JP2014019413A - 給油装置 - Google Patents

Abstract

【課題】給油装置は、インレットパイプを通じて燃料タンクの燃料の抜き取りを防止するとともに、流路抵抗が小さい格子部材を備えている。
【解決手段】給油装置は、給油管の燃料通路ＦＰａに設けられた格子部材１６を備え、格子部材１６は、燃料通路ＦＰａの中心線ＣＬを中心とした同心円上に配置されかつ直径の異なる複数の環状の仕切体１７と、仕切体１７を給油管の内壁に対して支持する支持部材１８とを備え、給油管の内壁、仕切体１７、支持部材１８の間に形成される間隙を燃料通路の一部である複数の間隙流路１９とし、各々の仕切体１７の中心は、中心線ＣＬ上で、異なった位置に配置されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、車両の燃料タンクに燃料を供給するための給油装置に関する。

従来、自動車の燃料タンクには、インレットパイプから細いパイプを挿入して、パイプを通じて燃料タンクから燃料を盗まれるのを防止するために、インレットパイプの燃料通路に、格子部材を設けた盗用防止機構が知られている（特許文献１）。こうした盗用防止機構は、アルコール２０％以上を含む燃料を使用するエンジンを搭載した車両では、法令により義務化されている場合がある。

特開２０１０−６２４６号公報

特許文献１にかかる格子部材は、インレットパイプの燃料通路に同心円状に配置した複数の環状体と、上記環状体をインレットパイプに対して支持する支持部材とを備え、盗用パイプの挿入を阻止するとともに、流路抵抗の低減を図っている。しかし、従来の格子部材において、一層、流路抵抗を低減させることが求められていた。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態は、給油口から注入された燃料を燃料タンクに供給するための給油管を有する給油装置において、上記給油管の燃料通路に設けられた格子部材を備え、上記格子部材は、上記燃料通路の中心線を中心とした同心円上に配置されかつ直径の異なる複数の環状の仕切体と、該仕切体を上記給油管の内壁に対して支持する支持部材とを備え、上記給油管の内壁、上記仕切体、上記支持部材の間に形成される間隙を上記燃料通路の一部である複数の間隙流路とし、上記各々の仕切体の中心は、上記中心線上で、異なった位置に配置されている。この形態によれば、格子部材の間隙流路は、中心軸より直角の面に配置される格子よりも大きな開口面積であるから、大きな流量をスムーズに流せる。

（２）上記形態の給油装置において、上記仕切体および上記支持部材は、該仕切体および支持部材の全てと交差する円錐曲面を規定できる位置に配置されていてもよい。

（３） 上記形態の給油装置において、上記仕切体は、上記給油口側から燃料タンク側へ向けて断面積が増大する断面突形状に形成され、該仕切体の外表面が上記円錐の曲面と一致するように形成してもよい。この構成により、格子部材の複数の間隙流路を通過する流量を均一化でき、特に中心線の付近に流れが集中することなく、スムーズな給油ができる。

（４） 上記形態の給油装置において、上記複数の間隙流路は、外周側から内周側へ所定幅の円弧形状に形成され、上記仕切体は、上記複数の間隙流路を上記中心線と直角の面に投影したときに、外周側の間隙流路の流路面積は、内周側の間隙流路の流路面積より大きくなるように形成してもよい。

自動車の燃料タンクに燃料を供給するための給油装置を示す概略図である。 燃料タンクの燃料タンク用管接続体、通路形成部材および逆止弁の付近を拡大した断面図である。 図２の矢印３の方向から見た平面図である。 図３の４−４線に沿った断面図である。 図３の５−５線に沿った断面図である。 燃料タンク用管接続体の一部を破断した斜視図である。 格子部材を説明する斜視図である。 格子部材の形状を説明する説明図である。 弁プレートを示す説明図である。 給油装置の給油動作を説明する説明図である。 格子部材の作用を説明する説明図である。 格子部材の作用を説明する説明図である。 格子部材の作用を説明する説明図である。 第２実施例にかかる燃料タンク用管接続体を示す半断面図である。 第３実施例にかかる燃料タンク用管接続体を示す断面図である。 第４実施例にかかる燃料タンク用管接続体を示す断面図である。 第５実施例にかかる燃料タンク用管接続体を示す断面図である。

（１） 給油装置ＦＳの概略構成
図１は第１実施例にかかる自動車の燃料タンクＦＴに燃料を供給するための給油装置ＦＳを示す概略図である。図１に示すように、給油装置ＦＳは、燃料タンクＦＴに接続され、給油ガン（図示省略）から供給される燃料を燃料タンクＦＴに送るものであり、給油口から燃料タンクＦＴへの燃料通路ＦＰａを形成する給油管ＦＰを備えている。給油管ＦＰは、燃料キャップＦＣにより開閉される給油口を有するフィラーネックＦＮと、フィラーネックＦＮの一端に接続された樹脂製のインレットパイプＩＰと、インレットパイプＩＰの一端に接続されかつ燃料タンクＦＴに溶着された燃料タンク用管接続体１０と、燃料タンク用管接続体１０に溶着された通路形成部材２２とを備えている。通路形成部材２２の先端には、逆止弁３０が装着されている。なお、フィラーネックＦＮには、図示しないブリーザパイプが燃料タンクＦＴに接続されている。給油装置ＦＳの構成により、給油時に燃料キャップＦＣを外して、給油ガンから燃料をフィラーネックＦＮに注入すると、燃料は、インレットパイプＩＰ、燃料タンク用管接続体１０、通路形成部材２２内の燃料通路ＦＰａを流れて、さらに逆止弁３０を開いて燃料タンクＦＴ内に供給される。一方、給油ストップ時では、逆止弁３０は、閉弁状態にあるから、上昇したタンク内圧により燃料が押し戻されて外部へ流出するのを防止する。

（２） 各部の構成および作用
以下、各部の構成について説明する。
（２）−１ 燃料タンクＦＴ
燃料タンクＦＴは、耐燃料透過性に優れたエチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）から形成されたバリア層と、バリア層上に積積されポリエチレン（ＰＥ）で形成された外層とを含む複数の樹脂層から形成されている。燃料タンクＦＴの側壁の上部には、タンク開口ＦＴａが形成されており、このタンク開口ＦＴａを囲むように燃料タンク用管接続体１０が溶着されている。

（２）−２ 燃料タンク用管接続体１０
図２は燃料タンクＦＴの燃料タンク用管接続体１０、通路形成部材２２および逆止弁３０の付近を拡大した断面図である。燃料タンク用管接続体１０は、通路形成部１２と、接続用溶着部１４と、格子部材１６とを備え、これらを２色成形により一体に形成している。通路形成部１２は、インレットパイプＩＰに接続される通路を形成する通路部１２ａを備えている。通路部１２ａの一端は、該通路部１２ａの外周端から拡張されることでインレットパイプＩＰを抜止するための抜止拡張部１２ｂになっている。通路部１２ａの他端には、フランジ１２ｃが形成されている。フランジ１２ｃの一方の面は、接続用溶着部１４の内壁に溶着される面になっており、その他面は、通路形成部材２２の一端を溶着するための溶着部１２ｄになっている。通路形成部１２は、例えば、ナイロン−１２などのポリアミド（ＰＡ）から形成されている。

接続用溶着部１４は、外筒部１４ａと、外筒部１４ａの一端外周から拡張されたフランジ１４ｂと、フランジ１４ｂの一端面に環状に突設された溶着端１４ｃとを備えている。接続用溶着部１４は、燃料タンクＦＴに熱溶着可能である変性ポリエチレンから形成されている。変性ポリエチレンは、ポリエチレン（ＰＥ）に極性官能基、例えばマレイン酸変性された官能基を付加した樹脂材料であり、ＰＡと射出成型時の熱により反応接着する材料である。よって、接続用溶着部１４は、２色成形により通路形成部１２と反応接着により溶着一体化している。

図３は通路形成部材２２の矢印３の方向から見た平面図、図４は図３の４−４線に沿った断面図、図５は図３の５−５線に沿った断面図、図６は燃料タンク用管接続体１０の一部を破断した斜視図である。格子部材１６は、燃料タンク用管接続体１０の出口側の端部に、燃料通路ＦＰａに掛け渡された状態にて配置されている。格子部材１６は、仕切体１７と、支持部材１８とを備え、燃料タンク用管接続体１０と一体に樹脂で形成されている。

図７は格子部材１６を説明する斜視図である。格子部材１６は、複数の環状の仕切体１７を備えており、すなわち、燃料通路ＦＰａの外周側から中心線ＣＬに向けて配置された、第１ないし第４仕切体１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄを備えている。第１ないし第４仕切体１７ａ〜１７ｄは、中心線ＣＬを中心とし、それぞれ直径が異なっており、しかも、燃料タンク用管接続体１０の出口側（図示下側）から、給油口側（図示上側）へ向けて異なった位置にそれぞれ配置されている。また、図５に示すように、第２ないし第４仕切体１７ｂ〜１７ｄのそれぞれの断面は、給油口側から燃料タンク側へ向けて断面積が増大する断面突形状の一例である断面直角三角形であり、斜辺が給油側の燃料通路に面している。なお、ここでいう中心線ＣＬは、燃料通路ＦＰａの中心に沿った線を示しているが、これに限らず、燃料通路の断面円形から僅かに偏心した位置を含むものであってもよい。

図７において、支持部材１８は、環状の第１仕切体１７ａから周方向に１２０゜の間隔で３本斜め上方へ立設されており、つまり、第１仕切体１７ａと第４仕切体１７ｄとを周方向に１２０゜の間隔で連結し、その途中で第１および第２仕切体１７ｂ，１７ｃと交差して一体化することで仕切体１７を支持している。３本の支持部材１８は、円錐面上に配置されており、図５に示すように、中心線ＣＬに対して、頂角θに設定されている。

図８において、給油管ＦＰの内壁、上記仕切体１７、上記支持部材１８の間に形成される間隙は、上記燃料通路の一部である複数の間隙流路１９となっている。間隙流路１９は、第１ないし第４間隙流路１９ａ〜１９ｄから構成されている。第１ないし第４仕切体１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは、それぞれ外径が異なっていることから、第１ないし第３間隙流路１９ａ〜１９ｃは、所定幅の円弧形状であり、円錐面に沿って傾斜した傾斜開口を有する。また、第４間隙流路１９ｄは、円形の流路となっている。また、図８に示すように、第１ないし第４間隙流路１９ａ〜１９ｄは、所定の直径以上の盗用パイプを挿入できない幅に設定されている。例えば、直径５．２ｍｍ以上の盗用パイプの挿入を阻止する場合には、間隙流路１９は、５．２ｍｍ以下にそれぞれ設定されている。また、第１ないし第３間隙流路１９ａ〜１９ｃは、中心線と直角方向に投影した面（平面図）でみると、外周側の間隙流路から内周側の間隙流路に向けて狭くなっており、つまり、Ｌａ＞Ｌｂ＞Ｌｃになっている。

（２）−３ 通路形成部材２２および逆止弁３０の構成
図２において、通路形成部材２２は、通路形成部１２と同じＰＡから形成された筒形状であり、その内部にインレットパイプＩＰに接続される通路２２ａを有し、インレットパイプＩＰ側が流入口２３ｂになっている。通路形成部材２２の流入口２３ｂの端部には、フランジ２５を有し、通路形成部１２の溶着部１２ｄに溶着により一体になって流路を形成している。

逆止弁３０は、通路形成部材２２の外周端部に形成された取付部２７と、取付部２７に取り付けられ流出口２３ａを開閉する弁プレート３５とを備えている。図９は弁プレート３５を示す平面図である。弁プレート３５は、金属製の薄板をプレス切断することにより、ほぼ円板状の閉止部３６と、アーム部３７，３７と、連結部３８，３８および被取付部３９とを一体的に板ばねとして形成したものである。閉止部３６は、シート部２６（図２）の外形とほぼ同一の形状で、流出口２３ａを開閉するものであり、つまりシート部２６に着離するように形成されている。アーム部３７，３７は、閉止部３６の外周部のほぼ半円を囲むように形成されている。アーム部３７，３７の一端部の各々は、連結部３８，３８を介して閉止部３６にそれぞれ連結され、他端部の各々は、被取付部３９により連結されている。被取付部３９は、図２に示す取付部２７に挿入されることにより、閉止部３６を開閉可能に支持する部位であり、閉止部３６に対して折曲されている。

この構成の逆止弁３０により、図９に示すように、給油時に、給油管ＦＰの燃料タンク用管接続体１０を流れる燃料は、流入口２３ｂに配置された格子部材１６を通った後に、通路２２ａを流れて流出口２３ａに達すると、弁プレート３５の閉止部３６を押す。弁プレート３５は、被取付部３９で取付部２７に取り付けられているから、被取付部３９を支点として開いて、流出口２３ａを開いて燃料が流出する。

（３） 実施例の作用・効果
上記実施例の構成により、以下の効果を奏する。
（３）−１ 図１において、給油口からインレットパイプＩＰの燃料通路ＦＰａに供給された燃料は、格子部材１６の間隙流路１９を通じて、燃料タンク側の通路２２ａへ流れる。このとき、間隙流路１９を通過する燃料の流れは、以下のように解析される。給油管ＦＰは、水平方向に対して傾いて配策されているので、給油の初期に流れる燃料は、インレットパイプＩＰの下側の管壁に沿い、そして、主に格子部材１６の外周下側の間隙流路１９を通じて燃料タンク側へ流れる。図１１に示すように、間隙流路１９の第１ないし第３間隙流路１９ａ〜１９ｃは、中心軸より直角の面に投影した面積よりも大きな開口面積を有する傾斜開口であり、しかも、外周側の第１間隙流路１９ａが内周側の第２および第３間隙流路１９ｂ，１９ｃよりも大きな流路面積としているから（図８参照）、インレットパイプＩＰの下側の内壁に沿った初期の大きな流量をスムーズに流せる。よって、インレットパイプＩＰの内管壁に沿った初期の流れの乱れが最小限に抑えられる。そして、燃料は、一定量まで増加して燃料通路ＦＰａのほぼ全域にわたって流れたときには、その流速が大きいから、格子部材１６で流れが乱れることなく、整流のままで速やかに通過する。したがって、格子部材１６は、インレットパイプＩＰの内壁を沿って流れる給油初期の燃料で乱流を起こすことなく、その後に流れる燃料の流路抵抗の増大の要因にならず、給油作業に支障を招かない。

（３）−２ 図１２に示すように、格子部材１６は、第２および第３仕切体１７ｂ，１７ｃにより燃料通路の一部を仕切っており、第１ないし第４間隙流路１９ａ〜１９ｄを中心線ＣＬと直角方向の面に投影した場合に、その間隙が盗用パイプの外径よりも狭くなっている。よって、盗用パイプＳＰを、給油口から燃料通路ＦＰａへ挿入しても、盗用パイプＳＰは、直線形状を維持したまま、格子部材１６からタンク側の通路２２ａへ挿入されない。また、間隙流路１９の傾斜開口の間隙が、盗用パイプの直径よりも大きくても、傾斜開口から挿入されたときに可撓性のパイプが曲げられてしまい、それ以上、奥まで挿入されない。よって、盗用パイプＳＰの先端は、燃料タンク内の燃料液面に届かないから、盗用パイプＳＰを通じて、燃料タンクからの燃料を吸い出すことができず、燃料の盗難を防止することができる。

（３）−３ 図１１に示すように、仕切体１７は、給油口側を頂角とする断面直角三角形に形成されているから、燃料の流路抵抗をさほど大きくすることなく、燃料を通過させる。しかも、仕切体１７は、中心から外周側に向けた外表面を斜面とした断面直角三角形で形成されているから、斜面に当たった燃料は、斜面に沿って多く流れ、残りが、格子部材１６の内側の流路に入る。よって、図１３の格子部材ＧＲに示すように、仕切体ＰＭの外周側から中心に向けた面を斜面とした断面二等辺三角形とした形状と比べて、間隙流路Ｖｐを通じて、中心側に燃料が集中することがない。よって、図１２の実施例によれば、その流路に燃料が詰まった状態にならず、整流が維持され、流路抵抗が小さい。

燃料タンクシステムでは、給油装置ＦＳは、燃料タンク、キャニスタを通じて、外気に通じているが、給油時における燃料供給を円滑にするために、全体の通気抵抗が所定の圧損値以下となる仕様になっている。本実施例では、格子部材１６における流路抵抗を小さくできた分だけ、キャニスタ側で許容される圧損値を大きくとれ、よって、圧損が大きいけれども、大気への燃料蒸気の放出を低減できるキャニスタを用いることができる。

（３）−４ 図５において、格子部材１６は、中心線ＣＬに対して頂角θをなしているが、この頂角θと流路抵抗との関係を調べたところ、頂角θは、４５゜より小さいと、流路抵抗が小さくなることが分かった。しかし、格子部材１６の頂角θが２０゜より小さくなると、傾斜開口の面積が大きくなり、盗用パイプＳＰが斜めの角度で入りやすくなり、特に可撓性パイプの場合に、燃料の盗用を防止する作用が低下するから、２０゜以上であることが好ましい。

（３）−５ 格子部材１６は、燃料の流路抵抗を大きくしないから、アルコール系の燃料タンクだけでなく、従来と同じ給油管ＦＰの管径でガソリン用の燃料タンクにも適用することができ、汎用性が高い。

（４）他の実施例
この発明は上記実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

（４）−１ 図１４は第２実施例にかかる燃料タンク用管接続体１０Ｂを示す半断面図である。本実施例は、燃料タンク用管接続体１０Ｂの格子部材１６Ｂの仕切体１７Ｂの断面形状に特徴を有する。すなわち、第２仕切体１７Ｂｂは、外表面１７Ｂｂ１と、内周壁１７Ｂｂ２と、底面１７Ｂｂ３とにより構成され、断面突形状としての一例である断面三角形である。第２仕切体１７Ｂｂの形状において、内周壁１７Ｂｂ２が中心線ＣＬと平行に形成されているから、仕切体１７Ｂの内周側を通る燃料をスムーズに流すことができ、しかも、底面１７Ｂｂ３が中心線ＣＬに対して鉛直方向でタンク側に突出しているから、外表面１７Ｂｂ１と底面１７Ｂｂ３との角度が鈍角になり、第２仕切体１７Ｂｂに対する流体の剥離が少なくなる。よって、格子部材１６Ｂを流れるときの流路抵抗を低減することができる。また、仕切体１７Ｂの断面形状として、第１仕切体１７Ｂａに示すように外表面を湾曲した形状とすることで、流路抵抗を低減してもよい。なお、上記実施例では、仕切体の断面形状を断面三角形としたが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、断面多角形としてもよい。

図１５は第３実施例にかかる燃料タンク用管接続体１０Ｃを示す断面図である。本実施例は、格子部材１６Ｃの取付位置に特徴を有する。すなわち、格子部材１６Ｃは、燃料タンク用管接続体１０Ｃの流入口側に配置されている。上述した第１実施例において、格子部材は、給油管のうち、燃料タンクの壁面と近い位置に設けたが、本実施例のように、インレットパイプＩＰ側との接続箇所の付近における燃料タンク用管接続体１０Ｃに設けても、同様な効果を奏する。

図１６は第４実施例にかかる燃料タンク用管接続体１０Ｄを示す断面図である。第４実施例は、格子部材１６Ｄの三角錐の頂点を燃料タンク側に配置している。このように、格子部材の仕切体の配置は、流路抵抗や製造工程を考慮して種々の配置をとることができる。

図１７は第５実施例にかかる燃料タンク用管接続体１０Ｅを示す断面図である。本実施例は、仕切体１７Ｅの形状に特徴を有する。すなわち、仕切体１７Ｅは、通路形成部１２Ｅの内周側に配置される第１仕切体１７Ｅａが通路形成部１２Ｅの内壁から離れた位置に配置され、その間を第１間隙流路１９Ｅａとしている。この構成により、通路形成部１２Ｅの内壁と通路形成部材２２Ｅの内壁とが面一になるから、通路形成部１２Ｅの内壁に沿って流れる燃料に対して流路抵抗を低減できる。

また、上記実施例では、格子部材１６を燃料タンク用管接続体１０に一体に形成しているが、これに限らず、通路形成部材２２やインレットパイプＩＰなどに一体に形成するほか、別の部材で組み付ける構成であってもよい。

本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０…燃料タンク用管接続体
１０Ｂ…燃料タンク用管接続体
１０Ｃ…燃料タンク用管接続体
１０Ｄ…燃料タンク用管接続体
１０Ｅ…燃料タンク用管接続体
１２…通路形成部
１２Ｅ…通路形成部
１２ａ…通路部
１２ｂ…抜止拡張部
１２ｃ…フランジ
１２ｄ…溶着部
１４…接続用溶着部
１４ａ…外筒部
１４ｂ…フランジ
１４ｃ…溶着端
１６…格子部材
１６Ｂ…格子部材
１６Ｃ…格子部材
１６Ｄ…格子部材
１７（１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ）…仕切体
１７Ｂ…仕切体
１７Ｂｂ１…外表面
１７Ｂｂ２…内周壁
１７Ｂｂ３…底面
１７Ｅ…仕切体
１７Ｅａ…第１仕切体
１８…支持部材
１９（１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ）…間隙流路
１９Ｅａ…第１間隙流路
２２…通路形成部材
２２Ｅ…通路形成部材
２２ａ…通路
２３ａ…流出口
２３ｂ…流入口
２４ｃ…連結部
２５…フランジ
２６…シート部
２７…取付部
３０…逆止弁
３５…弁プレート
３６…閉止部
３７…アーム部
３８…連結部
３９…被取付部
ＦＣ…燃料キャップ
ＦＮ…フィラーネック
ＦＰ…給油管
ＦＰａ…燃料通路
ＦＳ…給油装置
ＦＴ…燃料タンク
ＦＴａ…タンク開口
ＧＲ…格子部材
ＩＰ…インレットパイプ
Ｌａ…間隔
ＰＭ…仕切体
ＳＰ…盗用パイプ
Ｖｐ…間隙流路

Claims (4)

1. 給油口から注入された燃料を燃料タンクに供給するための給油管（ＦＰ）を有する給油装置において、
   上記給油管（ＦＰ）の燃料通路（ＦＰａ）に設けられた格子部材（１６）を備え、
   上記格子部材（１６）は、上記燃料通路（ＦＰａ）の中心線（ＣＬ）を中心とした同心円上に配置されかつ直径の異なる複数の環状の仕切体（１７）と、該仕切体（１７）を上記給油管（ＦＰ）の内壁に対して支持する支持部材（１８）とを備え、上記給油管（ＦＰ）の内壁、上記仕切体（１７）、上記支持部材（１８）の間に形成される間隙を上記燃料通路の一部である複数の間隙流路（１９）とし、
   上記各々の仕切体（１７）の中心は、上記中心線（ＣＬ）上で、異なった位置に配置されている、ことを特徴とする給油装置。
2. 請求項１に記載の給油装置において、
   上記仕切体（１７）および上記支持部材（１８）は、該仕切体（１７）および支持部材（１８）の全てと交差する円錐曲面を規定できる位置に配置されている給油装置。
3. 請求項２に記載の給油装置において、
   上記仕切体（１７）は、上記給油口側から燃料タンク側へ向けて断面積が増大する断面突形状に形成され、該仕切体（１７）の外表面が上記円錐の曲面と一致するように形成されている給油装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の給油装置において、
   上記複数の間隙流路（１９）は、複数同心円状に配置された所定幅の円弧形状に形成され、
   上記仕切体（１７）は、上記複数の間隙流路（１９）を上記中心線（ＣＬ）と直角の面に投影したときに、外周側の間隙流路（１９）の流路面積は、内周側の間隙流路（１９）の流路面積より大きくなるように形成されている給油装置。

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