(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電点火機構であって、
第１の部材と第２の部材を有するテレスコープ型アセンブリと、
上記第１の部材と第２の部材とを互いに離間するように該第１の部材と第２の部材とに協働する戻しばねと、
上記テレスコープ型アセンブリの内側に位置決めされている圧電素子と、
上記テレスコープ型アセンブリ内に運動可能なように配置され、衝撃ばねによって弾力的にバイアスされている打槌とを備え、
上記衝撃ばねはその他方の端を上記テレスコープ型アセンブリの端部材によって支持されており、上記打槌は解放されると上記圧電素子に衝突してスパークを発生させるように上記圧電素子から所定の距離に離間されて保持されており、
上記点火機構は、上記打槌の解放に抵抗するように上記テレスコープ型アセンブリ内に配置されている抵抗ばねを更に備えており、
上記抵抗ばねは、上記第１の部材及び第２の部材が上記打槌を解放するのには不十分な距離だけ近づいた後において上記抵抗ばねが上記第１の部材及び第２の部材によって圧縮されるように、上記テレスコープ型アセンブリと協働する
ことを特徴とする圧電点火機構。
【請求項２】
上記圧電点火機構は、上記テレスコープ型アセンブリの第１の部材内に配置され、上記打槌はその側部に配置されている少なくとも１つのラグを備え、該少なくとも１つのラグは上記第１の部材上に形成されている少なくとも１つの長手方向スロットによって受入れられ、それにより上記打槌は上記少なくとも１つの長手方向スロットによって案内されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の圧電点火機構。
【請求項３】
上記第１の部材は上記少なくとも１つの長手方向スロットに接続されている少なくとも１つのノッチを更に形成し、該少なくとも１つのノッチ内に上記少なくとも１つのラグが受入れられた時に上記打槌が上記圧電素子から上記所定の距離に位置決めされるようになっていることを特徴とする請求項２に記載の圧電点火機構。
【請求項４】
上記第２の部材は少なくとも１つの解放傾斜部分を有しており、上記第１の部材が上記第２の部材に向かって運動すると、上記少なくとも１つのラグは、上記打槌が上記少なくとも１つのノッチから解放されるまで上記解放傾斜部分上に載るようになっていることを特徴とする請求項３記載の圧電点火機構。
【請求項５】
上記抵抗ばねは、上記第２の部材へ向かう上記第１の部材の運動に抵抗することによって上記少なくとも１つのノッチからの上記打槌の解放に抵抗するようになっていることを特徴とする請求項４に記載の圧電点火機構。
【請求項６】
上記抵抗ばねは、上記テレスコープ型アセンブリの端部材内に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の圧電点火機構。
【請求項７】
上記打槌が解放されて上記圧電素子に衝突する前に、上記第１の部材の底が上記抵抗ばねと接触して該抵抗ばねを少なくとも部分的に圧縮するようになっていることを特徴とする請求項６に記載の圧電点火機構。
【請求項８】
上記圧電部材と上記打槌との間に衝撃パッドが位置決めされていることを特徴とする請求項７に記載の圧電点火機構。
【請求項９】
上記端部材は、上記抵抗ばねを受入れるチャンネルを形成していることを特徴とする請求項５に記載の圧電点火機構。
【請求項１０】
上記第１の部材を上記第２の部材に向かって運動させ、上記打槌を解放させ、上記打槌と上記圧電素子との間に配置されている衝撃パッドに衝突させてスパークを発生させるのに要する印加力は、上記打槌を解放させるために上記抵抗ばねを少なくとも部分的に圧縮する上記運動中に増加するようになっていることを特徴とする請求項５に記載の圧電点火機構。
【請求項１１】
圧電点火機構であって、
第１の部材と第２の部材を有するテレスコープ型アセンブリと、
上記テレスコープ型アセンブリの内側に位置決めされている圧電素子と、
上記テレスコープ型アセンブリ内に運動可能なように配置され、衝撃ばねによって弾力的にバイアスされている打槌とを備え、
上記衝撃ばねは、その他方の端を上記テレスコープ型アセンブリの端部材によって支持されており、
上記圧電点火機構は、
上記打槌を上記圧電素子から所定の距離に離間させて保持する手段、及び上記打槌を解放させ、解放された上記打槌を上記圧電素子に衝突させてスパークを発生させる手段と、
上記テレスコープ型アセンブリ内に配置され、上記打槌の解放に抵抗する抵抗ばねとを更に備え、
上記抵抗ばねは、上記打槌が上記圧電素子を衝撃するように解放される直前において該打槌を解放するのに必要な力が急激に増大させられる寸法と構成にされている
ことを特徴とする圧電点火機構。
【請求項１２】
上記抵抗ばねは、上記テレスコープ型アセンブリの端部材内に配置されていることを特徴とする請求項11に記載の圧電点火機構。
【請求項１３】
上記打槌が解放されて上記圧電素子に衝突する前に、上記第１の部材の底が上記抵抗ばねと接触して該抵抗ばねを少なくとも部分的に圧縮するようになっていることを特徴とする請求項12に記載の圧電点火機構。
【請求項１４】
上記圧電部材と上記打槌との間に衝撃パッドが位置決めされていることを特徴とする請求項13に記載の圧電点火機構。
【請求項１５】
上記端部材は、上記抵抗ばねを受入れるチャンネルを形成していることを特徴とする請求項13に記載の圧電点火機構。
【請求項１６】
上記第１の部材を上記第２の部材に向かって運動させ、上記打槌を解放させ、上記圧電素子に衝突させてスパークを発生させるのに要する印加力は、上記打槌を解放させるために上記抵抗ばねを少なくとも部分的に圧縮する上記運動中に増加するようになっていることを特徴とする請求項13に記載の圧電点火機構。
【請求項１７】
ライターであって、
燃料を解放するための弁を有する燃料糟を含むライターボディと、
上記燃料を解放させるために上記弁を作動させるように押下げ可能な弁アクチュエータと、
圧電点火機構とを備え、該圧電点火機構が、第１の部材と第２の部材を有するテレスコープ型アセンブリと、上記テレスコープ型アセンブリの内側に位置決めされている圧電素子と、上記テレスコープ型アセンブリ内に運動可能なように配置され、衝撃ばねによって弾力的に支持されている打槌とを含み、上記衝撃ばねがその他方の端を上記テレスコープ型アセンブリの端部材によって支持されており、
上記圧電点火機構は、更に、上記打槌を上記圧電素子から所定の距離に離間させて保持する手段と、上記打槌を解放させ、解放された上記打槌を上記圧電素子に衝突させてスパークを発生させる手段と、上記テレスコープ型アセンブリ内に配置され、上記打槌の解放に抵抗する抵抗ばねとを備え、
上記抵抗ばねは、上記第１の部材及び第２の部材が上記打槌を解放するのには不十分な距離だけ近づいた後において上記抵抗ばねが上記第１の部材及び第２の部材によって圧縮されるように、上記テレスコープ型アセンブリと協働する
ことを特徴とするライター。
【請求項１８】
上記打槌が解放されて上記圧電素子に衝突する前に、上記圧電点火機構の第１の部材の底が上記抵抗ばねと接触してそれを少なくとも部分的に圧縮するようになっていることを特徴とする請求項17に記載のライター。
【請求項１９】
上記第１の部材を上記第２の部材に向かって運動させて上記打槌を解放させて上記圧電素子に衝突させてスパークを発生させるのに要する、押す力は、上記第１の部材が上記抵抗ばねに接触する前は第１の比率で増加し、該第１の部材が上記抵抗ばねを少なくとも部分的に圧縮すると第２の比率で増加するようになっていることを特徴とする請求項18に記載のライター。
【請求項２０】
アンビル部材及び２つの電極を更に備え、上記電極は、上記打槌と上記圧電素子との衝突によって生成されたスパークが上記電極に導かれ、上記電極の一方から他方へ放電して上記解放された燃料を発火させるようになっていることを特徴とする請求項19に記載のライター。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
技術的分野
本発明は、幼いユーザによる点火を阻止するメカニズム（機構）を含む圧電点火メカニズムに関する。
背景技術
典型的な圧電点火機構すなわち圧電点火メカニズムは、内側部材と外側部材とを有し、これらの部材を最大伸張位置に維持する戻しばねがこれらの部材を分離させているテレスコープ型アセンブリによって形成されている。これらの部材の一方には、打槌によって衝撃が加えられると点火用スパークを発生する結晶、即ち圧電素子が固定されている。圧電素子自体は、「アンビル」と呼ばれる金属ヘッドと、実際に打槌の衝撃を受ける「衝撃パッド」と呼ばれる別の部材との間に配置されている。
打槌は、テレスコープ型ボディの内側の軸方向空所内に滑り可能なように受入れられており、休止位置では、保持メカニズムが存在するために圧電素子から離間されて保持されている。打槌の運動は、テレスコープ型部材の一方の壁に限定されている１対の対向するスロットによって案内され、各スロットは打槌上に形成されているラグを受入れている。
打槌は衝撃ばねによって衝撃パッドに向かって弾力的にバイアスされており、このばねは打槌を収容しているテレスコープ型部材の内側で部分的に、または完全に案内されている。衝撃ばねの他方の端は、テレスコープ型アセンブリの開放端に取付けられているエンドキャップによって支持されている。このエンドキャップにはフックが設けられており、これらのフックはテレスコープ型アセンブリの対向する壁上の対応する横方向の窓内に受けられている。これにより、キャップはこの固定位置に保持される。
スパークを発生させるには、テレスコープ型アセンブリに手動で圧縮力を加えて内側及び外側テレスコープ型部材を互いに他方に向かって運動させる。この動作は内側及び外側部材を分離させている戻しばねをも圧縮し、また同時に衝撃ばねを圧縮してその中にエネルギを蓄積させる。テレスコープ型アセンブリの収縮の終わり頃に打槌が保持メカニズムから解放され、圧縮された衝撃ばねは打槌を衝撃パッドに向かって駆動して衝撃エネルギを印加させ、圧電素子にまたがって電位または電圧を発生させる。この電位は、煙草ライター内の電気回路を形成している他の導電性素子を通して導かれる。この回路は、燃料を燃料源から解放させる弁付近に位置する開いた間隙を有している。上記電位はこの間隙にまたがってスパークを発生させ、解放された燃料に着火して炎を発生させる。このような圧電メカニズムの例が、米国特許第5,262,697号「ガスライター用圧電メカニズム」に開示されている。この'697号特許の開示は、本明細書に参照として採り入れられている。
５歳以下の幼い子供によるこれらの圧電ライターの操作能力を制限するために、ライター使用の困難さを増加させることが望ましい。この理由から、本特許明細書において提唱されている「子供に安全な」圧電ライターに対する試みが数多くなされてきた。これらの特許の例は、米国特許第5,145,358号、同第5,240,408号、同第4,904,180号、同第4,859,172号、同第4,859,172号、同第4,786,248号、及び同第5,228,849号を含む。これらの開示されている各デバイスに共通しているのは、テレスコープ型アセンブリを圧縮して圧電メカニズムを付活し、レバーを解放させるための親指パッドが、スパークの発生及び燃料の解放を阻止するラッチ部材によって圧縮されないようにしてあることである。通常は、ラッチ部材は親指パッドとライターボディの壁との間に配置されている。このラッチ部材は、親指パッドの押下を防ぐために、親指パッドとライターボディの壁との間に精密に整列、または位置決めされなければならない。
以上の如く、幼い子供が圧電点火メカニズムを操作する能力を制限し、しかもラッチ部材の使用を必要としないデバイスに対する要望が未だに存在している。
発明の要旨
従って、本発明の目的は、意図されていないユーザのライター操作能力を制限するライターを提供することである。
本発明の別の目的は、意図されていないユーザによるスパークの発生は阻止するが、ラッチ部材の使用は必要としない圧電点火メカニズムを提供することである。
本発明の別の目的は、圧電メカニズムを付活させる親指パッドをより力強く、目的をもって押下することを要求する圧電ライターを提供することである。
これらの、及び他の目的は、通常は戻しばねによって分離されている内側及び外側部材を有するテレスコープ型アセンブリと、このテレスコープ型アセンブリの内側に、好ましくは内側部材の内側に位置決めされている圧電素子と、内側部材内に配置されている打槌とを含む圧電点火メカニズムによって達成することができる。打槌は衝撃ばねによって圧電素子に向かってバイアスされており、この衝撃ばねは打槌とテレスコープ型アセンブリの端部材との間に位置決めされている。打槌は、通常は圧電素子に対向して位置決めされ、通常は圧電素子から所定の距離だけ離間されて保持されていて、解放されると圧電素子に衝突してスパークを発生させるようになっている。
点火メカニズムは、テレスコープ型アセンブリ内に配置されていて打槌を解放するようなアセンブリの連続運動に抵抗する抵抗ばねを更に含んでいる。スパークを発生させるためには、ユーザは内側部材を外側部材内へ押し込むことによってテレスコープ型アセンブリを圧縮する。この動作により、衝撃ばねが圧縮されてその中にエネルギを蓄積し、次いで打槌が解放されて圧縮された衝撃ばねが打槌を駆動し、それを圧電素子に衝突させることが可能になる。しかしながら打槌の解放前に、ユーザは先ず抵抗ばねを少なくとも部分的に圧縮する。抵抗ばねの剛さは、意図されていないるユーザによる圧電メカニズムの不要な点火に対して望ましい抵抗力を与えるように選択することができる。
【図面の簡単な説明】
本発明の特徴を理解し易くするために、以下の図面を添付してある。
図１は、組立てられた位置にあり、ガスライター内に配置されている本発明の圧電メカニズムが休止、または通常状態にある時の部分断面前面図である。
図２は、図１に示す圧電メカニズムの前面図である。
図３は、図２の圧電メカニズムの部分断面図である。
図４は、図１のメカニズムの内側テレスコープ型部材の前面図である。
図５は、図３の外側テレスコープ型部材の前面図である。
図６及び７は、打槌要素の前面及び側面図である。
図８、９、及び10は、それぞれ、外側テレスコープ型部材のためのエンドキャップの前面図（部分的に破線で示す）、側面図、及び平面図である。
図11は、図２の圧電メカニズムの縦前面図であって、衝撃ばねが部分的に圧縮され、抵抗ばねが圧縮されていないことを示している。
図12は、図11の部分断面図である。
図13は、図２の圧電メカニズムの縦前面図であって、衝撃の直前に衝撃ばね及び抵抗ばねが完全に圧縮されていることを示している。
図14は、図13の部分断面図である。
好ましい実施例の説明
添付図面においては、同一部品に対しては同一符号が使用されている。図１に示すように、休止、または通常状態にある本発明によるライターの圧電点火メカニズム10は、外側テレスコープ型部材12及び内側テレスコープ型部材14を備えている。戻しばね16が、外側アセンブリ12と内側アセンブリ14との間にあって、２つの部材をＸで示す距離だけ分離させている。圧電メカニズム10は、ライターのボディ内に位置する室内に配置されており、例えば圧縮された炭化水素ガスのような燃料源から分離されている。
図２及び３にも示すように、圧電メカニズム10は、アンビル部材22、圧電素子24、及び衝撃パッド26を備えている。図３に破線で示し、図６及び７にも示されている打槌部材28は、内側テレスコープ型部材14内を案内されている。打槌28は、これも内側部材14内に配置されている衝撃ばね30によって衝撃パッド26に向かって弾力的にバイアスされている。外側部材12は、それに取付けられている端部材32も有している。
打槌28は、その両側に形成されている２つのラグ34を有している。これらのラグ34は、図４に示すように内側部材14の両側に設けられている長手方向スロット36内に受入れられる。長手方向スロット36は。打槌28の変位を長手方向に制限するように案内する。各長手方向スロット36は、保持用ノッチ38を有している。ラグ34はスロット36を通り過ぎ、図１及び５に示されている外側部材12の両側に設けられている窓40内に突き出るように構成され、そのような寸法になっている。窓40は、上側傾斜表面42および下側傾斜表面44をも有している。従って、ラグ34の変位及び運動は、スロット36、ノッチ38、及び傾斜表面42及び44によって制御される。
図２及び３に示す通常の状態、または休止状態においては、打槌部材28のラグ34は内側アセンブリ部材14の長手方向スロット36のノッチ38内に保持されており、打槌28は衝撃パッド26から所定の距離X'だけ離間している。図２及び３に示すように、打槌部材28は、衝撃ばね30によって衝撃パッド26に向かって弾力的に押されている。衝撃ばね30の底端は端部材32の脚46に突き当たっている。衝撃ばね30の底端は、衝撃ばね30の位置決めを援助するためのボス48によっても受けられている。
抵抗ばね50も端部材32内に配置され、衝撃ばね30と同心にされている。抵抗ばね50は、図３に示す、そして図８及び10により詳しく示す端部材32の底に設けられているチャンネル52内に位置決めされる。図８及び９を参照する。端部材32は、その両側に配置されたフック54をも有している。フック54は、外側テレスコープ型部材12上の開口58と係合し、端部材32を外側部材12内に保持する。図９に示す休止状態においては、抵抗ばね50は内側部材14と物理的に接触していないことが好ましい。
スパークを発生させるためには、通常は、ユーザは内側テレスコープ型部材14を外側テレスコープ型アセンブリ12内へ押下げる、または押込み、それによって戻しばね16及び衝撃ばね30を圧縮させる。内側テレスコープ型アセンブリが押下げられると打槌部材28のラグ34は、図11に示すようにそれが傾斜表面44のトップに到達するまで下方に滑る。好ましい実施例では、この状態において、またはその付近において、内側テレスコープ型部材14の底60が、（図３及び12に示すように）抵抗ばね50と接触するようにしてある（図12に示す）。
抵抗ばね50がなければ、ラグ34がノッチ38から解放されるまで（例えば図13参照）内側テレスコープ型部材14を連続的に押し続けた場合、衝撃ばね30が圧縮され、打槌部材28のラグ34を傾斜表面44に沿って下方に押す。ラグ34が解放されると打槌28は直ちに圧縮されたばね30によって衝撃パッド26に向かって駆動され、衝撃パッド26に衝突して衝撃ばね30内に蓄積されていたエネルギを圧電素子24に転送するので、圧電素子24が励振されてそれにまたがって電位が発生する。
しかしながら、抵抗ばね50が存在する場合には、内側テレスコープ型部材14の底60が抵抗ばね50と接触すると、内側テレスコープ型部材14を押し続けるのに要する力の量が急激に増加する。換言すれば、内側テレスコープ型部材14を押し続けるためには、ユーザはそれまでの衝撃ばね30の抵抗と、抵抗ばね50からの付加的な抵抗とに打ち勝たなければならない。抵抗ばね50は、ラグ34をノッチ38から解放させるためにユーザが少なくとも部分的にばね50を押さなければならないような寸法であり、そのように構成されていることが好ましい。ばね50は、大人のユーザはその抵抗力に打ち勝つことはできるが、その抵抗力が子供のユーザによる圧縮には耐えるように構成し、そのような寸法にすることも有利であり得る。もしユーザが抵抗ばね50を少なくとも部分的に圧縮することができれば、図11に示すようにラグ34は傾斜表面のトップから、図13及び14に示すように傾斜表面の底まで運動できるので、ラグ34はノッチ38から解放され、再び長手方向スロット36と整列する。一方衝撃ばね30は、ラグ34の運動によって傾斜表面44に沿って更に圧縮される。ラグ34が解放された直後に、圧縮されていた衝撃ばね30は、圧縮された抵抗ばね50の援助を得て打槌28を衝撃パッドに向かって駆動し、それに衝突させる。
打槌28が衝撃パッド26に衝突した直後にユーザが親指パッド62（図１に示す）を離すだけで、圧縮された戻しばね16が再び内側及び外側テレスコープ型部材を互いに分離させ、傾斜表面42をノッチ38と整列させる。図５に示すように、傾斜表面42が全体的に上向きの勾配であるので、打槌28のラグ34は、ラグ34及び打槌28がノッチ38内に保持されるようにラグ34がノッチ38内に位置するまで、衝撃ばね30によって傾斜42に沿って押される。これが、図１、２、及び３に示す休止、または通常の状態である。
以上説明したように、本発明の圧電メカニズムは、ラッチ部材を使用することなく、望ましい高いしきい値レベルの操作力を必要とする。
図１を参照する。衝突エネルギを圧電素子24に転送する衝撃パッド26に打槌28が衝突すると、圧電素子24にまたがって電位差が発生する。圧電部材24は、第１電極64、アンビル22、圧電部材24、衝撃パッド26、カム部材66、弁アクチュエータ68、弁システム70、及び第２電極72からなる電気回路内の一要素である。従って、圧電素子24にまたがる電位差はこの回路を通して導かれ、第１電極64と第２電極72との間に実質的に同一の電位差を発生させる。この電位差は、これら２つの電極間の空隙を横切ってスパークを放電させるのに充分である。換言すれば、２つの電極は、それらの間に空気誘電体を有するキャパシタに類似の動作をする。この回路の構成要素を形成するのにどのような導電性材料も使用することができる。当業者ならば、この回路内のさまざまな構成要素のために適当な材料を選択することができよう。
親指パッド62を押下げてスパークを発生させる時、カム部材66も押下げられて弁アクチュエータ68に作用する。アクチュエータ68は、カム部材66がアクチュエータの一方の端を下方へ押すと、他方の端が上方へ運動させられて弁システム70を持上げ、燃料ガスを解放させるように旋回する。解放されたガスは、電極64と72との間のスパーク放電によって点火される。
弁システム70は、燃料源からの燃料の解放を制御する。図１に概要を示す好ましい実施例では、燃料源は圧縮された炭化水素ガスであり、弁システム70は常開弁であってばね部材74の圧力によって閉ざされている。この実施例では、弁アクチュエータ68は弁システム70に作用して弁ステム76を上方へ持上げ、圧縮された炭化水素ガスを解放させる。
別の実施例においては、内部ばねによって閉ざされている常閉弁を、弁システム70に上向きの圧力を加えて弁を開く弁アクチュエータと共に使用することができる。
ライターを動作させるためには、ユーザは先ず親指パッド62を押下げ、カム部材66を弁アクチュエータ68に係合させて弁ステム76を持上げ、燃料ガスを解放させる。親指パッド62を押下げると、内側部材が抵抗ばね50のトップと接触するまで衝撃ばね30を圧縮する。この点において、またはその付近においてユーザはばね50に打ち勝つための付加的な力を加えるべきである。これにより打槌28が保持メカニズムから解放され、圧縮されたばね30が打槌28を衝撃パッド26に対して駆動し、圧電素子24がスパークを発生するので解放された燃料に点火し、炎が発生する。消炎させるためには、ユーザが親指パッド62を解放するだけでよい。これにより、弁アクチュエータ68が解放され、ばね74が弁システム70を閉じる。ばね16は圧電点火メカニズム10を、図１、２、及び３に示すその休止、または通常の状態に戻す。本発明の圧電点火メカニズムは、天然ガスオーブンレンジ、戸外ガスグリル、または類似のデバイスと共に使用して、操作の難しさの程度を、従って子供による望ましくない操作に耐えるレベルを増加させることができる。
以上に説明した本発明は前述した目的を満足するように充分に計算されていることは明白であるが、当業者ならば多くの変更及び実施例を考案できることは明白であり、請求の範囲はこれらの変更及び実施例の全てが本発明の真の思想及び範囲内にあることを意図している。
【図１】
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【図４】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図８】
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【図９】
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【図６】
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【図７】
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【図１４】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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