CN1545470A - 有效铰链 - Google Patents

Abstract

限定虚拟铰链轴线(20)的磁或有效铰链(10)包括由非磁性材料制成的第一板(12)和第二板(14)以及靠近铰链轴线布置在各自板中的第一磁体(16)和第二磁体(18)。第一和第二构件可围绕铰链轴线在闭合和开启取向之间运动。

Description

有效铰链

技术领域

本发明涉及一种有效铰链，本发明尤其涉及一种具有虚拟铰链轴线的磁铰链。

背景技术

传统实体铰链包括一对通过铰链销枢转地安装在一起的铰链板，使得铰链板在第一和第二取向之间相互运动。为了便于参考，第一和第二取向通常称为“闭合”和“开启”取向。在闭合取向上，第一和第二板大致平行并至少局部叠置，而在开启取向上，第一和第二板大致平行并至少局部不叠置或(即板相对运动到180°)或板相互不平行(或成直角或不成直角)。同时传统实体铰链通常在多种不同的环境下工作良好，出于以下一个或多个原因，没有证明它们在特定环境中完全令人满意：

1.传统实体铰链是内部或外部铰接。当两个结构部件外部铰接时，结构部件(即铰链板)的总体尺寸必须增加以便结合实体铰链销并还使得每个结构部件的至少一边缘至少部分围绕公共铰链销缠绕；由于增加由结构部件形成的结构的尺寸，这是不利的。在铰链是内部的情况下(即铰链在闭合取向时布置在结构部件之间)，在闭合取向上结构部件之间的某些空间必须留给实体铰链销占有的体积。换言之，传统实体铰链既限制了采用这种铰链的结构的紧凑性，又需要结构内可使用空间的一部分专用于该铰链销。

2.传统实体铰链不便于拆卸，即为了相互分开铰链板，通常是铰链销必须首先从铰链上拆卸，或者至少一个至少局部围绕铰链销缠绕的铰链板的边缘部分必须进行拉伸、破坏或类似行为，使其与铰链销分开。这经常是繁琐和困难的操作，需要时，随后进行的铰链重新安装或组装同样是繁琐和困难的。因此，传统实体铰具有如下铰链板，该铰链板既不便于手动相互分开，需要时又不便于手动结合在一起(与铰链销一起)。

3.传统机械铰链由于其特性既不是单稳态又不是双稳态，即铰链不喜欢将铰链板既定位在与任何中间取向不符的闭合取向或开启取向上。同时在许多应用中，铰链喜欢将铰链板保持在使用者最后留下的任何取向，在其他应用中，最好是偏置铰链使其采取开启取向、闭合取向或其他取向。(“开启”取向或采用铰链板相互横向(即相互成90°)或者相互平行并大致不叠置(即相互成180°))。如果铰链是单稳态(即偏置在优选取向上)或双稳态(即偏置在与其中中间取向不符的两个优选取向之一上)，传统机械铰链通常需要采用偏置元件(或重力)作用在至少一个铰链板上。

4.传统实体铰链具有与实体铰链销对齐的单个恒定枢转轴线。为了特定的应用，最好采用具有浮动铰链轴线的铰链，即当铰链板在开启和闭合取向之间运动时，铰链轴线从一个位置运动到另一位置。

因此，本发明的目的在于提供一种磁性或有效铰链，其特征是具有虚拟铰链轴线。

另一目的在于提供如下的铰链，其中在一个优选实施例中没有增加铰链实体尺寸或占据铰链板中间的空间的铰链销。

再一目的在于提供如下的铰链，其中在一个优选实施例中铰链板便于手动分开以便拆卸铰链，并便于手动组装以便重新构造铰链。

本发明的目的还在于提供如下的铰链，其中在一个优选实施例中，铰链是单稳态或双稳态的。

另一目的在于提供如下的铰链，其中在一个优选实施例中，当铰链板在闭合和开启取向之间运动时铰链轴线重新定位。

再一目的在于提供有利地结合有这种铰链的多种装置。

发明内容

现在已经发现在一种有效或磁铰链中获得本发明的以上和相关目的，该铰链具有虚拟铰链轴线。该铰链没有实体铰链销。铰链包括非磁性材料的第一铰链板、靠近铰链轴线布置在第一板内以便随其运动的至少一个第一磁体和靠近铰链轴线布置第二板内以便随其运动的至少一个第二磁体。第一和第二板围绕铰链轴线在闭合取向和开启取向之间运动。在闭合取向上，第一和第二板大致平行并至少局部叠置，并且第一和第二磁体大致平行、叠置并在相同的磁性取向上。在开启取向上，第一和第二板大致平行并至少局部不叠置，并且第一和第二磁体大致平行、不叠置并在相反的磁性取向上，第一和第二磁体还共面并沿公共轴线对齐。

在一个优选实施例中，第一板和至少一个第一磁体便于与第二板和至少一个第二磁体手动分开以便拆卸铰链。与板位于闭合取向相比，当板位于开启取向时，第一板和至少一个第一磁体最好更方便地与第二板和至少一个第二磁体手动分开以便拆卸铰链。第一板和至少一个第一磁体便于与第二板和至少一个第二磁体手动连接以便重新组装铰链。

在另一优选实施例中，在开启取向上，第一和第二板布置在公共平面内，并且第一和第二磁体在公共平面内紧密地靠近。在闭合取向上，第一和第二板布置在两个平行平面内，并且第一和第二磁体在两个平行平面内紧密地靠近并叠置。

在再一优选实施例中，第一和第二板围绕铰链轴线在闭合和开启取向之间枢转。铰链轴线在板枢转期间静止或在板枢转期间重新定位。铰链没有实体铰链销。

在又一优选实施例中，铰链是双稳态的，并特征在于当板位于闭合和开启取向之间时缺乏稳定性。在这种情况下，第一和第二磁体靠近铰链轴线成直角。作为选择，铰链不是双稳态的。在这种情况下，第一和第二磁体靠近铰链轴线成平滑曲线。

第一和第二板至少之一最好结合多个装置以便防止其与铰链轴线平行或横向的滑动。铰链轴线可在闭合和开启取向上在第一和第二板的周边成切向延伸和/或其中间。

任选地，第一板在其中布置间隔开的第一磁体对，第二板在其中布置间隔开的第二磁体对。在闭合取向上，每个第一磁体大致平行于各自一个第二磁体并叠置在各自一个第二磁体上，并相对第二磁体在相同的磁性取向上。在开启取向上，每个第一磁体大致平行于各自一个第二磁体并不叠置在各自一个第二磁体上，并相对第二磁体对齐但磁性取向相反。

最好是，第一和第二磁体在开启和闭合取向上处于大致直接实体接触的状态。

由于铰链销是虚拟的，虚拟铰链轴线即不增加铰链的实体尺寸，又不在实体上占据板中间的空间。

本发明还包括结合有该铰链的化妆盒、限定盒的底部的第一板和限定盒盖的第二板，底部和盒盖在所述闭合和开启取向之间运动。

附图说明

结合附图并参考本发明当前优选实施例的以下详细描述(尽管是示例性的)，将更完全理解本发明的所述和相关目的、特征和优点。附图中：

图1是本发明两板式铰链在其闭合取向上的分解立体图；

图2是在其闭合取向上的立体组装视图；

图3是在其闭合取向上的后立视图；

图4是在其开启取向上的侧立视图，其中一个板在中间取向上以虚线表示；

图5是在其开启取向上的顶部平面图；

图6和7是沿图3的线6-6和图5的线7-7截取的截面图；

图8是沿图3的线8-8截取的截面图；其中一个板在中间取向上以虚线表示；

图9是本发明三板式铰链在闭合取向上的端部立视图；

图10是其后立视图；

图11是第一和第二板在开启取向上并且第二和第三板在闭合取向上的局部截面图，第一板还在中间取向上以虚线表示；以及

图12是第一和第二板在闭合取向上并且第二和第三板在开启取向上的局部截面图，第一和第二板还在中间取向上以虚线表示。

具体实施方式

与包括两个铰链板和枢转地连接铰链板的铰链销的传统机械铰链的描述相对应，以下描述采用术语“铰链板”或“板”。但是，应该理解到，如同传统实体铰链那样，“板”不必须是平的或薄的(如同使用术语“板”所隐含的那样)，而是可以具有不均匀的非平表面以及厚的或不规则的非薄的构形。

现在参考附图，并特别参考图1～8，其中表示本发明铰链的第一实施例，其总体由参考标号10表示。

如图1的分解视图所示，铰链10包括总体标号为12的第一铰链板、总体标号为14的第二铰链板，两个板均由非磁性材料制成。至少第一磁体16布置在第一板12内以便随其运动，并且至少一个第二磁体18布置在第二板14内以便随其运动。第一和第二磁体16、18分别靠近铰链轴线20布置在第一和第二板12、14内。

如图1所示，磁体16、18具有垂直取向的磁性取向，其底部主要表面是北极(N)并且顶部主要表面是南极(S)。通常，磁体16、18是薄的平矩形或方形(或具有直角拐角或具有直角拐角半径)。磁体16、18可分别粘接在第一和第二板12、14上以便随其运动。由于板12、14由热塑材料制成，可以采用热密封、超声波粘接或类似技术将板和磁体固定在一起。由于第一和第二磁体16、18通常直接实体接触(在闭合取向上面对面或在开启取向上端对端)，热焊接或超声波粘接的力可造成第一和第二磁体略微分开(通常分开不大于0.5mm)，但第一和第二磁体保持大致直接的实体接触。

第一和第二板12、14可围绕铰链轴线20在图2～3所示的闭合取向和图4～5所示的开启取向之间运动。在图2～3所示的闭合取向上，第一和第二板12、14大致平行并至少局部叠置，而第一和第二磁体16、18大致平行、叠置并在相同的磁性取向上。在图4～5所示的开启取向上，第一和第二板12、14大致平行但至少局部不叠置，并且第一和第二磁体16、18大致平行、但不叠置并在相反的磁性取向上。在此开启取向上，第一和第二磁体16、18是共面的并沿公共轴线对齐。

第一板12和第一磁体16便于与第二板14和第二磁体18手动分开以便拆卸铰链10。因此，每个板12、14可从另一板14、12的附近除去以便分开使用。当板12、14位于开启取向时(与板12、14位于闭合取向相比)，以及当磁体16、18位于端对端取向时(与磁体16、18位于面对面取向相比)，第一板12和第一磁体16最好更方便地与第二板14和第二磁体18手动分开以便拆卸铰链。但是，将理解到不必须总是这种情况。第一板12和第一磁体16便于与第二板14和第二磁体18手动连接以便在闭合或开启取向上重新组装铰链。

在磁体16、18优选构造中，其每个主要表面比其端部具有更大的面积(主要表面是顶部和底部表面，如图1的闭合取向所示)。因此，与磁体位于开启的端对端取向相比，当磁体位于闭合的面对面取向时，磁性吸引力更强。最好是，磁体16、18是相对薄的方形，其主要表面与其中布置有磁体的板12、14对齐。在图2～3的闭合取向上，其中第一和第二板12、14大致布置在两个平行平面中，最好是第一和第二磁体16、18的主要表面紧密地靠近(并最好是接触)并重叠。(在第一和第二磁体16、18是相同长度和相同宽度(即相同平面尺寸)的情况下，术语“重叠”用来表示完全垂直对齐并不仅仅是局部叠置)。在图4～5的开启取向上，其中第一和第二板12、14大致布置在公共平面内，第一和第二磁体16、18沿公共轴线紧密地靠近(并最好是接触)。将理解到，由于开启取向上的第一和第二磁体16、18的相对端部表面的面积小于闭合取向上的第一和第二磁体16、18的相对主要表面的面积，因此与闭合取向相比，在开启取向时板12、14更容易手动分开(即分开所需的力更小)。

现在特别参考图8，假设在闭合取向上大致面对面接触中，并在开启取向上大致端对端接触中，第一和第二磁体16、18的外形是矩形，第一和第二板12、14分别围绕虚拟铰链轴线20在闭合和开启取向之间枢转。在开启取向上，虚拟铰链轴线20与第一和第二板12、14的连续后边缘的顶部相切地并在该顶部之间延伸。

如果每个第一和第二磁体16、18具有适当的厚度并具有主要表面和靠近铰链轴线20相互以直角延伸的端部，如所示，铰链实施例10可以是双稳态的。在双稳态铰链中，每个第一和第二磁体最好是非圆柱形的，并最好是长方体的。作为选择，如果每个第一和第二磁体从主要表面以平滑曲线延伸到靠近铰链轴线的端部，铰链可以不是双稳态。例如，如果第一和第二磁体的截面是圆形(即，如果磁体是圆柱形)，并且平行延伸，而且与公共铰链轴线成切向，铰链是不稳定的。另一方面，如果在开启取向上磁体面向铰链轴线的端部是倒圆的，但在闭合取向上磁体始终具有相对的主要表面，铰链可以是单稳态的，即只在闭合取向上稳定。

第一和第二板12、14至少之一最好结合多个装置以便防止板12、14平行或与铰链轴线20横向的相对滑动，同时板位于闭合取向。如图1和5～7所示，在闭合取向上，上板12的底表面在前部、其侧部和后部的一部分具有向下延伸的周边突出部13，并且下板14的顶表面在前部、其侧部和后部的一部分具有向下开口的周边凹槽或凹口15。当板12、14位于闭合取向时，突出部13与凹槽或凹口15很好地配合。此构造不仅防止板位于闭合构形时板12、14沿铰链轴线20或平行于该轴线的相对滑动，而且还防止板12、14与铰链轴线20横向的相对滑动。

在优选实施例中，第一板12其中靠近铰链轴线20布置至少间隔开的第一磁体对16、16，并且第二板14其中靠近铰链轴线20布置至少间隔开的第二磁体对18、18。在闭合取向上，每个第一磁体16、16与各自一个第二磁体18、18大致平行并叠置，并且相对第二磁体在相同的磁性取向上。在开启取向上，每个第一磁体16、16与各自一个第二磁体8、18大致平行并不叠置，并且相对第二磁体在相反的磁性取向上。设置多个第一磁体16和第二磁体18有助于限定虚拟铰链轴线20，因此降低第一和第二板12、14在板在闭合和开启取向之间运动期间可能出现的不希望的手动分开。

由于铰链销仅是虚拟的而不是实体的，虚拟铰链轴线20不增加铰链10的实体尺寸，并且虚拟铰链轴线20不在实体上占据铰链板12、14中间的空间。由于铰链轴线20既不增加铰链的实体尺寸，又不实体上占据铰链板中间的空间，铰链可极端紧凑并最大限度地使用板中间的空间。

磁体16、18最好是小尺寸，但具有高强度，该磁体可由阿尔尼科合金、钕(一种稀土金属)或高磁通量的类似材料形成。

本发明的铰链10可结合在范围很广的不同消费或工业产品中。通过实例，图1和2所示的铰链10中结合在总体标号为30的模块铰链组件或化妆盒中。板之一(这里是上板12)限定盒30的盖32，并且另一个板(这里是下板14)限定盒30的底部34，底部34和盖32在闭合和开启取向之间运动，如所示。任选地，如图5清楚所示，盖32包括镜子36，并且底部34包括化妆品38(例如粉底、唇膏、眼影或类似物)，在观看镜子36时涂抹化妆品或通过观看镜子36进行“查看”。传统上，化妆品38布置在可拆卸的托盘40中(件图6和8)，托盘和其中的化妆品可作为整体插入底部34或从中拆卸。托盘40可由金属材料制成，并且第二板14或底部34的第二磁体可用来可松开地保持托盘40(以及其中的化妆品38)就位。镜子36最好在盖32中略微凹入，使其不与底部34内的化妆品38接触。在底部34内设置适当的凹口或凹槽42以便存放化妆品涂抹装置(例如粉底刷、眼线笔、唇膏刷或类似物)。在具有一对第二磁体18、18的情况下，涂抹装置凹口或凹槽42通常布置在第二磁体18、18之间。

由于组件30的盖32和底部34(即铰链10的第一板12和第二板14)可便于相互手动分开，分开的含有镜子的盖32可通常斜靠在分开的支承件上，以便于观看，同时使用者保持底部34并涂抹其中的化妆品38。当然，底部34或托盘40可分开以便保持多个化妆品38，并且确实底部34可构造成保持多个更小的托盘而不是单个大托盘40。在托盘40可松开地保持在底部34内的情况下，它们最好便于更换以便可以更换不同颜色的眼影或扑面粉的组合。盖32的向下延伸的中央边缘或突出部44和底部34的向上开口的中央凹口或凹槽46以及突出部13和凹口15一起相互协作，以便密封在组件30内密封化妆品38，同时盖32和底部34位于闭合取向，由此防止眼影、扑面粉或类似物从闭合的组件30中泄漏。边缘44和凹槽46还分别与突出部13和凹口15协作，以便防止底部32和盖34的向前和向后的相对滑动。

本发明的优选的组件盒30可具有2”×1 1/4”×3/8”的小尺寸，其中每个第一磁体16、16和第二磁体18、18具有1/4”×1/8”×1/8”的小尺寸。组件中没有内部空间浪费在实体铰链销上。盖和底部便于手动分开并便于手动组装。该组件是双稳态的，并具有可重新定位的铰链轴线。

现在参考图9～13，在组件30需要另一隔室的情况下，如同所述的底部34(具有或没有托盘40)，第三板50可添加在组件30的底部上，由此增加1/2的厚度，如图9和10清楚所示。第三板50可相对于底部34枢转并从中拆卸和/或与其重新组装。

现在特别参考图11，第二和第三板14、50可作为整体相对于第一板12围绕固定虚拟铰链轴线20在开启和闭合取向之间枢转，反之亦然。但是，现在特别参考图12，当第三板50相对于第二板14(和第一和第二板12、14作为整体)枢转时，反之亦然，初始的虚拟铰链轴线20重新定位到第二虚拟铰链轴线20’上。在开启取向上初始的虚拟铰链轴线20在第二和第三板14、50之间并与其成切向，其中第二和第三板的上主要表面在公共平面内水平对齐；在开启取向上重新定位的虚拟铰链轴线20’始终在第二和第三板14、50之间，但由于两个上主要平面不在公共平面内水平对齐，而是在垂直方向上略微偏置，现在该轴线靠近一个主要表面(这里是板50的上主要表面)，而不靠近另一主要表面(这里是板14的上主要表面)。(相反，第二和第三板14、50的磁体18、52在公共平面内水平对齐)。

图12表示第一和第二板12、14作为整体相对于板50运动，反之亦然，从而暴露第三板50的内容物以便于使用。

现在特别参考图13，第三板50是三稳态的，即它不仅相对于底部34在闭合取向和开启取向上稳定，而且还在图13的单个中间取向上稳定，其中它大致与底部34横向(成直角)。在此第三稳定的取向上，当第三板从闭合取向运动到稳定的中间取向时，底部34和第三板50之间的初始虚拟铰链轴线20重新定位。这是由于底部34比第二磁体18更厚，使得底部34的第二磁体18和第三板50的磁体52不接触并在第三板50位于闭合取向时最好与底部34间隔开。

当从闭合取向相对于保持静止的板14枢转板50的前部时，在某些点上板50围绕铰链轴线20的枢转将从平稳的枢转突然转换到略微的急动，这是由于铰链轴线相对于板14重新定位，并且板50突然进入图13的垂直方向上的偏置稳定中间取向。当然，只是由于铰链没有实体铰链销，铰链轴线可以垂直重新定位。

如果组件30需要另一隔室，如需要可添加大致类似于第三板50或底部34的附加部件。

总的来说，本发明提供磁或有效铰链，其特征在于具有虚拟铰链轴线。铰链没有既增加铰链实体尺寸又占据铰链板中间空间的铰链销。铰链板便于手动分开，以便拆卸铰链，并且便于手动连接以便重新组装铰链。铰链可以是不稳定、单稳态或双稳态的。铰链轴线可在铰链板在闭合和开启取向之间运动时重新定位。多种装置可有利地结合这种铰链。

已经详细描述和说明本发明的优选实施例，对于本领域的普通技术人员来说，多种变型和改型将变得清楚。因此，本发明的精神和范围应该广义地进行理解并只由所附实施例限定而不由以上说明书限定。

Claims (29)

1.一种限定铰链轴线的磁铰链，其包括：

a.非磁性材料的第一铰链板；

b.靠近铰链轴线布置在所述第一板内以便随其运动的至少一个第一磁体；

c.非磁性材料的第二铰链板；

d.靠近铰链轴线布置在所述第二板内以便随其运动的至少一个第二磁体；

所述第一和第二板可围绕铰链轴线在如下两个取向之间运动：

i.闭合取向，其中所述第一和第二板大致平行并至少局部叠置，并且所述第一和第二磁体大致平行、叠置并在相同的磁性取向上；以及

ii.开启取向，其中所述第一和第二板大致平行并至少不局部叠置，并且所述第一和第二磁体大致平行、不叠置并在相反的磁性取向上，所述第一和第二磁体共面并沿公共轴线对齐。

2.如权利要求1所述的铰链，其特征在于，所述第一板和所述至少一个第一磁体便于与所述第二板和所述至少一个第二磁体手动分开以便拆卸所述铰链。

3.如权利要求1所述的铰链，其特征在于，与所述板在闭合取向相比，当所述板位于开启取向上时，所述第一板和所述至少一个第一磁体更容易从所述第二板和所述至少一个第二磁体上手动分开以便拆卸所述铰链。

4.如权利要求2所述的铰链，其特征在于，所述第一板和所述至少一个第一磁体便于与所述第二板和所述至少一个第二磁体手动连接以便重新组装所述铰链。

5.如权利要求1所述的铰链，其特征在于，当所述板在所述闭合和开启取向之间时缺乏稳定性。

6.如权利要求1所述的铰链，其特征在于，在所述开启取向上，所述第一和第二板布置在公共平面内，并且所述第一和第二磁体在所述公共平面内紧密地靠近。

7.如权利要求1所述的铰链，其特征在于，在所述闭合取向上，所述第一和第二板布置在两个平行的平面内，并且所述第一和第二磁体在所述的两个平面内紧密地靠近并重叠。

8.一种结合有如权利要求1所述铰链的化妆盒，所述板之一限定所述盒的底部，所述板的另一个限定所述盒的盖，所述底部和盖可在所述闭合和开启取向之间运动。

9.如权利要求1所述的铰链，其特征在于，所述第一和第二板围绕铰链轴线在所述闭合和开启取向之间枢转。

10.如权利要求9所述的铰链，其特征在于，铰链轴线在所述板枢转期间静止。

11.如权利要求9所述的铰链，其特征在于，铰链轴线在所述板枢转期间重新定位。

12.如权利要求1所述的铰链，其特征在于，铰链没有实体铰链销。

13.如权利要求1所述的铰链，其特征在于，铰链是双稳态的。

14.如权利要求13所述的铰链，其特征在于，第一和第二磁体靠近铰链轴线成直角。

15.如权利要求1所述的铰链，其特征在于，铰链不是双稳态的。

16.如权利要求15所述的铰链，其特征在于，第一和第二磁体靠近铰链轴线成平滑曲线。

17.如权利要求15所述的铰链，其特征在于，第一和第二磁体是细长的。

18.如权利要求1所述的铰链，其特征在于，所述第一和第二板至少之一结合多个装置，以便防止其平行于铰链轴线或与铰链轴线横向的相对滑动。

19.如权利要求1所述的铰链，其特征在于，所述第一和第二磁体是非圆形的。

20.如权利要求1所述的铰链，其特征在于，所述第一和第二磁体是细长的。

21.如权利要求1所述的铰链，其特征在于，所述第一和第二磁体是矩形的。

22.如权利要求1所述的铰链，其特征在于，铰链轴线在所述闭合和开启取向上与所述第一和第二板的周边成切向延伸。

23.如权利要求1所述的铰链，其特征在于，铰链轴线在所述闭合和开启取向上在所述第一和第二板的周边之间延伸。

24.如权利要求1所述的铰链，其特征在于，在所述开启和闭合取向上，所述第一和第二磁体大致直接实体接触。

25.如权利要求1所述的铰链，其特征在于，铰链销是虚拟的。

26.如权利要求1所述的铰链，其特征在于，铰链轴线不增加所述铰链的实体尺寸。

27.如权利要求1所述的铰链，其特征在于，铰链轴线不在实体上占据所述板中间的空间。

28.如权利要求1所述的铰链，其特征在于，铰链轴线既不增加所述铰链的实体尺寸，又不占据所述板中间的空间。

29.如权利要求1所述的铰链，其特征在于，所述第一板在其中布置至少间隔开的第一磁体对，并且所述第二板在其中布置至少间隔开的第二磁体对；在所述闭合取向上每个所述第一磁体与各自一个所述第二磁体大致平行并叠置，而且相对第二磁体在相同磁性取向上，并且在所述开启取向上每个所述第一磁体与各自一个所述第二磁体大致平行并不叠置，而且相对第二磁体对齐但位于相反的磁性取向上。

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