JPH07329796A - 衝撃吸収式ステアリング装置用エネルギ吸収プレート - Google Patents

衝撃吸収式ステアリング装置用エネルギ吸収プレート

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JPH07329796A
JPH07329796A JP12390694A JP12390694A JPH07329796A JP H07329796 A JPH07329796 A JP H07329796A JP 12390694 A JP12390694 A JP 12390694A JP 12390694 A JP12390694 A JP 12390694A JP H07329796 A JPH07329796 A JP H07329796A
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JP
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plate
energy absorbing
energy
impact
steering
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JP12390694A
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Shin Yoshimoto
慎 吉本
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NSK Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16Steering columns
    • B62D1/18Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
    • B62D1/19Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable incorporating energy-absorbing arrangements, e.g. by being yieldable or collapsible
    • B62D1/195Yieldable supports for the steering column

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Controls (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 二次衝突初期に於けるピーク荷重を低減し、
ステアリングホイールにぶつかった運転者の身体に加わ
る衝撃を緩和する。 【構成】 後端部を車体に支持したエネルギ吸収プレー
ト24、24の屈曲部28、28をしごく事で、二次衝
突に伴う衝撃エネルギを吸収する。屈曲部28、28部
分に長孔29、29を形成し、この屈曲部28、28部
分の断面積を小さくする事で、この屈曲部28、28を
塑性変形し易くする。この結果、屈曲部28、28形成
時の加工硬化に拘らず、二次衝突初期のピーク荷重が大
きくならない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明に係る衝撃吸収式ステア
リング装置用エネルギ吸収プレートは、衝突事故の際に
衝撃エネルギを吸収しつつ塑性変形し、ステアリングホ
イールにぶつかった運転者の身体に加わる衝撃を緩和す
る。
【0002】
【従来の技術】衝突事故の際には、自動車が他の自動車
等と衝突する一次衝突に続いて、運転者の身体がステア
リングホイールに衝突する二次衝突が発生する。この二
次衝突の際に運転者の身体に加わる衝撃を緩和し、この
運転者の身体に重大な損傷を与える事を防止するのを目
的として、衝撃吸収式ステアリング装置と呼ばれる運転
者保護装置が、従来から種々考えられている。又、二次
衝突の際の衝撃エネルギを吸収する為の部材も、従来か
ら種々知られている。このうちエネルギ吸収プレート
は、比較的簡単で、小型且つ安価な衝撃吸収式ステアリ
ング装置を得られる部材として、従来から一般的に使用
されている。
【0003】図6〜7は、この様なエネルギ吸収プレー
トを組み込んだ従来の衝撃吸収式ステアリング装置の第
1例として、実公昭51−41700号公報に記載され
たものを示している。ステアリングコラム1の内側には
ステアリングシャフト2が、このステアリングコラム1
に対する回転のみ自在に支持されている。図示しないス
テアリングホイールは、このステアリングシャフト2の
後端部(図6よりも更に右方の端部)に固定される。一
方、車体3の下面には支持ブラケット4が、ボルト5、
5により固定されている。前記ステアリングコラム1
は、この支持ブラケット4の内側に挿通されている。
又、この支持ブラケット4は、衝突事故の際にも動く事
はない。
【0004】又、前記ステアリングコラム1の上面に
は、エネルギ吸収プレート6を装着している。このエネ
ルギ吸収プレート6は、軟鋼板等、塑性変形自在な金属
板により造られており、その前後両端縁(図6の左右両
端縁)を、前記ステアリングコラム1の上面に溶接固定
している。このエネルギ吸収プレート6の中間部前寄り
(図6の左寄り)部分には、上方に向けて山形に突出し
た屈曲部7を形成している。更に、前記支持ブラケット
4の上部には、固定部材である3本の横軸8、8を掛け
渡し、これら各横軸8、8に、それぞれローラ9、9を
回転自在に支持している。隣り合うローラ9、9の外周
面同士の間には隙間が存在し、この隙間に、前記エネル
ギ吸収プレート6の屈曲部7を位置させている。
【0005】上述の様に構成される衝撃吸収式ステアリ
ング装置は、衝突事故の際に次の様に作用して、ステア
リングホイールにぶつかった運転者の身体に加わる衝撃
を緩和する。二次衝突時には前記エネルギ吸収プレート
6が、ステアリングコラム1と共に前方(図6の左方)
に変位する。これに対し、横軸8、8を介して支持ブラ
ケット4に支持されたローラ9、9は変位しない。この
為前記エネルギ吸収プレート6の屈曲部7は、これら各
ローラ9、9によりしごかれる様にして、このエネルギ
吸収プレート6の後方(図6の右方)に移動する。この
際、このエネルギ吸収プレート6は、その長さ方向(図
6の左右方向)に亙って連続的に塑性変形する。この様
なエネルギ吸収プレート6の塑性変形は、前記二次衝突
によりステアリングコラム1に加えられた衝撃エネルギ
により行われる。従って、前記エネルギ吸収プレート6
が塑性変形する分だけ、前記衝撃エネルギが吸収され、
前記ステアリングホイールにぶつかった運転者の身体に
加わる衝撃が緩和される。
【0006】次に、図8〜10は、エネルギ吸収プレー
トを組み込んだ従来の衝撃吸収式ステアリング装置の第
2例として、実開昭63−142256号公報に記載さ
れたものを示している。ステアリングコラム1aの内側
にはステアリングシャフト2aが、このステアリングコ
ラム1aに対する回転のみ自在に支持されている。この
ステアリングコラム1aは、アッパーコラム10とロア
ーコラム11とをテレスコープ状に組み合わせて成る。
従ってこのステアリングコラム1aは、軸方向(図8の
左右方向)に亙る強い圧縮力が加わった場合には全長を
縮める。又、前記ステアリングシャフト2aは、軸状の
アッパーシャフト12と管状のロアーシャフト13と
を、スプライン係合部14により結合している。このス
プライン係合部14部分に設けた円孔15、15及び凹
溝16、16には合成樹脂17、17を充填している。
従って前記ステアリングシャフト2aは、軸方向に亙る
強い圧縮力が加わった場合には、これら合成樹脂17、
17を剪断して全長を縮める。図示しないステアリング
ホイールは、このステアリングシャフト2aの後端部
(図8の右端部)に固定される。
【0007】一方、前記アッパーコラム10の後端部
(図6の右端部)外周面には支持ブラケット4aを、溶
接等で固定している。十分な剛性を有する鋼板等をプレ
ス成形する事により造られた、この支持ブラケット4a
は、左右1対の取付板部18を有する。各取付板部18
の後端部(図8〜10の右端部)には、この取付板部1
8の後端縁に開口する切り欠き19が形成されている。
そして、この切り欠き19部分に、係止駒20を装着し
ている。そして、この係止駒20を、固定部材であるボ
ルト5により、車体3aに固定している。この係止駒2
0は、合成樹脂、或はアルミニウム合金等により造られ
ており、通常は前記各切り欠き19内に保持されている
が、強い力が作用した場合には、この切り欠き19から
後方(図8〜10の右方)に抜け出す。
【0008】又、前記ボルト5の下端部にはエネルギ吸
収プレート6aの後端部を係止している。即ち、このエ
ネルギ吸収プレート6aの後端部に形成した長孔21に
前記ボルト5の下端部を挿通して、このエネルギ吸収プ
レート6aの後端部を前記車体3aに対し支持してい
る。一方、前記各取付板部18の前部(図8〜10の左
部)には、それぞれ1対ずつのスリット22、22を、
間隔をあけて形成している。そして、これら両スリット
22、22に挟まれた間部分23を、上面が凸面となる
方向に湾曲させている。前記エネルギ吸収プレート6a
の中間部後寄り(図8〜10の右寄り)部分には、前述
した第1例の場合と同様の屈曲部7aが形成されてい
る。そしてこの屈曲部7aの中間部分を前記間部分23
の上側に位置させると共に、この屈曲部7aの前後両端
部分を、前記1対のスリット22、22に挿通してい
る。
【0009】上述の様に構成される衝撃吸収式ステアリ
ング装置は、衝突事故の際に次の様に作用して、ステア
リングホイールにぶつかった運転者の身体に加わる衝撃
を緩和する。二次衝突時には前記支持ブラケット4a
が、アッパーコラム10と共に前方(図8〜10の左
方)に変位する。これに対して、前記ボルト5並びに係
止駒20は、車体3aに支持されたままの位置に残る。
従って、その後端部を前記ボルト5に係止されたエネル
ギ吸収プレート6aも、前記長孔21内でボルト5が変
位可能な距離を越えて前方に変位する事なく、ほぼその
ままの位置に支持される。
【0010】この様に、エネルギ吸収プレート6aがそ
のままの位置に支持された状態で、前記支持ブラケット
4aが前方に変位する結果、前記エネルギ吸収プレート
6aの屈曲部7は、前記間部分23によりしごかれる様
にして、このエネルギ吸収プレート6aの前方(図8〜
10の左方)に移動する。この際、このエネルギ吸収プ
レート6aは、その長さ方向(図8〜10の左右方向)
に亙って連続的に塑性変形する。この結果、前記アッパ
ーコラム10に加わる衝撃エネルギが吸収され、前記ス
テアリングホイールにぶつかった運転者の身体に加わる
衝撃が緩和される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の様に
構成され作用する従来の衝撃吸収式ステアリング装置に
組み込まれていたエネルギ吸収プレートは、次の様な解
決すべき点があった。即ち、何れの構造の場合も、二次
衝突の際には予め形成した屈曲部7、7aをしごく様
に、エネルギ吸収プレート6、6aを塑性変形させる。
従って、衝撃エネルギの吸収を確実に行わせる為には、
前記屈曲部7、7a部分が塑性変形し易い事が必要であ
る。
【0012】これに対して、軟鋼板等の金属板に、プレ
ス加工等により前記屈曲部7、7aを形成した場合、こ
の屈曲部7、7aが加工硬化により固くなり、塑性変形
しにくくなる。この結果、二次衝突の際の衝撃エネルギ
の吸収効果がその分低下する。二次衝突時に運転者の身
体に加わる衝撃力は少しでも低い事が好ましく、改良が
望まれている。本発明の衝撃吸収式ステアリング装置用
エネルギ吸収プレートは、この様な事情に鑑みて発明し
たものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の衝撃吸収式ステ
アリング装置用エネルギ吸収プレートは、内側にステア
リングシャフトを回転自在に支持し、衝突事故の衝撃に
より前方に変位するステアリングコラムと、車体に支持
されて衝突事故の衝撃に拘らず変位する事のない固定部
材と、塑性変形自在な金属板により造られて屈曲部を中
間部に有し、前記固定部材と前記ステアリングコラムと
に係合して、衝突事故に伴う衝撃エネルギを吸収するエ
ネルギ吸収プレートとを備えた衝撃吸収式ステアリング
装置に組み込まれる。特に、本発明の衝撃吸収式ステア
リング装置用エネルギ吸入プレートは、前記屈曲部形成
部分の断面積を非形成部分の断面積よりも小さくしてい
る。
【0014】
【作用】上述の様に構成される本発明の衝撃吸収式ステ
アリング装置用エネルギ吸収プレートは、二次衝突時に
屈曲部をしごく様にして長さ方向に移動させる事によ
り、衝撃エネルギを吸収し、ステアリングホイールにぶ
つかった運転者の身体に加わる衝撃を緩和する。特に、
本発明の衝撃吸収式ステアリング装置用エネルギ吸収プ
レートの場合には、前記屈曲部形成部分の断面積を非形
成部分の断面積よりも小さくしている分、この屈曲部形
成部分が塑性変形し易い。従って、この屈曲部形成部分
が加工硬化に伴って固くなっても、特にこの屈曲部が塑
性変形しにくくなる事がなくなって、前記衝撃エネルギ
の吸収効果が大きくなる。
【0015】
【実施例】図1〜3は本発明の第一実施例を示してい
る。ステアリングコラム1aの内側にはステアリングシ
ャフト2aが、このステアリングコラム1aに対する回
転のみ自在に支持されている。又、このステアリングコ
ラム1aの後端部外周面には支持ブラケット4bを、溶
接等で固定している。十分な剛性を有する鋼板等をプレ
ス成形する事により造られた、この支持ブラケット4b
は、左右1対の取付板部18、18を有する。各取付板
部18、18の後端部(図1の右端部)には、この取付
板部18、18の後端縁に開口する切り欠き19、19
が形成されている。そして、各切り欠き19、19の内
側部分に、係止駒20、20を装着している。車両への
取付け時にこの係止駒20、20は、固定部材である図
示しないボルトにより、車体に固定される。この係止駒
20、20は、アルミニウム合金等により造られてお
り、通常はこの係止駒20、20に形成した小孔35、
35と前記各取付板部18、18に形成され、この小孔
35、35と整合する別の小孔とに掛け渡す様に充填さ
れた合成樹脂26、26により、前記各切り欠き19内
に保持されている。但し、二次衝突に伴う強い衝撃力が
作用した場合には、前記合成樹脂26、26が剪断する
事で支持力を喪失し、前記各切り欠き19、19から後
方(図1〜2の右方)に抜け出す。
【0016】又、車両への取付け時に前記ボルトの下端
部には、本発明のエネルギ吸収プレート24、24の後
端部を、係止駒20を介して係止する。即ち、このエネ
ルギ吸収プレート24、24の後端部(図1〜2の右端
部)に形成した円孔25に前記ボルトの下端部を挿通し
て、このエネルギ吸収プレート24、24の後端部を車
体に対し支持する。このエネルギ吸収プレート24、2
4の中間部後寄り(図1〜2の右寄り)部分には、下方
に向けて山形に突出した屈曲部28、28を形成してい
る。特に、本発明のエネルギ吸収プレート24、24の
場合には、この屈曲部28、28形成部分の幅方向中央
部に、前後方向(図1〜2の左右方向)に長い長孔2
9、29を形成している。そして、この長孔29、29
の分だけ、前記各屈曲部28、28形成部分の断面積
(厚さ寸法×充実部分の幅寸法)を、屈曲部28、28
を形成していない部分(非形成部分)の断面積(厚さ寸
法×幅寸法)よりも小さくしている。
【0017】一方、前記各取付板部18、18の前部
(図1〜2の左部)には、それぞれ透孔27、27を形
成している。これら各取付板部18、18の一部で、こ
れら各透孔27、27の前縁(図1〜2の左側縁)部分
には、断面が四分の一円弧状で、その先端縁を下方に向
け突出させた前側ガイド板部30、30を形成してい
る。又、前記各透孔27、27の後縁(図1〜2の右側
縁)部分には、断面が略倒立U字形で、その先端縁を下
方に向け突出させた後側ガイド板部31、31を形成し
ている。更に、前記各透孔27、27の左右両側縁(図
1の上下両側縁)には、それぞれ1対ずつの抑え板部3
2、32と受板部33、33とを形成している。
【0018】これら抑え板部32、32と受板部33、
33とは、抑え板部32、32を前記各透孔27、27
に寄せた状態で隣接して設けられている。又、抑え板部
32、32は上方に向け山形に突出して、下面を円弧状
凹面としており、受板部33、33は上面を円弧状凹面
としている。そして、これら抑え板部32、32の下面
と受板部33、33の上面との間で、しごきピン34、
34の両端部を支持している。従って、これら各しごき
ピン34、34は、それぞれ前記透孔27、27の前後
方向中央部を幅方向に亙って横切る状態で支持されてい
る。この状態で前記各しごきピン34、34の下面は、
前記各取付板部18、18の上面よりも下方に存在す
る。尚、図示の実施例では、各しごきピン34、34と
して、欠円筒状で外径を広げる方向の弾力を有するスプ
リングピンを使用している。
【0019】前述の様に構成されるエネルギ吸収プレー
ト24、24の屈曲部28、28は、前記各しごきピン
34、34の下側を通過させて、これら各しごきピン3
4、34を囲む状態で配置している。
【0020】上述の様に構成される、本発明のエネルギ
吸収プレート24、24を組み込んだ衝撃吸収式ステア
リング装置は、衝突事故の際に次の様に作用して、ステ
アリングホイールにぶつかった運転者の身体に加わる衝
撃を緩和する。二次衝突時には前記支持ブラケット4b
が、ステアリングコラム1aと共に前方(図1〜2の左
方)に変位する。これに対して、前記ボルト並びに係止
駒20は、そのまま車体に支持された位置に残る。従っ
て、その後端部を前記ボルトに係止されたエネルギ吸収
プレート24も前方に変位する事なく、そのままの位置
に支持される。
【0021】この様に、エネルギ吸収プレート24がそ
のままの位置に支持された状態で、前記支持ブラケット
4bが前方に変位する結果、前記エネルギ吸収プレート
24、24の屈曲部28、28は、前記前側ガイド板部
30、30及び後側ガイド板部31、31としごきピン
34、34の下面との間でしごかれる様にして、このエ
ネルギ吸収プレート24の前方(図1〜2の左方)に移
動する。この際、このエネルギ吸収プレート24は、そ
の長さ方向(図1〜2の左右方向)に亙って連続的に塑
性変形する。この結果、前記ステアリングコラム1aに
加わる衝撃エネルギが吸収され、前記ステアリングホイ
ールにぶつかった運転者の身体に加わる衝撃が緩和され
る。
【0022】特に、本発明の衝撃吸収式ステアリング用
のエネルギ吸収プレート24、24の場合には、前記長
孔29、29を形成した分だけ、前記各屈曲部28、2
8形成部分の断面積を非形成部分の断面積よりも小さく
している。従って、前記各屈曲部28、28を形成した
部分が塑性変形し易く、これら各屈曲部28、28を形
成した部分が加工硬化に伴って固くなっても、特にこの
屈曲部28、28が塑性変形しにくくなる事がなくな
る。この結果、前記二次衝突の際の衝撃エネルギの吸収
効果が大きくなる。又、屈曲部28、28を形成した部
分以外(非形成部分)の断面積は十分に確保されるの
で、二次衝突の際に前側ガイド板部30、30及び後側
ガイド板部31、31としごきピン34、34の下面と
間でしごき、前記各エネルギ吸収プレート24、24を
塑性変形させる際に要する力が小さくなり過ぎる事はな
い。従って、これら各エネルギ吸収プレート24、24
により吸収可能なエネルギの大きさを十分に確保でき
る。
【0023】例えば本発明者が、前記長孔29、29を
形成した1対のエネルギ吸収プレート24、24と、こ
の様な長孔29、29を形成していないエネルギ吸収プ
レートとを、図1〜2に示す様な衝撃吸収式ステアリン
グコラム装置に組み込んで、ステアリングコラム1aを
前方に変位させる際にこのステアリングコラム1aの軸
方向に加わる衝撃荷重を測定したところ、図3に示す様
な結果を得られた。エネルギ吸収プレートの材質は冷間
圧延鋼帯であるSPCC(JIS G 3141)とし、幅寸法は
14mm、厚さ寸法は1.2mmとした。又、長孔29、2
9の幅寸法は7mmとした。
【0024】実験結果を表した図3に示した2本の曲線
のうち、実線αは長孔を形成しない場合の荷重変化を、
破線βは長孔29、29を形成した場合の荷重変化を、
それぞれ表している。この図3の記載から明らかな通
り、本発明のエネルギ吸収プレートを使用すれば、十分
なエネルギ吸収能力(実験例の場合には200kgf )を
確保しつつ、二次衝突の初期に発生するピーク荷重を抑
える事ができる。従って、ステアリングホイールにぶつ
かった運転者の身体に加わる衝撃を緩和する事ができ
る。
【0025】次に、図4〜5は本発明の第二実施例を示
している。上述した第一実施例の場合には、エネルギ吸
収プレート24の屈曲部28の幅方向中央部に長孔29
(図1)を形成する事により、この屈曲部28の断面積
を小さくしていたのに対し、本実施例の場合には、屈曲
部28の幅寸法を小さくする事で、この屈曲部28の断
面積を小さくしている。衝撃吸収式ステアリング装置に
組み込んだ状態での作用効果は、上述した第一実施例と
同様である。
【0026】尚、本発明の要旨は、エネルギ吸収プレー
ト24、24aにあり、このエネルギ吸収プレート2
4、24aを組み込んだ衝撃吸収式ステアリング装置の
構造にあるのではない。従って、本発明を、前述した図
6〜7に示した構造、或は図8〜10に示した構造に組
み込んだエネルギ吸収プレート6、6aに適用する事も
できる。
【0027】
【発明の効果】本発明の衝撃吸収式ステアリングコラム
用エネルギ吸収プレートは、以上に述べた通り構成され
作用し、十分なエネルギ吸収能力を確保しつつ、二次衝
突の初期に発生するピーク荷重を抑える事ができる。こ
の為、ステアリングホイールにぶつかった運転者の身体
に加わる衝撃を緩和して、運転者の生命保護をより確実
に図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例を示す、エネルギ吸収プレ
ートを組み込んだ衝撃吸収式ステアリング装置の要部平
面図。
【図2】同じく一部を切断して示す側面図。
【図3】本発明の効果を確認する為に行った実験の結果
を示す線図。
【図4】本発明の第二実施例を示す、エネルギ吸収プレ
ートの部分平面図。
【図5】同じく部分側面図。
【図6】従来構造の第1例を示す部分縦断側面図。
【図7】図6のA−A断面図。
【図8】従来構造の第2例を示す部分縦断側面図。
【図9】同じく部分平面図。
【図10】図8のB矢印方向から見た斜視図。
【符号の説明】
1、1a ステアリングコラム 2、2a ステアリングシャフト 3、3a 車体 4、4a、4b 支持ブラケット 5 ボルト 6、6a エネルギ吸収プレート 7、7a 屈曲部 8 横軸 9 ローラ 10 アッパーコラム 11 ロアーコラム 12 アッパーシャフト 13 ロアーシャフト 14 スプライン係合部 15 円孔 16 凹溝 17 合成樹脂 18 取付板部 19 切り欠き 20 係合駒 21 長孔 22 スリット 23 間部分 24、24a エネルギ吸収プレート 25 円孔 26 合成樹脂 27 透孔 28 屈曲部 29 長孔 30 前側ガイド板部 31 後側ガイド板部 32 抑え板部 33 受板部 34 しごきピン 35 小孔

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内側にステアリングシャフトを回転自在
    に支持し、衝突事故の衝撃により前方に変位するステア
    リングコラムと、車体に支持されて衝突事故の衝撃に拘
    らず変位する事のない固定部材と、塑性変形自在な金属
    板により造られて屈曲部を中間部に有し、前記固定部材
    と前記ステアリングコラムとに係合して、衝突事故に伴
    う衝撃エネルギを吸収するエネルギ吸収プレートとを備
    えた衝撃吸収式ステアリング装置に組み込まれるエネル
    ギ吸入プレートであって、前記屈曲部形成部分の断面積
    を非形成部分の断面積よりも小さくした事を特徴とする
    衝撃吸収式ステアリング装置用エネルギ吸収プレート。
JP12390694A 1994-06-06 1994-06-06 衝撃吸収式ステアリング装置用エネルギ吸収プレート Pending JPH07329796A (ja)

Priority Applications (3)

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