(57)【要約】【課題】金属の切り屑などを好適に破砕処理することのできる安全性の高い簡便な装置を提供する。【解決手段】一端上部に投入口２２を開口せしめたトラフ２内に、螺旋羽根３２を有する回転自在なスクリュー３を収容し、スクリュー３の先端部に破砕ヘッド７を設けた破砕処理装置である。破砕ヘッド７は、スクリュー３と同軸３１上に固定されるヘッド本体７１と、ヘッド本体７１の外周から突出する着脱可能な破砕刃７２とを有する。トラフ２の先端には破砕ドラム８が連ねられ、その内部に破砕ヘッド７が収容される。破砕ドラム８は、その底部に処理物を外部排出するための排出口８４を有し、その排出口８４の周縁部が破砕刃７２と協同して処理物を剪断する固定刃部８４ａとされている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端上部に投入口を開口せしめたトラフ内に、螺旋羽根を有する回転自在なスクリューを収容し、そのスクリューの先端部に破砕ヘッドを設けた破砕処理装置であり、
前記破砕ヘッドは、前記スクリューと同軸上に固定されるヘッド本体と、このヘッド本体の外周から突出する着脱可能な破砕刃とを有して、前記トラフの先端に連なる破砕ドラム内に収容され、
前記破砕ドラムは、その底部に処理物を外部排出するための排出口を有し、その排出口の周縁部が前記破砕刃と協同して処理物を剪断する固定刃部とされていることを特徴とする破砕処理装置。
【請求項２】
前記破砕ドラムの内周には、前記破砕ドラムの中心からの距離が前記破砕ヘッドの回転方向に向かって漸次大きくなる低地領域と、その低地領域の低端部より所定の段差をもって立ち上がる高地領域とが形成され、前記排出口は前記低地領域と高地領域とに跨って穿設されて前記高地領域側の周縁部が前記固定刃部とされていることを特徴とする請求項１記載の破砕処理装置。
【請求項３】
前記排出口は、前記破砕ドラムの内側にあって当該破砕ドラムと中心が合致する同心円を基準にして、前記破砕ドラムの外側から前記破砕ヘッドの回転方向に対向する前記同心円の接線方向に穿設されていることを特徴とする請求項２記載の破砕処理装置。
【請求項４】
前記トラフの内周面に、前記スクリューの螺旋羽根とは螺旋方向が逆向きの螺旋凸条が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の破砕処理装置。
【請求項５】
前記ヘッド本体の一端部は、前記スクリューに向かって外径が漸次小さくなるテーパ部とされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の破砕処理装置。
【請求項６】
前記破砕ヘッドは、前記破砕ドラム内にあって前記排出口を有する底部側に偏心して配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の破砕処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削加工時に発生する金属の切り屑などを細かく破砕するのに用いられる破砕処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
旋盤などの工作機械を用いて金属の切削加工を行うと、切削工具によって金属加工物から除去される切り屑を発生するが、係る切り屑の多くは専門の業者により回収され、材質別にインゴット材料等として再利用されている。
【０００３】
しかし、金属の切削加工により発生する切り屑は、細長にして螺旋状にカールしているものが殆どであるから、嵩高にして車両による運搬回収を効率的に行えず、その結果としてリサイクルコストが高くなるという不都合があった。
【０００４】
そこで、上部に投入口が開口される円筒状のケーシング内に、破砕刃を有する回転自在な破砕ロータを設け、その破砕ロータを回転駆動させながら上記投入口よりケーシング内に投入される切り屑を細かく破砕できるようにした装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３３４３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示される破砕処理装置によれば、破砕ロータの真上に投入口が開口されるので、投入口に投入された切り屑には、破砕ロータの遠心力により切り屑を投入口に押し戻すような力が作用する。このため、切り屑に上方から圧力を掛けてやらないと切り屑がケーシング内に円滑に導入しない可能性がある。
【０００７】
又、投入口の直下で破砕ロータが回転駆動されるものでは安全性に欠ける。例えば、切り屑の投入作業中に誤って貴重品を落下させてしまった場合、これが破砕ロータを停止させる時間的猶予も無く直ぐさま破砕されてしまうし、破砕ロータによる切り屑の破砕処理中には、破砕ロータの遠心力によって切り屑の断片が投入口から高速で飛び出す危険性がある。
【０００８】
更に、破砕ロータに破砕刃が一体に形成されるものでは、破砕刃の摩耗時においてロータ全体を交換しなければならず、ランニングコストが高くつくという問題がある。
【０００９】
本発明は、以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その目的は金属の切り屑などを好適に破砕処理することのできる安全性の高い簡便な装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するため、
一端上部に投入口を開口せしめたトラフ内に、螺旋羽根を有する回転自在なスクリューを収容し、そのスクリューの先端部に破砕ヘッドを設けた破砕処理装置であり、
前記破砕ヘッドは、前記スクリューと同軸上に固定されるヘッド本体と、このヘッド本体の外周から突出する着脱可能な破砕刃とを有して、前記トラフの先端に連なる破砕ドラム内に収容され、
前記破砕ドラムは、その底部に処理物を外部排出するための排出口を有し、その排出口の周縁部が前記破砕刃と協同して処理物を剪断する固定刃部とされていることを特徴とするものである。
【００１１】
加えて、前記破砕ドラムの内周には、前記破砕ドラムの中心からの距離が前記破砕ヘッドの回転方向に向かって漸次大きくなる低地領域と、その低地領域の低端部より所定の段差をもって立ち上がる高地領域とが形成され、前記排出口は前記低地領域と高地領域とに跨って穿設されて高地領域側の周縁部が前記固定刃部とされていることを特徴とする。
【００１２】
又、前記排出口は、前記破砕ドラムの内側にあって当該破砕ドラムと中心が合致する同心円を基準にして、前記破砕ドラムの外側から前記破砕ヘッドの回転方向に対向する前記同心円の接線方向に穿設されていることを特徴とする。
【００１３】
更に、前記トラフの内周面に、前記スクリューの螺旋羽根とは螺旋方向が逆向きの螺旋凸条が形成されていること、前記ヘッド本体の一端部は、前記スクリューに向かって外径が漸次小さくなるテーパ部とされていること、ならびに前記破砕ヘッドは、前記破砕ドラム内にあって前記排出口を有する底部側に偏心して配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、トラフ内に収容されるスクリューの先端部に破砕刃を有する破砕ヘッドを設け、その破砕ヘッドをトラフに連なる破砕ドラム内に収容していることから、スクリューと破砕ヘッドとを同調して回転させながら、破砕ヘッドの軸方向から破砕ドラム内に処理物を一定量ずつ良好に送入してこれを連続的に破砕することができる。
【００１５】
又、投入口からトラフ内に投入された処理物には、螺旋羽根によりスクリューの軸方向に沿う推進力が与えられることから、処理物の投入時にその一部が上方に高速で飛び出す危険性がなく、しかも破砕ヘッドが破砕ドラム内に収容されることから安全性が高く、トラフ内に貴重品を落としてしまった場合でも、これが破砕ドラム内に達する間にスクリューを停止せしめて貴重品の破壊を防止することができる。
【００１６】
加えて、破砕ドラムの内周に、その中心からの距離が破砕ヘッドの回転方向に向かって漸次大きくなる低地領域が形成され、その低地領域の低端部より所定の段差をもって高地領域が立ち上がり、その低地領域と高地領域とに跨って排出口が穿設される構成では、破砕ヘッドと破砕ドラムの内周面との間に押し込まれた処理物が低地領域での圧力解放により排出口内に膨らみ出ながら高地領域へと回転移送されるため、高地領域側での排出口の周縁部（固定刃部）と破砕ヘッドの破砕刃（回転刃）とにより処理物を好適に剪断破砕することができる。
【００１７】
特に、排出口が破砕ドラムの外側から破砕ヘッドの回転方向に対向する破砕ドラムの内側同心円の接線方向に穿設されている構成では、高地領域内での排出口の周縁部を鋭利な固定刃部とすることができ、しかも破砕ヘッドの回転方向とは逆側における排出口の周面が破砕ヘッドの回転方向に向かって下り斜面となるので、その斜面に沿って処理物を排出口内に少しずつ導入させながら固定刃部の位置まで回転移送することができる。
【００１８】
一方、トラフの内周面にスクリューの螺旋羽根とは螺旋方向が逆向きの螺旋凸条が形成される構成では、金属の切り屑のような嵩高の処理物も高い推進力で良好に移送することが可能になる。
【００１９】
又、破砕ヘッドを構成するヘッド本体の一端部は、スクリューに向かって外径が漸次小さくなるテーパ部とされているので、破砕ドラム内に対する処理物の送入が阻害されず、テーパ部の外周面に沿って破砕ドラム内に処理物を円滑に送入することができる。
【００２０】
更に、破砕ヘッドが破砕ドラムの底部側に偏心して配置される構成では、破砕ドラムの上部に多くの処理物を送入し、これを破砕ドラムの底部側に圧縮しながら移動させて剪断破砕することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る破砕処理装置の内部構造を示す側面図
【図２】同装置の平面概略図
【図３】同装置の背面図概略図
【図４】同装置の正面概略図
【図５】同装置の部分拡大断面図
【図６】破砕ヘッドを示す斜視図
【図７】破砕ドラムを示す斜視図
【図８】図５のＸ−Ｘ拡大断面図
【図９】クラッシャーの変更例を示す部分拡大断面図
【図１０】図９に示すクラッシャーの軸直角断面図
【図１１】図１０のＹ−Ｙ断面図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面に基づいて本発明を詳しく説明する。先ず、図１〜図４により係る破砕処理装置の構成を概説すれば、図１および図２において、１は横型のスクリューコンベアであり、このスクリューコンベア１は、水平状に配置される横長のトラフ２内に回転自在なスクリュー３を収容して構成される。
【００２３】
トラフ２は円筒状で、その一端外周にはフランジ２１が固着され、他の一端上部には長孔状の投入口２２が形成されており、その投入口２２にホッパ部４が接続されている。図２、図３から明らかなように、ホッパ部４は上方に向かって口径が広がる逆角錐状の容器で、その下端開口部が投入口２２に連通されている。尚、図１において、１１Ａ，１１Ｂは支持脚１２を有する前後一対の端板であり、トラフ２はその一端（図１の右側端）が後部側の端板１１Ｂに固定支持され、フランジ２１を有する他の一端（図１の左側端）が後述する破砕ドラム８を介して前部側の端板１１Ａに固定支持されている。
【００２４】
一方、スクリュー３は、トラフ２の長手方向に沿って延びる回転軸３１と、この回転軸３１の外周に固設した螺旋羽根３２とで構成される。このうち、回転軸３１は、前後一対の端板１１Ａ，１１Ｂに取り付けた軸受ユニット１３により両端を回転自在に支持されており、その一端には回転駆動力を受けるためのスプロケット１４が固着されている。
【００２５】
図１、図２において、５は回転軸３１を回転駆動させるための駆動源（減速機付モータ）であり、この駆動源５は回転軸３１の上方において端板１１Ａに固定されている。駆動源５の出力軸には、上述のスプロケット１４より小径のスプロケット１５が固着され、その両スプロケット１４，１５に図１、図４に示される如く無端のチェーン１６が巻き掛けられている。このため、駆動源５を駆動すれば、その動力がチェーン１６を介して回転軸３１に伝達され、これによりスクリュー３の回転駆動が行われるが、スクリュー３に対する伝動方式はチェーン１６などの巻き掛け伝動に限らず、歯車伝動方式、あるいは駆動源５の出力軸を回転軸３１に直結する直接伝動方式を採用することもできる。
【００２６】
又、図１において、６はスクリュー３と端板１１Ａとの間に介在させたクラッシャーである。クラッシャー６は、スクリュー３の先端部に設けられる破砕ヘッド７と、トラフ２の先端に連なる破砕ドラム８とを備え、その破砕ドラム８内に破砕ヘッド７が収容される構成とされている。そして、係るクラッシャー６によれば、上記のスクリュー３によって破砕ドラム８内に送入される処理物（例えば、螺旋状にカールした金属の切り屑）を連続的に破砕して微細化することができる。
【００２７】
特に、図５に示されるように、トラフ２の内周面には、投入口２２の前端から破砕ドラム８に接続する先端までの区間において、螺旋羽根３２に干渉しない程度の高さを有する螺旋凸条２３が形成される。係る螺旋凸条２３は、厚さ数ｍｍの平鋼を螺旋状に巻き、これをトラフ２の内周面に溶接その他の手段で固着することにより形成されており、その螺旋方向は螺旋羽根３２の螺旋方向とは逆向きとされている。例えば、螺旋羽根３２が左巻きである場合、螺旋凸条２３は右巻きとされる。これによれば、トラフ２内において、スクリュー３を螺旋羽根３２の螺旋方向とは逆向きに回転駆動させることによるクラッシャー６側への処理物の推進力が増し、その処理物をクラッシャー６内に良好に送入することができる。
【００２８】
ここで、図５〜図８によりクラッシャー６の構成について言及すると、破砕ヘッド７は横長円柱状のヘッド本体７１と、その外周部に固定される着脱可能な破砕刃７２とで構成される。このうち、ヘッド本体７１はスクリュー３と同軸上に固定され、その両者３，７１で回転軸３１を共有している。特に、本例において、回転軸３１は図５のようにスクリューコンベア１のトラフ２から突出する部分が小径軸部３１ａとされており、その小径軸部３１ａに対してヘッド本体７１が焼嵌め、キー、ボルトなどの締結手段によって固定されている。又、図５、図６から明らかなように、ヘッド本体７１の一端部は、スクリュー３側において外径がスクリュー３に向けて漸次小さくなるテーパ部７１ａとされ、その端部径がスクリュー３側の回転軸３１と略同径とされている。更に、図６から明らかなように、ヘッド本体７１の外周には、その軸方向に沿って延びる溝部７１ｂが周方向に等間隔（図示例において９０度間隔）に形成されており、その各溝部７１ｂに破砕刃７２が取り付けられる構成とされている。
【００２９】
破砕刃７２は、耐摩耗性を有する強靭な工具鋼から成り、その形態は溝部７１ｂに適合する横長の板状で、その一端縁は破砕ヘッド７の軸方向に沿って延びる鋭利な刃先７２ａとされている。そして、係る破砕刃７２は、その刃先７２ａを含む先端部分がヘッド本体７１の外周から突出する状態で溝部７１ｂに嵌め込まれる。特に、ヘッド本体７１の外周には、図６に示されるよう溝部７１ｂに隣接して切欠凹部７１ｃが形成され、その切欠凹部７１ｃ内に配される図示せぬボルトで破砕刃７２が押え止められるようにしてある。従って、上記ボルトの締め付けにより破砕刃７２をヘッド本体７１に堅固に固定しながら、破砕刃７２の磨耗時などには上記ボルトを緩めて破砕刃７２をヘッド本体７１から容易に取り外すことができる。
【００３０】
一方、図７および図８において、破砕ドラム８は、破砕ヘッド７よりも若干大きな長さを有する超硬の金属円筒であり、その両端外周には円板状のフランジ８１が偏心状態で固定されている。その両フランジ８１の間には、破砕ドラム８の左右両側において該破砕ドラム８に外接する丸軸状のリブ８２が架設されている。各リブ８２の両端はフランジ８１に固定され、それらリブ８２の長さ方向の中央部分では破砕ドラム８に向けてボルト８３がねじ込まれており、そのボルト８３により破砕ドラム８と各リブ８２とが緊結されている。又、破砕ドラム８の底部には、所定の口径を有する複数の排出口８４が穿設されている。排出口８４は処理物を外部排出するためのもので、本例ではその排出口８４として直径３０ｍｍ程度の丸孔を４つ穿設している。特に、破砕ドラム８の内周側において、排出口８４の周縁部は上述の破砕刃７２（回転刃）と協同して処理物を剪断する固定刃部８４ａとされている。
【００３１】
そして、係る破砕ドラム８は、フランジ８１に穿設したボルト孔８１ａを用いて図５のようにトラフ２と端板１１Ａとの間に固定される。尚、フランジ８１の一方はトラフ２のフランジ２１に突き合わせてボルト止めされ、他方のフランジ８１は端板１１Ａに突き合わせてボルト止めされている。又、図５から明らかなように、破砕ドラム８は、トラフ２よりも大きな口径を有し、且つトラフ２に対して偏心状態に接続されており、その破砕ドラム８に対して破砕ヘッド７が底部側に偏心するような配置態様となっている。これにより、図８から明らかな如く破砕ドラム８内において、その底部より上部に大きな空間Ｓが形成され、破砕ドラム８の底部側ではその内周面に対して破砕刃７２の刃先７２ａが摺接乃至は近接するようになっている。
【００３２】
次に、以上のように構成される破砕処理装置の作用について説明すれば、駆動源５を駆動すると、その回転駆動力が回転軸３１に伝達されることにより、スクリュー３が一方向（図１の矢印方向）に回転駆動し、これと同軸上に固定される破砕ヘッド７もスクリュー３に同調して同方向に同速度で回転駆動する。この状態で、ホッパ部４に処理物として螺旋状にカールするなどした金属の切り屑を投入すると、これが投入口２２を通じてトラフ２内に落下し、その切り屑に対してスクリュー３の螺旋羽根３２からクラッシャー６に向かう方向（図１の左方）への推進力が与えられる。
【００３３】
このため、切り屑はホッパ部４の下方からクラッシャー６に向けてトラフ２内を移送され、しかも図５に示した螺旋凸条２３の作用により推進力が増大されて破砕ドラム８内に順次送入されていく。このとき、破砕ヘッド７は破砕ドラム８内への切り屑の送入を阻害せず、テーパ部７１ａの作用によって切り屑を破砕ドラム８の先方へ円滑に誘導する。特に、切り屑の多くは容量の大きい上部空間Ｓに誘導されながら、破砕ヘッド７の回転力を受けて破砕ドラム８内で回転される。
【００３４】
そして、破砕ドラム８の底部に達した切り屑は、排出口８４の位置を通過する破砕刃７２と排出口８４の周縁部（固定刃部８４ａ）との間に挟まれ、その両者７２，８４ａによる剪断力を受けて細かく破砕されながら排出口８４より外部に排出される。尚、破砕ドラム８の下方には切り屑の破砕片を回収するべく図示せぬコンテナなどが配置される。
【００３５】
以上のように、本発明に係る破砕処理装置によれば、スクリューコンベア１とクラッシャー６を一体的に組み合わせた構成とされることから、単一の駆動源５によりスクリュー３と破砕ヘッド７とを同調回転させながら、破砕ドラム８内に対し破砕ヘッド７の軸方向からスクリュー３によって切り屑を一定量ずつ良好に押し込むことができる。
【００３６】
又、ホッパ部４に投入された切り屑には、螺旋羽根３２によりスクリュー３の軸方向に沿う推進力が与えられることから、切り屑の投入時において、その切り屑の一部が投入口２２より上方に高速で飛び出すことがなく、しかも破砕刃７２を有して回転駆動する破砕ヘッド７が破砕ドラム８内に収容されることから安全性が高く、ホッパ部４内に貴重品を落としてしまった場合でも、これが破砕ドラム８内に達する間にスクリュー３を停止せしめて貴重品の破壊を防止することができる。
【００３７】
以上、本発明の具体例を説明したが、係る破砕処理装置は必ずしも上記のような構成に限らない。例えば、上記において、破砕刃７２を破砕ヘッド７の軸方向に沿う直刃としたが、これを破砕ヘッド７の軸線に対して傾斜する捩れ刃としてもよく、これによれば処理物を破砕するときの剪断抵抗を小さくすることができる。但し、固定刃部８４ａを形成する排出口８４を上記例のような円形孔にすれば、回転側の破砕刃７２が直刃でも、その刃先７２ａと固定刃部８４ａとを斜めに交差させて剪断抵抗を小さくすることができる。
【００３８】
又、破砕ヘッド７は、上記例のように破砕ドラム８の底部側に偏心配置されることに限らず、図９および図１０のように破砕ドラム８に対して破砕ヘッド７を同心状に配置するようにしてもよい。
【００３９】
特に、図９、図１０に示すクラッシャー６の変更例において、破砕ドラム８の内周には、図１０から明らかなように破砕ドラム８の中心からの距離が破砕ヘッド７の回転方向（図１０において反時計回り）に向かって漸次大きくなる低地領域Ｌａと、その低地領域Ｌａの低端部より所定の段差δをもって立ち上がる高地領域Ｈａとが形成されている。低地領域Ｌａと高地領域Ｈａは破砕ヘッド７の回転方向に沿って交互に形成されるもので、高地領域Ｈａの曲率半径は破砕刃７２の刃先円半径に一致している。
【００４０】
そして、本例によれば、図１０、図１１から明らかなように、破砕ドラム８に６つ（一列２つの３列編成）の排出口８４が低地領域Ｌａと高地領域Ｈａとに跨って穿設され、その各排出口８４の高地領域Ｈａ側における周縁部が固定刃部８４ａとされている。このため、破砕ヘッド７と破砕ドラム８の内周面との間に押し込まれた処理物が低地領域Ｌａでの圧力解放により排出口８４内に膨らみ出ながら高地領域Ｈａへと回転移送されるため、高地領域Ｈａ側での排出口８４の周縁部（固定刃部８４ａ）と破砕ヘッド７の破砕刃７２（回転刃）とにより処理物を好適に剪断破砕することができる。
【００４１】
又、本例において、排出口８４は破砕ドラム８の中心に向かって直角に穿設されるのでなく、図１０のように破砕ドラム８の内側にあって当該破砕ドラム８と中心が合致する同心円（例えばヘッド本体７１の外周）を基準にして、破砕ドラム８の外側から破砕ヘッド７の回転方向に対向する上記同心円の接線方向に穿設されている。これによれば、高地領域Ｈａ内での排出口８４の周縁部を鋭利（鋭角ないしは直角）な固定刃部８４ａとすることができ、しかも破砕ヘッド７の回転方向とは逆側における排出口８４の周面が破砕ヘッド７の回転方向に向かって下り斜面８４ｂとなるので、その斜面８４ｂに沿って処理物を排出口８４内に少しずつ導入させながら固定刃部８４ａの位置まで回転移送することができる。
【００４２】
尚、図９〜図１１に示す変更例において、破砕ドラム８を除く部分（破砕ヘッド７やスクリューコンベア１）については上記例と同様の構成であるから説明を省略するが、破砕ヘッド７は図１０のように破砕ドラム８に対して同心状に配置されることに限らず、上記例と同様に（図８のように）破砕ドラム８の底部側に偏心配置する態様としてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１  スクリューコンベア
１３  軸受ユニット
２  トラフ
２２  投入口
２３  螺旋凸条
３  スクリュー
３１  回転軸
３１ａ  小径軸部
３２  螺旋羽根
４  ホッパ部
５  駆動源
６  クラッシャー
７  破砕ヘッド
７１  ヘッド本体
７１ａ  テーパ部
７２  破砕刃
７２ａ  刃先
８  破砕ドラム
８４  排出口
８４ａ  固定刃部
Ｌａ  低地領域
Ｈａ  高地領域
δ  段差
【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】
2010234352.tif 000008
【図７】
2010234352.tif 000009
【図８】
2010234352.tif 000010
【図９】
2010234352.tif 000011
【図１０】
2010234352.tif 000012
【図１１】
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