JP2002211346A - インフレータ - Google Patents

インフレータ

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JP2002211346A
JP2002211346A JP2001006583A JP2001006583A JP2002211346A JP 2002211346 A JP2002211346 A JP 2002211346A JP 2001006583 A JP2001006583 A JP 2001006583A JP 2001006583 A JP2001006583 A JP 2001006583A JP 2002211346 A JP2002211346 A JP 2002211346A
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bottle
piston
sealing plate
inflator
gas
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JP2001006583A
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Hideki Mizuno
秀樹 水野
Kanji Yano
完侍 矢野
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Takata Corp
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Takata Corp
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/26—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow
    • B60R21/268—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow using instantaneous release of stored pressurised gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/26—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガスをボトル軸方向に直線的に噴射・供給で
きるインフレータを提供する。 【解決手段】 インフレータ１のボトル３の口５には、
リング６を介してディフューザ１２が接合されている。
ディフューザ１２の側周面にはハウジング１７が取り付
けられている。ハウジング１７の外部分１７Ｂの中には
イニシエータ１１が保持されている。ハウジング１７の
内部分１７Ａにはバレル２１が固定されている。バレル
２１の内孔内にはピストン２３が摺動可能に配置されて
いる。イニシエータ１１が爆風を発生させると、この爆
風がハウジング１７の内部分１７Ａ内及びバレル２１の
大径部２１Ａ内を湾曲して流れ、この爆風を受けてピス
トン２３がリング６に取り付けられた封止板９を打ち破
る。すると、ボトル３内の高圧ガスがディフューザ１２
内を直線的に流れてガス噴出孔１５から流出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エアバッグの膨張
展開等用のガスを発生するインフレータに関する。特に
は、ガスをボトル軸方向に直線的に噴射・供給できる等
の利点を有するインフレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】インフレータは、車両用エアバッグの展
開用のガス等の発生器である。インフレータには、大き
く分けて、容器内に充填された高圧ガスを噴出させ、こ
のガスをバッグ本体内に供給するタイプ（ハイブリッド
タイプとストアーガスタイプ）のものと、ガス発生剤
（プロペラント）を燃焼させて化学反応によりガス発生
するもの（燃焼タイプ）がある。
【０００３】ストアーガスタイプのインフレータには、
例えば図６に示すものがある。図６は、特開平１０−２
５０５２５号公報等に開示されている従来のストアーガ
スタイプのインフレータの一例を模式的に示す側面断面
図である。この図に示すインフレータ１００は、内部に
高圧ガスが充填されるボトル１０１を備えている。ボト
ル１０１の一端（図の右端）は閉塞面１０２となってお
り、他端（図の左端）は口１０３が開口している。ボト
ル１０１の口１０３には、円環状のリング１０６を介し
てスリーブ１０９が一体に接合されている。リング１０
６の内孔１０６ａ寄り端縁は、ボトル１０１及びスリー
ブ１０９の内周面から突出している。
【０００４】リング１０６の左面側（スリーブ１０９
側）側には、バーストディスク１０７が溶接等により取
り付けられている。バーストディスク１０７は、厚さ
０．３ｍｍ程度の鋼板製である。バーストディスク１０
７は、ボトル１０１内のガスの充填圧を受けて、図のよ
うにスリーブ１０９側に膨らんだ状態となっている。イ
ンフレータ１００が作動していない通常時には、このバ
ーストディスク１０７により、ボトル１０１内のガスが
封止される。
【０００５】スリーブ１０９の外周面には、インフレー
タ１００の作動時にボトル１０１内の高圧ガスを通すガ
ス噴出孔１０４が複数形成されている。スリーブ１０９
の端部（図の左側開口端）には、ハウジング１１０が取
り付けられている。このハウジング１１０は、スリーブ
１０９の端部に嵌め込まれるイニシエータ固定部１１０
ａと、この固定部１１０ａから突出した筒部１１０ｂと
を有する。ハウジング１１０のイニシエータ固定部１１
０ａには、イニシエータ１１２が埋め込まれて保持され
ている。イニシエータ１１２の先端部（右端側）１１２
ａは、ハウジング１１０の固定部１１０ａを突き抜けて
筒部１１０ｂ内側に入り込んでいる。イニシエータ１１
２の後端部（左端側）の端子１１２ｂは、図示せぬ配線
を介して制御装置に接続されている。
【０００６】ハウジング１１０の筒部１１０ｂ内には、
ピストン１１５が配置されている。ピストン１１５の先
端１１５ａは、先細りで鋭利に形成されている。ピスト
ン１１５の後端面には孔１１５ｂが形成されており、こ
の孔１１５ｂ内にイニシエータ１１２の先端部１１２ａ
が入り込んでいる。ハウジング１１０の筒部１１０ｂの
先端１１０ｃとバーストディスク１０７とは、図に示す
ように所定間隔離れている。
【０００７】このようなインフレータ１００において
は、ガス噴出口１０４の先にエアバッグ本体（図示され
ず）が連通するように取り付けられる。ボトル１０１内
のガスは、通常時はバーストディスク（封止板）１０７
により封止されて密封されている。車両の衝撃時に、図
示せぬセンサが作動してイニシエータ１１２が爆風を発
生させると、この爆風を受けたピストン１１５が図の右
側に押し出される。すると、押し出されたピストン１１
５の先端１１５ａがバーストディスク１０７の中心部を
打ち破り、バーストディスク１０７は全体が破れて大き
く開口する。そして、ボトル１０１内の高圧ガスがスリ
ーブ１０９内に流出する。このガスは、スリーブ１０９
外周面のガス噴出孔１０４を通ってバッグ本体内に噴射
・供給される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のインフ
レータ１００は、イニシエータ１１２、ピストン１１５
及びバーストディスク１０７の中心を直線的に配置し、
イニシエータ１１２からの爆風を受けたピストン１１５
が直進してバーストディスク１０７を破る構造となって
いる。しかしながら、このような構造では、ガスがボト
ル１０１の口１０３を通ってスリーブ１０９内へ噴出す
る方向（図の左右方向）と、ガスがスリーブ１０９内か
らガス噴出口１０４を通ってバッグ内に噴出する方向
（図の上下方向）とがほぼ直角に交錯する。そのため、
ガスが直線的にスムースに流れず、ガス流の方向を変え
るためには部品を追加しなければならないという課題が
あった。
【０００９】これに対し、特開平９−５８３９４号公報
には、ボトルの先端側（反イニシエータ側）から、ボト
ルの軸方向に直線的にガスを噴出できるガス発生装置が
開示されている。しかしながら、この公報のガス発生装
置は、ボトルを含む装置全体を収容する大きいケースを
ボトルの外側に追設しているため大型になり、また製造
コストも増加するという問題がある。
【００１０】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、大型化やコスト増加等を引き起こすことな
く、ガスをボトル軸方向に直線的に噴射・供給できるイ
ンフレータを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第１態様のインフレータは、高圧ガスが充
填される、口を有するボトルと、 該ボトルの口を封止
する封止板と、 該封止板を破る原動力となる爆風を発
生させるイニシエータと、 該イニシエータの爆風によ
って加速され前記封止板を打ち破るピストンと、 を具
備するインフレータであって、 さらに、前記イニシエ
ータの爆風を前記ピストンへと導く湾曲した通路を具備
することを特徴とする。
【００１２】本発明によれば、イニシエータからの爆風
が湾曲した通路を通って非直線的にピストンに作用して
ピストンを加速する。そして、加速されたピストンが封
止板を打ち破り、ボトル内の高圧ガスが噴出する。つま
り、ボトルの軸方向にイニシエータを配置しなくても済
む。そのため、高圧ガスをボトルの軸方向に向けて直線
的に噴射・供給する等の設計の自由度が得られる。
【００１３】本発明の他の態様のインフレータは、高圧
ガスが充填される、口を有するボトルと、 該ボトルの
口を封止する封止板と、 該封止板を破る原動力となる
爆風を発生させるイニシエータと、 該イニシエータの
爆風によって加速され前記封止板を打ち破るピストン
と、 を具備するインフレータであって、 前記ボトル
が筒状であって、該ボトルの前記口の先に、前記イニシ
エータを取り付けるとともに、ガス噴出口を有する筒状
ディフューザが延設されており、 前記イニシエータが
前記ディフューザの側周面に取り付けられており、前記
ガス噴出口が前記ディフューザの反ボトル側先端部に設
けられていることを特徴とする。
【００１４】本発明によれば、イニシエータがボトルの
口の先のディフューザの側周面に取り付けられており、
イニシエータが高圧ガスの噴出方向には配置されていな
い。このため、高圧ガスをボトルの軸方向に向けて直線
的に噴射・供給できる。ボトル内から噴射された高圧ガ
スは、ディフューザ内を直線的に流れてディフューザの
反ボトル側先端部のガス噴出口から流出する。
【００１５】本発明のインフレータにおいては、前記ピ
ストンを案内する内孔を有するバレルをさらに具備し、
そのバレルのボトル側の端面が前記封止板に接している
ものとすることができる。この場合、ボトル内のガスの
充填圧のかなりの部分をバレルにより受けることができ
るので、封止板の厚さが薄くても高圧に耐えることがで
きる。なお、封止板が破れた後、ガスはディフューザ内
面とバレルの外側との間のスペースを通って流れ、ガス
噴出口から流出する。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ説明す
る。図１は、本発明の１実施例に係るインフレータの作
動前の状態を示す断面図である。図２は、同インフレー
タの作動開始直後の状態を示す断面図である。図３は、
同インフレータの作動中の状態を示す断面図である。図
４は、同インフレータの分解斜視図である。なお、以下
の説明における上下左右とは、各図における上下左右方
向を指す。
【００１７】これらの図に示すインフレータ１は、鋼製
の円筒状をしたボトル３を備えている。ボトル３の右端
部はほぼ半球面状をした端面４となっており、ボトル３
の左端部には口５が形成されている。ボトル３の端面４
には、孔４ａが形成されている。この孔４ａを介して、
ボトル３の内部３Ｃに不活性ガス等が高圧充填される。
この孔４ａは、ガスの充填後にガスシール用の鋼球４ｂ
で塞がれる。
【００１８】ボトル３の口５には、円環状の鋼製平板等
からなるリング６を介してディフューザ１２が接合され
ている。ボトル３、リング６及びディフューザ１２は等
外径であって、溶接等により一体化されている。図１〜
図３に示すように、リング６の内孔６ａ寄り端縁は、ボ
トル３及びディフューザ１２の内周面から突出してい
る。リング６の右面（ボトル３側の面）には、鋼板製の
円盤状をした封止板（バーストディスク）９が溶接等に
より取り付けられている。この封止板９により、リング
６の内孔６ａ（ボトル３の口５）が封止される。封止板
９の厚さは、０．２〜０．４ｍｍ（一例）である。
【００１９】ディフューザ１２は、鋼製等の円筒状部材
である。ディフューザ１２の右端部（リング６との接合
端部）は、ストレートな円筒状である。ディフューザ１
２の左端部はテーパ状になっていて、その先にガス噴出
口１５が形成されている。ガス噴出口１５は、インフレ
ータ１の作動時にボトル３内の高圧ガスが噴出する孔で
ある。ガス噴出口１５の内端縁には、内フランジ１５ａ
が形成されている。ガス噴出口１５の外周面には、おね
じ１５ｂが切られている。このおねじ１５ｂには、エア
バッグ本体（図示されず）の開口端を固定するための固
定フランジ部材２５（図４参照）が螺着される。
【００２０】ディフューザ１２の側周面（各図の下側
面）には、貫通孔１２ａが形成されている。この貫通孔
１２ａには、ハウジング１７が挿通されている。図４に
分かり易く示すように、ハウジング１７は、ディフュー
ザ１２の内部に配置される内部分１７Ａと、ディフュー
ザ１２の外側に配置される外部分１７Ｂとに二分割され
た構成を有する。これら内外部分１７Ａ、１７Ｂは、ね
じ結合あるいは溶接、カシメ等により一体になる。ハウ
ジング１７の上端面（内部分１７Ａ側の上端面）は閉塞
端面であり、下端面（外部分１７Ｂ側の下端面）は開口
している。
【００２１】ハウジング１７の外部分１７Ｂの中には、
イニシエータ１１が保持されている。イニシエータ１１
は、先端側がハウジング内部分１７Ａ内に入り込んでい
る。イニシエータ１１には、図示せぬ制御装置に繋がる
配線が接続されている。イニシエータ１１は、インフレ
ータ１の作動時に封止板９を破る原動力となる爆風を発
生させる。
【００２２】ハウジング１７の内部分１７Ａの右側面に
は、図４に分かり易く示すように貫通孔１７Ｃが形成さ
れている。この貫通孔１７Ｃの内周にはねじが切られて
おり、このねじに筒状をしたバレル２１がねじ込まれて
固定されている。図１〜図３に示すように、ハウジング
１７とバレル２１が一体になった状態では、内部に湾曲
した通路を有する径違いエルボのような構成となる。バ
レル２１の先端（図１の右端）は、封止板９左面に接触
している。これにより、ボトル３内のガスの充填圧が封
止板９にかかる力のかなりの部分をバレル２１により受
けることができ、封止板９の厚さが０．２〜０．４ｍｍ
程度であっても高圧に耐えることができる。
【００２３】図１〜図３に示すように、バレル２１の内
孔は、基端側（ハウジング１７側）の大径部２１Ａと、
先端側（封止板９側）の小径部２１Ｂとに分かれてい
る。このバレル２１の内孔内には、ピストン２３が摺動
可能に配置されている。ピストン２３は、軸部２３ａと
フランジ部２３ｂとを有する。軸部２３ａの外径はバレ
ル小径部２１Ｂ内径より若干小さく、フランジ部２３ｂ
の外径はバレル大径部２１Ａ内径より若干小さい。ピス
トン２３の先端は、先細りで鋭利に形成されている。
【００２４】次に、上記の構成からなるインフレータ１
の作用について説明する。図１に示すように、インフレ
ータ１の作動しない通常時は、ボトル３の中空部３Ｃ内
にガスが充填されており、このガスが封止板９により封
止された状態となっている。このとき、封止板９は、ガ
スがボトル３の口５から漏れるのを防ぐシールの役割を
果たす。ピストン２３は、バレル２１内において図１に
示す定位置に保持されている。この定位置においては、
バレル２１右端は封止板９に接しているが、ピストン２
３の先端は封止板９に接していない。
【００２５】図１の状態から車両に衝撃が加わると、イ
ンフレータ１が作動してボトル３内の高圧ガスをバッグ
本体（図示されず）内に供給する。この車両の異常時に
は、制御装置（図示されず）から電気的な点火信号が発
信され、この点火信号に基づきイニシエータ１１が爆風
を発生させる。すると、図２に示すように、この爆風が
ハウジング１７の内部分１７Ａ内及びバレル２１の大径
部２１Ａ内を湾曲して流れ、この爆風を受けてピストン
２３が図の右側に向けて押される。
【００２６】次いで、図３に示すように、爆風を受けて
押されたピストン２３の先端が封止板９を打ち破る。す
ると、封止板９全体が破れてボトル３内の高圧ガスが流
出し、バレル２１外側とリング６の内孔６ａ間を通って
ディフューザ１２内へと流れる。このガスは、さらにガ
ス噴出孔１５を通ってバッグ本体（図示されず）内に噴
射・供給される。これにより、バッグが膨張展開する。
以上のように、ガスがボトル３内からディフューザ１２
内を流れてバッグ本体内に供給される過程で、ガスの流
れは直線的である。なお、インフレータ１１の爆風に押
されたピストン２３は、フランジ部２３ｂがバレル２１
内の大径部２１Ａと小径部２１Ｂ間の段部に当たって抜
け止めされる。
【００２７】ピストン及びバレルの変形例について説明
する。図５（Ａ）、（Ｂ）は本発明に係るインフレータ
のピストンの他の例を示す斜視図であり、図５（Ｃ）、
（Ｄ）は本発明に係るインフレータのバレルの他の例を
示す斜視図であり、図５（Ｅ）は図５（Ｄ）の作動前の
断面図であり、図５（Ｆ）は図５（Ｄ）の作動後の断面
図である。図５（Ａ）に示すピストン３０は、軸部３０
ａとフランジ部３０ｂとを有する。軸部３０ａの先端は
先細りに鋭利に形成されている。フランジ部３０ｂの外
周面には、フランジ厚さ方向に沿う溝３０ｃが複数形成
されている。このようなピストン３０によれば、イニシ
エータ作動時の爆風が溝３０ｃを通ってピストン先端側
へと抜ける。このため、バレル内の内圧を逃すことがで
き、バレルの耐圧強度を低くできる。
【００２８】図５（Ｂ）に示すピストン３５は、軸部３
５ａとフランジ部３５ｂとを有する。ピストン３５内部
には、軸心（軸部３５ａ及びフランジ部３５ｂの中心）
に沿う中空部３５ｃが形成されている。このようなピス
トン３５によれば、イニシエータ作動時の爆風が中空部
３５ｃを通って封止板に抜けるため、封止板の中心がほ
ぼ円形に破れる。このため、封止板の破断形状が毎回同
じになる。
【００２９】図５（Ｃ）に示すバレル４０は、円筒状の
本体４１のボトル側の端部（封止板側の端部；図の右
端）にフランジ４２を備えている。このフランジ４２に
は、複数の孔（オリフィス）４２ａが形成されている。
このようなバレル４０によれば、フランジ４２の広い端
面が封止板に接する。このため、封止板をより効果的に
サポートすることができる。バレル４０内を摺動したピ
ストンにより封止板が破れた後は、複数の孔４２ａを通
ってボトル内のガスが流出する。
【００３０】図５（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）に示すバレル
４５は、円筒状の本体４６のボトル側の端部４７（封止
板側の端部；図の右端）が先細りに形成されているとと
もに、反ボトル側の端部４８（ハウジング側の端部；図
の左端）がラッパ状に形成されている。このようなバレ
ル４５は、作動前は図５（Ｅ）のようにピストン５０の
先端がバレル４５内に位置しており、作動後に図５
（Ｆ）のようにバレル４５の端部４７の開口部からピス
トン５０先端が突出する。本体４６内を摺動したピスト
ン５０は、先細りの端部４７に係合して抜け止めされ
る。このようなバレル４５には、ピストン後端のフラン
ジ部をなくして、ピストンの形状を単純化できるという
利点がある。
【００３１】なお、上記のインフレータは、例えば以下
のような改変が可能である。 （１）イニシエータを設けず、手動でピストンを移動さ
せて封止板を破る構造。これは、インフレータを自動車
用エアバッグ装置以外に適用するとき（例えば消火器、
ライフジャケット等の機器）に有効である。 （２）ピストンをボトル側に配置する構造。 （３）ハウジングをボトルの側面に配置し、このハウジ
ングを介して固体、液体、燃料等によりボトル内の内圧
を上げ、封止板を破る構造。この場合は、ピストンは設
けなくてよい。
【００３２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、大型化やコスト増加等を引き起こすことな
く、ガスをボトル軸方向に直線的に噴射・供給できるイ
ンフレータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例に係るインフレータの作動前
の状態を示す断面図である。
【図２】同インフレータの作動開始直後の状態を示す断
面図である。
【図３】同インフレータの作動中の状態を示す断面図で
ある。
【図４】同インフレータの分解斜視図である。
【図５】図５（Ａ）、（Ｂ）は本発明に係るインフレー
タのピストンの他の例を示す斜視図であり、図５
（Ｃ）、（Ｄ）は本発明に係るインフレータのバレルの
他の例を示す斜視図であり、図５（Ｅ）は図５（Ｄ）の
作動前の断面図であり、図５（Ｆ）は図５（Ｄ）の作動
後の断面図である。
【図６】特開平１０−２５０５２５号公報等に開示され
ている従来のストアーガスタイプのインフレータの一例
を模式的に示す側面断面図である。
【符号の説明】
１ インフレータ ３ ボトル ４ 端面 ４ａ 孔 ４ｂ 鋼
球 ５ 口 ６ リング ６ａ 内
孔 ９ 封止板（バーストディスク） １１ イニシエータ １２ デ
ィフューザ １５ ガス噴出口 １７ ハ
ウジング １７Ａ 内部分 １７Ｂ
外部分 ２１ バレル ２１Ａ 大径部 ２１Ｂ
小径部 ２３ ピストン ２３ａ 軸部 ２３ｂ
フランジ部 ２５ 固定フランジ部材

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高圧ガスが充填される、口を有するボト
    ルと、 該ボトルの口を封止する封止板と、 該封止板を破る原動力となる爆風を発生させるイニシエ
    ータと、 該イニシエータの爆風によって加速され前記封止板を打
    ち破るピストンと、 を具備するインフレータであって、 さらに、前記イニシエータの爆風を前記ピストンへと導
    く湾曲した通路を具備することを特徴とするインフレー
    タ。
  2. 【請求項２】 高圧ガスが充填される、口を有するボト
    ルと、 該ボトルの口を封止する封止板と、 該封止板を破る原動力となる爆風を発生させるイニシエ
    ータと、 該イニシエータの爆風によって加速され前記封止板を打
    ち破るピストンと、 を具備するインフレータであって、 前記ボトルが筒状であって、該ボトルの前記口の先に、
    前記イニシエータを取り付けるとともに、ガス噴出口を
    有する筒状ディフューザが延設されており、 前記イニシエータが前記ディフューザの側周面に取り付
    けられており、前記ガス噴出口が前記ディフューザの反
    ボトル側先端部に設けられていることを特徴とするイン
    フレータ。
  3. 【請求項３】 前記ピストンを案内する内孔を有するバ
    レルをさらに具備し、該バレルの前記ボトル側の端面が
    前記封止板に接していることを特徴とする請求項１又は
    ２記載のインフレータ。
JP2001006583A 2001-01-15 2001-01-15 インフレータ Pending JP2002211346A (ja)

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