JP6767835B2 - ベッド用荷重検出器 - Google Patents

Description

本発明は、医療施設、介護施設、宿泊施設、一般家庭等で使用され、ベッドに掛かる荷重を検出するベッド用荷重検出器に関する。

医療施設、介護施設、宿泊施設、一般家庭等で使用されるベッドにおいて、その脚部の下端部にはベッドの移動のための回転自在なキャスタが設けられていることが多い。

このようなベッドを使用する使用者（例：病人、高齢者、被介護者、健康人）のベッド上での在床状況（例：入床、離床、上体起こし、寝返り）を計測するためなどに用いられる荷重検出器として、例えば、特許文献１〜７に開示されたベッド用荷重検出器が知られている。

上述の荷重検出器は、いずれも、片持ち梁部と片持ち梁部を支持する基板部とを備えている。片持ち梁部の先端側には荷重受け板部が形成されており、荷重受け板部の上面にはベッドの脚部のキャスタが載置される載置面が形成されている。基板部は互いに離間して対向状に配置された一対の側枠部を備えている。片持ち梁部は、荷重受け板部がベッド設置面（例：床面）に対して上側に離間した位置に配置されるように且つ荷重受け板部が基板部の両側枠部の間にて下降変位可能になるように、基板部に略水平片持ち状に支持されている。そして、荷重検出器は、基板部がベッド設置面上に載置された状態で載置面上にベッドの脚部のキャスタが載置されることにより、ベッドに掛かる荷重が検出されるように構成されている。

特開２００９−２２６５０号公報 特開２００９−２２６４８号公報 特開２００８−６５７００号公報 特開２００８−１２２０２号公報 特開２００７−１６７４９２号公報 特開２００６−３０２２６６号公報 特開２０１１−５６１５２号公報

しかるに、一般に市販されているベッドには、その脚部の下端部にキャスタが設けられているものの他、脚部の下端部にキャスタが設けられていないものも存在する。そのような脚部を有するベッドに掛かる荷重を上述した荷重検出器により検出する場合、次のような問題があった。

すなわち、ベッドの脚部の下面を荷重検出器の載置面上に載置する際に、脚部の下面が、基板部の両側枠部における、載置面の幅方向両外側に位置する両部分のうち少なくとも一方の上面に干渉してしまい、脚部の下面を載置面上に載置できないことがあった。

本発明は上述した技術背景に鑑みてなされたもので、本発明の解決課題はベッド用荷重検出器により荷重を検出可能なベッドの種類を増大することにある。

本発明は以下の手段を提供する。

［１］ ベッドの脚部の下面が載置される載置面を有する荷重受け板部が先端側に形成された片持ち梁部と、
ベッド設置面上に載置され、且つ前記片持ち梁部を支持する基板部と、
前記片持ち梁部の歪みを検出し、ベッドに掛かる荷重の検出に用いられる信号を出力する歪み検出センサと、を備えており、
前記基板部は、互いに離間して対向状に配置された一対の側枠部を備えており、
前記片持ち梁部は、前記荷重受け板部が前記両側枠部の間にて下降変位可能になるように前記基板部に片持ち状に支持されており、
前記載置面は、前記荷重受け板部の上面に形成されており、更に、前記両側枠部における、前記載置面の幅方向両外側に位置する両部分のうち少なくとも一方の上面よりも高い位置に配置されているベッド用荷重検出器。

［２］ 前記載置面が平坦状に形成されている前項１記載のベッド用荷重検出器。

［３］ 前記載置面に、ベッドの脚部の下面の前記載置面からの落下を防止する落下防止手段が施されている前項１又は２記載のベッド用荷重検出器。

［４］ 前記載置面に過大な荷重が掛かったとき、前記荷重受け板部が下降変位する途中で、ベッドの脚部の下面における前記載置面から幅方向外側へはみ出た部分が前記両側枠部の前記両部分のうち前記少なくとも一方の上面に衝当することにより、前記荷重受け板部の下降変位が停止されるように構成されている前項１〜３のいずれかに記載のベッド用荷重検出器。

本発明は以下の効果を奏する。

前項［１］では、荷重検出器の載置面が、基板部の両側枠部における、載置面の幅方向両外側に位置する両部分のうち少なくとも一方の上面よりも高い位置に配置されているので、載置面上にベッドの脚部の下面を載置する際にベッドの脚部の下面が側枠部の当該部分の上面に干渉する不具合を抑制することができる。これにより、荷重検出器により荷重を検出可能なベッドの種類を増大できる。

前項［２］では、載置面が平坦状に形成されることにより、ベッドの脚部の下面を安定良く受けることができる。

前項［３］では、載置面に落下防止手段が施されていることにより、載置面上に載置された脚部の下面の載置面上からの落下を防止できる。

前項［４］では、載置面に過大な荷重が掛かった場合でも、片持ち梁部が塑性変形するなどの荷重検出器の破損を抑制できる。

図１は、本発明の一実施形態に係るベッド用荷重検出器の一使用状態の斜視図である。 図２は、図１中のＡ部分の拡大図である。 図３は、同荷重検出器の斜視図である。 図４は、同荷重検出器の分解斜視図である。 図５は、図３中のＢ−Ｂ線断面図である。 図６は、同荷重検出器の別の使用状態の斜視図である。

次に、本発明の一実施形態について図面を参照して以下に説明する。

図１中の符号「１」は本発明の一実施形態に係るベッド用荷重検出器である。

図１中の符号「２０」は、本発明の一実施形態に係るベッド用在床状況計測装置である。この計測装置２０は、ベッド３０を使用する使用者４０のベッド３０上での在床状況を計測するものであり、本実施形態の４個の荷重検出器１、演算器２１などを具備している。

この計測装置２０により計測される使用者４０の在床状況としては、使用者４０のベッド３０上への入床、使用者４０のベッド３０上からの離床、使用者４０の上体起こしの有無、使用者４０の寝返りの有無などが挙げられる。

ベッド３０は、一般に市販されているものであり、医療施設（例：病院）、高齢者施設、介護施設、宿泊施設（例：ホテル）、一般家庭などで使用されるものである。さらに、このベッド３０は、病室、検査室、診察室、宿泊室、寝室等における床面からなるベッド設置面３５上に設置されるものである。

ベッド３０上には、使用者４０として、病人、認知症患者、高齢者、宿泊客、健康人などの人が、睡眠、休息、療養、診察、検査等のために様々な姿勢（例：仰臥姿勢、伏臥姿勢、側臥姿勢）で在床する。

ここで本実施形態では、説明の便宜上、ベッド３０上に使用者４０が仰臥姿勢で就寝する状態において、ベッド３０における使用者４０の頭側を「ベッド３０の頭側」、使用者４０の足側を「ベッド３０の足側」、使用者４０の右側を「ベッド３０の右側」及び使用者４０の左側を「ベッド３０の左側」と定義する。したがって、ベッド３０の左右方向はベッド３０の幅方向と一致している。

ベッド３０は４本の脚部３１を有している。各脚部３１の下端部にはベッド３０の移動のための回転自在なキャスタは設けられていない。

ベッド３０の足側左脚部３１の下端部とベッド３０の足側右脚部３１の下端部は、当該両下端部の間に配置された真直な脚連結フレーム３２を介して互いに連結されている。これにより、足側左脚部３１の下面（３３、図２参照）の幅が荷重検出器１の後述する載置面１４の幅よりも大きくなっており、また足側右脚部３１の下面３３の幅も荷重検出器１の後述する載置面１４の幅よりも大きくなっている。

また同じく、ベッド３０の頭側左脚部３１の下端部とベッド３０の頭側右脚部３１の下端部は、当該両下端部の間に配置された真直な脚連結フレーム３２を介して互いに連結されている。これにより、頭側左脚部３１の下面の幅が荷重検出器１の後述する載置面１４の幅よりも大きくなっており、また頭側右脚部３１の下面の幅も荷重検出器１の後述する載置面１４の幅よりも大きくなっている。

なお、ベッド３０の各脚部３１の下面３３は、各荷重検出器１を使用しない場合における、各脚部３１のベッド設置面３５への接触面である。

各荷重検出器１は、ベッド３０に掛かる荷重を検出するものであり、詳述すると、ベッド３０の対応する脚部３１に掛かる荷重を検出するものである。すなわち、４個の荷重検出器１において、ベッド３０の頭側左脚部３１の下側に配置された荷重検出器１、ベッド３０の頭側右脚部３１の下側に配置された荷重検出器１、ベッド３０の足側左脚部３１の下側に配置された荷重検出器１、及び、ベッド３０の足側右脚部３１の下側に配置された荷重検出器１は、それぞれ、ベッド３０の頭側左脚部３１に掛かる荷重、ベッド３０の頭側右脚部３１に掛かる荷重、ベッド３０の足側左脚部３１に掛かる荷重、及び、ベッド３０の足側右脚部３１に掛かる荷重を検出するものである。これらの荷重検出器１は互いに同一形状及び同一寸法である。

荷重検出器１の幅方向はベッド３０の左右方向（即ちベッド３０の幅方向）と一致している。

荷重検出器１により検出された荷重は、使用者４０のベッド３０上での在床状況を計測するためなどに用いられ、本実施形態では当該在床状況を上述の計測装置２０により計測するために用いられる。

荷重検出器１には、荷重検出器１の定格荷重として、荷重検出器１により実際に検出可能な最大荷重が設定されている。定格荷重は例えば２００ｋｇｆ（１９６０Ｎ）に設定されている。

荷重検出器１は、図３及び４に示すように、基板部２、略板状の片持ち梁部１１、歪み検出センサ１９などを備えている。基板部２及び片持ち梁部１１はいずれも金属製であり、詳述すると例えばアルミニウム（その合金を含む）製である。

片持ち梁部１１は起歪体として機能するものであり、片持ち梁部１１の先端側（遊端側）に荷重受け板部１３が形成されている。荷重受け板部１３の上面にはベッド３０の脚部３１の下面３３が載置される載置面１４が形成されている。載置面１４は平面視四角形状で且つ平坦状に形成されている。

さらに、載置面１４の先端には落下防止用凸条部１５が載置面１４の先端縁に沿って局部的に形成されている。この凸条部１５は、ベッド３０の脚部３１の下面３３の載置面１４上からの落下を防止する落下防止手段に相当するものであり、詳述すると、ベッド３０の脚部３１の下面３３が載置面１４の先端から落下するのを防止するための部位である。

片持ち梁部１１の基端部（固定端部）１２には、固定ボルト８に対応する複数の雌ねじ孔１６がその厚さ方向（即ち上下方向）に貫通して形成されている。本実施形態では、固定ボルト８の数は４個である。固定ボルト８は、片持ち梁部１１の基端部１２を基板部２（詳述すると基板部２の後述する第１連結枠部４Ａ）に固定するためのものであり、例えば六角孔付きボルトからなる。

片持ち梁部１１における基端部１２と荷重受け板部１３との間の部位からなる歪み発生予定部１８には、片持ち梁部１１の幅方向に貫通したロバーバル機構形成用貫通孔１７が形成されている。これにより、片持ち梁部１１の歪み発生予定部１８にロバーバル機構が形成されている。

歪み検出センサ１９は、片持ち梁部１１に発生した歪み（その変動を含む。以下同じ）を検出し、ベッド３０（詳述するとベッド３０の脚部３１）に掛かる荷重の検出に用いられる信号を出力するものであり、片持ち梁部１１の歪み発生予定部１８の上面に接着剤等により接着されて設けられている。

歪み検出センサ１９としては、例えば圧電フィルムセンサが用いられる。圧電フィルムセンサは、例えば、圧電効果を有するプラスチックＰＶＤＦ（PolyVinylidene DiFluoride、ポリフッ化ビニリデン）で形成されており、ピエゾフィルムセンサとも呼ばれている。そして、歪み検出センサ１９は、片持ち梁部１１の歪み発生予定部１８に発生した歪みを検出するとともに検出した歪みの大きさに対応する電圧を、ベッド３０（詳述するとベッド３０の脚部３１）に掛かる荷重の検出に用いられる信号として歪み検出センサ１９から出力するものである。

基板部２は、図４に示すように、基板部２（荷重検出器１）の幅方向に互いに離間して対向状に配置された左右一対の側枠部３、３と、両側枠部３、３の一端部同士を連結した第１連結枠部４Ａと、両側枠部３、３の他端部同士を連結した第２連結枠部４Ｂとを備えたものである。両連結枠部４Ａ、４Ｂは基板部２（荷重検出器１）の長さ方向に互いに離間して配置されている。そして、基板部２は、両側枠部３、３と両連結枠部４Ａ、４Ｂとによって平面視略口字枠状に形成されている。そのため、基板部２の中央部には、両側枠部３、３と両連結枠部４Ａ、４Ａとで包囲された平面視略四角形状の中央孔５が形成されている。

また、第１連結枠部４Ａには複数の固定ボルト８用挿通孔６が上下方向に貫通して形成されている。

そして、片持ち梁部１１の基端部１２が基板部２の第１連結枠部４Ａ上に複数の固定ボルト８によって固定されている。この固定状態では、各固定ボルト８は、図５に示すように、第１連結枠部４Ａの挿通孔６にその下側から上方向に挿通されて片持ち梁部１１の基端部１２の雌ねじ孔１６に螺合している。

このように片持ち梁部１１の基端部１２が第１連結枠部４Ａ上に固定されることにより、片持ち梁部１１は、荷重受け板部１３が基板部２の両側枠部３、３の間にて下降変位可能になるように第１連結枠部４Ａに略水平片持ち状に支持されている。

さらに、片持ち梁部１１は、基板部２がベッド設置面（図５中に二点鎖線で示す）３５上に載置された状態のときに荷重受け板部１３がベッド設置面３５に対して上側に離間した位置に配置されるように且つ荷重受け板部１３が基板部２の第２連結枠部４Ｂに対して上側に少し離間した位置に配置されるように、第１連結枠部４Ａに支持されている。

さらに、片持ち梁部１１は、基板部２がベッド設置面３５上に載置された状態のときに載置面１４が略水平に配置されるように第１連結枠部４Ａに支持されている。

さらに、荷重検出器１は、基板部２がベッド設置面３５上に載置された状態において、載置面１４の高さが、基板部２の両側枠部３、３における、載置面１４の幅方向両側に位置する両部分３ａ、３ａのうち少なくとも一方の上面３ｂよりも高い位置に配置されるように構成されている。この構成について以下に詳しく説明する。

図３及び４に示すように、本実施形態では、説明の便宜上、基板部２の両側枠部３、３における、載置面１４の幅方向両外側に位置する両部分３ａ、３ａを、両側枠部３、３の載置面両外側部分３ａ、３ａと呼ぶことにする。本実施形態では、両側枠部３、３の載置面両外側部分３ａ、３ａの両上面３ｂ、３ｂの高さは互いに等しく設定されており、更に、載置面１４は当該両上面３ｂ、３ｂよりも高い位置に配置されている。

したがって、図５に示すように、基板部２がベッド設置面３５上に載置された状態において、ベッド設置面３５からの載置面１４の高さを「Ｈ１」、ベッド設置面３５からの側枠部３の載置面外側部分３ａの上面３ｂの高さを「Ｈ０」とするとき、Ｈ１＞Ｈ０の関係が成立している。Ｈ１とＨ０の間の差Ｈ１−Ｈ０は限定されるものではなく、例えば０．２〜５ｍｍである。

そして、荷重検出器１は、図１及び２に示すように、基板部２がベッド設置面３５上に載置された状態において片持ち梁部１１の載置面１４上にベッド３０の脚部３１の下面３３が載置されることにより、ベッド３０に掛かる荷重としてベッド３０の脚部３１に掛かる荷重を検出するように構成されている。

次に、荷重検出器１の使用方法及び動作について以下に説明する。

荷重検出器１の基板部２がベッド設置面３５上に載置された状態（図５参照）では、載置面１４は基板部２の両側枠部３、３の載置面両外側部分３ａ、３ａの両上面３ｂ、３ｂよりも高い位置にて略水平に配置される。また、荷重受け板部１３はベッド設置面３５に対して上側に離間した位置に配置され更に荷重受け板部１３は基板部２の第２連結枠部４Ｂに対して上側に少し離間した位置に配置される。

次いで、各荷重検出器１の載置面１４上にベッド３０の対応する脚部３１の下面３３を載置する。すると、載置面１４にベッド３０の脚部３１の下面３３から下向きの荷重が掛かり、この荷重によって荷重受け板部１３が基板部２の両側枠部３、３の間にて下降変位するように片持ち梁部１１が弾性的に僅かに撓曲する。これにより、片持ち梁部１１の歪み発生予定部１８に歪みが発生し、この歪みが歪み検出センサ１９により検出される。

歪みを検出した歪み検出センサ１９は、検出した歪みの大きさに対応した電圧を、歪み検出センサ１９から出力される信号として、荷重検出器１に備えられた荷重演算部（図示せず）に出力する。荷重演算部は、歪み検出センサ１９から出力された電圧に基づいてベッド３０の脚部３１に掛かる荷重を演算（検出）する。そして、演算（検出）された荷重は、荷重検出器１から送信される信号として、荷重検出器１から所定の通信手段（例：無線通信手段）により演算器２１に送信される（図１参照）。

演算器２１は、ＲＡＭ、ＲＯＭその他のメモリ、ＣＰＵ等を有するコンピュータを備えたものであり、各荷重検出器１から送信された信号に基づいてベッド３０上の使用者４０の在床状況を演算（計測）するものである。コンピュータには使用者４０の在床状況を演算するためのプログラムがインストールされている。

ここで本実施形態では、荷重検出器１は荷重演算部を備えているが、本発明では、その他に、荷重検出器１は荷重演算部を備えていないで演算器２１が荷重演算部を備えていても良い。この場合、各荷重検出器１において歪みを検出した歪み検出センサ１９は、検出した歪みの大きさに対応した電圧を、歪み検出センサ１９から出力される信号として、演算器２１の荷重演算部に送信する。演算器２１は、各荷重検出器１から送信された信号として、各荷重検出器１の歪み検出センサ１９から送信された電圧に基づいてベッド３０上の使用者４０の在床状況を演算（計測）するものとなる。

演算器２１が使用者４０の在床状況として例えば使用者４０がベッド３０上に入床したと演算する場合について、以下に簡単に説明する。演算器２１は、各荷重検出器１から送信された信号（荷重又は電圧）に基づいてベッド３０の各脚部３１に掛かる荷重を合計した総荷重を演算し、そして総荷重が所定の閾値よりも大きい場合、使用者４０がベッド３０上に入床したと演算する。

本実施形態の荷重検出器１は、載置面１４が基板部２の両側枠部３、３の載置面両外側部分３ａ、３ａの両上面３ｂ、３ｂよりも高い位置に配置されているので、載置面１４上にベッド３０の脚部３１の下面３３を載置する際に脚部３１の下面３３が両側枠部３、３の載置面両外側部分３ａ、３ａの両上面３ｂ、３ｂに干渉する不具合を抑制することができる。換言すると、ベッド３０の脚部３１の下面３３が両側枠部３、３の載置面両外側部分３ａ、３ａの両上面３ｂ、３ｂに干渉しないようにベッド３０の脚部３１の下面３３を載置面１４上に載置することができる。

図６に示したベッドの各脚部１３１は、その形状（種類）が図１に示したベッド３０の脚部３１と相異しているものである。すなわち、図６に示した各脚部１３１の下端部には図１に示した脚連結フレーム３２は連結されていないが、各脚部１３１の下面１３３の幅は脚部１３１単独で荷重検出器１の載置面１４の幅よりも大きく設定されている。

この場合であっても、本実施形態の荷重検出器１は、載置面１４が基板部２の両側枠部３、３の載置面両外側部分３ａ、３ａの両上面３ｂ、３ｂよりも高い位置に配置されているので、載置面１４上にベッド３０の脚部１３１の下面１３３を載置する際に脚部１３１の下面１３３が両側枠部３、３の載置面両外側部分３ａ、３ａの両上面３ｂ、３ｂに干渉しない。

本実施形態の荷重検出器１によれば、図１に示したベッド３０の脚部３１や図６に示したベッドの脚部１３１のように、ベッドの脚部３１（１３１）の下面３３（１３３）の幅が荷重検出器１の載置面１４の幅よりも大きい場合であっても、ベッドの脚部３１（１３１）の下面３３（１３３）が両側枠部３、３の載置面両外側部分３ａ、３ａの両上面３ｂ、３ｂに干渉しないようにベッドの脚部３１（１３１）の下面３３（１３３）を載置面１４上に載置することができる。そのため、この場合でも、荷重検出器１はベッド３０に掛かる荷重を正確に検出することができる。

さらに、図示していないが、ベッドの脚部の下面の幅が荷重検出器１の載置面１４の幅よりも小さい場合は、当然に、ベッドの脚部の下面が両側枠部３、３の載置面両外側部分３ａ、３ａの両上面３ｂ、３ｂに干渉しないようにベッドの脚部の下面を載置面１４上に載置することができる。そのため、この場合でも、荷重検出器１はベッド３０に掛かる荷重を正確に検出することができる。

以上のように、本実施形態の荷重検出器１によれば、載置面１４上に載置可能なベッド３０の脚部３１（１３１）の種類が増大し、すなわち、荷重検出器１により荷重を検出可能なベッド３０の種類を増大できる。

さらに、荷重検出器１の載置面１４が平坦状に形成されているので、ベッド３０の脚部３１（１３１）の下面３３（１３３）を安定良く受けることができる。

さらに、載置面１４の先端に落下防止用凸条部１５が局部的に形成されているので、載置面１４上に載置された脚部３１（１３１）の下面３３（１３３）が載置面１４の先端から落下するのを防止することができる。

さらに、本実施形態の荷重検出器１は次のような利点を有している。この点について図６を参照して以下に説明する。

本実施形態の荷重検出器１は、載置面１４上にベッドの脚部１３１の下面１３３が載置された状態でベッドの脚部１３１に荷重検出器１の定格荷重を超える過大な下向きの荷重が掛かった場合、すなわち載置面１４に荷重検出器１の定格荷重を超える過大な荷重が掛かった場合、荷重受け板部１３が下降変位する途中で、ベッドの脚部１３１の下面１３３における載置面１４から載置面１４の幅方向外側へはみ出た部分１３３ａが両側枠部３、３の載置面両外側部分３ａ、３ａのうち少なくとも一方の上面３ｂに衝当し、これにより荷重受け板部１３の下降変位が停止されるように構成されている。

したがって、載置面１４に過大な荷重が掛かった場合でも、荷重受け板部１３の過度の下降変位が規制されて片持ち梁部１１の塑性変形が阻止される。そのため、片持ち梁部１１が塑性変形するという荷重検出器１の破損は抑制される。

以上で本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々に変更可能である。

本発明は、医療施設、介護施設、宿泊施設、一般家庭等で使用され、ベッドに掛かる荷重を検出するベッド用荷重検出器に利用可能である。

１：荷重検出器
２：基板部
３：側枠部
３ａ：側枠部の載置面外側部分
３ｂ：側枠部の載置面外側部分の上面
１１：片持ち梁部
１３：荷重受け板部
１４：載置面
１５：凸条部（落下防止手段）
１９：歪み検出センサ
３０：ベッド
３１、１３１：ベッドの脚部
３３、１３３：ベッドの脚部の下面
３５：ベッド設置面
４０：使用者

Claims (4)

1. ベッドの脚部の下面が載置される載置面を有する荷重受け板部が先端側に形成された片持ち梁部と、
   ベッド設置面上に載置され、且つ前記片持ち梁部を支持する基板部と、
   前記片持ち梁部の歪みを検出し、ベッドに掛かる荷重の検出に用いられる信号を出力する歪み検出センサと、を備えており、
   前記基板部は、互いに離間して対向状に配置された一対の側枠部を備えており、
   前記片持ち梁部は、前記荷重受け板部が前記両側枠部の間にて下降変位可能になるように前記基板部に片持ち状に支持されており、
   前記載置面は、前記荷重受け板部の上面に形成されており、更に、前記両側枠部における、前記載置面の幅方向両外側に位置する両部分のうち少なくとも一方の上面よりも高い位置に配置されているベッド用荷重検出器。
2. 前記載置面が平坦状に形成されている請求項１記載のベッド用荷重検出器。
3. 前記載置面に、ベッドの脚部の下面の前記載置面からの落下を防止する落下防止手段が施されている請求項１又は２記載のベッド用荷重検出器。
4. 前記載置面に過大な荷重が掛かったとき、前記荷重受け板部が下降変位する途中で、ベッドの脚部の下面における前記載置面からその幅方向外側へはみ出た部分が前記両側枠部の前記両部分のうち前記少なくとも一方の上面に衝当することにより、前記荷重受け板部の下降変位が停止されるように構成されている請求項１〜３のいずれかに記載のベッド用荷重検出器。

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