JP6517491B2 - 磁気式設定装置及び磁気式設定装置を用いた傾斜計 - Google Patents

Description

本発明は、傾斜角度の設定等、所定の設定を行う設定手段に、外部から磁石を有する鍵手段を近接することで所定の設定を行う磁気式設定装置及び磁気式設定装置を用いた傾斜計に関する。

設定手段に外部から磁気の鍵手段を近接することで所定の設定を行う磁気式設定装置として、例えば、特許文献１に記載の非接触調整手段を有する装置がある。この装置は、完全密閉の円筒形状のケース内にセンサと磁石を備え、更にケースに回転自在な回転リングを組み付け、回転リングの回転に応じて磁石が移動するように構成されている。この装置は、回転リングを回して磁石を所定角度の位置に可変し、この可変した磁石の位置をセンサで検出し、更にその検出位置に対応するパラメータ値を設定するようになっている。このように、装置に設定されるパラメータ値を、回転リングを回すことで所望の値に設定することが可能となっている。

特開２００９−１５２１９９号公報

しかし、特許文献１の装置は、ケース内において、１つの磁石の位置をセンサで検出するので、当該ケースの近傍に磁界を有する物が存在する場合、その近傍磁界の影響により、センサによる磁石の位置検出を誤ってしまう可能性がある。この場合、適正な位置を検出できないので、本来とは異なるパラメータ値を設定してしまうという問題がある。

また、特許文献１の装置は、完全密閉のケースに回転自在に回転リングを組み付けて構成されている。回転リングは、パラメータ値の設定変更時に頻繁に回転させられるので、ケースとの間に隙間ができたり、ケースとの間に微細なゴミ等が入った際に破損に至ったりする可能性がある。

本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、密閉性を維持しながら、適正に所定の設定を行うことができる磁気式設定装置及び磁気式設定装置を用いた傾斜計を提供することを課題とする。

前記した課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の磁気式設定装置は、磁気を検出し、この検出された磁気のＳ極又はＮ極に応じた検出値を出力する少なくとも１つ以上の磁気検出手段が内蔵された設定手段と、前記設定手段と別体であり、当該設定手段に重ねられた際に、前記磁気検出手段の位置にＳ極又はＮ極が対向するように内蔵された少なくとも１つ以上の磁石を有する鍵手段と、前記鍵手段が前記設定手段に重ねられて前記磁気検出手段に前記磁石のＳ極又はＮ極が対向状態に組合された際に、当該磁気検出手段の出力値を検出し、この検出される出力値に応じて、所定の設定を行うように制御する制御手段と、を備え、前記鍵手段が前記設定手段に異なる姿勢で少なくとも２回以上重ねられた際に、前記制御手段は、当該２回以上重ねられる毎に検出した前記磁気検出手段の出力値の検出パターンが、予め定められた出力値の第１パターンに一致した場合、所定の設定を行うように制御し、前記制御手段が行う前記所定の設定の制御は、所定の数値をセットする制御であることを特徴とする。

この構成によれば、鍵手段を設定手段に各々異なる姿勢で少なくとも２回以上組合せることにより、所定の設定を行って出力することができる。このため、設定手段の近傍に磁界を有する物が存在しても、その近傍磁界の影響により、各ホール素子の出力値の検出パターンが、第１パターンに一致することはない。従って、適正に所定の設定を行うことができる。

また、上述した異なる組合せ姿勢が２回以上で多ければ多いほど、所定の設定を行うための誤動作を起こしにくくなる。但し、組合せの作業性を考慮すると、現実的で適切な回数が望ましい。例えば、近接磁界が多い使用環境では、その組合せ回数を多くすることにより、誤動作を抑制することが望ましい。
また、所定の設定を行うための鍵手段は、設定手段とは別体なので、設定手段に隙間や数値セットのための可動部分が存在せず、このため長期間使用しても密閉性を維持することができる。
また、鍵手段を設定手段に各々異なる姿勢で少なくとも２回以上組合せることにより、所定の数値をセットして出力することができる。

請求項２に係る発明は、磁気を検出し、この検出された磁気のＳ極又はＮ極に応じた検出値を出力する少なくとも１つ以上の磁気検出手段が内蔵された設定手段と、前記設定手段と別体であり、当該設定手段に重ねられた際に、前記磁気検出手段の位置にＳ極又はＮ極が対向するように内蔵された少なくとも１つ以上の磁石を有する鍵手段と、前記鍵手段が前記設定手段に重ねられて前記磁気検出手段に前記磁石のＳ極又はＮ極が対向状態に組合された際に、当該磁気検出手段の出力値を検出し、この検出される出力値に応じて、所定の設定を行うように制御する制御手段と、を備え、前記鍵手段が前記設定手段に異なる姿勢で少なくとも２回以上重ねられた際に、前記制御手段は、当該２回以上重ねられる毎に検出した前記磁気検出手段の出力値の検出パターンが、予め定められた出力値の第１パターンに一致した場合、所定の設定を行うように制御し、前記制御手段は、前記検出パターンが、前記第１パターンと異なる出力値の第２パターンに一致した場合に、前記所定の設定をリセットする制御を行うことを特徴とする。

この構成によれば、設定手段の近傍磁界の影響により、各ホール素子の出力値の検出パターンが、第２パターンに一致することはない。このため、所定の設定を適正にリセットすることができる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、前記設定手段は、前記磁気検出手段及び前記制御手段を密閉状に内蔵する筐体を備えることを特徴とする。

この構成によれば、設定手段は、磁気検出手段及び制御手段を筐体内に密閉状に内蔵し、筐体には、隙間や可動部分が存在しないので、使用劣化で隙間が生じることがない。このため、密閉性を必要とする用途、例えば防水を必要とする用途に適用することができる。

請求項４に係る発明は、磁気を検出し、この検出された磁気のＳ極又はＮ極に応じた検出値を出力する少なくとも１つ以上の磁気検出手段が内蔵された設定手段と、前記設定手段と別体であり、当該設定手段に重ねられた際に、前記磁気検出手段の位置にＳ極又はＮ極が対向するように内蔵された少なくとも１つ以上の磁石を有する鍵手段と、前記鍵手段が前記設定手段に重ねられて前記磁気検出手段に前記磁石のＳ極又はＮ極が対向状態に組合された際に、当該磁気検出手段の出力値を検出し、この検出される出力値に応じて、所定の設定を行うように制御する制御手段とを有し、前記鍵手段が前記設定手段に異なる姿勢で少なくとも２回以上重ねられた際に、前記制御手段は、当該２回以上重ねられる毎に検出した前記磁気検出手段の出力値の検出パターンが、予め定められた出力値の第１パターンに一致した場合、所定の設定を行うように制御する磁気式設定装置を備え、傾斜の角度を計測し、当該計測された角度を出力する傾斜センサを有する傾斜計であって、前記鍵手段が前記設定手段に異なる姿勢で少なくとも２回以上重ねられた際に、前記制御手段は、当該２回以上重ねられる毎に検出した前記磁気検出手段の出力値の検出パターンが、前記第１パターンに一致した場合、所定の角度をセットする制御を行うことを特徴とする。

この構成によれば、本発明の傾斜計を例えばクレーン車の出荷時や、クレーン車の設置時等に必要な水平調整に用いれば、水平調整を容易且つ適正に行うことができる。

請求項５に係る発明は、請求項４において、前記制御手段は、前記検出パターンが前記第１パターンに一致した際に所定の角度をセットした時点で、前記傾斜センサで計測される角度と、前記セットした角度との差分角度を保持し、この保持以降に当該傾斜センサで計測される角度を、当該角度から前記差分角度を減算して補正する制御を行うことを特徴とする。

この構成によれば、例えば、角度設定が必要な特定装置の上面に傾斜計を載置し、この傾斜計に鍵手段を組合せて、傾斜計に所定の角度（例えば０度）をセット（初回セット）した後に、次のような作用効果を得ることができる。初回セット時には、傾斜センサで計測される角度（０．５度）と、初回セットした角度（０度）との差分角度（０．５度）が保持される。

従って、特定装置を別の場所に設置する場合、特定装置の上面の角度を、初回セットした角度（０度）に調整する場合、上面に傾斜計を載置して角度計測を実施する。この際、傾斜センサで計測される角度が例えば０．５度であったとすると、この０．５度から差分角度の０．５度が減算されて０度に補正される。この０度が傾斜計から出力されることになる。
このように初回に所定の角度を傾斜計に設定しておけば、次回の計測以降、傾斜計を容易に、初回の設定角度にセットすることができる。

請求項６に係る発明は、請求項５において、前記制御手段は、前記検出パターンが、前記第１パターンと異なる出力値の第２パターンに一致した際に、前記保持されている前記差分角度を消去又は無効とする制御を行うことを特徴とする。

この構成によれば、保持している差分角度が消去されるので、傾斜計に新たに所定の角度を、容易且つ適正にセットすることができる。また、保持している差分角度を無効とした場合、その差分角度を保持ししたまま、別の差分角度を設定することが可能となる。これにより、複数の差分角度を保持しておき、必要時に無効とされている差分角度を有効として使用することが可能となる。

本発明の磁気式設定装置及び磁気式設定装置を用いた傾斜計によれば、密閉性を維持しながら、適正に所定の設定を行うことができる。

本発明の実施形態に係る磁気式設定装置の構成を示すブロック図である。 （ａ）磁気式設定装置における設定部の構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）に示す矢印Ｙ１方向から見た設定部の側面図である。 （ａ）は磁気式設定装置における磁気鍵の構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）に示す矢印Ｙ２方向から見た磁気鍵の側面図である。 磁気鍵を設定部に当接して組合せる際の４パターンの姿勢を示し、（ａ）は磁気鍵の第１姿勢を示す平面図、（ｂ）は磁気鍵の第２姿勢を示す平面図、（ｃ）は磁気鍵の第３姿勢を示す平面図、（ｄ）は磁気鍵の第４姿勢を示す平面図である。 磁気鍵の４パターンの姿勢においてホール素子側の各磁石のＳ極及びＮ極並びにホール素子の出力値を示し、（ａ）は第１姿勢における各磁石のＳ極及びＮ極並びにホール素子の出力値を示す図、（ｂ）は第２姿勢における各磁石のＳ極及びＮ極並びにホール素子の出力値を示す図、（ｃ）は第３姿勢における各磁石のＳ極及びＮ極並びにホール素子の出力値を示す図、（ｄ）は第４姿勢における各磁石のＳ極及びＮ極並びにホール素子の出力値を示す図である。 設定部におけるホール素子、制御部及び記憶部の接続関係を示すブロック図である。 第１〜第４姿勢における各ホール素子の４ビットの出力値と、４ビット値を変換した１６進数及びこれに対応する１０進数を示す図である。 本実施形態の磁気式設定装置において磁気鍵で設定部に数値をセットする際の動作を説明するためのフローチャートである。 本実施形態の磁気式設定装置において磁気鍵で設定部に数値をリセットする際の動作を説明するためのフローチャートである。 （ａ）は本実施形態の磁気式設定装置の設定部を適用した傾斜計の構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）に示す矢印Ｙ３方向から見た傾斜計の側面図である。 傾斜計におけるホール素子、制御部及び記憶部、並びに傾斜センサの接続関係を示すブロック図である。 クレーン車の側面図である。

次に、本発明の実施の形態（以下、「実施形態」と称する）について説明する。
＜実施形態の構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る磁気式設定装置の構成を示すブロック図である。
図１に示す磁気式設定装置１は、設定部１０と、板状の磁気鍵３０とを備えて構成され、磁気鍵３０を設定部１０に当接状態に組合せて使用するようになっている。なお、設定部１０で、請求項記載の設定手段が構成され、磁気鍵３０で、請求項記載の鍵手段が構成される。

設定部１０の構成を、図２を参照して説明する。図２（ａ）は設定部１０の構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）に示す矢印Ｙ１方向から見た設定部１０の側面図である。

設定部１０は、直方体形状の筐体１１の内部に、破線で示すプリント基板（単に、基板ともいう）１４、複数（本例では４個）のホール素子ＨＡ，ＨＣ，ＨＥ，ＨＦ、制御部１５及び記憶部１６を備えて構成されている。これら基板１４、各ホール素子ＨＡ〜ＨＦ、制御部１５及び記憶部１６は、筐体１１内に密閉状（又は防水状）に収容されている。筐体１１は、磁力線を透過する材料であればよい。なお、ホール素子ＨＡ〜ＨＦで、請求項記載の磁気検出手段が構成される。また、制御部１５及び記憶部１６で、請求項記載の制御手段が構成される。

また、設定部１０は、筐体１１の外部側面に、ケーブル１３を基板１４の配線に電気的に接続するためのコネクタ１２が隙間なく取り付けられている。コネクタ１２が取り付けられる筐体１１の側面付近の上面部分は、コネクタ１２を取り付ける凹状の開口を有するために、直方体形状に盛り上がった凸部１０ａとなっている。この凸部１０ａを有する面を図２（ｂ）に示すように上面、この反対側の面を下面と定義する。なお、ケーブル１３は、電源や、設定部１０に設定される数値を使用する装置等に接続される。但し、電源（バッテリー）は、設定部１０に内蔵されていてもよい。

各ホール素子ＨＡ〜ＨＦは、図２（ａ）に示すように、基板１４の上面側の所定位置に互いが離間状態に配置されて実装されている。各ホール素子ＨＡ〜ＨＦの配置は、非回転対称に配置するのが好ましいが、非回転対称以外の配置でもよい。また、各ホール素子ＨＡ〜ＨＦは、左上のＨＡから反時計回り（左回り）にＨＣ，ＨＥ，ＨＦの順で名称が付けてある。
本実施形態の場合、基板１４の破線で示す長方形面の上左隅にホール素子ＨＡが実装され、下左隅にホール素子ＨＣ、右辺側上下の中間位置にホール素子ＨＥ、上右隅にホール素子ＨＦが実装されている。

各ホール素子ＨＡ〜ＨＦは、磁石のＳ極が所定距離近づいた時、Ｓ極を検知し、その出力値が「Ｌ」レベル（「Ｌ」ともいう）となる。また、ホール素子ＨＡ〜ＨＦは、Ｎ極が所定距離近づいた時、Ｎ極を検知し、その出力値が「Ｈ」レベル（「Ｈ」ともいう）となり、更に、磁界が無い場合も「Ｈ」となる。但し、「Ｌ」を「０」、「Ｈ」を「１」とも表現する。各ホール素子ＨＡ〜ＨＦの出力値「０」又は「１」は、制御部１５へ出力される。制御部１５及び記憶部１６については後述する。

但し、各ホール素子ＨＡ〜ＨＦが、Ｓ極を検知時に出力値が「Ｌ」、Ｎ極を検知時に出力値が「Ｈ」、磁界が無い場合も「Ｈ」となることを記載したが、これはその逆のレベルになるように機能させることも可能である。また、各ホール素子ＨＡ〜ＨＦの出力値のパターンを様々なパターンとすることも、各磁石の配列を可変することにより可能である。

次に、磁気鍵３０の構成を、図３を参照して説明する。図３（ａ）は磁気鍵３０の構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）に示す矢印Ｙ２方向から見た磁気鍵３０の側面図である。

磁気鍵３０は、磁力線を透過するプラスチック等の材料を４角形の板状に成形し、破線で示す複数（本例では６個）の磁石ＭＡ，ＭＢ，ＭＣ，ＭＤ，ＭＥ，ＭＦを内蔵した構成となっている。
この磁気鍵３０は、４角形の４隅の内、１隅が斜めにカットされた切欠き部３０ａを有し、この切欠き部３０ａを共有する２つの側面の内の１側面と、この１側面の反対側の側面とに、側面部分を凹状に切り抜いた第１凹部３０ｂと第２凹部３０ｃとを有している。

第１及び第２凹部３０ｂ，３０ｃは、図４に示すように、設定部１０の凸部１０ａが嵌合される寸法の凹形状となっている。この第１及び第２凹部３０ｂ，３０ｃと、切欠き部３０ａとによって、磁気鍵３０を設定部１０に当接して組合せる際の複数パターンの姿勢を規定することができる。この複数パターンの姿勢は、本実施形態では、図４（ａ）〜（ｄ）に示す４パターンがある。

まず、図４（ａ）に示すように、切欠き部３０ａが左上隅に位置し、第１凹部３０ｂに凸部１０ａが嵌合される状態で、磁気鍵３０を設定部１０に当接して組合せた場合を、磁気鍵３０の第１姿勢と定義する。この第１姿勢の磁気鍵３０において、図３（ｂ）に示すように、上面側をＡ面、下面側をＢ面と定義する。つまり、第１姿勢の場合、磁気鍵３０のＢ面が設定部１０の上面に当接される。

図４（ｂ）に示すように、切欠き部３０ａが右下隅に位置し、第２凹部３０ｃに凸部１０ａが嵌合される状態で、Ａ面が見えている磁気鍵３０のＢ面を設定部１０の上面に当接して組合せた場合を、磁気鍵３０の第２姿勢と定義する。

図４（ｃ）に示すように、切欠き部３０ａが右上隅に位置し、第２凹部３０ｃに凸部１０ａが嵌合される状態で、Ｂ面が見えている磁気鍵３０のＡ面を設定部１０の上面に当接して組合せた場合を、磁気鍵３０の第３姿勢と定義する。

図４（ｄ）に示すように、切欠き部３０ａが左下隅に位置し、第１凹部３０ｂに凸部１０ａが嵌合される状態で、Ｂ面が見えている磁気鍵３０のＡ面を設定部１０の上面に組合せた場合を、磁気鍵３０の第４姿勢と定義する。

また、磁気鍵３０の内部には、図３（ａ）に破線で示す６個の磁石ＭＡ，ＭＢ，ＭＣ，ＭＤ，ＭＥ，ＭＦが、３行２列のマトリックス状（長方形状）に配置されている。磁気鍵３０は、第１姿勢の場合に、磁石ＭＡがＮ極をＡ面に向けて、左上隅の切欠き部３０ａ付近に配置され、この配置位置の磁石ＭＡから反時計回り（左回り）に磁石ＭＢ，ＭＣ，ＭＤ，ＭＥ，ＭＦの順で配置されている。

つまり、磁気鍵３０の長方形のＡ面側において、磁石ＭＡは左上隅の切欠き部３０ａ付近に配置され、磁石ＭＢは左辺側の中央部分、磁石ＭＣは左下隅、磁石ＭＤは右下隅、磁石ＭＥは右辺側の中央部分に配置され、磁石ＭＦは右上隅に配置されている。
また、磁気鍵３０のＡ面側に、磁石ＭＡがＮ極を向け、磁石ＭＢがＳ極を、磁石ＭＣがＳ極を、磁石ＭＤがＮ極を、磁石ＭＥがＳ極を、磁石ＭＦがＮ極を向けて配置されている。このような配置おいて、各磁石ＭＡ〜ＭＦは、図３（ｂ）に磁石ＭＣ，ＭＤを代表して示すように、同一磁石では、Ａ面側とＢ面側とでＳ極とＮ極とが反対の極性となる。

また、各磁石ＭＡ〜ＭＦは、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、磁気鍵３０のＡ面又はＢ面の同一面を向くＳ極とＮ極との配置関係が、線対称及び回転対称とならない非対称となるように配置されることが好ましい。

このような磁気鍵３０を、図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、設定部１０の上面に第１〜第４姿勢で組合せることにより、各ホール素子ＨＡ〜ＨＦの出力値が、後述のように第１〜第４姿勢に応じた値「０」又は「１」となる。なお、ホール素子ＨＡ〜ＨＦを、単に、素子ＨＡ〜ＨＦとも称す。

即ち、図５（ａ）に示すように、磁気鍵３０を第１姿勢で設定部１０に当接して組合せたとする。この場合、磁石ＭＡのＳ極がホール素子ＨＡに近接し、素子ＨＡの出力値が「０」となる。また、磁石ＭＣのＮ極がホール素子ＨＣに近接し、素子ＨＣの出力値が「１」、磁石ＭＥのＮ極がホール素子ＨＥに近接し、素子ＨＥの出力値が「１」、磁石ＭＦのＳ極がホール素子ＨＦに近接し、素子ＨＦの出力値が「０」となる。

同様に、図５（ｂ）〜（ｄ）に示すように、磁気鍵３０を第２〜第４姿勢で設定部１０に当接した場合も、各ホール素子ＨＡ〜ＨＦの出力値が、図示のような値「０」又は「１」となる。但し、磁気鍵３０を設定部１０に組合せる場合は、双方が完全に当接していなくても、各ホール素子ＨＡ〜ＨＦが磁極を検出可能に離間した近接状態であってもよい。

このような磁気鍵３０の６個の磁石ＭＡ〜ＭＦのＳ極及びＮ極と、設定部１０の４個のホール素子ＨＡ〜ＨＦとは、図５（ａ）〜（ｄ）に示す第１〜第４姿勢のように、互いの面を当接して組合せた場合に、組合せ関係が回転対称とならない配置関係にしてある。言い換えれば、非回転対称となるように配置してある。

各ホール素子ＨＡ〜ＨＦの出力値「０」又は「１」は、図６に示すように、制御部１５へ出力される。制御部１５には、例えばマイクロコントローラ（又はマイクロコンピュータ）が適用される。この場合、各ホール素子ＨＡ〜ＨＦの出力端子を、図示はしないが、電源電圧に１０ｋΩの抵抗器を介してプルアップし、マイクロコンピュータの入出力端子に接続する。なお、プルアップは、各ホール素子ＨＡ〜ＨＦの出力信号の「Ｌ」レベル（出力値「０」）が上昇して、マイクロコンピュータで「Ｌ」と適正に読み取れなくなることを防止するためである。

制御部１５は、図７に示すように、４つのホール素子ＨＡ，ＨＣ，ＨＥ，ＨＦの出力値「０」又は「１」を４ビットとして検出し、この４ビットの値を１６進表記した数値（１６進数）に変換する。詳細に説明すると、ホール素子ＨＡの出力値をＭＳＢ(Most Significant Bit：最上位ビット)、ＨＦをＬＳＢ(Least Significant Bit：最下位ビット)として捉え、ＭＳＢ側からＨＡ，ＨＣ，ＨＥ，ＨＦの順に４ビットの２進数で検出し、この４ビットの値を１６進数に変換する。なお、図７には、１６進数の横に、括弧書きで１０進数を表記して認識し易くしてある。

更に説明すると、制御部１５は、設定部１０に磁気鍵３０が第１姿勢で組合された場合、各ホール素子ＨＡ，ＨＣ，ＨＥ，ＨＦの出力値「０，１，１，０」の４ビット値を１６進数Ｏｘ６（＝６）に変換する。第２姿勢で組合された場合、各ホール素子ＨＡ，ＨＣ，ＨＥ，ＨＦの出力値「０，０，１，１」の４ビット値を１６進数Ｏｘ３（＝３）に変換する。第３姿勢で組合された場合、各ホール素子ＨＡ，ＨＣ，ＨＥ，ＨＦの出力値「１，１，０，１」の４ビット値を１６進数ＯｘＤ（＝１３）に変換する。第４姿勢で組合された場合、各ホール素子ＨＡ，ＨＣ，ＨＥ，ＨＦの出力値「０，１，０，１」の４ビット値を１６進数Ｏｘ５（＝５）に変換する。

また、設定部１０に磁気鍵３０が当接されていない場合（鍵無しの場合）は、各ホール素子ＨＡ，ＨＣ，ＨＥ，ＨＦの出力値が「１，１，１，１」となる。このため、制御部１５は、その４ビット値「１，１，１，１」を１６進数ＯｘＦ（＝１５）に変換している。
なお、制御部１５は、各ホール素子ＨＡ，ＨＣ，ＨＥ，ＨＦの４ビットの出力値を、１６進数以外の１０進数や８進数、２進数等のｎ進数に変換してもよい。

次に、制御部１５は、設定部１０に磁気鍵３０が第１〜第４姿勢の所定順番で組合された際の各ホール素子ＨＡ，ＨＣ，ＨＥ，ＨＦからの４ビットの出力値をその順番に検出し、これら検出される出力値を変換した各１６進数の値を求める。更に、制御部１５は、その求めた各１６進数の値及び順番による検出パターンが、予め保持している第１パターン（例えば第１，第２，第３，第４姿勢の各１６進数の値及び順番によるパターン）と一致した際に、予め定められた数値を記憶部１６に記憶して設定（セット）する制御を行う。

従って、制御部１５は、その検出パターンが、第１パターンと異なる場合は、記憶部１６への数値の記憶は行わない。
なお、記憶部１６には、図示せぬＲＡＭ(Random Access Memory)やフラッシュメモリ等の記憶装置が用いられる。

また、制御部１５は、設定部１０に磁気鍵３０を各姿勢で順番に組合せた際の各ホール素子ＨＡ，ＨＣ，ＨＥ，ＨＦの出力値の検出パターンが、第１パターンとは異なる第２パターン（例えば第３，第４，第１，第２姿勢の各１６進数の値及び順番によるパターン）と一致した際に、記憶部１６をリセットする制御を行う。リセット値には、「Ｏｘ０」や「ＯｘＦ」等の予め定められた数値を用いる。

従って、制御部１５は、検出パターンが、第２パターンと異なる場合は、記憶部１６のリセットは行わない。
なお、操作者がセット又はリセットを行う際の第１及び第２パターンは、操作者が記憶し易いパターンとするのが好ましい。

記憶部１６は、上述したように設定された１６進数に対応する数値ＮＶを出力する。この数値ＮＶは、表示部（図示せず）に表示されたり、ケーブル１３（図２参照）を介して数値ＮＶを用いる図示せぬ装置へ出力されたりする。なお、数値ＮＶは、表示部に表示される場合は、人が認識し易い１０進数であったり、パラメータ値や、文字、文字列、記号であったりしてもよい。本発明では、数値ＮＶは、パラメータ値や、文字、文字列、記号等を含むものとする。また、制御部１５で、各ホール素子ＨＡ，ＨＣ，ＨＥ，ＨＦの出力値を変換する際のｎ進数は、任意に変えることが可能である。

＜実施形態の動作＞
次に、本実施形態に係る磁気式設定装置１による数値ＮＶの設定動作を説明する。
但し、磁気鍵３０を設定部１０に組合せて、数値ＮＶを記憶部１６にセット又はリセットするための組合せ回数は、４回であるとする。また、予め定められたセットされる数値ＮＶはＯｘ０（＝０）であり、リセット値はＯｘＦ（＝１５）であるとする。更に、制御部１５がセット時に用いる第１パターンは、図７に示す第１，第２，第３，第４姿勢の各１６進数及び順番であるとする。更に、制御部１５がリセット時に用いる第２パターンは、第３，第４，第１，第２姿勢の各１６進数及び順番であるとする。

最初に、磁気式設定装置１において、磁気鍵３０で、設定部１０に予め定められた数値ＮＶ｛Ｏｘ０（＝０）｝をセットする際の動作を、図８に示すフローチャートを参照して説明する。
図８に示すステップＳ１において、操作者が数値セットのため、磁気鍵３０を設定部１０に各々異なる姿勢で４回当接して組合せたとする。

ステップＳ２において、制御部１５が、その４回組合せられた際の各ホール素子ＨＡ，ＨＣ，ＨＥ，ＨＦの出力値をその順番に検出し、これら検出された出力値を１６進数に変換する。

次に、ステップＳ３において、制御部１５は、上記ステップＳ２で検出した各１６進数の値及び順番である検出パターンが、第１パターンと一致するか否かを判定する。この判定の結果、一致しなければ、上記ステップＳ１に戻る。この場合、操作者は第１パターンの姿勢順となるように磁気鍵３０の設定部１０への組合せをやり直す。

一方、一致すれば、ステップＳ４において、制御部１５は、予め定められた数値ＮＶのＯｘ０（＝０）を、記憶部１６に記憶してセットする。記憶部１６からは、セットされた数値ＮＶのＯｘ０（＝０）が出力される。

次に、磁気式設定装置１において、磁気鍵３０ｄで、設定部１０にセットされた数値ＮＶをリセットする際の動作を、図９に示すフローチャートを参照して説明する。
図９に示すステップＳ１１において、操作者が数値リセットのため、磁気鍵３０を設定部１０に各々異なる姿勢で４回当接して組合せたとする。

ステップＳ１２において、制御部１５が、その４回組合せられた際の各ホール素子ＨＡ，ＨＣ，ＨＥ，ＨＦの出力値をその順番に検出し、これら検出された出力値を１６進数に変換する。

次に、ステップＳ１３において、制御部１５は、上記ステップＳ１２で検出した各１６進数の値及び順番による検出パターンが、第２パターンと一致するか否かを判定する。この判定の結果、一致しなければ、上記ステップＳ１１に戻る。この場合、操作者は第２パターンの姿勢順となるように磁気鍵３０の設定部１０への組合せをやり直す。

一方、一致すれば、ステップＳ１４において、制御部１５は、記憶部１６にセットされた数値ＮＶのＯｘ０（＝０）をリセットする。これによって、記憶部１６に初期値としてリセット値のＯｘＦ（＝１５）が記憶されて出力される。

＜実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態に係る磁気式設定装置１は、設定部１０と、磁気鍵３０とを備え、設定部１０に制御部１５及び記憶部１６を備える構成とした。

設定部１０は、複数のホール素子ＨＡ〜ＨＦが平面上に複数配置されて内蔵されている。

磁気鍵３０は、ホール素子ＨＡ〜ＨＦの何れかの位置に一致するように内蔵された複数の磁石ＭＡ〜ＭＦを有し、ホール素子ＨＡ〜ＨＦに対向する磁石ＭＡ〜ＭＦのＳ極及びＮ極の配置が非回転対称となるように、磁石ＭＡ〜ＭＦの各々がホール素子ＨＡ〜ＨＦの各々に１対ずつ組合されて成る。

制御部１５は、ホール素子ＨＡ〜ＨＦに対向する磁石ＭＡ〜ＭＦのＳ極及びＮ極の組合せが、組合せの都度異なるように、磁気鍵３０を設定部１０に少なくとも２回以上組合せた際に、組合せ毎に得られる各々のホール素子ＨＡ〜ＨＦの出力値の検出パターンが、予め定められた出力値の第１パターンに一致した場合、所定の数値を記憶部１６に記憶してセットする。

この構成によれば、磁気鍵３０を設定部１０に各々異なる姿勢で少なくとも２回以上組合せることにより、所定の数値ＮＶをセットして出力することができる。このため、設定部１０の近傍に磁界を有する物が存在しても、その近傍磁界の影響により、各ホール素子ＨＡ〜ＨＦの出力値の検出パターンが、第１パターンに一致することはない。このため、適正に所定の数値ＮＶを設定することができる。

また、制御部１５は、組合せ毎に得られる各々のホール素子ＨＡ〜ＨＦの出力値の検出パターンが、第１パターンと異なる出力値の第２パターンに一致した場合に、記憶部１６にセットされている数値ＮＶをリセットする制御を行う構成とした。

この構成によれば、設定部１０の近傍磁界の影響により、各ホール素子ＨＡ〜ＨＦの出力値の検出パターンが、第２パターンに一致することはない。このため、セットされている数値を適正にリセットすることができる。

また、設定部１０は、ホール素子ＨＡ〜ＨＦ、制御部１５及び記憶部１６を密閉状に内蔵する筐体を備える構成とした。
この構成によれば、設定部１０は、ホール素子ＨＡ〜ＨＦ、制御部１５及び記憶部１６を筐体内に密閉状に内蔵し、磁気鍵３０の当接（又は近接）により、電気的な接続無しに数値ＮＶの設定を行うことができる。従って、筐体には、隙間や可動部分が存在しないので、使用劣化で隙間が生じることがない。このため、密閉性を必要とする用途、例えば防水を必要とする用途に適用することができる。

この他、上記実施形態では、磁気鍵３０（図３）の内部に、６個の磁石ＭＡ，ＭＢ，ＭＣ，ＭＤ，ＭＥ，ＭＦが、３行２列のマトリックス状に配置されている例を示した。また、設定部１０には、そのマトリックス状の６個の磁石ＭＡ〜ＭＦの内、磁石ＭＡ，ＭＣ，ＭＥ，ＭＦに対応する位置に、ホール素子ＨＡ，ＨＣ，ＨＥ，ＨＦが配置されている例を示した。

なお、各磁石及びホール素子の配置は、上述したように、磁気鍵３０の各磁石ＭＡ〜ＭＦのＳ極及びＮ極と、設定部１０の各ホール素子ＨＡ〜ＨＦとが、図５（ａ）〜（ｄ）に示す第１〜第４姿勢のように、互いの面を当接して組合せた場合に、組合せ関係が回転対称とならない配置関係であればよい。言い換えれば、非回転対称となればよい。

従って、磁気鍵３０には、複数の磁石が、ｍ行ｎ列のマトリックス状に配置され、設定部１０には、ｍ行ｎ列のマトリックス状の各磁石の内の複数個に対応する位置に、複数のホール素子が配置されていればよい。

また、上記実施形態では、磁気鍵３０を設定部１０に対して、図５（ａ）〜（ｄ）に示す第１〜第４姿勢のように組合せた。つまり、磁気鍵３０をＡ面又はＢ面において、１８０度回転させて設定部１０に組合せたが、９０度など任意の角度回転させる方式としてもよい。

上述では、磁気検出手段としてホール素子ＨＡ〜ＨＦを一例に挙げて説明したが、この他、磁気検出手段としては、次のような素子又はセンサであってもよいが、それらに限定されるものではない。即ち、磁気抵抗効果素子、磁気インピーダンス素子｛ＭＩ(Magneto-Impedance element)素子｝等であってもよい。

但し、磁気抵抗効果素子には、ＭＲ(Magneto Resistive effect)素子、ＡＭＲ(anisotropic magnetoresistance)素子、ＧＭＲ(Giant Magneto Resistive)素子、ＴＭＲ(Tunneling Magneto-resistive)素子等がある。

＜実施形態の適用例＞
図１０（ａ）は、本発明の実施形態に係る磁気式設定装置１の設定部１０を適用した傾斜計５０の構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）に示す矢印Ｙ３方向から見た傾斜計５０の側面図である。但し、傾斜計５０は、磁気鍵３０（図３）を対として備えるものとする。また、設定部１０の制御部１５ａは、上述した制御部１５｛図２（ｂ）｝とは後述のように異なる制御も行う。

傾斜計５０は、密閉状（又は防水状）の筐体１１ａの内部に、傾斜角度を計測する傾斜センサ５２と、上述した設定部１０とを備えて構成されている。傾斜計５０は、図１０（ｂ）に示すように、凸部１０ａを有する面が上面、この反対側の面が下面であり、下面側に傾斜センサ５２が配置されている。

傾斜センサ５２は、公知技術により形成された傾斜センサである。この傾斜センサ５２は、一例を挙げると、基板にアレー状に２つの電極が配置され、一方の電極が固定電極、他方の電極が可動電極となっている。可動電極は、スプリングバネに電極が取り付けられて可能自在となっている。更に、傾斜センサ５２は、当該傾斜センサ５２が水平時の静電容量を基準とし、傾斜センサが傾くと、可動電極の位置が固定電極に対して変動し、この変動により変化する静電容量の変化量を角度に変換して、傾斜角度を計測している。

図１１に示すように、傾斜センサ５２で計測される角度θ１は、制御部１５ａへ出力される。制御部１５ａは、その角度θ１を角度θ２として記憶部１６に記憶する制御を行う。記憶部１６は記憶された角度θ２を出力する。制御部１５ａは、傾斜センサ５２から入力される角度θ１が異なる都度、異なる角度θ１を、角度θ２として記憶部１６に上書きする制御を行う。

また、制御部１５ａは、上述したように、操作者が角度セットのため、磁気鍵３０（図３）を傾斜計５０の設定部１０に各々異なる姿勢で４回当接して組合せた際の各ホール素子ＨＡ，ＨＣ，ＨＥ，ＨＦの出力値をその順番に検出し、これら検出された出力値を１６進数に変換する。更に、制御部１５ａは、その変換された各１６進数の値及び順番による検出パターンが、第１パターン（例えば、図７に示す第１，第２，第３，第４姿勢の各１６進数の値及び順番）と一致するか否かを照合により求める。但し、第１パターンは、制御部１５内の図示せぬメモリ部に予め保持されている。以降、制御部１５内のメモリ部を、単にメモリ部と記載する。

制御部１５ａは、その照合の結果、一致する場合、傾斜センサ５２から入力される角度（実測角度）θ１を、予め定められる設定角度θ１ａに補正し、この補正後の角度θ２を記憶部１６にセットする。この際、実測角度θ１と設定角度θ１ａとの差を、差分角度θ１ｂとして、メモリ部に保持しておく。なお、設定角度θ１ａは、後述では一例として０度とするが、それ以外に、１０度など任意の角度とすることができる。

例えば、設定角度θ１ａ＝０度、実測角度θ１＝２度の場合に、制御部１５ａは、上述した照合結果が一致する場合、実測角度θ１＝２度を、設定角度θ１ａ＝０度に補正し、この補正後の角度θ２＝０度を記憶部１６にセットする。この際、実測角度θ１＝２度から設定角度θ１ａ＝０度を減算した差分角度θ１ｂ＝２度をメモリ部に保持する。

また、制御部１５ａは、記憶部１６への角度θ２のセット後、傾斜センサ５２から今迄とは異なる実測角度θ１が入力される都度、この入力される実測角度θ１から差分角度θ１ｂを減算して補正する。この補正で得られる角度θ２は記憶部１６にセットされる。

次に、制御部１５ａは、上述したように、操作者が角度リセットのため、磁気鍵３０を傾斜計５０の設定部１０にセット時とは各々異なる姿勢で４回当接して組合せた際の各ホール素子ＨＡ，ＨＣ，ＨＥ，ＨＦの出力値をその順番に検出し、これら検出された出力値を１６進数に変換する。更に、制御部１５ａは、その変換された各１６進数の値及び順番による検出パターンが、メモリ部に予め保持された第２パターン（例えば、図７に示す第３，第４，第１，第２姿勢の各１６進数の値及び順番）と一致するか否かを照合により求める。

制御部１５ａは、その照合の結果、一致する場合、メモリ部に保持している差分角度θ１ｂを消去して初期値（単に、消去という）とする（０とする）。これによって、制御部１５ａは、傾斜センサ５２から入力される角度θ１を、そのままの値で記憶部１６を介して出力する制御を行うようになる。

また、制御部１５ａは、その照合の結果、一致する場合、メモリ部に保持している差分角度θ１ｂを無効としてもよい。この場合、メモリ部に保持している差分角度θ１ｂを無効とするので、その差分角度θ１ｂを保持ししたまま、別の差分角度を設定することが可能となる。これにより、複数の差分角度を保持しておき、必要時に無効とされている差分角度を有効として使用することが可能となる。

＜傾斜計の使用例＞
次に、図１２を参照して、傾斜計５０をクレーン車６０に用いる場合について説明する。図１２はクレーン車６０の側面図である
建設機械であるクレーン６１は、転倒等の事故防止のため、車体６２の上面６２ａを水平に保持して載置する必要がある。車体上面６２ａの水平は、組立工場等において建機メーカの管理者によって定義（メーカ定義）される。この際、従来から傾斜計（７０）を用いているが、車体上面６２ａと傾斜計取付面６３ａとの平行度が出ていないため、車体上面６２ａをメーカ定義の水平状態とした場合、傾斜計取付面６３ａが水平でなくなる。例えば、車体上面６２ａがメーカ定義の水平状態（例えば０度）の場合に、傾斜計取付面６３ａは０．５度であるとする。

現状（従来）では、０．５度傾いた傾斜計取付面６３ａに載置された傾斜計（７０）で計測される角度は０．５度となるので、傾斜計取付面６３ａと傾斜計（７０）との間に板を挟む等して傾斜計（７０）の出力値が水平（傾斜角度＝０度）になるように調節している。このため調整に手間が掛かったりする。

本実施形態の傾斜計５０を用いる場合について説明する。但し、傾斜計５０は、Ｘ−Ｙ平面上のＸ方向及びＹ方向の角度を計測するが、何れか一方の角度を計測するものとして説明する。

まず、上述の０．５度傾いた傾斜計取付面６３ａに傾斜計５０を載置する。次に、操作者が角度セットのため、磁気鍵３０（図３）を傾斜計５０の設定部１０（図１０）に予め定められた各々異なる姿勢で４回当接して組合せる。この各組合せにより、傾斜計５０の制御部１５ａが各ホール素子ＨＡ，ＨＣ，ＨＥ，ＨＦの出力値をその組合せ順に検出して１６進数に変換する。更に、制御部１５は、その変換された各１６進数の値及び順番による検出パターンが、第１パターンと一致するか否かを照合する。

制御部１５ａは、その照合の結果、一致する場合、傾斜センサ５２から入力された実測角度θ１＝０．５度を、設定角度θ１ａ＝０度に補正し、この補正後の角度θ２＝０度を記憶部１６にセットする。この際、実測角度θ１＝０．５度と設定角度θ１ａ＝０度との差分角度θ１ｂ＝０．５度をメモリ部に保持しておく。

保持した差分角度θ１ｂ＝０．５度は、上記の角度θ２のセット後に、クレーン車６０を現場で水平に固定する際に、次のように用いる。
クレーン車６０を現場に設置する場合、クレーン車６０の車体を現場の所定位置に設置して目視で水平とする。

次に、傾斜計５０の角度計測機能をオンとする。この場合、傾斜計取付面６３ａに載置された傾斜計５０の傾斜センサ５２の実測角度θ１が１．５度であれば、実測角度θ１＝１．５度から差分角度θ１ｂ＝０．５度が減算され、この角度θ２＝１度が記憶部１６にセットされて出力される。この場合、表示部には、傾斜角度が１度として表示される。

そこで、車体の水平を調整する４本のアウトリガー６４によって、傾斜計５０の表示角度が０度となるように、車体上面６２ａの角度を調整する。この調整により、傾斜計取付面６３ａに載置された傾斜計５０の傾斜センサ５２の実測角度θ１が０．５度になれば、実測角度θ１＝０．５度から差分角度θ１ｂ＝０．５度が減算され、出荷時に設定された設定角度θ１ａと同じ、角度θ２＝０度が記憶部１６にセットされて出力される。表示部には、傾斜角度の０度（水平）が表示される。

このように、傾斜計５０を、クレーン車６０の出荷時やクレーン車６０の設置時等に必要な水平調整に用いれば、水平調整を容易且つ適正に行うことができる。

また、セットされた角度θ２を、リセットする場合も、磁気鍵３０を傾斜計５０の設定部１０にセット時とは異なる姿勢パターンで４回当接して組合せれば、容易且つ適正にリセットすることができる。
この他、傾斜計５０は、水平調整や所定角度の調整が必要なロボットや、産業機械等に用いることもできる。

その他、以上説明した実施形態においては、具体的な構成について、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

＜実施形態の他の適用例＞
磁気設定装置１は、傾斜計５０以外にも次のように適用することができる。傾斜計５０では、水平を出力する位置（角度）が重要な基準となるが、その他の位置検出技術においても重要な基準位置が存在する。例えば、直線型変位センサや回転角度センサが、産業機械の駆動部の位置検出に活用されている。これらのセンサでも、産業機械の駆動部が特定の基準位置に来た場合に、基準となる出力（基準値）を設定し、この設定された基準値を出力させることが望ましい。

このような場合に、磁気式設定装置１を用いた直線型変位センサや回転角度センサであれば、組立後の産業機械の駆動部を基準位置まで駆動させた後に、磁気鍵３０（図１参照）を直線型変位センサ又は回転角度センサの設定部１０（図１参照）に異なる姿勢パターンで所定回数当接して組合せ、直線型変位センサ又は回転角度センサの現在位置を基準位置に設定するためのパターンを、ホール素子ＨＡ，ＨＣ，ＨＥ，ＨＦ（図１１参照）から出力させる。このパターンを制御部１５ａ（図１１参照）で検出し、予め定められたパターン（上記の第１パターン）と一致するか否かを照合して、記憶部１６（図１１参照）に基準値を設定することができる。

１ 磁気式設定装置
１０ 設定部
１０ａ 凸部
１１，１１ａ 筐体
１２ コネクタ
１３ ケーブル
１４ 基板
１５ 制御部
１６ 記憶部
３０ 磁気鍵
３０ａ 切欠き部
３０ｂ 第１凹部
３０ｃ 第２凹部
５０ 傾斜計
５２ 傾斜センサ
ＨＡ，ＨＣ，ＨＥ，ＨＦ ホール素子
ＭＡ，ＭＢ，ＭＣ，ＭＤ，ＭＥ，ＭＦ 磁石

Claims (6)

1. 磁気を検出し、この検出された磁気のＳ極又はＮ極に応じた検出値を出力する少なくとも１つ以上の磁気検出手段が内蔵された設定手段と、
   前記設定手段と別体であり、当該設定手段に重ねられた際に、前記磁気検出手段の位置にＳ極又はＮ極が対向するように内蔵された少なくとも１つ以上の磁石を有する鍵手段と、
   前記鍵手段が前記設定手段に重ねられて前記磁気検出手段に前記磁石のＳ極又はＮ極が対向状態に組合された際に、当該磁気検出手段の出力値を検出し、この検出される出力値に応じて、所定の設定を行うように制御する制御手段と、
   を備え、
   前記鍵手段が前記設定手段に異なる姿勢で少なくとも２回以上重ねられた際に、前記制御手段は、当該２回以上重ねられる毎に検出した前記磁気検出手段の出力値の検出パターンが、予め定められた出力値の第１パターンに一致した場合、所定の設定を行うように制御し、
   前記制御手段が行う前記所定の設定の制御は、所定の数値をセットする制御である
   ことを特徴とする磁気式設定装置。
2. 磁気を検出し、この検出された磁気のＳ極又はＮ極に応じた検出値を出力する少なくとも１つ以上の磁気検出手段が内蔵された設定手段と、
   前記設定手段と別体であり、当該設定手段に重ねられた際に、前記磁気検出手段の位置にＳ極又はＮ極が対向するように内蔵された少なくとも１つ以上の磁石を有する鍵手段と、
   前記鍵手段が前記設定手段に重ねられて前記磁気検出手段に前記磁石のＳ極又はＮ極が対向状態に組合された際に、当該磁気検出手段の出力値を検出し、この検出される出力値に応じて、所定の設定を行うように制御する制御手段と、
   を備え、
   前記鍵手段が前記設定手段に異なる姿勢で少なくとも２回以上重ねられた際に、前記制御手段は、当該２回以上重ねられる毎に検出した前記磁気検出手段の出力値の検出パターンが、予め定められた出力値の第１パターンに一致した場合、所定の設定を行うように制御し、
   前記制御手段は、前記検出パターンが、前記第１パターンと異なる出力値の第２パターンに一致した場合に、前記所定の設定をリセットする制御を行う
   ことを特徴とする磁気式設定装置。
3. 前記設定手段は、前記磁気検出手段及び前記制御手段を密閉状に内蔵する筐体
   を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気式設定装置。
4. 磁気を検出し、この検出された磁気のＳ極又はＮ極に応じた検出値を出力する少なくとも１つ以上の磁気検出手段が内蔵された設定手段と、前記設定手段と別体であり、当該設定手段に重ねられた際に、前記磁気検出手段の位置にＳ極又はＮ極が対向するように内蔵された少なくとも１つ以上の磁石を有する鍵手段と、前記鍵手段が前記設定手段に重ねられて前記磁気検出手段に前記磁石のＳ極又はＮ極が対向状態に組合された際に、当該磁気検出手段の出力値を検出し、この検出される出力値に応じて、所定の設定を行うように制御する制御手段とを有し、前記鍵手段が前記設定手段に異なる姿勢で少なくとも２回以上重ねられた際に、前記制御手段は、当該２回以上重ねられる毎に検出した前記磁気検出手段の出力値の検出パターンが、予め定められた出力値の第１パターンに一致した場合、所定の設定を行うように制御する磁気式設定装置を備え、傾斜の角度を計測し、当該計測された角度を出力する傾斜センサを有する傾斜計であって、
   前記鍵手段が前記設定手段に異なる姿勢で少なくとも２回以上重ねられた際に、前記制御手段は、当該２回以上重ねられる毎に検出した前記磁気検出手段の出力値の検出パターンが、前記第１パターンに一致した場合、所定の角度をセットする制御を行う
   ことを特徴とする傾斜計。
5. 前記制御手段は、前記検出パターンが前記第１パターンに一致した際に所定の角度をセットした時点で、前記傾斜センサで計測される角度と、前記セットした角度との差分角度を保持し、この保持以降に当該傾斜センサで計測される角度を、当該角度から前記差分角度を減算して補正する制御を行う
   ことを特徴とする請求項４に記載の磁気式設定装置を用いた傾斜計。
6. 前記制御手段は、前記検出パターンが、前記第１パターンと異なる出力値の第２パターンに一致した際に、前記保持されている前記差分角度を消去又は無効とする制御を行う
   ことを特徴とする請求項５に記載の磁気式設定装置を用いた傾斜計。

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