JP6844141B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は車両用灯具に関するものである。

特許文献１には、有機ＥＬからなる面状発光体とＬＥＤからなる発光素子を備え、有機ＥＬの裏面側に反射率の高い反射膜を設ける又は有機ＥＬの裏面側電極を反射率の高い材料で形成し、有機ＥＬをＬＥＤからなる発光素子のリフレクタとして用い、有機ＥＬを放物面上に形成することでＬＥＤからなる発光素子の配光制御を行うようにした車両用灯具が開示されている。

特開２０１４−１９２０００号公報

ところで、有機ＥＬの形状を放物面とする場合、リフレクタとしての配光設計の自由度が高い利点があるものの、放物面は３次元の形状変化を有する複雑な形状であるため、安価に入手可能であるシート状の有機ＥＬ（以下、有機ＥＬシートともいう）を、そのような形状にしようとすると、有機ＥＬシートに無理な折り曲げ等が加わり、有機ＥＬシートが破損するおそれがある。
一方で、有機ＥＬシートに無理な折り曲げ等が加わらないようなシンプルな形状とすると、配光設計の自由度が低下するため、良好な配光パターンが得にくくなるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、有機ＥＬのような面光源の形状が複雑になることを抑制しつつ、良好な配光パターンが得られる車両用灯具を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために以下の構成によって把握される。
（１）本発明の車両用灯具は、半導体型の点光源と、反射特性を有し、前記点光源からの光に対するリフレクタとしての機能を合わせ持つ半導体型の面光源と、前記面光源の面形状を前記点光源からの光を鉛直方向に配光制御する前記リフレクタとして機能する面形状にする前記面光源が配置される規制面を有する面形状規制部と、一部の前記面光源上に配置され、前記面光源を前記面形状規制部に対して締結する締結部材と、を備え、前記規制面は、放物線を基本とする自由曲線が水平方向側方に連続する柱面であり、前記締結部材は、前記点光源に対するリフレクタとして機能する放物面を基本とする自由曲面の反射面を有している。

（２）上記（１）の構成において、前記面光源は、前記点光源から鉛直方向に放射される第１放射光をほぼ水平方向前方側に反射する第１反射光とし、前記点光源から後方側に放射される第２放射光を、鉛直方向で見て、前記第１反射光を基準に前記点光源から遠い側に反射する第２反射光とし、前記点光源から前方側に放射される第３放射光を、鉛直方向で見て、前記第１反射光を基準に前記点光源に近い側に反射する第３反射光とする前記配光制御を行う面形状に前記規制面で規制されている。

（３）上記（１）又は（２）の構成において、前記締結部材は、少なくとも前記面光源の一方側の側部又は他方側の側部に設けられている。

（４）上記（３）の構成において、前記締結部材は、前記面光源の一方側の側部及び他方側の側部のそれぞれの側部に設けられている。

（５）上記（３）又は（４）の構成において、前記締結部材は、前記面光源の側部に沿って多段に設けられる複数の前記反射面を有している。

（６）上記（１）又は（２）の構成において、前記締結部材は、前記面光源の一方側の側部と他方側の側部の間を横断するように設けられている。

（７）上記（６）の構成において、前記締結部材は、横断方向に沿って多段に設けられる複数の前記反射面を有している。

（８）上記（１）から（７）のいずれか１つの構成において、前記面光源からの光がテールランプ又はクリアランスランプに用いられ、前記点光源からの光がストップランプ、デイタイムランニングランプ、ターンランプ、リアフォグランプ又はヘッドランプに用いられている。

本発明によれば、有機ＥＬのような面光源の形状が複雑になることを抑制しつつ、良好な配光パターンが得られる車両用灯具を提供することができる。

本発明に係る第１実施形態の車両用灯具を備えた車両の平面図である。 本発明に係る第１実施形態の灯具ユニットの主要部を示す斜視図である。 図２のＡ−Ａ線に沿った鉛直方向断面図である。 本発明に係る第１実施形態の面形状規制部と面光源を示した斜視図である。 本発明に係る第１実施形態の締結部材の反射面を説明するための斜視図である。 本発明に係る第２実施形態の車両用灯具を説明するための斜視図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」と称する）について詳細に説明する。実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。

本発明に係る実施形態の車両用灯具は、図１に示す車両１０２の後方に設けられる車両用灯具１０２Ｒや前方に設けられる車両用灯具１０２Ｆであり（以下では、単に車両用灯具と記載する）、例えば、テールランプとストップランプを備える車両用灯具、テールランプとターンランプを備える車両用灯具、テールランプとリアフォグランプを備える車両用灯具、クリアランスランプとデイタイムランニングランプを備える車両用灯具、クリアランスランプとターンランプを備える車両用灯具、クリアランスランプとロービームやハウビーム用のヘッドランプを備える車両用灯具等である。

なお、以降の説明においては、特に断りがない場合、車両用灯具としての光を照射する方向を「前、前方、前側」とし、光を照射する方向と反対側となる方向を「後、後方、後側」とし、車両における上下方向を鉛直方向とし、その鉛直方向に直交する方向を水平方向とする。

また、水平方向に関しては、車両用灯具としての光を照射する方向の水平方向を水平方向前方（側）とし、それと反対側となる水平方向を水平方向後方（側）とする。
さらに、車両用灯具としての光を照射する方向と直交する水平方向を水平方向側方とし、前後方向及び鉛直方向に直交する方向側を指して側方との記載を用いる。

（第１実施形態）
本実施形態の車両用灯具は、光を照射する方向である前方側に開口したハウジング（図示せず）と開口を覆うようにハウジングに取り付けられるアウターレンズ（図示せず）を備え、ハウジングとアウターレンズとで形成される灯室内に灯具ユニット１０（図２及び図３参照）等が配置されている。

図２は灯具ユニット１０の主要部を示す斜視図であり、図３は図２のＡ−Ａ線に沿った鉛直方向断面図である。
なお、図３では、後述する締結部材６０の図示を省略している。

図３に示すように、灯具ユニット１０は、半導体型の点光源２０と、半導体型の面光源３０と、面光源３０が配置される規制面４１を有する面形状規制部４０と、点光源２０が設けられ、ネジ５１（図２参照）で面形状規制部４０に取り付けられるブラケット５０と、図２に示すように、一部の面光源３０上に配置される締結部材６０と、を備えている。

（点光源）
点光源２０は、高い光量が求められるストップランプ、デイタイムランニングランプ、ターンランプやリアフォグランプ等に用いられる光を放射する光源であり、図３に示すように、基板２１と、基板２１上に設けられた発光チップ２２と、を備えている。

本実施形態では、点光源２０として、発光チップ２２に発光ダイオードチップを用いた半導体型の光源であるＬＥＤ光源を用いているが、ＬＥＤ光源に限定される必要はなく、点光源２０は、発光チップ２２にレーザダイオードチップを用いた半導体型の光源であるレーザ光源であってもよい。
なお、本実施形態では、発光チップ２２が１つである場合について示しているが、発光チップ２２の数は特に限定されるものではなく、複数設けられていてもよい。

（面光源）
面光源３０は、比較的光量が低くても問題のないテールランプやクリアランスランプ等に用いられる光を放射する光源であり、本実施形態では、シート状の有機ＥＬである有機ＥＬシートを用いている。

面光源３０がテールランプに用いる光を放射する光源に用いられる場合には、発光色が赤色の面光源３０を使用してもよいが、白色に発光する面光源３０を用いてアウターレンズを赤色にしてもよい。
また、面光源３０がクリアランスランプに用いる光を放射する光源に用いられる場合には、発光色が白色の面光源３０を用いるのが好ましい。

具体的には、面光源３０は、図３中の拡大図に示すように、面形状規制部４０の規制面４１上に設けられる裏面側保護層３１と、裏面側保護層３１上に設けられる陰極３２と、陰極３２上に設けられる電子注入層３３と、電子注入層３３上に設けられる電子輸送層３４と、電子輸送層３４上に設けられる発光層３５と、発光層３５上に設けられるホール輸送層３６と、ホール輸送層３６上に設けられるホール注入層３７と、ホール注入層３７上に設けられる陽極３８と、陽極３８上に設けられる表面側保護層３９と、を備えている。

陰極３２には、ＭｇとＡｇの合金が使用されることで反射特性を有するものになっており、発光チップ２２（点光源２０）からの光に対するリフレクタとしての機能を合わせ持つものになっている。
陽極３８には、ＩＴＯやＡＴＯといった透明電極が用いられ、発光層３５で発光した光が透過できるようになっている。

なお、陰極３２にＩＴＯやＡＴＯといった透明電極を用いる場合には、裏面側保護層３１の裏面側にアルミニウム等からなる反射膜を設けるようにすればよく、本実施形態のように、陰極３２にＭｇとＡｇの合金が使用される場合でも、裏面側保護層３１の裏面側にアルミニウム等からなる反射膜を設けるようにしてもよい。

また、発光層３５は蛍光材料を含有する有機材料を用いたものであってもよいが、電気を光に変換する効率が高く、熱の発生が抑制できることからイリジウムを含有する有機金属錯体からなるリン光発光材料を用いるのが好ましい。

さらに、裏面側保護層３１及び表面側保護層３９には、透明なガラスや樹脂を用いることができるが、湿気による発光層３５の劣化を抑制するために、防湿性に優れた透明な材料を用いるのが好ましい。

（面形状規制部）
面形状規制部４０は、図３に示すように、面光源３０が配置される載置部としての役目をするとともに、面光源３０が点光源２０からの光を鉛直方向に配光制御するリフレクタとして機能する面形状となるように面光源３０の面形状を規制する役目を果たす部分でもある。

このため、面光源３０が配置される規制面４１の形状は、面光源３０であるフレキシブルな有機ＥＬシートを規制面４１の形状に沿って、後述する締結部材６０（図２参照）で規制面４１上に固定すると、面光源３０の面形状がリフレクタとしての配光制御が行える面形状となる形状に形成されている。

具体的には、図３に示すように、規制面４１は、断面で見ると、放物線を基本とする自由曲線になっており、図２を見るとわかるように、規制面４１は、その自由曲線が水平方向側方に連続する柱面になっている。

このため、規制面４１は、２次元的な面形状の変化を有しているだけであり、有機ＥＬシートで構成される面光源３０に無理な折り曲げを発生させることなく、面光源３０を設けることができ、面光源３０の形状が３次元的な複雑な形状になることを抑制できるようにしている。

そして、このような規制面４１上に配置され、面形状が規制された面光源３０は、規制面４１と同様の面形状を有し、点光源２０からの光を反射する配光制御を行うリフレクタとしての機能を果たす。

具体的には、図３に示すように、面光源３０は、点光源２０から鉛直方向（より正確には、鉛直方向下側）に放射される第１放射光（光線Ｌ１参照）をほぼ水平方向前方側に反射する第１反射光（光線ＬＲ１参照）とし、点光源２０から後方側に放射される第２放射光（光線Ｌ２参照）を、鉛直方向で見て、第１反射光（光線ＬＲ１参照）を基準に点光源２０から遠い側に反射する第２反射光（光線ＬＲ２参照）とし、点光源２０から前方側に放射される第３放射光（光線Ｌ３参照）を、鉛直方向で見て、第１反射光（光線ＬＲ１参照）を基準に点光源２０に近い側に反射する第３反射光（光線ＬＲ３参照）とする配光制御を行う面形状に規制面４１で規制されることになる。

そして、このような配光制御を行うようにすると、点光源２０から後方側に放射される第２放射光（光線Ｌ２参照）が、点光源２０から離れる第２反射光（光線ＬＲ２参照）になっているため、第２反射光（光線ＬＲ２参照）がブラケット５０等によって遮光されることを回避することができる。

また、後方側から前方側に向かって、反射光を、順次、鉛直方向で見て、第１反射光（光線ＬＲ１参照）を基準に点光源２０から遠い側に反射する第２反射光（光線ＬＲ２参照）、ほぼ水平方向前方側に反射する第１反射光（光線ＬＲ１参照）、そして、鉛直方向で見て、第１反射光（光線ＬＲ１参照）を基準に点光源２０に近い側に反射する第３反射光（光線ＬＲ３参照）にすると、そのような反射光を形成するための面形状は、図３に示すように、緩やかな放物線に沿った変化でよいため、一層、面光源３０に無理な折り曲げ等が加わることが回避できる。

このため、面光源３０に無理な折り曲げ等が加わることで面光源３０が破損することが抑制でき、信頼性を向上させることができるとともに、一般に市販されるようになってきているフレキシブルなシート状の有機ＥＬシートを用いることができるため、面光源３０のコストを低減することも可能である。

一方、本実施形態では、面形状規制部４０を構成する部材を用いている場合を示しているが、面形状規制部４０は専用の部材として作製する必要はない。
例えば、灯室を構成するハウジングに面光源３０の面形状がリフレクタとしての配光制御が行える面形状となるように、面光源３０が配置される規制面４１を形成するようにして、そこに面光源３０が締結部材６０（図２参照）で固定されるようにしてもよい。

（ブラケット）
ブラケット５０は、点光源２０が取り付けられる部材であり、図３に示すように、ネジ５１（図２参照）で面形状規制部４０にブラケット５０が取り付けられると、点光源２０が、リフレクタとして機能する面光源３０に対して所定の位置に位置するように設計されている。

具体的には、ネジ５１（図２参照）で面形状規制部４０にブラケット５０が取り付けられると、点光源２０が、リフレクタとして機能する面光源３０の焦線ＦＬ上若しくはその焦線ＦＬの近傍に位置するように、ブラケット５０は設計されている。

なお、放物面からなるようなリフレクタの場合は、焦点を有するようになるが、本実施形態のリフレクタとして機能する面光源３０が焦点ではなく、焦線ＦＬを有するのは、上述したように、リフレクタとして機能する面光源３０が、放物面のような３次元的な変化を有しておらず、面の形状変化が２次元的なものになっているためである。

（締結部材）
図２に示すように、締結部材６０は、一部の面光源３０上に設けられ、面光源３０を規制面４１に押し付けるように面形状規制部４０に対して固定されることで面光源３０を面形状規制部４０に対して締結する役目を果たす部材である。

図４は、面形状規制部４０と面光源３０を示した斜視図である。
図４に示すように、面光源３０は、一方側の側部３０ａの締結部材６０で隠れる部分（図２参照）に、その側部３０ａに沿って、３つの切り欠き部３０ａａが設けられており、その切り欠き部３０ａａに対応する面形状規制部４０には、締結部材６０（図２参照）の後面に設けられ、後面から突出するように設けられたボス（図示せず）が圧入されるボス圧入孔４２が形成されている。

また、図４に示すように、面光源３０は、一方側の側部３０ａと同様に、他方側の側部３０ｂの締結部材６０で隠れる部分（図２参照）に、その側部３０ｂに沿って、３つの切り欠き部３０ｂａが設けられており、その切り欠き部３０ｂａに対応する面形状規制部４０には、締結部材６０（図２参照）の裏面に設けられ、後面から突出するように設けられたボス（図示せず）が圧入されるボス圧入孔４３が形成されている。

このため、例えば、面光源３０を形状に凹凸が現れない程度の薄い両面テープ等で面形状規制部４０の規制面４１上に仮固定し、その後、締結部材６０のボス（図示せず）を面形状規制部４０のボス圧入孔４２及びボス圧入孔４３に圧入して締結部材６０を固定するようにすると、締結部材６０の後面によって面光源３０が規制面４１に押し付けられるようにして、面光源３０が、しっかりと規制面４１に対して締結される。

なお、両面テープ等による仮固定を行うようにすることで作業性がよくなるが、例えば、面光源３０に設けられている切り欠き部３０ａａ及び切り欠き部３０ａｂを締結部材６０のボス（図示せず）の外径とほぼ等しい直径の孔にして締結部材６０に対してズレが発生しないようにしておけば、両面テープ等による仮固定を行うことなく面光源３０を規制面４１に対して締結させることも可能である。
また、上記では、締結部材６０にボス（図示せず）を設け、面形状規制部４０にボス圧入孔（ボス圧入孔４２及びボス圧入孔４３）を設けるようにしているが、締結部材６０にボス圧入孔を設け、面形状規制部４０にボスを設けるようにしてもよく、面形状規制部４０と締結部材６０の間の固定の態様はボスとボス圧入孔以外の態様であってもよい。

一方、締結部材６０は、図２に示すように、前面側に、点光源２０に対するリフレクタとして機能する放物面を基本とする自由曲面の反射面６１を有するものに形成されている。

図５は、締結部材６０の反射面６１を説明するための斜視図である。
なお、図５では、ブラケット５０及び点光源２０の基板２１の図示を省略し、発光チップ２２の発光面を模式的に示すようにしている。

図５に示すように、面光源３０の一方側の側部３０ａ及び他方側の側部３０ｂの、それぞれの側部（側部３０ａ及び側部３０ｂ）に設けられている締結部材６０は、面光源３０の側部（側部３０ａ及び側部３０ｂ）に沿って多段に設けられる複数の反射面６１を有している。

なお、本実施形態では、各締結部材６０は３つの反射面６１を有するものになっているが、反射面６１の数は特に限定されるものではなく、１つでも、２つでもよく、また、４つ以上であってもよい。

このように、多段に反射面６１を設けるようにすると、異なる放物面形状とした適切な形状の反射面６１を設計しやすくなるため、反射面６１による配光制御の自由度を高めることができる。

そして、上述したように、リフレクタとして機能する面光源３０は、点光源２０からの光に対して鉛直方向の配光制御しか行わないものになっているものの、締結部材６０に形成された反射面６１は、放物面を基本としているため、図５に示すように、発光チップ２２（点光源２０）から反射面６１に向かって放射される光（光線Ｌ５参照）を、水平方向及び鉛直方向に制御した所望の反射光（光線ＬＲ５参照）を形成するように、配光制御する設計が可能である。

このため、締結部材６０の反射面６１で反射される光によって、例えば、ストップランプ、デイタイムランニングランプ、ターンランプ、リアフォグランプ又はヘッドランプのスクリーン上での配光パターンの中央側に設けられる光度の高い高光度帯を形成することが可能である。
また、締結部材６０の反射面６１を視認角方向に光を反射するように設計することも可能であるため、リフレクタとして機能する面光源３０で反射される光で視認角方向に光を照射することが困難である場合にも、締結部材６０の反射面６１を視認角方向に光を反射するように設計することで、良好な視認角方向への光の照射が行える。

したがって、リフレクタとして機能する面光源３０が複雑な形状とならないように、２次元的な面形状の変化にしつつ、そのリフレクタとして機能する面光源３０では形成することが困難な配光に関しては、締結部材６０の反射面６１で反射される反射光（光線ＬＲ５参照）で形成できるため、良好な配光パターンが得られる車両用灯具を実現することができる。

しかも、このようなリフレクタとしての面光源３０が形成することが困難な配光を形成するために新たな部材を設けることなく、面光源３０を面形状規制部４０に対して締結する締結部材６０を利用しているため、部品点数の削減が可能であり、車両用灯具のコストを抑制することが可能である。

また、図５に示すように、締結部材６０を面光源３０の側方よりも外側まで設けるようにすることで、点光源２０から面光源３０の外側に放射されている光を利用することが可能であるため、点光源２０の光の利用効率を高めることも可能である。

（第２実施形態）
図６は第２実施形態の車両用灯具を説明するための斜視図である。
なお、図６では、ブラケット５０及び点光源２０の図示を省略している。

第２実施形態において、第１実施形態と異なる点は、締結部材６０の構成だけであり、その他の構成は第１実施形態と同様である。
したがって、以下では、主に異なる点について説明し、第１実施形態と同様の点については、説明を省略する場合がある。

図６に示すように、第２実施形態では、離間して設けられた２つの締結部材６０が、それぞれ、面光源３０の一方側の側部３０ａと他方側の側部３０ｂの間を横断するように設けられており、それぞれの締結部材６０は、横断方向に沿って多段に設けられる複数の反射面６１を有している。
なお、本実施形態では、各締結部材６０は３つの反射面６１を有するものになっているが、反射面６１の数は特に限定されるものではなく、１つでも、２つでもよく、また、４つ以上であってもよい。

このように、締結部材６０を構成するようにしても、第１実施形態と同様に、面光源３０を面形状規制部４０に対して締結する締結部材６０を利用して、リフレクタとして機能する面光源３０では形成することが難しい配光を締結部材６０の反射面６１で形成することができる。

なお、第２実施形態では、面光源３０を横断するように締結部材６０を設けているため、面光源３０が放射する光によって形成されるストップランプ等をストライプ状にすることができ、斬新な意匠性を得ることも可能である。

以上、具体的な実施形態を基に本発明の説明を行ってきたが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、２つの締結部材６０を用いる場合について、示してきたが、締結部材６０は、面形状規制部４０に対して面光源３０を締結するのに必要な数だけ設けられればよく、用いる締結部材６０の数は特に限定されるものではない。

また、上記実施形態では、点光源２０が鉛直方向上側に位置し、リフレクタとして機能する面光源３０が鉛直方向下側に位置する場合について示したが、図３の上下の関係を逆転させて、点光源２０が鉛直方向下側に位置し、リフレクタとして機能する面光源３０が鉛直方向上側に位置するようにしてもよい。

このように、本発明は、具体的な実施形態に限定されるものではなく、技術的思想を逸脱することのない変更や改良を行ったものも発明の技術的範囲に含まれるものであり、そのことは当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０ 灯具ユニット
２０ 点光源
２１ 基板
２２ 発光チップ
３０ 面光源
３０ａ 一方側の側部
３０ａａ 切り欠き部
３０ｂ 他方側の側部
３０ｂａ 切り欠き部
３１ 裏面側保護層
３２ 陰極
３３ 電子注入層
３４ 電子輸送層
３５ 発光層
３６ ホール輸送層
３７ ホール注入層
３８ 陽極
３９ 表面側保護層
４０ 面形状規制部
４１ 規制面
４２ ボス圧入孔
４３ ボス圧入孔
５０ ブラケット
５１ ネジ
６０ 締結部材
６１ 反射面
１０２Ｆ 前方の車両用灯具
１０２Ｒ 後方の車両用灯具
１０２ 車両

Claims (8)

1. 半導体型の点光源と、
   反射特性を有し、前記点光源からの光に対するリフレクタとしての機能を合わせ持つ半導体型の面光源と、
   前記面光源の面形状を前記点光源からの光を鉛直方向に配光制御する前記リフレクタとして機能する面形状にする前記面光源が配置される規制面を有する面形状規制部と、
   一部の前記面光源上に配置され、前記面光源を前記面形状規制部に対して締結する締結部材と、を備え、
   前記規制面は、放物線を基本とする自由曲線が水平方向側方に連続する柱面であり、
   前記締結部材は、前記点光源に対するリフレクタとして機能する放物面を基本とする自由曲面の反射面を有していることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記面光源は、前記点光源から鉛直方向に放射される第１放射光をほぼ水平方向前方側に反射する第１反射光とし、前記点光源から後方側に放射される第２放射光を、鉛直方向で見て、前記第１反射光を基準に前記点光源から遠い側に反射する第２反射光とし、前記点光源から前方側に放射される第３放射光を、鉛直方向で見て、前記第１反射光を基準に前記点光源に近い側に反射する第３反射光とする前記配光制御を行う面形状に前記規制面で規制されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記締結部材は、少なくとも前記面光源の一方側の側部又は他方側の側部に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用灯具。
4. 前記締結部材は、前記面光源の一方側の側部及び他方側の側部のそれぞれの側部に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の車両用灯具。
5. 前記締結部材は、前記面光源の側部に沿って多段に設けられる複数の前記反射面を有していることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の車両用灯具。
6. 前記締結部材は、前記面光源の一方側の側部と他方側の側部の間を横断するように設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用灯具。
7. 前記締結部材は、横断方向に沿って多段に設けられる複数の前記反射面を有していることを特徴とする請求項６に記載の車両用灯具。
8. 前記面光源からの光がテールランプ又はクリアランスランプに用いられ、
   前記点光源からの光がストップランプ、デイタイムランニングランプ、ターンランプ、リアフォグランプ又はヘッドランプに用いられていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の車両用灯具。

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