(57)【要約】【課題】穿孔により発生した切屑を容易且つ確実に捕集でき、しかも装置の大型化を招来することなく、減速機を適切に冷却することができる流水管の穿孔装置を提供すること。【解決手段】水道管Ｐの周壁を包囲する囲繞部２１と、囲繞部２１から分岐して延在する分岐管部２２と、を有するケース体２に接続して用いられる穿孔装置１に、分岐管部２２の軸方向に沿って出退移動自在に構成された回転軸１１と、回転軸１１に取り付けられて水道管Ｐに孔を形成するカッターと、原動機による駆動入力を回転軸１１に伝達して回転駆動させる減速機と、減速機を放熱させる水の給排が行われる給水口１７及び排水口１８を有する冷却室１４と、分岐管部２２に流入する水の排出を行うドレイン６を給水口１７に接続する給水ホース１５と、冷却室１４内に配設され、穿孔により発生した切屑を捕集するメッシュと、を備えた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流水管の周壁を包囲する囲繞部と、前記囲繞部から分岐して延在する分岐管部と、を有するケース体に接続して用いられる流水管の穿孔装置において、
前記ケース体内で前記分岐管部の軸方向に沿って出退移動自在に構成された回転軸と、
前記回転軸に取り付けられ、前記囲繞部により包囲された前記流水管の周壁に孔を形成するカッターと、
原動機による駆動入力を前記回転軸に伝達して回転駆動させる減速機と、
前記減速機に設けられ、前記減速機を放熱させる水の給排が行われる給水口及び排水口を有する冷却室と、
前記流水管の穿孔によって前記分岐管部に流入する水の排出を行うドレインを、前記給水口に接続する接続管と、
前記ドレイン、前記接続管及び前記冷却室の少なくとも１つに配設され、前記流水管の穿孔により発生した切屑を捕集する捕集手段と、を備えることを特徴とする流水管の穿孔装置。
【請求項２】
前記捕集手段が、前記ドレインから排出された水を濾過する濾過具により構成されている請求項１記載の流水管の穿孔装置。
【請求項３】
前記濾過具が、前記冷却室内における前記給水口と前記排水口との間、又は、前記接続管内における前記ドレインと前記給水口との間に介装された器物である請求項２記載の流水管の穿孔装置。
【請求項４】
前記冷却室が、一端側に前記給水口が配され且つ他端側に前記排水口が配された筒状に設けられており、前記濾過具が有底の筒状体であるとともに、その底部を前記排水口に向けて前記冷却室に挿入されている請求項２又は３記載の流水管の穿孔装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道管の分岐配管工事などにおいて流水管の穿孔に使用される穿孔装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の水道管の分岐配管工事では、管路を上流側で止水することなく不断水の状態を維持したまま、既設水道管の周壁に孔を形成して分岐配管を行う不断水工法が採用されている。この流水管としての既設水道管の穿孔に用いられる穿孔装置としては、下記特許文献１〜３に開示されているように、水道管の周壁を包囲する囲繞部と、その囲繞部から分岐して延在する分岐管部とを有するケース体に接続され、該ケース体内で出退移動する回転軸にカッターを取り付けたものが一般的である。このような穿孔装置では、水道管の周壁をカッターで切削して穿孔するに際して切屑が発生するため、その切屑が水道管内に流出することを防ぐ必要がある。また、発生した切屑の流出を防止するだけでなく、その切屑を捕集して除去することが望ましい。
【０００３】
これに対し、下記特許文献１には、回転軸を支持する支持筒に排出弁を設けた穿孔装置が記載されている。当該装置によれば、既設水道管を穿孔する際に排出弁を開放しておくことで、穿孔により発生した切屑を支持筒に流入した水と共に装置外に排出することができる。但し、排出した水には切屑が混入していることから、そのまま撒き捨てることは適切でなく、バケツ等に一旦溜めて切屑を除去する必要がある。
【０００４】
また、下記特許文献２には、ケース体の分岐管部にドレインを設け、カッターの上板にフィルターを有する孔を設けた穿孔装置が記載されている。当該装置によれば、既設水道管を穿孔する際に水道管内の水をフィルターを通じてケース体内に流入させることができ、穿孔により発生した切屑を該フィルターで捕捉してカッター内に捕集できる。しかし、捕捉した切屑によってフィルターが閉塞気味になると、ケース体内への水の流入が阻害されて切屑が水道管内に流出するおそれがある。
【０００５】
ところで、この種の穿孔装置は、回転するカッターを水道管の周壁に押し当てて切削するものであり、穿孔に必要なトルクが適切に得られるよう、原動機による駆動入力が減速機を介して回転軸に伝達される。しかし、従来は、減速機を単に空冷していたに過ぎず、減速機を十分に冷却・放熱しているとは言い難い場合があった。また、穿孔装置の先端部近傍に減速機を配置しておくことで、水が充満した分岐管部に近くなり、幾分かの放熱作用を得られるが、装置の設計自由度を確保する観点から、減速機を配置とは無関係に十分に冷却しうる構造が望ましい。下記特許文献３には、減速機を冷却するものではないが、タンク、冷却器及びポンプ等から構成される冷却水供給機構により回転軸を放熱させる穿孔装置が記載されている。しかし、かかる機構を利用する場合には、装置の大型化を招来するという問題がある。
【特許文献１】特開平６−３９６１４号公報
【特許文献２】特開平８−１９２３０８号公報
【特許文献３】特許２５８７６２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、穿孔により発生した切屑を容易且つ確実に捕集でき、しかも装置の大型化を招来することなく減速機を適切に冷却することができる流水管の穿孔装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明に係る流水管の穿孔装置は、流水管の周壁を包囲する囲繞部と、前記囲繞部から分岐して延在する分岐管部と、を有するケース体に接続して用いられる流水管の穿孔装置において、前記ケース体内で前記分岐管部の軸方向に沿って出退移動自在に構成された回転軸と、前記回転軸に取り付けられ、前記囲繞部により包囲された前記流水管の周壁に孔を形成するカッターと、原動機による駆動入力を前記回転軸に伝達して回転駆動させる減速機と、前記減速機に設けられ、前記減速機を放熱させる水の給排が行われる給水口及び排水口を有する冷却室と、前記流水管の穿孔によって前記分岐管部に流入する水の排出を行うドレインを、前記給水口に接続する接続管と、前記ドレイン、前記接続管及び前記冷却室の少なくとも１つに配設され、前記流水管の穿孔により発生した切屑を捕集する捕集手段と、を備えるものである。
【０００８】
本発明に係る流水管の穿孔装置は、流水管に取り付けられたケース体に接続され、その流水管の穿孔に使用されるものである。当該穿孔装置は、ケース体内で分岐管部の軸方向に沿って出退移動する回転軸と、その回転軸に取り付けられたカッターとを備えており、回転するカッターを流水管の周壁に押し当てて切削することにより孔を形成することができる。また、流水管を穿孔する際にドレインを開放しておくことで、分岐管部に流入した水を該ドレインから排出し、それに伴って、穿孔により発生した切屑を流水管内に流出させることなくドレインから排出することができる。
【０００９】
そして、本発明では、減速機に設けられた冷却室の給水口にドレインを接続していることにより、ドレインから排出した水を冷却室に送り込んで減速機を冷却・放熱することができ、更には、ドレイン、接続管及び冷却室の少なくとも１つに配設された捕集手段によって水に混入している切屑を容易且つ確実に捕集することができる。このように、本発明では、分岐管部に流入した水を効率的に用いて減速機を冷却することから、装置の大型化を招来することなく、しかも減速機を配置とは無関係に適切に冷却することができる。
【００１０】
上記において、前記捕集手段が、前記ドレインから排出された水を濾過する濾過具により構成されているものが好ましい。かかる構成によれば、水を濾過することで切屑を捕捉できるため、ドレインから排出された水の流れを阻害することがなく、延いては減速機の冷却・放熱効果を適切に保持しながら、切屑の捕集を行うことができる。また、濾過具は、前記冷却室又は前記接続管に対して着脱自在に取り付けられていることが好ましく、流水管の穿孔作業を終えた後などに、濾過具を冷却室又は接続管から取り外すことで、捕集した切屑を穿孔装置から容易且つ確実に除去することができる。
【００１１】
上記において、前記濾過具が、前記冷却室内における前記給水口と前記排水口との間、又は、前記接続管内における前記ドレインと前記給水口との間に介装された器物であるものが好ましい。かかる構成によれば、ドレインから排出された水が濾過具により濾過された後に排水口を介して冷却室から排出され、それによって水に混入している切屑を簡便に捕捉でき、切屑の捕集を容易且つ確実に行うことができる。
【００１２】
上記において、前記冷却室が、一端側に前記給水口が配され且つ他端側に前記排水口が配された筒状に設けられており、前記濾過具が有底の筒状体であるとともに、その底部を前記排水口に向けて前記冷却室に挿入されているものが好ましい。かかる構成によれば、冷却室と濾過具とが互いに軸平行な筒状をなすことから、冷却室内での水の流れが円滑になり、減速機の冷却・放熱効果を良好に確保することができる。また、穿孔により発生した切屑は、有底の筒状体である濾過具により捕捉して適切に捕集することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る流水管の穿孔装置の一例を示す平面図である。図２は、その穿孔装置の側面図である。図３は、水道管に取り付けたケース体に穿孔装置を接続した状態を示す平面図である。図４は、図３の状態を側方から見たときの図であり、水道管及びケース体については縦断面で示している。
【００１４】
まず、穿孔装置１が接続されるケース体２について説明する。ケース体２は、図３及び図４に示すように、不断水状態にある既設の水道管Ｐ（前記流水管に相当する。）の周壁を包囲する囲繞部２１と、囲繞部２１から分岐して延在する分岐管部２２とを有する。囲繞部２１は、水道管Ｐに水密状態で取り付けられており、本実施形態では周方向に三分割された割Ｔ字管３により構成されている。本実施形態の分岐管部２２は、その割Ｔ字管３の突設部分３１と、仕切弁４と、接続アダプタ５とが直列に連結されることにより構成されている。
【００１５】
仕切弁４は、ロッド４１の操作により弁体４２を分岐管部２２内に出退可能に構成され、割Ｔ字管３と接続アダプタ５との間を仕切ることにより、分岐管部２２の連通状態（図４参照）と遮断状態（図１１参照）とを切り換えることができる。接続アダプタ５は、穿孔装置１の先端に設けられた前部フランジ３３に着脱可能に構成された短管状部材であり、穿孔装置１と仕切弁４との間に介設されている。本実施形態では、分岐管部２２に流入する水の排出を行うドレイン６が接続アダプタ５に設けられている。符号６ａは、ドレイン６を開閉させるためのバルブである。
【００１６】
次に、穿孔装置１の構造について説明する。穿孔装置１は、上述のようにケース体２に接続され、水道管Ｐの穿孔に使用されるものである。穿孔装置１は、図１〜図４に示すように、ケース体２内で分岐管部２２の軸方向に沿って出退移動自在に構成された回転軸１１と、回転軸１１に取り付けられ、囲繞部２１により包囲された水道管Ｐの周壁に孔を形成するカッター１２と、不図示の原動機による駆動入力を回転軸１１に伝達して回転駆動させるウォーム減速機１３（以下、単に減速機と呼ぶ。）と、減速機１３に設けられた冷却室１４と、ドレイン６を冷却室１４の給水口１７に接続する給水ホース１５（図３参照。前記接続管に相当する。）と、冷却室１４内に配設されたメッシュ１６（前記捕集手段としての濾過具に相当する。）と、を備える。
【００１７】
図５は、図２のＡ−Ａ矢視断面図である。図６は、図２のＢ−Ｂ矢視断面図である。図７は、図１の状態からカッター１２を前進させた状態を示す部分断面図である。回転軸１１は、先端にカッター１２が着脱自在に装着された外筒２５と、外筒２５に遊びを持った状態で挿入されるとともに、送りハンドル２７が端部に連結固定された芯軸２６とを備えている。外筒２５は、前部フランジ３３に挿通されていて、回転自在に且つ軸方向に沿って移動自在に支持されている。また、芯軸２６は、その外周面にネジ溝が刻まれていて、軸受３４に回転自在に支持されている。前部フランジ３３と軸受３４とは、回転軸１１を挟んで配置された一対のフレーム支持軸３５によって支持固定されている。以下、回転軸１１の軸方向において、カッター１２側を前方と呼び、送りハンドル２７側を後方と呼ぶことにする。
【００１８】
外筒２５は、その後方部外周にウォームホイール２８が固着されており、図６に示すように減速機１３のウォーム３７にウォームホイール２８を噛合させている。これにより、原動機による動力が接続口３８に接続された不図示のフレキシブルシャフトを経由してウォーム３７に供給され、回転軸１１に伝達されて外筒２５を回転駆動させることができる。カッター１２は、水道管Ｐの周壁を切削するためのセンタードリル部１２ａと円筒状刃部１２ｂとを備えており、外筒２５に連動して回転することにより水道管Ｐを穿孔する。
【００１９】
また、図５に示すように、外筒２５の後方には、芯軸２６に外挿されつつ減速機１３のカバー３９にボルト固定されたブッシュ２９が設けられている。芯軸２６は、ブッシュ２９の雌ねじ部に挿通されており、その外周面に形成されたネジ溝を噛合させている。そのため、送りハンドル２７の操作により芯軸２６を回転させると、ブッシュ２９が軸方向に沿って前後移動し、それに伴って減速機１３と外筒２５とを軸方向に沿って移動させることができ、延いては、回転するカッター１２を水道管Ｐの周壁に近接させたり離間させたりできる。なお、符号４４は玉軸受であり、符号４５はオイルシールである。
【００２０】
減速機１３は、フレーム支持軸３５を挿通させる一対の挿通孔４６が設けられたカバー３９を有し、カバー３９内部の密閉室４７には、ウォーム３７や外筒２５のウォームホイール２８が収容されている。また、カバー３９の下方には、多数の空冷用の放熱フィン４８が突設されており、同じくカバー３９の上方には、多数の水冷用の放熱フィン４９が突設されている。放熱フィン４８、４９は、銅やアルミ或いはそれらの合金など熱伝導に優れた金属材で形成されている。減速機１３のカバー３９上部には、減速機１３を放熱させるための冷却室１４が設けられており、放熱フィン４９は冷却室１４内に配設されている。
【００２１】
冷却室１４は、減速機１３を放熱させる冷却媒体としての水の給排が行われる給水口１７及び排水口１８を有し、本実施形態では、図２及び図６に示すように、一端側（図６左側）に給水口１７が配され且つ他端側（図６右側）に排水口１８が配された筒状に設けられている。給水口１７は、図３に示すように、可撓性の給水ホース１５によってドレイン６に接続されており、ドレイン６から排出された水を冷却室１４に送り込み可能に構成されている。また、排水口１８にも排水ホース１９が接続されている。なお、図４及び図９では、給水ホース１５とドレイン６とを図示していないが、それらは上記のように接続されている。
【００２２】
メッシュ１６は、図８に示すような側部１６ａ及び底部１６ｂが網状に形成された有底の円筒体をなす器物であり、図６に示すように給水口１７と排水口１８との間に介装されている。網目のサイズは特に限られるものではないが、穿孔により発生した切屑を適切に捕捉しつつ、濾過した水の円滑な流れを確保できるように設定されている。メッシュ１６は、底部１６ｂを排水口１８に向けて冷却室１４に挿入され、側部１６ａよりも大径に設けられている縁部１６ｃを係合片２０に係合させた状態で、押え蓋７により固定されている。押え蓋７は、ねじ作用で嵌め込まれているだけであり、メッシュ１６は冷却室１４に対して着脱自在に取り付けられている。
【００２３】
以下、水道管Ｐの分岐配管工事において、上記の穿孔装置１を用いて穿孔作業を行う手順について簡単に説明する。まず、図３及び図４に示すように水道管Ｐにケース体２を取り付け、穿孔相当箇所が含まれる周壁を囲繞部２１で包囲し、それと共に分岐管部２２に穿孔装置１を接続する。具体的には、水道管Ｐに割Ｔ字管３を取り付けた後に仕切弁４を接続し、その仕切弁４に対して、前部フランジ３３に接続アダプタ５を装着した穿孔装置１を接続する。このとき、給水ホース１５でドレイン６と給水口１７とを接続して連通させておく。なお、穿孔装置１を仕切弁４に直接に接続しても構わないが、仕切弁４のフランジと前部フランジ３３とが合致しない場合には、本実施形態のように仕切弁４に対応した接続アダプタ５を介して接続することになる。
【００２４】
次に、弁体４２が上昇していて分岐管部２２が連通状態にあることを確認した後、電動モータやエンジンなどの原動機を作動させてカッター１２を回転駆動する。続いて、送りハンドル２７を操作して外筒２５を移動させ、カッター１２を回転させながら前進させる。このとき、ドレイン６は開放させておく。やがてカッター１２が水道管Ｐに到達すると、図９に示すようにカッター１２で周壁を切削して水道管Ｐに孔を形成することができる。そして、水道管Ｐの周壁が穿孔されると、ドレイン６が開放状態にあるのと、ケース体２内と水道管Ｐ内との間の差圧とにより、形成した孔から水道管Ｐ内の水が分岐管部２２に流入して充満する。この分岐管部２２内の水は、常に後方に向かって流動し、ドレイン６を介して外部に排出される。そのため、穿孔により発生した切屑は、水道管Ｐ内に流出することなく、水に混入した状態でドレイン６から排出されることになる。
【００２５】
ドレイン６から排出された水は、給水ホース１５を通って冷却室１４に送り込まれ、減速機１３の冷却・放熱に供される。このように、本発明では、穿孔により分岐管部２２に流入してくる水を移送して減速機１３を冷却することから、装置の大型化を招来することがなく、しかも減速機１３を配置とは無関係に適切に冷却することができる。また、水に混入している切屑を、冷却室１４内に配設したメッシュ１６により捕捉して適切に捕集することができる。捕集した切屑は、穿孔作業を終了した後、図１０に示すように冷却室１４からメッシュ１６を取り出すことで、穿孔装置１から容易且つ確実に除去することができる。
【００２６】
かかる減速機の冷却・放熱機構は、本実施形態のような減速機が軸方向に沿って移動するように構成された穿孔装置では特に有用である。その理由は、減速機が穿孔装置の先端部近傍に常時配置されるものであれば、水が充満した分岐管部２２に近くなることから幾分かの放熱作用を得られるところ、本実施形態のような穿孔装置では、そのような作用が期待できないためである。また、本実施形態の穿孔装置１は、回転軸１１を全体的に覆う筐体を備えることなく回転軸１１を露出させていることから、減速機１３で発生した熱の逃げ場が少ないのに対し、上記機構によれば減速機を効率的に冷却・放熱できるためである。
【００２７】
水道管Ｐの穿孔を終えたら、送りハンドル２７を操作してカッター１２を後退させるとともに、図１１に示すように弁体４２を下降させて分岐管部２２を遮断状態に切り換える。そして、弁体４２よりも後方にある水を抜き取った後、穿孔装置１を接続アダプタ５と共に仕切弁４から切り離し、穿孔作業を終了する。穿孔装置１の撤去後は、仕切弁４のフランジに新設管が接合され、分岐配管が行われる。
【００２８】
［別実施形態］
（１）本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。したがって、前述の実施形態では、回転軸１１を横方向に沿って出退移動させる例を示したが、これを縦方向（鉛直方向）に沿って出退移動させ、水道管の周壁上部を穿孔しても構わない。
【００２９】
（２）前述の実施形態では、接続アダプタ５に設けたドレイン６を冷却室１４の給水口１７に接続する例を示したが、かかるドレインとしては、分岐管部２２に流入する水を排出するものであれば接続アダプタ５に設けたものに限られない。したがって、例えば割Ｔ字管３の突設部分３１や仕切弁４に設けたドレインであってもよく、或いは、穿孔装置１の先端部に筒状部を設けている場合であれば、該筒状部に設けたドレインを利用することも可能である。
【００３０】
（３）前述の実施形態では、冷却室１４に挿入したメッシュ１６を押え蓋７により固定する例を示したが、これに関して、図１２に示した機構も好ましい実施形態として挙げられる。図１２の例では、給水口１７の下方にプッシュボルト８が取り付けられており、その先端に設けられた係合凸部８ａが出退自在に構成されている。また、押え蓋７には係合凸部８ａに係合可能な係合凹部７ａが形成されている。かかる構成によれば、プッシュボルト８を操作して係合凸部８ａを引っ込ませることで押え蓋７を外せる状態になるため、メッシュ１６を冷却室１４から速やかに取り出すことができ、切屑の除去作業が簡便化される。
【００３１】
（４）メッシュは、円筒体をなすもの以外にも種々の形状が採用可能であり、例えば不定形の袋状物であってもよい。更に、全体が網状に形成されている必要はなく、部分的に網状に形成されていても構わない。濾過具としては、水を濾過して切屑を捕集できるものであれば、前述のメッシュのような網構造を有するものに限られず、切屑が通過し得ないサイズの多数の穴をスクリーンに設けたパンチングメタルなどを利用してもよい。また、濾過具は器物に限られず、水を濾過して切屑を捕集しうる種々の構造が適用可能であり、例えば排出口に取り付けたフィルター板で構成してもよい。
【００３２】
（５）前述の実施形態では、捕集手段としての濾過具に相当するメッシュ１６を冷却室１４に配設した例を示したが、本発明はこれに限られず、捕集手段をドレインや接続管に配設してもよく、これらを併用することも可能である。したがって、例えば、捕集手段としての濾過具に相当するストレーナを用意し、これを前述のドレイン６内、或いは給水ホース１５内に配設することで切屑を捕集するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る流水管の穿孔装置の一例を示す平面図
【図２】その穿孔装置の側面図
【図３】ケース体に穿孔装置を接続した状態を示す平面図
【図４】図３の状態を側方から見たときの図
【図５】図２のＡ−Ａ矢視断面図
【図６】図２のＢ−Ｂ矢視断面図
【図７】カッターを前進させた状態を示す部分断面図
【図８】メッシュの斜視図
【図９】水道管の分岐配管工事における穿孔作業を説明する図
【図１０】メッシュを冷却室から取り出す様子を示す図
【図１１】水道管の分岐配管工事における穿孔作業を説明する図
【図１２】別実施形態に係る押え蓋の取り付け機構を示す図
【符号の説明】
【００３４】
１      穿孔装置
２      ケース体
３      割Ｔ字管
４      仕切弁
５      接続アダプタ
６      ドレイン
７      押え蓋
１１    回転軸
１２    カッター
１３    減速機
１４    冷却室
１５    給水ホース（接続管に相当）
１６    メッシュ（捕集手段としての濾過具に相当）
１７    給水口
１８    排水口
２１    囲繞部
２２    分岐管部
２５    外筒
２６    芯軸
Ｐ      水道管（流水管に相当）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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