JP5410871B2 - エアフィルタ - Google Patents

Description

本発明は、エアフィルタユニットが、背面側から押さえ部によって押さえ付けられて取付枠ユニットに取り付けられるエアフィルタに関する。

空気中の塵埃や汚染物質が除去されるために、濾材パックが、四角枠形のフィルタ枠内部に配置されたエアフィルタユニットが広く使用されている。エアフィルタユニットは通常、取付枠内部に収納された状態で各種設備に設置される。従来、エアフィルタユニットは、固定具によって背面側から前方に向けて押圧され、取付枠から内側に張り出したフランジ部に押し付け固定された状態で、取付枠内部に収納されることがある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１において、固定具は、取付枠内面の軸受けに軸支される軸部と、その軸部の先端部から直角に張り出され、フィルタユニットを背面側から押さえ付けるための押さえ部とから成る。固定具は、軸部中心に回転可能であり、かつ軸受けに沿って軸方向に移動可能であるとともに、ワイヤばねによって前方側に付勢されている。このような固定具は、押さえ部を軸方向に沿って背面側に引っ張った後、内側に回動させて手放すことにより、ワイヤばねで付勢された押さえ部によってフィルタユニットを前方に押さえ付けることが可能になる。

特開２００６−１５９１０７号公報

しかし、特許文献１に開示されたエアフィルタでは、固定具を付勢するために、ワイヤばねが必要であるため、取付構造が複雑になる。また、フィルタユニットを押さえ付ける押さえ部は、振動等によって軸部中心に回転しやすく、したがって、フィルタユニットが取付枠から不意に外れるおそれがある。

そこで、本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成でフィルタユニットを取付枠に固定させることが可能で、かつ振動等によってフィルタユニットが取付枠から外されることを防止するエアフィルタを提供することを目的とする。

本発明に係るエアフィルタは、前後方向に開口された四角枠形の取付枠と、取付枠の内部に少なくとも一部が配置されるフィルタユニットと、取付枠から内側に張り出して形成され、フィルタユニットの前方に配置されるフランジ部と、取付部材と、規制部とを備える。取付部材は、取付枠の内面に軸支され、前後方向に延在する軸部と、軸部に連設され、軸部を中心に回転可能な押さえ部とによって一体に形成されるとともに、押さえ部は、軸部を中心に回転することによりフィルタユニットを背面側から押圧する位置に配置され、フィルタユニットをフランジ部に押し付け固定する。フィルタユニットを押圧する上記取付部材は、反力によって後方に移動することが規制部によって規制される。

上記エアフィルタは、フィルタユニットの前面に取り付けられ、弾性材料で形成されたガスケットを備え、フィルタユニットはガスケットを介してフランジ部に押し付け固定されていても良い。

軸部の外周には、突起が形成されるとともに、突起が規制部に係合されることにより、取付部材が軸方向に移動することが規制されることが好ましい。例えば、取付枠の内面には軸部が内部に配置される軸受け部が設けられる。例えば、軸受け部には、突起が内部に挿入される開口が形成されるとともに、開口の縁部が上記規制部となる。

例えば、取付枠は、互いに対向する一対の横板部と、互いに対向する一対の縦板部を備えるとともに、上記軸部は横板部の内面に軸支される。

押さえ部は、所定範囲内で回転されるように規制部によって規制されていたほうが良い。このとき、押さえ部は、フィルタユニットを押圧しない第１の位置から、フィルタユニットを押圧する第２の位置までの範囲で回転されるように規制されることが好ましい。第２の位置は、押さえ部が縦板部に平行に配置される位置からさらに回転された位置であることが好ましい。また、第１の位置は、押さえ部が横板部に平行に配置される位置からさらに、取付枠外側に回転された位置であることが好ましい。例えば、軸部の外周に突起が形成される場合、突起が規制部に係合されることにより、押さえ部の回転が規制される。

軸部と押さえ部の成す角度が９０°より大きいことが好ましく、すなわち、押さえ部は、軸部に対して斜め後方に傾いていることが好ましい。軸部と押さえ部は例えば、一体に形成されてＬ字棒状部材を構成する。上記規制部は、取付部材が軸方向に実質的に移動できないように規制することが好ましい。フィルタユニットは例えば、第１のフィルタ部と、第１のフィルタの背面に重ねられた第２のフィルタ部とを備える。

本発明においては、ばね等の部品を用いることなく簡単な構成で、フィルタユニットを取付枠に押し付け固定することが可能になる。

本発明の一実施形態に係るエアフィルタを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るエアフィルタを示す分解斜視図である。 取付枠ユニットを前面側から示す斜視図である。 エアフィルタの取付構造を示すための部分斜視図である。 取付部材と当て板を示すための斜視図である。 図４のVI−VI線における矢視断面図である。 図４のVI−VI線における矢視断面図であって、押さえ部が取付枠の外側に回転されたときの様子を示すための図である。 エアフィルタの部分正面図であって、押さえ部が回転するときの挙動を示すための図である。 エアフィルタを上方から見た平面図であって、上縦板部を省略して示した図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照に説明する。
図１〜３に示すように、エアフィルタ１０は、フィルタユニット１１と、取付枠ユニット１２と、取付部材１５と、当て板１６とを備える。

取付枠ユニット１２は、前後方向に開口された四角枠形を呈する取付枠１３と、取付枠１３の前方側の開口の一部を覆うフランジ部１４とを備える。取付枠１３は、互いに対向する左横板部２３及び右横板部２４と、互いに対向し、横板部２３、２４の端部同士を接続する上縦板部２５及び下縦板部２６を備える。横板部２３、２４は、上下方向に長い略矩形の板形状を呈するとともに、縦板部２５、２６は左右方向に長い略矩形の板形状を呈する。

なお、本明細書では、横板部２３、２４に垂直な方向であって、横板部２３、２４が対向する方向を左右方向、縦板部２５、２６に垂直な方向であって、縦板部２５、２６が対向する方向を上下方向として説明する。左右方向は上下方向に直交する方向であるとともに、前後方向は、上下方向及び左右方向に直交する方向である。また、エアフィルタ１０には、その後方側（紙面手前側）から前方側（紙面奥側）に向けてエアが通過させられる。

図１、２に示すように、フィルタユニット１１は、例えば中性能フィルタから成る第１のフィルタ部４１と、プレフィルタから成る第２のフィルタ部４２とから構成される。第１及び第２のフィルタ部４１、４２それぞれは、上下及び左右方向において取付枠１３よりやや小さい四角枠形を呈する第１及び第２のフィルタ枠４３、４４と、第１及び第２のフィルタ枠４３、４４それぞれの内部に配置される第１及び第２の濾材４５、４６とを備える。

第１の濾材４５は、ガラス繊維、合成繊維、不織布等から成るシート状濾材が、ジグザグにひだ折りされて構成される濾材パックである。プレフィルタを構成する第２の濾材４６は、メッシュが第１の濾材４５よりも粗く、空気中の粗い塵埃や汚染物質を除去し、これらが第１の濾材４５に付着することを防止する。

第１のフィルタ枠４３は、一部が取付枠１３の内部に配置されるとともに、一部が取付枠１３の後方側の開口から突出している。第１のフィルタ枠４３は、左右方向において対向する左側枠部５３及び右側枠部５４と、枠部５３、５４の端部同士を接続し、上下方向において対向する天枠部５５及び地枠部５６を備える。枠部５３〜５６は、矩形の板形状を呈する。枠部５３〜５６それぞれの外周面は、取付枠１３の板部２３〜２６それぞれの内面に沿ってこれらに平行に配置されるが、板部２３〜２６それぞれの内面との間には隙間がある。

第２のフィルタ枠４４は、取付枠１３の外部に配置される。第２のフィルタ枠４４は、左右方向において対向する左側枠部６３及び右側枠部６４と、枠部６３、６４の端部同士を接続し、上下方向において対向する天枠部６５及び地枠部６６を備える。枠部６３〜６６それぞれの外周面は、取付枠１３の板部２３〜２６それぞれの内面に平行である。第２のフィルタ枠４４は、第１のフィルタ枠４３と略同じ大きさを有しており、その前面が第１のフィルタ枠４３の背面に密接する。すなわち、フィルタユニット１１は、第１及び第２のフィルタ部４１、４２が重ねられて構成されるものであり、フィルタユニット１１（第２のフィルタ部４２）の背面は、取付枠１３の背面より後方側に配置される。

図３に示すように、取付枠１３の板部２３〜２６それぞれの前端部には、各板部２３〜２６に対して垂直に、かつ取付枠１３の内側に向かって張り出した板部３３〜３６が連設される。板部３５、３６の左端部及び右端部は、板部３３、３４の上端部、下端部に連設され、これにより、板部３３〜３６は一体となって、四角枠板形状のフランジ部１４を形成する。フランジ部１４は、その外縁の全周が、取付枠１３の前端の全周に連設されるものであり、フィルタユニット１１の前方に配置される。

当て板１６は、両横板部２３、２４の内面に取り付けられており、横板部２３、２４の内面とともに軸受け部８０を形成する。当て板１６は、各横板部２３、２４に２つずつ取り付けられるとともに、各横板部２３、２４において、上端部及び下端部それぞれの近傍に配置される。取付部材１５は、各軸受け部８０それぞれに対応して設けられ、軸受け部８０に挿入される軸部７０と、軸部７０に連設される押さえ部７１とから構成される。取付部材１５は、押さえ部７１によって、フィルタユニット１１を取付枠ユニット１２に押し付け固定させるための部材である。

次に、図４〜８を用いて、取付部材及び軸受け部の構造をさらに詳細に説明する。なお、図４〜８は、左横板部２３の上端部近傍に設けられた軸受け部及び取付部材を示し、以下それらの構造について説明をするが、その他の軸受け部及び取付部材の構造も同様であるのでその説明は省略する。

図４、５に示すように、取付部材１５は、前後方向に延在する軸部７０と、軸部７０の後端７０Ａから斜め後方に向けて延出される押さえ部７１とによって一体的に形成されたＬ字棒状部材である。押さえ部７１と軸部７０の成す角度Ｒ１は、９０°より大きい鈍角であって、例えば９１〜１０５°、後述するガスケット１７がある場合、好ましくは９５〜１０５°である。但し、ガスケット１７がない場合、角度Ｒ１は小さいほうが良く、例えば９１〜９５°程度であることが好ましい。ガスケット１７があると押さえ部７１の押し付けによって、フィルタユニット１１は前方に移動しやすい一方、ガスケット１７がないと押さえ部７１の押し付けによって、フィルタユニット１１は前方に移動しにくくなるからである。例えば、取付部材１５は金属から成る棒材をＬ字形に折り曲げたものであって、押さえ部７１及び軸部７０はそれぞれ、略円柱形の棒状に形成される。

当て板１６は、横板部２３の内面に沿うように配置され、横板部２３に取り付けられている。当て板１６の上下方向における略中央部は、取付枠１３の内側に向かってＵ字状に膨らんでおり、溝部８３に形成される。溝部８３は、前後方向に延在し、当て板１６の前後方向における一端から他端にわたって設けられる。すなわち、当て板１６は、横板部２３の内面に密接した第１及び第２の板部８１、８２と、これらの間に形成される溝部８３とから成る。溝部８３の内周面は、横板部２３の内面とともに筒状の軸受け部８０を形成する。

軸部７０は、その前方側の部分が軸受け部８０の内部に配置され、軸受け部８０に軸支される。また、軸部７０の後方側の部分は軸受け部８０から突出し、軸部７０の後端７０Ａは、取付枠１３の背面よりさらに後方に配置される。押さえ部７１は、軸部７０を中心に回転可能であって、軸部７０を中心に回転することにより、フィルタユニット１１（図１参照）の後方に配置させることが可能である。

軸部７０には、その外周から突出する突起７２が形成される。突起７２は、例えば、断面円形を呈するＬ字の棒材がプレス加工されることにより形成される。突起７２は、押さえ部７１に比べて十分短い。突起７２は、図６、７に示すように、例えば、押さえ部７１が軸部７０から延出する方向と異なる方向に突出するが、同じ方向に突出しても良い。

溝部８３（すなわち、軸受け部８０）には、突起７２が挿入されるための開口８４が設けられる。開口８４は、溝部８３の前後方向における中途部分８３Ａに設けられる。開口８４の前後方向における長さは、突起７２の前後方向における長さに略等しい。そのため、突起７２は、開口８４の前後の縁部に係合され、前後方向（軸部の軸方向）に実質的に移動できないように規制される。当て板１６は、例えば軸部７０が溝部８３の内部に配置され、かつ突起７２が開口８４に挿入された状態で、スポット溶接等によって横板部２３に固定される。

図６、７に示すように、溝部８３の内周面は、軸部７０の外周に沿うように形成されており、軸部７０は、溝部８３内部において、回転することが可能である。これにより、上記したように取付部材１５（押さえ部７１）は軸部７０を軸中心に回転可能である。また、溝部８３の中途部分８３Ａは、一部が切り取られて上記した開口８４として形成されるとともに、一部が第２の板部８２から延出する片部８５として残される。

押さえ部７１の軸回りにおける一方向（図４〜８では時計回り）への回転は、図６に示すように、突起７２が片部８５（開口８４の下縁部）に係合することによって規制される。突起７２が片部８５に係合すると、押さえ部７１は、縦板部２５、２６に平行な位置（図８（Ｄ）の位置；背面から見ると左右方向に対して平行な位置）よりも、さらに時計回りにＲ２°回転した位置（図８（Ｅ））に配置される。

押さえ部７１の軸回りにおける他方向（図４〜８では反時計回り）への回転は、図７に示すように、突起７２が第１の板部８１（開口８４の上縁）に係合することによって規制される。突起７２が第１の板部８１に係合すると、押さえ部７１は、横板部２３に平行な位置（図８（Ｂ）の位置；背面から見ると上下方向に対して平行な位置）よりも、さらに反時計回りにＲ３°回転した位置（図８（Ａ））に配置される。なお、角度Ｒ２、Ｒ３は例えば１０〜１５°程度であることが好ましい。

このように、取付部材１５（押さえ部７１）は、図８に示すように、（Ａ）〜（Ｅ）の範囲で回転することが可能であるとともに、突起７２が開口８４の上下の縁部に係合することによって、その範囲外に回転移動することはできない。なお、押さえ部７１は、図８（Ａ）（Ｂ）の位置にあるときフィルタユニット１１を押圧しないが、図８（Ｃ）〜（Ｅ）の位置にあるときにはフィルタユニット１１の背面に当接し、フィルタユニット１１を前方に向けて押圧する。

図９は、押さえ部７１によってフィルタユニット１１が押さえ付けられた状態を示す上面図である。なお、図９は、右横板部２４の上端部近傍に設けられた軸受け部及び取付部材を示す。

図９に示すように、フィルタユニット１１の前面（すなわち、第１のフィルタ枠４３の前面）には、ガスケット１７が取り付けられている。ガスケット１７は、ゴムやスポンジ等の弾性材料から形成されるとともに、四角枠形の第１のフィルタ枠４３の前面に沿って四角枠形に形成される。なお、ガスケット１７の厚さは、例えば５ｍｍ程度である。ガスケット１７は、フランジ部１４の背面に密着し、フランジ部１４と、第１のフィルタ枠４３の前面との間の隙間を塞ぎ、これらの間からエアが漏洩することを防止する。

押さえ部７１は、軸部７０を中心に回転することによってフィルタユニット１１の後方に配置され、フィルタユニット１１の背面（すなわち、第２のフィルタ枠４４の背面）に当接させられる。このように配置された押さえ部７１は、フィルタユニット１１（すなわち、第１及び第２のフィルタ枠４３、４４）を前方に向けて押圧し、これにより、フィルタユニット１１は、ガスケット１７を介してフランジ部１４に押し付け固定される。

フィルタユニット１１は、押さえ部７１によって押さえ付けられることにより、押さえ部７１に対して後方に向けた反力を生じさせることになるが、その反力によって取付部材１５は軸方向後方に移動することはない。上記したように、取付部材１５の軸方向（前後方向）における移動は、突起７２と開口８４の縁部との係合により規制されているからである。

図９から明らかなように、軸部７０の後端７０Ａ（すなわち、軸部７０と押さえ部７１の接続部分）は、第２のフィルタ枠４４の外周面の外側に配置される。また、軸部７０の後端７０Ａと、第２のフィルタ枠４４の外周面の間には、隙間２８がある。そして、軸部７０は前後方向に平行に配置される一方、押さえ部７１は軸部７０から斜め後方内側に延出するため、押さえ部７１は、第２のフィルタ枠４４の背面の外縁４２Ａに当接するが、背面のその他の部分には接触しない。

押さえ部７１の外縁４２Ａに当接する部分（当接部分７１Ｂ）は、押さえ部７１が図８の（Ｃ）から（Ｅ）まで回転される間に変化していく。そして当接部分７１Ｂは、押さえ部７１が縦板部２５、２６に平行であるとき（図８（Ｄ））、後端７０Ａに最も近づく。ここで、押さえ部７１は、後端７０Ａから斜め後方に延出し、後端７０Ａに近い部分ほど前方側に位置する。そのため、当接部分７１Ｂは、図８（Ｄ）の状態のとき、最も前方側（フランジ部１４に最も近い位置）に位置することになる。

すなわち、押さえ部７１が図８の（Ｃ）から（Ｄ）に回転させられると、その回転により、ガスケット１７の圧縮量やフィルタユニット１１に対する押圧力が漸次大きくなる。そして、上記押圧力及び圧縮量は、押さえ部７１が（Ｄ）の状態となったとき最も大きくなる。また、図８（Ｄ）から（Ｅ）までさらに回転させられると、その回転により上記押圧力及び圧縮量は再び漸次小さくなる。

これにより、本実施形態では、図８（Ｄ）よりも図８（Ｅ）の状態のほうが、押さえ部７１に作用されるフィルタユニット１１からの反力が小さくなる。そのため、本実施形態では、取付部材１５は、図８（Ｅ）の状態まで回転させておくことにより、逆方向（図８では反時計回り）に回転させられにくくなる。図８（Ｅ）から図８（Ｄ）の状態に戻すためには、漸次大きくなる反力に抗して、押さえ部７１を逆方向に回転させる必要があるからである。

次に、本実施形態におけるエアフィルタ１０の組み立て方法を説明する。本実施形態では、まず図１、２から明らかなように、フランジ部１４の背面側である取付枠１３の内部に第１のフィルタ部４１を配置するとともに、第１のフィルタ部４１の背面に第２のフィルタ部４２を重ねて配置する。このとき、押さえ部７１は、図８（Ａ）の状態にされている。これにより、背面側から見ると、押さえ部７１は、フィルタユニット１１に重ならない位置に配置されるので、押さえ部７１によって邪魔されることなく、フィルタ部４１、４２をフランジ部１４の背面側に配置させることが可能である。

次いで、図６に示すように突起７２が片部８５に係合するまで、押さえ部７１を取付枠１３の内側に回転させ、図８（Ｅ）の状態にする。これにより、押さえ部７１は、フィルタユニット１１をフランジ部１４に押し付け固定する。

以上のように本実施形態では、ばね部材等の余計な部材を用いず、また押さえ部を回転させるのみでフィルタユニットを取付枠に押し付け固定させることができるので、簡単な構成でエアフィルタを組み立てることができる。また、角度Ｒ１を９０°より大きくしたことによって、押さえ部７１を図８（Ｃ）から（Ｄ）に回転させるとき、フィルタユニット１１からの反力は最初小さく漸次大きくなるので、大きな力で押さえ部７１を回転しなくても、容易に図８（Ｅ）の状態とすることができる。

また、押さえ部７１が図８（Ｅ）の状態まで回転さられることにより、上記したように逆方向（図８では反時計回り）に回転させられにくくなる。したがって、振動等によって押さえ部７１が逆回転し、フィルタユニット１１を押圧しない状態（図８（Ａ）（Ｂ））まで戻されることが防止される。さらに本実施形態では、フィルタユニットが２つのフィルタ部から構成される場合でも、これら２つのフィルタ部を簡単な構成で固定させることができる。

さらに、フィルタユニット１１は、その前面に押さえ部７１からの押圧力によって圧縮変形されるガスケット１７が設けられるので、比較的小さな押圧力によって前方に大きく移動する。そのため、小さな力で取付部材１５を回転させることにより、安定的にフィルタユニット１１を押し付け固定することができる。

ただし、本実施形態では、ガスケットは省略されても良い。ガスケットがない場合でも、第１及び第２のフィルタ枠４１、４３及びフランジ部１４の反発力によって、押さえ部には、後方に向けた反力が作用されるからである。

なお、本実施形態では、軸受け部８０は縦板部２５、２６にも設けられるとともに、フィルタユニットは、縦板部に軸支される取付部材によっても押さえ付けられても良い。また、各板２３〜２６に設けられる軸受け部８０の数は、１つ以上であればいくつでも良い。さらに、フィルタユニットを構成するフィルタ部は、１つ以上であればいくつでも良い。

１０ エアフィルタ
１１ フィルタユニット
１２ 取付枠ユニット
１３ 取付枠
１４ フランジ部
１５ 取付部材
１６ 当て板
１７ ガスケット
７０ 軸部
７１ 押さえ部
７２ 突起
８０ 軸受け部
８３ 溝部
８４ 開口

Claims (13)

1. 前後方向に開口された四角枠形の取付枠と、
   前記取付枠の内部に少なくとも一部が配置されるフィルタユニットと、
   前記取付枠から内側に張り出して形成され、前記フィルタユニットの前方に配置されるフランジ部と、
   前記取付枠の内面に軸支され、前記前後方向に延在する軸部と、前記軸部に連設され、前記軸部を中心に回転可能な押さえ部とによって一体に形成され、前記押さえ部が、前記軸部を中心に回転することにより、前記フィルタユニットを背面側から押圧する位置に配置され、前記フィルタユニットを前記フランジ部に押し付け固定する取付部材と、
   前記フィルタユニットを押圧する前記取付部材が、反力によって後方に移動することを規制する規制部とを備え、
   前記軸部と前記押さえ部の成す角度が９０°より大きい
   ことを特徴とするエアフィルタ。
2. 前記軸部の外周には、突起が形成されるとともに、前記突起が前記規制部に係合されることにより、前記取付部材が軸方向に移動することが規制されることを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタ。
3. 前記取付枠の内面には前記軸部が内部に配置される軸受け部が設けられるとともに、前記突起が内部に挿入される開口が前記軸受け部に形成され、前記規制部は前記開口の縁部であることを特徴とする請求項２に記載のエアフィルタ。
4. 前記押さえ部は、前記規制部によって所定範囲内で回転されるように規制されることを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタ。
5. 前記押さえ部は、前記フィルタユニットを押圧しない第１の位置から、前記フィルタユニットを押圧する第２の位置までの範囲で回転されるように規制されることを特徴とする請求項４に記載のエアフィルタ。
6. 前記取付枠は、互いに対向する一対の横板部と、互いに対向する一対の縦板部を備え、前記軸部は、前記横板部の内面に軸支されるとともに、前記第２の位置は、前記押さえ部が前記縦板部に平行に配置される位置からさらに回転された位置であることを特徴とする請求項５に記載のエアフィルタ。
7. 前記取付枠は、互いに対向する一対の横板部と、互いに対向する一対の縦板部を備え、前記軸部は、前記横板部の内面に設けられるとともに、前記第１の位置は、前記押さえ部が前記横板部に平行に配置される位置からさらに、取付枠外側に回転された位置であることを特徴とする請求項５に記載のエアフィルタ。
8. 前記軸部の外周には、突起が形成されるとともに、前記突起が前記規制部に係合されることにより、前記押さえ部の回転が規制されることを特徴とする請求項４に記載のエアフィルタ。
9. 前記取付枠の内面には前記軸部が内部に配置される軸受け部が設けられるとともに、前記突起が内部に挿入される開口が前記軸受け部に形成され、前記規制部は、前記開口の縁部であることを特徴とする請求項８に記載のエアフィルタ。
10. 前記フィルタユニットの前面に取り付けられ、弾性材料で形成されたガスケットを備え、前記フィルタユニットは前記ガスケットを介して前記フランジ部に押し付け固定されることを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタ。
11. 前記軸部と前記押さえ部は、一体に形成されてＬ字棒状部材を構成することを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタ。
12. 前記規制部は、前記取付部材が軸方向に実質的に移動できないように規制することを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタ。
13. 前記フィルタユニットは、第１のフィルタ部と、前記第１のフィルタの背面に重ねられた第２のフィルタ部とを備えることを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタ。

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