JP3580605B2 - 感熱センサスイッチ装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、人体などの熱放射体から放射される熱線を検知して、配線回路のオン,オフを自動的に制御するための感熱センサスイッチ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
屋内照明のオン,オフ等に用いられているスイッチ装置も日々進歩発展を積み重ねており、近年においては、接近してくる人物に反応して屋内照明を点灯できるようにした感熱センサスイッチ装置が開発されてきている。
従来の感熱センサスイッチ装置としては、例えば特開平5−82263号公報に開示されたような構成の感熱自動スイッチが知られている。この種の感熱センサスイッチ装置は、ケースに内蔵した感熱センサが人体から放射される熱線を検知すると、接続端子に配線された照明器具などの負荷をオン状態にし、その検知時点から所定時間が経過した後、自動的にオフとする構成を備えている。この感熱センサスイッチ装置の設置によって、例えば、暗い室内に人が入ると同時に、自動的に照明を点灯させることができ、スイッチの設置場所がわからない外来者にとって大変便利な仕組みとなる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
さて、感熱センサスイッチ装置に内蔵された感熱センサに対し、広い範囲から熱線が入射できるようにするためには、感熱センサの前面にフレネルレンズ等の光学レンズを配置し、広い角度範囲から入射する熱線を感熱センサ上に収束させればよい。一方、用途によっては、限られた範囲でかつ一定の方向から入射する熱線のみを感熱センサが検知して、配線回路をオン,オフする動作状態を形成したい場合もある。
【0004】
例えば、展示場等において特定の展示品の前で立ち止まり、該展示品を鑑賞しようとする人物のみを検知し、該展示品に向けたスポットライトを点灯させたいような場合である。
しかしながら、従来の感熱センサスイッチ装置には、フレネルレンズ等を使用して感熱センサに対する熱線の入射範囲を広げる構造を備えたものはあったが、逆に限られた範囲でかつ一定の方向から入射する熱線のみを感熱センサが検知して、配線回路をオン,オフさせることのできる構成を備えたものは知られていない。
【0005】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、感熱センサに対する熱線の入射範囲を任意に調整することのできる感熱センサスイッチ装置の提供を目的とする。またこの発明は、感熱センサに対する熱線の入射方向をも任意に調整することのできる感熱センサスイッチ装置の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためにこの発明は、ケース本体に熱線を検知する感熱センサを備え、該感熱センサによって熱放射体の接近を検知して配線回路のオン,オフを自動的に制御する感熱センサスイッチ装置において、上記感熱スイッチの周囲に、熱線を遮蔽するシャッタ手段を開閉自在に設けた構成としてある。
これにより、シャッタ手段の開閉量を調整することにより、感熱スイッチに対する熱線の入射範囲を任意に設定することができる。
【0007】
ここで、上記シャッタ手段は、感熱センサの周囲をそれぞれ独立して移動自在な第1,第2のシャッタ部材で構成し、これら各シャッタ部材の移動位置を任意に調整することにより感熱センサに対する熱線の入射範囲を調整可能とすることができる。
【0008】
さらに、上記感熱センサをケース本体に回動自在に設けるとともに、シャッタ手段をこの感熱センサと一体的に回動可能とし、この感熱センサの回動位置を調整することにより熱線の検知方向を任意に設定できるようにしてもよい。
【0009】
具体的には、ケース本体と、感熱センサを装着するとともにケース本体の内部に軸を中心として回動自在に設けた回動体と、ケース本体の前面に設けてあり外部から入射する熱線を上記回動体に装着した感熱センサに導く熱線入射窓と、熱線を遮蔽する材料で形成してあり感熱センサに対する熱線の入射範囲を規制する第1,第2のシャッタ部材とを備えた構成とすることができる。
そして、第1,第2のシャッタ部材を、回動体と一体的に回動するとともに、回動体と同一の軸を中心として感熱センサの周囲で独立して回動自在とすることにより、各シャッタ部材の回動によって感熱センサに対する熱線の入射範囲を調整し、かつ回動体の回動によって同入射方向を調整できるようにしてある。
さらに、第1のシャッタ部材は、下部支持枠と、この下部支持枠から鉛直に延出して形成された熱線を遮蔽するための第1シャッタ板と、下部支持枠の周縁に形成した第1検知エリア調整レバーとを備え、
第2のシャッタ部材は、下部支持板と、この下部支持板から鉛直に延出して形成された熱線を遮蔽するための第2シャッタ板と、下部支持板の周縁に形成した第2検知エリア調整レバーとを備えている。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図面はこの発明の一実施形態に係る感熱センサスイッチ装置を示しており、図1は分解斜視図、図2は壁面に取り付けた状態の斜視図、図3は一部切欠き平面図、図4は一部切欠き正面図、図5は一部切欠き側面図、図6は断面側面図、図7は背面図である。
図1,図6に示すように、表ケース2と裏ケース3からなるケース本体1の内部は、感熱部A,スイッチ部B,電源回路部C,および端子部Dの各部に分かれている。
【0011】
感熱部Aは、表ケース2の上半部に形成してあり、該感熱部Aを形成する表ケース2の正面部分は、半円筒状に突出しており、しかも該正面部分に熱線入射窓4が穿設してある。この熱線入射窓4には、熱線を透過する性質を有した半透明の薄板からなるカバー5が装着してあり、内部への塵埃の侵入を防止してある。感熱部Aにおける表ケース2の内壁上部には、図6に示すように、軸受穴6が形成してあり、またこの軸受穴6に対向する内壁下部には、支軸7aを有する軸受部材7が固定される。ここで、軸受部材7の支軸7aには、上端面の中央部から中心軸方向に軸受穴7bが形成してある。そして、これら軸受穴6および軸受部材7の間で、回動体10および第1,第2のシャッタ部材11,12を回動自在に支持する構成となっている。
【0012】
回動体10は、図1に示すように上板13と下枠14とを二本の中枠15,15によって支持した構造となっている。上板13は、半円筒状に突出した表ケース2の正面部分とほぼ同一の曲率を有する円盤状に形成してあり、この上板13から曲率中心部へと延出する弾力片13aを介して、回動体10の中心部に支軸16が突出して設けてある。
【0013】
また、下枠14にも回動体10の中心部に支軸17が突出して設けてある(図6参照)。この支軸17は段付き形状をしており、先端部分17aの直径が細くなっている。後述するように、この先端部分17aが軸受部材7の支軸7aに形成した軸受穴7bに挿入される。
さらに、上板13の周縁には、角度調整のためのレバー(検知方向調整レバー)18が形成してあり、この検知方向調整レバー18が表ケース2の正面部分から露出するようになっている(図2,図4,図5参照)。
【0014】
下枠14は、回動体10の両側部から正面部にかけての正面半円部分に設けてあり、該下枠14の両側部と上板13とを中枠15,15によって連結してある。中枠15,15には、センサ基板19の固定部15aが形成してあり、この固定部15aにセンサ基板19の側縁を接着剤等を用いて固定する。
【0015】
センサ基板19には、感熱センサ20を中心とした熱検知回路の構成素子が半田付けしてあり、中枠15,15へ固定した状態では、感熱センサ20の熱感知面20aを正面に向けてある。さらにこの状態で、感熱センサ20の熱感知面20aは、回動体10のほぼ中心部分に配置される。
また、中枠15,15には熱収束板21を固定するための係合溝15bが設けてあり、熱収束板21の両端に設けた係合爪21aをこれら係合溝15bに係合することによって、回動体10に熱収束板21を固定するようになっている。熱収束板21は、フレネルレンズ等の光学レンズ22を複数配列した構成となっている。そして、熱収束板21の上下縁を上板13および下枠14によって湾曲して支持することにより、中枠15,15に固定した感熱センサ20の熱感知面20aに各光学レンズ22の焦点が合致するようにしてある。
【0016】
第1のシャッタ部材11には、下部支持枠23から鉛直に第1シャッタ板24が延出して形成してある。下部支持枠23は、半円筒状に突出した表ケース2の正面部分とほぼ同一の曲率を有する円環状に形成してあり、その一部を切欠いて弾力的に撓むようにしてある。
下部支持枠23の曲率中心部には、下部支持枠23から該曲率中心部に延出した舌片23aを介して内側軸受筒25が設けてある。この内側軸受筒25には、上記回動体10の下枠14に設けた支軸17が上方から回動自在に嵌入される。
【0017】
第1シャッタ板24は、外部から感熱部Aに入射する熱線を遮蔽できる材料で、下部支持枠23に沿って湾曲形状に形成してある。また、下部支持枠23の周縁には、第1シャッタ板24の位置を調整するためのレバー(第1検知エリア調整レバー)26が形成してあり、この第1検知エリア調整レバー26が表ケース2の正面部分から露出するようになっている(図2,図4参照)。
【0018】
第2のシャッタ部材12には、下部支持板27から鉛直に第2シャッタ板28が延出して形成してある。下部支持板27は、半円筒状に突出した表ケース2の正面部分とほぼ同一の曲率を有する円板状に形成してある。下部支持板27の曲率中心部には、外側軸受筒29が設けてある。この外側軸受筒29には、上記第1のシャッタ部材11に設けた内側軸受筒25が上方から回動自在に嵌入される。第2シャッタ板28も第1シャッタ板24と同様、外部から感熱部Aに入射する熱線を遮蔽できる材料にしてあり、下部支持板27に沿った湾曲形状となっている。
【0019】
第2シャッタ板28の下部は曲率中心部側に窪んだ段付き部28aとなっており、この段付き部28aに第1のシャッタ部材11の下部支持枠23が摺動自在に係合する。この段付き部28aへは、第1のシャッタ部材11の下部支持枠23を弾力的に撓ませることにより、無理なく嵌め込むことができる。また、下部支持板27の周縁には、第2シャッタ板28の位置を調整するためのレバー(第2検知エリア調整レバー)30が形成してあり、この第2検知エリア調整レバー30が表ケース2の正面部分から露出するようになっている(図2,図4参照)。
【0020】
上述した回動体10および第1,第2のシャッタ部材11,12は、まず第2のシャッタ部材12に形成した外側軸受筒29へ、第1のシャッタ部材11に形成した内側軸受筒25を嵌入してこれら各部材11,12を一体化する。このとき、第1のシャッタ部材11の下部支持枠23を弾力的に撓ませて、第2シャッタ板28の段付き部28aに嵌め込む。次いで、回動体10の下枠14から突出する支軸17を第1のシャッタ部材11に形成した内側軸受筒25に上方から挿入する。
【0021】
そして、軸受部材7の支軸7aを、第1のシャッタ部材11に形成した内側軸受筒25に下方から挿入し、さらに同支軸7aに形成した軸受穴7bに回動体10の支軸先端部分17aを挿入する。この状態で、これら回動体10,第1,第2のシャッタ部材11,12および軸受部材7を、表ケース2内の感熱部Aに組み込む。このとき、まず回動体10の上板13から延出する弾力片13aを弾力的に撓ませながら、支軸16を表ケース2の内壁上部に形成した軸受穴6に挿入し、続いて、軸受部材7を感熱部Aにおける表ケース2の内壁下部にねじ等を用いて固定する。以上の作業をもって、回動体10および第1,第2のシャッタ部材11,12を、ケース本体1内部の感熱部Aに組み込むことができる。
【0022】
ここで、回動体10に形成した検知方向調整レバー18、第1のシャッタ部材11に形成した第1検知エリア調整レバー26、および第2のシャッタ部材12に形成した第2検知エリア調整レバー30は、それぞれ表ケース2の正面部分から露出しており(図2,図4参照)、外部から独立して操作できるようになっている。
すなわち、図2,図4に示すように、回動体10に形成した検知方向調整レバー18を回動操作することにより、感熱部A内で回動体10が回動する。この回動体10の回動に伴い、感熱センサ20の熱感知面20aが左右に向きを変えることができる。例えば、回動体10の回動範囲a,bを正面位置から左右方向へそれぞれ45°に設定すれば、合計90°の範囲で感熱センサ20の向きを変えることができる。
【0023】
また、第1のシャッタ部材11に形成した第1検知エリア調整レバー26を回動操作することにより、感熱部A内で第1シャッタ板24が回動する。このようにして回動する第1シャッタ板24は、その回動位置に応じて、回動体10の前面に設けた熱収束板21の前方を任意の範囲で被覆する。同様に、第2のシャッタ部材12に形成した第2検知エリア調整レバー30を回動操作することにより、感熱部A内で第2シャッタ板28が回動する。このようにして回動する第2シャッタ板28は、その回動位置に応じて、回動体10の前面に設けた熱収束板21の前方を任意の範囲で被覆する。
【0024】
この実施形態では、感熱センサ20を正面に向けた状態で、第1シャッタ板24が熱収束板21の左半分を左端から任意の範囲c(例えば、40°〜75°の範囲)で被覆できるようにするとともに、第2シャッタ板28が熱収束板21の右半分を右端から任意の範囲d(例えば、40°〜75°の範囲)で被覆できるようにしてある。これら各シャッタ板24,28は、それぞれ独立して回動位置を調節できるようになっており、それぞれの回動位置の組み合せによって、熱収束板21、すなわち感熱センサ20への熱線の入射範囲を任意の範囲(例えば、正面位置から左右15°〜50°の範囲)で調節できるようにしてある。
【0025】
上述したように、第1,第2シャッタ板24,28の回動位置によって熱収束板21(すなわち、感熱センサ20)への熱線の入射範囲を任意に調整できるとともに、回動体10とこれら各シャッタ板24,28とを一体的に回動することによって、感熱センサ20への熱線の入射方向を任意に調整することができる。
【0026】
スイッチ部Bは、表ケース2の下半部に形成してあり、該スイッチ部Bを形成する表ケース2の正面部には、図4等に示すように、動作モード切替つまみ31を露出させる角形の透孔32、明暗感度調整用つまみ33を露出させる透孔34、および点灯時間調整用つまみ35を露出させる透孔36がそれぞれ穿設してある。さらに、光検知センサ37に外部の光線を入射させる光入射窓38、およびON/OFF状態を表示する発光表示窓39が設けてある。
【0027】
表ケース2のスイッチ部B内には、図1,図6に示すように、スイッチ基板40が装着してある。スイッチ基板40には、動作モードスイッチ41,明暗調整ボリューム42,点灯時間調整タイマ43,光検知センサ37,および発光表示用の発光ダイオード44が設けてある。
【0028】
動作モードスイッチ41は、図4に示すように、この感熱センサスイッチ装置を連続ONモード,電源OFFモード,および自動ON/OFFモードの各モードに切替えるためのスイッチであり、連続ONモードでは、電源Vと負荷Lとが接続された状態(ON状態)を形成する。また、電源OFFモードでは、電源Vと負荷Lとが切断された状態(OFF状態)を形成する。
【0029】
そして、自動ON/OFFモードでは、前記感熱センサ20が熱線を検知してから一定時間の間、電源Vと負荷Lとを接続する状態(ON状態)を形成する。この動作モードスイッチ41の切替爪部41aに動作モード切替つまみ31を装着し、該つまみ31を透孔32から露出させることにより、外部から動作モードスイッチ41の切替え操作を行なえるようにしてある。
【0030】
光検知センサ37は光入射窓38に近接して配置するようになっており、この光検知センサ37で検知した外部の明るさに応じて、上述した自動ON/OFFモードが作動する。その作動する明るさは、明暗調整ボリューム42によって調整できるようになっている。つまり、外部が明るい状態においても、感熱センサ20による熱線の検知に応じてON動作を行なわせることができる一方、外部が暗くなったときのみ、感熱センサ20による熱線の検知に応じたON動作を行なわせることもできる。
【0031】
この明暗調整ボリューム42に明暗感度調整用つまみ33を装着し、該つまみ33を透孔34から露出させることにより、外部から明暗調整ボリューム42を操作できるようにしてある。
点灯時間調整タイマ43は、自動ON/OFFモードによってON状態とする時間を任意に設定するためのもので、このタイマ43により、感熱センサ20が熱線を検知してON状態となってから、OFF状態となるまでの間の時間を任意に設定することができる。この点灯時間調整タイマ43に、点灯時間調整用つまみ35を装着し、該つまみ35を透孔36から露出させることにより、外部から点灯時間調整タイマ43を操作できるようにしてある。
【0032】
なお、発光ダイオード44は発光表示窓39に近接して配置するようになっており、この感熱センサスイッチ装置がON状態のとき、該発光ダイオード44が発光し、その発光状態を発光表示窓39を通して外部で視認できるようにしてある。
【0033】
ケース本体1内の電源回路部Cには、電源回路基板46が固定される。電源回路基板46には、後述する接続端子47に接続した負荷Lに定格の電力を供給するために必要な電源回路の構成素子が半田付けしてある。電源回路部46には放熱板45が装着してあり、この放熱板45は裏ケース3内に形成した放熱空間3aに配置される(図6参照)。この放熱空間3aは、放熱板45の熱を放散するために充分な容積を確保してある。
【0034】
電源回路基板46と上述したセンサ基板19およびスイッチ基板40は、可撓導体によって結線され、感熱センサスイッチ装置の回路網を形成する。なお、感熱センサスイッチ装置の電気的な回路構成は、例えば特開平5−82263号公報等によって公知であるため、その詳細な説明は省略する。
裏ケース3の下部に形成した端子部Dには、図1に示すように4個の接続端子47が、押えばね48およびリリースボタン49とともに組み込まれ、端子押え50によってその組み込み状態を維持するようになっている(図6参照)。各接続端子47は、上述した電源回路基板46に設けた接点と電気的に接続される。
【0035】
また、裏ケース3には、図7に示すように導線挿入孔51が穿設してあり、負荷Lおよび電源Vを含む配線回路から導かれてきた導線を、これら導線挿入孔51から挿入して、各接続端子47に接続できるようになっている。押えばね48は、周知のねじ無し端子構造を構成するもので、導線挿入孔51から挿入した導線を接続端子47と協同して挾持する。さらに、裏ケース3には工具挿入孔52が穿設してあり、この工具挿入孔52からドライバ等の工具を差し込むことで、リリースボタン49が押えばね48を撓ませて、導線の挾持状態を解除する。
【0036】
次に、上述した感熱センサスイッチ装置が備えた特有の作用を説明する。
この感熱センサスイッチ装置は、例えば室内の壁面に埋め込まれ、人物などの熱放射体から発散する熱線を感熱センサ20により検知して、接続端子47に接続した配線回路を自動的にON/OFFする自動ON/OFFモードを備えている。
【0037】
この自動ON/OFFモードにおいて、例えば、図4の正面を中心として広い角度範囲で熱放射体が発散する熱線を検知したい場合には、回動体10に形成した検知方向調整レバー18を操作して、回動体10に固定してある感熱センサ20が正面を向くように調整する。さらに、第1のシャッタ部材11に形成した第1検知エリア調整レバー26を図示左方向いっぱいに移動させるとともに、第2のシャッタ部材12に形成した第2検知エリア調整レバー30を図示右方向いっぱいに移動させる。これにより、第1,第2シャッタ板24,28が、それぞれ熱収束板21の前面を広い範囲で開放するので、図4の正面前方の広い角度範囲で熱放射体が発散する熱線を検知することができる。
【0038】
また、図4の正面前方にある狭い領域に熱放射体が存在するときのみ、該熱放射体が発散する熱線を検知したい場合には、第1のシャッタ部材11に形成した第1検知エリア調整レバー26を図示右方向に移動させるとともに、第2のシャッタ部材12に形成した第2検知エリア調整レバー30を図示左方向に移動させる。これにより、回動体10に装着した熱収束板21の左右の部分が第1,第2シャッタ板24,28によって閉塞され、中央の狭小部分のみが開放した状態となる。その結果、図4の正面前方にある狭い領域に熱放射体が存在するときのみ、該熱放射体が発散する熱線を検知することができる。
【0039】
さらに、図4の左方向前方にある狭い領域に熱放射体が存在するときのみ、該熱放射体が発散する熱線を検知したい場合には、上記のように、第1検知エリア調整レバー26を図示右方向に移動させるとともに、第2検知エリア調整レバー30を図示左方向に移動させた状態で、回動体10に形成した検知方向調整レバー18を図示左方向に移動させる。すると、回動体10に固定してある感熱センサ20が図示左方向を向くとともに、第1,第2のシャッタ板24,28も回動体10と一体となって図示左方向に移動する。その結果、図4の左方向前方にある狭い領域に熱放射体が存在するときのみ、該熱放射体が発散する熱線を検知することができる。
【0040】
図4の右方向前方にある狭い領域に熱放射体が存在するときのみ、該熱放射体が発散する熱線を検知したい場合には、同様に検知方向調整レバー18を図示右方向に移動させればよい。
なお、この発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施または応用実施が可能なことは勿論である。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の感熱センサスイッチ装置によれば、シャッタ手段の開閉によって感熱センサに対する熱線の入射範囲を任意に調整することができる。また、感熱センサをケース本体へ回動自在に設けることにより、感熱センサに対する熱線の入射方向をも任意に調整することのできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態に係る感熱センサスイッチ装置の分解斜視図である。
【図2】同装置を壁面に取り付けた状態の斜視図である。
【図3】同装置の一部切欠き平面図である。
【図4】同装置の一部切欠き正面図である。
【図5】同装置の一部切欠き側面図である。
【図6】同装置の断面側面図である。
【図7】同装置の背面図である。
【符号の説明】
1:ケース本体 2:表ケース
3:裏ケース 4:熱線入射窓
5:カバー 7:軸受部材
10:回動体 11:第1のシャッタ部材
12:第2のシャッタ部材 18:検知方向調整レバー
19:センサ基板 20:感熱センサ
21:熱収束板 22:光学レンズ
24:第1シャッタ板
26:第1検知エリア調整レバー
28:第2シャッタ板
30:第2検知エリア調整レバー
31:動作モード切替つまみ
33:明暗感度調整用つまみ
35:点灯時間調整用つまみ
37:光検知センサ 40:スイッチ基板
41:動作モードスイッチ
42:明暗調整ボリューム
43:点灯時間調整タイマ 44:発光ダイオード
45:放熱板 46:電源回路基板
47:接続端子

Claims (1)

  1. 感熱センサによって熱放射体の接近を検知して配線回路のオン,オフを自動的に制御する感熱センサスイッチ装置であって、
    ケース本体と、前記感熱センサを装着するとともに前記ケース本体の内部に軸を中心として回動自在に設けた回動体と、前記ケース本体の前面に設けてあり外部から入射する熱線を前記回動体に装着した感熱センサに導く熱線入射窓と、熱線を遮蔽する材料で形成してあり前記感熱センサに対する熱線の入射範囲を規制する第1,第2のシャッタ部材とを備え、
    更に、前記第1のシャッタ部材は、下部支持枠と、この下部支持枠から鉛直に延出して形成された熱線を遮蔽するための第1シャッタ板と、前記下部支持枠の周縁に形成した第1検知エリア調整レバーとを備え、
    前記第2のシャッタ部材は、下部支持板と、この下部支持板から鉛直に延出して形成された熱線を遮蔽するための第2シャッタ板と、前記下部支持板の周縁に形成した第2検知エリア調整レバーとを備え、
    更に、前記回動体は、下枠に支軸が突出して設けてあり、
    前記第1のシャッタ部材の下部支持枠は、曲率中心部に内側軸受筒が設けられており、
    前記第2のシャッタ部材の下部支持板は、曲率中心部に外側軸受筒が設けられており、
    更に、前記第1のシャッタ部材の下部支持枠は、円環状に形成されるとともに、その一部を切り欠いて弾力的に撓むように構成され、
    前記第2のシャッタ部材の第2シャッタ板の下部は、曲率中心部側に窪んだ段付き部が形成されており、
    そして、前記第1のシャッタ部材の下部支持枠を弾力的に撓ませて、前記第2シャッタ板の段付き部に嵌め込むとともに、
    第2のシャッタ部材に形成した前記外側軸受筒に第1のシャッタ部材に形成した内側軸受筒を嵌入し、
    前記回動体の支軸を前記第1のシャッタ部材に形成した内側軸受筒に挿入することにより、
    前記第1,第2のシャッタ部材は、前記回動体と一体的に回動するとともに、該回動体と同一の軸を中心として前記感熱センサの周囲で独立して回動自在となる構成であることを特徴とする感熱センサスイッチ装置。
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