JP2021092297A - Vibration isolating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、防振装置に関し、特に、圧入しやすく、また圧入した後においても、安定して抜けにくい状態を維持可能な防振装置に関する。 The present invention relates to a vibration isolator, and more particularly to a vibration isolator that is easy to press-fit and can maintain a stable and hard-to-remove state even after press-fitting.
従来、車両におけるボディマウントとして用いられるメンバーマウントやサブフレームブッシュ、サスペンションブッシュ等の防振装置は、内筒と、内筒の外周側に配置される外筒と、内筒及び外筒をゴムなどの弾性体で結合して構成される。そして、防振装置は、例えば、外筒を車体側の部品又は車輪側の部品に圧入し、内筒を他方の部品に固定することで用いられている。このような防振装置には、軽量化を目的として、外筒に樹脂を用いたものが知られている。防振装置の外筒に樹脂を用いた場合、樹脂材料の特性上、経年の使用により圧入後、荷重が付加された状態に加え、高温状態が長時間維持されると、クリープが発生し、圧入による抜け耐力が低下する。このため、外筒の先端をフック形状に形成し、圧入された部品（以下、受け部材という）に貫通させ、この部品に係合可能としたり（特許文献１）、外筒の外周にゴムを接着したり（特許文献２）する等の抜け止めの対策がなされている。 Conventionally, vibration isolation devices such as member mounts, subframe bushes, and suspension bushes used as body mounts in vehicles include an inner cylinder, an outer cylinder arranged on the outer peripheral side of the inner cylinder, and rubber for the inner cylinder and the outer cylinder. It is composed of the elastic bodies of. The anti-vibration device is used, for example, by press-fitting the outer cylinder into a part on the vehicle body side or a part on the wheel side and fixing the inner cylinder to the other part. As such an anti-vibration device, one using a resin for the outer cylinder is known for the purpose of weight reduction. When resin is used for the outer cylinder of the anti-vibration device, due to the characteristics of the resin material, creep occurs when a load is applied after press-fitting due to long-term use and when a high temperature state is maintained for a long time. The pull-out resistance due to press-fitting decreases. For this reason, the tip of the outer cylinder is formed in a hook shape and penetrated into a press-fitted part (hereinafter referred to as a receiving member) so that it can be engaged with this part (Patent Document 1), or rubber is placed on the outer periphery of the outer cylinder. Measures are taken to prevent it from coming off, such as adhering (Patent Document 2).
しかしながら、特許文献１のように、外筒の先端をフック形状にすることにより、受け部材からの脱落防止手段として機能するものの、外筒と受け部材との関係において、受け部材を貫通したフック部分が、受け部材に係合するための隙間が必要となる。
この隙間は、クリープにより抜け耐力が低下した初期の段階において、フックが受け部材に係合するまで受け部材から抜け出す、初期抜け出しを許容してしまう。この初期抜け出しは、受け部材に対する防振装置の位置ズレとなるため、例えば、車両操安性を悪化させる等の問題を誘発する虞がある。さらにクリープによる劣化が進行し、さらに抜け耐力が低下すると、外筒、即ち、防振装置が受け部材に対して抜け出しと戻りが繰り返されることになり、異音を発生させる要因となる。
また、特許文献２に示すように、外筒の外周にゴムを被覆接着して受け部材からの脱落を対策した場合、防振装置を受け部材から抜けにくくすることができるものの、受け部材への圧入時にゴム表面が切れたり、接着面からゴムが切れる等して、圧入力及び抜け耐力が安定しないという問題があった。
そこで、本発明では、防振装置を受け部材に圧入するときに、圧入しやすく、また圧入後も抜けにくい状態を安定して維持可能とする防振装置を提供することを目的とする。
However, as in
This gap allows the initial withdrawal, in which the hook comes out of the receiving member until the hook engages with the receiving member in the initial stage where the pull-out proof stress is lowered due to creep. Since this initial escape causes a displacement of the vibration isolator with respect to the receiving member, there is a risk of inducing problems such as deterioration of vehicle maneuverability. Further, when deterioration due to creep progresses and the pull-out proof stress further decreases, the outer cylinder, that is, the vibration isolator repeatedly pulls out and returns to the receiving member, which causes an abnormal noise.
Further, as shown in
Therefore, an object of the present invention is to provide a vibration isolator capable of stably maintaining a state in which the vibration isolator is easily press-fitted when press-fitted into a member and is difficult to come off even after press-fitting.
上述の課題を解決するための防振装置の構成として、外筒と、外筒の内周側に配置される内筒と、外筒及び内筒を弾性的に結合する弾性体とを備えた防振装置であって、外筒は、該外筒の外周面に露出し、外筒の他部を形成する素材よりも剛性が小さい樹脂を有する構成とした。
本構成によれば、防振装置が圧入される受け部材に対して圧入しやすく、また、圧入後も受け部材から抜けにくい状態を安定して維持することができる。
また、防振装置の他の構成として、外筒の他部は、樹脂と異なる樹脂で形成しても良い。また、外筒は、外周面に半径方向に窪む凹部を有し、外筒の外周面に露出する樹脂が凹部に設けるようにすると良い。また、外筒の外周面に露出する樹脂は、他部を形成する樹脂により形成される外周面よりも半径方向外側に突出させても良い。
As a configuration of the vibration isolator for solving the above-mentioned problems, an outer cylinder, an inner cylinder arranged on the inner peripheral side of the outer cylinder, and an elastic body for elastically connecting the outer cylinder and the inner cylinder are provided. The vibration isolator has a structure in which the outer cylinder is exposed on the outer peripheral surface of the outer cylinder and has a resin having a lower rigidity than the material forming the other part of the outer cylinder.
According to this configuration, the vibration isolator can be easily press-fitted into the receiving member to be press-fitted, and can stably maintain a state in which it is difficult to come off from the receiving member even after press-fitting.
Further, as another configuration of the vibration isolator, the other part of the outer cylinder may be formed of a resin different from the resin. Further, it is preferable that the outer cylinder has a concave portion recessed in the radial direction on the outer peripheral surface, and the resin exposed on the outer peripheral surface of the outer cylinder is provided in the concave portion. Further, the resin exposed on the outer peripheral surface of the outer cylinder may be projected outward in the radial direction from the outer peripheral surface formed by the resin forming the other portion.
なお、上記発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、特徴群を構成する個々の構成もまた発明となり得る。 It should be noted that the outline of the above invention does not list all the necessary features of the present invention, and individual configurations constituting the feature group may also be an invention.
以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims, and all combinations of features described in the embodiments are the inventions. It is not always essential for the solution.
図１は、防振装置の組み付け状態を示す断面図及び部分拡大図である。図２は、防振装置の外観斜視図と、軸方向及び半径方向の断面図である。以下、図１，図２を用いて防振装置１について説明する。なお、図２（ｂ）は、図２（ａ）において矢視で示す半径方向断面図、図２（ｃ）は、図２（ａ）において中心軸Ｏ１；Ｏ２を含む軸方向断面図である。図１に示すように、防振装置１は、内筒１０と、内筒１０を取り囲んで同心に配された外筒２０と、内筒１０と外筒２０との間に介設されて、両者を結合する弾性体３０とを備える。内筒１０は、外筒２０の内周側に配置され、例えば、軸方向の両端部が外筒２０の軸方向の両端部から突出するように軸方向の長さが設定されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view and a partially enlarged view showing an assembled state of the vibration isolator. FIG. 2 is an external perspective view of the vibration isolator and a cross-sectional view in the axial and radial directions. Hereinafter, the
防振装置１は、自動車のサスペンションなどの足回り部材をボディに対して防振的に、弾性支持するためのボディマウントとして機能し、例えば、外筒２０を足回り部材とボディのいずれかに設けられた円筒状の受け部材２に圧入され、内筒１０の内側にボルトを貫通させて他方に取り付けられる。
The
図２に示すように、内筒１０及び外筒２０は、例えば、それぞれを金属や樹脂等の剛体により形成することができる。本実施形態では、内筒１０を金属、外筒２０を樹脂で形成されたものとして説明する。弾性体３０は、所定の弾性を有するゴム等の弾性素材からなり、外筒２０の筒部２２の内周面２２ｉと、内筒１０の外周面１０ｏとを、例えば、加硫接着により一体化することにより内筒１０と外筒２０とを弾性的に結合する。
As shown in FIG. 2, the
外筒２０は、受け部材２の受孔２Ａに収容される筒部２２と、筒部２２の圧入時に受け部材２に衝接可能に設けられる鍔部２４とを備える。
図２（ｂ），（ｃ）に示すように、筒部２２は、円周方向の一部が他部に比べて肉厚の円筒状に形成されている。
筒部２２は、外周面２２ｏが真円形状の円筒面として形成され、内周面２２ｉが内筒１０の外周面までの距離が円周方向に異なる筒面として楕円形状に形成されている。また、外周面２２ｏの中心軸は、内筒１０の中心軸Ｏ１と同軸に設定されている。筒部２２の外径ｄ１は、受け部材２の受孔２Ａの内径Ｄ１よりも所定寸法大きくなるように設定される。ここでいう所定寸法とは、受孔２Ａに圧入するときの嵌め合いや、筒部２２の肉厚などに応じて設定されるものをいう。
The
As shown in FIGS. 2 (b) and 2 (c), the
The outer peripheral surface 22o of the
鍔部２４は、筒部２２の一端側の外周面２２ｏから半径方向に突出し、円周方向に沿って一周にわたり延長する円板状に形成される。鍔部２４は、例えば、防振装置１を受け部材２の受孔２Ａに筒部２２を圧入するときに、受け部材２に衝接することで受け部材２に対する防振装置１の位置を所定の位置に位置決めする位置決め手段としての機能を有する。また、筒部２２の他端側には、半径方向内向きに突出し、円周方向に沿って延長するリブ２Ｂが設けられている。リブ２Ｂは、例えば、受孔２Ａの形状を維持する補強部として機能したり、防振装置１の受孔２Ａからの脱落を防止するなどの機能を有する。
The
筒部２２の外周には、防振装置１が受け部材２からの脱落を防止するための抜け止め防止手段として機能する脱落防止部４０を備える。なお、以下の説明では、筒部２２において脱落防止部４０を除く部分をベース部２６という。
On the outer periphery of the
図２（ａ），（ｂ）に示すように、脱落防止部４０は、筒部２２の肉厚部分に対応して設けられる。脱落防止部４０は、この肉厚部分において筒部２２の外周面２２ｏに一部が露出するようにベース部２６の複数箇所に設けられる。つまり、筒部２２は、脱落防止部４０の形成に伴う外筒２０の剛性の低下を防ぐべく、一部が肉厚に形成されている。図２（ｃ）に示すように、本実施形態では、各脱落防止部４０は、円周方向に沿って半周分延長するように形成されている。なお、延長する長さは、半周に限定されず、一周等適宜設定すれば良い。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
即ち、ベース部２６には、脱落防止部４０を該ベース部２６の円周方向に沿って設けるための、溝２８が形成され、この溝２８に脱落防止部４０が形成される。
図２（ｂ）に示すように、溝２８は、半径方向の断面視において矩形状に形成され、この断面形状を維持したまま円周方向に連続して形成されている。そして、脱落防止部４０は、表面（以下露出面等ともいう。）４０ｓがベース部２６の表面２６ｓと面一となり、ベース部２６と一つの筒面を形成し、筒部２２の外周面２２ｏをなすように溝に設けられている。
脱落防止部４０は、ベース部２６を形成する樹脂と異なる特性を有する樹脂により形成される。脱落防止部４０を形成する樹脂の特性としては、ベース部２６を形成する樹脂よりも剛性が小さく、弾性が大きいものが好ましい。
That is, a
As shown in FIG. 2B, the
The
ベース部２６を形成する樹脂には、例えば、例えば、ナイロン６６（ＰＡ６６）や芳香族ポリアミド（ＰＡ-芳香族）、或いは、これらにガラスファイバー等の補強繊維を含ませたものを用いることができる。
As the resin forming the
また、脱落防止部４０を形成する樹脂には、ベース部２６を形成する樹脂に比べて剛性が小さく、また、弾性が大きな特性を有するものが好ましい。このような樹脂には、例えば、熱可塑性エラストマー（Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ；ＴＰＥ）を用いることができる。ＴＰＥには、例えば、スチレン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＳ、ＳＢＳ、ＳＢＣ、ＳＩＳ、ＳＥＢＳ）、オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶＣ）、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）、ポリエステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＥＥ、ＴＰＣ）、ポリアミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡＥ、ＴＰＡ）、ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー（ＰＢ，ＲＢ）等を利用することができる。
Further, the resin forming the fall-
このように筒部２２の素材に、異なる性質の異なる２つの樹脂で形成する場合、外筒２０は、所謂２色成形により形成することができる。例えば、金型にベース部２６及び鍔部２４となる樹脂を射出成型し、脱落防止部４０となる樹脂が射出される溝を形成した後に、この溝に脱落防止部４０となる樹脂を射出して一体的に形成することができる。このように、二色成形することにより、ベース部２６の樹脂と、脱落防止部４０の樹脂とが、熱溶着されて一体的に形成される。
When the material of the
上述のように構成された防振装置１は、受け部材２に次のように圧入される。
防振装置１の中心軸Ｏ１と受け部材２の受孔２Ａの中心軸Ｏ２とを一致させた状態で、外筒２０を軸方向に押圧することで、図１に示すように、筒部２２のベース部２６が外径ｄ１から受孔２Ａの内径Ｄ１に縮径されながら受孔２Ａ内に進入する。また、筒部２２において脱落防止部４０が形成された位置では、ベース部２６とともに脱落防止部４０が、外径ｄ１から受孔２Ａの内径Ｄ１に縮径されて受孔２Ａ内に圧入される。
防振装置１は、鍔部２４が受け部材２に衝接するまで圧入されると、受孔２Ａ内において、縮径したベース部２６の剛性による抜け耐力と、縮径した脱落防止部４０の弾性力による抜け耐力とが作用し、受け部材２に圧入固定される。
The
As shown in FIG. 1, by pressing the
When the
このように受け部材２に固定された防振装置１は、マウントとしての動作により、外筒２０のベース部２６にクリープが発生し、ベース部２６による抜け耐力が低下する。一方、脱落防止部４０は、圧入時に、受け部材２とベース部２６とに挟まれて圧縮した状態にあるため、クリープによりベース部２６が縮径した場合でも、その弾性により、受け部材２を半径方向外向きに押し出す反力による抜け耐力が得られる。
つまり、外筒２０は、クリープの発生によりベース部２６の直径が受孔２Ａの内径Ｄ１よりも小さい直径ｄ２へと変化しても、脱落防止部４０がその弾性によりベース部２６の周面よりも外側に飛び出して受孔２Ａの内径Ｄ１を維持するため、防振装置１の抜け耐力を向上させることができる。
したがって、外筒２０に脱落防止部４０を設けたことにより、外筒２０をベース部２６を形成する樹脂のみで形成したときに比べて抜け耐力を向上させることができる。
The
That is, even if the diameter of the
Therefore, by providing the
また、防振装置１が圧入される受け部材２の受孔２Ａは、プレス品やパイプが用いられる場合が多く、その形状は真円ではない場合が多い。このため、受孔２Ａに圧入される筒部２２を前述のベース部２６を形成する樹脂のみで形成した場合、受孔２Ａとの間に部分的に隙間ができる部分（密着しない部分）がある。このような場合でも、脱落防止部４０を設けておくことにより、脱落防止部４０が弾性によって外側に飛び出して隙間に密着し、抜け耐力を安定、或いは向上させることができる。
Further, the receiving
以上説明したように、防振装置１において、受け部材２に圧入される外筒２０の筒部２２を、樹脂からなるベース部２６と、ベース部２６よりもクリープ特性、耐熱老化特性、耐候性に優れた樹脂（ＴＰＥ）からなる脱落防止部４０により形成することにより、受け部材２に対して圧入しやすく、また、ベース部２６のクリープによる抜け耐力の低下がみられた場合でも、抜け耐力を維持することができる。
As described above, in the
なお、防振装置１の受け部材２からの抜け耐力の基準は、圧入にともなって縮径する筒部２２のベース部２６の有する弾性率、引張強度、曲げ強さ等の機械的な強度、及び縮径量により設定すれば良い。
また、脱落防止部４０により得られる抜け耐力は、ＴＰＥの材質、硬度、縮径量等を変更することで、受け部材２から脱落防止部４０が受ける反力を調整すれば良い。
The reference for the yield strength of the
Further, the pull-out proof stress obtained by the fall-
外筒２０において脱落防止部４０が形成される形態は、上記実施形態に限定されない。図３は、脱落防止部４０の他の形成形態を示す図である。なお、図３において防振装置１を形成する内筒１０や弾性体３０は、省略して示してある。
例えば、上記実施形態では、筒部２２の複数箇所に設けられた各脱落防止部４０がベース部２６の表面２６ｓと面一となるように、筒部２２の外周面２２ｏに露出するものとして説明したがこれに限定されない。例えば、圧入前の状態において、図３（ａ）に示すように、中心軸Ｏから脱落防止部４０の露出面４０ｓまでの半径方向の距離ｒ１が、中心軸Ｏからベース部２６の表面２６ｓまでの距離Ｒ１よりも大きくなるように、脱落防止部４０が、ベース部２６の表面２６ｓよりも半径方向外側に突出するように形成しても良い。
The form in which the
For example, in the above embodiment, it is assumed that each of the
また、脱落防止部４０の筒部２２の外周面２２ｏにおける露出状態が、脱落防止部４０の形成された各位置において、ベース部２６の表面２６ｓから突出したり、面一としたり、窪むようにしたり変化させても良い。即ち、図３（ｂ）に示すように、脱落防止部４０を、鍔部２４側から軸方向に４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ等として示すと、圧入前の状態において、中心軸Ｏから脱落防止部４０Ａの露出面４０ｓまでの半径方向の距離ｒＡが、中心軸Ｏからベース部２６の表面２６ｓまでの距離Ｒ１に一致し、中心軸Ｏから脱落防止部４０Ｂの露出面４０ｓまでの半径方向の距離ｒＢが、中心軸Ｏからベース部２６の表面２６ｓまでの距離Ｒ１よりも半径方向内側に窪み、中心軸Ｏから脱落防止部４０Ｃの露出面４０ｓまでの半径方向の距離ｒＣが、中心軸Ｏからベース部２６の表面２６ｓまでの距離Ｒ１よりも半径方向外側に突出するように形成しても良い。
Further, the exposed state of the outer peripheral surface 22o of the
また、脱落防止部４０は、上述のように筒部２２の外周を円周方向に沿って延長することに限定されない。例えば、図４乃至図６に示すように形成しても良い。
図４（ａ）は、筒部２２の外周に脱落防止部４０を格子状に点在させて筒部２２の外周面２２ｏに露出するように配置した形態を示している。
また、図４（ｂ）は、防振装置１の動作において、内筒１０及び外筒２０の相対的な変異が一方向に大きく（図中矢印ｓで示す方向）、他方向に小さい場合に、大きな変異方向に沿う面にのみ脱落防止部４０を格子状に点在させた形態を示している。
この場合においても、図３（ｂ）に示したように、ベース部２６の表面２６ｓから脱落防止部４０の露出面４０ｓが、突出したり、面一としたり、窪むようにしたりしても良い。
Further, the
FIG. 4A shows a form in which the
Further, FIG. 4B shows a case where the relative variation of the
In this case as well, as shown in FIG. 3B, the exposed
また、脱落防止部４０が筒部２２の外周面２２ｏに露出する形状は、矩形状に限定されず、図５（ａ）に示すように、円形としても良い。
Further, the shape in which the
また、図１等に示すように、脱落防止部４０を円周方向に沿って延長させる場合、図５（ｂ）に示すように、円周方向に対して軸方向に向けて傾斜するように脱落防止部４０を形成しても良い。
また、図５（ｃ）に示すように、脱落防止部４０を筒部２２の外周面２２ｏに、らせん状に連続して露出するように形成しても良い。このように、脱落防止部４０を格子状やらせん状に設けることにより、脱落防止部４０のベース部２６に対する機械的な結合力を大きくすることができる。
Further, as shown in FIG. 1 and the like, when the
Further, as shown in FIG. 5C, the
また、図１に示すように、円周方向に沿って延長する脱落防止部４０を複数形成する場合、脱落防止部４０同士を互いに接続する連結部４２を設けることで、脱落防止部４０のベース部２６に対する機械的な結合力を大きくすることができる。
Further, as shown in FIG. 1, when a plurality of
また、複数の脱落防止部４０同士を連結する連結部４２は、図５（ｃ）に示すように、筒部２２の外周面２２ｏに露出させずに、図６に示すように、ベース部２６内において連結するように形成しても良い。
即ち、ベース部２６に対して脱落防止部４０の密着面積を大きくするように溝や穴等の凹部を形成するとよい。
Further, as shown in FIG. 5C, the connecting
That is, it is preferable to form recesses such as grooves and holes so as to increase the contact area of the
以上説明したように、ベース部２６の表面２６ｓに、脱落防止部４０を充填するための溝、角柱状や円柱状の穴等の窪む凹部を、ベース部２６の成型工程において形成し、脱落防止部４０を充填して外筒２０を形成することにより、防振装置１を受け部材２に圧入しやすく、また、圧入後も受け部材２から抜けにくい状態を安定して維持することができる
As described above, the
なお、脱落防止部４０となる樹脂が充填される溝や穴は、射出成型で充填可能であればその形状は、適宜設定すれば良く、外筒強度、抜け耐力とのバランスに応じて、その数量、外筒２０における露出面積等を決定すれば良い。より好ましくは、ベース部２６と脱落防止部４０との機械的な結合力が増加するように形成すると良い。
The shape of the groove or hole filled with the resin to be the
また、外筒２０のベース部２６は、樹脂に限定されず、金属であっても良い。この場合、ベース部２６における筒部２２の外周面２６ｏに凹部を設け、この凹部に脱落防止部４０を形成する樹脂を充填すれば良い。
Further, the
また、上述の実施形態では、外筒２０が鍔部２４を備えたり、防振装置１が圧入される受け部材２の受孔２Ａに外筒２０が衝接する突部片を備えたりするものとして説明したが、それらは必ずしも必須ではなく、適宜設ければ良い。
Further, in the above-described embodiment, the
また、脱落防止部４０をベース部２６の複数箇所に設ける場合、弾性率の異なる樹脂を組み合わせてベース部２６に設けても良い。
Further, when the
１ 防振装置、２ 受け部材、２Ａ 受孔、１０ 内筒、
２０ 外筒、２２ 筒部、２２ｉ 内周面、２２ｏ 外周面、２４ 鍔部、
２６ ベース部、３０ 弾性体、４０ 脱落防止部、
ｄ１ 外径、Ｄ１ 内径、Ｏ１ 中心軸。
1 Anti-vibration device, 2 receiving member, 2A receiving hole, 10 inner cylinder,
20 outer cylinder, 22 cylinder part, 22i inner peripheral surface, 22o outer peripheral surface, 24 collar part,
26 base part, 30 elastic body, 40 fall prevention part,
d1 outer diameter, D1 inner diameter, O1 central axis.
Claims (4)
前記外筒の内周側に配置される内筒と、
前記外筒及び前記内筒を弾性的に結合する弾性体と、
を備えた防振装置であって、
前記外筒は、該外筒の外周面に露出し、外筒の他部を形成する素材よりも剛性が小さい樹脂を有することを特徴とする防振装置。 With the outer cylinder
The inner cylinder arranged on the inner peripheral side of the outer cylinder and
An elastic body that elastically connects the outer cylinder and the inner cylinder,
It is a vibration isolation device equipped with
The outer cylinder is a vibration isolator that is exposed on the outer peripheral surface of the outer cylinder and has a resin having a lower rigidity than the material forming the other portion of the outer cylinder.
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