JP2010119785A - Vacuum cleaner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動機によって伸縮する延長管を備えた電気掃除機に関する。 The present invention relates to a vacuum cleaner provided with an extension pipe that expands and contracts by an electric motor.
従来、電動機によって回動される回転清掃体、および電動機によって回動される駆動輪の少なくとも一方が設けられた吸込口体を備えた電気掃除機が知られる。(例えば、特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an electric vacuum cleaner including a suction port body provided with at least one of a rotary cleaning body rotated by an electric motor and a drive wheel rotated by an electric motor. (For example, patent document 1).
一般に、従来の電気掃除機、例えばキャニスター型の掃除機において、吸込口体は、所望の長さに設定された延長管の下端に設けられる。
従来の電気掃除機は、電動機によって回動される回転清掃体、および電動機によって回動される駆動輪の少なくとも一方が設けられた吸込口体によって、吸込口体の前後方向往復動に必要となる操作力を軽減させる。ここで、電気掃除機の操作力とは、電気掃除機の使用者が吸込口体を前後方向往復動させるのに必要となる力である。 The conventional vacuum cleaner is required for the reciprocating movement of the suction port body in the front-rear direction by the suction port body provided with at least one of the rotary cleaning body rotated by the electric motor and the drive wheel rotated by the electric motor. Reduce operating force. Here, the operating force of the vacuum cleaner is a force required for the user of the vacuum cleaner to reciprocate the suction port body in the front-rear direction.
しかしながら、電気掃除機の使用者は、吸込口体によって操作力が低減されるものの、延長管を把持しつつ、腕部を前後に揺動させる必要があった。これは、例えばアップライト型の電気掃除機であっても同様である。このような動作を、電気掃除機の使用中、常時継続して行うことで、電気掃除機の使用者は、疲労してしまう。 However, the user of the vacuum cleaner needs to swing the arm part back and forth while gripping the extension pipe, although the operating force is reduced by the suction port body. The same applies to, for example, an upright type vacuum cleaner. If such an operation is continuously performed during use of the vacuum cleaner, the user of the vacuum cleaner becomes tired.
本発明は、電動機によって伸縮を繰り返し、吸込口体を前後方向に往復動させる延長管を備え、電気掃除機の使用者の疲労感を大幅に低減可能な電気掃除機を提案する。 The present invention proposes a vacuum cleaner that includes an extension pipe that repeatedly expands and contracts by an electric motor and reciprocates a suction port body in the front-rear direction, and that can greatly reduce fatigue of a user of the vacuum cleaner.
前記の課題を解決するため本発明は、吸込口体と、前記吸込口体を一端に有し、伸縮自在な延長管と、前記延長管に設けられた電動機と、前記電動機の回転方向に応じて前記延長管を伸縮させる往復動機構部と、前記電動機の回転方向を適宜に反転させて前記延長管を連続的に伸縮運動させる制御部とから構成されたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a suction port body, an extension tube having the suction port body at one end thereof, a telescopic extension tube, a motor provided in the extension tube, and a rotation direction of the motor. The reciprocating mechanism for extending and contracting the extension pipe, and the control section for continuously extending and contracting the extension pipe by appropriately reversing the rotation direction of the electric motor.
本発明によれば、電動機によって伸縮を繰り返し、吸込口体を前後方向に往復動させる延長管を備え、電気掃除機の使用者の疲労感を大幅に低減可能な電気掃除機を提案できる。 According to the present invention, it is possible to propose a vacuum cleaner that includes an extension pipe that repeatedly expands and contracts by an electric motor and reciprocates the suction port body in the front-rear direction, and that can greatly reduce fatigue of the user of the vacuum cleaner.
本発明に係る電動送風機の実施形態について図1から図4を参照して説明する。 An embodiment of an electric blower according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明に係る電気掃除機の外観を示した斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a vacuum cleaner according to the present invention.
図1に示すように、本実施形態に係る電気掃除機1は、掃除機本体2と、集塵ホース3と、手元操作管4と、把持部5と、操作部6と、延長管7と、吸込口体8とを備える。
As shown in FIG. 1, the
掃除機本体2は接続口2aを有する。接続口2aには、集塵ホース3の一端が着脱自在に接続される。掃除機本体2には、塵埃分離集塵部(図示省略)と、電動送風機11とが収容される。また、掃除機本体2には、電動送風機11の排気が吐出される本体排気口(図示省略)が形成される。掃除機本体2は、電動送風機11を制御する制御部12と、電動送風機11に電力を導く電源コード13とを備える。電源コード13の自由端部には、電源プラグ14が形成される。
The vacuum cleaner body 2 has a
集塵ホース3は、可撓性を有し、湾曲自在な細長略円筒状に形成される。集塵ホース3の一端は、接続口2aに着脱自在に接続される。集塵ホース3は、掃除機本体2の内部に連通される。
The dust collection hose 3 is flexible and is formed in a bendable elongated substantially cylindrical shape. One end of the dust collection hose 3 is detachably connected to the
手元操作管4の一端は、集塵ホース3の他端に設けられる。手元操作管4は、集塵ホース3を介して掃除機本体2の内部に連通される。 One end of the hand operation tube 4 is provided at the other end of the dust collecting hose 3. The hand control tube 4 communicates with the inside of the cleaner body 2 through the dust collecting hose 3.
把持部5は、電気掃除機1の使用者が把持して電気掃除機1を操作するものである。把持部5は、手元操作管4の他端部に突設され、集塵ホース3が設けられた手元操作管4の一端部に向けて湾曲させて形成される。
The
操作部6は、把持部5に設けられる。電気掃除機1の使用者は、操作部6を操作して電気掃除機1を複数の駆動モードに設定できる。操作部6は、電気掃除機1の運転を停止させる切スイッチ6aや、電気掃除機1の運転を開始させる起動スイッチ6bを有する。また、操作部6は、延長管7の伸縮動作の開始や停止、伸縮周期の変更を入力操作する延長管操作スイッチ6cを有する。
The
延長管7は、伸縮可能な細長略円筒状に形成される。延長管7は、複数の筒状体を重ね合わせてテレスコピック構造に構成される。延長管7には、電動機16と、電動機16の回転運動によって駆動され、延長管7を伸縮させる往復動機構部17とが設けられる。延長管7の一端は、手元操作管4の他端に着脱自在に接続される。延長管7は、手元操作管4、および集塵ホース3を介して掃除機本体2の内部に連通される。
The extension tube 7 is formed in an elongated and substantially cylindrical shape that can be expanded and contracted. The extension tube 7 has a telescopic structure by overlapping a plurality of cylindrical bodies. The extension pipe 7 is provided with an
吸込口体8は、延長管7の一端に着脱自在に接続される。吸込口体8は、延長管7、手元操作管4、および集塵ホース3を介して掃除機本体2の内部に連通される。吸込口体8は、吸込口(図示省略)を有する。吸込口は、床面などの被掃除面に吸込口体8を配置すると、被掃除面に対向される。
The
電気掃除機1を運転すると、電動送風機11が作動して、掃除機本体2の内に負圧が作用する。この負圧は接続口2aから集塵ホース3と手元操作管4と延長管7とを経て吸込口体8に作用する。そうすると、電気掃除機1は吸込口体8の吸込口から空気とともに被掃除面に溜まった塵埃を吸い込んで被掃除面を掃除する。吸込口体8に吸い込まれた含塵空気は、掃除機本体2に収容された塵埃分離集塵部によって空気と塵埃とに分離される。分離された塵埃は塵埃分離集塵部に集塵される。他方、分離された空気は、電動送風機11に吸い込まれて、掃除機本体2の本体排気口から吐出される。
When the
図2は、本発明に係る電気掃除機の延長管を示した断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing an extension tube of the vacuum cleaner according to the present invention.
図2に示すように、電気掃除機1の延長管7は、内筒体18と、外筒体19と、電動機16と、往復動機構部17とを備える。なお、延長管7は、3つ以上の筒体を重ね合わせて構成しても良い。
As shown in FIG. 2, the extension tube 7 of the
内筒体18は、外筒体19の内部に摺動自在に設けられる。内筒体18と、外筒体19とは、テレスコピック構造を構成する。内筒体18の外周、および外筒体19の内周には、それぞれ鍔部18a、19a、19bが設けられる。内筒体18が外筒体19の内部を摺動し、外筒体19の鍔部19aに内筒体18の鍔部18aが当接されると、内筒体18の抜出が阻止される。他方、内筒体18が外筒体19の内部を摺動し、外筒体19の鍔部19bに内筒体18の鍔部18aが当接されると、内筒体18の挿入が阻止される。
The
電動機16は、外筒体19に設けられ、往復動機構部17の駆動力を発生させる。
The
往復動機構部17は、例えばラック・アンド・ピニオンであり、内筒体18に形成されたラック21と、外筒体19に設けられたピニオン22とから構成される。ピニオン22は、電動機16の出力軸に設けられ、電動機の回動にあわせて回動される。なお、往復動機構部17は、他にボールねじ伝達構造や、リンク機構など、電動機16の回転運動を直線往復運動に変換可能な機構で構成できる。
The
ここで、延長管7の伸縮動作について説明する。 Here, the expansion and contraction operation of the extension pipe 7 will be described.
延長管7の伸縮動作は、電動機16を回動によって、外筒体19に設けられたピニオン22が、内筒体18に設けられたラック21を往復動させることで行われる。
The expansion and contraction of the extension pipe 7 is performed by causing the pinion 22 provided on the
具体的には、電動機16が一方向に回転すると(図2中、実線矢CW)、外筒体19から内筒体18が突出し、延長管7の全長が伸張する。延長管7は、外筒体19の鍔部19aに内筒体18の鍔部18aが当接されると、全長が最長となる。延長管7の全長が最長になると、電動機16は、その回転が阻止され、ロック電流が流れる。
Specifically, when the
他方、電動機16が他方向に回転すると(図2中、実線矢CCW)、外筒体19に内筒体18が入り込み、延長管7の全長が短縮する。延長管7は、外筒体19の鍔部19bに内筒体18の鍔部18aが当接されると、全長が最短となる。延長管7の全長が最短になると、電動機16は、その回転が阻止され、ロック電流が流れる。
On the other hand, when the
図3は、本発明に係る電気掃除機の概略的なブロック図である。 FIG. 3 is a schematic block diagram of a vacuum cleaner according to the present invention.
図3に示すように、電気掃除機1は、操作部6と、電動送風機11と、スイッチング素子25と、直流電源回路26と、極性正反転回路部27と、電動機16と、電流検出部28と、制御用電源回路30と、制御部12とを備える。
As shown in FIG. 3, the
操作部6は、電気掃除機1の使用者が入力した操作内容に対応する操作信号を制御部12に出力する。具体的には、操作部6は、電気掃除機1の使用者が切スイッチ6aを操作すると、電気掃除機1の停止信号Soffを制御部12に出力する。また、操作部6は、電気掃除機1の使用者が起動スイッチ6bを操作すると電気掃除機1の起動信号Sonを制御部12に出力する。さらに、操作部6は、電気掃除機1の使用者が延長管操作スイッチ6cを操作すると電動機16の弱起動信号Sml、強起動信号Smh、停止信号Smofを順次に制御部12に出力する。
The
電動送風機11は、スイッチング素子25を介して商用交流電源Eに接続される。
The
スイッチング素子25は、制御部12の制御に応じて電動送風機11に電力を供給する。スイッチング素子25は、電力制御用に双方向サイリスタや逆阻止3端子サイリスタなどの素子が用いられる。スイッチング素子25のゲート端子は、制御部12に接続される。
The switching
直流電源回路26は、商用交流電源Eの電圧を15V程度に降圧させた直流電圧を制御用電源回路30と、電動機16に供給する。
The DC
極性正反転回路部27は、制御部12の制御に応じて、直流電源回路26から供給される電力の極性を適宜に正転または反転させて電動機16に供給する。具体的には、極性正反転回路部27は、延長管7の伸縮運動において、延長管7を伸張させる際に電動機16に供給する電力の極性と、延長管7を短縮させる際に電動機16に供給する電力の極性とを反転させる。
The polarity forward /
電流検出部28は、電動機16に供給される電流を検出して、制御部12に出力する。
The
制御用電源回路30は、直流電源回路26から供給された直流電流を5V程度に降圧させて制御部12に供給する。
The control
制御部12は、操作部6から出力された操作信号に応じ、スイッチング素子25を介して電動送風機11の運転を開始、または停止させる。具体的には、制御部12は、操作部6から起動信号Sonが出力されると、電動送風機11の運転を開始させる。他方、操作部6から停止信号Soffが出力されると、電動送風機11の運転を停止させる。
The
また、制御部12は、位相制御によって、電動送風機11の運転出力を制御する。具体的には、制御部12は、商用交流電源Eの半サイクルごとにスイッチング素子25をONするタイミング、すなわち位相角を制御し、電動送風機11の運転出力を制御する。制御部12は、スイッチング素子25をONする位相角をトリガーレベル値とするトリガー信号Stを、スイッチング素子25に出力する。
Moreover, the
さらに、制御部12は、例えば、PWM(Pulse Width Modulation)制御によって、電動機16に供給される電流のデューティー比を変調させて電動機16の運転を制御する。具体的には、制御部12は、操作部6から弱起動信号Smlが出力されると、電動機16に供給される電流のデューティー比Dlを、例えば50%程度に変調させて電動機16の運転を開始させる。電動機16の運転が開始されると、延長管7の伸縮運動が開始される。また、制御部12は、操作部6から強起動信号Smhが出力されると、電動機16に供給される電流のデューティー比Dhを、デューティー比Dlよりも高く、例えば100%程度に変調させて電動機16の運転を開始させる。電動機16の運転が開始されると、延長管7の伸縮運動が開始される。すなわち、制御部12は、電動機16の回転数を、2つの異なる回転数に制御できる。なお、デューティー比を3つ以上に変調できるよう構成しても良い。
Furthermore, the
他方、制御部12は、操作部6から停止信号Smofが出力されると、電動機16に供給される電流のデューティー比D0を、例えば0%程度に変調させて電動機16の運転を停止させる。すなわち、制御部12は、電動機16に供給される電力を遮断することが可能である。延長管7は、電動機16に供給される電力が遮断されると、往復動機構部17によって往復動可能な範囲内で任意の長さに調整される。
On the other hand, when the stop signal Smov is output from the
さらにまた、制御部12は、電動機16の回転方向を適宜に反転させて、延長管7を連続的に伸縮運動させる。制御部12は、電流検出部28で検出された電流値iが、電動機16のロック電流判定閾値Irt(ロック電流値)以上になると、極性正反転回路部27を介して電動機16の回転方向を制御する。具体的には、制御部12は、電流検出部28で検出された電流値iが、反転判定閾値Irt以上になると、すなわち電動機16がロックすると、極性正反転回路部27を制御して電動機16に供給される電流の極性を反転させる。電動機16は、供給される電流の極性が反転されると、回転方向が反転される。
Furthermore, the
また、制御部12は、中央処理部(図示省略)、メモリ(図示省略)等から構成される。メモリは、中央処理部が実行する制御プログラムや、必要な定数などのデータが記憶される。また、メモリは、中央処理部の演算データなどを一時記憶しておくデータ記憶領域ならびに作業領域として使用される。
The
なお、延長管7の伸縮運動における延長管7の最長状態、および最短状態の検出は、電流検出部28に換えて、延長管7の鍔部18a、19a、19b相互の近接を検出する赤外線センサや、マイクロスイッチなどからなる近接検出部を用いても良い。この場合、制御部12は、近接検出部で検出された延長管7の最長状態、または最短状態に応じて電動機16の回転方向を反転させ、延長管7を連続的に伸縮運動させる。具体的には、制御部12は、近接検出部で鍔部18aと、鍔部19aとの近接、または鍔部18aと、鍔部19bとの近接が検出されると、極性正反転回路部27を制御して電動機16に供給される電流の極性を反転させる。
The longest state and the shortest state of the extension tube 7 in the extension and contraction movement of the extension tube 7 are detected by an infrared sensor that detects the proximity of the
また、延長管7の伸縮運動における延長管7の最長状態、および最短状態の検出は、電流検出部28に換えて、往復動機構部17の往復位置を検出する磁気テープと、磁気センサとから構成された位置検出部を用いても良い。この場合、制御部12は、位置検出部で検出された延長管7の最長状態、または最短状態に応じて電動機16の回転方向を反転させ、延長管7を連続的に伸縮運動させる。具体的には、制御部12は、位置検出部で延長管7の最長状態、または最短状態が検出されると、極性正反転回路部27を制御して電動機16に供給される電流の極性を反転させる。
In addition, the longest state and the shortest state of the extension tube 7 in the expansion and contraction movement of the extension tube 7 are detected from a magnetic tape that detects the reciprocating position of the
図4は、本発明に係る電気掃除機の延長管の伸縮運動制御のフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart of the expansion / contraction motion control of the extension pipe of the vacuum cleaner according to the present invention.
図4に示すように、電気掃除機1は、操作部6の延長管操作スイッチ6cが操作されると、弱起動信号Sml、または強起動信号Smhが制御部12に入力されて、延長管7の伸縮運動制御を開始する。
As shown in FIG. 4, in the
先ず、ステップS1では、制御部12は、直流電源回路26から電動機16に電力の供給を開始する。このとき、制御部12は、延長管操作スイッチ6cから弱起動信号Smlの入力を受けていれば、デューティー比Dlとして、電動機16に電力を供給する。また、制御部12は、延長管操作スイッチ6cから強起動信号Smhの入力を受けていれば、デューティー比Dhとして、電動機16に電力を供給する。
First, in step S <b> 1, the
次に、ステップS2では、制御部12は、電流検出部28が出力した測定信号を取得して電動機16に供給される電流iを測定する。
Next, in step S <b> 2, the
次に、ステップS3では、制御部12は、ステップS2で測定した電流iと、ロック電流判定閾値Irtとを比較する。制御部12は、電流iがロック電流判定閾値Irt以上に大きい場合には、ステップS4に進む。その他の場合は、ステップS2に戻る。
Next, in step S3, the
次に、ステップS4では、制御部12は、極性正反転回路部27を制御して電動機16の回転方向を反転し、ステップS2に戻る。
Next, in step S4, the
すなわち、制御部12は、電動機16が一方向に回転して、外筒体19の鍔部19aに内筒体18の鍔部18aが当接し、延長管7の全長が最長になると、電流検出部28で検出されたロック電流に基づき、極性正反転回路部27を制御して電動機16の回転方向を反転させる。
That is, the
他方、制御部12は、電動機16が他方向に回転して、外筒体19の鍔部19bに内筒体18の鍔部18aが当接し、延長管7の全長が最短になると、電流検出部28で検出されたロック電流に基づき、極性正反転回路部27を制御して電動機16の回転方向を反転させる。このように、制御部12は、電流検出部28で検出されたロック電流に基づいて電動機16の回転方向を反転させ、延長管7を連続的に伸縮運動させる。
On the other hand, when the
なお、電気掃除機1は、操作部6の延長管操作スイッチ6cが操作されて、停止信号Smofが制御部12に入力されると、延長管7の伸縮運動制御を停止する。電気掃除機1の使用者は、延長管7が所望の長さに伸縮した際に延長管操作スイッチ6cを操作することで、延長管7の長さを任意に調整できる。
In the
次に、本実施形態に係る電気掃除機1の掃除動作を説明する。
Next, the cleaning operation of the
電気掃除機1の使用者は、先ず、掃除機本体2の接続口2aに集塵ホース3を接続する。次に、手元操作管4に延長管7を接続する。次に、延長管7に吸込口体8を接続する。
A user of the
次に、電気掃除機1の使用者は、掃除機本体2から電源コード13を引き出して、電源プラグ14を、商用交流電源Eを供給するコンセント(図示省略)に接続する。
Next, the user of the
次に、電気掃除機1の使用者は、吸込口体8を床面などの被掃除面上に配置するとともに、把持部5を把持して起動スイッチ6bを操作する。そうすると、起動スイッチ6bで設定された動作モードに応じて電動送風機11が作動する。
Next, the user of the
次に、電気掃除機1の使用者は、延長管操作スイッチ6cを操作する。そうすると、弱起動信号Smlが制御部12に入力されて、延長管7の伸縮運動制御を開始する。延長管7が伸縮運動を始めると、吸込口体8は、被掃除面上で前進および後退を交互に繰り返して往復運動する。また、電気掃除機1の使用者は、延長管操作スイッチ6cを繰り返して操作すると、吸込口体8の往復運動の速度を早めることができる。さらに、電気掃除機1の使用者は、延長管操作スイッチ6cを繰り返して操作すると、延長管7の伸縮運動を停止させて、延長管7の長さを任意に調整できる。
Next, the user of the
このとき、被掃除面上の塵埃は、空気とともに吸込口体8の吸込口に吸い込まれる。吸込口体8に吸い込まれた含塵空気は、延長管7と手元操作管4と集塵ホース3とを順次に通過した後、掃除機本体2の接続口2aを経て、掃除機本体2の内部に吸い込まれる。
At this time, dust on the surface to be cleaned is sucked into the suction port of the
掃除機本体2の内部に吸い込まれた含塵空気は、塵埃分離集塵部に案内される。含塵空気に含まれた塵埃は、掃除機本体2に収容された塵埃分離集塵部で捕集される。塵埃が分離された空気は、電動送風機11に吸気されて排気風となり、本体排気口から掃除機本体2の外部に排気される。
The dust-containing air sucked into the vacuum cleaner main body 2 is guided to the dust separating and collecting part. Dust contained in the dust-containing air is collected by a dust separation and collection unit accommodated in the cleaner body 2. The air from which the dust has been separated is sucked into the
したがって、本実施形態に係る電気掃除機1によれば、延長管7の伸縮運動によって、吸込口体8を前後に往復運動させることが可能となり、吸込口体8の往復動に係る操作力を不要にできる。そうすると、電気掃除機1の使用者は、把持部5を把持しつつ、電気掃除機1を適宜に移動するだけで、被掃除面の掃除を行うことができるので、吸込口体の前後方向往復動にともなう疲労感を飛躍的に解消できる。
Therefore, according to the
また、本実施形態に係る電気掃除機1によれば、電気掃除機1の使用者が長時間に亘って掃除を行っても、吸込口体の前後方向往復動にともなう疲労感を解消できる。
Moreover, according to the
1 電気掃除機
2 掃除機本体
2a 接続口
3 集塵ホース
4 手元操作管
5 把持部
6 操作部
6a 切スイッチ
6b 起動スイッチ
6c 延長管操作スイッチ
7 延長管
8 吸込口体
11 電動送風機
12 制御部
13 電源コード
14 電源プラグ
16 電動機
17 往復動機構部
18 内筒体
18a 鍔部
19 外筒体
19a、19b 鍔部
21 ラック
22 ピニオン
25 スイッチング素子
26 直流電源回路
27 極性正反転回路部
28 電流検出部
30 制御用電源回路
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記吸込口体を一端に有し、伸縮自在な延長管と、
前記延長管に設けられた電動機と、
前記電動機の回転方向に応じて前記延長管を伸縮させる往復動機構部と、
前記電動機の回転方向を適宜に反転させて前記延長管を連続的に伸縮運動させる制御部とから構成されたことを特徴とする電気掃除機。 A suction port,
Having the suction port at one end, and an extendable tube that can be stretched;
An electric motor provided in the extension pipe;
A reciprocating mechanism that expands and contracts the extension tube according to the rotation direction of the electric motor;
A vacuum cleaner comprising: a control unit that appropriately reverses the rotation direction of the electric motor to continuously extend and contract the extension pipe.
前記電動機に供給される電流が、前記電動機のロック電流以上になると、前記電動機の回転方向を反転させることを特徴とする請求項1に記載の電気掃除機。 The controller is
The electric vacuum cleaner according to claim 1, wherein when the current supplied to the electric motor is equal to or greater than the lock current of the electric motor, the rotating direction of the electric motor is reversed.
前記往復動機構部は、前記電動機の停止にともない、往復動可能な範囲内で前記延長管の長さを任意に調整可能に構成されたことを特徴とする請求項1または2に記載の電気掃除機。 The control unit has a function of interrupting power supplied to the electric motor,
3. The electricity according to claim 1, wherein the reciprocating mechanism is configured such that the length of the extension pipe can be arbitrarily adjusted within a range in which the motor can be reciprocated when the electric motor is stopped. Vacuum cleaner.
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Cited By (4)
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