JP2012240565A - アクセル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ペダルアームの剛性を維持し、かつ、回転角センサを保護することの可能なアクセル装置を提供する。
【解決手段】車体６に取り付け可能なハウジング３により回転可能に支持されたペダルアーム２１は、パッド２２に受ける運転者の踏力によってＸ方向およびＹ方向に回転する。回転角センサよりもパッド側に位置するペダルアーム２１に設けられたセンサ保護部２３は、溝部がペダルアーム２１から回転軸方向に凹み、かつ、突部２３２が回転方向に突出する。これにより、センサ保護部２３の断面積を、センサ保護部２３よりもパッド側のペダルアーム２１の断面積以上にすることが可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用のアクセル装置に関する。

従来より、運転者によるペダルの踏込量に応じて車速状態を制御するアクセル装置が知られている。アクセル装置は、車両に取り付けられた支持体にペダルアームが回転可能に接続される。ペダルアームの端部に設けられたパッドに運転者の踏力が作用することで、ペダルアームは正逆回転する。
ペダルアームの回転軸周りに設けられた回転角センサは、ペダルアームの回転角に応じた信号を車両の電子制御装置（ＥＣＵ）に出力する。これにより、ＥＣＵは、その信号及び車両のスピード情報などに基づいて、エンジンの各部を制御する。
特許文献１に記載のアクセル装置は、ペダルアームの外壁に回転軸方向に凹む溝が設けられている。運転者の足がペダルアームの側面に接触する等、ペダルアームに回転軸方向の負荷が作用した場合、その溝を起点としてペダルアームが変形する。これにより、回転角センサに作用する負荷が低減され、回転角センサの出力特性の異常が抑制される。

特開２００４−１５５３４０号公報

しかしながら、特許文献１では、ペダルアームに溝を設けた箇所の断面積が小さくなるので、ペダルアームの剛性が大幅に低下する。このため、ペダルアームに回転軸方向または回転方向に通常の負荷が作用した場合、溝を起点としてペダルアームが容易に変形するおそれがある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ペダルアームの剛性を維持し、かつ、回転角センサを保護することの可能なアクセル装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明によると、車体に取り付け可能な支持体により回転可能に支持されたペダルアームは、パッドに受ける運転者の踏力により正逆回転する。付勢手段は、運転者の踏力の増加によりペダルアームが回転する方向と反対方向にペダルアームを付勢する。回転角センサは、支持体に対するペダルアームの回転角を検出する。
回転角センサよりもパッド側のペダルアームに設けられたセンサ保護部は、ペダルアームから回転軸方向に凹み、かつ、回転方向に突出する。
これにより、センサ保護部の断面積をペダルアームの断面積よりも小さくすることなく、センサ保護部を設けることが可能になる。したがって、アクセル装置の通常操作時にペダルアームの回転軸方向または回転方向に作用する負荷に対し、ペダルアームの剛性を維持することができる。
一方、回転角センサの出力に影響を及ぼす程度の負荷がペダルアームの回転軸方向に作用した場合、センサ保護部を起点としてペダルアームのパッド側が変形する。したがって、回転角センサを保護することができる。
すなわち、ペダルアームの剛性の維持と、回転角センサの保護とを両立することができる。

請求項２に記載の発明によると、センサ保護部は、ペダルアームの回転軸方向の外壁に設けられ回転方向の一方の外壁から他方の外壁へ延びる溝部、及びペダルアームの回転方向の外壁から突出する突部を有する。
センサ保護部は、溝部の延びる方向に沿う最小断面積が、センサ保護部よりもパッド側に位置するペダルアームの断面積以上である。
これにより、ペダルアームの剛性の維持と、回転角センサの保護とを両立することができる。

請求項３に記載の発明によると、センサ保護部の突部は、ペダルアームの回転軸方向から見て略三角形である。センサ保護部の溝部は、ペダルアームの回転方向の外壁から突出する突部の頂点からペダルアームの突部とは反対側の外壁へ亘って延びている。
これにより、突部の突出量を最小限に抑え、アクセル装置の製造上のコストを低減すると共に、体格を小型化することができる。

請求項４に記載の発明によると、センサ保護部の溝部は、ペダルアームの回転軸とパッドとを結ぶ仮想直線に対し略垂直に延びる。
これにより、パッドが受ける踏力方向と溝部の延びる方向とが略平行になるので、ペダルアームの回転方向の負荷に対し、センサ保護部を起点としてペダルアームが容易に変形することを防ぐことができる。
また、ペダルアームの回転軸方向に過大な負荷が作用した場合、センサ保護部に確実に応力集中する。したがって、センサ保護部は、回転角センサを確実に保護することができる。

請求項５に記載の発明によると、ペダルアームとセンサ保護部とは樹脂から一体に形成され、回転方向に延びる側壁、この側壁の回転方向の両端から回転軸方向に延びる上壁及び下壁、並びに上壁と下壁との間で側壁から回転軸方向に延びる補強壁を有する。
センサ保護部は、ペダルアームよりも多くの補強壁を有する。
これにより、ペダルアームおよびセンサ保護部を形成する樹脂を肉抜きすることで、軽量化および製造コストを低減することが可能になる。また、センサ保護部の補強壁の数をペダルアームの補強壁の数よりも多くすることで、側壁、上壁及び下壁の板厚を変えることなく、センサ保護部の断面積をペダルアームの断面積以上にすることができる。

請求項６に記載の発明によると、突部は、支持体が取り付けられる車体側へペダルアームが回転するとき、車体に干渉しない程度にペダルアームから突出する。
これにより、運転者の視界に突部が入りにくくすることができる。

請求項７に記載の発明によると、突部は、支持体が取り付けられる車体と反対側にペダルアームから突出する。
これにより、ペダルアームを車体に近づけることができる。

本発明の第１実施形態によるアクセル装置の側面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図１のＩＩＩ方向のアクセルペダルの平面図である。 図１のＩＶ方向のアクセルペダルの底面図である。 図３及び図４のＶ方向のアクセルペダルの側面図である。 図１及び図５のＶＩ−ＶＩ線の断面図である。 図１及び図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線の断面図である。 本発明の第２実施形態によるアクセル装置の側面図である。 本発明の第２実施形態によるアクセル装置のアクセルペダルの側面図である。

以下、本発明による複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるアクセル装置を図１〜図７に示す。
アクセル装置１は、車両に搭載され、運転者によるアクセルペダル２の踏み込み量に応じてエンジンの各部を制御する。本実施形態のアクセル装置１は、アクセルバイワイヤ方式を採用しており、アクセルペダル２の回転角度を回転角センサ５で電気信号に変換し、図示しない車両の電子制御装置（ＥＣＵ）に出力する。ＥＣＵは、回転角センサ５からの信号及び車両のスピード情報等に基づいてスロットル装置及びインジェクタの噴射量等、エンジンの各部を制御し、エンジンの運転状態を制御する。

図１および図２に示すように、アクセル装置１は、運転者に踏込み操作されるアクセルペダル２、このアクセルペダル２を回転可能に支持する支持体としてのハウジング３、付勢手段としてのスプリング４および回転角センサ５などを備えている。

ハウジング３は、例えば樹脂から略箱状に形成されている。ハウジング３は、底板３１、天板３２、左右の側板３３、３４等を有している。底板３１と天板３２とは、互いに略平行に形成されている。また、左右の側板３３、３４は、互いに略平行に形成され、底板３１と天板３２とを接続している。ハウジング３には、アクセルペダル２が挿通する開口３５が設けられている。
底板３１には、取付孔３１１、３１２が設けられている。この取付孔３１１、３１２にボルト等が取り付けられることで、ハウジング３は車体６に取り付けられる。

アクセルペダル２は、ペダルアーム２１、パッド２２およびセンサ保護部２３などから構成され、例えば樹脂から一体に形成されている。
ペダルアーム２１は、ハウジング３の開口３５を挿通している。ペダルアーム２１の端部にパッド２２が設けられている。ペダルアーム２１は、パッド２２と反対側で、ハウジング３の内側に円筒部２４を有している。
円筒部２４には、回転軸方向に通じる孔２４１が形成されている。この孔２４１に軸部材１１が嵌合している。軸部材１１は、一端がハウジング３の側板３３の内壁に形成された凹部３３１に回転可能に支持され、他端がハウジング３の側板３４の内壁に形成された凹部３４１に回転可能に支持されている。よって、アクセルペダル２は、軸部材１１の中心を回転軸Ｏとして軸部材１１と一体に回転可能である。
以下、運転者の踏込み操作に伴う踏力の増加によりアクセルペダル２が回転する方向をＸ方向といい、その反対方向をＹ方向という。

アクセルペダル２は、図１、図６および図７に示すように、その回転方向に延びる側壁２５、この側壁２５の回転方向の両端から回転軸方向に延びる上壁２６及び下壁２７、並びに上壁２６と下壁２７との間で側壁２５から回転軸方向に延びる補強壁２８を有する。補強壁２８は、アクセルペダル２の回転軸方向から見て、Ｘ状のＸ補強壁２８１と、Ｉ状のＩ補強壁２８２とを有している。

センサ保護部２３は、円筒部２４とパッド２２との間でペダルアーム２１と一体に設けられ、ペダルアーム２１から回転軸方向に凹み、かつ、回転方向に突出している。センサ保護部２３を形成する側壁２５、上壁２６、下壁２７およびＸ補強壁２８１の板厚は、その前後のペダルアーム２１を形成する側壁２５、上壁２６、下壁２７およびＸ補強壁２８１の板厚と略同じである。
センサ保護部２３は、ペダルアーム２１の回転方向の外壁から突出する突部２３２、及びペダルアーム２１の回転軸方向の外壁に設けられる溝部２３１を有する。
突部２３２は、ペダルアーム２１から上壁２６が車体６と反対側に突出している。突部２３２は、円筒部側のＩ補強壁２８２とパッド側のＩ補強壁２８２とに跨って延びている。突部２３２は、ペダルアーム２１の回転軸方向から見て略三角形に形成されている。突部は、ペダルアーム２１の回転方向の外壁から突出する三角形の頂点が、ペダルアーム２１の回転軸方向に延びるなだらかな曲面に形成されている。
溝部２３１は、回転軸方向へ凹み、回転方向の一方の外壁から他方の外壁へ延びている。 溝部２３１は、円筒部側のＩ補強壁２８２とパッド側のＩ補強壁２８２との間に設けられている。溝部２３１はペダルアーム２１の回転方向の外壁から突出する突部２３２の頂点からペダルアーム２１の突部２３２とは反対側の外壁へ亘って延びている。図１および図５に示すように、溝部２３１は、ペダルアーム２１の回転軸Ｏとパッド２２とを結ぶ仮想直線Ｌに対し略垂直に延びている。

センサ保護部２３は、Ｘ補強壁２８１と上壁２６との間に補強壁２８３を有している。補強壁２８３は、センサ保護部２３よりもパッド側のペダルアーム２１の上壁２６、およびセンサ保護部２３よりも円筒部側のペダルアーム２１の上壁２６と略同一平面上に設けられる。補強壁２８３は、センサ保護部２３よりもパッド側のペダルアーム２１の上壁２６と、センサ保護部２３よりも円筒部側のペダルアーム２１の上壁２６とを接続している。つまり、センサ保護部２３は、ペダルアーム２１よりも多くの補強壁２８を有している。

図６のセンサ保護部２３の幅ｂ１および高さｈ１と、図７に示すペダルアーム２１の幅ｂ２と高さｈ２との関係は、
ｂ１＜ｂ２、ｈ１＞ｈ２、かつ、ｂ１×ｈ１≧ｂ２×ｈ２ である。
つまり、センサ保護部２３は、図６に示す溝部２３１の延びる方向に沿う最小断面積が、図７に示すセンサ保護部２３よりもパッド側のペダルアーム２１の断面積以上である。これにより、アクセルペダル２は、回転軸方向および回転方向の負荷に対する剛性が維持される。

図３および図４に示すように、ペダルアーム２１は、センサ保護部２３と円筒部２４との間で、ペダルアーム２１から回転軸方向に凹む第２溝部２９を有している。第２溝部２９は、ペダルアーム２１の上壁２６から下壁２７へ延びている。第２溝部２９は、センサ保護部２３の溝部２３１と略平行に延びている。第２溝部２９の凹み量は、センサ保護部２３の溝部２３１の凹み量よりも小さい。
第２溝部２９は、ペダルアーム２１の上壁２６と下壁２７との距離が、センサ保護部２３の上壁２６と下壁２７との距離よりも遠い位置に設けられている。このため、第２溝部２９の延びる方向に沿うペダルアーム２１の最小断面積は、第２溝部２９よりもパッド側のペダルアーム２１の断面積以上である。これにより、アクセルペダル２は、回転軸方向および回転方向の負荷に対する剛性が維持される。

図２に示すように、円筒部２４の軸方向にロータ１２が設けられている。ロータ１２は、略円環状の環状部１２１、及びこの環状部１２１から径外方向へ突出するスプリング保持部１２２を有している。ロータ１２の環状部１２１は、円筒部２４の径外側に、円筒部２４と相対回転可能に設けられている。

環状部１２１の円筒部側の面には、傾斜面を有するはす歯１２３が周方向に複数形成されている。一方、円筒部２４の環状部側の面には、環状部１２１のはす歯１２３に対応する傾斜面を有するはす歯２４２が周方向に複数形成されている。運転者がアクセルペダル２のパッド２２に踏力を与えると、環状部１２１のはす歯１２３と円筒部２４のはす歯２４２とが噛み合い、環状部１２１は、円筒部２４とともに回転する。このとき、環状部１２１は、はす歯１２３とはす歯２４２の傾斜面により側板側へ押し付けられる。環状部１２１と側板３４との間には、摩擦板１４が設けられ、環状部１２１に摩擦力を与える。これにより、アクセルペダル２の回転角に応じた大きさの摩擦力がアクセルペダル２に作用する。これにより、アクセルペダル２は、Ｘ方向およびＹ方向の回転に所定のヒステリシス特性が与えられる。

スプリング保持部１２２の天板側には、略皿状のホルダ１３が設けられている。ホルダ１３と天板３２との間にスプリング４が設けられている。スプリング４は、外側コイルスプリング４１及び内側コイルスプリング４２から構成される二重コイルスプリングである。
スプリング４は、軸方向に伸びる力を有しており、ホルダ１３をロータ１２のスプリング保持部側へ押し付けている。スプリング４の付勢力により、ロータ１２のスプリング保持部１２２が底板側へ付勢され、環状部１２１が回転する。環状部１２１の回転に伴い、はす歯１２３とはす歯２４２との噛み合いにより、円筒部２４を有するアクセルペダル２も回転する。つまり、スプリング４は、運転者の踏込み操作によりアクセルペダル２が回転する方向と反対方向（Ｙ方向）にアクセルペダル２を付勢している。

回転角センサ５は、ハウジング３の側板３３に取り付けられた磁気検出素子としてのホールＩＣ５２と、軸部材１１の側板側の端部に固定された磁気発生手段としての２個の磁石５３とから構成される。２個の磁石５３が励磁する磁界の磁束は、アクセルペダル２の回転軸Ｏに直交して流れる。ホールＩＣ５２は、感磁面を通過する磁束密度に応じた電圧信号を出力する。この電圧信号は、ハウジング３に設けられたコネクタ９の端子から車両のＥＣＵに伝送される。ＥＣＵは、アクセルペダル２の回転角を検知し、エンジンの各部を制御する。

アクセル装置１の作動を説明する。
図１に示すように、運転者がパッド２２に踏力を与えていない状態において、アクセルペダル２はスプリング４の付勢力によって全閉位置に維持される。このとき、回転角センサ５は、アクセルペダル２が全閉位置にあることを示す信号をＥＣＵへ出力する。
運転者がパッド２２に与える踏力を増加すると、アクセルペダル２はＸ方向に回転する。また、運転者がパッド２２に与える踏力を減少すると、アクセルペダル２はＹ方向に回転する。このとき、回転角センサ５は、アクセルペダル２が所定量回転していることを示す信号をＥＣＵへ出力する。

センサ保護部２３は、溝部２３１の延びる方向に沿う最小断面積が、センサ保護部２３よりもパッド側のペダルアーム２１の断面積以上であるので、回転方向および回転軸方向の負荷に対する剛性が維持されている。アクセル装置１の通常操作時、パッド２２に運転者の踏力が作用するとき、ペダルアーム２１には、その運転者の踏力とスプリング４の付勢力とが作用する。このとき、センサ保護部２３は、回転方向への変形が抑制される。また、運転者の足がペダルアーム２１の側面に接触する等、アクセルペダル２の回転軸方向に負荷が作用した場合、センサ保護部２３は、回転軸方向への変形が抑制される。
これに対し、回転角センサ５の出力特性に異常が生じる程度の負荷がアクセルペダル２の回転軸方向に作用した場合、その負荷はセンサ保護部２３に応力集中する。このため、アクセルペダル２は、センサ保護部２３を起点としてペダルアーム２１のパッド側が変形する。

本実施形態では、以下の作用効果を奏する。
（１）本実施形態では、センサ保護部２３は、ペダルアーム２１から回転軸方向に凹み、かつ、回転方向に突出する。センサ保護部２３は、溝部２３１の延びる方向に沿う最小断面積が、センサ保護部２３よりもパッド側のペダルアーム２１の断面積以上である。これにより、アクセル装置１の通常操作時に、ペダルアーム２１の回転軸方向または回転方向に作用する負荷に対し、ペダルアーム２１の剛性を維持することができる。
一方、回転角センサ５の出力に影響を及ぼす程度の負荷がペダルアーム２１の回転軸方向に作用した場合、センサ保護部２３の溝部２３１を起点としてペダルアーム２１のパッド側が変形する。したがって、回転角センサ５を保護することができる。
（２）本実施形態では、センサ保護部２３の溝部２３１は、ペダルアーム２１の回転軸Ｏとパッド２２とを結ぶ仮想直線Ｌに対し略垂直に延びている。これにより、パッド２２が受ける踏力方向と溝部２３１の延びる方向とが略平行になるので、ペダルアーム２１の回転方向の負荷に対し、センサ保護部２３を起点としてペダルアーム２１が容易に変形することを防ぐことができる。
一方、ペダルアーム２１の回転軸方向に過大な負荷が作用した場合、センサ保護部２３に確実に応力集中する。したがって、センサ保護部２３は、回転角センサ５を確実に保護することができる。
（３）本実施形態では、センサ保護部２３は、Ｘ補強壁２８１と上壁２６との間に、センサ保護部２３よりもパッド側のペダルアーム２１の上壁２６と、センサ保護部２３よりも円筒部側のペダルアーム２１の上壁２６とを接続する補強壁２８３を有する。これにより、側壁２５、上壁２６及び下壁２７の板厚を変えることなく、センサ保護部２３の断面積をペダルアーム２１の断面積以上にすることができる。
（４）本実施形態では、センサ保護部２３の突部２３２は、支持体が取り付けられる車体６と反対側にペダルアーム２１から突出する。これにより、ペダルアーム２１を車体６に近づけることができるので、車室内の空間を有効に使用することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態によるアクセル装置を図８および図９に示す。本実施形態において、上述した第１実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、センサ保護部２３の突部２３２は、ペダルアーム２１から下壁２７が車体側に突出している。突部２３２は、ペダルアーム２１がＸ方向へ回転するとき、車体６に干渉しない程度にペダルアーム２１から突出している。
センサ保護部２３は、Ｘ補強壁２８１と下壁２７との間に、センサ保護部２３よりもパッド側の下壁２７と、センサ保護部２３よりも円筒部側のペダルアーム２１の下壁２７とを接続する補強壁２８３を有している。補強壁２８３は、センサ保護部２３よりもパッド側の下壁２７、およびセンサ保護部２３よりも円筒部側のペダルアーム２１の下壁２７と略同一平面上に設けられる。つまり、センサ保護部２３は、ペダルアーム２１よりも多くの補強壁２８を有している。センサ保護部２３は、溝部２３１の延びる方向に沿う最小断面積が、センサ保護部２３よりもパッド側のペダルアーム２１の断面積以上である。これにより、アクセルペダル２は、回転軸方向および回転方向の負荷に対する剛性が維持される。
本実施形態では、センサ保護部２３の突部２３２はペダルアーム２１から車体側に突出しているので、運転者の視界に突部２３２が入りにくくすることができる。

（他の実施形態）
上述した実施形態では、ペダルアームおよびセンサ保護部に肉盗みを設けた。これに対し、本発明は、ペダルアームおよびセンサ保護部をソリッドに形成してもよい。
上述した実施形態では、センサ保護部は、溝部と突部とを１個づつ有するものとした。これに愛し、本発明は、センサ保護部は、溝部と突部とを複数個有するものとしてもよい。この場合、溝部を回転軸方向に向き合うように設けてもよく、突部を回転方向に向き合うように設けてもよい。
上述した実施形態では、ペダルアームおよびセンサ保護部を樹脂から形成した。これに対し、本発明は、ペダルアームおよびセンサ保護部を金属などから形成してもよい。
上述した実施形態では、略箱型のハウジング内にスプリングと回転角センサとを収容した。これに対し、本発明は、ハウジングの形状には限定されず、また、スプリングと回転角センサとを別個のハウジングに収容してもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。

１ ・・・アクセル装置
２ ・・・アクセルペダル
３ ・・・ハウジング（支持体）
４ ・・・スプリング（付勢手段）
５ ・・・回転角センサ
６ ・・・車体
２１ ・・・ペダルアーム
２２ ・・・パッド
２３ ・・・センサ保護部
２５ ・・・側壁
２６ ・・・上壁
２７ ・・・下壁
２８ ・・・補強壁
２３１・・・溝部
２３２・・・突部
Ｏ ・・・回転軸
Ｌ ・・・仮想直線

Claims (7)

1. 車体に取り付け可能な支持体と、
   運転者の踏力を受けるパッドと、
   前記支持体により回転可能に支持され、前記パッドに受ける運転者の踏力により正逆回転するペダルアームと、
   運転者の踏力の増加により前記ペダルアームが回転する方向と反対方向に前記ペダルアームを付勢する付勢手段と、
   前記支持体に対する前記ペダルアームの回転角を検出する回転角センサと、
   前記回転角センサよりも前記パッド側に位置する前記ペダルアームに設けられ、前記ペダルアームから回転軸方向に凹み、かつ、回転方向に突出するセンサ保護部とを備えることを特徴とするアクセル装置。
2. 前記センサ保護部は、前記ペダルアームの回転軸方向の外壁に設けられ回転方向の一方の外壁から他方の外壁へ延びる溝部、及び前記ペダルアームの回転方向の外壁から突出する突部を有し、
   前記センサ保護部は、前記溝部の延びる方向に沿う最小断面積が、前記センサ保護部よりも前記パッド側に位置する前記ペダルアームの断面積以上であることを特徴とする請求項１に記載のアクセル装置。
3. 前記センサ保護部の前記突部は、前記ペダルアームの回転軸方向から見て略三角形であり、
   前記センサ保護部の前記溝部は、前記ペダルアームの回転方向の外壁から突出する前記突部の頂点から前記ペダルアームの前記突部とは反対側の外壁へ亘って延びていることを特徴とする請求項２に記載のアクセル装置。
4. 前記センサ保護部の前記溝部は、前記ペダルアームの回転軸と前記パッドとを結ぶ仮想直線に対し略垂直に延びることを特徴とする請求項２または３に記載のアクセル装置。
5. 前記ペダルアームと前記センサ保護部とは樹脂から一体に形成され、回転方向に延びる側壁、この側壁の回転方向の両端から回転軸方向に延びる上壁及び下壁、並びに前記上壁と前記下壁との間で前記側壁から回転軸方向に延びる補強壁を有し、
   前記センサ保護部は、前記ペダルアームよりも多くの前記補強壁を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のアクセル装置。
6. 前記突部は、前記支持体が取り付けられる前記車体側へ前記ペダルアームが回転するとき、前記車体に干渉しない程度に前記ペダルアームから突出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のアクセル装置。
7. 前記突部は、前記支持体が取り付けられる前記車体と反対側に前記ペダルアームから突出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のアクセル装置。

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