JP5242820B1 - ツインクラッチ装置用アクチュエータ - Google Patents

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Abstract

【課題】ツインクラッチ装置用のアクチュエータにおいて、コストを抑え、かつ変速時の操作パターンを任意に制御することができるようにする。
【解決手段】このアクチュエータは、1つの電動モータMと、第1及び第2駆動機構D1,D2と第1及び第2伝達機構T1,T2と、第1及び第2油圧ダンパ機構P1,P2と、制御手段3と、を備えている。第1,第2駆動機構D1,D2は、電動モータMからの第1,第2方向の回転を受けて、第1,第2レリーズ部材R1,R2を第1操作方向に駆動する。第1,第2伝達機構T1,T2は電動モータMの第1,第2方向の回転のみを第1,第2駆動機構D1,D2に伝達する。第1,第2油圧ダンパ機構P1,P2は第1,第2レリーズ部材R1,R2の第1操作方向とは逆の第2操作方向への移動速度を調整する。制御手段3は電動モータMの回転を制御する。
【選択図】図3

Description

本発明は、ツインクラッチ装置用アクチュエータ、特に、ツインクラッチ装置の第1レリーズ部材及び第2レリーズ部材を操作するためのアクチュエータに関する。
ツインクラッチ装置は、奇数段変速用の第1クラッチと、偶数段変速用の第2クラッチと、を有している。したがって、これらの各クラッチを操作するために、2つのレリーズ部材が設けられている。
2つのレリーズ部材は、それぞれ独立して操作する必要がある。このため、各レリーズ部材に対応してアクチュエータが必要であり、各アクチュエータは、モータと、モータとレリーズ部材との間に設けられた作動機構と、を有している。
以上のような従来のツインクラッチ装置用のアクチュエータでは、2つのモータが必要となり、コストが高くなる。
そこで、特許文献1に示されるように、1つのモータによって2つのレリーズ部材を操作するようにした装置が提供されている。この特許文献1に示された装置は、2つのクランク機構と、各クランク機構のスライダの先端に当接して移動する2つの自由移動部材と、各自由移動部材の移動をレリーズ部材に伝達する2つの伝達部材と、各クランク機構を回転させる1つのモータと、を備えている。
特開2009−299738号公報
特許文献1に示された装置では、第1クランク機構と第2クランク機構の各クランク軸の位相角が所定の角度に設定されている。すなわち、各クランク軸に連結された2つのスライダの位置関係が固定された関係にある。したがって、奇数段変速用クラッチと偶数段変速用クラッチとの間の変速時の操作パターンが固定されてしまう。このような構成では、変速時にショックが発生する場合がある。
本発明の課題は、ツインクラッチ装置用のアクチュエータにおいて、1つのモータで2つのレリーズ部材を操作でき、しかも変速時の操作パターンを任意に制御することができるようにすることにある。
本発明の第1側面に係るツインクラッチ装置用アクチュエータは、ツインクラッチ装置の第1レリーズ部材及び第2レリーズ部材を操作するためのアクチュエータであって、1つの電動モータと、第1駆動機構と、第2駆動機構と、第1伝達機構と、第2伝達機構と、第1調速機構と、第2調速機構と、制御手段と、を備えている。第1駆動機構は、電動モータからの第1方向の回転を受けて、第1レリーズ部材を第1操作方向に駆動する。第2駆動機構は、電動モータからの第2方向の回転を受けて、第2レリーズ部材を第1操作方向に駆動する。第1伝達機構は電動モータの第1方向の回転のみを第1駆動機構に伝達する。第2伝達機構は電動モータの第2方向の回転のみを第2駆動機構に伝達する。第1調速機構は第1レリーズ部材の第1操作方向とは逆の第2操作方向への移動速度を調整する。第2調速機構は第2レリーズ部材の第2操作方向への移動速度を調整する。制御手段は電動モータの回転を制御する。
このアクチュエータでは、電動モータの第1方向の回転が、第1伝達機構を介して第1駆動機構に伝達される。そして、電動モータからの回転を受けた第1駆動機構によって、第1レリーズ部材が第1操作方向に駆動される。なお、電動モータの第1方向の回転は第2駆動機構には伝達されない。
一方、電動モータの第2方向の回転は、第2伝達機構を介して第2駆動機構に伝達される。そして、電動モータからの回転を受けた第2駆動機構によって、第2レリーズ部材が第1操作方向に駆動される。なお、電動モータの第2方向の回転は第1駆動機構には伝達されない。
以上のような作動において、電動モータが例えば第1方向に回転しているとき、第2駆動機構は作用していないので、いったん第1操作方向に移動された第2レリーズ部材は戻ろうとする(第2操作方向へ移動しようとする)。この第2レリーズ部材の第2操作方向への移動速度は、第2調速機構によって調整される。したがって、この第2調速機構による移動速度の調整と、第1レリーズ部材を駆動する第1駆動機構への駆動力の制御(電動モータの制御)とによって、変速時の操作パターンを任意に制御することが可能になる。
本発明の第2側面に係るツインクラッチ装置用アクチュエータは、第1側面のアクチュエータにおいて、第1駆動機構は第1回転軸と第1駆動部材とを有している。第1駆動部材は、第1回転軸の回転により第1操作方向及び第2操作方向に移動自在であり、第1レリーズ部材を第1操作方向に駆動する。また、第2駆動機構は第2回転軸と第2駆動部材とを有している。第2駆動部材は、第2回転軸の回転により第1操作方向及び第2操作方向に移動自在であり、第2レリーズ部材を第1操作方向に駆動する。
本発明の第3側面に係るツインクラッチ装置用アクチュエータは、第1又は第2側面のアクチュエータにおいて、第1伝達機構は、電動モータの出力軸に固定された駆動ギアと、駆動ギアに噛み合い第1回転軸に設けられた第1従動ギアと、第1従動ギアと第1回転軸との間に配置された第1ワンウェイクラッチと、を有している。また、第2伝達機構は、駆動ギアと、駆動ギアに噛み合い第2回転軸に設けられた第2従動ギアと、第2従動ギアと第2回転軸との間に配置された第2ワンウェイクラッチと、を有している。
このアクチュエータでは、電動モータの第1方向の回転は、モータ出力軸に固定された駆動ギアを介して第1従動ギアに伝達される。第1従動ギアの回転は第1ワンウェイクラッチを介して第1回転軸に伝達される。第1回転軸の回転は第1駆動部材の第1操作方向の移動に変換される。
また、電動モータの第2方向の回転は、モータ出力軸に固定された駆動ギアを介して第2従動ギアに伝達される。第2従動ギアの回転は第2ワンウェイクラッチを介して第2回転軸に伝達される。第2回転軸の回転は第2駆動部材の第1操作方向の移動に変換される。
以上の動作において、電動モータの第1方向の回転は、駆動ギア及び第2従動ギアに伝達されるが、第2ワンウェイクラッチによって第2回転軸には伝達されない。同様に、電動モータの第2方向の回転は、駆動ギア及び第1従動ギアに伝達されるが、第1ワンウェイクラッチによって第1回転軸には伝達されない
本発明の第4側面に係るツインクラッチ装置用アクチュエータは、第1から第3側面のいずれかのアクチュエータにおいて、第1調速機構は第1駆動部材に連動して作動する第1油圧ダンパ機構を有する。また、第2調速機構は第2駆動部材に連動して作動する第2油圧ダンパ機構を有する。
本発明の第5側面に係るツインクラッチ装置用アクチュエータは、第4側面のアクチュエータにおいて、第1油圧ダンパ機構は、第1駆動部材に連動する第1ピストンと、第1ピストンが収容された第1シリンダと、第1シリンダの油室とドレンとの間に接続された第1絞り部と、を有する。また、第2油圧ダンパ機構は、第2駆動部材に連動する第2ピストンと、第2ピストンが収容された第2シリンダと、第2シリンダの油室とドレンとの間に接続された第2絞り部と、を有する。
以上のような本発明では、ツインクラッチ装置用のアクチュエータにおいて、1つのモータで2つのレリーズ部材を操作できるので、コストを低減することができる。また、変速時の操作パターンを任意に制御することができる。
本発明の一実施形態によるツインクラッチ装置用アクチュエータの構成図。 電動モータの回転とレリーズ部材のストロークとの関係を示す図。 発進及び変速操作時の電動モータの回転とレリーズ部材のストロークとの関係を示す図。 電動モータの制御フローチャート。
[構成]
本発明の一実施形態によるツインクラッチ装置用アクチュエータ1の構成を図1に示す。ツインクラッチ装置2は、第1クラッチC1及び第2クラッチC2と、これらの各クラッチC1,C2を接(クラッチオン:係合)・断(クラッチオフ:係合解除)するための第1レリーズ部材R1及び第2レリーズ部材R2と、を有している。
ここで、このツインクラッチ装置2を構成する第1及び第2クラッチC1,C2は、対応するレリーズ部材R1,R2が駆動されて第1操作方向(図1のA方向)に操作されることによって、クラッチオン状態となる。そして、各レリーズ部材R1,R2に対する駆動力が解除されると、各レリーズ部材R1,R2は各クラッチC1,C2を構成する部材によって第2操作方向(図1のB方向)に戻される。これにより、各クラッチC1,C2はクラッチオフ状態になる。
アクチュエータ1は、第1及び第2レリーズ部材R1,R2を操作して、対応する各クラッチC1,C2をオン、オフするための装置である。アクチュエータ1は、1つの電動モータMと、第1及び第2駆動機構D1,D2と、第1及び第2伝達機構T1,T2と、調速機構としての第1及び第2油圧ダンパ機構P1,P2と、制御手段3と、を有している。
電動モータMは2つの駆動機構D1,D2を駆動するために設けられている。電動モータMは、第1方向(時計回り:CW)と、逆方向の第2方向(反時計回り:CCW)に加点可能である。この電動モータMの出力軸5には駆動ギア6が固定されている。
第1駆動機構D1は、電動モータMからの第1方向の回転を受けて、第1レリーズ部材R1を第1操作方向A(図1において右方)に駆動する機構である。第1駆動機構D1は、ボールねじ機構であり、第1ねじ軸(第1回転軸)10aと、第1ねじ軸10aに複数のボールを介して螺合する第1ナット(第1駆動部材)11aと、を有している。
このような構成によって、第1ねじ軸10aが回転することによって、第1ナット11aは第1ねじ軸10aの回転軸に沿って第1操作方向Aに移動可能である。また、第1ナット11aは回転軸に沿って第1操作方向Aと逆の第2操作方向B(図1において左方)にも移動可能である。そして、第1ナット11aに連結部材12aを介して第1レリーズ部材R1が連結されている。
第2駆動機構D2は、電動モータMからの第2方向の回転を受けて、第2レリーズ部材R2を第1操作方向Aに駆動する機構である。第2駆動機構D2は、第1駆動機構D1と同様に、ボールねじ機構であり、第2ねじ軸(第2回転軸)10bと、第2ねじ軸10bに複数のボールを介して螺合する第2ナット(第2駆動部材)11bと、を有している。
このような構成によって、第2ねじ軸10bが回転することによって、第2ナット11bは第2ねじ軸10bの回転軸に沿って第1操作方向Aに移動可能である。また、第2ナット11bは回転軸に沿って第1操作方向Aと逆の第2操作方向B(図1において左方)にも移動可能である。そして、第2ナット11bに連結部材12bを介して第2レリーズ部材R2が連結されている。
第1伝達機構T1は、電動モータMの第1方向の回転のみを第1駆動機構D1に伝達する機構である。第1伝達機構T1は、駆動ギア6と、第1従動ギア14aと、第1ワンウェイクラッチ15aと、を有している。第1従動ギア14aは第1ワンウェイクラッチ15aを介して第1ねじ軸10aに支持されている。第1ワンウェイクラッチ15aは、第1従動ギア14aの第2方向(電動モータMの第1方向)の回転のみを第1ねじ軸10aに伝達し、逆方向の回転は第1ねじ軸10aに伝達しない。
第2伝達機構T2は、電動モータMの第2方向の回転のみを第2駆動機構D2に伝達する機構である。第2伝達機構T2は、駆動ギア6と、第2従動ギア14bと、第2ワンウェイクラッチ15bと、を有している。第2従動ギア14bは第2ワンウェイクラッチ15bを介して第2ねじ軸10bに支持されている。第2ワンウェイクラッチ15bは、第2従動ギア14bの第1方向(電動モータMの第2方向)の回転のみを第2ねじ軸10bに伝達し、逆方向の回転は第2ねじ軸10bに伝達しない。
第1油圧ダンパ機構P1は、第1レリーズ部材R1が第2操作方向に移動する速度を調整するための機構である。第1油圧ダンパ機構P1は、第1ナット11aに連動する第1ピストン17aと、第1ピストン17aが収容された第1シリンダ18aと、第1絞り部19aと、第1逆止弁20aと、を有している。第1絞り部19a及び第1逆止弁20aは、第1シリンダ18aの油室とドレン22との間に接続され、互いに並列に接続されている。
第2油圧ダンパ機構P2は、第2レリーズ部材R2が第2操作方向に移動する速度を調整するための機構である。第2油圧ダンパ機構P2は、第2ナット11bに連動する第2ピストン17bと、第2ピストン17bが収容された第2シリンダ18bと、第2絞り部19bと、第2逆止弁20bと、を有している。第2絞り部19b及び第2逆止弁20bは、第2シリンダ18bの油室とドレン22との間に接続され、互いに並列に接続されている。
制御手段3は電動モータMの回転を制御する。制御手段3には、第1レリーズ部材R1及び第2レリーズ部材R2の位置を検出するための第1及び第2位置検出センサ24a,24bが接続されている。制御手段3には、発進時や各変速操作時において、電動モータMにどのような制御信号を出力するかを決定するためのマップ等が記憶されている。
[動作]
まず、図2に電動モータMに駆動信号としてのパルス信号を与えたときの、各レリーズ部材R1,R2の時間に対するストローク(位置)を示している。図2(a)は第1クラッチC1(第1レリーズ部材R1)側の時間とストロークとの関係を示し、図2(b)は第2クラッチC2(第2レリーズ部材R2)側の時間とストロークとの関係を示している。
これらの図から明らかなように、正のパルス信号を電動モータMに与えることによって、電動モータMは第1方向(時計回り)に回転する。電動モータMの回転は、駆動ギア6、第1従動ギア14a、第1ワンウェイクラッチ15aを介して第1ねじ軸10aに伝達される。この第1ねじ軸10aの回転によって、第1ナット11aは第1操作方向Aに移動する。したがって、第1レリーズ部材R1も同様に第1操作方向、すなわち「接」側に移動する。これにより、第1クラッチC1はクラッチオン状態になる。
なお、電動モータMの第1方向の回転は、第2従動ギア14bには伝達されるが、第2ワンウェイクラッチ15bの作用によって第2ねじ軸10bには伝達されない。
また、負のパルス信号を電動モータMに与えた場合は、電動モータMは第2方向(反時計回り)に回転し、第2伝達機構T2、第2駆動機構D2が前記同様に作動する。そして、第2レリーズ部材R2が「接」側に移動し、第2クラッチC2はクラッチオン状態になる。
一方、電動モータMの駆動を停止すると、各ナット11a,11b及び各レリーズ部材R1,R2は、第1及び第2油圧ダンパ機構P1,P2の各絞り部19a,19bで設定された移動速度で第2操作方向、すなわち「断」方向に移動する。この移動速度、すなわち図2(a)及び(b)において電動モータMへの信号を停止した後の特性の傾斜は、各絞り部19a,19bの絞り径を変えることによって制御することができる。
以上の基本動作に基づいて、発進から変速操作を行う場合の電動モータMに与えるパルス信号の一例と各レリーズ部材R1,R2のストロークとの関係を図3に示している。なお、図3において、実線で示す「C1」が第1レリーズ部材R1のストロークを示し、破線で示す「C2」が第2レリーズ部材R2のストロークを示している。
この図3に示すように、発進時は第1クラッチC1をオンにするために、電動モータMに正のパルス信号が与えられる。そして、第1クラッチC1のオン状態での走行時には、第1クラッチC1のオンを維持するために、所定の周期で正のパルス信号を電動モータMに与える。これにより、第1レリーズ部材R1のストロークは所定のストロークに維持され、第1クラッチC1のオン状態が維持される。
次に変速時に、第1クラッチC1をオフ、第2クラッチC2をオンする場合は、電動モータMに負のパルス信号を与える。第1クラッチC1側の第1レリーズ部材R1は第1油圧ダンパ機構P1によって徐々に第2操作方向に移動する。そこで、第1クラッチC1が確実にオン状態になっている状態で第2クラッチC2がオン状態にならないように、電動モータMに与える負のパルス信号の幅を調整する。
変速時の後半部分では、正のパルス信号と負のパルス信号とを交互に電動モータMに与え、両クラッチC1,C2を半クラッチ状態にする。これにより、急激な変速を避けることができ、変速時のショックを緩和することができる。
その後、第1クラッチC1が確実にオフになった状態で、負のパルス信号のみを電動モータMに与え、第2クラッチC2のクラッチオン状態を維持する。
図4に電動モータMの制御フローチャートを示している。
まず、ステップS1では、制御手段3に記憶している各レリーズ部材R1,R2の目標位置TC1,TC2を読み出すとともに、第1及び第2位置センサ24a,24bからの検出信号によって現在の各レリーズ部材R1,R2の位置SC1,SC2を得る。次にステップS2では偏差を計算する。具体的には、第1クラッチC1側の第1偏差DC1として、第1レリーズ部材R1の目標位置TC1と現在位置SC1との差を求める。また、第2クラッチC2側の第2偏差DC2として、第2レリーズ部材R2の目標位置TC2と現在位置SC2との差を求める。
次にステップS3では、第1偏差DC1と第2偏差DC2とを比較する。
第1偏差DC1の方が大きい場合は、ステップS3からステップS4に移行する。ステップS4では第1偏差DC1が「0」以下であるか否かを判断する。第1偏差DC1が「0」以下の場合はステップS1に戻り、以上の処理を繰り返し実行する。また、第1偏差DC1が「正」であれば、第1レリーズ部材R1は目標位置TC1に到達していないことを意味しているので、ステップS4からステップS5に移行する。ステップS5では、電動モータMを第1方向(時計回り)に回転させるための信号(正のパルス信号)を出力する。そして、ステップS6においてフラグを「1」に設定し、ステップS1に戻る。
一方、ステップS3で第1偏差DC1が第2偏差DC2より小さいと判断された場合は、ステップS3からステップS7に移行する。ステップS7では第2偏差DC2が「0」以下であるか否かを判断する。第2偏差DC2が「0」以下の場合はステップS1に戻り、以上の処理を繰り返し実行する。また、第2偏差DC2が「正」であれば、第2レリーズ部材R2は目標位置TC2に到達していないことを意味しているので、ステップS7からステップS8に移行する。ステップS8では、電動モータMを第2方向(反時計回り)に回転させるための信号(負のパルス信号)を出力する。そして、ステップS9においてフラグを「2」に設定し、ステップS1に戻る。
また、ステップS3で第1偏差DC1と第2偏差DC2とが等しい場合は、第1レリーズ部材R1と第2レリーズ部材R2とを交互に駆動するために、以下の処理を実行する。
すなわち、この場合は、ステップS3からステップS10に移行する。ステップS10ではフラグが「2」であるか否かを判断する。先の処理で第1レリーズ部材R1が駆動されている場合は、ステップS5及びステップS6を経由してフラグが「1」に設定されているので、ステップS10では「No」と判断されることになる。したがって、この場合、すなわち直前に第1レリーズ部材R1が駆動されている場合は、ステップS10からステップS8に移行する。そして、このステップS8では、前述のように、電動モータMに負のパルス信号を与え、電動モータMを第2方向(反時計回り)に回転させて第2レリーズ部材R2を駆動する。
一方、先の処理で第2レリーズ部材R2が駆動されている場合は、ステップS8及びステップS9を経由してフラグが「2」に設定されているので、ステップS10では「Yes」と判断されることになる。したがって、この場合、すなわち直前に第2レリーズ部材R2が駆動されている場合は、ステップS10からステップS5に移行する。そして、このステップS5では、前述のように、電動モータMに正のパルス信号を与え、電動モータMを第1方向(時計回り)に回転させて第1レリーズ部材R1を駆動する。
[特徴]
以上のような本実施形態では、1つ電動モータMによって2つのレリーズ部材R1,R2を駆動することができ、装置のコストを抑えることができる。
また、各油圧ダンパ機構P1,P2による各レリーズ部材R1,R2の移動速度の調整と、電動モータMの制御とによって、変速時の操作パターンを任意に制御することができる。したがって、各変速時において最適な変速操作が可能になり、変速時のショックを抑えることができる。
[他の実施形態]
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
例えば、駆動機構としてボールねじ機構を例にとって説明したが、駆動機構はこのような機構に限定されない。また、調速機構として油圧ダンパ機構を例にとって説明したが、調速機構はこのような機構に限定されない。
さらに、前記実施形態では、レリーズ部材を第1操作方向に移動させてクラッチをオンにする機構を例に取ったが、逆にレリーズ部材を第1操作方向に移動させてクラッチをオフする機構についても本発明を同様に適用することができる。
1 アクチュエータ
2 ツインクラッチ装置
3 制御部
5 モータ出力軸
6 駆動ギア
10a,10b ねじ軸(第1,第2回転軸)
11a,11b ナット(第1,第2駆動部材)
14a,14b 従動ギア
15a,15b ワンウェイクラッチ
17a,17b ピストン
18a,18b シリンダ
19a,19b 絞り部
22 ドレン
C1,C2 クラッチ
D1,D2 駆動機構
M 電動モータ
P1,P2 油圧ダンパ機構
T1,T2 伝達機構

Claims (5)

  1. ツインクラッチ装置の第1レリーズ部材及び第2レリーズ部材を操作するためのツインクラッチ装置用アクチュエータであって、
    1つの電動モータと、
    前記電動モータからの第1方向の回転を受けて、前記第1レリーズ部材を第1操作方向に駆動する第1駆動機構と、
    前記電動モータからの第2方向の回転を受けて、前記第2レリーズ部材を前記第1操作方向に駆動する第2駆動機構と、
    前記電動モータの第1方向の回転のみを前記第1駆動機構に伝達する第1伝達機構と、
    前記電動モータの第2方向の回転のみを前記第2駆動機構に伝達する第2伝達機構と、
    前記第1レリーズ部材の前記第1操作方向とは逆の第2操作方向への移動速度を調整する第1調速機構と、
    前記第2レリーズ部材の前記第2操作方向への移動速度を調整する第2調速機構と、
    前記電動モータの回転を制御する制御手段と、
    を備えたツインクラッチ装置用アクチュエータ。
  2. 前記第1駆動機構は、
    第1回転軸と、
    前記第1回転軸の回転により前記第1操作方向及び前記第2操作方向に移動自在であり、前記第1レリーズ部材を前記第1操作方向に駆動するための第1駆動部材と、
    を有し、
    前記第2駆動機構は、
    第2回転軸と、
    前記第2回転軸の回転により前記第1操作方向及び前記第2操作方向に移動自在であり、前記第2レリーズ部材を前記第1操作方向に駆動するための第2駆動部材と、
    を有している、
    請求項1に記載のツインクラッチ装置用アクチュエータ。
  3. 前記第1伝達機構は、
    前記電動モータの出力軸に固定された駆動ギアと、
    前記駆動ギアに噛み合い、前記第1回転軸に設けられた第1従動ギアと、
    前記第1従動ギアと前記第1回転軸との間に配置された第1ワンウェイクラッチと、
    を有し、
    前記第2伝達機構は、
    前記駆動ギアと、
    前記駆動ギアに噛み合い、前記第2回転軸に設けられた第2従動ギアと、
    前記第2従動ギアと前記第2回転軸との間に配置された第2ワンウェイクラッチと、
    を有している、
    請求項1又は2に記載のツインクラッチ装置用アクチュエータ。
  4. 前記第1調速機構は前記第1駆動部材に連動して作動する第1油圧ダンパ機構を有し、
    前記第2調速機構は前記第2駆動部材に連動して作動する第2油圧ダンパ機構を有する、
    請求項1から3のいずれかに記載のツインクラッチ装置用アクチュエータ。
  5. 前記第1油圧ダンパ機構は、前記第1駆動部材に連動する第1ピストンと、前記第1ピストンが収容された第1シリンダと、前記第1シリンダの油室とドレンとの間に接続された第1絞り部と、有し、
    前記第2油圧ダンパ機構は、前記第2駆動部材に連動する第2ピストンと、前記第2ピストンが収容された第2シリンダと、前記第2シリンダの油室とドレンとの間に接続された第2絞り部と、を有する、
    請求項4に記載のツインクラッチ装置用アクチュエータ。
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