CN104685234A - 球形接头 - Google Patents

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Abstract

一种球形接头(100)，包含：球形螺栓(1)以及包含在外壳(2)内的支承体(3)。且在球形部(11)与支承体(3)间配置有球形薄片(5)。该球形薄片(5)为经橡胶或是树脂浸渍而成的部件。藉此让球形部的滑动性良好同时也能够提升球形薄片的耐久性，另外也能吸收对球形部所施加的冲击。

Description

球形接头
技术领域
本发明是有关使用于车辆的悬吊部或机械手臂的臂部的球形接头。
现有技术
在现有技术中，球形接头具备：含有球形部的球形螺栓、插座(壳体)、以及收纳在插座内的球形薄片，而该球形部以可回转滑动的方式而被球形薄片支承，而为一般大众所知悉(专利文献1～3)。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本特许第4863638号
专利文献2：日本特开2012-021600号公报
专利文献3：日本特开2012-17751号公报
发明内容
上述球形薄片，因一般是由树脂所制，所以滑动性及摩擦性不佳。因此，现有的球形接头(专利文献1～3等)，在球形薄片上，球形部的回转滑动困难，且因球形薄片的磨耗量过大而导致耐久性低下。更因该树脂所使用的是硬度较高的树脂，因此无法吸收施加在球形部的冲击。为了改善球形部的滑动性，因此在球形部与球形薄片中间设置间隙，虽然可知为藉以提升球形部的滑动性，但是由于设置了间隙而产生如格格作响的振动音，导致球形薄片的异常磨耗发生。
因此，本发明的目的在提供一种球形接头，不但使球形部的滑动性良好且具有优良的耐久性，并可吸收施加在球形部的冲击。
本发明的球形接头包含：
球形螺栓，具有球形部以及自该球形部的外周面径向突出的轴部；支承体，支承该球形部；***构件，沿着该球形部的外周面配置在该球形部与该支承体之间，可使该球形部得进行回转滑动；其中该***构件为经橡胶或是树脂浸渍而成的布件。
根据本发明，藉由在球形部与支承体间配置布件(***构件)，可使球形部的滑动性良好。另外，该布件(***构件)也可沿着球形部的外周面配置，而使球形部与***构件间不致产生间隙，进而防止格格作响。更藉由经橡胶或是树脂而浸渍***构件，由于成为耐磨耗性及冲击吸收力为优良的***构件，进而得到优良耐久性的球形接头。
本发明另更包含：筒状的罩部构件，横跨该轴部的基础部的全周围而予以包覆，其中该罩部构件的一端固定于该轴部，该罩部构件与该***构件为一体成形较佳。
依照上述构成，藉由罩部构件与***构件为一体成形而成，可将朝向罩部构件内部的异物入侵位置，决定于仅在朝向罩部构件的轴部的固定部分。这样一来可使朝向罩部构件内部的异物侵入率降低。也可减少球形接头的组装作业流程。
且，在上述构成中，优选地，该布件是在该罩部构件内部进行延伸。该罩部构件虽然由于伴随着球形部回转滑动因而在轴部的倾斜方向被拉引或被压缩而生龟裂而容易破损，但是藉由在该罩部构件内延伸不易破损的布件(***构件)，可使球形部即使回转滑动，也能抑制罩部构件的破损。另外，使布件延伸至罩部构件内，发生异物冲击的场合，由橡胶而制成的该罩部构件，也不容易发生龟裂等损伤，即使发生龟裂也不容易恶化。
另外，该***构件以包含固体润滑剂在内较佳。藉由***构件包含固体润滑剂，可提升球形部的滑动性，使球形部能滑溜地回转滑动。
另外在本发明中，该支承体为使用比该***构件弹性系数小的材料为佳。藉由支承体与***构件具有不同弹性系数(硬度)，使支承体比***构件柔软，而可藉由支承体而吸收由外部对球形接头所施加的冲击，同时可有效减低对球形部回转滑动的影响并可抑制传达至机械本体的振动。
透过本发明的球形接头，藉由在球形部与支承体间配置一布件(***构件)，可使球形部的滑动性良好。另外因为沿着球形部的外周面而配置布件(***构件)而可使球形部与***构件之间不致产生间隙，进而防止格格作响。更藉由在***构件浸渍橡胶或是树脂，因为形成具有优良耐磨耗性及冲击吸收力的***构件，而可得到优良耐久性的球形接头。
附图简要说明
图1是根据本发明的第一实施例的球形接头的剖面图。
图2a至图2d是依序显示组装球形接头的方法的剖面图。
图3是第二实施例的球形接头的剖面图。
图4是第三实施例的球形接头的剖面图。
具体实施方式
以下是说明本发明的实施例。
在此，对于本发明的第一实施例的球形接头100，是参照图1，2进行说明。
[球形接头]
如图1所示，球形接头100包含：球形螺栓1；似筒状的外壳2；收纳于外壳2内部的支承体3；以及防尘罩部(罩部构件)4。
(球形螺栓)
球形螺栓1为金属材料所制成，具有：收容在外壳2内部的球形部11；以及自该球形部11的外周面而径向突出的轴部12。球形部11藉由支承体3而被支承，球形部11与支承体3之间配置有球形薄片(***构件)5。球形薄片5沿着球形部11的外周面设置，其上部借着延伸至防尘罩部4内而与防尘罩部4合为一体。另外支承体3、防尘罩部4、与球形薄片5为一体成形。关于球形薄片5的详细者请参考后述。
(外壳)
外壳2为上端及下端有开口的金属制构件，下端的开口为管帽6所塞住。管帽6为嵌合于形成在该外壳2的下端部的内壁面的沟槽21。另外在外壳2的上端部，形成有向内部空间突出的缘部22，藉由该缘部22可防止支承体3自该外壳2向外部松脱。
(支承体)
支承体3为由具有合成树脂或橡胶等的弹性材料所制成，为较该球形薄片5的弹性系数为小的材料所制成。因此，支承体3比球形薄片5柔软。另外在支承体3，形成有可与球形部11作嵌合的似球状的凹部31，以及自该凹部31的下端部而向下方延伸的孔32。孔32为支承体3藉由管帽6自下方被按压时的退逃间隙。且外支承体3与防尘罩部4为合为一体。
(防尘罩部)
防尘罩部4为一筒状的构件，包覆球形螺栓1的轴部12的基础部12a四边周围，而由与支承体3使用相同合成树脂与橡胶等有弹性的材料所形成。防尘罩部4具有从外壳2的缘部22而径向膨胀的鼓起部41，以及固定于鼓起部41的上方轴部12的固定部42，且与球形螺栓1不相接。相对于鼓起部41配置在远离轴部12的位置，固定部42相接于轴部12。且鼓起部41的下端部存在于与外壳2上端等高的球形薄片5内。鼓起部41伴随着球形部11回转滑动而在轴部12的倾斜方向为拉张或是压缩。
固定部42为较鼓起部41直径为小的类圆环状物所形成，轴部12***于内侧。另固定部42的厚度比鼓起部41厚，垂直断面形状为(夹住中央的那一边)纵向(高度)比横向(水平方向长度)为长的长方形状所形成。固定部42的内围面形成有面向径向内侧而突出的凸部44，凸部44藉由与轴部12的凹部13进行嵌合而将固定部42固定于轴部12。
(球形薄片)
球形薄片5具有：配置为与球形部11外周面接触的接触部51，以及由接触部51延伸出且与球形部11分离的延伸部52，而藉由成为使球形部11可回转滑动的方式而被支承。虽然接触部51与球形薄片5相接，但是延伸部52并不与球形薄片5相接。另外在球形薄片5的底部有形成一个孔，球形薄片5自该孔的缘部而延伸至下方。
该球形薄片5为由被橡胶或树脂浸渍的布件所构成，由于球形薄片5的主体使用布件而成，相较于由橡胶等所构成的薄片，其球形部11的滑动性良好，且可使球形薄片5与球形部11之间不致产生间隙。另藉由布件为由橡胶或树脂浸渍而成，相较于只有由布件而成的薄片其耐磨耗性与冲击吸收力优良，同时也可对于支承体3与球形部11的接着性良好。
〈布件〉
球形薄片5的布件，可使用由一般材质的纤维(丝)所构成的布件，例如使用聚芳酰胺、尼龙、氨基甲酸乙酯、棉花、丝绸、***、醋酸盐、嫘萦、含氟纤维、聚酯树脂纤维等材质的纤维(丝)，及可用以上组合以进行编、织动作而成物品。另外也可使用如不织布、纤维(丝)缠绕状态而成的物品。本实施例为使用以上原料所形成的薄片状物品。另外为了抑制纤维(丝)间的摩擦，也可使用将丝表面经硅氧树脂(silicone)、铁氟龙(Teflon)(登录商标)、油剂等涂覆处理后的纤维(丝)。
再者，球形部11的外周面及支承体3的内周面为一类球状的曲面，球形薄片5沿着球形部11的外周面而配置在其曲面间。由于球形部11是在曲面状的支承体3上而滑动，因此若是在球形薄片上如遇有皱褶，其部分会与球形部11在进行滑动时产生反抗，其部分会增加滑动抵抗，或成为异常磨耗的原因。于是为了不让球形薄片上发生皱折，较佳地为使用具有伸缩性的布件。使用以上的布件时，在将球形薄片配置于支承体3之曲面(滑动面)的时候，将布件沿着支承体3或球形部11的曲面而延伸的同时，藉由使其更贴附支承体3或球形部11，而可防止球形薄片5发生皱折。
布件因为为藉由织、编、缠绕纤维(丝)而形成，虽然藉由编、织、缠绕方法的设计能够赋予布件伸缩性，但是一般则是，对于构成布的丝本体预先赋予伸缩性(伸长特性)，藉由使用其丝(在缩小状态)而加工(例，织)制布，赋予其伸缩性。此方法所形成的布依照丝的伸缩方向进行伸缩。另一方面因为织布为横丝与纵丝通过交互编织而构成，因此藉由使用具有伸缩性的横丝或纵丝的丝而赋予其伸缩性。举例来说，在横丝使用经羊毛加工而成的尼龙丝(以下称之为羊毛加工丝)可得到横向可伸缩式织布。另外，纵丝也使用羊毛加工丝后，可得到不仅纵向与横向，且斜向亦可伸缩的织布。再者具有伸缩性的丝，不只有羊毛加工丝，也可使用包覆加工丝等各样的丝。
〈橡胶〉
上述浸渍在布件中的橡胶，以可进行浸渍处理的布件为佳，例如胺酯橡胶(Urethane rubber)、腈橡胶(Nitrile rubber)、硅酮橡胶(Silicone rubber)、氟化物橡胶(Fluoride rubber)、丙烯酸橡胶(Acrylic rubber)、乙烯丙烯橡胶(ethylene propylene rubber)、异丁烯-异戊二烯橡胶(Isobutylene-isoprenerubber)、聚异戊二烯橡胶(polyisoprene rubber)、氯化聚乙烯橡胶(Chlorinated polyethylene rubber)、氧氯丙烷橡胶(epichlorohydrin rubber)、氢化腈橡胶(Hydrogenated nitrile rubber)、氯丁二烯橡胶(Chloroprenerubber)、聚丁二烯橡胶(Polybutadiene rubber)、苯乙烯丁二烯橡胶(Styrene-butadiene rubber)、天然橡胶等，可单独使用也可使用经各种变性处理后的以上橡胶。以上橡胶除了可单独使用外，也可混合多种的橡胶使用。另外橡胶中也可添加硫化剂以外，也可适量配合使用一般硫化促进剂、防老化剂、软化剂、可塑剂、填充剂及着色剂等配合剂。除此之外，为了提高布件的润滑性，也可使橡胶中含有石墨(Graphite)、聚硅氧油(Silicone oil)、氟化物粉末(Fluoride powder)、或者二硫化钼(Molybdenum disulfide)等固体润滑剂。
〈树脂〉
上述浸渍在布中的树脂种类可使用：丙烯酸树脂(Acrylic resin)、聚酯树脂(Polyester resin)、胺酯树脂(Urethane resin)、氯乙烯树脂(Vinyl chlorideresin)、聚丙烯(Polypropylene)、聚碳酸酯(Polycarbonate)、PET树脂、氟化物树脂(Fluoride resin)、聚乙烯(Polyethylene)、AS树脂、ABS树脂、PEEK树脂、聚苯乙烯树脂(Polystyrene resin)、聚氯乙烯(Polyvinyl chloride)、聚二氯亚乙烯(Polyvinylidene chloride)、聚乙酸乙烯(Polyvinyl acetate)、尼龙、醇酸树脂(Alkyd resin)、酚树脂(Phenol resin)、环氧树脂(epoxy resin)、聚苯硫树脂(Polyphenylene sulfide resin)等热可塑性树脂或热硬化树脂。
〈含橡胶或树脂的布件的浸渍处理方法〉
该布件的橡胶或是树脂的浸渍处理方法为：首先将橡胶或树脂溶于溶剂而为液态，将布件浸渍于所得溶液中(浸渍处理)。之后，取出布件，除去布件中含有之多余溶液进行干燥，即可得到本发明所使用的布件。经上述处理后，使橡胶或是树脂附着于布件上，能够使球形薄片5的耐磨耗性、冲击吸收力、接着性提升。再者，若橡胶或是树脂的附着量过多，虽然耐磨耗性、冲击吸收力及接着性会提升，但是丝会受拘束于处理剂而导致伸缩性减低。另一方面，若橡胶或是树脂的附着量过少，虽然可维持处理前的伸缩性，但却得不到良好的耐磨耗性、冲击吸收力及接着性。接着性如减低，会容易招致球形薄片从球形部11或支承体3剥离的不良情况。因此树脂的附着量设定于10g/m2以上100g/m2较佳。再者，上述附着量为一举例，并非特定于此之用。
另外，在经该橡胶或是树脂浸渍处理过后布件的单面上，也适宜使用经橡胶涂覆处理后的布件。将涂覆处理过后的面，作为贴附在支承体3或是球形部11的面可使接着性提升。另外由于经涂覆处理过后，布件本身的弹力也会增加，对于冲击吸收力也会有提升的效果。
另外也可使球形薄片5内含固体润滑剂的成分。藉由构成球形薄片5的布或经浸渍处理后橡胶本身内含的固体润滑剂，可使球形薄片5本体的润滑性增加。固体润滑剂可适宜使用石墨(Graphite)、聚硅氧油(Silicone oil)、氟化物粉末(Fluoride powder)二硫化钼(Molybdenum disulfide)等固体润滑剂。
将由上述方法所制造的球形薄片5配置在球形部11与支承体3之间后，虽然球形薄片5藉由已浸渍处理过后的橡胶与树脂接着于球形部11与支承体3上，但藉由使用接着剂可使球形薄片的接着性更进一步的提高。关于接着剂，可使用一般用的接着剂，例如可使用：丙烯酸树脂(Acrylic resin)系接着剂、烯类(Olefin)系接着剂、胺酯树脂(Urethane resin)系接着剂、乙烯-醋酸乙烯(Ethylene Vinyl acetate)树脂系接着剂、环氧树脂(epoxy resin)系接着剂、氯乙烯树脂(Vinyl chloride resin)系接着剂、氯平橡胶(Chloroprene rubber)系接着剂、氰基丙烯酸酯(Cyanoacrylate)接着剂、硅氧树脂(silicone)系接着剂、苯乙烯-丁二烯橡胶(Styrene Butadiene rubber)系接着剂、腈橡胶(Nitrilerubber)系接着剂、热溶(Hot melt)接着剂、酚树脂(Phenol resin)系接着剂、三聚氰胺树脂(Melamine resin)系接着剂、尿素树脂(Urea resin)系接着剂及间苯二酚(Resorcinol)系接着剂等。使用接着剂时有先将接着剂加热至溶解状态赋予其流动性后，涂抹在球形薄片5(或是球形部11或支承体3)上使其冷却而硬化接着的方法，及加热接着剂使其硬化接着的方法等。
接着，参考图2来说明球形接头100的组装方法。
首先，如图2(a)所示，准备球形薄片5贴附在支承体3的内面，而支承体3、防尘罩部4及球形薄片5为一体成形化的构件。此时，由于球形薄片5沿着支承体3的曲面延伸而贴附于支承体3上，因此球形薄片5的表面不会产生皱折。另外球形薄片5与支承体3进行一体成型时，亦可在球形薄片5的表面涂抹接着剂后再成型。再者，图2(a)所显示的状态为，防尘罩部4为在轴向延伸的类圆筒状，并无朝径向膨胀。
接着，球形螺栓1的球形部11与支承体3进行嵌合的同时藉由球形部11压在球形薄片5上，而使球形螺栓1与支承体3进行组合。在本实施例中，由于防尘罩部4与球形薄片5合为一体，伴随着球形部11嵌合于支承体3，球形螺栓1的轴部12***防尘罩部4内而使得防尘罩部4安装于轴部12(参照图2(b))。再者，支承体3为合成树脂与橡胶等具有弹性的材料所构成，该球形部11嵌合于支承体3之时，支承体3上部的入口会变形，而使形状比入口为大的球形部11能够嵌合至支承体3内部。
接下来，如图2(b)所示，由球形螺栓1所组装而成的支承体3自外壳2下端的开口收纳至外壳2内部。
接着如图2(c)所示，以管帽6自下方挤压支承体3，将外壳2的下端部的开口堵住。藉由支承体3被自下方挤压，随着其中一部分向着孔32退逃，而通过球形薄片5接触到球形部11的外周面而能够使得球形薄片5与球形部11之间不致产生间隙。
最后，如图2(d)所示，防尘罩部4的固定部42沿着轴部12往下压，藉由将固定部42的凸部44嵌合至轴部12的凹部13，而使固定部42固定于轴部12。如此一来，防尘罩部4的鼓起部41朝径向鼓起。
如上所述，参照本实施例的球形接头100，藉由球形部11与支承体3间配置有由布件而成的球形薄片5，可使球形部11的滑动性良好。另外，球形薄片5沿着球形部的外周面配置，可使球形部11与球形薄片5间不致产生间隙，进而防止格格作响。更者，由于通过橡胶或是树脂浸渍球形薄片5的布件，形成耐磨耗性及冲击吸收力优良的球形薄片5，能够得到耐久性优良的球形接头100。
另外，由于通过使防尘罩部4与球形薄片5为一体成形，而能够可将朝向防尘罩部4内部的异物的入侵位置仅限于防尘罩部4的朝向轴部12的接触部(固定部42)，故可使朝向防尘罩部4内部的异物侵入率降低。另外，在组装球形接头100时，由于伴随着球形螺栓1组装在支承体3，防尘罩部4也安装于球形螺栓1，故在将球形螺栓1组装于支承体3的作业，不用另设将防尘罩部4组装于球形螺栓1的安装作业。这样一来，可减少球形接头100的组装作业流程。
再者，防尘罩部4的固定部42由于和支承体3使用相同的合成树脂与橡胶而成，因此与轴部12的密着性良好。正因如此，可抑止自固定部42与轴部12之间的异物侵入。
加上由于球形薄片5内含有固体润滑剂，因此可提升球形部11的滑动性。这样一来球形部11能滑溜的进行回转滑动。
另外，由于支承体3使用比球形薄片5弹性系数小的材料而做成，可由支承体3吸收自外部对球形接头所施加的冲击，而于可有效减低对球形部11回转滑动的影响的同时可抑制朝着机械本体的振动传递。
(第二实施例)
接着，对本发明第二实施例参照图3进行说明。第二实施例与第一实施例相异之处在于支承体203与球形薄片5之间配置有固定薄片207。再者，与上述第一实施例中相同构件使用相同符号，适当简略其说明。
在本实施例中，支承体与203与防尘罩部204为不同的构件，防尘罩部204与支承体203亦可使用不同的材料构成。
配置在球形薄片5外侧的固定薄片207形成有与球形部11可作嵌合之似球状的凹部211，在凹部211的底部形成有孔212。孔212配置在球形薄片5底部的下方所延伸的部分。另，固定薄片207于外壳2的缘部22最下方与球形薄片5相接，与配置在上方的防尘罩部204合为一体。固定薄片207与防尘罩部204使用相同的材料而成，亦可与配置在外侧的支承体203使用别种材料构成。
另，支承体203与防尘罩部204与球形薄片5与固定薄片207为一体成形。
如上所述，在本实施例中，与第1实施例相同，球形部11的滑动性良好的同时耐久性也优良，再者，施加在球形部11的冲击可由支承体203与固定薄片207与球形薄片5吸收。
(第三实施例)
以下，本发明第三实施例参照图4进行说明。第三实施例与第一实施例相异之处为，球形薄片305延伸至防尘罩部304固定部342为止。再者，与上述第一实施例相同的构件系使用相同符号，适宜省略其说明。
球形薄片305具有接触部51，以及自接触部51远离于球形部11而延伸的延伸部352。延伸部352延伸于防尘罩部304的鼓起部341与固定部342的下端部，一端延伸至轴部12附近。另，延伸部352并无与球形部11相接。
防尘罩部304配置在球形薄片305的延伸部352外侧，与球形薄片305形成一体。因此，防尘罩部304的径向外侧膨胀部分为鼓起部341以及其内侧所配置的球形薄片305的2层构造。另，防尘罩部304与支承体3合为一体，与支承体3使用相同材料而成。
因此，支承体3与防尘罩部304与球形薄片305为一体成型。
在本实施例中，与第一实施例相同，球形部11的滑动性良好的同时耐久性也优良，并且，可吸收施加在球形部11的冲击。
另，防尘罩部304的径向外侧膨胀的部分为鼓起部341与其内侧所配置的球形薄片305的2层构造，由于内侧的球形薄片305为使用比外侧的鼓起部341弹性系数大的材料而做成，外侧的鼓起部341可由球形薄片305的内侧支承。这样一来球形部11在回转滑动时，即使伴随轴部12的倾斜方向时而拉伸压缩也容易回复为原本的形状。另，因形成有前述一样的2层构造，异物冲击于鼓起部341时，比起单独由橡胶制成的罩部构件更不容易发生龟裂等损伤，万一发生龟裂也不容易恶化。
以上为基于图式对本发明的实施例说明，具体的构成应考虑并不限于这些实施例。本发明的范围非以上述说明而是以申请专利范围所示，包含与申请专利范围为均等的意义以及其范围内所有的变更。
例如，在上述的实施例中，防尘罩部4(204、304)虽与球形薄片5(305)为一体成形，但是亦可防尘罩部不与球形薄片为一体形成，而是为分开。
另外，在上述实施例中，支承体3(203)与球形薄片5(305)虽为不同的构件，但是也可以让支承体与球形薄片为一体成形。这种情形可以让球形接头的作业流程更为减少。
更甚者，球形薄片5(305)延伸在防尘罩部4(204,304)的位置，不限于上述实施例的鼓起部41的下端部或是延伸部352的下端部，至鼓起部中央附近也可，至鼓起部与固定部的相接处也可。另，球形薄片也可不延伸至防尘罩部内。
加上，上述的实施例中，球形薄片5(305)含或不含固体润滑剂皆可。
另外，在上述的实施例中，虽支承体3(203)为比球形薄片5(305)弹性系数小的材料做成，支承体也可使用与球形薄片相同弹性系数之材料做成，也可使用比球形薄片弹性系数大的材料来做成。
更甚者，虽然在以上所述之实施例中，球形薄片5(305)的底部形成有一孔，但无形成孔也可。
加上，球形接头100的组装方法不限于本实施例所示的顺序，而可进行变更。
符号说明
100 球形接头
1   球形螺栓
11  球形部
12  轴部
12a 基础部
13  凹部
2   外壳
21  沟槽
22  缘部
203 支承体
204 防尘罩部
207 固定薄片
211 凹部
212 孔
3   支承体
31  凹部
32  孔
305 球形薄片
341 鼓起部
342 固定部
352 延伸部
4   防尘罩部
42  鼓起部
41  固定部
44  凸部
5   球形薄片
51  接触部
52  延伸部
6   管帽

Claims (5)

1.一种球形接头，包含：
球形螺栓，具有球形部以及自该球形部的外周面径向突出的轴部；
支承体，支承该球形部；及
***构件，沿着该球形部的外周面配置在该球形部与该支承体之间，使得该球形部得进行回转滑动，
其中该***构件为经橡胶或是树脂浸渍而成的布件。
2.如权利要求1所述的球形接头，更包含：
筒状的罩部构件，横跨该轴部的基础部的全周围而予以包覆；
其中该罩部构件的一端固定于该轴部，
其中该罩部构件与该***构件为一体成形。
3.如权利要求2所述的球形接头，其中该布件在该罩部构件内部进行延伸。
4.如权利要求1至3中任一项所述的球形接头，其中该***构件含有固体润滑剂。
5.如权利要求1至4任一项所述的球形接头，其中该支承体为使用比该***构件的弹性系数小的材料。
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