JP7015363B1 - 遠心ブレーキ - Google Patents

Abstract

【課題】制動トルクの大きさを調整可能な遠心ブレーキを提供する。【解決手段】ハウジング４の内側にウェイト３２ａ，ｂ，ｃを軸方向に直列に複数配置し、回転体６と一体となって回転するリテーナ３４にはリテーナ３４と一体となって回転すると共にリテーナ３４に対して軸方向に移動してウェイト３２ａ，ｂ，ｃとハウジング４の内周面７との間に進入可能な調整部材６６を接続する。【選択図】図１

Description

本発明は、遠心ブレーキ殊に制動トルクを段階的に調整可能な遠心ブレーキに関する。

遠心ブレーキは、例えば室内等に配設されるブラインドに組み込まれて、水平方向に延びるスラットが自由落下する際のブレーキ機構として用いられる。遠心ブレーキの一例として、下記特許文献１には、断面円形の内周面を有する筒状のハウジング及びハウジングに対して回転可能な回転体を具備するものが開示されている。ハウジングの内側にはウェイトが配設されており、このウェイトは回転体から回転体の回転軸と平行に軸方向に延びる支持軸に旋回可能に支持されている。そして、ハウジングに対して回転体が回転すると、ウェイトは遠心力によって支持軸を軸として径方向外側に旋回し、ハウジングの内周面と当接してこれに対して摺動する。これにより、回転体にはウェイトとハウジングの内周面との間の摩擦による所要のブレーキ（制動トルク）が作用する。

実公平１－４５３５３号公報

而して、特許文献１に開示された遠心ブレーキにあっては制動トルクの大きさを調整することができず、従って、この遠心ブレーキが上述したブラインドのブレーキ機構として用いられた場合には、使用者の好みによってスラットの落下速度を調整することができない。また、スラットの重さによって制動トルクを変える場合には、予め制動トルクの異なる複数種類の遠心ブレーキを準備しておく必要があり、遠心ブレーキの在庫管理が煩雑である。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、制動トルクの大きさを調整可能な新規の遠心ブレーキを提供することである。

本発明者は、鋭意検討の結果、ハウジングの内側にウェイトを軸方向に直列に複数配置し、回転体と一体となって回転するリテーナにはリテーナと一体となって回転すると共にリテーナに対して軸方向に移動してウェイトとハウジングの内周面との間に進入可能な調整部材を接続することで、上記主たる技術的課題が解決されることを見出した。

即ち、本発明によれば、上記主たる技術的課題を解決することができる遠心ブレーキとして、断面円形の内周面を有する筒状のハウジング及び前記ハウジングに対して回転可能な回転体を具備し、
前記ハウジングの内側には、軸方向に直列に複数配置されたウェイトと、前記回転体と一体となって回転するリテーナとが配設され、前記ウェイトは前記回転体又は前記リテーナから前記回転体の回転軸と平行に軸方向に延びる支持軸に旋回可能に支持されており、
前記リテーナには、前記リテーナと一体となって回転すると共に前記リテーナに対して軸方向に移動して前記ウェイトと前記ハウジングの前記内周面との間に進入可能な調整部材が接続されている、ことを特徴とする遠心ブレーキが提供される。

好ましくは、前記調整部材は軸方向に延びる円筒形状であって、前記調整部材には前記リテーナに形成された係止爪と軸方向に係止可能な被係止穴が軸方向に間隔をおいて複数形成されている。この場合には、前記調整部材には軸方向に直線状に延びると共に径方向に貫通する補助溝も形成されており、前記被係止穴は前記補助溝に跨って形成されているのがよい。前記調整部材には軸方向に直線状に延びる係合溝が形成されていると共に前記リテーナには前記係合溝と周方向に係合する係合突起が形成されているのが好ましい。好適には、前記回転体及び前記リテーナは夫々前記回転軸に対して垂直な回転板及びリテーナ基板を備えており、前記ウェイトは前記回転板と前記リテーナ基板との間に配置されている。この場合には、前記回転板の軸方向片側面は前記ハウジングの開放端に固定されたシールド板と、前記回転板の軸方向他側面は前記ハウジングの前記内周面に形成された環状突条と夫々対向するのが好ましい。前記回転体は前記回転軸に沿って直線状に延びる軸部を備えており、前記軸部が前記リテーナと周方向に係合するのが好適である。前記ウェイトには交換可能な摺動片が装着されているのがよい。前記ウェイトには前記支持軸を軸として径方向内側に旋回させようとする戻し手段が配設されているのが好ましい。

本発明の遠心ブレーキにあっては、ウェイトはハウジングの内側において軸方向に直列に複数配置されており、回転体と一体となって回転するリテーナにはリテーナと一体となって回転すると共にリテーナに対して軸方向に移動してウェイトとハウジングの内周面との間に進入可能な調整部材が接続されていることに起因して、調整部材をリテーナに対して軸方向に移動することで、回転体が回転した際にハウジングの内周面に当接するウェイトの数を増減することができ、制動トルクの大きさを段階的に調整することが可能となる。

本発明に従って構成された遠心ブレーキの全体構成を示す図。 図１に示す遠心ブレーキを構成部品毎に分解して示す斜視図。 図１に示す遠心ブレーキのハウジングを単体で示す図。 図１に示す遠心ブレーキの回転体を単体で示す図。 図１に示す遠心ブレーキのウェイトを単体で示す図。 図１に示す遠心ブレーキのリテーナを単体で示す図。 図１に示す遠心ブレーキの調整部材を単体で示す図。 図１に示す遠心ブレーキの作動を説明するための図。 図１に示す遠心ブレーキの作動を説明するための図。 図１に示す遠心ブレーキの作動を説明するための図。

以下、本発明に従って構成された遠心ブレーキの好適実施形態を図示している添付図面を参照して、更に詳細に説明する。なお、以下の説明における「軸方向片側」及び「軸方向他側」とは、特に指定しない限り、図１のＡ－Ａ断面に示される状態を基準として、「軸方向片側」は同図において左側を、「軸方向他側」は同図において右側のことを言う。

図１及び図２を参照して説明すると、全体を番号２で示す遠心ブレーキは、ハウジング４及びこれに対して回転可能な回転体６を具備しており、回転体６の回転軸をｏで示す。

図１及び図２と共に図３を参照して説明すると、ハウジング４は比較的硬質の合成樹脂により成形された円筒形状部材であって断面円形の内周面７を有している。ハウジング４の内周面７の軸方向片側端部には周方向に連続して延在する環状溝８が形成されている。環状溝８に円板形状のシールド板１０が圧入されることで、ハウジング４の軸方向片側端は閉鎖される。シールド板１０も合成樹脂製であって、中央には回転体６が挿通する貫通穴１２が形成されている。ハウジング４の内周面７の軸方向片側部には周方向に連続して延在する環状突条１４が形成されている。ハウジング４の外周面には軸方向に直線状に延びる固定溝１６が周方向に等角度間隔をおいて６個形成されている。固定溝１６にブラインドの如き外部機器に形成された図示しない装着突条が嵌め合わされることで、遠心ブレーキ２は上記外部機器に固定される。

図１及び図２と共に図４を参照して説明すると、回転体６は合成樹脂製であって、回転軸ｏに対して垂直な円形の回転板１８を備えている。回転板１８の外周縁部には軸方向に貫通した固定穴２０が周方向に１８０度の角度間隔をおいて２つ形成されている。回転板１８の中央には軸方向に貫通した円形の中央穴２２が形成されている。そして、回転板１８の軸方向片側面には中央穴２２の外周縁を囲繞して軸方向に延びる片側壁２４が形成されており、片側壁２４の外周面には外歯歯車である入力ギヤ２６が形成されている。入力ギヤ２６を介して回転体６はブラインドの如き外部機器の駆動機構に接続される。回転板１８の軸方向他側面には中央穴２２の外周縁を囲繞して回転軸ｏに沿って直線状に延びる円筒形状の軸部２８が形成されている。軸部２８は片側壁２４よりも軸方向長さが長く、延出端部には後述するリテーナと周方向に係合可能な係合部３０が形成されている。図示の実施形態においては、係合部３０は軸部２８の外径を局部的に低減させることで形成された切欠きであり、これは周方向に等角度間隔をおいて４つ設けられている。図示の実施形態においては、回転板１８は中央穴２２を備え、片側壁２４及び軸部２８は共に中央穴２２の外周縁を囲繞する円筒形状であったが、中央穴２２を省略して、片側壁２４及び軸部２８を共に円柱形状としてもよい。

図１に示すとおり、ハウジング４の内側には更に、ウェイト３２（３２ａ乃至３２ｃ）及びリテーナ３４も配設されている。ウェイト３２について、図１及び図２と共に図５を参照して説明すると、図示の実施形態においては、ウェイト３２は金属製の主部３６と、比較的軟質の合成樹脂からなる摺動片３８とから構成されている。主部３６は平面視において周方向に１８０度よりも幾分小さい角度範囲に亘って延在する円弧形状であって、所要軸方向幅を備えている。主部３６の周方向片側端部には、軸方向に貫通すると共に径方向外側に向かって開放された支持穴４０が形成されている。主部３６の外周面の所要部位には軸方向に直線状に延びる装着溝４２が形成されており、ここに摺動片３８が適宜の固定方法によって交換可能に装着されている。主部３６の外周面の軸方向片側端部には、外径を幾分低減させることによって形成される段部４４が周方向に連続して設けられている。

続いて、リテーナ３４について、図１及び図２と共に図６を参照して説明すると、リテーナ３４は合成樹脂製であって回転軸ｏに対して垂直なリテーナ基板４６を備えている。リテーナ基板４６は円形であってその中央には回転体６の軸部２８が貫通する貫通穴４８が形成されている。貫通穴４８には回転体６の軸部２８に形成された係合部３０と周方向に係合する被係合部５０が形成されており、係合部３０と被係合部５０との係合によりリテーナ３４は回転体６と一体となって回転する。図示の実施形態においては、被係合部５０は貫通穴４８を規定するリテーナ基板４６の内周面から径方向内側に突出する突出片であり、これは周方向に等角度間隔をおいて４つ設けられている。リテーナ基板４６の軸方向片側面の外周縁部には、回転体６の回転軸ｏと平行に軸方向に延びる支持軸５２が周方向に１８０度の角度間隔をおいて２つ形成されている。支持軸５２の断面は円形であって、その先端部（後述する突条部６２が存在しない部分）は回転体６の回転板１８に形成された固定穴２０に圧入されて回転体６に対するリテーナ３４の軸方向位置は固定される。支持軸５２については後に更に言及する。リテーナ基板４６の軸方向他側面の外周縁部には、軸方向に延出した断面円弧形状の延出片５４が周方向に１８０度の角度間隔をおいて２つ形成されており、２つの延出片５４の夫々の先端部の外周面には径方向外方に突出した係止爪５６が形成されている。係止爪５６は延出片５４の存在に起因して径方向に弾性変位可能である。リテーナ基板４６の外周面には、径方向外方に突出する係合突起５８も周方向に１８０度の角度間隔をおいて２つ形成されている。係合突起５８と係止爪５６とは周方向に９０度の角度間隔を有する。

図１に示すとおり、２つの支持軸５２は夫々ウェイト３２の支持穴４０に挿通されてウェイト３２を旋回自在に支持している。本発明の遠心ブレーキ２にあっては、ウェイト３２は軸方向に直列に複数配置されている。図示の実施形態においては、２つの支持軸５２はウェイト３２を軸方向に３段ずつ全部で６個支持しており、３段のウェイト３２の夫々については、軸方向片側から他側に向かって番号３２の後にａ乃至ｃを付して示す。そして、図１のＢ－Ｂ断面乃至Ｄ－Ｄ断面に示されるとおり、同一段における２つのウェイト３２の各々は回転軸ｏを中心として点対称に配置されて対をなす。支持軸５２について更に言及すると、支持軸５２の外周面における径方向外側部位には、基端から延出端部にかけて軸方向に直線状に延在する突条部６２が設けられており（図６も参照されたい）、突条部６２が支持穴４０内においてウェイト３２と周方向に係止することで、ウェイト３２が支持軸５２に対して過剰に旋回することは防止される。図示の実施形態においては、ウェイト３２は回転体６の回転板１８とリテーナ基板４６との間に配置され、ウェイト３２が軸方向に移動することは防止される。

後に更に言及するが、回転体６が回転することで支持軸５２を軸として径方向外側に旋回したウェイト３２は、回転体６の回転が終了すると支持軸５２を軸として径方向内側に旋回して図１に示される初期位置に戻るのが好ましい。このことから、図示の実施形態においては、ウェイト３２には支持軸５２を軸として径方向内側に旋回させようとする戻し手段６４が配設されている。図１及び図２に示すとおり、本実施形態の戻し手段６４は金属製の線材を環状に巻回して形成されるばね部材であって、径方向の変形に対して弾性的な復元力を備えている。上述したとおり２つの支持軸５２によって支持された同段のウェイト３２は対をなしており、戻し手段６４は一対のウェイト３２の各々に形成された段部４４に共通して嵌め合わされる。これにより、回転体６が回転した際には、ウェイト３２は戻し手段６４が備える復元力に抗して戻し手段６４を拡径させながら支持軸５２を軸として径方向外側に旋回し、回転体６の回転が停止すれば、ウェイト３２は戻し手段６４が備える復元力によって図１の断面Ｂ－Ｂに示す初期位置に戻される。

図１及び図２を参照して説明を続けると、リテーナ３４にはこれと一体となって回転すると共にリテーナ３４に対して軸方向に移動してウェイト３２とハウジング４の内周面７との間に進入可能な調整部材６６が接続されている。図１及び図２と共に図７を参照して説明すると、図示の実施形態においては、調整部材６６は合成樹脂製の円筒形状部材であって、その軸方向他側端は回転軸ｏに対して垂直な端板６８によって閉鎖されているが軸方向片側端は開放されている。端板６８の中央には円形の貫通穴７０が形成されている。所望ならば、貫通穴７０は省略してもよい。調整部材６６には径方向に貫通して軸方向に直線状に延びる係合溝７２が周方向に１８０度の角度間隔をおいて２つ形成されており、係合溝７２にリテーナ３４の係合突起５８が進入することで調整部材６６はリテーナ３４と周方向に係合する。図８－１乃至図８－３も併せて参照することによって理解されるとおり、調整部材６６には更に、リテーナ３４に形成された係止爪５６と軸方向に係止可能な被係止穴が軸方向に所要間隔をおいて複数形成されている。図示の実施形態においては、被係止穴は軸方向に間隔をおいて３つ形成されており、これらを軸方向他側から片側に向かって番号７４ａ乃至７４ｃで示す。被係止穴７４ａ乃至７４ｃのいずれに係止爪５６を係止させるかによってリテーナ３４に対する調整部材６６の軸方向位置が調整される。被係止穴７４ａ乃至７４ｃはいずれも周方向に延在すると共に径方向に貫通しており、軸方向に直線状に延びると共に径方向に貫通する補助溝７６に跨って形成されている。補助溝７６は周方向に１８０度の角度間隔をおいて２つ形成されており、２つの補助溝７６の夫々に被係止穴７４ａ乃至７４ｃは形成されている。かような補助溝７６の存在に起因して、被係止穴７４ａ乃至７４ｃと係止爪５６との係止を手指で容易に解除することができる。補助溝７６は係合溝７２と周方向に９０度の角度間隔を有して配置されている。調整部材６６の軸方向他側端部の外周面には、リテーナ３４に対して調整部材６６を軸方向に移動させる際に手指をかけるための鍔部７８が周方向に等角度間隔をおいて４つ形成されている。

次に、図１と共に図８－１乃至図８―３を参照して、本発明に従って構成された遠心ブレーキ２の作動について説明する。
図１には、リテーナ３４に形成された係止爪５６が調整部材６６に形成された３つの被係止穴７４ａ乃至７４ｃのうち最も軸方向他側に位置する被係止穴７４ａに係止され、調整部材６６は３段のウェイト３２のうち軸方向他側に位置する２段のウェイト３２ｂ及び３２ｃとハウジング４の内周面７との間に進入している状態が示されている。図１に示された状態にあっては更に、回転体６は回転しておらず、ウェイト３２ａ乃至３２ｃはいずれもその外周面がハウジング４の内周面７から離隔している（初期位置）。

図１に示す状態から回転体６が反時計方向（Ａ－Ａ断面の右方向から見て）に回転すると、回転体６と共にリテーナ３４及び調整部材６６が一体となって回転し、リテーナ３４に形成された支持軸５２によって支持された全てのウェイト３２は遠心力によって支持軸５２を軸として径方向外側に旋回しようとする。図示の実施形態においては、ウェイト３２には戻し手段６４が設けられていることから、ウェイト３２は戻し手段６４が備える復元力に抗して旋回しようとする。然しながら、ウェイト３２ｂ及び３２ｃとハウジング４の内周面７との間には調整部材６６が進入していることから、ウェイト３２ｂ及び３２ｃが上記遠心力によって支持軸５２を軸として径方向外方に旋回することは規制され、図８－１に示すとおり、ハウジング４の内周面７との間に調整部材６６が進入していないウェイト３２ａのみが上記遠心力によって支持軸５２を軸として径方向外方に旋回する。ウェイト３２ａが旋回するとこれに装着された摺動片３８がハウジング４の内周面７と当接し、摺動片３８がハウジング４の内周面７に対して摺動する。これにより、回転体６にはウェイト３２の摺動片３８とハウジング４の内周面７との間の摩擦によるブレーキ（制動トルク）が作用する。図示の実施形態においては、ハウジング４は比較的硬質の合成樹脂製であると共にウェイト３２の摺動片３８は比較的軟質の合成樹脂製であることから、交換可能な摺動片３８のみが偏摩耗してハウジング４の内周面が摩耗することは防止される。回転体６の回転が停止すると、ウェイト３２ａは戻し手段６４が備える復元力によって図１に示す状態つまり初期位置に戻される。

ここで、本発明の遠心ブレーキにあっては、ウェイト３２はハウジング４の内側において軸方向に直列に複数配置されており、回転体６と一体となって回転するリテーナ３４にはリテーナ３４と一体となって回転すると共にリテーナ３４に対して軸方向に移動してウェイト３２とハウジング４の内周面７との間に進入可能な調整部材６６が接続されていることに起因して、調整部材６６をリテーナ３４に対して軸方向に移動することで、回転体６が回転した際にハウジング４の内周面７に当接するウェイト３２の数を増減することができ、制動トルクの大きさを段階的に調整することが可能となる。

回転体６が回転した際にこれに作用する制動トルクの大きさを図８－１に示された状態よりも大きくするには、リテーナ３４に対して調整部材６６を軸方向他側に移動させて、支持軸５２を軸として径方向外方に旋回可能なウェイト３２の数を増大させる。図８－２に示すとおり、リテーナ３４に形成された係止爪５６が調整部材６６に形成された３つの被係止穴７４ａ乃至７４ｃのうち軸方向中間に位置する被係止穴７４ｂに係止されれば、調整部材６６は３段のウェイト３２のうち軸方向他側に位置する１段のウェイト３２ｃとハウジング４の内周面７との間にのみ進入し、上記遠心力によってウェイト３２ａと共にウェイト３２ｂも支持軸５２を軸として径方向外方に旋回可能となり、回転体６にかかる制動トルクは増大される。図８－３に示すとおり、リテーナ３４に形成された係止爪５６が調整部材６６に形成された３つの被係止穴７４ａ乃至７４ｃのうち軸方向片側に位置する被係止穴７４ｃに係止されれば、調整部材６６はウェイト３２とハウジング４の内周面７との間から完全に退去し、上記遠心力によってウェイト３２ａ及びウェイト３２ｂと共にウェイト３２ｃも支持軸５２を軸として径方向外方に旋回可能となり、回転体６にかかる制動トルクはより一層増大される。

ここで、回転体６にかかる制動トルクを増大させる場合には、回転体６が回転している最中であってもリテーナ３４に対して調整部材６６を軸方向他側に移動させることができる。然しながら、回転体６にかかる制動トルクを減少させる場合には、回転体６が回転している最中にリテーナ３４に対して調整部材６６を軸方向片側に移動させることはできず、回転体６が停止している時にリテーナ３４に対して調整部材６６を移動させる必要がある。図示の実施形態においては、ウェイト３２には戻し手段６４が配設されていることに起因して、回転体６が停止するとウェイト３２は支持軸５２を軸として径方向内側に旋回させられてウェイト３２とハウジング４の内周面７との間には隙間が形成されることから、調整部材６６は充分容易に軸方向に移動することができる。

以上、本発明に従って構成された遠心ブレーキについて添付した図面を参照して詳述したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲内において適宜の修正や変更が可能である。例えば、図示の実施形態においては、ウェイトを支持する支持軸はリテーナに設けられていたが、支持軸は回転体に設けられていてもよく、支持軸が回転体に設けられた場合には、支持軸はリテーナに圧入等されることによってこれに固定される。調整部材はリテーナに対して必ずしも軸方向に係止されている必要はなく、また、調整部材とリテーナとの軸方向係止手段は図示の実施形態の形式に限定されるものでもない。

更に、軸方向に直列に配置されるウェイトの数及び同一段におけるウェイトの数を使用用途に応じて適宜増減することができることは明らかである。また、図示の実施形態においては、回転体６が反時計方向（図８－１のＡ－Ａ断面の右方向から見て）に回転した際にウェイト３２が支持軸５２を軸として径方向外方に旋回したが、ウェイト３２が表裏反転した状態で支持軸５２にされれば、回転体が反対方向つまり時計方向に回転した際にウェイトが支持軸５２を軸として径方向外方に旋回するようになる。更に、図示の実施形態においては、同一段における２つのウェイトは回転軸ｏを中心として点対称に配置されているが、同一段における２つのウェイトを直径方向に対して線対称に配置すれば、回転体が正逆いずれの方向に回転した場合であっても回転体に制動トルクを作用させることができる。この場合には、回転体の回転方向に応じて上記２つのウェイトのいずれか一方のみがハウジングの内周面に対して摺動する。更に、必要な制動トルクが小さい場合には、ウェイトを合成樹脂により成形することも可能であり、この場合には、ウェイトを上述した摺動片と同じ合成樹脂で成形し、ウェイトの主部と摺動片を一体成形することもあり得る。

２：遠心ブレーキ
４：ハウジング
６：回転体
７：（ハウジングの）内周面
３２：ウェイト
３４：リテーナ
５２：支持軸
６６：調整部材

Claims (9)

1. 断面円形の内周面を有する筒状のハウジング及び前記ハウジングに対して回転可能な回転体を具備し、
   前記ハウジングの内側には、軸方向に直列に複数配置されたウェイトと、前記回転体と一体となって回転するリテーナとが配設され、前記ウェイトは前記回転体又は前記リテーナから前記回転体の回転軸と平行に軸方向に延びる支持軸に旋回可能に支持されており、
   前記リテーナには、前記リテーナと一体となって回転すると共に前記リテーナに対して軸方向に移動して前記ウェイトと前記ハウジングの前記内周面との間に進入可能な調整部材が接続されている、ことを特徴とする遠心ブレーキ。
2. 前記調整部材は軸方向に延びる円筒形状であって、前記調整部材には前記リテーナに形成された係止爪と軸方向に係止可能な被係止穴が軸方向に間隔をおいて複数形成されている、請求項１に記載の遠心ブレーキ。
3. 前記調整部材には軸方向に直線状に延びると共に径方向に貫通する補助溝も形成されており、前記被係止穴は前記補助溝に跨って形成されている、請求項２に記載の遠心ブレーキ。
4. 前記調整部材には軸方向に直線状に延びる係合溝が形成されていると共に前記リテーナには前記係合溝と周方向に係合する係合突起が形成されている、請求項１乃至３のいずれかに記載の遠心ブレーキ。
5. 前記回転体及び前記リテーナは夫々前記回転軸に対して垂直な回転板及びリテーナ基板を備えており、前記ウェイトは前記回転板と前記リテーナ基板との間に配置されている、請求項１乃至４のいずれかに記載の遠心ブレーキ。
6. 前記回転板の軸方向片側面は前記ハウジングの開放端に固定されたシールド板と、前記回転板の軸方向他側面は前記ハウジングの前記内周面に形成された環状突条と夫々対向する、請求項５に記載の遠心ブレーキ。
7. 前記回転体は前記回転軸に沿って直線状に延びる軸部を備えており、前記軸部が前記リテーナと周方向に係合する、請求項１乃至６のいずれかに記載の遠心ブレーキ。
8. 前記ウェイトには交換可能な摺動片が装着されている、請求項１乃至７のいずれかに記載の遠心ブレーキ。
9. 前記ウェイトには前記支持軸を軸として径方向内側に旋回させようとする戻し手段が配設されている、請求項１乃至８のいずれかに記載の遠心ブレーキ。

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