JP2013220665A - Steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はステアリング装置に関する。 The present invention relates to a steering device.
ステアリング装置では、ラックハウジングから突出したラック軸の端部がボールジョイントを介してタイロッドの端部と連結されており、一般的に、ラックハウジングとタイロッドとの間を封止する蛇腹構造のブーツ(ラックブーツ)が設けられている。
一方、特許文献1のステアリング装置では、ブーツが、伸縮しない筒部と、屈曲可能な可撓部とを備えている。筒部が、ラックハウジングの端部の外周に対して軸方向に摺接してラック軸の伸縮を吸収する。可撓部が、筒部とタイロッドとの間を封止しつつ屈曲して、ラック軸に対するタイロッドの屈曲を吸収している。
In the steering device, the end of the rack shaft protruding from the rack housing is connected to the end of the tie rod via a ball joint, and generally a boot having a bellows structure that seals between the rack housing and the tie rod ( Rack boots).
On the other hand, in the steering device of Patent Document 1, the boot includes a cylindrical portion that does not expand and contract and a flexible portion that can be bent. The cylindrical portion is in sliding contact with the outer periphery of the end portion of the rack housing in the axial direction to absorb expansion and contraction of the rack shaft. The flexible portion is bent while sealing between the tube portion and the tie rod to absorb the bending of the tie rod with respect to the rack shaft.
従来の一般的な蛇腹構造のブーツでは、伸縮と屈曲とを担うため、ブーツがボールジョイントのソケットに噛み込むおそれがある。また、従来の蛇腹構造は、ブーツの収縮時に、軸方向に折り畳まれるため、収縮量が制限される場合がある。
ところで、車両側の設計要求により、ラックハウジングを車体に固定するマウント位置が、ラックハウジングの端部から軸方向外側に離隔して配置される場合がある。その場合、ラックハウジングの端部から長尺の取付アームが延設され、その取付アームの先端が車体にねじ止め固定されている。しかしながら、長尺の取付アームを用いた場合、車体への取付強度を確保するため、取付構造が大型化し、ひいてはステアリング装置が大型化するおそれがある。
In the conventional general bellows-structure boot, since it is responsible for expansion and contraction and bending, the boot may bite into the ball joint socket. Moreover, since the conventional bellows structure is folded in the axial direction when the boot is contracted, the contraction amount may be limited.
By the way, depending on the design requirements on the vehicle side, the mount position for fixing the rack housing to the vehicle body may be arranged apart from the end of the rack housing in the axial direction. In that case, a long mounting arm is extended from the end of the rack housing, and the tip of the mounting arm is fixed to the vehicle body with screws. However, when a long mounting arm is used, the mounting structure is increased in size to secure the mounting strength to the vehicle body, and the steering device may be increased in size.
特許文献1には、車体への取付態様が記載されていない。特許文献1のステアリング装置に、仮に、前記取付ブラケットをラックハウジングに配置するとすると、ラックハウジングの端部の外周に摺接する筒部と干渉しないように、ラックハウジングの端部から遠ざけて配置することになる。したがって、取付ブラケットが長尺化し、取付構造を含めたステアリング装置が大型化する。 Patent Document 1 does not describe an attachment mode to the vehicle body. If the mounting bracket is disposed in the rack housing in the steering device of Patent Document 1, it is disposed away from the end of the rack housing so as not to interfere with the cylindrical portion that is in sliding contact with the outer periphery of the end of the rack housing. become. Therefore, the mounting bracket becomes longer and the steering device including the mounting structure becomes larger.
本発明の目的は、小型で耐久性に優れたステアリング装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a steering device that is small in size and excellent in durability.
前記目的を達成するため、請求項1の発明は、端部(9a)にラック軸(8)が挿通される開口(23)を有するハウジング(9)と、前記ハウジングの端部から径方向外方(Y1)へ延び、車体に固定される取付ブラケット(25)と、前記ラック軸の端部にボールジョイント(10)を介して接続されたタイロッド(11)と、前記ハウジングの開口の縁部(23a)と前記タイロッドとの間を覆うブーツ(14)と、を備え、前記ブーツは、前記ハウジングの開口の縁部に固定された第1固定部(14a)と、前記タイロッドに固定された第2固定部(14b)と、前記ボールジョイントのソケット(10a)に固定された中間固定部(14c)と、前記第1固定部と前記中間固定部との間に介在し前記ラック軸の伸縮運動のみを吸収する伸縮吸収部(30)と、前記中間固定部と前記第2固定部との間に介在し、前記タイロッドの揺動運動のみを吸収する揺動吸収部(31)と、を含み、前記伸縮吸収部は、軸方向(X1)に起伏する弛み部(32)を有し、前記弛み部の弛み量を可変することにより、前記ラック軸の伸縮運動を吸収するように構成されているステアリング装置を提供する。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is characterized in that a housing (9) having an opening (23) through which a rack shaft (8) is inserted into an end (9a), and a radially outward from the end of the housing. A mounting bracket (25) extending in the direction (Y1) and fixed to the vehicle body, a tie rod (11) connected to the end of the rack shaft via a ball joint (10), and an edge of the opening of the housing (23a) and a boot (14) covering between the tie rods, the boot being fixed to the tie rod, and a first fixing portion (14a) fixed to an edge of the opening of the housing Expansion and contraction of the rack shaft interposed between the second fixing portion (14b), the intermediate fixing portion (14c) fixed to the socket (10a) of the ball joint, and the first fixing portion and the intermediate fixing portion. Absorbs only exercise An expansion / contraction absorption part (30), and a swing absorption part (31) interposed between the intermediate fixing part and the second fixing part and absorbing only the swinging motion of the tie rod. The absorber has a slack portion (32) that undulates in the axial direction (X1), and is configured to absorb the expansion and contraction motion of the rack shaft by changing the slack amount of the slack portion. I will provide a.
なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
また、請求項2のように、前記ラック軸の伸縮ストロークの中央位置で、前記弛み部が、前記第1固定部に連なる大径筒部(33)と、前記中間固定部に連なり前記大径筒部の内側に配置された小径筒部(34)と、前記大径筒部と前記小径筒部とを接続する折り返し部(35)とを含む形状をなしていてもよい。
In addition, although the alphanumeric character in a parenthesis represents the corresponding component etc. in embodiment mentioned later, this does not mean that this invention should be limited to those embodiment as a matter of course. The same applies hereinafter.
According to a second aspect of the present invention, at the center position of the expansion / contraction stroke of the rack shaft, the slack portion is connected to the first fixed portion and the large diameter cylindrical portion (33) and the intermediate fixed portion is connected to the large diameter. You may comprise the shape containing the small diameter cylinder part (34) arrange | positioned inside a cylinder part, and the folding | returning part (35) which connects the said large diameter cylinder part and the said small diameter cylinder part.
また、請求項3のように、前記ハウジングの端部は、拡径部(24)を有し、前記ラック軸の伸縮ストロークの中央位置で、前記弛み部が、前記拡径部内に配置されていてもよい。
また、請求項4のように、前記取付ブラケットの少なくとも一部が、前記拡径部と接続されていてもよい。
According to a third aspect of the present invention, the end portion of the housing has an enlarged diameter portion (24), and the slack portion is arranged in the enlarged diameter portion at the center position of the expansion / contraction stroke of the rack shaft. May be.
Moreover, at least one part of the said mounting bracket may be connected with the said enlarged diameter part like Claim 4.
請求項1の発明によれば、ブーツの中間部を中間固定部として、ボールジョイントのソケットに固定したので、ソケットへのブーツの噛み込みを防止でき、ブーツの耐久性を向上することができる。
また、中間固定部からハウジング側に配置された伸縮吸収部が、軸方向に起伏する弛み部の弛み量を可変することで伸縮のみを吸収する。したがって、径方向に起伏して軸方向に重畳される従来の蛇腹構造を用いずとも、ラックハウジングからのラック軸の突出部分のシール性を確保でき、設計の自由度を広げることができる。
According to the first aspect of the present invention, since the intermediate portion of the boot is used as the intermediate fixing portion and fixed to the socket of the ball joint, it is possible to prevent the boot from biting into the socket and to improve the durability of the boot.
Moreover, the expansion / contraction absorption part arrange | positioned at the housing side from the intermediate | middle fixing | fixed part absorbs only expansion / contraction by changing the amount of slack of the slack part which undulates in an axial direction. Therefore, the sealing performance of the protruding portion of the rack shaft from the rack housing can be secured without using the conventional bellows structure that undulates in the radial direction and is superimposed in the axial direction, and the degree of freedom in design can be expanded.
また、ブーツの第1固定部が、ハウジングの開口の縁部に固定されるので、取付ブラケットを、ハウジングの端部において開口の縁部に近い位置から延設することが可能となる。したがって、取付ブラケットが、車体へのマウント位置とハウジングとを短い距離で接続することができ、取付ブラケット自身を小型化することができる。ひいては取付構造を含めたステアリング装置を小型化することができる。 Further, since the first fixing portion of the boot is fixed to the edge portion of the opening of the housing, the mounting bracket can be extended from a position close to the edge portion of the opening at the end portion of the housing. Therefore, the mounting bracket can connect the mounting position to the vehicle body and the housing at a short distance, and the mounting bracket itself can be reduced in size. As a result, the steering device including the mounting structure can be reduced in size.
請求項2の発明によれば、ラック軸の伸縮ストロークの中央位置で、伸縮のみを吸収する伸縮吸収部の弛み部が、折り返し部を介して接続された大径筒部と小径筒部とを形成する。ブーツを軸方向に起伏させて軸方向ストロークを吸収するので、従来の径方向に起伏する蛇腹のように多段に重ねずとも、大径筒部と小径筒部とのオーバーラップを用いて、所要の伸縮量を吸収することができる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、ラック軸の伸縮ストロークの中央位置から縮み側では、伸縮吸収部の折り返し状の弛み部をハウジングの拡径部のより内奥側に収容でき、また、伸縮ストロークの中央位置から伸び側では、弛み部の折り返しを解きほどくようにして伸縮吸収部をハウジング外へ伸長することができる。したがって、ブーツの伸縮吸収部に無理をかけることなく、所要の伸縮量を吸収することができる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、取付ブラケットの少なくとも一部が、前記拡径部と接続されているので、ハウジングの端部において開口の縁部に近い位置から延設することが可能となる。したがって、取付ブラケットが、車体へのマウント位置とハウジングとを短い距離で接続でき、取付ブラケット自身の小型化を通じてステアリング装置を小型化することが実質的に可能となる。 According to the invention of claim 4, since at least a part of the mounting bracket is connected to the enlarged diameter portion, it is possible to extend from a position close to the edge of the opening at the end of the housing. Therefore, the mounting bracket can connect the mounting position to the vehicle body and the housing at a short distance, and the steering device can be substantially downsized through downsizing of the mounting bracket itself.
以下には、図面を参照して、本発明の実施形を具体的に説明する。
図1は、本発明の一実施形態のステアリング装置1の概略構成図である。図1に示すように、ステアリング装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2に連結している操舵軸3と、操舵軸3に自在継手4を介して連結される中間軸5と、中間軸5に自在継手6を介して連結されるピニオン軸7と、ピニオン軸7の端部近傍に設けられたピニオン71に噛み合うラック81を有して自動車の左右方向に延びる転舵軸としてのラック軸8とを有している。ピニオン軸7およびラック軸8により、ラックアンドピニオン機構からなる転舵機構Aが構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a steering apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the steering device 1 includes a
本実施形態では、ステアリング装置1が、電動パワーステアリング装置である場合に則して説明するが、本発明はラックアンドピニオン式のステアリング装置全般に適用することができる。
ラック軸8は、車体に固定されるハウジング9内に図示しない複数の軸受を介して軸方向X1に直線往復動可能に支持されている。
In the present embodiment, the steering device 1 is described as an electric power steering device. However, the present invention can be applied to all rack and pinion type steering devices.
The
ラック軸8の各端部8aは、ハウジング9のそれぞれ対応する端部9aから突出している。ラック軸8の各端部8aは、それぞれ対応するボールジョイント10を介して、それぞれ対応するタイロッド11の一方の端部11aと連結されている。各タイロッド11の他方の端部11bは、それぞれ対応するナックルアーム12を介してそれぞれ対応する転舵輪13に連結されている。
Each
ステアリング装置1は、一対の筒状のブーツ14を備えている。ブーツ14は、ハウジング9の端部9a、ラック軸8の端部8a、ボールジョイント10およびタイロッド11の一部を覆っている。ブーツ14は、例えばポリオレフィン系エラストマー等の合成樹脂によって形成されており、可撓性を有している。
操舵部材2が操作されて操舵軸3が回転されると、この回転がピニオン71およびラック81によって、ラック軸8の軸方向X1の直線運動に変換される。これにより、転舵輪13の転舵が達成される。また、ラック軸8の軸方向X1の移動に伴って、何れか一方のブーツ14が伸長し、他方のブーツ14が短縮することになる。
The steering device 1 includes a pair of
When the
操舵軸3は、操舵部材2に連なる操舵入力軸3aと、ピニオン軸7に連なる操舵出力軸3bとに分割されており、これら操舵入力軸3aおよび操舵出力軸3bはトーションバー15を介して同一の軸線上で相対回転可能に互いに連結されている。
トーションバー15を介する操舵入力軸3aおよび操舵出力軸3b間の相対回転変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ16が設けられており、このトルクセンサ16のトルク検出結果は、ECU(Electronic Control Unit :電子制御ユニット)17に与えられる。
The
A
ECU17では、トルクセンサ16から与えられるトルク検出結果や車速センサ18から与えられる車速検出結果等に基づいて、駆動回路(図示せず)を介して操舵補助用の電動モータ19を駆動制御する。具体的には、ECU17では、トルクと目標アシスト量との関係を車速毎に記憶したマップを用いて目標アシスト量を決定し、電動モータ19の発生するアシスト力を目標アシスト量に近づけるように制御する。
The
電動モータ19の出力回転が伝動装置としての減速機構20を介して減速されてピニオン軸7に伝達され、ラック軸8の直線運動に変換されて、操舵が補助される。
減速機構20は、電動モータ19により回転駆動される駆動ギヤとしてのウォーム21と、このウォーム21に噛み合うと共に、操舵出力軸3bに一体回転可能に連結された被動ギヤとしてのウォームホイール22とを備える。
The output rotation of the
The
図1に示すように、ハウジング9の端部9aには、ラック軸8が挿通される開口23が設けられている。また、ハウジング9の端部9aは、外側方に向かうにしたがって徐々に径が大きくなる拡径部24を有している。開口23は、拡径部24の拡径端に配置されている。拡径部24は、徐々に径が大きくなる円錐テーパ状をなしていてもよいし、段階的に径が大きくなっていてもよい。
As shown in FIG. 1, the
図2は、ラック軸8が軸方向X1に沿う伸縮ストロークの中央位置に配置された状態を示している。図2に示すように、ハウジング9の端部9aから径方向外方Y1へ延びる取付ブラケット25が、例えば溶接等によりハウジング9の端部9aの外周に固定されている。取付ブラケット25に設けられたねじ挿通孔26を挿通するボルト(図示せず)が、車体側部材(図示せず)にねじ込み固定される。
FIG. 2 shows a state in which the
取付ブラケット25の少なくとも一部(図1の例では、取付ブラケット25の基端部の大部分)が、拡径部24から延設されている。すなわち、取付ブラケット25は、開口23の縁部23aに近接して配置されている。
ボールジョイント10は、タイロッド11の端部11aに設けられた球頭部10bを保持するソケット10aを有している。
At least a part of the mounting bracket 25 (in the example of FIG. 1, most of the base end portion of the mounting bracket 25) extends from the
The ball joint 10 has a
ブーツ14は、ハウジング9の開口23の縁部23aとタイロッド11との間を覆うように配置されている。具体的には、ブーツ14は、ハウジング9の開口23の縁部23aに第1クランプ27を用いて固定された第1固定部14aと、タイロッド11に第2クランプ28を用いて固定された第2固定部と、ボールジョイント10のソケット10aに第3クランプ29を用いて固定された中間固定部14cとを備えている。
The
また、ブーツ14は、第1固定部14aと中間固定部14cとの間に介在し、ラック軸8の伸縮運動のみを吸収する伸縮吸収部30と、中間固定部14cと第2固定部14bとの間に介在し、タイロッド11の揺動運動のみを吸収する揺動吸収部31とを備えている。
伸縮吸収部30は、軸方向X1に起伏する弛み部32を有し、弛み部32の弛み量を可変することにより、ラック軸8の伸縮運動を吸収する。
The
The expansion /
図2に示すラック軸8の伸縮ストロークの中央位置で、弛み部32が、第1固定部14aに連なる大径筒部33と、中間固定部14cに連なり大径筒部33の内側に配置された小径筒部34と、大径筒部33と前記小径筒部34とを接続する折り返し部35とを含む形状をなしている。ラック軸8の伸縮ストロークの中央位置で、弛み部32が、拡径部24内に配置されている。
2, the
また、ラック軸8の伸縮ストロークの中央位置から縮み側では、図3に示すように、伸縮吸収部30の折り返し状の弛み部32を、ハウジング9の拡径部24内のより奥側へ収容する。また、ラック軸8の伸縮ストロークの中央位置から伸び側では、図4に示すように、弛み部32の折り返しを解きほどくようにして伸縮吸収部30をハウジング9外へ伸長する。
Further, on the contraction side from the center position of the expansion / contraction stroke of the
本実施形態によれば、ブーツ14の中間部を中間固定部14cとして、ボールジョイント10のソケット10aに固定したので、ソケット10aへのブーツ14の噛み込みを防止でき、ブーツ14の耐久性を向上することができる。すなわち、ブーツ14の中間固定部14cが、図2〜図4に示すように、ソケット10aと同行移動するため、ソケット10aへのブーツ14の噛み込みが防止される。
According to the present embodiment, since the intermediate portion of the
また、中間固定部14cからハウジング9側に配置された伸縮吸収部30が、軸方向X1に起伏する弛み部32の弛み量を可変することで伸縮のみを吸収する。すなわち、径方向に起伏して軸方向に重畳される従来の蛇腹構造を用いずとも、ハウジング9からのラック軸8の突出部分のシール性を確保でき、設計の自由度を広げることができる。
また、ブーツ14の第1固定部14aが、ハウジング9の開口23の縁部23aに固定されるので、車体に取り付けるための取付ブラケット25を、ハウジング9の端部9aにおいて開口23の縁部23aに近い位置から延設することが可能となる。したがって、取付ブラケット25が、車体へのマウント中心C1(ねじ挿通孔26の中心に相当)とハウジング9とを短い距離で接続することができるので、可及的に、取付ブラケット25自身を小型化することができる。ひいては取付構造を含めたステアリング装置1を小型化することができる。
Moreover, the expansion /
Further, since the first fixing
また、ラック軸8の伸縮ストロークの中央位置で、伸縮のみを吸収する伸縮吸収部30の弛み部32が、折り返し部35を介して接続された大径筒部33と小径筒部34とを形成する。ブーツ14を軸方向X1に起伏させて軸方向ストロークを吸収するので、従来の径方向に起伏する蛇腹のように多段に重ねずとも、大径筒部33と小径筒部34とのオーバーラップ量を可変して、所要の伸縮量を吸収することができる。
Further, the
また、ラック軸8の伸縮ストロークの中央位置から縮み側では、図3に示すように、伸縮吸収部30の折り返し状の弛み部32をハウジング9の拡径部24のより内奥側に収容することができる。また、伸縮ストロークの中央位置から伸び側では、図4に示すように、弛み部32の折り返しを解きほどくようにして伸縮吸収部30をハウジング9外へ伸長することができる。したがって、ブーツ14の伸縮吸収部30に無理をかけることなく、所要の伸縮量を吸収することができる。
Further, on the side contracted from the center position of the expansion / contraction stroke of the
また、取付ブラケット25の少なくとも一部が、拡径部24と接続されているので、取付ブラケット25をハウジング9の端部9aにおいて開口23の縁部23aに近い位置から延設することが可能となる。したがって、取付ブラケット25が、車体へのマウント中心C1(取付ブラケット25のねじ挿通孔26の中心に相当)とハウジング9とを短い距離で接続でき、取付ブラケット25自身の小型化を通じてステアリング装置1を小型化することが実質的に可能となる。
Further, since at least a part of the mounting
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の請求項記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims of the present invention.
1…ステアリング装置、2…操舵部材、7…ピニオン軸、8…ラック軸、8a…(ラック軸の)端部、9…ハウジング、9a…(ハウジングの)端部、10…ボールジョイント、10a…ソケット、11…タイロッド、14…ブーツ、14a…第1固定部、14b…第2固定部、14c…中間固定部、23…開口、23a…(開口の)縁部、24…拡径部、25…取付ブラケット、26…ねじ挿通孔、27…第1クランプ、28…第2クランプ、29…第3クランプ、30…伸縮吸収部、31…揺動吸収部、32…弛み部、33…大径筒部、34…小径筒部、35…折り返し部、C1…マウント中心、X1…軸方向、Y1…径方向外方
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering device, 2 ... Steering member, 7 ... Pinion shaft, 8 ... Rack shaft, 8a ... End of (rack shaft), 9 ... Housing, 9a ... End of (housing), 10 ... Ball joint, 10a ...
Claims (4)
前記ハウジングの端部から径方向外方へ延び、車体に固定される取付ブラケットと、
前記ラック軸の端部にボールジョイントを介して接続されたタイロッドと、
前記ハウジングの開口の縁部と前記タイロッドとの間を覆うブーツと、を備え、
前記ブーツは、前記ハウジングの開口の縁部に固定された第1固定部と、前記タイロッドに固定された第2固定部と、前記ボールジョイントのソケットに固定された中間固定部と、前記第1固定部と前記中間固定部との間に介在し前記ラック軸の伸縮運動のみを吸収する伸縮吸収部と、前記中間固定部と前記第2固定部との間に介在し、前記タイロッドの揺動運動のみを吸収する揺動吸収部と、を含み、
前記伸縮吸収部は、軸方向に起伏する弛み部を有し、前記弛み部の弛み量を可変することにより、前記ラック軸の伸縮運動を吸収するように構成されているステアリング装置。 A housing having an opening through which the rack shaft is inserted;
A mounting bracket extending radially outward from the end of the housing and secured to the vehicle body;
A tie rod connected to the end of the rack shaft via a ball joint;
A boot covering between the edge of the opening of the housing and the tie rod,
The boot includes a first fixing part fixed to an edge of the opening of the housing, a second fixing part fixed to the tie rod, an intermediate fixing part fixed to a socket of the ball joint, and the first fixing part. An expansion / contraction absorbing portion that is interposed between the fixing portion and the intermediate fixing portion and absorbs only the expansion / contraction movement of the rack shaft, and is interposed between the intermediate fixing portion and the second fixing portion to swing the tie rod. A swing absorbing part that absorbs only motion,
The expansion and contraction absorbing portion has a slack portion that undulates in the axial direction, and is configured to absorb the expansion and contraction motion of the rack shaft by changing a slack amount of the slack portion.
前記ラック軸の伸縮ストロークの中央位置で、前記弛み部が、前記拡径部内に配置されているステアリング装置。 In Claim 1 or 2, the end of the housing has an enlarged diameter part,
The steering device, wherein the slack portion is disposed in the enlarged diameter portion at a center position of the expansion / contraction stroke of the rack shaft.
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Cited By (1)
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JP2016003740A (en) * | 2014-06-18 | 2016-01-12 | ユニキャリア株式会社 | Dust boot and rod protector for fluid pressure cylinder |
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2012
- 2012-04-12 JP JP2012091305A patent/JP2013220665A/en active Pending
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