JP2001163232A - オープンセンタ型全油圧式パワーステアリング装置 - Google Patents
オープンセンタ型全油圧式パワーステアリング装置Info
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Abstract
簡単で安価に製造できるオープンセンタ型全油圧式パワ
ーステアリング装置を提供する。 【解決手段】 このパワーステアリング装置(101)
は、ステアリングホイール(107)に連結されていて、
操舵輪のステアリングシリンダ(104)に供給される油
圧ポンプ(106)からの圧油流量を制御する計量機構部
(118)を含むオービットロール(102)を有する。油圧
ポンプからの流体の一部を補正流量として、オービット
ロールの計量機構部をバイパスしてステアリングシリン
ダに供給するバイパスライン(127)が設けられ、該バ
イパスライン中に電磁開閉弁(123)が設けられてい
る。コントローラ(114)が、ステアリングホイール回
転量センサ(112)及び操舵輪かじ取り角センサ(113
)からの信号に基いて電磁開閉弁を動作させ、ステア
リングホイールの回転量とステアリングシリンダのスト
ローク位置又は操舵輪かじ取り角のずれを補正する。
Description
フトのような建設車両に用いられるオープンセンタ型全
油圧式パワーステアリング装置に関する。
両、例えばフォークリフトに用いられている従来型全油
圧式パワーステアリング装置は、装置内部における圧油
の漏れに起因して生じる場合のあるステアリングホイー
ルの回転量又はかじ取り角と操舵輪のかじ取り角のずれ
を補正して、フォークリフトの適正な操縦を達成するた
めの手段を採用している。
パワーステアリング装置の一例が図4に示されている。
このオープンセンタ型パワーステアリング装置1は、い
わゆるオービットロール(Orbitrol:登録商標)から成
るオープンセンタ型ステアリング制御ユニット2を採用
している。オービットロールは、当該技術分野において
用いられることが多い当業者には周知の油圧制御ユニッ
トであり、フォークリフトの操舵輪(図示せず)とキン
グピン3を介して連携した油圧ステアリングシリンダ4
にライン5経由で供給される油圧ポンプ6からの圧油の
流量を制御する計量機構部(「ジロータ」と呼ばれるこ
とがある)を内蔵した形式のものである。オービットロ
ールの構成及び動作原理は当業者には周知なので説明を
省くが、もし必要であれば例えば特開平4−27196
2号公報を参照されたい。符号7はノブ8が設けられた
ステアリングホイール、5及び9はそれぞれ、ステアリ
ングホイールが右回転中の時、油圧ポンプ6から制御ユ
ニット2を経て油圧シリンダ4へ向かう作動油供給ライ
ン及び油圧シリンダ4から制御ユニット2を経て戻り油
ルザーバ10へ向かう作動油戻りライン、11は、分流
弁である。
ポテンショメータ12がステアリングシャフトの周りに
設置されると共にステアリングホイールの操作に応じて
得られる操舵輪のかじ取り角又は切れ角を検出するため
のかじ取り角センサ又はポテンショメータ13がキング
ピン3と連携して設置されている。これらセンサ12,
13の出力信号はコントローラ14に送られ、コントロ
ーラは、これら信号の比較結果に基づいてライン5,9
相互間の連結ライン15に設けられた例えば常態では閉
じ位置にあるオンオフ電磁切換弁又は開閉弁16を開い
て供給ライン5中の圧油の一部を油圧シリンダをバイパ
スして戻りライン9に送り、それにより油圧シリンダの
ストロークにステアリングホイールの動作状態を追従さ
せて(図示の構成例は、油圧シリンダの実際のストロー
ク位置が正規の位置よりも進んでいるような場合に適用
される)、ステアリングホイールの回転量と操舵輪かじ
取り角を一致させるようになっている。この場合、ステ
アリングホイールはホイール回転量と操舵輪かじ取り角
のずれが無くなるまで空転することになる。
アリング装置では、車両の直進走行中、電磁開閉弁が何
らかの原因又は故障により制御不能状態になって開いた
ままになり、それにより供給回路と戻り回路が連結ライ
ンを介して連通すると、車両が蛇行走行を起こす場合が
あった。
り角と操舵輪のかじ取り角のずれを補正する別の手段
が、本出願人の特開平3−45470号公報に開示され
ている。かかる補正手段は、ロードセンシング(負荷感
応)型パワーステアリング装置に組み込まれたものであ
り、その全体構成が図5の略図に示されている。図4の
パワーステアリング装置の構成要素と同一又は類似の図
5の構成要素には、プライム記号の付いた同一の参照符
号が用いられている。ロードセンシングシステムは、1
台のポンプを用いてステアリング装置の油圧回路だけで
なく、他のアクチュエータの油圧回路にも圧油を供給で
きるようにしたものであり、所要流量の圧油が優先的に
ステアリング回路に供給され、残りの圧油は他のアクチ
ュエータ回路に供給されるようになっている。このため
に、専用の高価な分流弁17(通常、「プライオリティ
バルブ」と呼ばれる)が用いられる。また、図示のロー
ドセンシング型パワーステアリング装置では、オービッ
トロール2′の計量機構部18をバイパスする2つのラ
イン19,20が設けられ、これらラインにはそれぞ
れ、コントローラ14′により制御される電磁開閉弁又
は切換弁21,22が設けられている。
は、2つの補正回路を利用することにより、ステアリン
グホイールの回転量に対する操舵輪のかじ取り角の遅れ
又は進みの両方のずれを補正できるようになっている。
すなわち、このシステムは、戻りライン9′中の戻り油
の流量を1としたときに、計量機構部を含む供給ライン
5′中の圧油流量比を0.9とし、そしてバイパスライ
ン19,20及び電磁開閉弁21,22でそれぞれ構成
される補正油圧回路中の各圧油流量比が0.1となるよ
う構成されている。したがって、コントローラ14′
は、ステアリングホイールが中立位置から左右いずれか
の方向に回転したとき、センサ12′,13′からの信
号を比較して操舵輪のかじ取り角に対応する油圧シリン
ダの実際のストローク位置がステアリングの回転量に対
応する所期の位置にあることを判断すると(即ち、ずれ
が無い場合)、電磁開閉弁のうち何れか一方(例えば、
20)を開放し、供給ライン5′にバイパスライン19
を経て0.1の補正流量を追加し、結果的にステアリン
グシリンダ4′の供給回路と戻り回路のバランスをと
る。もし、油圧シリンダの実際のストローク位置がステ
アリングの回転量に対応する所期の位置よりも遅れてい
る場合、電磁開閉弁21だけでなく、電磁開閉弁22も
開いて、結果的にステアリングシリンダへの供給流量を
1.1とし、それによりステアリングシリンダのストロ
ーク位置を補正してステアリング回転量に合わせるよう
になっている。逆に、油圧シリンダの実際のストローク
位置がステアリングの回転量に対応する所期の位置より
も進んでいれば、両方の電磁開閉弁21,22を閉じて
ステアリングシリンダへの供給流量を0.9とし、それ
によりずれの補正を行うようになっている。かかる構成
のステアリングシステムでは、車両の直進中に2つの電
磁開閉弁が制御不能になっても車両が蛇行走行すること
はない。
ワーステアリング装置は、高価なプライオリティバルブ
を必要とする。
確保しながら構造が比較的簡単で且つ安価に製造でき、
ステアリングホイールの回転量又はかじ取り角と操舵輪
のかじ取り角のずれを確実に補正できるオープンセンタ
型全油圧式パワーステアリング装置を提供することにあ
る。
発明は、回転ステアリングホイールと作動的に連携して
いて、操舵輪用流体圧作動装置に供給される加圧流体源
からの流体流量を制御する計量機構部を含むステアリン
グ制御ユニットを有し、該ステアリング制御ユニット
は、前記ステアリングホイールが中立位置にあるとき、
その流体入口に流入した前記加圧流体源からの流体をそ
の流体出口を経て流体リザーバに戻し、前記ステアリン
グホイールがかじ取りのために前記中立位置から回転操
作されると、前記ステアリングホイールの回転速度に応
じて定まる計量された量の前記流体を前記流体圧作動装
置に供給してステアリングホイールの回転量に対応する
操舵輪の所期のかじ取り角を達成するようになっている
オープンセンタ型全油圧式パワーステアリング装置にお
いて、前記加圧流体源からの流体の一部を、前記ステア
リング制御ユニットの前記計量機構部をバイパスして前
記流体圧作動装置に供給するバイパスラインと、該バイ
パスライン中に設けられた開閉弁と、前記ホイール回転
量を検出してこれを表す第1の信号を出力するホイール
回転量センサと、前記操舵輪の実際のかじ取り角を検出
してこれを表す第2の信号を出力するかじ取り角センサ
と、前記第1の信号と前記第2の信号の差が所定の閾値
を越えると、これに応答して前記開閉弁を作動し、それ
により前記流体の一部を補正流量として前記流体圧作動
装置に供給して前記所期のかじ取り角を達成させるコン
トローラとを有することを特徴とするオープンセンタ型
全油圧式パワーステアリング装置を提供する。
体入口及び前記流体出口を備え、更に前記流体圧作動装
置に連結された第1及び第2の流体ポートを備えている
ハウジングと、前記計量機構部と関連して該ハウジング
内に設けられていて、前記ステアリングホイールに連結
された回転部材及びこれと協働する従動部材で構成され
た制御弁組立体とを有し、該制御弁組立体は、前記ハウ
ジングと協働して前記流体入口と前記第1の流体ポート
を連通させる第1の流体ライン及び前記第2の流体ポー
トと前記流体出口を連通させる第2の流体ラインを構成
し、更に、前記制御弁組立体の前記回転部材と前記従動
部材は、前記ステアリングホイールの前記かじ取り操作
位置において前記バイパスラインを形成するよう互いに
協働する構成になっている。
イール回転量センサからの前記第1の信号を処理して前
記ステアリングホイールが回転しているか否かを判定
し、前記ステアリングホイールが非回転状態であること
が判定されると、前記開閉弁を作動して前記バイパスラ
インを閉じ、前記ステアリングホイールが回転中である
ことが判定検出されると、前記開閉弁を作動して前記バ
イパスラインを開くようになっている。このようにする
と、ステアリングホイールを或る量回転させてそのかじ
取り角度のまま車両を走行させるためにステアリングホ
イールを動かさないでいる場合、補正流量が引き続きス
テアリングシリンダに供給されてステアリングシリンダ
が必要以上に動作することがない。
回転しているか否かを検出する速度センサが前記ステア
リングホイールと関連して設けられると共に前記コント
ローラに接続される。前記コントローラは、前記速度セ
ンサにより前記ステアリングホイールが非回転状態であ
ることが検出されると、前記開閉弁を作動して前記バイ
パスラインを閉じ、前記速度センサにより前記ステアリ
ングホイールが回転中であることが検出されると、前記
開閉弁を作動して前記バイパスラインを開く。前記速度
センサは、前記ホイール回転量センサと一体形のもので
あることが望ましい。
るオープンセンタ型全油圧式パワーステアリング装置の
油圧回路構成を概略的に示している。なお、図1では、
図4に示した全油圧式パワーステアリング装置の構成要
素と同一又は類似の構成要素は、100番台の同一参照
符号で示してある。なお、上記と同様以下においても、
一対の操舵輪を一方向、例えば左に旋回操舵する場合に
ついて説明する。右旋回を達成するためにはLポートと
Rポートの圧油の流れを逆にするよう制御ユニット内の
弁装置を動作させればよいことはいうまでもない。な
お、一対の操舵輪の各々にステアリングシリンダを連結
した形式のステアリング装置にも本発明の原理はそのま
ま適用できることは明らかである。
図5の油圧回路構成に類似しているが、ステアリング制
御ユニット102としてオープンセンタ型オービットロ
ールを採用している点において異なっている。したがっ
て、本実施形態では、高価なプライオリティバルブに代
えて汎用型の分流弁111が用いられていることに注目
されたい。オープンセンタ型オービットロールの構成及
び動作原理についての詳細は、例えば上記の特開平4−
271962号公報を参照されたい。かかるオービット
ロールの構成を簡単に説明すると、オービットロール
は、圧油ポート(流体入口)29、戻りポート(流体出
口)30、油圧ステアリングシリンダで構成される流体
圧作動装置104に連結された第1及び第2の流体ポー
ト31,32を備えたハウジング、回転ステアリングホ
イール107と作動的に連携していて、ステアリングシ
リンダ104に供給される油圧ポンプ106からの流体
流量を制御する計量機構部(ジロータ)118、及びこ
の計量機構部と関連してハウジング内に設けられてい
て、入れ子関係にある筒状回転スプール125と筒状従
動スリーブ126で構成された制御弁組立体124(図
2参照)を有する。回転スプール125には、ステアリ
ングホイール107が連結されている。計量機構部は、
当業者には周知のように、固定された内歯付きのリング
部材と、リング部材内にこれに対して自公転自在に設け
られていて、リング部材の内歯数よりも一つだけ少ない
外歯付きのスター部材と、内歯と前記外歯との間に形成
された複数の計量容積室とから成る。
からの圧油の一部を補正流量として、計量機構部118
をバイパスしてステアリングシリンダ104に供給する
一系統の補正ライン127が設けられていることに注目
されたい。かかる補正ラインには、コントローラ114
に接続された常閉のオンオフ電磁切換弁又は開閉弁12
3が設けられている。また、電磁開閉弁の下流側には、
ステアリングシリンダ側からの圧油の流れを阻止する逆
止弁128が設けられている。補正ライン127を形成
する制御弁組立体124の構成については図2及び図3
を参照して後で詳細に説明する。
を表す信号をコントローラ114に出力するかじ取り角
センサ113は、図4及び図5に示した従来型かじ取り
角センサと同一のものであってよい。本発明の実施形態
で用いられるホイール回転量センサ112は、図4及び
図5に示したようなホイール回転量を検出してこれを表
す信号を出力する従来型ホイール回転量センサ12又は
12′の機能に加えて、ステアリングホイールが回転し
ているか否かを判定するための速度センサ機能を兼ね備
えたものであるのがよい。このようにすることにより、
ステアリングホイールを或る量回転させてそのかじ取り
角度のまま車両を走行させるためにステアリングホイー
ルを動かさないでいる場合、補正流量が引き続きステア
リングシリンダに供給されてステアリングシリンダが必
要以上に動作するという不都合が回避される。実際に
は、コントローラ114が、ホイール回転量センサ11
2からの信号を処理してステアリングホイール107が
回転しているか否かを判定し、ステアリングホイールが
非回転状態であれば、開き状態にある電磁開閉弁123
を閉じてバイパスライン127を遮断する。これに対し
て、ステアリングホイールが回転中であれば、コントロ
ーラは、電磁開閉弁を付勢してバイパスラインを開くよ
うになっている。変形例として、従来型ホイール回転量
センサに加えて速度センサを追加して用いてもよい。
圧式パワーステアリング装置の作用を説明すると、ステ
アリングホイールが中立位置にあるとき、従ってステア
リングホイールが連結された回転スプールとこれに従動
するスリーブから成る制御弁組立体124が中立位置
(図3(A))にあるとき、オービットロール102
は、そのハウジングの圧油ポート29に流入した油圧ポ
ンプ106からの圧油をハウジング戻りポート30を経
てリザーバ110に戻す。ステアリングホイールがかじ
取りのために中立位置から回転操作されたとき、もしス
テアリングシリンダの実際のストローク位置がステアリ
ングの回転量に対応する所期の位置よりも遅れているこ
とがコントローラ114におけるセンサ112,113
からの信号の比較により判定されると、コントローラ
は、電磁弁123を開いて圧の一部をバイパスライン1
27を通ってステアリングシリンダに供給してステアリ
ングホイールの回転量又はかじ取り角と操舵輪のかじ取
り角のずれを補正する。
らの信号を処理してステアリングホイールが回転してい
るか否かを判定することができる。ステアリングホイー
ルが非回転状態であれば、コントローラは、動作状態に
ある電磁切換弁を消勢してバイパスラインを遮断し、補
正流量がステアリングシリンダに供給されないようにす
る。その結果、ステアリングホイールが停止状態にある
ときのステアリングシリンダの作動を阻止し、かくして
操舵輪のそれ以上のかじ取り動作を防止する。ステアリ
ングホイールが回転中であれば、コントローラは、電磁
切換弁を引き続き付勢して開いたままにする。
ールの回転中にのみ、換言すると、制御弁組立体の入れ
子関係にあるスプールとスリーブが相対的に変位してい
るときだけ、圧油補正流量がステアリングシリンダに供
給され、ステアリングホイール(従って、制御弁組立体
の)中立位置では、補正流量がステアリングシリンダに
流れることはなく、特に直進走行中における蛇行が阻止
される。
124を構成する筒状スプール125及びスリーブ12
6を平面形態で示している。当業者には周知のように、
スプール125の外周面には複数本の軸方向溝又はスロ
ット129が設けられ、スリーブ126にはその周囲方
向に貫通孔が設けられている。本発明の重要な一特徴に
よれば、図示のように、スプールの軸方向溝のうち一本
には軸方向延長溝130が設けられ、これと協働する一
対の貫通孔131がスリーブ126に設けられており、
これらは可変オリフィスを形成するようになっている。
溝130と貫通孔131の相対的位置関係が図3に示さ
れている。図3の(A)は、制御弁組立体の中立位置
(即ち、ステアリングホイールの中立位置)における溝
130と貫通孔131の相対位置を示し、(B)は、制
御弁組立体の相対的変位位置(即ち、ステアリングホイ
ールの回転操作位置)における溝130と貫通孔131
の相対位置を示している。(B)は、ステアリングホイ
ールの回転方向に一致してスプールを相対的に右側へ移
動させた状態を示しているが、ステアリングホイールを
逆方向に回転させると、スプールはそれに応じて左へ移
動することはいうまでもない。当業者には自明なよう
に、制御弁組立体をこのようにオリフィス構成すること
によりステアリングホイールを中立位置から何れかの方
向に回転させると、それに伴って制御弁組立体125
は、図3(A)の状態から図3(B)の状態になり、補
正ライン127が実現されることになる。
アリング装置の略図である。
アリング装置に用いられるステアリング制御ユニットを
構成するオービットロールの制御弁組立体を示す分解図
であり、制御弁組立体を構成する入れ子関係にある筒状
スプールと筒状スリーブを平面形態で示す図である。
を示す略図であり、(A)は、制御弁組立体の中立位
置、(B)は、制御弁組立体の相対的変位状態を示す図
である。
置の略図である。
装置の略図である。
装置 102 ステアリング制御ユニット又はオービットロー
ル 104 ステアリングシリンダ 106 油圧ポンプ 107 流体圧作動装置又はステアリングホイール 111 分流弁 112 ホイール回転量センサ 113 かじ取り角センサ 114 コントローラ 118 計量機構部 123 電磁切換弁又は電磁開閉弁 127 補正ライン
17)
Claims (7)
- 【請求項1】 回転ステアリングホイールと作動的に連
携していて、操舵輪用流体圧作動装置に供給される加圧
流体源からの流体流量を制御する計量機構部を含むステ
アリング制御ユニットを有し、該ステアリング制御ユニ
ットは、前記ステアリングホイールが中立位置にあると
き、その流体入口に流入した前記加圧流体源からの流体
をその流体出口を経て流体リザーバに戻し、前記ステア
リングホイールがかじ取りのために前記中立位置から回
転操作されると、前記ステアリングホイールの回転量に
応じて定まる計量された量の前記流体を前記流体圧作動
装置に供給してステアリングホイールの回転量に対応す
る操舵輪の所期のかじ取り角を達成するようになってい
るオープンセンタ型全油圧式パワーステアリング装置に
おいて、前記加圧流体源からの流体の一部を、前記ステ
アリング制御ユニットの前記計量機構部をバイパスして
前記流体圧作動装置に供給するバイパスラインと、該バ
イパスライン中に設けられた開閉弁と、前記ホイール回
転量を検出してこれを表す第1の信号を出力するホイー
ル回転量センサと、前記操舵輪の実際のかじ取り角を検
出してこれを表す第2の信号を出力するかじ取り角セン
サと、前記第1の信号と前記第2の信号の差が所定の閾
値を越えると、これに応答して前記開閉弁を作動し、そ
れにより前記流体の一部を補正流量として前記流体圧作
動装置に供給して前記所期のかじ取り角を達成させるコ
ントローラとを有することを特徴とするオープンセンタ
型全油圧式パワーステアリング装置。 - 【請求項2】 前記コントローラは、前記ホイール回転
量センサからの前記第1の信号を処理して前記ステアリ
ングホイールが回転しているか否かを判定し、前記ステ
アリングホイールが非回転状態であることが判定される
と、前記開閉弁を作動して前記バイパスラインを閉じ、
前記ステアリングホイールが回転中であることが判定検
出されると、前記開閉弁を作動して前記バイパスライン
を開くことを特徴とする請求項1記載のオープンセンタ
型全油圧式パワーステアリング装置。 - 【請求項3】 前記ステアリングホイールが回転してい
るか否かを検出する速度センサが前記ステアリングホイ
ールと関連して設けられると共に前記コントローラに接
続され、前記コントローラは、前記速度センサにより前
記ステアリングホイールが非回転状態であることが検出
されると、前記開閉弁を作動して前記バイパスラインを
閉じ、前記速度センサにより前記ステアリングホイール
が回転中であることが検出されると、前記開閉弁を作動
して前記バイパスラインを開くことを特徴とする請求項
1記載のオープンセンタ型全油圧式パワーステアリング
装置。 - 【請求項4】 前記速度センサは、前記ホイール回転量
センサと一体形のものであることを特徴とする請求項2
記載のオープンセンタ型全油圧式パワーステアリング装
置。 - 【請求項5】 前記加圧流体源と前記ステアリング制御
ユニットとの間の流体供給ラインには、分流弁が設けら
れていることを特徴とする請求項1記載のオープンセン
タ型全油圧式パワーステアリング装置。 - 【請求項6】 前記ステアリング制御ユニットは、前記
流体入口及び前記流体出口を備え、更に前記流体圧作動
装置に連結された第1及び第2の流体ポートを備えてい
るハウジングと、前記計量機構部と関連して該ハウジン
グ内に設けられていて、前記ステアリングホイールに連
結された回転部材及びこれと協働する従動部材で構成さ
れた制御弁組立体とを有し、該制御弁組立体は、前記ハ
ウジングと協働して前記流体入口と前記第1の流体ポー
トを連通させる第1の流体ライン及び前記第2の流体ポ
ートと前記流体出口を連通させる第2の流体ラインを構
成し、更に、前記制御弁組立体の前記回転部材と前記従
動部材は、前記ステアリングホイールの前記かじ取り操
作位置において前記バイパスラインを形成するよう互い
に協働する構成になっていることを特徴とする請求項1
記載のオープンセンタ型全油圧式パワーステアリング装
置。 - 【請求項7】 前記ステアリング制御ユニットの前記計
量機構部は、固定された内歯付きのリング部材と、該リ
ング部材内にこれに対して自公転自在に設けられてい
て、前記リング部材の内歯数よりも一つだけ少ない外歯
付きのスター部材と、前記内歯と前記外歯との間に形成
された複数の計量容積室とから成ることを特徴とする請
求項6記載のオープンセンタ型全油圧式パワーステアリ
ング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34748299A JP3577250B2 (ja) | 1999-12-07 | 1999-12-07 | オープンセンタ型全油圧式パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34748299A JP3577250B2 (ja) | 1999-12-07 | 1999-12-07 | オープンセンタ型全油圧式パワーステアリング装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001163232A true JP2001163232A (ja) | 2001-06-19 |
JP3577250B2 JP3577250B2 (ja) | 2004-10-13 |
Family
ID=18390529
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34748299A Expired - Lifetime JP3577250B2 (ja) | 1999-12-07 | 1999-12-07 | オープンセンタ型全油圧式パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3577250B2 (ja) |
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US20110283694A1 (en) * | 2010-05-21 | 2011-11-24 | Eaton Corporation | Steering system with dynamic slip reduction |
JP2017030438A (ja) * | 2015-07-30 | 2017-02-09 | イートン株式会社 | 作動油の流量増幅機能を有するステアリング装置 |
-
1999
- 1999-12-07 JP JP34748299A patent/JP3577250B2/ja not_active Expired - Lifetime
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