JPH0649162B2 - 遠心分離機用使い捨てカ−トリツジ - Google Patents

遠心分離機用使い捨てカ−トリツジ

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JPH0649162B2
JPH0649162B2 JP61039369A JP3936986A JPH0649162B2 JP H0649162 B2 JPH0649162 B2 JP H0649162B2 JP 61039369 A JP61039369 A JP 61039369A JP 3936986 A JP3936986 A JP 3936986A JP H0649162 B2 JPH0649162 B2 JP H0649162B2
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ロナルド・ジエイムス・パーベイ
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エイイ− ピ−エルシ−
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D27/00—Cartridge filters of the throw-away type
    • B01D27/08—Construction of the casing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B5/00—Other centrifuges
    • B04B5/005—Centrifugal separators or filters for fluid circulation systems, e.g. for lubricant oil circulation systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M1/00—Pressure lubrication
    • F01M1/10—Lubricating systems characterised by the provision therein of lubricant venting or purifying means, e.g. of filters
    • F01M2001/1028—Lubricating systems characterised by the provision therein of lubricant venting or purifying means, e.g. of filters characterised by the type of purification
    • F01M2001/1035—Lubricating systems characterised by the provision therein of lubricant venting or purifying means, e.g. of filters characterised by the type of purification comprising centrifugal filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F01M2013/0422—Separating oil and gas with a centrifuge device

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  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、遠心分離機、特に内燃機関やギヤボツクスな
どのエンジンおよび変速機に用いる燃料および潤滑油ク
リーナとして用いる遠心分離機用の使い捨てカートリツ
ジに関するものである。
〔従来技術〕
オイルクリーナ型の遠心分離機カートリツジは、普通
は、オイルをロータに導き入れる垂直かまたは垂直に近
い軸に回転可能に取付けられ、加圧されたオイルが、通
常、カートリツジの底に位置している接線方向に向いた
ノズルまたはジエツトを通して出てゆくとき発生する反
作用力によつて駆動される。ノズルを通るオイルの流れ
が乱流になると、ノズルがカートリツジを高速で回転で
きなくなり、従つて分離機の清浄化能力もそこなわれ、
実際には、このことがカートリツジ内で用いる圧力を高
めて、分離効率を大きくすることを制限している。従
来、カートリツジの基部から下方に伸び、上端でカート
リツジの内部に向つて開き、その下端で閉じている中空
の丸い突起の側面にノズル開口を設けるのが普通であつ
た。その突起は、通常、例えば上端にフランジをつけら
れ、突出片をカートリツジの基部にある孔を通してフラ
ンジが孔の周辺に当るまで進めることができて、例え
ば、ハンダ付け、ろう付けまたは溶接によつて所定の位
置に固定できるようになつている。そのような公知のカ
ートリツジの形態および構成のために、カートリツジの
ノズル片を通り抜けるオイルの流れは、一般に非常に乱
れているので、すべての与えられたオイル圧力で達成で
きるカートリツジの回転速度を制限する。乱流の効果
は、それがなければカートリツジが達成したかもしれな
い最大回転速度を制限することである。
遠心力オイル分離機用カートリツジが、常温始動状態の
間２０バールまでの過渡圧力に耐えることができなけれ
ばならない。従つてカートリツジは永久ひずみなしにそ
のような圧力に耐えることができなければならない。
従来のカートリツジは、高価な機械加工された鋳物と金
属薄板プレス加工品を混合したもので作られ、比較的厚
い金属部分を用いることによつて非常に強固にできる。
これは、カートリツジを分解して清掃し、再使用する場
合には、使用者にとつて経済的であるが、使い捨てカー
トリツジの場合には、そのような構成は、ひどく高価で
手が出せない。
金属薄板から作られ、独立のノズル片を有する従来のカ
ートリツジ基部については、乱れたオイルの流れから生
ずる欠点のほかに、それらは強固さが不十分であること
が分つた。これは、オイルの圧力が高いときは、基部が
ゆがみがちで、通常は基部に取付けられている軸受がカ
ートリツジが回りを回転している軸にひつかかりカート
リツジを止める原因になることがあることで証明され
る。オイルの圧力が下ると、基部は、再び以前の形をと
り、再び回転することができる。しかし、これは起らな
いことがあり、その理由は、永久変形が生ずる可能性が
あつて、カートリツジがその軸にひつかかつたまゝにな
るからである。これが、許容できないのは極めて明らか
であつて、その理由は、カートリツジが止ることが遠心
分離機を用いる目的全体を無効にするからである。やは
り、形状のためにオイルの流れを乱れの少ないものにす
る同じカートリツジ基部が上述の従来のカートリツジの
後者の追加の欠点を克服するのに十分に強固であること
が分つた。従来のカートリツジのゆがみの効果は、１片
の曲がつた中くぼみの金属を中央で折り曲げ、次に放し
カチツという音を鳴らす子供の“蛙鳴き”玩具によくた
とえられる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の一つの目的は、ノズルをプレス加工によつて一
体に形成した使い捨てカートリツジ用の基部であつて、
従来より高いオイル圧力に保たれた乱れの少ないオイル
の流れを作るものを提供することである。もう一つの本
発明の目的は、与えられたオイル圧力に対して従来のカ
ートリツジより高い毎分回転数で回転するとともにすべ
ての与えられたオイル圧力に対して従来のものより小さ
な寸法の汚染物粒子を取除くことによつてオイルまたは
燃料の浄化をより効率的に行うカートリツジを提供する
ことである。
本発明の別の目的は、軽量構成で、適当な固有のつり合
いと、カートリツジを著しく減速するに十分なゆがみを
生ずることなく４，０００ｇまでの回転力に耐える能力
を有し、安く作れて使用者が買い易く、軸受以外は、鋳
物構成要素を用いないで金属薄板構成要素から完全に作
られた使い捨てカートリツジを提供することである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明によれば、燃料または潤滑油を浄化する遠心分離
機用の使い捨てカートリツジは、蓋部材、内側流れ方付
け兼デブリ保持部材、基部部材、一つが蓋部材につけら
れ、他方が基部部材につけられている二つの軸受を備
え、基部部材は、少なくとも二つのノズルが一体に形成
されている金属薄板プレス加工品であり、それらのノズ
ルを通してオイルがカートリツジを回す反作用力を発生
する方向にカートリツジを出てゆく。ノズルは基部部材
にあるへこみ部分に設けられ、へこみ部分は、ノズルか
ら遠いトラフの始点からノズルがある平面に近い最も深
い所で終る段々に深くなる断面のなめらかな輪郭の円周
上のトラフの形になつている。
トラフの長さは、用いるノズルの数によつて変る。例え
ば、二つのノズルを用い、基部部材の中で互いに１８０
゜の間隔で配置する場合、トラフは約１８０゜にわたつ
て伸びているのが好ましい。同様に、３ノズルの場合、
トラフは約１２０゜にわたつて伸びているのが好まし
い。
好ましいのは、ノズルは、成形操作の段階の間にトラフ
の内側から穴ぬき操作によつて基部部材にあけられるこ
とである。ノズルの内側にぎざぎざの縁またはばりが残
つていないことが重要で、その理由は、これが流れの乱
れを大きくしてカートリツジの性能をそこなう可能性が
あるからである。代りの方法として、錐で穴あけしたノ
ズルを用いてもよいが、またばりがすべてノズルの外側
になるようにノズルを内側から錐で穴あけするのが好ま
しい。
本発明の一特徴によれば、蓋部材、内側流れ方向付け兼
デブリ保持部材および基部部材、すべて、金属薄板プレ
ス加工品から作られる。
本発明の好ましい実施例において、遠心分離機用の使い
捨てカートリツジが更に上部蓋及び基部部材の間に軸方
向に配置された管状引張材を備えている。そのような好
ましい実施例においては、軸受は、管状引張材にプレス
ばめされているので、軸受を単一部材の内部に軸方向に
一線に揃えて保持し、ゆがみを生じる傾向のある力に耐
えることができるようにするという利点を与えることが
できる。
ノズルは、噴出するオイルジエツトの方向が回転可能な
カートリツジからある角度下向きに離れた方向に向けら
れて、回転しているカートリツジを収容しているハウジ
ングからはね返つたオイルがカートリツジに達し、その
結果速度が落ちるのを防止するように形成されている。
〔実施例〕
本発明を更に完全に理解できるようにするために、次に
添付図面を参照して例示としてのみ実施例を説明する。
基部部材が総括的に１０で示されている。基部部材１０
は、周辺チヤネル部１１及び二つのほぼ半円形のトラフ
部１２及び１３を備えている。第１ａ図を見ると、トラ
フ部１２は非常に浅いくぼみの中にある区分ｆ（第２ｆ
図を参照）の回りの最も浅い領域に始つて区分ａ（第２
ａ図参照）の回りまで深さがだんだんに増え、そこでト
ラフが壁１４の中でその最も深い点で終り、壁１４はま
た基部軸に平行な平面に対して約１０゜の小さな下向き
傾斜角になつている。トラフ部分１３はまた、同様に壁
１５に終る反対方向に形成されている。壁１４及び１５
はそれぞれ内側から中に穴をあけられたノズル１６及び
１７を備えている。ノズル１６及び１７は、壁１４及び
１５の平面に垂直に穴をあけられているので、基部１０
の軸に垂直な平面に約１０゜の角度を成して下向きにさ
れている。ノズルの直径をオイルの種類、粘度及び意図
する用途のオイル温度に合うように最適化できるが、1.
5mmの程度が普通である。基部部材１０の中心において
軸受２６に対する取付け場所を直接にまたは管状引張材
４０の中に定めるフランジ付穴18がある。だんだんに深
くなるトラフ１２及び１３は、対角線的対称性をもつて
いる。基部部材は0.91mm厚さの軟鋼の単一片から一連の
プレス加工工程でプレス加工され、ノズル１６及び１７
は内側から穴をあけられる。チヤネル１１は、基部部材
１０を丸屋根蓋部材２０に巻継目２５で結合するための
ものである。
第３ａ図はトラフ１２及び１３がプレス加工され終つた
が、ノズル１６及び１７、チヤネル１１及び中央穴１８
がまだ成形されていない段階における基部部材１０の側
立面図を示す。第３ｂ図は基部部材１０の内側の斜視図
であり、第３ｃ図は基部部材１０の外側の斜視図であ
る。
完成したカートリツジが第４図に示されており、そこで
は使い捨てカートリツジは半径方向に配置された上部端
押込み補強くぼみ２１を有する丸屋根蓋２０及びフラン
ジ付穴２３にプレスばめされたフランジ付軸受２２を備
えている。丸屋根蓋20の下側周辺２４は、基部部材１０
のチヤネル１１の中に載つていて巻継目２５が蓋２０と
基部１０との間にほぼ漏洩のない継目を作るように形成
される。基部部材１０の中にはフランジ付穴１８にプレ
スばめされたフランジ付軸受２６がある。カートリツジ
の内部には環状周辺フランジ付部分31が基部部材１０に
スポツト溶接されたく中くぼみ流れ方向付け兼デブリ保
持部材３０がある。部材30の中心にはカートリツジの軸
３３の回りに対称になつている穴３２がある。
第５図に示された代りの実施例においては、管状引張材
４０が丸屋根蓋２０と基部部材１０との間に配置されて
いる。管状引張材４０は、その下端に外側に曲つたフラ
ンジ４１があつてフランジ４１が基部部材１０の外側で
それを支えるようになつており、また第２の外側に曲つ
たフランジ42が上端にあつてこれも丸屋根蓋２０の外側
でそれを支えている。管状引張材４０は、丸屋根蓋２０
と基部部材１０とにそれぞれある二つのフランジ付穴２
３及び１８にプレスばめされている。管状引張材４０の
上部にはオイル入口穴４３がある。軸受２２及び２６
は、カートリツジ軸３３と同軸いなつている管状引張材
４０に直接にプレスばめされている。環状開口４４が部
材３０と管状引張材４０とによつて確定される。管状引
張材４０は半径方向と軸方向の両方にカートリツジを広
げる傾向のある高いオイル圧力から生じる引張り応力に
耐える役をする。さらに、引張材４０はまたその中に軸
受２２及び２６を挿入して高いオイル圧力でも軸方向の
整列を維持するための繰返し可能な基準を与える。
第６図は遠心分離機ハウジング内にある第５図のカート
リツジを示している。このハウジングには胴体部分５０
がある。胴体５０の上端にはゴム密封リング５２を受け
て位置決めするためのさねはぎへり５１がある。胴体５
０の下端にはテーパ付き部分５３がある。胴体５０の内
部には十字形金属薄板構造体５４が胴体５０にスポツト
溶接されて垂直軸５５をボルト５６によつて支えてい
る。軸５５とボルト５６との間にはブシユ６５が取付け
られており、それの上面６６はスラスト面になつてい
る。軸５５はその上端に雄ねじを切つた部分５７を有
し、部分５７は例えばコンジン・シリンダ・ブロツク
（図示なし）の支持ハウジング59の中にある雌ねじを切
つた部分５８と共同作用をする。軸５５の上端の一部分
は軸方向に穴をあけられて、導管６０を作られ、導管６
０はまたカートリツジの管状引張材４０の中に口を開い
ている。交差穴６１を備えている。軸５５及び管状引張
材４０は円筒形環６２を形成している。油はハウジング
５９に形成された通路６３を経て導管６０に供給され
る。胴体５０及びカートリツジはハウジング５９に完成
した胴体５０を共同作用するねじ５７によつてねじ込む
ことによつてハウジングに固着され、密封リング５２が
さねはぎへり５１の中に圧縮されてハウジング５９の面
６４に対して密封を行う。
定常状態の運転では、約５バールの圧力のかかつたオイ
ルが通路６３を通つて導管６０に流れ込み、交差ドリル
穴６１から流れ出る。環６２がオイルで満たされて、オ
イルがオイル入口穴４３を通つて基部１０、丸屋根蓋２
０及び管状引張材40との間に形成されたカートリツジの
室の中に流れ込む。そのように形成された室が一杯にな
ると、オイルはノズル１５及び１６から加圧状態で放出
されるので、カートリツジを反作用力によつて回転さ
せ、カートリツジは軸受２２及び２６によつて軸５５に
支えられている。ブシユ６５が上面は軸受２６のための
スラスト面となる。放出された油は、胴体５０の内側壁
を流れ降りて絞り５３に至り、そこから油だめまたは油
タンク（図示なし）に油が流れ去る。
カートリツジの回転方向は、胴体５０に発生するオイル
抗力が胴体を共同作用するねじ５７と58でしめつける傾
向にあるようにするのが好ましい。従つてねじ５７及び
５８が右手ねじである第６図においては、カートリツジ
の回転方向は下から見たとき右回りである。
だんだんに深くなるトラフ１２と１３及びばりなしノズ
ルのために、ノズル１５及び１６以降のオイルの流れ
は、従来より乱れが少ない。
下表は種々のオイル圧力におけるカートリツジの回転速
度とオイルの流れ速度を測定するための試験で得られた
結果を示す。カートリツジは公知の原理によつて作られ
たものと、本発明の原理によつて作られたものとであつ
た。３種類のカートリツジが作られた、すなわち カートリツジＡ−独立のろう付けされたノズル片をもつ
た従来の基部をもつており、管状引張材がない、 カートリツジＢ−カートリツジＡと同じ基部をもつてい
るが、管状引張材を備えている、 カートリツジＣ−本発明による管状引張材と基部部材を
備えている。
表１からカートリツジＢの回転速度のカートリツジＡの
ものに対する向上を比較することによつて管状引張部材
が試験されたオイル圧力の全範囲にわたつて１２ないし
１４％のほぼ一定の向上を与えていることがわかるであ
ろう。カートリツジＣが基部とノズルに構成上の違いの
あるカートリツジＢに対して回転速度で向上している様
子を比較すると、回転速度の向上は、オイル圧力が大き
くなると大きくなることがわかるであろう。種々のオイ
ル圧力におけるカートリツジのノズルを通るオイルの流
量を観測すると、実際には殆ど差のないことが容易に明
らかとなるであろう。カートリツジＣがカートリツジＡ
及びＢの両方に対して非常に向上した性能になつている
ので、噴出するオイルジエツトの乱れの減少とおそらく
一部分は新しい基部の改良されたこわさに貢献する。
本発明によるカートリツジの回転速度が高くなつたこと
は、エンジン及び変速機のオイル系統から汚染物を除く
のをより効果的にするので寿命を長くする。
本発明によるカートリツジは、基部部材の回りに９０゜
間隔で配置された四つのノズルを有して、なお乱れの少
なくなつたオイルの流れを与えるものとして作ることが
できる。しかし、ある与えられたオイル圧力におけるカ
ートリツジを通る総合オイル流量は事実上一定に保たれ
ることが必要なので、ノズルの寸法を小さくする必要が
ある。経済性と製造の容易さとに関連した最適性能は２
ノズルで達成できることがわかつた。
〔発明の効果〕
本発明は、カートリツジを金属薄板のプレス加工品で作
り、基部部材にだんだん深くなるトラフを形成してノズ
ルを一体に形成したので、経済性が向上するとともに、
ノズルから噴出するオイルジエツト内の乱流が従来のも
のより小さくなり、与えられたノズル直径に対してより
大きな流量が得られるとともに、与えられたオイル圧力
で回転速度が増大し、オイルから汚染物を分離する効率
が向上した。
【図面の簡単な説明】
第１ａ及び１ｂ図は本発明による使い捨てカートリツジ
のプレス加工された金属薄板基部部材の平面図及び立面
図（一部分断面図になつている）を示し、 第２ａないし２ｆ図は第１ａ図に示した基部部材を介し
て示された断面図、 第３ａないし３ｃ図は基部部材の成形の中間段階にある
基部部材立面図及び平面図になつた斜視図で特に円周上
のトラフを示しており、 第４図は本発明による使い捨てカートリツジの実施例の
立断面図を示し、 第５図は本発明による使い捨てカートリツジの第１の代
りの実施例の立断面図を示し、 第６図は遠心分離機ハウジング内に設置された第５図の
使い捨てカートリツジを示す。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】燃料または潤滑油を浄化する遠心分離機用
    で、蓋部材と、内側流れ方付け兼デブリ保持部材と、基
    部部材と、それぞれの一つが蓋部材および基部部材につ
    けられている二つの軸受とを備えるカートリツジで 前記基部部材が少なくとも二つのノズルが一体に形成さ
    れている金属薄板プレス加工品であり、それらのノズル
    を通してオイルがカートリツジを回す反作用力を発生す
    る方向にカートリツジを出てゆき、ノズルは、基部部材
    にあるへこみ部分に設けられ、へこみ部分はノズルから
    遠いトラフの始点からノズルがある平面に近い最も深い
    所で終る段々に深くなる断面のなめらかな輪郭の円周上
    のトラフの形になつていることを特徴とする使い捨てカ
    ートリツジ。
  2. 【請求項２】ノズルがトラフと一体に形成されているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の使い捨て
    カートリツジ。
  3. 【請求項３】ノズルがトラフの内側から穴をあけられて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の使
    い捨てカートリツジ。
  4. 【請求項４】ノズルが内側からドリル加工によつて形成
    されている特許請求の範囲第２項に記載の使い捨てカー
    トリツジ。
  5. 【請求項５】それぞれ約１８０゜にわたつて伸びている
    二つのノズルとトラフのあることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の使い捨て
    カートリツジ。
  6. 【請求項６】それぞれ約１２０゜にわたつて伸びる三つ
    のノズルとトラフのあることを特徴とする特許請求の範
    囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の使い捨てカー
    トリツジ。
  7. 【請求項７】それぞれ約９０゜にわたつて伸びる四つの
    ノズル及びトラフがあることを特徴とする特許請求の範
    囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の使い捨てカー
    トリツジ。
  8. 【請求項８】燃料または潤滑油を浄化する遠心分離機用
    で、蓋部材と、内側流れ方向付け兼デブリ保持部材と、
    基部部材と、蓋部材の頂部と基部部材との間に配置され
    た管形の補強引張材と、それぞれが蓋部材および基部部
    材に関連している二つの軸受とを備えカートリツジで 前記基部部材が少なくとも二つのノズルが一体に形成さ
    れている金属薄板プレス加工品であり、それらのノズル
    を通してオイルがカートリツジを回す反作用力を発生す
    る方向にカートリツジを出てゆき、ノズルは基部部材に
    あるへこみ部分に設けられ、へこみ部分は、ノズルから
    遠いトラフの始点からノズルがある平面に近い最も深い
    所で終る段々に深くなる断面のなめらかな輪郭の円周上
    のトラフの形になつていることを特徴とする使い捨てカ
    ートリツジ。
  9. 【請求項９】補強引張材が前記二つの軸受を受けて、軸
    受を整列状態に保つことを特徴とする特許請求の範囲第
    ８項に記載の使い捨てカートリツジ。
JP61039369A 1985-02-26 1986-02-26 遠心分離機用使い捨てカ−トリツジ Expired - Lifetime JPH0649162B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB858504880A GB8504880D0 (en) 1985-02-26 1985-02-26 Disposable cartridges
GB8504880 1985-02-26

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Publication Number Publication Date
JPS61234963A JPS61234963A (ja) 1986-10-20
JPH0649162B2 true JPH0649162B2 (ja) 1994-06-29

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61039369A Expired - Lifetime JPH0649162B2 (ja) 1985-02-26 1986-02-26 遠心分離機用使い捨てカ−トリツジ

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US (1) US4787975A (ja)
EP (1) EP0193000B1 (ja)
JP (1) JPH0649162B2 (ja)
KR (1) KR930006394B1 (ja)
AU (1) AU585314B2 (ja)
BR (1) BR8600736A (ja)
CA (1) CA1294593C (ja)
DE (1) DE3663455D1 (ja)
ES (1) ES2091162A6 (ja)
FI (1) FI84324C (ja)
FR (1) FR2577824B1 (ja)
GB (1) GB8504880D0 (ja)
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