JP2001239572A - 嵌込み遮蔽エレメント - Google Patents

嵌込み遮蔽エレメント

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車のエンジン及び/又は排気系を遮蔽す
るためのエレメントとして、比較的簡単安価に製造可能
で、比較的容易に自動車内に組付け可能な嵌込み遮蔽エ
レメントを提供する。 【解決手段】 自動車のエンジン及び/又は排気系を遮
蔽する例えば自動車用底部覆床板としての熱可塑性プラ
スチック製の板状自立剛性部材としての吸音性を有する
新規な嵌込み遮蔽エレメント。少なくとも一部で容器本
体として構成されており、容器本体には少なくとも部分
的に発泡熱可塑性プラスチック吸音材が充填されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、嵌込み遮蔽エレメ
ント、特に自動車のエンジン音又は排気音をキャビンに
対して遮音するための遮蔽エレメントに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】最近の自動車では、相応の嵌込み内張部
材、特に吸音材を用いたエンジンルームの内張によっ
て、エンジンや排気系から生じる音を乗員キャビン内に
対して遮音低減する努力が図られている。例えば、ドイ
ツ公開特許第19848679号公報には、このような
目的で使用する独立発泡フォーム又は不織布からなる遮
音エレメントが開示されており、この遮音エレメントは
不織布からなる積層構造体とフィルム層からなる外被と
を特徴としている。ドイツ公開特許第19848677
号公報にも類似の遮音エレメントが開示されている。こ
れらは、三次元編織布、二次元編織布、フィルム及び/
又はフォームの比較的複雑な複合体によって構成されて
いる。
【0003】更に、ドイツ特許第2515127号公報
には、いわゆる空洞共振器を有する吸音板が開示されて
いる。そこに述べられている吸音板は、一定の横断面形
状と異なる長さとを有する複数の隣接した空洞共振器群
を備えており、一連に並んだ音響的開口端が空洞共振器
の音響導入開口を形成している。この空洞共振器は、一
般に極力効率的な吸音を図るために比較的複雑な内部構
造を有する要素として構成されており、それに応じて管
状素材からこのような吸音構造を製造することにも手間
を要する結果となっている。
【0004】ドイツ公開特許第19730922号公報
には、縦軸が交差又は互いに斜めに延在する管状エレメ
ントを有する同様の用途の吸音器が開示されている。こ
の吸音器は、エンジン取付部材、ワイヤハウジング、排
気管の尾端部、或いはエンジン空気取入機構の一部とし
て構成することが可能である。この吸音器をエンジンフ
ードの下面に配置することも提案されている。空洞共振
器を備えた前述吸音器と同様に、この種の吸音器の動作
形態にとっては吸音器が音響透過性で且つ空気通過性で
あることが重要である。この目的で推奨される形態は、
例えば音響透過性及び/又は空気透過性の織物や編物か
らなる袋の内部に管状エレメントを緩く充填することで
あるが、このような吸音器の製造はやはり比較的手間の
かかるものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、自動
車のエンジン及び/又は排気系を遮蔽するためのエレメ
ントとして、比較的簡単安価に製造可能で、比較的容易
に自動車内に組付け可能な嵌込み遮蔽エレメントを提供
することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、自動車のエン
ジン及び/又は排気系を遮蔽する吸音性の嵌込み遮蔽エ
レメントを提供するものであり、特に、少なくとも一部
が空所キャビティを形成する容器本体として構成された
熱可塑性プラスチック製のほぼ板状の自立剛性部材から
なり、前記空所キャビティ内には少なくとも部分的に発
泡熱可塑性プラスチックからなる吸音材が配置されてい
ることを特徴とする嵌込み遮蔽エレメントによって前述
の課題を解決するものである。
【0007】本発明による嵌込み遮蔽エレメントは、例
えばポリプロピレン又はガラス繊維強化ポリプロピレン
から比較的簡単に製造することができ、これらの材料は
比較的耐熱性でもあるので、本発明による嵌込み遮蔽エ
レメントは場合によっては熱遮蔽部材として利用するこ
とも可能である。
【0008】本発明による嵌込み遮蔽エレメントは、例
えば通常の押出ブロー成形によって製造可能である。吸
音材として発泡済みの熱可塑性プラスチック材を用いる
場合は、該プラスチック材はブロー成形工程中に空所キ
ャビティ内に導入することができ、或いはブロー成形工
程の後にキャビティに導入することもできる。
【0009】本発明による嵌込み遮蔽エレメントの特に
好ましい一実施形態では、成形された遮蔽エレメントの
容器本体内に画定された空所キャビティに未発泡プラス
チックビーズの形態の発泡性熱可塑性プラスチック材を
導入し、これらのビーズを加圧下に空所キャビティ内で
発泡させて体積増大させることで吸音材としている。こ
の場合、まず始めに通常の如くブロー成形法で嵌込み遮
蔽エレメントの外形が成形されるが、このブロー成形に
おけるパリソンの膨張行程が終了した後に、或いは場合
によっては膨張行程の最終段階中から、未だブロー金型
内にあるエレメントの容器本体内に発泡性の多数のプラ
スチックビーズを吹込又は注入すればよい。このビーズ
の導入の開始は実質的に容器本体内の圧力条件に依存し
て決めることができる。一般的な成形条件でパリソンを
膨張させた場合に容器本体内の圧力は例えば10〜12
bar程度となるが、ビーズの導入に際しては予めブロ
ー圧力を下げるのが望ましく、次いで比較的低い圧力、
例えば2〜4barの動作圧力でビーズを容器本体内の
キャビティに吹き込むとよい。
【0010】好ましくは独立発泡性プラスチックからな
るこれらの小さなプラスチックビーズは、予め加圧状態
下に置かれて著しく体積が縮小されている。上述のよう
な圧力状態下にあるブロー金型内の容器本体にこれらの
プラスチックビーズを導入して可能な限り一杯に充填
し、容器本体のキャビティ内の圧力を除去して大気圧に
戻すと、プラスチックビーズに作用していた圧力による
応力が無くなるので、ビーズが直ちに相応の膨張を起こ
して発泡により体積を増大し、これにより容器本体内に
画定されているキャビティのうち未充填の領域もプラス
チックビーズの発泡体で満たされることになる。ここ
で、プラスチックビーズの体積増大により、容器本体が
或る大きさの内部過剰圧力の作用を持続的に受ける事態
を生じることがあるが、これは何ら問題となることはな
く、むしろこのことによってプラスチックビーズを相互
に融着又はその他の方法で接合させる操作が無用とな
り、容器本体の内部に密閉された一様な発泡体の充填状
態を得ることができることは注目すべきことである。ま
た、特にプラスチックビーズと遮蔽エレメントの表面材
料とが同一又は相溶性をもつプラスチックからなる場合
は、容器本体の空所キャビティを画定する内壁面に対し
てプラスチックビーズを融着させることも可能となる。
この場合の一つの選択肢としては、例えばプラスチック
ビーズにポリプロピレン製のものを用いることが考えら
れる。このようにして充填された遮蔽エレメントの空所
キャビティは優れた消音特性を発揮する。
【0011】本発明の別の好適な実施形態によれば、容
器本体の空所キャビティはほぼ箱状に形成された複数の
部分容積部に区画されており、その最適な形状構造によ
って遮蔽エレメントに所要の固有の剛性を付与可能とし
ている。
【0012】本発明の更に別の好適な実施形態によれ
ば、遮蔽エレメントの押出ブロー成形による製造を容易
とし、同時にブロー成形において最少数の膨張用ブロー
ホールで構造各部の膨張を極力均一にするために、容器
本体内の空所キャビティの各部分容積部は適切な通路に
より互いに連通されている。
【0013】ほぼ箱状に形成された空所キャビティの少
なくとも一部は、それよりも小容積の複数の補剛キャビ
ティによって縁取りしておくことが望ましく、これら補
剛キャビティの深さは箱状の空所キャビティの深さより
も浅くすることが好ましい。これらの補剛キャビティに
も発泡熱可塑性プラスチックを充填しておくことができ
ることは述べるまでもない。
【0014】また、各補剛キャビティの間に、遮蔽エレ
メント構成部材の壁部の溶着によって形成して補強リブ
を設けておくことも好ましいことである。
【0015】本発明の更に別の好適な実施形態によれ
ば、遮蔽エレメントは周縁に延在する境界領域を備えて
おり、この領域内で遮蔽エレメント構成部材の壁部が平
面状に圧着又は溶着されている。これにより、ブロー成
形時に従来の意味における溶接シームの形成が不要とな
る。その結果、容器本体の成形に際して本発明の遮蔽エ
レメントの成形工程に用いる成形金型に与える型締力
は、従来の類似の遮蔽エレメントを押出ブロー成形で成
形する場合に比べて小さくて済み、単に成形部材の縁を
食切るに必要なだけの型締力でよい。
【0016】本発明による嵌込み遮蔽エレメントの幾何
学的形状によって達成される固有の剛性は、この遮蔽エ
レメントを自動車ボディの底部床板に嵌込み可能な底部
覆床板として構成することを可能にするものである。こ
のように構成された底部覆床板は優れた遮音性能を保証
するだけでなく、この覆床板を装備した自動車の空力的
効力係数(CD値)を著しく向上することにも寄与す
る。これは、路面に対向して開口したエンジンルーム内
や車両底面下の露出部品における空気の擾乱が覆床板に
よってかなり有効に低減されるからである。このような
空気の擾乱も騒音の増加をもたらすが、この騒音はCD
値の向上により減少可能である。
【0017】本発明の更に別の好適な実施形態によれ
ば、嵌込み遮蔽エレメントは少なくとも片側、即ち車両
ボディに向き合う側の外面形状が空所キャビティの配置
によって自動車の底部床面形状にほぼ一致した形状を有
している。更に好ましくは、例えばオイルクーラ等に対
する空気流を与えるために遮蔽エレメントに少なくとも
1つの空気通路を貫設するとよい。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明を図示の実施例に基づいて
詳述すれば以下の通りである。
【0019】図1に示すように、本実施例に係る嵌込み
遮蔽エレメント1は、自動車のエンジン及び/又は排気
系を少なくとも部分的に遮蔽してキャビン内への騒音浸
入を防止するための自動車用底部覆床板として構成され
ている。自動車の他の箇所、例えばエンジンルームと車
室との間、或いはエンジンフードの下面にも同様の嵌込
み遮蔽エレメントを設けておくことができることは勿論
であるが、図示の実施例による遮蔽エレメント1は遮音
と同時に自動車のCD値向上にも寄与する。以下に述べ
る遮蔽エレメント1の幾何学的形状寸法は単なる一例で
あり、使用目的に応じて任意に造形可能であることは述
べるまでもない。
【0020】この嵌込み遮蔽エレメント1は、熱可塑性
プラスチック、好ましくは5〜15%のガラス繊維を混
入したガラス繊維強化ポリプロピレンからなるほぼ板状
の自立剛性部材として構成されている。本発明で云う自
立剛性を有する部材とは、付加的支援または安定化手段
を必要とすることなく例えば自己支持式に自動車の底部
床面に取付けるのに必要な固有の剛性を有する部材を意
味する。
【0021】図1及び図2を併せて参照すると容易に理
解されるように、この遮蔽エレメント1は通路3を介し
て相互に連通した複数の空所キャビティ2を有する二重
壁部材として構成されている。空所キャビティ2は、容
器本体を構成する遮蔽エレメント1内で複数の部分容積
部を形成しており、ほぼ箱状に形成された空所キャビテ
ィ2aは、自動車底部床面に向き合う側の遮蔽エレメン
ト1の外面形状を実質的に定めている。図示の実施例で
は、取付状態で自動車底部床面から外側に向く面の側で
は遮蔽エレメントは滑らかな形状に構成されている。
【0022】ほぼ箱状の空所キャビティ2aには、どれ
も例外なく比較的低密度のポリプロピレンからなる微小
ビーズ形態の独立発泡フォームが充填されている。この
フォームの密度は、遮蔽エレメント1に要求される遮音
性に応じて選定されており、例えば20〜30g/L程
度でよい。
【0023】ほぼ箱状の空所キャビティ2aは、それよ
り小容積の補剛キャビティ2bによって縁取りされてお
り、これらの補剛キャビティの高さは、例えば遮蔽エレ
メント1の壁部の厚さが約1mmの場合は1〜3mm程
度であり、その深さは空所キャビティ2aより浅い。補
剛キャビティ2bにも必要に応じて微小ビーズ形態の熱
可塑性プラスチックフォームを充填可能であり、この場
合の充填量はビーズを装入する際の圧力に応じて増減可
能である。各空所キャビティ2aに微小ビーズを隙間な
く充填することを確実にするために、これらの空所キャ
ビティ2aは通路3により互いに連通されている。通路
3の高さは3mmよりもかなり高く、場合によっては箱
状の空所キャビティ2aの高さと同等としてもよい。箱
状の空所キャビティ2aの高さは、遮蔽エレメントが装
着される自動車底部床面の外面形状に応じて約30〜約
100mmの間で変えることができる。
【0024】遮蔽エレメントを構成する壁部はエレメン
ト周縁に延在する境界領域で厚さ方向に圧着又は溶着さ
れており、これにより例えば図1に示すような約3〜1
0mmの幅の平らな周縁部4が形成されている。同様の
圧着溶着箇所が遮蔽エレメント1を自動車底部床面に固
定するための取付孔5の部分にも形成されている。
【0025】図1及び2における符号6はブロー成形時
の膨張用ブローホールの孔跡で、ブロー成形に際して
は、以下に述べるように遮蔽エレメントの成形プロセス
の初期段階に形成されるパリソンを膨張させて拡げるた
めに直径約2〜8mmの少なくとも1本の吹込ニードル
が上記ブローホールを介して挿入される。
【0026】図1及び2における符号7は微小ビーズを
導入するための充填孔であり、各箱状空所キャビティ2
aにそれぞれ形成される。
【0027】最後に、遮蔽エレメント1は少なくとも1
つの空気通路8を備えており、この空気通路は遮蔽エレ
メント1を完全に貫通し、例えばラジエータまたはオイ
ルクーラ等の給気を要する部品に空気流を供給するのに
利用される。
【0028】尚、遮蔽エレメント1の壁部は取付孔5の
領域および周縁領域で厚さ方向に圧着溶着されて一体剛
性化されているが、同様の圧着溶着部を補強の目的で遮
蔽エレメントの任意の局所領域に設けておいてもよいこ
とは述べるまでもない。
【0029】次に図3に示す製造装置10を参照して本
発明による嵌込み遮蔽エレメント1を製造するための方
法の一例を以下に説明する。
【0030】図3に示した製造装置10は、チューブ状
のパリソン12を成型する押出ユニット14を備えてい
る。尚、図3では押出ユニットについては押出ヘッド1
6と2つの押出機18、20を略示するにとどめてあ
る。2つの押出機を使用することで、2層ラミネート壁
構造のパリソン12を製造可能となっている。当業者に
は自明のことであるが、押出ユニット14の構成によっ
ては3層以上のラミネート壁構造のパリソンを製造する
こともできる。
【0031】ブロー金型22は2つの部分金型22a,
22bからなり、図示の実施例ではこれら部分金型が押
出ヘッド16の下方に配置され、押出ヘッド16から押
出されて垂下するパリソン12を両部分金型の間に受け
入れることができるようになっている。図3では部分金
型22a,22bは開放位置にあり、この位置から互い
に接近して閉位置となる。
【0032】ブロー金型22の部分金型22a,22b
はそれぞれ保持板24によって担持されており、このブ
ロー金型から距離を置いてプラスチックビーズ用貯蔵容
器25が配置されている。プラスチックビーズはこの貯
蔵容器から通常の移送装置26で管路28を介してその
隣にある中間容器30内に移送される。この中間容器は
貯蔵容器25と同様に常圧(大気圧)のもとにある。
【0033】中間容器30には圧力容器32がポンプ3
4を介して接続されている。このポンプは、プラスチッ
クビーズを中間容器30から圧力容器32内に移送し、
同時に圧力容器内を加圧状態に維持する。加圧状態の圧
力は例えば2barとすることができ、いずれにしても
ブロー金型の内圧、即ち、ブロー金型の内部でパリソン
12の膨張によって生じた内圧よりも高圧とする。圧力
容器32には、2つの弁38,40を備えた管路、即ち
チューブ管37が接続されている。チューブ管37の末
端52はブロー金型の一方の部分金型22bの内部に達
しており、この末端52は金型22内でパリソン12か
ら製造されるべき遮蔽エレメントの容器本体内の空所を
管路37及び圧力容器32に連通可能としている。
【0034】既に述べたように、遮蔽エレメントの容器
本体は以下のようにしてほぼ板状の形状に成型される。
すなわち、まずパリソン12として押出ヘッド16から
チューブが押出され、図示しない2本のマンドレルバー
が下方からパリソン内に挿入される。これらのマンドレ
ルバーはブロー金型22の分割面に対してほぼ平行な方
向で互いに離反するように移動し、その際にチューブを
拡げて扁平状にする。このとき既に通常の方法で押出ヘ
ッド16からパリソン12内に支持用空気が導入されて
いる。次いでブロー金型22が閉じられ、拡げられたパ
リソン12の全周縁又はほぼ全周縁に沿って過剰材料が
食切られる。この場合、両マンドレルバーは金型キャビ
ティの輪郭、したがって金型キャビティの縁を境界付け
るために各部分金型に設けられた食切り刃の外側に位置
している。
【0035】部分金型22a,22bが閉位置に移動し
てブロー金型が閉じたのち、吹込空気が吹込マンドレル
42を通してパリソン内に導入されることによってパリ
ソン12が膨張される。金型キャビティは部分金型22
a,22bの各キャビティ44a,44bで形成される
が、この金型キャビティの輪郭によって金型の閉鎖時に
形成される容器本体の輪郭形状が決定される。吹込空気
42の導入は、場合によっては既にブロー金型22を閉
じつつある間に行うことができる。但し、これらの手順
はブロー成形技術分野の当業者には周知のことである。
パリソン12を製造するための押出技術についても同様
である。尚、このような手順で自動車用バンパーの形態
の容器本体を製造するための方法は既にドイツ特許第1
9930903号公報に開示されており、ここではその
全内容を参考に挙げておく。
【0036】部分金型22bは、キャビティ44a,4
4bの開口面と直交する方向、即ちその中にある容器本
体成型品に対して直角に当接可能な複数の中空ニードル
48を備え、これら中空ニードルはキャビティ44bの
底面からキャビティ内に突出しており、遅くともパリソ
ンの膨張時には箱状空所キャビティ2a(図1)の領域
で中空ニードル48がパリソンの壁に突き刺さるように
なっている。中空ニードル48はそれぞれ弁50を介し
て図示しない負圧源に接続されている。
【0037】工程を詳細に述べると、ブロー金型の型締
後、パリソン12は膨張されて遮蔽エレメントの容器本
体形状に成形される。容器本体内の内圧は膨張工程の間
は例えば10barであるが、この内圧は膨張工程の終
了と同時またはその直後に下げられる。これは、吹込ノ
ズル42又はこれに設けられる通気孔を介して行われる
が、場合によっては中空ニードル48を介しても行われ
る。尚、中空ニードル48に付属する弁50は膨張工程
中は閉じられている。容器本体内の内圧の減圧の程度
は、プラスチックビーズを圧力容器32から容器本体の
空所キャビティ内に導入する際の圧力にほぼ依存してい
る。いずれにしても、圧力容器32内の圧力が最も高く
なければならず、圧力容器32内の圧力と容器本体の空
所キャビティ内の圧力との間の圧力差が増加するに従
い、プラスチックビーズが空所キャビティ内に搬送され
る速度も増加する。容器本体の空所キャビティ内の圧
力、従ってブロー金型22内の圧力は、プラスチックビ
ーズが常圧時の体積を減少させながら一定の圧縮を受け
るのに十分な大きさでなければならない。以上の操作の
後に遮蔽エレメントの箱状の各空所キャビティ2aが同
時又は特定の順序でプラスチックビーズで充填され、場
合によっては圧力容器32内の圧力に依存して補剛キャ
ビティ2bも同様にプラスチックビーズで充填される。
【0038】以上の充填工程が終了するまで容器本体内
はプラスチックビーズを圧縮状態で保持するのに充分な
加圧状態に維持され、充填工程の終了後に容器本体の空
所キャビティ内が外部圧力に開放されるとプラスチック
ビーズが短時間のうちに膨張する。
【0039】以上述べた方法自体は本発明の対象外であ
る。しかしながら、ここで更に付言するならば、容器本
体内にある充填材は、内外圧力の均圧化の後に個々のプ
ラスチックビーズの体積増加によって凝縮一体化作用を
受け、これによって均一な組織のフォームが得られる
が、このフォーム組織中の個々の粒子は互いに結合して
いるわけではない。
【0040】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明による嵌込
み遮蔽エレメントは製造に特別な手法を要することなく
通常のブロー成形及び発泡樹脂充填技術で容易に製造で
き、対象物への取付も単純なビス止めで可能であるな
ど、自動車吸音部材として顕著な効果を奏するものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】自動車用底部覆床板として構成した場合の本発
明による嵌込み遮蔽エレメントを自動車ボディ床板に向
き合う側から示した平面図である。
【図2】図1の遮蔽エレメントの右側面図である。
【図3】本発明による遮蔽エレメントの成形及び吸音材
充填を行う製造装置をブロー金型が開いている状態で略
示した説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨルグ バンテル ドイツ連邦共和国 51491 オーベラート、 レーイェンハウス 21

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自動車のエンジン及び/又は排気系を遮
    蔽する吸音性の嵌込み遮蔽エレメント(1)であって、
    少なくとも部分的に空所キャビティを形成する容器本体
    として構成された熱可塑性プラスチック製のほぼ板状の
    自立剛性部材からなり、前記空所キャビティ内には少な
    くとも部分的に発泡熱可塑性プラスチックからなる吸音
    材が配置されていることを特徴とする嵌込み遮蔽エレメ
    ント。
  2. 【請求項2】 自立剛性部材が押出ブロー成形によって
    得られたものであることを特徴とする請求項1に記載の
    嵌込み遮蔽エレメント。
  3. 【請求項3】 吸音材が、容器本体内の空所キャビティ
    に導入した発泡性熱可塑性プラスチックビーズを加圧下
    に発泡させて体積増大させてなるものからなることを特
    徴とする請求項1又は2に記載の嵌込み遮蔽エレメン
    ト。
  4. 【請求項4】 容器本体内の空所キャビティが、ほぼ箱
    状に形成された複数の部分容積部に区画されていること
    を特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の嵌込
    み遮蔽エレメント。
  5. 【請求項5】 空所キャビティの部分容積部が通路
    (3)を介して相互に連通していることを特徴とする請
    求項4に記載の嵌込み遮蔽エレメント。
  6. 【請求項6】 空所キャビティの箱状の部分容積部(2
    a)の少なくとも一部が該部分容積部(2a)の深さよ
    りも浅い小容積の補剛キャビティ(2b)によって縁取
    りされていることを特徴とする請求項4又は5に記載の
    嵌込み遮蔽エレメント。
  7. 【請求項7】 補剛キャビティ(2b)同士の間に遮蔽
    エレメント構成部材の壁部同士の溶着で形成された補強
    リブが設けられていることを特徴とする請求項1〜6の
    いずれか1項に記載の嵌込み遮蔽エレメント。
  8. 【請求項8】 周縁に延在する境界領域で遮蔽エレメン
    ト構成部材の壁部が平面状に圧着又は溶着されているこ
    とを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の嵌
    込み遮蔽エレメント。
  9. 【請求項9】 自動車用底部覆床板として構成されてい
    ることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載
    の嵌込み遮蔽エレメント。
  10. 【請求項10】 少なくとも片側の外面形状が前記空所
    キャビティの配置によって自動車の底部床面形状にほぼ
    一致した形状を有していることを特徴とする請求項9に
    記載の嵌込み遮蔽エレメント。
  11. 【請求項11】 少なくとも1つの空気通路(8)が貫
    設されていることを特徴とする請求項1〜10のいずれ
    か1項に記載の嵌込み遮蔽エレメント。
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