(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
揺動自在の鍵と、
凸状に形成された所定の形状の押圧面を有し、当該鍵の押鍵に伴って回動するハンマーと、
前記鍵の押鍵情報を検出するための鍵スイッチと、を備え、
当該鍵スイッチは、
前記ハンマーの長さ方向に沿って複数の固定接点が設けられた基板と、
弾性材で構成され、被押圧面を有し、前記複数の固定接点を覆うように前記基板に設けられた中空状のスイッチ本体と、
当該スイッチ本体の内部に設けられ、前記複数の固定接点に互いに異なる間隔を隔てて対向するとともに、前記鍵の押鍵に伴い、前記スイッチ本体の前記被押圧面が前記ハンマーの前記押圧面で押圧されることにより、前記スイッチ本体が圧縮変形することによって、前記複数の固定接点に順にそれぞれ接触する複数の可動接点と、を有し、
前記スイッチ本体の前記被押圧面は、前記ハンマーの前記凸状の押圧面に対応して凹状に形成され、前記ハンマーの前記押圧面と同じ形状を有するとともに、前記複数の可動接点が前記複数の固定接点にそれぞれ接触した後に前記ハンマーの回動が終了したときの当該ハンマーの前記押圧面の向きに合致するように配置されていることを特徴とする電子鍵盤楽器の鍵盤装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍵の押鍵情報を検出するための鍵スイッチを備えた、電子ピアノなどの電子鍵盤楽器の鍵盤装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の鍵盤装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。
この鍵盤装置は、シャーシに設けられた、複数の鍵、複数のハンマーおよび鍵スイッチを備えている。各鍵は、前後方向に延び、後端部においてシャーシに回動自在に支持されている。ハンマーは、各鍵の下方に配置され、前部においてシャーシに回動自在に支持されており、ハンマーの前端部には鍵が上方から当接している。また、ハンマーの中央付近には、上方に突出する押圧部が一体に形成されており、その上面は平らな押圧面になっている。
【０００３】
鍵スイッチは、基板および複数のスイッチ本体を有し、ハンマーの上方に配置されている。基板は、シャーシにねじ止めされており、左右方向に水平に延びている。また、基板の下面には、ハンマーの支点に近い側に第１固定接点が、ハンマーの支点から遠い側に第２固定接点が、前後方向に互いに所定の間隔を隔てて取り付けられている。各スイッチ本体は、ゴムなどの弾性材により中空状に形成され、第１および第２固定接点を覆うように基板に設けられている。スイッチ本体の平らな下面（以下「被押圧面」という）は、基板の下面とほぼ平行に配置されており、ハンマーの押圧面に上方から対向している。また、スイッチ本体の内部には、第１可動接点および第２可動接点が設けられている。第１可動接点は第１固定接点に、第２可動接点は第２固定接点に、それぞれ対向しており、この第２可動接点と第２固定接点との間隔は、第１可動接点と第１固定接点との間隔よりも若干、大きい。
【０００４】
以上の構成により、鍵が押鍵されるのに伴い、ハンマーは、その前端部が鍵で押圧されることにより回動し、押圧部でスイッチ本体を押圧する。これにより、スイッチ本体の第１可動接点が第１固定接点に接触した後、第２可動接点が第２固定接点に接触し、それらの接触状態を表す検出信号がそれぞれ出力される。これらの検出信号および両者の時間差に基づいて、押鍵の有無および押鍵速度などの押鍵情報が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平４−４６４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、この従来の鍵盤装置では、以下の理由から押鍵情報を正確に検出できないおそれがある。図５は、従来の鍵盤装置６１のハンマー６２とスイッチ本体６３との位置関係およびスイッチ本体６３の動作状態を模式的に示したものである。同図（ａ）に示す離鍵状態では、前述したように、スイッチ本体６３の被押圧面６３ａは、基板６５の下面とほぼ平行に配置されているのに対し、ハンマー６２の押圧面６２ａは後ろ下がりに傾斜している。この離鍵状態から鍵（図示せず）が押鍵されると、ハンマー６２は、押圧面６２ａを介してスイッチ本体６３の被押圧面６３ａに当接し、スイッチ本体６３を押圧・圧縮する。同図（ｂ）に示すように、ハンマー６２の回動量が小さい段階では、スイッチ本体６３の圧縮量は、その全体にわたってほぼ均一である。
【０００７】
一般に、電子鍵盤楽器のタッチ感をアコースティックピアノに、より近似させるためには、ハンマーをある程度、大きく回動させることが必要であるため、ハンマー６２の回動量を従来よりも大きくすることが望ましい。しかし、ハンマー６２の回動量をさらに大きくすると、ハンマー６２の支点からの距離および回動ストロークの相違により、同図（ｃ）に示すように、スイッチ本体６３のハンマー６２の支点から遠い第２可動接点６３ｃ側の圧縮量が第１可動接点６３ｂ側の圧縮量よりも大きくなる。このようなスイッチ本体６３の不均一な圧縮により、スイッチ本体６３が全体として第２可動接点６３ｃ側を中心として傾くため、可動接点６３ｂ，６３ｃが固定接点６４ａ，６４ｂに対して、接触後にずれたり、外れたりすることにより、これらの接触状態が不安定になり、押鍵情報を正確に検出できないおそれがある。
【０００８】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、ハンマーで押圧されるスイッチ本体の可動接点と固定接点との安定した接触動作を確保することにより、押鍵情報を正確に検出することができる電子鍵盤楽器の鍵盤装置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】
【０００９】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る電子鍵盤楽器の鍵盤装置は、揺動自在の鍵と、凸状に形成された所定の形状の押圧面を有し、鍵の押鍵に伴って回動するハンマーと、鍵の押鍵情報を検出するための鍵スイッチと、を備え、鍵スイッチは、ハンマーの長さ方向に沿って複数の固定接点が設けられた基板と、弾性材で構成され、被押圧面を有し、複数の固定接点を覆うように基板に設けられた中空状のスイッチ本体と、スイッチ本体の内部に設けられ、複数の固定接点に互いに異なる間隔を隔てて対向するとともに、鍵の押鍵に伴い、スイッチ本体の被押圧面がハンマーの押圧面で押圧されることにより、スイッチ本体が圧縮変形することによって、複数の固定接点に順にそれぞれ接触する複数の可動接点と、を有し、スイッチ本体の被押圧面は、ハンマーの凸状の押圧面に対応して凹状に形成され、ハンマーの押圧面と同じ形状を有するとともに、複数の可動接点が複数の固定接点にそれぞれ接触した後にハンマーの回動が終了したときのハンマーの押圧面の向きに合致するように配置されていることを特徴とする。
【００１０】
この電子鍵盤楽器の鍵盤装置によれば、鍵が押鍵されると、それに伴ってハンマーが回動し、その押圧面で鍵スイッチのスイッチ本体の被押圧面を押圧することにより、スイッチ本体が圧縮変形する。この圧縮変形により、スイッチ本体に設けられた複数の可動接点が、基板に設けられた複数の固定接点に順にそれぞれ接触する。これらの接触の有無や時間差に基づいて、鍵の押鍵情報が検出される。
【００１１】
また、スイッチ本体の被押圧面は、ハンマーの押圧面と同じ形状を有するとともに、複数の可動接点が複数の固定接点にそれぞれ接触した後にハンマーの回動が終了したときのハンマーの押圧面の向きに合致するように配置されている。これにより、回動量が最大になるハンマーの回動の終了時において、スイッチ本体の圧縮量が複数の可動接点の間でほぼ等しくなり、スイッチ本体はほぼ均一に圧縮され、スイッチ本体が傾くことがなくなる。その結果、複数の可動接点が複数の固定接点に対して、接触後にずれたり、外れたりすることがなくなり、ハンマーの回動量が大きい場合でも、それらの安定した接触動作が確保されることによって、押鍵情報を正確に検出することができる。
【００１３】
また、ハンマーの押圧面が凸状に形成されているため、この押圧面がスイッチ本体の被押圧面を押圧する際、スイッチ本体を設けた基板までの距離を保ちやすくなり、ハンマーの押圧面以外の部分、特にハンマーの回動支点から遠い先端側の部分が、基板と干渉しにくくなる。その結果、ハンマーのより大きな回動量を確保できるため、押鍵時のタッチ感をアコースティックピアノに、より近似させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態による電子ピアノの鍵盤装置を、離鍵状態において示す側断面図である。
【図２】図１の鍵盤装置を押鍵状態において示す側断面図である。
【図３】図１の鍵盤装置のハンマーおよび鍵スイッチとその周辺部を拡大して示す側断面図であり、（ａ）は離鍵状態、（ｂ）は押鍵状態を示す。
【図４】第２実施形態による鍵盤装置のハンマーおよび鍵スイッチを模式的に示す側断面図であり、（ａ）は離鍵状態、（ｂ）は押鍵状態を示す。
【図５】従来の鍵盤装置のハンマーとスイッチ本体との位置関係を模式的に示した側断面図であり、（ａ）は離鍵状態、（ｂ）はハンマーの回動の初期段階、（ｃ）はハンマーの回動の終了段階を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。なお、図１〜図４では、理解の容易化のために、断面を表すハッチングは省略されている。図１は、本発明の第１実施形態による電子ピアノの鍵盤装置１を、離鍵状態において示している。同図に示すように、この鍵盤装置１は、鍵盤シャーシ２と、鍵盤シャーシ２に回動自在に取り付けられた白鍵３ａおよび黒鍵３ｂから成る複数（例えば８８個）の鍵３と、鍵３ごとに鍵盤シャーシ２に回動自在に取り付けられた複数のハンマー４（１つのみ図示）と、各鍵３の押鍵情報を検出するための鍵スイッチ１７を備えている。なお、鍵３の白鍵３ａおよび黒鍵３ｂの構成は、基本的に互いに同じであるので、以下、白鍵３ａを中心として説明する。
【００１６】
鍵盤シャーシ２は、前シャーシ１１、中シャーシ１２および後シャーシ１３で構成されており、これらのシャーシ１１〜１３はいずれも、合成樹脂（例えばＡＢＳ樹脂）の射出成形品などで構成されている。また、これらの前シャーシ１１、中シャーシ１２および後シャーシ１３は、前後方向に延びるリブ（図示せず）で互いに連結されるとともに、左右方向（鍵３の並び方向）にそれぞれ延びる前側、中央および後側の取付けレール１４〜１６を介して、電子ピアノの棚板（図示せず）に載置され、固定されている。
【００１７】
前シャーシ１１には、白鍵３ａごとに、上下方向に貫通する左右２つの係合孔１１ａ，１１ａ（１つのみ図示）が形成されており、その前側の下面には、フェルトなどで構成された鍵ストッパ１１ｂが取り付けられている。
【００１８】
中シャーシ１２には、ハンマー４を支持するための、左右両側に突出する軸状のハンマー支点１２ａが設けられている。後シャーシ１３には、鍵３を支持するための軸穴状の鍵支点１３ａが設けられており、その後ろ側の下面には、フェルトなどで構成されたハンマーストッパ１３ｂが取り付けられている。
【００１９】
鍵３は、合成樹脂（例えばＡＳ）の射出成形品などで構成されており、下方に開放する中空状に形成され、前後方向に延びている。鍵３の後端部には、左右両側に突出する支点軸２３が設けられている。鍵３は、この支点軸２３が鍵支点１３ａに係合することによって、後シャーシ１３に回動自在に支持されている。
【００２０】
また、白鍵３ａの前端部には、左右一対のフック部２１、２１（１つのみ図示）が設けられている。これらのフック部２１、２１は、左右の側壁から前シャーシ１１の係合孔１１ａ、１１ａを通って下方に延び、さらにその下端から前方に屈曲している。離鍵状態では、このフック部２１が前シャーシ１１の鍵ストッパ１１ｂに下方から当接することによって、白鍵３ａの上限位置が規制される。また、白鍵３ａの下面には、フック部２１よりも後方の位置に、下方に突出するアクチュエータ部２２が設けられている。
【００２１】
ハンマー４は、ハンマー本体２４と、ハンマー本体２４に取り付けられた錘２５で構成されている。ハンマー本体２４は、合成樹脂（例えばＰＯＭ（ポリアセタール））の射出成形品などで構成されており、前後方向に延び、その中心よりも若干、前側の位置に、下方に開放するＵ字状の軸孔２６ａを有している。ハンマー４は、この軸孔２６ａがハンマー支点１２ａに係合することによって、中シャーシ１２に回動自在に支持されている。
【００２２】
また、ハンマー本体２４の軸孔２６ａよりも前側には、上方および前方に開放する係合凹部２６ｂが形成されている。鍵３のアクチュエータ部２２は、係合凹部２６ｂに収容されるとともに、その底面に当接している。さらに、ハンマー本体２４の係合凹部２６ｂの底壁は、鍵スイッチ１７を押圧するためのスイッチ押圧部２６ｃになっている。図３に示すように、スイッチ押圧部２６ｃの下面は、下向きに凸状に緩やかに湾曲した所定の形状を有する押圧面２６ｄになっている。
【００２３】
また、ハンマー本体２４の後半部の一方の側部は、錘取付け部２７になっており、この錘取付け部２７に錘２５が着脱自在に取り付けられている。錘２５は、ハンマー本体２４よりも比重の大きな鉄などの金属板で構成され、プレス加工などによって所定の形状に形成されている。この錘２５は、前後方向に延び、その前半部においてハンマー本体２４の錘取付け部２７に取り付けられるとともに、錘取付け部２７から後方に突出し、後シャーシ１３の後端付近まで延びている。
【００２４】
鍵スイッチ１７は、プリント基板１７ａと、このプリント基板１７ａに鍵３ごとに取り付けられた複数のスイッチ本体１７ｂを有している。プリント基板１７ａは、後端部が中シャーシ１２に差し込まれた状態で、前端部が前シャーシ１１にねじ止めされており、前下がりに傾斜するとともに、左右方向に延びている。また、図３に示すように、プリント基板１７ａの上面には、鍵３ごとに、ハンマー支点１２ａに近い側に第１固定接点１８ａが、ハンマー支点１２ａから遠い側に第２固定接点１８ｂが、前後方向に互いに所定の間隔を隔てて取り付けられている。
【００２５】
各スイッチ本体１７ｂは、ゴムなどの弾性材で構成され、被押圧部３１および周壁部３２を一体に有し、下方に開放する中空状に形成されている。周壁部３２の下面には、複数のボス（図示せず）が形成されている。スイッチ本体１７ｂは、これらのボスをプリント基板１７ａの係合孔（図示せず）に差し込むことによって、第１および第２固定接点１８ａ，１８ｂを覆うようにプリント基板１７ａに取り付けられている。
【００２６】
被押圧部３１の上面は被押圧面３１ａになっており、離鍵状態において、この被押圧面３１ａにハンマー４の押圧面２６ｄが上方から対向している。被押圧面３１ａは、ハンマー４の押圧面２６ｄに対応して、下向きに凹状に緩やかに湾曲した同じ所定の形状を有する。また、図３（ａ）に示すスイッチ本体１７ｂの被押圧面３１ａと図３（ｂ）に示すハンマー４の押圧面２６ｄとの比較から明らかなように、被押圧面３１ａは、ハンマー４の回動が終了したとき（以下「ハンマーの回動終了時」という）の押圧面２６ｄの向きにほぼ合致するように配置されている。
【００２７】
また、被押圧部３１には、プリント基板１７ａ側に延びる第１取付け部３３ａおよび第２取付け部３３ｂが一体に設けられている。第１取付け部３３ａの長さは、第２取付け部３３ｂの長さよりも若干大きい。また、第１および第２取付け部３３ａ，３３ｂの先端には、第１可動接点３４ａおよび第２可動接点３４ｂがそれぞれ取り付けられている。これらの第１および第２可動接点３４ａ，３４ｂは、第１および第２固定接点１８ａ，１８ｂにそれぞれ上方から対向しており、それらの間隔は、第２可動接点３４ｂ側の方が大きい。
【００２８】
次に、図１〜図３を参照しながら、鍵盤装置１の動作について説明する。図１および図３（ａ）に示すように、離鍵状態では、ハンマー４は、錘２５の重さによって後ろ下がりに傾斜している。この離鍵状態から鍵３が押鍵されると、図２に示すように、鍵３は、鍵支点１３ａを中心として同図の反時計方向に回動する。これに伴い、鍵３のアクチュエータ部２２が、ハンマー４の係合凹部２６ｂの底部を下方に押圧する。これにより、図３（ｂ）に示すように、ハンマー４は、ハンマー支点１２ａを中心として反時計方向に回動し、スイッチ押圧部２６ｃの押圧面２６ｄがスイッチ本体１７ｂの被押圧面３１ａの第１可動接点３４ａ側に当接する。これにより、スイッチ本体１７ｂの第１可動接点３４ａ側が主として押圧され、圧縮変形することによって、第１可動接点３４ａが第１固定接点１８ａに接触し、その接触状態を表す第１検出信号が出力される。
【００２９】
その後、ハンマー４がさらに回動するのに伴い、押圧面２６ｄが被押圧面３１ａの第２可動接点３４ｂ側にも当接するようになることで、スイッチ本体１７ｂの第２可動接点３４ｂ側が押圧され、圧縮変形する。これにより、第２可動接点３４ｂが第２固定接点１８ｂに接触し、その接触状態を表す第２検出信号が出力される。これらの第１および第２検出信号および両者の時間差に基づいて、鍵３の押鍵の有無および押鍵速度などの押鍵情報が検出される。
【００３０】
その後、ハンマー４は、スイッチ本体１７ｂを圧縮変形させながら、さらに回動し、後端部がハンマーストッパ１３ｂに当接することによって、ハンマー４の回動が終了する。図３（ｂ）は、このハンマー４の回動終了時の状態を示し、このときのハンマー４の押圧面２６ｄの向きは、ハンマー４で押圧される前の図３（ａ）に示すスイッチ本体１７ｂの被押圧面３１ａの向きに合致している。
【００３１】
一方、押鍵した鍵３が離鍵されると、ハンマー４が上記と逆の方向に回動し、それに伴い、鍵３が、アクチュエータ部２２を介して押し上げられることにより、上記と逆の方向に回動し、そのフック部２１が鍵ストッパ１１ｂに当接することによって、鍵３のそれ以上の回動が阻止される。これにより、鍵３およびハンマー４は、図１および図３（ａ）に示す離鍵状態に復帰する。
【００３２】
以上のように、本実施形態によれば、スイッチ本体１７ｂの被押圧面３１ａは、ハンマー４の押圧面２６ｄと同じ形状を有するとともに、第１および第２可動接点３４ａ，３４ｂが第１および第２固定接点１８ａ，１８ｂにそれぞれ接触した後にハンマー４の回動終了時の押圧面２６ｄの向きに合致するように配置されている。これにより、回動量が最大になるハンマー４の回動終了時において、スイッチ本体１７ｂの圧縮量が第１可動接点３４ａ側と第２可動接点３４ｂ側との間でほぼ等しくなり、スイッチ本体１７ｂはほぼ均一に圧縮され、スイッチ本体１７ｂが傾くことはない。その結果、第１および第２可動接点３４ａ，３４ｂが第１および第２固定接点１８ａ，１８ｂに対して、接触後にずれたり、外れたりすることがなくなり、ハンマー４の回動量が大きい場合でも、それらの安定した接触動作が確保されることによって、押鍵情報を正確に検出することができる。
【００３３】
また、ハンマー４の押圧面２６ｄが凸状に形成されているため、この押圧面２６ｄがスイッチ本体１７ｂの被押圧面３１ａを押圧する際、プリント基板１７ａまでの距離を保ちやすくなり、ハンマー４の押圧面２６ｄ以外の部分、特にハンマー支点１２ａから遠い先端側の部分が、プリント基板１７ａと干渉しにくくなる。その結果、ハンマー４のより大きな回動量を確保できるため、押鍵時のタッチ感をアコースティックピアノに、より近似させることができる。
【００３４】
次に、図４を参照しながら、本発明の第２実施形態による鍵盤装置４１について説明する。なお、以下の説明では、前述した第１実施形態の鍵盤装置１と同様の構成部品については適宜、同じ符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。
【００３５】
同図に示すように、鍵盤装置４１は、第１実施形態の鍵盤装置１と比較して、ハンマー４２の押圧面４２ａおよび鍵スイッチ４３のスイッチ本体４４の被押圧面４４ａの形状のみが異なる。具体的には、同図（ａ）に示すように、ハンマー４２の押圧面４２ａは平面で構成され、それに対応して、スイッチ本体４４の被押圧面４４ａもまた平面で構成されている。また、同図（ａ）の被押圧面４４ａと同図（ｂ）の押圧面４２ａとの比較から明らかなように、被押圧面４４ａは、ハンマー４２の回動終了時の押圧面４２ａの向きにほぼ合致するように配置されている。
【００３６】
以上の構成により、同図（ａ）に示す離鍵状態から鍵３が押鍵されると、第１実施形態と同様にして、ハンマー４２が同図の反時計方向に回動することにより、ハンマー４２の押圧面４２ａが、スイッチ本体４４の被押圧面４４ａに第１可動接点３４ａ側から当接し、その後、第２可動接点３４ｂ側に当接することによって、スイッチ本体４４が圧縮変形する。この圧縮変形により、第１および第２可動接点３４ａ，３４ｂが第１および第２固定接点１８ａ，１８ｂに順にそれぞれ接触し、それらの接触状態を表す第１および第２検出信号が出力される。
【００３７】
その後、ハンマー４２は、スイッチ本体４４を圧縮変形させながら、さらに回動し、ハンマーストッパ１３ｂに当接することによって、ハンマー４２の回動が終了する（同図（ｂ））。このハンマー４２の回動終了時の押圧面４２ａの向きは、ハンマー４２で押圧される前の同図（ａ）に示すスイッチ本体４４の被押圧面４４ａの向きに合致している。
【００３８】
以上から、本実施形態においても、第１実施形態と同様、ハンマー４２の回動終了時において、スイッチ本体４４の圧縮量が第１可動接点３４ａ側と第２可動接点３４ｂ側との間でほぼ等しくなり、スイッチ本体１７ｂはほぼ均一に圧縮される。その結果、第１および第２可動接点３４ａ，３４ｂと第１および第２固定接点１８ａ，１８ｂとの安定した接触動作が確保されることによって、押鍵情報を正確に検出することができる。
【００３９】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態で示したハンマーの押圧面およびスイッチ本体の被押圧面の形状は、あくまで例示であり、他の適当な形状に変更してもよい。また、実施形態では、複数の可動接点および固定接点として、第１および第２の２つの可動接点および固定接点を用いているが、これらの数はそれぞれ３つ以上でもよい。さらに、実施形態では、鍵スイッチがハンマーの下方に配置されているが、これらの構成および配置などは任意である。
【００４０】
また、実施形態は、電子ピアノの鍵盤装置の例であるが、本発明は、他の電子鍵盤楽器の鍵盤装置にも、もちろん適用することができる。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１  鍵盤装置
３  鍵
３ａ  白鍵
３ｂ  黒鍵
４  ハンマー
１７  鍵スイッチ
１７ａ  プリント基板（基板）
１７ｂ  スイッチ本体
１８ａ  第１固定接点（固定接点）
１８ｂ  第２固定接点（固定接点）
２６ｄ  押圧面
３１ａ  被押圧面
３４ａ  第１可動接点（可動接点）
３４ｂ  第２可動接点（可動接点）
４１  鍵盤装置
４２  ハンマー
４２ａ  押圧面
４３  鍵スイッチ
４４  スイッチ本体
４４ａ  被押圧面
【図１】
0005624772.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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