CN1467386B - 紧固螺母、具有紧固螺母的刀具架和扳紧器 - Google Patents

Abstract

本发明提供紧固螺母，在使紧固螺母转动时，防止向径向内侧的紧固力作用到紧固螺母内周面的转换部上，可以提高转动效率，可以可靠地紧固内紧固部件；以及提供具有此紧固螺母的刀具架和把紧固螺母进行紧固的扳紧器。紧固螺母外周面至少有一部分与阴螺纹对应的区域，沿外周面形成与扳紧器不接触的环形槽。扳紧器是在夹持紧固螺母外周面的夹持部，沿此夹持部形成环形的、至少与一部分对应于紧固螺母阴螺纹区域不接触的非接触区域。

Description

紧固螺母、具有紧固螺母的刀具架和扳紧器

技术领域

本发明涉及可转动地设置在被紧固部件外周面、用于紧固或松开上述被紧固部件的紧固用螺母、以及具有这种紧固螺母的刀具架和用于使上述紧固螺母转动来紧固被紧固部件的扳紧器。

背景技术

例如现有多种把紧固螺母装在被紧固部件外面，通过使此紧固螺母转动，把上述被紧固部件紧固的技术。在此紧固螺母内周面形成把紧固螺母的转动变换成直线运动的转换部(例如螺纹等)，利用上述紧固螺母直线运动在被紧固部件的轴向前进或后退，实现对紧固部件的紧固或松开。

作为采用此紧固结构的一个示例，刀具架具有通过夹头夹持刀具的刀具架主体和紧固螺母，紧固螺母可转动地装在此刀具架主体上，通过此转动把上述夹头与刀具架主体一起紧固。

采用这样结构的刀具架一般在紧固螺母内周面具有变上述转动为直线运动的螺纹和滚针等。此外在紧固螺母外周面进行滚花加工，而且形成与用于使此紧固螺母转动的扳紧器相配合的凹槽或配合槽，利用使上述扳紧器与紧固螺母的凹槽或配合槽相配合，转动此紧固螺母，用紧固螺母紧固上述刀具架主体，把上述刀具牢固夹持在刀具架主体上。

作为这样的刀具架，例如有实开平5-26208号公报发表的实用新型。此公报发表的刀具架(卡头)是在装在刀具架主体(卡头主体)上的紧固螺母(外套筒)外周面上，没有形成与扳紧器配合的槽或滚花，做成完整的圆筒面，是把完整的圆筒面做成带状扳紧器的带的回卷部分的结构。具有此结构的刀具架由于没有与扳紧器配合的槽，完全不存在刀具架高速转动时像破坏了动平衡那样的情况，所以具有可以提高动平衡，同时使高速转动时不可避免要产生的摩擦风声消失，还可以大幅度减少振动的效果。

可是上述现有的刀具架用扳紧器使紧固螺母转动(紧固)的话，作用有转动力，同时还作用有向径向内侧的拧紧紧固螺母的力，从外周面挤压紧固螺母内周面上的螺纹和滚针。因此此部分的摩擦力增加，难以使紧固螺母转动，降低了可操作性。此外也担心紧固螺母的紧固程度变弱，难以把刀具牢固夹持在刀具架上。

发明内容

本发明是把解决这些问题作为课题，目的是提供一种紧固螺母，在使紧固螺母转动时，能够防止向径向内侧拧紧紧固螺母时的力作用到把转动变为直线运动的、在紧固螺母内周面所形成的螺纹和滚针等转换部上，使转动效率提高，能够使被紧固部件被可靠地紧固。

此外本发明的目的是提供具有这种紧固螺母的刀具架。

再有本发明的目的是提供一种扳紧器，在使紧固螺母转动时，能够防止向径向内侧拧紧紧固螺母时的力作用到上述的转换部上，可以提高紧固螺母的转动效率。

为了达到这些目的，本发明提供一种紧固螺母，可转动地设置在被紧固部件外周面上，同时在内周面上具有把上述转动变为直线运动的转换部，通过直线运动在上述被紧固部件的轴向前进或后退，把此被紧固部件拧紧或松开，把用向内周面的力夹持上述紧固螺母外周面的机件夹持并转动的时候，紧固力传递到上述转换部，在上述紧固螺母外周面对应于上述转换部区域中至少有一部分沿此外周面环状地形成与上述机件不接触的非接触部分。

具有此结构的紧固螺母对应于上述转换部区域中至少有一部分是与上述机件不接触的非接触部分沿外周面成环状。因此使紧固螺母转动时，能够防止向径向内侧拧紧此紧固螺母时的力作用到此非接触区域。结果能提高紧固螺母转动效率，可以可靠地紧固被紧固部件。

例如上述非接触区域可以由凹形环状槽构成。

此外上述非接触区域也可以在与上述转换部对应的整个区域上形成。采用这样的结构可以进一步能提高紧固螺母转动效率，更可靠地紧固被紧固部件。

本发明的紧固螺母在与上述外周面的上述转换部对应的区域之外，也可以设置用于与上述机件接触的接触区域。采用这样的结构在使紧固螺母转动时，由于向径向内侧拧紧此紧固螺母时的力不作用到上述转换部，因此能提高紧固螺母转动效率，可以可靠地紧固被紧固部件。

上述转换部例如也可以由螺纹和装在护圈上的多个滚针构成。

上述被紧固部件可以由刀具架主体构成，刀具架主体能夹持插入刀具夹持部的刀具。用这样的结构，再加上上述的优点，刀具架能够可靠地夹持住插入刀具夹持部的刀具。

本发明是提供一种刀具架，具有刀具架主体和紧固螺母，刀具架主体能夹持住插入刀具夹持部的刀具。通过设在上述刀具架主体外周面的上述紧固螺母的转动，拧紧或松开上述刀具架主体，夹住或松开上述的刀具。

具有这样结构的刀具架在紧固螺母转动时，能够防止向径向内侧紧固此紧固螺母时的力作用在上述非接触区域。因此能提高紧固螺母转动效率，可以可靠地紧固被紧固部件。能牢固地夹持住刀具。

本发明是提供一种扳紧器，可转动地设置在被紧固部件外周面，同时在内周面具有变上述转动为直线运动的转换部，夹持住利用其直线运动拧紧或松开上述被紧固部件的紧固螺母的外周面，用于使紧固螺母转动，在夹持上述紧固螺母外周面的夹持部，对应于上述紧固螺母外周面的上述转换部的区域，使它沿此夹持部环状地形成至少有一部分是不接触的非接触区域。

具有此结构的扳紧器在使紧固螺母转动时，能防止在向径向内侧拧紧紧固螺母时的力作用在与此非接触区域对应的转换部，所以能提高紧固螺母转动效率，可以可靠地紧固被紧固部件。

上述非接触区域例如可以由凹下的环形槽构成。

此外上述非接触区域也可以沿与上述转换部对应的整个区域上形成。采用这样的结构可以进一步能提高紧固螺母转动效率，更可靠地紧固被紧固部件。

此外本发明是提供一种扳紧器，可转动地设置在被紧固部件外周面，同时在内周面具有变上述转动为直线运动的转换部，夹持住利用其直线运动拧紧或松开上述被紧固部件的紧固螺母的外部，用于使紧固螺母转动，夹持住不对应于上述紧固螺母外周面的上述转换部的区域，使紧固螺母转动。

具有此结构的扳紧器在使紧固螺母转动时，由于在向径向内侧拧紧紧固螺母时的力不作用在上述转换部，所以能提高紧固螺母转动效率，可以可靠地紧固被紧固部件。

上述被紧固部件可以由刀具架主体构成，刀具架主体能夹持插入刀具夹持部的刀具。用这样的结构，再加上上述的优点，利用扳紧器使紧固螺母转动时，刀具架能够可靠地夹持住插入刀具夹持部的刀具。

附图说明

图1为本发明实施方式1的刀具架局部断面图。

图2为表示用扳紧器紧固图1刀具架的紧固螺母状态的局部断面图。

图3为表示用扳紧器紧固本发明另一个实施方式的紧固螺母状态的局部断面图。

图4为表示用扳紧器紧固本发明实施方式2刀具架的紧固螺母状态的局部断面图。

图5为沿图4的V-V线的扳紧器局部断面图。

图6为图5的扳紧器局部放大的断面图。

图7为本发明实施方式3的刀具架局部断面图，是表示没有充分拧紧紧固螺母的状态的图示。

图8为本发明实施方式3的刀具架局部断面图，是表示充分拧紧紧固螺母的状态的图示。

具体实施方式

下面参照图对本发明优选的实施方式进行说明。在本实施方式中把刀具架的刀具插入口一侧作为“前端”，把安装在机床主轴的一侧作为“后端”。

(实施方式1)

下面对作为具有实施方式1紧固螺母的被紧固部件的刀具架进行说明。

图1为实施方式1的刀具架局部断面图，图2为表示用扳紧器紧固图1刀具架的紧固螺母状态的局部断面图。

如图1和图2所示，实施方式1的刀具架1其结构由刀具架主体10、夹头30、紧固螺母50构成。刀具架主体10可以夹持未图示的刀具，夹头30插入形成于刀具架主体10内的夹头插入孔11，紧固螺母50可以转动地设置在刀具架主体10外周面，用于拧紧或松开夹持在刀具架主体10上的刀具。

在刀具架主体10的后端一侧形成具有圆锥形的锥柄12，圆锥的形状与未图示的机床主轴的圆锥孔内周面相对应(互补)。在刀具架主体10的大致中央部位，形成连接此锥柄12的法兰14，在它的前端一侧有用于夹持刀具的刀具夹持部13，与法兰14相连。

其结构是，在把锥柄12插入机床主轴的锥形孔中，把刀具架1装在机床主轴上时，法兰14后端一侧端面与机床主轴的端面接触。此外在法兰14外周面形成有众所周知的机床手夹持用槽15，而且在圆周方向180度位置上形成有配合凹下部位16，用于与未图示的机床主轴的配合突起相配合，使刀具架1与机床主轴形成一体转动。

刀具夹持部13内部开出插入夹头30的夹头插入孔11，用于夹持刀具。此外在刀具夹持部13的前端一侧，沿刀具夹持部13的外周面形成有阳螺纹17，与后面讲述的形成于紧固螺母50内周面的阴螺纹51进行螺接。在此刀具夹持部13的外周面可以转动地安装紧固螺母50。

夹头30是圆锥形夹头，在轴向形成有相隔相同角度的多根切槽32。形成有此切槽32的夹头30利用弹性变形形成直径的伸缩，可以松开或夹持刀具柄。夹头30的前端一侧外周面上形成有安装紧固螺母50的锥形部位33，在此锥形部位33的后端一侧，沿外周面形成有与紧固螺母50的配合突起52相配合的的凹下部位34。

紧固螺母50的结构由限位部件54、螺母主体55构成，限位部件54设置在插入刀具架1的夹头30的前端，螺母主体55相对于限位部件54的外周面，通过连接用的球体56可以相对自由转动，把夹头30向内圆周(直径方向内侧)拧紧固定。

限位部件54由设置在刀具架主体10前端一侧的环形部件构成，在它的内周面前端部位形成向前端内径逐渐减小的圆锥面57。在限位部件54的后端，沿内周面向轴心方向形成与夹头30的配合凹下部位34配合的突起部位52。在配合突起52和圆锥面57之间，形成有与夹头30前端一侧的圆锥形部位33接触的圆锥形面58。

在螺母主体55的内周面形成有阴螺纹51，与刀具架主体10外周面前端的阳螺纹14进行螺接。此阴螺纹51与刀具架主体10外周面的阳螺纹17进行螺纹连接，使螺母主体55转动，把此转动变成直线运动，使螺母主体55相对于刀具架主体10的轴向移动。此螺母主体55通过转动沿它的轴向挤压限位部件54和夹头插入孔11，这样夹头30同样也在半径方向被压缩而使刀具固定。在螺母主体55外周面，在对应于阴螺纹51的整个区域上，沿外周面形成有凹下的环形槽59。如图2所示，此环形槽59用扳紧器100使紧固螺母50转动时，形成与扳紧器100的夹持部101不接触的非接触区域。另一方面此环形槽59的两侧(前端侧和后端侧)在用扳紧器100使紧固螺母50转动时，成为与扳紧器100的夹持部分101接触的接触区域60A和60B。

在图2中标号102为放置斜楔件103的支撑件，有放置斜楔件103的间隙区域和斜楔件区域。斜楔件103通过向扳紧器100的一个方向转动，而处于斜楔件区域，在紧固螺母50外周面和上述斜楔件区域的壁之间成咬入的结构，通过此动作使紧固螺母50转动。此外扳紧器100通过向与上述一个方向相反的方向转动，变成移动到间隙区域的结构。

此外作为扳紧器也可以使用例如特开平7-68473号等公报中记载的现有的结构。

要把刀具插入具有此种结构的刀具架10中，要从夹持在刀具架10中的夹头30的前端一侧把未图示的刀具柄插入。其次利用扳紧器100使螺母主体55转动，使限位部件54向夹头30一侧移动。利用此动作夹头30的圆锥形部位33和紧固螺母50的限位部件54的圆锥面58滑动接触，夹头30的外周面与刀具架主体10的夹头插入孔11的内周面滑动接触，夹头30在减小直径方向发生弹性变形，开始紧固刀具柄。

其中螺母主体55利用扳紧器100转动的话，同时受到回转力和向径向内侧的紧固力。此时在对应于螺母主体55的阴螺纹51外周面的整个区域上，由于形成有上述环形槽59，此部分不与扳紧器100接触。因此能够防止从扳紧器100向径向内侧紧固的力作用到螺母主体55的阴螺纹51部分。结果使紧固螺母50的转动效率提高，能通过夹头30可靠地把刀具紧固在刀具架主体10上。

用扳紧器100使紧固螺母50的螺母主体55向与上述相反的方向转动，松弛紧固螺母50，从刀具架主体10取出刀具时，同样也能防止从扳紧器100向径向内侧紧固的力作用到紧固螺母50的阴螺纹51部分。

在实施方式1中虽然对与螺母主体55外周面的阴螺纹51相对应的整个区域形成有环形槽59的情况进行了说明，并不限于此，沿外周面至少在部分与形成有阴螺纹51区域对应的螺母主体外周面上，形成环形槽59就可以。

如图3所示，在紧固螺母50的螺母主体55外周面不设环形槽59，也可以使用仅设有接触区域60A接触宽度的扳紧器110。也就是说此扳紧器110是夹持紧固螺母50外周面对应于没有阴螺纹51的区域，使紧固螺母50转动。也可以用扳紧器110夹持接触区域60B。

如图3所示，标号112为放置斜楔件113的支撑件，有放置斜楔件113的间隙区域和斜楔件区域。斜楔件113通过向扳紧器100的一个方向转动，而处于斜楔件区域，在紧固螺母50的外周面和上述斜楔件区域的壁之间成咬入的结构，此外扳紧器110通过向与上述一个方向相反的方向转动，形成移动到间隙区域的结构。

此种情况也与上述情况相同，扳紧器100在与螺母主体55的阴螺纹51对应的外周面整个区域上不接触。因此能够防止从扳紧器100向径向内侧紧固的力作用到螺母主体55的阴螺纹51部分。使紧固螺母50的转动效率提高，能通过夹头30可靠地把刀具紧固在刀具架主体10上。

此外在实施方式1中虽然对把夹头30插入刀具架10的情况进行了说明，并不限于此，当然也可以采用把刀具直接插入刀具架10的刀具插入孔中，用紧固螺母50紧固刀具架10的形式等各种形式的刀具架。

在实施方式1中虽然对作为被紧固部件使用刀具架的情况进行了说明，并不限于此，把紧固螺母装在被紧固部件外周面，采用通过使此紧固螺母转动，紧固上述被紧固部件的结构的话，能够任意选择被紧固部件。

(实施方式2)

下面参照图对本发明的实施方式2的扳紧器进行说明。

图4为表示用扳紧器紧固刀具架的紧固螺母状态的局部断面图。

图5为沿图4的V-V线的扳紧器局部断面图。图6为图5的扳紧器局部放大的断面图。

实施方式2中使用的紧固螺母150是装在现有刀具架上的现有的紧固螺母，像在实施方式1中说明的那样，它的外周面没有环形槽59。

如图4～图6所示，实施方式2的扳紧器120是由扳紧器主体125、手柄126构成，扳紧器主体125具有比紧固螺母150外径大一些的内径，可以插入紧固螺母150的断面为圆形的开口124；手柄126设置成与此扳紧器125形成一体。在此开口124内周面127圆周方向两侧，相隔一定间隔并排设置后面要介绍的斜楔机构。此间隔与形成于紧固螺母150内周面的阴螺纹对应的整个区域相当，构成上述的非接触区域122。

上述斜楔机构其结构包括有内环状的护圈128、弹簧131、盖132、圆筒形斜楔部件130。护圈128设置在扳紧器主体125内周面127上，在它的圆周方向上可以转动；弹簧131对此护圈128在一周方向上赋势；盖132压住此弹簧131；斜楔部件130分别放在护圈128上的多条收容槽129中。

形成于护圈128上的收容槽129的结构是能使斜楔部件130转动，而且在圆周方向不能移动，在圆周方向以适当的间隔形成有多条。利用此机构使多个斜楔部件130与护圈128形成一体，在圆周方向移动。

此外在扳紧器主体125内周面127形成有槽133，此槽133由间隙区域134和斜楔区域135组成。标号136为防止斜楔部件130从间隙区域134移动到顺时针方向一侧的斜楔区域135的限位器，利用它能够确保斜楔部件130仅在间隙区域134和反时针方向一侧的斜楔区域135之间移动。

弹簧131大体为圆环形，一端嵌入形成于护圈128上表面的卡槽(未图示)，另一端嵌入形成于上述盖132的卡槽(未图示)。采用这样的结构，平时护圈128处于斜楔部件130从间隙区域134向将移动到斜楔区域135方的方向赋势。

具有此结构的扳紧器120仅在一个方向转动时与紧固螺母150锁住，使紧固螺母150转动。此时上述的斜楔机构由于相互间以一定的间隔(非接触区域122)被设置在开口124内周面127圆周方向两侧，用扳紧器120使紧固螺母150转动时，扳紧器120不与对应于螺母主体55阴螺纹51的外周面接触。因此能够防止从扳紧器120向径向内侧紧固的力作用到螺母主体55的阴螺纹51部分。其结果使紧固螺母150的转动效率提高，能通过夹头30可靠地把刀具紧固在刀具架主体10上。

在实施方式2中，虽然对在扳紧器120内周面127上对应于紧固螺母150阴螺纹51的整个区域相当的部分形成非接触区域的情况进行了说明，并不限于此，也可以是至少有一部分对应于形成阴螺纹51的区域沿它的内周面形成环形非接触区域122。

此外在实施方式2中，虽然对具有用斜楔部件130锁定紧固螺母150外周面结构的扳紧器120进行了说明，并不限于此，夹持紧固螺母150外周面的夹持部分只要具有至少与一部分对应于紧固螺母150的阴螺纹51的区域不接触的非接触区域，形成其他的结构也可以。

此外在实施方式2中，虽然对紧固刀具架的紧固螺母(使其转动)的扳紧器进行了说明，并不限于此，本发明的扳紧器可以使可以转动地装在任何被紧固部件上的紧固螺母转动。

(实施方式3)

下面对具有本发明实施方式3具备紧固螺母的被紧固部件的刀具架进行说明。

图7为本发明实施方式3的刀具架局部断面图，是表示没有充分拧紧紧固螺母的状态的图示。图8为本发明实施方式3的刀具架局部断面图，是表示充分拧紧紧固螺母的状态的图示。

在实施方式3中，与在实施方式1中说明的刀具架相同的部件采用相同的标号，省略了对它的详细说明。

如图7和图8所示，实施方式3的刀具架2与实施方式1刀具架1的不同点是形成于刀具架主体20的前端一侧的刀具夹持部23的结构，以及紧固螺母70的结构。

刀具夹持部23内部具有刀具插入孔21，其外周面具有向前端直径逐渐有一些变小的圆锥形状。此刀具夹持部23外周面上装有紧固螺母70，通过螺旋形公转的多根滚针71可以转动。

紧固螺母70由可自由转动夹持的螺母主体75、组装在螺母主体75和刀具架主体20的刀具夹持部23之间的多根滚针71组成。

其结构上为各滚针71的轴线相对于刀具夹持部23的轴线有一些倾斜。此滚针71使螺母主体75转动，变此转动为直线运动，使螺母主体75相对于刀具架主体20轴的方向移动。此螺母主体75利用转动沿其半径方向挤压刀具架主体20，以此收缩刀具插入孔21的直径来固定刀具。

在螺母主体75的外周面，在与滚针71对应的整个区域的更靠近后端一侧，用扳紧器100使紧固螺母70转动时，沿外周面形成扳紧器100的夹持部101接触的接触区域60C。而在实施方式3中，螺母主体75的外周面与滚针71对应的整个区域为扳紧器100不接触的非接触区域。

要把刀具插入具有此结构的刀具架20，是把未图示的刀具柄从形成于刀具架20上的刀具插入孔21的前端一侧插入。然后用扳紧器100转动螺母主体75。用扳紧器100使螺母主体75一转动，螺母主体75就受到回转力，同时也受到向径向内侧的紧固力。此时在与滚针71对应的外周面整个区域，由于不与扳紧器100接触，在此部分没有作用从扳紧器100向径向内侧的紧固力。通过螺母主体75相对于刀具架主体20的轴向的移动，即使相对于刀具架主体20的滚针71的位置也移动，由于接触区域60C形成在螺母主体75的滚针71的更靠近后端一侧，不会造成螺母主体75转动的障碍。结果使紧固螺母70的转动效率提高，能可靠地把刀具紧固在刀具架主体20上。

利用扳紧器100使紧固螺母70的螺母主体75向与上述相反的方向转动，松开紧固螺母70，把刀具从刀具架主体20取出时也一样，由于从扳紧器向径向内侧的紧固力不作用在滚针71上，能得到与上述相同的效果。

在实施方式3中，虽然对螺母主体75外周面与滚针71对应的整个区域上，形成扳紧器100不接触的非接触区域的情况进行了说明，并不限于此，也可以是至少有一部分对应于滚针71区域的螺母主体75外周面形成沿它的外周面的环形非接触区域。

在实施方式3中，虽然对紧固部件是使用刀具架的情况进行了说明，并不限于此，采用把紧固螺母装在被紧固部件外周面，通过使此紧固螺母转动，只要具备紧固上述被紧固部件的结构，被紧固部件可任意选择。

如以上说明所述，本发明紧固螺母在使它转动时，能够防止向径向内侧的紧固力作用到形成于紧固螺母内周面上的变转动为直线运动的转换部上。结果使紧固螺母的转动效率提高，能可靠地紧固把被紧固部件。

本发明的刀具架在使紧固螺母转动时，能够防止向径向内侧的紧固力作用到形成于紧固螺母内周面上的变转动为直线运动的转换部上。结果使紧固螺母的转动效率提高，能可靠地紧固把被紧固部件。

本发明的扳紧器在使紧固螺母转动时，能够防止向径向内侧的紧固力作用到紧固螺母的转换部上。结果使紧固螺母的转动效率提高，能可靠地紧固把被紧固部件。

Claims (4)

1.一种用于紧固或松开被紧固部件的紧固螺母，

可转动地设置在上述被紧固部件外周面，同时在上述紧固螺母的内周面具有将上述转动转换为直线运动的转换部，

利用此直线运动在上述被紧固部件的轴向前进或后退，

被用向上述紧固螺母的内周面的力夹持上述紧固螺母外周面的机件夹持住并转动的时候，紧固力传递到上述转换部，

在上述紧固螺母外周面与上述转换部对应的整个区域上，沿此外周面环状地形成与上述机件不接触的非接触区域，上述非接触区域由凹下的环形槽构成，

在上述紧固螺母外周面的不与上述转换部对应的区域，设置用于与上述机件接触的接触区域，

被上述机件夹持的部分是圆筒状，上述非接触区域是圆筒状。

2.一种刀具架，具有可以夹持插入刀具夹持部的刀具的刀具架主体和如权利要求1所述的紧固螺母，

通过装在上述刀具架主体外周面的上述紧固螺母的转动，紧固或松开上述刀具架，夹持或松开上述刀具。

3.一种扳紧器，用于夹持住紧固螺母外周面，使该紧固螺母转动，上述紧固螺母可转动地设置在被紧固部件外周面，同时上述紧固螺母的内周面具有将上述转动转换为直线运动的转换部，通过所述直线运动进行上述被紧固部件的紧固或松开，

在夹持住上述紧固螺母外周面的夹持部上，沿此夹持部环状地形成与上述紧固螺母外周面对应于上述转换部的整个区域不接触的非接触区域，上述非接触区域由凹下的环形槽构成。

4.如权利要求3所述的扳紧器，其特征为：上述被紧固部件由可以夹持住插入刀具夹持部中的刀具的刀具架主体构成。

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