(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の熱可塑性チューブ（２、１０２）および第２の熱可塑性チューブ（３、１０３）の切断および溶接の前および最中に前記第１の熱可塑性チューブ（２、１０２）および前記第２の熱可塑性チューブ（３、１０３）を位置合わせして支持するための装置（１、１０１）であって、支持台（４）上に配置された以下の構成要素、すなわち、
ａ）第１の細長い保持空間（６、１０６）および第２の細長い保持空間（７、１０７）のそれぞれに前記第１のチューブおよび前記第２のチューブの一部分を収容するために配置された第１の保持器（５、１０５）であって、前記保持空間が、互いに平行であり、第１の距離（８、１０８）だけ互いに離されている第１の保持器（５、１０５）と、
ｂ）第３の細長い保持空間（１０、１１０）および第４の細長い保持空間（１１、１１１）のそれぞれに前記第１のチューブおよび前記第２のチューブの一部分を収容するために配置された第２の保持器（９、１０９）であって、前記保持空間が、互いに平行で、かつ前記第１の保持器の前記保持空間と平行であり、前記第１の距離（８、１０８）と同じ第２の距離（１２、１１２）だけ互いに離されており、前記第２の保持器が、前記第１の保持器および前記第２の保持器の前記保持空間に対して垂直な方向に、前記第１の保持空間（６、１０６）が前記第３の保持空間（１０、１１０）に位置合わせされ、前記第２の保持空間（７、１０７）が前記第４の保持空間（１１、１１１）に位置合わせされる切断位置から、前記第１の保持空間（６、１０６）が前記第４の保持空間（１１、１１１）に位置合わせされる溶接位置に移動可能である第２の保持器（９、１０９）と、
ｃ）前記第２の保持器が前記切断位置にあるときに前記チューブを切断するために前記第１の保持器と前記第２の保持器との間に配置された切断手段（１３、１１３）と
ｄ）前記第１の保持空間（６、１０６）に収容された切断されたチューブの外面および前記第４の保持空間（１１、１１１）に収容された切断されたチューブの外面に当接し、これらの前記チューブを互いに位置合わせするために配置された位置合わせ手段と
を備える装置。
【請求項２】
前記位置合わせ手段が、第１の位置合わせ板（１４、１１４）および第２の位置合わせ板（１５、１１５）であって、これらの両方が、同じ幅（１７）を有し、これらのそれぞれが、前記第１の保持器および前記第２の保持器の前記保持空間に対して垂直な方向に移動可能である第１の位置合わせ板（１４、１１４）および第２の位置合わせ板（１５、１１５）ならびに前記支持台に取り付けられた当接板（１６、１１６）であって、前記第２の保持器が、前記溶接位置にあるときに、前記第１の位置合わせ板が、前記当接板および前記第１の保持空間（６、１０６）に収容された切断されたチューブの外面に当接するように配置され、前記第２の位置合わせ板が、前記当接板および前記第４の保持空間（１１、１１１）に収容された切断されたチューブの外面に当接するように配置され、これにより、前記第１の保持空間および前記第２の保持空間内の前記切断されたチューブが、互いに位置合わせされる当接板（１６、１１６）を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の保持空間（６、１０６）に収容された切断されたチューブの端部と前記第４の保持空間（１１、１１１）に収容された切断されたチューブの端部とを加熱して、互いに溶接するために配置された加熱器をさらに備え、その際、前記第１の保持器および前記第２の保持器が、溶接されたシールを実現するために互いに押圧されるように配置される、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の位置合わせ板および前記第２の位置合わせ板が、前記第１の保持器および前記第２の保持器が互いに押圧されるときに前記当接板に対して摺動するように配置されている、請求項２または３に記載の装置。
【請求項５】
ａ）前記当接板が、ばね付勢されている、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
ｂ）前記第２の保持器が、ガイド（１８）に沿って摺動可能である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
ｃ）前記第１の保持空間、前記第２の保持空間、前記第３の保持空間、および前記第４の保持空間が、４〜２５ｍｍの範囲の外径を有するチューブを収容するために配置されている、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記保持空間のそれぞれが、ばね付勢された互いに対向する２つの細長いＶ字ブロック（４２）を備え、該Ｖ字ブロック（４２）が、前記保持空間の中心軸線に沿って前記チューブの中心軸線を位置合わせするために配置されており、前記保持空間のそれぞれが、互いに垂直に配置された２つのＶ字ブロック（４２）であって、Ｖ字溝（４３）が互いに対向し、前記ブロックが、フレーム（４７）の上部（４５）および底部（４６）からコイルばね（４４）によって保持されている２つのＶ字ブロック（４２）を備える、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記保持器のそれぞれが、前記保持空間に収容されたチューブの一部分を平らにするために配置されたクランプ（２１、４８、５１、１２１）を備え、前記クランプ（５１）のそれぞれが、２つの顎（５２）ならびに該顎間に少なくとも１つの圧縮ばね（５３）および少なくとも１つのストッパ（５４）を備える、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの圧縮ばねが、２０ｍｍ未満の外径のチューブへの圧縮荷重を制限するために配置されており、前記少なくとも１つのストッパが、１０ｍｍ未満の外径を有するチューブの過度の圧縮を防止するために配置されている、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
ａ）前記圧縮ばねが、皿ばねである、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
ｂ）前記圧縮ばねが、前記顎の互いの間隔が２０ｍｍ以下のときに前記顎の両方に係合するように配置されている、請求項１０又は１１に記載の装置。
【請求項１３】
ｃ）前記ストッパが、互いに４〜１０ｍｍの間隔にある前記顎の両方に係合するように配置されている、請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
第１の熱可塑性チューブ（２、１０２）および第２の熱可塑性チューブ（３、１０３）を切断して溶接する方法であって、
ａ）前記保持器が前記切断位置に配置されている状態の、請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の装置を用意するステップと、
ｂ）前記第１の保持空間（６、１０６）および前記第３の保持空間（１０、１１０）に前記第１のチューブを配置し、前記第２の保持空間（７、１０７）および前記第４の保持空間（１１、１１１）に前記第２のチューブを配置するステップと、
ｃ）前記切断手段（１３、１１３）によって前記第１のチューブおよび前記第２のチューブを切断するステップと、
ｄ）前記第２の保持器を前記溶接位置に摺動させるステップと、
ｅ）前記第１の位置合わせ板および前記第２の位置合わせ板の両方が前記当接板および前記切断されたチューブの外面に当接するまで前記第２の保持器ならびに前記第１の位置合わせ板および前記第２の位置合わせ板の位置を調整するステップと、
ｆ）継ぎ目を形成するために前記第１の保持器および前記第２の保持器を互いに押圧し、前記切断されたチューブを溶接するステップと
を含み、
前記ステップｂ）と前記ステップｃ）との間に、ｂ’）前記第１のチューブおよび前記第２のチューブの両方を平らな形状になるまでクランプするステップをさらに含んでもよい、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性チューブの滅菌接続、より具体的には、溶接による滅菌接続のための装置に関する。また、本発明は、溶接による熱可塑性チューブの滅菌接続の方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バイオテクノロジー産業では、処理容器と機器（プラスチックバッグおよびポンプなど）との無菌接続および滅菌接続を形成するための様々な製造システムが使用されている。知られている製造システムには、製造中の無菌接続を確保するために、制御された環境（クリーンルームまたはキャビネットなど）が使用されている。必要な接続が、滅菌チューブおよび滅菌パイプを浄化するこのような制御された環境において行われるとき、この環境は、流体流路を汚染しない。しかしながら、クリーンルームのバリデーションを行う、クリーンルームの維持は、時間がかかり、難しく、費用がかかるものである。
【０００３】
例えば、分離システムまたは反応システム（クロマトグラフィーシステム、フィルタシステム、またはバイオリアクタシステムなど）は、今日、少なくとも部分的に使い捨てシステムとして提供されている。これにより、処理前、工程およびサイクル間、または処理後に行われる、従来の再利用可能な機器に関して必要とされるような、再利用の前の洗浄および洗浄バリデーションの必要がなくなる。使い捨てシステムにより、相互汚染が回避される。
【０００４】
使い捨て機器を製品に接触させる前の、洗浄の必要性をなくすためには、機器自体の製造中の使い捨て機器のバイオバーデン制御が必要である。このことは、通常、制御された環境（クリーンルーム）での使い捨て機器の製造（多くの場合、この後には、滅菌工程（ガンマ線照射）が続く）によって達成される。バイオバーデン制御のレベルの要求は、異なる用途で異なり得る。しかしながら、特定の度合いへの機器のバイオバーデン制御は、一部の用途にだけ必要なものではなく、使い捨て機器を使用する用途の大部分に関しても好ましいと考えられる。制御された環境でのこの機器の生産は、バイオバーデン制御手続きの前の、汚染物質の低い初期レベルを確保するために必要である。滅菌性および無菌性は、バイオバーデンレベルが様々な度合いに制御されるシステム、１つの機器、または流体導管の状態を規定するために使用される用語である。
【０００５】
多くの製造システムは、可撓性の熱可塑性チューブに接続される使い捨てプラスチックバッグを使用しており、これには、バッグおよびチューブが清潔で滅菌された状態のままであることを保証する特別な接続が必要とされる。また、既に適所にある適切で特別な使い捨ての無菌接続システムの取付具と共に供給され得る予め滅菌されたバッグおよびチューブのセットが知られている。これらの接続は、簡単で、繰り返し可能で、バリデーション可能であるが、これらは、通常は、セットの製造中に行わなければならず、バイオプロセス設備で直接調整して作製されるシステムの環境には適さない。
【０００６】
可撓性の熱可塑性チューブの滅菌溶接（チューブが、無菌条件下で切断され、互いに溶接される）は、より高度な柔軟性を実現する魅力的な代替案である。このような溶接のための機器は市販されており、様々な構成が、例えば米国特許第４５１６９７１号明細書、欧州特許出願公開第７２３８５１号明細書、国際公開第２０１３０９６０３８号パンフレット、米国特許第７３９８８１３号明細書、および米国特許第６７０５３７２号明細書に記載されている。滅菌溶接は、医療現場（例えば、血液透析用の滅菌回路の組み立て）において特に一般的である。また、それは、利用可能な技術には、様々な範囲の流量、圧力などに対応するために単一のバイオプロセスの異なる部分でしばしば同時に使用される異なる直径のチューブのためにいくつかの別個の溶接器を使用しなければならないという欠点があるにもかかわらず、バイオプロセス環境において極めて一般的に使用されている。
【０００７】
したがって、一定の範囲の異なる直径にわたってチューブの溶接を可能にする溶接装置が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１００８２２２２号公報
【発明の概要】
【０００９】
本発明の一態様は、一定の範囲の異なる直径を有する熱可塑性チューブの無菌溶接を可能にする溶接装置を提供するものである。これは、請求項１に規定されているような装置によって達成される。
【００１０】
１つの利点は、溶接によって接合されるチューブが、チューブの直径に関係なく、適切に位置合わせされ得ることである。さらなる利点は、高い強度を有する真っ直ぐな、漏れのない接合部を得ることができることである。
【００１１】
本発明の別の態様は、一定の範囲の直径にわたってチューブの直径とは無関係に無菌溶接を可能にする、熱可塑性チューブを溶接する方法を提供するものである。これは、請求項に規定されているような方法によって達成される。
【００１２】
本発明の第３の態様は、一定の範囲の異なる直径を有する熱可塑性チューブの無菌溶接を可能にする溶接装置を提供するものである。これは、請求項に規定されているような装置によって達成される。この装置の１つの利点は、チューブ保持器が、様々な直径のチューブを収容し、位置合わせし得ることである。
【００１３】
本発明の第４の態様は、一定の範囲の異なる直径を有する熱可塑性チューブの無菌溶接を可能にする溶接装置を提供するものである。これは、請求項に規定されているような装置によって達成される。この装置の１つの利点は、様々な直径のチューブが、チューブの過度の圧縮なしにしっかりとクランプされ得ることである。
【００１４】
本発明のさらに適切な実施形態は、従属請求項に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】保持器が切断位置にある状態の、本発明の装置（上面図）を示している。
【図２】保持器がほぼ溶接位置にあるが、互いに溶接されるチューブの位置合わせが不完全な状態の、図１の装置を示している。
【図３】保持器が溶接位置にあり、チューブが位置合わせ板および当接板によって互いに位置合わせされている状態の、図１の装置を示している。
【図４】保持器がａ）切断位置にある状態、ｂ）ほぼ溶接位置にある状態、およびｃ）チューブが互いに位置合わせされた溶接位置にある状態の、本発明の装置（上面図）を示している。
【図５】保持器がａ）切断位置にある状態、ｂ）ほぼ溶接位置にある状態、およびｃ）チューブが互いに位置合わせされた溶接位置にある状態の、本発明の装置の代替的な実施形態（上面図）を示している。
【図６】本発明の装置のａ）上面図、ｂ）側面図、およびｃ）正面図を示しており、ｂ）およびｃ）は、様々なサイズのチューブを収容するためのＶ字ブロックおよびチューブをクランプするための顎をさらに示している。
【図７】ａ）大径のチューブおよびｂ）小径のチューブと共に、様々なサイズのチューブを収容するためのＶ字ブロック（正面図および側面図）を示している。
【図８】クランプを示しており、ａ）大径のチューブおよびｂ）小径のチューブに、異なるクランプ力が加えられている。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
一態様において、図１〜図８によって示されているように、本発明は、チューブの切断および溶接の前および最中に、第１の熱可塑性チューブ２、１０２および第２の熱可塑性チューブ３、１０３を互いに位置合わせし、支持するための装置１、１０１を開示している。好適には、両方のチューブは、同じ直径を有する。本装置は、支持台４上に配置された以下の構成要素を備える。
【００１７】
ａ）第１の細長い保持空間６、１０６および第２の細長い保持空間７、１０７のそれぞれに第１のチューブ２、１０２および第２のチューブ３、１０３の一部分を収容するために配置された第１の保持器５、１０５であって、２つの保持空間が、本質的に互いに平行であり、第１の距離８、１０８だけ互いに離されている第１の保持器５、１０５。２つの保持空間の縦軸線は、互いに５度未満（２度未満または１度未満など）の角度をなすように配置されてもよい。
【００１８】
ｂ）第３の細長い保持空間１０、１１０および第４の細長い保持空間１１、１１１のそれぞれに第１のチューブ２、１０２および第２のチューブ３、１０３の（他の）部分を収容するために配置された第２の保持器９、１０９であって、これらの保持空間が、本質的に互いに平行で、かつ第１の保持器の保持空間と平行であり（すなわち、互いに５度未満（２度未満または１度未満など）の角度をなす縦軸線を有する）、第１の距離８、１０８と実質的に同じ（または２％未満もしくは１％未満だけ第１の距離と異なる）第２の距離１２、１１２だけ互いに離されており、この第２の保持器が、第１の保持器および第２の保持器の保持空間に対して本質的に垂直な方向に、第１の保持空間６、１０６が第３の保持空間１０、１１０に位置合わせされ、前記第２の保持空間７、１０７が前記第４の保持空間１１、１１１に位置合わせされる切断位置から、前記第１の保持空間６、１０６が前記第４の保持空間１１、１１１に位置合わせされる溶接位置に移動可能（例えば、摺動可能）である第２の保持器９、１０９。つまり、切断位置では、第１のチューブ２、１０２の一部分が、第１の保持空間６、１０６および第３の保持空間１０、１１０に収容されてもよく、一方、第２のチューブ３、１０３の一部分は、第２の保持空間７、１０７および第４の保持空間１１、１１１に収容されてもよい。溶接位置では、第１のチューブ２、１０２の切断された部分１９、１１９が、第１の保持空間６、１０６に収容され、第４の保持空間１１、１１１に収容された、第２のチューブ３、１０３の切断された部分２０、１２０に位置合わせされてもよい。
【００１９】
ｃ）第２の保持器が切断位置にあるときにチューブを切断するために第１の保持器と第２の保持器との間に配置された切断手段１３、１１３。切断手段は、熱切断装置（例えば、被加熱ウェハ、被加熱ワイヤ、またはレーザビームなど）であってもよい。また、切断手段は、常温の鋭利なブレードであってもよい。しかしながら、この場合、切り口の滅菌を確実にするために滅菌剤を供給しなければならない場合がある。切断手段は、好適には、両方のチューブを本質的に横方向に（各チューブの縦軸線に対して８５〜９５度または８８〜９２度の角度などで）切断するために配置される。本明細書を通して、「カッター」という語が、「切断手段」と交換可能に使用され得る。
【００２０】
ｄ）第２の保持器が溶接位置にあるときまたは溶接位置に近づきつつあるときに、第１の保持空間６、１０６に収容された切断されたチューブ１９、１１９の外面および第４の保持空間１１、１１１に収容された切断されたチューブ２０、１２０の外面に当接し、これらのチューブを互いに（一般的には横方向に）位置合わせするために配置された位置合わせ手段。位置合わせが、切断されたチューブの外面の当接によって直接行われるため、それらの直径に関係なく、適切な位置合わせが保証される。位置合わせ手段は、第１の位置合わせ板１４、１１４および第２の位置合わせ板１５、１１５であって、これらの両方が、実質的に同じ幅１７を有し、これらのそれぞれが、第１の保持器および第２の保持器の保持空間に対して本質的に垂直な方向に（または第１の保持器および第２の保持器の保持空間に対して８５〜９５度（８８〜９２度など）の角度に）移動可能である第１の位置合わせ板１４、１１４および第２の位置合わせ板１５、１１５ならびに前記支持台に取り付けられた当接板１６、１１６であって、第２の保持器が、溶接位置にあるときに、前記第１の位置合わせ板が、前記当接板および第１の保持空間６、１０６に収容された切断されたチューブの外面に当接するように配置され、前記第２の位置合わせ板が、前記当接板および第４の保持空間１１、１１１に収容された切断されたチューブの外面に当接するように配置され、これにより、第１の保持空間および第２の保持空間内の切断されたチューブが、互いに（一般的には横方向に）位置合わせされる当接板１６、１１６を備えてもよい。横方向の位置合わせは、位置合わせ不良が、溶接部の接触面積を減少させ、溶接接合部における漏れおよび／または機械的不具合を容易にもたらし得るため、重要である。開示されている当接の解決策は、低コストで（特に、保持器を正確に所定の位置に配置するために精密制御される駆動部および精密加工された部品に比べて）生産され得る。可撓性チューブへの当接による位置合わせは、チューブが、クランプ（以下参照）の使用により挟まれて平らになっている場合に特にうまくいく。これは、平らになっているチューブの側面が、平らになっていない可撓性チューブよりもかなり硬く、位置合わせを確実にするためにより大きな当接力を加え得るためである。位置合わせ板は、例えば、ばね荷重に抗して案内面（ｇｕｉｄｅｗａｙ）上を摺動可能であってもよい（ばね荷重は、作業の後、板を定位置に戻す）。チューブに当接する、板の面は、好適には、チューブの縁に常に接触することを確実にするために平坦であってもよい。
【００２１】
あるいは、位置合わせ手段は、別個の駆動部によって駆動される板を備えてもよい。これは、ラック・ピニオン機構もしくはウォームギヤ機構または直線駆動部において前後に移動する板であってもよい。それは、互いに摺動可能な２つの板または板間の相対運動および板と保持器との間の相対運動を可能にする任意の機構であってもよい。
【００２２】
保持器の一方または両方は、図５に示されているように分割可能であってもよい。ここでは、第１の保持器１０５は、第２の保持器が溶接位置に近づいたときに２つの部分１０５、１０４に分割可能である。この機構は、切断されたチューブ部分１１９、１２０への位置合わせ板１１４、１１５および当接板１１６の接近が容易になるという利点を有する。しかしながら、図１〜図４および図６に示されているように分割不可能な保持器を使用することも可能である（特に、保持器が、位置合わせ板および当接板を適切な位置に収容するために凹部を備える場合）。
【００２３】
一部の実施形態において、本装置は、第１の保持空間６、１０６に収容された切断されたチューブの端部と第４の保持空間１１、１１１に収容された切断されたチューブの端部とを加熱して、互いに溶接する（この際、前記第１の保持器および前記第２の保持器は、溶接されたシールを実現するために互いに押圧されるように配置される）ために配置された加熱器をさらに備える。被加熱ウェハが、切断手段として使用される場合、同じ被加熱ウェハが、さらに加熱器であってもよいが、加熱器はまた、別個の装置（例えば、別のウェハ、レーザ、赤外線ビーム、熱空気源など）であってもよい。切断および溶接の両方に単一の被加熱ウェハを使用する利点は、作業の全体にわたって切り口を高温のウェハに接触させ続けることができることにより、無菌状態が確保されることである。第１の保持器および第２の保持器を互いに押圧することは、例えば、溶接位置にあるときに１つまたは２つのガイドに沿って摺動可能なようにこれらを配置することによって達成されてもよい。
【００２４】
一部の実施形態において、第１の位置合わせ板および第２の位置合わせ板は、前記第１の保持器および前記第２の保持器が互いに押圧されるときに当接板に対して摺動するように配置される。当接板に対する摺動は、保持器が互いに押圧されるときの、位置合わせの維持を保証する方法である。
【００２５】
特定の実施形態において、当接板は、ばね付勢される。ばね付勢は、例えば、コイルばねによって達成されてもよく、また、適切な力が、位置合わせを確実にするために位置合わせ板に常に加えられるという利点を有する。
【００２６】
一部の実施形態において、第２の保持器は、ガイド１８に沿って摺動可能である。これにより、切断位置と溶接位置との間の円滑かつ正確な運動が保証され、位置合わせ手段による位置合わせが容易になる。
【００２７】
特定の実施形態において、第１の保持空間、第２の保持空間、第３の保持空間、および第４の保持空間は、一定の範囲（４〜２５ｍｍ、４〜１０ｍｍ、１０〜２５ｍｍ、５〜２０ｍｍ、または７〜１５ｍｍの範囲など）の外径を有するチューブを収容するために配置される。４〜２５ｍｍの範囲の異なる外径を有するチューブが、バイオプロセス環境では一般的に使用されており、また、装置の広範囲の使用を可能にする。装置は、その全範囲またはかなりの部分に対応し得るならば有益なものとなる。保持空間は、以下に説明されるように構成されてもよいし、あるいは、保持空間は、例えば、大径を有し、使用されるチューブの直径に応じて交換され得る１組のより小径の円筒形の挿入物を収容してもよい。
【００２８】
図６および図７によって示されている一部の実施形態において、前記保持空間のそれぞれは、ばね付勢された互いに対向する２つの細長いＶ字ブロック４２を備え、Ｖ字ブロック４２は、保持空間の中心軸線に沿ってチューブの中心軸線を位置合わせするために配置される。Ｖ字ブロックは、好適には、２つの細長いブロックであって、それぞれが、保持空間の中心軸線に沿ってＶ字形状の溝を有し、各ブロックのＶ字形状の溝が互いに対向する２つの細長いブロックであってもよい。ばね付勢されたＶ字ブロック機構によって、広範囲の直径を有するチューブを収容することに加えて、真っ直ぐな横方向の溶接部が得られるように、溶接されるチューブ部分の軸方向の位置合わせを得ることが可能である。このことは、位置合わせ不良が機械的不具合および／または漏れをもたらし得るため、重要である。軸方向の位置合わせは、横方向の位置合わせと連携される。これは、両方が必要なものであり、一方の方向におけるごくわずかな位置合わせ不良が、他方の方向における精密な位置合わせの必要性をさらに大きくするためである。さらに、クランピングが使用される（以下参照）場合、Ｖ字ブロック機構は、クランプ力がチューブの中心に加えられることを保証する。このことは、非中心クランピングが、平らにされるチューブの横方向移動をもたらし得るため、重要である。位置合わせ手段は、横方向にずれたチューブ端部の位置合わせでさえ得ることができるが、位置合わせ作業は、チューブ端部が適切な位置にあればより容易である。また、非中心クランピングは、チューブの不完全な平坦化およびその結果としての液体の漏れをもたらし得る。
【００２９】
図７によって示されている特定の実施形態において、各保持空間は、互いに垂直に配置された２つのＶ字ブロック４２であって、Ｖ字形状の溝４３が互いに対向し、ブロックが、フレーム４７の上部４５および底部４６からコイルばね４４によって保持されている２つのＶ字ブロック４２を備える。この機構によって、チューブは、Ｖ字形状の溝間に収容され、コイルばねは、チューブの変形なしにチューブを適所に保持し、軸方向に位置合わせするためにブロックを互いに押圧する適切な力を加えながらブロックの移動を可能にし得るようになる。各ブロックは、好適には、複数のコイルばね（２つのコイルばねなど）によって適切に保持されてもよい。この解決策によって、チューブは、自動位置合わせされるようになり、作業者によって実行される能動的な軸方向の位置合わせが必要なくなる。
【００３０】
特定の実施形態において、各保持器は、保持空間に収容されたチューブの一部分を平らにするために配置されたクランプ２１、４８、５１、１２１を備える。チューブの少なくとも１つが液体を含む濡れた状態の溶接において、チューブは、切断および溶接の間にわたってチューブの内部に液体を留めるために挟む必要がある。このとき、チューブは、本質的に平らな形状になるまで（例えば、チューブの互いに対向する内面が、互いに直接接触するように）圧縮され、この形状で切断されて、溶接される。溶接後、クランプが解放され、溶接部を有するチューブは、円筒形に復元される（このことは、必要に応じて、手で接合部を軽くねじることによって後押しされる）。必要な圧縮の度合いは、チューブの直径および厚さに依存するが、一般的には、２つの壁を組み合わせた厚さ（すなわち、壁の厚さの２倍）の約３０％であり得る。一般的に、圧縮の上限は、最大でも、特定の材料に関して塑性変形が始まるレベルであり得る。横方向および軸方向の両方における適切な位置合わせは、チューブを通る流量を低下させない良好な円筒形の溶接部を形成するように復元し得る良好な平らな溶接部を得るためには、非常に望ましい。
【００３１】
図８によって示されている一部の実施形態において、クランプ５１のそれぞれは、２つの顎５２ならびに顎間に少なくとも１つの圧縮ばね５３および少なくとも１つのストッパ５４を備える。少なくとも１つの圧縮ばねは、例えば、２０ｍｍ未満の外径のチューブへの圧縮荷重を制限するために配置されてもよく、少なくとも１つのストッパは、例えば、１０ｍｍ未満の外径を有するチューブの過度の圧縮を防止するために配置されてもよい。圧縮ばねは、例えば、皿ばねであってもよい。圧縮ばねは、顎の互いの間隔が２０ｍｍ以下（８、１０、または１５ｍｍ以下など）のときに両方の顎に係合するように配置されてもよい。ストッパは、例えば、互いに４〜１０ｍｍ（４〜７ｍｍまたは５〜１０ｍｍなど）の間隔にある顎の両方に係合するように配置されてもよい。十分な圧縮が、切断および溶接中の液体の漏れを防止するために必要とされるが、過度の圧縮は、チューブの材料を損傷させ、さらには、溶接中の望ましくない変形の原因となり得る。過度の圧縮は、例えば、クランプを解放したときに復元しない閉じた溶接部をもたらし得る。
【００３２】
第２の態様において、本発明は、第１の熱可塑性チューブ２、１０２および第２の熱可塑性チューブ３、１０３を切断して溶接する方法であって、
ａ）保持器が切断位置に配置されている状態の、上に開示したような装置を用意するステップと、
ｂ）第１の保持空間６、１０６および第３の保持空間１０、１１０に第１のチューブを配置し、第２の保持空間７、１０７および第４の保持空間１１、１１１に第２のチューブを配置するステップと、
ｃ）切断手段１３、１１３によって第１のチューブおよび第２のチューブを切断するステップと、
ｄ）第２の保持器を溶接位置に摺動させるステップと、
ｅ）第１の位置合わせ板および第２の位置合わせ板の両方が当接板および切断されたチューブの外面に当接するまで第２の保持器ならびに第１の位置合わせ板および第２の位置合わせ板の位置を調整するステップと、
ｆ）継ぎ目を形成するために第１の保持器および第２の保持器を互いに押圧し、切断されたチューブを溶接するステップと
を含む方法を開示する。
【００３３】
一部の実施形態において、本方法は、ステップｂ）とステップｃ）との間に、ｂ’）第１のチューブおよび第２のチューブの両方を本質的に平らな形状になるまで（例えば、チューブの互いに対向する内面が互いに直接接触するように）クランプするステップを含む。上述したように、これにより、液体がチューブの少なくとも１つの中に存在するときの溶接が容易になる。クランプするステップが使用される場合、使用されるチューブは、好適には、可撓性（例えば熱可塑性エラストマーまたは軟質ＰＶＣから製造されたチューブなど）であってもよい。本方法は、ステップｆ）の後にｆ’）クランプを解放するステップをさらに含んでもよい。
【００３４】
第３の態様において、本発明は、第１の熱可塑性チューブ２、１０２および第２の熱可塑性チューブ３、１０３の切断および溶接の前および最中に第１の熱可塑性チューブ２、１０２および第２の熱可塑性チューブ３、１０３を位置合わせして支持するための装置１、１０１であって、支持台４上に配置された以下の構成要素、すなわち、
ａ）第１の細長い保持空間６、１０６および第２の細長い保持空間７、１０７のそれぞれに前記第１のチューブおよび前記第２のチューブの一部分を収容するために配置された第１の保持器５、１０５であって、前記保持空間が、本質的に互いに平行であり、第１の距離８、１０８だけ互いに離されている第１の保持器５、１０５と、
ｂ）第３の細長い保持空間１０、１１０および第４の細長い保持空間１１、１１１のそれぞれに前記第１のチューブおよび前記第２のチューブの一部分を収容するために配置された第２の保持器９、１０９であって、前記保持空間が、本質的に互いに平行で、かつ第１の保持器の保持空間と平行であり、第１の距離８、１０８と実質的に同じ第２の距離１２、１１２だけ互いに離されており、前記第２の保持器が、第１の保持器および第２の保持器の保持空間に対して本質的に垂直な方向に、前記第１の保持空間６、１０６が前記第３の保持空間１０、１１０に位置合わせされ、前記第２の保持空間７、１０７が前記第４の保持空間１１、１１１に位置合わせされる切断位置から、前記第１の保持空間６、１０６が前記第４の保持空間１１、１１１に位置合わせされる溶接位置に摺動可能である第２の保持器９、１０９と、
ｃ）第２の保持器が切断位置にあるときに前記チューブを切断するために前記第１の保持器と前記第２の保持器との間に配置された切断手段１３、１１３と
を備え、
前記第１の保持空間、前記第２の保持空間、前記第３の保持空間、および前記第４の保持空間のそれぞれが、保持空間の中心軸線に沿ってチューブの中心軸線を位置合わせするために配置された、ばね付勢された互いに対向する２つの細長いＶ字ブロック４２を備える装置１、１０１を開示する。
【００３５】
特定の実施形態において、各保持空間は、互いに垂直に配置された２つのＶ字ブロック４２であって、Ｖ字形状の溝４３が互いに対向し、ブロックが、フレーム４７の上部４５および底部４６からコイルばね４４によって保持されている２つのＶ字ブロック４２を備える。
【００３６】
第４の態様において、本発明は、第１の熱可塑性チューブ２、１０２および第２の熱可塑性チューブ３、１０３の切断および溶接の前および最中に第１の熱可塑性チューブ２、１０２および第２の熱可塑性チューブ３、１０３を位置合わせして支持するための装置１、１０１であって、支持台４上に配置された以下の構成要素、すなわち、
ａ）第１の細長い保持空間６、１０６および第２の細長い保持空間７、１０７のそれぞれに前記第１のチューブおよび前記第２のチューブの一部分を収容するために配置された第１の保持器５、１０５であって、前記保持空間が、本質的に互いに平行であり、第１の距離８、１０８だけ互いに離されている第１の保持器５、１０５と、
ｂ）第３の細長い保持空間１０、１１０および第４の細長い保持空間１１、１１１のそれぞれに前記第１のチューブおよび前記第２のチューブの一部分を収容するために配置された第２の保持器９、１０９であって、前記保持空間が、本質的に互いに平行で、かつ第１の保持器の保持空間と平行であり、第１の距離８、１０８と実質的に同じ第２の距離１２、１１２だけ互いに離されており、前記第２の保持器が、第１の保持器および第２の保持器の保持空間に対して本質的に垂直な方向に、前記第１の保持空間６、１０６が前記第３の保持空間１０、１１０に位置合わせされ、前記第２の保持空間７、１０７が前記第４の保持空間１１、１１１に位置合わせされる切断位置から、前記第１の保持空間６、１０６が前記第４の保持空間１１、１１１に位置合わせされる溶接位置に摺動可能である第２の保持器９、１０９と、
ｃ）第２の保持器が切断位置にあるときに前記チューブを切断するために前記第１の保持器と前記第２の保持器との間に配置された切断手段１３、１１３と、
ｄ）保持空間に収容されたチューブの一部分を平らにするために配置された、各保持器のクランプ５１であって、クランプ５１のそれぞれが、２つの顎５２ならびに該顎間に少なくとも１つの圧縮ばね５３および少なくとも１つのストッパ５４を備えるクランプ５１と
を備える装置１、１０１を開示する。
【００３７】
この記載された説明では、最良の態様を含めて本発明を開示するために、さらには、任意の当業者が任意の装置またはシステムの作製および使用ならびに任意の組み込み方法の実行を含めて本発明を実施することを可能にするために、例が使用されている。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定されており、また、当業者によって想到される他の例を含み得る。このような他の例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造的要素を有する場合または特許請求の範囲の文言と実質的に異ならない均等な構造的要素を含む場合に、特許請求の範囲内にあることが意図されている。
［実施態様１］
第１の熱可塑性チューブ（２、１０２）および第２の熱可塑性チューブ（３、１０３）の切断および溶接の前および最中に前記第１の熱可塑性チューブ（２、１０２）および前記第２の熱可塑性チューブ（３、１０３）を位置合わせして支持するための装置（１、１０１）であって、支持台（４）上に配置された以下の構成要素、すなわち、
ａ）第１の細長い保持空間（６、１０６）および第２の細長い保持空間（７、１０７）のそれぞれに前記第１のチューブおよび前記第２のチューブの一部分を収容するために配置された第１の保持器（５、１０５）であって、前記保持空間が、本質的に互いに平行であり、第１の距離（８、１０８）だけ互いに離されている第１の保持器（５、１０５）と、
ｂ）第３の細長い保持空間（１０、１１０）および第４の細長い保持空間（１１、１１１）のそれぞれに前記第１のチューブおよび前記第２のチューブの一部分を収容するために配置された第２の保持器（９、１０９）であって、前記保持空間が、本質的に互いに平行で、かつ前記第１の保持器の前記保持空間と平行であり、前記第１の距離（８、１０８）と実質的に同じ第２の距離（１２、１１２）だけ互いに離されており、前記第２の保持器が、前記第１の保持器および前記第２の保持器の前記保持空間に対して本質的に垂直な方向に、前記第１の保持空間（６、１０６）が前記第３の保持空間（１０、１１０）に位置合わせされ、前記第２の保持空間（７、１０７）が前記第４の保持空間（１１、１１１）に位置合わせされる切断位置から、前記第１の保持空間（６、１０６）が前記第４の保持空間（１１、１１１）に位置合わせされる溶接位置に移動可能である第２の保持器（９、１０９）と、
ｃ）前記第２の保持器が前記切断位置にあるときに前記チューブを切断するために前記第１の保持器と前記第２の保持器との間に配置された切断手段（１３、１１３）と
ｄ）前記第１の保持空間（６、１０６）に収容された切断されたチューブの外面および前記第４の保持空間（１１、１１１）に収容された切断されたチューブの外面に当接し、これらの前記チューブを互いに位置合わせするために配置された位置合わせ手段と
を備える装置。
［実施態様２］
前記位置合わせ手段が、第１の位置合わせ板（１４、１１４）および第２の位置合わせ板（１５、１１５）であって、これらの両方が、実質的に同じ幅（１７）を有し、これらのそれぞれが、前記第１の保持器および前記第２の保持器の前記保持空間に対して本質的に垂直な方向に移動可能である第１の位置合わせ板（１４、１１４）および第２の位置合わせ板（１５、１１５）ならびに前記支持台に取り付けられた当接板（１６、１１６）であって、前記第２の保持器が、前記溶接位置にあるときに、前記第１の位置合わせ板が、前記当接板および前記第１の保持空間（６、１０６）に収容された切断されたチューブの外面に当接するように配置され、前記第２の位置合わせ板が、前記当接板および前記第４の保持空間（１１、１１１）に収容された切断されたチューブの外面に当接するように配置され、これにより、前記第１の保持空間および前記第２の保持空間内の前記切断されたチューブが、互いに位置合わせされる当接板（１６、１１６）を備える、実施態様１に記載の装置。
［実施態様３］
前記第１の保持空間（６、１０６）に収容された切断されたチューブの端部と前記第４の保持空間（１１、１１１）に収容された切断されたチューブの端部とを加熱して、互いに溶接するために配置された加熱器をさらに備え、その際、前記第１の保持器および前記第２の保持器が、溶接されたシールを実現するために互いに押圧されるように配置される、実施態様１または２に記載の装置。
［実施態様４］
前記第１の位置合わせ板および前記第２の位置合わせ板が、前記第１の保持器および前記第２の保持器が互いに押圧されるときに前記当接板に対して摺動するように配置されている、実施態様２または３に記載の装置。
［実施態様５］
前記当接板が、ばね付勢されている、実施態様１乃至４のいずれか１項に記載の装置。
［実施態様６］
前記第２の保持器が、ガイド（１８）に沿って摺動可能である、実施態様１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
［実施態様７］
前記第１の保持空間、前記第２の保持空間、前記第３の保持空間、および前記第４の保持空間が、４〜２５ｍｍ、４〜１０ｍｍ、１０〜２５ｍｍ、５〜２０ｍｍ、または７〜１５ｍｍの範囲などの一定の範囲の外径を有するチューブを収容するために配置されている、実施態様１乃至６のいずれか１項に記載の装置。
［実施態様８］
前記保持空間のそれぞれが、ばね付勢された互いに対向する２つの細長いＶ字ブロック（４２）を備え、該Ｖ字ブロック（４２）が、前記保持空間の中心軸線に沿って前記チューブの中心軸線を位置合わせするために配置されている、実施態様１乃至７のいずれか１項に記載の装置。
［実施態様９］
前記保持空間のそれぞれが、互いに垂直に配置された２つのＶ字ブロック（４２）であって、Ｖ字溝（４３）が互いに対向し、前記ブロックが、フレーム（４７）の上部（４５）および底部（４６）からコイルばね（４４）によって保持されている２つのＶ字ブロック（４２）を備える、実施態様８に記載の装置。
［実施態様１０］
前記保持器のそれぞれが、前記保持空間に収容されたチューブの一部分を平らにするために配置されたクランプ（２１、４８、５１、１２１）を備える、実施態様１乃至９のいずれか１項に記載の装置。
［実施態様１１］
前記クランプ（５１）のそれぞれが、２つの顎（５２）ならびに該顎間に少なくとも１つの圧縮ばね（５３）および少なくとも１つのストッパ（５４）を備える、実施態様１０に記載の装置。
［実施態様１２］
前記少なくとも１つの圧縮ばねが、２０ｍｍ未満の外径のチューブへの圧縮荷重を制限するために配置されており、前記少なくとも１つのストッパが、１０ｍｍ未満の外径を有するチューブの過度の圧縮を防止するために配置されている、実施態様１１に記載の装置。
［実施態様１３］
前記圧縮ばねが、皿ばねである、実施態様１２に記載の装置。
［実施態様１４］
前記圧縮ばねが、前記顎の互いの間隔が２０ｍｍ以下、例えば８、１０、または１５ｍｍ以下などのときに前記顎の両方に係合するように配置されている、実施態様１２または１３に記載の装置。
［実施態様１５］
前記ストッパが、互いに４〜１０ｍｍ、例えば４〜７ｍｍまたは５〜１０ｍｍなどの間隔にある前記顎の両方に係合するように配置されている、実施態様１２乃至１４のいずれか１項に記載の装置。
［実施態様１６］
第１の熱可塑性チューブ（２、１０２）および第２の熱可塑性チューブ（３、１０３）を切断して溶接する方法であって、
ａ）前記保持器が前記切断位置に配置されている状態の、実施態様１乃至１５のいずれか１項に記載の装置を用意するステップと、
ｂ）前記第１の保持空間（６、１０６）および前記第３の保持空間（１０、１１０）に前記第１のチューブを配置し、前記第２の保持空間（７、１０７）および前記第４の保持空間（１１、１１１）に前記第２のチューブを配置するステップと、
ｃ）前記切断手段（１３、１１３）によって前記第１のチューブおよび前記第２のチューブを切断するステップと、
ｄ）前記第２の保持器を前記溶接位置に摺動させるステップと、
ｅ）前記第１の位置合わせ板および前記第２の位置合わせ板の両方が前記当接板および前記切断されたチューブの外面に当接するまで前記第２の保持器ならびに前記第１の位置合わせ板および前記第２の位置合わせ板の位置を調整するステップと、
ｆ）継ぎ目を形成するために前記第１の保持器および前記第２の保持器を互いに押圧し、前記切断されたチューブを溶接するステップと
を含む方法。
［実施態様１７］
前記ステップｂ）と前記ステップｃ）との間に、ｂ’）前記第１のチューブおよび前記第２のチューブの両方を本質的に平らな形状になるまでクランプするステップをさらに含む、実施態様１６に記載の方法。
［実施態様１８］
第１の熱可塑性チューブ（２、１０２）および第２の熱可塑性チューブ（３、１０３）の切断および溶接の前および最中に前記第１の熱可塑性チューブ（２、１０２）および前記第２の熱可塑性チューブ（３、１０３）を位置合わせして支持するための装置（１、１０１）であって、支持台（４）上に配置された以下の構成要素、すなわち、
ａ）第１の細長い保持空間（６、１０６）および第２の細長い保持空間（７、１０７）のそれぞれに前記第１のチューブおよび前記第２のチューブの一部分を収容するために配置された第１の保持器（５、１０５）であって、前記保持空間が、本質的に互いに平行であり、第１の距離（８、１０８）だけ互いに離されている第１の保持器（５、１０５）と、
ｂ）第３の細長い保持空間（１０、１１０）および第４の細長い保持空間（１１、１１１）のそれぞれに前記第１のチューブおよび前記第２のチューブの一部分を収容するために配置された第２の保持器（９、１０９）であって、前記保持空間が、本質的に互いに平行で、かつ前記第１の保持器の前記保持空間と平行であり、前記第１の距離（８、１０８）と実質的に同じ第２の距離（１２、１１２）だけ互いに離されており、前記第２の保持器が、前記第１の保持器および前記第２の保持器の前記保持空間に対して本質的に垂直な方向に、前記第１の保持空間（６、１０６）が前記第３の保持空間（１０、１１０）に位置合わせされ、前記第２の保持空間（７、１０７）が前記第４の保持空間（１１、１１１）に位置合わせされる切断位置から、前記第１の保持空間（６、１０６）が前記第４の保持空間（１１、１１１）に位置合わせされる溶接位置に摺動可能である第２の保持器（９、１０９）と、
ｃ）前記第２の保持器が前記切断位置にあるときに前記チューブを切断するために前記第１の保持器と前記第２の保持器との間に配置された切断手段（１３、１１３）と
を備え、
前記第１の保持空間、前記第２の保持空間、前記第３の保持空間、および前記第４の保持空間のそれぞれが、前記保持空間の中心軸線に沿って前記チューブの中心軸線を位置合わせするために配置された、ばね付勢された互いに対向する２つの細長いＶ字ブロック（４２）を備える装置。
［実施態様１９］
前記保持空間のそれぞれが、互いに垂直に配置された２つのＶ字ブロック（４２）であって、Ｖ字溝（４３）が互いに対向し、前記ブロックが、フレーム（４７）の上部（４５）および底部（４６）からコイルばね（４４）によって保持されている２つのＶ字ブロック（４２）を備える、実施態様１８に記載の装置。
［実施態様２０］
前記保持器のそれぞれが、前記保持空間に収容されたチューブの一部分を平らにするために配置されたクランプ（５１）を備え、該クランプ（５１）のそれぞれが、２つの顎（５２）ならびに該顎間に少なくとも１つの圧縮ばね（５３）および少なくとも１つのストッパ（５４）を備える、実施態様１８または１９に記載の装置。
［実施態様２１］
第１の熱可塑性チューブ（２、１０２）および第２の熱可塑性チューブ（３、１０３）の切断および溶接の前および最中に前記第１の熱可塑性チューブ（２、１０２）および前記第２の熱可塑性チューブ（３、１０３）を位置合わせして支持するための装置（１、１０１）であって、支持台（４）上に配置された以下の構成要素、すなわち、
ａ）第１の細長い保持空間（６、１０６）および第２の細長い保持空間（７、１０７）のそれぞれに前記第１のチューブおよび前記第２のチューブの一部分を収容するために配置された第１の保持器（５、１０５）であって、前記保持空間が、本質的に互いに平行であり、第１の距離（８、１０８）だけ互いに離されている第１の保持器（５、１０５）と、
ｂ）第３の細長い保持空間（１０、１１０）および第４の細長い保持空間（１１、１１１）のそれぞれに前記第１のチューブおよび前記第２のチューブの一部分を収容するために配置された第２の保持器（９、１０９）であって、前記保持空間が、本質的に互いに平行で、かつ前記第１の保持器の前記保持空間と平行であり、前記第１の距離（８、１０８）と実質的に同じ第２の距離（１２、１１２）だけ互いに離されており、前記第２の保持器が、前記第１の保持器および前記第２の保持器の前記保持空間に対して本質的に垂直な方向に、前記第１の保持空間（６、１０６）が前記第３の保持空間（１０、１１０）に位置合わせされ、前記第２の保持空間（７、１０７）が前記第４の保持空間（１１、１１１）に位置合わせされる切断位置から、前記第１の保持空間（６、１０６）が前記第４の保持空間（１１、１１１）に位置合わせされる溶接位置に摺動可能である第２の保持器（９、１０９）と、
ｃ）前記第２の保持器が前記切断位置にあるときに前記チューブを切断するために前記第１の保持器と前記第２の保持器との間に配置された切断手段（１３、１１３）と
ｄ）前記保持空間に収容されたチューブの一部分を平らにするために配置された、前記保持器のそれぞれのクランプ（５１）であって、該クランプ（５１）のそれぞれが、２つの顎（５２）ならびに該顎間に少なくとも１つの圧縮ばね（５３）および少なくとも１つのストッパ（５４）を備えるクランプ（５１）と
を備える装置。
【符号の説明】
【００３８】
１、１０１  装置
２、１０２  第１の熱可塑性チューブ
３、１０３  第２の熱可塑性チューブ
４  支持台
５、１０５  第１の保持器
６、１０６  第１の保持空間
７、１０７  第２の保持空間
８、１０８  第１の距離
９、１０９  第２の保持器
１０、１１０  第３の保持空間
１１、１１１  第４の保持空間
１２、１１２  第２の距離
１３、１１３  切断手段
１４、１１４  第１の位置合わせ板
１５、１１５  第２の位置合わせ板
１６、１１６  当接板
１７  幅
１８  ガイド
１９、１１９  第１のチューブの切断された部分
２０、１２０  第２のチューブの切断された部分
２１、４８、５１、１２１  クランプ
４２  Ｖ字ブロック
４３  Ｖ字形状の溝
４４  コイルばね
４５  上部
４６  底部
４７  フレーム
５２  顎
５３  圧縮ばね
５４  ストッパ
１０４、１０５  第１の保持器の部分
【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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【図８】
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