JP2005138281A - 電動工具用振動低減装置及びそのような装置を組み込んだ電動工具 - Google Patents

Abstract

【課題】 電動工具用振動低減装置及びそのような装置を組み込んだ電動工具を提供すること。
【解決手段】 電動工具用のハンドル組立体が：
電動工具のハウジングに対して移動可能であるように電動工具のハウジングに取り付けられるようにされたハンドル手段と；
ハウジングに取り付けられて、第一位置と第二位置との間でハウジングに対して回転されるようにされた軸手段と；
軸手段を第一位置の方へ付勢するための付勢手段と；
軸手段と共に回動するようにされた少なくとも一つのアームと；
一つの又は各々のアームの回転運動をハンドル手段の略直線運動に変換するためにハンドル手段と少なくとも一つのアームとの間で接続された複数の接合具と；を具備することによる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電動工具用振動低減装置及びそのような装置を組み込んだ電動工具に関するものである。本発明は、特に、しかし排他的にではなく、電動ハンマー用振動低減装置、及びそのような装置を組み入れたハンマーに関するものである。

電動ハンマーが公知であり、そこでは飛行質量の形をした駆動部材が、ピストン内で往復駆動され、飛行質量の、ピストン端部に対する打撃がハンマーの先端部分へのハンマーアクションを与える。そのような装置は特許文献１に開示され、また図１に示される。

図１を詳細に参照すると、先行技術の解体ハンマーは、プラスチックハウジング４に取り囲まれた金属歯車ハウジング５内に収容されている、電動モーター２、歯車装置、及びピストン駆動装置を具備している。後ハンドル６と引金スイッチ装置８とを組み入れている後ハンドルハウジングが、ハウジング４，５の後部に取り付けられている。ケーブル（非図示）が、ケーブルガイド１０を通して延びて、モーターを外部電源に接続する。ケーブルが外部電源に接続されて引金スイッチ装置８が押されたとき、モーター２は作動されてモーターの電機子を回転駆動させる。ラジアルファン１４が電機子の一方の端に取り付けられ、またピニオンが電機子の反対側の端に形成されて、モーターが作動されたとき、電機子はラジアルファン１４とピニオンとを回転駆動させる。金属歯車ハウジング５は、鋼インサートを有するマグネシウムから作られて、その中に収容されている構成要素を固定的に支持する。

モーターピニオンは、スピンドルに回転可能に取り付けられている中間歯車装置の第一歯車を回転駆動させ、前記スピンドルは、歯車ハウジング５に対するインサートに取り付けられている。中間歯車は、駆動歯車を回転駆動させる第二歯車を有する。駆動歯車は、歯車ハウジング５内に取り付けられた駆動スピンドルに非回転取付をされている。クランク板３０が、駆動歯車から離れた駆動スピンドルの端に非回転取付をされ、該クランク板は偏心クランクピン３２を収容するための偏心穴を形成されている。クランクピン３２は、クランク板からクランクアーム３４の後端の穴の中に延び、その結果クランクアームがクランクピン３２を中心にして回動可能となる。クランクアーム３４の反対側の前端は、トラニオンピン３６が貫通する穴を形成されており、その結果クランクアーム３４はトラニオンピン３６を中心に回動可能となる。トラニオンピン３６は、ピストン３８の後部に延びる一対の対向アームに形成された受容穴の中にトラニオンピン３６の端を嵌め込むことによってピストン３８の後部に取り付けられる。ピストンは、それが中空スピンドル内で往復動可能であるように、円筒状中空スピンドル４０内に往復動可能に取り付けられる。Ｏリングシール４２が、ピストン３８と中空スピンドル４０の内側表面との間に気密シールを形成するように、ピストン３８の外周に形作られた環状凹部に嵌め込まれる。

モーター２が作動されたとき、電機子ピニオンは、第一歯車を介して中間歯車装置を回転駆動し、また中間歯車装置の第二歯車が駆動歯車を介して駆動スピンドルを回転駆動させる。駆動スピンドルは、クランク板３０と、クランクピン３２を具備するクランクアームとを回転駆動させ、クランクアーム３４及びトラニオンピン３６が、クランク板３０からの回転駆動をピストン３８への往復駆動に変換する。使用者が引金スイッチ８を押すことによってモータが駆動されたとき、このようにピストン３８は中空スピンドル４０に沿って前後に往復駆動される。

中空スピンドル４０は、スピンドルの外側の後方に向いた環状ショルダ（非図示）が、マグネシウムケース４２の内部の一組のリブから形成されて前方に向いた環状ショルダ（非図示）に当接するまで、前端からマグネシウムケース４２内に取り付けられる。リブは、スピンドル４０を取り囲むチャンバー内の空気が、ラム５８と打撃片６４との間の領域を自由に循環することを可能にする。スピンドルの外側の増大直径部分が、マグネシウムケース４２の内側の縮小直径部分内にぴったり嵌る。増大直径部分及び縮小直径部分の後方に、環状チャンバが、スピンドル４０の外側表面とマグネシウムケース４２の内側表面との間に形成される。このチャンバはその前端及び後端で開放している。チャンバはその前端において、マグネシウムケース内のリブの間の空間を介して、ラム５８と打撃片６４との間の空気体積に連通している。チャンバはその後端において、リブ７の間の空間と歯車ケース５の凹部とを介して歯車ケース５内の空気体積に連通している。

歯車ケース５内の空気体積は、狭いチャネル９とフィルタ１１とを経由してハンマーの外側の空気に連通している。ハンマー内の空気圧力は、ハンマー内の温度変化に起因してチャージされ、従ってハンマーの外側の空気圧力に等しくされる。フィルタ１１は、ハンマー歯車ケース５内の空気を比較的清浄かつ無粉塵状態にも維持する。

ラム５８は、それも中空スピンドル４０内で往復動が可能であるように、中空スピンドル４０内でピストン３８の前方に配置される。ラム５８とスピンドル４０との間に気密シールを形成するように、Ｏリングシール６０が、ラム５８の外周を巡って形成された凹部に設置される。（図１の上半分に示される）ラム５８の動作位置において、ラムがスピンドルで穴６２の後に配置された状態で、閉じた空気クッションがピストン３８の前面とラム５８の後面との間に形成される。従ってピストン３８の往復運動は、閉じた空気クッションを介してラム５８を往復駆動させる。ハンマーが休止モードに入ったとき（即ちハンマー先端部が加工物から離されたとき）、ラム５８は前方に移動し、穴６２を通過して図１の下半分に示される位置に移動する。これが空気クッションを通気させて、当業者にはよく知られているように、ラム５８は休止モードにおいてピストン３８によってもはや往復駆動されない。

このタイプの公知のハンマードリルは、ハンマーの作動が著しい振動を引き起こすという欠点を有し、前記振動は、装置の使用者に対して有害でありまた装置そのものに対する損傷を引き起こす。

この問題に対する解決法は、例えば、図１に示されるタイプの装置に、ハンドル６の両端と装置本体との間に圧縮ばねを含むことによって提案されてきた。しかしながら、そのようなばねは、ハンドル６の一方の端のばねが圧縮される間に他方の端のばねが伸ばされることから生じるハンドル６の揺動運動を引き起こす。そしてこれは、先に圧縮されたばねが伸長する間に先に伸長されたばねが圧縮されることにより継続される。ハンドルのこの揺動運動は、極めて不快でありまた電動工具の使用者に対して危険でもありうる。特に、揺動運動は、そのとき使用者の手首の屈曲によって減衰され、電動工具の定期的で長期の使用により受ける繰り返しのそのような屈曲は、いくつかの衰弱性機能障害に導くことがある。

上記の問題に対する代替の解決法は、特許文献２に記載され、また図２に示される。図２を参照すると、先行技術の解体ハンマーが、第一アーム１１３によって軸１０５に接続されている一対のハンドル１０２を有している。軸１０５はハウジング１０１に結合されているが、ハウジング１０１に対して回転可能である。第二アーム１０６が、一方の端で軸１０５に接続され、また他方の端で圧縮ばね１１１に接続され、前記圧縮ばね１１１はそれら自身がそれらの他方の端でハウジング１０１に結合されている。結果として、軸１０５の回転は、ばね１１１の圧縮又は伸長を引き起こす。従って、ハンドル１０２の一つの任意の運動は、一方の第一ハンドル１１３を下って軸１０５を介して他方の第一ハンドル１１３に沿って他方のハンドル１０２へ伝達され、その間にばね１１１によって減衰される。しかしながら、ハンドル１０２が円弧を通って移動するので、ハンドル１０２に対するねじれの成分が残り、その結果として特許文献２に記載された装置は図１に示されるタイプの装置に容易に適用することができない。

先行技術の装置に関する他の問題は、振動減衰装置が大きいことで、電動工具のハウジング内に追加の空間を必要とし、また追加の構成要素が工具に重量を付加し、このこともまた望ましくないことである。

先行技術に結びついた更に別の問題は、異なる状況のもとで異なるばね力が更に効果的な振動の減衰を生み出すことである。従って特許文献２に記載されたようなばね力調節手段を有する電動工具を作り出すことが知られている。しかしながら、そのような装置は、ばね力調節手段にアクセスするために、工具ハウジングが取り除かれることを典型的に要求する。更に、アクセスが実現されると、ばね力の調節のために特別な工具が必要とされることも典型的である。結果として、ばね力はほとんど調節されないで、振動減衰装置の完全な利益は活用されない。

欧州特許出願公開第１２５２９７６号明細書 欧州特許出願公開第００３３３０４号明細書

本発明の好適な実施例は、先行技術の前述の欠点を克服することを追求する。

本発明の態様によると、電動工具用のハンドル組立体が提供され、該ハンドル組立体が：
電動工具使用者によって保持されるようにされたハンドル手段であって、該ハンドル手段が電動工具ハウジングに対して移動可能であるように、電動工具ハウジングに取り付けられるようにされたハンドル手段と；
ハウジングに取り付けられるようにされた軸手段であって、第一位置と第二位置との間でハウジングに対して回転されるようにされた軸手段と；
前記軸手段を前記第一位置の方に付勢するための付勢手段と；
前記軸手段と共に回動するようにされた少なくとも一つのアームと；
一つの又は各々のアームの回転運動を前記ハンドル手段の略直線運動に変換するために前記ハンドル手段と少なくとも一つの前記アームとの間で接続された複数の接合具と；を具備する。

電動工具のハンドル手段を少なくとも一つのアーム及び接合具を介して軸手段に取り付けることによって、ハンドルの振動が従来技術の場合より効果的に減衰されるという利点が提供される。さらに、振動は、異なる方向の振動への変換なしに減衰される。特に、振動がハンドルの一方の端の運動を引き起こすとき、軸手段は、一つの又は各々のアームと接合具との組み合わせの形で、その振動の一部をハンドル手段の他方の端に伝達する間に、付勢手段が振動を減衰させる。結果として、ハンドル手段の一方の端のばねが圧縮される間にハンドルの他方の端のばねが伸長されるところの、従来技術で経験されたようなハンドル手段の揺動運動は低減される。その結果、不快でありかつ傷害の可能性のある手首の屈曲も同様に低減される。更に、アーム及び接合具と、ハンドル手段との連鎖の故に、ハンドル手段が使用者の手の中で捻られないという更なる利点が提供される。従って、振動の一つの形の縮減又は除去が、代わりの望ましくない振動を導くことはない。利点のこの組み合わせは、このタイプの装置の、従来技術の場合に経験された振動低減に比較して、著しく及び驚くほどに改良された振動低減を提供する。

前記ハウジングに接続されるようにされたガイド手段であって、前記接合具をそのガイド手段の中に滑動可能に搭載して持つようにされたガイド手段をハンドル組立体が更に具備することがある。

接合具を滑動可能に内部に搭載したガイド手段を備えることによって、ハウジングに対するハンドル手段の、例えばガタガタ動くようなどんな非直線運動もさらに低減されるという利点が提供される。

好適な実施例では、軸手段の回転軸線はハンドル手段の大きい方の寸法にほぼ平行である。

好適な実施例では、ハンドル手段はハンドルを具備し、少なくとも一つの第一の前記接合具は前記ハンドルの第一端に隣接して取り付けられ、また少なくとも一つの第二の前記接合具は前記ハンドルの第二端に隣接して取り付けられる。

付勢手段は少なくとも一つのコイルばねを具備することがある。

付勢手段は少なくとも一つの板ばねを具備することがある。

付勢手段は少なくとも一つの捩り付勢手段を具備することがある。

軸手段を第一位置の方へ付勢することに捩り付勢手段を使用することによって、捩り付勢手段が軸手段の周囲に又は中に延在できるので、特にコンパクトな構造の付勢手段が実現可能であるという利点が提供される。これは、効果的な減衰を与えるためにハウジング内で必要とされるスペースの著しい減少という結果を招く。更に、捩り付勢手段は装置の重量を目立って増加させず、また従来技術の装置と比較したときその重量のために振動低減に驚くほど効果的である。

好適な実施例では、前記軸手段は少なくとも一つの中空部分を具備し、また前記捩り付勢手段は前記中空部分の中に少なくとも部分的に配置される。

捩り付勢手段を軸手段の中空部分内に配置することによって、軸手段及び付勢手段に必要な組み合わされた体積が著しく減少可能であるという利点が提供される。

好適な実施例では、ハンドル組立体は前記付勢手段の付勢力を調節するための調節手段を更に具備する。

付勢手段の付勢力を調節するための手段を備えることにより、工具が使用されている状況に最も適するハンドルの減衰効果を提供する付勢手段の付勢力を使用者が選択できるという利点が提供される。

好適な実施例では、前記調節手段は、前記付勢手段の一部分を前記ハウジングに対して移動及び位置固定することによって、前記付勢手段の前記付勢力調節するようにされている。

他の好適な実施例では、前記調節手段が少なくとも一つのカムを具備する。

上述された様態で作動するカムを備えることにより、電動工具ハウジングの外側に延び且つばねの力を変えるために回転されるレバーによってカムが作動されることが可能であるという利点を提供する。結果として、ばねの力を変えるために工具ハウジング内にアクセスすることが不要であり、また特殊な工具を使用することも不要である。

さらに好適な実施例では、前記カムの回転が、前記付勢手段の一部分の、カムの回転軸線にほぼ平行な方向での移動を引き起こす。

カムの回転が、カムの回転軸にほぼ平行な方向での付勢手段の移動に結果としてなるように、調節手段を提供することにより、レバーの大きな移動が、カムによって係合されている付勢手段の部分の小さな移動に結果としてなることができるという利点が提供される。従って、これは、付勢手段の力の調節における相当な鋭敏性を可能にする。

本発明の他の態様によると：
ハウジングと；
工具の作動部材を作動させるための、ハウジング内のモーターと；
上記のとおり規定されたハンドル組立体と；を具備する電動工具が提供される。

ここで本発明の好適な実施例が、限定的意味においてではなく単に例示を目的として、添付図面を参照しながら説明される。

図３を参照すると、電動ハンマー（非図示）の部品として使用されるハンドル組立体２００が、ゴム引きの握り部２０４を有するハンドル２０２を有している。ハンドル２０２は、引金２０６も有しており、前記引金２０６は、スイッチ２０８を作動させてケーブル２１０を介して電力をハンマー機構に供給する。

ハンドル２０２は、一部のみが図３に示されている電動工具のハウジング２１２に取り付けられ、またハンドル２０２はハウジング２１２に対して制限された移動をすることができる。ゴム引きのスリーブ２１４がハンドル２０２とハウジング２１２との間の接合部を覆う。ハンドル組立体は、軸２１６も有しており、前記軸２１６はブラケット２１８によってハウジング２１２に取り付けられ、またハウジング２１２に対して第一位置と第二位置との間で回転することが可能である。軸２１６は、コイルばね２２０の形をした付勢手段によって前記第一位置の方に付勢されている。コイルばね２２０は、第一端２２２でハウジング２１２に対して固定され、一方第二端２２４がハウジング２１２に対して移動できる。第二端２２４は、アーム２２６ａ及び２２６ｂに取り付けられ、前記アーム２２６ａ及び２２６ｂは、軸２１６の回転がアーム２２６ａ及び２２６ｂの回転を引き起こすように、軸２１６に対して固定される。ストップ２２８がハウジング２１２のそれぞれの部分（非図示）に当接し、それによりアーム２２６ａ及び２２６ｂの規定の位置を越える運動が阻止される。

ハンドル組立体２００は、接合具２３０ａ及び２３０ｂも有しており、前記接合具２３０ａ及び２３０ｂは、ガイド２３２ａ及び２３２ｂ内にそれぞれ滑動可能に搭載され、前記ガイド２３２ａ及び２３２ｂはそれ等自身がハウジング２１２に対して固定される。接合具２３０ａ及び２３０ｂは各々がそれぞれのピン２３４を一方の端に有しており、前記それぞれのピン２３４はアーム２２６ａ及び２２６ｂ内のそれぞれの開口３３６の中へ延びる。各々の接合具２３０ａ及び２３０ｂの他方の端で、開口２３８がボルト２４０ａ及び２４０ｂをそれぞれ受容して、接合具２３０ａ及び２３０ｂが、それぞれのナット２４２ａ及び２４２ｂによってハンドル２０２に固定される。ボルト２４０ａ及び２４０ｂはハンドル２０２の中に延びてハンドル２０２に対して固定される。

使用中に、ハンドル組立体２００が接続される例えばハンマーのような電動工具の本体における振動が、例えば図３に示されるハンドル２０２の上方端のような一端の、ハウジング２１２に対する移動を引き起した場合、ハンドル２０２の移動は、接合具２３０ａが、開口２３８をとおって延びてナット２４２によって固定されるボルト２４０ａによってハンドル２０２に対して固定されるので、接合具２３０ａの移動を引き起こす。接合具２３０ａの移動は次にアーム２２６ａの移動を引き起こし、前記アーム２２６ａの移動がばね２２０によって減衰させられる。同時に、アーム２２６ａの移動は軸２１６の回転という結果になり、それ故前記軸２１６の回転が他方のアーム２２６ｂの移動を引き起こす。結果として、一方のアーム２２６ａの移動が、他方のアーム２２６ｂの移動を自動的に引き起こす。アーム２２６ｂの移動は次に、接合具２３０ｂをガイド２３２ｂ内で滑動させ、また接合具２３０ｂとボルト２４０ｂとの間の固定された接続の効力によって、ハンドル２０２の下方端はハウジング２１２に対して移動させられる。

結果として、ハンドル２０２の一方の端の移動が、ハンドル２０２の他方の端の等しい移動という結果になる。従って、ハンドル２０２の両端がハンドル２０２の縦方向軸線に直交する軸線を中心にして回動する傾向、及び結果として生ずる手首を屈曲させる危険性が低下される。接合具２３０ａ及び２３０ｂの使用は、アーム２２６ａ及び２２６ｂの移動の結果として、ハンドル２０２の移動がその長さに沿って回転しないことをさらに確実にする。

ここで図４を参照すると、図４では図３の実施例と共通の部品は、同様の参照符号であるが１００だけ増加された参照符号を付番されており、ハンドル組立体３００は、付勢手段が中空の軸３１６の中に延在する捩りばね３４４であること以外は、図３を参照して説明された原理と同じ原理で作動する。捩りばね３４４は、係合アーム３４６を有し、前記係合アーム３４６は、ばね３４４及び軸３１６の軸線にほぼ垂直に延在する。係合部分３４６の位置は、調節手段３４８によってハウジング３１２に対して固定される。調節手段３４８はレバー３５０を有しており、前記レバー３５０は、それが工具使用者によって作動されることを可能にするために電動工具のハウジングの外側に延びる。調節手段３４８は、カム表面３５２も有しており、また軸３５４に取り付けられて軸３５４を中心にして少なくとも部分的に回転可能である。捩りばね３４４の本体は、（アーム３２６ｂに隣接する）下方端において軸３１６に対して回転可能であるが、（アーム３２６ａに隣接する）上方端において固定されている。ばね部分３５６はアーム３２６ａを貫通して延びるように見られ、それにより捩りばね３４４のその端をアーム３２６ａに対して及び軸３１６の端で固定する。

使用中に、捩りばね３４４により、軸３１６及びアーム３２６ａ及び３２６ｂが第一位置の方へ付勢される。先に説明したように、アーム３２６ａのどんな移動も、軸３１６に沿う回転の伝達によってアーム３２６ｂの等しい移動を引き起こす。

捩りばね３４４の力は調節手段３４８の移動によって調節可能である。レバー３５０は移動されて、軸３５４を中心にした調節手段３４８の回転を引き起こす。この回転の結果として、カム表面３５２は、ばね３４４のアーム部分３４６を軸３５４に沿って軸方向に移動させる。結果として、レバー３５０の位置に応じて、より大きいか又はより小さい力が捩りばね３４４に付与される。

最後に、図５を参照すると、図５では図３の実施例と共通の部品が、同様の参照符号であるが２００だけ増加された参照符号で付番されており、ハンドル組立体４００が一つ以上の板ばね４６０を有している。板ばね４６０は、アーム４３６に作用し、そのことにより軸４１６を第一位置の方へ付勢し、またハンドル４０２が図３を参照して説明されたのと同様に移動する。

上述の実施例が、限定的意味においてではなく単に例示を目的として説明されてきたこと、及び様々な代替形態及び変更形態が、特許請求の範囲の請求項によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく可能であることが当業者によって理解されるであろう。例えば、付勢手段は代替的又は追加的にコイルばね又は板ばねを含むことが可能である。

第一の先行技術の解体ハンマーの部分切り取り側面図である。 第二の先行技術の解体ハンマーのハンドル組立体の斜視図である。 本発明の第一実施例のハンドル組立体の分解斜視図である。 本発明の第二実施例のハンドル組立体の、図３に対応する、分解斜視図である。 本発明の第三実施例のハンドル組立体の、図３に対応する、分解斜視図である。

符号の説明

２０２ ハンドル
２１２ ハウジング
２１６ 軸
２２０ ばね
２２６ａ アーム
２３０ａ 接合具
２３２ａ ガイド
２４０ａ ボルト

Claims (13)

1. 電動工具用のハンドル組立体であって：
   電動工具使用者によって保持されるようにされたハンドル手段であって、該ハンドル手段が電動工具のハウジングに対して移動可能であるように、電動工具のハウジングに取り付けられるようにされたハンドル手段と；
   ハウジングに取り付けられるようにされた軸手段であって、第一位置と第二位置との間でハウジングに対して回転されるようにされた軸手段と；
   前記軸手段を前記第一位置の方へ付勢するための付勢手段と；
   前記軸手段と共に回動するようにされた少なくとも一つのアームと；
   一つの又は各々のアームの回転運動を前記ハンドル手段の略直線運動に変換するために前記ハンドル手段と少なくとも一つの前記アームとの間で接続された複数の接合具と；を具備するハンドル組立体。
2. 前記ハウジングに接続されるようにされたガイド手段であって、前記接合具をそのガイド手段の中に滑動可能に搭載して持つようにされたガイド手段を更に具備する、請求項１に記載のハンドル組立体。
3. 軸手段の回転軸線が、ハンドル手段の大きい方の寸法にほぼ平行である、請求項１又は２に記載のハンドル組立体。
4. 前記ハンドル手段がハンドルを具備し、少なくとも一つの第一の前記接合具が前記ハンドルの第一端に隣接して取り付けられ、また少なくとも一つの第二の前記接合具が前記ハンドルの第二端に隣接して取り付けられる、請求項１〜３のいずれか一項に記載のハンドル組立体。
5. 付勢手段が少なくとも一つのコイルばねを具備する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のハンドル組立体。
6. 付勢手段が少なくとも一つの板ばねを具備する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のハンドル組立体。
7. 付勢手段が捩り付勢手段を具備する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のハンドル組立体。
8. 前記軸手段が少なくとも一つの中空部分を具備し、前記捩り付勢手段が少なくとも一つの前記中空部分内に少なくとも部分的に配置される、請求項７に記載のハンドル組立体。
9. 前記付勢手段の付勢力を調節するための調節手段を更に具備する、請求項１〜８のいずれか一項に記載のハンドル組立体。
10. 前記調節手段が、前記付勢手段の一部分を前記ハウジングに対して移動及び位置固定することによって前記付勢手段の前記付勢力を調節するように適合された、請求項９に記載のハンドル組立体。
11. 前記調節手段が少なくとも一つのカムを具備する、請求項９又は１０に記載のハンドル組立体。
12. 前記カムの回転が、カムの回転軸線にほぼ平行な方向で前記付勢手段の一部分の移動を引き起こす、請求項１１に記載のハンドル組立体。
13. ハウジングと；
    電動工具の作動部材を作動させるための、ハウジング内のモーターと；
    請求項１〜１２のいずれか一項に記載のハンドル組立体と；を具備する電動工具。

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