(57)【要約】【課題】エアリード楽器の演奏の際に気道への息の吹込みの強さに特段の配慮を払わなくても、音の裏返りを発生し難くする。【解決手段】エッジ１０Ｅとエッジ１０Ｅへ向かう気流ＪＳの吹き出し口が設けられた壁面１０Ａとを有する頭部管１０を有するエアリード楽器において、エッジ１０Ｅの上側に流れる気流ＪＳ１と下側に流れる気流ＪＳ２の搖動中心に偏りが生じるように、吹き出し口１０Ｃから遠ざかるほど気流ＪＳの流れる方向に大きく張り出す整流部１０Ｄを壁面１０Ａの吹き出し口１０Ｃよりも上側に設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エッジと前記エッジへ向かう気流の吹き出し口が設けられた壁面とを有する管を有し、前記エッジの上側に流れる気流と前記エッジの下側に流れる気流の搖動中心に偏りが生じるように、前記吹き出し口から吹き出す気流の流れる方向に沿った前記吹き出し口と前記エッジの間の距離、前記壁面の形状および前記エッジに対する前記吹き出し口の高さの少なくとも一つを調整したことを特徴とするエアリード楽器。
【請求項２】
エッジと前記エッジへ向かう気流の吹き出し口が設けられた壁面とを有する管を有し、前記壁面における前記吹き出し口よりも上側と下側の少なくとも一方に、前記吹き出し口から遠ざかるほど前記吹き出し口から吹き出す気流の流れる方向に大きく張り出す整流部を有することを特徴とするエアリード楽器。
【請求項３】
前記整流部は、前記壁面における前記吹き出し口よりも上側に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のエアリード楽器。
【請求項４】
前記整流部は前記管に対して装着される部材であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のエアリード楽器。
【請求項５】
リコーダであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のエアリード楽器。
【請求項６】
エッジと前記エッジへ向かう気流の吹き出し口が設けられた壁面とを有する管を有するエアリード楽器の前記壁面における前記吹き出し口よりも上側または下側に装着され、前記吹き出し口から遠ざかるほど前記吹き出し口から吹き出す気流の流れる方向に大きく張り出すことを特徴とする整流部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リコーダなどのエアリード楽器に関する。
【背景技術】
【０００２】
エアリード楽器の一つであるリコーダは、小学校や中学校における音楽教材として一般に使用されている。例えば、小学校では一般にソプラノリコーダが使用され、中学校ではアルトリコーダが使用されている。エアリード楽器では、気道に吹き込まれた息に応じた気流が気道出口に対向するエッジ或いはラピュームと呼ばれる板状の部材に作用することで演奏音が発生する。この点はリコーダにおいても同様である。特許文献１には、リコーダの演奏音を、音量のある、そして張りのある音にすることで演奏音の魅力を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−１３０９３８号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】吉川茂・和田仁  編著、「音源の流体音響学（日本音響学会編音響テクノロジーシリーズ10）」、コロナ社、P238-239、ISBN-10：433901110X
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エアリード楽器の演奏では気道への息の吹込みが不可欠であるが、息の吹込みを強くし過ぎると音の裏返りが発生する場合がある。音の裏返りとは、例えば、基音を奏でることを意図してトーンホールを指先で押さえたにもかかわらず、基音の音圧レベルよりも倍音の音圧レベルが大きくなる現象を言う。このような音の裏返りを抑止する技術的手段は従来なく、音の裏返りを発生させずにエアリード楽器を演奏するには、気道へ吹き込む息の強さを適切に調整するしかなかった。
【０００６】
しかし、初心者には、気道へ吹き込む息の強さを適切に調整することが難しい場合があり、音の裏返りが頻発するとエアリード楽器の演奏に対する興味を失わせる場合があった。前述したように小学校や中学校における音楽教育ではエアリード楽器の一つであるリコーダが教材として使用されており、音の裏返りによりうまく演奏できなかった生徒が、演奏に対する興味を失って音楽の授業を嫌いになったり、音楽そのものへの興味を失ったりする虞があった。
【０００７】
本発明は以上に説明した課題に鑑みて為されたものであり、エアリード楽器の演奏の際に気道への息の吹込みの強さに特段の配慮を払わなくても、音の裏返りを発生し難くする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、エッジと前記エッジへ向かう気流の吹き出し口が設けられた壁面とを有する管を有し、前記エッジの上側に流れる気流と前記エッジの下側に流れる気流の搖動中心に偏りが生じるように、前記吹き出し口から吹き出す気流の流れる方向に沿った前記吹き出し口と前記エッジの間の距離、前記壁面の形状および前記エッジに対する前記吹き出し口の高さの少なくとも一つを調整したことを特徴とするエアリード楽器、を提供する。
【０００９】
また、上記課題を解決するために本発明は、エッジと前記エッジへ向かう気流の吹き出し口が設けられた壁面とを有する管を有し、前記壁面における前記吹き出し口よりも上側と下側の少なくとも一方に、前記吹き出し口から遠ざかるほど前記吹き出し口から吹き出す気流の流れる方向に大きく張り出す整流部を有することを特徴とするエアリード楽器、を提供する。
【００１０】
前記整流部を有するエアリード楽器の好ましい態様においては、前記整流部は、前記壁面における前記吹き出し口よりも上側に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
前記整流部を有するエアリード楽器のさらに好ましい態様においては、前記整流部は前記管に対して装着される部材であることを特徴とする。
【００１２】
さらに好ましい態様のエアリード楽器においては、リコーダであることを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決するために本発明は、エッジと前記エッジへ向かう気流の吹き出し口が設けられた壁面とを有する管を有するエアリード楽器の前記壁面における前記吹き出し口よりも上側または下側に装着され、前記吹き出し口から遠ざかるほど前記吹き出し口から吹き出す気流の流れる方向に大きく張り出すことを特徴とする整流部材、を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態によるエアリード楽器１の外観を示す図である。
【図２】エアリード楽器１の頭部管１０付近の断面を表す部分断面図である。
【図３】エアリード楽器１において音の裏返りが発生する気流ＪＳの流速を示す図である。
【図４】整流部１０Ｄを有さない従来のエアリード楽器において音の裏返りが発生する気流ＪＳの流速を示す図である。
【図５】従来のエアリード楽器を一定時間演奏した際に発生する気流ＪＳ１と気流ＪＳ２の発生頻度を示す図である。
【図６】エアリード楽器１を一定時間演奏した際に発生する気流ＪＳ１と気流ＪＳ２の発生頻度を示す図である。
【図７】管楽器の管に吹き込まれる気流の変位、当該気流に応じて管内に発生する気流の粒子速度の時間変動、および管共鳴により発生する管内の圧力変動の各々の間の位相関係を示す図である。
【図８】曲面状に張り出す整流部１０Ｄの一例を示す図である。
【図９】曲面状に張り出す整流部１０Ｄの一例を示す図である。
【図１０】整流部１０Ｄを吹き出し口１０Ｃの下側に設ける変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
（Ａ：実施形態）
図１は、本発明の一実施形態によるエアリード楽器１の外観を示す図である。
エアリード楽器１は例えばリコーダである。エアリード楽器１は、一般的なリコーダと同様に、頭部管１０と、ジョイント部４０を介して頭部管１０に接続された中部管５０と、ジョイント部６０を介して中部管５０に接続された足部管７０と、を有する。頭部管１０には、演奏の際に呼気を吹き込まれる吹き口とエッジ１０Ｅとが設けられている。なお、図１では、吹き口の図示は省略されている。エッジ１０Ｅは、前述したように薄い板状部材であり、ラピュームとも呼ばれる。中部管５０には、演奏音の音高に応じて演奏者の手指でふさがれる複数の音孔が設けられている。中部管５０に設けられた複数の音孔はトーンホールとも呼ばれる。エアリード楽器１の外観は一般的なリコーダと同様であり、運指などの演奏方法も一般的なリコーダと変わるところはない。
【００１６】
図２は、エアリード楽器１の頭部管１０付近の断面を示す部分断面図である。頭部管１０は、エッジ１０Ｅと、エッジ１０Ｅへ向かう気流ＪＳの吹き出し口１０Ｃの設けられた壁面１０Ａとを有する。以下では、吹き出し口１０Ｃから吹き出す気流ＪＳの流れる方向をＸ方向、Ｘ方向と交わる方向のうちエッジ１０Ｅの広がる方向をＹ方向、Ｘ方向およびＹ方向に直交する方向をＺ方向と呼ぶ。図２に示すように、本実施形態のエアリード楽器１では、吹き出し口１０ＣのＺ方向の位置と、エッジ１０ＥのＺ方向の位置は略同じである。図２に示すように、吹き出し口１０Ｃは気道１０Ｂを介して息の吹き口と連通する。エアリード楽器１では、吹き出し口１０Ｃから吹き出る気流ＪＳに応じてエッジ１０ＥのＺ方向上側に流れる気流ＪＳ１とエッジ１０ＥのＺ方向下側に流れる気流ＪＳ２とが交互に発生し、この振動により演奏音が奏でられる。以下では、気流ＪＳ１と気流ＪＳとが交互に発生することを「エッジの上側に流れる気流とエッジの下側に流れる気流の搖動」と呼ぶ。
【００１７】
図２に示すように、本実施形態のエアリード楽器１は、壁面１０Ａにおける吹き出し口１０ＣよりもＺ方向上側には、吹き出し口１０Ｃから遠ざかるほど気流ＪＳの流れる方向、すなわちＸ方向に大きく張り出す整流部１０Ｄが設けられている。整流部１０ＤのＸ方向への張り出しの大きさは図２における角度θで表される。整流部１０Ｄは、Ｙ方向の全面に亙って平面状に張り出している。整流部１０Ｄは、樹脂等を用いて頭部管１０とは別箇に形成された部材であり、接着剤等を用いて頭部管１０に固定される。
【００１８】
図３は、エアリード楽器１において気流ＪＳの流速を徐々に速くしつつ基音を演奏した場合に音の裏返りが発生する流速の測定結果を示す図である。この測定において基音とは３４８Ｈｚの周波数を有する音である。図３に示す例では、気流ＪＳの流速が１０．０ｍ／ｓに達すると、基音ｆ１の音圧レベルと２倍音ｆ２の音圧レベルとが逆転し、基音から２倍音への音の裏返りが発生することが判る。
【００１９】
図４は、エアリード楽器１から整流部１０Ｄを取り除いたエアリード楽器（以下、従来のエアリード楽器）において気流ＪＳの流速を徐々に速くしつつ基音を演奏した場合に音の裏返りが発生する流速の測定結果を示す図である。この測定において基音とは３４７Ｈｚの周波数を有する音である。エアリード楽器１と従来のエアリード楽器とで基音に１Ｈｚの周波数差が生じているのは、整流部１０Ｄを設けたことによる管共鳴への影響と考えられる。図４に示す例では、気流ＪＳの流速が８．７ｍ／ｓに達すると、基音ｆ１の音圧レベルと２倍音ｆ２の音圧レベルとが逆転し、基音から２倍音への音の裏返りが発生することが判る。
【００２０】
図３と図４とを比較すれば明らかように、エアリード楽器１では、基音から２倍音への音の裏返りが発生しない気流ＪＳの流速の上限値が従来のエアリード楽器よりも大きくなっている。これは、エアリード楽器１では、従来のエアリード楽器に比較して、音の裏返りを発生させない息の強さの許容範囲が広がっていること、すなわち息を強く吹き込んでも音の裏返りが発生し難いことを意味している。本願発明者の行ったシミュレーションによれば、角度θの値を大きくするに連れて、音の裏返りを発生させない息の強さの許容範囲が大きく広がることが判った。ただし、角度θを大きくし過ぎると吹き出し口１０Ｃとエッジ１０Ｅの間の空間が埋まり、発音する音の音程が著しく変わってしまうため、角度θの値は０°＜θ≦４５°であることが好ましい。
【００２１】
本実施形態のエアリード楽器１において音の裏返りが発生し難くなる理由は次のように考えられる。図５は、従来のエアリード楽器を一定時間演奏した際に発生する気流ＪＳ１と気流ＪＳ２の発生頻度を示す模式図である。図５では、気流ＪＳ１と気流ＪＳ２を示す矢印の太さで各々の発生頻度が表現されており、矢印が太いほど発生頻度が高いことを意味している。図５に示すように従来のエアリード楽器では、上記一定時間において気流ＪＳ１と気流ＪＳ２は略均等に発生していると考えられる。
【００２２】
図６は、エアリード楽器１を一定時間演奏した際に発生する気流ＪＳ１と気流ＪＳ２の発生頻度を示す模式図である。図６においても図５と同様に、気流ＪＳ１と気流ＪＳ２を示す矢印の太さで各々の発生頻度が表現されている。図６に示すようにエアリード楽器１では、コアンダ効果により、気流ＪＳ１の発生頻度が気流ＪＳ２の発生頻度よりも高くなると考えられる。コアンダ効果とは、粘性流体の流れが近くの壁に引き寄せられる効果のことをいう。エアリード楽器１では、整流部１０Ｄが気流ＪＳ１を引き寄せる壁の役割を果たすと考えられる。
【００２３】
本実施形態のエアリード楽器１では、気流ＪＳの吹き出し口１０ＣのＺ方向上側に整流部１０Ｄを設けることで、気流ＪＳ１の発生頻度が高くなり、気流ＪＳ１と気流ＪＳ２の分布に偏りが生じると考えられる。以下では、気流ＪＳ１と気流ＪＳ２の分布に偏りが生じることを、「エッジの上側に流れる気流とエッジの下側に流れる気流の搖動中心に偏りが生じる」と呼ぶ。本実施形態のエアリード楽器１では、エッジの上側に流れる気流とエッジの下側に流れる気流の搖動中心に偏りが生じることにより音の裏返りが発生し難くなっていると考えられる。その理由は次の通りである。
【００２４】
図７は、管楽器の管に吹き込まれる気流の変位Ａ、当該気流に応じて管内に発生する気流の粒子速度の時間変動Ｂ、および管共鳴に起因する管内の圧力変動Ｃの各々の間の位相関係を示す図である。図７におけるグラフＧ０１は、基音にとって理想的な位相関係を示す図である。基音にとって理想的な位相関係とは、気流の変位Ａと粒子速度の時間変動Ｂとの位相差が９０°の関係、換言すれば、気流の変位Ａと圧力の時間変動Ｃとの位相差が１８０°の関係のことをいう。
【００２５】
図７のグラフＧ０１に示す状態から気流の流速を速くしてゆくと、気流の変位Ａと粒子速度の時間変動Ｂとの位相差は次第に大きくなる。そして、図７のグラフＧ０２に示すように、気流の変位Ａと粒子速度の時間変動Ｂとの位相差が１８０°、すなわち気流の変位Ａと圧力の時間変動Ｃとの位相差が２７０°に達すると、図７のグラフＧ０３に示すように、基音から２倍音への音の裏返りが発生する。これは、気流の変位の位相が粒子速度の時間変動の位相に対して１８０°ずれたまま基音を発音している状態よりも、位相差が９０°で２倍音を発音している状態の方か安定な状態であるため、と考えられる。なお、図７に示す各グラフおよび上記各グラフに基づく議論の詳細については非特許文献１を参照されたい。
【００２６】
本願発明者の行ったシミュレーションによれば、従来のエアリード楽器では、気流の変位と圧力の時間変動との位相差は約２２８°である。本実施形態のエアリード楽器１では、整流部１０Ｄを設けることでエッジの上側に流れる気流とエッジの下側に流れる気流の搖動中心に偏りが生じると考えられる。そして、本実施形態のエアリード楽器１では、この搖動中心の偏りに起因して気流の変位の位相が変化し、圧力の時間変動との位相差が従来のエアリード楽器よりも小さくなっている、すなわち、音の裏返りが従来のエアリード楽器よりも発生し難くなっている、と考えられる。
【００２７】
以上説明したように本実施形態のエアリード楽器１によれば、演奏の際に気道への息の吹込みの強さに配慮せず、従来と同じ演奏方法で演奏しても音の裏返りが発生し難くなる。前述したように、小学校や中学校における音楽教育では教材としてリコーダが用いられるので、本実施形態のエアリード楽器１を教材として使用すれば、音の裏返りに起因して音楽の授業を嫌いになったり、音楽そのものへの興味を失ったりする生徒が発生することを回避することができる。
【００２８】
（Ｂ：その他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、上記実施形態以外にも以下の実施形態が考えられる。
（１）上記実施形態における整流部１０Ｄは、Ｙ方向の全面に亙って平面状に張り出していたが、Ｙ方向の一部が張り出している態様であってもよく、また、図８或いは図９に示すように曲面状に張り出している態様であってもよい。また、上記実施形態における整流部１０Ｄは頭部管１０とは別箇の部材であったが、整流部１０Ｄと頭部管１０とを一体の部材として成形してもよい。
【００２９】
（２）上記実施形態では、エッジ１０Ｅの上側に流れる気流とエッジ１０Ｅの下側に流れる気流の搖動中心に偏りを生じさせるために、吹き出し口１０Ｃから遠ざかるほど気流ＪＳの流れる方向に大きく張り出す整流部１０Ｄを設けた。しかし、図１０に示すように、吹き出し口１０Ｃから遠ざかるほど気流ＪＳの流れる方向に大きく張り出す整流部１０Ｄを吹き出し口１０Ｃの下側に設けてもよい。図１０に示すように整流部１０Ｄを吹き出し口１０Ｃの下側に設ければ、コアンダ効果により気流ＪＳ２の発生頻度が高くなり、エッジの上側に流れる気流とエッジの下側に流れる気流の搖動中心に偏りが生じて音の裏返りが発生し難くなると考えられるからである。なお、本願発明者の行ったシミュレーションによれば、図１０に示すように整流部１０Ｄを設けることで気流の変位と圧力の時間変動との位相差が１６８°まで小さくなり、この点からも音の裏返りが発生し難くなることが確認された。
【００３０】
要は、エッジと前記エッジへ向かう気流の吹き出し口が設けられた壁面とを有する管を有し、壁面における吹き出し口よりも上側と下側の少なくとも一方に、吹き出し口から遠ざかるほど吹き出し口から吹き出す気流の流れる方向に大きく張り出す整流部を有することを特徴とするエアリード楽器を提供する態様であればよい。なお、上記実施形態のように整流部１０Ｄと頭部管１０とが別箇の部材である場合には、頭部管１０への整流部１０Ｄの取り付け易さの観点から、壁面における吹き出し口よりも上側に整流部１０Ｄを取り付ける態様の方が好ましい。また、吹き出し口１０Ｃの上側または下側に整流部１０Ｄを設けることは、吹き出し口１０Ｃの設けられた壁面１０Ａの形状を調整することに他ならない。つまり、エッジ１０Ｅの上側に流れる気流とエッジ１０Ｅの下側に流れる気流の搖動中心に偏りが生じるように壁面１０Ａの形状を調整する態様であればよい。壁面１０Ａの形状の具体的な調整態様としては、吹き出し口１０Ｃの形状を調整する態様が挙げられる。
【００３１】
また、気流ＪＳの流れる方向に沿った吹き出し口１０Ｃとエッジ１０Ｅの間のＸ方向の距離を調整することによっても、エッジ１０Ｅの上側に流れる気流とエッジ１０Ｅの下側に流れる気流の搖動中心に偏りが生じる。例えば、気流ＪＳの流れる方向に沿った吹き出し口１０Ｃとエッジ１０Ｅの間の距離を長くするほどコアンダ効果により気流ＪＳ２の発生頻度が高くなり、エッジ１０Ｅの上側に流れる気流とエッジ１０Ｅの下側に流れる気流の搖動中心に偏りが生じる。
【００３２】
また、上記実施形態のエアリード楽器１では、エッジ１０ＥのＺ方向の位置と吹き出し口１０ＣのＺ方向の位置が略同じであった。しかし、エッジ１０Ｅに対する吹き出し口１０ＣのＺ方向の相対位置、すなわち、エッジ１０Ｅに対する吹き出し口１０Ｃの高さの調整により、エッジ１０Ｅの上側に流れる気流とエッジ１０Ｅの下側に流れる気流の搖動中心に偏りを生じさせてもよい。つまり、エッジ１０Ｅの上側に流れる気流とエッジ１０Ｅの下側に流れる気流の搖動中心に偏りが生じるように、気流ＪＳの流れる方向に沿った吹き出し口１０Ｃとエッジ１０Ｅの間の距離、壁面１０Ａの形状およびエッジ１０Ｅに対する吹き出し口１０Ｃの高さのうちの何れか１つ、または複数を調整する態様であれば良い。例えば、壁面１０Ａの形状の調整と吹き出し口１０Ｃとエッジ１０Ｅの間の距離の調整を併用することで、どちらか一方を調整する態様に比較して音の裏返りがさらに発生し難くなると期待される。
【００３３】
（３）上記実施形態では、リコーダへの適用例を説明したが、フルートなど他のエアリード楽器に本発明を適用しても良い。フルートなどリコーダ以外のエアリード楽器についても、本発明を適用しなければ、演奏の際に気道への息の吹込みを強くし過ぎると音の裏返りが発生するからである。要は、エッジとエッジへ向かう気流の吹き出し口が設けられた壁面とを有する管を有するエアリード楽器であれば、エッジの上側に流れる気流とエッジの下側に流れる気流の搖動中心に偏りが生じるように、吹き出し口から吹き出す気流の流れる方向に沿った吹き出し口とエッジの間の距離、壁面の形状およびエッジに対する吹き出し口の高さの少なくとも一つを調整すること、或いは壁面における吹き出し口よりも上側と下側の少なくとも一方に、吹き出し口から遠ざかるほど吹き出し口から吹き出す気流の流れる方向に大きく張り出す整流部を設けることで、演奏の際に息の吹込みの強さに配慮せずに従来と同じ演奏方法で演奏しても、音の裏返りが発生し難くなる。
【００３４】
（４）上記実施形態では、エアリード楽器１の頭部管１０に整流部１０Ｄが予め装着されていた。しかし、エッジとエッジへ向かう気流の吹き出し口が設けられた壁面とを有する管を有するエアリード楽器において、エッジの上側に流れる気流とエッジの下側に流れる気流の搖動中心に偏りが生じるように、壁面における吹き出し口よりも上側または下側に装着され、吹き出し口から遠ざかるほど吹き出し口から吹き出す気流の流れる方向に大きく張り出す整流部材を単体で製造、販売してもよい。このような整流部材を一般的なエアリード楽器の頭部管に装着することで、演奏の際に息の吹込みの強さに配慮せず、従来と同じ演奏方法で演奏しても、音の裏返りが発生し難くなるからである。
【符号の説明】
【００３５】
１…エアリード楽器、１０…頭部管、１０Ａ…壁面、１０Ｂ…気道、１０Ｃ…吹き出し口、１０Ｄ…整流部材、１０Ｅ…エッジ、４０、６０…ジョイント部、５０…中部管、７０…足部管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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