WO2015098248A1 - ステアリングホイール - Google Patents

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洋輔 加藤
眞根 金
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オートリブ ディベロップメント エービー
洋輔 加藤
眞根 金
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    • H05B2203/017Manufacturing methods or apparatus for heaters

Definitions

  • the present invention relates to a structure of a steering wheel having a temperature adjustment function (heater and / or cooler function).
  • Patent Document 2 In a steering wheel having a heater function, it is important to efficiently transfer heat to the steering shell. Therefore, as shown in Patent Document 2, there has been proposed a structure in which a skeleton is formed on the surface of a rim and a heater element is arranged thereon.
  • the feel when the steering wheel is gripped becomes hard, and it is easy to feel uncomfortable.
  • an increase in cost is inevitable due to a complicated structure and a complicated manufacturing process accompanying an increase in the number of parts.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a steering wheel that can suppress an increase in cost associated with the addition of a temperature adjustment function to a minimum.
  • Another object is to provide a steering wheel that can efficiently and uniformly transmit heat (hot and cold) to the steering shell.
  • the present invention provides a steering wheel having a boss portion connected to a steering column; a grip portion gripped by a driver; and a spoke portion connecting the boss portion and the grip portion.
  • the gripping part is disposed on the outer surface of the porous material layer; a synthetic resin layer formed of synthetic resin; a cored bar; a flexible porous material layer disposed on the outer peripheral surface side of the cored bar; A heater element; The porous material layer and the heater element are included in the synthetic resin layer.
  • the porous material layer and the heater element are encapsulated in the synthetic resin layer”, but the “enclosure” in this case is partially exposed to a limited narrow area, in addition to completely enclosing.
  • synthetic resin any type of foaming and non-foaming types such as thermoplastics, polypropylene, and urethane can be used.
  • the “outer peripheral surface of the cored bar” means the outer surface of the cored bar.
  • the “outer surface of the porous material layer” corresponds to the surface opposite to the core metal, that is, the surface closer to the hand held by the driver when the porous material layer is disposed (wrapped) on the core metal. Means a face.
  • the gripping portion includes a step of winding the porous material layer having the heater element around the core metal of the gripping portion so that the heater element is disposed on the outer surface of the porous material layer; And a step of forming the synthetic resin layer forming the outer surface of the grip portion.
  • the heater element is arranged around the cored bar of the gripping part through the flexible porous material layer, the heater element is separated from the cored bar by the thickness of the porous material layer.
  • the temperature adjustment efficiency can be improved.
  • a flexible porous material layer not only can it be easily mounted around the core metal, but also a good grip can be maintained even when the outside is surrounded by a synthetic resin layer.
  • the heater element is placed on the frame structure, even when the surface of the rim is covered with urethane or the like, a feeling of strangeness remains when the steering wheel is gripped.
  • the gap between the porous material layers is filled with the synthetic resin, so that the porous material layer and the heater element can be securely adhered and fixed to the cored bar.
  • the structural feature of the present invention makes it possible to manufacture a steering wheel with a temperature adjustment function, which tends to have a complicated structure, at a low cost.
  • the heater element has a structure in which the surface opposite to the porous material layer is exposed without being covered by another member before the synthetic resin layer is formed.
  • the temperature can be adjusted uniformly and uniformly throughout.
  • Porous material is a material having a structure with a large number of voids inside.
  • the porous material layer can be formed from a material having an open cell structure having a foam structure or a cell-like structure.
  • the foamed structure has the merit that the manufacturing cost can be kept low.
  • the porous material layer has a structure having a gap large enough to fill the synthetic resin up to the inside of the gripping portion.
  • a material having a three-dimensional network structure can also be used.
  • “Three-dimensional network structure” is a part of a resin fiber such as a thread-like polyethylene resin that is irregularly intertwined in a contact-entangled state and molded into a state like a foamed resin or sponge, There is an advantage that the gap and flexibility can be easily controlled by adjusting the pressure and temperature in the fusion process.
  • FIG. 1 is a plan view showing a steering wheel according to the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a partial structure of the rim portion (gripping portion) of the steering wheel according to the present invention, and the inside is partially exposed for convenience of explanation.
  • 3 is a cross-sectional view in the XX direction of FIG. 4A is a conceptual perspective view schematically showing the arrangement of the porous material layer and the heater element used in the present invention
  • FIG. 4B is a view in the YY direction of FIG. 4A. It is sectional drawing.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing another porous material layer (open cell structure) that can be used in the present invention, where (A) shows the structure of a single cell and (B) shows the porous material layer. The relationship between the thickness t and the size of the cell is schematically shown.
  • FIG. 6 is a schematic plan view showing a part of another porous material layer (three-dimensional network structure) usable in the present invention.
  • FIG. 1 is a plan view showing a steering wheel 10 according to the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a part of the structure of the rim portion (gripping portion) 14 of the steering wheel 10 according to the present invention, and the inside is partially exposed for convenience of explanation.
  • 3 is a cross-sectional view in the XX direction of FIG. 4A is a conceptual perspective view schematically showing the arrangement of the porous material layer 20 and the heater element 22 used in the present invention
  • FIG. 4B is a YY view of FIG. 4A. It is sectional drawing of a direction.
  • a steering wheel 10 includes a boss portion 12 coupled to a steering column (not shown); a gripping portion 14 held by a driver; and a boss portion 12 and the gripping portion 14 coupled to each other.
  • Spoke part 16 corresponds to a part generally called a rim, but can be said to be a part touched by a driver in terms of a temperature adjustment function.
  • the gripping portion 14 includes a synthetic resin layer 24 formed of a synthetic resin such as urethane foam; a cored bar 18; a flexible porous disposed on the outer peripheral surface side of the cored bar 18. And a heater element 22 disposed on the outer surface of the porous material layer 20.
  • the porous material layer 20 and the heater element 22 are enclosed in a synthetic resin layer 24.
  • the synthetic resin layer 24 enters the voids of the porous material layer 20 to fix the heater element 22 and the porous material layer 20 to the cored bar 18.
  • the porous material layer 20 for example, a foam structure, an open cell structure, or a three-dimensional network structure can be adopted.
  • the porous material layer 20 has a thickness that allows the heater element 22 to be spaced apart from the core metal 18, has a gap that allows the synthetic resin to reach the inside sufficiently, and is surrounded by the synthetic resin layer 24. It is preferred that it is itself flexible so that the feel is sometimes not compromised.
  • the heater element 22 As shown in FIGS. 2 and 3, in the state before the synthetic resin layer 24 is formed, the heater element 22 is exposed without being covered with other members on the surface opposite to the porous material layer 20. It is desirable. As a result, the heat is not partially blocked, and the entire surface is uniform and uniform, and the temperature can be adjusted efficiently.
  • the heater element 20 includes a central heater wire 22a and a covering portion 22b covering the heater wire 22a.
  • the heater wire 22a may be a metal wire that generates heat when an electric current is passed.
  • the heater element 22 is fixed by bonding, fusing, etc., the covering portion 22 b to the surface of the porous material layer 20. It should be noted that the fixing of the heater element 22 at this time does not need to be completely fixed, and may be held so as not to be displaced from the porous material layer 20.
  • the white circle 22c shows the adhesion point.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing another porous material layer (open cell structure 120) that can be used in the present invention, where (A) shows the structure of a single cell 120a, and (B) shows the porous material.
  • the relationship between the layer thickness t and the size of the cell 120a is schematically shown.
  • the open cell structure is a structure in which any surface constituting each cell 120a having a cell-like structure is open.
  • the sheet having an open cell structure can be molded using a resin such as polyester or polyether.
  • Regarding the number of cells 6 to 10 cells should be included in 25 mm so that one complete cell or one incomplete cell (half cell) can be accommodated between the thickness t of the sheet. By doing so, it was confirmed that the porous material layer 20 and the heater element 22 were fixed to the cored bar 18 with sufficient adhesion strength.
  • FIG. 6 is a schematic plan view showing a part of another porous material layer (three-dimensional network structure) 220 that can be used in the present invention.
  • the “three-dimensional network structure” is formed by partially fusing resin fibers 220a such as thread-like polyethylene resin in an irregular contact entanglement (220b), such as foamed resin or sponge. It is molded into a state.
  • the heater element 22 is fused and fixed to the surface of the porous material layer 20.
  • the porous material layer 20 having the heater element 22 is placed on the core of the grip portion 14 such that the heater element 22 is disposed on the outer surface of the porous material layer 20. Wrap around gold 18.
  • the gripping part 14 is put in a mold, and as shown in FIG. 3A, a synthetic resin 24 such as urethane is formed so as to surround the whole including the porous material layer 20. At this time, the resin sufficiently reaches the cored bar 18 through the gaps in the porous material layer 20, whereby the heater element 22 and the porous material layer 20 are firmly fixed to the cored bar 18.
  • the heater element 22 is separated from the cored bar 18 by the porous material layer 20, so that the heat generated in the heater element 22 is reduced.
  • a situation in which most of the heat is conducted in the direction of the core 18 having high thermal conductivity can be avoided, and heat can be efficiently conducted to the steering surface side. That is, the steering wheel 10 can be efficiently warmed (cooled) with less power.
  • the molding of the synthetic resin layer 24 can be completed in one step, and the increase in cost associated with the addition of the heater function can be minimized.
  • the heater element 22 be easily disposed around the core metal 18, but also has a good grip when the outside is surrounded by the synthetic resin layer 24. Can be kept in.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes and the like can be made without departing from the technical idea described in the claims. is there.
  • the present invention can be applied to a steering wheel having a cooler function instead of the heater function.

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Abstract

【課題】温度調整機能の付加に伴うコストの上昇を最小限に抑制可能なステアリングホイールを提供すること。 【解決手段】本発明は、ステアリングコラムに連結されるボス部と;ドライバーが把持する把持部と;前記ボス部と前記把持部を連結するスポーク部とを有するステアリングホイールにおいて、前記把持部は、合成樹脂によって成形される合成樹脂層と;芯金と;当該芯金の外周面側に配置された柔軟な多孔質材料層と;前記多孔質材料層の外側表面上に配置されたヒータエレメントと;を含む。そして、前記多孔質材料層と前記ヒータエレメントは前記合成樹脂層に内包されている。

Description

ステアリングホイール
 本発明は、温度調整機能(ヒーター及び/又はクーラー機能)を有するステアリングホイールの構造に関する。
 近年、自動車などのステアリングホイールとして温度調整機能(ヒーター及び/又はクーラー機能)を有するものが提案、実用化されている。例えば、芯金の外側にヒータエレメントを配置した構造が提案されている。従来のヒータ機能を付きステアリングホイールとしては、例えば、特許文献1に示すものが存在する。
 ヒータ機能を有するステアリングホイールにおいては、効率よく熱をステアリング外皮に伝達させることが重要である。そこで、特許文献2に示すように、リムの表面に骨格を形成し、その上にヒータエレメントを配置する構造が提案されている。しかしながら、特許文献2に開示された発明では、ステアリングホイールを握ったときの感触が硬くなり、違和感を感じやすい。また、部品点数の増加に伴う構造の複雑化、製造工程の複雑化によりコストの上昇が避けられない。
特開2007-153026号公報 特開2013-139203号公報
 本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、温度調整機能の付加に伴うコストの上昇を最小限に抑制可能なステアリングホイールを提供することを目的とする。
 また、効率よく且つ、均一に熱(温熱、冷熱)をステアリング外皮に伝達可能なステアリングホイールを提供することを他の目的とする。
 上記課題を解決するために、本発明は、ステアリングコラムに連結されるボス部と;ドライバーが把持する把持部と;前記ボス部と前記把持部を連結するスポーク部とを有するステアリングホイールにおいて、前記把持部は、合成樹脂によって成形される合成樹脂層と;芯金と;当該芯金の外周面側に配置された柔軟な多孔質材料層と;前記多孔質材料層の外側表面上に配置されたヒータエレメントと;を含む。そして、前記多孔質材料層と前記ヒータエレメントは前記合成樹脂層に内包された構造とする。
 「前記多孔質材料層と前記ヒータエレメントは前記合成樹脂層に内包」とあるが、ここでの「内包」は完全に包囲する場合の他に、限られた狭い範囲に部分的に露出している場合も含むものである。「合成樹脂」としては、サーモプラスチック、ポリプロピレン、ウレタン等、発泡性のもの非発泡性の何れのタイプも使用することができる。「芯金の外周面」とは、芯金の外側表面を意味するものである。「多孔質材料層の外側表面」とは、芯金に多孔質材料層を配置(巻き付けた)場合に、芯金と反対側の表面、すなわち、ドライバーが握る手に近い方の表面に相当する面を意味する。
 前記把持部は、前記ヒータエレメントを有する前記多孔質材料層を、当該ヒータエレメントが当該多孔質材料層の外側表面上に配設されるように、前記把持部の芯金の周囲に巻き付ける工程と;前記把持部の外表面を形成する前記合成樹脂層を形成する工程と;を含む方法によって製造されることが好ましい。
 上記のような本発明によれば、把持部の芯金周辺に柔軟な多孔質材料層を介してヒータエレメントを配置する構造であるため、ヒータエレメントを多孔質材料層の厚み分だけ芯金から間隔をおいて配置でき、表面に近い位置にヒータエレメントを配置することにより、温度調整効率が向上する。また、柔軟な多孔質材料層を採用することにより、芯金の周囲に容易に装着できるだけでなく、外側を合成樹脂層で包囲した場合にも握った感触を良好に保つことができる。本発明による多孔質材料層でない、例えば、フレーム構造の上にヒータエレメントを載せるような構造では、リムの表面をウレタン等で覆った場合にも、ステアリングを握ったときに違和感が残ってしまう。また、本発明においては、多孔質材料層の隙間が合成樹脂によって充填されることにより、当該多孔質材料層及びヒータエレメントを芯金に対して確実に密着・固定できる。このように本発明の構造的特徴によって、本来は複雑な構造となりがちな温度調整機能付きステアリングホイールを、低コストで製造することが可能となる。
 前記ヒータエレメントは、前記合成樹脂層を形成する前の状態では、前記多孔質材料層とは反対側の表面は他の部材によって覆われずに露出した構造とすることが好ましい。このような構造を採用することにより、全体にむらなく均一であり、且つ効率よく温度調整をすることが可能となる。
 「多孔質材料」とは、内部に多数の空隙がある構造を持った材料である。本発明においては、前記多孔質材料層は、発泡構造又は細胞のような構造のオープンセル構造を有する材料によって成形することができる。発泡構造は製造コストが低く抑えやすいというメリットがある。また、クローズドセルではなくオープンセル構造を採用することにより、合成樹脂の充填をスムーズ且つ、確実に行うことが可能となる。そのため、多孔質材料層は、合成樹脂が把持部の内部まで充填されるのに十分な大きさの空隙を有する構造とする。
 多孔質材料層としては、更に、三次元網状構造を有する材料を使用することもできる。「三次元網状構造」とは、糸状のポリエチレン樹脂等の樹脂繊維を不規則に接触絡合させた状態で部分的に融着し、発泡樹脂やスポンジのような状態に成形したものであり、融着工程での圧力や温度等を調整することによって隙間や柔軟性を容易にコントロールできるというメリットがある。
 
図1は、本発明に係るステアリングホイールを示す平面図である。 図2は、本発明に係るステアリングホイールのリム部(把持部)の一部の構造を示す斜視図であり、説明の便宜上、部分的に内部を露出させている。 図3は、図2のX-X方向の断面図である。 図4(A)は、本発明に使用される多孔質材料層及びヒータエレメントの配置を概略的に示す概念斜視図であり、図4(B)は同(A)図のY-Y方向の断面図である。 図5は、本発明に使用可能な他の多孔質材料層(オープンセル構造)を示す模式図であり、(A)が単一のセルの構造を示し、(B)が多孔質材料層の厚さtとセルとの大きさとの関係を概略的に示す。 図6は、本発明に使用可能な他の多孔質材料層(三次元網状構造)の一部を示す模式平面図である。
 以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明に係るステアリングホイール10を示す平面図である。図2は、本発明に係るステアリングホイール10のリム部(把持部)14の一部の構造を示す斜視図であり、説明の便宜上、部分的に内部を露出させている。図3は、図2のX-X方向の断面図である。図4(A)は、本発明に使用される多孔質材料層20及びヒータエレメント22の配置を概略的に示す概念斜視図であり、図4(B)は同(A)図のY-Y方向の断面図である。
 図1に示すように、本発明に係るステアリングホイール10は、ステアリングコラム(図示せず)に連結されるボス部12と;ドライバーが把持する把持部14と;ボス部12と把持部14を連結するスポーク部16とを備えている。把持部14は一般的にリムと呼ばれる部分に相当するが、温度調整機能という意味ではドライバーが触れる部分と言うことができる。
 図2及び図3に示すように、把持部14は、ウレタンフォーム等の合成樹脂によって成形される合成樹脂層24と;芯金18と;芯金18の外周面側に配置された柔軟な多孔質材料層20と;多孔質材料層20の外側表面上に配置されたヒータエレメント22とを備えている。多孔質材料層20とヒータエレメント22は合成樹脂層24に内包されている。そして、合成樹脂層24が多孔質材料層20の空隙に入り込んで、ヒータエレメント22及び多孔質材料層20を芯金18に対して固定するようになっている。
 多孔質材料層20としては、例えば、発泡構造、オープンセル構造、三次元網状構造を採用することができる。多孔質材料層20は、何れにしても、ヒータエレメント22を芯金18から離間させだけの厚みを持ち、合成樹脂が内部に十分に行き渡るだけの隙間を有し、合成樹脂層24で包囲した時に感触が損なわれないようにそれ自体が柔軟であることが好ましい。
図2及び図3に示すように、ヒータエレメント22は、合成樹脂層24を形成する前の状態では、多孔質材料層20とは反対側の表面は他の部材によって覆われずに露出していることが望ましい。これにより、部分的に熱が遮断させることが無く、全体にむらなく均一であり、且つ効率よく温度調整をすることが可能となる。ヒータエレメント20は、中心のヒータ線22aと、これを覆う被覆部22bとから構成されている。ヒータ線22aは、電流を流すことによって発熱する金属線を採用することができる。
図4に示すように、ヒータエレメント22は、被覆部22bを多孔質材料層20の表面に接着、融着等することによって固定される。なお、この時点でのヒータエレメント22の固定は、完全な固定である必要は無く、多孔質材料層20に対してずれない程度に保持されていれば良い。図4において、白丸22cが接着点を示している。
 図5は、本発明に使用可能な他の多孔質材料層(オープンセル構造120)を示す模式図であり、(A)が単一のセル120aの構造を示し、(B)が多孔質材料層の厚さtとセル120aとの大きさとの関係を概略的に示す。オープンセル構造は、細胞のような構造の各セル120aを構成する何れの面も開放されている構造である。オープンセル構造のシートは、ポリエステル系、ポリエーテル系等の樹脂を用いて成形することができる。セルの数に関しては、25mmの間に6~10個のセルが入るようにし、シートとしての厚みtの間には完全な1つのセル又は不完全な1つのセル(半個)が収まる程度にすることにより、多孔質材料層20とヒータエレメント22が芯金18に対して十分な密着強度で固定されることが確認された。
 図6は、本発明に使用可能な他の多孔質材料層(三次元網状構造)220の一部を示す模式平面図である。上述したように、「三次元網状構造」は、糸状のポリエチレン樹脂等の樹脂繊維220aを不規則に接触絡合させた状態で部分的に融着し(220b)、発泡樹脂やスポンジのような状態に成形したものである。このような構造を採用することにより、融着工程での圧力や温度等を調整することによって、接着密度、隙間、柔軟性を容易にコントロールできるというメリットがある。
 本発明に係るステアリングホイール10の製造に際しては、最初に、図4に示すように、多孔質材料層20の表面にヒータエレメント22を融着固定する。次に、図2に示すように、ヒータエレメント22を有する多孔質材料層20を、当該ヒータエレメント22が当該多孔質材料層20の外側表面上に配設されるように、把持部14の芯金18の周囲に巻き付ける。次に、把持部14を成形型に入れ、図3(A)に示すように、ウレタン等の合成樹脂24を多孔質材料層20を含めて全体を包囲するように形成する。この時、樹脂は多孔質材料層20の隙間を介して芯金18まで十分に達し、これによってヒータエレメント22及び多孔質材料層20が芯金18に対して密着固定される。
 上記のような構造及び製造法によって成形される本発明のステアリングホイール10においては、多孔質材料層20によって、ヒーターエレメント22が芯金18から離間しているため、ヒーターエレメント22で発生した熱の大半が熱伝導率の高い芯金18方向に伝導される事態を回避でき、効率よくステアリング表面側に熱を伝導可能となる。すなわち、少ない電力で効率よくステアリングホイール10を温める(冷やす)ことが可能となる。また、合成樹脂層24の成形を1回の工程で完結させることができ、ヒーター機能の付加に伴うコストの上昇を最小限に抑えることができる。
 また、柔軟な多孔質材料層20を採用することにより、芯金18の周囲にヒータエレメント22を容易に配設できるだけでなく、外側を合成樹脂層24で包囲した場合にも握った感触を良好に保つことができる。
 以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想を逸脱しない範囲で種々の設計変更等が可能である。例えば、ヒーター機能に代えてクーラー機能を有するステアリングホイールに適用することも可能である。
10:ステアリングホイール
12:ボス部
14:把持部
16:スポーク部
18:芯金
20:多孔質材料層
22:ヒーターエレメント
24:合成樹脂層

Claims (8)

  1.  ステアリングコラムに連結されるボス部と;ドライバーが把持する把持部と;前記ボス部と前記把持部を連結するスポーク部とを有するステアリングホイールにおいて、
     前記把持部は、
      合成樹脂によって成形される合成樹脂層と;
      芯金と;
      当該芯金の外周面側に配置された柔軟な多孔質材料層と;
      前記多孔質材料層の外側表面上に配置されたヒータエレメントと;を含み、
     前記多孔質材料層と前記ヒータエレメントは前記合成樹脂層に内包されていることを特徴とするステアリングホイール。
  2.  前記合成樹脂が前記多孔質材料層の空隙に入り込んで前記ヒータエレメント及び多孔質材料層を前記芯金に対して固定することを特徴とする請求項1に記載のステアリングホイール。
  3.  ステアリングコラムに連結されるボス部と;ドライバーが把持する把持部と;前記ボス部と前記把持部を連結するスポーク部とを有するステアリングホイールにおいて、
     前記把持部は、
      合成樹脂によって成形される合成樹脂層と;
      芯金と;
      当該芯金の外周面側に配置された柔軟な多孔質材料層と;
      前記多孔質材料層の外側表面上に配置されたヒータエレメントと;を含み、
     前記ヒータエレメントを有する前記多孔質材料層を、当該ヒータエレメントが当該多孔質材料層の外側表面上に配設されるように、前記把持部の芯金の周囲に巻き付ける工程と;
     前記把持部の外表面を形成する前記合成樹脂層を形成する工程と;を含む方法によって製造されることを特徴とするステアリングホイール。
  4.  前記合成樹脂が前記多孔質材料層の空隙に入り込んで前記ヒータエレメント及び多孔質材料層を前記芯金に対して固定することを特徴とする請求項3に記載のステアリングホイール。
  5.  前記ヒータエレメントは、前記合成樹脂層を形成する前の状態では、前記多孔質材料層とは反対側の表面は他の部材によって覆われずに露出していることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載のステアリングホイール。
  6.  前記多孔質材料層は、発泡構造又はオープンセル構造の材料によって成形されることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載のステアリングホイール。
  7.  前記多孔質材料層は、三次元網状構造を有する材料によって成形されることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載のステアリングホイール。
  8.  前記多孔質材料層は、前記合成樹脂が前記把持部の内部まで充填されるのに十分な大きさの空隙を有することを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載のステアリングホイール。
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