JPH01250678A - パッキン - Google Patents
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- JPH01250678A JPH01250678A JP1034882A JP3488289A JPH01250678A JP H01250678 A JPH01250678 A JP H01250678A JP 1034882 A JP1034882 A JP 1034882A JP 3488289 A JP3488289 A JP 3488289A JP H01250678 A JPH01250678 A JP H01250678A
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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
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/40—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
- F16J15/43—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid kept in sealing position by magnetic force
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
- Sealing Of Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はパツキンに関し、特に２つの相対回転可能な機
械部材間のギャップのためのパツキンであって；前記２
つの相対する表面の内、少なくとも一方が刻設されたね
じ溝を具備し；上記ねじ溝は、密封されるチャンバの方
向への送り作用を有し；上記ねじ溝の密封されるチャン
バと反対側に前置パツキンが前置されて成る、パツキン
に関する。
械部材間のギャップのためのパツキンであって；前記２
つの相対する表面の内、少なくとも一方が刻設されたね
じ溝を具備し；上記ねじ溝は、密封されるチャンバの方
向への送り作用を有し；上記ねじ溝の密封されるチャン
バと反対側に前置パツキンが前置されて成る、パツキン
に関する。
〔従来の技術］
上記パンキンは***特許出願公告第２４５３１１８号に
より公知である。該パツキンの前置パツキンはねじから
構成され、ねじの外気に臨む側は、ねじ溝区域に連絡し
ている。軸の回転と共に生じる送り作用が、ねじ溝の送
り作用と同様に密封されるチャンバ側へ向けられる。そ
の結果外気に対して吸引作用が生じ、動的密封帯への異
物粒子の引き込みが生じる。これが大きな摩耗の原因と
なる恐れがある。
より公知である。該パツキンの前置パツキンはねじから
構成され、ねじの外気に臨む側は、ねじ溝区域に連絡し
ている。軸の回転と共に生じる送り作用が、ねじ溝の送
り作用と同様に密封されるチャンバ側へ向けられる。そ
の結果外気に対して吸引作用が生じ、動的密封帯への異
物粒子の引き込みが生じる。これが大きな摩耗の原因と
なる恐れがある。
従って、本発明の目的とするところは、有害な吸引作用
が周囲の外気に働かず、こうして寿命の延長が得られる
ように、上記のパツキンを改良することにある。
が周囲の外気に働かず、こうして寿命の延長が得られる
ように、上記のパツキンを改良することにある。
上記課題は、本発明によれば、２つの相対回転可能な機
械部材間のギャップのためのパツキンであって；前記２
つの相対する表面の内、少なくとも一方に刻設されたね
じ溝を具備し；上記ねじ溝は、密封されるチャンバの方
向への送り作用を有し；上記ねじ溝の密封されるチャン
バと反対側に前置パツキンが前置されて成る、パツキン
において：上記前置パツキンが環状磁石を具備し；上記
環状磁石が狭い間隔を残して対向面に近接しており；こ
の間隔に形成されるギャップに強磁性流体が配設され；
上記ギャップの半径方向幅が、ねじ溝同士を分離してい
るねじ山と上記対向面との間の半径方向間隔に等しいこ
とを特徴とする、パツキンにより解決される。
械部材間のギャップのためのパツキンであって；前記２
つの相対する表面の内、少なくとも一方に刻設されたね
じ溝を具備し；上記ねじ溝は、密封されるチャンバの方
向への送り作用を有し；上記ねじ溝の密封されるチャン
バと反対側に前置パツキンが前置されて成る、パツキン
において：上記前置パツキンが環状磁石を具備し；上記
環状磁石が狭い間隔を残して対向面に近接しており；こ
の間隔に形成されるギャップに強磁性流体が配設され；
上記ギャップの半径方向幅が、ねじ溝同士を分離してい
るねじ山と上記対向面との間の半径方向間隔に等しいこ
とを特徴とする、パツキンにより解決される。
このように本発明に基づくパツキンにおいては、前置パ
ツキンが環状磁石を具備し、該環状磁石が狭い間隔を残
して対向面に近接しており、この間隔によって形成され
るギャップに強磁性流体が配設され、ギャップが、ねじ
溝を互いに隔てるねじれと対向面との半径方向間隔と一
致する半径方向幅を有する。その結果次の機能が生じる
。
ツキンが環状磁石を具備し、該環状磁石が狭い間隔を残
して対向面に近接しており、この間隔によって形成され
るギャップに強磁性流体が配設され、ギャップが、ねじ
溝を互いに隔てるねじれと対向面との半径方向間隔と一
致する半径方向幅を有する。その結果次の機能が生じる
。
軸が停止している時には、密封される媒質（通常は潤滑
油である）がねじ溝に入り込み、強磁性流体と直接接触
することが可能である。
油である）がねじ溝に入り込み、強磁性流体と直接接触
することが可能である。
しかし２つの物質は互いに不溶であるから、相互に混合
することはない。すなわち磁界に保持された強磁性流体
は停止時に静的密封機能を担うのである。
することはない。すなわち磁界に保持された強磁性流体
は停止時に静的密封機能を担うのである。
軸が回転する時は、回転数の増加と平行してねじ溝の、
密封されるチャンバ方向に向いた送り作用が次第に太き
（現れる。送り作用の結果、遂にはねじ溝の密封される
媒質がほとんど空になる。
密封されるチャンバ方向に向いた送り作用が次第に太き
（現れる。送り作用の結果、遂にはねじ溝の密封される
媒質がほとんど空になる。
環状磁石と相対移動可能な表面との間に配設された強磁
性流体の区域にはねじ溝がなく、この区域では、相対す
る２つの表面が円筒面から成る。従って軸が回転しても
強磁性流体と密封される媒質の相互の混合や強磁性流体
の著しい相対変位は生じない。
性流体の区域にはねじ溝がなく、この区域では、相対す
る２つの表面が円筒面から成る。従って軸が回転しても
強磁性流体と密封される媒質の相互の混合や強磁性流体
の著しい相対変位は生じない。
回転数が極めて高いときは、ねじ溝の送り作用が原因で
、強磁性流体の区域に密封されるチャンバの方向への若
干の吸引作用が生じることがある。かなり高い負圧に達
するまで、強磁性流体はさほど変位せずに上記の吸引作
用に耐えることができるが、やがて相対回転可能な相対
する表面から強磁性流体がパルス状に短時間の浮き上が
り、圧力の釣り合いをもたらす。続いて直ちに強磁性流
体と対向面との間に切れ目のない接触が再び回復される
。密封されるチャンバはこうして再び密封され、異物は
もはや密封されるチャンバに侵入することができない。
、強磁性流体の区域に密封されるチャンバの方向への若
干の吸引作用が生じることがある。かなり高い負圧に達
するまで、強磁性流体はさほど変位せずに上記の吸引作
用に耐えることができるが、やがて相対回転可能な相対
する表面から強磁性流体がパルス状に短時間の浮き上が
り、圧力の釣り合いをもたらす。続いて直ちに強磁性流
体と対向面との間に切れ目のない接触が再び回復される
。密封されるチャンバはこうして再び密封され、異物は
もはや密封されるチャンバに侵入することができない。
強磁性流体の上述の時間的に短い開放運動の間も、異物
は密封されるチャンバの区域に全く侵入しないに等しい
ことが判明した。それというのは、強磁性流体の開放運
動の期間が極めて短いだけでなく、一般にこの運動はと
にかく環状に形成された強磁性流体のごく小さなセグメ
ント部分でしか認められず、環状磁石に対向する表面か
らの強磁性流体の浮き上がりに限られるからである。そ
れ故、このパツキンはこれまでになく確実であると言え
る。同様にして密封される媒質又はその蒸気の環境への
流出も防止する。このため電子設備の領域や医療技術の
領域で問題なく使用することができる。
は密封されるチャンバの区域に全く侵入しないに等しい
ことが判明した。それというのは、強磁性流体の開放運
動の期間が極めて短いだけでなく、一般にこの運動はと
にかく環状に形成された強磁性流体のごく小さなセグメ
ント部分でしか認められず、環状磁石に対向する表面か
らの強磁性流体の浮き上がりに限られるからである。そ
れ故、このパツキンはこれまでになく確実であると言え
る。同様にして密封される媒質又はその蒸気の環境への
流出も防止する。このため電子設備の領域や医療技術の
領域で問題なく使用することができる。
本発明に基づくパツキンの重要な利点は、相接して摺動
する面が無いため摩耗及び摩擦損失が皆無であり、等し
く良好な密封効果を長期的に保証することである。従っ
て残存する密封能力の点検も省略することができる。
する面が無いため摩耗及び摩擦損失が皆無であり、等し
く良好な密封効果を長期的に保証することである。従っ
て残存する密封能力の点検も省略することができる。
万一の場合に強磁性流体と密封される媒体の相互の混合
を避けるために、ねじ溝と環状磁石は軸方向間隔を有す
る。その場合この軸方向間隔が円筒状部分により橋絡さ
れ、円筒状部分と、環状磁石と、ねじ溝同士をわけるね
じ山とが、相対回転面から同一の間隔を有することが特
に好適であることが判明した。
を避けるために、ねじ溝と環状磁石は軸方向間隔を有す
る。その場合この軸方向間隔が円筒状部分により橋絡さ
れ、円筒状部分と、環状磁石と、ねじ溝同士をわけるね
じ山とが、相対回転面から同一の間隔を有することが特
に好適であることが判明した。
円筒状部分の上述の寸法と構造により、その区域の乱流
の発生、またそれと共に強磁性流体に体する乱流の作用
が回避される。強磁性流体の望ましくない体積損失を避
ける点で大いに有利である。円筒状部分の区域のギャッ
プの半径方向幅は一般に０．０２ないし０．２開である
。
の発生、またそれと共に強磁性流体に体する乱流の作用
が回避される。強磁性流体の望ましくない体積損失を避
ける点で大いに有利である。円筒状部分の区域のギャッ
プの半径方向幅は一般に０．０２ないし０．２開である
。
普通の形状寸法のパツキンで円筒形部分の区域のギャッ
フｐ長さは０．５ないし５．７開である。
フｐ長さは０．５ないし５．７開である。
ギャップ長さは一般に次式で得られる。
ここにＤは円筒状部分の区域のケーシングの直径、ｄは
軸の直径を示す。
軸の直径を示す。
ねじ溝から成る送りねじは、軸の回転時に生じる負圧が
強磁性流体の圧力保持能力を５０００ＰａＮ／ｍ” （
０，０５ｂａｒ）以上超えないように設計しなければな
らない。それ故強磁性流体の開放運動の時にその区域に
生じる空気流は極めて低速である。このため強磁性流体
の細滴が強磁性流体から成る液体の輪から空気流により
もぎ取られて、密封されるチャンバへ運ばれ、失われる
ことが無くなる。このような訳で前述の特徴を守ること
は、本発明パツキンの寿命にとってすこぶる重要である
。
強磁性流体の圧力保持能力を５０００ＰａＮ／ｍ” （
０，０５ｂａｒ）以上超えないように設計しなければな
らない。それ故強磁性流体の開放運動の時にその区域に
生じる空気流は極めて低速である。このため強磁性流体
の細滴が強磁性流体から成る液体の輪から空気流により
もぎ取られて、密封されるチャンバへ運ばれ、失われる
ことが無くなる。このような訳で前述の特徴を守ること
は、本発明パツキンの寿命にとってすこぶる重要である
。
次に添付の図面に基づいて本発明の実施例について説明
する。各図面は個々の実施例の略断面図を示している。
する。各図面は個々の実施例の略断面図を示している。
第１図に示すパツキンは、ケーシングの壁体１と半径方
向間隔を置いてこれを貫通する軸２との間のギャップを
密封するために使用されるものである。パツキンは概ね
挿入片７から成る。
向間隔を置いてこれを貫通する軸２との間のギャップを
密封するために使用されるものである。パツキンは概ね
挿入片７から成る。
挿入片７は内側に円筒状ボアを備え、ボア内にはねじ山
が螺刻されている。
が螺刻されている。
挿入片７は、０リング８によりケーシングの壁体１およ
び磁極片９に対し密封される。磁極片９の内側には、円
筒状ボアが貫設される。この円筒状ボアの内径は、上記
挿入片７のボアの内径に等しい。磁極片９は環状であり
、磁化可能な材料から構成される。また磁極片９は環状
磁石５の一方の端面に接している。
び磁極片９に対し密封される。磁極片９の内側には、円
筒状ボアが貫設される。この円筒状ボアの内径は、上記
挿入片７のボアの内径に等しい。磁極片９は環状であり
、磁化可能な材料から構成される。また磁極片９は環状
磁石５の一方の端面に接している。
磁極片９と鋼製の密封される軸２の表面との間の環状ギ
ャップに強磁性流体が配設される。
ャップに強磁性流体が配設される。
強磁性流体は、環状ギャップの磁界により位置決めされ
、固定される。ねじ溝３の終端は、磁極片９から軸方向
間隔を置いている。
、固定される。ねじ溝３の終端は、磁極片９から軸方向
間隔を置いている。
次に本発明に基づくパツキンの作用について述べる。
軸が停止している場合には、密封される媒質（この場合
はたいてい油である）が密封されるチャンバからねじ溝
３に入り込み、ギャップ６の中にある強磁性流体と直接
接触可能な区域まで到達する。
はたいてい油である）が密封されるチャンバからねじ溝
３に入り込み、ギャップ６の中にある強磁性流体と直接
接触可能な区域まで到達する。
軸が回転すると、密封されるチャンバ４方向に作用する
引き込み流が、密封される軸の表面に沿って生じる。こ
の流れにより、ねじ溝３から密封される媒質が次第に放
出される。しかし、この引き込み流がギャップ６の強磁
性流体に影響を与えることはない。なぜならギャップ区
域にねじ溝がな（、また磁極片９の内径と挿入片７の内
径が一致するからである。
引き込み流が、密封される軸の表面に沿って生じる。こ
の流れにより、ねじ溝３から密封される媒質が次第に放
出される。しかし、この引き込み流がギャップ６の強磁
性流体に影響を与えることはない。なぜならギャップ区
域にねじ溝がな（、また磁極片９の内径と挿入片７の内
径が一致するからである。
軸の回転数が極めて大きいときは、挿入片７と密封され
る軸の表面との間の環状ギャップに君子の負圧が形成さ
れる。この負圧が臨界値を超えた場合には、ギャップ６
にある強磁性流体が短時間の間、開放し、その結果、当
初の負圧が解消する。その後直ちに強磁性流体は再び元
の円環状の形を取る。この円環形は、磁極片及び軸の相
対する表面と切れ目なく接触していることを特徴とする
。それによって異物の侵入が排除される６ 次に第１図に示す実施例と概ね同一の機能を有する、別
の実施例を第２図及び第３図に示す。
る軸の表面との間の環状ギャップに君子の負圧が形成さ
れる。この負圧が臨界値を超えた場合には、ギャップ６
にある強磁性流体が短時間の間、開放し、その結果、当
初の負圧が解消する。その後直ちに強磁性流体は再び元
の円環状の形を取る。この円環形は、磁極片及び軸の相
対する表面と切れ目なく接触していることを特徴とする
。それによって異物の侵入が排除される６ 次に第１図に示す実施例と概ね同一の機能を有する、別
の実施例を第２図及び第３図に示す。
これらの実施例は、カセット形パツキンに関するもので
ある。この場合、相対回転可能で相互に密封される機械
部材は、カセット形パツキンに一体化された部品、即ち
内輪１１と外輪１２から成る。内輪と外輪は紛失しない
ように、相互に固定されている。
ある。この場合、相対回転可能で相互に密封される機械
部材は、カセット形パツキンに一体化された部品、即ち
内輪１１と外輪１２から成る。内輪と外輪は紛失しない
ように、相互に固定されている。
いずれの場合にも、挿入片７は内輪１１の上に相対回転
不能かつ液密に固定される。挿入片の外側は円筒面及び
円筒面に刻設されたねじ溝３によって画定される。ねじ
溝３は軸２の回転と共に、密封されるチャンバ４の方向
への送り方向を有する。密封されるチャンバ４の反対側
において、挿入片７に強磁性流体パツキンがそれぞれ接
続される。強磁性流体パツキンは環状磁石５及びその両
側の端面に押付けられた磁極片９を具備する。磁極片９
は挿入片と同じ外径を有し、外輪１２に同様に密接に近
接する。外輪１２は第２図の実施態様の場合は鋼板、第
３図の実施態様の場合はプラスチックから成る。第３図
に示す実施例の場合には、磁極片９と環状磁石５の軸方
向型なり区域に、鋼板製の環状挿入物１３が設けられる
。これによって磁極片９と外輪１２の半径方向対向部分
との間のギャップが、収容された強磁性流体の空間的位
置を安定化するのに適した安定な磁界によって橋絡され
る。内輪１１はいずれの場合も弾性ゴム材料の層によっ
て、密封される軸２の表面に回転不能に固定される。内
輪は同時に同じ層によって表面に対して封止される。
不能かつ液密に固定される。挿入片の外側は円筒面及び
円筒面に刻設されたねじ溝３によって画定される。ねじ
溝３は軸２の回転と共に、密封されるチャンバ４の方向
への送り方向を有する。密封されるチャンバ４の反対側
において、挿入片７に強磁性流体パツキンがそれぞれ接
続される。強磁性流体パツキンは環状磁石５及びその両
側の端面に押付けられた磁極片９を具備する。磁極片９
は挿入片と同じ外径を有し、外輪１２に同様に密接に近
接する。外輪１２は第２図の実施態様の場合は鋼板、第
３図の実施態様の場合はプラスチックから成る。第３図
に示す実施例の場合には、磁極片９と環状磁石５の軸方
向型なり区域に、鋼板製の環状挿入物１３が設けられる
。これによって磁極片９と外輪１２の半径方向対向部分
との間のギャップが、収容された強磁性流体の空間的位
置を安定化するのに適した安定な磁界によって橋絡され
る。内輪１１はいずれの場合も弾性ゴム材料の層によっ
て、密封される軸２の表面に回転不能に固定される。内
輪は同時に同じ層によって表面に対して封止される。
第１図に示した種類と同様の２個の構造が鏡像状の相互
関係にある実施態様を第４図に示す。
関係にある実施態様を第４図に示す。
この実施態様は、２つのチャンバを相互に密閉しなけれ
ばならない用途に特に適している。従って左側部分に示
す挿入片７の送り方向は左へ、図の右手に示す挿入片７
．１の送り方向は右へ向けられていなければならない。
ばならない用途に特に適している。従って左側部分に示
す挿入片７の送り方向は左へ、図の右手に示す挿入片７
．１の送り方向は右へ向けられていなければならない。
それに応じてねじ溝３が形成される。これらの挿入片は
、同じ内径の円筒状部分によって磁極片９の内側円筒面
から隔てられる。
、同じ内径の円筒状部分によって磁極片９の内側円筒面
から隔てられる。
第５図は、玉軸受の密封に使用される、第４図と同様の
実施態様を示す。その場合、密封されるチャンバ４は個
々の球の間の間隙から成る。
実施態様を示す。その場合、密封されるチャンバ４は個
々の球の間の間隙から成る。
間隔には、球の特に軽快な運動を保証するグリースが充
填されている。そこで両挿入片７のねじ溝３の送り方向
は、第４図の実施態様と逆に内向きでなければならない
。それに対応して環状磁石５の磁極片９が全配列の外側
に設けられている。
填されている。そこで両挿入片７のねじ溝３の送り方向
は、第４図の実施態様と逆に内向きでなければならない
。それに対応して環状磁石５の磁極片９が全配列の外側
に設けられている。
本発明は以上のような構成を有しているため、以下に述
べるような顕著な効果を有する。
べるような顕著な効果を有する。
すなわち、本発明に基づくパツキンにおいては、相接し
て摺動する面が無いため摩耗及び摩擦損失が皆無であり
、良好な密封効果を長期にわたって維持可能である。
て摺動する面が無いため摩耗及び摩擦損失が皆無であり
、良好な密封効果を長期にわたって維持可能である。
また本発明に基づくパツキンにおいては、軸が回転する
場合にも、外気に対する吸引作用が働かず、異物粒子の
引き込みを防止することが可能であるため、パツキンの
耐用年数を延ばすことが可能である。
場合にも、外気に対する吸引作用が働かず、異物粒子の
引き込みを防止することが可能であるため、パツキンの
耐用年数を延ばすことが可能である。
第１図は、環状磁石とねじ溝が、円筒形に形成された軸
の外側を取り囲んでいる、本発明に基づく軸パツキンを
示す略断面図であり；第２図は、回転軸と付属のケーシ
ングの間の環状ギャップに使用するためのカセット形パ
ツキンの略断面図であり、相対回転面がカセット形パツ
キンの部分と一体化されている；第３図は、第２図と同
様のカセット形パツキンの略断面図であるが、カセット
形パツキンの主要部分は合成樹脂から形成されている：
第４図は、第１図と同様の２つのパツキンを、鏡像対称
的に配置した場合の略断面図であり；さらに 第５図は、第１図の同様の２つのパツキンを、鏡像対称
的に配置し、かつ玉軸受の両側の密封に関して使用した
場合の略断面図である。 １・・・壁体、 ２・・・軸、 ３・・・ねじ溝、４・
・・チャンバ、５・・・環状磁石 ６・・・ギャップ、７・・・挿入片 ８・・・０リング、９・・・磁極片 １１・・・内輪、１２・・・外輪 １３・・・環状挿入片
の外側を取り囲んでいる、本発明に基づく軸パツキンを
示す略断面図であり；第２図は、回転軸と付属のケーシ
ングの間の環状ギャップに使用するためのカセット形パ
ツキンの略断面図であり、相対回転面がカセット形パツ
キンの部分と一体化されている；第３図は、第２図と同
様のカセット形パツキンの略断面図であるが、カセット
形パツキンの主要部分は合成樹脂から形成されている：
第４図は、第１図と同様の２つのパツキンを、鏡像対称
的に配置した場合の略断面図であり；さらに 第５図は、第１図の同様の２つのパツキンを、鏡像対称
的に配置し、かつ玉軸受の両側の密封に関して使用した
場合の略断面図である。 １・・・壁体、 ２・・・軸、 ３・・・ねじ溝、４・
・・チャンバ、５・・・環状磁石 ６・・・ギャップ、７・・・挿入片 ８・・・０リング、９・・・磁極片 １１・・・内輪、１２・・・外輪 １３・・・環状挿入片
Claims (3)
- （１）２つの相対回転可能な機械部材間のギャップのた
めのパッキンであって；前記２つの相対する表面の内、
少なくとも一方に刻設されたねじ溝を具備し；上記ねじ
溝は、密封されるチャンバの方向への送り作用を有し；
上記ねじ溝の密封されるチャンバと反対側に前置パッキ
ンが前置されて成る、パッキンにおいて； 上記前置パッキンが環状磁石（５）を具備し；上記環状
磁石が狭い間隔を残して対向面に近接しており； この間隔に形成されるギャップ（６）に強磁性流体が配
設され； 上記ギャップ（６）の半径方向幅が、ねじ溝（３）同士
を分けるねじ山と上記対向面との間の半径方向間隔に等
しいことを特徴とする、パッキン。 - （２）前記ねじ溝（３）と前記環状磁石（５）が軸方向
の相互間隔を有することを特徴とする、請求項１に記載
のパッキン。 - （３）上記軸方向の相互間隔が円筒状部分（６）によっ
て橋絡され； 上記円筒状部分（６）と、環状磁石（５）と、ねじ溝（
３）同士を分けるねじ山とが、相対回転可能な表面との
間に等しい間隔を有することを特徴とする、請求項２に
記載のパッキン。
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