JPH08177457A - 排気消音装置 - Google Patents

排気消音装置

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JPH08177457A
JPH08177457A JP6323336A JP32333694A JPH08177457A JP H08177457 A JPH08177457 A JP H08177457A JP 6323336 A JP6323336 A JP 6323336A JP 32333694 A JP32333694 A JP 32333694A JP H08177457 A JPH08177457 A JP H08177457A
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哲 佐々木
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高回転域での排気損失の増大を抑制しながら
全回転域での消音性能を確保するとともに、バルブから
の打音を抑制する。 【構成】 マフラ1の内部に配設されたバッフル板7を
介して画成されるとともに、エンジンの低回転域及び高
回転域の排気騒音をそれぞれ低減する拡張室と、バッフ
ル板7に形成された貫通孔13と、排気圧力に応動して
貫通孔13を開閉するバルブ15と、排気圧力に対抗し
てバルブ15を閉弁方向に付勢するリターンスプリング
23と、バッフル板7に取り付けられた緩衝材20とを
備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の排気系から
発生する騒音を低減する排気消音装置の改良に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】排気消音装置としては、自動車用エンジ
ンの低回転域の排気騒音を低減するとともに、同じく高
回転域の排気損失を低減しながら排気騒音の低減を行う
ものが提案されており、本願出願人はこれら排気騒音の
低減を簡易な構成で行う装置として特願平6−9533
6号を提案した。
【0003】これについて説明すると、図13に示すよ
うに、マフラ91にはエンジンの排気を常時排出するテ
ールチューブ82と、同じく高回転域における排気を行
うテールチューブ83が配設される。
【0004】マフラ91の内部には、エンジンの低回転
域における排気騒音の低減を重視する拡張室92〜94
がバッフル板96、97によって画成され、排気を導入
するインレットチューブ99とテールチューブ82はこ
れら拡張室92〜94を介して連通され、さらに、高回
転域における排気騒音を低減する拡張室95がバッフル
板98で画成され、この拡張室95がテールチューブ8
3を介して外部と連通する。
【0005】そして、バッフル板98には拡張室92、
95を連通する貫通孔84と、拡張室92の内圧に応じ
て貫通孔84を開閉するバルブ86が配設され、バルブ
86は図示しないスプリングでバッフル板98へ向けて
付勢される。
【0006】エンジンの低回転域ではバルブ86が閉弁
してインレットチューブ99からの排気は拡張室92〜
94を介してテールチューブ82から外部へ排出される
一方、エンジンの高回転域では拡張室92の内圧が上昇
してバルブ86が開弁し、低回転域の経路に加えて拡張
室95を介してテールチューブ83からも排気が行われ
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置においては、排気ガスの圧力に応じてバルブ8
6を開閉させており、エンジンの回転数の変動によって
排気ガスの圧力も変化するため、この圧力変化に応じて
バルブ86は開閉するが、バルブ86がバッフル板98
と接離する際に打音を発生し、排気系の静粛性を損なう
場合があるという問題があった。
【0008】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、バルブの開閉する際の打音を抑制してエン
ジンの高回転域における排気損失の増大を効果的に抑制
しながら、全回転域において消音性能を確保するととも
に、製造コストの増大を抑制可能な排気消音装置を提供
することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、エンジン
の運転状態に応じて排気流路を切り換えて、低回転域と
高回転域での排気騒音を減衰、吸収するようにした排気
消音装置において、マフラの内部に配設されたバッフル
板を介して画成されるとともに、エンジンの低回転域及
び高回転域の排気騒音をそれぞれ低減する複数の拡張室
と、前記バッフル板に形成された貫通孔と、排気圧力に
応動して貫通孔を開閉するバルブと、排気圧力に対抗し
て前記バルブを閉弁方向に付勢する手段と、前記バルブ
またはバッフル板の少なくとも一方に取り付けられた緩
衝手段とを備える。
【0010】また、第2の発明は、前記第1の発明にお
いて、前記緩衝手段は、前記貫通孔の外周を取り囲むよ
うに形成された吸音材と、この吸音材を被覆する手段と
から構成される。
【0011】また、第3の発明は、前記第2の発明にお
いて、前記被覆手段が、ステンレスウールで構成され
る。
【0012】また、第4の発明は、前記第1ないし第3
の発明のいずれかひとつにおいて、前記バッフル板は、
緩衝手段の配設位置でバルブ側へ向けて突設された爪を
備え、この爪を介して緩衝手段を支持する。
【0013】また、第5の発明は、前記第4の発明にお
いて、前記爪が対峙するバルブには、この爪を収装可能
な所定の凹部を形成する。
【0014】また、第6の発明は、前記第1ないし第3
の発明のいずれかひとつにおいて、前記バルブは、緩衝
手段の配設位置でバッフル板側へ向けて突設された爪を
備え、この爪を介して緩衝手段を支持する。
【0015】また、第7の発明は、前記第6の発明にお
いて、前記爪が対峙するバッフル板には、この爪を収装
可能な所定の凹部を形成する。
【0016】また、第8の発明は、前記第1ないし第3
の発明のいずれかひとつにおいて、前記バッフル板は、
バルブの当接位置の外周に沿って配設されるとともに、
貫通孔へ向けて緩衝手段を収装支持するガイドを備え
る。
【0017】また、第9の発明は、前記第3の発明にお
いて、前記ステンレスウールが、溶接手段によってバッ
フル板またはバルブに接合される。
【0018】
【作用】したがって、第1の発明は、エンジンの低回転
域及び高回転域の排気騒音をそれぞれ低減する複数の拡
張室は、バッフル板に形成された貫通孔を介して連通
し、排気圧力が所定値未満の低回転域では付勢手段によ
ってバルブはバッフル板に当接して排気流路を低回転域
に応じた拡張室で騒音の減衰、吸収が行われる一方、排
気圧力が所定値以上の高回転域では増大した排気圧力に
よってバルブは付勢手段に抗して開弁し、高回転域に応
じた拡張室に排気が流入して騒音の減衰、吸収が行われ
る。排気圧力の変動によってバルブはバッフル板と接離
するが、このバルブの開閉は緩衝手段を介して行われる
ため、打音等の騒音の発生を抑制することができる。
【0019】また、第2の発明は、緩衝手段を構成する
吸音材を被覆手段で被覆することで、バルブの開閉に伴
う衝撃による吸音材の劣化及び吸音材の飛散を抑制して
緩衝手段の経時劣化を抑制する。
【0020】また、第3の発明は、吸音材を被覆するス
テンレスウールがバルブの開閉に伴う衝撃による吸音材
の劣化及び吸音材の飛散を抑制して緩衝手段の経時劣化
を抑制する。
【0021】また、第4の発明は、緩衝手段は、バッフ
ル板からバルブ側へ向けて突設された爪を介してバッフ
ル板で確実に支持される。
【0022】また、第5の発明は、バッフル板に突設さ
れた爪に対峙するバルブには所定の凹部が形成され、バ
ルブの閉弁時には突設された爪はこの凹部に収装される
ため、打音の発生を防止することができる。
【0023】また、第6の発明は、緩衝手段は、バルブ
からバッフル板側へ向けて突設された爪を介してバルブ
に支持される。
【0024】また、第7の発明は、バルブに突設された
爪に対峙するバッフル板には所定の凹部が形成され、バ
ルブの閉弁時にはバルブから突設された爪はこの凹部に
収装されるため、打音の発生を防止することができる。
【0025】また、第8の発明は、緩衝手段は貫通孔へ
向けたガイドの内周に収装支持されて、ガイドはバルブ
の当接位置の外周に沿ったバッフル板に固設されるた
め、バルブの閉弁時にはバルブとガイドの緩衝を避け
て、緩衝手段のみがバルブと当接して、打音の発生を抑
制することができる。
【0026】また、第9の発明は、緩衝手段は外周を被
覆するステンレスウールを介してバッフル板またはバル
ブへ溶接によって確実に結合される。
【0027】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
【0028】図1〜図4に示すように、自動車用のマフ
ラ1はほぼ長円形状の断面を備えており、マフラ1の内
周にはバッフル板6、7、8がマフラ1の横断方向に配
設され、これらバッフル板6、7、8によって図1にお
いて右側より拡張室4、3、2及び共鳴室5が順次隣合
う位置でそれぞれ画成される。
【0029】図示しないエンジンからの排気をマフラ1
へ導くインレットチューブ9は、拡張室3、4を順次貫
通した後に拡張室2に開口し、エンジンからの排気を拡
張室2へ導く。
【0030】拡張室2と拡張室3はバッフル板6を貫通
したパスチューブ10を介して連通しており、同様に拡
張室2と共鳴室5はバッフル板8を貫通した首管16を
介して連通する。
【0031】そして、拡張室3には外部と連通するテー
ルチューブ11が開口し、このテールチューブ11は拡
張室3から拡張室2、共鳴室18を順次貫通した後にマ
フラ1の外部に突出するもので、エンジンの低回転域に
おける排気騒音の低減を重視する所定の径及び長さを備
える。
【0032】拡張室3と隣合う位置でバッフル板7を介
して画成された拡張室4は、エンジンの高回転域におけ
る排気騒音の低減を重視する所定の容量を備え、この拡
張室4には外部と連通するテールチューブ12が開口
し、このテールチューブ12は上記テールチューブ11
と平行してマフラ1の外部へ突出する。
【0033】ここで、拡張室2、共鳴室5を貫通する区
間のテールチューブ10、11の内周には多数の貫通孔
からなる多孔部17が形成されるとともに、これら多孔
部17を形成したテールチューブ11、12の外周には
気流音を減衰するための吸音材18がそれぞれ設けら
れ、さらに、この吸音材18の外周を覆うように外筒1
9が形成されてテールチューブ11、12から拡張室2
及び共鳴室5への排気の漏れを防止する。
【0034】一方、バッフル板7には拡張室3と拡張室
4とを連通する排気通路としての貫通孔13が所定の位
置でほぼ円形に形成され、バッフル板7の拡張室4側に
は貫通孔13を開閉するバルブ15が軸14を介して回
動可能にバッフル板7に支持される。
【0035】図2、図3に示すように、バルブ15は貫
通孔13を閉塞可能な所定の大きさの方形の板状部材で
形成されて、図中上端には「コ」の字上の切り欠き部1
5Aが形成される。
【0036】この切り欠き部15Aを挟んだバルブ15
の両端が軸受21、21を介してバッフル板7に取り付
けられた軸14に取り付けられ、バルブ15はこの軸1
4を中心に回動自由に支持されて、バッフル板7と接離
可能に支持される。
【0037】そして、バルブ15をバッフル板7へ向け
て付勢するリターンスプリング23は、図2に示すよう
に、コイルスプリングの両端を外周に向けて突出させる
とともに、L字状に形成した端部23A、23Bを備
え、内周を切り欠き部15Aの間の軸14に挿通する一
方、端部23Aをバッフル板7に、端部23Bをバルブ
15に当接し、バルブ15をバッフル板7に向けた貫通
孔13の閉弁方向へ付勢する。
【0038】バルブ15が接離するバッフル板7の拡張
室4側の面には、貫通孔13の外周に沿って環状の緩衝
材20が固設される。
【0039】ここで、緩衝材20は図4に示すように、
ほぼ半円状の断面を備えた吸音材24を主体に構成さ
れ、吸音材24がバルブ15と対峙する面をステンレス
ウール25で被覆し、さらに、ステンレスウール25の
周縁を溶接部26でバッフル板7に固着したものであ
る。
【0040】以上のように構成され、次に作用について
説明する。
【0041】エンジンからの排気はインレットチューブ
9を介してまず拡張室2へ流入する。拡張室2へ流入し
た排気は首管16を介して連通した共鳴室5で騒音、す
なわち、圧力波を減衰された後、パスチューブ10を介
してさらに騒音を減衰しながら拡張室3へ流入し、エン
ジンの低回転域においては排気圧力が低いためリターン
スプリング23の所定のバネ定数で付勢されたバルブ1
5は開弁せず、拡張室3の排気はテールチューブ11よ
り外部へ排出される一方、テールチューブ12からの排
気の排出は行われない。
【0042】拡張室2、3及び共鳴室5の容量がエンジ
ンの低回転域に応じた所定の容量を備えているため、エ
ンジンの回転数に同期する排気の脈動成分が拡張室2、
3を順次通過する際に減衰されることで排気騒音を低減
することができ、さらに、テールチューブ11の多孔部
17及び吸音材18でも排気騒音の減衰が行われる。
【0043】一方、エンジンの高回転域になるとインレ
ットチューブ9から流入する排気圧力が増大し、拡張室
3の内圧が所定値を越えるとリターンスプリング23に
抗してバルブ15が開弁する。
【0044】マフラ1へ流入した排気は上記低回転域と
同様にして拡張室2、3を介してテールチューブ11か
ら外部へ排出されるとともに、拡張室4を介してテール
チューブ12からも排出され、マフラ1から排出される
排気の管路面積はテールチューブ11の断面積にテール
チューブ12の断面積が加わるため、排気管路の径を拡
大することと等価となって排気流量の増大する高回転域
における排気損失を低減してエンジン出力の低下を抑制
するとともに、排気の気流騒音を低減することができ
る。
【0045】ここで、バルブ15の開閉はバッフル板7
に固設された緩衝材20に接離することで行われ、閉弁
時にはリターンスプリング23に付勢されたバルブ15
が排気圧力の急減に応じて緩衝材20に衝突するが、緩
衝材20は吸音材24の弾性変形によって打音の発生を
抑制するとともに、バルブ15の閉弁時の衝撃を減衰
し、マフラ1が発生する騒音を抑制することができ、ま
た、緩衝材20はステンレスウール25で吸音材24を
被覆するため、バルブ15の接離による吸音材24の飛
散を防止して、緩衝材20の経時劣化を抑制することが
可能となって、マフラ1の耐久性を向上させることがで
きるのである。
【0046】このようにして、エンジンの全回転域での
出力を確保しながら同じく全ての回転域で排気騒音を低
減するとともに、バルブ15が発生する打音を抑制する
ことができ、前記従来例に比して排気系の騒音を低減す
ることが可能となって、車両の静粛性を向上させること
ができるのである。
【0047】図5〜図7は第2の実施例を示し、前記第
1実施例の緩衝材20をバッフル板7に突設した多数の
爪27で係止したもので、その他の構成は前記第1実施
例と同様である。
【0048】バッフル板7には接離するバルブ15の周
縁部に沿って爪27が所定の間隔でかつ、端部を図中斜
め上方に向けて突設される。そして、吸音材24の外周
をステンレスウール25で被覆した緩衝材20に爪27
を内部へ食い込ませることで緩衝材20をバッフル板7
に固着する。
【0049】緩衝材20の組み付けは爪27へ食い込ま
せるだけとなって組み付け作業を簡易にし、溶接などの
接合工程が不要になるため、製造工程の簡素化を推進し
て製造コストの低減をはかることができるのである。
【0050】図8、図9は第3の実施例を示し、前記第
2実施例の爪27を、バッフル板7に対峙するバルブ1
5の周縁部に所定の間隔で突設する一方、爪27が対峙
するバッフル板7に所定の深さの凹部28を形成し、爪
27を介して緩衝材20をバルブ15に固設したもの
で、その他の構成は前記第2実施例と同様である。
【0051】バッフル板7に接離するバルブ15には、
周縁部に沿って爪27が所定の間隔でかつ、端部を図中
斜め上方に向けて突設される。そして、吸音材24の外
周をステンレスウール25で被覆した緩衝材20に爪2
7を内部へ食い込ませることで緩衝材20をバルブ15
に固着する。
【0052】バルブ15に突設された爪27が対峙する
バッフル板7には、所定の深さの凹部が形成されるた
め、バッフル板7にバルブ15が当接して緩衝材20が
弾性変形する際に、爪27は凹部28の内部へ突出し、
直接バッフル板7に当接することがなくなって打音の発
生を確実に防止するとともに、衝撃による爪27の劣化
を抑制することができるとともに、緩衝材20の組み付
けは爪27へ食い込ませるだけとなって組み付け作業を
簡易にし、溶接などの接合工程が不要になって製造コス
トの低減をはかることができるのである。
【0053】なお、前記第2実施例のようにバッフル板
7に爪27を突設した場合には、バルブ15に凹部28
を設けてもよい。
【0054】図10〜図12は第4の実施例を示し、前
記第2実施例の緩衝材20を、バッフル板7に固着した
ガイド29で支持する一方、爪27を廃止したもので、
その他の構成は前記第2実施例と同様である。
【0055】バルブ15が接離するバッフル板7には、
当接するバルブ15の周縁の外周に沿うように、ほぼ
「コ」の字上の断面を備えたガイド29を接着などの手
段によって固着し、このガイド29の内周に緩衝材20
を挿入することで、緩衝材20を貫通孔13側に向けて
収装支持する。なお、バルブ15はガイド29に当接す
ることはなく、緩衝材20のみに当接する。
【0056】ガイド29を介してバッフル板7に支持さ
れた緩衝材20は、接離するバルブ15の衝撃を吸収し
て打音の発生を抑制し、緩衝材20の組み付けはガイド
29へ挿入するだけなので、前記第1実施例のような溶
接工程を省略して製造コストの低減をはかることができ
るのである。
【0057】なお、ガイド29を弾性を備えた樹脂等で
形成すれば衝撃の吸収をさらに円滑に行うことができ
る。
【0058】
【発明の効果】以上説明したように第1の発明は、エン
ジンの運転状態に応じて排気流路を切り換えて、低回転
域と高回転域での排気騒音を減衰、吸収するようにした
排気消音装置において、マフラの内部に配設されたバッ
フル板を介して画成されるとともに、エンジンの低回転
域及び高回転域の排気騒音をそれぞれ低減する複数の拡
張室と、前記バッフル板に形成された貫通孔と、排気圧
力に応動して貫通孔を開閉するバルブと、排気圧力に対
抗して前記バルブを閉弁方向に付勢する手段と、前記バ
ルブまたはバッフル板の少なくとも一方に取り付けられ
た緩衝手段とを備え、エンジンの全回転域での出力を確
保しながら同じく全ての回転域で排気騒音を低減すると
ともに、排気圧力の変動によって開閉するバルブは直接
バッフル板と接離することなく、緩衝手段を介して行わ
れ、バルブが発生する打音を抑制することが可能となっ
て、前記従来例に比して排気系の騒音を低減して車両の
静粛性を向上させることができるのである。
【0059】また、第2の発明は、前記緩衝手段は、前
記貫通孔の外周を取り囲むように形成された吸音材と、
この吸音材を被覆する手段とから構成され、被覆手段に
よってバルブの開閉時の衝撃による吸音材の劣化及び吸
音材の飛散を抑制して緩衝手段の経時劣化を抑制し、耐
久性を向上させることが可能となる。
【0060】また、第3の発明は、前記被覆手段が、ス
テンレスウールで構成され、吸音材の飛散を確実に抑制
することで緩衝手段の経時劣化を抑制し、耐久性を向上
させることが可能となる。
【0061】また、第4の発明は、前記バッフル板は、
緩衝手段の配設位置でバルブ側へ向けて突設された爪を
備え、この爪を介して緩衝手段を支持し、緩衝手段を爪
に係止するだけで確実にバッフル板で支持することがで
き、製造工程における組み付けを容易にして生産性を向
上させることが可能となる。
【0062】また、第5の発明は、前記爪が対峙するバ
ルブには、この爪を収装可能な所定の凹部を形成し、バ
ルブの閉弁時には突設された爪がこの凹部に収装される
ため、打音の発生を確実に防止して排気系からの騒音を
低減することが可能となる。
【0063】また、第6の発明は、前記バルブは、緩衝
手段の配設位置でバッフル板側へ向けて突設された爪を
備え、この爪を介して緩衝手段を支持し、緩衝手段を爪
に係止するだけで確実にバルブで支持することができ、
製造工程における組み付けを容易にして生産性を向上さ
せることが可能となる。
【0064】また、第7の発明は、前記爪が対峙するバ
ッフル板には、この爪を収装可能な所定の凹部を形成
し、バルブの閉弁時には突設された爪がこの凹部に収装
されるため、打音の発生を確実に防止して排気系からの
騒音を低減することが可能となる。
【0065】また、第8の発明は、前記バッフル板は、
バルブの当接位置の外周に沿って配設されるとともに、
貫通孔へ向けて緩衝手段を収装支持するガイドを備え、
緩衝手段はガイドに収装することで確実に支持すること
が可能となり、製造工程における組み付けを容易にして
生産性を向上させることができる。
【0066】また、第9の発明は、前記ステンレスウー
ルが、溶接手段によってバッフル板またはバルブに接合
され、緩衝手段は外周を被覆するステンレスウールを介
してバッフル板またはバルブへ溶接によって確実に結合
され、容易に脱落することがなくなって装置の信頼性を
向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すマフラの断面図。
【図2】同じくバルブ部の正面図。
【図3】図2のA−A矢視断面図。
【図4】同じく図2のB部矢視図。
【図5】第2の実施例を示すバルブ部の正面図。
【図6】同じく図5のC−C断面図。
【図7】緩衝材の斜視図。
【図8】第3の実施例を示すバルブの正面図。
【図9】同じく図8のD−D断面図。
【図10】第4の実施例を示すバルブ部の正面図。
【図11】同じく図10のE−E断面図。
【図12】同じく図10のF−F断面図。
【図13】従来の例を示すマフラの断面図。
【符号の説明】
1 マフラ 2〜4 拡張室 6〜8 バッフル板 13 貫通孔 15 バルブ 20 緩衝材 23 リターンスプリング 24 吸音材 25 ステンレスウール 26 溶接部 27 爪 28 凹部 29 ガイド

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンの運転状態に応じて排気流路を
    切り換えて、低回転域と高回転域での排気騒音を減衰、
    吸収するようにした排気消音装置において、マフラの内
    部に配設されたバッフル板を介して画成されるととも
    に、エンジンの低回転域及び高回転域の排気騒音をそれ
    ぞれ低減する複数の拡張室と、前記バッフル板に形成さ
    れた貫通孔と、排気圧力に応動して貫通孔を開閉するバ
    ルブと、排気圧力に対抗して前記バルブを閉弁方向に付
    勢する手段と、前記バルブまたはバッフル板の少なくと
    も一方に取り付けられた緩衝手段とを備えたことを特徴
    とする排気消音装置。
  2. 【請求項2】 前記緩衝手段は、前記貫通孔の外周を取
    り囲むように形成された吸音材と、この吸音材を被覆す
    る手段とから構成されたことを特徴とする請求項1に記
    載の排気消音装置。
  3. 【請求項3】 前記被覆手段が、ステンレスウールで構
    成されたことを特徴とする請求項2に記載の排気消音装
    置。
  4. 【請求項4】 前記バッフル板は、緩衝手段の配設位置
    でバルブ側へ向けて突設された爪を備え、この爪を介し
    て緩衝手段を支持したことを特徴とする請求項1ないし
    請求項3のいずれかひとつに記載の排気消音装置。
  5. 【請求項5】 前記爪が対峙するバルブには、この爪を
    収装可能な所定の凹部を形成したことを特徴とする請求
    項4に記載の排気消音装置。
  6. 【請求項6】 前記バルブは、緩衝手段の配設位置でバ
    ッフル板側へ向けて突設された爪を備え、この爪を介し
    て緩衝手段を支持したことを特徴とする請求項1ないし
    請求項3のいずれかひとつに記載の排気消音装置。
  7. 【請求項7】 前記爪が対峙するバッフル板には、この
    爪を収装可能な所定の凹部を形成したことを特徴とする
    請求項6に記載の排気消音装置。
  8. 【請求項8】 前記バッフル板は、バルブの当接位置の
    外周に沿って配設されるとともに、貫通孔へ向けて緩衝
    手段を収装支持するガイドを備えたことを特徴とする請
    求項1ないし請求項3のいずれかひとつに記載の排気消
    音装置。
  9. 【請求項9】 前記ステンレスウールが溶接手段によっ
    てバッフル板またはバルブに接合されたことを特徴とす
    る請求項3に記載の排気消音装置。
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