(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上軸に備えた上刃と、下軸に備えた下刃を一対にかみ合わせて切断するシャーカッターに用いる一対の上刃ホルダと下刃ホルダの位置を、自動的に任意の位置に変更することが可能な刃ホルダ固定機構を備えたカッター自動位置合わせ装置であって、
該装置は、上刃と下刃の設定位置を検出するセンサを備え、
前記装置の刃ホルダ固定機構は、上軸及び下軸に形成したピン収容穴に収容する一対のカッター固定ピンと、カッター固定ピンを上軸と下軸に取付けるためのピンと、上軸及び下軸に仮止めされる複数のカッター仮止めリングと、エアを供給または吸引可能に上軸及び下軸に形成され、ピン収容穴に連通される送気路部分と、を備え、
センサにより測定された測定値に基づいて、上軸に対して上刃ホルダを、また、下軸に対して下刃ホルダを、それぞれ所定の位置に移動させてカッター仮止めリングで仮止めした状態で送気路部分にエアを供給して、一対のカッター固定ピンを、上軸または下軸から突出するように互いに離れる方向に同時に動作させて、上軸に対して上刃ホルダを、また、下軸に対して下刃ホルダをそれぞれ位置決めして固定することを特徴とするシャーカッター自動位置合わせ装置。
【請求項２】
カッター固定ピンの上面は、上軸または下軸の外表面に対応した曲率で湾曲されていることを特徴とする請求項１に記載のシャーカッター自動位置合わせ装置。
【請求項３】
カッター仮止めリングの外径は、上軸または下軸の外径より大きく、かつ、バネ特性を有することを特徴とする請求項１に記載のシャーカッター自動位置合わせ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願の発明は、紙、フィルム等の連続したシート状の長尺巻物を連続して任意の幅で切断しながらその製品を巻取るシャーカッターまたはスリッターに関するものである。本願の発明は、特に、シャーカッターの上軸に備えられた上刃と、下軸に備えられた下刃を、夫々対にかみ合うように自動的に任意の位置に変更させることができるシャーカッター自動位置合わせ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
布、複合材料等の製品を、シャーカッターまたはスリッターによって任意の幅で切断しながらその製品を巻取る作業が国内外の工場において行われている。
【０００３】
シャーカッターの上軸に備えられた上刃と、下軸に備えられた下刃の位置を任意に定め（つまり製品の切断面の幅を決定する）、上下の刃を固定するための従来技術として、特許文献１には、下刃の位置の変更に伴い該下刃と対になる上刃の位置を変更することを特徴としたスリッター装置が開示されている。
また、特許文献２には、重合テープを繰分けながら切断した後、再度重合テープを形成するように巻き取るスリッター装置が開示されている。このスリッター装置は、吸引機により負荷のかからない状態でスペーサー（保護テープ）を巻取軸まで送るようにすることで、巻取軸の張力によってスペーサーが引っ張られずに、安定して、巻取軸上に巻回させることができ、効率的に不良品の発生率を低減することを特徴としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−０７１４１４号公報
【特許文献２】特開２００６−１９３２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のスリッター装置には、以下のような解決すべき課題が残されている。
以下、特許文献１及び２を参照して、従来のスリッター装置が有する課題について説明する。
【０００６】
特許文献１で開示されているスリッター装置は、上刃の位置を変更する場合には、下刃に対して上刃を位置決めした後、係脱機構の係合体を凹部から後退させ、クランプ片が圧縮コイルバネ装置の付勢力により棒に押し付けられて棒を把持し、それによって刃物台が棒に固定されることによって、上刃を備えた刃物台を所定位置に固定している。また、特許文献２で開示されているスリッター装置に備えられる上刃の位置を調整する場合には、上刃の調整位置をセンサで読み取って、センサの数値に基づいて、操作ハンドルを操作することにより支軸を定位置で固定させることによって、上刃が所定位置にロックされる。
特許文献１及び２のスリッター装置では、ユーザーが係脱機構の係合体や操作ハンドルなどの機構を作動させることによって、上刃を所定位置に固定していたため、この上刃の固定機構を設置するための複雑な機構設計、配置スペース、さらに、刃交換時や製品の切断位置を変更する時などに、ユーザーが上下の軸に備えられた複数の刃を固定している複数の刃固定機構を、１つずつ固定解除、移動、または固定させる作業、などを要していた。
【０００７】
本願の発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、図２（ａ），（ｂ）に示す刃ホルダ固定機構３６を用いることにより、特許文献１または２に係るスリッター装置のように、刃ホルダを固定解除、移動、または固定するために、スリッター装置（シャーカッター装置）に複雑な機構を設置することなく、または、ユーザーが作業を行うことなく、簡素な刃ホルダ固定機構をスリッター装置に設置して、刃ホルダを自動的に任意の位置に変更／固定することができるシャーカッター自動位置合わせ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本願の請求項１のシャーカッター自動位置合わせ装置に係る発明は、上軸に備えた上刃と、下軸に備えた下刃を一対にかみ合わせて切断するシャーカッターに用いる一対の上刃ホルダと下刃ホルダの位置を、自動的に任意の位置に変更することが可能な刃ホルダ固定機構を備えたカッター自動位置合わせ装置であって、該装置は、上刃と下刃の設定位置を検出するセンサを備え、前記装置の刃ホルダ固定機構は、上軸及び下軸に形成したピン収容穴に収容する一対のカッター固定ピンと、カッター固定ピンを上軸と下軸に取付けるためのピンと、上軸及び下軸に仮止めされる複数のカッター仮止めリングと、エアを供給または吸引可能に上軸及び下軸に形成され、ピン収容穴に連通される送気路部分と、を備え、センサにより測定された測定値に基づいて、上軸に対して上刃ホルダを、また、下軸に対して下刃ホルダを、それぞれ所定の位置に移動させてカッター仮止めリングで仮止めした状態で送気路部分にエアを供給して、一対のカッター固定ピンを、上軸または下軸から突出するように互いに離れる方向に同時に動作させて、上軸に対して上刃ホルダを、また、下軸に対して下刃ホルダをそれぞれ位置決めして固定することを特徴とする。
【０００９】
上述した課題を解決するために、本願の請求項２のシャーカッター自動位置合わせ装置に係る発明は、カッター固定ピンの上面は、上軸または下軸の外表面に対応した曲率で湾曲されていることを特徴とする。
【００１０】
上述した課題を解決するために、本願の請求項３のシャーカッター自動位置合わせ装置に係る発明は、カッター仮止めリングの外径は、上軸または下軸の外径より大きく、かつ、バネ特性を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本願の請求項１のシャーカッター自動位置合わせ装置に係る発明によれば、上軸に備えた上刃と、下軸に備えた下刃を一対にかみ合わせて切断するシャーカッターに用いる一対の上刃ホルダと下刃ホルダの位置を、自動的に任意の位置に変更することが可能な刃ホルダ固定機構を備えたカッター自動位置合わせ装置であって、該装置は、上刃と下刃の設定位置を検出するセンサを備え、前記装置の刃ホルダ固定機構は、上軸及び下軸に形成したピン収容穴に収容する一対のカッター固定ピンと、カッター固定ピンを上軸と下軸に取付けるためのピンと、上軸及び下軸に仮止めされる複数のカッター仮止めリングと、エアを供給または吸引可能に上軸及び下軸に形成され、ピン収容穴に連通される送気路部分と、を備え、センサにより測定された測定値に基づいて、上軸に対して上刃ホルダを、また、下軸に対して下刃ホルダを、それぞれ所定の位置に移動させてカッター仮止めリングで仮止めした状態で送気路部分にエアを供給して、一対のカッター固定ピンを、上軸または下軸から突出するように互いに離れる方向に同時に動作させて、上軸に対して上刃ホルダを、また、下軸に対して下刃ホルダをそれぞれ位置決めして固定するため、シャーカッター自動位置合わせ装置に複雑な機構を設置することなく、または、ユーザーが上刃ホルダと下刃ホルダを固定解除、移動、または固定するための作業を行うことなく、上刃ホルダと下刃ホルダを、自動的に固定解除／任意の位置に移動／固定させることができるシャーカッター自動位置合わせ装置を提供することができる。
本願の請求項２のシャーカッター自動位置合わせ装置に係る発明によれば、エアが送気路部分から吸引されている場合、上刃ホルダと下刃ホルダがカッター固定ピン上を通過することを可能にする。
本願の請求項３のシャーカッター自動位置合わせ装置に係る発明によれば、上刃ホルダまたは下刃ホルダがカッター仮止めリング上に存在している場合、カッター仮止めリングが上刃ホルダまたは下刃ホルダを仮止めすることを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（ａ）は、本発明のシャーカッター自動位置合わせ装置の全体構造を示す側面図である。図１（ｂ）は、本発明のシャーカッター自動位置合わせ装置の全体構造を示す正面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明のシャーカッター自動位置合わせ装置の下軸に設置されている刃ホルダ固定機構の拡大断面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示されているＡ‐Ａ線における断面図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明のシャーカッター自動位置合わせ装置に設置されている刃ホルダ固定機構のカッター固定ピンの正面図である。図３（ｂ）は、本発明のシャーカッター自動位置合わせ装置に設置されている刃ホルダ固定機構のカッター固定ピンの側面図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明のシャーカッター自動位置合わせ装置に設置されている刃ホルダ固定機構のカッター仮止めリングの側面図である。図４（ｂ）は、本発明のシャーカッター自動位置合わせ装置に設置されている刃ホルダ固定機構のカッター仮止めリングの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本願の発明に係る好適な実施の形態を、添付図面を参照しながら説明するが、以下に記載される装置及びその各構成要素、各部品、各箇所、各材料は、本願の発明の実施の形態の一例であり、これに限られるものではない。また、図中、同一の符号を付した部分は同一物、同一部材を表し、装置や部材の各寸法、各比率は実際のものを反映したものではなく、概略的に示したものである。
【００１４】
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明のシャーカッター自動位置合わせ装置の全体構造を示す側面図及び正面図であり、この図を参照して、本発明のシャーカッター自動位置合わせ装置１の全体動作について説明する。
【００１５】
図１（ｂ）に示されているように、本発明のシャーカッター自動位置合わせ装置１は、フレーム上に第１回転軸（上軸）２と第２回転軸（下軸）４が設置されており、上軸２と下軸４の夫々に、対にかみ合うように、複数の上刃６と下刃８が取付けられる。通常、上軸２と下軸４は、夫々、水平方向に並行に並んで、鉛直方向に相対峙する。そして、上軸２と下軸４は、夫々、回転軸Ｏ１，Ｏ２を中心にして、互いに逆方向に回転する。これら上軸２と下軸４の間には、図示しないローラー等からなる搬送路を介して被切断物（製品）が供給されて、上刃６と下刃８によって直線状に切断される。
【００１６】
ここで、下軸４は、シャーカッター自動位置合わせ装置１のフレーム上で両端を軸支されて回転自在に固定されている。下刃８は、下軸４に沿って移動可能な下刃ホルダ１８を用いて下軸４上に位置決めされて取付けられている。下刃の種類を特定する必要はないが、下刃８は、例えば、丸刃又は厚刃が用いられる。
それに対して、上軸２は、シャーカッター自動位置合わせ装置１のフレーム上で両端を軸支されているが、下軸４に対して上下動可能に取付けられている。図１（ｂ）を参照すると、上刃６と下刃８はかみ合っていないが、上軸２を下軸４に対して水平状態を保ちながら接近させることで、上刃６と下刃８をかみ合わせることができる。このため、上軸２の端部側には、任意の駆動機構、例えば、モータ２０’，２０’を接続させてもよい。上軸２上には、任意の数の上刃６を取付けるが、この数は下刃８の数と対応している。上刀の種類を特定する必要はないが、上刃６は、例えば、薄刃が用いられる。
【００１７】
上刃６は、上軸２に沿って移動可能な上刃ホルダ１６を用いて上軸２上に取付けられている。また、下刃８は、下軸４に沿って移動可能な下刃ホルダ１８を用いて下軸４上に取付けられている。この上刃ホルダ１６及び下刃ホルダ１８は、通常、ホルダ１個に対して、取付けられる刃が１枚または２枚となるように構成されている。
本発明の実施形態において、エアシリンダ１０，１０に取付けられている位置決めスライサ１２，１２は、モータ２０，２０が駆動されることによって、モータ２０，２０に連結されているボールねじ１４，１４上を、エアシリンダ１０，１０と共に移動することができるように構成されている。本発明の上刃ホルダ１６と下刃ホルダ１８は、この位置決めスライサ１２，１２によって上軸２及び下軸４に沿って移動させることによって、位置決めスライサ１２，１２と共に左右に任意の位置に位置決めすることができる。
【００１８】
この位置決めスライサ１２は、エアシリンダ１０内のシリンダロッドを動作させることにより、鉛直方向に伸縮することができる。従って、位置決めスライサ１２を任意の１つの上刃ホルダ１６または下刃ホルダ１８に当接させて上刃ホルダ１６または下刃ホルダ１８を上軸２または下軸４に沿って移動させて所望の位置に位置決めした後、エアシリンダ１０内のシリンダロッドを縮める方向に動作させることによって、位置決めスライサ１２を引っ込めて上刃ホルダ１６または下刃ホルダ１８と位置決めスライサ１２との接触を解除し、次の隣接した上刃ホルダ１６または下刃ホルダ１８の近くまでエアシリンダ１０を左右方向に移動させる。その後、エアシリンダ１０内のシリンダロッドを伸ばす方向に動作させることによって、位置決めスライサ１２をその隣接した上刃ホルダ１６または下刃ホルダ１８に接触させて、隣接した上刃ホルダ１６または下刃ホルダ１８を上軸２または下軸４に沿って移動させて所望の位置に位置決めするという、動作を繰り返すことにより、複数の上刃ホルダ１６または下刃ホルダ１８を、各々上軸２または下軸４の所望の位置に位置決めさせることができる。
【００１９】
複数の上刃６の上軸２上の位置及び複数の下刃８の下軸４上の位置は、製品の寸法に合わせて図１（ａ）に示されている刃物位置検出センサ２４，２４により測定された測定値（現在位置）に基づいて設定されるため、この測定値に基づいて上刃ホルダ１６または下刃ホルダ１８を各々上軸２または下軸４の所望の位置に正確に位置決めすることができ、その結果、製品（被切断物）を所望の幅で正確に切断することができる。
上述したように、本発明の上刃ホルダ１６と下刃ホルダ１８を位置決めスライサ１２を利用することで上刃６と下刃８を上軸２と下軸４の所望の位置に移動させて、切断する製品の寸法に合わせて、自在に位置変更することが可能となる。
【００２０】
以下、本発明の上刃ホルダ１６と下刃ホルダ１８を、ユーザーが作業することなしに、自動的に固定解除、移動、固定させるためのシャーカッター自動位置合わせ装置１の刃ホルダ固定機構３６，３６について、図２〜４を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図２（ａ）を参照すると、本発明のシャーカッター自動位置合わせ装置１の下軸４に設置されている刃ホルダ固定機構３６の拡大断面図が示されている。本発明の刃ホルダ固定機構３６は、下軸４に形成したピン収容穴３４，３４に収容する上下一対のカッター固定ピン２８，２８と、このカッター固定ピン２８，２８を下軸４に取付けるためのピン３０，３０と、下軸４に仮止めされる複数のカッター仮止めリング２６と、エアを供給または吸引可能に下軸４に形成され、ピン収容穴３４，３４に連通される送気路部分３２を含む。
この図２（ａ）では本発明における１つの実施形態として、カッター仮止めリング２６と上下一対のカッター固定ピン２８が、下軸４に交互に配置されており、２つの下刃ホルダ１８がそれらの上に設置されて示されている。
【００２２】
刃ホルダ固定機構３６のカッター仮止めリング２６は、下刃ホルダ１８がカッター仮止めリング２６上を通過することができる程度に、下軸４の外径より少し大きい外径（例えば下軸４の外径より＋０．４ｍｍ程度大きい）を有している。カッター仮止めリング２６は、さらに、下刃ホルダ１８がカッター仮止めリング２６上に存在しているときに、カッター仮止めリング２６が少したわむようなバネ特性を有するように隙間（Ｍ）を有する（図４（ｂ）参照）。このカッター仮止めリング２６の外径の寸法条件とバネ特性により、カッター仮止めリング２６は、下刃ホルダ１８がカッター仮止めリング２６上に存在している場合、下刃ホルダ１８をその位置において仮止めすることができる。
【００２３】
図２（ｂ）に示されているように、刃ホルダ固定機構３６の一対のカッター固定ピン２８，２８は、一対のカッター固定ピン２８，２８を下軸４に形成したピン収容穴３４，３４に収容した状態で、ピン３０，３０を、下軸４に設けられたピン３０とほぼ同径の丸穴からカッター固定ピン２８に設けられた丸穴Ｂ（図３（ａ），（ｂ）参照）に嵌め込むことによって、下軸４に上下一対に取付けられている。このカッター固定ピン２８の丸穴Ｂの径は、ピン３０の径より少し大きく形成されており（例えばピン３０の径より＋０．５ｍｍ大きい）、一対のカッター固定ピン２８，２８は、このマージンだけ下軸４の軸線方向に対して鉛直軸方向に上下動するように下軸４のピン収容穴３４，３４内に収容されている。
【００２４】
図２（ｂ）に示されているように、一対のカッター固定ピン２８，２８は送気路部分３２に連通したピン収容穴３４，３４に収容されており、エアが送気路部分３２に供給されている場合、一対のカッター固定ピン２８，２８はピストンのように下軸４の外表面から鉛直軸方向において互いに少し突出する方向に動作する（例えば、一対のカッター固定ピン２８，２８の夫々が図の上下方向に０．５ｍｍ移動する）。従って、複数の一対のカッター固定ピン２８，２８は、エアが送気路部分３２に供給されている場合、鉛直軸方向において下軸４の外表面から突出するように互いに離れる方向に同時に動作し、一対のカッター固定ピン２８，２８と接触している下刃ホルダ１８を下軸４の所定の位置に位置決めして固定させることができる。
【００２５】
また、複数の一対のカッター固定ピン２８，２８は、エアが送気路部分３２から吸引されている場合、上述した下軸４の外表面から鉛直軸方向において互いに少し突出した状態から下軸４のピン収容穴３４，３４内に収容される状態に同時に戻されて下刃ホルダ１８が複数の一対のカッター固定ピン２８，２８上を通過することを許容する。
なお、上記の本発明の刃ホルダ固定機構３６は、上軸２においても同様に用いられる。
【００２６】
このように、本発明のシャーカッター自動位置合わせ装置１によれば、図２（ａ），（ｂ）に示されている刃ホルダ固定機構３６を用いて、シャーカッター位置合わせ装置１に複雑な機構を設置することなく、または、ユーザーが上刃ホルダ１６と下刃ホルダ１８を固定解除、移動、または固定するための作業を行うことなく、上刃ホルダ１６と下刃１８を自動的に任意の位置に変更／固定することができる。
【００２７】
図３（ａ），（ｂ）を参照すると、本発明のシャーカッター自動位置合わせ装置１に設置されている刃ホルダ固定機構３６のカッター固定ピン２８の正面図と側面図が示されている。このカッター固定ピン２８は、例えば、真空焼入されたダイス鋼のような化学的耐性を有する材料から形成されており、センターレス研磨がなされている。カッター固定ピン２８は、カッター固定ピン２８を上軸２と下軸４の夫々に取付けるためのピン３０（図２（ｂ）参照）を通すためのピン穴Ｂ、及び、カッター固定ピン２８と上軸２及び下軸４に形成されたピン収容穴３４との間を密封するためのＯ-リングを取付けるための溝Ｄが形成されている。
【００２８】
図３（ｂ）に示されているように、カッター固定ピン２８の上面には、さらに、上軸２または下軸４の外表面の形状に対応した曲率で湾曲させた面Ｒに形成されている。従って、このカッター固定ピン２８の面Ｒは、エアが送気路部分３２から吸引されている場合、上刃ホルダ１６または下刃ホルダ１８が一対のカッター固定ピン２８，２８上を通過することを許容する。
【００２９】
図４（ａ），（ｂ）は、本発明のシャーカッター自動位置合わせ装置１に設置されている刃ホルダ固定機構３６のカッター仮止めリング２６の側面図及び正面図である。このカッター仮止めリング２６は、例えば、焼入された高硬度鋼のような化学的耐性を有する材料から形成されており、硬質クロームメッキとバフ仕上げがなされている。図４（ａ）に示されているように、このカッター仮止めリング２６は、さらに、上刃ホルダ１６または下刃ホルダ１８が上軸２または下軸４に仮止めされたカッター仮止めリング２６上を通過しやすいように、両端部に面取りＣが施されている。
【００３０】
上述したように、本発明のシャーカッター自動位置合わせ装置１は、刃ホルダ固定機構３６を用いることによって、上軸２に対して上刃ホルダ１６を、また、下軸４に対して下刃ホルダ１８を、所定の位置に位置決めする場合には、被切断物（製品）に対応させて設定した上刃ホルダ１６及び下刃ホルダ１８の設定位置を制御装置（図示省略）で予め設定しておいて、刃物位置検出センサ２４で測定した測定値を、上刃ホルダ１６及び下刃ホルダ１８の設定位置に一致させるように、位置決めスライサ１２を用いて上刃ホルダ１６を上軸２上で、また、下刃ホルダ１８を下軸４上で、それぞれ所定の位置まで移動させる。
【００３１】
この場合、上刃ホルダ１６及び下刃ホルダ１８は、上軸２及び下軸４に設置されているカッター仮止めリング２６上を通過することになるが、カッター仮止めリング２６の両端部に面取りＣが形成されているため、上刃ホルダ１６及び下刃ホルダ１８は、上軸２及び下軸４に沿ってスムーズに移動することができる。その後、それぞれカッター仮止めリング２６で仮止めした状態で送気路部分３２にエアを供給して、一対のカッター固定ピン２８，２８を、上軸２または下軸４から突出するように互いに離れる方向に同時に動作させて、上軸２に対して上刃ホルダ１６を、また、下軸４に対して下刃ホルダ１８をそれぞれ位置決めして自動的に固定することができる。
【００３２】
また、本発明の刃ホルダ固定機構３６は、上刃ホルダ１６または下刃ホルダ１８が何度も通過することなどによって生じる、一対のカッター固定ピン２８，２８またはカッター仮止めリング２６の磨耗による交換が必要となった場合、一対のカッター固定ピン２８，２８とカッター仮止めリング２６を交換するか、または、上軸２または下軸４ごとカセット式に交換される。この交換時に上軸２の設置位置に小さなずれが生じうるため、上軸２を固定する部材３７の端部の位置Ｅが側圧センサ２２により測定されている（図１（ｂ）参照）。ずれが生じた場合は、この測定値が、上述した複数の上刃６の位置決めを行う際の複数の上刃６の現在位置に反映される。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、自動的に固定解除／並進移動／固定することが望ましい部品を含むシステムであれば、そのようなシステムに好適に適用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１  シャーカッター自動位置合わせ装置    ２  上軸（第１回転軸）
４  下軸（第２回転軸）                  ６  上刃（薄刃）
８  下刃（厚刃）                      １０，１０  エアシリンダ
１２，１２  位置決めスライサ            １４，１４  ボールねじ
１６  上刃ホルダ                        １８  下刃ホルダ
２０，２０’  モータ                    ２２  側圧センサ
２４，２４  刃物位置検出センサ          ２６  カッター仮止めリング
２８，２８  カッター固定ピン            ３０，３０  ピン
３２  送気路部分                        ３４  カッター固定ピン収容穴
３６  刃ホルダ固定機構                  ３７  固定部材
【図１】
0005955295.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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