(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流水表面の流水勾配よりも大きく傾斜した導水表面を有するガイド部材と、前記ガイド部材の流れ方向に沿って延設されるとともに同流れ方向に直交する方向に複数並設された整流板とを備え、
前記整流板は、前記導水表面とから略矩形状の小水路を形成する平面状もしくは曲面状の側面を有し、この側面が前記導水表面に対して垂直に立設されているとともに、
前記整流板は、その構成部材として、流れ方向に沿って延設された断面Ｉ形状の縦桟と、この縦桟の幅方向両側の凹部の底面と前記ガイド部材の幅方向縁との間に介在された板状スペーサとを有することを特徴とする集水構造。
【請求項２】
前記整流板の上端面は、流水表面と面一に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の集水構造。
【請求項３】
前記整流板の上端面には、滑りを防止する凹凸が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の集水構造。
【請求項４】
上縁面が道路の流水表面と面一となるように道路に埋設されたグレーチング枠と、前記流水表面と面一となるように前記グレーチング枠の内部に嵌め込まれたグレーチング蓋とを備えている道路の排水構造において、
前記グレーチング蓋の上流側に請求項１〜３のいずれかに記載の集水構造が設けられていることを特徴とする道路の排水構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路などの流水表面を流れる雨水の呑み込み機能を強化した集水構造及びこれを用いた排水構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、歩車道境界ブロックを介して車道と歩道が区分されている一般道路では、通常、横断方向外側に向かって下方に傾斜した流水表面を有するエプロン部が車道の道路脇に設けられている。かかるエプロン部には、グレーチング蓋を有する集水桝が縦断方向に所定間隔おきに設置されており、この各集水桝はエプロン部の下方に埋設された縦断方向に沿うＵ字型溝又は断面円形の集水管によって互いに接続されている。
かかる道路脇のエプロン部の流水表面においては、その流水勾配がある程度急（概ね１％以上）になると、「射流」と呼ばれる水深が浅く流速の速い流れが発生する場合がある。このような射流が発生すると、集水桝のグレーチング蓋の隙間を素通りし、道路の車道側が水浸しになることがある。【０００３】
上記のような射流の発生に伴う排水性能の低下を防止するには、流水表面の流水勾配よりも大きく傾斜した導水表面を有するガイド部材を、グレーチングの入口部分（上流側）に設けた集水構造にすることにより、ガイド部材に沿って流れる射流を積極的に集水通路に落とし込むようにすることが考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の集水構造では、ガイド部材の導水表面に沿って流れる射流状態の流水の底部に空気が取り込まれ易く、ガイド部材の導水表面からこの流水が離反（剥離）してしまう場合がある。これでは、積極的に射流状態の流水を集水通路に落とし込むことが困難となってしまう。
そこで、本発明は、流水が射流状態になった場合においても積極的に流水を取り込むことができる集水構造及びこれを用いた排水構造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】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は次の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明の集水構造は、流水表面の流水勾配よりも大きく傾斜した導水表面を有するガイド部材と、前記ガイド部材の流れ方向に沿って延設されるとともに同流れ方向に直交する方向に複数並設された整流板とを備え、前記整流板は、前記導水表面とから略矩形状の小水路を形成する平面状もしくは曲面状の側面を有し、この側面が前記導水表面に対して垂直に立設されているとともに、前記整流板は、その構成部材として、流れ方向に沿って延設された断面Ｉ形状の縦桟と、この縦桟の幅方向両側の凹部の底面と前記ガイド部材の幅方向縁との間に介在された板状スペーサとを有することを特徴とする。
本発明の集水構造によれば、ガイド部材の流れ方向に沿って延設されるとともに同流れ方向に直交する方向に複数並設された整流板とを備えており、この整流板が、導水表面とから略矩形状の小水路を形成する平面状もしくは曲面状の側面を有し、この側面が導水表面に対して垂直に傾斜して立設されているので、導水表面を流れる流水の両側が整流板の側面によって仕切られる。従って、導水表面を流れる流水の底部に空気が取り込まれるのを抑えることができるので、流水が導水表面から離反（剥離）するのを防止することができる。
【０００６】
また、上記の集水構造において、前記整流板の上端面は、流水表面と面一に設けられているのが好ましい。
この場合には、整流板の上端面が流水表面と面一に設けられているので、車両や歩行者の通行の妨げとなるような段差の発生を有効に防止することができる。【０００７】
また、上記の集水構造において、前記整流板の上端面は、滑りを防止する凹凸が設けられているのが好ましい。
この場合には、整流板の上端面に滑りを防止する凹凸が設けられているので、車両や歩行者が通行する時の滑りを抑止することができる。【０００８】
また、本発明の排水構造は、上縁面が道路の流水表面と面一となるように道路に埋設されたグレーチング枠と、前記流水表面と面一となるように前記グレーチング枠の内部に嵌め込まれたグレーチング蓋とを備えている道路の排水構造において、前記グレーチング蓋の上流側に上記のいずれかの集水構造が設けられていることを特徴とする。
本発明の排水構造によれば、上記の集水構造が設けられているので、流水が射流状態になった場合においても積極的に流水を取り込むことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、流水が射流状態になった場合においても積極的に流水を取り込むことができ、排水性能を増大することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第一実施形態に係る集水構造を有するグレーチング蓋が設けられた排水構造を示す平面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る集水構造を有するグレーチング蓋が設けられた排水構造を示す部分斜視図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る集水構造を有するグレーチング蓋の部分斜視図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る集水構造に流れる流水の挙動を模式的に示す斜視図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係る集水構造を有するグレーチング蓋の部分斜視図である。
【図６】縦桟の部分断面図である。
【符号の説明】
【００１１】
１      集水構造
２      グレーチング蓋
３      排水構造
５Ｌ    左縦断側溝
５Ｒ    右縦断側溝
６      横断側溝
１５    グレーチング枠
２１    集水強化部
２３    ガイド部材
２３ａ  導水表面
２４    整流板
２４ａ  側面
２７    滑り防止溝（凹凸）
Ｓ      小水路
Ｒ      道路
Ｒａ    道路の路面（流水表面）
Ｕ      上流側
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を説明する。
なお、以下に示す第一及び第二実施形態において、鋳物製のグレーチング蓋２を採用する第一実施形態は、整流板２４が縦桟２０ａのみで構成されている点で、本発明の権利範囲には属していない。従って、本発明の権利範囲に属するのは第二実施形態のみである。
図１は、本発明の第一実施形態に係る集水構造１を有するグレーチング蓋２が用いられた排水構造３を示し、図２は、グレーチング蓋２と排水構造３を構成する側溝との関係を示している。
図１に示すように、この道路Ｒは、流水表面である路面Ｒａが、横断方向外側（図１の左右方向外側）に向かって下方に傾斜する流水勾配を有するとともに、縦断方向下側（図１の下側）に向かって下方に急傾斜する流水勾配を有している。そして、この道路Ｒには、排水構造３としての側溝が設けられており、道路Ｒの縦断方向に埋設された左右の縦断側溝５Ｌ，５Ｒと、道路Ｒの横断方向に左右の縦断側溝５Ｌ，５Ｒを繋ぐように埋設された横断側溝６とを有している。
【００１３】
縦断側溝５Ｌ，５Ｒは、道路Ｒの両脇に互いに平行して配置されており、複数のグレーチング蓋２が、道路Ｒの縦断方向に並設されている。また、横断側溝６は、左右の縦断側溝５Ｌ，５Ｒに直交するように配置されており、複数のグレーチング蓋２が、道路Ｒの横断方向に並設されている。
なお、左右の縦断側溝５Ｌ，５Ｒは、集水桝（図示せず）に接続されており、側溝３に集水された雨水などの水は、最終的に下水放流されるようになっている。【００１４】
図２に示すように、側溝３は、上部に開口を有して上端面が路面Ｒａと面一になるように埋設された溝ブロック１０と、溝ブロック１０の開口に嵌め込まれるグレーチング１１とを具備している。
溝ブロック１０は、現場打ちコンクリート又はプレキャストコンクリートからなるもので、断面Ｕ字状の溝ブロック本体１２と、溝ブロック本体１２の左右の上端部から幅方向外側に延びる台部１３と、台部１３の延設端から上方向に延びる縁部１４とを有している。【００１５】
グレーチング１１は、上縁面が道路Ｒの路面Ｒａと面一となるように溝ブロック本体１２に固定されたグレーチング枠１５と、路面Ｒａと面一となるようにグレーチング枠１５の内部に嵌め込まれた複数のグレーチング蓋２とを有している。
グレーチング枠１５は、全体形状が長方形枠状で、かつ、断面Ｌ字状のフレーム材１６よりなり、その上縁面が路面Ｒａと一致するように溝ブロック本体１２の台部１３及び縁部１４に固定されている。そして、このフレーム材１６には、固定プレート１７が当該フレーム材１６の長手方向に所定の間隔をおいて設けられており、各固定プレート１７には、貫通孔１７ａが形成されている。【００１６】
各グレーチング蓋２は、グレーチング枠１５の内周とほぼ適合する長方形状に形成された鋼板製又は鋳鉄製のもので、その四隅には、固定部２ａが設けられており、各固定部２ａには、長孔２ｂが形成されている。固定プレート１７の貫通孔１７ａと固定部２の長孔２ｂとがボルトナットなどによって締結され、グレーチング枠１５にグレーチング蓋２が脱着自在に固定されている。
なお、グレーチング蓋２は、グレーチング枠１５の内周とほぼ適合する正方形状に形成されてもよい。【００１７】
図３は、本発明の第一実施形態に係る集水構造１を有するグレーチング蓋２の部分断面を示している。
図３に示すように、グレーチング蓋２は、流水の下流側Ｄに設けられる格子部２０と、流水の上流側Ｕに設けられる集水構造１としての集水強化部２１とを有しており、格子部２０と集水強化部２１とは一体で設けられている。
格子部２０は、グレーチング蓋２の流れ方向（短手方向）に設けられる複数本の縦桟２０ａと、各縦桟２０ａに直交するように連結された横桟２０ｂとから格子状に構成されている。なお、図に示す格子部２０の大きさや配置は一例であって、本実施形態に限定するものではない。【００１８】
集水強化部２１は、道路Ｒの路面Ｒａの流水表面の流水勾配よりも大きく傾斜した導水表面２３ａを有するガイド部材２３と、ガイド部材２３の流れ方向に沿って延設されるとともに同流れ方向に直交する方向に複数並設された整流板２４とを備えている。
整流板２４は、導水表面２３ａとから略矩形状の小水路Ｓを形成する平面状の側面２４ａを有しており、この側面２４ａが導水表面２３ａに対して垂直に立設されている。
また、この集水強化部２１には、下方開口状の集水通路２５を介在した状態でガイド部材２３の下流側Ｄに配置され、かつ、ガイド部材２３の下流側部分よりも高位置の上縁面を有する横断方向に延びる横断部材２６が設けられている。
さらに、本実施形態では、ガイド部材２３の下流側部分に、下流側Ｄに向かうにつれて次第に下方への傾斜度合いが増加するように湾曲した落とし込み部２８が形成されている。これにより、ガイド部材２３の下流側部分に到達した流水を確実に集水通路２５に落とし込むようにしている。【００１９】
整流板２４は、ガイド部材２３の導水表面２３ａと横断部材２６の上縁面との間の高低差を埋めるように設けられており、上流側部分が、ガイド部材２３の表面から一体に突設され、その上流側部分に続く下流側部分が、集水通路２５に向かってオーバーハングした状態になっている。また、各整流板２４の下流側端部は、横断部材２６に一体に連結されており、この整流板２４の上縁面と横断部材２６の上縁面とは、路面Ｒａと面一となる平坦面に形成されている。【００２０】
また、整流板２４の上端面には、滑りを防止する凹凸２７が設けられている。具体的には、整流板２４の上端面に、複数の滑り防止溝がクロス状に形成されている。
なお、この滑り防止溝２７の代わりに、凹凸を有するシート状のものが接着剤などによって整流板２４の上端面に貼り付けられてもよく、摩擦抵抗を増大させて滑りを防止することができれば、本実施形態に限定するものではない。
横断部材２６は、断面略三角形状に形成され、上流側Ｕに向かうにつれて上方に傾斜した反射面２６ａを有している。この反射面２６ａによって、流水を確実に集水通路２５に落とし込むようにしている。【００２１】
上記のように構成された側溝３を有する道路Ｒの路面Ｒａを流れる雨水などの流水の流れについて説明する。
縦断方向に流れる流水は、主に横断側溝６によって集水される。この横断側溝６の上流側Ｕには、集水構造１である集水強化部２１が設けられているので、流水が射流状態となった場合においても、流水の底部に空気が取り込まれることなく、ガイド部材２３の導水表面２３ａに沿って当該流水が集水通路２５に導かれて呑み込まれる。
横断方向の流水は、左右の縦断側溝５Ｌ，５Ｒによって集水される。これらの縦断側溝５Ｌ，５Ｒの上流側Ｕには、集水強化部２１が設けられており、流水の底部に空気が取り込まれることなく、ガイド部材２３の導水表面２３ａに沿って当該流水が確実に呑み込まれる。【００２２】
図４（ａ）は、整流板２４が設けられない場合の導水表面２３ａを流れる流水の挙動を模式的に示しており、（ｂ）は、整流板２４が設けられた場合の流水の挙動を模式的に示している。
図４（ａ）の場合には、流水の底部に幅方向から空気Ａが取り込まれており、流水の幅方向両側が導水表面２３ａから離反（剥離）している。このため、流水を効率的に集水通路２５に導くことが困難となる。（ｂ）の場合には、ガイド部材２３の導水表面２３ａを流れる流水の幅方向両側が整流板２４の側面２４ａによって仕切られているので、空気Ａが流水の底部へ幅方向両側から取り込まれるのが抑止されている。【００２３】
また、整流板２４が設けられた場合においても、小水路Ｓの幅に相当する複数の整流板２４の対向する側面２４ａ同士の間隔が、小水路Ｓを流れる流水の水深に対して広過ぎる時には、流水が導水表面２３ａから離反（剥離）する現象が生じ易くなる。このため、小水路Ｓの幅と水深との関係は、略同じ長さであるのが好ましい。具体的には、本実施形態における小水路Ｓを流れる流水の水深が２ｃｍ程度であることから、複数の整流板２４の対向する側面２４ａ同士の間隔は、最小でも２ｃｍ程度が好ましい。そして、小水路Ｓの深さである整流板２４の導水表面２３ａから立設端までの長さは、上記水深より少し深くなるように３ｃｍ程度が好ましい。
なお、整流板２４の側面２４ａが導水表面２３ａに対して上方へ末細り状に傾斜して立設された場合には、流水が整流板２４の側面２４ａ形状にすぐに沿わないため、空気が取り込まれて流水が導水表面２３ａから離反（剥離）する現象が生じ易くなる。【００２４】
また、縦断側溝５Ｌ，５Ｒ及び横断側溝６は、流水に落ち葉などの屑片が含まれる場合においても、屑片が流水によって下流側Ｄに押しやられる。従って、グレーチング蓋２の集水通路２５が開放された状態を維持されるので、確実に流水が呑み込まれる。
なお、上記の屑片が堆積している場合の排水性能は、道路Ｒの流水勾配に関係なく発揮されるものである。従って、本発明の集水構造１を有するグレーチング蓋２は、フラットな道路（流水勾配が０度の道路）に設置することが可能であり、この場合においても屑片が堆積していても流水の排水性能が殆ど低下しないという作用効果が得られる。【００２５】
以上説明したように、この集水構造１によれば、ガイド部材２３の流れ方向に沿って延設されるとともに同流れ方向に直交する方向に複数並設された整流板２４とを備えており、この整流板２４が、導水表面２３ａとから略矩形状の小水路Ｓを形成する平面状の側面２４ａを有し、この側面２４ａが導水表面２３ａに対して垂直に傾斜して立設されているので、導水表面２３ａを流れる流水の両側が整流板２４の側面２４ａによって仕切られる。従って、導水表面２３ａを流れる流水の底部に空気が取り込まれるのを抑えることができるので、流水が導水表面２３ａから離反（剥離）するのを防止することができる。【００２６】
また、整流板２４の上端面が道路Ｒの路面Ｒａと面一に設けられているので、車両や歩行者の通行の妨げとなるような段差の発生を有効に防止することができる。さらに、整流板２４の上端面に滑りを防止する凹凸２７が設けられているので、車両や歩行者が通行する時の滑りを抑止することができる。また、上記の排水構造３によれば、上述した集水構造１が設けられているので、流水が射流状態になった場合においても積極的に流水を取り込むことができる。【００２７】
図５は、本発明の第二実施形態にかかるグレーチング蓋２の部分断面を示し、図６は、図５における縦桟３０の部分断面を示している。
本実施形態が第一実施形態と異なる点は、市販されているグレーチング蓋本体２Ａに、本発明の集水構造１を設けた点である。
図５，６に示すように、市販されているグレーチング蓋２Ａは、流れ方向（短手方向）に設けられた断面Ｉ形状の複数の縦桟３０と、各縦桟３０に直交して連結される角柱状の複数の横桟３１とを有している。そして、次のようにしてこの市販グレーチング蓋２Ａの上流側Ｕに集水構造１を設けている。【００２８】
すなわち、本実施形態のグレーチング蓋２は、市販グレーチング蓋２Ａの上流側Ｕに配置される横桟３１ａを取り外し、縦桟３０の幅方向両側に形成された一対の凹部３３にプレート３４を貼り付けることによって整流板２４を構成し、鋼板を折曲加工したガイド部材２３を縦桟３０同士の間に固定して集水構造１を設けている。すなわち、本実施形態のグレーチング蓋２Ａでは、整流板２４が、流れ方向に沿って延設された断面Ｉ形状の縦桟３０と、この縦桟３０の幅方向両側の凹部３３の底面とガイド部材２３の幅方向縁との間に介在されたスペーサとして機能する上記プレート３４とから構成されている。
本実施形態の集水構造１を有するグレーチング蓋２Ａによれば、第一実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
なお、集水構造１の整流板２４を構成するためのプレート３４やガイド部材２３は、プラスチックなどの素材から構成されてもよい。
【００２９】
なお、上記実施形態は本発明の例示であってその範囲を制限するものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって規定され、そこに記載された構成と均等の範囲内のすべての変更も本発明に含まれるものである。
例えば、整流板２４は、導水表面２３ａとから略矩形状の小水路Ｓを形成する曲面状の側面２４ａを有してもよい。これらの場合においても、流水が導水表面２３ａから離反（剥離）するのを防止することができる。
【００３０】
上記した各実施形態に係る集水構造（集水用グレーチング）１は、次の３つの部材（ａ）〜（ｃ）を備えている点にも特徴がある。
（ａ）  道路Ｒの流水表面の流水勾配よりも大きく傾斜した導水表面２３ａを有するガイド部材２３
（ｂ）  下方開口状の集水通路２５を介在した状態で前記ガイド部材２３の下流側に配置され、かつ、同ガイド部材２３の下流側部分よりも高位置の上縁面を有する流水方向と直交する横方向に延びる横断部材２６
（ｃ）  前記ガイド部材２３の導水表面２３ａと前記横断部材２６の上縁面との間の高低差を埋めるようにこれらの両部材２３，２６同士を互いに連結する底上げリブとしての機能を有する複数の整流板２４【００３１】
上記構成を有する集水用グレーチング１によれば、ガイド部材２３が道路Ｒの流水表面の流水勾配よりも大きく傾斜した導水表面２３ａを有しているので、道路Ｒの流水表面を流れてきた流水は、その流れが射流の状態になっていても、ガイド部材２３の導水表面２３ａに沿って集水通路２５に落とし込まれる。
また、そのガイド部材２３の下流側に配置される横断部材２６が同ガイド部材２３の下流側部分よりも高位置の上縁面を有しているので、ガイド部材２３の導水表面２３ａを流下する流水の一部が乱流の発生等によってジャンプしても、その流水は横断部材２６に衝突して集水通路２５に落とし込まれることになる。【００３２】
一方、上記グレーチング１では、複数の整流板２４がガイド部材２３の導水表面２３ａと横断部材２６の上縁面との間の高低差を埋めるようにこれらの両部材２３，２６同士を互いに連結しているので、底上げリブとしての機能を有する複数の整流板２４の存在により、ガイド部材２３と横断部材２６との間に段差が発生するのが防止されることになる。従って、当該グレーチング１によれば、車両通行の妨げとなるような段差の発生を有効に防止しつつ、道路の流水表面を流れる流水を適切に下方に落とし込むことができる。【００３３】
上記グレーチング１において、各整流板２４や横断部材２６の具体的形状は、特に特定のものに限定されないが、各整流板２４と横断部材２６の上縁面は、道路Ｒの流水表面と実質的に面一となる平坦面に形成されていることが好ましい。この場合、各整流板２４及び横断部材２６とその周囲の流水表面との間でいっさい段差が生じなくなるので、より一層、交通の安全性を向上することができる。
また、図例のように、横断部材２６として、上流側に向かうに従って上方に傾斜した反射面２６ａを有するものを採用すれば、乱流の発生等によってジャンプした流水が反射面２６ａに衝突しても、その反射面２６ａによって下方に跳ね返されることになるので、当該反射面２６ａが垂直である場合に比べて、流水をより確実に集水通路２５に落とし込むことができる。【００３４】
一方、道路Ｒの流水表面とガイド部材２３の導水表面２３ａの間の勾配差が余りに大き過ぎる場合（例えば、流量が４Ｌ／ｓｅｃで３０度（但し、水路勾配が２０％まで）を超える場合）には、流水表面と導水表面２３ａとの交差部分において流水が剥離し、その剥離部分に乱流が発生して流水が水路底面に沿わなくなる場合があり、かかる現象が発生すると流水の集水効率が悪くなる。他方、上記両表面の勾配差が余りに小さすぎると、横断部材２６との間で必要な高低差を確保するためにガイド部材２３の流水方向長さを非常に大きくする必要がある。【００３５】
そこで、ガイド部材２３の導水表面２３ａとして、上流側の第一傾斜面と、この傾斜面よりも勾配が大きい下流側の第二傾斜面とを備えた、傾斜面の勾配が途中で変化するものを採用することが推奨される。かかる導水表面２３ａを採用した場合には、流水表面と第一傾斜面と間の勾配差をできるだけ小さく抑えて剥離に伴う乱流の発生を抑えつつ、より勾配の大きい第二傾斜面を第一傾斜面の下流側に設けることによって、所定の流水方向長さの範囲内において横断部材に対する必要な高低差を有効に確保することができる。【００３６】
更に、ガイド部材２３の下流側部分に、下流側に向かうに従って次第に下方への傾斜度合いが増加するように湾曲した落とし込み部２８（図３参照）を形成しておけば、ガイド部材２３の下流側部分に到達した流水をすべて確実に集水通路２５に落とし込むことができ、集水効率をより向上することができる。
なお、上記集水用グレーチング１を道路脇の排水構造に使用するには、その集水用グレーチング１をグレーチング枠の上流側に隣接して配置するか、図３や図５に示すように、グレーチング蓋２の上流側部分を当該集水用グレーチング１で構成するようにすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、流水が射流状態になっても積極的に当該流水を取り込むことができる集水構造に関するものであり、この集水構造は、例えば道路の側溝に設けられるグレーチング蓋に適用することができる。
【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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