(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被回動部材を所定量回動させる回転ヒンジ機構であって、
前記被回動部材を回動軸の回りに所定量回動可能に支持する支持部材と、
前記回動軸における前記支持部材と前記被回動部材との間に配置されたフリクション発生手段と
を具備し、
前記フリクション発生手段は、線バネであり、その中央で楕円を形成するように捩りを加えた状態で折り曲げられた先端部および当該先端部から延出する２本の線状部でなる押圧部と、上記線状部の端部でなる固定部とを有し、前記押圧部の前記先端部を前記回動軸に回動可能に貫通させ、かつ前記固定部を前記支持部材に固定することにより前記線バネの捩りに起因する押圧力を前記押圧部で発生させて前記支持部材および前記被回動部材を相反する方向に押圧して前記支持部材に対する前記被回動部材の回動位置をフリクションにより保持する
ことを特徴とする回転ヒンジ機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、被回動部材を回動軸の回りに回動させる回転ヒンジ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、スチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置においては、撮影中または撮影した画像を表示する表示手段として、ＬＣＤ（Liquid  Crystal   Display ）パネルが備えられており、このＬＣＤパネルが回動軸に関して回動可能に構成されている。
【０００３】
従来、ＬＣＤパネルを回動可能にする構成においては、ＬＣＤパネルと装置本体との間に回転ヒンジブロックを設けている。また、回転ヒンジ機構においては、フリクション発生のために、幅広の板バネを回転軸に挟んだ構成や回転軸と固定軸との間にコイルバネを挟んだ構成が採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成においては、回転軸やバネが大きく、特にここで用いるバネは弾性が強いのでこれを固定するために特別な治具が必要となる。このため、必然的に回転ヒンジブロックが大きくなる。近年、撮像装置は超小型化が求められており、従来のヒンジ機構では、超小型化に対応できない状況になってきている。したがって、超小型化に対応できる回転ヒンジ機構が求められている。
【０００５】
一方、従来の撮像装置においては、ＬＣＤパネルの収納時のロック機構や、ＬＣＤパネルの回転動作検出機構等も備えられているが、これらの機構も大きく、組立て性やコストの面でも問題があり、このままの構成では、超小型化の要望を満足することができない。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、超小型化に対応することができ、組立て性や被回動部材の固定力に優れた回転ヒンジ機構およびそれを用いた撮像装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、被回動部材を所定量回動させる回転ヒンジ機構であって、被回動部材を回動軸の回りに所定量回動可能に支持する支持部材と、回動軸における支持部材と被回動部材との間に配置されたフリクション発生手段とを具備し、フリクション発生手段は、線バネであり、その中央で楕円を形成するように捩りを加えた状態で折り曲げられた先端部および当該先端部から延出する２本の線状部でなる押圧部と、上記線状部の端部でなる固定部とを有し、押圧部の先端部を回動軸に回動可能に貫通させ、かつ固定部を支持部材に固定することにより線バネの捩りに起因する押圧力を押圧部で発生させて支持部材および被回動部材を相反する方向に押圧して支持部材に対する被回動部材の回動位置をフリクションにより保持する。
【０００８】
この構成によれば、フリクション発生手段の固定部を支持部材に固定することにより、押圧部で支持部材および被回動部材を相反する方向に同時に押圧することができるので、支持部材に対する被回動部材の位置を小さい構成で確実に固定することができる。したがって、超小型化に対応できる機構となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る回転ヒンジ機構を有する撮像装置を示す分解斜視図である。また、図２は、本発明の一実施形態に係る回転ヒンジ機構を有する撮像装置を示す組立て後の正面図である。
【００１７】
図中１は撮像ユニットを収容する装置本体であるカメラ本体を示す。カメラ本体１は略直方体形状を有している。カメラ本体１の一つの主面（レンズ面と反対側の面）の上方には、後述する接続部材であるフレキシブルプリント配線板（以下、ＦＰＣと省略する）を通す矩形形状の穴部２が形成されている。したがって、ＦＰＣは穴部２を通してカメラ本体１内に収容される撮像ユニットと電気的に接続されるようになっている。
【００１８】
カメラ本体１の穴部２を覆うようにして穴部２の大きさよりも小さい矩形形状であるＦＰＣ目隠し板３が配置されている。このＦＰＣ目隠し板３はの外側には、ＦＰＣ目隠し板３をカメラ本体１側に付勢するトーションバー４が配置されている。このトーションバー４は、一方の端部側がコの字形状に屈曲した屈曲部４ａが形成されており、他の端部側には、ＦＰＣ目隠し板３を押圧するための突出部４ｂが形成されている。この突出部４ｂは、ＦＰＣ目隠し板３により押圧されることにより、捩じり応力が加わり、その復元力によりＦＰＣ目隠し板３を押し返すようになっている。なお、トーションバー４は、その軸方向をカメラ本体の長手方向にほぼ平行にして捩じり応力を加えた状態で配置される。
【００１９】
また、カメラ本体１の上記主面の下方であって紙面向って左側には、後述するＬＣＤパネルを収納時にロックするロック機構のＬＣＤロックバネ５のロック部５ａがカメラ本体１内部から外部に突出している。このＬＣＤロックバネ５は線バネであり、その線状部５ｂがカメラ本体１内部では上記主面の裏側に沿って設置されている。この線状部５ｂは、上記主面の裏面側からＬＣＤロックバネ押え板６により押さえられている。このＬＣＤロックバネ押え板６は、その中央にネジ穴６ａが形成されており、そのネジ穴６ａに上記主面のネジ穴１ａを介してネジ２０が螺合することにより、上記主面の裏面に螺着されている。
【００２０】
トーションバー４の外側には、支持部材であるヒンジ固定板７が配置されている。このヒンジ固定板７は、プレート部７ａと、プレート部７ａの両端部に設けられたフランジ部７ｂ，７ｃとから主に構成されている。プレート部７ａには、カメラ本体１に設けられている穴部２に対応する位置に切欠き部７ｄが形成されている。この切欠き部７ｄの大きさは、カメラ本体１の穴部２にほぼ対応している。また、切欠き部７ｄは、線状体であるトーションバー４で付勢されたＦＰＣ目隠し板３がトーションバー４の付勢力に抗して可動するときにヒンジ固定板７が障害にならないように構成されている。
【００２１】
ヒンジ固定板７のフランジ部７ｂおよび７ｃは、プレート部７ａに対して同じ方向（カメラ本体と反対側）に延出するように形成されている。フランジ部７ｂの中央には、軸体用の２つのカシメ穴７ｅと、２つのカシメ穴７ｅの間にフリクションバネ押え板用のネジ穴７ｆが形成されている。またフランジ部７ｂの上部には、回転軸用の嵌合穴７ｇが形成されている。
【００２２】
２つのカシメ穴７ｅには、それぞれ軸体８の第１の突出部８ａの先端がカシメられており、これにより軸体８がヒンジ固定板７に固定される。また、軸体８の第２の突出部８ｂの先端は、ラック板９の長穴９ａを通してラック板押え板１０のカシメ穴１０ａにカシメられており、これにより軸体８がラック板９を介してラック板押え板１０に固定される。また、ラック板押え板１０には、ラック板９を上に（図中の上下方向）付勢するように巻回された付勢バネ１１が取り付けられる。ラック板９は、軸体８の第２の突出部８ｂが長穴９ａに嵌合しているので、上下方向に摺動移動可能になっている。なお、ラック板９の上端には、後述する欠歯歯車の切欠き部と間欠的に噛み合うラック部９ｂが形成されており、ラック板９の底部には、外側に突出するフランジ部９ｃが形成されている。
【００２３】
ヒンジ固定板７の嵌合穴７ｇには、第１の回転軸１２が取り付けられている。第１の回転軸１２は、フランジ部１２ａと、フランジ部１２ａの一方の面の中央から延出するシャフト部１２ｂと、フランジ部１２ａの他方の面の中央から突出する突出部１２ｃとから主に構成されている。このシャフト部１２ｂは、径が小さくなっており、この部分が前記嵌合穴７ｇに嵌合する。また、突出部１２ｃは、切欠き部１３ａを有する欠歯歯車１３の穴部１３ｂにカシメにより固定されるようになっている。
【００２４】
ヒンジ固定板７のフランジ部７ｂの内側には、フリクション発生手段であるフリクションバネ１４が配置される。このフリクションバネ１４は、線バネであり、その中央で楕円を形成するように捩じりを加えた状態で曲げられており、線バネの端部が重ね合わせてある。この楕円形状の部分が押圧部１４ａであり、端部が固定部１４ｂである。したがって、固定部１４ｂを固定することにより、線バネの捩じりに起因するフリクションが発生して押圧部１４ａで押圧が可能となる。
【００２５】
このフリクションバネ１４は、その押圧部１４ａを挟むようにしてワッシャ１５が配置され、内側のワッシャ１５の内側には、さらにカラー１６が配置される。このワッシャ１５、フリクションバネ１４の押圧部１４ａ、ワッシャ１５、およびカラー１６を前述の第１の回転軸１２のシャフト部１２ｂが貫通するようになっている。
【００２６】
一方、フリクションバネ１４の固定部１４ｂには、フリクションバネ押え板１７が被せられる。このフリクションバネ押え板１７には、ネジ穴１７ａが形成されており、このネジ穴１７ａを介してネジ２０がヒンジ固定板７のフランジ部７ｂに形成されたネジ穴７ｆと螺合するようになっている。これにより、フリクションバネ押え板１７がフリクションバネ１４の固定部１４ｂをヒンジ固定板７のフランジ部７ｂ側に押圧し、この押圧力により押圧部１４ａにおいてフリクションが発生する。
【００２７】
また、第１の回転軸１２のシャフト部１２ｂは先端が小径になっており、その先端がカラー１６までを貫通し、さらに第１のＬＣＤキャビネット１８とカシメにより固定される。第１のＬＣＤキャビネット１８は、左右および下部にＬＣＤ１９を収容するための折り返し部１８ａが設けられている。この折り返し部１８ａの上部には、回転軸用の嵌合穴１８ｂが設けられており、紙面向って右側の嵌合穴１８ｂに第１の回転軸のシャフト部１２ｂが嵌合することにより、両者が結合するようになっている。一方、紙面向って左側の折り返し部１８ａの嵌合穴１８ｂには、嵌合部分が小径である第２の回転軸２１が嵌合するようになっている。この折り返し部１８ａの下部には、前述したＬＣＤロックバネ５のロック部５ａと噛み合う突起部１８ｃが形成されている。
【００２８】
第２の回転軸２１の大径部はヒンジ固定板７のフランジ部７ｃの上部に形成された嵌合穴７ｇに嵌合される。このフランジ部７ｃは、嵌合穴７ｇが形成された上部が幅広で下部が幅狭に形成されており、中央部にネジ穴７ｆが形成されている。また、フランジ部７ｃの外側には、ヒンジカバーキャビネット２２が配置される。ヒンジカバーキャビネット２２は、フランジ部７ｃとほぼ同じ形状を有しており、その中央には、ネジ穴２２ａが形成されている。このネジ穴２２ａを介してネジ２０をフランジ部７ｃのネジ穴７ｆに螺合することにより、ヒンジカバーキャビネット２２をフランジ部７ｃに螺着するようになっている。
【００２９】
第１のＬＣＤキャビネット１８の折り返し部１８ａ内には、上部に接続部材であるＦＰＣ２３ａを有するＬＣＤ２３が収容される。このＦＰＣ２３ａは、第１のＬＣＤキャビネット１８の上部であって、ヒンジ固定板７の切欠き部７ａと対応する位置に形成された切欠き部１８ｅを通るようになっている。
【００３０】
ＬＣＤ２３を収容した第１のＬＣＤキャビネット１８上には、第２のＬＣＤキャビネット２４が被せられる。第２のＬＣＤキャビネット２４には、４辺に沿って折り返し部２４ｂが形成されており、この折り返し部２４ｂの中央にはネジ穴２４ａが形成されている。第１のＬＣＤキャビネット１８の折り返し部１８ａおよび第２のＬＣＤキャビネット２４の折り返し部２４ｂは対向する向きに延出しており、これにより両者の間でＬＣＤ２３を収納するように構成されている。また、第１のＬＣＤキャビネット１８の折り返し部１８ａのネジ穴１８ｄおよび第２のＬＣＤキャビネット２４の折り返し部２４ｂのネジ穴２４ａがネジ２０により螺着されることにより、第１のＬＣＤキャビネット１８、ＬＣＤ２３、および第２のＬＣＤキャビネット２４が一体となり被回動部材である表示手段のＬＣＤユニット２５となる。
【００３１】
このようにして構成されたヒンジ固定板７のネジ穴７ｆとカメラ本体１のネジ穴１ａとをネジ２０により螺着することにより、カメラ本体１に固定されたヒンジ固定板７に、回転軸１２，２１の回りに回動自在であるＬＣＤユニット２５が取り付けられることになる。上記のようにして組み立てられた状態を図２に示す。なお、図２において、２６は、ラック部９のフランジ部９ｃに当接することによりスイッチングを行う検出スイッチを示し、２７は、検出スイッチ２６が接続されている基板を示す。
【００３２】
次に、上記構成を有する回転ヒンジ機構を備えた撮像装置の動作について説明する。まず、フリクション発生機構の動作について説明する。
図３は、フリクション発生機構部分を示す拡大図である。また、図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。フリクション発生機構に使用するフリクションバネ１４は、線バネで構成されており、円形の外形を有する先端部と、先端部から延出する２本の線状部と、線間が線状部よりも広くなっている固定部１４ｂとから構成されている。なお、先端部と線状部で押圧部１４ａを構成している。
【００３３】
先端部が存在する平面と固定部１４ｂが存在する平面は、所定の角度を持って捩じれており、これによりフリクションが発生するようになっている。すなわち、フリクションバネ押え板１７によりフリクションバネ１４の固定部１４ｂをヒンジ固定板７のフランジ部７ｂに固定することにより、先端部の平面がフリクションバネ押え板１７およびフランジ部７ｂの平面からずれる。このずれがフリクションの発生源となる。
【００３４】
図５は、図４におけるＶ−Ｖ線に沿う断面図である。上述したように、フリクションバネ押え板１７によりフリクションバネ１４の固定部１４ｂをヒンジ固定板７のフランジ部７ｂに固定すると、フリクションバネ１４の先端部の平面がフリクションバネ押え板１７およびフランジ部７ｂの平面からずれることになるが、先端部の平面はワッシャ１５およびカラー１６を経て第１のＬＣＤキャビネット１８の折り返し部１８ａの平面とほぼ平行になるように強制されている。この折り返し部１８ａの平面は、フリクションバネ押え板１７およびフランジ部７ｂの平面とほぼ平行に配置されている。
【００３５】
したがって、図５に示すように、この状態では、フリクションネジ１４に捩じりトルクＴ１，Ｔ２が発生する。この捩じりトルクＴ１，Ｔ２により、フリクション荷重Ｐ１，Ｐ２が発生する。このフリクション荷重は非常に大きいので、ＬＣＤユニットを所望の位置で固定することができる。
【００３６】
このフリクション荷重は非常に大きいが、ネジ２０を締め付けるまでは発生しないので、第１の回転軸１２の回りの部品を簡単に組み立てることができる。また、ネジは楔効果により、大きな力に耐えることができ、締め付けも簡単である。しかも小さなネジ締めストロークで確実にフリクションを発生させることができる。このように、上記フリクション発生機構は、被回動部材に対して優れた固定力を発揮し、小さなスペースで安定したフリクションを発生できる。また、上記フリクション発生機構は、超小型で特別な治具を必要とせずに組み立て易く、しかも低コスト部品で構成できるので製造コストを安くすることができる。
【００３７】
次に、回転動作検出機構の動作について説明する。
図６（ａ）〜（ｄ）は、回転動作検出機構を説明するための図である。まず、図６（ａ）に示すように、ＬＣＤユニット２５がカメラ本体１に収納されている状態では、付勢バネ１１がその弾性力によりラック板９を矢印Ａ方向に付勢している。ＬＣＤユニット２５をカメラ本体１から開いていくと、図６（ｂ）に示すように、ＬＣＤユニット２５と共に欠歯歯車１３が回転する。
【００３８】
さらに、ＬＣＤユニット２５を開くと、図６（ｃ）および（ｄ）に示すように、欠歯歯車１３の切欠き部１３ａがラック板９のラック部９ｂと噛み合う。これにより、ＬＣＤユニット２５の動きに応じて、ラック板９が押し下げられる。このとき、付勢バネ１１は矢印Ａ方向と反対方向に押圧される。また、ラック板９のフランジ部９ｃが切替手段である検出スイッチ２６と接触してスイッチを押す。
【００３９】
これにより、検出スイッチ２６がＯＮとなり、ＬＣＤの表示画面における画像の向きが変えられる。この結果、例えば表示手段に表示する画像を、装置を持ちかえることなく相手に見せることができるようになる。また、この機構は、カム等を使用しないので、超小型化に対応することができる。
【００４０】
一方、ＬＣＤユニット２５をカメラ本体１側に収納すると、その動作に伴い、付勢バネ１１がその復元力によりラック板９を押し上げる（矢印Ａ方向）。これにより、ラック板９のフランジ部９ｃが検出スイッチ２６から離れて、ＬＣＤの表示画面における画像の向きが元に戻る。
【００４１】
次に、接続部材カバー機構の動作について説明する。
図７（ａ）〜（ｅ）は、接続部材カバー機構を説明するための図である。まず、図７（ａ）に示すように、ＬＣＤユニット２５がカメラ本体１に収納されている状態では、トーションバー４の付勢力に抗してＬＣＤユニット２５がＦＰＣ目隠し板３を押さえ込んでいる。この状態では、ＦＰＣ２３ａはＬＣＤユニット２５により覆い隠されている。なお、トーションバー４は、設置する際に捩じり応力が加えられており、図中矢印Ｂ方向にＦＰＣ目隠し板３を付勢するようになっている。
【００４２】
図７（ｂ）〜（ｅ）に示すように、ＬＣＤユニット２５を開いて、ＦＰＣ目隠し板３を開放していくと、トーションバー４の付勢力によりＦＰＣ目隠し板３が矢印Ｂ方向に持ち上げられる。このとき、ＦＰＣ２３ａは、ＬＣＤユニット２５とトーションバー４により持ち上げられたＦＰＣ目隠し板３との間に挟まれ、ＦＰＣ目隠し板３により覆い隠される。したがって、ＬＣＤユニット２５が開閉してもＦＰＣ２３ａを常にカバーすることができ、使用者の手が触れることを防止できる。したがって、常にＦＰＣ２３ａを保護できると共に、外観を向上させることができる。
【００４３】
一方、ＬＣＤユニット２５をカメラ本体１に収納すると、トーションバー４の付勢力に抗してＬＣＤユニット２５でＦＰＣ目隠し板３を押さえ込むようになり、図７（ａ）の状態となる。
【００４４】
次に、ＬＣＤユニットのロック機構の動作について説明する。
図８は、ＬＣＤユニットのロック機構を説明するための図である。
ＬＣＤロックバネ５は、予め図中矢印Ｃ方向と反対の方向に付勢されており、片持ちばりとして支持されている。ＬＣＤユニット２５を収納および開くときには、第１のＬＣＤキャビネット１８の折り返し部１８ａの突起部１８ｃの先端がＬＣＤロックバネ５のロック部５ａを矢印Ｃ方向に押し下げる。これと同時に突起部１８ｃはロック部５ａを乗り越える。これにより、ＬＣＤユニット２５をロックおよびフリーにすることができる。このときに、クリック感があるので、ロック状態を容易に認識することができる。
【００４５】
なお、このロック機能としては、一方の端部を固定した捩じりコイルを用いた構成としても良い。
【００４６】
上記実施形態では、回転ヒンジ機構をスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に用いた場合について説明しているが、回動部を有する他の製品に上記回転ヒンジ機構を適用することもできる。また、上記実施形態では、一軸の機構について説明しているが、二軸以上の機構であっても本発明を適用することができる。
【００４７】
上記実施形態においては、フリクション発生手段として一つのフリクションバネを用いた場合について説明しているが、捩じりトルクによりフリクションを発生するものであれば同様に効果を発揮することができる。また、フリクション発生手段を複数にすることにより、さらに大きな効果を発揮させることができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の回転ヒンジ機構は、中央で楕円を形成するように捩りを加えた状態で折り曲げた線バネをフリクション発生手段として有し、その端部を固定部としかつ楕円形状の部分を押圧部として、被回動部材と共に回動軸に押圧部を回動可能に貫通し、かつ、固定部を支持部材に固定することにより、線バネの捩りに起因して押圧部で支持部材および被回動部材を相反する方向に押圧して支持部材に対する被回動部材の回動位置を保持するフリクションを発生せることができる。
【００４９】
したがって、フリクションバネのみにより大きな押圧力を得ることができ、超小型化に対応することができ、組立て性や被回動部材の固定力に優れた回転ヒンジ機構を実現することができる。その結果、超小型の撮像装置を実現することができる。
【００５０】
また、回転軸が従来のようにＬＣＤ等の表示手段の上部に回転ヒンジブロックとして設けられずに、横に小さく設けられているので、外観上も良好である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る回転ヒンジ機構を有する撮像装置を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る回転ヒンジ機構を有する撮像装置を示す組立て後の正面図である。
【図３】上記実施形態におけるフリクション発生機構を説明するための拡大図である。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】図４におけるＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】上記実施形態における回転動作検出機構を説明するための図である。
【図７】上記実施形態における接続部材カバー機構を説明するための図である。
【図８】上記実施形態におけるＬＣＤユニットのロック機構を説明するための図である。
【符号の説明】
１…カメラ本体、１ａ，６ａ，７ｆ，１７ａ，２２ａ，２４ａ…ネジ穴、
２，１３ｂ…穴部、３…ＦＰＣ目隠し板、４…トーションバー、４ａ…屈曲部、
４ｂ…突出部、５…ＬＣＤロックバネ、５ａ…ロック部、５ｂ…線状部、
６…ＬＣＤロックバネ押え板、７…ヒンジ固定板、７ａ…プレート部、
７ｂ，７ｃ，９ｃ，１２ａ…フランジ部、７ｄ，１３ａ…切欠き部、
７ｅ，１０ａ…カシメ穴、７ｇ，１８ｂ…嵌合穴、８…軸体、
８ａ…第１の突出部、８ｂ…第２の突出部、９…ラック板、９ａ…長穴、
９ｂ…ラック部、１０…ラック板押え板、１１…付勢バネ、
１２…第１の回転軸、１２ｂ…シャフト部、１２ｃ…突出部、１３…欠歯歯車、
１４…フリクションバネ、１４ａ…押圧部、１４ｂ…固定部、１５…ワッシャ、
１６…カラー、１７…フリクションバネ押え板、
１８…第１のＬＣＤキャビネット、１８ａ，２４ｂ…折り返し部、
１９…ＬＣＤ、２０…ネジ、２１…第２の回転軸、
２２…ヒンジカバーキャビネット、２３ａ…ＦＰＣ、
２４…第２のＬＣＤキャビネット、２５…ＬＣＤユニット、
２６…検出スイッチ、２７…基板。
【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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