JP5857874B2 - 電磁駆動装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電磁駆動装置及びその製造方法に関する。

従来、軸方向に往復移動する可動体と、可動体を電磁駆動する駆動源とを備える電磁駆動装置が、知られている。このような電磁駆動装置は、例えば、可動体の往復移動に応じて車両のエンジン周りの駆動対象を駆動する電磁弁等に、好適に利用されている。

特許文献１に示されている電磁駆動装置は、嵌合部と、嵌合部から径方向に突出する突出部とを有する筒状の第一部材と、筒部を有する第二部材と、を備え、第一部材は、可動体の外周側を覆うと共に駆動源の内周側に設けられ、筒部の内周側には、嵌合部が嵌合される。この電磁駆動装置は、エンジンオイル等の液体を内部に導入されるため、当該内部を外部に対して流体密にシールする必要がある。そこで、嵌合部の外周面と筒部の内周面とを接着剤で固定する構造が、広く利用されている。

特表２００９−５４５８６７号公報

しかし、接着剤により第一部材の嵌合部と第二部材の筒部を互いに固定する構造では、嵌合部を筒部の内周側に嵌合する際に、接着剤が漏出すおそれがある。そして、漏出した接着剤は、電磁駆動装置の内部において硬化すると、作動上の問題を招く異物となる可能性がある。そのため、第一部材と第二部材を互いに固定した後には、漏出した接着剤を除去する必要があるため製造工数が増えてしまう。

本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、電磁駆動装置の内部における異物の発生の抑制と、製造工数の増加の抑制を両立した電磁駆動装置及びその製造方法を提供することにある。

本発明の電磁駆動装置は、嵌合部と、嵌合部から径方向に突出する突出部とを有する筒状の第一部材と、嵌合部が内周側に流体密に嵌合される筒部を有する第二部材と、第一部材及び第二部材の内周側を軸方向に往復移動する可動体と、第一部材の外周側に設けられ、可動体を電磁駆動する駆動源と、を備え、嵌合部は、外周面に向かって開口する溝を突出部側に有し、筒部の開口側端部が突出部に当接した状態で、嵌合部の外周面と筒部の内周面とが接着剤で固定されることを特徴とする。

本発明によると、第一部材において嵌合部から径方向に突出する突出部には、第二部材の筒部の開口側端部が当接し、当該状態で、嵌合部の外周面と筒部の内周面とが接着剤で固定される。このような固定を実現する電磁駆動装置の製造時には、嵌合部の外周面と筒部の内周面との嵌合界面を通じて、第一部材及び第二部材の内周側における可動体の移動領域に接着剤が漏出する事態につき、懸念される。しかし、本発明ではさらに、筒部の内周側に嵌合する嵌合部は、筒部の開口側端部が当接する突出部側に、外周面に向かって開口する溝を有するため、嵌合部の外周面と筒部の内周面との嵌合界面には、当該溝により空間が確保され得る。故に、嵌合部が筒部に嵌合される際に接着剤は、溝により確保された空間に捕捉されることで、可動体の移動領域には漏出し難くなる。したがって、漏出した接着剤が電磁駆動装置内部で硬化して異物となることの抑制も、漏出した接着剤の除去工程の追加により製造工数が増加することの抑制も、両立して達成可能となるのである。

本発明のさらなる特徴として、筒部は、開口側端部の内周面が面取りされてなる面取り部を、有する。このような特徴によると、筒部のうち嵌合部に嵌合し且つ突出部に当接することになる開口側端部の内周面は、面取りされて面取り部を有するので、当該面取り部と嵌合部及び突出部との間には空間が確保され得る。即ち、嵌合部の外周面と筒部の内周面との嵌合界面には、溝による空間だけでなく、面取り部による空間も確保され得るので、嵌合部が筒部に嵌合される際の接着剤を、それら空間に確実に捕捉して可動体の移動領域に漏出させ難くできる。しかも、面取り部は、筒部の開口側端部内周面の内径を大きくするので、当該内径の大きな開口側端部には嵌合部を嵌入させ易くなり、製造作業性が向上する。以上によれば、電磁駆動装置の内部における異物の発生と製造工数の増加を抑制しつつ、製造作業性を向上させることも可能となるのである。

また、本発明のさらなる特徴として、筒部の内周面は、面取り部と軸方向に隣接し且つ軸方向長さが既定されて嵌合部の外周面と接着される接着部を、有し、嵌合部の外周面において突出部からの軸方向距離が面取り部の軸方向長さ以下となる範囲に、溝が開口する。このような特徴によると、突出部からの軸方向距離が面取り部の軸方向長さ以下となる範囲に嵌合部外周面の溝が開口すると共に、筒部の内周面のうち嵌合部の外周面と接着される接着部が面取り部と軸方向に隣接することで、それら溝と接着部とが軸方向に互いに異なる位置に配置される。これにより接着部は、既定された軸方向長さの全域において嵌合部の外周面と接着可能となるので、当該嵌合部の外周面に開口する溝により接着部と嵌合部との接着面積が減少するのを回避できる。したがって、溝での接着剤の捕捉により異物の発生及び製造工数の増加に関する抑制効果を発揮しつつも、接着面積の確保により第一部材と第二部材との固定強度を高める効果も発揮することが、可能となるのである。

第一実施形態による電磁駆動装置を示す部分断面図である。 図１の要部を拡大して示す断面図である。 第一実施形態による電磁駆動装置の製造方法を説明する説明図であり、塗布工程を示している。 第一実施形態による電磁駆動装置の製造方法を説明する説明図であり、嵌合工程を示している。 第二実施形態による電磁駆動装置の要部を拡大して示す断面図である。 第二実施形態による電磁駆動装置の製造方法を説明する説明図であり、（ａ）嵌合工程後、（ｂ）かしめ工程を示している。 第一実施形態の変形例１による電磁駆動装置の要部を拡大して示す断面図である。 第一実施形態の変形例２による電磁駆動装置の要部を拡大して示す断面図である。 第二実施形態の変形例４による電磁駆動装置の要部を拡大して示す断面図である。 第二実施形態の変形例５による電磁駆動装置の要部を拡大して示す断面図である。 第一実施形態の変形例６による電磁駆動装置の要部を拡大して示す断面図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。

（第一実施形態）
図１に示す本発明の第一実施形態による電磁駆動装置１は、車両のエンジン周りの駆動対象（図示しない）を駆動するものであり、支持部２を介してエンジンに固定されている。

（基本構成）
以下、電磁駆動装置１の基本構成を説明する。電磁駆動装置１は、可動体１０、「第一部材」としての第一ハウジング３０、「第二部材」としての第二ハウジング４０及び駆動源２０を備えている。

可動体１０は、可動コア１１及びシャフト１２を有している。可動コア１１は、鉄等の金属磁性材により円柱状に形成され、第二ハウジング４０の内周側に軸方向へ往復移動自在に収容されている。シャフト１２は、金属により円柱状に形成され、第一ハウジング３０及び第二ハウジング４０の内周側に軸方向へ往復移動自在に収容されている。シャフト１２は、可動コア１１に同軸上に結合され、当該可動コア１１とは反対側の軸方向端部を駆動対象（図示しない）に連繋させている。

第一ハウジング３０は、金属磁性材により円筒状に形成され、嵌合部３１、突出部３２及びガイド部３３を有している。円盤状の嵌合部３１は、シャフト１２を外周側から同軸上に摺動支持している。嵌合部３１よりも厚肉円盤状の突出部３２は、嵌合部３１のうち可動コア１１とは反対側の軸方向端部から径方向外側へ突出することで、シャフト１２を外周側から同軸上に摺動支持している。突出部３２よりも小径円筒状のガイド部３３は、嵌合部３１のうち可動コア１１とは反対側の軸方向端部から軸方向に実質一定の内径をもって延伸することで、シャフト１２を外周側から同軸上に摺動支持している。

第二ハウジング４０は、鉄等の金属磁性材により有底円筒状に形成され、可動コア１１及びシャフト１２の外周側において第一ハウジング３０と同軸上に結合されている。第二ハウジング４０は、円筒状の筒部４１を第一ハウジング３０側に有している。この筒部４１の内周側には、嵌合部３１が同軸上に嵌合して接着剤８０により固定されることで、図２に示すように、筒部４１の内周面４１ａと嵌合部３１の外周面３１ａとの間が流体密にシールされている。それと共に、筒部４１において第一ハウジング３０側の軸方向端部である開口側端部４１ｅの端面は、突出部３２の嵌合部３１側の端面と軸方向に当接している。

以上より第一ハウジング３０と第二ハウジング４０とは、筒部４１の開口側端部４１ｅが突出部３２の端面と当接した状態で、嵌合部３１の外周面３１ａと筒部４１の内周面４１ａとの間の接着剤８０により固定されている。ここで接着剤８０としては、例えば空気の遮断された状態で金属製のハウジング３０，４０同士を接着可能な嫌気性接着剤８０が好適に使用され、ハウジング３０，４０の接着時には、筒部４１に嵌合部３１を圧入することにより、空気を遮断して接着固定する。

本実施形態において第二ハウジング４０の内周側には、パラフィン系オイルやエステル系オイル等のエンジン用オイルが導入されるようになっている。これによりオイルは、電磁駆動装置１の内部として可動体１０の移動領域を確保する各ハウジング３０，４０の内周側において、当該可動体１０の摺動抵抗を低減する潤滑オイルの役割を果たす。ここで、上述の如く筒部４１の内周面４１ａと嵌合部３１の外周面３１ａとの間が流体密にシールされていることで、オイルが各ハウジング３０，４０の外部へ漏出することが規制されるのである。

図１に示す駆動源２０は、例えばエナメル線等の金属導線が樹脂絶縁材に巻装されてなるソレノイドコイルであり、可動コア１１の外周側において第二ハウジング４０の内部に同軸上に収容されている。駆動源２０は、外部からの通電を受けて、第一ハウジング３０、第二ハウジング４０及び可動コア１１を通過する磁束を発生することで、可動コア１１を軸方向に電磁駆動する。

（特徴的構成）
次に、第一実施形態の特徴的構成を詳細に説明する。

図２に示すように、筒部４１のうち開口側端部４１ｅの内周面４１ａは、当該端部４１ｅの当接する突出部３２側へ向かうほど内径の拡大するテーパ面状に面取りされることで、面取り部４１ｂを形成している。また、筒部４１のうち突出部３２とは反対側にて面取り部４１ｂと軸方向に隣接する部分の内周面４１ａは、嵌合部３１の外周面３１ａとの圧入嵌合状態で当該外周面３１ａと接着される接着部４１ｄを、形成している。接着部４１ｄの軸方向長さＬｄは、嵌合部３１と筒部４１との固定強度を確保する上で十分な長さに既定され、面取り部４１ｂの軸方向長さＬｏは、当該接着部４１ｄの軸方向長さＬｄに応じて既定されている。

嵌合部３１において突出部３２側の軸方向端部には、外周面３１ａに向かって開口する溝３１ｂが、設けられている。ここで本実施形態の溝３１ｂは、外周面３１ａの周方向の全域に亘って延伸する円環凹状に、形成されている。それと共に溝３１ｂは、嵌合部３１の外周面３１ａにおいて突出部３２からの軸方向距離Ｌｉが面取り部４１ｂの軸方向長さＬｏ以下となる範囲に開口している。尚、溝３１ｂの深さについては、後に詳述の製造時における接着剤８０の塗布量に応じて、適宜既定されている。

以上の構成により、溝３１ｂ内には空間３１ｃが、また面取り部４１ｂと嵌合部３１及び突出部３２との間には空間４１ｆが、互いに連通した状態で確保されている。こうして確保される空間３１ｃ，４１ｆと、第二ハウジング４０の内周側に確保される可動体１０の移動領域との間には、筒部４１の接着部４１ｄと嵌合部３１の外周面３１ａとの嵌合界面が、接着剤８０によるシール状態にて存在することになる。

（製造方法）
次に、第一実施形態の製造方法を、詳細に説明する。

まず、図３に示す塗布工程では、嵌合部３１の外周面３１ａのうち溝３１ｂの開口部分を除いた略全体に、接着剤８０を塗布する。このとき、筒部４１において嵌合部３１の接着対象である接着部４１ｄを含んだ内周面４１ａには、接着剤８０を塗布しない。

次に、図４に示す嵌合工程では、塗布工程において接着剤８０の塗布された嵌合部３１を、筒部４１の内周側へ嵌合圧入する。換言すれば、筒部４１を嵌合部３１の外周側に外嵌する。こうした嵌合工程において接着剤８０は、図４（ａ）の如く、筒部４１の面取り部４１ｂによって突出部３２側へと押し出される。その結果、図４（ｂ）の如く接着剤８０は、溝３１ｂ及び面取り部４１ｂによって確保される空間３１ｃ，４１ｆに流れ込んで、図２の如く当該空間３１ｃ，４１ｆに捕捉されることになる。

（作用効果）
ここまで説明した第一実施形態によると、第一ハウジング３０において嵌合部３１から径方向に突出する突出部３２には、第二ハウジング４０の筒部４１の開口側端部４１ｅが当接し、当該状態で、嵌合部３１の外周面３１ａと筒部４１の内周面４１ａとが接着剤８０で固定される。このような固定を実現する電磁駆動装置１の製造時には、嵌合部３１の外周面３１ａと筒部４１の内周面４１ａとの嵌合界面を通じて、第一ハウジング３０及び第二ハウジング４０の内周側における可動体１０の移動領域に接着剤８０が漏出する事態につき、懸念される。しかし、第一実施形態ではさらに、筒部４１の内周側に嵌合する嵌合部３１は、筒部４１の開口側端部４１ｅが当接する突出部３２側に、外周面３１ａに向かって開口する溝３１ｂを有するため、嵌合部３１の外周面３１ａと筒部４１の内周面４１ａとの嵌合界面には、当該溝３１ｂにより空間３１ｃが確保され得る。故に、嵌合部３１が筒部４１に嵌合される際に接着剤８０は、溝３１ｂにより確保された空間３１ｃに捕捉されることで、可動体１０の移動領域には漏出し難くなる。したがって、漏出した接着剤８０が電磁駆動装置１内部で硬化して異物となることの抑制も、漏出した接着剤８０の除去工程の追加により製造工数が増加することの抑制も、両立して達成可能となるのである。

さらに、筒部４１のうち嵌合部３１に嵌合し且つ突出部３２に当接することになる開口側端部４１ｅの内周面４１ａは、面取りされて面取り部４１ｂを有するので、当該面取り部４１ｂと嵌合部３１及び突出部３２との間には空間４１ｆが確保され得る。即ち、嵌合部３１の外周面３１ａと筒部４１の内周面４１ａとの嵌合界面には、溝３１ｂによる空間３１ｃだけでなく、面取り部４１ｂによる空間４１ｆも確保され得るので、嵌合部３１が筒部４１に嵌合される際の接着剤８０を、それら空間３１ｃ、４１ｆに確実に捕捉して可動体１０の移動領域に漏出させ難くできる。しかも、面取り部４１ｂは、筒部４１の開口側端部４１ｅ内周面４１ａの内径を大きくするので、当該内径の大きな開口側端部４１ｅには嵌合部３１を嵌入させ易くなり、製造作業性が向上する。以上によれば、電磁駆動装置１の内部における異物の発生と製造工数の増加を抑制しつつ、製造作業性を向上させることも可能となるのである。

また、突出部３２からの軸方向距離Ｌｉが面取り部４１ｂの軸方向長さＬｏ以下となる範囲に嵌合部３１外周面３１ａの溝３１ｂが開口すると共に、筒部４１の内周面４１ａのうち嵌合部３１の外周面３１ａと接着される接着部４１ｄが面取り部４１ｂと軸方向に隣接することで、それら溝３１ｂと接着部４１ｄとが軸方向に互いに異なる位置に配置される。これにより接着部４１ｄは、既定された軸方向長さＬｄの全域において嵌合部３１の外周面３１ａと接着可能となるので、当該嵌合部３１の外周面３１ａに開口する溝３１ｂにより接着部４１ｄと嵌合部３１との接着面積が減少するのを回避できる。したがって、溝３１ｂでの接着剤８０の捕捉により異物の発生及び製造工数の増加に関する抑制効果を発揮しつつも、接着面積の確保により第一ハウジング３０と第二ハウジング４０との固定強度を高める効果も発揮することが、可能となるのである。

加えて、筒部４１の内周面４１ａと嵌合する嵌合部３１の外周面３１ａにおいて周方向の全域に亘って設けられる溝３１ｂは、当該筒部４１の内周面４１ａとの間に可及的に大きな容積の空間３１ｃを確保できる。これによれば、接着剤８０の量が多い場合であっても、溝３１ｂにより確保された空間３１ｃに接着剤８０を捕捉して可動体１０の移動領域には漏出させ難くできるので、異物の発生及び製造工数の増加に関して抑制効果の信頼性を高めることが可能となる。

さらに加えて、接着剤８０の塗布された嵌合部３１の外周面３１ａが筒部４１の内周面４１ａに嵌合される際には、当該接着剤８０は、嵌合部３１の外周面３１ａ上を筒部４１の内周面４１ａによって突出部３２側へ押し出される。その結果、接着剤８０は、嵌合部３１の外周面３１ａにおいて突出部３２側に設けられた溝３１ｂに流れ込んで捕捉されることになるので、当該嵌合部３１の外周面３１ａと筒部４１の内周面４１ａとの嵌合界面から突出部３２とは反対側に漏出して可動体１０の移動領域に達するのを、規制され得る。これによれば、異物の発生及び製造工数の増加に関する抑制効果の確実性を高めることが、可能となるのである。

（第二実施形態）
図５に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例である。第二実施形態の筒部２４１は、開口側端部４１ｅから内周側に突出して溝３１ｂにかしめられるかしめ部２４１ｃを、有している。ここで本実施形態のかしめ部２４１ｃは、筒部２４１の周方向の全域に亘って延伸する円環凸状に、形成されている。

このような第二実施形態の製造方法では、第一実施形態に準じて塗布工程及び嵌合工程を実行した後、かしめ工程を実行する。このかしめ工程では、接着剤８０の硬化前において図６（ａ）の嵌合状態から筒部２４１の開口側端部４１ｅを、図６（ｂ）の如くプレス加工等によって内周側へ塑性変形させる。その結果、溝３１ｂに対して開口側端部４１ｅが周方向全域においてかしめられてかしめ部２４１ｃを形成した状態で、接着剤８０を所定時間放置して硬化させる硬化工程を実行することで、図５の如くハウジング３０，４０同士が固定されることになる。

以上説明した第二実施形態では、筒部２４１の有するかしめ部２４１ｃは、内周側に突出して嵌合部３１の溝３１ｂにかしめられるので、筒部２４１の開口側端部４１ｅと突出部３２とが離間する離脱方向の力が嵌合部３１と筒部２４１とに加わっても、それら嵌合部３１と筒部２４１とが互いに離脱し難くなる。これによれば、接着剤８０とかしめ構造とによって、第一ハウジング３０と第二ハウジング４０との固定強度を高めることができる。

さらに、筒部２４１を嵌合部３１の溝３１ｂにかしめた状態で、それら筒部２４１の内周面４１ａと嵌合部３１の外周面３１ａとの間の接着剤８０を硬化させることになるので、当該かしめ状態を製品として維持できる。これによれば、筒部２４１の開口側端部４１ｅと突出部３２とが離間する離脱方向の力が嵌合部３１と筒部２４１とに加わっても、それら嵌合部３１と筒部２４１とが互いに離脱し難くなるので、接着剤８０の作用も相俟って、第一ハウジング３０と第二ハウジング４０との固定強度が高められ得る。

（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

具体的には、第一実施形態及び第二実施形態において溝３１ｂについては、図７に変形例１（図７は第一実施形態の変形例１）を示すように、嵌合部３１の外周面３１ａ及び突出部３２の嵌合部３１側端面にも開口させてもよい。また、第一実施形態及び第二実施形態において溝３１ｂについては、図８に変形例２（図８は第一実施形態の変形例２）を示すように、突出部３２から面取り部４１ｂの軸方向長さＬｏ以下となる範囲に既定される軸方向距離Ｌｉよりも、軸方向幅Ｌｗを短くしてもよい。さらに、第一実施形態及び第二実施形態の変形例３としては、突出部３２からの軸方向距離Ｌｉが面取り部４１ｂの軸方向長さＬｏを超えた範囲に、溝３１ｂを開口させてもよい。またさらに、第一実施形態及び第二実施形態において溝３１ｂについては、図９に変形例４（図９は第二実施形態の変形例４）を示すように、嵌合部３１の周方向の一部に設けてもよい。

加えて、第二実施形態においてかしめ部２４１ｃについては、図９，１０に変形例４，５を示すように、筒部２４１の周方向の一部に設けてもよい。また加えて、第一及び第二実施形態において面取り部４１ｂについては、図１１に変形例６（図１１は第一実施形態の変形例６）を示すような曲面状に、形成してもよい。さらに加えて、第一及び第二実施形態の変形例７としては、面取り部４１ｂを設けなくてもよい。またさらに加えて、第一実施形態及び第二実施形態の変形例８としては、第一ハウジング３０及び第二ハウジング４０の内部にオイルを導入しなくてもよい。そして、本発明は、その特徴を備える限り、第一部材３０、第二部材４０を第一、第二実施形態のような第一、第二ハウジング３０、４０以外の要素に適用してもよい。

１ 電磁駆動装置、１０ 可動体、２０ 駆動源、３０ 第一ハウジング、３１ 嵌合部、３１ａ 外周面、３１ｂ 溝、３１ｃ，４１ｆ 空間、３２ 突出部、４０ 第二ハウジング、４１，２４１ 筒部、４１ａ 内周面、４１ｂ 面取り部、４１ｄ 接着部、４１ｅ 開口側端部、８０ 接着剤、２４１ｃ かしめ部

Claims (5)

1. 嵌合部（３１）と、前記嵌合部から径方向に突出する突出部（３２）とを有する筒状の第一部材（３０）と、
   前記嵌合部が内周側に流体密に嵌合される筒部（４１，２４１）を有する第二部材（４０）と、
   前記第一部材及び前記第二部材の内周側を軸方向に往復移動する可動体（１０）と、
   前記第一部材の外周側に設けられ、前記可動体を電磁駆動する駆動源（２０）と、を備え、
   前記嵌合部は、外周面（３１ａ）に向かって開口する溝（３１ｂ）を前記突出部側に有し、
   前記筒部の開口側端部（４１ｅ）が前記突出部に当接した状態で、前記嵌合部の外周面と前記筒部の内周面（４１ａ）とが接着剤（８０）で固定され、
   前記筒部は、前記開口側端部の内周面が面取りされてなる面取り部（４１ｂ）を、有し、
   前記筒部の内周面は、前記面取り部と軸方向に隣接し且つ軸方向長さが既定されて前記嵌合部の外周面と接着される接着部（４１ｄ）を、有し、
   前記嵌合部の外周面において前記突出部からの軸方向距離が前記面取り部の軸方向長さ以下となる範囲に、前記溝が開口することを特徴とする電磁駆動装置。
2. 前記溝は、前記嵌合部の外周面における周方向の全域に亘って、設けられることを特徴とする請求項１に記載の電磁駆動装置。
3. 前記筒部（２４１）は、内周側に突出して前記溝にかしめられるかしめ部（２４１ｃ）を、有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁駆動装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の電磁駆動装置を製造する方法であって、
   前記接着剤を前記嵌合部の外周面に塗布する塗布工程と、
   前記塗布工程において前記接着剤が塗布された前記嵌合部を前記筒部（４１，２４１）の内周側へ嵌合する嵌合工程と、を含むことを特徴とする電磁駆動装置の製造方法。
5. 前記嵌合工程において嵌合された前記筒部（２４１）を前記溝にかしめるかしめ工程と、
   前記かしめ工程においてかしめられた状態で前記接着剤を硬化させる硬化工程と、を含むことを特徴とする請求項４に記載の電磁駆動装置の製造方法。

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