単繊維のモノフィラメント糸が好ましく、特に、ポリエチレンモノフィラメント、ポリプロピレンモノフィラメントが好ましい。
単繊維のモノフィラメント糸を用いる際の繊度としては、３００ｄｔｅｘないし６００ｄｔｅｘの範囲が挙げられ、４００ｄｔｅｘないし５００ｄｔｅｘの範囲が好ましい。
特に、５００ｄｔｅｘ程度のポリプロピレンモノフィラメント、４００ｄｔｅｘ程度のポリエチレンモノフィラメントが好ましい。
芯の構成としては、合成樹脂繊維を撚ったヤーン（撚り糸）、該ヤーンを撚ったストランド、該ストランド又は前記ヤーンを撚った３つ打、８つ打、１２打、１６打の索の何れの構成も採用することができるが、合成樹脂繊維を撚ったヤーン、合成樹脂繊維を撚った３本のヤーンを撚った３つ打のトワイン等とするのが好ましい。
芯の構成としては、長く繋がった紐状の形態、ある程度の長さ毎に切断された紐状の形態、短く切断された芯が断続的に存在する形態の何れの形態も採用することができるが、ある程度の長さ毎に切断された紐状の形態とするのが好ましい。
芯として、ある程度の長さ毎に切断された紐状の形態を採用する場合、その長さは、２００ｍないし６００ｍの範囲とするのが好ましい。
上記のように、芯をある程度の長さ毎に切断された紐状の形態とすると、ロープへの荷重がなくなった際にロープの一部にかかる、大きく膨らもうとする力を解放することができるという利点を有する。
また、芯として合成樹脂繊維を撚ったヤーンを採用する場合、その撚りは、通常、１０回／３０ｃｍないし４０回／３０ｃｍの範囲であり、１６回／３０ｃｍないし２４回／３０ｃｍの範囲が好ましく、芯として合成樹脂繊維を撚った３本のヤーンを撚った３つ打のトワインを採用する場合、その各ヤーンの撚りは、通常、１２回／３０ｃｍないし３０回／３０ｃｍの範囲であり、１８回／３０ｃｍないし２４回／３０ｃｍの範囲が好ましく、ヤーン３本の撚りは、通常、１０回／３０ｃｍないし４０回／３０ｃｍの範囲であり、１８回／３０ｃｍないし２４回／３０ｃｍの範囲が好ましい。
芯の太さは、芯の断面形状が円形である場合は、その直径が、通常、０．８ｍｍないし１．８ｍｍの範囲であり、１．０ないし１．４ｍｍの範囲が好ましく、芯の断面形状が円形でない場合は、断面形状において幅が最大となる箇所の長さが、通常、０．８ｍｍないし１．８ｍｍとなる範囲であり、１．０ないし１．４ｍｍの範囲が好ましい。
上記芯の太さに対応する総合繊度は、芯の断面形状が円形である場合は、通常、４７００ないし２１０００ｄｔｅｘの範囲が挙げられ、７０００ないし１４０００ｄｔｅｘの範囲が好ましい。
上記の場合、総合繊度が２１０００ｄｔｅｘを超えるとストランドが適正な耐摩耗角度をとり難くなって、耐摩耗性が低下し易くなるため好ましくなく、４７００ｄｔｅｘ未満になるとロープが潰れて表面積が増えて、ロープの摩れが増し易くなるため好ましくない。
また、芯の断面形状が円形でない場合に対応する総合繊度としては、例えば、芯として合成樹脂繊維を撚った３本のヤーンを撚った３つ打のトワインを採用する場合、通常、３２００ないし１６０００ｄｔｅｘの範囲が挙げられ、５０００ないし１００００ｄｔｅｘの範囲が好ましい。
上記の場合、総合繊度が１６０００ｄｔｅｘを超えるとストランドが適正な耐摩耗角度をとり難くなって、耐摩耗性が低下し易くなるため好ましくなく、３２００ｄｔｅｘ未満になるとロープが潰れて表面積が増えて、ロープの摩れが増し易くなるため好ましくない。
尚、芯は、その表面の一部又は全部を樹脂加工することもできる。

本発明に使用し得る超高分子量ポリオレフィン繊維としては、超高分子量ポリオレフィン繊維として既知のものであれば特に限定されないが、具体的には、ダイニーマ（登録商標）ＳＫ−６０、ダイニーマ（登録商標）ＳＫ−７０、ダイニーマ（登録商標）ＳＫ−７１、ダイニーマ（登録商標）ＳＫ−７５等が挙げられる。
超高分子量ポリオレフィン繊維は、通常、フィラメントを撚ったヤーンの形態で使用され、その繊度としては、１００ｄｔｅｘないし２０００ｄｔｅｘの範囲が挙げられ、１０００ｄｔｅｘないし２０００ｄｔｅｘの範囲が好ましい。
特に、１７００ないし１８００ｄｔｅｘ程度のヤーンが好ましい。
側ストランドの構成は、超高分子量ポリオレフィン繊維（ヤーン）を撚ったストランドを更に撚った１２打の索となる。
側ストランドの総合繊度は、通常、９００００ｄｔｅｘないし１２００００ｄｔｅｘの範囲が挙げられ、好ましくは、１０００００ｄｔｅｘないし１１００００ｄｔｅｘの範囲が挙げられ、具体的には、１０６５６０ｄｔｅｘが挙げられる。
各ストランドの繊度としては、８０００ｄｔｅｘないし１００００ｄｔｅｘの範囲が挙
げられ、好ましくは、８３００ｄｔｅｘないし９３００ｄｔｅｘの範囲が挙げられ、具体的には、８８８０ｄｔｅｘが挙げられる。
上記ストランドの撚りとしては、１５回／３０ｃｍないし２５回／３０ｃｍの範囲であり、１６回／３０ｃｍないし２０回／３０ｃｍの範囲が好ましい。
上記ストランドとしては、例えば、１０００ｄｔｅｘないし２０００ｄｔｅｘの範囲のヤーン、例えば、１７７６ｄｔｅｘのヤーン５本を撚ったもの等が挙げられる。

本発明のグライダー曳航用ロープは、上述のように、荷重がかかって側ストランドが伸びてゆくと同時に締まってゆく状態においては、前記芯と前記側ストランドとは密着せず、側ストランドが伸びきってその太さが変らなくなるまで荷重がかかった際に前記芯と前記側ストランドとが密着すると考えられるものである。
前記側ストランドが伸びきってその太さが変らなくなるまでの荷重は、通常５ｋＮないし１０ｋＮであり、また、５ｋＮないし６ｋＮ程度で有り得る。

本発明のグライダー曳航用ロープの好ましい態様としては、側ストランドが、８８８０ｄｔｅｘのストランド１２本を撚合したものであり、芯が、ポリオレフィンモノフィラメントを撚った４７００ないし２１０００ｄｔｅｘのヤーンである上述のグライダー曳航用ロープが挙げられる。
より好ましい態様としては、芯が、７０００ないし１４０００ｄｔｅｘのヤーンである上述のグライダー曳航用ロープが挙げられる。
本発明のグライダー曳航用ロープの別の好ましい態様としては、側ストランドが、８８８０ｄｔｅｘのストランド１２本を撚合したものであり、芯が、ポリオレフィンモノフィラメントを撚った３本のヤーンを更に撚った３つ打のトワインであり、総合繊度が３２００ないし１６０００ｄｔｅｘである上述のグライダー曳航用ロープが挙げられる。
より好ましい態様としては、総合繊度が５０００ないし１００００ｄｔｅｘである上述のグライダー曳航用ロープが挙げられる。

以下、図を用いて本発明のグライダー曳航用ロープの態様を説明する。
図１に、荷重がかかってない状態における本発明のグライダー曳航用ロープであって、芯４が合成樹脂繊維を撚った１本のヤーンであって、側ストランド（撚り方が右ストランド（Ｓ撚り）のヤーン２と左ストランド（Ｚ撚り）のヤーン３から構成される）が超高分子量ポリオレフィン繊維を撚ってなるヤーン１２本を組編みした（１２打）グライダー曳航用ロープ１の断面の模式図を示した。
ここで、側ストランド（２及び３）における各ストランドは互いに接し、それにより、側ストランドは実質的に外面（ロープ表面）と内面を有することになるが、該内側と芯４の表面との間には空間が存在して密着していないと考えられる。
グライダー曳航用ロープ１に荷重をかけた際の想定される形状の変化を図３に示した。
グライダー曳航用ロープ１は、荷重がかかっていない状態（１ａ）では、芯４の表面は、側ストランド（２及び３）の内側との間に空間が存在して側ストランドの内側とは密着していないと考えられるが、これに徐々に荷重をかけてゆくと、側ストランドが伸びてゆくと同時に締まってゆき、伸びきってその太さが変らなくなった状態（１ｂ）で、芯４の表面は、側ストランド（２及び３）の内面と密着するものと考えられる。

図２に、荷重がかかってない状態における、本発明のグライダー曳航用ロープであって、芯６が合成樹脂繊維を撚ったヤーン３本を撚った（３つ打）トワインであって、側ストランド（撚り方が右ストランド（Ｓ撚り）のヤーン２と左ストランド（Ｚ撚り）のヤーン３から構成される）が超高分子量ポリオレフィン繊維を撚ってなるヤーン１２本を組編みした（１２打）グライダー曳航用ロープ５の断面の模式図を示した。
ここで、側ストランド（２及び３）における各ストランドは互いに接し、それにより、側ストランドは実質的に外面（ロープ表面）と内面を有することになるが、該内側と芯６
の表面との間には空間が存在して密着していないと考えられる。
グライダー曳航用ロープ５に荷重をかけた際の想定される形状の変化を図４に示した。
グライダー曳航用ロープ５は、荷重がかかっていない状態（５ａ）では、芯６の表面は、側ストランド（２及び３）の内側との間に空間が存在して側ストランドの内側とは密着していないと考えられるが、これに徐々に荷重をかけてゆくと、側ストランドが伸びてゆくと同時に締まってゆき、伸びきってその太さが変らなくなった状態（５ｂ）で、芯６の表面は、側ストランド（２及び３）の内面と密着するものと考えられる。

本発明のグライダー曳航用ロープは、既知のロープの製造方法を用いて製造することができ、例えば、上述した芯の周囲に上述の側ストランドを形成することにより製造することができる。

得られた本発明のグライダー曳航用ロープは、上述したように、芯無しのロープと同様の衝撃吸収性を有するものであるが、その長さ当りの吸収力としては小さなものにしかならない。
しかし、グライダー曳航の用途において用いられるロープは長いものであるため、総合的な吸収力としては、実用的にも有効なものになると考えられる。
また、本発明のグライダー曳航用ロープは、ある荷重までは、芯無しのロープと同様の高い応答性（伸び縮み）を維持するが、これにより、グライダーの離陸時の感覚をウインチ作業者及びパイロットに伝えることができる。
また、本発明のグライダー曳航用ロープは、荷重が一定量を超えると側ストランドが芯と密着してロープを圧縮する力が生じ、ロープを膨らませる力が蓄えられるが、これは、荷重が減少した際にロープが弛むのを防止し、次に来る衝撃を減弱することに寄与することが期待できる。
また、本発明のグライダー曳航用ロープは、上記の機構によりロープにかかる細かな衝撃を吸収して快適な離陸に寄与する可能性も考えられる。

実施例１
表１に記載された種々の芯（ヤーン）の周囲に下記の側ストランドを形成（組編）することにより直径５ｍｍのロープ１ないし８（芯の長さ：２００ｍ）を製造した。
図１を用いて説明すると、表１に記載された種々の芯（ヤーン）４を製造し、その周囲に、ダイニーマ（登録商標）ＳＫ−７５（東洋紡績株式会社製、繊度：１７７６ｄｔｅｘ）のヤーン５本をＳ撚りに撚って製造したストランド２（８８８０ｄｔｅｘ）６本と、ダイニーマ（登録商標）ＳＫ−７５（東洋紡績株式会社製、繊度：１７７６ｄｔｅｘ）のヤーン５本をＺ撚りに撚って製造したストランド３（８８８０ｄｔｅｘ）６本の合計１２本のストランドを、撚り数：１９回／３０ｃｍで組編みして（１２打：サザンブレード）、総繊度１０６５６０ｄｔｅｘの側ストランド（２及び３）を形成した。

試験例１：摩耗試験
上記で製造したロープ１ないし８を以下の摩耗試験に付し、削り取られたロープの質量を測定した。
測定結果を表２及び図５に示した。
＜試験条件＞
使用機器：サンドペーパー式摩耗試験機（三河繊維技術センター製）
サンドペーパー：耐水♯４００
荷重：１９．６Ｎ（約２．０ｋｇ）
ドラム：毎分２回転（周径５９４ｍｍ）
スライド幅：７ｍｍ／回転

結果：
表２及び図５からわかるように、ロープ３（芯：４７１６ｄｔｅｘ）からロープ６（芯２１２２２ｄｔｅｘ）の間において、耐摩耗性に優れており、特に、ロープ４（芯：７０７４ｄｔｅｘ）からロープ５（芯：１４１４８ｄｔｅｘ）の間の耐摩耗性が優れていた。
尚、ロープ３ないし６に荷重をかけた際の伸び具合は、芯無しのロープ（ロープ１）と同程度であった。

１：グライダー曳航用ロープ（芯が１本のヤーン）
２：側ストランドを構成するストランド（Ｓ撚り）
３：側ストランドを構成するストランド（Ｚ撚り）
４：芯（１本のヤーン）
５：グライダー曳航用ロープ（芯が３本のヤーンを撚ったトワイン）
６：芯（３本のヤーンを撚ったトワイン）

Claims (5)

1. 合成樹脂繊維から構成される芯と超高分子量ポリオレフィン繊維を撚ってなる１２打の側ストランドから構成される直径４〜７ｍｍのグライダー曳航用ロープであって、前記側ストランドの総合繊度は、９００００ｄｔｅｘないし１２００００ｄｔｅｘの範囲であり、前記芯の太さは、芯の断面形状が円形である場合は、その直径が０．８ｍｍないし１．８ｍｍの範囲であり、芯の断面形状が円形でない場合は、断面形状において幅が最大となる箇所の長さが、０．８ｍｍないし１．８ｍｍの範囲となるグライダー曳航用ロープ。
2. 前記側ストランドは、８８８０ｄｔｅｘのストランド１２本を撚合したものであり、前記芯は、ポリオレフィンモノフィラメントを撚った４７００ないし２１０００ｄｔｅｘのヤーンである請求項１記載のグライダー曳航用ロープ。
3. 前記芯は、７０００ないし１４０００ｄｔｅｘのヤーンである請求項２記載のグライダー曳航用ロープ。
4. 前記側ストランドは、８８８０ｄｔｅｘのストランド１２本を撚合したものであり、前記芯は、ポリオレフィンモノフィラメントを撚った３本のヤーンを撚った３つ打のトワインであり、総合繊度が３２００ないし１６０００ｄｔｅｘである請求項１記載のグライダー曳航用ロープ。
5. 前記芯は、総合繊度が５０００ないし１００００ｄｔｅｘである請求項４記載のグライダー曳航用ロープ。

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