JPH0470488B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0470488B2 JPH0470488B2 JP59213262A JP21326284A JPH0470488B2 JP H0470488 B2 JPH0470488 B2 JP H0470488B2 JP 59213262 A JP59213262 A JP 59213262A JP 21326284 A JP21326284 A JP 21326284A JP H0470488 B2 JPH0470488 B2 JP H0470488B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bump
- recess
- oil
- bearing
- leaf
- Prior art date
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- Expired
Links
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- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 15
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
- F16C17/042—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with flexible leaves to create hydrodynamic wedge, e.g. axial foil bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/23—Gas turbine engines
- F16C2360/24—Turbochargers
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ターボチヤージヤにおけるタービン
シヤフト用スラスト軸受のような軽負荷高速回転
軸受として有用な気体潤滑型軸受に関し、更に詳
しくは、リーフ型フオイルスラスト軸受に関す
る。
シヤフト用スラスト軸受のような軽負荷高速回転
軸受として有用な気体潤滑型軸受に関し、更に詳
しくは、リーフ型フオイルスラスト軸受に関す
る。
一般に、軽負荷高速回転用気体潤滑型スラスト
軸受として用いられるリーフ型フオイルスラスト
軸受は、回転部材（例えば回転シヤフト）の端面
に微小な隙間をして向き合う軸受部材のスラスト
面に連続波状に屈曲形成した複数のパンプフオイ
ルを周方向に間隔をあけて載せ、各バンプフオイ
ルの上に載せた薄い平板状のトツプフオイルの一
端を軸受部材のスラスト面上に設けたスペーサの
上に固定した構成となつている。このような構成
のリーフ型フオイルスラスト軸受において、気体
による安定した潤滑を得るためには、トツプフオ
イルと回転部材との間の軸受隙間には潤滑気体の
安定したくさび膜が形成されることが重要であ
る。このため、従来は、第５図に示すように、軸
受部材１のスラスト面２上に載せられるバンプフ
オイル３のバンプ高さ、即ち凹凸の高さを順次に
変化させ、バンプフオイル３高さ変化によつてそ
の上に載せられるトツプフオイル５を緩やかな山
形に湾曲させるという手段が採られている。この
ような構成とした場合、トツプフオイル５と回転
部材６の端面との間には、トツプフオイル５の固
定側端部５ａから自由端側、即ち、相手部材の回
転方向に向かつてくさび状の隙間が形成されるた
め、トツプフオイル５には図中下向きの矢印群で
示すような圧力分布が生じる。
軸受として用いられるリーフ型フオイルスラスト
軸受は、回転部材（例えば回転シヤフト）の端面
に微小な隙間をして向き合う軸受部材のスラスト
面に連続波状に屈曲形成した複数のパンプフオイ
ルを周方向に間隔をあけて載せ、各バンプフオイ
ルの上に載せた薄い平板状のトツプフオイルの一
端を軸受部材のスラスト面上に設けたスペーサの
上に固定した構成となつている。このような構成
のリーフ型フオイルスラスト軸受において、気体
による安定した潤滑を得るためには、トツプフオ
イルと回転部材との間の軸受隙間には潤滑気体の
安定したくさび膜が形成されることが重要であ
る。このため、従来は、第５図に示すように、軸
受部材１のスラスト面２上に載せられるバンプフ
オイル３のバンプ高さ、即ち凹凸の高さを順次に
変化させ、バンプフオイル３高さ変化によつてそ
の上に載せられるトツプフオイル５を緩やかな山
形に湾曲させるという手段が採られている。この
ような構成とした場合、トツプフオイル５と回転
部材６の端面との間には、トツプフオイル５の固
定側端部５ａから自由端側、即ち、相手部材の回
転方向に向かつてくさび状の隙間が形成されるた
め、トツプフオイル５には図中下向きの矢印群で
示すような圧力分布が生じる。
しかしながら、バンプフオイルは微小な部品で
あり、しかも、要求されるバンプ高さの勾配は極
めて微小な値であるため、バンプ高さを凹凸ごと
に順次に変えたバンプフオイルを精度よく成形加
工することは極めて困難なことである。
あり、しかも、要求されるバンプ高さの勾配は極
めて微小な値であるため、バンプ高さを凹凸ごと
に順次に変えたバンプフオイルを精度よく成形加
工することは極めて困難なことである。
上記問題点に鑑み、本発明はバンプフオイルの
凹凸ごとに順次バンプ高さを変える必要性をなく
し、容易な加工によつて軸受隙間に潤滑気体の安
定したくさび膜を形成させることができるリーフ
型フオイルスラスト軸受を提供する。
凹凸ごとに順次バンプ高さを変える必要性をなく
し、容易な加工によつて軸受隙間に潤滑気体の安
定したくさび膜を形成させることができるリーフ
型フオイルスラスト軸受を提供する。
即ち、本発明によれば、回転部材の端面に対向
する軸受部材のスラスト面上に回転部材の回転方
向に間隔をあけて複数個の凹所を設け、回転部材
の回転方における各凹部の前端縁側から後端縁側
に向けて各凹所の深さを徐々に浅くすると共に、
少なくとも前記凹所の前端縁側に一端部側から他
端部側に向けて略連続波状に屈曲成形され且つバ
ンプ高さを一定とした複数個のバンプフオイルを
載置せしめ、これに平板よりなる複数個のトツプ
フオイルを配してスラスト軸受面としたことによ
り達成される。
する軸受部材のスラスト面上に回転部材の回転方
向に間隔をあけて複数個の凹所を設け、回転部材
の回転方における各凹部の前端縁側から後端縁側
に向けて各凹所の深さを徐々に浅くすると共に、
少なくとも前記凹所の前端縁側に一端部側から他
端部側に向けて略連続波状に屈曲成形され且つバ
ンプ高さを一定とした複数個のバンプフオイルを
載置せしめ、これに平板よりなる複数個のトツプ
フオイルを配してスラスト軸受面としたことによ
り達成される。
更に具体的には、回転部材の凹所に、一端部側
から他端部側に向けて略連続波状に屈曲形成され
且つバンプ高さを一定とした複数個のバンプフオ
イルの各一端部側を各凹所の前端縁側に沿わせる
とともに、各他端部側を各凹所の後端縁に隣接す
る軸受部材のスラスト面上に沿わせて載置せし
め、これにより、各バンプフオイルの前記一端部
側に各凹所の深さ変化に対応する勾配をもたせ、
平板よりなる複数個ののトツプフオイルの各一端
部を各凹所の前端縁に隣接する軸受部材のスラス
ト面上に固着せしめ、各トツプフオイルの他端部
側を各バンプフオイル上に沿わせて設けたことを
特徴とするリーフ型フオイルスラスト軸受が提供
される。
から他端部側に向けて略連続波状に屈曲形成され
且つバンプ高さを一定とした複数個のバンプフオ
イルの各一端部側を各凹所の前端縁側に沿わせる
とともに、各他端部側を各凹所の後端縁に隣接す
る軸受部材のスラスト面上に沿わせて載置せし
め、これにより、各バンプフオイルの前記一端部
側に各凹所の深さ変化に対応する勾配をもたせ、
平板よりなる複数個ののトツプフオイルの各一端
部を各凹所の前端縁に隣接する軸受部材のスラス
ト面上に固着せしめ、各トツプフオイルの他端部
側を各バンプフオイル上に沿わせて設けたことを
特徴とするリーフ型フオイルスラスト軸受が提供
される。
本発明による上記手段によれば、軸受部材のス
ラスト面に形成した凹所の深さ変化に応じて、バ
ンプフオイル上のトツプフオイルに勾配が生じる
ので、トツプフオイルと回転部材との間の軸受隙
間に潤滑用気体のくさび膜が安定的に形成される
こととなる。したがつて、軽負荷高速回転軸受に
適した非接触軸受を安定的に達成できることとな
る。一方、パンプ高さが一定のバンプフオイルは
加工が容易であり、また、深さが徐々に変化する
凹所は軸受部材のスラスト面に対しては容易に加
工形成することができる。
ラスト面に形成した凹所の深さ変化に応じて、バ
ンプフオイル上のトツプフオイルに勾配が生じる
ので、トツプフオイルと回転部材との間の軸受隙
間に潤滑用気体のくさび膜が安定的に形成される
こととなる。したがつて、軽負荷高速回転軸受に
適した非接触軸受を安定的に達成できることとな
る。一方、パンプ高さが一定のバンプフオイルは
加工が容易であり、また、深さが徐々に変化する
凹所は軸受部材のスラスト面に対しては容易に加
工形成することができる。
以下、図面の第１図ないし第５図を参照して本
発明の実施例を説明する。
発明の実施例を説明する。
第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示す
ものである。これらの図を参照すると、リーフ型
フオイルスラスト軸受は中央に軸線方向貫通穴を
有するデイスクプレート状の軸受部材１１を備え
ている。軸受部材１１は回転部材（例えば回転シ
ヤフト）と同軸に配置されており、軸受部材１１
のスラスト面１１ａは所定幅の隙間を介して回転
部材１２の端面１２ａに対向している。
ものである。これらの図を参照すると、リーフ型
フオイルスラスト軸受は中央に軸線方向貫通穴を
有するデイスクプレート状の軸受部材１１を備え
ている。軸受部材１１は回転部材（例えば回転シ
ヤフト）と同軸に配置されており、軸受部材１１
のスラスト面１１ａは所定幅の隙間を介して回転
部材１２の端面１２ａに対向している。
軸受部材１１のスラスト面１１ａには回転部材
１２の回転方向、即ち軸受部材１１の中心軸線周
り方向に間隔をあけてここでは４つの凹所１３が
設けられている。４つの凹所１３は互いに直交す
る４つの半径線R1〜R4に沿つて延びており、回
転部材１２の回転方向（矢印Ａ方向）における各
凹部１３の前端縁１３ａ及び後端縁１３ｂはそれ
ぞれ各半径方向線R1〜R4と平行に延びている。
１２の回転方向、即ち軸受部材１１の中心軸線周
り方向に間隔をあけてここでは４つの凹所１３が
設けられている。４つの凹所１３は互いに直交す
る４つの半径線R1〜R4に沿つて延びており、回
転部材１２の回転方向（矢印Ａ方向）における各
凹部１３の前端縁１３ａ及び後端縁１３ｂはそれ
ぞれ各半径方向線R1〜R4と平行に延びている。
第１図に詳細に示すように、各凹所１３の深さ
は前端縁１３ａ側から後端縁１３ｂ側に向つて
徐々に浅くなつている。ここでは、凹所１３は連
続した傾斜面となつており、凹所１３の深さは前
端縁１３ａの個所で最も深く、且つ、凹所１３の
後端縁１３ｂは軸受部材１１のスラスト面１１ａ
上に達している。
は前端縁１３ａ側から後端縁１３ｂ側に向つて
徐々に浅くなつている。ここでは、凹所１３は連
続した傾斜面となつており、凹所１３の深さは前
端縁１３ａの個所で最も深く、且つ、凹所１３の
後端縁１３ｂは軸受部材１１のスラスト面１１ａ
上に達している。
リーフ型フオイルスラスト軸受は４つのバンプ
フオイル１４及びトツプフオイル１５を備えてい
る。各バンプフオイル１４は薄い可撓性金属板か
らなつていて略扇形状に形成されており、その一
端部側から他端部側に向けて略連続波状に屈曲形
成されている。ここでは、バンプフオイル１４は
同一寸法形状の複数個の湾曲部１４ａをほぼ等間
隔あけて一端部側から他端部側に向けて連設した
形状となつている。したがつて、バンプフオイル
１４のバンプ高さｈ（第４図参照）は全体に一定
となつている。ここでは、各バンプフオイル１４
の湾曲部１４ａは対応する回転半径方向線R1〜
R4に平行に延びているが軸受部材１１の中心に
対して放射状に延びていてもよい。
フオイル１４及びトツプフオイル１５を備えてい
る。各バンプフオイル１４は薄い可撓性金属板か
らなつていて略扇形状に形成されており、その一
端部側から他端部側に向けて略連続波状に屈曲形
成されている。ここでは、バンプフオイル１４は
同一寸法形状の複数個の湾曲部１４ａをほぼ等間
隔あけて一端部側から他端部側に向けて連設した
形状となつている。したがつて、バンプフオイル
１４のバンプ高さｈ（第４図参照）は全体に一定
となつている。ここでは、各バンプフオイル１４
の湾曲部１４ａは対応する回転半径方向線R1〜
R4に平行に延びているが軸受部材１１の中心に
対して放射状に延びていてもよい。
各バンプフオイル１４の一端部側は各凹所１３
の前端縁１３ａ側に沿つて載置されており、各バ
ンプフオイル１４の他端部側は各凹所１３のの後
端縁１３ｂに隣接する軸受部材１１のスラスト面
１１ａに沿つて載置されている。これにより、各
バンプフオイル１４の一端部側には各凹所１３の
深さ変化に対応する勾配が生じる。
の前端縁１３ａ側に沿つて載置されており、各バ
ンプフオイル１４の他端部側は各凹所１３のの後
端縁１３ｂに隣接する軸受部材１１のスラスト面
１１ａに沿つて載置されている。これにより、各
バンプフオイル１４の一端部側には各凹所１３の
深さ変化に対応する勾配が生じる。
各トツプフオイル１５は薄い可撓性金属平板か
らなつていて略扇形状に形成されている。ここで
は、トツプフオイル１５の表面にはポリテトラフ
ルオロエチレン樹脂のコーテイングが施こされて
いる。
らなつていて略扇形状に形成されている。ここで
は、トツプフオイル１５の表面にはポリテトラフ
ルオロエチレン樹脂のコーテイングが施こされて
いる。
各トツプフオイル１５の一端部１５ａは各凹所
１３の前端縁１３ａに隣接する軸受部材１１のス
ラスト面１１ａ上に固着せしめられている。固着
方法としては接着剤或いはスポツト溶接等の手段
を用いることができる。各トツプフオイル１５の
他端部側は各バンプフオイル１４上に沿つて載置
されている。
１３の前端縁１３ａに隣接する軸受部材１１のス
ラスト面１１ａ上に固着せしめられている。固着
方法としては接着剤或いはスポツト溶接等の手段
を用いることができる。各トツプフオイル１５の
他端部側は各バンプフオイル１４上に沿つて載置
されている。
バンプフオイル１４のバンプ高さｈは通常１mm
以下、凹所１３の勾配は好ましくは1/1000〜1/10
０程度である。
以下、凹所１３の勾配は好ましくは1/1000〜1/10
０程度である。
上記構成からなるリーフ型フオイルスラスト軸
受において、回転部材１２の回転方向（矢印Ａ方
向）おけるトツプフオイル１５の前端部側には凹
所１３勾配の勾配にほぼ沿つた勾配が生じる。し
たがつて、トツプフオイル１５と回転部材１２の
端面との間には潤滑気体のくさび膜が安定的に形
成されることとなる。したがつて、トツプフオイ
ル１５には第５図に示した応力分布とほぼ同様の
応力分布が生じ、低負荷高速回転時における非接
触軸受を安定的に達成できることとなる。
受において、回転部材１２の回転方向（矢印Ａ方
向）おけるトツプフオイル１５の前端部側には凹
所１３勾配の勾配にほぼ沿つた勾配が生じる。し
たがつて、トツプフオイル１５と回転部材１２の
端面との間には潤滑気体のくさび膜が安定的に形
成されることとなる。したがつて、トツプフオイ
ル１５には第５図に示した応力分布とほぼ同様の
応力分布が生じ、低負荷高速回転時における非接
触軸受を安定的に達成できることとなる。
一般に、バンプフオイル１４はプレス型等を用
いて成形加工されるが、バンプフオイル１４のバ
ンプ高さｈは一定でよいので、プレス型の成形が
容易になり、且つ、高い精度を得ることができ
る。したがつて、精度の良いバンプフオイル１４
を安価に製造することができる。
いて成形加工されるが、バンプフオイル１４のバ
ンプ高さｈは一定でよいので、プレス型の成形が
容易になり、且つ、高い精度を得ることができ
る。したがつて、精度の良いバンプフオイル１４
を安価に製造することができる。
一方、軸受部材１１のスラスト面１１ａには深
さが徐々に変化する凹所１３を形成する必要があ
るが、このような加工は容易に行なうことがで
き、且つ、高い精度を得ることができる。
さが徐々に変化する凹所１３を形成する必要があ
るが、このような加工は容易に行なうことがで
き、且つ、高い精度を得ることができる。
以上好ましい実施例につき説明したが、本発明
は上記実施例の態様のみに限定されるものではな
く、例えば凹所、バンプフオイル及びトツプフオ
イルの個数は任意に選定することができる。ま
た、バンプフオイルは湾曲部の凸面側がスラスト
軸受面に接するように配置してもよい。
は上記実施例の態様のみに限定されるものではな
く、例えば凹所、バンプフオイル及びトツプフオ
イルの個数は任意に選定することができる。ま
た、バンプフオイルは湾曲部の凸面側がスラスト
軸受面に接するように配置してもよい。
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、軸受部材のスラスト面に形成した凹所の深さ
変化に応じて、バンプフオイル上のトツプフオイ
ルに勾配が生じるので、トツプフオイルと回転部
材との間の軸受隙間に潤滑用気体のくさび膜を安
定的に形成することがきるようになる。したがつ
て、軽負荷高速回転軸受に適した非接触軸受を安
定的に達成できることとなる。一方、バンプ高さ
が一定のバンプフオイルは加工が容易であり、ま
た、深さが徐々に変化する凹所は軸受部材のスラ
スト面に対しては容易に加工形成することができ
るので、精度の高いリーフ型フオイルスラスト軸
受を安価に提供できることとなる。
ば、軸受部材のスラスト面に形成した凹所の深さ
変化に応じて、バンプフオイル上のトツプフオイ
ルに勾配が生じるので、トツプフオイルと回転部
材との間の軸受隙間に潤滑用気体のくさび膜を安
定的に形成することがきるようになる。したがつ
て、軽負荷高速回転軸受に適した非接触軸受を安
定的に達成できることとなる。一方、バンプ高さ
が一定のバンプフオイルは加工が容易であり、ま
た、深さが徐々に変化する凹所は軸受部材のスラ
スト面に対しては容易に加工形成することができ
るので、精度の高いリーフ型フオイルスラスト軸
受を安価に提供できることとなる。
第１図は本発明の一実施例に係るリーフ型フオ
イルスラスト軸受の第２図中−線に沿つた拡
大断面図、第２図は本発明の一実施例に係るリー
フ型フオイルスラスト軸受の平面図、第３図は第
２図に示すスラスト軸受の第２図中−線に沿
つた断面図、第４図は第２図に示すスラスト軸受
の要部拡大断面図、第５図は従来のリーフ型フオ
イルスラスト軸受の構造を示す部分断面図であ
る。 １１……軸受部材、１１ａ……スラスト面、１
２……回転部材、１２ａ……端面、１３……凹
所、１３ａ……前端縁、１３ｂ……後端縁、１４
……バンプフオイル、１５……トツプフオイル。
イルスラスト軸受の第２図中−線に沿つた拡
大断面図、第２図は本発明の一実施例に係るリー
フ型フオイルスラスト軸受の平面図、第３図は第
２図に示すスラスト軸受の第２図中−線に沿
つた断面図、第４図は第２図に示すスラスト軸受
の要部拡大断面図、第５図は従来のリーフ型フオ
イルスラスト軸受の構造を示す部分断面図であ
る。 １１……軸受部材、１１ａ……スラスト面、１
２……回転部材、１２ａ……端面、１３……凹
所、１３ａ……前端縁、１３ｂ……後端縁、１４
……バンプフオイル、１５……トツプフオイル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 回転部材の端面に対向する軸受部材のスラス
ト面上に回転部材の回転方向に間隔をあけて複数
個の凹所を設け、回転部材の回転方向における各
凹所の前端縁側から後端縁側に向けて各凹所の深
さを徐々に浅くすると共に、少なくとも前記凹所
の前端縁側に一端部側から他端部側に向けて略連
続波状に屈曲形成され且つバンプ高ささを一定と
した複数個のバンプフオイルを載置せしめ、これ
に平板よりなる複数個のトツプフオイルを配して
スラスト軸受面としたことを特徴とするリーフ型
フオイルスラスト軸受。 ２ 前記各凹所の深さは前記回転部材の回転方向
における前記各凹所の前端縁側から後端縁側に向
けて連続的に浅くなつていることを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載のリーフ型フオイルス
ラスト軸受。 ３ 前記各凹所の前端縁及び後端縁は前記回転部
材の回転方向における回転半径方向線の前後にお
いて該半径方向線に対しそれぞれ平行に延びてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
のリーフ型フオイルスラスト軸受。 ４ 前記各バンプフオイルにおける凹凸は前記回
転部材の回転半径方向線に対しそれぞれ平行に延
びていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載のリーフ型フオイルスラスト軸受。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59213262A JPS6192316A (ja) | 1984-10-13 | 1984-10-13 | リ−フ型フオイルスラスト軸受 |
| US06/786,936 US4597677A (en) | 1984-10-13 | 1985-10-11 | Leaf-type foil thrust bearing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59213262A JPS6192316A (ja) | 1984-10-13 | 1984-10-13 | リ−フ型フオイルスラスト軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6192316A JPS6192316A (ja) | 1986-05-10 |
| JPH0470488B2 true JPH0470488B2 (ja) | 1992-11-11 |
Family
ID=16636180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59213262A Granted JPS6192316A (ja) | 1984-10-13 | 1984-10-13 | リ−フ型フオイルスラスト軸受 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4597677A (ja) |
| JP (1) | JPS6192316A (ja) |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0833163B2 (ja) * | 1987-02-07 | 1996-03-29 | 大豊工業株式会社 | リ−フ型フオイルスラスト軸受 |
| JPS64719U (ja) * | 1987-06-19 | 1989-01-05 | ||
| US5116143A (en) * | 1990-12-20 | 1992-05-26 | Allied-Signal Inc. | High load capacity journal foil bearing |
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