WO2019189520A1 - 円すいころ軸受 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a tapered roller bearing used in a reduction gear of a robot or a construction machine, particularly a taper used for an application requiring high load capacity, high rigidity and compactness under a condition where a high moment load is applied.
  • the present invention relates to a roller bearing.
  • Patent Document 1 or Patent Document 2 discloses a flange portion that protrudes in the direction, eliminates the flange on the small diameter side end portion of the inner ring, and increases the roller length by the amount of the flange to increase the load capacity. Has been.
  • the tapered roller bearing 1 disclosed in Patent Document 1 or Patent Document 2 includes an outer ring 2 having an outer ring raceway surface 2a on an inner peripheral surface, and an inner ring 3 having an inner ring raceway surface 3a on an outer peripheral surface. And a plurality of tapered rollers 4 that are rotatably arranged between the outer ring raceway surface 2a and the inner ring raceway surface 3a, and a plurality of pockets P that accommodate and hold the plurality of tapered rollers 4 at a predetermined interval.
  • a cage 10 is provided, of the inner ring 3, a large-diameter side end and a small-diameter side end. The small brim of the part is eliminated, and the length of the tapered roller 4 is lengthened by the amount of the small brim to increase the load capacity.
  • the contact angle ⁇ is steep from 35 ° to 55 ° to obtain high moment rigidity.
  • the cage 10 of the tapered roller bearing 1 includes a large-diameter ring portion 10a on the large-diameter side, a small-diameter ring portion 10b on the small-diameter side, a large-diameter ring portion 10a, and a small-diameter ring.
  • a plurality of column portions 10c provided at equal intervals in the circumferential direction connecting the portion 10b, and the pocket P is formed on the opposing wall surface of the adjacent column portion 10c and the inner periphery of the large-diameter ring portion 10a.
  • a drop-off prevention claw 10d that is formed by the surface and the outer peripheral surface of the small-diameter ring portion 10b and prevents the tapered roller 4 incorporated in the pocket P from dropping out toward the inner-diameter surface side is provided on the large-diameter side end of the column portion 10c. It is provided on the inner diameter surface side.
  • the tapered roller bearing 1 When the tapered roller bearing 1 is assembled, first, as shown in FIG. 9, the tapered roller 4 is pushed into the pocket P from the inner surface side of the cage 10 to assemble the roller / cage assembly.
  • the drop-off preventing claw 10d for holding the tapered roller 4 in the pocket P is provided on the inner diameter side of the large-diameter end of the column portion 10c of the pocket P.
  • the drop-off preventing claw 10d for holding the tapered roller 4 in the pocket P is provided only on the inner diameter surface side of the large-diameter end of the column part of the pocket P, the retaining property of the tapered roller 4 is low, There was also a problem that the tapered roller 4 was easily dropped from the pocket P.
  • An object of the present invention is to prevent the tapered rollers from being incorporated in the pockets in the opposite direction, and to maintain the tapered rollers with a high level and to prevent the tapered rollers from falling off the pockets.
  • the present invention provides an outer ring having an outer ring raceway surface on an inner peripheral surface, an inner ring having an inner ring raceway surface on an outer peripheral surface, and an outer ring raceway surface between the outer ring raceway surface and the inner ring raceway surface.
  • a tapered roller array having a tapered roller array and a resin cage having a plurality of pockets for accommodating and holding the tapered rollers of the tapered roller array at predetermined intervals, and having a contact angle of 35 ° or more.
  • the cage includes a plurality of ring portions provided at equal intervals in the circumferential direction connecting the large diameter ring portion on the large diameter side, the small diameter ring portion on the small diameter side, and the large diameter ring portion and the small diameter ring portion.
  • the pocket is formed by an opposing wall surface of adjacent column parts, an inner peripheral surface of a large-diameter ring part, and an outer peripheral surface of a small-diameter ring part, and the small-diameter side end of the post part On the inner diameter surface side of the tapered roller incorporated in the pocket. Characterized in that a drop-off prevention pawl that prevents drop.
  • the drop-off preventing claw provided on the inner diameter surface side of the small-diameter side end portion of the column portion is in the range of 10% to 40% of the pocket length L from the small-diameter side inner diameter surface end portion, particularly 10% to 20%. % Is preferable.
  • the guide surface of the tapered roller is provided on the outer diameter side of the opposing surface of the adjacent column part, and the length of the guide surface of the tapered roller is 50 to 90% of the length of the pocket.
  • the tapered roller bearing of the present invention pushes the tapered roller into the pocket from the inner diameter surface side of the cage by providing the drop prevention claw on the inner diameter surface side of the small diameter side end portion of the cage pillar.
  • the allowance between the large diameter portion of the tapered roller and the dropout prevention claw at the small diameter side end of the pocket increases. It is possible to prevent the tapered roller from being installed in the reverse direction.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a portion surrounded by an alternate long and short dash line in FIG. 2. It is an expanded partial sectional view which shows the pocket of the holder
  • FIG. 10 is an enlarged view of a portion surrounded by an alternate long and short dash line in FIG. 9.
  • the tapered roller bearing 11 according to the present invention has a steep slope with a contact angle ⁇ of 35 ° or more.
  • the contact angle ⁇ of the tapered roller bearing 11 according to the embodiment shown in FIGS. 1 to 7 is 45 °.
  • the tapered roller bearing 11 shown in FIG. 1 of the present invention includes an outer ring 12 having an outer ring raceway surface 12a on an inner peripheral surface, an inner ring 13 having an inner ring raceway surface 13a on an outer peripheral surface, the outer ring raceway surface 12a and the inner ring raceway surface. And a retainer 20 having a plurality of pockets P for accommodating and holding the tapered rollers 14 of the tapered roller row at a predetermined interval.
  • the retainer 20 connects the large diameter ring portion 20a on the large diameter side, the small diameter ring portion 10b on the small diameter side, and the large diameter ring portion 20a and the small diameter ring portion 20b.
  • a plurality of pillar portions 20c provided at equal intervals in the circumferential direction, and the pockets P are arranged on opposite wall surfaces of adjacent pillar portions 20c, an inner peripheral surface of the large diameter ring portion 20a, and a small diameter ring portion 20b. And the outer peripheral surface.
  • the inner diameter surfaces of the large-diameter ring portion 20a and the small-diameter ring portion 20b of the cage 20 are formed in a plane parallel to the axis of the inner ring 13 as shown in FIG.
  • a guide surface 20f of the tapered roller 14 is provided on the outer diameter side of the opposing surface of the adjacent column portion 20c.
  • a drop-off preventing claw 20d for preventing the tapered roller 14 incorporated in the pocket P from dropping out toward the inner diameter side is provided on the inner diameter side of the large-diameter end of the column part 20c.
  • a drop-off preventing claw 20e for preventing the tapered roller 14 incorporated in the pocket P from dropping out toward the inner diameter side is provided on the inner diameter side of the small-diameter end of the column portion 20c.
  • the tapered roller 14 is inserted into the pocket P from the inner diameter surface side of the cage 20.
  • the reverse assembly inhibition effect of the tapered roller 14 is higher as the drop prevention claw 20e at the end of the small diameter side of the pocket P is on the small diameter side of the pocket P.
  • the effect of preventing the reverse assembly of the tapered rollers 14 is related to the distance A from the inner diameter surface end portion of the small diameter side of the pocket P shown in FIG. 4 to the drop-off preventing claw 20e and the length L of the pocket P. Table 1 shows.
  • ⁇ indicates that the reverse-combination deterrence effect is large, ⁇ indicates that the reverse-combination deterrence effect is present, and x indicates that there is no reverse-combination deterrence effect.
  • the tapered roller bearing 11 of the embodiment shown in FIG. 1 has a large collar portion 13 b that protrudes radially outward at the large diameter side end portion of the inner ring 13 and holds the large diameter side end surface of the tapered roller 15.
  • a small diameter side protruding portion 13c protruding in the axial direction is provided.
  • the tapered roller bearing 11 of the embodiment shown in FIG. 5 has a large collar portion 12b that protrudes radially inwardly and holds the large diameter side end surface of the tapered roller 15 at the large diameter side end portion of the outer ring 12.
  • the large-diameter end of the inner ring 13 is not provided with a large brim for holding the large-diameter end of the tapered roller 15.
  • the small diameter side protruding portion 13c protruding in the axial direction is provided on the small diameter side of the inner ring raceway surface 13a of the inner ring 13 in the same manner as the embodiment shown in FIG.
  • the tapered roller bearing 11 of the embodiment shown in FIG. 6 has a large collar portion 12b that protrudes radially inward and holds the large diameter side end surface of the tapered roller 15 at the large diameter side end portion of the outer ring 12.
  • the large diameter side end portion of the inner ring 13 is not provided with a large collar portion for holding the large diameter side end surface of the tapered roller 15 as in the embodiment shown in FIG.
  • the embodiment shown in FIG. 6 is the embodiment shown in FIG. 5 in that a small-diameter side ring portion 13d that is provided separately from the inner ring 13 and protrudes in the axial direction is provided on the small-diameter side of the inner ring raceway surface 13a. Is different.
  • the tapered roller bearing 11 of the embodiment shown in FIG. 7 has a large collar portion 12b that protrudes radially inward and holds the large diameter side end surface of the tapered roller 15 at the large diameter side end portion of the outer ring 12.
  • the large diameter side end of the inner ring 13 is not provided with a large brim portion for holding the large diameter end surface of the tapered roller 15, and the small diameter side of the inner ring 13 protrudes in the axial direction on the small diameter side of the inner ring raceway surface 13a.
  • the point that the ring portion 13d is provided separately from the inner ring 13 is the same as the embodiment shown in FIG.
  • the tapered roller bearing 11 according to the embodiment shown in FIG. 7 is provided with a small collar portion 13e protruding outward in the radial direction at the end portion on the inner ring 13 side of the small diameter side protruding portion 13c.

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Abstract

円すいころを保持器の内径面側からポケットにかち込む際に、円すいころが大径側と小径側が逆向きでポケットに組み込まれることを抑止することを課題とする。円すいころ軸受(１１)の保持器(２０)が、大径側に大径リング部(２０ａ)と、小径側に小径リング部(２０ｂ)と、大径リング部(２０ａ)と小径リング部(２０ｂ)との間を繋ぐ周方向に等間隔で設けられた複数の柱部(２０ｃ)とを有し、前記柱部(２０ｃ)の小径側端部の内径面側に、ポケット(Ｐ)に組込んだ円すいころ(１４)の内径面側への脱落を防止する脱落防止爪(２０ｅ)を設けたことを特徴とする。

Description

円すいころ軸受
　この発明は、ロボットや建設機械の減速機で使用される円すいころ軸受、特に、高いモーメント荷重が負荷される条件の下、高負荷容量、高剛性且つコンパクト性が求められる用途に使用される円すいころ軸受に関する。
　この種の高負荷容量、高剛性且つコンパクト性が求められる用途に使用される円すいころ軸受として、内輪の大径側端部と小径側端部のうち、大径側端部にのみ半径方向外方に突出する鍔部を設け、内輪の小径側端部の小鍔をなくし、小鍔の分だけころ長さを長くして高負荷容量化したものが、特許文献１または特許文献２に開示されている。
　特許文献１または特許文献２に開示された円すいころ軸受１は、図８に示すように、内周面に外輪軌道面２ａを有する外輪２と、外周面に内輪軌道面３ａを有する内輪３と、前記外輪軌道面２ａと前記内輪軌道面３ａとの間に転動自在に配置される複数の円すいころ４と、この複数の円すいころ４を所定の間隔で収容保持する複数のポケットＰを有する保持器１０とを備え、内輪３の大径側端部と小径側端部のうち、大径側端部にのみ半径方向外方に突出する大つば部３ｂを設け、内輪３の小径側端部の小つばをなくし、小つばの分だけ円すいころ４の長さを長くして高負荷容量化を図っている。
　また、接触角αを３５°～５５°という急勾配にして、高モーメント剛性を得るようにしている。
国際公開２０１４／１０４１３２ 国際公開２０１４／１６３１７７
　ところで、円すいころ軸受１の保持器１０は、図９および図１０に示すように、大径側に大径リング部１０ａと、小径側に小径リング部１０ｂと、大径リング部１０ａと小径リング部１０ｂとの間を繋ぐ周方向に等間隔で設けられた複数の柱部１０ｃとを有し、前記ポケットＰを、隣り合う柱部１０ｃの対向する壁面と、大径リング部１０ａの内周面と、小径リング部１０ｂの外周面とによって形成し、前記ポケットＰに組込んだ円すいころ４の内径面側への脱落を防止する脱落防止爪１０ｄを、柱部１０ｃの大径側端部の内径面側に設けている。
　そして、円すいころ軸受１を組立てる際は、まず、図９に示すように、保持器１０の内径面側から円すいころ４をポケットＰにかち込んで、ころ・保持器アッシーを組立てる。
　ところが、円すいころ４をポケットＰ内に保持する脱落防止爪１０ｄは、ポケットＰの柱部１０ｃの大径側端部の内径面側に設けられているので、保持器１０の内径面側から円すいころ４をポケットＰにかち込む際に、円すいころ４の大径側と小径側が逆向きであっても、円すいころ４と柱部１０ｃとの間のかち込み代が小さく、円すいころ４がポケットＰに組み込まれてしまうことが容易に起こる可能性がある。
　また、円すいころ４をポケットＰ内に保持する脱落防止爪１０ｄが、ポケットＰの柱部の大径側端部の内径面側にのみ設けられているので、円すいころ４の保持性が低く、円すいころ４がポケットＰから脱落し易いという問題もあった。
　そこで、この発明は、保持器の内径面側から円すいころをポケットにかち込む際に、円すいころの大径側と小径側が逆向きであると、円すいころがポケットにかち込み難くて、誤って円すいころがポケットに逆向きで組み込まれることを抑止すると共に、円すいころの保持性が高く、円すいころのポケットからの脱落を防止することを課題とするものである。
　前記の課題を解決するために、この発明は、内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配置される円すいころ列と、この円すいころ列の円すいころを所定の間隔で収容保持する複数のポケットを有する樹脂製の保持器とを備え、接触角が３５°以上である円すいころ軸受において、前記保持器は、大径側に大径リング部と、小径側に小径リング部と、大径リング部と小径リング部との間を繋ぐ周方向に等間隔で設けられた複数の柱部とを有し、前記ポケットを、隣り合う柱部の対向する壁面と、大径リング部の内周面と、小径リング部の外周面とによって形成し、前記柱部の小径側端部の内径面側に、前記ポケットに組込んだ円すいころの内径面側への脱落を防止する脱落防止爪を設けたことを特徴とする。
　前記柱部の小径側端部の内径面側に設ける脱落防止爪は、前記ポケットの小径側の内径面端部からポケットの長さＬの１０％～４０％の範囲、特に、１０％～２０％の範囲に設けることが好ましい。
　前記柱部の大径側端部の内径面側にも、前記ポケットに組込んだ円すいころの内径面側への脱落を防止する脱落防止爪を設けることが好ましい。
　隣り合う前記柱部の対向面の外径側に円すいころの案内面を有し、円すいころの案内面の長さがポケットの長さの５０～９０％であることが好ましい。
　以上のように、この発明の円すいころ軸受は、保持器の柱部の小径側端部の内径面側に脱落防止爪を設けることにより、保持器の内径面側から円すいころをポケットにかち込む際に、円すいころの大径側と小径側が逆向きになっていると、円すいころの大径部と、ポケットの小径側端部の脱落防止爪との間のかち込み代が大きくなるため、円すいころが逆向きで組み込まれることを抑止することができる。
この発明の実施形態に係る円すいころ軸受を保持器の柱部で切断した拡大部分断面図である。 図１の実施形態に係る円すいころ軸受の保持器の斜視図である。 図２の一点鎖線で囲んだ部分の拡大図である。 図１の実施形態に係る円すいころ軸受の保持器のポケットを示す拡大部分断面図である。 この発明の他の実施形態に係る円すいころ軸受を保持器の柱部で切断した拡大部分断面図である。 この発明の他の実施形態に係る円すいころ軸受を保持器の柱部で切断した拡大部分断面図である。 この発明の他の実施形態に係る円すいころ軸受を保持器の柱部で切断した拡大部分断面図である。 従来の円すいころ軸受を保持器の柱部で切断した拡大部分断面図である。 従来の円すいころ軸受の保持器の斜視図である。 図９の一点鎖線で囲んだ部分の拡大図である。
　以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
　この発明に係る円すいころ軸受１１は、接触角αが３５°以上という急勾配のものである。図１～図７に示す実施形態に係る円すいころ軸受１１の接触角αは、いずれも４５°である。
　この発明の図１に示す円すいころ軸受１１は、内周面に外輪軌道面１２ａを有する外輪１２と、外周面に内輪軌道面１３ａを有する内輪１３と、前記外輪軌道面１２ａと前記内輪軌道面１３ａとの間に転動自在に配置される円すいころ列と、この円すいころ列の円すいころ１４を所定の間隔で収容保持する複数のポケットＰを有する保持器２０とを備える。
　保持器２０は、図２および図３に示すように、大径側に大径リング部２０ａと、小径側に小径リング部１０ｂと、大径リング部２０ａと小径リング部２０ｂとの間を繋ぐ周方向に等間隔で設けられた複数の柱部２０ｃとを有し、前記ポケットＰを、隣り合う柱部２０ｃの対向する壁面と、大径リング部２０ａの内周面と、小径リング部２０ｂの外周面とによって形成している。
　保持器２０の大径リング部２０ａと小径リング部２０ｂの内径面は、図４に示すように、内輪１３の軸に対して平行面に形成されている。
　隣り合う前記柱部２０ｃの対向面の外径側には、円すいころ１４の案内面２０ｆが設けられ、この案内面２０ｆの長さａを、ポケットＰの長さＬの５０～９０％にすると、運転時の保持器２０の姿勢が安定する。
　前記柱部２０ｃの大径側端部の内径面側には、ポケットＰに組込んだ円すいころ１４の内径面側への脱落を防止する脱落防止爪２０ｄを設けている。
　さらに、この発明では、前記柱部２０ｃの小径側端部の内径面側に、ポケットＰに組込んだ円すいころ１４の内径面側への脱落を防止する脱落防止爪２０ｅを設けている。このように、ポケットＰの柱部２０ｃの小径側端部の内径面側に脱落防止爪２０ｅを設けると、保持器２０の内径面側から円すいころ１４をポケットＰにかち込む際に、円すいころ１４の大径側と小径側が逆向きになっていると、円すいころ１４の大径部と、ポケットＰの小径側端部の脱落防止爪２０ｅとの間のかち込み代が大きくなるため、円すいころ１４の逆組みが抑止される。
　この円すいころ１４の逆組み抑止効果は、ポケットＰの小径側端部の脱落防止爪２０ｅが、ポケットＰの小径側にあるほど、逆組み抑止効果が高い。
　この円すいころ１４の逆組み抑止効果は、図４に示すポケットＰの小径側の内径面端部から脱落防止爪２０ｅまでの距離Ａと、ポケットＰの長さＬと関係し、その評価結果は、表１のとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１において、◎は逆組み抑止効果が大、○は逆組み抑止効果が有り、×は逆組み抑止効果が無しを示している。
　表１のとおり、ポケットＰの小径側の内径面端部から脱落防止爪２０ｅまでの距離Ａが、ポケットＰの長さＬの１０％～４０％の範囲に位置すると、逆組み抑止効果があり、ポケットＰの長さＬの１０％～２０％の範囲で、特に、逆組み抑止効果が高いという評価が得られた。
　この発明では、前記柱部２０ｃの内径面側の大径側端部と、小径側端部とに、ポケットＰに組込んだ円すいころ１４の内径面側への脱落を防止する脱落防止爪２０ｄ、２０ｅを設けているので、ポケットＰ内で円すいころ１４を安定して保持でき、運転時における保持器２０の姿勢も安定し、保持器２０の振れ回りや破損防止効果が高くなる。
　図１に示す実施形態の円すいころ軸受１１は、内輪１３の大径側端部に、半径方向外方に突出し、円すいころ１５の大径側端面を保持する大つば部１３ｂを有し、内輪１３の内輪軌道面１３ａの小径側には、軸方向に突出する小径側突出部１３ｃが設けられている。
　図５に示す実施形態の円すいころ軸受１１は、外輪１２の大径側端部に、半径方向内方に突出し、円すいころ１５の大径側端面を保持するする大つば部１２ｂを有し、内輪１３の大径側端部には、円すいころ１５の大径側端面を保持する大つば部を設けていない。内輪１３の内輪軌道面１３ａの小径側に、軸方向に突出する小径側突出部１３ｃが設けている点は、図１に示す実施形態と同様である。
　図６に示す実施形態の円すいころ軸受１１は、外輪１２の大径側端部に、半径方向内方に突出し、円すいころ１５の大径側端面を保持するする大つば部１２ｂを有し、内輪１３の大径側端部には、円すいころ１５の大径側端面を保持する大つば部を設けていない点は、図５に示す実施形態と同様である。この図６に示す実施形態は、内輪１３の内輪軌道面１３ａの小径側に、内輪１３と別体で軸方向に突出する小径側リング部１３ｄを設けている点が、図５に示す実施形態と相違する。
　図７に示す実施形態の円すいころ軸受１１は、外輪１２の大径側端部に、半径方向内方に突出し、円すいころ１５の大径側端面を保持するする大つば部１２ｂを有し、内輪１３の大径側端部に、円すいころ１５の大径側端面を保持する大つば部を設けていない点と、内輪１３の内輪軌道面１３ａの小径側に、軸方向に突出する小径側リング部１３ｄを内輪１３と別体で設けている点は、図６に示す実施形態と同様である。この図７に示す実施形態の円すいころ軸受１１は、小径側突出部１３ｃの内輪１３側の端部に、半径方向外方に突出する小つば部１３ｅを設けている。
　この発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内の全ての変更を含む。
１１　　：軸受
１２　　：外輪
１２ａ　：外輪軌道面
１３　　：内輪
１３ａ　：内輪軌道面
１３ｃ　：小径側突出部
２０　　：保持器
２０ａ　：大径リング部
２０ｂ　：小径リング部
２０ｃ　：柱部
２０ｄ　：脱落防止爪
２０ｅ　：脱落防止爪
２０ｆ　：案内面
Ｐ　　　：ポケット
α　　　：接触角

Claims (5)

  1. 　内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配置される円すいころ列と、この円すいころ列の円すいころを所定の間隔で収容保持する複数のポケットを有する樹脂製の保持器とを備え、接触角が３５°以上である円すいころ軸受において、前記保持器は、大径側に大径リング部と、小径側に小径リング部と、大径リング部と小径リング部との間を繋ぐ周方向に等間隔で設けられた複数の柱部とを有し、前記ポケットを、隣り合う柱部の対向する壁面と、大径リング部の内周面と、小径リング部の外周面とによって形成し、前記柱部の小径側端部の内径面側に、前記ポケットに組込んだ円すいころの内径面側への脱落を防止する脱落防止爪を設けたことを特徴とする円すいころ軸受。
  2. 　前記柱部の小径側端部の内径面側に設けた脱落防止爪が、前記ポケットの小径側の内径面端部からポケットの長さＬの１０％～４０％の範囲に設けられていることを特徴とする請求項１記載の円すいころ軸受。
  3. 　前記柱部の小径側端部の内径面側に設けた脱落防止爪が、前記ポケットの小径側の内径面端部からポケットの長さＬの１０％～２０％の範囲に設けられていることを特徴とする請求項１記載の円すいころ軸受。
  4. 　前記柱部の大径側端部の内径面側に、前記ポケットに組込んだ円すいころの内径面側への脱落を防止する脱落防止爪を設けたことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の円すいころ軸受。
  5. 　隣り合う前記柱部の対向面の外径側に円すいころの案内面を有し、円すいころの案内面の長さがポケットの長さの５０～９０％である請求項１～４のいずれかに記載の円すいころ軸受。
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