JP4817007B2 - ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明はステアリング装置、特に、イグニションキーをロック位置に回して鍵穴から引き抜くと、自動車の盗難防止のため、ステアリングホイールが回らないようにロックするステアリングロック装置を有するステアリング装置に関する。

ステアリングロック装置を有するステアリング装置においては、イグニションキーをロック位置に回して鍵穴から引き抜くと、ロックキーがステアリングシャフトの軸心側に向かって突出する。その結果、ステアリングシャフトの外周に固定されたキーロックカラーのキーロック孔に、ロックキーの先端が係合して、ステアリングシャフトをアウターコラムに対して固定して、ステアリングシャフトの回転を阻止するようにしている。

しかし、ステアリングシャフトがロックされている状態で、ステアリングホイールを強い力で無理に回転させると、ロックキーが破壊されてステアリングロック装置の機能が喪失し、盗難防止装置としての機能が損なわれる可能性がある。

このため、大きなトルクが加えられた場合に、キーロックカラーがステアリングシャフトに対してすべって回転するようにして、ロックキーが破壊しないようにしたステアリング装置として、特許文献１のステアリング装置がある。

特許文献１のステアリング装置は、ステアリングシャフトの外周面に外嵌されるキーロックカラーの内周面を非円形とし、キーロックカラーの自由状態における内周面の内接円の直径を、ステアリングシャフトの自由状態における外周面の直径よりも小さく形成している。これによって、ステアリングシャフトの外周面とキーロックカラーの内周面が弾性的に当接する摩擦係合部を構成している。

特許文献１のステアリング装置は、この簡単な構造により、キーロックカラーの内周面とステアリングシャフトの外周面との間に作用する摩擦力（すべりトルク）が、ロックキーを破壊するのには不足するが、自動車の運行に必要なステアリング操作を行なえない程度の大きさを有するようにしている。従って、ステアリングロック装置の機能が喪失する事がなく、盗難防止装置としての機能を確保している。

最近、ロックキーの出し入れをモーター等のアクチュエータで行う電動ステアリングロック装置が増加している。この電動ステアリングロック装置は、モーターの駆動力でロックキーの出し入れを行うため、ロックキーの出し入れに必要な力が小さくて済むような構造が要求される。

しかしながら、特許文献１のステアリング装置では、キーロックカラーの外周面が内周面と相似形の非円形に形成されていて肉厚が薄く、多数の溝または突条をキーロックカラーの外周面に形成するのが難しいため、モーター駆動の電動ステアリングロック装置に適用するのが困難であった。

特許第３４５３９０９号公報

本発明は、電動ステアリングロック装置に適用して好適で、ロックキーに係合する多数の溝または突条を形成可能なステアリングロック装置を有するステアリング装置を提供することを課題とする。

上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明は、コラムに回転可能に軸支され、車体後方側にステアリングホイールを装着可能なステアリングシャフト、上記ステアリングシャフトの外周面に圧入され、直線の辺または曲線の辺で構成された多角形の内周面を有する中空筒状のキーロックカラー、上記多角形の内周面に対して軸方向位置が離間したキーロックカラーの円形の外周面に設けられ、この円形の外周面から半径方向外側に突出する突条、上記コラムに設けられ、イグニションキーの操作によって、その先端部が上記突条または有底溝に係合可能なロックキーを備えたステアリング装置であって、上記突条の側面は、上記キーロックカラーの中心軸線に平行で、このキーロックカラーの軸心を通る平面に平行に形成されており、隣接する側面が単一の円弧状外周面で滑らかに接続されていることを特徴とするステアリング装置である。

本発明のステアリング装置では、ステアリングシャフトの外周面に圧入される多角形の内周面に対して軸方向位置が離間したキーロックカラーの円形の外周面に、この円形の外周面から半径方向外側に突出する突条、または、この円形の外周面から半径方向内側に陥没する有底溝を形成し、ロックキーの先端部を突条または有底溝に係合させている。従って、多数の突条、または、有底溝をキーロックカラーの円形の外周面に形成させることができるため、ロックキーの出し入れをモーター等のアクチュエータで行う電動ステアリングロック装置への適用が容易になる。

また、本発明のステアリング装置では、ステアリングシャフトの外周面に圧入される多角形の内周面と同一の軸方向位置のキーロックカラーの円形の外周面に、この円形の外周面から半径方向外側に突出する突条、または、この外周面から半径方向内側に陥没する有底溝を形成し、ロックキーの先端部を突条または有底溝に係合させている。従って、多数の突条、または、有底溝をキーロックカラーの円形の外周面に形成させることができるため、ロックキーの出し入れをモーター等のアクチュエータで行う電動ステアリングロック装置への適用が容易になる。

さらに、本発明のステアリング装置では、ステアリングシャフトの外周面に圧入される多角形の内周面と同一の軸方向位置のキーロックカラーの外周面に、多角形の内周面と相似形の多角形の外周面を形成し、この多角形の外周面から半径方向外側に突出する突条、または、この外周面から半径方向内側に陥没する有底溝を形成し、ロックキーの先端部を突条または有底溝に係合させている。従って、多数の突条、または、有底溝をキーロックカラーの多角形の外周面に形成させることができるため、ロックキーの出し入れをモーター等のアクチュエータで行う電動ステアリングロック装置への適用が容易になる。

以下、図面に基づいて本発明の実施例１から実施例３を説明する。

図１は本発明のステアリング装置の全体を示す側面図である。図２（１）は本発明の実施例１のステアリングシャフトとキーロックカラーとの嵌合部の拡大縦断面図、図２（２）は図２（１）のキーロックカラー単体の斜視図である。図３（１）は図２（２）のキーロックカラー単体の正面図、図３（２）は図３（１）の左側面図、図３（３）は図３（２）のＡ−Ａ断面図である。図４（１）は図３（１）のＢ−Ｂ断面図、図４（２）は図３（１）のＣ−Ｃ断面図である。

図１に示すように、コラム１１には、車体後方側にステアリングホイール１２を装着したステアリングシャフト１３が回転可能に軸支されている。ステアリングシャフト１３の車体前方側には、上自在継手１４を介して、伸縮自在な中間シャフト１５が連結されている。

この中間シャフト１５の下端には、下自在継手１６を介して、ラック・ピニオン式等の図示しないステアリングギヤが連結され、ステアリングギヤには、タイロッドを介して車輪が連結されている。これにより、ステアリングホイール１２を手で操作すると、車輪を操舵することができる。

コラム１１の軸方向の略中間位置には、車体（図示せず）に固定されたアッパーブラケット１７と、このアッパーブラケット１７に対してコラム１１をチルト調整するチルト調整機構１８が取付けられている。図２に示すように、中空円筒状のステアリングシャフト１３の外周面１３Ａには、キーロックカラー２が圧入して固定されている。

図２から図４に示すように、実施例１では、キーロックカラー２は、全体として中空筒状に形成されて、機械構造用炭素鋼鋼管等の弾性を有する金属材料、あるいは、冷間鍛造により形成されている。また、キーロックカラー２は、車体前方側（図２の左側）の半分が四角形筒部２１で、車体後方側（図２の右側）の半分が円筒部２２で構成されている。

図３（２）及び図４（１）に示すように、四角形筒部２１は、曲線の４個の辺２１１、２１１、２１１、２１１で構成されている。即ち、４個の辺２１１、２１１、２１１、２１１の内周面２３は、半径方向外側に円弧状凸面とした大きな曲率半径Ｒ１で形成され、、この辺２１１、２１１、２１１、２１１の円周方向両端同士を、半径方向外側に円弧状凸面とした小さな曲率半径Ｒ２により滑らかに接続して形成されている。

また、４個の辺２１１、２１１、２１１、２１１の外周面２４は、内周面２３と相似形に形成されているため、４個の辺２１１、２１１、２１１、２１１の肉厚は一定に形成されている。

四角形筒部２１の内周面２３の内接円の直径Ｄ１（図４（１））は、この四角形筒部２１の自由状態において、ステアリングシャフト１３の自由状態における外周面１３Ａの直径Ｄ２（外径）よりも小さくしている。

この構成によって、ステアリングシャフト１３の外周面１３Ａと、キーロックカラー２の各辺２１１、２１１、２１１、２１１の内周面２３の円周方向中間部とは、互いに弾性的に当接し合う摩擦係合部を構成している。この摩擦係合部の摩擦力（すべりトルク）は、四角形筒部２１の辺２１１、２１１、２１１、２１１が半径方向外側に弾性変形する事によって得られる。

図３（３）は図３（２）のＡ−Ａ断面図であって、四角形筒部２１の辺２１１を断面した図である。四角形筒部２１の内周面２３には、図３（１）の左端に、３０度の面取り２３１が形成されている。この面取り２３１の直径Ｄ３は、ステアリングシャフト１３の自由状態における外周面１３Ａの直径Ｄ２（外径）よりも大きく設定している。面取り２３１の角度は３０度に限定されるものではなく、１５度、４５度、６０度等、種々の角度が可能であり、またＲ面取りでもよい。

これによって、ステアリングシャフト１３にキーロックカラー２を圧入する時に、ステアリングシャフト１３の外周面１３Ａに四角形筒部２１の内周面２３が円滑に挿入されるため、ステアリングシャフト１３の外周面１３Ａと四角形筒部２１の内周面２３のかじりを回避することができる。

図２（１）及び図４（２）に示すように、円筒部２２は、円形の内周面２５と円形の外周面２６で構成されている。内周面２５の直径Ｄ４は、この円筒部２２の自由状態において、ステアリングシャフト１３の自由状態における外周面１３Ａの直径Ｄ２（外径）よりも大きくしている。従って、ステアリングシャフト１３にキーロックカラー２を圧入した状態では、ステアリングシャフト１３の外周面１３Ａと円筒部２２の内周面２５との間には隙間が形成される。

円筒部２２の円形の外周面２６には、半径方向外側に突出する突条２７が、等角度間隔に１１個形成され、突条２７の右端は、円筒部２２の右端（図２（１）及び図３（１）の右端）まで延びて形成されている。

円筒部２２の外周面２６には、円筒部２２と四角形筒部２１との軸方向の接合部に、突条２７の外接円の直径Ｄ５（図４（２））と同一直径の大径外周面２６１が形成され、この大径外周面２６１が１１個の突条２７の左端（図３（１）の左端）を連結して、突条２７の剛性を向上させている。突条２７の外接円の直径Ｄ５は、四角形筒部２１の外接円の直径Ｄ６（図４（１））よりも若干小径に形成されている。

図示しないイグニションキーをロック位置に回して鍵穴から引き抜くと、ロックキー１９（図２）がステアリングシャフト１３の軸心側に向かって突出する。その結果、キーロックカラー２の隣接する突条２７、２７の側面２７１、２７１の間に、ロックキー１９の先端が係合して、ステアリングシャフト１３をコラム１１に対して固定して、ステアリングシャフト１３の回転を阻止するようにしている。

本発明の実施例１では、四角形筒部２１に対して軸方向位置が離間した円筒部２２の円形の外周面２６に突条２７を形成するようにしたので、多数の突条２７をキーロックカラー２の外周面２６に形成することが可能となる。従って、ロックキー１９の出し入れをモーター等のアクチュエータで行う電動ステアリングロック装置へ適用することが容易となる。

本発明の実施例１では、四角形筒部２１が車体前方側で、円筒部２２が車体後方側に形成されているが、四角形筒部２１を車体後方側に形成し、円筒部２２を車体前方側に形成してもよい。また、ステアリングシャフト１３の外周面１３Ａと円筒部２２の内周面２５との間には隙間が形成されているが、ステアリングシャフト１３の外周面１３Ａに円筒部２２の内周面２５を圧入してもよい。

また、四角形筒部２１の外周面２４が内周面２３と相似形の四角形に形成されて、辺２１１の肉厚が一定に形成されているが、外周面２４を円形に形成して、辺２１１の肉厚が円周方向位置によって変化するようにしてもよい。

次に本発明の実施例２について説明する。図５（１）は本発明の実施例２のステアリングシャフトとキーロックカラーとの嵌合部の拡大縦断面図、図５（２）は図５（１）のキーロックカラー単体の斜視図である。図６（１）は図５（２）のキーロックカラー単体の正面図、図６（２）は図６（１）の左側面図である。以下の説明では、上記実施例１と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、実施例１と同一部品には同一番号を付して説明する。

実施例２は、ステアリングシャフト１３に圧入される四角形筒部２１と、突条２７が形成される円筒部２２を同一の軸方向位置に形成した例である。図５（１）に示すように、中空円筒状のステアリングシャフト１３の外周面１３Ａには、キーロックカラー３が圧入して固定されている。

図５から図６に示すように、キーロックカラー３の内周面３３は曲線の四角形に形成されている。すなわち、内周面３３の各辺３１１、３１１、３１１、３１１は、半径方向外側に円弧状凸面とした大きな曲率半径Ｒ１で形成され、この曲率半径Ｒ１の辺３１１、３１１、３１１、３１１の円周方向両端同士を、半径方向外側に円弧状凸面とした小さな曲率半径Ｒ２により滑らかに接続して形成されている。

また、キーロックカラー３の外周面３６は、円形に形成されているため、キーロックカラー３の肉厚は円周方向位置によって変化する。キーロックカラー３の内周面３３の内接円の直径Ｄ１は、キーロックカラー３の自由状態において、ステアリングシャフト１３の自由状態における外周面１３Ａの直径Ｄ２（外径）よりも小さくしている。

この構成によって、ステアリングシャフト１３の外周面１３Ａと、キーロックカラー３の内周面３３の円周方向中間部とは、互いに弾性的に当接し合う摩擦係合部を構成している。

キーロックカラー３の内周面３３には、図６の両端に、３０度の面取り３３１が形成されている。この面取り３３１の直径（図示せず）は、ステアリングシャフト１３の自由状態における外周面１３Ａの直径Ｄ２（外径）よりも大きく設定している。面取り３３１の角度は３０度に限定されるものではなく、１５度、４５度、６０度等、種々の角度が可能であり、またＲ面取りでもよい。

これによって、ステアリングシャフト１３にキーロックカラー３を圧入する時に、ステアリングシャフト１３の外周面１３Ａにキーロックカラー３の内周面３３が円滑に挿入されるため、ステアリングシャフト１３の外周面１３Ａとキーロックカラー３の内周面３３のかじりを回避することができる。

キーロックカラー３の外周面３６には、半径方向外側に突出する突条３７が、等角度間隔に１２個形成され、突条３７の左右両端（図６（１）の左右両端）は、キーロックカラー３の左右両端まで延びて形成されている。

図示しないイグニションキーをロック位置に回して鍵穴から引き抜くと、ロックキー１９（図５）がステアリングシャフト１３の軸心側に向かって突出する。その結果、キーロックカラー３の隣接する突条３７、３７の側面３７１、３７１の間に、ロックキー１９の先端が係合して、ステアリングシャフト１３をコラム１１に対して固定して、ステアリングシャフト１３の回転を阻止するようにしている。

本発明の実施例２では、四角形の内周面３３と同一軸方向位置に形成した円形の外周面３６に突条３７を形成するようにしたので、多数の突条３７をキーロックカラー３の外周面３６に形成することが可能となる。従って、ロックキー１９の出し入れをモーター等のアクチュエータで行う電動ステアリングロック装置へ適用することが容易となる。

次に本発明の実施例３について説明する。図７（１）は本発明の実施例３のキーロックカラー単体の斜視図、図７（２）は図７（１）のキーロックカラー単体の正面図、図７（３）は図７（２）の左側面図である。以下の説明では、上記実施例１から実施例２と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、実施例１及び実施例２と同一部品には同一番号を付して説明する。

実施例３は、内周面と外周面の両方が四角形に形成されたキーロックカラーの外周面に、突条を形成した例である。図７に示すように、キーロックカラー４の内周面４３は曲線の四角形に形成されている。すなわち、内周面４３の各辺４１１、４１１、４１１、４１１は、半径方向外側に円弧状凸面とした大きな曲率半径Ｒ１で形成され、この曲率半径Ｒ１の辺４１１、４１１、４１１、４１１の円周方向両端同士を、半径方向外側に円弧状凸面とした小さな曲率半径Ｒ２により滑らかに接続して形成されている。

また、キーロックカラー４の外周面４６も、内周面４３と相似形の四角形に形成されているため、キーロックカラー４の肉厚は一定に形成されている。キーロックカラー４の内周面４３の内接円の直径Ｄ１は、キーロックカラー４の自由状態において、図示しないステアリングシャフトの自由状態における外周面の直径（外径）よりも小さくしている。

この構成によって、ステアリングシャフトの外周面Ａと、キーロックカラー４の内周面４３の円周方向中間部とは、互いに弾性的に当接し合う摩擦係合部を構成している。

キーロックカラー４の内周面４３には、図７（２）の両端に、３０度の面取り４３１が形成されている。この面取り４３１の直径（図示せず）は、ステアリングシャフトの自由状態における外周面の直径（外径）よりも大きく設定している。面取り４３１の角度は３０度に限定されるものではなく、１５度、４５度、６０度等、種々の角度が可能であり、またＲ面取りでもよい。

これによって、ステアリングシャフトにキーロックカラー４を圧入する時に、ステアリングシャフトの外周面にキーロックカラー４の内周面４３が円滑に挿入されるため、ステアリングシャフトの外周面とキーロックカラー４の内周面４３のかじりを回避することができる。

キーロックカラー４の四角形の外周面４６には、外周面４６の各辺４６１、４６１、４６１、４６１の円周方向の中央位置に、半径方向外側に突出する突条４７が、等角度間隔に４個形成され、突条４７の左右両端は、キーロックカラー４の左右両端（図７（２）の左右両端）まで延びて形成されている。

図示しないイグニションキーをロック位置に回して鍵穴から引き抜くと、ロックキーがステアリングシャフトの軸心側に向かって突出する。その結果、キーロックカラー４の突条４７の側面４７１に、ロックキーの先端が係合して、ステアリングシャフトをコラムに対して固定して、ステアリングシャフトの回転を阻止するようにしている。

本発明の実施例３では、四角形の内周面４３と同一軸方向位置に形成した四角形の外周面４６に突条４７を形成するようにしたので、多数の突条４７をキーロックカラー４の外周面４６に形成することが可能となる。従って、ロックキーの出し入れをモーター等のアクチュエータで行う電動ステアリングロック装置へ適用することが容易となる。

本発明の実施例３では、外周面４６の各辺４６１、４６１、４６１、４６１の円周方向の中央位置に突条４７が形成されているが、各辺４６１、４６１、４６１、４６１の頂点位置に突条４７を形成してもよい。

次に突条の詳細形状について説明する。図８は実施例１から実施例３のキーロックカラー外周に形成された突条の詳細形状を示す拡大図である。図９は突条の変形例を示す拡大図である。図１０は突条の他の変形例を示す拡大図である。図１１は突条のさらに他の変形例を示す拡大図である。以下の説明では、上記実施例１から実施例３と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、実施例１から実施例３と同一部品には同一番号を付して説明する。

図８に示す突条５７の側面５７１、５７１は、キーロックカラー５の中心軸線に平行で、キーロックカラー５の軸心を通る平面５８に平行に形成されている。そして、キーロックカラー５の円形の外周面５６と側面５７１、５７１との接続部が、半径Ｒ３の円弧で滑らかに接続されている。

図９に示す変形例の突条６７の側面６７１、６７１は、キーロックカラー６の中心軸線に平行で、キーロックカラー６の軸心を通る平面６８に平行に形成され、キーロックカラー６の外周面６６が、図８の例とは異なって平面状に形成されている。そして、この平面状に形成された外周面６６と側面６７１、６７１との接続部が、半径Ｒ３の円弧で滑らかに接続されている。

図１０に示す突条７７の側面７７１、７７１は、キーロックカラー７の軸心を通る放射状の平面７８、７８上に形成されている。そして、キーロックカラー７の円形の外周面７６と側面７７１、７７１との接続部が、半径Ｒ３の円弧で滑らかに接続されている。

図１１に示す突条８７の側面８７１、８７１は、キーロックカラー８の中心軸線に平行で、キーロックカラー８の軸心を通る平面８８に平行に形成されている。そして、隣接する側面８７１、８７１は、半径Ｒ４の単一の円弧状外周面８６で滑らかに接続されている。

本発明の実施例１から実施例３では、外周面２６、３６、４６には半径方向外側に突出する突条２７、３７、４７が形成されているが、外周面２６、３６、４６に半径方向内側に陥没する有底溝を形成し、この有底溝にロックキー１９の先端を係合させて、ステアリングシャフト１３の回転を阻止するようにしてもよい。

また、本発明の実施例１から実施例３では、内周面２３、３３、４３が四角形に形成されているが、任意の数の多角形内周面であればよい。また、本発明の実施例１から実施例３では、内周面２３、３３、４３の各辺が曲線で形成されているが、直線で形成してもよい。

さらに、本発明の実施例１から実施例３では、外周面の突条２７、３７、４７は、外周面に等角度間隔に形成されているが、不等角度間隔に形成してもよく、突条の数は、奇数でも偶数でもよく、一個でもよい。

また、上記実施例において、ステアリングシャフトは中空でも中実でもよく、ステアリングシャフトに焼き入れ等の処理を行って、表面の硬度を上げ、耐摩耗性を向上させれば、より好ましい。さらに、キーロックカラーにも焼き入れ等の処理を行って、硬度と靱性を上げ、耐摩耗性等を向上させれば、さらに好ましい。

本発明のステアリング装置の全体を示す側面図である。 （１）は本発明の実施例１のステアリングシャフトとキーロックカラーとの嵌合部の拡大縦断面図、（２）は（１）のキーロックカラー単体の斜視図である。 （１）は図２（２）のキーロックカラー単体の正面図、（２）は（１）の左側面図、（３）は（２）のＡ−Ａ断面図である。 （１）は図３（１）のＢ−Ｂ断面図、（２）は図３（１）のＣ−Ｃ断面図である。 （１）は本発明の実施例２のステアリングシャフトとキーロックカラーとの嵌合部の拡大縦断面図、（２）は（１）のキーロックカラー単体の斜視図である。 （１）は図５（２）のキーロックカラー単体の正面図、（２）は（１）の左側面図である。 （１）は本発明の実施例３のキーロックカラー単体の斜視図、（２）は（１）のキーロックカラー単体の正面図、（３）は（２）の左側面図である。 キーロックカラー外周の突条の詳細形状を示す拡大図である。 キーロックカラー外周の突条の変形例を示す拡大図である。 キーロックカラー外周の突条の他の変形例を示す拡大図である。 キーロックカラー外周の突条のさらに他の変形例を示す拡大図である。

符号の説明

１１ コラム
１２ ステアリングホイール
１３ ステアリングシャフト
１３Ａ 外周面
１４ 上自在継手
１５ 中間シャフト
１６ 下自在継手
１７ アッパーブラケット
１８ チルト調整機構
１９ ロックキー
２ キーロックカラー
２１ 四角形筒部
２１１ 辺
２２ 円筒部
２３ 内周面
２３１ 面取り
２４ 外周面
２５ 内周面
２６ 外周面
２６１ 大径外周面
２７ 突条
２７１ 側面
３ キーロックカラー
３１１ 辺
３３ 内周面
３３１ 面取り
３６ 外周面
３７ 突条
３７１ 側面
４ キーロックカラー
４１１ 辺
４３ 内周面
４３１ 面取り
４６ 外周面
４６１ 辺
４７ 突条
４７１ 側面
５ キーロックカラー
５６ 外周面
５７ 突条
５７１ 側面
５８ 平面
６ キーロックカラー
６６ 外周面
６７ 突条
６７１ 側面
６８ 平面
７ キーロックカラー
７６ 外周面
７７ 突条
７７１ 側面
７８ 平面
８ キーロックカラー
８６ 外周面
８７ 突条
８７１ 側面
８８ 平面

Claims (1)

1. コラムに回転可能に軸支され、車体後方側にステアリングホイールを装着可能なステアリングシャフト、
   上記ステアリングシャフトの外周面に圧入され、直線の辺または曲線の辺で構成された多角形の内周面を有する中空筒状のキーロックカラー、
   上記多角形の内周面に対して軸方向位置が離間したキーロックカラーの円形の外周面に設けられ、この円形の外周面から半径方向外側に突出する突条、
   上記コラムに設けられ、イグニションキーの操作によって、その先端部が上記突条に係合可能なロックキーを備えたステアリング装置であって、
   上記突条の側面は、上記キーロックカラーの中心軸線に平行で、このキーロックカラーの軸心を通る平面に平行に形成されており、隣接する側面が単一の円弧状外周面で滑らかに接続されていること
   を特徴とするステアリング装置。

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