JP6106155B2 - 携帯型バッテリパック充電システム、バッテリパックを充電する方法、及びそのためのアダプタ - Google Patents
携帯型バッテリパック充電システム、バッテリパックを充電する方法、及びそのためのアダプタ Download PDFInfo
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Description
本出願は、2011年7月24日に出願された米国仮特許出願第61/511,092号明細書、2011年11月29日に出願された同第61/564,513号明細書、2011年12月30日に出願された同第61/581,950号明細書及び2012年2月1日に出願された同第61/593,533号明細書に対する優先権を主張し、それらのすべての内容は、本明細書に完全に示されているものとして参照により本明細書に組み込まれる。
a)動力工具及び/又はバッテリパック用の一つ又は複数の制御プログラム及び/又はデータ。
b)動力工具及び/又はバッテリパック用の管理情報。
c)バッテリパック及び/又は動力工具の状態を示す情報であって、例えば、バッテリパックの充電/放電状態、残存バッテリ容量、電流、電圧、温度等に関する測定値又は検出値、残存バッテリ容量を使用して実施可能な動力工具の残り動作回数等。
d)バッテリパック及び/又は動力工具の動作パラメータに関する一つ又は複数の値であって、例えば、バッテリセルの充電速度、最大電流制限、最大温度閾値、最大充電レベル等。
e)メンテナンス情報であって、例えば、使用履歴、点検履歴、及び一つ又は複数の消耗した部品を交換する時期に関する情報等、又は後述する他の任意のメンテナンス情報。
(i)最後のメンテナンス検査、メンテナンス点検の日付。
(ii)最後のメンテナンス検査、メンテナンス点検の結果。
(iii)動力工具及び/又はバッテリパックの累積又は総使用(動作)時間。
(iv)バッテリパックの利用可能な充電量又は充電状態(残存バッテリ容量)。
(v)バッテリパックが経験した充電サイクルの回数。
(vi)バッテリパックの一つ又は複数のバッテリセルの状態であって、例えばバッテリセルの内部インピーダンスの測定値から計算されるもの。
(vii)動力工具及び/又はバッテリパックの一つ又は複数の交換可能な部品の予測される残存耐用寿命。
(viii)動力工具及び/又はアダプタ及び/又はバッテリパック用のメンテナンススケジュール。
(ix)動力工具及び/又はアダプタ及び/又はバッテリパックの使用履歴。
(x)アダプタ、バッテリパック及び/又は動力工具の管理責任者の名前。
(xi)バッテリパック及び/又は動力工具の通し番号。
(xii)一つ又は複数の(例えば個々に又は二つ以上の集合のいずれかの)バッテリセルの電圧。
(xiii)一つ又は複数の(例えば個々に又は二つ以上の集合のいずれかの)バッテリセルの放電電流。
(xiv)一つ又は複数の(例えば個々に又は二つ以上の集合のいずれかの)バッテリセルの温度。
(xv)バッテリパック及び/又は動力工具がオン及び/又はオフに切り換えられた回数。
(xvi)所定期間内における充電量又は放電量(例えば、過去二時間の間に放電された電力量)。
・上記又は下記に示す情報のいずれかを動力工具へ無線送信すること、及び/又は動力工具からの無線受信すること。例えば、基地局、ワークステーション、コンピュータ、携帯情報端末、スマートフォン等の外部装置と無線通信することを含む。
・上記又は下記に示す情報のいずれかのような、動力工具に関する情報をディスプレイに表示すること。
・バッテリパックの残存バッテリ容量や、同じ類型の動作について残存バッテリ容量によって実施可能と推定される動力工具の残り動作回数を、測定、表示及び/又は通信すること。
・一つ又は複数の動作パラメータ(例えば最大電流制限の値)であって、バッテリパック及び/又は動力工具のメモリに格納されたものを、測定、表示及び/又は通信すること。
・検出された放電電流及び/又は動力工具の推奨値を、測定、表示及び/又は通信すること。
・盗難防止機能又は鍵を提供すること。
・アダプタ、バッテリパック及び/又は動力工具の管理責任者を、特定又は通信すること。
・バッテリパックの充電速度の変更に関する情報を、入力、表示及び/又は通信すること。
・バッテリパック及び/又は動力工具の動作状態を示す値を、測定、表示及び/又は通信すること。
・米国仮特許出願第61/511,092号明細書に記載されている他の任意の機能(それら付加的な機能は参照により本明細書に組み込まれる)。
前記動力工具のみに着脱可能に接続する手段と、
少なくとも一つのマイクロプロセッサといったコントローラと、
前記コントローラと通信する少なくとも一つのメモリ又は記憶装置と、
例えば少なくとも一つのマイクロプロセッサといった、動力工具に位置するコントローラと電気的に通信可能に構成された少なくとも一つの通信ポートと、
を備えるアダプタ。
前記バッテリパックのみに着脱可能に接続する手段と、
少なくとも一つのマイクロプロセッサといったコントローラと、
前記コントローラと通信する少なくとも一つのメモリ又は記憶装置と、
少なくとも一つのマイクロプロセッサといった、バッテリパックに位置するコントローラと電気的に通信するように構成された少なくとも一つの通信ポートと、
を備えるアダプタ。
前記バッテリパックに着脱可能に接続する第1手段と、
前記動力工具に着脱可能に接続する第2手段と、
少なくとも一つのマイクロプロセッサといったコントローラと、
前記コントローラと通信する少なくとも一つのメモリ又は記憶装置と、
少なくとも一つのマイクロコントローラといった、前記バッテリパックに位置するコントローラと電気的に通信するように構成された少なくとも一つの第1通信ポートと、
少なくとも一つのマイクロコントローラといった、前記動力工具に位置するコントローラと電気的に通信するように構成された少なくとも一つの第2通信ポートと、
を備えるアダプタ。
複数の動力工具の動作に対して消費エネルギーの測定量をメモリに格納し、
測定された残存バッテリ容量を、前記複数の動力工具の動作に対する消費エネルギーの測定量の代表値又は平均値によって除算することにより、前記動力工具の残り動作回数を計算する、
ように構成されている、実施形態11によるアダプタ。
(i)最後のメンテナンス検査、メンテナンス点検の日付、
(ii)最後のメンテナンス検査、メンテナンス点検の結果、
(iii)動力工具及び/又はバッテリパックの累積又は総使用(動作)時間、
(iv)バッテリパックの利用可能な充電量又は充電状態(残存バッテリ容量)、
(v)バッテリパックが経験した充電サイクルの回数、
(vi)バッテリパックの一つ又は複数のバッテリセルの状態であって、例えばバッテリセルの内部インピーダンスの測定値から計算されるもの、
(vii)動力工具及び/又はバッテリパックの一つ又は複数の交換可能な部品の予測される残存耐用寿命、
(viii)動力工具及び/又はアダプタ及び/又はバッテリパック用のメンテナンススケジュール、
(ix)動力工具及び/又はアダプタ及び/又はバッテリパックの使用履歴、
(x)アダプタ、バッテリパック及び/又は動力工具の管理責任者の名前、
(xi)バッテリパック及び/又は動力工具の通し番号、
(xii)一つ又は複数の(例えば個々に又は二つ以上の集合のいずれかの)バッテリセルの電圧、
(xiii)一つ又は複数の(例えば個々に又は二つ以上の集合のいずれかの)バッテリセルの放電電流、
(xiv)一つ又は複数の(例えば個々に又は二つ以上の集合のいずれかの)バッテリセルの温度、
(xv)バッテリパック及び/又は動力工具がオン及び/又はオフに切り換えられた回数、
(xvi)所定期間内における充電量又は放電量(例えば、過去二時間の間に放電された電力量)、
のうちの一つ又はいずれか任意の組合せである、実施形態15によるアダプタ。
無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)デバイス、例えばWiFi(即ち、IEEE802.11によって列挙される無線通信プロトコルに従って動作する)等の無線通信デバイス、
Bluetoothデバイス、
無線周波数(RF)通信デバイス、又は
セルラもしくは携帯電話デバイス
のうちの一つ又は複数を含む、実施形態30によるアダプタ。
実施形態7から12のいずれか一つによる、測定された残存バッテリ容量、及び/又は残存バッテリ容量で同じ類型の動作を動力工具が実施可能な残りの動作回数、
実施形態13による、前記バッテリパック及び/又は前記動力工具のメモリに格納された一つ又は複数の動作パラメータ、例えば最大電流制限の値、
実施形態15又は16によるメンテナンス情報、
実施形態18から20による検出された放電電流及び/又は動力工具の提案、
実施形態22又は23による盗難防止機能又は鍵、
実施形態24による、前記アダプタ、前記バッテリパック及び/又は前記動力工具の管理責任者、
実施形態25又は26による前記バッテリパックの充電速度を変更するための情報、
実施形態27又は28による前記バッテリパック及び/又は前記動力工具の動作状態を示す値
のうちの一つ又はいずれかの任意の組合せである、実施形態30又は31によるアダプタ。
(i)前記アダプタの少なくとも一つの充電端子受けに接続するように構成された少なくとも一つの充電端子を備えるベルトフック受け、又は
(ii)前記アダプタの無線電力受信アンテナに電力を無線送信するように構成された前記無線電力送信アンテナ
のうちの一方をさらに有する、実施形態56又は57による携帯型バッテリパック充電システム。
前記バッテリパックの少なくとも一つのバッテリセルを充電するために電力を供給するように構成又は適合された充電器と、
前記充電器をユーザに取り付ける手段と、
を備える携帯型システム。
(i)前記アダプタの少なくとも一つの充電端子受けに接続するように構成された少なくとも一つの充電端子を備えるベルトフック受け、又は
(ii)前記アダプタの無線電力受信アンテナに電力を無線送信するように構成された前記無線電力送信アンテナ
のうちの一方をさらに有する、実施形態70から74のいずれか一つによる携帯型システム。
携帯型充電器をユーザに取り付けるステップであって、携帯型充電器が内蔵型電源を有する、又はそれに取り付けられ、携帯型充電器の第1充電ポートがユーザによって装着されるベルトに配置されるステップと、
前記バッテリパックが動力工具と物理的に係合されかつ電気的に接続されている間に、前記バッテリパックをベルトに吊り下げるステップと、
前記第1充電ポートが、前記バッテリパックの少なくとも一つのバッテリセルと電気的に接続されている第2充電ポートに近接すると、前記充電器からバッテリパックへの電力の伝送を開始するステップと、
を含む方法。
充電器の第1充電ポートが、動力工具に取り付けられた前記バッテリパックの少なくとも一つのバッテリセルと電気的に接続される第2充電ポートに近接すると、前記充電器から前記バッテリパックに電力を伝送するステップ、
を含む方法。
少なくとも一つのマイクロプロセッサといった、前記動力工具及び/又は前記バッテリパックに位置するコントローラと電気的に通信するように構成された少なくとも一つの通信ポートと、
前記動力工具及び/又は前記バッテリパックに関する情報を外部装置に無線通信する手段と、
を備えるアダプタ。
無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)デバイス、例えばWiFi(即ち、IEEE802.11によって列挙される無線通信プロトコルに従って動作する)等の無線通信デバイス、
Bluetoothデバイス、
無線周波数(RF)通信デバイス、又は
セルラもしくは携帯電話デバイス
のうちの一つ又は複数を含む、実施形態110によるアダプタ。
実施形態7から12のいずれか一つによる、測定された残存バッテリ容量、及び/又は、残存バッテリ容量で同じ類型の動作を動力工具が実施可能な残り動作回数、
実施形態13による、前記バッテリパック及び/又は前記動力工具のメモリに格納された一つ又は複数の動作パラメータ、例えば最大電流制限の値、
実施形態15又は16によるメンテナンス情報、
実施形態18から20による検出された放電電流及び/又は動力工具の提案、
実施形態22又は23による盗難防止機能又は鍵、
実施形態24による、前記アダプタ、前記バッテリパック及び/又は前記動力工具の管理責任者、
実施形態25又は26による前記バッテリパックの充電速度を変更するための情報、
実施形態27又は28による前記バッテリパック及び/又は前記動力工具の動作状態を示す値
のうちの一つ又はいずれかの任意の組合せである、実施形態100又は101によるアダプタ。
前記バッテリパックは、第2方向に沿って、好ましくは前記動力工具のハンドルの横方向に沿って、前記動力工具のハウジングに摺動可能に着脱されるように構成され、
前記第1方向は前記第2方向に対して実質的に垂直である、実施形態110から127のいずれか一つによるアダプタ。
前記動力工具及び/又は前記バッテリパック(40)の累積又は総使用(動作)時間、
前記バッテリパックの利用可能な充電量又は充電状態(例えば残存バッテリ容量)、
前記バッテリパックにおいて行われた充電サイクルの数、及び/又は
例えばバッテリセルの内部インピーダンス測定値から計算される、前記バッテリパックの一つ又は複数のバッテリセルの状態、
を含む、実施形態138又は139による方法。
前記動力工具及び/又は前記バッテリパックの一つ又は複数の交換可能部品の予測される残存耐用寿命、
前記動力工具及び/又は前記アダプタ及び/又は前記バッテリパックに対するメンテナンススケジュール、
前記動力工具及び/又は前記アダプタ及び/又は前記バッテリパックの使用履歴、
前記アダプタ、前記バッテリパック及び/又は前記動力工具の管理責任者の名前、及び/又は
前記バッテリパック及び/又は前記動力工具の通し番号、
を含む、実施形態138から140のいずれか一つによる方法。
一つ又は複数の(例えば個々に又は二つ以上の集合のいずれかの)バッテリセルの電圧、
一つ又は複数の(例えば個々に又は二つ以上の集合のいずれかの)バッテリセルの放電電流、及び/又は、
一つ又は複数の(例えば個々に又は二つ以上の集合のいずれかの)バッテリセルの温度、
を含む、実施形態138から141のいずれか一つによる方法。
前記バッテリパックインタフェースに例えば直接着脱されるとともに、前記電動装置に電流を供給するように適合又は構成されたバッテリパックと、
前記第1コネクタに物理的かつ電気的に着脱可能に接続されるように構成された第2コネクタを備えるアダプタと、を備え、
前記アダプタは、前記手持式の動力工具を介して前記バッテリパックから電力を受け取るとともに、前記手持式の動力工具に少なくとも一つの付加的な電気的機能を提供するか、又は手持式の動力工具が本来行うことができない少なくとも一つの付加的な電気的機能を実施するように構成されており、
前記ハウジングと前記バッテリパックとが互いに取り付けられたときに、前記アダプタの少なくとも一部が前記ハウジングと前記バッテリパックとの間の空間に配置される、動力工具システム。
前記バッテリパックは、第2方向に沿って、好ましくは前記動力工具のハンドルの横方向に沿って、前記動力工具のハウジングに摺動可能に着脱されるように構成され、
前記第1方向は前記第2方向に対して実質的に垂直である、実施形態151から153のいずれか一つによる動力工具システム。
前記第2コネクタは、少なくとも一つのコンタクトピンを受け入れるように構成された少なくとも一つの穴と、前記少なくとも一つの穴内に位置するとともに、前記少なくとも一つのコンタクトピンと物理的かつ電気的に接触するように構成された少なくとも一つのコンタクトプレート(コンタクト端子)を有する雄コネクタである、
実施形態151から158のいずれか一つによる動力工具システム。
各々のアダプタは、ハウジングに取り付けられて、手持式動力工具に少なくとも一つの異なる電気的機能を提供する、又は少なくとも一つの異なる電気的機能を実施するように構成されている、実施形態151から163のいずれか一つによる動力工具システム。
基地局、ワークステーション、コンピュータ、携帯情報端末、スマートフォンといった外部装置と無線通信しつつ、上記又は下記に示す情報のうちのいずれかといった情報を動力工具に及び/又は動力工具から無線通信し、
上記又は下記に示す情報のうちのいずれかといった動力工具に関する情報を、ディスプレイに表示し、
前記バッテリパックの残存バッテリ容量、及び/又は、残存バッテリ容量で同じ類型の動作を動力工具が実施可能な残り動作回数の推定値を、測定及び/又は表示及び/又は通信し、
前記バッテリパック及び/又は前記動力工具のメモリに格納された一つ又は複数の動作パラメータ、例えば最大電流制限、に対応する値を測定及び/又は表示及び/又は通信し、
(i)最後のメンテナンス検査、メンテナンス点検の日付、(ii)最後のメンテナンス検査、メンテナンス点検の結果、(iii)動力工具及び/又はバッテリパックの累積又は総使用(動作)時間、(iv)バッテリパックの利用可能な充電量又は充電状態(残存バッテリ容量)、(v)バッテリパックが経験した充電サイクルの回数、(vi)バッテリパックの一つ又は複数のバッテリセルの状態であって、例えばバッテリセルの内部インピーダンスの測定値から計算されるもの、(vii)動力工具及び/又はバッテリパックの一つ又は複数の交換可能な部品の予測される残存耐用寿命、(viii)動力工具及び/又はアダプタ及び/又はバッテリパック用のメンテナンススケジュール、の一又は複数といった、メンテナンス情報を測定し及び/又は表示し及び/又は通信し、
検出された放電電流及び/又は動力工具の提案を測定及び/又は表示及び/又は通信し、
盗難防止機能又は鍵を提供し、
前記アダプタ、前記バッテリパック及び/又は前記動力工具の管理責任者を特定又は通信し、
前記バッテリパックの充電速度の変更に関する情報を入力及び/又は表示及び/又は通信し、及び/又は
前記バッテリパック及び/又は前記動力工具の動作状態を示す値を測定及び/又は表示及び/又は通信し、及び/又は、
上記明細書に記載される他の任意の機能を行う、
ように構成又は適合されている、実施形態151から164のいずれか一つによる動力工具システム。
各々のアダプタは、手持式の動力工具のうちのいずれか一つのハウジングに取り付けられ、その手持式の動力工具に異なる機能を提供するように構成されている、実施形態151から176のいずれか一つによる動力工具システム。
前記手持式の動力工具に設けられた対応するコネクタと物理的かつ電気的に着脱可能に接続されるように構成されたコネクタと、
前記手持式の動力工具及び前記コネクタを介して、前記バッテリパックから電力を受け取る手段と、
前記手持式の動力工具が本来行うことができない少なくとも一つの付加的な電気的機能を実施する手段と、
を備え、
前記ハウジング及び前記バッテリパックが互いに取り付けられたときに、その少なくとも一部が前記手持式の動力工具のハウジングと前記バッテリパックとの間の空間に位置する、アダプタ。
前記バッテリパックは、第2方向に沿って、好ましくは動力工具のハンドルの横方向に沿って、前記ハウジングに対して摺動可能に着脱されるように構成され、
前記第1方向が前記第2方向に対して実質的に垂直である、実施形態181又は182によるアダプタ。
前記対応するコネクタは、少なくとも一つのコンタクトピンを受け入れるように構成された少なくとも一つの穴と、前記少なくとも一つの穴内に位置するとともに、前記少なくとも一つのコンタクトピンと物理的かつ電気的に接触するように構成された少なくとも一つのコンタクトプレート(コンタクト端子)を有する雄コネクタである、実施形態181から185のいずれか一つによるアダプタ。
10、10’:コードレス動力工具
11:電子ユニット
12:コントローラ
13:回路基板
14:放電検出器
16:メモリ
18:通信部
20:パワーFET
22:バッテリ端子
24:アダプタ通信端子
25:アダプタ電源端子
26:バッテリパック通信端子(I/O端子)
28:トリガスイッチ
30:工具チャック
32:ハウジング
33:スロット
34:バッテリパックインタフェース
35:動力工具ハウジングとバッテリパックとの間の空間
36:開口部
37:雌コネクタ
38:コンタクトピン
39:周壁
40、40’:バッテリパック
42:コントローラ
44:充電/放電検出器
46:メモリ
48:通信部
50:バッテリセル
52:バッテリ端子
54:アダプタ通信端子
55:アダプタ電源端子
56:動力工具通信端子(I/O端子
58:スイッチ
60:充電端子
70、70’、70’’、70’’’、70’’’’、70’’’’’:アダプタ
72:コントローラ
73:回路基板
74:通信端子
75:電源端子
76:メモリ
78:通信部
79:アンテナ
80:ディスプレイ
81:LCDドライバ
82:バッテリ端子
84:充電端子
85:充電端子受け
86:充電器通信端子(I/O端子
88:スイッチ
90:ダイオード
91:円柱状部分
92:ねじ部品
93:リブ
94:雄コネクタ
96:穴
97:コンタクト端子
98:突出体
100:外部装置
102:コントローラ
104:ディスプレイ
106:メモリ
108:通信部
120:充電器
122:コントローラ
124:アダプタ通信端子
126:メモリ
128:通信部
130:電源
132:充電端子
138:スイッチ
140:DC電源
142:可撓性電源コード
144:ベルト
146:ベルトフック受け
148:ベルトフック
150:ストラップ
152:ライト
153:LED
154:可撓性アーム
155:コンタクト電流発生器
156:ON/OFFスイッチ
158:FET
170:ダミーアダプタ
M:動力工具の電気モータ
Claims (11)
- 手持式の動力工具のバッテリパックを充電するための携帯型システムであって、
前記バッテリパックの少なくとも一つのバッテリセルに充電のための電力を供給するように構成又は適合されている充電器と、
前記充電器をユーザに取り付ける手段と、
前記動力工具を前記充電器に接続するために、前記動力工具に取り付けられるアダプタと、
を備え、
前記アダプタは、前記バッテリパックの充電を制御するコントローラを有し、
前記アダプタのコントローラは、前記バッテリパックのコントローラから送信された信号に応じて、前記バッテリパックの充電を停止し、
前記取り付ける手段は、有線接続で充電電力を伝送するように構成された前記充電器の少なくとも一つの充電端子又は充電電力を無線伝送するように構成された無線電力送信アンテナを支持するベルトフック受けを備え、
前記ベルトフック受けは、前記アダプタが有するベルトフックと係合するように構成又は適合されている、
携帯型システム。 - 前記充電器は、内蔵型電源を備え、
前記内蔵型電源は、複数の充電式バッテリセルを備える、請求項1に記載の携帯型システム。 - 前記充電器の充電式バッテリセルは、前記バッテリパックのバッテリセルよりも高い蓄電容量と、前記バッテリパックのバッテリセルよりも低い公称電流を有する、請求項2に記載の携帯型システム。
- 前記ベルトフック受けは、前記充電端子もしくは前記無線電力送信アンテナが前記ベルトフックに近接したときに、充電開始信号を出力するように構成された近接センサをさらに備え、
前記近接センサは、機械的接点、圧力センサ、スイッチ、無線周波数識別(RFID)デバイス、磁石、リードスイッチ、ホールセンサ、ホールセンサ以外の磁場センサ、電気抵抗、及び/又は、容量センサを含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の携帯型システム。 - 充電端子受け又は無線電力受信アンテナの一方を含むベルトフックに接続されたバッテリパックをさらに備える、請求項1から4のいずれか一項に記載の携帯型システム。
- バッテリパックを充電する方法であって、
携帯型充電器をユーザに取り付けるステップであって、携帯型充電器は内蔵型電源を有する、又はそれに取り付けられ、携帯型充電器の第1充電ポートがユーザによって装着されるベルトに配置されるステップと、
前記バッテリパックが動力工具と物理的に係合されかつ電気的に接続されている間に、前記動力工具に取り付けられたアダプタによって、前記バッテリパックを前記ベルトに吊り下げるステップと、
前記第1充電ポートが、前記バッテリパックの少なくとも一つのバッテリセルに電気的に接続された第2充電ポートに少なくとも近接したときに、前記充電器から前記バッテリパックへの電力の伝送を開始するステップと、
を備え、
前記アダプタは、前記バッテリパックの充電を制御するコントローラを有し、
前記アダプタのコントローラは、前記バッテリパックのコントローラから送信された信号に応じて、前記バッテリパックの充電を停止する、
方法。 - 前記第1及び第2充電ポートは、前記充電器から前記バッテリパックの少なくとも一つのバッテリセルに電流を導通するように構成又は適合された相補的な端子を備える、請求項6に記載の方法。
- 前記第1充電ポートの第2充電ポートに対する近接を検出するステップと、前記近接が検出されたときに前記電力の伝送を開始するステップとをさらに含む、請求項6又は7に記載の方法。
- 前記第1充電ポートの第2充電ポートからの離間を検出すると、電力の移送を終了するステップをさらに含む、請求項8に記載の方法。
- 前記近接は、磁場、圧力、無線信号、電気抵抗もしくは静電容量、又は機械的移動に基づいて検出される、請求項8又は9に記載の方法。
- 前記第2充電ポートは、前記アダプタが有するベルトフックの表面又は内部に配置される、請求項6から10のいずれか一項に記載の方法。
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