(57)【要約】【課題】プランジャ及びプランジャの挿入部にかかる負荷を低減させて、ソレノイドの機能低下や故障を防止することができる自動加振健康器具用ソレノイド機構を提供する。【解決手段】ソレノイド２２が取り付けられる取り付け板２６の一部は、ソレノイド２２のプランジャ３２の移動方向を案内するガイド部３７として機能する。ガイド部３７には、プランジャ３２の移動方向と平行な方向に延びるスリット６８が形成されている。また、プランジャ３２の先端部には、ねじである規制部材７１が接続されており、規制部材７１はガイド部３７のスリット６８に挿通されている。プランジャ３２が往復移動すると、プランジャ３２に接続された規制部材７１もスリット６８に沿って往復移動する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体からなる棒状のプランジャと、
前記プランジャを、前記プランジャの軸線方向に沿って往復移動可能に挿入する挿入部と、
前記挿入部に挿入された前記プランジャを筒状に包囲するコイルと
を有するソレノイドを備え、
主枠の内側に牽引ばねを介して振動自在に張設されるシートの外周縁部に前記プランジャを接続し、前記シートの前記外周縁部を前記主枠の外側へ向けて引き込むための自動加振健康器具用ソレノイド機構であって、
前記プランジャの移動方向と平行な方向に延びるスリット又は溝を有するガイド部と、
前記プランジャから延び、前記スリット又は前記溝に摺動可能に挿入されることで、前記プランジャの移動方向を規制する規制部材とを備えたことを特徴とする自動加振健康器具用ソレノイド機構。
【請求項２】
前記ガイド部は、前記挿入部から離間する方向への前記規制部材の移動距離を規制するストッパを備えたことを特徴とする請求項１に記載の自動加振健康器具用ソレノイド機構。
【請求項３】
前記シートの前記外周縁部と前記プランジャとの間にばねを介在させたことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動加振健康器具用ソレノイド機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動加振健康器具のシートの外周縁部を引き込んでシートを振動させるための自動加振健康器具用ソレノイド機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、環状又は多角形状に形成された主枠の内側に、複数の牽引ばねを介してシートを振動自在に張設した健康器具である、所謂トランポリン（登録商標）が知られている。このトランポリンを用いることで、地面での運動とは異なる様々な運動を安全に行うことができ、平衡感覚等の身体能力の向上や気分の高揚という効果も得ることができる。よって、トランポリンは様々な年代の人々に幅広く用いられている。
【０００３】
特に最近では、高齢や病気の影響で自由に体を動かすことができない臥床者を対象として、トランポリンが健康器具又はリハビリ器具として使用されている。臥床者が乗ったトランポリンを介護者が揺らすことで、気分の高揚、血行の促進、血糖値の減少、平衡感覚の改善等、多くの効用を臥床者にもたらすことができる。しかし、介護者は、常に臥床者に付き添ってシートを揺らし続けなければならなかったため、介護者の負担は大きかった。そこで、シートの外周縁部をソレノイドで引き込むことで、シートの中央部を自動的に上下方向に振動させる自動加振健康器具が発案されている。
【０００４】
ここで、シートの引き込みに用いられるソレノイドのプランジャは、筒状の挿入部内を往復移動する。よって、ソレノイドを繰り返し使用すると、プランジャ及び挿入部が磨耗し、機能低下や故障の原因となる虞がある。そこで、プランジャにピンを設けることで、往復動作を行わせる毎にプランジャを回転させるソレノイドが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このソレノイドは、プランジャを回転させることで、プランジャ及び挿入部の特定位置の磨耗を防ぎ、寿命を長期化させている。
【特許文献１】特開２００４−１１１５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、自動加振健康器具に用いられるソレノイドのプランジャは、激しく振動するシートの外周端部に接続されるため、他の用途に用いる場合よりもプランジャ及び挿入部にかかる負荷が大きいという問題点があった。従って、プランジャを回転させるのみでは磨耗を十分に防ぐことはできなかった。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、プランジャ及びプランジャの挿入部にかかる負荷を低減させて、ソレノイドの機能低下や故障を防止することができる自動加振健康器具用ソレノイド機構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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の自動加振健康器具用ソレノイド機構は、磁性体からなる棒状のプランジャと、前記プランジャを、前記プランジャの軸線方向に沿って往復移動可能に挿入する挿入部と、前記挿入部に挿入された前記プランジャを筒状に包囲するコイルとを有するソレノイドを備え、主枠の内側に牽引ばねを介して振動自在に張設されるシートの外周縁部に前記プランジャを接続し、前記シートの前記外周縁部を前記主枠の外側へ向けて引き込むための自動加振健康器具用ソレノイド機構であって、前記プランジャの移動方向と平行な方向に延びるスリット又は溝を有するガイド部と、前記プランジャから延び、前記スリット又は前記溝に摺動可能に挿入されることで、前記プランジャの移動方向を規制する規制部材とを備えている。
【０００８】
また、本発明の請求項２に記載の自動加振健康器具用ソレノイド機構は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記ガイド部は、前記挿入部から離間する方向への前記規制部材の移動距離を規制するストッパを備えている。
【０００９】
また、本発明の請求項３に記載の自動加振健康器具用ソレノイド機構は、請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記シートの前記外周縁部と前記プランジャとの間にばねを介在させたことを特徴とする。
【００１０】
尚、自動加振健康器具用ソレノイド機構は、磁性体からなる棒状のプランジャと、前記プランジャを、前記プランジャの軸線方向に沿って往復移動可能に挿入する挿入部とを有するソレノイドを備え、主枠の内側に牽引ばねを介して振動自在に張設されるシートの外周縁部に前記プランジャを接続し、前記シートの前記外周縁部を前記主枠の外側へ向けて引き込むための自動加振健康器具用ソレノイド機構であって、前記プランジャは、前記軸線方向に延びて前記ソレノイドの壁部を貫通するプッシュバーと、前記プッシュバーの先端部と前記ソレノイドの前記壁部との間に介在する押しばねと、前記プッシュバーに設けられ、前記プランジャが前記挿入部から脱出する方向へ移動した場合に前記壁部に当接する移動規制部とを備えて構成されてもよい。
【００１１】
このソレノイド機構によると、押しばねがプッシュバーを押すことによって、挿入部に挿入する方向へプランジャを付勢することができる。そして、プランジャが挿入部から脱出する方向へ移動すると、プッシュバーに設けられた移動規制部がソレノイドの壁部に当接するため、移動規制部によってプランジャの移動距離を適切に規制することができる。さらに、プランジャが軸線方向を回転中心として回転することができるため、プランジャにロープ等を接続してもロープにねじれが生じることがない。よって、ソレノイド機構の動作不良や部材の消耗等を防止することもできる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１に記載の自動加振健康器具用ソレノイド機構は、プランジャの移動方向と平行な方向に延びるスリット又は溝を有するガイド部を備えている。そして、プランジャから延びてプランジャと共に移動する規制部材が、ガイド部に設けられたスリット又は溝に摺動可能に挿入される。これにより、プランジャの往復移動をガイド部によってガイドすることができる。従って、シートからプランジャに伝わる振動をガイド部に分散させることができ、プランジャをスムーズに往復移動させつつ、プランジャ及びプランジャの挿入部にかかる負荷を低減させて、ソレノイドの機能低下や故障を防止することができる。
【００１３】
また、本発明の請求項２に記載の自動加振健康器具用ソレノイド機構は、挿入部から離間する方向への規制部材の移動を規制するストッパがガイド部に設けられている。従って、請求項１に記載の発明の効果に加え、規制部材に接続されたプランジャの移動距離を適切に規制することができる。よって、プランジャ及びプランジャの挿入部にかかる負荷をさらに低減させることができ、挿入部からのプランジャの抜け落ちを防ぐこともできる。
【００１４】
また、本発明の請求項３に記載の自動加振健康器具用ソレノイド機構は、シートの外周縁部とプランジャとの間にばねを介在させている。よって、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、シートからプランジャに伝わる衝撃をばねによって吸収することができ、プランジャ及びプランジャの挿入部にかかる負荷をさらに低減させることができる。また、ばねは、ソレノイドの駆動を開始させた際にシートへ伝わる衝撃も吸収することができるため、使用者に衝撃を伝えることなく、スムーズにシートを振動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態であるソレノイド機構２１を備えた自動加振健康器具１について、図面を参照して説明する。図１は、自動加振健康器具１の斜視図である。図２は、ソレノイド機構２１の斜視図である。図３は、ソレノイド２２の部分断面図である。図４は、ガイド部３７を備えた取り付け板２６の底面図である。図５は、ソレノイド機構２１の側面図である。尚、図１の左下側を「自動加振健康器具１の正面側」、右上側を「自動加振健康器具１の背面側」とし、右下側を「右側」、左上側を「左側」とする。
【００１６】
まず、自動加振健康器具１の構成について概略的に説明する。図１に示すように、自動加振健康器具１は、主に本体２と、制御部６０とから構成されている。使用時の本体２の上面は、部品の損傷や怪我の発生を防止するために、弾性を有するスポンジ剤等によって形成されたカバー（図示外）で覆われている。また、本体２は、シート７を振動させるための加振装置２０を備えており、加振装置２０の動作は、マイクロコンピュータ（図示外）を備えた制御部６０によって制御される。
【００１７】
次に、本体２について説明する。図１に示すように、本体２は、床面に接する平面視長方形状の支持枠５と、支持枠５と略同一の形状である主枠４と、主枠４を支持枠５から所定の高さに支持する複数の柱部１０とを備えている。主枠４の内側には、複数のリング６が固定されている。また、主枠４に取り囲まれた空間を覆うように、主枠４よりも小さい長方形状のシート７が配設されており、このシート７の外周縁部には複数の孔８が形成されている。そして、牽引ばね９の一端部がリング６に、他端部がシート７の孔８に固定されることで、シート７は上下方向に振動自在に張設されている。
【００１８】
また、主枠４の左側前方には、使用者が加振動作の始動及び停止を指示するための操作部１４が配設されている。使用者は、シート７に乗り込んでから操作部１４を操作して加振動作を開始させることができる。そして、主枠４の左右には、シート７の外周縁部を所定のタイミングで引き込むことでシート７の中央部を上下方向に振動させる加振装置２０が設けられている。１つの加振装置２０は５つのソレノイド機構２１によって構成されている。さらに、主枠４の正面側には、シート７の外周縁部の移動距離を検出することでシート７の上下方向の振動を検出する振動検出器４１が設けられている。
【００１９】
次に、図２を参照して、ソレノイド機構２１の構成について説明する。図２に示すように、ソレノイド機構２１は主に、ソレノイド２２と、ガイド部３７を備えた取り付け板２６と、取り付けばね３３とから構成されている。
【００２０】
主枠４の内側の面（図２の左下側の面）には、左側面視Ｌ字型の取付金具２３が複数箇所に固定されている。取付金具２３の内側へ突出する部分には、主枠４と平行な方向に貫通孔２４が穿設されており、円柱状のシャフト２５が、取付金具２３の貫通孔２４に回動可能に保持されている。また、ソレノイド２２は、矩形板状の取り付け板２６にボルト２７及びナット２８（図４参照）によって固定されており、取り付け板２６の下面には、中心よりもやや主枠４側に、主枠４と平行な方向に貫通孔が穿設されたブロック２９（図４参照）が固定されている。そして、シャフト２５は、ブロック２９の貫通孔に挿通されている。これにより、ソレノイド２２は、シート７のシート面の角度に合わせて、シャフト２５を回転中心として回動可能に主枠４に取り付けられている。
【００２１】
また、主枠４の内側の面には、取り付け板２６の配設位置、且つ取り付け板２６の外側（図２の右上側）の端部よりも上方の位置に、棒状の位置決め部材３０が内側へ向けて突設されている。ソレノイド２２のプランジャ３２の先端部が下方へ回動すると、取り付け板２６の上面に配設されたゴム板３１が位置決め部材３０に当接する。従って、ゴム板３１によって騒音及び部品の破損が防止されつつ、シャフト２５を回転中心としたソレノイド２２の回動範囲が適切に制限される。
【００２２】
そして、ソレノイド２２のプランジャ３２とシート７とは、取り付けばね３３によって接続されている。また、プランジャ３２の移動方向、及び移動距離が、ガイド部３７によって規制されている。以下、ソレノイド２２、ガイド部３７、及び取り付けばね３３の構造について詳細に説明する。
【００２３】
次に、図３を参照して、ソレノイド２２の構造について説明する。尚、図３の左側をソレノイド２２の先端側とし、図３の右側をソレノイド２２の後端側とする。ソレノイド２２は、円柱状の外形を有する強磁性体のフレーム４５を有し、フレーム４５には板状の台部４６が接続されている。ソレノイド２２は、フレーム４５に穿設されている固定孔４７を介して取り付け板２６に固定される。そして、円柱状のフレーム４５には、先端側から内部にかけて、フレーム４５と軸線を同一とする円筒状の挿入部４８が形成されている。この挿入部４８には、強磁性体の可動鉄心であるプランジャ３２が移動可能に挿入されている。
【００２４】
プランジャ３２は、脚長部５１、先端部５２、及びフランジ５６によって構成されている。脚長部５１は、フランジ５６から後端側に延びる円柱状の部材であり、挿入部４８に挿入される。先端部５２には、取り付けばね３３（図２参照）及び後述する規制部材７１を連結するための連結孔５４及び連結溝５５が形成されている。連結溝５５は、先端部５２の先端面５３に、後端側へ向けて凹状となるように形成されている。連結孔５４は、連結溝５５に直行するように先端部５２に穿設されている。フランジ５６は、脚長部５１と先端部５２との間に設けられており、フランジ５６が挿入部４８の入口に当接することによって、プランジャ３２の後方への移動が規制されることとなる。
【００２５】
挿入部４８の内径は、プランジャ３２をスムーズに往復移動させるために、プランジャ３２の脚長部５１の外径よりも僅かに大きくなるように形成されている。挿入部４８の後端側には、固定鉄心５７が配設されている。また、フレーム４５の内部には、挿入部４８を取り囲むように、絶縁材料からなるボビン５８が配設されており、ボビン５８に絶縁銅線を巻くことでコイル５９が形成されている。ボビン５８の絶縁銅線に電流を流すと、発生する磁気によって、プランジャ３２に後端側へ力が働く。これにより、シート７（図１参照）の外周縁部を外側へ引き込むことができる。
【００２６】
次に、図４及び図５を参照して、ガイド部３７及び規制部材７１について説明する。尚、図４の下側をソレノイド機構２１の先端側とし、図４の上側を後端側とする。また、図５の下側をソレノイド機構２１の先端側とし、図５の右側を後端側とする。図４に示すように、矩形の取り付け板２６の先端側の半面が、プランジャ３２の移動を案内するガイド部３７として機能する。このガイド部３７には、前後方向、すなわち、プランジャ３２の移動方向と平行な方向に延びるスリット６８が形成されている。さらに、ガイド部３７には、ソレノイド２２のフレーム４５の先端側の端面から所定距離離間した位置に、スリット６８の終端部となるストッパ６９が設けられている。
【００２７】
そして、図４及び図５に示すように、ネジである規制部材７１が、プランジャ３２の先端部５２に穿設された連結孔５４と、ガイド部３７のスリット６８とに挿通されており、規制部材７１の先端部にはナット７２が連結されている。これにより、プランジャ３２の往復移動はガイド部３７によって案内されることとなり、プランジャ３２はスムーズに往復移動を行うことができる。さらに、プランジャ３２が先端側へ移動すると、規制部材７１がガイド部３７のストッパ６９に当接するため（図４参照）、プランジャ３２の先端側への移動距離がガイド部３７によって規制され、プランジャ３２の抜け落ちが防止される。
【００２８】
次に、図５を参照して、取り付けばね３３について説明する。取り付けばね３３は、ばね３６及び２つの取付部３４，３５によって構成されている。第一取付部３４は板状に形成されており、ばね３６を固定しつつシート７に接続される。第二取付部３５は、第一取付部３４と同じ形状であり、ばね３６を固定する。そして、プランジャ３２の先端部５２に形成された連結溝５５に第二取付部３５が嵌めこまれた状態で、規制部材７１が連結孔５４（図３参照）に挿通されることで、第二取付部３５がプランジャ３２に接続される。これにより、ソレノイド２２のプランジャ３２と、シート７の外周縁部とは、取り付けばね３３を介して接続される。
【００２９】
以上説明したように、本実施の形態のソレノイド機構２１は、プランジャ３２の移動方向と平行な方向に延びるスリット６８を有するガイド部３７を備えている。そして、プランジャ３２から延びてプランジャ３２と共に移動する規制部材７１が、ガイド部３７に設けられたスリット６８に摺動可能に挿入される。これにより、プランジャの往復移動をガイド部３７によって案内することができる。従って、シート７からプランジャ３２に伝わる振動をガイド部３７に分散させることができ、プランジャ３２をスムーズに往復移動させつつ、プランジャ３２及びプランジャ３２の挿入部４８にかかる負荷を低減させて、ソレノイド２２の機能低下や故障を防止することができる。
【００３０】
また、ガイド部３７には、挿入部４８から離間する方向への規制部材７１の移動を規制するストッパ６９が設けられている。従って、規制部材７１に接続されたプランジャ３２の移動距離を適切に規制することができる。よって、プランジャ３２及び挿入部４８にかかる負荷をさらに低減させることができ、挿入部からのプランジャ３２の抜け落ちを防ぐこともできる。
【００３１】
また、シート７の外周縁部とプランジャ３２との間にばね３６を介在させている。よって、シート７からプランジャ３２に伝わる衝撃をばね３６によって吸収することができ、プランジャ３２及び挿入部４８にかかる負荷をさらに低減させることができる。また、ばね３６は、ソレノイド２２の駆動を開始させた際にシート７へ伝わる衝撃も吸収することができるため、使用者に衝撃を伝えることなく、スムーズにシート７を振動させることができる。
【００３２】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、各種の変形が可能である。以下、上記実施の形態の変形例について説明する。尚、上記実施の形態及び各変形例で同じ部材を用いている場合には、同一の番号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【００３３】
まず、図６を参照して、第一の変形例に係るソレノイド機構１２１について説明する。図６は、第一の変形例に係るソレノイド機構１２１の側面図である。図６に示す第一の変形例では、プランジャ３２の移動方向が鉛直方向となるように、ソレノイド２２が主枠４に接続されている。そして、ソレノイド２２には、スリット６８（図４参照）が鉛直方向、すなわち、プランジャ３２の移動方向と平行となるように、ガイド部３７が固定されている。このガイド部３７のスリット６８には、規制部材７１が移動可能に挿通されており、規制部材７１にはロープ１５１が接続されている。また、主枠４の上端部には滑車１５２が配設されており、プランジャ３２に接続されたロープ１５１は、滑車１５２に巻張され、ばね１５３を介してシート７の外周縁部に固定されている。これにより、シート７の外周縁部と主枠４との間の隙間をより狭くすることができるため、隙間に手足が挟まる虞を低下させることができ、且つ、自動加振健康器具１０１を小型化することができる。また、ロープ１５１の移動を滑車１５２で案内しているため、移動方向と異なる方向へかかるプランジャ３２への負荷をさらに低減させることができる。よって、プランジャ３２をスムーズに往復移動させることができ、ソレノイド２２に劣化や破損が生じる虞を低下させることができる。
【００３４】
次に、図７を参照して、第二の変形例に係るソレノイド機構のガイド部１３７について説明する。図７は、第二の変形例に係るガイド部１３７を溝１７８の延設方向から見た断面図である。図７に示すように、移動部材１７１の移動を案内するためのスリット６８（図４参照）は、溝１７８としてもよい。この場合、移動部材１７１が下方へ移動すると、移動部材１７１の下端部が溝１７８の底面に当接するため、移動部材１７１に接続されたプランジャ３２の下方への移動も規制することができる。また、図６に示すように、移動部材１７１はねじである必要はない。
【００３５】
次に、図８を参照して、第三の変形例に係るソレノイド機構について説明する。図８は、第三の変形例に係るソレノイド機構の側面図である。第三の変形例で用いられているソレノイド１２２は、第一の変形例と同様に、プランジャ１３２の移動方向が鉛直方向となるように配設されている。よって、シート７の外周縁部と主枠４との距離を狭くすることができる。また、滑車１５２によってロープ１５１の移動が案内されるため、プランジャ１３２への付加を低減させることができる。また、プランジャ１３２には、固定鉄心５７（図３参照）、及びソレノイド１２２の後端側（図８の下側）の端面１２３を貫通して後端側へ延びるプッシュバー１３３が設けられている。そして、プッシュバー１３３の後端部に設けられたフランジ１３４と、ソレノイド１２２の端面１２３との間に、押しばね１３５が配設されている。これにより、プランジャ１３２を後端側へ付勢することができる。さらに、プッシュバー１３３には、プッシュバー１３３の軸線方向と垂直な方向にねじ１３６が突設されている。プランジャ１３２が先端側へ移動すると、プッシュバー１３３に突設されたねじ１３６が端面１２３に当接する。よって、ねじ１３６の突設位置を適切な位置とすることで、ねじ１３６が移動規制部として機能し、プランジャ１３２の移動距離を規制することができる。さらに、第三の変形例では、プランジャ１３２が軸線を回転中心として回転することができるため、ロープ１５１がねじれることによる部材の消耗や動作不良を防止することができる。
【００３６】
また、本発明はその他の変更も可能である。本実施の形態のガイド部３７は、矩形の取り付け板２６と一体としたが、ガイド部３７の形状は変更できる。例えば、省スペース化及び材料の削減を図るために、帯状の部材にスリット又は溝を形成したガイド部を用いてもよい。また、規制部材の端部をＣ字状やＹ字状にし、ガイド部を棒状として、規制部材の先端部を棒状のガイド部に嵌め合わせても、プランジャ３２の移動を案内できる。
【００３７】
また、本実施の形態では、図５に示すように、規制部材７１の下部にナット７２が連結されてガイド部３７の下端部に当接することで、プランジャ３２の上方への移動を規制している。しかし、規制部材７１におけるガイド部３７の上方にナットを連結させて、このナットをガイド部３７の上端部に当接させてもよい。これにより、プランジャ３２の下方への移動も適切に規制することができ、ソレノイド２２に劣化や破損が生じる虞をさらに低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】自動加振健康器具１の斜視図である。
【図２】ソレノイド機構２１の斜視図である。
【図３】ソレノイド２２の部分断面図である。
【図４】ガイド部３７を備えた取り付け板２６の底面図である。
【図５】ソレノイド機構２１の側面図である。
【図６】第一の変形例に係るソレノイド機構１２１の側面図である。
【図７】第二の変形例に係るガイド部１３７を溝１７８の延設方向から見た断面図である。
【図８】第三の変形例に係るソレノイド機構の側面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    自動加振健康器具
４    主枠
７    シート
２１，１２１    ソレノイド機構
２２    ソレノイド
２６    取り付け板
３２    プランジャ
３６，１５３    ばね
３７    ガイド部
４８    挿入部
５４    連結孔
５５    連結溝
５９    コイル
６８    スリット
６９    ストッパ
７１    規制部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2010125218.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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