JPH0774352B2 - 流体潤滑摺動部材 - Google Patents
流体潤滑摺動部材Info
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- JPH0774352B2 JPH0774352B2 JP2199676A JP19967690A JPH0774352B2 JP H0774352 B2 JPH0774352 B2 JP H0774352B2 JP 2199676 A JP2199676 A JP 2199676A JP 19967690 A JP19967690 A JP 19967690A JP H0774352 B2 JPH0774352 B2 JP H0774352B2
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- JP
- Japan
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- fluid
- sliding member
- product
- test
- kevlar
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- Lubricants (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、例えば、メカニカルシール部品やパッキン
グ、ゴム軸受等の流体と接触する部分に用いられ、それ
らの流体自体を潤滑剤として使用する流体潤滑摺動部材
に関する。
グ、ゴム軸受等の流体と接触する部分に用いられ、それ
らの流体自体を潤滑剤として使用する流体潤滑摺動部材
に関する。
（ロ）従来の技術 従来、上述の流体潤滑摺動部材に生じる焼付きや摩耗を
防止する方法としては、例えば、摺動面の加工方向に対
して摩擦が直角に作用する構造に流体潤滑摺動部材を成
形したり、或いは、母材内にテフロン粉末や黒鉛、マイ
カ、二流化モリブデン等を添加して流体潤滑摺動部材自
体の摩擦係数を低下させる方法がある。
防止する方法としては、例えば、摺動面の加工方向に対
して摩擦が直角に作用する構造に流体潤滑摺動部材を成
形したり、或いは、母材内にテフロン粉末や黒鉛、マイ
カ、二流化モリブデン等を添加して流体潤滑摺動部材自
体の摩擦係数を低下させる方法がある。
（ハ）発明が解決しようとする問題点 しかし、上述の流体潤滑摺動部材の摺動面を極めて平滑
に加工すると潤滑油が補充され難くなり、潤滑油による
潤滑作用が低下し、摺動面の粗さと摩擦方向との関係に
より摩擦係数が増大して、摺動面に焼付きが生じやすく
なる。
に加工すると潤滑油が補充され難くなり、潤滑油による
潤滑作用が低下し、摺動面の粗さと摩擦方向との関係に
より摩擦係数が増大して、摺動面に焼付きが生じやすく
なる。
また、テフロン粉末、黒鉛、マイカ、二流化モリブデン
等の充填剤を母材に添加した場合、これら充填剤と母材
とが強固に結合していないため、母材自体の強度および
弾性率の低下を招き、結果として寿命の延長を図ること
ができなくなり、かつ、弾性率が低下すると高荷重に耐
えられず、摺動面に形成される潤滑膜が局部的に薄くな
り、潤滑膜の薄い部分に焼付き現象が生じて、流体潤滑
摺動部材の摩耗を促進させる問題点をがあった。
等の充填剤を母材に添加した場合、これら充填剤と母材
とが強固に結合していないため、母材自体の強度および
弾性率の低下を招き、結果として寿命の延長を図ること
ができなくなり、かつ、弾性率が低下すると高荷重に耐
えられず、摺動面に形成される潤滑膜が局部的に薄くな
り、潤滑膜の薄い部分に焼付き現象が生じて、流体潤滑
摺動部材の摩耗を促進させる問題点をがあった。
この発明は上記問題に鑑み、カーボン配合ゴム母材内に
フィブリル化したパラ型芳香族ポリアミド短繊維（パラ
型芳香族ポリアミド繊維の一商品としてデュポン社では
ケブラー繊維という商品名で市販している）を含有させ
て成形することにより、潤滑膜による潤滑作用が安定し
て得られ、寿命を延長することができる流体潤滑摺動部
材の提供を目的とする。
フィブリル化したパラ型芳香族ポリアミド短繊維（パラ
型芳香族ポリアミド繊維の一商品としてデュポン社では
ケブラー繊維という商品名で市販している）を含有させ
て成形することにより、潤滑膜による潤滑作用が安定し
て得られ、寿命を延長することができる流体潤滑摺動部
材の提供を目的とする。
（ニ）問題点を解決するための手段 この発明は、流体と接触する部分に用いられ、流体自体
を潤滑材として使用する流体潤滑摺動部材であって、カ
ーボン配合ゴム母材内にフィブリル化したパラ型芳香族
ポリアミド短繊維を均一に分散させ、かつ、該母材に対
して短繊維を３〜15Vol％含有させた流体潤滑摺動部材
であることを特徴とする。
を潤滑材として使用する流体潤滑摺動部材であって、カ
ーボン配合ゴム母材内にフィブリル化したパラ型芳香族
ポリアミド短繊維を均一に分散させ、かつ、該母材に対
して短繊維を３〜15Vol％含有させた流体潤滑摺動部材
であることを特徴とする。
（ホ）作 用 この発明によれば、カーボン配合ゴム母材内にフィブリ
ル化したパラ型芳香族ホリアミド短繊維（フィブリル化
した短繊維とは、糸を構成する微細繊維状態までほぐし
た短繊維を意味する）を３〜15Vol％含有させて流体潤
滑摺動部材を成形することにより、流体潤滑摺動部材の
潤滑面側に突出した短戦域間に潤滑剤等の液体が吸着保
持して、流体潤滑摺動部材の潤滑面側に潤滑膜を常時形
成維持する。
ル化したパラ型芳香族ホリアミド短繊維（フィブリル化
した短繊維とは、糸を構成する微細繊維状態までほぐし
た短繊維を意味する）を３〜15Vol％含有させて流体潤
滑摺動部材を成形することにより、流体潤滑摺動部材の
潤滑面側に突出した短戦域間に潤滑剤等の液体が吸着保
持して、流体潤滑摺動部材の潤滑面側に潤滑膜を常時形
成維持する。
（ヘ）発明の効果 上述の結果、流体潤滑摺動部材の強度および弾性率が高
くなり、使用時に付加される高荷重や振動、衝撃等に強
く、かつ、摺動面側に潤滑膜を常時形成維持するため、
潤滑膜による潤滑作用が安定して得られ、流体潤滑摺動
部材の自己潤滑性を向上させると共に、摺動面側に焼付
き現象や摩耗等が生じるのを防止することができ、流体
潤滑摺動部材それ自体の耐久性を向上して、寿命の延長
を図ることができる。
くなり、使用時に付加される高荷重や振動、衝撃等に強
く、かつ、摺動面側に潤滑膜を常時形成維持するため、
潤滑膜による潤滑作用が安定して得られ、流体潤滑摺動
部材の自己潤滑性を向上させると共に、摺動面側に焼付
き現象や摩耗等が生じるのを防止することができ、流体
潤滑摺動部材それ自体の耐久性を向上して、寿命の延長
を図ることができる。
しかも、母材の軟化温度に比べてパラ型芳香族ポリアミ
ド繊維のガラス転移点が高いため、従来品の流体潤滑摺
動部材よりも耐熱性に優れ、高温流体の漏洩防止に有効
である。
ド繊維のガラス転移点が高いため、従来品の流体潤滑摺
動部材よりも耐熱性に優れ、高温流体の漏洩防止に有効
である。
上述のフィブリル化したパラ型芳香族ポリアミド短繊維
とは、糸を構成する微細繊維状態までほぐしたパラ型芳
香族ポリアミド短繊維を意味し、このため、ゴム材料に
配合した時、ゴム母材中に微細繊維網が形成され、流体
中にて使用する際に、その微細繊維が流体を保持する作
用を奏するので、優れた潤滑摺動特性を発揮する効果が
ある。
とは、糸を構成する微細繊維状態までほぐしたパラ型芳
香族ポリアミド短繊維を意味し、このため、ゴム材料に
配合した時、ゴム母材中に微細繊維網が形成され、流体
中にて使用する際に、その微細繊維が流体を保持する作
用を奏するので、優れた潤滑摺動特性を発揮する効果が
ある。
本来、ゴム材料は摩擦係数が大きく滑りにくい性質を有
し、一般に軸受材料として用いる時には潤滑摺動特性が
問題となるが、本願発明ではこのような問題点を解消す
ることができる。
し、一般に軸受材料として用いる時には潤滑摺動特性が
問題となるが、本願発明ではこのような問題点を解消す
ることができる。
また、上述の微細繊維は、ゴム母材との混練中にさらに
フィブリル化が進み、その時に発生する繊維の活性面と
ゴム材料との弱い化学結合を生じるために、繊維の配合
によるマクロ的な補強効果と併せて、ミクロ的にも補強
作用が得られ、機械的強度の向上を図ることもできる。
フィブリル化が進み、その時に発生する繊維の活性面と
ゴム材料との弱い化学結合を生じるために、繊維の配合
によるマクロ的な補強効果と併せて、ミクロ的にも補強
作用が得られ、機械的強度の向上を図ることもできる。
（ト）実施例 この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面は密封装置に用いられる流体潤滑摺動部材を示し、
第１図において、この流体潤滑摺動部材１は、ｃ−NBR
（日本ゼオン、Nipol、1072）を母材とするカーボン配
合ゴムに、フィブリル化したパラ型芳香族ポリアミド繊
維としてのケブラー繊維（但し、ケブラーはデュポン社
の商品名）（Kevlar＃29、繊維径12μｍ、繊維長さ5m
m）を３〜15Vol％添加してフィブリル化させた後、トラ
ンスファ成形法により のリング形状に一体成形している。
第１図において、この流体潤滑摺動部材１は、ｃ−NBR
（日本ゼオン、Nipol、1072）を母材とするカーボン配
合ゴムに、フィブリル化したパラ型芳香族ポリアミド繊
維としてのケブラー繊維（但し、ケブラーはデュポン社
の商品名）（Kevlar＃29、繊維径12μｍ、繊維長さ5m
m）を３〜15Vol％添加してフィブリル化させた後、トラ
ンスファ成形法により のリング形状に一体成形している。
上述の流体潤滑摺動部材１の成形方法は、例えば、ｃ−
NBRを母材とするカーボン配合ゴムに、ケブラー繊維を5
Vol％添加した後、１次混練しておいて、バンバリーミ
キサー（容量:1.1L、回転数:91rpm）により25分間混練
（１サイクル、2.5分、間欠混練）し、ケブラー繊維を
ゴム母材中でフィブリル化させる。
NBRを母材とするカーボン配合ゴムに、ケブラー繊維を5
Vol％添加した後、１次混練しておいて、バンバリーミ
キサー（容量:1.1L、回転数:91rpm）により25分間混練
（１サイクル、2.5分、間欠混練）し、ケブラー繊維を
ゴム母材中でフィブリル化させる。
次に、２次混練において、オープンロールにより加硫剤
の分散および繊維の配向処理を行い、カーボン配合ゴム
にケブラー繊維を均一に分散して混練した後、トランス
ファ成形（温度:160℃、圧力:40kg/cm2、時間:30min）
により混練原料を加熱および加圧して のリング状に一体成形する。
の分散および繊維の配向処理を行い、カーボン配合ゴム
にケブラー繊維を均一に分散して混練した後、トランス
ファ成形（温度:160℃、圧力:40kg/cm2、時間:30min）
により混練原料を加熱および加圧して のリング状に一体成形する。
一方、上述の流体潤滑摺動部材１を用いる密封装置２
は、第２図に示すように、密封部３の大気側にマウンテ
ンリング４を密着嵌合してボルト５により締付け固定
し、このマウンテンリング４とプレート６とを密着嵌合
してボルト７により締付け固定し、このプレート６とケ
ーシング８とを密着嵌合してボルト９およびナット10に
より締付け固定している。
は、第２図に示すように、密封部３の大気側にマウンテ
ンリング４を密着嵌合してボルト５により締付け固定
し、このマウンテンリング４とプレート６とを密着嵌合
してボルト７により締付け固定し、このプレート６とケ
ーシング８とを密着嵌合してボルト９およびナット10に
より締付け固定している。
上述のケーシング８の内周面側には流体潤滑摺動部材１
を挿嵌し、この流体潤滑摺動部材１の外周面にドライブ
バンド11を巻回して、密封装置２の中心部に挿通した回
転軸12の外周面に流体潤滑摺動部材１を密着固定し、か
つ、流体潤滑摺動部材１の両側周縁部1a,1aをプレート
６およびケーシング８の内周面にそれぞれ密着して流体
の漏洩を防止している。
を挿嵌し、この流体潤滑摺動部材１の外周面にドライブ
バンド11を巻回して、密封装置２の中心部に挿通した回
転軸12の外周面に流体潤滑摺動部材１を密着固定し、か
つ、流体潤滑摺動部材１の両側周縁部1a,1aをプレート
６およびケーシング８の内周面にそれぞれ密着して流体
の漏洩を防止している。
また、マウンテンリング４の内周面側には非常用シール
13を挿嵌している。
13を挿嵌している。
以上のようにカーボン配合ゴムにパラ型芳香族ポリアミ
ド短繊維としてのケブラー短繊維（但し、ケブラーはデ
ュポン社の商品名）を添加することにより、流体潤滑摺
動部材１の強度および弾性率が高められ、使用時に付加
される高荷重や振動、衝撃等に強くなる。
ド短繊維としてのケブラー短繊維（但し、ケブラーはデ
ュポン社の商品名）を添加することにより、流体潤滑摺
動部材１の強度および弾性率が高められ、使用時に付加
される高荷重や振動、衝撃等に強くなる。
かつ、ケブラー短繊維は吸水性を備えているので、繊維
状に形成することにより吸水性を高めることができ、流
体潤滑摺動部材１の摺動面側に突出したケブラー短繊維
間には潤滑剤等の液体が吸着保持され、摺動面側に潤滑
膜を常時形成維持するため、潤滑膜による潤滑作用が安
定して得られ、摺動部材の自己潤滑性を向上させて、潤
滑面側に焼付き現象や摩耗等が生じるのを防止すると共
に、流体潤滑摺動部材１の耐久性を向上して、寿命の延
長を図ることができる。
状に形成することにより吸水性を高めることができ、流
体潤滑摺動部材１の摺動面側に突出したケブラー短繊維
間には潤滑剤等の液体が吸着保持され、摺動面側に潤滑
膜を常時形成維持するため、潤滑膜による潤滑作用が安
定して得られ、摺動部材の自己潤滑性を向上させて、潤
滑面側に焼付き現象や摩耗等が生じるのを防止すると共
に、流体潤滑摺動部材１の耐久性を向上して、寿命の延
長を図ることができる。
しかも、母材の軟化温度に比べてケブラー短繊維のガラ
ス転移点が高いため、耐熱性に優れており、高温流体の
漏洩防止に有効である。
ス転移点が高いため、耐熱性に優れており、高温流体の
漏洩防止に有効である。
また、ケブラー短繊維を添加した試験品（実施例品）
と、無添加の標準品（比較例品）とを密封装置２に実装
して稼動試験した場合、試験後において、試験品と標準
品との摩耗状態を顕微鏡（SEM）により観察すると、標
準品の摺動面にはゴムの焼付き現象や摩耗が観察される
が、ケブラー短繊維を添加した試験品（実施例品）の摺
動面には焼付き現象や摩耗は殆ど観察されない。
と、無添加の標準品（比較例品）とを密封装置２に実装
して稼動試験した場合、試験後において、試験品と標準
品との摩耗状態を顕微鏡（SEM）により観察すると、標
準品の摺動面にはゴムの焼付き現象や摩耗が観察される
が、ケブラー短繊維を添加した試験品（実施例品）の摺
動面には焼付き現象や摩耗は殆ど観察されない。
さらに、ケブラー短繊維を添加した試験品（実施例品）
と、無添加の標準品（比較例品）とを比較するために、
これら試料を同一形状寸法に形成して引張強さ、引張応
力、伸び（繊維配向方向）、引裂強さ、硬度、アクロン
摩耗量等の各種試験を行った。
と、無添加の標準品（比較例品）とを比較するために、
これら試料を同一形状寸法に形成して引張強さ、引張応
力、伸び（繊維配向方向）、引裂強さ、硬度、アクロン
摩耗量等の各種試験を行った。
次に示す試料の基本物性表は、ケブラー短繊維を5Vol％
添加した試験品（実施例品）と、無添加の標準品（比較
例品）とを同一条件で試験した結果である。
添加した試験品（実施例品）と、無添加の標準品（比較
例品）とを同一条件で試験した結果である。
すなわち、標準品に比べて試験品は、引張強さ、引張応
力、伸び（繊維配向方向）、引裂強さ、硬度の点におい
て優れた試験結果が得られ、ドライ摩耗試験（アクロン
摩耗量）では差を表現し難いが、特に、液体中において
耐摩耗性および摺動トルクの安定性が著しく向上する。
力、伸び（繊維配向方向）、引裂強さ、硬度の点におい
て優れた試験結果が得られ、ドライ摩耗試験（アクロン
摩耗量）では差を表現し難いが、特に、液体中において
耐摩耗性および摺動トルクの安定性が著しく向上する。
第３図は標準品（比較例品）の稼動時間と摺動トルクと
の変化を示し、標準品を流体圧力Ｐ＝1kgf/cm2、周速Ｖ
＝6m/s、摺動時間62Hrの条件で試験した結果である。
の変化を示し、標準品を流体圧力Ｐ＝1kgf/cm2、周速Ｖ
＝6m/s、摺動時間62Hrの条件で試験した結果である。
第４図は試験品（実施例品）の稼動時間と摺動トルクと
の変化を示し、試験品を流体圧力Ｐ＝2kgf/cm2、周速Ｖ
＝10m/s、摺動時間67Hrの条件で試験した結果である。
の変化を示し、試験品を流体圧力Ｐ＝2kgf/cm2、周速Ｖ
＝10m/s、摺動時間67Hrの条件で試験した結果である。
すなわち、標準品よりも試験品の試験条件が過酷である
にもかかわらず、試験開始から約４時間経過した時点に
おいて、試験品の摺動トルクが徐々に低下し、安定に要
する時間が短く、標準品に比べて試験品の摺動トルクが
低く安定するため、稼動時における過負荷が少なく、稼
動効率を向上させることができる。
にもかかわらず、試験開始から約４時間経過した時点に
おいて、試験品の摺動トルクが徐々に低下し、安定に要
する時間が短く、標準品に比べて試験品の摺動トルクが
低く安定するため、稼動時における過負荷が少なく、稼
動効率を向上させることができる。
第５図は各試料の限界PV値を示し、ケブラー短繊維を添
加した試験品（実施例品）と、無添加の標準品（比較例
品）とを同一条件で試験した結果である。すなわち、標
準品の限界範囲に比べて試験品の限界範囲が広く、高圧
力および高速回転に耐え得るので、標準品よりも試験品
の使用範囲を広げることができる。
加した試験品（実施例品）と、無添加の標準品（比較例
品）とを同一条件で試験した結果である。すなわち、標
準品の限界範囲に比べて試験品の限界範囲が広く、高圧
力および高速回転に耐え得るので、標準品よりも試験品
の使用範囲を広げることができる。
第６図は標準品（比較例品）と接触する相手側の摩耗状
態を示し、第７図は試験品（実施例品）と接触する相手
側の摩耗状態を示し、標準品よりも試験品の試験条件を
高めに設定して行った摩耗試験の結果である。
態を示し、第７図は試験品（実施例品）と接触する相手
側の摩耗状態を示し、標準品よりも試験品の試験条件を
高めに設定して行った摩耗試験の結果である。
すなわち、標準品よりも試験品の試験条件を高めに設定
するも、標準品と接触する相手側の摺動面には15.0μｍ
の摩耗が生じ、試験品と接触する相手側の摺動面には7.
5μｍの摩耗が生じるという試験結果が得られ、標準品
によって生じられる摩耗量よりも、試験品によって生じ
られる摩耗量を軽減することができる。
するも、標準品と接触する相手側の摺動面には15.0μｍ
の摩耗が生じ、試験品と接触する相手側の摺動面には7.
5μｍの摩耗が生じるという試験結果が得られ、標準品
によって生じられる摩耗量よりも、試験品によって生じ
られる摩耗量を軽減することができる。
以上の試験結果において、標準品（比較例品）よりもケ
ブラー短繊維を添加した試験品（実施例品）の方が高性
能であることが証明される。
ブラー短繊維を添加した試験品（実施例品）の方が高性
能であることが証明される。
なお、上述の実施例ではカーボン配合ゴム母材にケブラ
ー短繊維を5Vol％添加して流体潤滑摺動部材１を形成し
ているが、使用条件に応じてケブラー短繊維の添加量を
３〜15Vol％の範囲内で増減するもよい。
ー短繊維を5Vol％添加して流体潤滑摺動部材１を形成し
ているが、使用条件に応じてケブラー短繊維の添加量を
３〜15Vol％の範囲内で増減するもよい。
図面はこの発明の一実施例を示し、 第１図は流体潤滑摺動部材の外観斜視図、 第２図は密封装置の縦断側面図、 第３図は標準品の稼動時間と摺動トルクとの変化を示す
特性図、 第４図は試験品の稼動時間と摺動トルクとの変化を示す
特性図、 第５図は各試料の限界PV値を示す特性図、 第６図は標準品と接触する相手側の摩耗状態を示す表面
粗さ曲線図、 第７図は試験品と接触する相手側の摩耗状態を示す表面
粗さ曲線図である。 １……流体潤滑摺動部材、２……密封装置
特性図、 第４図は試験品の稼動時間と摺動トルクとの変化を示す
特性図、 第５図は各試料の限界PV値を示す特性図、 第６図は標準品と接触する相手側の摩耗状態を示す表面
粗さ曲線図、 第７図は試験品と接触する相手側の摩耗状態を示す表面
粗さ曲線図である。 １……流体潤滑摺動部材、２……密封装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｍ 149:18） Ｃ１０Ｎ 20:06 Ｂ 40:02 50:08
Claims (1)
- 【請求項１】流体と接触する部分に用いられ、流体自体
を潤滑材として使用する流体潤滑摺動部材であって、カ
ーボン配合ゴム母材内にフィブリル化したパラ型芳香族
ポリアミド短繊維を均一に分散させ、かつ、該母材に対
して短繊維を３〜15Vol％含有させたことを特徴とする 流体潤滑摺動部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2199676A JPH0774352B2 (ja) | 1990-07-28 | 1990-07-28 | 流体潤滑摺動部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2199676A JPH0774352B2 (ja) | 1990-07-28 | 1990-07-28 | 流体潤滑摺動部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0485397A JPH0485397A (ja) | 1992-03-18 |
| JPH0774352B2 true JPH0774352B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=16411764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2199676A Expired - Lifetime JPH0774352B2 (ja) | 1990-07-28 | 1990-07-28 | 流体潤滑摺動部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0774352B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2821989B2 (ja) * | 1994-07-19 | 1998-11-05 | 日本ピラー工業株式会社 | 軸封装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57109828A (en) * | 1980-12-26 | 1982-07-08 | Akebono Brake Ind Co Ltd | Sliding material |
| JPS59226715A (ja) * | 1983-06-03 | 1984-12-19 | Inoue Japax Res Inc | 樹脂繊維を混入した軸受 |
| JPH01201518A (ja) * | 1988-02-01 | 1989-08-14 | Kuraray Co Ltd | サーモトロピツクポリエステルからなるパルプ状物の製造方法 |
-
1990
- 1990-07-28 JP JP2199676A patent/JPH0774352B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0485397A (ja) | 1992-03-18 |
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