JPH0526007A - 中空カムシヤフトの鋳造方法 - Google Patents
中空カムシヤフトの鋳造方法Info
- Publication number
- JPH0526007A JPH0526007A JP18080391A JP18080391A JPH0526007A JP H0526007 A JPH0526007 A JP H0526007A JP 18080391 A JP18080391 A JP 18080391A JP 18080391 A JP18080391 A JP 18080391A JP H0526007 A JPH0526007 A JP H0526007A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- keren
- mold
- main mold
- casting
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/02—Valve drive
- F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
- F01L1/047—Camshafts
- F01L2001/0475—Hollow camshafts
Landscapes
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 鋳鉄製の中空カムシャフトはもとより、経済
的かつ高精度の鋳鋼製の中空カムシャフトを得るに好適
な中空カムシャフトの鋳造方法を提供する。 【構成】 主型１０に設けられたシャフト形状の鋳型１
１の中心軸線上に棒状の中子１２を配置し、中子１２は
この端部で巾木を介して主型１０に支持されて、形成さ
れたキャビティ内に溶融金属を鋳込む中空カムシャフト
の鋳造方法において、中子１２をこの端部間の少なくと
も２箇所で形状の異なる２種のケレンＡ２０、ケレンＢ
４０により支持して、中子１２が鋳型１１の中心軸線か
ら左右上下方向にずれないようにする
的かつ高精度の鋳鋼製の中空カムシャフトを得るに好適
な中空カムシャフトの鋳造方法を提供する。 【構成】 主型１０に設けられたシャフト形状の鋳型１
１の中心軸線上に棒状の中子１２を配置し、中子１２は
この端部で巾木を介して主型１０に支持されて、形成さ
れたキャビティ内に溶融金属を鋳込む中空カムシャフト
の鋳造方法において、中子１２をこの端部間の少なくと
も２箇所で形状の異なる２種のケレンＡ２０、ケレンＢ
４０により支持して、中子１２が鋳型１１の中心軸線か
ら左右上下方向にずれないようにする
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に鋳鋼製の中空カム
シャフトに好適な鋳造法に関する。
シャフトに好適な鋳造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、内燃機関の軽量化の要請に応じて
カム軸を中空にして軽量化した中空カムシャフトが多く
使用されている。中空部の一端が封じられた盲孔状の中
空カムシャフトを鋳造する場合は、中空とする部分に中
子を使用し、この中子を主型内に配置して形成されたキ
ャビティ内に溶湯が鋳込まれる。中子は開放部となる一
方の端部を巾木を介して主型内に支持する。ところで、
カムシャフトの中子は長尺となり、中子が撓んだり溶湯
によって中子が浮かされるのを抑止することができず、
偏肉による不良の発生を防止できない。こうした中子支
持に係る問題解消を目的として提案されたものに、例え
ば本出願人による実開昭６２−１０９３１号公報におい
て、一端が封じられた中空カムシャフトの鋳造を可能と
した、偏肉等の欠陥を生じないケレンを用いた成型品製
造用型を開示した。
カム軸を中空にして軽量化した中空カムシャフトが多く
使用されている。中空部の一端が封じられた盲孔状の中
空カムシャフトを鋳造する場合は、中空とする部分に中
子を使用し、この中子を主型内に配置して形成されたキ
ャビティ内に溶湯が鋳込まれる。中子は開放部となる一
方の端部を巾木を介して主型内に支持する。ところで、
カムシャフトの中子は長尺となり、中子が撓んだり溶湯
によって中子が浮かされるのを抑止することができず、
偏肉による不良の発生を防止できない。こうした中子支
持に係る問題解消を目的として提案されたものに、例え
ば本出願人による実開昭６２−１０９３１号公報におい
て、一端が封じられた中空カムシャフトの鋳造を可能と
した、偏肉等の欠陥を生じないケレンを用いた成型品製
造用型を開示した。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】中空カムシャフトが鋳
鉄製であればこのケレンで所要の中空カムシャフトを鋳
造することができる。しかしながら、鋳鋼材質の中空カ
ムシャフトを鋳込もうとする場合、溶鋼の溶融温度は鋳
鉄のそれと比べて高温のため、溶鋼を注入して凝固する
迄の間、ケレンの強度不足により図４に示すようにケレ
ンが浮力に負けて中子が浮かれたりして中子を所定の位
置に精度よく固定することが困難である。従って、本発
明の目的は、高精度の鋳鋼製の中空カムシャフトを得る
に好適な鋳造方法、中子を固定する方法とそれを固定す
るケレンを提供することを目的としている。
鉄製であればこのケレンで所要の中空カムシャフトを鋳
造することができる。しかしながら、鋳鋼材質の中空カ
ムシャフトを鋳込もうとする場合、溶鋼の溶融温度は鋳
鉄のそれと比べて高温のため、溶鋼を注入して凝固する
迄の間、ケレンの強度不足により図４に示すようにケレ
ンが浮力に負けて中子が浮かれたりして中子を所定の位
置に精度よく固定することが困難である。従って、本発
明の目的は、高精度の鋳鋼製の中空カムシャフトを得る
に好適な鋳造方法、中子を固定する方法とそれを固定す
るケレンを提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明による中空カムシ
ャフトの鋳造方法は、主型に設けられたカムシャフト形
状の中心線上に棒状の中子を配置し、中子は開放部の端
部で巾木を介して主型に支持されて形成されたキャビテ
ィ内に溶鋼を鋳込むにあたり、巾木で支持されていない
他方の中子の端部を少なくとも２個所で形状の異なる２
種類のケレンＡ及びケレンＢにより支持して、中子が所
定の位置から左右上下方向にずれないようにするもので
ある。ケレンＡは中子の外周全部又は外周一部を支持す
る支持環部を設けると共に、支持環部の両側から延びて
主型に止着されるアーム部を設けてある。ケレンＢは全
体が棒状で一方端が中子の外周上面に当接し、他方の端
部は主型に差し込まれて止着され、ほぼ中央部に主型に
設けられた支持凹部に係合する支えフランジを設けてあ
る。ケレンＡ及びケレンＢの材質は、高温における強度
が優れていることが条件であり、ケレンを溶融点の高い
低炭素鋼によって成形されている。炭素含有率が０.１
％程度の低炭素鋼が最適であり、展延性に富むので加工
も容易であり、価格も比較的安い。
ャフトの鋳造方法は、主型に設けられたカムシャフト形
状の中心線上に棒状の中子を配置し、中子は開放部の端
部で巾木を介して主型に支持されて形成されたキャビテ
ィ内に溶鋼を鋳込むにあたり、巾木で支持されていない
他方の中子の端部を少なくとも２個所で形状の異なる２
種類のケレンＡ及びケレンＢにより支持して、中子が所
定の位置から左右上下方向にずれないようにするもので
ある。ケレンＡは中子の外周全部又は外周一部を支持す
る支持環部を設けると共に、支持環部の両側から延びて
主型に止着されるアーム部を設けてある。ケレンＢは全
体が棒状で一方端が中子の外周上面に当接し、他方の端
部は主型に差し込まれて止着され、ほぼ中央部に主型に
設けられた支持凹部に係合する支えフランジを設けてあ
る。ケレンＡ及びケレンＢの材質は、高温における強度
が優れていることが条件であり、ケレンを溶融点の高い
低炭素鋼によって成形されている。炭素含有率が０.１
％程度の低炭素鋼が最適であり、展延性に富むので加工
も容易であり、価格も比較的安い。
【０００５】
【作用】主型の中心線上に棒状の中子を配置し、この中
子を長手方向の数箇所で形状の異なる少なくとも２種類
のケレンＡとケレンＢにより支持する。形状の異なるケ
レンＡとケレンＢを適所に配置することにより、中子を
溶鋼の注入前、注入初期及び充満時に際して中心軸から
ずれることなく支持できる。即ち、偏肉等の欠陥品の発
生が防止される。溶鋼の注入前は中子の重力による下方
への中子の移動を防止できるもので、注入初期には左右
への移動を防止できるものが必要であり、ケレンＡが有
効である。溶鋼の注入が進み鋳型が満たされるにつれて
浮力が大きくなるので、中子の上方への移動を防止する
ケレンＢが有効であり、圧縮の力を受けるが凝固完了ま
で有効に働く。
子を長手方向の数箇所で形状の異なる少なくとも２種類
のケレンＡとケレンＢにより支持する。形状の異なるケ
レンＡとケレンＢを適所に配置することにより、中子を
溶鋼の注入前、注入初期及び充満時に際して中心軸から
ずれることなく支持できる。即ち、偏肉等の欠陥品の発
生が防止される。溶鋼の注入前は中子の重力による下方
への中子の移動を防止できるもので、注入初期には左右
への移動を防止できるものが必要であり、ケレンＡが有
効である。溶鋼の注入が進み鋳型が満たされるにつれて
浮力が大きくなるので、中子の上方への移動を防止する
ケレンＢが有効であり、圧縮の力を受けるが凝固完了ま
で有効に働く。
【０００６】
【実施例】以下、本発明による中空カムシャフトの鋳造
方法の実施例を説明する。図１は実施例としての自動車
用中空カムシャフトの部分断面による側面図である。中
空カムシャフト１はシャフト本体２の軸線に沿って複数
個のカム部３、ジャーナル部４を有し、中心軸に沿って
設けられた長い円形孔による中空部５は、スプロケット
部側の一方端部５ｂが開放され、ベルトプーリー取付側
の他方端部５ａは封じられた盲孔状である。
方法の実施例を説明する。図１は実施例としての自動車
用中空カムシャフトの部分断面による側面図である。中
空カムシャフト１はシャフト本体２の軸線に沿って複数
個のカム部３、ジャーナル部４を有し、中心軸に沿って
設けられた長い円形孔による中空部５は、スプロケット
部側の一方端部５ｂが開放され、ベルトプーリー取付側
の他方端部５ａは封じられた盲孔状である。
【０００７】図２は鋳型の下型（中子をセットした状態
で、湯道系統は省略）を示す。鋳型１０は通例のシェル
造型法によって造型される。その中で中空部形成用の中
子１２はスプロケット部側の端部１２aが巾木で支持さ
れ、他方のベルトプーリー取付け側の端部１２bが自由
端とした片持ち梁状で配置されている。この片持ち梁状
の中子１２し長手方向数箇所にセットしたケレン２０Ａ
及びケレンＢ４０により支持されている。
で、湯道系統は省略）を示す。鋳型１０は通例のシェル
造型法によって造型される。その中で中空部形成用の中
子１２はスプロケット部側の端部１２aが巾木で支持さ
れ、他方のベルトプーリー取付け側の端部１２bが自由
端とした片持ち梁状で配置されている。この片持ち梁状
の中子１２し長手方向数箇所にセットしたケレン２０Ａ
及びケレンＢ４０により支持されている。
【０００８】ケレンをセットする方法は、ケレンＡ２０
については中子と同時に成形したものを使用するか、又
は、中子セット前にケレンＡを下型の所定の位置に置
く。ケレンＢは上型の所定の位置にあけた小孔へ挿入す
る。先端に接着剤を塗布するとケレンＢの保持がより確
実になる。
については中子と同時に成形したものを使用するか、又
は、中子セット前にケレンＡを下型の所定の位置に置
く。ケレンＢは上型の所定の位置にあけた小孔へ挿入す
る。先端に接着剤を塗布するとケレンＢの保持がより確
実になる。
【０００９】このように中子１２とケレンＡ２０をセッ
トした下型１０bに、ケレンＢ４０をセットした上型１
０aを重ね合わせて溶鋼を注入する準備が完了する。こ
の鋳型に１５００℃〜１６００℃の溶鋼を注入する。
トした下型１０bに、ケレンＢ４０をセットした上型１
０aを重ね合わせて溶鋼を注入する準備が完了する。こ
の鋳型に１５００℃〜１６００℃の溶鋼を注入する。
【００１０】自由端とした中子１２の他方端部１２ｂに
近い部分に、図３に示す形状のケレンＡ２０が用いられ
ている。このケレンＡ２０は中子１２の外周全部を抱き
込む形で支持するリング状の支持環部２１を有し、この
支持環部２１の両側から水平方向に左右２本の支持アー
ム部２２、２２が延びた構造である。その両端部は同一
方向へと屈曲部２３、２３が形成されている。屈曲部２
３、２３は下型１０bに差し込んで止着することによ
り、中子１２を鋳型１０の中心軸上に支持することがで
きる。
近い部分に、図３に示す形状のケレンＡ２０が用いられ
ている。このケレンＡ２０は中子１２の外周全部を抱き
込む形で支持するリング状の支持環部２１を有し、この
支持環部２１の両側から水平方向に左右２本の支持アー
ム部２２、２２が延びた構造である。その両端部は同一
方向へと屈曲部２３、２３が形成されている。屈曲部２
３、２３は下型１０bに差し込んで止着することによ
り、中子１２を鋳型１０の中心軸上に支持することがで
きる。
【００１１】図５は、ケレンＡ２０とは形状の異なるケ
レンＡ３０を示す。ケレンＡ３０はケレンＡ２０の支持
環部２１の変形例として半環状の支持半環部３１を有す
る。即ち、半環を上向きとした支持半環部３１の両側か
ら水平方向に左右２本の支持アーム部３２、３２が延び
た形状はケレンＡ２０と同様である。
レンＡ３０を示す。ケレンＡ３０はケレンＡ２０の支持
環部２１の変形例として半環状の支持半環部３１を有す
る。即ち、半環を上向きとした支持半環部３１の両側か
ら水平方向に左右２本の支持アーム部３２、３２が延び
た形状はケレンＡ２０と同様である。
【００１２】図６及び図７は、ケレンＢ４０、５０を示
し、これらは中子１２を上から押え込むことにより、溶
鋼の浮力による中子１２の持ち上がりを抑えるのに有効
である。図６のケレンＢ４０の場合、全体が棒状で本体
４１の一方端に押え板部４２が設けられ、他方の端部近
傍には支えフランジ４３が設けられている。押え板部４
２は湾曲した面で中子１２の外周面に適合できるように
なっている。支えフランジ４３は鋳型１１側に設けた支
持凹部１１ａに係合できるようになっており、押え板部
４２で中子１２に当接させた本体４１が基端からズレな
いように工夫されている。また、図７のケレンＢ５０
は、ケレンＢ４０のような押え板部４２が先端に設けら
れてはおらず、ケレンＢ４０の支えフランジ４３の形状
を変形した支え球体部５２が設けられている。
し、これらは中子１２を上から押え込むことにより、溶
鋼の浮力による中子１２の持ち上がりを抑えるのに有効
である。図６のケレンＢ４０の場合、全体が棒状で本体
４１の一方端に押え板部４２が設けられ、他方の端部近
傍には支えフランジ４３が設けられている。押え板部４
２は湾曲した面で中子１２の外周面に適合できるように
なっている。支えフランジ４３は鋳型１１側に設けた支
持凹部１１ａに係合できるようになっており、押え板部
４２で中子１２に当接させた本体４１が基端からズレな
いように工夫されている。また、図７のケレンＢ５０
は、ケレンＢ４０のような押え板部４２が先端に設けら
れてはおらず、ケレンＢ４０の支えフランジ４３の形状
を変形した支え球体部５２が設けられている。
【００１３】ここで、図３で示されたケレンＡ２０は、
中子１２の外周全部を支持環部２１で支持すると共に、
左右に延びた２つの支持アーム部２２、２２で支持する
構造である。従って、溶湯の注入前は中子１２が鋳型１
１内で自重で下方に下がるのを防ぎ、溶湯注入の初期は
中子１２が鋳型１１の中心軸から左右方向にズレるのを
防止するには有効である。この点に関しては、図５のケ
レンＡ３０も有効である。
中子１２の外周全部を支持環部２１で支持すると共に、
左右に延びた２つの支持アーム部２２、２２で支持する
構造である。従って、溶湯の注入前は中子１２が鋳型１
１内で自重で下方に下がるのを防ぎ、溶湯注入の初期は
中子１２が鋳型１１の中心軸から左右方向にズレるのを
防止するには有効である。この点に関しては、図５のケ
レンＡ３０も有効である。
【００１４】また、溶湯が鋳型１１に充満するにつれ、
中子１２を上方に押し上げる浮力が次第に大きくなり、
ケレンＡ２０では図４のような不都合が生じるから、こ
れを補う意味でケレンＢ４０又はケレンＢ５０は圧縮力
を凝固完了まで受けて有効に作用する。ケレンＢ４０及
びケレンＢ５０は複数個が用いられることが望ましい。
このような長短を踏まえて、ケレンＡ２０からケレンＢ
５０までの各種ケレンを中子１２の長手方向で適材適所
に配置する。
中子１２を上方に押し上げる浮力が次第に大きくなり、
ケレンＡ２０では図４のような不都合が生じるから、こ
れを補う意味でケレンＢ４０又はケレンＢ５０は圧縮力
を凝固完了まで受けて有効に作用する。ケレンＢ４０及
びケレンＢ５０は複数個が用いられることが望ましい。
このような長短を踏まえて、ケレンＡ２０からケレンＢ
５０までの各種ケレンを中子１２の長手方向で適材適所
に配置する。
【００１５】ケレンの断面積については、ケレンを通過
する溶鋼量によって変化しなくてはならない。通過量の
少ないものには３mm2、通過量の多いものにはし７mmを
必要とするので、３〜７mm2の範囲のものを用いること
が好ましい。
する溶鋼量によって変化しなくてはならない。通過量の
少ないものには３mm2、通過量の多いものにはし７mmを
必要とするので、３〜７mm2の範囲のものを用いること
が好ましい。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による中空
カムシャフトの鋳造方法は、特に自動車用の鋳鋼製中空
カムシャフトに最適であり、鋳型に設けられる棒状の中
子を形状の異なる数種のケレンにより長手方向の適材適
所で支持するから、中子を鋳鋼の溶鋼の注入前、注入初
期及び充満時に際して中心軸からずれることなく保持で
きる。その結果、鋳造後の製品に偏肉が生じるといった
従前の不具合が解消できる。
カムシャフトの鋳造方法は、特に自動車用の鋳鋼製中空
カムシャフトに最適であり、鋳型に設けられる棒状の中
子を形状の異なる数種のケレンにより長手方向の適材適
所で支持するから、中子を鋳鋼の溶鋼の注入前、注入初
期及び充満時に際して中心軸からずれることなく保持で
きる。その結果、鋳造後の製品に偏肉が生じるといった
従前の不具合が解消できる。
【図１】 本発明の中空カムシャフト鋳造方法で得られ
た自動車用中空カムシャフトの部分断面図。
た自動車用中空カムシャフトの部分断面図。
【図２】 実施例の中空カムシャフトが鋳込まれる鋳型
の主型組立断面図。
の主型組立断面図。
【図３】 ケレンＡを用いた中子の支持構造の側面断面
図。
図。
【図４】 ケレンＡの変形形態を示す側面断面図。
【図５】 ケレンＡを用いた中子の支持構造の側面断面
図。
図。
【図６】 ケレンＢを用いた中子の支持構造の側面断面
図。
図。
【図７】 ケレンＢを用いた中子の支持構造の側面断面
図。
図。
１．．中空カムシャフト、２．．シャフト本体、
３．．カム部、４．．ジャーナル部、 ５．．盲孔状中
空部、 １０．．鋳型、 １１．．鋳型凹部、 １
２．．中子、１２ａ．．巾木部、 ２０．．ケレンＡ、
２１．．支持環部、２２．．支持アーム部、 ３
０．．ケレンＡ、 ３１．．支持半環部、 ４０．．ケ
レンＢ、 ５０．．ケレンＢ
３．．カム部、４．．ジャーナル部、 ５．．盲孔状中
空部、 １０．．鋳型、 １１．．鋳型凹部、 １
２．．中子、１２ａ．．巾木部、 ２０．．ケレンＡ、
２１．．支持環部、２２．．支持アーム部、 ３
０．．ケレンＡ、 ３１．．支持半環部、 ４０．．ケ
レンＢ、 ５０．．ケレンＢ
Claims (4)
- 【請求項１】 主型と主型内に中子を配置し、中子は一
方側の端部を巾木を介して主型に支持されて形成された
キャビティ内に溶鋼を鋳込む中空カムシャフトの鋳造方
法において、巾木で支持されていない他方の中子の端部
の少なくとも２個所で形状の異なる２種類のケレンＡ及
びケレンＢにより支持して、中子が所定の位置から左右
上下方向にずれないようにする中空カムシャフトの製造
方法。 - 【請求項２】 ケレンＡが中子の外周全部又は外周を一
部を支持する支持環部を設けると共に、支持環部の両側
から延びて主型に止着されるアーム部を設けた「請求項
１」に記載の中空カムシャフトの鋳造方法。 - 【請求項３】 ケルンＢが全体が棒状で一方端が中子の
外周上面に当接し、他方の端部は主型に差し込まれて止
着され、ほぼ中央部に主型に設けられた支持凹部に係合
する支えフランジを設けた「請求項１」に記載の中空カ
ムシャフトの鋳造方法。 - 【請求項４】 ケレンＡ及びケレンＢが溶融点の高い低
炭素鋼からなる「請求項１」に記載の中空カムシャフト
の鋳造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18080391A JPH0526007A (ja) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | 中空カムシヤフトの鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18080391A JPH0526007A (ja) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | 中空カムシヤフトの鋳造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0526007A true JPH0526007A (ja) | 1993-02-02 |
Family
ID=16089621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18080391A Pending JPH0526007A (ja) | 1991-07-22 | 1991-07-22 | 中空カムシヤフトの鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0526007A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002361367A (ja) * | 2001-06-07 | 2002-12-17 | Honda Motor Co Ltd | 鋳造用中子の装着方法および装置 |
| EP1900451A1 (en) * | 2006-09-13 | 2008-03-19 | Kubota Iron Works Co., Ltd. | Method of and apparatus for forming a hollow step-profiled shaft |
| CN114012039A (zh) * | 2021-09-29 | 2022-02-08 | 浙江亚太机电股份有限公司 | 一种特殊工艺的制动钳减重制造方法 |
-
1991
- 1991-07-22 JP JP18080391A patent/JPH0526007A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002361367A (ja) * | 2001-06-07 | 2002-12-17 | Honda Motor Co Ltd | 鋳造用中子の装着方法および装置 |
| JP4610791B2 (ja) * | 2001-06-07 | 2011-01-12 | 本田技研工業株式会社 | 鋳造用中子の装着方法および装置 |
| EP1900451A1 (en) * | 2006-09-13 | 2008-03-19 | Kubota Iron Works Co., Ltd. | Method of and apparatus for forming a hollow step-profiled shaft |
| CN114012039A (zh) * | 2021-09-29 | 2022-02-08 | 浙江亚太机电股份有限公司 | 一种特殊工艺的制动钳减重制造方法 |
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