(57)【要約】【課題】作業負担や作業時間の増大を防止して、簡単な作業により正確な圧接準備が行える構成を備えた接合治具を提供する。【解決手段】中空部材を用いた支持基材２の長手方向一方側の外周面に固定されて棒鋼の一方側を把持可能な固定チャック３と、支持基材２の長手方向他方側に位置して該支持基材２の長手方向に沿って往復動可能な可動チャック１０１とを備え、上記可動チャック１０１は、上記支持基材２側に設けられている不動部を支点として梃子作用により梃子部材１０６により上記支持基材２の長手方向に移動可能に設けられ、上記不動部の支点１０７は、上記支持基材に設けられて上記梃子部材を挿通可能な形状の挿通部材で構成され、上記可動チャック１０１側には、上記支持基材２の長手方向に沿って複数設けられて上記梃子部材１０６を挿入可能な孔１０７Ａが設けられていることを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒鋼同士の端部を対向させ、端部同士を突き当てた状態で端部の接合作業に用いられる治具であって、
中空部材を用いた支持基材の長手方向一方側の外周面に固定されて棒鋼の一方側を把持可能な固定チャックと、
上記支持基材の長手方向他方側に位置して該支持基材の長手方向に沿って往復動可能な可動チャックとを備え、
上記可動チャックは、上記支持基材側に設けられている不動部を支点として梃子作用により梃子部材により上記支持基材の長手方向に移動可能に設けられ、
上記不動部の支点は、上記支持基材に設けられて上記梃子部材を挿通可能な形状の挿通部材で構成され、
上記可動チャック側には、上記支持基材の長手方向に沿って複数設けられて上記梃子部材を挿入可能な孔が設けられていることを特徴とする接合治具。
【請求項２】
上記可動チャックは、上記梃子部材により上記支持基材の長手方向に移動した位置で保持される保持機構を備えていることを特徴とする請求項１に記載の接合治具。
【請求項３】
上記保持機構は、上記梃子部材として用いられる揺動可能な操作部材の揺動軸を揺動位置で保持する係止手段が係止手段が用いられることを特徴とする請求項２に記載の接合治具。
【請求項４】
上記可動チャックは、上記支持基材の長手方向に沿った軸方向を有する一対のロッド部材に挿嵌されて往復動可能に支持され、該ロッド部材の挿嵌部には、ロッド同士の中心軸を結ぶ方向に形成されたスリ割り部が設けられ、該スリ割り部にはこれを横断する方向に貫通するネジ部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の接合治具。
【請求項５】
棒鋼同士の端部を対向させ、端部同士を突き当てた状態で端部の接合作業に用いられる治具であって、
矩形断面を有する中空部材を用いた支持基材の長手方向一方側の外周面に固定されて棒鋼の一方側を把持可能な固定チャックと、
上記支持基材の長手方向他方側に位置して該支持基材の長手方向に沿って往復動可能な可動チャックとを備え、
上記可動チャックには、上記支持基材の内部に嵌合可能な摺動部材と、上記支持基材の側方に対面する位置に設けられたガイド部材とを備え、
上記支持基材には、上記可動チャック側のガイド部材に対向する衝立状のガイド板が一体化されていることを特徴とする接合治具。
【請求項６】
上記ガイド板間にはこれの広がりを防止するためのネジ部材が挿通されていることを特徴とする請求項５に記載の接合治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋などの接合に用いられる治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、ＲＣ積層構造など、鉄筋コンクリート構造物を構築する際には、コンクリート内に埋設される骨材として棒鋼等による鉄筋が用いられる。
鉄筋は、コンクリート打設前に単位長さのもの同士を継ぎ足して繋ぎ合わされる。このため、鉄筋の端部同士を接合する方法としては、アップセット溶接やフラッシュ溶接などの抵抗溶接法あるいは、ガス圧接法または溶接ワイヤを用いたガスシールドアーク溶接法などが知られている。
【０００３】
例えば、抵抗溶接法に用いられるアップセット溶接法は、端部同士をつきあわせた状態で加熱し、端部同士を加圧することにより融合させる方法が用いられる（例えば、特許文献１）。
ガス圧接溶接法には、端面同士を突き合わせた状態でガス炎により加熱した後、端部同士を加圧して融合する方向が用いられ、ガスシールドアーク溶接法は、鉄筋の端面に開先隙間を設けた状態で鉄筋同士を直線的に保持し、溶接トーチから送り出される溶接ワイヤによってアークを発生させながら溶融金属により開先隙間を充填させる方法が用いられる（例えば、特許文献２）。
【０００４】
図７は、上述した接合方法のうちで、ガスシールドアーク溶接に用いられる接合治具の主要部を示している。つまり、この治具は開先隙間調整が可能な機能を有している。
同図において接合治具１００は、パイプ１０１の軸方向一方側で外周面に固定された固定チャック１０２とパイプ１０１の内部でスライド自在に設けられ、パイプ１０１の一部に形成された長孔１０１Ａから脚部を突出させた可動チャック１０３とを備えている。
可動チャック１０３は、パイプ１０１内で固定チャック１０２から遠ざかる向きの付勢力を有するバネ１０４によってパイプ１０１の軸方向他方側に位置している。
【０００５】
可動チャック１０３を固定チャック１０２側に向け接近させる場合には、パイプ１０１の端板１０１Ｂにネジ止めされて進退可能な調整ネジ１０５のネジ頭を可動チャック１０３の端面に押し付けた状態で調整ネジ１０５を回すことにより、バネ１０４の付勢に抗して可動チャック１０３を固定チャック１０２側に移動させて棒鋼Ｔの端部同士を突き当てることができる。
また、調整ネジ１０５に代えて、この治具をアップセット溶接に用いる場合には、油圧シリンダを内蔵させて油圧力を用いることもでき、この場合には油圧力によってバネ１０４の付勢に抗して可動チャック１０３を固定チャック１０２側に移動させ、両方のチャック部１０２Ａ、１０３Ａに把持されている棒鋼Ｔの端部同士を突き当てることできる。
突き当てられた端部同士は、この状態で溶接トーチなどにより加熱され、あるいは、端部同士への給電により加熱されるとともに加圧されることにより融合する。
【０００６】
【特許文献１】特許第２５７６０５１号
【特許文献２】特開２０００−１４１０３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
鉄筋の端部同士を接合する方法として、端部間に開先隙間を設ける手順が必要となる溶接方法法においては、端部間の開先隙間を精度良く決めておくことが溶接金属の使用量や溶接強度を改善する上で重要となる。
開先隙間を決める手順としては、図７に示した構成においては、調整ネジ１０５の操作により可動チャック１０３を移動させることが必要となる。
しかし、このような作業内容は、手間がかかるだけでなく作業負担が大きくなる虞がある。
一方、アップセット溶接方法においては、開先が不要であるが、端部同士を大きな加圧力で押しつける。加圧力は、可動側のチャックに対して油圧シリンダのプランジャを当接させることにより得るようになっている。
しかし、可動側のチャックは、図７に示したパイプ１０１の内面寸法との間にわずかの差が設けられており、この寸法差が嵌合代として用いられるようになっている。このため、可動側のチャックが移動する際にパイプの内面との間に寸法差によりガタが生じることがある。これにより、可動側のチャックは、移動側前方の角部がパイプの内面と点接触してしまうと、その部分で集中荷重を発生する。
パイプ側では、上述した集中荷重により撓み変形を生じることがあり、これにより可動側のチャックが円滑に移動できなくなる虞がある。
【０００８】
本発明の目的は、上記従来の圧接機における問題に鑑み、作業負担や作業時間の増大を防止して、簡単な作業により正確な圧接準備が行えるとともに、圧接に際して作用する力により可動チャックの支持基材に変形などが起こらないようにできる構成を備えた接合治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的達成するため、本発明は次の構成よりなる。
（１）棒鋼同士の端部を対向させ、端部同士を突き当てた状態で端部の接合作業に用いられる治具であって、
中空部材を用いた支持基材の長手方向一方側の外周面に固定されて棒鋼の一方側を把持可能な固定チャックと、
上記支持基材の長手方向他方側に位置して該支持基材の長手方向に沿って往復動可能な可動チャックとを備え、
上記可動チャックは、上記支持基材側に設けられている不動部を支点として梃子作用により梃子部材により上記支持基材の長手方向に移動可能に設けられ、
上記不動部の支点は、上記支持基材に設けられて上記梃子部材を挿通可能な形状の挿通部材で構成され、
上記可動チャック側には、上記支持基材の長手方向に沿って複数設けられて上記梃子部材を挿入可能な孔が設けられていることを特徴とする接合治具。
【００１０】
（２）上記可動チャックは、上記梃子部材により上記支持基材の長手方向に移動した位置で保持される保持機構を備えていることを特徴とする（１）に記載の接合治具。
【００１１】
（３）上記保持機構は、上記梃子部材として用いられる揺動可能な操作部材の揺動軸を揺動位置で保持する係止手段が係止手段が用いられることを特徴とする（２）に記載の接合治具。
【００１２】
（４）上記可動チャックは、上記支持基材の長手方向に沿った軸方向を有する一対のロッド部材に挿嵌されて往復動可能に支持され、該ロッド部材の挿嵌部には、ロッド同士の中心軸を結ぶ方向に形成されたスリ割り部が設けられ、該スリ割り部にはこれを横断する方向に貫通するネジ部材が設けられていることを特徴とする（１）に記載の接合治具。
【００１３】
（５）棒鋼同士の端部を対向させ、端部同士を突き当てた状態で端部の接合作業に用いられる治具であって、
矩形断面を有する中空部材を用いた支持基材の長手方向一方側の外周面に固定されて棒鋼の一方側を把持可能な固定チャックと、
上記支持基材の長手方向他方側に位置して該支持基材の長手方向に沿って往復動可能な可動チャックとを備え、
上記可動チャックには、上記支持基材の内部に嵌合可能な摺動部材と、上記支持基材の側方に対面する位置に設けられたガイド部材とを備え、
上記支持基材には、上記可動チャック側のガイド部材に対向する衝立状のガイド板が一体化されていることを特徴とする接合治具。
【００１４】
（６）上記ガイド板間にはこれの広がりを防止するためのネジ部材が挿通されていることを特徴とする（５）に記載の接合治具。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、可動側のチャック部材が支持基体に設けられている操作部材の揺動操作によって棒鋼の端部同士を突き当てることができる。これにより、ネジ止めなどと違って、作業時間の短縮は勿論であるとともに作業負担の軽減が図れる。
【００１６】
さらに本発明においては、操作部材の揺動位置を保持することができるので、端部の融合に際して不要に端部同士が離れるような事態を防止して接合不良を未然に防止することができる。
【００１７】
また本発明によれば、支持基材として矩形除断面を有する中空部材を用い、その支持基材の長手方向に沿って移動する可動チャックが、広がるのを防止されている支持基材側のガイド板と可動チャック側のガイド部材とでガイドされて移動する。これにより、可動チャックの倒れ等を防止して大きな加圧力が作用した場合でも円滑に移動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図示実施例により、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明実施例による圧接治具の原理構造を模式的に示した外観図である。
図１において接合治具１は、支持基材として、円形断面を有する中空部材を用いている。
支持基材は円形断面を有するパイプ２が用いられ、パイプ２の長手方向一方側には、その外周面に脚部３Ａが固定された固定チャック３が設けられ、パイプ２の長手方向他方側には、固定チャック３と対向してパイプ２の長手方向に摺動可能なチャック部（以下、便宜上、可動チャックという）４とが設けられている。
【００１９】
固定チャック３および可動チャック４とは、その一部に棒鋼を把持可能なチャック面５を有しており、チャック面５は、Ｕ字状の凹部からなる当接部５Ａとこれに対向する面において略Ｖ字状の面形成とされてＶ字部に棒鋼の外周面を位置させることができる位置決め溝５Ｂとで構成されている。
当接部５Ａの壁面に形成されたネジ穴内には棒鋼の外周面に当接して棒鋼を位置決め溝５Ｂに押し付けることができる固定ネジ６が挿通されている。
【００２０】
可動チャック４側には、これをパイプ２の長手方向に沿って往復動させるための構成が備えられている。
可動チャック４の往復動（可動）構造は、パイプ２の外周面にて長手方向に沿って所定間隔を持たせて固定されている支持脚部７と、支持脚部７間に横架された一対のガイド部材８と、ガイド部材８が挿通されて可動チャック４のチャック面５が一体化された可動用脚部９とを備えている。
【００２１】
可動用脚部９には、支持脚部７間に横架されているガイド部材８が挿通されることでパイプ２の長手方向に可動チャック４を移動させることができるようになっている。
ガイド部材８は、パイプ２の長手方向と直角な方向に沿って長手方向に平行させて一対で設けられている。
【００２２】
可動チャック４の近傍には、可動チャック４をパイプ２の長手方向に移動させる駆動手段１０が設けられている。
駆動手段１０には、可動チャック４の底面においてパイプ２の長手方向に沿って所定間隔を持たせて一体的に設けられたスライド用嵌合部１１と、パイプ２側に取り付けられた支持片１２に一体化されているナット１３およびこれにねじ込まれるボルト１５により挟まれてボルト１５を支点として梃子作用の一つであるシーソー運動（揺動）可能な操作部材１４と、ボルト１５の頭部とこれに対向する操作部材１４の面との間に配置されている係止部材１６とが備えられている。
【００２３】
操作部材１４は、ボルト１５が緩められると揺動することができ、締め付けられると、揺動位置で保持されるようになっている。
揺動位置を保持するために用いられる係止手段１６としては、菊座ワッシャや、螺旋コイルなどが用いられている。これにより、ボルト１５の締め付け力の大きさによって操作部材１４とナット１３および位置保持ボルト１５との間の摩擦力を利用して、操作部材１４の揺動位置を保持するようになっている。この結果、突き当てられている棒鋼の端部同士が不用意に離れることがないようにできる。
【００２４】
本実施例では、操作部材１４がパイプ２の外周面側に設けられている関係で、可動チャック４側の可動用脚部９がパイプ２の断面中心に対して一方側半周面寄りに偏倚した状態となっている。
このような操作部材１４の設置構造を踏まえ、前述したように、ガイド部材８がパイプ２の長手方向と直角な方向で平行する一対の構造とされているので、ガイド部材８が単一である場合と違って、可動チャック４が操作部材１４に押された場合に傾くことがない。これにより、可動チャック４の円滑な移動が期待できる。
【００２５】
本実施例は以上のような構成であるから、棒鋼の端部同士を突き当てて圧接する場合には、固定チャック３および可動チャック４側のチャック面５において棒鋼の一部が把持される。
棒鋼の端部同士を互いに接近した状態で仮位置合わせを行い、可動チャック４側を、操作部材１４を揺動操作することにより、固定チャック３側に向け可動チャック４を移動させる。
これにより、図２に示すように、可動チャック４側のチャック面５に把持されている棒鋼Ｔの端部が固定チャック３側のチャック面５に把持されている棒鋼Ｔの端部同士が開先隙間を調整された位置に保持される。
【００２６】
棒鋼の端部同士の位置調整は、可動チャック４を操作部材１４の揺動操作のみで済ませることができるので、従来、行われていたネジ締めなどのような同じ動作の繰り返しを行う必要がない。これにより、揺動による突き当てまでの時間をきわめて短くでき、しかもねじ回しのような同じ動作の繰り返しが必要ない分、作業負担も軽減できることになる。
【００２７】
上記実施形態におけるパイプ２は、円形断面のものを用いたが、これに代えて、図３に示すように、中空断面の形状が正方形断面を含む矩形断面のものを用いることも可能である（便宜上、図３においてパイプを符号２’で示す）。
このように矩形断面のパイプを用いることで、例えば、上述した操作部材１４を用いる場合に加えて、操作部材１４を用いないでアップセット溶接法を用いる場合などのように、油圧シリンダによる摺動を行うような場合においても次の利点が得られる。
つまり、パイプ２’の断面形状に合わせて可動チャック４の基部断面も矩形断面とされることになるので、パイプ２’の内面に対して円形断面の場合のような線接触や点接触と違って、広い接触面積を確保できる面接触が得られるので、パイプ２’に対する集中荷重の発生を抑制することができる。
【００２８】
次に本発明の別実施形態について説明する。
図４は、開先隙間を調整する場合に用いられる接合治具の可動チャック４を対象とした図であり、同図においては、図１に示した操作部材１４が不要となっている。
つまり、可動チャック４の脚部４Ａには、移動方向に沿って複数の移動用孔４Ａ１が設けられている。
【００２９】
一方、可動チャック４側の移動用孔４Ａ１と対向する位置には、パイプ２’側に固定されている支点部材２０が設けられている。
支点部材２０は、パイプ２’の外表面に固定されたロッド部材で構成され、パイプ２’の長手方向で可動チャック４の最大移動量（図４中、符号Ｌで示す）に該当する間隔を持たせた位置にそれぞれ位置決めされている。
【００３０】
この構成においては、可動チャック２’の移動に際して、既存部材である錐などの先端が移動用孔４Ａ１に入り込める形状を持つ棒材２１を用いる。つまり、棒鋼の先端同士を突き合わせるに必要な可動チャック２’の移動量が見込める移動用孔４Ａ１を対象として、棒材２１の先端を差し込む。
【００３１】
移動用孔４Ａ１に差し込んだ状態の棒材２１は、支点部材２０を梃子の支点として、図４において矢印Ｒ１で示す方向に揺動させることにより、可動チャック４を、矢印Ｆ１で示すように、固定チャック３に向けて移動させることができる。なお、図４は、棒材２１の揺動により可動チャック４が固定チャック３側に移動した状態を示しており、この状態において図示しない棒鋼の先端同士が突き合わされていることになる。
【００３２】
棒材２１を移動用孔４Ａ１に差し込む場合には、棒材２１を支点部材２０に沿わせて移動用孔４Ａ１の開口面に対して直角に差し込むと、揺動を開始させる際に支点部材２０と棒材２１との間の隙間がなくされて可動チャック３の移動を迅速に開始させることができる。
この構成では、棒材２１の長さを適宜選択することで、可動チャック２’の摺動に必要な操作力を軽減することが可能となる。
【００３３】
次に、上述した接合治具の要部変形例、特に可動チャックの支持構造の変形例について説明する。
図５は、開先調整時に用いられる接合治具１００を示している。なお、固定チャックに関しては、図１に示した構成と同じであるので、符号３のみを付して示す。
【００３４】
同図に示す可動チャック（便宜上符号１０１で示す）は、パイプ２の長手方向に沿って対向した状態で固定された支持板１０２間に横架されている一対のガイドロッド１０３に挿嵌されている。
一対のガイドロッド１０３は、パイプ２の直径方向に並べられて支持板１０２に挿通されており、可動チャック１０１をパイプ２の周方向に倒れ込むことなくパイプ２の長手方向にガイドできるようになっている。
【００３５】
可動チャック１０１の基部、つまり、ガイドロッド１０３が挿通されている部分には、図５（Ｂ）に示すように、ガイドロッド１０３同士の中心を結ぶ方向に形成されたスリ割り部１０１Ａが形成されており、スリ割り部１０１Ａによって分割された基部間には、これを横断する方向に長手方向を有する調整ネジ１０４が締結されている。
【００３６】
スリ割り部１０１Ａは、可動チャック１０１の基部下端まで延長して形成されており、ガイドロッド１０３が挿通されると隙間が拡張されるようになっている。
調整ネジ１０４は、ねじ込み量を調整することによりスリ割り部１０１Ａの隙間間隔を変化させる係止部材として機能する。
【００３７】
これにより、可動チャック１０１における基部とガイドロッド１０３との摩擦的な係合力を変化させることができ、いわゆる、可動チャック１０１が移動する際の摩擦抵抗を調整できるようになっている。このため、後述する開先隙間の調整が行われた際には、その隙間が変化しないように可動チャック１０１の位置を不動状態とすることができる。
また、移動可能な可動チャック１０１に対してもある程度の制動力を付与しているので、不用意に滑動しない状態を維持できる。
【００３８】
一方、パイプ２には、支持板１０２の幅方向一方側に対面するように調整板１０５が固定されており、調整板１０５には、梃子部材１０６が挿通された際の支点部を構成する半環状の支点部材１０７が不動状態となるように、固定されている。
【００３９】
可動チャック１０１側には、調整板１０５と対向する面に調整孔部材１０７が固定されている。調整孔部材１０７は、図４において符号４Ａ１で示した構成と同様な移動用孔１０７Ａをパイプ２の長手方向に沿って複数形成された部材である。
【００４０】
このような構成においては、棒鋼Ｔ同士の開先隙間を調整する際、梃子部材１０６を支点部材１０７に挿通してその先端を調整孔部材の移動用孔１０７Ａの一つに挿入して梃子作用により可動チャック１０１を所望する方向に移動させる。
【００４１】
次に、アップセット溶接に用いられる可動チャックの変形例について説明する。
図６に示す可動チャック１０００は、支持基材に用いられる中空部材として矩形断面の角パイプ１００１に挿嵌されて移動する構成とされている。
つまり、可動チャック１０００は、その基部１０００Ａの下面に断面が横向きＨ形状の摺動部１０００Ｂが一体化されており、摺動部１０００Ｂが角パイプ１００１内に挿嵌されるようになっている。
【００４２】
可動チャック１００の基部１０００Ａと摺動部１０００Ｂとは脚部１０００Ｃによって連結されており、この脚部１０００Ｃが移動する角パイプ１００１側には、スリット１００１Ａが形成されている。
【００４３】
一方、可動チャック１０００には、これの移動方向と直角な方向に相当する幅方向両端部には、角柱が用いられるガイド部材１００２が固定されている。
【００４４】
角パイプ１００１には、可動チャック１０００側のガイド部材１００２と対向する位置に衝立状のガイド板１００３が固定されている。
ガイド板１００３間には、ボルト１００８が挿通されており、ガイド板１００３が不用意に広がるのを防止できるようになっている。
【００４５】
このような構成においては、可動チャック１０００の摺動部１０００Ｃが支持基材である角パイプ１００１と面接触しながら移動することができる、これにより、点接触が生じた場合に発生する荷重集中を防止することになる。
【００４６】
一方、可動チャック１０００は、角パイプ１００１側のガイド板１００３に対してガイド部材１００２が当接しながら移動することになる。
ガイド板１００３は、ボルト１０００４によって広がりを抑えられているので、可動チャック１０００の基部１０００Ａに油圧シリンダのプランジャからの圧力が作用した場合（図６においてプランジャ加圧方向と表示された矢印の位置に圧力が作用した場合）でも、斜行することなく円滑に移動することができることになる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明実施例による棒鋼の圧接に用いられる治具の原理構造を示す外観図である。
【図２】図１に示した原理構造の側面図である。
【図３】図１に示した治具の要部変形例を示す外観図である。
【図４】本発明による圧接治具の別の実施形態を説明するための外観図である。
【図５】可動チャックの支持構造に関する要部変形例を示す図である。
【図６】可動チャックの支持構造に関する他の要部変形例を示す図である。
【図７】接合治具に関する従来構造を説明するための外観図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  圧接治具
２，２’  中空の支持部材
３  固定チャック
４、１００、１０００  可動チャック
４Ａ、１０００Ａ  脚部
４Ａ１  移動用孔
５  チャック面
７  支持脚部
８  ガイド部材
９  可動用脚部
１０  駆動手段
１１  スライド用嵌合部
１４、２１、  操作部材
１５  位置保持ボルト
１６  係止部材
２０  支点部材
１００
Ｔ  棒材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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