JPH1123599A - 回転速度センサを備えた軸受 - Google Patents

回転速度センサを備えた軸受

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JPH1123599A
JPH1123599A JP9186017A JP18601797A JPH1123599A JP H1123599 A JPH1123599 A JP H1123599A JP 9186017 A JP9186017 A JP 9186017A JP 18601797 A JP18601797 A JP 18601797A JP H1123599 A JPH1123599 A JP H1123599A
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JP
Japan
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flange
cylindrical member
permanent magnet
magnetic material
stator
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JP9186017A
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Yoshirou Koujiya
佳郎 糀屋
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NSK Ltd
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NSK Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C41/00Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
    • F16C41/007Encoders, e.g. parts with a plurality of alternating magnetic poles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
    • F16C19/18Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls
    • F16C19/181Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact
    • F16C19/183Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles
    • F16C19/184Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement
    • F16C19/186Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement with three raceways provided integrally on parts other than race rings, e.g. third generation hubs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00Articles relating to transporting
    • F16C2326/01Parts of vehicles in general
    • F16C2326/02Wheel hubs or castors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/72Sealings
    • F16C33/723Shaft end sealing means, e.g. cup-shaped caps or covers

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】部品点数を削減したにもかかわらず、精度良く
回転速度を検出できる回転速度センサを備えた軸受を提
供する。 【解決手段】内輪組立体に取付けられ、等間隔に周方向
に窓部201eと柱部201fとを交互に形成した、磁
性材からなるトーンホイール201と、トーンホイール
201上に配置された永久磁石Mと、外輪101に取付
けられたステータ組立体210とからなり、ステータ組
立体210は、トーンホイール201の窓部201eと
同ピッチで、周方向に等間隔に凸部211c、212c
を形成した、磁性材からなる一対のフランジ211,2
12と、フランジ211,212を連結する円筒部21
1bと、円筒部211bと磁性材からなるトーンホイー
ルとの間のラジアル断面に配置されたコイル214とか
らなり、永久磁石Mは、フランジ211に隣接して配置
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は車両用の軸受に関
し、特に回転輪の回転速度を検出できる回転速度センサ
を備えた軸受に関する。
【0002】近年、交通の安全を確保すべく、車両にお
いて各種の安全装置が実用化されるに至った。その一つ
に、アンチロックブレーキシステムがある。かかるアン
チロックブレーキシステムは、車輪の回転速度を検出し
て、そのロック状態を検出し、それに応じてブレーキ力
を制御するようになっている。
【0003】従って、アンチロックブレーキシステムを
備えた車両においては、車輪の回転速度を精度良く検出
する必要がある。しかし、車輪の回転速度を直接検出す
ることは一般的に困難であることから、その代わりに車
輪を回転自在に支持するハブ・ユニットにおいて、軸受
の回転輪の回転速度を検出することが多い。
【0004】図4は、独国特許第19612467号公
報に開示されている、従来技術による回転速度センサの
断面図である。図4において、回転軸10の外周に、磁
性材からなる円筒部材11が配置されている。円筒部材
11は、周方向に等間隔に窓部11aと柱部11bとを
有する。
【0005】円筒部材11の半径方向外方には、固定部
12に取り付けられた環状ステータ2が配置されてい
る。環状ステータ2は、磁性材からなる断面L字状の第
1フランジ20と、第1フランジ20の端部から半径方
向内方に延在する磁性材からなる第2フランジ21と、
樹脂材22aを介して第1フランジ20と第2フランジ
21との間に配置されたコイル22とからなる。
【0006】第2フランジ21の、コイル22と反対側
面には、永久磁石MがN極を外側にして取り付けられて
いる。
【0007】環状ステータ2の第1フランジ20と第2
フランジ21は、円筒部材11の窓部11aと同ピッチ
で、周方向に等間隔に凸部20b、21bを形成してい
るが、第1フランジ20の凸部20bが、円筒部材11
の柱部11bに近接したときには、第2フランジ21の
隣接する凸部21b間(即ち凹部)が、柱部11bに近
接するようになっている。
【0008】ここで、回転軸10が固定部12に対して
回転するとき、第1フランジ20の凸部20bが、円筒
部材11の柱部11bに近接したときには、両者間のエ
アギャップが磁気回路の一部となり、コイル22に鎖交
する磁束が流れる。
【0009】一方、円筒部材11が更に窓部11aのピ
ッチの半分だけ回転すると、第2フランジ21の凸部2
1bが、円筒部材11の柱部11bに近接し、両者間の
エアギャップが磁気回路の一部となるため、かかる場合
にはコイル22に鎖交する磁束は流れない。
【0010】このようにして、固定部12に対し回転軸
10が回転すると、コイル22の両端には正弦波状の出
力電圧が発生することとなる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図4に示す
従来技術においては、磁気回路を閉回路とし、その磁気
抵抗を極力小さくするために、磁石Mの左側面から円筒
部材11の先端まで延在する磁性材からなるステータ2
5を設け、これを磁石Mからの戻り回路を構成する要素
として用いている。
【0012】ところが、このようなステータ25を設け
ることにより、部品点数は増大し、その製造コストも増
大する。
【0013】かかる問題点に鑑み、本発明は、部品点数
を削減したにもかかわらず、精度良く回転速度を検出で
きる回転速度センサを備えた軸受を提供することを目的
とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成すべ
く、本発明にかかる回転速度センサを備えた軸受は、軌
道(101b、101c)を有する固定輪(101)
と、軌道(102d、102e)を有し、前記固定輪
(101)に対して回転自在な回転輪(102)と、両
軌道間に配置された複数の転動部材(103)と、前記
回転輪(102)に取付けられ、等間隔に周方向に窓部
(201e)と柱部(201f)とを交互に形成した、
磁性材からなる円筒部材(201)と、前記円筒部材
(201)上に配置された永久磁石(M)と、前記固定
輪(101)に取付けられた環状ステータ装置(21
0)とからなり、前記環状ステータ装置(210)は、
前記円筒部材(201)の窓部(201e)と同ピッチ
で、周方向に等間隔に凹部及び凸部(211c、212
c)を形成した、磁性材からなる一対のフランジ(21
1,212)と、前記フランジ(211,212)を連
結する磁性材からなるステータ円筒部(211b)と、
前記ステータ円筒部(211b)と前記磁性材からなる
円筒部材との間のラジアル断面に配置されたコイル(2
14)とからなり、前記永久磁石(M)は、前記フラン
ジの一方(211)に隣接して配置され、前記フランジ
の一方(211)の凸部(211c)が、前記円筒部材
(201)の柱部(201f)に近接したときには、前
記フランジの他方(212)の凹部が、前記柱部(20
1f)に近接するようになっている。
【0015】
【作用】本発明の回転速度センサを備えた軸受によれ
ば、前記回転輪(102)に取付けられ、等間隔に周方
向に窓部(201e)と柱部(201f)とを交互に形
成した、磁性材からなる円筒部材(201)と、前記円
筒部材(201)上に配置された永久磁石(M)と、前
記固定輪(101)に取付けられた環状ステータ装置
(210)とからなり、前記環状ステータ装置(21
0)は、前記円筒部材(201)の窓部(201e)と
同ピッチで、周方向に等間隔に凹部及び凸部(211
c、212c)を形成した、磁性材からなる一対のフラ
ンジ(211,212)と、前記フランジ(211,2
12)を連結する磁性材からなるステータ円筒部(21
1b)と、前記ステータ円筒部(211b)と前記磁性
材からなる円筒部材との間のラジアル断面に配置された
コイル(214)とからなり、前記永久磁石(M)は、
前記フランジの一方(211)に隣接して配置され、前
記フランジの一方(211)の凸部(211c)が、前
記円筒部材(201)の柱部(201f)に近接したと
きには、前記フランジの他方(212)の凹部が、前記
柱部(201f)に近接するようになっているので、一
つの磁気回路が、前記永久磁石(M)から、前記一方の
フランジ(211)と、前記円筒部材(201)とを介
して形成され、他の磁気回路が、前記永久磁石(M)か
ら、前記ステータ円筒部材(211b)と、他方のフラ
ンジ(212)と、前記円筒部材(201)とを介して
形成され、それにより磁気回路を形成するに必要な部品
をより少なく抑えることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態を
図面を参照して詳細に説明する。図1は、本実施の態様
にかかるハブ・ユニットの断面図である。
【0017】図1において、本実施の形態にかかるハブ
・ユニットは、外輪101と、内輪組立体102と、前
記外輪101と前記内輪組立体102との間に配置され
た二列のボール103と、前記ボールを保持する保持器
104と、前記外輪101と前記内輪組立体102との
間において、ボール103の左方に配置されたシール1
05と、前記外輪101の端部に取り付けられた蓋部1
06と、この蓋部106と前記内輪組立体102との間
に配置されたセンサユニット200とからなる。
【0018】固定輪である外輪101は、円筒状の本体
101aと、その内周に形成された2列の軌道面101
b、101cを有し、不図示のボルトにより車体(不図
示)に対して固定されるようになっている。
【0019】回転輪である内輪組立体102は、外輪1
01に内包される円筒状の本体102aと、本体102
aから半径方向外方に延在する円板状のフランジ部10
2bと、本体102aの右端外周に嵌合された環状部材
102cとからなる。環状部材102cは、本体102
aの端部に形成された雄ねじ(不図示)に、フランジ付
きナット107を螺合させることにより本体102aに
取り付けられている。
【0020】内輪組立体102の本体102aは、その
外周に軌道面102dを有する。一方、環状部材102
cは、その外周に軌道面102eを有する。軌道面10
2d、102eと、それぞれ対向する外輪101の軌道
輪101b、101cとの間に、転動体であるボール1
03が挟持されている。かかる外輪101と、内輪組立
体102と、ボール103とでいわゆるアンギュラコン
タクトタイプの軸受を構成している。ボール103は、
保持器104により適所に保持されている。
【0021】内輪組立体102は、フランジ部102b
にボルト孔102fを形成しており、かかるボルト孔1
02fを介してボルト(不図示)を挿通し、かかるボル
トにより不図示の車輪を取り付けている。
【0022】シール105は、通常のシールであって、
外輪101と内輪組立体102との間を密封している。
【0023】樹脂製のカバー106は、円筒部106a
と、円板部106bとを接合した構成となっており、円
板部106bの内側面にステータ組立体210を取り付
けている。なお、カバー106は、円筒部106aに鉄
製のインサート106cを埋設させ、これを用いて外輪
101へのカバー106の取付けを行っている。インサ
ート106cに隣接して、外輪101とカバー106と
の間を密封するO−リング108が配置されている。カ
バー106から右方に突出するソケット109内には、
後述するコイル214に連結された端子110が配置さ
れ、不図示のコネクタをここに差込自在となっている。
【0024】一方、内輪組立体102の環状部材102
cには、円筒部材であるトーンホイール201が取り付
けられ、更に永久磁石Mがトーンホイール201上に配
置されている。
【0025】図2は、センサユニット200を構成す
る、環状ステータ装置であるステータ組立体210と、
トーンホイール201と、永久磁石Mの拡大断面図であ
り、図2(a)においては一方の磁気回路を形成し、図
2(b)おいては他方の磁気回路を形成している。な
お、図2においては、見やすいようにハッチングは省略
されている。
【0026】トーンホイール201は、1枚の磁性材板
をプレスすることにより形成されており、内輪組立体1
02の環状部材102cよりも大径の円筒部201a
と、環状部材102cに嵌合する折り返し部201b
と、円筒部201aと折り返し部201bとを連結する
外方フランジ部201cと、折り返し部201bから内
方に延在する内方フランジ部201dとからなる。
【0027】トーンホイール201の円筒部201a
は、周方向に等間隔に窓部201e(点線で示す)と柱
部201fとを形成している。環状の永久磁石Mは、N
極をステータ組立体210に向けて、トーンホイール2
01の内方フランジ部201d上に配置されている。な
お、外方フランジ部201cに対して、内方フランジ部
201dを、ステータ組立体210から離隔する方向に
シフトすることにより、外方フランジ部201cの内周
で永久磁石Mの位置決めを行えるようにしている。永久
磁石Mは、磁力によってトーンホイール201に固着す
るようになっているが、樹脂モールド等により一体的に
固定することもできる。なお、本実施の形態における永
久磁石は環状形状のものであるが、必ずしも環状形状に
する必要はなく、扇形形状の永久磁石を円周上に数個配
置することも可能である。
【0028】ステータ組立体210は、第1フランジ2
11と、第2フランジ212と、両フランジ間に配置さ
れたボビン213と、ボビン213内に配置されたコイ
ル214とからなる。
【0029】磁性材からなる第1フランジ211は、永
久磁石Mに微小スキマを介して対向するフランジ部21
1aと、フランジ部211aの内周に接合された円筒部
211bと、フランジ部211aの半径方向外方端にお
いて、トーンホイール201の窓部201eと同ピッチ
で、周方向に等間隔に配置された断面L字状の凸部(櫛
歯)211cとからなる。
【0030】一方、磁性材からなる第2フランジ212
は、円筒部211bの内周に嵌合する小円筒212a
と、小円筒212aから半径方向外方に延在するフラン
ジ部212bと、フランジ部212bの半径方向外方端
において、トーンホイール201の窓部201eと同ピ
ッチで、周方向に等間隔に配置された断面L字状の凸部
(櫛歯)212cとからなる。なお、第1フランジ21
1の凸部211cは、第2フランジ212の凸部212
cに対して、トーンホイール201の窓部201eのピ
ッチの半分だけ周方向にシフトして形成されている。
【0031】第1フランジ211と第2フランジ212
とで囲まれた溝状空間には、断面U字状の樹脂製ボビン
213が配置されている。ボビン213内には、コイル
214が配置されている。
【0032】本実施の形態にかかるハブ・ユニットが車
輪に取り付けられ、車輪が回転した場合、図2(a)に
示すように、トーンホイール201の柱部201fに、
第2フランジ212の凸部212cが近接するようにな
ったときは、永久磁石Mから、第1フランジ211のフ
ランジ部211aと円筒部211bと、第2フランジ2
12の小円筒212aとフランジ部212bと凸部21
2cと、トーンホイール201とを介して磁気回路が形
成される。図2(a)に、かかる場合の磁束の流れを矢
印により示す。このときコイル214においては、図2
(a)中左から右へと磁束が鎖交する。
【0033】一方、図2(b)に示すように、トーンホ
イール201の柱部201fに、第1フランジ211の
凸部211cが近接するようになったときは、永久磁石
Mから、第1フランジ211のフランジ部211aと凸
部211cと、トーンホイール201とを介して磁気回
路が形成される。図2(b)に、かかる場合の磁束の流
れを矢印により示す。このときコイル214において
は、磁束は鎖交しない。このように、トーンホイール2
01とステータ組立体210との相対回転に応じて、鎖
交磁束は周期的に変化するため、コイル214に相対回
転に応じた正弦波状の電圧が生じ、かかる電圧を端子1
10(図1)を介して検出することにより回転輪である
内輪組立体102の回転数を測定することができる。
【0034】本実施の形態によれば、トーンホイール2
01に永久磁石Mを直付し、ステータ組立体210の外
方で回転させるようにしたので、トーンホイール201
を直接戻り回路とすることができ、例えば従来技術で用
いていたような別個のステータは不要となり、部品点数
を減少させコストダウンを図ることができる。
【0035】図3は、第2の実施の態様にかかるハブ・
ユニットの断面図である。なお、第2の実施の形態につ
いては、図1に示す第1の実施の形態に対して異なる点
を中心に説明し、共通する部分については詳細な説明を
省略する。
【0036】第1の実施の形態に対し、第2の実施の形
態が異なるのは、センサユニット300の構成である。
より具体的には、ステータ組立体310の半径方向内側
に、トーンホイール301が配置されている。これに合
わせて、ステータ組立体310のフランジ凸部は内方を
向いている。その他の構成及び動作については、第1の
実施の形態と共通する。
【0037】以上、本発明を実施の態様を参照して説明
してきたが、本発明は上記実施の態様に限定して解釈さ
れるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることは
もちろんである。例えば、トーンホイールはプレス成形
により形成されても、溶接により形成されても良い。
【0038】
【発明の効果】本発明の回転速度センサを備えた軸受に
よれば、軸受の回転輪に取付けられ、等間隔に周方向に
窓部と柱部とを交互に形成した、磁性材からなる円筒部
材と、前記円筒部材上に配置された永久磁石と、前記固
定輪に取付けられた環状ステータ装置とからなり、前記
環状ステータ装置は、前記円筒部材の窓部と同ピッチ
で、周方向に等間隔に凹部及び凸部を形成した、磁性材
からなる一対のフランジと、前記フランジを連結する磁
性材からなるステータ円筒部と、前記ステータ円筒部と
前記磁性材からなる円筒部材との間のラジアル断面に配
置されたコイルとからなり、前記永久磁石は、前記フラ
ンジの一方に隣接して配置され、前記フランジの一方の
凸部が、前記円筒部材の柱部に近接したときには、前記
フランジの他方の凹部が、前記柱部に近接するようにな
っているので、一つの磁気回路が、前記永久磁石から、
前記一方のフランジと、前記円筒部材とを介して形成さ
れ、他の磁気回路が、前記永久磁石から、前記ステータ
円筒部材と、他方のフランジと、前記円筒部材とを介し
て形成され、それにより磁気回路を形成するに必要な部
品をより少なく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態のハブ・ユニットの断面図で
ある。
【図2】センサユニット200を構成する、ステータ組
立体210と、トーンホイール201と、永久磁石Mの
拡大断面図であり、図2(a)においては一方の磁気回
路を形成し、図2(b)おいては他方の磁気回路を形成
している。
【図3】第2の実施の形態のハブ・ユニットの断面図で
ある。
【図4】独国特許第19612467号公報に開示され
ている、従来技術による回転速度センサの断面図であ
る。
【符号の説明】
101‥‥外輪 102‥‥内輪組立体 200、300‥‥センサユニット 201‥‥トーンホイール 210、310‥‥ステータ組立体 211‥‥第1フランジ 212‥‥第2フランジ 214‥‥コイル M‥‥永久磁石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F16C 41/00 F16C 41/00

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軌道を有する固定輪と、 軌道を有し、前記固定輪に対して回転自在な回転輪と、 両軌道間に配置された複数の転動部材と、 前記回転輪に取付けられ、等間隔に周方向に窓部と柱部
    とを交互に形成した、磁性材からなる円筒部材と、 前記円筒部材上に配置された永久磁石と、 前記固定輪に取付けられた環状ステータ装置とからな
    り、 前記環状ステータ装置は、前記円筒部材の窓部と同ピッ
    チで、周方向に等間隔に凹部及び凸部を形成した、磁性
    材からなる一対のフランジと、前記フランジを連結する
    磁性材からなるステータ円筒部と、前記ステータ円筒部
    と前記磁性材からなる円筒部材との間のラジアル断面に
    配置されたコイルとからなり、 前記永久磁石は、前記フランジの一方に隣接して配置さ
    れ、 前記フランジの一方の凸部が、前記円筒部材の柱部に近
    接したときには、前記フランジの他方の凹部が、前記柱
    部に近接するようになっている回転速度センサを備えた
    軸受。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004037293A (ja) * 2002-07-04 2004-02-05 Koyo Seiko Co Ltd 回転検出器用のパルサーリングおよび転がり軸受装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004037293A (ja) * 2002-07-04 2004-02-05 Koyo Seiko Co Ltd 回転検出器用のパルサーリングおよび転がり軸受装置

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