JP4840430B2 - 吸盤装置 - Google Patents
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Description
この種の吸盤装置の多くは、吸盤と、吸盤の背面から突設された中心軸と、吸盤の背面を覆うスカート部と、スカート部の中央から突出し中心軸が収容される外側筒部とを有する取り付け台とを備えている。
そして、吸盤装置の被吸着面への吸着状態をより安定させるため、吸盤の前記吸着面を被吸着面に臨ませて中心軸を被吸着面に押し付け前記吸着面の全域を被吸着面に接触させ、前記スカート部の先端を前記背面の外周部に当接させた初期吸着状態から、前記中心軸を前記被吸着面から離れる方向に変位させ前記吸着面の中央部を前記被吸着面から引き離した最終吸着状態を形成するロックレバーが設けられたものが提供されている(特許文献1参照)。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、ロックレバーが揺動するためのスペースを大きく確保する必要がなく、狭い場所に吸盤装置を設置する上で有利な吸盤装置を提供することにある。
また本発明の吸盤装置は、厚さ方向の一方の面が被吸着面に吸着される吸着面とされ他方の面が背面とされた吸盤と、前記吸盤の背面の中央から前記厚さ方向に沿って前記背面から離れる方向に突設された中心軸と、前記吸盤の背面を覆うスカート部と、前記スカート部の中央から突出し前記中心軸が収容される外側筒部とを有する取り付け台と、前記中心軸の周方向で初期位置とロック位置との間で回転可能に前記中心軸に結合されたロックレバーと、前記ロックレバーを前記中心軸の周方向で前記初期位置に付勢する第1の付勢手段と、前記中心軸を前記被吸着面から離れる方向に付勢する第2の付勢手段とを備え、前記第2の付勢手段により、前記吸着面の全域を被吸着面に接触させ、前記スカート部の下端を前記背面の外周部に、または、前記背面の半径方向外側の被吸着面の箇所に当接させた初期吸着状態から、前記中心軸を前記被吸着面から離れる方向に変位させた中間吸着状態が形成され、前記中間吸着状態から前記ロックレバーの前記初期位置から前記ロック位置への回転により、前記中心軸を前記被吸着面からさらに離れる方向に変位させた最終吸着状態を形成しかつ前記第1の付勢手段の付勢力に抗して前記ロックレバーを前記ロック位置に留めるカム機構が設けられ、前記第1の付勢手段と前記第2の付勢手段は、前記外側筒部の内側で前記中心軸の周囲に配設されその一方の端部が前記外側筒部に係止されその他方の端部が前記ロックレバーに係止された単一のコイルスプリングで構成されていることを特徴とする。
また、ロックレバーを中心軸の周方向で初期位置に付勢する第1の付勢手段と、中心軸を被吸着面から離れる方向に付勢する第2の付勢手段とを、単一のコイルスプリングで構成しているので、部品点数の削減化および構造の簡素化を図る上で有利となる。
図1は本実施の形態の吸盤装置10の非吸着状態を示す断面図、図2は吸盤装置10の初期吸着状態を示す断面図、図3は吸盤装置10の中間吸着状態を示す断面図、図4は吸盤装置10の最終吸着状態を示す断面図、図5(A)は吸盤装置10の中間吸着状態を示す斜視図、(B)は吸盤装置10の最終吸着状態を示す斜視図である。
図6は吸盤12の斜視図、図7は吸盤12の断面図、図8は取り付け台16の斜視図である。
図9(A)、(B)はロックレバー18を構成する第2の部材18Bの斜視図、(C)、(D)はロックレバー18を構成する第1の部材18Aの斜視図である。
図10はコイルスプリング20の斜視図、図11はカム機構22の動作説明図である。
図1に示すように、本実施の形態に係る吸盤装置10は、吸盤12と、中心軸14と、取り付け台16と、ロックレバー18と、コイルスプリング20と、カム機構22(図11参照)などを含んで構成されている。
吸盤12は、弾性を有する合成樹脂材料、例えば、ウレタン系やスチレン系、シリコン樹脂系など、従来の吸盤12に用いられている従来公知の様々な弾性材料が使用可能である。
なお、吸盤12の外縁に吸盤12の径方向外方向に延在する取り外し操作用の片体12Aが設けられている。
また、吸盤12として従来公知の様々な構成が採用可能である。
また、例えば、図1、図7に示すように、吸盤12を、背面26を構成する円盤状の吸盤本体28と、吸着面24を構成するゲル層30とを含んで構成するようにしてもよい。
ゲル層30はゲルからなり、背面26と反対に位置する吸盤本体28の面に凹状の取り付け面2802が形成され、この取り付け面2802に該取り付け面2802を覆うように接合され、吸着面24はこのゲル層30の表面で形成されている。
このようなゲルとして、ポリエチレン系、スチレン系、シリコン樹脂系などの合成樹脂系のゲルが使用可能であり、ポリエチレン系のゲルとして、例えば、市販品である株式会社コスモ計器の商品名「コスモゲル」を使用可能である。スチレン系のゲルとして、例えば、市販品である株式会社イノアックコーポレーションの商品名「NAGFLEX」を使用可能である。シリコン系のゲルとして、例えば、市販品である株式会社ジェルテックの商品名「αGEL」(アルファゲル)を使用可能である。
また、取り付け面2802へのゲル層30の接合は、例えば、二色成形や接着剤による接合などの方法が採用可能である。
ゲル層30により吸着面24を構成すると、被吸着面2が皮シボ面として形成され、あるいは、こまかな凹凸面で形成され、あるいは、ざらざらな面で形成されている場合であっても、吸着面24は凹凸に追従して変形し、凹凸面との間に隙間を介在させずに凹凸面やざらざらな面に吸着面24を密着でき、吸盤12を凹凸面やざらざらな面に確実に吸着させることができ、種々の物品を、ダッシュボードパネルの皮シボ面などの被吸着面2に確実に取り付ける上で有利となる。
中心軸14は剛性を有する材料、例えば、金属や硬質な合成樹脂から形成され、中心軸14の下端は吸盤12の中央の膨出部に埋め込まれている。
取り付け台16は、硬質な合成樹脂などのような剛性を有する材料で形成されている。
取り付け台16は、図8に示すように、スカート部32と外側筒部34と取り付け部36などを有している。
図1に示すように、スカート部32の先端全周に弾性部材38が設けられている。
弾性部材38は、吸盤12を構成する弾性材料よりも硬度の小さい弾性材料で形成され、被吸着面2の形状に対応して弾性部材38が変形しやすいように図られている。すなわち、被吸着面2が球面あるいは円筒面などの非平面形状を呈している場合であってもそれらの形状に追従して弾性部材38が変形し、吸盤12をそれら非平面形状の被吸着面2に確実に吸着させる上で有利となる。
より詳細には、吸盤12は、JIS−A硬度で70以上の弾性材料で形成され、弾性部材38は、JIS−A硬度で40以上70未満の弾性材料で形成されている。
このような弾性材料として、例えば、ウレタンフォームが使用可能であり、例えば、市販品である株式会社イノアックコーポレーションの商品名「PORON」が使用可能である。
弾性部材38は、図1に示すように、吸盤12の厚さ方向と平行する方向の厚さを有して吸盤12の中心を中心とした(スカート部32の中心を中心とした)環状の帯板状を呈している。
弾性部材38は、後述する初期吸着状態、中間吸着状態、最終吸着状態において吸盤12の背面26に当接されるスカート部32の箇所である。なお、弾性部材38を省略し、スカート部32の先端を吸盤12の背面26の外周部に直接当接させてもよく、あるいは、図2の符号(イ)に示すように、スカート部32の先端を吸盤12の外側に位置する被吸着面2の箇所に当接させてもよい。
図1、図8に示すように、外側筒部34の軸方向の中間部の内周に、半径方向内側に突出する中間壁40が設けられている。
また、中間壁40上に位置する外側筒部34の内周の180度の間隔をおいた2箇所に、外側筒部34の内周の周方向に沿って延在するカム42がそれぞれ設けられている。
各カム42は、図8、図11に示すように、中心軸14の先部方向に変位しつつ外側筒部34の内周の周方向に沿って延在する傾斜カム4202と、中心軸14の先部方向に最も変位した傾斜カム4202の上端に接続されてこの上端とほぼ同じ高さで外側筒部34の内周の周方向に沿って延在する上部カム4204と、上部カム4204の傾斜カム4202寄りの箇所に設けられた係止用凸部4206とを含んで構成されている。
また、図8に示すように、吸盤12から離れた外側筒部34の軸方向の端部に、欠部4210が外側筒部34の周方向に沿って延在形成されている。この欠部4210は、ロックレバー18を初期位置とロック位置との間で回転させるためのものである。より詳細には、後述するレバー部46が欠部4210の延在方向の一端に係止することで初期位置が決定され、レバー部46が欠部4210の延在方向の他端に係止することでロック位置が決定される。
取り付け部36は、吸盤装置10により被吸着面2に設置される商品が取り付けられる箇所である。本実施の形態では、この商品は、例えば、ディスプレイパネルや種々の車載機器をリモートコントロールするためのコントローラーなどである。
ロックレバー18は、硬質な合成樹脂などのような剛性を有する材料で形成されている。
ロックレバー18は、中心軸14の外周と外側筒部34の内周との間に挿入され中心軸14の軸方向に移動不能にかつ中心軸14の周りに回転可能に中心軸14に結合された内側筒部44と、この内側筒部44から内側筒部44の半径方向の外方に突出する回転操作用のレバー部46とを有している。
本実施の形態では、図9に示すように、ロックレバー18は第1の部材18Aと第2の部材18Bとの2つの部材で構成されている。
第1の部材18Aは、筒部1802と、この筒部1802の軸方向の一方の端部を閉塞する第1端面壁1804とを有し、レバー部46は筒部1802に突設されている。
第2の部材18Bは、筒部1812と、この筒部1812の軸方向の一方の端部を閉塞する第2端面壁1814とを有し、吸盤12寄りに位置する筒部1812の軸方向の他方の端部の180度の間隔をおいた2箇所にカム42に係合する突起1816がそれぞれ形成され、第2端面壁1814の中央に孔1818が形成されている。
本実施の形態では、図11に示すように、外側筒部34のカム42と第2の部材18Bの突起1816とによりカム機構22が構成されている。
まず、図1、図9に示すように、第2の部材18Bの筒部1812が中心軸14の外周と外側筒部34の内周との間に挿入され、孔1818に中心軸14の先部が挿入され、孔1818から突出する中心軸14の箇所にストップリング1820が取着され、第2の部材18Bが中心軸14の先部に軸方向に移動不能にかつ中心軸14の周方向に回転可能に結合される。
次に、第2の部材18Bの外側に第1の部材18Aが嵌合され、固定される。
この嵌合固定は、第2の部材18Bの筒部1812の凸部1822(図9(B)参照)が、第1の部材18Aの筒部1802の欠部1824(図9(D)参照)に嵌合され、第1の部材18Aの筒部1802の内周の凸部1826(図9(D)参照)が、第2の部材18Bの筒部1812の外周の凹部1828(図9(A)参照)に嵌合されることでなされる。
したがって、本実施の形態では、内側筒部44(図1参照)が第1の部材18Aの筒部1802と第2の部材18Bの筒部1812とで構成されている。
そして、レバー部46が欠部4210(図8参照)上に位置するように第1、第2の部材18A、18Bが中心軸14に取着され、より詳細には、レバー部46が初期位置(欠部4210の延在方向の一方の端部)に位置した状態で、突起1816が2つのカム42の間に位置するように取着される。
また、第1、第2の部材18A、18Bが中心軸14に取着された状態で第1端面壁1804と第2端面壁1814は近接し、したがって、中心軸14の先部寄りに位置する内側筒部44の軸方向の端部に該内側筒部44の端部を閉塞する第1端面壁1804が設けられ、内側筒部の内部で第1端面壁1804寄りの箇所に該内側筒部44の半径方向内側に突出する第2端面壁1814が設けられていることになる。
図1に示すように、コイルスプリング20は、その巻回部20Aが外側筒部34の内側で中心軸14の周囲に配設され、その一方の端部20Bが外側筒部34に係止されその他方の端部20Cがロックレバー18に係止されてロックレバー18を初期位置に付勢すると共に外側筒部34とロックレバー18とを中心軸14に沿って離す方向に付勢している。
より詳細には、コイルスプリング20は、図2に示すように、中心軸14の周囲で第2端面壁1814と中間壁40との間に配設されている。そして、コイルスプリング20の一方の端部20Bは中間壁40に係止され、コイルスプリング20の他方の端部20Cは第2端面壁1814に係止され、ロックレバー18を初期位置に付勢すると共に外側筒部34とロックレバー18とを中心軸14に沿って離す方向に付勢している。
本実施の形態では、このコイルスプリング20に、後述する中間吸着状態を得るための弾性力を持たせている。
吸盤12の吸着面24を被吸着面2に臨ませ、中心軸14を被吸着面2に押し付け吸着面24の全域を被吸着面2に接触させ、スカート部32の先端を背面26の外周部に、または、背面26の半径方向外側の被吸着面2の箇所(図2の(イ)参照)に当接させると、図2、図5(A)に示す初期吸着状態となる。なお、中心軸14を被吸着面2に押し付ける操作は、ロックレバー18の第1端面壁1804を指により押圧操作することによりなされる。
この初期吸着状態から、ロックレバー18を初期位置からロック位置へ回転させると、カム機構22により中心軸14は被吸着面2から離れる方向に強制的に変位され、図4、図5(B)に示す最終吸着状態となる。
詳細に説明すると、ロックレバー18を初期位置からロック位置へ回転させると、図11に示すように、突起1816が傾斜カム4202上を摺動し、これにより中心軸14は被吸着面2から離れる方向に強制的に変位される。突起1816はやがて係止用凸部4206を乗り越えて上部カム4204に至る。ロックレバー18は、コイルスプリング20の付勢力により初期位置に戻ろうとするが、突起1816が係止用凸部4206に係合することでロックレバー18はロック位置に留まる。
中間吸着状態は、初期吸着状態からコイルスプリング20の弾性力により、中心軸14が被吸着面2から離れる方向に変位されることで形成される。
したがって、本実施の形態では、最終吸着状態は、中間吸着状態からロックレバー18の初期位置からロック位置への回転により、中心軸14を被吸着面2から離れる方向にさらに変位させることで形成される。
吸盤装置10はこのような最終吸着状態で被吸着面2に強固に取着され、ディスプレイパネルや種々の車載機器をリモートコントロールするためのコントローラーなどの商品が自動車の車室内のダッシュボード上で支持される。
吸盤12が被吸着面2から取り外されると、コイルスプリング20により中心軸14に沿って外側筒部34とロックレバー18とが離され、したがって、突起1816がカム42から外れる。そして、ロックレバー18はコイルスプリング20の付勢力によりロック位置から初期位置に回転され初期位置に戻される。
また、ロックレバー18の操作は中心軸14の周りにロックレバー18を回転させることで行われるので、大きなスペースを確保することなくロックレバー18を回転操作でき、したがって、狭いスペースに吸盤装置10を取着させる上で有利となる。
また、吸盤装置10を被吸着面2から取り外すと、ロックレバー18は自動的に初期位置に戻されるため、吸盤装置10の操作性を向上する上で有利となる。
また、中間吸着状態は省略してもよいが、本実施の形態のように中間吸着状態をコイルスプリング20を用いて形成すると、最終吸着状態によって吸盤装置10を被吸着面2により強固に取着する上で有利となる。
また、本実施の形態では、ロックレバー18をロック位置から初期位置に付勢する動作と、外側筒部34とロックレバー18とを中心軸14に沿って離す方向に付勢する動作とを、単一のコイルスプリング20によって実現しているので、部品点数の削減化および構造の簡素化を図る上で有利となる。
Claims (10)
- 厚さ方向の一方の面が被吸着面に吸着される吸着面とされ他方の面が背面とされた吸盤と、
前記吸盤の背面の中央から前記厚さ方向に沿って前記背面から離れる方向に突設された中心軸と、
前記吸盤の背面を覆うスカート部と、前記スカート部の中央から突出し前記中心軸が収容される外側筒部とを有する取り付け台と、
前記中心軸の周方向で初期位置とロック位置との間で回転可能に前記中心軸に結合されたロックレバーと、
前記ロックレバーを前記中心軸の周方向で前記初期位置に付勢する第1の付勢手段と、
前記中心軸を前記被吸着面から離れる方向に付勢する第2の付勢手段と、
前記吸着面の全域を被吸着面に接触させ、前記スカート部の先端を前記背面の外周部に、または、前記背面の半径方向外側の被吸着面の箇所に当接させた初期吸着状態から、前記ロックレバーを前記初期位置から前記ロック位置へ回転させると、前記中心軸を前記被吸着面から離れる方向に変位させた最終吸着状態を形成しかつ前記ロックレバーを前記ロック位置に留めるカム機構とを備え、
前記第1の付勢手段と前記第2の付勢手段は、前記外側筒部の内側で前記中心軸の周囲に配設されその一方の端部が前記外側筒部に係止されその他方の端部が前記ロックレバーに係止された単一のコイルスプリングで構成されている、
ことを特徴とする吸盤装置。 - 前記コイルスプリングにより、前記初期吸着状態から前記中心軸を前記被吸着面から離れる方向に変位させた中間吸着状態が形成され、
前記最終吸着状態は、前記中間吸着状態から前記ロックレバーの前記初期位置から前記ロック位置への回転により、前記中心軸を前記被吸着面から離れる方向にさらに変位させることで形成される、
ことを特徴とする請求項1記載の吸盤装置。 - 前記ロックレバーは、前記中心軸の外周と前記外側筒部の内周との間に挿入され前記中心軸の軸方向に移動不能にかつ前記中心軸の周りに回転可能に前記中心軸に結合された内側筒部と、この内側筒部から前記内側筒部の半径方向の外方に突出する回転操作用のレバー部とを有し、
前記カム機構は、前記外側筒部の内周と前記内側筒部とにわたって設けられている、
ことを特徴とする請求項1記載の吸盤装置。 - 前記ロックレバーは、前記中心軸の外周と前記外側筒部の内周との間に挿入され前記中心軸の軸方向に移動不能にかつ前記中心軸の周りに回転可能に前記中心軸に結合された内側筒部と、この内側筒部から前記内側筒部の半径方向の外方に突出するレバー部とを有し、
前記カム機構は、前記外側筒部の軸方向の中間部の内周に設けられ前記内周の周方向に延在するカムと、前記吸盤寄りに位置する前記内側筒部の軸方向の端部に設けられ前記カムに係合する突起とを含んで構成されている、
ことを特徴とする請求項1記載の吸盤装置。 - 前記ロックレバーは、前記中心軸の外周と前記外側筒部の内周との間に挿入され前記中心軸の軸方向に移動不能にかつ前記中心軸の周りに回転可能に前記中心軸に結合された内側筒部と、この内側筒部から前記内側筒部の半径方向の外方に突出するレバー部とを有し、
前記初期吸着状態で、前記吸盤寄りに位置する前記内側筒部の軸方向の端部に近接するあるいは当接する中間壁が前記外側筒部の軸方向の中間部の内周に設けられ、
前記カム機構は、前記中間壁に設けられ前記中間壁の周方向に延在するカムと、前記吸盤寄りに位置する前記内側筒部の軸方向の端部に設けられ前記カムに係合する突起とを含んで構成されている、
ことを特徴とする請求項1記載の吸盤装置。 - 前記ロックレバーは、前記中心軸の外周と前記外側筒部の内周との間に挿入され前記中心軸の軸方向に移動不能にかつ前記中心軸の周りに回転可能に前記中心軸に結合された内側筒部と、この内側筒部から前記内側筒部の半径方向の外方に突出するレバー部とを有し、
前記中心軸の先部寄りに位置する前記内側筒部の軸方向の端部に該内側筒部の端部を閉塞する第1端面壁が設けられ、
前記内側筒部の内部で前記第1端面壁寄りの箇所に該内側筒部の半径方向内側に突出する第2端面壁が設けられ、
前記第1端面壁は前記初期吸着状態を形成する際に前記中心軸を被吸着面に押し付けるための押圧箇所であり、
前記第2端面壁が前記中心軸の軸方向に移動不能にかつ前記中心軸の周りに回転可能に前記中心軸の先部に結合しており、
前記外側筒部の軸方向の中間部の内周に半径方向内側に突出する中間壁が設けられ、
前記コイルスプリングは、前記中心軸の周囲で前記第2端面壁と前記中間壁との間に配設されている、
ことを特徴とする請求項1記載の吸盤装置。 - 前記ロックレバーは、前記中心軸の外周と前記外側筒部の内周との間に挿入され前記中心軸の軸方向に移動不能にかつ前記中心軸の周りに回転可能に前記中心軸に結合された内側筒部と、この内側筒部から前記内側筒部の半径方向の外方に突出するレバー部とを有し、
前記中心軸の先部寄りに位置する前記内側筒部の軸方向の端部に該内側筒部の端部を閉塞する第1端面壁が設けられ、
前記内側筒部の内部で前記第1端面壁寄りの箇所に該内側筒部の半径方向内側に突出する第2端面壁が設けられ、
前記第1端面壁は前記初期吸着状態を形成する際に前記中心軸を被吸着面に押し付けるための押圧箇所であり、
前記第2端面壁が前記中心軸の軸方向に移動不能にかつ前記中心軸の周りに回転可能に前記中心軸の先部に結合しており、
前記外側筒部の軸方向の中間部の内周に半径方向内側に突出する中間壁が設けられ、
前記コイルスプリングは、前記中心軸の周囲で前記第2端面壁と前記中間壁との間に配設され、
前記コイルスプリングの一方の端部が前記外側筒部に係止される箇所は、前記中間壁の箇所であり、
前記コイルスプリングの他方の端部が前記前記ロックレバーに係止される箇所は、前記前記第2端面壁の箇所である、
ことを特徴とする請求項1記載の吸盤装置。 - 前記ロックレバーは、前記中心軸の外周と前記外側筒部の内周との間に挿入され前記中心軸の軸方向に移動不能にかつ前記中心軸の周りに回転可能に前記中心軸に結合された内側筒部と、この内側筒部から前記内側筒部の半径方向の外方に突出するレバー部とを有し、
前記カム機構は、前記外側筒部の軸方向の中間部の内周に設けられ前記内周の周方向に延在するカムと、前記吸盤寄りに位置する前記内側筒部の軸方向の端部に設けられ前記カムに係合する突起とを含んで構成され、
前記カムは、前記中心軸の先部方向に変位しつつ前記外側筒部の内周の周方向に沿って延在する傾斜カムと、前記中心軸の先部方向に最も変位した前記傾斜カムの端部に接続されて前記外側筒部の内周の周方向に沿って延在する上部カムと、前記上部カムの前記傾斜カム寄りの箇所に設けられた係止用凸部とを含んで構成されている、
ことを特徴とする請求項1記載の吸盤装置。 - 前記吸盤は、吸盤本体とゲル層とで構成され、
前記吸盤本体は、弾性材料から形成され前記背面を構成しており、
前記ゲル層は、ゲルから形成され前記吸盤本体に取着されて前記吸着面を構成している、
ことを特徴とする請求項1記載の吸盤装置。 - 厚さ方向の一方の面が被吸着面に吸着される吸着面とされ他方の面が背面とされた吸盤と、
前記吸盤の背面の中央から前記厚さ方向に沿って前記背面から離れる方向に突設された中心軸と、
前記吸盤の背面を覆うスカート部と、前記スカート部の中央から突出し前記中心軸が収容される外側筒部とを有する取り付け台と、
前記中心軸の周方向で初期位置とロック位置との間で回転可能に前記中心軸に結合されたロックレバーと、
前記ロックレバーを前記中心軸の周方向で前記初期位置に付勢する第1の付勢手段と、
前記中心軸を前記被吸着面から離れる方向に付勢する第2の付勢手段とを備え、
前記第2の付勢手段により、前記吸着面の全域を被吸着面に接触させ、前記スカート部の下端を前記背面の外周部に、または、前記背面の半径方向外側の被吸着面の箇所に当接させた初期吸着状態から、前記中心軸を前記被吸着面から離れる方向に変位させた中間吸着状態が形成され、
前記中間吸着状態から前記ロックレバーの前記初期位置から前記ロック位置への回転により、前記中心軸を前記被吸着面からさらに離れる方向に変位させた最終吸着状態を形成しかつ前記第1の付勢手段の付勢力に抗して前記ロックレバーを前記ロック位置に留めるカム機構が設けられ、
前記第1の付勢手段と前記第2の付勢手段は、前記外側筒部の内側で前記中心軸の周囲に配設されその一方の端部が前記外側筒部に係止されその他方の端部が前記ロックレバーに係止された単一のコイルスプリングで構成されている、
ことを特徴とする吸盤装置。
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