JP2015030419A - 車体処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、自動車のドアバイザー内面を洗浄／乾燥することができる車体処理装置を提供することを目的とするものである。
【解決手段】 ブロワ１４と連通した略円形の送風口１３を有し、自動車車体の側面に向けて送風する側面送風ノズル７と、側面送風ノズル７を上下方向に移動する昇降装置１６と、自動車の形状を検出する上面形状検出装置９・側面形状検出装置１０と、車形検出装置９・１０で検出される車形に基づいて昇降装置１６を制御する洗車制御ボード３０を備え、洗車制御ボード３０は、車形検出装置９・１０で検出される車形からドアバイザー内への送風基準点Ｐｒ・Ｐｒ’を設定するとともに、側面送風ノズル７の送風口１３が送風基準点Ｐｒ・Ｐｒ’に向けて送風する位置になるよう昇降装置１６を制御する。
【選択図】図９

Description

本発明は、自動車の車体面を乾燥処理及び洗浄処理する車体処理装置に関するものであり、特に自動車のドアバイザー内面を処理するためのものである。

自動車の車体面を洗浄／乾燥処理する装置として、門型状の本体フレームを自動車を跨いで走行させ、この走行に伴い、本体フレーム内に装備した洗浄ブラシ・噴射ノズル・乾燥ノズル等を車体面に順次作用させて洗車を図る門型洗車機が知られている。近年、ドアの窓枠上部にドアバイザーを装備した自動車が増えているが、従来の洗車機では、ドアバイザーが取り付けられたドア窓上部やドアバイザーの内側が処理できず、洗い残しや水滴残りが発生している。

特開２００４−２３７９３２号公報

本発明は、自動車のドアバイザー内面を洗浄／乾燥することができる車体処理装置を提供することを目的とするものである。

この課題を解決するため本発明は、本体フレームと自動車車体とを相対移動し、移動に伴い車体面を処理する車体処理装置において、ブロワと連通した略円形の送風口を有し、自動車車体の側面に向けて送風する側面送風ノズルと、側面送風ノズルを上下方向に移動する移動手段と、自動車の形状を検出する車形検出手段と、車形検出手段で検出される車形に基づいて移動手段を制御する制御手段を備え、制御手段は、車形検出手段で検出される車形からドアバイザー内への送風基準点を設定するとともに、側面送風ノズルの送風口が送風基準点に向けて送風する位置になるよう移動手段を制御する。

側面送風ノズルは、送風口を斜め上向きに設け、制御手段で設定される送風基準点に向けて斜め下方から送風する。また、側面送風ノズルは、送風口に給水ポンプと連通した散水ノズルを配置し、送風口からの送風に散水ノズルの散水口からの洗浄水を合流させて車体面に吹き付ける。

移動手段は、側面送風ノズルを上下方向に昇降する、もしくは側面送風ノズルを上下方向に首振り揺動する。

本発明によれば、ブロワからの送風をあまり減衰させない状態で車体側面に吹き付け、吹き付けられた送風が車体側面に沿ってドアバイザー内に拡散することで、ドア窓上部やドアバイザー内側の汚れや水滴を除去することができる。

本発明を備えた洗車機を示す平面図である。 同洗車機の側面図である。 側面送風ノズル７の構成を示す説明図である。 側面形状検出装置１０の構成を示す説明図である。 制御系を示すブロック図である。 側面形状の検出動作を示す説明図である。 制御点Ｐｒの仮想を示す説明図である。 制御点Ｐｒ’の作成を示す説明図である。 普通車の乾燥状態を示す説明図である。 車両別の乾燥状態を示す説明図である。 車体側面の乾燥状態を示す説明図である。 ドアバイザー付近の乾燥状態を示す説明図である。 別の乾燥状態を示す説明図である。 別の洗浄状態を示す説明図である。

以下、図面を基に、本発明の実施態様について説明する。図１は本発明を備えた洗車機を示す平面図、図２は同洗車機の側面図である。
１は本体フレームで、門型に形成され、床面に敷設されたレール２・２上を走行モータ３に駆動されて自動車Ａを跨ぐように往復走行する。本体フレーム１は、図１に示すように、通常レール２・２で与えられる走行範囲の後端部に停止し、この位置から洗車を開始する。本体フレーム１には、洗車処理を行う各種の処理装置として、洗浄ブラシ４・５・５，送風ノズル６・７・７をはじめ散水ノズル（図示しない）等が備えられ、走行モータ３の駆動による本体フレーム１の走行に伴って水，洗剤，ワックス等を散布してブラッシングする洗浄作業やブロワ送風より空気を吹き付ける乾燥作業を行う。

洗浄ブラシ４・５・５は、車体上面に沿って昇降し同上面をブラッシングする上面ブラシ４と、車体に対して接離（開閉）動作し車体の前後面および側面をブラッシングする左右一対の側面ブラシ５・５とからなる。送風ノズルは、車体上面に沿って昇降し同上面に空気を吹き付けてブロワ乾燥をはかる上面送風ノズル６と、車体側面に空気を吹き付けて乾燥をはかる左右一対の側面送風ノズル７・７とからなる。

８は走行エンコーダで、走行モータ３の出力軸に連係され、本体フレーム１が単位距離走行する毎にパルス出力し、そのパルス信号をカウントすることで本体フレーム１の走行位置を検知する。

９は上面形状検出装置で、本体フレーム１内面のブラシより前位置に設けられ、複数の発光素子を上下に配列させた発光部９ａと、これに対応して複数の受光素子を上下に配列した受光部９ｂとを対向させてあり、前記走行エンコーダ８からのパルス信号に同期して両者間で光信号（赤外光）の授受を行い、これにより洗車する車体の上面位置を検出し、更にこれに伴いボンネット・ウィンドウ・ルーフ・トランクといった自動車の各部位、自動車の車種、突起物の位置と種別等を検出する。

１０は側面形状検出装置で、本体フレーム１内面の上面形状検出装置９より前位置に設けられ、超音波センサを上下に複数配列させた形状検出部１０ａと、超音波センサを単体で取り付けた車幅検出部１０ｂとを備え、車体側面に超音波を照射し、車体面で反射して戻ってくるまでの時間から車体側面との距離を測定するとともに、車体側面の傾斜を検出する。

１１は操作ボックスで、レール２・２で与えられる本体フレーム１の走行範囲（洗車エリア）に入る手前で自動車の運転席から操作可能な高さに設けられる料金投入と洗車内容の選択入力等の操作を受け付ける。

本体フレーム１は、自動車Ａが通り抜け可能なスペースに設置され、レール２・２で与えられる本体フレーム１の走行範囲を洗車エリアとしており、洗車を受ける自動車Ａは、操作ボックス１１で洗車受付を行った後、この洗車エリアに前方から進入し、洗車が終了すると洗車エリアの後方へ退場する。すなわち、自動車Ａは前進走行して進入し、洗車後は同じく前進走行して退場するもので、洗車装置利用客（ドライバー）が自動車Ａに乗ったまま洗車を受けて通り抜けるドライブスルー洗車を可能にしている。

尚、実施態様では、ドライブスルー洗車機を例示しているが、洗車機の形態に限定はなく、洗車後に自動車をバックさせて退出するタイプ、据置式の洗車機本体に自動車を自走もしくはコンベア搬送するタイプにも適用できる。また、ブラシを備えず高圧スプレーで洗浄をはかる方式の洗車機にも適用できる。

図３は側面送風ノズル７の構成を示しており、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面部を示している。尚、ここでは一方のみを示しているが、実際には左右一対に設けられている。
側面送風ノズル７は、略筒状をなす上ノズル体７ａ及び下ノズル体７ｂと、該ノズル体７ａ・７ｂを高さ位置を変えて取り付ける固定プレート１２とからなる。各ノズル体７ａ・７ｂは、前面に円形の送風口１３を開口し、後端にブロワ装置１４と直結するダクトホース１５が接続されている。固定プレート１２は、ノズル体７ａ・７ｂを斜め上向きの姿勢で、且つ上ノズル体７ａを本体フレーム１の乾燥時走行方向に対して前方に向けて傾斜し、下ノズル体７ｂを本体フレーム１の乾燥時走行方向に対して後方に向けて傾斜した状態に取り付け、昇降装置１６により上下方向に昇降される。

尚、送風口１３の形状は、円形であればよいが、それ以外にも楕円・多角形・近似円等でも良い。本出願人の実験によれば、短辺／長辺＝０．２以上の長方形で囲まれる範囲で開口形状を設定すれば、軽自動車のようにノズルと車体が離れた状態であっても、ノズルを車体に接近させることなく、車体面で十分なコアンダ効果による拡散が得られた。好ましくは、短辺／長辺＝０．５〜１．０の長方形に外接する円形の開口形状が効果的である。

昇降装置１６は、ノズル体７ａ・７ｂを自動車の高さに応じて上下方向に昇降させるものであり、本体フレーム１の内側部に立設した昇降レール１７と、固定プレート１２の上下に連結されるチェーン１８と、このチェーン１８が懸回される上下スプロケット１９Ｕ・１９Ｌと、上スプロケット１９Ｕに直結される昇降モータ２０とから構成されている。２１Ｕ・２１Ｌはリミットスイッチで、それぞれ昇降レール１７の上下端近傍に備えられ、固定プレート１２の昇降限界位置を検出する。２２は昇降エンコーダで、上スプロケット１９Ｕに直結され、上スプロケット１９Ｕの回転方向を検出しながら単位角度回転毎にパルス信号を出力して固定プレート１２の昇降位置を与えている。

このような側面送風ノズル７により、ブロワ装置１４からの送風をエネルギー損失が少ないまま車体に噴射させることができる。ノズル体７ａ・７ｂからの送風は、上ノズル体７ａにより車体の上部から先に送風され、送風が車体で拡散しながら広がっていくとき車体下方への水滴の垂れ落ちを阻害せず、効率よく乾燥が図られる。また、ノズル体７ａ・７ｂからの送風は、斜め上向きに噴射され、その噴射位置を車体に合わせて昇降装置１６によって昇降制御することでドアバイザー内を含めた車体側面のブロワ乾燥を行うことができる。昇降装置１６は、左右の側面送風ノズル７をそれぞれ独立して昇降するため、片寄って停車された自動車に対しても左右側面のほぼ同じ位置に送風することができる。

図４は側面形状検出装置１０の構成を示している。
側面形状検出装置１０の形状検出部１０ａは、本体フレーム１の一方内面に形成され、自動車の進入を検出する超音波センサ２４と、上下等間隔Ｌに配した超音波センサ２５ａ〜２５ｄを備えている。車幅検出部１０ｂは、本体フレーム１の他方内面に形成され、形状検出部１０ａの超音波センサ２４と対をなす超音波センサ２６を備えている。

超音波センサ２４・２６は、それぞれ本体フレーム１の前面から支持アーム２７により前方に突出させた状態で、確実な車体認識と消防法の観点から地上高６０ｃｍを目安に取り付けられ、入車待機中においてセンサ２４を送信用・センサ２６を受信用（むろんその逆でもよい）として使用することで透過型検出器として機能させ、自動車が進入してきたことを検出する。また、洗車中において各センサ２４・２６を反射型検出器として機能させ、車体側面に超音波を送受して車体側面との距離を測定し、自動車の車幅と形状を検出する。

超音波センサ２５ａ〜２５ｄは、本体フレーム１の内面に適宜間隔をあけて配列され、車体側面に超音波を送受して車体側面との距離を測定し、各センサでの車体検出点を直線で結んで側面輪郭を検出する。超音波センサ２５ａは、普通車のドアと窓の切替付近に超音波を照射し、超音波センサ２５ｂは、普通車の窓に超音波を照射し、超音波センサ２５ｃは、普通車の窓とルーフの切替付近でワゴン車の窓付近に超音波を照射し、超音波センサ２５ｄは、ワゴン車の窓とルーフの切替付近に超音波を照射する。

これにより、超音波センサ２４を最下位・超音波センサ２５ｄを最上位として車体検出点が測定され、各検出点の座標データに基づいて直線化し車体側面形状を検出するものである。

図５は制御系を示すブロック図である。
３０は洗車制御ボードで、走行位置検出部３１・上面車形制御部３２・側面車形制御部３３・洗車制御部３４・洗車駆動部３５を備え、走行エンコーダ８から得た情報に基づき、自動車の位置，形状，装備等の車形データを認識するとともに、この車形データに基づいてブラシ，ブロワノズル等の洗車処理装置を作動させ、自動車の位置，形状，装備等に合わせて洗車を行うものである。

走行位置検出部３１は、走行エンコーダ８から発信されるパルス信号をカウントして本体フレーム１の走行位置を検出する。

上面車形制御部３２は、車形検出部３２ａ・画像処理部３２ｂ・基準点認識部３２ｃ・車種判別部３２ｄを備えている。
車形検出部３２ａは、本体フレーム１の走行に伴う走行エンコーダ８からのパルス信号をトリガにして上面形状検出装置９の透光／遮光データを取り込み、走行位置検出部３１で与える本体フレーム１の走行位置と対応させて２値画像データを作成する。こうして作成される２値画像データは、横軸を本体フレーム１の走行ピッチ、縦軸を光軸の配列ピッチとしたマトリックス状に展開し、透光の場合は白、遮光の場合は黒として表現される。

画像処理部３２ｂは、車形検出部３２ａで作成した２値画像データを画像処理して自動車の上面輪郭を抽出する。画像処理は、２値画像データのすべての画素に対して所定条件の論理フィルターをかけ、隣接する画素パターンよって検出画素の２値データを変更し、縦方向での透光画素と遮光画素の境界画素を車体上面位置として横方向に連続した自動車の上面輪郭を抽出する。

基準点認識部３２ｃは、画像処理部３２ｂで作成した上面輪郭に基づき自動車の基準点となる車体前端・ボンネットとフロントガラスの境界・ルーフ前端・ルーフ後端・車体後端を認識する。すなわち、車体前端は、上面レベルが予め設定された車体下限高さを越えた点を検出して認識される。ボンネットとフロントガラスの境界は、上面レベルが予め設定されたルーフ下限高さに達するまでの間で、且つ車体前端から所定距離離れたことを条件に、本体フレーム１が所定距離走行する間に上面レベルが所定値以上上昇した点を検出して認識される。尚、ワンボックス車においては、ボンネットがないため、この条件を満たす部位ができないので、上面レベルがルーフ下限高さに達した点で境界の認識を諦めて、次の基準点の認識に移行する。ルーフ前端は、上面レベルが予め設定されたルーフ下限高さ以上にあることを条件に、本体フレームが所定距離走行する間に上面レベルが所定値以上上昇しなくなった点を検出して認識される。ルーフ後端は、上面レベルがルーフ前端の高さから所定値以上下降した点を検出して認識される。車体後端は、上面レベルが車体下限高さを下回った点を検出して認識される。

車種判別部３２ｄは、基準点認識部３２ｃで認識した自動車の基準点から洗浄する自動車の車種を判別する。すなわち、ボンネットとフロントガラスの境界があれば普通車、無ければワンボックス車を判別する。

側面車形制御部３３は、センサ駆動部３３ａ・距離演算部３３ｂ・制御点検出部３３ｃ・データ作成部３３ｄを備えている。
センサ駆動部３３ａは、本体フレーム１が所定距離走行する毎に出力される走行エンコーダ８のパルス信号をトリガにして、駆動させたい超音波センサに送信／受信選択信号をシフトしたあと、超音波発振信号を出力し、同時に反射波の受信信号を受ける。

距離演算部３３ｂは、超音波発振から反射波受信までの時間により超音波センサと水平の車体面までの距離Ｘを測定し、車体検出点Ｐにおける座標データを作成する。例えば、図６に示すように、超音波センサ２４で検出される車体検出点Ｐ１の座標データは、超音波センサ２４から水平の車体面を検出点とし、Ｘ１＝超音波センサ２４で検出する距離，Ｙ１＝超音波センサ２４の取付高さで与えられる。同様にして、超音波センサ２５ａ〜２５ｄの検出点Ｐ２〜Ｐ５で座標データを作成していく。

制御点検出部３３ｃは、距離演算部３３ｂで検出された各車体検出点Ｐの座標データと、上面形状検出装置９で検出される車体上面位置Ｈとから制御点Ｐｒの座標データを仮想する。制御点Ｐｒは、側面送風ノズル７を昇降制御する際に目標とする車体ポイントであり、車体側面とルーフ面との境界部からドアバイザーの装備を想定して下方に所定量Ｈａオフセットした高さに、各検出点Ｐを近似的に結ぶ直線上に仮想される。例えば、図６で検出された車体検出点Ｐ１〜Ｐ４を用いて制御点Ｐｒを仮想する場合、図７に示すように、制御点ＰｒのＹ座標Ｙｒは、上面形状検出装置９で実測される車高Ｈとオフセット量Ｈａから算出（＝Ｈ−Ｈａ）され、Ｘ座標Ｘｒは、各検出点Ｐ１〜Ｐ４の座標データに基づき最小二乗近似法で与えられる傾きａ・切片ｂ及びＹ座標Ｙｒから算出（＝（Ｙｒ−ｂ）／ａ）される。

車形データ作成部３３ｄは、制御点検出部３３ｃで検出された車体一側面の制御点Ｐｒに基づいて車体他側面の制御点Ｐｒ’の座標データを仮想する。例えば、図８に示すように、超音波センサ２６で測定される車体の反対側面までの距離Ｘ６と、制御点Ｐｒの距離Ｘｒに基づいて車体の反対側の制御点Ｐｒ’の距離Ｘｒ’（＝Ｘｒ−Ｘ１＋Ｘ６）が算出される。

洗車制御部３４は、走行位置検出部３１で得られる本体フレーム１の走行位置データと、上面車形制御部３２で得られる上面車形データと、側面車形制御部３３で得られる側面車形データに基づいて洗車駆動部３５を制御して前記各ブラシ及びノズルを駆動するものである。

続いて、洗車制御部３４で実行される洗車制御のうち、側面車形制御部３３で得られる側面車形データに基づいて側面送風ノズル７を制御する動作について説明する。
側面送風ノズル７は、側面車形制御部３３で検出される制御点Ｐｒ・Ｐｒ’に向けて送風する位置になるように昇降装置１６により昇降される。このとき、側面送風ノズル７の上ノズル体７ａからの送風が制御点Ｐｒ・Ｐｒ’に指向されるように昇降される。すなわち、図９に示すように、制御点ＰｒのＸ座標（Ｘｒ）とＹ座標（Ｙｒ）、及び上ノズル体７ａの傾斜角度θに基づいて、上ノズル体７ａが高さＨｒ（＝Ｙｒ−Ｘｒtanθ）になるように昇降装置１６を制御する。

図１０はそれぞれ制御点Ｐｒ・Ｐｒ’への側面送風ノズル７の昇降位置を例示しており、（ａ）はワゴン車・（ｂ）は軽自動車・（ｃ）は片寄って停車した普通車を示している。昇降装置１６の制御により、ワゴン車や軽自動車に対しても同様に制御点Ｐｒ・Ｐｒ’に向けて送風することができ、しかもワゴン車や軽自動車のように車幅が異なりノズルからの距離が変化しても、筒状のノズル体７ａ・７ｂにより送風の減衰が抑えられるため、同等の乾燥能力を与えることができる。また、左右片寄って停車されている場合でも、昇降装置１６が左右独立して側面送風ノズル７を昇降するため、確実に左右の制御点Ｐｒ・Ｐｒ’に向けて送風することができる。

尚、制御点Ｐｒ・Ｐｒ’は、例えば普通車のボンネット部やトランク部のように車高が低い部分には検出されない。具体的には、側面形状検出装置１０における普通車の窓とルーフの切替付近でワゴン車の窓付近に超音波を照射する超音波センサ２５ｃ及びワゴン車の窓とルーフの切替付近に超音波を照射する超音波センサ２５ｄで車体を検出しない低車高部分では制御点Ｐｒ・Ｐｒ’が検出されない。この制御点Ｐｒ・Ｐｒ’が検出されない低車高部分では、側面送風ノズル７をリミットスイッチ２２Ｌで検出される下限位置にして送風を行っている。

このように構成する本発明の動作について説明する。
操作ボックス１１において洗車を受け付けた後、本体フレーム１の超音波センサ２４，２６で自動車が所定の停車位置に停車されたことを検出すると、選択された洗車メニューに沿って洗車が実行される。ここで、洗車メニューとして、ワックス洗車が選択された場合、本体フレーム１の第１往行に伴い、車形検出工程とシャンプー工程が実行され、本体フレーム１の第１復行に伴い、ワックス工程が実行され、本体フレーム１の第２往行に伴い、ブロワ乾燥工程が実行される。

車形検出工程は、走行位置検出部３１で本体フレーム１の走行位置を検出しながら上面車形制御部３２及び側面車形制御部３３で自動車の上面形状及び側面形状の検出が行われる。シャンプー工程及びワックス工程は、散水ノズルより洗浄水と洗剤水又はワックスを放出しながら、上面ブラシ４が自動車の上面形状に沿って駆動して車体上面のブラッシング洗浄を行い、側面ブラシ５・５が開閉動作により自動車の前面・側面・後面のブラッシング洗浄を行う。

乾燥工程は、上面送風ノズル６が自動車の上面形状に沿って昇降し、できるだけ車体に近づいた状態で自動車の上面に送風し、側面送風ノズル７が自動車の上面形状に応じて昇降位置を変位させて車体の側面に向けて送風し、洗浄後の車体をブロワ乾燥する。

この乾燥工程において、側面送風ノズル７からの送風は、筒状のノズル体によってほとんど損失のない状態で車体に吹き付けられる。車体に吹き付けられた送風は、コアンダ効果により車体面に沿って拡散していき、広域にわたって水滴除去の乾燥力が発揮される。これにより、上ノズル体７ａからの送風は、制御点Ｐｒ，Ｐｒ’（窓付近）に作用した後、図１１及び図１２に示すように、ドアバイザーＤＢの内面に及んで作用し、水滴除去が図られる。しかも、上ノズル体７ａは、角度θ上向きに傾斜して取り付けられているため、窓部に吹き付けられた送風が窓に沿ってドアバイザーの内面に強力な乾燥力を維持したまま供給されて残留する水滴を吹き飛ばしていく。

尚、側面送風ノズル７を上下方向に首振り可能にし、車体の部位に応じて上下方向に揺動させるようにしても良い。すなわち、図１３に示すように、ノズル体７ａを設けた揺動プレート３６と、ノズル体７ｂを設けた揺動プレート３７とをリンク部材３８を介して連結し、このリンク部材３８を揺動モータ３９によって駆動することで首振り揺動する。

また、側面送風ノズル７からの気体噴流に洗浄水等の液体を混合させ、液体噴流として車体に吹き付けるようにしてもよい。すなわち、図１３に示すように、側面送風ノズル７の送風口に散水ノズル４０を設け、散水ノズル４０からの液体噴流Ｗを、送風ノズル７からの気体噴流Ｄによって微細液粒Ｖに粉砕し、この微細液粒Ｖを気体噴流Ｄによって加速させて車体面に衝突させることで洗浄を図るようにしてもよい。これにより、ドアバイザーの内面をジェット洗浄することができる。

１ 本体フレーム
７ 側面送風ノズル
９ 上面形状検出装置
１０ 側面形状検出装置
１６ 昇降装置
３０ 洗車制御ボード
３２ 上面車形制御部
３３ 側面車形制御部
３４ 洗車制御部
３５ 洗車駆動部

Claims (5)

1. 本体フレームと自動車車体とを相対移動し、移動に伴い車体面を処理する車体処理装置において、
   ブロワと連通した略円形の送風口を有し、自動車車体の側面に向けて送風する側面送風ノズルと、該側面送風ノズルを上下方向に移動する移動手段と、自動車の形状を検出する車形検出手段と、該車形検出手段で検出される車形に基づいて前記移動手段を制御する制御手段を備え、
   前記制御手段は、前記車形検出手段で検出される車形からドアバイザー内への送風基準点を設定するとともに、前記側面送風ノズルの送風口が送風基準点に向けて送風する位置になるよう前記移動手段を制御することを特徴とする車体処理装置。
   
2. 前記側面送風ノズルは、送風口を斜め上向きに設け、前記制御手段で設定される送風基準点に向けて斜め下方から送風することを特徴とする上記請求項１記載の車体処理装置。
   
3. 前記側面送風ノズルは、送風口に給水ポンプと連通した散水ノズルを配置し、送風口からの送風に散水ノズルの散水口からの洗浄水を合流させて車体面に吹き付けることを特徴とする上記請求項１又は２記載の車体処理装置。
   
4. 前記移動手段は、側面送風ノズルを上下方向に昇降することを特徴とする上記請求項１乃至３記載の車体処理装置。
   
5. 前記移動手段は、側面送風ノズルを上下方向に首振り揺動することを特徴とする上記請求項１記載の車体処理装置。

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