(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出容量を変更可能な容量可変型圧縮機の制御弁において、バルブハウジング内に配設された弁体を作動させる可動鉄心と、
前記可動鉄心を移動可能に内包する有底筒状の非磁性材料からなるスリーブと、
前記スリーブの外側に配置されて前記可動鉄心に電磁力を付与するコイルと、
前記バルブハウジングを構成するヨークと、
前記スリーブの筒部と前記ヨークとの間をシールするシール部材と、
前記スリーブをその底面で位置固定する樹脂からなる固定部材と
を備えたことを特徴とする容量可変型圧縮機の制御弁。
【請求項２】
前記固定部材は、前記コイルをモールドするモールド樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の容量可変型圧縮機の制御弁。
【請求項３】
前記スリーブの筒部先端部には、前記シール部材に引っかかる形状に開口を広げた形状の掛止部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の容量可変型圧縮機の制御弁。
【請求項４】
前記モールド樹脂からなる固定部材に非磁性の補強部材をインサート成形し、前記固定部材は前記スリーブの底面を前記非磁性の補強部材を介して保持することを特徴とする請求項２〜３のいずれか一項に記載の容量可変型圧縮機の制御弁。
【請求項５】
前記コイルに対し前記シール部材と軸方向反対側位置には前記ヨークを構成する磁路形成体が配置されており、該磁路形成体は、前記スリーブの底面にまで延接していない状態に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の容量可変型圧縮機の制御弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調システムに使用される可変容量型圧縮機の制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開２０００−１８４２０号公報には、可動鉄心（プランジャ）が移動可能に収容されたスリーブとバルブハウジングとを有する制御弁が開示されている。このような制御弁では、スリーブとバルブハウジングとがロー付けによって固定されていた。ロー付けすることによって、スリーブの位置固定が行われると共に、気密性が確保されスリーブとバルブハウジングのシールを行なっている。バルブハウジングはヨークを構成するため鉄系金属、スリーブは磁性を持たないステンレス材からなっている。このため、鉄系金属であるバルブハウジングには防錆処理のためメッキ加工が施されていた。
【０００３】
また特開平２０００-１２０９１２号公報記載の制御弁では、スリーブとバルブハウジングの間がＯリングによりシールされていた。スリーブはその鍔部をバルブハウジングの構成部品に挟み込むことで位置固定されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者の制御弁で行なっていたロー付け加工は、加工費用が高い。また、ロー付け加工が高温状態で行われるため、メッキ加工はスリーブとバルブハウジングとのロー付け後に行なう必要がある。しかし、スリーブはステンレス材を用いているためメッキが付着しづらく、また、スリーブの内周面は可動鉄心の摺動面であるため、メッキが剥がれて異物となるのは好ましくない。そのため、メッキ加工を施す際、スリーブ内がメッキされないようにマスキングをしていた。すなわち、まずバルブハウジングとスリーブをロー付けし、その後、スリーブをマスキングした状態でバルブハウジングにメッキ加工を施す。従って、スリーブ内へのメッキを防ぐためのマスキングによって、加工工数が増えていた。
【０００５】
また、後者の制御弁では、ロー付けの必要がないためバルブハウジングだけにメッキ加工を施すことができる。しかし、前者の制御弁のスリーブのように有底筒形状とした場合、スリーブ内を高圧側とした制御弁ではスリーブ内の高圧ガスによってスリーブの軸方向にかかる負荷により鍔部に曲げ応力が働き、スリーブの鍔部が変形等する虞があった。従来の制御弁においては、以上のような不都合があった。
【０００６】
本発明の目的は、スリーブとバルブハウジングをロー付けによらずシールでき、加工工数を減らし製造コストを抑えることができるとともに、スリーブ内を高圧側として使用した場合でもスリーブの変形等を回避できる容量可変型圧縮機の制御弁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】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、吐出容量を変更可能な容量可変型圧縮機の制御弁において、バルブハウジング内に配設された弁体を作動させる可動鉄心と、前記可動鉄心を移動可能に内包する有底筒状の非磁性材料からなるスリーブと、前記スリーブの外側に配置されて前記可動鉄心に電磁力を付与するコイルと、前記バルブハウジングを構成するヨークと、前記スリーブの筒部と前記ヨークとの間をシールするシール部材と、前記スリーブをその底面で位置固定する樹脂からなる固定部材とを備えたことを要旨とする。
【０００８】
この発明によれば、有底筒状のスリーブは底面で樹脂からなる固定部材によって固定され、スリーブの筒部とヨークとの間はシール部材によってシールされている。また、ヨーク及び可動鉄心によって磁路が形成され、可動鉄心が移動可能となっている。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記固定部材は、前記コイルをモールドするモールド樹脂からなることを要旨とする。
この発明によれば、モールド樹脂によって有底筒状のスリーブの底面を固定している。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記スリーブの筒部先端部には、前記シール部材に引っかかる形状に開口を広げた形状の掛止部を有することを要旨とする。
【００１１】
この発明によれば、スリーブの筒部先端部にある、開口を広げた形状の掛止部をシール部材に引っかけることが可能となる。これにより、組付け時にヨークからスリーブが抜け落ちることを防止することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、前記モールド樹脂からなる固定部材に非磁性の補強部材をインサート成形し、前記固定部材は前記スリーブの底面を前記非磁性の補強部材を介して保持することを要旨とする。
【００１３】
この発明によれば、有底筒状のスリーブの底面をモールド樹脂からなる固定部材で直接固定するよりも、非磁性の補強部材を介して固定することにより、スリーブ保持部の補強ができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明において、前記コイルに対し前記シール部材と軸方向反対側位置には前記ヨークを構成する磁路形成体が配置されており、該磁路形成体は、前記スリーブの底面にまで延接していない状態に配置されていることを要旨とする。
【００１５】
この発明によれば、ヨークを構成する磁路形成体が、有底筒状のスリーブの底面に延接しておらず、有底筒状のスリーブの底面から入り込む磁路を、非常に小さく抑制することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を車両用空調装置が備える容量可変型斜板式圧縮機の制御弁に具体化した一実施形態を図１及び図２に従って説明する。
【００１７】
（容量可変型斜板式圧縮機）
図１に示すように容量可変型斜板式圧縮機（以下単に圧縮機とする）は、シリンダブロック１と、その前端に接合固定されたフロントハウジング２と、シリンダブロック１の後端に弁形成体３を介して接合固定されたリヤハウジング４とを備えている。
【００１８】
前記シリンダブロック１とフロントハウジング２とで囲まれた領域にはクランク室５が区画されている。クランク室５内には駆動軸６が回転可能に支持されている。同駆動軸６は、外部駆動源としての車両のエンジンＥに作動連結されている。クランク室５において駆動軸６上には、ラグプレート１１が一体回転可能に固定されている。
【００１９】
前記クランク室５内には斜板１２が収容されている。斜板１２は、駆動軸６にスライド移動可能でかつ傾動可能に支持されている。ヒンジ機構１３は、ラグプレート１１と斜板１２との間に介在されている。従って、斜板１２は、ヒンジ機構１３を介したラグプレート１１との間でのヒンジ連結、及び駆動軸６の支持により、ラグプレート１１及び駆動軸６と同期回転可能であるとともに、駆動軸６の軸線方向へのスライド移動を伴いながら駆動軸６に対し傾動可能となっている。
【００２０】
複数（図面には一つのみ示す）のシリンダボア１ａは、前記シリンダブロック１において駆動軸６を取り囲むようにして貫設形成されている。片頭型のピストン２０は、各シリンダボア１ａに往復動可能に収容されている。シリンダボア１ａの前後開口は、弁形成体３及びピストン２０によって閉塞されており、このシリンダボア１ａ内にはピストン２０の往復動に応じて体積変化する圧縮室が区画されている。各ピストン２０は、シュー１９を介して斜板１２の外周部に係留されている。従って、駆動軸６の回転に伴う斜板１２の回転運動が、シュー１９を介してピストン２０の往復直線運動に変換される。
【００２１】
前記弁形成体３とリヤハウジング４との間には、吸入室２１及び吐出室２２がそれぞれ区画形成されている。そして、吸入室２１の冷媒ガスは、各ピストン２０の上死点位置から下死点側への移動により、弁形成体３に形成された吸入ポート２３及び吸入弁２４を介してシリンダボア１ａに吸入される。シリンダボア１ａに吸入された冷媒ガスは、ピストン２０の下死点位置から上死点側への移動により所定の圧力にまで圧縮され、弁形成体３に形成された吐出ポート２５及び吐出弁２６を介して吐出室２２に吐出される。
【００２２】
（容量制御構成）
前記斜板１２の傾斜角度制御に関与する、クランク室５の圧力（クランク圧Ｐｃ）を制御するためのクランク圧制御機構は、図１に示す圧縮機ハウジング内に設けられた抽気通路２７、及び給気通路２８並びに制御弁ＣＶによって構成されている。抽気通路２７はクランク室５と吸入圧力（Ｐｓ）領域である吸入室２１とを接続する。給気通路２８は吐出圧力（Ｐｄ）領域である吐出室２２とクランク室５とを接続し、その途中には制御弁ＣＶが配設されている。
【００２３】
そして、前記制御弁ＣＶの開度を調節することで、給気通路２８を介したクランク室５への高圧な吐出ガスの導入量と抽気通路２７を介したクランク室５からのガス導出量とのバランスが制御され、クランク圧Ｐｃが決定される。クランク圧Ｐｃの変更に応じて、ピストン２０を介してのクランク圧Ｐｃとシリンダボア１ａ（圧縮室）の内圧との差が変更され、斜板１２の傾斜角度が変更される結果、ピストン２０のストロークすなわち吐出容量が調節される。
【００２４】
（制御弁）
図２に示すように制御弁ＣＶは、その上半部を占める入れ側弁部と、下半部を占める、ソレノイド部６０とを備えている。入れ側弁部は、吐出室２２とクランク室５とを接続する給気通路２８の開度（絞り量）を調節する。ソレノイド部６０は、制御弁ＣＶ内に配設された作動ロッド４０を、外部からの通電制御に基づき付勢制御するための一種の電磁アクチュエータである。作動ロッド４０は、先端部たる隔壁部４１、連結部４２、略中央の弁体部４３及び基端部たるガイドロッド部４４からなる棒状部材である。弁体部４３はガイドロッド部４４の一部に当たる。
【００２５】
前記制御弁ＣＶのバルブハウジング４５は、栓体４５ａと、入れ側弁部の主な外郭を構成する上半部本体４５ｂと、ソレノイド部６０の主な外郭を構成するヨーク４５ｃとから構成されている。バルブハウジング４５の上半部本体４５ｂ内には弁室４６及び連通路４７が区画され、同上半部本体４５ｂとその上部に圧入された栓体４５ａとの間には感圧室４８が区画されている。
【００２６】
前記弁室４６及び連通路４７内には、作動ロッド４０が軸方向（図面では上下方向）に移動可能に配設されている。弁室４６及び連通路４７は作動ロッド４０の配置次第で連通可能となる。これに対して連通路４７と感圧室４８とは、同連通路４７に嵌入された作動ロッド４０の隔壁部４１によって遮断されている。
【００２７】
前記弁室４６の底壁は後記固定鉄心６３の上端面によって提供されている。弁室４６を取り囲むバルブハウジング４５の周壁には半径方向に延びるポート５１が設けられ、このポート５１は給気通路２８の上流部を介して弁室４６を吐出室２２に連通させる。連通路４７を取り囲むバルブハウジング４５の周壁にも半径方向に延びるポート５２が設けられ、このポート５２は給気通路２８の下流部を介して連通路４７をクランク室５に連通させる。従って、ポート５１、弁室４６、連通路４７及びポート５２は制御弁内通路として、吐出室２２とクランク室５とを連通させる給気通路２８の一部を構成する。
【００２８】
前記弁室４６内には作動ロッド４０の弁体部４３が配置されている。弁室４６と連通路４７との境界に位置する段差は弁座５３をなしており、連通路４７は一種の弁孔をなしている。そして、作動ロッド４０が図２の位置（最下動位置）から弁体部４３が弁座５３に着座する最上動位置へ上動すると、連通路４７が遮断される。
【００２９】
前記感圧室４８内には、ベローズよりなる感圧部材５４が収容配置されている。同感圧部材５４は銅系等の金属材料からなり、その上端部はバルブハウジング４５の栓体４５ａに溶接等によって固定されている。従って、感圧室４８内は、有底円筒状をなす感圧部材５４によって、同感圧部材５４の内空間である第１圧力室５５と、同感圧部材５４の外空間である第２圧力室５６とに区画されている。
【００３０】
前記感圧部材５４の底壁部にはロッド受け５４ａが凹設されており、同ロッド受け５４ａには作動ロッド４０の隔壁部４１の先端部が挿入されている。感圧部材５４は圧縮弾性変形された状態で組み付けられており、この弾性変形に基づく付勢力によって、ロッド受け５４ａを介して隔壁部４１に対して押さえ付けられている。
【００３１】
前記第１圧力室５５は、栓体４５ａに形成されたＰ１ポート５７及び第１検圧通路３７を介して、第１圧力監視点Ｐ１である吐出室２２と連通されている。第２圧力室５６は、バルブハウジング４５の上半部本体４５ｂに形成されたＰ２ポート５８及び第２検圧通路３８を介して第２圧力監視点Ｐ２と連通されている。つまり、第１圧力室５５には第１圧力監視点Ｐ１の監視圧力ＰｄＨが導かれ、第２圧力室５６には第２圧力監視点Ｐ２の監視圧力ＰｄＬが導かれている。
【００３２】
前記ソレノイド部６０は、有底円筒形状のスリーブ６１を備えている。スリーブ６１はその筒部６１ａの開口側先端部６１ｂにおいてバルブハウジング４５を構成するヨーク４５ｃに対してシール部材としてのＯリング６２によってシールされている。スリーブ６１にはその筒部６１ａの開口側から所定深さまで固定鉄心６３が挿入された状態に配置されており、固定鉄心６３によって、スリーブ６１内にはソレノイド室６４が区画されている。ソレノイド室６４内には、可動鉄心６５が軸方向に移動可能に収容されている。固定鉄心６３の中心には軸方向に延びるガイド孔６６が形成され、そのガイド孔６６内には、作動ロッド４０のガイドロッド部４４が軸方向に移動可能に配置されている。ガイドロッド部４４の基端（同図では下端）は、ソレノイド室６４内において可動鉄心６５に嵌合固定されている。従って、可動鉄心６５と作動ロッド４０とは常時一体となって上下動する。
【００３３】
前記ソレノイド室６４において固定鉄心６３と可動鉄心６５との間には、コイルバネよりなる弁体付勢バネ６７が収容されている。この弁体付勢バネ６７は、可動鉄心６５を固定鉄心６３から離間させる方向に作用して、作動ロッド４０（弁体部４３）を図面下方に向けて付勢する。
【００３４】
前記スリーブ６１の周囲にはコイル６８ａ、磁性体（鉄系金属）である磁路形成体６８ｂ及びモールド樹脂部６８ｃが設けられている。コイル６８ａは、前記固定鉄心６３及び可動鉄心６５の周囲に、これら鉄心６３，６５を跨ぐ範囲で巻回されている。コイル６８ａは、ヨーク４５ｃの内周面とスリーブ６１の外周面とにより区画された円環状の収容凹部に圧入された状態に配置されている。
【００３５】
磁路形成体６８ｂは、コイル６８ａの図面下方側に配置された状態でスリーブ６１に外嵌されており、その内周面はスリーブ６１の筒部６１ａに当接した状態にある。磁路形成体６８ｂはスリーブ６１の底面にまで延接していない。本実施形態ではヨーク４５ｃおよび磁路形成体６８ｂによりヨークが構成されている。また、磁路形成体６８ｂ、ヨーク４５ｃ、固定鉄心６３、可動鉄心６５及び作動ロッド４４によって磁路を形成している。
【００３６】
モールド樹脂部６８ｃは、スリーブ６１の底面を固定し、このモールド樹脂部６８ｃによってスリーブ６１の位置決めがなされている。すなわちスリーブ６１の底面はモールド樹脂部６８ｃによって完全に覆われている。またモールド樹脂部６８ｃの端部（図２の下端部）には端子ピン６９が設けられている。
【００３７】
このコイル６８ａには、外部情報検知手段７１からの外部情報（車室温度情報や設定温度情報等）に応じた制御装置７２の指令に基づき、駆動回路７３から駆動信号が供給され、コイル６８ａは、その電力供給量に応じた大きさの電磁吸引力（電磁付勢力）を可動鉄心６５と固定鉄心６３との間に発生させる。なお、コイル６８ａへの通電制御は、同コイル６８ａへの印加電圧を調整することでなされる。
【００３８】
防錆処理に必要なメッキ加工はヨーク４５ｃのみに対して単独で行い、メッキ加工後に、組付けを行う。組付けは、ヨーク４５ｃとスリーブ６１の筒部６１ａの開口側先端部６１ｂとをＯリング６２によってシールされた状態にまず組付ける。次に、スリーブ６１内に、予め組付けた可動鉄心６５、固定鉄心６３、作動ロッド４０等を挿入して入れ側弁部を組付ける。その後、ヨーク４５ｃに対し、コイル６８ａ、磁路形成体６８ｂ等を組付けた後、端部を樹脂でモールドする。スリーブ６１の筒部６１ａはストレートで、従来技術のような鍔部で固定するものではなく、スリーブ６１はモールド樹脂部６８ｃによって底面で固定される。従って、制御弁ＣＶが、スリーブ６１内が高圧側となる使用のされ方をしても、スリーブ６１の筒部６１ａの開口側先端部６１ｂには、従来技術で述べた鍔部で固定するスリーブのような曲げ応力は生じない。
【００３９】
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
（１）  有底円筒形状のスリーブ６１をモールド樹脂部６８ｃによって底面で固定するとともにスリーブ６１とヨーク４５ｃとの間をＯリング６２によってシールした。これにより、従来から行なわれてきたロー付け加工を廃止できる。このためメッキ加工は、ヨーク４５ｃのみに施せば済む。従って、スリーブ６１のマスキング処理が不要になり、加工工数の減少、及び製造コストの低減を実現できる。また、スリーブ６１内の高圧によって軸方向にかかる負荷によるスリーブ６１の変形を防止できる。
【００４０】
（２）  磁路を形成する磁路形成体６８ｂを、有底円筒形状のスリーブ６１の底面にまで延接しない範囲で配置した。これにより、磁束がスリーブ６１の底面から入り込む量を抑えることができる。よって、スリーブ６１の底面部を厚くしたり、別部材の非磁性体のシールドを配置する必要がなく、スリーブ６１の底面部を薄く済ますことが可能となる。従って、スリーブ６１をステンレス板の打抜プレス成形によって製造することができる。しかも、スリーブ６１に鍔部を形成する必要がないので、加工し易い単純な形状を採用できる。
【００４１】
なお、本発明の前記実施形態は以下のような別形態にして変更実施することも可能である。
○  図３に示すように、有底円筒形状のスリーブ６１において、その筒部６１ａの先端部に開口を外側に広げた形状の掛止部６１ｃを形成する。このような構成にすると、掛止部６１ｃがＯリング６２に引っかかるため、組付け時にヨーク４５ｃに対してＯリング６２を介してスリーブ６１を保持した状態で、スリーブ６１内に両鉄心６３，６５及び作動ロッド４０等を組込む際に、スリーブ６１がヨーク４５ｃから抜け落ちにくくなる。
【００４２】
○  図４に示すように、モールド樹脂部６８ｃにステンレス、アルミ等の非磁性の金属からなる補強部材７４をインサート成形する。これより、有底筒状のスリーブ６１の底面を補強部材７３で受けることによってスリーブ６１を固定している。このような構成にすると、モールド樹脂部６８ｃで直接スリーブ６１を受ける場合に生じる、樹脂クリープによる寸法の変化を軽減でき、スリーブ６１の保持部を補強することができるうえ、樹脂クリープによるスリーブ６１の位置ずれを防止できる。
【００４３】
○  磁路形成体は断面がＬ字型の構成になっていなくてもよい。例えば、図５に示すように、磁路形成体６８ｄは円筒型で構成してもよい。このような構成にしても、磁路形成体６８ｄの下端（図面下方側）が有底筒状のスリーブ６１の底面にまで延接していないので、同様の効果を得ることができる。
【００４４】
○  前記実施形態では、感圧部材５４としてベローズを用いたが、ダイヤフラムを用いてもよい。
○  感圧部材５４のロッド受け５４ａ内にボールを収容し、同ボールを介して感圧部材５４と作動ロッド４０の隔壁部４１とを当接させた制御弁構造としてもよい。
【００４５】
○  図２の制御弁ＣＶを変更し、ポート５２及び給気通路２８の上流部を介して連通路４７を吐出室２２に接続するとともに、ポート５１及び給気通路２８の下流部を介して弁室４６をクランク室５に接続してもよい。
【００４６】
○  有底筒状のスリーブは、その筒部の開口側先端部が軸方向に略真っ直ぐ延びているものに限定されない。例えば筒部の先端部が略直角に屈曲する延出部（鍔部）を有していても構わない。この場合、スリーブの延出部がバルブハウジングの構成部材によって挟持されない構成であれば、スリーブの延出部に曲げ応力が加わらないので問題はない。
【００４７】
○  ＰＳ制御弁（吸入圧力に応じて吐出容量を制御する制御弁）において具体化するようにしてもよい。
○  ワッブルタイプの可変容量型圧縮機において具体化するようにしてもよい。
【００４８】
前記実施形態及び別例から把握される技術的思想を以下に記載する。
（１）請求項２，３，５のいずれか一項において、前記スリーブの底面は前記モールド樹脂部で被覆されていることを特徴とする。
【００４９】
（２）請求項１〜５及び前記技術的思想（１）のいずれか一つにおいて、前記スリーブの筒部の開口側先端部は軸方向に略真っ直ぐ延びていることを特徴とする。
【００５０】
（３）請求項１〜５及び前記技術的思想（１），（２）のいずれか一つにおいて、前記シール部材は前記スリーブの筒部と前記ヨークの間を前記筒部の先端部にてシールすることを特徴とする。
【００５１】
（４）請求項１〜５及び前記技術的思想（１）〜（３）のいずれか一つにおいて、前記固定部材は、前記スリーブの軸方向底面側への力を受け止めて該スリーブを軸方向に位置固定することを特徴とする。
【００５２】
（５）請求項１〜５及び前記技術的思想（１）〜（４）のいずれか一つにおいて、前記固定部材は、前記スリーブの底面と当接する状態で該スリーブを軸方向に位置固定することを特徴とする。
【００５３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の容量可変型圧縮機の制御弁においては、スリーブとバルブハウジングをロー付けによらずシールでき、加工工数を減らし製造コストを抑えることができるとともに、スリーブ内を高圧側として使用した場合でもスリーブの変形等を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  容量可変型斜板式圧縮機の断面図。
【図２】  制御弁の断面図。
【図３】  別例の制御弁を示す要部拡大断面図。
【図４】  図３と異なる別例を示す要部拡大断面図。
【図５】  図４と異なる別例を示す要部拡大断面図。
【符号の説明】
４５…バルブハウジング、４５ｃ…バルブハウジングを構成するヨーク、６１…有底円筒形状のスリーブ、６１ａ…筒部、６１ｂ…開口側先端部、６１ｃ…掛止部、６２…シール部材としてのＯリング、６３…固定鉄心、６５…可動鉄心、６８ａ…コイル、６８ｂ…ヨークを構成する磁路形成体、６８ｃ…モールド樹脂部、７４…補強部材、ＣＶ…制御弁。
【図１】
0003741038.tif 000002
【図２】
0003741038.tif 000003
【図３】
0003741038.tif 000004
【図４】
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【図５】
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