JPH0868428A - 変速機の同期装置 - Google Patents

変速機の同期装置

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JPH0868428A
JPH0868428A JP6225969A JP22596994A JPH0868428A JP H0868428 A JPH0868428 A JP H0868428A JP 6225969 A JP6225969 A JP 6225969A JP 22596994 A JP22596994 A JP 22596994A JP H0868428 A JPH0868428 A JP H0868428A
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synchronizer
synchronized
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真治 小川
Meishi Kanou
盟之 加納
Masayuki Kii
雅之 記伊
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 シンクロナイザリングを被同期回転体から離
隔させるための軸線方向力を大きくすることのできる同
期装置を提供する。 【構成】 遠心力によって半径方向で外側に移動するボ
ール２５がクラッチハブ２１に保持されるとともに、そ
のボール２５の外周側に延出した突起部３７がシンクロ
ナイザリング３４に一体的に設けられ、その突起部３７
のうちボール２５に半径方向で対向する箇所に、ボール
２５の遠心力に基づいてシンクロナイザリング３４をス
プラインピース３２から離れる方向に押圧する軸線方向
力を生じさせる傾斜面３８が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、車両用の変速機、特
に手動変速機で使用されている同期装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】車両用手動変速機に用いられている同期
装置の基本的な構造を説明すると、図７は実開平３−１
１５２２１号公報に記載されているシングルコーンタイ
プの同期装置であり、回転軸１にクラッチハブ２がスプ
ライン嵌合され、このクラッチハブ２を挟んだ左右両側
に被同期歯車３，４が回転自在に配置されている。これ
らの被同期歯車３，４のクラッチハブ２側の部分には、
スプラインピース５，６がスプライン嵌合されている。
さらにこれらのスプラインピース５，６のうちクラッチ
ハブ２側に延びたボス部の外周部にテーパコーン部７，
８が形成されており、これらのテーパコーン部７，８に
シンクロナイザリング９，１０が軸線方向へ所定寸法、
移動可能に嵌合されている。そしてクラッチハブ２の外
周部に、ハブスリーブ１１が軸線方向へのみ移動可能に
係合しており、このハブスリーブ１１の内周側の両端部
にチャンファが形成されるとともに、前記各シンクロナ
イザリング９，１０の外周にチャンファが形成され、さ
らに前記各スプラインピース５，６の外周部にハブスリ
ーブ１１と係合するスプラインが形成されている。
【０００３】上記の同期装置においては、ハブスリーブ
１１をいずれか一方の被同期歯車３，４側に移動させる
と、それに伴いシンクロナイザリング９，１０がキー
（図示せず）に押されてスプラインピース５，６側に移
動する。その結果、シンクロナイザリング９，１０がテ
ーパコーン部７，８によってスプラインピース５，６と
係合し、同期回転し始める。ハブスリーブ１１のチャン
ファとシンクロナイザリング９，１０のチャンファとが
接触した後、ハブスリーブ１１を更に移動させると、ハ
ブスリーブ１１はシンクロナイザリング９，１０のチャ
ンファを押し分けて前進し、スプラインピース５，６の
スプラインと係合する。
【０００４】同期装置におけるシンクロナイザリング
９，１０は、ハブスリーブ１１を被同期歯車３，４側の
スプラインピース５，６に係合させる際に作用するもの
であり、図７に示すニュートラル状態あるいは図示しな
い歯車で所定の変速段を設定している状態では、シンク
ロナイザリング９，１０はクラッチハブ２と共に回転し
ている。しかるにシンクロナイザリング９，１０をクラ
ッチハブ２側に移動させる強制力が作用していない場合
には、テーパコーン部７，８を介してスプラインピース
５，６と係合することがあり、このような状態では、シ
ンクロナイザリング９，１０がクラッチハブ２と共に回
転しているのに対して、スプラインピース５，６がこれ
とは異なる速度で被同期歯車３，４と共に回転している
ので、テーパコーン部７，８で滑りが生じ、ここに滑り
摩擦が発生する。このような摩擦が引摺りトルクを生じ
させ、動力損失の要因や潤滑油の昇温、シンクロナイザ
リングの寿命低下の要因になり、また接触時のステック
スリップによりシンクロナイザリングがおどって異音
（いわゆるガタ打ち音）を発生させる原因にもなる。
【０００５】そこで図７に示す従来の同期装置では、ク
ラッチハブ２うちハブスリーブ１１を係合させている箇
所の裏面側すなわち内周面に、軸線方向の両端部から中
心部に向けて次第に半径が増大するテーパ面１２，１３
を形成する一方、シンクロナイザリング９，１０には半
径方向に沿う孔１４，１５を形成し、これらの孔１４，
１５に慣性質量体であるボール１６，１７を移動自在に
収容し、このボール１６，１７が遠心力によって外周側
に突出するように構成している。
【０００６】したがってハブスリーブ１１が係合してい
ないスプラインピース５，６側のシンクロナイザリング
９，１０は、前記ボール１６，１７が遠心力によって外
周側に押し出されることにより、ボール１６，１７がク
ラッチハブ２のテーパ面１２，１３に沿って軸線方向で
の中心側へ移動しようとするので、スプラインピース
５，６から離れる方向に付勢され、テーパコーン部７，
８での滑りが解消される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の同期装
置は、ボール１６，１７に作用する遠心力をテーパ面１
２，１３によって軸線方向力に変換し、その軸線方向力
によってシンクロナイザリング９，１０を復帰移動させ
るよう構成したものであるが、ボール１６，１７を保持
させているシンクロナイザリング９，１０は、軸線方向
に移動する小さい部品であるから、これに保持させるこ
とのできるボール１６，１７は質量の小さい小型のもの
とせざるを得ない。しかもクラッチハブ２に形成するこ
とのできるテーパ面１２，１３のテーパ角は、クラッチ
ハブ２の強度を確保するうえから大きい角度とすること
が困難であり、そのため遠心力に基づいて生じさせるこ
とのできる軸線方向力は小さくならざるを得ない。
【０００８】したがって上記従来の同期装置において
は、シンクロナイザリング９，１０を復帰移動させるに
充分な軸線方向力を発生させることが困難であり、特に
ガタ打ち音を防止するためにシンクロナイザリングをス
プラインピース側に押圧する弾性体を設けてある同期装
置においては、その弾性体による弾性力に打ち勝つ軸線
方向力を必要とするから、上記従来の機構をこの種の同
期装置に採用することは実用上殆ど不可能であった。
【０００９】この発明は上記の事情を背景としてなされ
たもので、シンクロナイザリングと被同期回転体との間
の引摺りトルクを解消するための復帰移動力を充分大き
くすることが容易な変速機の同期装置を提供することを
目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、遠心力の作用する慣性質量体をクラ
ッチハブに保持させることにより慣性質量体の大型化を
図り、また遠心力に基づいて軸線方向力を生じさせる傾
斜面を、シンクロナイザリングに設けた突起部に形成し
てその角度を大きくするようにしたことを特徴とするも
のである。
【００１１】より具体的には、この発明は、回転体に取
り付けられたクラッチハブの外周部に、ハブスリーブが
軸線方向にのみ移動可能に係合され、前記ハブスリーブ
の軸線方向への移動によってハブスリーブに係合する被
同期回転体がクラッチハブに隣接しかつ前記回転体に対
して回転自在に配置され、この被同期回転体もしくは該
被同期回転体と一体に回転する部材に接近することに伴
って前記被同期回転体もしくは該被同期回転体と一体に
回転する部材との間でトルク伝達されるシンクロナイザ
リングが配置された変速機の同期装置であって、遠心力
によって半径方向で外側に移動する慣性質量体が前記ク
ラッチハブに保持されるとともに、その慣性質量体の外
周側に延出した突起部が前記シンクロナイザリングに一
体的に設けられ、その突起部のうち前記慣性質量体に半
径方向で対向する箇所に、前記慣性質量体の遠心力に基
づいて前記シンクロナイザリングを前記被同期回転体か
ら離れる方向に押圧する軸線方向力を生じさせる傾斜面
が形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】またこの発明においては、前記シンクロナ
イザリングを前記被同期回転体側に押圧する弾性部材を
設けることができる。
【００１３】
【作用】この発明においては、シンクロナイザリングは
被同期回転体側に移動することにより被同期回転体に対
して摩擦接触し、その結果、両者の間でトルクの伝達が
生じる。これに対してクラッチハブが回転すれば、これ
に保持させてある慣性質量体に遠心力が作用し、半径方
向で外側に移動しようとする。その結果、慣性質量体が
シンクロナイザリングの突起部に形成してある傾斜面に
接触し、ここで遠心力に基づく軸線方向力が生じ、シン
クロナイザリングを被同期回転体から離す方向に荷重が
作用する。この軸線方向の作用力は、慣性質量体に作用
する遠心力および傾斜面の角度によって決まるが、慣性
質量体は寸法的に余裕のあるクラッチハブに保持させて
あるから、必要十分に大きいものとすることができ、ま
た傾斜面はシンクロナイザリングと一体の突起部に形成
してあるから、その角度を充分大きくすることができ
る。その結果、得られる軸線方向の作用力は大きくな
り、シンクロナイザリングを被同期回転体から離隔さ
せ、両者の間での摩擦およびそれに起因する引き摺りト
ルクを解消することができる。
【００１４】またシンクロナイザリングを被同期回転体
側に押圧する弾性部材を設けてあれば、遠心力が小さい
状態においてはシンクロナイザリングが被同期回転体に
接触して両者の間でトルク伝達が生じ、その結果、被同
期回転体を所定方向に回転させる付勢力が発生するた
め、回転角速度の変動が大きい場合であっても、いわゆ
るガタ音が生じることがない。これに対して遠心力が大
きくなれば、上述したようにシンクロナイザリングを被
同期回転体から離隔させる方向に荷重が生じ、しかもそ
の軸線方向の作用力が充分大きいため、弾性部材による
弾性力に抗してシンクロナイザリングを被同期回転体か
ら離隔させることができる。その結果、シンクロナイザ
リングと被同期回転体との間の引き摺りトルクを解消す
ることができる。
【００１５】
【実施例】つぎにこの発明を実施例に基づいて詳細に説
明する。図１ないし図３はこの発明の一実施例を示す断
面図であって、ニュートラル状態すなわち変速装置がト
ルクを伝達しない状態で静止しているシャフト２０にク
ラッチハブ２１がスプライン嵌合されており、その外周
側の複数箇所（図示の例では３箇所）にキー２２が軸線
方向へ摺動可能に取り付けられており、これらのキー２
２はその内周側に配置したスプリング２３によって外周
側に押圧されている。またクラッチハブ２１の外周側の
複数箇所（図示の例では３箇所）に半径方向に沿う凹部
２４が形成されており、それらの凹部２４に慣性質量体
としてのボール２５が半径方向に向けて突出退入自在に
収納されている。さらにクラッチハブ２１の外周側に
は、ハブスリーブ２６がスプライン嵌合され、軸線方向
にのみ移動可能に取り付けられている。
【００１６】クラッチハブ２１を挟んだ両側には、径の
異なる歯車２７，２８が配置されており、これらの歯車
２７，２８は、軸受２９，３０を介してシャフト２０に
回転自在に嵌合されている。またこれらの歯車２７，２
８はインプットシャフト３１に形成した歯車に噛合して
いる。
【００１７】各歯車２７，２８には、クラッチハブ２１
側に突出したボス部が形成されており、それぞれのボス
部にスプラインピース３２，３３がスプライン嵌合され
ている。これらのスプラインピース３２，３３は、前記
ハブスリーブ２６に噛合するスプラインを外周部に有す
るとともに、各々のボス部にクラッチハブ２１側で小径
となったテーパ部を有しており、それぞれのテーパ部の
外周側にシンクロナイザリング３４，３５が遊嵌されて
いる。
【００１８】これらのシンクロナイザリング３４，３５
の内周面は、前記スプラインピース３２，３３のテーパ
部と対応するテーパ面とされており、スプラインピース
３２，３３のテーパ面３２ａ，３３ａとこれらに対応す
るシンクロナイザリング３４，３５のテーパ面３４ａ，
３５ａとが接触することにより、スプラインピース３
２，３３とシンクロナイザリング３４，３５との間でト
ルク伝達が生じるように構成されている。すなわちここ
にテーパコーン部が形成されている。
【００１９】図１における右側のシンクロナイザリング
３４とクラッチハブ２１との間には、シンクロナイザリ
ング３４をスプラインピース３２側に押圧する弾性部材
３６が介在されている。この弾性部材３６はコイルスプ
リングや皿バネ等の適宜のものを使用することができ、
図示の例では図４に示すウェーブスプリングが使用され
ている。したがってシンクロナイザリング３４はスプラ
インピース３２側に弾性力によって押圧され、両者の間
のテーパコーン部でトルク伝達可能に摺動接触してい
る。
【００２０】さらにこのシンクロナイザリング３４のう
ち前記慣性質量体としてのボール２５に対応する位置に
は、各ボール２５の外周側に延出した板状の突起部３７
が一体に形成されており、各突起部３７の先端部分は、
各ボール２５の外周面のうちウェーブスプリング３６側
とは反対側の部分を抱き込むように内周側に屈曲してお
り、ここに半径方向に対する角度がθの傾斜面３８が形
成されている。すなわちこの傾斜面３８は、ボール２５
が凹部２４から半径方向で外側に突出することに伴って
シンクロナイザリング３４を図１の左方向、すなわちウ
ェーブスプリング３６を圧縮してスプラインピース３２
から離れる方向に作用力を発生させるようになってい
る。
【００２１】上述した同期装置においては、ハブスリー
ブ２６が図１に示す状態となっているニュートラル時に
は、シャフト２０およびクラッチハブ２１などが回転せ
ずに停止しており、これに対してインプットシャフト３
１が回転していることにより歯車２７，２８が回転して
いる。この状態で図１の右側のシンクロナイザリング３
４は、ウェーブスプリング３６によってスプラインピー
ス３２側に押圧されて両者がテーパコーン部で接触し、
ここに摩擦トルクが発生する。すなわちシンクロナイザ
リング３４およびハブスリーブ２６ならびにクラッチハ
ブ２１には、歯車２７の回転方向のトルクが作用してお
り、その結果、回転方向でのガタが詰まっていわゆるガ
タ音（歯打ち音）が防止される。
【００２２】一方、走行中にシャフト２０と共にクラッ
チハブ２１が回転すると、ボール２５に遠心力が作用す
る。その遠心力は回転数の増大に伴って大きくなり、凹
部２４からボール２５が半径方向で外側に突出しようと
する。そして、ボール２５がシンクロナイザリング３４
の突起部３７に形成した傾斜面３８に接触することにな
り、それに伴いシンクロナイザリング３４には、これを
スプラインピース３２から離す方向の軸線方向力が作用
する。
【００２３】その軸線方向力の大きさは、傾斜面３８の
傾斜角度θによってほぼ決まるが、図１ないし図３に示
す構成では、その傾斜面３８がシンクロナイザリング３
４の突起部３７に形成してあることにより、傾斜面３８
の角度θに特別な制約がなく、すなわち傾斜面３８の傾
斜角度θがかなり大きく設定されているために、シンク
ロナイザリング３４に作用する軸線方向力が大きな荷重
となる。その結果、所定の回転数以上では、シンクロナ
イザリング３４をウェーブスプリング３６の弾性力に抗
してスプラインピース３２から完全に離すことができ、
したがってスプラインピース３２とシンクロナイザリン
グ３４との間の摺動接触を解消し、この部分でのいわゆ
る引き摺りトルクが生じることを防止することができ
る。
【００２４】なお、シャフトの回転数と引き摺りトルク
との関係を示せば図５のとおりであって、シャフトの回
転数が所定の回転数以上になれば、遠心力に起因する軸
線方向力Ｆb がウェーブスプリング３６による弾性力や
摩擦力などによる抵抗力Ｆaよりも大きくなるので、テ
ーパコーン部でのスプラインピース３２とシンクロナイ
ザリング３４との接触が解消されて引き摺りトルクが零
となる。
【００２５】なお、図１に示す同期装置による同期作用
は従来のものとほぼ同様であって、ハブスリーブ２６を
軸線方向に移動させると、ハブスリーブ２６と共にキー
２２が軸線方向に移動することによって、シンクロナイ
ザリング３４，３５が軸線方向に押圧され、その結果、
その内周側のテーパ面３４ａ，３５ａが対応するスプラ
インピース３２，３３のテーパ面３２ａ，３３ａに接触
し、両者が同期回転し始める。そしてハブスリーブ２６
のチャンファとシンクロナイザリング３４，３５のチャ
ンファとが互いに接触し、ハブスリーブ３６が更に軸線
方向に移動することにより、シンクロナイザリング３
４，３５のチャンファを押し分けてハブスリーブ２６が
スプラインピース３２，３３側に移動し、最終的にはそ
のスプラインに係合し、シフトが完了する。
【００２６】図６はこの発明の他の実施例を示すもの
で、ここに示す同期装置はクラッチハブ２１をアイドリ
ング時に静止している歯車４０に取り付け、これに対し
てスプラインピース３２を空転するカウンターシャフト
４１に取り付けた例である。すなわち歯車４０は、カウ
ンターシャフト４１に軸受４２を介して回転自在に装着
されており、そのボス部の外周側にクラッチハブ２１が
スプライン嵌合されている。他の構成は図１に示す実施
例とほぼ同様なので図６に図１と同一の符号を付してそ
の説明を省略する。
【００２７】図６に示す構成ではアイドリング時にカウ
ンターシャフト４１が回転し、これに対して歯車４０お
よびクラッチハブ２１は回転せずに静止しているが、シ
ンクロナイザリング３４は、ウェーブスプリング３６に
よってスプラインピース３２側に押圧され、その結果、
両者の間のテーパコーン部で摺動接触し、ここでトルク
が伝達されている。そしてシンクロナイザリング３４お
よびクラッチハブには回転方向の荷重が作用するので、
いわゆるニュートラル状態であってもガタ音（歯打ち
音）の発生が防止される。
【００２８】これに対して走行中に歯車４０と共にクラ
ッチハブ２１が回転すれば、ボール２５に遠心力が作用
し、その結果、シンクロナイザリング３４に突起部３７
における傾斜面３８を介して図６の左方向に向けた軸線
方向力が作用するので、シンクロナイザリング３４がス
プラインピース３２から離され、両者の間の滑り接触が
解消される。すなわちシンクロナイザリング３４とスプ
ラインピース３２との間の引き摺りトルクが防止され
る。
【００２９】上述したように上記の各実施例では、遠心
力によって半径方向で外側に移動するボール２５を、寸
法上の余裕のあるクラッチハブ２１に保持させたので、
ボール２５を図７に示す従来の装置と比較してかなり大
きいものとすることができる。また半径方向で外側に向
けた荷重を軸線方向に向けた作用力に変換する傾斜面３
８を、シンクロナイザリング３４の突起部３７に形成し
たので、その傾斜面３８の角度を特に制約を受けること
なく大きい角度にすることができる。したがってボール
２５による遠心力が大きいことに加え、傾斜面３８の傾
斜角度θが大きいことによって、軸線方向力を大きくす
ることができる。その結果、クラッチハブ２１が回転し
ている状態では、シンクロナイザリング３４をスプライ
ンピース３２から確実に離隔させて両者の間の引き摺り
トルクを解消することができ、動力損失を防止して燃費
の向上を図ることができる。
【００３０】また軸線方向力が大きいことにより、上述
した各実施例で用いたウェーブスプリング３６などの弾
性体によってシンクロナイザリング３４をスプラインピ
ース３２側に押圧してニュートラル時あるいはアイドリ
ング時のガタ音を解消するよう構成した場合であって
も、走行時にはその弾性体３６に弾性力に抗してシンク
ロナイザリング３４をスプラインピース３２から離隔さ
せることができ、その結果、ニュートラル時あるいはア
イドリング時でのガタ音（歯打ち音）の防止と併せて引
き摺りトルクを防止することができる。
【００３１】なお、上述した実施例では、慣性質量体と
してボールを用いた例を示したが、この発明は上述した
各実施例に限定されないのであって、慣性質量体の形状
は任意でよく、例えば先端面を球面としたピンあるいは
軸状のものであってもよい。このような形状にすれば、
慣性質量体の質量を更に大きくすることが可能である。
【００３２】また上述した各実施例では、シングルコー
ンタイプの同期装置を例に採って説明したが、この発明
は、ダブルコーンタイプの同期装置あるいはトリプルコ
ーンタイプの同期装置などにも適用することができる。
この発明をこれらのマルチコーンタイプの同期装置に適
用する場合、外周側のテーパコーン部での引き摺りトル
クによる動力損失が大きいから、慣性質量体に作用する
遠心力に基づく軸線方向力は、外周側のシンクロナイザ
リングに作用させるよう構成することが好ましい。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明の同期装置
によれば、遠心力の作用する慣性質量体をクラッチハブ
に保持させたので、慣性質量体に対する寸法上の制約が
少なく、したがって慣性質量体を大型化して大きな遠心
力を得ることができる。また慣性質量体の遠心力に基づ
く荷重を軸線方向力に変換する傾斜面を、シンクロナイ
ザリングと一体の突起部に形成したので、その傾斜面の
傾斜角度を特に制約を受けることなく大きくすることが
でき、その結果、遠心力に起因する半径方向での外側に
向けた荷重に対する軸線方向力を大きくすることができ
る。
【００３４】したがってこの発明によれば、遠心力自体
を大きくすることができることに加え、これを大きな軸
線方向力に変換することができるので、シンクロナイザ
リングをスプラインピースなどの被同期回転体から確実
に離隔させて両者の間の引き摺りトルクを解消すること
ができる。特に、ガタ音（歯打ち音）を防止するために
シンクロナイザリングを被同期回転体に向けて押圧する
弾性部材を用いた場合であっても、軸線方向力が大きい
ことによってその弾性力に抗してシンクロナイザリング
を被同期回転体から離隔させることが可能になり、した
がって低回転数でのガタ音（歯打ち音）の防止と併せて
高回転時の引き摺りトルクを有効に解消することが可能
になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ部の部分断面図である。
【図４】ウェーブスプリングの側面図である。
【図５】シャフトの回転数と引き摺りトルクとの関係を
示す線図である。
【図６】この発明の他の実施例を示す断面図である。
【図７】従来の同期装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
２１ クラッチハブ ２５ ボール ２６ ハブスリーブ ３２，３３ スプラインピース ３４，３５ シンクロナイザリング ３６ 弾性部材（ウェーブスプリング） ３７ 突起部 ３８ 傾斜面

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回転体に取り付けられたクラッチハブの
    外周部に、ハブスリーブが軸線方向にのみ移動可能に係
    合され、前記ハブスリーブの軸線方向への移動によって
    ハブスリーブに係合する被同期回転体がクラッチハブに
    隣接しかつ前記回転体に対して回転自在に配置され、こ
    の被同期回転体もしくは該被同期回転体と一体に回転す
    る部材に接近することに伴って前記被同期回転体もしく
    は該被同期回転体と一体に回転する部材との間でトルク
    伝達されるシンクロナイザリングが配置された変速機の
    同期装置において、 遠心力によって半径方向で外側に移動する慣性質量体が
    前記クラッチハブに保持されるとともに、その慣性質量
    体の外周側に延出した突起部が前記シンクロナイザリン
    グに一体的に設けられ、その突起部のうち前記慣性質量
    体に半径方向で対向する箇所に、前記慣性質量体の遠心
    力に基づいて前記シンクロナイザリングを前記被同期回
    転体から離れる方向に押圧する軸線方向力を生じさせる
    傾斜面が形成されていることを特徴とする変速機の同期
    装置。
  2. 【請求項２】 前記シンクロナイザリングを前記被同期
    回転体側に押圧する弾性部材が設けられていることを特
    徴とする請求項１に記載の変速機の同期装置。
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