JP5962947B2 - 回転式操作装置 - Google Patents

Description

本発明は、操作ノブの回動操作にしたがう駆動力をコントロールケーブルを介して外部装置に伝達し、外部装置を動作制御する回転式操作装置に関する。

この種の回転式操作装置としては様々なものがあるが、一例として自動車などの車両に装備される空調用コントロール装置について説明する。
図１０は、車両に装備される空調用コントロール装置の原理構成図を示し、この空調用コントロール装置（第１従来例）の場合、前面パネル１１に配設された操作ノブ１２の回転軸１３に傘歯車１４が設けられ、この傘歯車１４には扇形歯車１５が噛合させてある。
そして、扇形歯車１５には、支軸１６に回動可能に軸支させた揺動レバー１７を設け、揺動レバー１７の一端部と空調ユニット１８とをコントロールケーブル１９によって連結されている。

上記した空調用コントロール装置の場合、操作ノブ１２の回動操作により、傘歯車１４の回動力が扇形歯車１５に伝達され、したがって、揺動レバー１７が支軸１６を中心に旋回し、コントロールケーブル１９を押し出し、また、押し戻して空調ユニット１８を動作制御する。

上記の空調用コントロール装置では、コントロールケーブル１９を連結する揺動レバー１７の先端部から支軸１６までの距離にある程度の長さを設けなければ、空調ユニット１８を動作制御するためのストロークが確保できない。
そのため、揺動レバー１７が奥行きに向かって長くなり、広い設置スペースが必要になると言う問題がある。

そこで、上記の問題を解決するために、図１１、図１２に示すような空調用コントロール装置（第２従来例）が既に提案されている。
この空調用コントロール装置は、前面パネル２０に配設された操作ノブ２１の回転シャフト２２がベース２３に回動可能に軸支されおり、また、この回転シャフト２２の先端部側には平歯車２４が設けられている。
なお、回転シャフト２２の中間の拡径軸部２２ａには、節度孔に内装したスプリング２５と小球２６を設け、また、拡径軸部２２ａを囲むベース２３の筒状部内に設けた複数の凹部を設け、小球２６が凹部に落ち込んで節度感を与える節度部が設けられている。

また、ベース２３の後面には揺動軸２７によって軸支された揺動レバー２８が配設されている。
この揺動レバー２８は、図１２より分かるように、扇形状をなし、その基部が揺動軸２７により軸支され、上記回転シャフト２２の回転軸心に対し直交する方向に揺動旋回するようになっている。
上記揺動レバー２８には、扇形に形成された内孔２９が設けられており、この内孔２９の弧状の上内面には平歯車からなる内歯車３０が設けられ、この内歯車３０に回転シャフト２２の平歯車２４が噛合している。

さらに、揺動レバー２８には上方に延びた延設部３１を設け、この延設部３１に２つのワイヤ連結ピン３２、３３が設けてある。
なお、延設部３１の先端部をベース後面に設けたガイド３４内に挿入し、揺動レバー２８の揺動動作をガイドするようになっている。
また、ワイヤ連結ピン３２または３３に連結したコントロールケーブル３５を介して空調ユニット３６を動作制御するようになっている。

特開平１１−５３０４５号公報

上記した第２従来例の空調用コントロール装置は、揺動レバー２８が操作ノブ２１の回転シャフト２２に対し直交する方向に揺動し、コントロールケーブル３５を押し出し、また、引き戻す構成であるので、図１０に示した第１従来例の揺動レバー１７のように奥行き方向に出っ張らない。
したがって、奥行きの広い設置スペースを必要としない空調用コントロール装置となる。

しかしながら、第２従来例の空調用コントロール装置の場合、揺動レバー２８に連結したコントロールケーブル３５を、揺動レバー２８の揺動方向、つまり、操作ノブ２１の回転シャフト２２に直交する方向に引き出し、さらに、空調用コントロール装置のほぼ後方に配置される空調ユニット３６の連結部に向かって曲げて配策しなければならない。
このことから、コントロールケーブル３５の配策Ｒ（アール）が小さくなり、アウターケーブルに対するインナーケーブルの摺動抵抗が増加し、ワイヤのスムースな動作が阻害される。
このため、操作ノブ２１の操作フィーリングが良くない空調用コントロール装置となる。

本発明は上記した実情に鑑み、設置スペースとして広い奥行き幅を必要とせず、操作ノブの操作フィリグの優れた空調用コントロール装置等に適する回転式操作装置を提案することを目的とする。

本発明は、上記した目的を達成するために、第１の発明として、前面パネルに回転操作可能に配設された操作ノブの回転操作に連動して回転する回転シャフトと、当該回転シャフトに設けた第１歯車に噛み合う第２歯車を設け、前記回転シャフトの回転に連動する前記第２歯車の回動により揺動する揺動レバーと、当該揺動レバーに連結し、外部装置を制御するコントロールケーブルとを備えた回転式操作装置において、前記回転シャフトを回転可能に保持する第１ベースを設け、
前記揺動レバーは、前記第２歯車として内歯車を形成した孔部を有する幅広の枠板として形成し、かつ、前記孔部内で前記第１歯車を第２歯車に噛合させると共に、その板面を前記第１ベースに対して所定の角度の下り勾配となるように前傾姿勢で揺動可能に配置したことを特徴とする回転式操作装置を提案する。

第２の発明としては、上記第１の発明の回転式操作装置において、前記第１歯車をはすば歯車、前記第２歯車を平歯車として構成したことを特徴とする回転式操作装置を提案する。

第３の発明としては、上記した第１または第２の発明の回転式操作装置において、前記第１ベースに固着され、前記揺動レバーの後面側を覆うと共に、揺動軸を設けて前記揺動レバーを揺動可能に保持する第２ベースとを設け、前記揺動レバーの孔部内で前記回転シャフトの第１歯車を前記揺動レバーの第２歯車に噛合させたことを特徴とする回転式操作装置を提案する。

第４の発明としては、上記第３の発明に記載した回転式操作装置において、前記第２ベースには、少なくとも前記揺動レバーの外周側を覆うカバー部材を設けたことを特徴とする回転式操作装置を提案する。

第５の発明としては、上記第３または第４の発明の回転式操作装置において、前記第２ベースには、前記回転シャフトの後端側を支持させる支持部を設けたことを特徴とする回転式操作装置を提案する。

第６の発明としては、上記第３または第４の発明の回転式操作装置において、前記第２ベースには、前記回転シャフトを支持させる支持軸を設けたことを特徴とする回転式操作装置を提案する。

第７の発明としては、上記第３乃至第６の発明のいずれかの回転式操作装置において、前記コントロールケーブルは、インナーケーブルと、当該インナーケーブルを摺動自在に内装するアウターケーブルとよりなり、インナーケーブルの一端部は、前傾配置した前記揺動レバーの上半部分に連結され、アウターケーブルの一端部は、前記揺動レバーの下半部分に当たる前記第２ベースに設けられたケーブル保持部に固着されていることを特徴とした回転式操作装置を提案する。

第８の発明としては、上記第５の発明の回転式操作装置において、前記第２ベースには、前記揺動レバーの前傾角度に平行させた第２傾斜取付部を設け、前記第１ベースには、前記揺動レバーの前傾角度に平行とし、かつ、前記第２ベースの第２傾斜取付部と接合可能とした第１傾斜取付部を設けたことを特徴とする回転式操作装置を提案する。

第１の発明の回転式操作装置は、揺動レバーが操作ノブの回動操作に連動して揺動動作するが、この揺動レバーが前傾姿勢で揺動することから、一端部を揺動レバーに連結したコントロールケーブルを揺動レバーの揺動面方向、つまり、揺動レバーの前傾角度方向にしたがう回転式操作装置の後方に引き出すことができる。

この結果、コントロールケーブルを介して動作制御する外部装置が回転式操作装置の後方位置やその近くに設置されている場合でも、コントロールケーブルの配策Ｒ（アール）が小さくならないから、コントロールケーブルの摺動抵抗が増加せず、操作フィリングの良好な回転式操作装置となる。
また、この回転式操作装置によれば、揺動レバーが奥行き方向に張り出さないので、広い設置スペースを必要としない。

第２の発明の回転式操作装置によれば、回転シャフトに設けた第１歯車をはすば歯車、揺動レバーに設けた第２歯車を平歯車とする簡単な構成によって、前傾姿勢の揺動レバーを駆動することができる。

第３の発明の回転式操作装置は、揺動レバーを前傾姿勢で揺動可能とする揺動軸を第２ベースに設けたので、回転シャフトとは軸方向が異なる揺動軸を第１ベースに設けなくともよいから、第１ベースの構成が簡単化され、また、前傾させる揺動レバーの軸受け構成が簡単となる。

第４の発明の回転式操作装置によれば、第２ベースには、少なくとも前記揺動レバーの外周側を覆うカバー部材を設けた構成としたので、歯車部分に塗布されたグリスが組み立て作業時に第２カバーから漏れ出て作業者に付着することが防止でき、また、歯車部分に付着する塵の侵入を防ぎ、長期にわたって良好な操作フィリングを保つことができる。

第５の発明の回転式操作装置は、第２ベースには、前記回転シャフトの後端側を支持させる支持部を第２ベースに設け、回転シャフトを第１ベースと第２ベースとで挟持して保持する構成としたので、回転シャフトが第１ベースから外れて後方に脱落することを防止するための爪構造を回転シャフトに設けなくともよく、この結果、回転シャフトを短くすることができるので、その分、装置全体の奥行き長さを短くすることができ、装置全体の小型化に有利となる。

第６の発明の回転式操作装置は、第２ベースには、揺動レバーを前傾に軸支する揺動軸と、回転シャフトの後端側を支持する支持軸を設けたので、揺動レバーと回転シャフトとを第２ベースに予め組み付けた集合部品状態で第１ベースに組み付ける構成とすることができる。
このようにすれば、第１歯車と第２歯車とを所定の位置で噛み合わせることができるなど作業が容易となり、組み付け性が向上する。

第７の発明の回転式操作装置は、インナーケーブルの一端部を前傾配置の揺動レバーの上半部分に連結し、アウターケーブルの一端部を揺動レバーの下半部分に当たる第２ベース部分に設けたケーブル保持部に固着する構成としたので、コントロールケーブルを回転式操作装置の斜め後方に引き出すことができる。
この結果、曲げアールを小さくしないでコントロールケーブルの配策が可能になる。

第８の発明の回転式操作装置は、第２ベースに、揺動レバーの前傾角度に平行させた第２傾斜取付部を、第１ベースには、揺動レバーの前傾角度に平行させた第１傾斜取付部を各々設け、これら第１、第２傾斜取付部を接合させて第２ベースを第１ベースに組み付ける構成としたので、揺動レバーの前傾角度を変えた他の回転式操作装置を製造する場合には、第１ベースの第１傾斜取付部の傾斜角度を変えるだけで製造できるので、第２ベースの設計変更を要しないから、製造コストの低減化が期待できる。

本発明の一実施形態として示した空調用コントロール装置の正面図である。 上記した空調用コントロール装置の側面図である。 上記した空調用コントロール装置の背面図である。 図１図上のＡ−Ａ線断面図である。 上記した空調用コントロール装置の分解斜視図である。 第２ベースを取り外して内部構成を示した上記空調用コントロール装置の部分的な拡大背面図である。 第２ベースと揺動レバーを取りはずして内部構成を示した上記空調用コントロール装置の部分的な拡大背面図である。 図７同様の空調用コントロール装置の部分的な拡大斜視図である。 回転シャフトと揺動レバーとを第２ベースに組み付けた状態を示す上記空調用コントロール装置に備える集合部品の斜視図である。 第１従来例として示した空調用コントロール装置の原理構成図である。 第２従来例として示した空調用コントロール装置の断面図である。 上記第２従来例の部分的な背面図である。

本発明に係る回転式操作装置を車両に備える空調用コントロール装置として実施した実施形態について図面に沿って説明する。
図１は空調用コントロール装置の正面図、図２は当該空調用コントロール装置の側面図、図３は当該空調用コントロール装置の背面図、図４は図１上のＡ−Ａ線断面図、図５は上記空調用コントロール装置の分解斜視図である。

これらの図面において、４１は前面パネルで、この前面パネル４１には各々の操作ノブ４２、４３、４４が回転操作可能に配設してある。
具体的には、操作ノブ４２は温度調整用の操作ノブで、この操作ノブ４２の回転操作にしたがう駆動力がコントロールケーブルを介して空調ユニットに伝達され温度調整される。
操作ノブ４３は送風量調整用の操作ノブで、この操作ノブ４２の回転操作にしたがって回転スイッチが切り換えられて送風フアンの回転速度が制御される。
操作ノブ４４は送風モード切り換え用の操作ノブで、この操作ノブ４４の回転操作にしたがう駆動力がコントロールケーブルを介して空調ユニットに伝達され送風モードが切り換えられる。

このように、操作ノブ４３は回転スイッチを切り換え動作させるものであるが、操作ノブ４２、４４はケーブル駆動機構を備えて空調ユニットを動作制御するようになっている。
なお、操作ノブ４２のケーブル駆動機構と操作ノブ４４のケーブル駆動機構は同じ構成であるので、以下の説明では操作ノブ４２のケーブル駆動機構について詳細に説明する。

操作ノブ４２は、図４、図５に示すように、回転シャフト４５のノブ連結部４５ａに連結してあり、操作ノブ４２の回転操作により回転シャフト４５が一体的に回転するようになっている。
回転シャフト４５は、前面パネル４１に固着された第１ベース４６の円筒部４６ａを通して回転可能に軸支させてあり、この回転シャフト４５が前面パネル４１の板面に対し直交する後方向に延設してある。

詳しくは、回転シャフト４５の前側寄りに設けた鍔４５ｂの周囲を第１ベース４６の円筒部４６ａの孔縁に形成したリング溝４６ｂに嵌合させ、さらに、第２ベース４７に設けられ回転シャフト４５の軸方向と直交する平面よりなる支持部４７ｋから突設された支持軸４７ａを回転シャフト４５の後端から軸挿させ、回転シャフト４５の後端を支持部４７ｋで支持することで、第１ベース４６と第２ベース４７とで回転シャフト４５を回転自在に挟持するようにしてある。
そして、回転シャフト４５には、図５に示す如く、鍔４５ｂと先端部との間にはすば歯車（第２歯車）４５ｃが設けてある。

なお、回転シャフト４５の前側部には、図５より分かるように、スプリング４８のばね勢力で節度穴４５ｄより突出させた小球４９と、この小球４９を上記円筒部４６ａ内面に形成した波状凹凸部４６ｃに当接させて節度感を与える節度機構が設けてある。

一方、第２ベース４７内には、揺動レバー５０が設けてある。
この揺動レバー５０は、図５、図６に示すように、ほぼ扇形とした幅広の枠板で、これには扇形に沿った孔部５０ａを形成し、この孔部５０ａの弧状内面には、平歯車なる内歯車５０ｂが設けてある。
なお、図６は第２ベースを取り外して内部構成を示した空調用コントロール装置の部分的な拡大背面図である。

この揺動レバー５０の孔部５０ａには、上記したところの回転シャフト４５を挿入させ、そのはすば歯車４５ｃを内歯車５０ｂに噛合させてある。
また、揺動レバー５０の扇形の基部には軸孔５０ｃを設け、この軸孔５０ｃには第２ベース４７に設けた揺動軸４７ｂを軸挿し、この揺動レバー５０がその揺動軸４７ｂを中心に揺動するようになっており、さらに、揺動レバー５０の弧状外周面にはコントロールケーブル５１のインナーケーブルを連結するための連結舌片５０ｄが突出形成してある。

他方、第２ベース４７は、図２、図４に示す通り、第１ベース４６に対し所定の角度の下り勾配となるように固着してある。
第２ベース４７は、背面板部４７ｃと周囲のカバー部４７ｄとを一体形成したもので、その背面板部４７ｃの内面には、既に述べたところの支持軸４７ａと揺動軸４７ｂとが突出形成してある。（図５参照）

そして、支持軸４７ａは回転シャフト４５の回転軸心方向に直立させてあるため、背面板部４７ｃの板面に対し、９０゜−θの角度で直立している。
なお、θは第１ベース４６の垂直面に対する第２ベース４７の勾配角である。
また、揺動軸４７ｂは背面板部４７ｃの板面に対し直角向きに突出させてある。
つまり、揺動軸４７ｂが回転シャフト４５に対し横方向に傾けた状態となっている。
したがって、揺動軸４７ｂによって軸支された揺動レバー５０が、第２ベースの背面板部４７ｃの勾配角と同じ角度の前傾角度で取り付けられ、前傾姿勢で揺動するようにしてある。

上記した第２ベース４７は、第１ベース４６にねじ止めすることによって固着してある。
すなわち、図６〜図８に示したように、第１ベース４６には揺動レバー５０の前傾角度とした傾斜取付部４６ｄ、４６ｅを設け、第２ベース４７には先端が揺動レバー５０の前傾角度とした傾斜面となった揺動軸４７ｂと同様の傾斜面に設けたねじ孔４７ｅ（図９参照）を設け、第１ベース４６の前面からこれら傾斜取付部４６ｄ、４６ｅに小ねじを差し入れ、第２ベース４７の揺動軸４７ｂとねじ孔４７ｅにねじ込んで固着してある。
なお、図７は第２ベースと揺動レバーを取りはずして内部構成を示した空調用コントロール装置の部分的な拡大背面図、図８は図７同様の空調用コントロール装置の部分的な拡大斜視図である。

また、第２ベース４７を第１ベース４６に固着すると、揺動レバー５０は、第１ベース４６に第２ベース４７の背面板部４７ｃと平行となるように螺旋状に起立させた支持部４６ｆと、第２ベース４７の背面板部４７ｃに設けたレール状の支持部４７ｆとの間に挟持されてガイドされ、揺動軸４７ｂを支軸として揺動可能に配置される。
なお。図５、図９より分かる通り、第２ベース４７のカバー部４７ｄには所定の長さに切欠部４７ｇを形成し、この切欠部４７ｇより揺動レバー５０の連結舌片５０ｄを突出させてある。
また、第２ベース４７を第１ベース４６に組付ける場合、支軸部４７ａの回りに設けた位置決め片４７ｉを第１ベース４６のリング部周囲に設けた位置決め凹溝４６ｈに突入させ、第２ベース４７の取り付け位置を決めようにしてある。（図５〜図８参照）

さらには、上記の切欠部４７ｇの近くにはコントロールケーブル５１の保持部４７ｈが第２ベース４７と一体形成してある。
保持部４７ｈは、揺動レバー５０の連結舌片５０ｄに対して、揺動レバー５０の揺動面に沿って後方に位置するように配置される。
すなわち、コントロールケーブル５１のアウターケーブルの一端部を上記の保持部４７ｈに保持させ、そのインナーケーブルの一端部を揺動レバー５０の連結舌片５０ｄに連結してあり、このコントロールケーブル５１を介して空調ユニットを動作制御する構成としてある。

他方、上記の如く、第２ベース４７を第１ベース４６に組付ける場合には、図９に示すように、回転シャフト４５を支持軸４７ａに、揺動レバー５０を揺動軸４７ｂに各々軸着して予め集合部品を形成し、この集合部品を第１ベース４６に組付けるようにすれば、組付けに便利である。
つまり、第２ベース４７上で回転シャフト４５と揺動レバー５０の組付けができ、回転シャフト４５のはすば歯車４５ｃと揺動レバー５０の内歯車５０ｂとを所定の位置で噛み合わせることができて作業が容易となる。

上記のように構成した操作ノブ４２のケーブル駆動機構は、操作ノブ４２の回転操作にしたがって回転シャフト４５が回転し、したがって、はすば歯車４５ｃの回転駆動力によって揺動レバー５０の内歯車５０ｂが連動される。
したがって、揺動レバー５０が揺動軸４７ｂを支軸として操作ノブ４２の回転方向と回転量にしたがって揺動するから、揺動レバー５０の連結舌片５０ｄに連結したコントロールケーブル５１のインナーケーブルが押し出され、また、引き戻され、空調ユニットの温度調整が行われる。

以上の通り、インナーケーブルを連結する揺動レバー５０の連結舌片５０ｄに対しアウターケーブルを保持する第２ベース４７の保持部４７ｈが後方位置となるので、図２〜図４などから分かるように、コントロールケーブル５１を斜め後方に引き出すことができる。
この結果、空調ユニットが空調用コントロール装置の真後ろ、或いは、その近くに配設されても、コントロールケーブル５１を配策する曲げアールが小さくならないから、操作フィリングの良好な空調用コントロール装置となる。
その上、揺動レバー５０が後方に張り出さないから、奥行き方向に広い設置スペースを必要としない空調用コントロール装置となる。

操作ノブ４４のケーブル駆動機構は、上記した操作ノブ４２のケーブル駆動機構と同じ構成となっており、図５に示すように、第１べース４６と第２ベース５２とで挟持保持する回転シャフト５３、揺動レバー５４、第２ベース５２に設けた支持軸５２ａと揺動軸５２ｂ並びに保持部５２ｈと、コントロールケーブル５５などを備えた構成としてある。
なお、図５に示した符号４６ｇは揺動レバー５０の揺動を許容する逃げ凹部、符号５６は操作レバー４３に連動させた回転スイッチ、符号５７は配線基板である。

なお、本実施形態においては、操作ノブ４４を回転シャフト５３に直結し、操作ノブ４４の回転操作に従う駆動力を直接、回転シャフト５３に伝達するように構成しているが、これに限定されるものではなく、例えば、操作ノブ４４の回転駆動力を歯車等を介して回転シャフト５３に伝達して、回転シャフト５３を回転させるように構成してもよい。

車両に備える空調用コントロール装置などとして利用する回転式操作装置に適用することができる。

４１ 前面パネル
４２ 操作ノブ
４５ 回転シャフト
４５ｃ はすば歯車
４６ 第１ベース
４７ 第２ベース
４７ａ 支持軸
４７ｂ 揺動軸
４７ｃ 背面板部
４７ｄ カバー部
４７ｇ 切欠部
４７ｈ 保持部
５０ 揺動レバー
５０ａ 孔部
５０ｂ 内歯車
５０ｃ 軸孔
５０ｄ 連結舌片
５１ コントロールケーブル

Claims (8)

1. 前面パネルに回転操作可能に配設された操作ノブの回転操作に連動して回転する回転シャフトと、
   当該回転シャフトに設けた第１歯車に噛み合う第２歯車を設け、前記回転シャフトの回転に連動する前記第２歯車の回動により揺動する揺動レバーと、
   当該揺動レバーに連結し、外部装置を制御するコントロールケーブルとを備えた回転式操作装置において、
   前記回転シャフトを回転可能に保持する第１ベースを設け、
   前記揺動レバーは、前記第２歯車として内歯車を形成した孔部を有する幅広の枠板として形成し、かつ、前記孔部内で前記第１歯車を第２歯車に噛合させると共に、その板面を前記第１ベースに対して所定の角度の下り勾配となるように前傾姿勢で揺動可能に配置したことを特徴とする回転式操作装置。
2. 請求項１に記載した回転式操作装置において、
   前記第１歯車をはすば歯車、前記第２歯車を平歯車として構成したことを特徴とする回転式操作装置。
3. 請求項１または２に記載した回転式操作装置において、
   前記第１ベースに固着され、前記揺動レバーの後面側を覆うと共に、揺動軸を設けて前記揺動レバーを揺動可能に保持する第２ベースとを設け、
   前記揺動レバーの孔部内で前記回転シャフトの第１歯車を前記揺動レバーの第２歯車に噛合させたことを特徴とする回転式操作装置。
4. 請求項３に記載した回転式操作装置において、
   前記第２ベースには、少なくとも前記揺動レバーの外周側を覆うカバー部材を設けたことを特徴とする回転式操作装置。
5. 請求項３または４に記載した回転式操作装置において、
   前記第２ベースには、前記回転シャフトの後端側を支持させる支持部を設けたことを特徴とする回転式操作装置。
6. 請求項３または４に記載した回転式操作装置において、
   前記第２ベースには、前記回転シャフトを支持させる支持軸を設けたことを特徴とする回転式操作装置。
7. 請求項３乃至６のいずれかに記載した回転式操作装置において、
   前記コントロールケーブルは、インナーケーブルと、当該インナーケーブルを摺動自在に内装するアウターケーブルとよりなり、
   インナーケーブルの一端部は、前傾配置した前記揺動レバーの上半部分に連結され、アウターケーブルの一端部は、前記揺動レバーの下半部分に当たる前記第２ベースに設けられたケーブル保持部に固着されていることを特徴とした回転式操作装置。
8. 請求項５に記載した回転式操作装置において、
   前記第２ベースには、前記揺動レバーの前傾角度に平行させた第２傾斜取付部を設け、
   前記第１ベースには、前記揺動レバーの前傾角度に平行とし、かつ、前記第２ベースの第２傾斜取付部と接合可能とした第１傾斜取付部を設けたことを特徴とする回転式操作装置。

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