JP2008057166A - Clutch mechanism of electric lock - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気錠のクラッチ機構に関する。 The present invention relates to a clutch mechanism for an electric lock.
特許文献1には、「駆動歯車(クラッチ歯車)と、該駆動歯車の凹所に組み込んだ係合板(クラッチ板)とを備えた電気錠のクラッチ機構」が開示されている。この特許文献1は出願人が提案したものである。 Patent Document 1 discloses “an electric clutch mechanism including a driving gear (clutch gear) and an engagement plate (clutch plate) incorporated in a recess of the driving gear”. This patent document 1 has been proposed by the applicant.
ところで、特許文献1に記載のクラッチ歯車と、該駆動歯車の凹所に組み込んだ係合板(クラッチ板)との係合関係は、前記凹所内の被係合部(切欠部分)と係合板の弾性係合変位部(樹脂バネ部分)の係合突起との関係であることから、作動時に、駆動歯車が空転する恐れがある。この問題点に関して敷衍する。 By the way, the engagement relationship between the clutch gear described in Patent Document 1 and the engagement plate (clutch plate) incorporated in the recess of the drive gear is the relationship between the engaged portion (notch portion) in the recess and the engagement plate. Due to the relationship with the engagement protrusion of the elastic engagement displacement portion (resin spring portion), the drive gear may run idle during operation. I will lay down this issue.
例えば第1実施例のクラッチ機構は、「駆動歯車(クラッチ歯車)と、該駆動歯車の一側上面に形成した凹所内に組み込まれ、かつ、正常時には駆動アーム及び駆動歯車と一緒になって共働する非円形状の係合板とから成り、異常時に於いて、合鍵操作によって前記駆動アームを介して係合板に一定以上のトルクが加わった場合には、該係合板は、前記凹所の被係合部から外れるように内側に変位し得る弾性係合変位部を有する合成樹脂製の係合板(クラッチ板)とから構成」されている。 For example, in the clutch mechanism of the first embodiment, “the drive gear (clutch gear) is incorporated in a recess formed on the upper surface of one side of the drive gear and is normally combined with the drive arm and the drive gear. A non-circular engaging plate that works, and when an abnormal torque is applied to the engaging plate through the drive arm by a keying operation in an abnormal state, the engaging plate It is composed of a synthetic resin engagement plate (clutch plate) having an elastic engagement displacement portion that can be displaced inward so as to be disengaged from the engagement portion.
しかしながら、上記第1実施例は、係合板の弾性係合変位部の剛性的機能(硬さ)、弾性変位機能(軟らかさ)、弾性復帰機能(バネ力)等の各機能と駆動歯車の被係合部の形状(係止力、摩擦力)との微妙なバランスが要求される。 However, in the first embodiment, each function such as the rigid function (hardness), the elastic displacement function (softness), the elastic return function (spring force), etc. of the elastic engagement displacement portion of the engagement plate and the coverage of the drive gear is provided. A delicate balance with the shape of the engaging portion (locking force, frictional force) is required.
すなわち、両部材の係合関係が不十分(係合力が弱い)ならば、駆動歯車が空転する恐れがあり、一方、両部材の係合関係を強固(係合力が強い)ならば、合鍵等の操作部材を用いて解錠する際、相当な力を入れなければ係合板が簡単に単独回転しない(係合関係が弱い力で解消しない)という欠点がある。つまり、異常時、子供やお年寄りが簡単に解錠することができない。 That is, if the engagement relationship between the two members is insufficient (the engagement force is weak), the drive gear may run idle. On the other hand, if the engagement relationship between the two members is strong (the engagement force is strong), the key lock, etc. When unlocking using the operating member, there is a drawback that the engagement plate does not rotate easily (the engagement relationship is not canceled by a weak force) unless a considerable force is applied. In other words, children and the elderly cannot easily unlock when there is an abnormality.
そこで、特許文献1(先願の公開発明)の問題点を改良する新規なクラッチ機構の出現が要望されている。
本発明の所期の目的は、クラッチ歯車とクラッチ板と連係する係合爪片との係合、離脱関係を確実にすることである。第2の目的は、クラッチ歯車が一方向へ回転すると、クラッチ板も同じ方向へと回り、これにより駆動アームの係合突起は循環的な軌跡を繰り返すことができることである。付言すると、クラッチ歯車とクラッチ板の同方向の回転で、電気錠の施錠と解錠を繰り返すことができることである。第3の目的は、クラッチ歯車と係合する一つの係合爪片に負荷を集中させないことである。その他の目的は、明細書の記載により客観的に特定され得る。 An intended object of the present invention is to ensure the engagement and disengagement relationship between the clutch gear and the engagement claw piece linked to the clutch plate. The second purpose is that when the clutch gear rotates in one direction, the clutch plate also rotates in the same direction, whereby the engagement protrusion of the drive arm can repeat a circular trajectory. In other words, the locking and unlocking of the electric lock can be repeated by rotating the clutch gear and the clutch plate in the same direction. The third object is not to concentrate the load on one engaging claw piece that engages with the clutch gear. Other purposes can be objectively specified by the description of the specification.
本発明の電気錠のクラッチ機構は、制御部によって制御される駆動モータの駆動力をダルマ側へ伝えるクラッチ歯車を有する電気錠のクラッチ機構に於いて、前記クラッチ歯車にクラッチ板と係合爪片を組合せ、係合爪片の一端部はクラッチ板に連係手段を介して軸支されていると共に、その他端部はクラッチ歯車の凹所に形成されたラチェト歯に係脱し、クラッチ歯車が駆動モータ側から駆動力を受けて所定方向へ回転すると、前記係合爪片の他端部がラチェト歯に係合することによりクラッチ板はクラッチ歯車と共働回転し、一方、ダルマ側からの操作力が駆動アームを介してクラッチ板に伝えられると、前記係合爪片の他端部がラチェト歯に噛み合わず、クラッチ板は、少なくとも所要量回転することを特徴とする。 The clutch mechanism of the electric lock according to the present invention is the clutch mechanism of the electric lock having a clutch gear for transmitting the driving force of the drive motor controlled by the control unit to the dharma side. The one end of the engaging claw piece is pivotally supported by the clutch plate via the linkage means, and the other end is engaged with and disengaged from the ratchet teeth formed in the recess of the clutch gear, and the clutch gear is driven by the drive motor. When the driving force is received from the side and rotated in a predetermined direction, the other end of the engaging claw piece engages with the ratchet teeth, so that the clutch plate rotates together with the clutch gear, while the operating force from the dharma side Is transmitted to the clutch plate via the drive arm, the other end portion of the engagement claw piece does not mesh with the ratchet teeth, and the clutch plate rotates at least a required amount.
(a)クラッチ歯車(内歯つめ車)と、このクラッチ歯車のラチェット歯(内歯)に係脱する係合爪片を備えたクラッチ板との組み合わせなので、簡単な機構によってクラッチ歯車とクラッチ板と連係する係合爪片との係合、離脱関係を確実にすることができる。したがって、特許文献1の問題点を解消することができる。
(b)クラッチ歯車が一方向へ回転すると、クラッチ板も同じ方向へと回り、これにより駆動アームの係合突起は循環的な軌跡を繰り返すことができる。付言すると、クラッチ歯車とクラッチ板の同方向の回転で、電気錠の施錠と解錠を繰り返すことができる。
(c)クラッチ歯車に複数個の内歯を形成し、一方、前記内歯に係脱する係合爪片が複数枚の実施例は、クラッチ歯車と係合する一つの係合爪片に負荷を集中させないことができる。
(d)請求項6に記載の発明は、クラッチ板に複数の機能を持たせることができる。したがって、部品点数を減らすことができる。
(A) Since it is a combination of a clutch gear (internal toothed wheel) and a clutch plate provided with an engaging claw piece that engages with and disengages from a ratchet tooth (internal tooth) of the clutch gear, the clutch gear and the clutch plate are separated by a simple mechanism. The engagement and disengagement relationship with the engaging claw piece linked with the can be ensured. Therefore, the problem of patent document 1 can be solved.
(B) When the clutch gear rotates in one direction, the clutch plate also rotates in the same direction, so that the engagement protrusion of the drive arm can repeat a circular trajectory. In addition, the locking and unlocking of the electric lock can be repeated by rotating the clutch gear and the clutch plate in the same direction.
(C) The clutch gear is formed with a plurality of internal teeth, while the engagement claw pieces engaged with and disengaged from the internal teeth are loaded with a plurality of engagement claw pieces engaged with the clutch gear. Can not concentrate.
(D) In the invention described in
(1)電気錠Xの主な構成部材
まず、図1乃至図14に示す本発明の一実施例の構成・作用を説明する。図1、図2で示す本発明の電気錠Xは、図示しない信号検出手段と電気的に接続する制御部1、駆動モータ2、歯車伝達手段3、クラッチ機構Y、クラッチ機構Yを構成するクラッチ歯車11、クラッチ板21および係合爪片26、前記クラッチ板21と係合する駆動アーム4、駆動アームに連動するダルマ5、該ダルマに連動するクランクアーム6、クランクアーム6を介して進退動するデッドボルト7等を備えている。
(1) Main components of the electric lock X First, the configuration and operation of one embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 to 14 will be described. The electric lock X of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 includes a control unit 1 that is electrically connected to a signal detection means (not shown), a
駆動モータ2は制御部1に制御(施・解錠用の電圧印加)されて駆動し、駆動モータ2の駆動力は歯車伝達手段3、クラッチ機構Y及び駆動アーム4を介してダルマ5に伝わる。
The
一方、前記クラッチ機構Yは、例えば図示しない操作部材(例えば合鍵)の操作力により回転する前記ダルマ5の駆動力をクラッチ板21の回転(例えば空回り)を介してクラッチ歯車11(駆動モータ2)に対して切断可能である。
On the other hand, the clutch mechanism Y uses the driving force of the
具体的には、例えば通常時に於いて、合鍵を施錠から解錠へ、解錠から施錠へと繰り返し操作しても、クラッチ板21は、駆動アーム用の案内機構により空回りする方向へと循環的に案内されることから、クラッチ歯車11は操作部材の操作力の影響を全く受けない。
Specifically, for example, even when the key is repeatedly operated from locking to unlocking and from unlocking to locking in the normal time, the
付言すると、電動から手動操作に切り替え、操作部材を繰り返し施・解錠操作しても、係合爪片26がクラッチ歯車11のラチェト歯16に噛み合わず、クラッチ板21は同じ方向へ空転し続ける。この時、駆動アーム4は往復運動を繰り返すので、電気錠は駆動アーム4に連動するダルマ5を介して施錠及び解錠を繰り返すことが出来る。
In addition, even if the operation is switched from electric to manual operation and the operation member is repeatedly applied and unlocked, the
(2)クラッチ機構Y
まず、図3で示すように、本願発明のクラッチ機構Yは、クラッチ歯車11と、このクラッチ歯車11の筒状中心軸部に外嵌合する或いはクラッチ歯車11の段差状凹所15に添設状態に嵌め込まれる(本実施例)クラッチ板21と、このクラッチ板21に連係手段22,27を介して軸支されていると共に、前記クラッチ歯車11の環状凹所15に形成されたラチェト歯16に係脱するよう前記凹所に組み込まれる係合爪片26とから成る。
(2) Clutch mechanism Y
First, as shown in FIG. 3, the clutch mechanism Y of the present invention is externally fitted to the
次に、クラッチ機構Yは、デッドボルト7の後方と錠箱の後壁9との間の空間部分に設けられ、軸孔を有するクラッチ歯車11及び中心孔を有する円形状クラッチ板21は、錠箱に横設軸架されたクラッチ軸10に回転自在に設けられている。
Next, the clutch mechanism Y is provided in a space portion between the rear side of the dead bolt 7 and the rear wall 9 of the lock box. The
そして、図1を基準にすると、クラッチ歯車11の上方には、横方向の駆動モータ2の出力軸2aに設けられた歯車2bが位置している。一方、クラッチ歯車11の斜め下方には、ダルマ5が不番の支持座を介して回転自在に位置している。
With reference to FIG. 1, a
さらに、駆動アーム4がダルマ5の右側に縦方向に配設されている。駆動アーム4の上端部は、クラッチ歯車11の凹所側に添設状態に位置付けられ、その係合突起はクラッチ板21の他側面に突起状に形成された第2係合部と係脱する。一方、駆動アーム4の下端部はダルマ5に枢着されている。
Further, the drive arm 4 is disposed in the vertical direction on the right side of the
(3)クラッチ歯車11
まず、図4を参照にしてクラッチ歯車11の具体的構成を説明する。12は歯車伝達手段3の最終歯車と噛合するギヤ部、13はクラッチ軸10が貫通(遊挿)する筒状中心軸部、14は筒状中心軸部の軸孔、15は一側面に形成された段差状凹所、16は環状凹所15の周面に形成された単数又は複数個のラチェト歯である。
(3) Clutch
First, a specific configuration of the
付言すると、合成樹脂製のクラッチ歯車11は、周側部の外周にギヤ部12が形成されていると共に、その中心部に貫通孔(軸孔)14を有する円形筒状の中心軸部13が形成されている。そして、本実施例では、段差状凹所の段差面にクラッチ板を添設状態に嵌め込むことから、環状凹所15の内壁底面から突出する中心軸部13の突出量は適宜に設定され、クラッチ歯車11の一側面(周面)より若干低い。また、ラチェト歯16は、図4で示すように周方向に所定間隔を有して複数個(例えば4個)形成されている。さらに、クラッチ歯車11は、軸孔14を貫通するクラッチ軸10に回転自在に設けられている。
In addition, the
(4)クラッチ板21と係合爪片26
次に、クラッチ板21と係合爪片26の具体的構成を説明する。クラッチ板21と複数個の係合爪片26は、「クラッチ部材」を構成し、クラッチ歯車11に組合せられる。図1では、円形のクラッチ板21が手前に見え、合計4枚の係合爪片26が環状凹所15内に周方向に沿って配列されていることを示している。図2では手前に位置するクラッチ板21を省略し、環状凹所15内の係合爪片26がクラッチ歯車11のラチェト歯16にそれぞれ係合している状態を示している。また、図5の(a)はクラッチ板21を示している。
(4) Clutch
Next, a specific configuration of the
例えば図5の(a)を参照にすると、クラッチ板21は円板に形成され、その外径寸法は、環状凹所15の内径寸法を考慮して適宜に設定されている。本実施例のクラッチ板21は、図7で示すように、クラッチ歯車11の環状凹所15の段差面に嵌合する大きさに形成されている。クラッチ板21は、その一側面に各係合爪片26と係合する複数個の第1係合部22を有し、また、他側面の周端部の一部には駆動アーム4と係合する突起状の第2係合部23を有している。
For example, referring to FIG. 5A, the
しかして、前記第1係合部22は、例えば支持孔22であり、周方向に所定間隔を有して4個形成されている。この各支持孔22には、各係合爪片26の突起軸27がそれぞれ係合する。一方、前記第2係合部23は、クラッチ軸10用の中心孔24を基準にして左右対称の曲面状係合面23a、23bを有する銀杏の葉形状をしている。
Thus, the first engaging
次に、図3では、説明の便宜上、係合爪片26を「1枚」示し、また、図5の(b)は4枚の係合爪片26を環状的に示している。4枚の係合爪片26は、それぞれ同一構成なので、ここでは図3を参照にして説明する。係合爪片26は弧状に形成され、一端部にはクラッチ板21の第1係合部22(支持孔)に係合する突起軸27が形成され、一方、他端部にはクラッチ歯車11のラチェト歯16に係脱可能な係合爪28が形成されている。
Next, in FIG. 3, for convenience of explanation, the
(5)係合爪片26用の付勢手段
図8及び図9の(a)と(b)は、係合爪片26用の付勢手段29の一例を示す。なお、図8では、説明の便宜上、付勢手段29を一つの係合爪片26に装着した場合を示し、他の付勢手段29は割愛している。付勢手段29はコイルバネ、板ばね等を任意に採用することができるが、例えば係合爪片26の突起軸27にコイルバネの中央部を巻装し、その一端部を係合爪片26に形成した不番の支持溝内に嵌め込み、他端部をクラッチ板に設けたバネ端支持部25に圧接する。したがって、各係合爪片26は、係合時、付勢手段29を介してラチェト歯16に係合する。
(5) Energizing means for the engaging
(6)その他の構成と作用
まず、鎌片を備えたダルマ5は、半径外方向に複数個の連結突起を有している。その一つにポジション位置(施錠位置と解錠位置)に対応して所定方向に切り換え付勢するダルマ用付勢手段8が連結される。ダルマ用付勢手段8は、不番の棒状連結杆、連結杆に巻装された付勢バネを含んでいる。
(6) Other Configurations and Actions First, the
次に、クランクアーム6の一端部6aは、空洞状デッドボルト7のデッド用第1可動ピン45に連結されていると共に、クランクアーム6の中間部分に設けられたクランク用第2可動ピン46は、例えばクランクアーム案内部材の案内部に係合し、かつ、クランクアーム6の他端部6bは、ダルマ5の半径外方向突起する第1連結突起に枢着されている。
Next, one
(7)クラッチ機構Yの構成・作用
前述したように、係合爪片26はクラッチ歯車11の環状凹所15内に複数枚組み込まれている。しかも、係合爪片26の一端部はクラッチ板21に連係手段(22,27)を介して軸支されていると共に、その他端部はクラッチ歯車11の環状凹所15に形成されたラチェト歯16に係脱可能である。
(7) Configuration and Action of Clutch Mechanism Y As described above, a plurality of
しかして、図10で示すように、駆動モータ2側から駆動力がクラッチ歯車11のギヤ部12に伝わると、クラッチ歯車11は矢印Aで示す所定方向へ回転する。そうすると、係合時、付勢手段29のバネ力により、各係合爪片26は突起軸27を支点にしてそれぞれ花びらの如く半径外方向へ開き、各他端部の係合爪28がラチェト歯16にそれぞれ同時に係合する。したがって、クラッチ板21はクラッチ歯車11と共働回転可能である。
Thus, as shown in FIG. 10, when the driving force is transmitted from the
(8)駆動モータの駆動力による施・解錠
本実施例の制御部1は、クラッチ歯車11が一方向へ回転を繰り返すように駆動モータ2を制御する。例えば図10、図11で示すように、クラッチ歯車11が矢印Aで示す一方向へ回転すると、クラッチ板21も同じ方向Aへと回り、これにより駆動アーム4は矢印B方向に往復運動を繰り返す。この時、駆動アーム4の係合突起4aは、後述するように一定の軌跡を描く。
(8) Engagement / Unlocking by Driving Force of Driving Motor The control unit 1 of this embodiment controls the driving
図12は駆動モータ2の駆動力によるクラッチ歯車11、クラッチ板21、駆動アーム4、ダルマ5およびクランクアーム6の動きを概略的に示したものである。また、図13は案内機構(図7の符号33)に案内される駆動アーム4の係合突起4aの軌跡を示す概念図である。駆動アーム4の係合突起4aは、錠箱内に設けた公知又は新規の案内機構33(本実施例)に案内され、望ましくは、楕円形状の軌跡を描きながら循環的に回転する。
FIG. 12 schematically shows movements of the
ここで、図13を参照にして係合突起4aの軌跡の一例を説明する。解錠時(デッドボルトの後退時)、駆動アーム4の係合突起4aは、例えば案内軌道(例えば環状溝)の下方の位置a点にある。
Here, an example of the locus of the engaging
そこで、今仮に、施錠信号を取得した制御部1から駆動モータ2に対して施錠用の電圧が印加されると、駆動モータ2が起動し、その駆動力は歯車伝達手段3に伝えられる。この歯車伝達手段3の伝動力は、クラッチ機構Yのクラッチ歯車11に伝わる。クラッチ歯車11が、図10で示した矢印A方向へ回転すると、前述したようにクラッチ部材21,26はクラッチ歯車11と共に共働回転するので、駆動アーム4の係合突起4aはクラッチ板21の第2係合部23に押圧されて弧状軌道を描きながら上方の位置bへと移行する。本実施例では施錠時(デッドボルトの突出時)、係合突起4aはa点とは反対側のb点にある。
Therefore, if a voltage for locking is applied to the driving
次に、解錠信号を取得した制御部1から駆動モータ2に対して解錠用の電圧が印加されると、駆動モータ2が再起動し、その駆動力は前述したように歯車伝達手段3に伝えられる。この時、クラッチ歯車11は施錠時の場合と同様に同じ方向(矢印A)に回転し、また、クラッチ板21も同じ方向Aへと回転する。付言すると、係合突起4aはb点からa点へと対向側の弧状軌道を描きながら戻って来る。したがって、施・解錠を繰り返すと、係合突起4aは案内機構33に循環的に案内されると共に、駆動アーム4は上下方向へと往復運動を繰り返す。
Next, when the unlocking voltage is applied to the
なお、本実施例の係合突起4aは、駆動アーム4の上端部の内外にそれ突出し、その内側突起部分はクラッチ板21の突起状第2係合部23に係合する反面、外側突起部分は案内機構33を構成する軌道板34と、該軌道板に対向的に配設された左右一組の位置変位ガイドバー35に案内され、前記ガイドバーは、例えば素材自体のバネ力、連結バネ部材36等を利用して互いに外拡変位可能である(図13参照)。
The engaging
(9)手動の操作力による施・解錠
図14で示すように、手動の操作力がダルマ5側から駆動アーム4の係合突起4aを介してクラッチ板21の第2係合部23に伝えられと、該クラッチ板21が所定方向へ単独回転する。そうすると、係合爪片26の弧状外周面はラチェット歯16の弧状内周面を摺動することから、各係合爪片26は付勢手段29のバネ力に抗して突起軸27を支点にして内側にしぼむように変位する。
(9) Applying / Unlocking with Manual Operating Force As shown in FIG. 14, the manual operating force is applied from the
したがって、各係合爪片26の他端部の係合爪28がラチェト歯16に噛み合わず、クラッチ板21は、少なくとも所要量回転する。本実施例では、駆動アーム4の係合突起4aは、楕円軌道を有する案内機構33に案内されることから、駆動モータの駆動力による施・解錠の場合と同様に循環的に一定の軌跡を移動する(図11と同様)。
Therefore, the
実施例の係合爪片26は付勢手段29を介してラチェト歯に係合するが、付勢手段29に代えて吸着手段を用いても良い。図15の(a)、(b)は、吸着手段29Aの一例である。説明の便宜上、吸着手段29Aは一つの係合爪片26の係合爪の部分と一つのラチェト歯16の係止面の部分にそれぞれ設けているが、他の係合爪片26及びラチェト歯16も同様である。なお、吸着手段29Aは、係合爪片26に固定された第1磁石29aと、ラチェト歯16やクラッチ歯車11の適宜箇所に固定(埋設等)され、かつ、前記第1磁石29aの極性に対応して吸着する第2磁石29bとから成るが、係合爪片26自体に磁性機能(通称「プラマグ」)を持たせても良い。
The engaging
本発明は、主に錠前や建具の業界で利用される。 The present invention is mainly used in the locksmith and joinery industries.
図1乃至図14は本発明の最良の実施例を示す各説明図。図15の(a)、(b)は、本発明の要部の設計変更例を示す概略説明図である。
X…電気錠、Y…クラッチ機構、1…制御部、2…駆動モータ、3…歯車伝達手段、4…駆動アーム、4a…駆動アームの係合突起、5…ダルマ、6…クランクアーム、7…デッドボルト、8…ダルマ用付勢手段、10…クラッチ軸、11…クラッチ歯車、12…ギヤ部、13…中心軸部、14…貫通孔(軸孔)、15…環状凹所、16…ラチェット歯、21…クラッチ板、22…第1係合部、23…第2係合部、24…中心孔、25…バネ端支持部、26…係合爪片、27…突起軸、28…係合爪、29,29A…付勢手段、33…係合突起の案内機構。 X ... electric lock, Y ... clutch mechanism, 1 ... control unit, 2 ... drive motor, 3 ... gear transmission means, 4 ... drive arm, 4a ... engagement protrusion of the drive arm, 5 ... dharma, 6 ... crank arm, 7 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Dead bolt, 8 ... Dharma urging means, 10 ... Clutch shaft, 11 ... Clutch gear, 12 ... Gear portion, 13 ... Center shaft portion, 14 ... Through hole (shaft hole), 15 ... Annular recess, 16 ... Ratchet teeth, 21 ... clutch plate, 22 ... first engagement portion, 23 ... second engagement portion, 24 ... center hole, 25 ... spring end support portion, 26 ... engagement claw piece, 27 ... projection shaft, 28 ... Engaging claws, 29, 29A ... biasing means, 33 ... guiding mechanism for engaging projections.
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