JPH07317748A - Ｆｒｐ製プロペラシャフト - Google Patents
Ｆｒｐ製プロペラシャフトInfo
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- JPH07317748A JPH07317748A JP6115048A JP11504894A JPH07317748A JP H07317748 A JPH07317748 A JP H07317748A JP 6115048 A JP6115048 A JP 6115048A JP 11504894 A JP11504894 A JP 11504894A JP H07317748 A JPH07317748 A JP H07317748A
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- JP
- Japan
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- shaft
- tube
- frp
- propeller shaft
- joint
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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
- F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
- F16C3/02—Shafts; Axles
- F16C3/026—Shafts made of fibre reinforced resin
-
- 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
- F16C2326/00—Articles relating to transporting
- F16C2326/01—Parts of vehicles in general
- F16C2326/06—Drive shafts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 継手要素とＦＲＰ製中空軸との間に強固な結
合状態が得られ、かつ、チューブの破損を防止すること
のできるＦＲＰ製プロペラシャフトを提供する。 【構成】 ＦＲＰ製円筒状の中空軸（１）とその軸端結
合部（３）に圧入嵌合固定される継手要素（２）とから
なり、軸端結合部の内周面および継手要素（２）の嵌合
部（４）外周面の断面形状を滑らかな非真円形とした。
合状態が得られ、かつ、チューブの破損を防止すること
のできるＦＲＰ製プロペラシャフトを提供する。 【構成】 ＦＲＰ製円筒状の中空軸（１）とその軸端結
合部（３）に圧入嵌合固定される継手要素（２）とから
なり、軸端結合部の内周面および継手要素（２）の嵌合
部（４）外周面の断面形状を滑らかな非真円形とした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＦＲＰ製プロペラシャ
フトに関し、詳しくは、繊維強化プラスチック（ＦＲ
Ｐ）製のチューブの両端部にヨーク等の継手要素が嵌合
されて構成されるＦＲＰ製プロペラシャフトに関する。
フトに関し、詳しくは、繊維強化プラスチック（ＦＲ
Ｐ）製のチューブの両端部にヨーク等の継手要素が嵌合
されて構成されるＦＲＰ製プロペラシャフトに関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車等においてエンジンの回転動力を
トランスミッシヨンからファイナルギアまで伝達するた
めに設けられるプロペラシャフトでは、シャフトの両端
部にヨークなどの継手要素が結合されている。また、か
かるプロペラシャフトは近年軽量化の要求が高まるに連
れて、ＦＲＰ化が進められ、各種の自動車でＦＲＰ製プ
ロペラシャフトが採用されつつある。
トランスミッシヨンからファイナルギアまで伝達するた
めに設けられるプロペラシャフトでは、シャフトの両端
部にヨークなどの継手要素が結合されている。また、か
かるプロペラシャフトは近年軽量化の要求が高まるに連
れて、ＦＲＰ化が進められ、各種の自動車でＦＲＰ製プ
ロペラシャフトが採用されつつある。
【０００３】このようなＦＲＰ製プロペラシャフトとし
て、例えば、実開昭５６−１２２８１６号公報に開示さ
れているものや特開平４−３０１４３７号公報に開示さ
れているものが知られている。このうち、実開昭５６−
１２２８１６号公報に開示されている例は、ＦＲＰで中
空のパイプ状に形成されるシャフトの中空断面形状を非
円形状、例えば正多角形型に形成し、その両端の接合部
に上記中空断面形状に合わせたスリーブを有するヨーク
部材を結合するようにしたものである。
て、例えば、実開昭５６−１２２８１６号公報に開示さ
れているものや特開平４−３０１４３７号公報に開示さ
れているものが知られている。このうち、実開昭５６−
１２２８１６号公報に開示されている例は、ＦＲＰで中
空のパイプ状に形成されるシャフトの中空断面形状を非
円形状、例えば正多角形型に形成し、その両端の接合部
に上記中空断面形状に合わせたスリーブを有するヨーク
部材を結合するようにしたものである。
【０００４】また、後者の特開平４−３０１４３７号公
報に開示されている例は、シャフト両端の継手要素が結
合される部分の断面を正八角ないし正六角形状に形成
し、更にこの部分に嵌合される継手要素のスリーブ形状
を上記の形状に合わせると共にその各角の頂部に所定の
Ｒが保たれるようにしたものである。
報に開示されている例は、シャフト両端の継手要素が結
合される部分の断面を正八角ないし正六角形状に形成
し、更にこの部分に嵌合される継手要素のスリーブ形状
を上記の形状に合わせると共にその各角の頂部に所定の
Ｒが保たれるようにしたものである。
【０００５】これらの従来例はいずれも、継手要素が圧
入嵌合される中空のＦＲＰ製チューブの断面形状を少な
くとも嵌合部において正多角形型とすることにより嵌合
部におけるトルクの伝達が双方間に滑りを起したり、応
力の集中が生じることなく円滑に行われるようにするこ
とを目的としている。
入嵌合される中空のＦＲＰ製チューブの断面形状を少な
くとも嵌合部において正多角形型とすることにより嵌合
部におけるトルクの伝達が双方間に滑りを起したり、応
力の集中が生じることなく円滑に行われるようにするこ
とを目的としている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では嵌合部におけるＦＲＰ製中空管（チューブ）お
よび継手要素のスリーブがいずれも正多角形の断面を有
する形状に形成されているため、実開昭５６−１２２８
１６号の開示例の場合はスリーブをチューブに圧入する
際、スリーブの角部でチューブ側の対応する部分を破損
する虞があり、また、回転動力を伝達する際に、チュー
ブ側のこのような角部と対応する部分に応力が集中する
ことによって破損する虞もある。また、特開平４−３０
１４３７号の開示例では、上述のような心配はないが、
角部に丸味Ｒを付した分だけ隅部の接着剤層が厚くな
る。従って、トルク伝達時に発生する応力のためにこの
部分から接着剤が剥離し易い。更にまた、継手要素のス
リーブを正多角形に加工するには、切削加工しかなく、
加工費用が嵩む。
来例では嵌合部におけるＦＲＰ製中空管（チューブ）お
よび継手要素のスリーブがいずれも正多角形の断面を有
する形状に形成されているため、実開昭５６−１２２８
１６号の開示例の場合はスリーブをチューブに圧入する
際、スリーブの角部でチューブ側の対応する部分を破損
する虞があり、また、回転動力を伝達する際に、チュー
ブ側のこのような角部と対応する部分に応力が集中する
ことによって破損する虞もある。また、特開平４−３０
１４３７号の開示例では、上述のような心配はないが、
角部に丸味Ｒを付した分だけ隅部の接着剤層が厚くな
る。従って、トルク伝達時に発生する応力のためにこの
部分から接着剤が剥離し易い。更にまた、継手要素のス
リーブを正多角形に加工するには、切削加工しかなく、
加工費用が嵩む。
【０００７】本発明の目的は、上述したような従来の問
題に着目し、その解決を図るべく、継手要素とＦＲＰ製
チューブとの間に強固な結合状態が得られ、しかもチュ
ーブの破損を防止できるＦＲＰ製プロペラシャフトを提
供することにある。
題に着目し、その解決を図るべく、継手要素とＦＲＰ製
チューブとの間に強固な結合状態が得られ、しかもチュ
ーブの破損を防止できるＦＲＰ製プロペラシャフトを提
供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、ＦＲＰ製円筒状の中空軸と該中空軸の
軸端結合部に嵌合固定される継手要素とからなるＦＲＰ
製プロペラシャフトにおいて、前記中空軸の軸端結合部
の内周面および前記継手要素の嵌合部の外周面の断面形
状を共に滑らかな非真円形にしたことを特徴とするもの
である。
めに、本発明は、ＦＲＰ製円筒状の中空軸と該中空軸の
軸端結合部に嵌合固定される継手要素とからなるＦＲＰ
製プロペラシャフトにおいて、前記中空軸の軸端結合部
の内周面および前記継手要素の嵌合部の外周面の断面形
状を共に滑らかな非真円形にしたことを特徴とするもの
である。
【０００９】
【作用】本発明によれば、ＦＲＰ製円筒状の中空軸軸端
部に形成される嵌合固定のための内周面と、継手要素の
嵌合部に前記内周面に対応して形成される外面とが共に
断面が滑らかな非真円形に形成されることによってトル
ク伝達のために嵌合面に発生する虞のある滑りを防止す
ると共に中空軸側の嵌合周囲部に集中応力が生じるのを
抑制することができる。
部に形成される嵌合固定のための内周面と、継手要素の
嵌合部に前記内周面に対応して形成される外面とが共に
断面が滑らかな非真円形に形成されることによってトル
ク伝達のために嵌合面に発生する虞のある滑りを防止す
ると共に中空軸側の嵌合周囲部に集中応力が生じるのを
抑制することができる。
【００１０】また、嵌合面にセレーションを施すことに
よって上記の滑り防止をより一層効果的なものとするこ
とができる。
よって上記の滑り防止をより一層効果的なものとするこ
とができる。
【００１１】
【実施例】以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳
細かつ具体的に説明する。
細かつ具体的に説明する。
【００１２】図１は本発明の一実施例を示す。ここで、
１はＦＲＰ製のチューブ、２はチューブ１の結合部３に
圧入される継手要素（本例の場合はヨーク部材）、４は
ヨーク部材２のスリーブ部である。ヨーク部材２のスリ
ーブ部４にはセレーション４Ａが形成されていて、この
セレーション４Ａの複数の歯をチューブ１の結合部３圧
入嵌合させることで、周方向の滑り防止効果が高められ
るようにしている。
１はＦＲＰ製のチューブ、２はチューブ１の結合部３に
圧入される継手要素（本例の場合はヨーク部材）、４は
ヨーク部材２のスリーブ部である。ヨーク部材２のスリ
ーブ部４にはセレーション４Ａが形成されていて、この
セレーション４Ａの複数の歯をチューブ１の結合部３圧
入嵌合させることで、周方向の滑り防止効果が高められ
るようにしている。
【００１３】また、チューブ１の結合部３は図１の
（Ａ）に示すようにチューブ直管部５より幾分その厚さ
が厚く形成されていて、本例の場合、チューブ直管部５
の方は図１の（Ｃ）に示すように真円の円筒状に形成さ
れる一方、チューブ結合部３はその断面が（Ｂ）に示す
ように楕円の筒状に形成されている。かくして、チュー
ブ１においてはチューブ直管部５と結合部３との間に介
在する部分（以下で単に移行部という）６のところで肉
厚を漸増させるようにすると共に、形状移行部６の間で
チューブ１の断面を円筒形状から楕円筒形状に滑らかに
変化させるようにする。
（Ａ）に示すようにチューブ直管部５より幾分その厚さ
が厚く形成されていて、本例の場合、チューブ直管部５
の方は図１の（Ｃ）に示すように真円の円筒状に形成さ
れる一方、チューブ結合部３はその断面が（Ｂ）に示す
ように楕円の筒状に形成されている。かくして、チュー
ブ１においてはチューブ直管部５と結合部３との間に介
在する部分（以下で単に移行部という）６のところで肉
厚を漸増させるようにすると共に、形状移行部６の間で
チューブ１の断面を円筒形状から楕円筒形状に滑らかに
変化させるようにする。
【００１４】なお、このようなチューブ１の形成にあた
っては、図２に示すようなマンドレル（心型）１０を用
いればよい。ここで、マンドレル１０は形成されるプロ
ペラシャフトの長さに応じて形成されるもので、その１
０Ａはチューブ直管部５を形成するための円柱状心部、
１０Ｂおよび１０Ｃは円柱状心部１０Ａの両端部に同軸
心上に設けられている結合部形成用の結合部用心部であ
る。また、一方の結合部用心部１０Ｃは円柱状心部１０
Ａの対応端部に対して着脱自在に構成されていて、プロ
ペラシャフト用チューブ１の全体成形後、この結合部用
心部１０Ｃを成形品から引抜くことによりチューブ１を
残りのマンドレル１０から抜き出すことができる。
っては、図２に示すようなマンドレル（心型）１０を用
いればよい。ここで、マンドレル１０は形成されるプロ
ペラシャフトの長さに応じて形成されるもので、その１
０Ａはチューブ直管部５を形成するための円柱状心部、
１０Ｂおよび１０Ｃは円柱状心部１０Ａの両端部に同軸
心上に設けられている結合部形成用の結合部用心部であ
る。また、一方の結合部用心部１０Ｃは円柱状心部１０
Ａの対応端部に対して着脱自在に構成されていて、プロ
ペラシャフト用チューブ１の全体成形後、この結合部用
心部１０Ｃを成形品から引抜くことによりチューブ１を
残りのマンドレル１０から抜き出すことができる。
【００１５】なお、本例では、一方の結合部用心部１０
Ｂと他方の結合用心部１０Ｃとの間に９０°の位相角が
保たれるようにしたが、双方間の位相角は用途に応じて
自在に変更が可能であり、また、その変更によって製品
としてのプロペラシャフトにおいて、その両端部に設け
られるヨーク部材間に所望の位相角が保たれるようにす
ることが可能である。更にまた、上述の引抜きのため
に、結合部用心部１０Ｂ，１０Ｃにおける楕円の短径Ｄ
１は円柱状心部１０Ａの直径Ｄ２と等しいか、あるいは
Ｄ２以上とする。
Ｂと他方の結合用心部１０Ｃとの間に９０°の位相角が
保たれるようにしたが、双方間の位相角は用途に応じて
自在に変更が可能であり、また、その変更によって製品
としてのプロペラシャフトにおいて、その両端部に設け
られるヨーク部材間に所望の位相角が保たれるようにす
ることが可能である。更にまた、上述の引抜きのため
に、結合部用心部１０Ｂ，１０Ｃにおける楕円の短径Ｄ
１は円柱状心部１０Ａの直径Ｄ２と等しいか、あるいは
Ｄ２以上とする。
【００１６】このようなマンドレル１０を用いて形成し
たチューブ１に対し、その両端部に設けた結合部３にヨ
ーク部材２のスリーブ部４をセレーションを介して嵌合
することによりＦＲＰ製プロペラシャフトが得られる。
なお、セレーションの断面形状は三角形、台形等任意で
よい。そして、かかる構成になるプロペラシャフトで
は、ＦＲＰ製チューブ１とヨーク部材２とが、互いに楕
円の断面形状を有する内外周面同士を介して嵌合され、
しかもヨーク部材２のスリーブ部４にセレーションが形
成されていることにより従来例のようにチューブの多角
形状の角部に伝達トルクによる応力が集中するようなこ
とがなく、ほぼチューブの全周にわたってトルクが分散
される形で伝達されるので、破損を生じたり、滑りが生
じるようなことがない。かくして、プロペラシャフトと
して軽量ながら、十分に耐久性のあるものを提供するこ
とができる。なお、プロペラシャフトの回転バランスは
公知の方法にて容易に調整することができる。
たチューブ１に対し、その両端部に設けた結合部３にヨ
ーク部材２のスリーブ部４をセレーションを介して嵌合
することによりＦＲＰ製プロペラシャフトが得られる。
なお、セレーションの断面形状は三角形、台形等任意で
よい。そして、かかる構成になるプロペラシャフトで
は、ＦＲＰ製チューブ１とヨーク部材２とが、互いに楕
円の断面形状を有する内外周面同士を介して嵌合され、
しかもヨーク部材２のスリーブ部４にセレーションが形
成されていることにより従来例のようにチューブの多角
形状の角部に伝達トルクによる応力が集中するようなこ
とがなく、ほぼチューブの全周にわたってトルクが分散
される形で伝達されるので、破損を生じたり、滑りが生
じるようなことがない。かくして、プロペラシャフトと
して軽量ながら、十分に耐久性のあるものを提供するこ
とができる。なお、プロペラシャフトの回転バランスは
公知の方法にて容易に調整することができる。
【００１７】また、以上に述べた実施例ではヨーク部材
のスリーブ部にセレーションを形成したがセレーション
を廃止してもチューブとヨーク部材間に滑りが生じるこ
とはない。また、互いに嵌合されるチューブ結合部と継
手要素のスリーブ部との断面形状を楕円状にしたが、楕
円状に限らず、例えば長円状に形成してもよい。要は、
滑らかな連続する曲線で形成され、かつ、その形状自体
がトルク伝達時に周方向の滑りに対して満遍なく抵抗を
発生する形状の断面であって、しかもその接続部分の形
成ならびに加工が容易である限り、どのような断面形状
であってもよいことはいうまでもない。
のスリーブ部にセレーションを形成したがセレーション
を廃止してもチューブとヨーク部材間に滑りが生じるこ
とはない。また、互いに嵌合されるチューブ結合部と継
手要素のスリーブ部との断面形状を楕円状にしたが、楕
円状に限らず、例えば長円状に形成してもよい。要は、
滑らかな連続する曲線で形成され、かつ、その形状自体
がトルク伝達時に周方向の滑りに対して満遍なく抵抗を
発生する形状の断面であって、しかもその接続部分の形
成ならびに加工が容易である限り、どのような断面形状
であってもよいことはいうまでもない。
【００１８】さらに、継手要素もヨーク部材に限られる
ものではなく、プロペラシャフトを連結するためにその
端部に設けられる部材であればその形態のいかんにかか
わらず本発明の適用が可能である。
ものではなく、プロペラシャフトを連結するためにその
端部に設けられる部材であればその形態のいかんにかか
わらず本発明の適用が可能である。
【００１９】さらにまた、チューブの結合部３に、ヨー
ク部材２に形成したセレーション４Ａに噛合うセレーシ
ョンを予め形成しておき、相互に圧入噛合させるように
してもよい。
ク部材２に形成したセレーション４Ａに噛合うセレーシ
ョンを予め形成しておき、相互に圧入噛合させるように
してもよい。
【００２０】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、ＦＲＰ製円筒状の中空軸と該中空軸の軸端結合部に
嵌合固定される継手要素とからなるＦＲＰ製プロペラシ
ャフトにおいて、前記中空軸の軸端結合部の内周面およ
び前記継手要素の嵌合部の外周面の断面形状を共に滑ら
かな非真円形にしたので、継手要素をＦＲＰ製中空軸に
圧入する際に中空軸の結合部を破損したり、あるいは回
転駆動時に集中応力が発生することによって破損する虞
がない。
ば、ＦＲＰ製円筒状の中空軸と該中空軸の軸端結合部に
嵌合固定される継手要素とからなるＦＲＰ製プロペラシ
ャフトにおいて、前記中空軸の軸端結合部の内周面およ
び前記継手要素の嵌合部の外周面の断面形状を共に滑ら
かな非真円形にしたので、継手要素をＦＲＰ製中空軸に
圧入する際に中空軸の結合部を破損したり、あるいは回
転駆動時に集中応力が発生することによって破損する虞
がない。
【００２１】また、継手要素とＦＲＰ製中空軸との間で
円滑にトルクの伝達が行われ、双方向に周方向の滑りが
生じるようなことがなく、軽量で耐久性のあるＦＲＰ製
プロペラシャフトを提供することができる。
円滑にトルクの伝達が行われ、双方向に周方向の滑りが
生じるようなことがなく、軽量で耐久性のあるＦＲＰ製
プロペラシャフトを提供することができる。
【図１】本発明にかかるＦＲＰ製チューブと継手要素と
の結合部の構成を縦断面（Ａ），（Ａ）のＡ−Ａ線断面
（Ｂ）および（Ａ）のＢ−Ｂ線断面（Ｃ）によって示す
説明図である。
の結合部の構成を縦断面（Ａ），（Ａ）のＡ−Ａ線断面
（Ｂ）および（Ａ）のＢ−Ｂ線断面（Ｃ）によって示す
説明図である。
【図２】本発明にかかるＦＲＰ製チューブ成形のための
マンドレルの形状の一例を示す斜視図である。
マンドレルの形状の一例を示す斜視図である。
１ チューブ ２ 継手要素（ヨーク部材） ３ （チューブの）結合部 ４ （ヨーク部材の）スリーブ部 ４Ａ セレーション ５ チューブ直管部 ６ （チューブ）移行部 １０ マンドレル １０Ａ 円柱状心部 １０Ｂ，１０Ｃ 結合部用心部
Claims (3)
- 【請求項１】 ＦＲＰ製円筒状の中空軸と該中空軸の軸
端結合部に嵌合固定される継手要素とからなるＦＲＰ製
プロペラシャフトにおいて、 前記中空軸の軸端結合部の内周面および前記継手要素の
嵌合部の外周面の断面形状を共に滑らかな非真円形にし
たことを特徴とするＦＲＰ製プロペラシャフト。 - 【請求項２】 前記継手要素の嵌合部の外周面にはセレ
ーションを形成したことを特徴とする請求項１に記載の
ＦＲＰ製プロペラシャフト。 - 【請求項３】 前記中空軸の軸端結合部に嵌合固定され
る継手要素は前記中空軸の双方の軸端結合部において自
在な位相角を保って嵌合固定可能であることを特徴とす
る請求項１または２に記載のＦＲＰ製プロペラシャフ
ト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6115048A JPH07317748A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | Ｆｒｐ製プロペラシャフト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6115048A JPH07317748A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | Ｆｒｐ製プロペラシャフト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07317748A true JPH07317748A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=14652899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6115048A Pending JPH07317748A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | Ｆｒｐ製プロペラシャフト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07317748A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6692365B2 (en) | 2000-07-28 | 2004-02-17 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Propeller shaft and method for producing the same |
-
1994
- 1994-05-27 JP JP6115048A patent/JPH07317748A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6692365B2 (en) | 2000-07-28 | 2004-02-17 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Propeller shaft and method for producing the same |
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