(57)【要約】【課題】本発明方法はコイルスプリングの折損を防止して耐久寿命を延ばすと共にスプリングガイドリテーナーの磨耗も減少させ、且つ、金属粉末や騒音の発生を減少することが可能となるコイルスプリングの折損防止方法を提供することを目的とする。【解決手段】熱可塑性の合成樹脂で円筒状に形成されたガイドリテーナー本体２と、そのガイドリテーナー本体２内部にはそれよりも長い固定スリーブ３を遊嵌し、該固定スリーブ３をプレス金型１側に固定ボルト４で固着させて構成するスプリングガイドリテーナーを、コイルスプリング６の内側に配置し、そのコイルスプリング６の収縮時に、ガイドリテーナー本体２をコイルスプリング６と一緒に回動して摩擦抵抗が減少される方法と成す。またガイドリテーナー本体２の材質を、ポリオキシメチレンとするのが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス金型（１）に取付けられるＪＩＳ  Ｂ  ５０１２のコイルスプリング（６）に於いて、該コイルスプリング（６）の内側に略円柱状のスプリングガイドリテーナー（Ａ）を配置し、そのスプリングガイドリテーナー（Ａ）のガイドリテーナー本体（２）が、熱可塑性の合成樹脂で円筒状に形成され、前記ガイドリテーナー本体（２）内部にはそれよりも長い固定スリーブ（３）を遊嵌し、該固定スリーブ（３）を前記プレス金型（１）側に固定ボルト（４）で固着させ、前記コイルスプリング（６）の収縮時に、前記ガイドリテーナー本体（２）を前記コイルスプリング（６）と一緒に回動して摩擦抵抗が減少されることを特徴とするコイルスプリングの折損防止方法。
【請求項２】
プレス金型（１）に取付けられるＪＩＳ  Ｂ  ５０１２のコイルスプリング（６）に於いて、該コイルスプリング（６）の内側に略円柱状のスプリングガイドリテーナー（Ａ）を配置し、そのスプリングガイドリテーナー（Ａ）のガイドリテーナー本体（２）が、熱可塑性の合成樹脂で円筒状に形成され、前記ガイドリテーナー本体（２）内部にはそれよりも長い軸部（41）を遊嵌すると共に該軸部（41）の端部からネジ部（42）を突出させた固定ボルト（４）で、前記プレス金型（１）側に前記スプリングガイドリテーナー（Ａ）を取付け、前記コイルスプリング（６）の収縮時に、前記ガイドリテーナー本体（２）を前記コイルスプリング（６）と一緒に回動して摩擦抵抗が減少されることを特徴とするコイルスプリングの折損防止方法。
【請求項３】
前記ガイドリテーナー本体（２）の材質が、ポリオキシメチレンである請求項１又は２記載のコイルスプリングの折損防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプレス金型などの緩衝用，戻し用，圧力用、特にＪＩＳ  Ｂ  ５０１２で使用されるスプリングの折損を防止して耐久寿命を延ばすと共にスプリングガイドリテーナーの磨耗も減少させ、且つ、金属粉末や騒音の発生を激減させることが可能となるコイルスプリングの折損防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プレス金型に取付けるＪＩＳ  Ｂ  ５０１２のコイルスプリングとしては、金属製コイルスプリングが用いられているが、この金属製コイルスプリングの折損防止として、収縮時の金属製コイルスプリングの曲がりを防止するために金属製スプリングガイドリテーナーが使用されている。該金属製スプリングガイドリテーナーはコイルスプリングの内側に装着されるので、この金属製スプリングガイドリテーナーのガイドリテーナー本体の外周はコイルスプリングの収縮時にコイルスプリングの内周と干渉して摺動しながら磨耗される。この磨耗に伴って一定箇所に磨耗が集中し易く、集中すると金属製ガイドリテーナー本体とコイルスプリングの両方に傷が付き易くなり、且つ金属粉末が発生する。この時、コイルスプリングに傷が付くと折損し易くなる。尚、前記コイルスプリングは伸縮時に回転力が働くため、金属製ガイドリテーナー本体と単に上下方向に摺動するだけではなく、回転力も加わった状態で摺動し、金属製ガイドリテーナー本体の外周の片側が特に磨耗される。
【０００３】
一方、金属粉末が発生すると、コイルスプリングの周囲の摺動部や部品或いはその周辺部の機器に金属粉末が付着し、部品や機器を傷めると共に騒音が発生し易かった。また製品に金属粉末が付着し易くなると共にコイルスプリングの内周が削られると、金属製ガイドリテーナー本体とのガタが大きくなって、コイルスプリングが傾斜し、正常な作用が出来なくなる恐れを生じているのが現状である。
【０００４】
この磨耗した金属製スプリングガイドリテーナーは、図５に示すような状態で磨耗される。つまり、面取（22）側は表面が削られ更に金属製ガイドリテーナー本体（２）の外周も削られて、先端側が長いテーパー状になり、且つそのテーパー状の表面には長手方向へ多数の筋が付けられ、また金属製ガイドリテーナー本体（２）の面取（22）側の外周面は片寄って磨耗され、且つ、金属製ガイドリテーナー本体（２）の外周には、図５や図６に示すような凹みが多く形成され、更に深く削り取られて凹みが溝状に形成されている外周箇所も生じていた。この時には、コイルスプリングと金属製ガイドリテーナー本体（２）の干渉により、大量の金属粉末となってコイルスプリング周辺に散乱していた。
【０００５】
尚、従来、自動車ボデーの板金用などの大型なプレス金型のメンテナンスを行う場合、プレス金型の内部をスチームなどで清掃する際に、上型部に金属製ガイドリテーナー本体が固着されていると、プレス金型のメンテナンス時に金属製スプリングガイドリテーナーが落下する恐れがあり、金属製スプリングガイドリテーナーの重量は重いため、メンテナンス作業が非常に危険であった。
【０００６】
このため、中心に貫通穴を有した略円柱状のガイドリテーナー本体が、熱可塑性の合成樹脂で形成されたバネガイドリテーナーを本発明者が特願２００４−２４９５４２で提案したところである。このガイドリテーナー本体は従来の金属製ガイドリテーナー本体より軽量で且つ磨耗を減少させるものであるが、このガイドリテーナー本体はプレス金型側に固定されるものであり、本発明のように回動自在なものではなかった。
【０００７】
更に、コイルスプリング内に倒れ防止のためのスプリングガイドリテーナー（本発明で言うガイドリテーナー本体に相当する）と、それをプレス金型に固定するための固定ボルトと、スプリングガイドリテーナーの下部に設けるテーパー状のカラーと、このカラーの外周に設ける弾性体による係止具とから成るプレス金型用スプリングの落下防止具として、特開２００２−３３６９１８が提案されている。これは固定ボルトを回動させることにより、テーパー状のカラーを押下げ、弾性体による係止を水平方向に膨出させスプリングを保持させる金型用スプリングの落下防止具である。この特開２００２−３３６９１８には、本発明のような回動自在で合成樹脂製のガイドリテーナー本体を用いて、コイルスプリングの折損を防止してその耐久寿命を延ばすと共にスプリングガイドリテーナーの磨耗も減少させ、且つ、金属粉末や騒音の発生を激減することが可能とさせる発想はないものであった。
【０００８】
又、他の部材との耐磨耗性を持たせるための材質として、エンジニアリングプラスチック、特にポリアセタールで形成したスペーサー部材（本発明で言うガイドリテーナー本体に類似する）が、特開２００２−３１６２２４のダイセットで開示されている。このスペーサー部材は、段付き円筒形であり、段部でコイルスプリングの座面を当接させ、スペーサー部材の外周をコイルスプリングの内周と摺動させるものである。前記スペーサー部材を本発明で使用するＪＩＳ  Ｂ  ５０１２のスプリング用途に使用すると、そのコイルスプリングの座面を当接させ、スペーサー部材の外周がコイルスプリングの内周と摺動させて使用すると、スペーサー部材の段部はコイルスプリングの座面が食い込み、コイルスプリングが傾き、スペーサー部材の外周がコイルスプリングの内周と局所的に摺動されるものとなり、従来の金属製ガイドリテーナー本体の外周の磨耗と比べると、著しい磨耗となり、コイルスプリングの折損が発生し易くなってしまう。従って、本発明で記載するＪＩＳ  Ｂ  ５０１２の用途に特開２００２−３１６２２４を応用することは、当業者が容易になし得るものではないと共にそのような発想もないものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特願２００４−２４９５４２号
【特許文献２】特開２００２−３３６９１８号公報
【特許文献３】特開２００２−３１６２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明方法はコイルスプリングとスプリングガイドリテーナーの磨耗が激減され、ＪＩＳ  Ｂ  ５０１２のコイルスプリングの耐久寿命が延びるコイルスプリングの折損防止方法を提供することを目的とする。
【００１１】
本発明方法の他の目的は、スプリングガイドリテーナーを軽量化させて、プレス金型等の軽量化が可能となると共に金属粉末が殆ど出ず、且つ、金属粉末や騒音の発生も減少することが可能となるコイルスプリングの折損防止方法を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明方法は上記現状に鑑み成されたものであり、つまり、プレス金型に取付けられるＪＩＳ  Ｂ  ５０１２のコイルスプリングの内側に、略円柱状のスプリングガイドリテーナーを配置し、そのスプリングガイドリテーナーのガイドリテーナー本体が、熱可塑性の合成樹脂で円筒状に形成され、ガイドリテーナー本体内部にはそれよりも長い固定スリーブを遊嵌し、該固定スリーブをプレス金型側に固定ボルトで固着させ、コイルスプリングの収縮時、ガイドリテーナー本体をコイルスプリングと一緒に回動して摩擦抵抗が減少されることにより、コイルスプリングの折損防止方法と成す。また前記固定スリーブの役目を固定ボルトに兼用させた構成としても良く、更にガイドリテーナー本体の材質をポリオキシメチレンとするのが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１のようにプレス金型（１）に取付けられるＪＩＳ  Ｂ  ５０１２のコイルスプリング（６）の内側に略円柱状のスプリングガイドリテーナー（Ａ）を配置し、そのスプリングガイドリテーナー（Ａ）のガイドリテーナー本体（２）が、熱可塑性の合成樹脂で円筒状に形成され、ガイドリテーナー本体（２）内部にはそれよりも長い固定スリーブ（３）を遊嵌し、該固定スリーブ（３）をプレス金型（１）側に固定ボルト（４）で固着させ、コイルスプリング（６）の収縮時に、該コイルスプリング（６）の内周側が、合成樹脂製のガイドリテーナー本体（２）の外周側と摺動されると共に回動して摩擦抵抗を減少させることにより、ガイドリテーナー本体（２）に加わる摩擦力が激減され、コイルスプリング（６）の折損を防止してその耐久寿命が数倍に延びると共に金属粉末を殆ど出さず、且つ、ガイドリテーナー本体（２）が軽量化されるので、特に大型なプレス金型（１）のメンテナンスを安全に行うことが可能となる。このため、コイルスプリング（６）の周囲の部品やその周辺部の機器に金属粉末を付着させる恐れがなくなり、部品や機器を傷めることなく長期間に渡って使用出来るものとなり、更に騒音の発生が激減でき、且つ、コイルスプリング（６）のガタが殆ど大きくならず、コイルスプリング（６）が傾斜する恐れもなく、正常な作用が安定して長期間確保でき、プレス作業などの能率が向上可能なものとなる。
【００１４】
請求項２のようにプレス金型（１）に取付けられるＪＩＳ  Ｂ  ５０１２のコイルスプリング（６）の内側に略円柱状のスプリングガイドリテーナー（Ａ）を配置し、そのスプリングガイドリテーナー（Ａ）のガイドリテーナー本体（２）が、熱可塑性の合成樹脂で円筒状に形成され、前記ガイドリテーナー本体（２）内部にはそれよりも長い軸部（41）を遊嵌すると共に該軸部（41）の端部からネジ部（42）を突出させた固定ボルト（４）で、前記プレス金型（１）側に前記スプリングガイドリテーナー（Ａ）を取付け、前記コイルスプリング（６）の収縮時に、合成樹脂製のガイドリテーナー本体（２）の外周側はコイルスプリング（６）の内周側と摺動されると共に一緒に回動して摩擦抵抗を減少するものとなるため、請求項１と同様の効果が得られると共に部品点数が減り、構造も簡単なスプリングガイドリテーナー（Ａ）となる。
【００１５】
請求項３に示すようにガイドリテーナー本体（２）の材質として、ポリオキシメチレンを用いると、コイルスプリング（６）とスプリングガイドリテーナー（Ａ）の磨耗が減少され、コイルスプリング（６）の耐久寿命が従来の金属製ガイドリテーナー本体（２）を用いる方法より数倍に延びるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明方法の実施形態のスプリングガイドリテーナーが上型部に取付けられた状態を示す説明図である。
【図２】本実施形態のスプリングガイドリテーナーの断面を示す説明図である。
【図３】別実施形態のスプリングガイドリテーナーの断面を示す説明図である。
【図４】本実施形態のガイドリテーナー本体が回動する状態を示す説明図である。
【図５】従来の金属製ガイドリテーナー本体の磨耗状態を示す説明図である。
【図６】前記ガイドリテーナー本体の表面の磨耗状態を拡大した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
プレス金型（１）に取付けられるＪＩＳ  Ｂ  ５０１２のコイルスプリング（６）の内側に略円柱状のスプリングガイドリテーナー（Ａ）を配置し、そのスプリングガイドリテーナー（Ａ）のガイドリテーナー本体（２）が、熱可塑性の合成樹脂で円筒状に形成され、ガイドリテーナー本体（２）内部にはそれよりも長い固定スリーブ（３）を遊嵌し、該固定スリーブ（３）をプレス金型（１）側に固定ボルト（４）で固着させ、コイルスプリング（６）の収縮時に、該コイルスプリング（６）の内周側が、合成樹脂製のガイドリテーナー本体（２）の外周側と摺動されると共に一緒に回動して摩擦抵抗を激減させることにより、コイルスプリング（６）の折損防止が実現した。
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明方法の効果を確認するための斜荷重試験装置にスプリングガイドリテーナー（Ａ）を取付けると共にコイルスプリング（６）が取付けられた際の主要部品を示す図であり、この図示した番号について説明する。（１）はプレス金型であり、（11）はプレス金型（１）の上型部である。（２）はＪＩＳ  Ｂ  ５０１２のコイルスプリング（６）の内側に配置して設けるスプリングガイドリテーナー（Ａ）のガイドリテーナー本体であり、該ガイドリテーナー本体（２）の中心には貫通穴（21）が穿設されており、前記ガイドリテーナー本体（２）の一端側には面取（22）が設けられている。又、このガイドリテーナー本体（２）は熱可塑性の合成樹脂で円筒状に形成されており、その材質としては、ポリオキシメチレン，ポリエチレン，ポリプロピレン，ＡＢＳ樹脂，ポリアミド，ポリエチレンテレフタレート，ポリブチレンテレフタレート，ポリフェニレンサルファイド，ポリフェニレンエーテル，ポリエーテルエーテルケトン，ポリビニリデンフロライド，ポリテトラフルオロエチレンなどを用いると良い。特に剛性が高く摩擦磨耗特性に優れた高結晶性樹脂として、ポリオキシメチレンを用いるのが好ましい。このポリオキシメチレンは、使用環境に対する化学的な安定性の点からその分子鎖に共重合成分をランダムに含むコポリマーが更に好ましい。該コポリマーは劣化しにくいため、プレス金型（１）を屋外で管理する場合であってもスプリングガイドリテーナー（Ａ）の品質は長期に渡って安定維持出来るものとなる。
【００１９】
（３）はガイドリテーナー本体（２）の貫通穴（21）に遊嵌する金属製の固定スリーブであり、該固定スリーブ（３）はガイドリテーナー本体（２）よりも若干長い。この時の固定スリーブ（３）の長さとしては、ガイドリテーナー本体（２）よりも５mm前後長くするのが好ましい。（４）は固定スリーブ（３）をプレス金型（１）側に固着させるための六角穴付きの固定ボルトである。尚、前記スプリングガイドリテーナー（Ａ）は、ガイドリテーナー本体（２）と、固定スリーブ（３）と、固定ボルト（４）とから構成されている。（５）はコイルスプリング（６）の両端に取付けた受板である。（６）はプレス金型（１）に取付けられた２本の試験用コイルスプリングであり、該コイルスプリング（６）はＪＩＳ  Ｂ  ５０１２の長尺なものである。
【００２０】
次に本発明方法の実施形態で用いる別のスプリングガイドリテーナー（Ａ）を、図３に基づいて説明する。前記実施形態のスプリングガイドリテーナー（Ａ）と比べ、固定スリーブ（３）の役目を、固定ボルト（４）の軸部（41）が兼用したものである。つまり、ガイドリテーナー本体（２）は同じであり、固定ボルト（４）としては、ガイドリテーナー本体（２）の貫通穴（21）に遊嵌すると共にガイドリテーナー本体（２）の全長よりも長い軸部（41）と、該軸部（41）の端部から突出するネジ部（42）と、頭部とから成している。尚、前記固定ボルト（４）として六角穴付きストリッパボルトを用いるのが好ましい。
【００２１】
次に本発明方法と従来品の折損の比較試験として、図１に示すプレス金型（１）と略同一構造の斜荷重試験装置を用い、コイルスプリング（６）とガイドリテーナー本体（２）の干渉によってコイルスプリング（６）が折損するまでの上下往復回数を測定した。この時の上下往復運動はストローク４０mmを１分間に１２０往復する速さで行う。尚、前記斜荷重試験装置としては、スプリングの伸縮状態を繰返し行う一般的な試験装置を用いると良い。またコイルスプリング（６）の両端には受板（５）を取付けるが、下部に取付ける受板（５）としては、その表面に約２度傾斜されたものを用いると良く、この傾斜角度がプレス金型（１）の歪み等による実際の使用状態に近付けるための役目を果す。
【００２２】
先ず試験条件について説明する。使用するＪＩＳ  Ｂ  ５０１２の長尺なコイルスプリング（６）としては、材質がＳＡＥ９２５４で、重量が２．４Kgであり、線径１５．５mm，外径７２．０mm，有効巻数７．２，総巻数８．７であり、自由高さが２００mmで、バネ定数が４９０Ｎ/mmであるものを用意する。又、スプリングガイドリテーナー（Ａ）としては、本発明の合成樹脂製で回動自在なガイドリテーナー本体（２）と、従来の金属製ガイドリテーナー本体（２）と、更に本発明者が特願２００４−２４９５４２で提案した合成樹脂製のガイドリテーナー本体（２）とを、それぞれ同形状で同寸法のものを用意し、長さとしては１３５mmのものを用意する。また前記材質として、合成樹脂はポリオキシメチレンを用い、金属はＳ４５Ｃを用いる。
【００２３】
又、図１の状態に於いて、合成樹脂製ガイドリテーナー本体（２）を上型部（11）に２つ回動自在に取付けた試験No１の場合と、従来の金属製ガイドリテーナー本体（２）を上型部（11）に２つ固着させた試験No２の場合と、本発明者の提案した合成樹脂製ガイドリテーナー本体（２）を上型部（11）に２つ固着させた試験No３の場合についてそれぞれ試験を行う。先ず試験No１の場合は、コイルスプリング（６）をガイドリテーナー本体（２）に挿入して装着し、コイルスプリング（６）が折損するまで上下往復運動の試験を行う。そして上下往復回数をチェックすると共に、この時のコイルスプリング（６）の磨耗状態や破断面及びガイドリテーナー本体（２）の磨耗状態などを確認する。次に試験No２の場合は、従来品にコイルスプリング（６）を挿入して装着し、前記同様に試験を行うと共に各部の確認も行う。また試験No３の場合も上記同様にコイルスプリング（６）を挿入して前記同様に試験を行い、且つ各部の確認も行う。尚、１本のコイルスプリング（６）が折損した時は、新たなコイルスプリング（６）と交換して他のコイルスプリング（６）が折損するまで試験を続行するものとする。
【００２４】
先ず試験No１の結果は、１，０００，０００回でも２本のコイルスプリング（６）は折損しなかった。このため、１００万回で折損試験を中断した。尚、前記コイルスプリング（６）の１００万回以上の折損試験は一般に不要とされているので、これ以上の折損試験はしなかった。このコイルスプリング（６）の内側には傷はなく、回転する合成樹脂製ガイドリテーナー本体（２）には、凹みや磨耗が殆どなく、且つ、それによる金属粉末の発生も殆どなかった。
【００２５】
次に試験No２の結果は、左側のコイルスプリング（６）が１４４，３５０回で、右側のコイルスプリング（６）が１７０，８６２回で折損した。左側のコイルスプリング（６）の折損箇所は上方から４．２５巻目であり、右側のコイルスプリング（６）の折損箇所は上方から１．７５巻目であり、コイルスプリング（６）の内側には左右両側共に傷が発生し、その傷が起点となる破断面であった。この時の金属製ガイドリテーナー本体（２）の磨耗状態は図５に示すようであった。つまり、面取（22）側は表面が削られ更に金属製ガイドリテーナー本体（２）の外周も削られて、先端側が長いテーパー状になり、且つそのテーパー状の表面には長手方向へ多数の筋が付けられている（図５、図６参照）。又、面取（22）側の端面は片寄って磨耗されている。更に金属製ガイドリテーナー本体（２）の外周には、図６に示すような凹みが多く形成され、且つ金属製ガイドリテーナー本体（２）の外周は凹凸となり、或いは金属製ガイドリテーナー本体（２）の外周は深く削り取られて凹みが溝状に形成されている所もあった。この時、コイルスプリング（６）と金属製ガイドリテーナー本体（２）の干渉により、大量の金属粉末となってコイルスプリング（６）周辺に散乱していた。
【００２６】
更に試験No３の結果は８７４，５９３回で右側のコイルスプリング（６）が折損し、左側のコイルスプリング（６）は９８１，８１３回で折損した。前記右側のコイルスプリング（６）の折損箇所は上方から２．２５巻目であり、左側のコイルスプリング（６）の折損箇所は上方から４．７５巻目であった。この各コイルスプリング（６）の内側には傷はなく、通常の疲労による破断面であった。又、合成樹脂製ガイドリテーナー本体（２）の凹みは、目視では殆ど気にならない程度であった。この時の磨耗による金属粉末の発生は微量であり、周囲に影響を及ぼす恐れはなく、且つ製品に金属粉末が付着する心配がないものであった。尚、前記コイルスプリング（６）のカタログ値（交換目安値）は３０万回である。
【００２７】
このように本発明のコイルスプリング（６）の折損防止方法が用いられると、コイルスプリング（６）は上下往復運動を行う際の伸縮時に回転すると共に合成樹脂製ガイドリテーナー本体（２）は、図４の図中の矢印のようにコイルスプリング（６）と一緒に回転するため、従来の固着させたガイドリテーナー本体（２）の如く上下方向に摺動しながら更に回転力が働く場合と比べ、摩擦抵抗が激減されるものとなる。この結果、本発明者が以前に提案した試験No３の合成樹脂製ガイドリテーナー本体（２）を用いる場合よりも本発明方法のものが更にコイルスプリング（６）の耐久寿命を延ばすことが確認され、且つ干渉による磨耗で生じる金属粉末も殆ど出ないことも確認された。特に本発明方法は、コイルスプリング（６）の座屈し易い形状のものに対して有効な効果が見受けられた。
【符号の説明】
【００２８】
１  プレス金型
Ａ  スプリングガイドリテーナー
２  ガイドリテーナー本体
３  固定スリーブ
４  固定ボルト
41  軸部
42  ネジ部
５  スプリングガイドリテーナー
６  コイルスプリング
【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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