JPH0711953A - 装軌車両の冷却ファンの駆動装置 - Google Patents
装軌車両の冷却ファンの駆動装置Info
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- JPH0711953A JPH0711953A JP17463893A JP17463893A JPH0711953A JP H0711953 A JPH0711953 A JP H0711953A JP 17463893 A JP17463893 A JP 17463893A JP 17463893 A JP17463893 A JP 17463893A JP H0711953 A JPH0711953 A JP H0711953A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 油圧ポンプの吐出量を制御して油圧モータに
より駆動される冷却ファンの回転数を制御する冷却ファ
ン駆動装置の、伝達効率を向上し、コストを安くする。 【構成】 シュラウド１に固着したケース２に、可変容
量型油圧ポンプ４で作動する油圧モータ３を装着し、油
圧モータ３の駆動軸５にサンギヤ６を固着する。ケース
２に、リングギヤ１０を有し、エンジン１５の駆動プー
リ１６によりＶベルト１７を介して作動するＶプーリ１
１を回転自在に装着する。サンギヤ６とリングギヤ１０
とで遊星歯車装置を構成するプラネットギヤ１２を支持
するキャリヤ１３に冷却ファン１４を取着する。冷却フ
ァン１４を予め定めた回転数はＶベルトにより駆動し、
回転数の増減は可変容量型油圧ポンプの吐出量を制御
し、サンギヤの回転数および回転方向を制御して行う。
そのため、伝達効率は良く、油圧ポンプ、モータの容量
も小さく、コストも安い。
より駆動される冷却ファンの回転数を制御する冷却ファ
ン駆動装置の、伝達効率を向上し、コストを安くする。 【構成】 シュラウド１に固着したケース２に、可変容
量型油圧ポンプ４で作動する油圧モータ３を装着し、油
圧モータ３の駆動軸５にサンギヤ６を固着する。ケース
２に、リングギヤ１０を有し、エンジン１５の駆動プー
リ１６によりＶベルト１７を介して作動するＶプーリ１
１を回転自在に装着する。サンギヤ６とリングギヤ１０
とで遊星歯車装置を構成するプラネットギヤ１２を支持
するキャリヤ１３に冷却ファン１４を取着する。冷却フ
ァン１４を予め定めた回転数はＶベルトにより駆動し、
回転数の増減は可変容量型油圧ポンプの吐出量を制御
し、サンギヤの回転数および回転方向を制御して行う。
そのため、伝達効率は良く、油圧ポンプ、モータの容量
も小さく、コストも安い。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として大型のブルド
ーザやパワーショベル等の装軌式建設車両の、冷却ファ
ンの駆動装置に関する。
ーザやパワーショベル等の装軌式建設車両の、冷却ファ
ンの駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、装軌車両の水冷式エンジンの冷却
はラジエータと冷却ファンにより行っており、冷却ファ
ンの駆動はエンジンの駆動プーリによりベルトを介して
行うのが普通である。この場合、動力の伝達効率は極め
て良好であるが、冷却ファンの回転数はエンジン回転数
により一義的に決まり、出力最大で、かつ高温地域にて
もオーバヒートしないように設定されているため、冷却
を必要としないエンジン始動直後の暖気運転時や、比較
的寒冷地での使用や、軽負荷作業時にとっては、余分な
冷却能力を有する回転数で駆動されており、エンジン出
力が無駄に消費されるという問題があった。その対策と
して、固定の油圧タンデムポンプを使用して冷却ファン
を駆動し、冷却水の水温を検知して水温が予め定められ
た値より高い場合には２ポンプ駆動による高速回転、低
い場合には１ポンプ駆動による低速回転に切り換える方
法、あるいは、可変容量式油圧ポンプを使用して冷却フ
ァンを駆動し、冷却水温によって冷却ファンの回転数を
制御する方法が用いられている。
はラジエータと冷却ファンにより行っており、冷却ファ
ンの駆動はエンジンの駆動プーリによりベルトを介して
行うのが普通である。この場合、動力の伝達効率は極め
て良好であるが、冷却ファンの回転数はエンジン回転数
により一義的に決まり、出力最大で、かつ高温地域にて
もオーバヒートしないように設定されているため、冷却
を必要としないエンジン始動直後の暖気運転時や、比較
的寒冷地での使用や、軽負荷作業時にとっては、余分な
冷却能力を有する回転数で駆動されており、エンジン出
力が無駄に消費されるという問題があった。その対策と
して、固定の油圧タンデムポンプを使用して冷却ファン
を駆動し、冷却水の水温を検知して水温が予め定められ
た値より高い場合には２ポンプ駆動による高速回転、低
い場合には１ポンプ駆動による低速回転に切り換える方
法、あるいは、可変容量式油圧ポンプを使用して冷却フ
ァンを駆動し、冷却水温によって冷却ファンの回転数を
制御する方法が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成によれば、冷却水温により冷却ファンの回転数を制御
しているため、冷却水温が低い場合の無駄な馬力消費は
低減するが、逆に冷却ファンに最大出力を必要とする場
合には冷却ファンを油圧ポンプ、モータにより駆動して
いるため、動力の伝達効率がベルト駆動の半分ぐらいと
極めて悪く、そのための馬力のロスが大きい。また、可
変容量式の油圧ポンプを使用する場合、コストが高いと
いう問題がある。
成によれば、冷却水温により冷却ファンの回転数を制御
しているため、冷却水温が低い場合の無駄な馬力消費は
低減するが、逆に冷却ファンに最大出力を必要とする場
合には冷却ファンを油圧ポンプ、モータにより駆動して
いるため、動力の伝達効率がベルト駆動の半分ぐらいと
極めて悪く、そのための馬力のロスが大きい。また、可
変容量式の油圧ポンプを使用する場合、コストが高いと
いう問題がある。
【０００４】本発明は上記の問題点に着目してなされた
もので、ロス馬力が少なく、コストも安い装軌車両の冷
却ファンの駆動装置を提供することを目的としている。
もので、ロス馬力が少なく、コストも安い装軌車両の冷
却ファンの駆動装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明に係る装軌車両の冷却ファンの駆動装置において
は、油圧ポンプの吐出量を制御し、油圧モータにより駆
動される冷却ファンの回転数を制御する冷却ファンの駆
動装置において、エンジンの駆動プーリにより駆動され
るリングギヤと、可変容量型油圧ポンプにより駆動され
る油圧モータと、前記油圧モータにより駆動されるサン
ギヤと、前記リングギヤと前記サンギヤとともに遊星歯
車装置を構成するプラネットギヤと、前記プラネットギ
ヤを保持するキャリヤに取着された冷却ファンとを具備
せることを特徴としている。
発明に係る装軌車両の冷却ファンの駆動装置において
は、油圧ポンプの吐出量を制御し、油圧モータにより駆
動される冷却ファンの回転数を制御する冷却ファンの駆
動装置において、エンジンの駆動プーリにより駆動され
るリングギヤと、可変容量型油圧ポンプにより駆動され
る油圧モータと、前記油圧モータにより駆動されるサン
ギヤと、前記リングギヤと前記サンギヤとともに遊星歯
車装置を構成するプラネットギヤと、前記プラネットギ
ヤを保持するキャリヤに取着された冷却ファンとを具備
せることを特徴としている。
【０００６】
【作用】上記構成によれば、冷却ファンの駆動装置を、
エンジンにより直接駆動されるリングギヤと、可変容量
式油圧ポンプを使用して駆動されるサンギヤと、リング
ギヤとサンギヤとともに遊星歯車装置を構成するプラネ
ットギヤを保持するキャリヤに取着した冷却ファンとに
より構成したため、冷却ファンを、予め定めた回転数で
エンジンにより直接駆動し、さらに可変容量式油圧ポン
プモータによりサンギャを駆動し、その回転数を変更す
ることにより、冷却ファンの回転数を任意に変更するこ
とができる。
エンジンにより直接駆動されるリングギヤと、可変容量
式油圧ポンプを使用して駆動されるサンギヤと、リング
ギヤとサンギヤとともに遊星歯車装置を構成するプラネ
ットギヤを保持するキャリヤに取着した冷却ファンとに
より構成したため、冷却ファンを、予め定めた回転数で
エンジンにより直接駆動し、さらに可変容量式油圧ポン
プモータによりサンギャを駆動し、その回転数を変更す
ることにより、冷却ファンの回転数を任意に変更するこ
とができる。
【０００７】
【実施例】以下に本発明に係る装軌車両の冷却ファンの
駆動装置の実施例について、図面を参照して説明する。
図１は冷却ファン駆動装置の側面断面図であり、シュラ
ウド１に固着されたケース２には油圧モータ３が装着さ
れている。油圧モータ３は可変容量型油圧ポンプ４によ
り駆動される。油圧モータ３の駆動軸５はケース２に回
転自在に装着されたサンギヤ６にスプライン７により連
結されている。ケース２にはリングギヤ１０を内設した
Ｖプーリ１１が回転自在に装着されており、リングギヤ
１０とサンギヤ６とに噛み合って遊星歯車装置を構成す
るプラネットギヤ１２を保持するキャリヤ１３には、冷
却ファン１４が取着されている。Ｖプーリ１１はエンジ
ン１５の駆動プーリ１６により、Ｖベルト１７を介して
駆動される。１８はラジェータである。
駆動装置の実施例について、図面を参照して説明する。
図１は冷却ファン駆動装置の側面断面図であり、シュラ
ウド１に固着されたケース２には油圧モータ３が装着さ
れている。油圧モータ３は可変容量型油圧ポンプ４によ
り駆動される。油圧モータ３の駆動軸５はケース２に回
転自在に装着されたサンギヤ６にスプライン７により連
結されている。ケース２にはリングギヤ１０を内設した
Ｖプーリ１１が回転自在に装着されており、リングギヤ
１０とサンギヤ６とに噛み合って遊星歯車装置を構成す
るプラネットギヤ１２を保持するキャリヤ１３には、冷
却ファン１４が取着されている。Ｖプーリ１１はエンジ
ン１５の駆動プーリ１６により、Ｖベルト１７を介して
駆動される。１８はラジェータである。
【０００８】図２は冷却水温度自動調整式の冷却系統図
であり、Ａ部は制御回路部分、Ｂ部は冷却ファン駆動部
分である。Ａ部の２０は冷却水の水温検出器、２１は外
気温検出器、２２は制御回路、２３は比例制御弁であ
り、比例制御弁２４はＢ部の可変容量型油圧ポンプ４に
接続している。可変容量型油圧ポンプ４はエンジン１５
のパワーテイクオフ３０により駆動される。３１は車両
のパワーラインである。冷却ファン１４の駆動部分の部
品構成、部品番号等は図１と同一なので説明は省略す
る。
であり、Ａ部は制御回路部分、Ｂ部は冷却ファン駆動部
分である。Ａ部の２０は冷却水の水温検出器、２１は外
気温検出器、２２は制御回路、２３は比例制御弁であ
り、比例制御弁２４はＢ部の可変容量型油圧ポンプ４に
接続している。可変容量型油圧ポンプ４はエンジン１５
のパワーテイクオフ３０により駆動される。３１は車両
のパワーラインである。冷却ファン１４の駆動部分の部
品構成、部品番号等は図１と同一なので説明は省略す
る。
【０００９】つぎに作動について説明する。水温検出器
２０および外気温検出器２１からの信号を受けて制御回
路２２は所要の演算をして比例制御弁２３に信号を送
る。信号を受信した比例制御弁２３は油圧を制御し、可
変容量型油圧ポンプ４の斜板傾転角を制御して吐出量を
制御するようになっている。可変容量型油圧ポンプ４が
油を吐出しない場合には油圧モータ３は回転せず、サン
ギヤ６は固定している。Ｖプーリ１１はエンジン１５の
駆動プーリ１６により駆動され、キャリヤ１３に固定さ
れた冷却ファン１４は回転する。この回転数はブルドー
ザ等が通常稼働時必要とする最低限の回転数に設定され
る。ラジエータ１８の水温が上昇すると可変容量型油圧
ポンプ４は、制御回路２２からの信号を受信した比例制
御弁２３からの指令により油を吐出し、油圧モータ３を
駆動してサンギヤ６をリングギヤ１０と同一方向に回転
させ、キャリヤ１３すなわち冷却ファン１４を増速す
る。エンジン始動直後等、ラジエータ１８の水温が低い
場合には、可変容量型油圧ポンプ４は、制御回路２２か
らの指令により油の吐出方向を変え、油圧モータ３を逆
回転させて冷却ファン１４の回転数を減速または極端な
場合０にする。なお、寒冷地でのエンジンやオペレータ
の暖気に必要なリバーシブルファンになるような反転使
用も可能である。以上の操作により、冷却水温度は自動
的に調整される。
２０および外気温検出器２１からの信号を受けて制御回
路２２は所要の演算をして比例制御弁２３に信号を送
る。信号を受信した比例制御弁２３は油圧を制御し、可
変容量型油圧ポンプ４の斜板傾転角を制御して吐出量を
制御するようになっている。可変容量型油圧ポンプ４が
油を吐出しない場合には油圧モータ３は回転せず、サン
ギヤ６は固定している。Ｖプーリ１１はエンジン１５の
駆動プーリ１６により駆動され、キャリヤ１３に固定さ
れた冷却ファン１４は回転する。この回転数はブルドー
ザ等が通常稼働時必要とする最低限の回転数に設定され
る。ラジエータ１８の水温が上昇すると可変容量型油圧
ポンプ４は、制御回路２２からの信号を受信した比例制
御弁２３からの指令により油を吐出し、油圧モータ３を
駆動してサンギヤ６をリングギヤ１０と同一方向に回転
させ、キャリヤ１３すなわち冷却ファン１４を増速す
る。エンジン始動直後等、ラジエータ１８の水温が低い
場合には、可変容量型油圧ポンプ４は、制御回路２２か
らの指令により油の吐出方向を変え、油圧モータ３を逆
回転させて冷却ファン１４の回転数を減速または極端な
場合０にする。なお、寒冷地でのエンジンやオペレータ
の暖気に必要なリバーシブルファンになるような反転使
用も可能である。以上の操作により、冷却水温度は自動
的に調整される。
【００１０】いま、サンギヤ６の歯数をＺS 、リングギ
ヤ１０の歯数をＺA 、油圧モータ３の回転数をＮM 、Ｖ
プーリ１１すなわちリングギヤ１０の回転数をＮE とす
ると、冷却ファン１４の回転数ＮF は以下の式により求
められる。 ＮF ＝（ＺA ・ ＮE ＋ＺS ・ ＮM ）／（ＺA ＋ＺS ） すなわち、油圧モータ３の回転数ＮM をリングギヤ１０
の回転方向と同一方向に増大すれば冷却ファン１４の回
転数は増大し、油圧モータ３を逆回転させればＮM の値
は（−）となり冷却ファン１４の回転数は減少する。
ヤ１０の歯数をＺA 、油圧モータ３の回転数をＮM 、Ｖ
プーリ１１すなわちリングギヤ１０の回転数をＮE とす
ると、冷却ファン１４の回転数ＮF は以下の式により求
められる。 ＮF ＝（ＺA ・ ＮE ＋ＺS ・ ＮM ）／（ＺA ＋ＺS ） すなわち、油圧モータ３の回転数ＮM をリングギヤ１０
の回転方向と同一方向に増大すれば冷却ファン１４の回
転数は増大し、油圧モータ３を逆回転させればＮM の値
は（−）となり冷却ファン１４の回転数は減少する。
【００１１】エンジン常用域では冷却ファン１４はｍａ
ｘ回転とするので油圧モータ３もｍａｘ回転とする。す
なわち、 ＮFmax＝（ＺA ・ ＮE ＋ＺS ・ ＮMmax）／（ＺA ＋
ＺS ） となる。いま、冷却ファン１４の抵抗トルクをＴただ
し、716.2 は抵抗トルクをKgm 、回転数をrpm とした場
合の定数であるとすると冷却ファンの動力は ＮFmax・ Ｔ／716.2 となるが、これをエンジン側からＮE ・ ＴE ／716.2 、
油圧側からＮM ・ ＴM ／716.2 を出力すると、 ＮE ・ ＴE ／716.2 ＋ＮMmax・ ＴM ／716.2 ＝ＮFmax・ Ｔ／716.2 （１） となる。すなわち、冷却ファンの動力は伝達効率のよい
ベルト駆動と、伝達効率の悪い油圧駆動との和であり、
従来の１００％油圧駆動のものより全体の伝達効率は良
い。したがって、油圧駆動に用いられる油圧ポンプ、モ
ータの容量も小型となる。 （１）式の関係は常に成り立っており、冷却ファン停
止、すなわち、ＮF ＝０なら −ＮE ・ ＴE ／716.2 ＝ＮM ・ ＴM ／716.2 となり、Ｖベルトの動力はすべて油圧に戻されてパワー
テイクオフよりエンジン以降のパワーラインに有効伝達
され、冷却ファンの出力は０となる。
ｘ回転とするので油圧モータ３もｍａｘ回転とする。す
なわち、 ＮFmax＝（ＺA ・ ＮE ＋ＺS ・ ＮMmax）／（ＺA ＋
ＺS ） となる。いま、冷却ファン１４の抵抗トルクをＴただ
し、716.2 は抵抗トルクをKgm 、回転数をrpm とした場
合の定数であるとすると冷却ファンの動力は ＮFmax・ Ｔ／716.2 となるが、これをエンジン側からＮE ・ ＴE ／716.2 、
油圧側からＮM ・ ＴM ／716.2 を出力すると、 ＮE ・ ＴE ／716.2 ＋ＮMmax・ ＴM ／716.2 ＝ＮFmax・ Ｔ／716.2 （１） となる。すなわち、冷却ファンの動力は伝達効率のよい
ベルト駆動と、伝達効率の悪い油圧駆動との和であり、
従来の１００％油圧駆動のものより全体の伝達効率は良
い。したがって、油圧駆動に用いられる油圧ポンプ、モ
ータの容量も小型となる。 （１）式の関係は常に成り立っており、冷却ファン停
止、すなわち、ＮF ＝０なら −ＮE ・ ＴE ／716.2 ＝ＮM ・ ＴM ／716.2 となり、Ｖベルトの動力はすべて油圧に戻されてパワー
テイクオフよりエンジン以降のパワーラインに有効伝達
され、冷却ファンの出力は０となる。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したごとく、本発明は油圧ポン
プの吐出量を制御して油圧モータで駆動される冷却ファ
ンの回転数を制御する冷却ファン駆動装置を、エンジン
からＶベルトで駆動されるリングギヤと、可変容量型油
圧ポンプと油圧モータとで駆動されるサンギヤと、リン
グギヤとサンギヤとで遊星歯車装置を構成するプラネッ
トギヤと、プラネットギヤを保持するキャリヤに取着さ
れた冷却ファンとで構成したため、Ｖベルトにより一定
の回転数で冷却ファンを駆動し、可変容量型油圧ポン
プ、モータでサンギヤを駆動することにより冷却ファン
の回転数を増減できる。そして、基本の動力はＶベルト
駆動であるため伝達効率は良く、油圧ポンプ、モータは
回転数の増減のみに使用するため、全体としての伝達効
率は油圧ポンプ、モータのみを使用して冷却ファンを駆
動する場合に比してきわめて良好であり、油圧ポンプ、
モータの容量も小さくてすむため、完全に油圧ポンプで
駆動される冷却システムに対しコストも安い装軌車両の
冷却ファンの駆動装置が得られる。
プの吐出量を制御して油圧モータで駆動される冷却ファ
ンの回転数を制御する冷却ファン駆動装置を、エンジン
からＶベルトで駆動されるリングギヤと、可変容量型油
圧ポンプと油圧モータとで駆動されるサンギヤと、リン
グギヤとサンギヤとで遊星歯車装置を構成するプラネッ
トギヤと、プラネットギヤを保持するキャリヤに取着さ
れた冷却ファンとで構成したため、Ｖベルトにより一定
の回転数で冷却ファンを駆動し、可変容量型油圧ポン
プ、モータでサンギヤを駆動することにより冷却ファン
の回転数を増減できる。そして、基本の動力はＶベルト
駆動であるため伝達効率は良く、油圧ポンプ、モータは
回転数の増減のみに使用するため、全体としての伝達効
率は油圧ポンプ、モータのみを使用して冷却ファンを駆
動する場合に比してきわめて良好であり、油圧ポンプ、
モータの容量も小さくてすむため、完全に油圧ポンプで
駆動される冷却システムに対しコストも安い装軌車両の
冷却ファンの駆動装置が得られる。
【図１】本発明の冷却ファン駆動装置の側面断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の冷却ファン駆動装置の制御系を含んだ
系統図である。
系統図である。
３ 油圧モータ ４ 可変容量型油圧ポンプ ６ サンギヤ １０ リングギヤ １１ Ｖプーリ １２ プラネットギヤ １３ キャリヤ １４ 冷却ファン
Claims (1)
- 【請求項１】 油圧ポンプの吐出量を制御し、油圧モー
タにより駆動される冷却ファンの回転数を制御する冷却
ファンの駆動装置において、エンジンの駆動プーリによ
りベルト駆動されるリングギヤと、可変容量型油圧ポン
プにより駆動される油圧モータと、前記油圧モータによ
り駆動されるサンギヤと、前記リングギヤと前記サンギ
ヤとともに遊星歯車装置を構成するプラネットギヤと、
前記プラネットギヤを保持するキャリヤに取着された冷
却ファンとを具備せることを特徴とする装軌車両の冷却
ファンの駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17463893A JPH0711953A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 装軌車両の冷却ファンの駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17463893A JPH0711953A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 装軌車両の冷却ファンの駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0711953A true JPH0711953A (ja) | 1995-01-13 |
Family
ID=15982094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17463893A Pending JPH0711953A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 装軌車両の冷却ファンの駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0711953A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998009025A1 (fr) * | 1996-08-28 | 1998-03-05 | Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd. | Dispositif de refroidissement pour machine de construction |
| US6050228A (en) * | 1998-08-07 | 2000-04-18 | Caterpillar Inc. | Hydro-mechanical fan drive |
| JP2007023941A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Yanmar Co Ltd | 作業機械のエンジン制御装置 |
| JP2014118902A (ja) * | 2012-12-18 | 2014-06-30 | Kcm:Kk | 油圧駆動冷却ファン制御システム、油圧駆動冷却ファンの制御方法、及び産業用車両 |
-
1993
- 1993-06-23 JP JP17463893A patent/JPH0711953A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998009025A1 (fr) * | 1996-08-28 | 1998-03-05 | Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd. | Dispositif de refroidissement pour machine de construction |
| KR100338292B1 (ko) * | 1996-08-28 | 2002-08-28 | 신카타피라 미쓰비시 가부시키가이샤 | 건설기계의냉각장치 |
| US6050228A (en) * | 1998-08-07 | 2000-04-18 | Caterpillar Inc. | Hydro-mechanical fan drive |
| JP2007023941A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Yanmar Co Ltd | 作業機械のエンジン制御装置 |
| JP2014118902A (ja) * | 2012-12-18 | 2014-06-30 | Kcm:Kk | 油圧駆動冷却ファン制御システム、油圧駆動冷却ファンの制御方法、及び産業用車両 |
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