JP2000086117A - エレーベータ装置 - Google Patents
エレーベータ装置Info
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Abstract
式であっても比較的高い建物でも適用できる。 【構成】モータ制御回路50は電力制御回路51を介し
てサーボモータ36に指令しこれを回転駆動させる。サ
ーボモータ36は、第1タイミングプーリ、タイミング
ベルト、及び第2タイミングプーリを介してナットを回
転駆動する。昇降ネジ45は架台2に固定されているの
で、ナットは上方向、又は下方向に移動し、これに固定
されているエレベータ籠5は指令された方向に駆動さ
れ、所望の床に移動する。昇降ネジ45は、複数のネジ
要素を連結して所望の長さに構成される。
Description
に関する。更に詳しくは、ネジ駆動機構によりエレベー
タ籠を昇降駆動するエレーベータ装置に関する。
ウインチでワイヤーを巻き取り、又はワイヤーを解放す
ることによりエレベータ籠を昇降させるものがある。ま
た、油圧ピストン駆動により、エレベータ籠を昇降させ
るものも知られている。これらの駆動方式は、ウイン
チ、電動機、油圧ポンプ等を収納するための機械室をエ
レベータが設置されている建物内に配置する必要があ
り、スペース効率が悪いばかりではなく、設置コストが
高い。
によるエレベータ籠の停止位置の誤差の発生等の理由か
ら、毎月の点検を技術的にも法令上からも要求される。
取り分け、このような高価なシステムとメイテナンスコ
ストの問題は、小規模住宅にホームエレベータを設置す
るときの障害となる。小規模住宅にホームエレベータを
設置する必要性が高まっている今日の高齢化社会にあっ
ては、これらの解決なしに普及は難しい。
組み込んだものであるから、組立・取付作業に日時と費
用がかかるという問題もある。従来方式では、既存の家
屋にホームエレベータを取り付けることも困難であるこ
とが多い。更に、既存のエレベーターの架台は、建築資
材である圧延で作られたI、T、L形鋼等がエレベータ
の架台、エレベータ籠の構造要素に使用されている。こ
れらの資材は、軽量化、組立精度という点でエレベータ
を構成する構造部材としての使用には難点がある。
に2馬力以上の動力電源が要求されるので、通常の家庭
用の電気使用契約では対応できず、電力容量を増加させ
た新たな電気使用契約を結ぶ必要がある。この新たな電
気使用契約は、ホームエレベータの維持コストの増大を
招く。
り家屋の床を昇降させるものは知られている(特開平6
−329361号、特開平9−188488号等)。提
案されたネジ駆動のシステムは、架台に上下を固定され
た昇降ネジと、この昇降ネジにナットをネジ込んでナッ
トを駆動してエレベータ籠を昇降駆動するものである。
したものに比して省スペースに設置できる、メイテナン
スコストが少なくてすむ等の特徴がある。しかしなが
ら、家屋への取付・組立の工数が多い、既存家屋への設
置が難しい、長いネジを製作する等の問題がある。ま
た、圧縮荷重によりネジが挫屈する心配から、例えば4
階建のような高い建物にはネジ駆動方式は適用しにくい
問題もある。
家屋に設けた梁に固定し、下端をスプリングにより下方
に引っ張るようにしたものも提案されている(特開昭6
1−197386号)。エレベータ籠の偏荷重によるモ
ーメントはこれに設けたガイドローラによりガイドレー
ル上で案内されるので、昇降ネジに推力だけが加わると
いう特徴がある。しかしながら、このタイプは、ガイド
レールを正確に垂直に家屋に組み付けて固定するための
工事が必要であり、工数と熟練者による組立が要求され
る。
技術背景のもとになされたものであり、下記目的を達成
する。
単なエレーベータ装置を提供することにある。
ても比較的高い家屋でも適用できるエレーベータ装置を
提供することにある。
できるエレーベータ装置を提供することにある。
が高いエレーベータ装置を提供することにある。
きるエレーベータ装置を提供することにある。
成するため、次の手段を採る。第1の本発明のエレベー
タ装置は、家屋に設置され概略長方体状に一体に組立て
られた架台と、前記架台の内部空間の長手方向に配置さ
れ、前記架台に上端が固定され下端が弾性的に支持され
た昇降ネジと、前記架台内に収納され、前記架台に沿っ
て上下動されるエレベータ籠と、前記エレベータ籠に搭
載された回転駆動モータと、前記昇降ネジにねじ込まれ
前記エレベータ籠に回転自在に設けられ、かつ前記回転
駆動モータにより回転駆動されるナットとを有する。
設置された架台と、前記架台の内部空間の長手方向に配
置され、前記架台に上端と下端が固定され複数のネジ要
素を相互に連結して構成された昇降ネジと、前記架台内
に収納され、前記架台に沿って上下動されるエレベータ
籠と、前記エレベータ籠に搭載された回転駆動モータ
と、前記昇降ネジにねじ込まれ前記エレベータ籠に回転
自在に設けられ、かつ前記回転駆動モータにより回転駆
動されるナットとを有する。
おいて、前記回転駆動モータと前記ナットとの間には回
転駆動モータの回転速度を減速するための変速機構を介
在させるのが望ましい。変速機構は、歯車機構、チェー
ン機構等の公知の減速機構で良いが、騒音が小さいとい
う点で下記のものが望ましい。
モータの出力軸に固定された第1タイミングプーリと、
前記ナットに固定された第2タイミングプーリと、前記
第1タイミングプーリと前記第2タイミングプーリとの
間には掛け渡してあるタイミングベルトとからなるもの
が良い。
おいて、前記エレベータ籠の形状は概略長方体状であ
り、前記長方体の長手方向の上下位置に配置され、前記
架台にガイドされるガイドローラを配置すると良い。
おいて、前記ナットのネジ山の裾幅を前記ナットのネジ
山より小さくすると、前記ナットは長期摩耗に耐えうる
こともできる。
おいて、前記回転駆動モータの電源であるバッテリー
と、前記バッテリーに接続され前記回転駆動モータを駆
動するインバータ回路と、前記バッテリーに電力を供給
している商用電源が停電のとき、前記エレベータ籠を設
定された階数の床に停止させる制御手段とから構成する
と、停電時に対応できる。
おいて、前記架台及び前記エレベータ籠のフレームは、
板金材で製作されたものであるとエレベータの軽量化の
点で効果的である。また、前記架台のフレームは板金材
で作られ、前記フレームに前記ガイドローラを案内する
ためのローラガイド溝を構成すると良い。前記架台の縦
支柱と横桁は、金属板を板金加工して製作されているも
のが良い。望ましくは、強度、軽量の点からチタン板、
チタン合金板で作ると良い。また、エレベータ籠の側面
板、天井面板は、難燃材料であるという点と、軽量化と
いう観点からアルミ板、合板、合成樹脂板等が最適であ
る。同じく床面板は、強度の点からチタン板、チタン合
金板が望ましい。
に従って説明する。図1は、本発明の実施の形態を示す
ホームエレベータの外観を示す図である。図2はホーム
エレベータのエレベータ籠の外観を示す図である。ホー
ムエレベータ1は、概略長い箱形で長方体状のものであ
る。設置される家屋の階数が多くなれば、箱形が縦(垂
直)方向に長くなる。
成する機体である。架台2の骨格は、4本の垂直に配置
された縦支柱3と、これらを連結する横桁4とからな
る。すなわち4本の縦支柱3の上端と下端には、それぞ
れ4本の横桁4で連結されている。
て製作されている。望ましくは強度、軽量の点からチタ
ン板、チタン合金板で作ると良い。縦支柱3は、設置さ
れる家屋の階数によって連結金具7で連結して使用でき
る。架台2の内部空間には、人を乗せて昇降するエレベ
ータ籠5が昇降自在に収納されている。架台2内には、
エレベータ籠5を上下に昇降させる籠駆動機構6等が配
置されている。
外観を示す外観図である。エレベータ籠5は、概略箱形
で長方体状のものである。この内部は人が入るように空
間であり、この空間の縦方向の長さは人の高さより若干
高い程度である。エレベータ籠5の骨格は、4本の垂直
に配置された籠縦支柱11と、これらを連結する10本
の籠横桁12とからなる。すなわち、4本の籠縦支柱1
1の上端と下端には、それぞれ4本の籠横桁12で連結
されている。
図であり、籠縦支柱11と籠横桁12との連結構造の詳
細を示す。架台2の縦支柱3の断面形状は、概略L字状
の形をしたており、この両端は90度に曲げられて取付
縁15が形成されている。取付縁15は、横桁4の両端
の縁をビス16で固定するために形成された縁である。
レベータ籠5のローラーガイド溝17が形成されてい
る。エレベータ籠5の4隅の籠支柱11の断面形状は、
L字状の形状であり、この両端は90度に曲げられて取
付縁20が形成されている。取付縁20は、横桁12の
両端の縁19をビス21で固定するために形成された縁
である。
ドローラ25が設けてある。ガイドローラ25は軸26
により回転自在に支持され、軸26の両端は軸支持金具
27により支持されている。軸支持金具27の両端部2
8は、ビス29により籠支柱11に固定されている。籠
支柱11は4本であるから、合計8個のガイドローラ2
5がエレベータ籠5に配置されている。ガイドローラ2
5は、架台2の縦支柱3に沿って形成されたローラーガ
イド溝17上を転動するためのものである。
ベータ籠5は架台2内を昇降自在に案内される。6つの
面を有する長方体状のエレベータ籠5の前面は、ドアー
(図示)を設置するために開口部であるドアー開口部2
6が形成されている。ドアー開口部26は、ドアーを介
して人がエレベータ籠5内の内部空間に出入りするため
のものである。
でカバーされている。エレベータ籠5の上面には天井面
板28、下面は床面板29でカバーされている。側面板
27、天井面板28は、難燃材料であるという点と、軽
量化という観点からアルミ板、合板、合成樹脂板等が最
適である。床面板29は、強度の点からチタン板、チタ
ン合金板が望ましい。
外観を示す。エレベータ籠5の側面には、籠駆動機構6
が配置されている。図4は、籠駆動機構6の部分拡大図
である。籠駆動機構6は、エレベータ籠5を架台2内で
昇降駆動するための直線駆動機構である。エレベータ籠
5の側面板27と籠支柱11との間には、補強板35が
ボルト(図示せず)により固定されている。補強板35
の下面には、サーボモータ36が固定されている。サー
ボモータ36の出力軸37には、第1タイミングプーリ
38が連結固定されている。
ミングベルト39が掛け渡してある。タイミングベルト
39は、更に第2タイミングプーリ40に掛け渡してあ
る。第2タイミングプーリ40は、第1タイミングプー
リ38より小径であるのでサーボモータ36の回転が減
速されて第2タイミングプーリ40に伝達されることに
なる。
に固定されている。ナット41は、補強板35に軸受
(図示せず)に回転自在に、かつその軸線方向に移動不
能に支持されている。ナット41は、昇降ネジ45にね
じ込まれている。ナット41と昇降ネジ45との噛み合
い部分の断面構造は、図7に示す。昇降ネジ45のネジ
山の根元(山裾)の幅W2は、ナット41のネジ山の根
元(山裾)の幅W1よりも厚い。この理由は、ナット4
1はエレベータ籠5を駆動するとき、ナット41を回転
駆動するのでナット41のネジの摩耗が大きいめであ
る。
摩耗状況を点検するためにナット41には、点検孔42
が開けられている。点検孔42から肉眼でナット41の
摩耗状況を点検する。昇降ネジ45の上下端は、後述す
る機構により架台2に固定されている。従って、サーボ
モータ36を回転駆動すると、出力軸37、第1タイミ
ングプーリ38、タイミングベルト39、及び第2タイ
ミングプーリ40を介してナット41を回転駆動する。
5は固定されているので、ナット41は上方向、又は下
方向に移動する。ナット41は、補強板35に回転方向
のみ回転自在に支持されているので、その軸線方向は移
動しない。したがって、ナット41を回転させるとエレ
ベータ籠5を架台2内で上下方向に駆動することにな
る。補強板35の隅部には、モータ制御回路50及び電
力制御回路51が配置されている。
の起動、停止、回転加速度、回転速度を制御するための
ものである。電力制御装置51は、モータ制御装置50
からの指令を受けて、この指令通りにサーボモータ36
を制御して実行するためのものである。
示す図である。図6は、昇降ネジ45を架台2に取り付
けた状態を示す断面図である。昇降ネジ45は、互いに
連結された3個のネジ要素からなるものである。即ち、
図5に図示されたものは、3階建ての家屋に適用される
ものであり、昇降ネジ45は中空の管である下端ネジ部
55、中間ネジ部56、及び上端ネジ部57の3本を相
互に連結して構成されたものである。下端ネジ部55、
中間ネジ部56、及び上端ネジ部57の外周には、雄ネ
ジがそれぞれに形成されている。
使用するときは、下端ネジ部55、上端ネジ部57、及
び2本の中間ネジ部56を使用する。すなわち中間ネジ
部56を1本分だけ継ぎ足すことにより、高い家屋の昇
降ネジ45にも適用できる。下端ネジ部55は、下端の
端面まで大径であり、上端は小径に形成されている。こ
の外周には、雄ネジ58が形成されている。一方、中間
ネジ部56の下端部には、穴が軸線方向に開けられてお
りこの内周面に雌ネジ59が形成されている。中間ネジ
部56の雌ネジ59には、下端ネジ部55の上端の小径
部の雄ネジがネジ込まれて、下端ネジ部55と中間ネジ
部56とは相互に連結されている。
位相のズレが生じるので、両者を貫通するように、連結
部分にダボピン60が圧入されている。中間ネジ部56
の上端部も小径に形成され、この外周も同様の連結構造
で上端ネジ部57と連結されている。上端ネジ部56の
上端は小径に形成されており、外周に雄ネジ62が形成
されている(図6参照)。雄ネジ62は、H形部材55
に開けられた貫通孔65を貫通して配置固定さている。
上端ネジ部56の雄ネジ62は、ワッシャ66を挟んで
ナット67により雄ネジ62の上端をH形部材55に固
定されている。
ナット70がネジ込まれている。弾性ナット70は、合
成樹脂エラストマー等の弾性部材で作られている。弾性
ナット70は、その外周を固定フランジ71により固定
板72にボルト73により固定されている。固定板72
は、架台2の最下段の横桁4に連結され固定されてい
る。従って、昇降ネジ45の下端は架台2に完全な固定
ではなく、弾性的に支持されている。
して架台2に固定されているが、下端部は弾性ナット7
0により弾性的に支持されているので昇降ネジ45に吊
り下がるようにエレベータ籠5の荷重が負荷され、弾性
ナット70が変形する。このために、昇降ネジ45は、
上端で吊り下げられた状態で引っ張り応力のみが負荷さ
れて架台2に配置されていることになる。弾性ナット7
0が変形することは、昇降ネジ45に負荷がかかっても
昇降ネジ45の撓みが少なく、挫屈することがない。
ルワイヤーを挿入して、このワイヤーの両端を架台2に
張力をかけて引っ張り固定すると、昇降ネジ45の安全
性を高めることができる。
御装置80の構成を示す機能ブロック図である。モータ
制御回路50は、CPU(中央処理装置)、RAM、R
OM、インターフェイス(図示せず)等を備えた公知の
制御用コンピュータである。従って、ホームエレベータ
1の仕様によって、自由にRAM内部のプログラムを書
き換えエレベータ籠5の動作を変えることができるもの
である。モータ制御回路50には、エレベータ籠5の位
置を検知する近接センサーなどからなる籠位置センサー
81から信号が入力される。
タ制御回路50は、エレベータ籠5の位置を認識する。
同時に、籠位置センサー81からの信号で機械的なエレ
ベータ籠5の位置とモータ制御回路50内のデータの位
置ズレを補正する。加速度選択ボタン82は、エレベー
タ籠5内で搭乗者が選択するものであり、エレベータ籠
5を昇降するときの加速度の大きさを選択するものであ
る。加速度の大きさは、低加速L、普通加速M、高加速
Hの3種類から選択できる。老人、病人等のときは、低
加速Lを選択すると良い。
加速度曲線であり、搭乗者にとって不快が生じないよう
にRAM内に記憶され最適に制御されている。床選択ボ
タン83は、エレベータ籠5内に設置された制御盤によ
り行きたい床階を選択するためのものである。例えば、
1階から4階の家屋とすれば、6個のボタンが配置され
ている。
たものでエレベータ籠5を搭乗者のいる階に呼び出すた
めのものである。モータ制御回路50の出力信号は、電
力制御回路51に送信される。電力制御回路51は、こ
の信号を受けてサーボモータ36に指令し、停止、起
動、加速、定速、逆加速、停止、逆転等の指令を行う。
サーボモータ36の回転信号は、パルスジェネレータ8
5によりモータ制御回路50にフィードバックされる。
も問題があるので、蓄電池86が設置されている。停電
になると、蓄電池86の電流は、インバータ回路87に
より交流に変換されてサーボモータ36を駆動する。何
らかの原因で商用電源が停電になったとき、蓄電池86
に蓄えられた直流電気をインバータ回路87で交流に変
換して、サーボモータ36を駆動して、エレベータ籠5
を1階又は最も近い階の床の高さ位置まで移動させて停
止させドアーを開にする。図9は、エレベータ籠5内の
操作盤90を示す正面図である。
ン82、床選択ボタン83が配置されている。ドアー開
ボタン91は、エレベータ籠5のドアー(図示せず)、
家屋に設置されたドアー(図示せず)を開くためのスイ
ッチである。ドアー閉ボタン92は、家屋に設置された
ドアーを閉じるためのスイッチである。
形態1のエレベータ装置の動作の概要を説明する。搭乗
者が呼出ボタン84を押して、エレベータ籠5を搭乗者
の階に呼び出す。この呼び出しにより、モータ制御回路
50は電力制御回路51を介してサーボモータ36に指
令しこれを回転駆動させる。この起動指令でサーボモー
タ36は、出力軸37、第1タイミングプーリ38、タ
イミングベルト39、及び第2タイミングプーリ40を
介してナット41を回転駆動する。
5は固定されているので、ナット41は上方向、又は下
方向に移動する。ナット41は、補強板35に回転方向
にのみ回転自在に支持されているので、エレベータ籠5
は指令された方向に駆動され、所望の床に移動する。エ
レベータ籠5のドアーと床に設置されたドアー(図示せ
ず)が開き、搭乗者がエレベータ籠5に搭乗する。搭乗
者により操作盤90から床選択ボタン83及び加速度選
択ボタン82が搭乗者により選択されると、選択された
低加速L、普通加速M、又は高加速Hのプログラムに従
って加速パータンでエレベータ籠5は、選択された階ま
で移動する。
は、昇降ネジの他の実施の形態を示す図である。前記実
施の形態の昇降ネジ45は、複数のネジ要素を連結する
ものであった。図10(a)に示すものは、1本の素材
で作られた昇降ネジ90である。長尺のネジを加工可能
な旋盤の設備があれば、昇降ネジ90の雄ネジ91を精
度良く加工できる。
個の同一形状のネジ要素を結合したものである。単一ネ
ジ要素93は、中実の棒材から作られ、この外周には雄
ネジ94が形成されている。単一ネジ要素93の下端部
には穴が開けられており、この穴の内周面に雌ネジ95
が形成されている。各単一ネジ要素93の上端は小径に
形成され、この外周に雄ネジ96が形成されている。下
端部の各雌ネジ95には、単一ネジ要素93の雄ネジ9
6がネジ込まれて、各要素は連結され1本の昇降ネジ9
3を構成する。このネジによる連結だけでは、連結に位
相のズレが生じるので、両者を貫通するように、ネジ結
合部にダボピン97が圧入されている。
般にエレベータ籠の上昇と下降の負荷バランスを安定さ
せるためバランサーを使用されている。従って、前記実
施の形態においても、エレベータ籠をバラスさせるため
にバランサーを使用すると良い。
例を示す。サーボモータ36の作動電圧100V、出力
600W、最大回転数4000rpmを使用して、第1タ
イミングプーリ38の直径80mm、第2タイミングプー
リ40の直径160mm、昇降ネジ45のピッチ10mmと
すると、エレベータ籠5の移動速度は次のようになる。
サーボモータ36が1回転すると、エレベータ籠5は5
mm上昇又は下降し、昇降速度は毎分約20mとなる。通
常の日本家屋で計算すると、1階から4階に上昇するの
に約30秒かかる。
ースしか家屋に確保できない場合、エレベータ籠5内の
床寸法は、最小の車椅子(幅60cm×縦100cm)が入
るように70cm×110cmとする。エレベータ籠5の側
板27を取り付けて、床寸法を90cm×140cmとす
る。このような仕様では、サーボモータ36は400W
で良い。この場合でも2〜3人乗りで毎分約10mの速
度が確保できる。
本発明のエレベータ装置の組立・据付作業時間は、短く
て済む。昇降駆動機構にネジ駆動機構を採用したので、
安全性が高く、停止位置精度も高い。エレベータ籠の加
減速のための加速度の制御が容易にできる。従来のネジ
駆動機構によるエレベータ籠の駆動手段は、高い昇降は
難しかったが、本発明の昇降ネジは吊った状態であるか
ら高い家屋でもネジ駆動が可能になった。また、既存の
家屋にもエレベータ装置を取り付ける開口工事のみで設
置が可能になった。
ベータの外観を示す図である。
観を示す図である。
ある。
る。
図である。
態を示す断面図である。
い部分の断面図である。
ブロック図である。
正面図である。
の他の実施の形態を示す図である。
Claims (8)
- 【請求項1】家屋に設置され概略長方体状に一体に組立
てられた架台と、 前記架台の内部空間の長手方向に配置され、前記架台に
上端が固定され下端が弾性的に支持された昇降ネジと、 前記架台内に収納され、前記架台に沿って上下動される
エレベータ籠と、 前記エレベータ籠に搭載された回転駆動モータと、 前記昇降ネジにねじ込まれ前記エレベータ籠に回転自在
に設けられ、かつ前記回転駆動モータにより回転駆動さ
れるナットとを有することを特徴とするエレベータ装
置。 - 【請求項2】家屋に設置された架台と、 前記架台の内部空間の長手方向に配置され、前記架台に
上端と下端が固定され複数のネジ要素を相互に連結して
構成された昇降ネジと、 前記架台内に収納され、前記架台に沿って上下動される
エレベータ籠と、 前記エレベータ籠に搭載された回転駆動モータと、 前記昇降ネジにねじ込まれ前記エレベータ籠に回転自在
に設けられ、かつ前記回転駆動モータにより回転駆動さ
れるナットとを有することを特徴とするエレベータ装
置。 - 【請求項3】請求項1又は2に記載のエレーベータ装置
において、 前記回転駆動モータと前記ナットとの間には変速のため
の変速機構が介在され、 前記変速機構は、 前記回転駆動モータの出力軸に固定された第1タイミン
グプーリと、 前記ナットに固定された第2タイミングプーリと、 前記第1タイミングプーリと前記第2タイミングプーリ
との間には掛け渡してあるタイミングベルトとからなる
ことを特徴とするエレーベータ装置。 - 【請求項4】請求項1又は2に記載のエレベータ装置に
おいて、 前記エレベータ籠の形状は概略長方体状であり、前記長
方体の長手方向の上下位置に配置され、前記架台にガイ
ドされるガイドローラとからなることを特徴とするエレ
ベータ装置。 - 【請求項5】請求項1又2に記載のエレベータ装置にお
いて、 前記ナットのネジ山の裾幅を前記ナットのネジ山より小
さくしたことを特徴とするエレベータ装置。 - 【請求項6】請求項1又2に記載のエレベータ装置にお
いて、 前記回転駆動モータの電源であるバッテリーと、 前記バッテリーに接続され前記回転駆動モータを駆動す
るためのインバータ回路と、 前記バッテリーに電力を供給している商用電源が停電の
とき、前記エレベータ籠を設定された階数の床に停止さ
せる制御手段とからなることを特徴とするエレベータ装
置。 - 【請求項7】請求項1又2に記載のエレベータ装置にお
いて、 前記架台及び前記エレベータ籠のフレームは、板金材で
製作されたものであることを特徴とするエレベータ装
置。 - 【請求項8】請求項4に記載のエレベータ装置におい
て、 前記架台のフレームは板金材で作られ、前記フレームに
前記ガイドローラを案内するためのローラガイド溝が形
成されていることを特徴とするエレベータ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26133998A JP4317603B2 (ja) | 1998-09-16 | 1998-09-16 | エレベータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26133998A JP4317603B2 (ja) | 1998-09-16 | 1998-09-16 | エレベータ装置 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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