JP7361652B2 - 乗用溝切機 - Google Patents

Description

本発明は、乗用溝切機に関する。

従来、圃場（水田）の排水を速やかに行うべく圃場に溝を切る乗用溝切機が知られている。この乗用溝切機は、本体フレームに設けられた座席に作業者が跨がって座り、エンジンの駆動による駆動輪の回転により進行しながら、本体フレーム後部の溝切部により圃場に溝を切るものである。以下の特許文献１には、作業者によるハンドル操作により、駆動輪を操舵し進行方向を変えるものが記載されている。

この特許文献１に記載の乗用溝切機では、作業者が座る座席を有し、前後方向に延びると共に後方へ向かって下方へ傾斜する本体フレームを備えている。本体フレームの前部には、ハンドルのハンドル軸が回転自在に連結され、ハンドル軸の下方には、ブラケットを介して、駆動輪を片持ち支持すると共に駆動輪に動力を伝達するためのギヤケースが連結されている。また、本体フレームの後部には、圃場に溝を形成するための溝切部が連結されている。

駆動輪を駆動するための駆動輪ユニットは、原動機と、原動機の動力を駆動輪に伝達するための伝動軸と、伝動軸を収容した伝動軸収容パイプと、備えている。伝動軸収容パイプは、後方へ向かって上方へ傾斜し、その前端が、ギヤケースに連結されると共に、その後端が、原動機に連結されており、座席の下方を通るように延びている。本体フレームは、座席の前側の近傍から、伝動軸収容パイプから離れる側へ湾曲する湾曲部を備えており、ハンドルを操舵して左へ切ったときに伝動軸収容パイプが右へ旋回して湾曲部に進入し、本体フレームに干渉しないようになっている。

特開２０１８－０２７０３５号公報

ここで、上記乗用溝切機にあっては、原動機の駆動による駆動輪の駆動時に、駆動輪が圃場からの抵抗を受けて回転反力が生じ、駆動輪を中心に乗用溝切機が回転させられる。すなわち、駆動輪の駆動時には、乗用溝切機の前部が上方へ浮き、乗用溝切機の後部が下方へ沈むような回転反力を受ける。このとき、伝動軸収容パイプが本体フレームの湾曲部に進入した状態にあると、伝動軸収容パイプが下方へ回動し湾曲部に当接して抵抗を受け、この状態ではハンドルを円滑に操舵できないという問題がある。

本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、駆動輪の駆動時に、ハンドルの円滑な操舵が可能となる乗用溝切機を提供することを目的とする。

本発明による乗用溝切機（１００）は、作業者が座る座席（１２）を有する本体フレーム（９）と、本体フレーム（９）の前部に回転自在に連結され、駆動輪（６）を操舵するハンドル（１）のハンドル軸（２）と、駆動輪（６）に接続され、駆動輪（６）を駆動するための駆動輪ユニットと、本体フレーム（９）の後部に連結され、溝を形成するための溝切部（７）と、を備え、駆動輪ユニットは、原動機（１５）と、前後方向に延び原動機（１５）の動力を駆動輪（６）に伝達する伝動軸と、伝動軸を収容する伝動軸収容パイプ（１３）と、を有する乗用溝切機（１００）において、伝動軸収容パイプ（１３）に、当該伝動軸収容パイプ（１３）の軸心周りに回転自在な回転体（４２）を設け、本体フレーム（９）に、回転体（４２）を下から受け止める回転体受け部（４１）を設けたことを特徴としている。

このような乗用溝切機（１００）によれば、駆動輪（６）の駆動時に、駆動輪（６）が圃場からの抵抗を受け、乗用溝切機（１００）の前部が上方へ浮き、乗用溝切機（１００）の後部が下方へ沈むような回転反力を受けて、伝動軸収容パイプ（１３）が下方へ回動した際に、伝動軸収容パイプ（１３）に設けられ当該伝動軸収容パイプ（１３）の軸心周りに回転自在な回転体（４２）が、本体フレーム（９）に設けられ回転体（４２）を下から受け止める回転体受け部（４１）に当接し抵抗を受ける。このとき、ハンドル（１）を操舵すると、回転体（４２）は回転体受け部（４１）上をスムーズに転がるため、ハンドル（１）を円滑に操舵することができる。

ここで、回転体（４２）はベアリングにより構成されていると、簡易に回転体（４２）を構成できると共に良好な回転性を得ることができる。

また、上記作用を効果的に奏する構成としては、具体的には、本体フレーム（９）は、伝動軸収容パイプ（１３）が通過し当該伝動軸収容パイプ（１３）の旋回を可能とする湾曲部（１４）を備え、回転体受け部（４１）は、湾曲部（１４）に設けられている構成が挙げられる。

このように本発明によれば、駆動輪の駆動時に、ハンドルを円滑に操舵できる。

本発明の実施形態に係る乗用溝切機を示す側面図である。 図１に示す乗用溝切機を後方上方から見た概略斜視図である。 図１及び図２中のハンドル、ハンドル軸及びハンドル軸回転範囲規制手段を示す縦断面図であり、ハンドル固定の場合を示す図である。 図３中のハンドル軸回転範囲規制手段を構成する上段プレート及びノブボルトを示す平面図である。 図３中のハンドル軸回転範囲規制手段を構成する中段プレートを示す平面図である。 図３中のハンドル軸回転範囲規制手段を構成する下段プレートを示す平面図である。 図１中の溝切部、溝切部回転範囲規制手段及び中立戻し機構を示す一部断面側面図である。 図７中の中立戻し機構を示す平面図である。 図７中のIX-IX矢視図である。 図７中の溝切部回転範囲規制手段を示す背面図である。 駆動輪と溝切部の位相関係を示す平面図であり、駆動輪及び溝切部が中立位置に位置している状態を示す図である。 駆動輪と溝切部の位相関係を示す平面図であり、駆動輪を中立位置から時計回りに旋回した状態を示す図である。 駆動輪と溝切部の位相関係を示す平面図であり、駆動輪を中立位置から反時計回りに旋回した状態を示す図である。 駆動輪の駆動時に圃場から回転反力を受けた乗用溝切機の状態を説明するための図である。

以下、本発明に係る乗用溝切機の好適な実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。図１及び図２は、本発明の実施形態に係る乗用溝切機を示す各図、図３は、ハンドル、ハンドル軸及びハンドル軸回転範囲規制手段を示す縦断面図であり、ハンドル固定の場合を示す図、図４～図６は、ハンドル軸回転範囲規制手段を示す各図、図７は、溝切部、溝切部回転範囲規制手段及び中立戻し機構を示す一部断面側面図、図８は、中立戻し機構を示す平面図、図９は、図７中のIX-IX矢視図、図１０は、溝切部回転範囲規制手段を示す背面図、図１１～図１３は、駆動輪と溝切部の位相関係を示す各平面図、図１４は、駆動輪の駆動時に圃場から回転反力を受けた乗用溝切機の状態を説明するための図である。なお、以下の説明において、「前」、「後」、「上」、「下」、「左」、「右」等の方向を示す語は、乗用溝切機が水平面上に置かれた場合の前進方向を前方と定めた状態を基準としている。

図１及び図２に示すように、乗用溝切機１００は、その前部に、作業者が握るハンドル１と、ハンドル１の下部から斜め下方且つ前方へ延びるハンドル軸２と、ハンドル軸２の下端部に連結され紙面手前側にオフセットされてハンドル軸２と同傾斜で下方へ延びる連結ブラケット３と、連結ブラケット３に連結されたギヤケース４と、ギヤケース４の内側のハブに片持ち支持で連結されると共に外周の周方向に沿って等間隔で平板状の滑り止め５が設けられた駆動輪６と、を備え、その後部に、圃場に溝を切るための溝切部７と、溝切部７に連結され斜め上方且つ後方へ延びる溝切部軸８と、を備えている。

また、乗用溝切機１００は、前後方向に後ろ下がりで延びる本体フレーム９を備えている。本体フレーム９の前部には、ハンドル軸回転支持パイプ１０が設けられ、ハンドル軸回転支持パイプ１０にハンドル軸２が内挿され回転自在に連結されている。

本体フレーム９には、その軸線方向略中央の上部に、作業者が跨がって座るための座席１２が設けられている。座席１２は、上下方向位置が調整可能とされている。また、本体フレーム９の軸線方向中央より後部側は、後述の伝動軸収容パイプ１３が進入しハンドル軸２を回転軸心として左右方向（紙面垂直方向）に揺動できるように、略Ｕ字状に側方（紙面奥側）に膨らむように湾曲する湾曲部１４を備えている。

湾曲部１４の略Ｕ字を構成する後部側の部分の上部には、当該部分に沿うように延びると共に斜め後ろ上がりの傾斜で延びる平板状の回転体受け部４１が固定されている（図７参照）。この回転体受け部４１は、後述の回転体４２を下から受け止めるためのものである。

また、本体フレーム９の湾曲部１４から後方へ延びる後端部には、溝切部軸回転支持パイプ１１が設けられ、溝切部軸回転支持パイプ１１に溝切部軸８が内挿され回転自在に連結されている。

溝切部７は、平面視において先細のハの字状をなすと共に、前後方向視においてＶ字溝を形成するように平板を連設して構成されており、Ｖ字溝を形成する平板の上端に、ハの字状に沿って水平方向外側へ延びる平板が連設されている。そして、溝切部７による溝切りに際しては、Ｖ字溝の先端を圃場に食い込ませ、Ｖ字溝外側上方へ押し上げられた土を左右に拡散するようになっている。

ギヤケース４は、曲り歯かさ歯車等を収容し、このギヤケース４に対しては、内部に伝動軸を収容し前後方向へ後ろ上がりで延びる伝動軸収容パイプ１３が連結され、伝動軸収容パイプ１３の後端には原動機１５が連結される。伝動軸収容パイプ１３は、ギヤケース４の曲り歯かさ歯車により右側（紙面奥側）にやや傾斜しながら後方へ延びている。原動機１５は、座席１２の後方に配置され、伝動軸収容パイプ１３は、座席１２の下を通り本体フレーム９の湾曲部１４の内側を通過して原動機１５に至るように配置されている。ここで、原動機１５と、伝動軸と、伝動軸収容パイプ１３により、駆動輪を駆動するための駆動輪ユニットが構成されている。

図１、図２及び図７に示すように、伝動軸収容パイプ１３において上記回転体受け部４１の上には、伝動軸収容パイプ１３の軸心周りに回転自在な回転体４２が設けられている。回転体４２はベアリングより構成されており、ここでは、玉軸受が用いられている。回転体４２を構成するベアリングは、伝動軸収容パイプ１３に固定された内輪と、玉を介して回転自在な外輪より構成されている。

なお、作業者がハンドル１を左右に回転操作した場合、駆動輪６は左右に旋回し伝動軸収容パイプ１３も左右に旋回するが、ハンドル１が中立位置、左右の旋回位置のどこにあっても、伝動軸収容パイプ１３の回転体４２の下に、回転体受け部４１が位置する構成となっている。因みに、回転体受け部４１と回転体４２との間には、実際には、隙間が存在している。

そして、原動機１５の駆動力が伝動軸を介してギヤケース４のハブに伝達され、駆動輪６が回転する。なお、連結ブラケット３と伝動軸収容パイプ１３とは補強フレーム２９により連結されている。

図３に示すように、ハンドル軸２は、ハンドル軸回転支持パイプ１０内に収容されたフランジ型軸受（無給油軸受）１６を介して回転自在に支持されており、ハンドル軸回転支持パイプ１０の前面、及び、図１～図３に示すように、連結ブラケット３においてハンドル軸回転支持パイプ１０の下に位置し左右方向に延びるブラケット部３７の前面には、ハンドル軸２の回転範囲を規制するハンドル軸回転範囲規制手段１７が設けられている。

図３に示すように、ハンドル軸回転範囲規制手段１７は、ハンドル軸回転支持パイプ１０の前面に固定された上段プレート１８と、ブラケット部３７の前面に固定され、上段プレート１８の下方に離間して重ねて配置された中段プレート１９及び下段プレート２０と、を備えている。

図３及び図４に示すように、上段プレート１８には、ノブボルト２１が螺子込まれている。図５に示すように、中段プレート１９には、ハンドル軸２を回転軸心として平面視円弧状に延びる長孔２２が貫通形成され、当該長孔２２にノブボルト２１の先端部が進入し遊嵌配置可能とされている。図６に示すように、下段プレート２０には、ノブボルト２１の下方位置に、ノブボルト２１の先端部が進入可能な貫通孔２３が形成されている。そして、図３に示すように、上段プレート１８にノブボルト２１を螺子込み、当該ノブボルト２１の先端部を中段プレート１９の長孔２２（図５参照）に進入させることで、ハンドル軸２及びハンドル１が回転可能とされる。ハンドル軸２及びハンドル１の回転範囲は、中段プレート１９の長孔２２の左右の終端部が移動し、ノブボルト２１の先端部に突き当たるまでの範囲である。

また、上段プレート１８にノブボルト２１をさらに螺子込み、当該ノブボルト２１の先端部を下段プレート２０の貫通孔２３（図６参照）に進入させることで、ハンドル軸２及びハンドル１を回転不能に固定できる。なお、図３は、ハンドル軸２及びハンドル１を固定した場合を示している。

ここで、本実施形態では、ノブボルト２１の先端部は下段プレート２０の貫通孔２３に進入せず、中段プレート１９の長孔２２に遊嵌配置されており、図２を参照すれば、ハンドル１を回転操作（操舵）すると、ハンドル軸２を回転軸心として、駆動輪６が左右方向（反時計回り、時計回り）に旋回すると共に、伝動軸収容パイプ１３及び原動機１５が左右方向（反時計回り、時計回り）に旋回する。なお、ノブボルト２１に代えて、レバーボルトやインデックスプランジャを用いても良い。

また、図１及び図２に示すように、伝動軸収容パイプ１３と溝切部軸８との間には、中立戻し機構２４が介在している。中立戻し機構２４は、図１、図７及び図８に示すように、伝動軸収容パイプ１３と溝切部軸８とを、互いに回転軸心周り中立位置に向かうように引き寄せる弾性体としてのコイルスプリング２５ａ，２５ｂを介して連結したものである。伝動軸収容パイプ１３には、左右方向に延びる前側の調整板２６が連結され、溝切部軸８には、左右方向に延びる後側の調整板２７が回転ブラケット３１を介して固定されており、前側の調整板２６及び後側の調整板２７には、コイルスプリング２５ａ，２５ｂの端部を係止するための係止部（係止孔）２８が左右方向に沿って複数離間して設けられている（図８参照）。

図１及び図２に示すように、回転ブラケット３１は、平板によりＬ字状に構成されている。回転ブラケット３１は、Ｌ字状を構成する底板３１ａの前端が後側の調整板２７の後端に固定され、底板３１ａに、溝切部軸８が貫通し固定されている。

図２及び図８に示すように、コイルスプリング２５ａ，２５ｂは、平面視においてハンドル軸２と溝切部軸８の各回転軸心を結ぶ直線の左右両側にそれぞれ設けられており、ここでは、右側のコイルスプリング２５ａは、前側及び後側の調整板２６，２７の下側に、左側のコイルスプリング２５ｂは、前側及び後側の調整板２６，２７の上側にそれぞれ配置されている。

また、平面視斜めの伝動軸収容パイプ１３に対して、中立戻し機構２４を介して連結された溝切部７が、乗用溝切機１００の進行方向前方を向く中立位置に位置するように（駆動輪６の中立位置に合わせるように）、左側のコイルスプリング２５ｂの前側の調整板２６に対する係止位置は左側にオフセットされており、右側のコイルスプリング２５ａよりも強い引っ張り力を働かせている。

また、図７に示すように、溝切部軸８は、溝切部軸回転支持パイプ１１内に収容されたフランジ型軸受（無給油軸受）３６を介して回転自在に支持されており、図１、図２及び図７に示すように、溝切部軸８に固定された回転ブラケット３１、及び、溝切部軸回転支持パイプ１１に、溝切部７の回転範囲を規制する溝切部回転範囲規制手段３０が設けられている。

溝切部回転範囲規制手段３０は、溝切部軸回転支持パイプ１１に後方へ向かって突出するように突設された突設部材としてのボルト３２と、回転ブラケット３１のＬ字状を構成し上方へ突出する規制ブラケット３１ｂと、を備えている。

規制ブラケット３１ｂは、図２、図７、図９及び図１０に示すように、その上部に、上方へ開放され左右方向へ延びる凹部３３を備え、凹部３３に、ボルト３２が進入している。従って、溝切部７及び溝切部軸８が回転すると、規制ブラケット３１ｂが、溝切部軸回転支持パイプ１１の周囲を回転する。溝切部７及び溝切部軸８の回転範囲は、規制ブラケット３１ｂが回転し、規制ブラケット３１ｂの凹部３３を形成する左右端部に、ボルト３２が突き当たるまでの範囲である。

このような構成を有する乗用溝切機１００を使用する場合には、作業者は、座席１２に跨がって座り、原動機１５を駆動し、原動機１５の駆動力を、伝動軸収容パイプ１３に収容された伝動軸を介してギヤケース４内の歯車、内側のハブに伝達し、駆動輪６が駆動輪として回転する。

このとき、ハンドル軸２及び溝切部軸８は、互いに回転軸心周り中立位置に位置し、図１１に示すように、駆動輪６の方向と溝切部７の方向が一致しているため、乗用溝切機１００は前進する。この際、乗用溝切機１００及び作業者の重量が、駆動輪６及び溝切部７に加わるため、駆動輪６に追従する溝切部７によって圃場に溝が形成される。

乗用溝切機１００が前進する中で、ハンドル１を回転操作すると、ハンドル軸２、連結ブラケット３、駆動輪６、ギヤケース４、伝動軸収容パイプ１３、原動機１５が、ハンドル軸２の回転軸心を中心に回転し、例えば、ハンドル１を右に切った場合には、図１２に示すように、駆動輪６が右に旋回し、乗用溝切機１００の進行方向が右へ変更される。また、例えば、ハンドル１を左に切った場合には、図１３に示すように、駆動輪６が左に旋回し、乗用溝切機１００の進行方向が左へ変更される。

このとき、溝切部軸８は、コイルスプリング２５ａ，２５ｂを有する中立戻し機構２４を介して伝動軸収容パイプ１３に接続されているため、溝切部７は溝切部軸８の回転軸心を中心として、ハンドル１を右に切った場合には、図１２に示すように、反時計回りに回転し、左に切った場合には、図１３に示すように、時計回りに回転する。すなわち、ハンドル軸２が回転した位相と、溝切部７が回転した位相とは逆位相となり、駆動輪６と溝切部７が逆方向を向いた状態で乗用溝切機１００は進行する。

この状態で、ハンドル１の操作方向がそのまま留まらないように、中立戻し機構２４が作用し、コイルスプリング２５ａ，２５ｂによって、ハンドル１及び溝切部７が上記とは逆方向に回転し、中立位置に復帰する。

ここで、このような構成を有する乗用溝切機１００において、作業者が座席１２に跨がって座りハンドル１を握り原動機１５により駆動輪６を駆動すると、図１４に示すように、駆動輪６が圃場からの抵抗を受けて回転反力が生じ、駆動輪６を中心に乗用溝切機１００が矢印Ａで示すように回転させられる。

すなわち、駆動輪６の駆動時には、乗用溝切機１００の前部が矢印Ｂで示すように上方へ浮き、乗用溝切機１００の後部が矢印Ｃで示すように下方へ沈むような回転反力を受ける。すると、伝動軸収容パイプ１３は矢印Ｄで示すように下方へ回動し、湾曲部１４に進入している回転体４２は、本体フレーム９の回転体受け部４１に当接して抵抗を受ける。この状態で、ハンドル１を操舵すると、従来では操舵が難しかったが、本実施形態では、回転体４２が回転体受け部４１上をスムーズに転がるため、ハンドル１を円滑に操舵する（円滑に切る）ことができる。

このように、本実施形態によれば、駆動輪６の駆動時に、駆動輪６が圃場からの抵抗を受け、伝動軸収容パイプ１３が下方へ回動した際に、伝動軸収容パイプ１３に設けられた回転体４２が、本体フレーム９に設けられた回転体受け部４１に当接するため、当該回転体４２により、ハンドル１を円滑に操舵できる。

また、回転体４２はベアリングにより構成されているため、簡易に回転体４２を構成できると共に良好な回転性を得ることができる。

また、本実施形態によれば、以下の作用・効果も奏する。すなわち、座席１２を有する本体フレーム９に対し回転自在に連結されたハンドル１のハンドル軸２が、中立位置から切られた場合、本体フレーム９に対し回転自在に連結された回転ブラケット３１（溝切部７）とハンドル軸２とを連結する弾性体としてのコイルスプリング２５ａ、２５ｂにより、回転ブラケット３１とハンドル軸２とが互いに中立位置に向かうように引き寄せられるため、ハンドル１が中立位置へ容易に戻され、安定した直進性を維持できる。

また、コイルスプリング２５ａ，２５ｂは、平面視においてハンドル軸２と回転ブラケット３１（溝切部７）の各回転軸心を結ぶ直線の左右両側にそれぞれ設けられているため、ハンドル１を左右の何れに切った場合でも、ハンドル１が中立位置へ容易に戻される。

また、上記構成に加えて、本体フレーム９の前部にハンドル軸２が回転自在に連結されると共に、本体フレーム９の後部に回転ブラケット３１を介して溝切部７が回転自在に連結されているため、ハンドル軸２が回転した位相と、溝切部７が回転した位相とを逆位相にでき、駆動輪６と溝切部７とが逆方向を向き、回転半径や内輪差を小さくでき、小回りを利かせることができる。

また、ハンドル軸２の回転範囲を規制するハンドル軸回転範囲規制手段１７を備えているため、ハンドル１の回転範囲が規制され、ハンドル１の切り過ぎによる部品との干渉や必要以上の負荷を抑止できる。

また、ノブボルト２１を螺子込み、先端部を下段プレート２０の貫通孔２３に進入させ、ハンドル軸２を固定しロックすることにより、ハンドル１が回らない状態で溝切部７を浮かし駆動輪６を転がしながら走行作業ができるため、圃場での乗用溝切機１００の運搬移動が容易であり、しかも、ハンドル１、駆動輪６、伝動軸収容パイプ１３、原動機１５が動かないため、安全である。

また、中立戻し機構２４の前側の調整板２６、後側の調整板２７の係止部２８に対するコイルスプリング２５ａ，２５ｂの取り付け位置を変えることにより、コイルスプリング２５ａ，２５ｂの角度を調整し負荷の変更ができるため、ハンドル１の取られやすい圃場でも、操作性能の差を少なくできる。

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記実施形態においては、溝切部７を、平面視ハの字状、前後方向視Ｖ字溝を形成するように平板を連設して構成しているが、そろばん玉形状としても良い。

また、上記実施形態においては、溝切部７が回転する乗用溝切機１００に対する適用を述べているが、溝切部７が固定タイプの乗用溝切機に対しても適用可能である。

１…ハンドル、２…ハンドル軸、６…駆動輪、７…溝切部、９…本体フレーム、１２…座席、１３…伝動軸収容パイプ、１４…湾曲部、１５…原動機、４１…回転体受け部（４１）、４２…回転体（ベアリング）、１００…乗用溝切機。

Claims (3)

1. 作業者が座る座席（１２）を有する本体フレーム（９）と、前記本体フレーム（９）の前部に回転自在に連結され、駆動輪（６）を操舵するハンドル（１）のハンドル軸（２）と、前記駆動輪（６）に接続され、前記駆動輪（６）を駆動するための駆動輪ユニットと、前記本体フレーム（９）の後部に連結され、溝を形成するための溝切部（７）と、を備え、前記駆動輪ユニットは、原動機（１５）と、前後方向に延び前記原動機（１５）の動力を前記駆動輪（６）に伝達する伝動軸と、前記伝動軸を収容する伝動軸収容パイプ（１３）と、を有する乗用溝切機（１００）において、
   前記伝動軸収容パイプ（１３）に、当該伝動軸収容パイプ（１３）の軸心周りに回転自在な回転体（４２）を設け、
   前記本体フレーム（９）に、前記回転体を下から受け止める回転体受け部（４１）を設けたことを特徴とする乗用溝切機（１００）。
2. 前記回転体（４２）は、ベアリングにより構成されていることを特徴とする請求項１記載の乗用溝切機（１００）。
3. 前記本体フレーム（９）は、前記伝動軸収容パイプ（１３）が通過し当該伝動軸収容パイプ（１３）の旋回を可能とする湾曲部（１４）を備え、
   前記回転体受け部（４１）は、前記湾曲部（１４）に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の乗用溝切機（１００）。

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