JP2008075276A - ガイドロッド付き削孔装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドリルロッド４とこれに平行なガイドロッド５とを備え、削孔済みの先行孔にガイドロッドを挿入した状態で先行孔連続する連続孔を削孔する削孔装置であって、ガイドセル１上のセントラライザ３の前方に突出するドリルロッドの部分に装着したロッドホルダ６にガイドロッド５を挿通支持するものにおいて、別のドリルロッドを用いずに最初の孔の削孔とその後の連続孔の削孔とを行うことができるようにする。
【解決手段】ドリルロッド４は、ドリフタ２に連結されるロッド本体部４１と、ロッド本体部４１の前端に着脱自在に連結されるアダプタロッド部４２とで構成される。アダプタロッド部４２にロッドホルダ６が装着されると共に、ロッド本体部４１の前端にアダプタロッド部４２に代えて削孔用ビットを取付け自在とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ドリルロッドと、ドリルロッドに平行なガイドロッドとを備え、削孔済みの先行孔にガイドロッドを挿入した状態で先行孔に隣接する位置に先行孔に連続する連続孔をドリルロッドで削孔するガイドロッド付き削孔装置に関する。

従来、この種の削孔装置として、ジャンボのブーム等に取付けられるガイドセル上に移動自在に支持されるドリフタと、ドリフタにより回転駆動される、ドリフタの移動方向たる前後方向に長手のドリルロッドと、ガイドセルの前端部に固定した、ドリルロッドを挿通支持するセントラライザと、ドリルロッドに平行な前後方向に長手のガイドロッドとを備え、ドリフタに搭載した油圧シリンダによりガイドロッドをドリルロッドに対し前後方向に進退自在としたものが知られている(例えば、特許文献１参照)。

そして、このものでは、ガイドロッドの前端をドリルロッドの前端よりも前方に位置させた状態で先行孔にガイドロッドを挿入し、次に、ドリフタによりドリルロッドを回転させつつ前進させて、先行孔に隣接する位置に先行孔に連続する連続孔を削孔する。この際、ガイドロッドも先行孔内を前進し、ガイドロッドの案内作用により先行孔と連続孔との平行度が保たれる。

然し、連続孔の削孔が進行して、ドリルロッドの前端とセントラライザとの間の距離が長くなると、ドリルロッドの前端とセントラライザとの間でドリルロッドが湾曲しやすくなり、連続孔の全長に亘って先行孔に対する平行度を確保することは困難になる。

ここで、セントラライザから前方に突出するドリルロッドの部分に、ドリルロッドとガイドロッドとの間に跨る、先行孔及び連続孔の断面積に収まる大きさのロッドホルダを装着して、ロッドホルダにガイドロッドを挿通支持したガイドロッド付き削孔装置も従来知られている（例えば、特許文献２参照）。

このものでは、ドリルロッドの前進に追従してロッドホルダが先行孔及び連続孔内を前進し、ドリルロッドがその前端近傍でロッドホルダとガイドロッドとを介して先行孔に対し所定の位置関係に保持される。従って、連続孔の全長に亘って先行孔に対する平行度を確保することができる。

ところで、連続孔を複数形成する場合は、前回削孔した連続孔を先行孔として、これにガイドロッドを挿入した状態で次の連続孔を削孔するが、最初の孔はガイドロッドを取外した状態で削孔する必要がある。ここで、上記したロッドホルダを備える削孔装置では、ドリルロッドとガイドロッドとがロッドホルダを介して連結されるため、削孔装置からガイドロッドのみを取外すことができない。従って、ロッドホルダが装着されていない単孔用のドリルロッドを用意し、ロッドホルダを装着した連続孔用のドリルロッドをガイドロッドと共に削孔装置から取外した後、単孔用のドリルロッドを削孔装置に取付けて、最初の孔を削孔せざるを得なくなる。このように最初の孔の削孔のためだけに単孔用ドリルロッドを用意することはコスト的に不利であり、単孔用ドリルロッドの置き場所にも困る。
特許第２７６１９５４号公報 特公平６−３１０４号公報

本発明は、以上の点に鑑み、ロッドホルダを具備するにも拘らず、単孔用ドリルロッドを用いずに最初の孔の削孔とその後の連続孔の削孔とを行うことができるようにしたガイドロッド付き削孔装置を提供することをその課題としている。

本発明は、ガイドセル上に移動自在に支持されるドリフタと、ドリフタにより回転駆動される、ドリフタの移動方向たる前後方向に長手のドリルロッドと、ガイドセルの前端部に固定した、ドリルロッドを挿通支持するセントラライザと、ドリルロッドに平行な前後方向に長手のガイドロッドとを備え、削孔済みの先行孔にガイドロッドを挿入した状態で先行孔に隣接する位置に先行孔に連続する連続孔をドリルロッドで削孔するガイドロッド付き削孔装置であって、セントラライザから前方に突出するドリルロッドの部分に、ドリルロッドとガイドロッドとの間に跨る、先行孔及び連続孔の断面積に収まる大きさのロッドホルダが装着され、ロッドホルダにガイドロッドが挿通支持されるものにおいて、上記課題を解決するために、ドリルロッドは、ドリフタに連結されるロッド本体部と、ロッド本体部の前端に着脱自在に連結されるアダプタロッド部とで構成され、アダプタロッド部にロッドホルダが装着されると共に、ロッド本体部の前端にアダプタロッド部に代えて削孔用ビットを取付け自在とすることを特徴とする。

本発明によれば、ドリルロッドのアダプタロッド部をロッド本体部から分離することで、ガイドロッドをアダプタロッド部と共に削孔装置から取外すことができ、ロッド本体部は削孔装置から取外す必要がない。そして、ガイドロッドを取外した後、ロッド本体部の前端に削孔用ビットを取付けることで、最初の孔を削抗することができる。従って、最初の孔の削孔のために用意しておくのは削孔用ビットだけで済み、単孔用ドリルロッドを用意する必要がある従来例のものに比し、コストが格段に安くなり、合理的である。

ところで、削孔に際しては、ガイドセルの振れを防止するために、岩盤等の被削孔物にガイドセルの前端を当接させている。そして、ドリルロッドがセントラライザで規制される後退位置に存する状態において、ガイドセルの前端がドリルロッドの前端より前方に位置するようにしている。これにより、被削孔物にドリルロッドに先行してガイドロッドの前端を当接させることができる。

ここで、ドリルロッドが後退位置に存するときのドリルロッドの前端の位置は、ロッド本体部の前端にアダプタロッド部を取付けた場合の方が削孔用ビットを取り付けた場合より前方になる。そのため、ガイドセルの前端は、アダプタロッド部を取付けた場合のドリルロッドの前端より前方に位置させる必要がある。然し、これでは、削孔用ビットを取付けた場合、ドリルロッドが後退位置に存するときのドリルロッドの前端からガイドセルの前端、即ち、被削孔物までの距離が長くなり、削孔位置の精度を確保することが困難になる。

従って、本発明においては、ガイドセルを前方に伸縮する機構を備えることが望ましい。これによれば、ロッド本体部の前端に削孔用ビットを取付ける場合、ガイドセルの収縮でその前端の位置を後方に変位させて、ドリルロッドが後退位置に存するときのドリルロッドの前端からガイドセルの前端(被削孔物)までの距離を短くし、削孔位置の精度を確保できる。

また、ガイドロッドを取付けて連続孔を削孔する場合、ガイドロッドの前端をドリルロッドの前端よりも前方に位置させた状態で先行孔にガイドロッドを挿入し、先行孔を基準にしてドリルロッドを位置決めしてからドリルロッドを前進させて連続孔を削孔する必要がある。但し、ガイドロッドとドリルロッドとの前後方向の位置関係が上記の状態に拘束されると、ガイドロッドの前端が先行孔の孔底に到達したところでそれ以上削孔できなくなり、連続孔の深さが先行孔より浅くなってしまう。そこで、上記特許文献１に記載のものでは、ドリフタに搭載した油圧シリンダにより削孔途中でガイドロッドをドリルロッドに対し後退させ、この状態でドリルロッドを前進させて先行孔と同じ深さまで連続孔を削孔できるようにしている。然し、これでは、ガイドロッドをドリルロッドに対し前後方向に進退させる油圧シリンダが必要になって、コストが高くなる不具合がある。

そのため、本発明においては、ドリルロッドのロッド本体部又はドリフタに、ガイドロッドの後端に着脱自在に連結される小ロッドと、この小ロッドを前方に付勢するばねとを備える付勢ユニットが装着されることが望ましい。これによれば、常時は、ガイドロッドをその前端がドリルロッドの前端より前方に位置するように付勢ユニットのばねで付勢保持することができる。従って、ドリルロッドを前進させて連続孔を削孔する前にガイドロッドの前端部を先行孔に挿入し、先行孔を基準にしてドリルロッドを位置決めできる。また、ガイドロッドの前端が先行孔の孔底に到達しても、ドリルロッドはばねを圧縮しつつガイドロッドに対し前進するため、先行孔と同じ深さの連続孔を削孔できる。そして、付勢ユニットは構造が簡単であり、油圧シリンダを用いる場合に比しコストが安くなる。尚、付勢ユニットを備えていても、付勢ユニットの小ロッドからガイドロッドを分離することでガイドロッドを削孔装置から取外すことができる。

図１及び図２は、岩盤等の被削孔物Ｗに、削孔済みの先行孔Ｈ１に隣接させて先行孔Ｈ１に連続する連続孔Ｈ２（図４参照）を削孔する本発明の実施形態の削孔装置を示している。この削孔装置は、図外のジャンボのブーム等に取付けられる前後方向に長手のガイドセル１を備えており、ガイドセル１上にドリフタ２が前後方向に移動自在に支持されている。ガイドセル１の前端部にはセントラライザ３が固定されており、セントラライザ３に前後方向に長手のドリルロッド４が挿通支持されている。ドリルロッド４は、その後端においてドリフタ２にジョイントスリーブ２ａを介して連結される。そして、ドリフタ２によりドリルロッド４を回転させつつ前進させて、連続孔Ｈ２を削孔するようにしている。

セントラライザ３には、更に、前後方向に長手のガイドロッド５がドリルロッド４と平行に挿通支持されている。セントラライザ３の前方に突出するドリルロッド４の部分にはロッドホルダ６が相対回転自在に装着されている。そして、ロッドホルダ６にガイドロッド５を前後方向に摺動自在に挿通している。ロッドホルダ６は、先行孔Ｈ１及び連続孔Ｈ２の断面積に収まる大きさに形成されている。

ここで、ドリルロッド４は、ドリフタ２に連結されるロッド本体部４１と、ロッド本体部４１の前端に着脱自在に連結されるアダプタロッド部４２とで構成されている。アダプタロッド部４２は、ロッド本体部４１の前端に螺着される後端のスリーブ部４２ａと、スリーブ部４２ａから一体に前方にのびるスリーブ部４２ａより小径の軸部４２ｂと、軸部４２ｂの前端に螺着した削孔用ビット４２ｃとを備えている。そして、軸部４２ｂにロッドホルダ６を装着し、削孔用ビット４２ｃとスリーブ部４２ａとでロッドホルダ６を前後から挟んで、ドリルロッド４に対するロッドホルダ６の前後方向の摺動が極僅かに規制されるようにしている。そのため、ロッドホルダ６はドリルロッド４に追従して前後方向に移動する。

また、ガイドロッド５は、先行孔Ｈ１に嵌合する前端の大径部５１と、大径部５１から後方にのびる小径部５２とを備えている。そして、ガイドロッド５を小径部５２においてロッドホルダ６に前後方向に摺動自在に挿通している。尚、図３に示すように、大径部５１のドリルロッド４側の側面には、削孔用ビット４２ｃに対する逃げとなる凹欠部５１ａが形成されている。そして、凹欠部５１ａが常にドリルロッド４側を向くように、ロッドホルダ６に対しガイドロッド５は回り止めされる。

また、ドリルロッド４のロッド本体部４１には、ガイドロッド５を前方に付勢する付勢ユニット７が相対回転自在に装着されている。付勢ユニット７は、筒状ケース７１と、筒状ケース７１に前後方向に摺動自在に挿通した小ロッド７２と、小ロッド７２を前方に付勢する、筒状ケース７１に内挿したばね７３とを備えており、小ロッド７２がガイドロッド５の後端（小径部５２の後端）に着脱自在に連結される。そして、筒状ケース７１にドリルロッド４側にのびるアーム部７１ａを形成すると共に、ロッド本体部４１にジョイントスリーブ２ａに螺着される後端部より所定距離前方に位置する段部４１ａを形成し、ジョイントスリーブ２ａと段部４１ａとの間のロッド本体部４１の部分に付勢ユニット７をアーム部７１ａにおいて相対回転自在に装着している。アーム部７１ａは段部４１ａとジョイントスリーブ２ａとで前後から挟まれ、ロッド本体部４１に対する付勢ユニット７の前後方向の摺動が極僅かに規制される。そのため、付勢ユニット７はドリルロッド４に追従して前後方向に移動する。

付勢ユニット７の小ロッド７２の前端にはスリーブ部７２ａが形成されている。そして、ガイドロッド５の後端に小ロッド７２がスリーブ部７２ａにおいて螺着される。また、筒状ケース７１の後方に突出する小ロッド７２の後端にはストッパ７２ｂが設けられている。そして、筒状ケース７１の後端へのストッパ７２ｂの当接により、筒状ケース７１に対する小ロッド７２の前方への移動、即ち、ドリルロッド４に対するガイドロッド５の前方への移動が所定の前進ストローク端位置で規制されるようにしている。この前進ストローク端位置は、ガイドロッド５の前端（大径部５１の前端）がドリルロッド４の前端（削孔用ビット４２ｃの前端）より所定距離Ｌだけ前方に位置するように設定されている。また、前進ストローク端位置において、ロッドホルダ６の前方に突出するガイドロッド５の小径部５２の長さが上記所定距離Ｌに等しくなるようにしている。そのため、ガイドロッド５がドリルロッド４に対しロッドホルダ６の前端への大径部５１の当接で規制される後退ストローク端位置に存するとき、ドリルロッド４の前端とガイドロッド５の前端とが前後方向同一位置に揃う。

ガイドセル１の前端には、図２に示す如く、被削孔物Ｗに当接するパッド８が設けられている。そして、ドリルロッド４がセントラライザ３へのスリーブ部４２ａの当接で規制される後退位置に存するときに、ドリルロッド４の前端がパッド８の前端より若干後方に位置し、付勢ユニット７により前進ストローク端位置に付勢保持されるガイドロッド５の前端（大径部５１の前端）がパッド８の前端より前方に位置するようにしている。

連続孔Ｈ２の削孔に際しては、先ず、図１に示すように、ガイドロッド５の大径部５１を先行孔Ｈ１に嵌合させた状態でパッド８を被削孔物Ｗに当接させる。これにより、先行孔Ｈ１を基準にしてガイドセル１及びドリルロッド４が被削孔物Ｗに対し位置決めされる。次に、ドリフタ２によりドリルロッド４を回転させつつ前進させ、先行孔Ｈ１に隣接する位置に先行孔Ｈ１に連続する連続孔Ｈ２を削孔する。この際、ガイドロッド５は、図４（ａ）に示す如く、付勢ユニット７の付勢力で前進ストローク端位置に付勢保持されたままドリルロッド４に追従して先行孔Ｈ１内を前進し、ロッドホルダ６もドリルロッド４に追従して先行孔Ｈ１及び連続孔Ｈ２内を前進する。そして、ドリルロッド４がその前端近傍でロッドホルダ６とガイドロッド５とを介して先行孔Ｈ１に対し所定の位置関係に保持される。従って、連続孔Ｈ２の全長に亘って先行孔Ｈ１に対する平行度が確保される。

ガイドロッド５の前端が先行孔Ｈ１の孔底に達すると、以後、ドリルロッド４が付勢ユニット７のばね７３を圧縮しつつガイドロッド５に対し前進する。そして、図４（ｂ）に示す如く、ガイドロッド５がドリルロッド４に対しロッドホルダ６への大径部５１の当接で規制される後退ストローク端位置まで相対移動して、ドリルロッド４のそれ以上の前進が不能となる位置までドリルロッド４を前進させる。ここで、後退ストローク端位置ではガイドロッド５の前端とドリルロッド６の前端とが前後方向同一位置に揃うため、先行孔Ｈ１と同一深さの連続孔Ｈ２を削孔することができる。

連続孔Ｈ２の削孔後は、ドリルロッド４をセントラライザ３で規制される後退位置まで後退させて連続孔Ｈ２から引き抜く。この際、ガイドロッド５は付勢ユニット７の働きでドリルロッド４に対し前進ストローク端位置まで前進し、削孔装置は図１に示す状態に復帰する。次に、ガイドセル１を若干後退させて、ガイドロッド５を先行孔Ｈ１から引き抜いた後、ガイドセル１を横方向にシフトして前進させ、今回削孔した連続孔Ｈ２を先行孔としてこれにガイドセル５の大径部５１を嵌合させ、次の連続孔の削孔を行う。

ところで、連続孔を複数形成する場合、最初の孔はガイドロッド５を取外した状態で削孔する必要がある。ここで、付勢ユニット７の小ロッド７２をガイドロッド５から分離しても、ガイドロッド５はロッドホルダ６を介してドリルロッド４に連結されているため、そのままではガイドロッド５を取外すことができない。この場合、ドリルロッド４をジョイントスリーブ２ａから分離して、ガイドロッド５と共にドリルロッド４も削孔装置から取外し、別に用意した単孔用のドリルロッドを削孔装置に取付けて、最初の孔を削孔することが考えられる。然し、これではコストが高くなる。

これに対し、本実施形態では、上記の如くドリルロッド４のロッド本体部４１の前端に着脱自在に連結されるアダプタロッド部４２にロッドホルダ６が装着されている。そのため、付勢ユニット７の小ロッド７２をガイドロッド５から分離すると共に、ロッド本体部４１からアダプタロッド部４２を分離すれば、ガイドロッド５をセントラライザ３の前方に引き抜くことができる。そして、ドリルロッド４のロッド本体部４１の前端に、図５に示す如く、アダプタロッド部４２に代えて削孔用ビット４３を螺着することにより、最初の孔を削孔することができる。従って、最初の孔の削孔のために用意しておくのは削孔用ビット４３だけで済み、単孔用ドリルロッドを用意する必要がある上記の場合に比し、コストが格段に安くなり、合理的である。

尚、ロッド本体部４１に付勢ユニット７が装着されたままでも、最初の孔を支障なく削孔することができる。また、ロッド本体部４１をジョイントスリーブ２ａから一旦分離して、ロッド本体部４１の後端から付勢ユニット７を抜き取り、その後でロッド本体部４１を再度ジョイントスリーブ２ａに螺着し、付勢ユニット７を取外した状態で最初の孔の削孔を行うことも可能である。

ところで、ロッド本体部４１の前端に削孔用ビット４３を取付けた場合、ドリルロッド４の前端（削孔用ビット４３の前端）がアダプタロッド部４２を取付けた場合のドリルロッド４の前端（削孔用ビット４２ｃの前端）よりも後方に位置する。そして、ガイドセル１の前端のパッド８の位置が不変であると、削孔用ビット４３を取付けた場合、ドリルロッド４が後退位置に存する状態において、ドリルロッド４の前端から被削孔物Ｗまでの距離が長くなる。そのため、後退位置からドリルロッド４の前端が被削孔物Ｗに達するまでドリルロッド４が前進する際のドリルロッド４の振れにより、削孔位置の精度を確保することが困難になる。

そこで、本実施形態では、ガイドセル１を前方に伸縮する機構を設けている。即ち、ガイドセル１を、前端部にセントラライザ３を固定したセル本体１１と、セル本体１１の前端にヒンジ１２を介して屈伸自在に取付けた可動セル１３とで構成し、可動セル１３の動きでガイドセル１を前方に伸縮自在としている。そして、ドリルロッド４のロッド本体４１の前端にアダプタロッド部４２を取付けて、連続孔を削孔する場合は、可動セル１３を前方に伸展させて、その前端面にパッド８を取り付け、また、ロッド本体４１の前端に削孔用ビット４３を取付けて、最初の孔を削孔する場合は、可動セル１３を後方に折り畳んで、セル本体１１の前端面にパッド８を取付けようにしている。

これによれば、最初の孔を削孔する場合、ドリルロッド４の後退位置におけるドリルロッド４の前端からパッド７の前端までの距離が短くなる。そのため、後退位置からドリルロッド４の前端が被削孔物Ｗに達するまでドリルロッド４が前進する際のドリルロッド４の振れが小さく抑えられ、削孔位置の精度が確保される。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、付勢ユニット７がドリルロッド４のロッド本体部４１に装着されているが、ドリフタ２に付勢ユニット７を装着しても良い。更に、上記特許文献１に記載のものと同様に、ドリフタ２に油圧シリンダを搭載し、この油圧シリンダにガイドロッド５の後端を着脱自在に連結して、油圧シリンダによりガイドロッド５をドリルロッド４に対し前後方向に相対移動させるようにすることも可能である。但し、上記実施形態のように付勢ユニット７を用いた方がコストが安くなり、有利である。

また、上記実施形態では、ガイドロッド５がドリルロッド４に対し前進ストローク端位置に存するときに、ロッドホルダ６の前方に突出するガイドロッド５の小径部５２の長さがガイドロッド５の前端とドリルロッド４の前端との間の距離Ｌに等しくなるようにしているが、ロッドホルダ６の長さを短くして、ロッドホルダ６の前方に突出するガイドロッド５の小径部５２の長さがこの距離Ｌより長くなるようにすることも可能である。この場合、ガイドロッド５がドリルロッド４に対しロッドホルダ６への大径部５１の当接で規制される後退ストローク端位置に存する状態では、ガイドロッド５の前端よりドリルロッド４の前端の方が前方に位置するが、ドリルロッド４の前進距離を管理することで、先行孔Ｈ１と同じ深さの連続孔Ｈ２を削孔できる。

また、上記実施形態では、ガイドセル１を前方に伸縮する機構をセル本体１１の前端に屈伸自在に連結した可動セル１３で構成しているが、セル本体１１に対し前後方向に摺動自在な可動セルで伸縮機構を構成することも可能である。また、可動セル１３に相当する部材をセル本体１１に着脱自在とし、この部材の着脱でガイドセル１を伸縮させることも可能である。

本発明の実施形態の削孔装置の平面図。 実施形態の削孔装置の側面図。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線切断面図。 （ａ）実施形態の削孔装置による連続孔の削孔途中の状態を示す平面図、（ｂ）実施形態の削孔装置による連続孔の削孔完了状態を示す平面図。 実施形態の削孔装置を最初の孔の削孔のために改変した状態を示す側面図。

符号の説明

Ｗ…被削孔物、Ｈ１…先行孔、Ｈ２…連続孔、１…ガイドセル、１３…可動セル（伸縮する機構）、２…ドリフタ、３…セントラライザ、４…ドリルロッド、４１…ロッド本体部、４２…アダプタロッド部、４３…削孔用ビット、５…ガイドロッド、６…ロッドホルダ、７…付勢ユニット、７２…小ロッド、７３…ばね。

Claims (3)

1. ガイドセル上に移動自在に支持されるドリフタと、ドリフタにより回転駆動される、ドリフタの移動方向たる前後方向に長手のドリルロッドと、ガイドセルの前端部に固定した、ドリルロッドを挿通支持するセントラライザと、ドリルロッドに平行な前後方向に長手のガイドロッドとを備え、削孔済みの先行孔にガイドロッドを挿入した状態で先行孔に隣接する位置に先行孔に連続する連続孔をドリルロッドで削孔するガイドロッド付き削孔装置であって、
   セントラライザから前方に突出するドリルロッドの部分に、ドリルロッドとガイドロッドとの間に跨る、先行孔及び連続孔の断面積に収まる大きさのロッドホルダが装着され、ロッドホルダにガイドロッドが挿通支持されるものにおいて、
   ドリルロッドは、ドリフタに連結されるロッド本体部と、ロッド本体部の前端に着脱自在に連結されるアダプタロッド部とで構成され、
   アダプタロッド部にロッドホルダが装着されると共に、ロッド本体部の前端にアダプタロッド部に代えて削孔用ビットを取付け自在とすることを特徴とするガイドロッド付き削孔装置。
2. 前記ガイドセルを前方に伸縮する機構を備えることを特徴とする請求項１記載のガイドロッド付き削孔装置。
3. 前記ロッド本体部又は前記ドリフタに、前記ガイドロッドの後端に着脱自在に連結される小ロッドと、この小ロッドを前方に付勢するばねとを備える付勢ユニットが装着されることを特徴とする請求項１又は２記載のガイドロッド付き削孔装置。

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