JP2023095544A - エアコンプレッサ - Google Patents

Abstract

【課題】エアコンプレッサが非設置の場合に空圧工具の使用を確実に停止させることができるエアコンプレッサを提供する。【解決手段】カプラ６に接続された外部の空圧工具に圧縮空気を供給可能なエアコンプレッサ１であって、エアコンプレッサ１のコンプレッサ本体（２，１０，２０）の非設置状態を検知する検知手段４と、検知手段４が非設置状態を検知した場合に、カプラ６からの圧縮空気の供給を阻止する供給阻止手段と、を備えている。【選択図】図３

Description

本発明は、エアコンプレッサに関する。

建築現場等の作業現場においては、切削、釘打ち、ネジ打ちなどの作業を行うために、圧縮空気を駆動エネルギーとした空圧工具が広く用いられている。空圧工具として、エアドライバや、ステープル、ピン、ビス、釘などのファスナを打ち込むネイラが知られている。このような空圧工具に圧縮空気を供給するのが、エアコンプレッサである。

一般に、エアコンプレッサは、モータの回転運動が、クランク軸を介してシリンダ内のピストンの往復運動に変換され、ピストンの往復運動によってシリンダの吸気弁から吸い込んだ空気を圧縮するように構成されている。シリンダ内で圧縮された圧縮空気はシリンダの排気弁からパイプを通してタンクに吐出され、タンク内に貯留される。そして、タンク内に貯留された圧縮空気は、ユーザが調圧ダイヤルを操作することによって昇圧や減圧の微調整を行うことが可能である。このように微調整を行うことにより所望の圧力となった圧縮空気は、圧縮空気の供給口から外部の空圧工具に供給される。

このようなエアコンプレッサについて、例えば運搬中の安全等を考慮して、エアコンプレッサの各種の機能を停止させる機構が提案されている。例えば、特許文献１には、設置面に対するエアコンプレッサの設置状態又は非設置状態を検知する設置検知手段を備えたエアコンプレッサが開示されている。当該エアコンプレッサは、スイッチが非設置状態を検知している場合に、エアコンプレッサとしての機能を停止する。

特開２０２０－３３９６９号公報

しかしながら、上記特許文献に記載のエアコンプレッサでは、エアコンプレッサが持ち上げられて非設置状態になったことを検知してから機能停止しているため、コンプレッサ本体を持上げられる前に事前に機能を停止して空圧工具への圧縮空気の供給を阻止することができない。エアコンプレッサが持ち上げられた後では安全上の面で遅いことがあるため、持ち上げる前に機能を停止させたいという課題があった。

そこで、本発明は、エアコンプレッサが非設置の場合に空圧工具の使用を確実に停止させることができるエアコンプレッサを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るエアコンプレッサは、カプラに接続された外部の空圧工具に圧縮空気を供給可能なエアコンプレッサであって、エアコンプレッサの非設置状態を検知する検知手段と、検知手段が非設置状態を検知した場合に、カプラからの圧縮空気の供給を阻止する供給阻止手段と、を備えている。

この態様によれば、エアコンプレッサが非設置の場合に空圧工具の使用を確実に停止させることができるエアコンプレッサを提供することができ、ユーザに対する安全性が向上する。

上記態様において、エアコンプレッサのコンプレッサ本体に取り付けられ、第１位置を含む可動範囲を移動可能なハンドルを更に備え、検知手段は、ハンドルが第１位置にあるとき、コンプレッサ本体が設置されていると検知し、ハンドルが第１位置とは異なる第２位置にあるとき、コンプレッサ本体の非設置状態を検知し、供給阻止手段は、ハンドルが第２位置にあるときカプラへの空圧工具の接続を防止してもよい。

この態様によれば、エアコンプレッサを運搬しようとしてハンドルを動かすと、検知手段が非設置状態を検知でき、さらに供給阻止手段がカプラへの空圧工具の接続を防止できる。

上記態様において、ハンドルが第２位置にあるとき、ハンドルの一部がカプラへの接続を防止してもよい。ハンドルに連動して移動する従動部材を更に備え、ハンドルが第２位置にあるとき、従動部材がカプラへの空圧工具の接続を防止してもよい。

この態様によれば、カプラをハンドルや従動部材で塞いでより確実にエアコンプレッサとしての機能を停止することができる。エアコンプレッサとしての機能の停止を簡易且つ確実に行うことが可能となる。

上記態様において、ハンドルが第１位置にあるとき、前記コンプレッサ本体と前記ハンドルとの隙間が所定値以下になってもよい。

この態様によれば、コンプレッサ本体とハンドルとの隙間を例えばユーザの手指以下のサイズにすることで、ハンドルが第１位置にあるときはユーザがハンドルを把持できず、コンプレッサを持上げるには必ずハンドルが第２位置に移動して、供給阻止手段がカプラへの空圧工具の接続を防止するので安全性が向上する。

上記態様において、カプラに空圧工具が接続された状態ではハンドルが第１位置から移動できないように構成されていてもよい。

この態様によれば、カプラに空圧工具を取り付けたままではハンドルを動かしてエアコンプレッサを運搬できないため、運搬時には必ず空圧工具を取り外してハンドルを動かすので、コンプレッサ本体が非設置の場合に空圧工具の使用を確実に停止させることができる。そのため、空圧工具や空圧工具と連結するホースがコンプレッサに接続されていないので、運搬中にコンプレッサから空圧工具や空圧工具と連結するホースの脱落や壁などへの接触による破損を防ぐことができる。

上記態様において、エアコンプレッサのコンプレッサ本体に取り付けられ、第１位置を含む可動範囲を移動可能なハンドルを更に備え、検知手段は、ハンドルが第１位置にあるとき、コンプレッサ本体が設置されていると検知し、ハンドルが第１位置とは異なる第２位置にあるとき、コンプレッサ本体の非設置状態を検知し、供給阻止手段は、ハンドルが第１位置から第２位置に移動したとき、カプラと空圧工具との接続を解除して圧縮空気の供給を停止してもよい。

この態様によれば、ハンドルの第１位置から第２位置への移動に連動して、カプラから空圧工具のプラグを取り外すため、空圧工具の使用を確実に停止させることができる。

本発明によれば、コンプレッサ本体が非設置の場合に空圧工具の使用を確実に停止させることができるエアコンプレッサを提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るエアコンプレッサ１の外観構成の一例を示す斜視図である。 図２は、本発明の一実施形態に係るエアコンプレッサ１の機能構成の一例を示すブロック図である。 図３は、図１に示されたハンドルが回転移動してカプラを閉塞した状態を示す斜視図である。 図４は、直線移動してカプラを閉塞可能なハンドルの一例を概略的に示す側面図である。 図５は、ハンドルに従動してカプラを閉塞可能な従動部材の一例を概略的に示す側面図である。 図６は、カプラにエアホースのプラグが接続された状態を示す平面図である。 図７は、可動式のスリーブがスライドしてカプラとプラグとの接続が解除された状態を示す平面図である。 図８は、接続解除機構を備えたハンドルの一例を示す斜視図である。 図９は、図８に示されたハンドルが第１位置から第２位置に移動した状態を示す斜視図である。

添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。本発明の各実施形態に係るエアコンプレッサ１は、バッテリ３で駆動できる携行可能なエアコンプレッサであり（図２参照）、コンプレッサ本体を運搬するとき、ハンドル４等の可動部材が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動する（図１及び図３参照）。エアコンプレッサ１は、可動部材（例えば、ハンドル４）が第２位置Ｐ２に移動した状態では、外部の空圧工具との接続部であるカプラ６が使用できないように構成されていることが特徴の一つである。

可動部材は、エアコンプレッサ１を持ち上げ可能な非設置状態を検知する検知手段として機能する。さらに、可動部材は、カプラ６からの圧縮空気の供給を阻止してカプラ６を使用できないようにする供給阻止手段としても機能する。検知手段として機能する可動部材と、供給阻止手段として機能する可動部材とは、同一の可動部材であってもよいし、別々の可動部材であってもよい。

供給阻止手段は、検知手段が筐体２の非設置状態を検知した場合に、カプラ６への空圧工具の接続を防止する防止手段であってもよい（図３乃至図５参照）。あるいは、検知手段が筐体２の非設置状態を検知した場合に、カプラ６からの圧縮空気の供給を停止する停止手段であってもよい（図６乃至図９参照）。以下、図１から図９を参照して各構成について詳しく説明する。

図１は、本実施形態に係るエアコンプレッサ１の外観構成の一例を示す斜視図である。図１に示すように、エアコンプレッサ１は、筐体２と、筐体２の外面に配置されたバッテリ３、ハンドル４、タンク５、カプラ６、調圧ダイヤル７、圧力計８、電源スイッチ９等と、を備えている。図示しないが、バッテリ３を筐体２に内蔵してもよい。

エアコンプレッサ１の主要部分を構成するコンプレッサ本体（２，１０，２０）は、筐体２及びタンク５に加え、後述する制御部１０（図２に示す）、圧縮機構２０（図２に示す）等を含んでいる。図示した例では、筐体２が略直方体のスーツケース状に形成されている。ハンドル４を後述する第２位置Ｐ２（図３に示す）に引き出して、グリップ４１を把持して筐体２を持ち上げると、筐体２を片手で運搬することができる。

図示した例では、筐体２に対して着脱可能なバッテリ３が二つ取り付けられている。バッテリ３の数は図示した例に限定されず、１つであってもよいし、三つ以上であってもよい。バッテリ３は必ずしも着脱可能である必要はなく、筐体２に内蔵されている電子基板にはんだ付け等で接続してもよい。

タンク５は、圧縮機構２０によって生成された圧縮空気を貯留する。カプラ６は、高圧の圧縮空気の供給口であり、外部の空圧工具が接続される。図示した例では、カプラ６が二つ設けられている。カプラ６の数は図示した例に限定されず、１つであってもよいし、三つ以上であってもよい。

空圧工具は、例えば、エアドライバや、ステープル、ピン、ビス、釘などのファスナを打ち込むネイラ等であり、カプラ６に挿抜可能なプラグ１００（図６及び図７に示す）とエアホースで接続されている。カプラ６及びプラグ１００については、図６から図９を参照して後で詳しく説明する。

調圧ダイヤル７は、カプラ６から供給される圧縮空気を任意の圧力に調整するために用いられる。圧力計８には、調圧ダイヤル７によって調整された圧力が表示されている。電源スイッチ９は、後述する電源回路１３（図２に示す）を切断して電力の供給を停止するために用いられる。エアコンプレッサ１は、筐体２の外面に設けられた図示しないコネクタ、操作パネル等を更に備えていてもよい。

図２は、本実施形態に係るエアコンプレッサ１の機能構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、エアコンプレッサ１は、モータ２１に駆動されて圧縮空気を生成する圧縮機構２０、モータ２１の駆動を制御する制御部１０等を備えている。

圧縮機構２０は、例えば、モータ２１によってピストン等を往復運動させて圧縮空気を生成する。モータ２１は、例えば、三相のブラシレスＤＣモータであり、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相の巻線を有するステータ、永久磁石を有するロータ等で構成されている。

前述したタンク５には、タンク５の内圧を検知する圧力センサ２３が付設されている。圧力センサ２３は、例えば、気圧に応じて抵抗値が変動するピエゾ抵抗型、又は、気圧に応じて静電容量が変動する圧力センサである。タンク５には、カプラ６が接続されている。調圧ダイヤル７は、タンク５からカプラ６への流路に設けられたバルブを操作し、カプラ６に流入する圧縮空気の圧力を調整する。

制御部１０は、例えば、ＭＣＵ１１、電流／電圧検出回路１２、電源回路１３等で構成されている。電流／電圧検出回路１２は、モータ２１を構成する三相の巻線等に接続されている。巻線を流れる電流は、モータ２１の負荷に応じて変動するため、電流／電圧検出回路１２は、モータ２１の負荷状態の情報を取得することができる。ＭＣＵ１１は、プロセッサ及び記憶素子を備え、電流／電圧検出回路１２、圧力センサ２３等からの情報に基づいて電源回路１３のインバータ１６等を制御する。

電源回路１３は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１４、電源切替回路１５、インバータ１６、オンボードチャージャ１７等で構成されている。ＡＣ／ＤＣコンバータ１４は、コンセント（配線用差込接続器）等の商用電源から供給された交流電源を直流電源に変換する。ＡＣ／ＤＣコンバータ１４は、例えば、交流電圧を直流電圧に変換するためのダイオードを備える整流回路、直流電圧の電圧を制御するためのスイッチング素子等を含む昇圧回路、直流電圧を平滑にするためコンデンサ等を含む平滑回路等で構成されている。オンボードチャージャ（充電器）１７は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１４から供給された電力を用いてバッテリ３を充電する。オンボードチャージャ１７を省略して外部の充電器でバッテリ３を充電してもよい。

電源切替回路１５は、エアコンプレッサ１がコンセント等に接続されていてＡＣ／ＤＣコンバータ１４から電力が供給されている場合、当該電力をインバータ１６に供給する。エアコンプレッサ１がコンセント等に接続されておらず、ＡＣ／ＤＣコンバータ１４から電力の供給が停止している場合、バッテリ３の電力をインバータ１６に供給する。インバータ１６は、電源切替回路１５から供給された直流電源をスイッチングしてモータ２１の三相の巻線に供給する。

インバータ１６は、例えば、電源線及びグランド線間に三相ブリッジ接続されたＩＧＢＴ（Insulted Gate Bipolar Transistor）又はＦＥＴ（Field Effect Transistor）からなるスイッチング素子で構成されている。ＭＣＵ１１は、インバータ１６のスイッチング素子を制御することにより、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を実行できる。ＭＣＵ１１は、エアコンプレッサ１に設定されたモータ起動圧力値及びモータ停止圧力値と、圧力センサ２３からの内圧の情報とを比較し、インバータ１６に信号を送信することにより、タンク５の内圧がモータ停止圧力値に到達するまでモータ２１を駆動する。

図３は、図１に示されたハンドル４が回転移動してカプラ６を閉塞した状態を示す斜視図である。図１及び図３に示すように、コンプレッサ本体に取り付けられているハンドル４は、第１位置Ｐ１を含む可動範囲を移動できる。第１位置Ｐ１は、例えば、カプラ６に空圧工具のプラグ１００を装着可能な位置であり、第２位置Ｐ２は、例えば、ハンドル４の可動範囲から第１位置Ｐ１を除いた残余である。

ハンドル４が第１位置Ｐ１にあるとき、コンプレッサ本体とグリップ４１との隙間Ｑ１は、ユーザが手指を隙間Ｑ１に挿入してグリップ４１を握ることができないような所定値以下になる。そのため、コンプレッサ本体を運搬するにはハンドル４を引き出してコンプレッサ本体とグリップ４１との隙間を図１に示されたＱ１から図３に示されたＱ２へと広げる必要がある。エアコンプレッサ１は、図１に示されたカプラ６に空圧工具が接続された状態ではハンドル４が空圧工具のプラグ１００と干渉して第１位置Ｐ１からハンドル４が移動できないように構成されている。

本実施形態のエアコンプレッサ１は、コンプレッサ本体の非設置状態を検知する検知手段を備えている。ハンドル４は、検知手段の一例であり、ハンドルが図１に示された第１位置Ｐ１にあるとき、コンプレッサ本体が床面等の設置面に設置されている状態（以下、「設置状態」と呼ぶことがある）であると検知する。一方、ハンドルが第１位置とは異なる第２位置にあるとき、コンプレッサ本体が運搬される非設置の状態（以下、「非設置状態」と呼ぶことがある）であると検知する。検知手段を構成する可動部材は、ハンドル４に限定されず、例えば、コンプレッサ本体の底面から突出したボタンであってもよい。

前述したように、本実施形態のエアコンプレッサ１は、検知手段が非設置状態を検知した場合に、カプラ６を使用できないようにすることで空圧工具も使用できないようにする供給阻止手段を備えている。供給阻止手段は、防止手段及び停止手段の少なくとも一方を含んでいる。

防止手段は、例えば、カプラ６をカプラカバー４２等で閉塞してカプラ６への空圧工具の接続を防止する。停止手段は、例えば、カプラから空圧工具のプラグ１００を抜去して圧縮空気の供給を停止する。停止手段については図６乃至図９を参照して後で詳しく説明する。

防止手段は、ハンドル４が第２位置Ｐ２にあるときカプラへの接続を防止する。図示した例では、ハンドルの一部であるカプラカバー４２が閉塞する。カプラカバー４２は、防止手段の一例である。図示した例では、カプラカバー４２が、ハンドル４の回転中心４０とグリップ４１との間に設けられている。ハンドル４は、供給阻止手段（防止手段）を構成する可動部材の一例である。

図４は、直線移動してカプラを閉塞可能なハンドル４の一例を概略的に示す側面図である。図４の上半分は、ハンドル４が第１位置Ｐ１にある状態を示し、図４の下半分は、ハンドル４が第２位置Ｐ２にある状態を示している。図４に示すように、グリップ４１を握るために隙間をＱ１からＱ２へと広げようとしてハンドル４を第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動させると、上下にスライドするカプラカバー４２がカプラ６を閉塞するように構成されている。

図５は、ハンドル４に従動してカプラ６を閉塞可能な従動部材４３の一例を概略的に示す側面図である。図５の上半分は、ハンドル４が第１位置Ｐ１にある状態を示し、図５の下半分は、ハンドル４が第２位置Ｐ２にある状態を示している。図５に示すように、ハンドル４が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動すると、ハンドル４の一部ではなく、図示したような従動部材４３がカプラ６を閉塞するように構成してもよい。従動部材４３は、供給阻止手段（防止手段）を構成する可動部材の他の一例である。

図示した例では、従動部材４３が、ハンドル４の回転中心４０及びその近傍を含む部分である基端部に押圧されて水平にスライドするスライダで構成されている。ハンドル４に連動して移動する従動部材４３は、図示した例に限定されず、リンクやレバーであってもよい。

図６は、カプラ６に空圧工具から延びたエアホースのプラグ１００が接続された状態を示す平面図である。図７は、可動式のスリーブ６１がスライドしてカプラ６とプラグ１００との接続が解除された状態を示す平面図である。図６及び図７に示すように、カプラ６は、バルブ等を内蔵したカプラ本体（内筒部）６０、カプラ本体６０に対してスライド可能なスリーブ（外筒部）６１等で構成されている。図７に示すように、スリーブ６１を圧縮空気の上流側に押し戻すと、プラグ１００を抜去できる。

図８は、接続解除機構を備えたハンドル４の一例を示す斜視図である。図９は、図８に示されたハンドル４が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動した状態を示す斜視図である。図示した例では、ハンドル４が図８に示された第１位置Ｐ１から図９に示された第２位置Ｐ２に移動したとき、カプラ６と空圧工具のプラグ１００との接続が解除されるように構成されている。カプラ６は、プラグ１００が抜去されるとカプラ本体６０に内蔵されているバルブが閉じて圧縮空気の供給を停止する。プラグ１００をカプラ６から抜去する接続解除機構は、停止手段の一例である。

図示した例では、回転中心４０の近傍に接続解除機構として機能する傾斜面４４が形成されている。傾斜面４４は、第２位置Ｐ２に向かうに従ってスリーブ６１を筐体２側に向かって押圧するように傾斜している。接続解除機構は、図示した例に限定されない。例えば、ハンドル４が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動したとき、レバーやリンク等でスリーブ６１を押し戻すように構成してもよい。

以上のように構成された本発明の各実施形態のエアコンプレッサ１によれば、コンプレッサ本体が非設置の場合にカプラ６にプラグ１００を接続できないため、空圧工具の使用を確実に停止させることができる。以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。

例えば、検知手段、供給阻止手段等に用いられる可動部材はハンドルに限定されない。例えば、設置面から持ち上げるとコンプレッサ本体の底面よりも下側までずり下がる外装部材をコンプレッサ本体に取り付けてハンドルに代替してもよい。検知手段は、コンプレッサ本体と外装部材との相対位置から非設置状態を検知してもよい。防止手段は、エアコンプレッサを運搬するためにコンプレッサ本体を持ち上げると、外装部材が移動してカプラを塞ぐように構成してもよい。外装部材を移動させる機構は特に限定されない。重力で外装部材を滑落させてもよいし、ばねの付勢力で外装部材を移動させてもよい。

例えば、停止手段は、ハンドルが第１位置から第２位置に移動したとき、制御部が電動モータを停止させることにより圧縮空気の供給を停止するように構成してもよい。例えば、停止手段は、制御部を介さずに機械的に開閉弁を作動させることができる機構を含み、ハンドルが第２位置に移動したとき連動して開閉弁を閉止させるように構成してもよい。あるいは、停止手段は、カプラへの圧縮空気の流入を遮断可能な電磁弁を更に備え、停止手段は、ハンドルが第１位置から第２位置に移動したとき、制御部が電磁弁を閉止させることにより空圧工具への圧縮空気の供給を停止するように構成してもよい。

１…エアコンプレッサ、２…筐体、３…バッテリ、４…ハンドル（検知手段を構成する可動部材の一例、供給阻止手段を構成する可動部材の一例）、５…タンク、６…カプラ、７…調圧ダイヤル、８…圧力計、９…電源スイッチ、１０…制御部、１１…ＭＣＵ、１２…電流／電圧検出回路、１３…電源回路、１４…ＡＣ／ＤＣコンバータ、１５…電源切替回路、１６…インバータ、１７…オンボードチャージャ、２０…圧縮機構、２１…モータ、２３…圧力センサ、４０…回転中心、４１…グリップ、４２…カプラカバー、４３…従動部材（供給阻止手段を構成する可動部材の一例）、４４…傾斜面（接続解除機構の一例）、６０…カプラ本体、６１…スリーブ、１００…プラグ、Ｐ１…第１位置、Ｐ２…第２位置、Ｑ１，Ｑ２…隙間。

Claims (9)

1. カプラに接続された外部の空圧工具に圧縮空気を供給可能なエアコンプレッサであって、
   前記エアコンプレッサの非設置状態を検知する検知手段と、
   前記検知手段が前記非設置状態を検知した場合に、前記カプラからの前記圧縮空気の供給を阻止する供給阻止手段と
   を備えた
   エアコンプレッサ。
2. コンプレッサ本体と、
   前記コンプレッサ本体に取り付けられたハンドルと
   を備え、
   前記ハンドルは、第１位置と第２位置との間で移動可能に構成され、
   前記検知手段は、前記ハンドルが前記第２位置にあるとき、前記コンプレッサ本体が前記非設置状態と検知する
   請求項１に記載のエアコンプレッサ。
3. 前記供給阻止手段は、前記カプラへの前記空圧工具の接続を防止する
   請求項２に記載のエアコンプレッサ。
4. 前記供給阻止手段は、前記カプラからの前記圧縮空気の供給を停止する
   請求項２に記載のエアコンプレッサ。
5. 前記供給阻止手段は、前記カプラと前記空圧工具との接続を解除する
   請求項２に記載のエアコンプレッサ。
6. 前記供給阻止手段は、前記ハンドルが前記第２位置にあるとき、前記ハンドルの一部が前記カプラの少なくとも一部を塞ぐことで、前記カプラへの前記空圧工具の接続を防止する
   請求項３に記載のエアコンプレッサ。
7. 前記供給阻止手段は、前記ハンドルに連動して移動する従動部材を有し、前記ハンドルが前記第２位置にあるとき、前記従動部材が前記カプラの少なくとも一部を塞ぐことで、前記カプラへの接続を防止する
   請求項３に記載のエアコンプレッサ。
8. 前記ハンドルが前記第１位置にあるとき、前記コンプレッサ本体と前記ハンドルとの隙間が所定値以下になる
   請求項２から７のいずれか一項に記載のエアコンプレッサ。
9. 前記ハンドルは、前記カプラに前記空圧工具が接続されている状態では前記第１位置から前記第２位置に移動できないように構成される
   請求項３に記載のエアコンプレッサ。

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