JP2008206798A - 加工用ブラシのブラシ片及び加工用ブラシ - Google Patents

Abstract

【課題】比較的安価に製造することができると共に、ほつれ難く、被加工面に当接する弾性力を一定に保つことができる加工用ブラシのブラシ片及び加工用ブラシを提供する。
【解決手段】被加工面を研削、研磨、表面処理、洗浄、ばり取り等により加工する加工用ブラシのブラシ片１において、該ブラシ片１は、複数の素線２から構成されており、少なくとも１本以上の前記素線を芯線３として、該芯線３の外周に、複数の素線２が螺旋状に巻きつけられた少なくとも１つ以上のストランド２０にて構成されてある。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被加工面の研削、研磨、表面処理、洗浄、ばり取り等の加工を行う為に使用する加工用ブラシのブラシ片及び加工用ブラシに関するものである。

従来より、塗布用捻りブラシとして、合成繊維単糸を集束して下撚りをかけた集束糸を複数本合糸した後、上撚りをかけ、前記合成繊維単糸間に接着剤を塗布して接着してなる毛材を使用した塗布用捻りブラシが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、内視鏡用ブラシとして、多数の細い金属製の素線を撚り合わせて形成されて内視鏡の管路内に挿脱自在なロープの一端側の撚りをほぐし、その近傍部分と前記ロープの他端側とにおいて、前記ロープの撚り合わされた状態を各々固着すると共に、その両端固着部の間では前記ロープを素材のロープのままとし、ほぐされて広がった部分を撚り合わせによって付けられたカールを有するブラシ毛部とした内視鏡用ブラシが知られている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、電動工具用の加工用ブラシとして、素線を複数本束ねた後、全体に捻りを加えた捻り材を、複数本束ねて一端を金具に固着した加工用ブラシが市販されている。

特開２００５−１３０９６３号公報 特許第３５７９６００号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の塗布用ブラシは接着剤を塗布する工程が必要となり、コスト高となる。また、上記特許文献２に記載の内視鏡用ブラシは、内視鏡の１．２ｍｍより細い管路内に通して掃除するものであり、ほぐされて広がった部分のブラシ毛部は弾性力が弱いため、加工用ブラシに応用することには適さず、製造コストも高い。さらに、上記市販されている加工用ブラシは安価に製造することが可能であるが、使用する頻度が増えると、束ねてある素線がほつれ易くなると共に、ブラシ片の被加工面に当接する弾性力にばらつきが生じるという課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、比較的安価に製造することができると共に、ほつれ難く、被加工面に当接する弾性力を一定に保つことができる加工用ブラシのブラシ片及び加工用ブラシを提供することを目的としている。

請求項１の発明は、被加工面を研削、研磨、表面処理、洗浄、ばり取り等により加工する加工用ブラシのブラシ片において、該ブラシ片は、複数の素線から構成されており、少なくとも１本以上の前記素線を芯線として、該芯線の外周に、複数の素線が螺旋状に巻きつけられた少なくとも１つ以上のストランドにて構成されてあることに特徴を有する。したがって、ストランドをブラシ片としたことにより、ほつれが生じ難い。また、ほつれないので、常に一定の弾性力を被加工面に与えることができ、加工精度が向上する。

請求項２の発明は、被加工面を研削、研磨、表面処理、洗浄、ばり取り等により加工する加工用ブラシのブラシ片において、該ブラシ片は、少なくとも１つ以上のストランドを芯線として、該芯線の外周に、複数のストランドが螺旋状に巻きつけられた少なくとも１つ以上のロープにて構成されてあることに特徴を有する。したがって、ブラシ片は、芯線及びその外周に巻きつけられた線材もストランドで構成されたロープであることから、一層ほつれが生じ難い。また、ほつれないので、常に一定の弾性力を被加工面に与えることができ、加工精度が向上する。

請求項３の発明は、被加工面を研削、研磨、表面処理、洗浄、ばり取り等により加工する加工用ブラシのブラシ片において、該ブラシ片は、少なくとも１本以上の素線を芯線として、該芯線の外周に、複数のストランドが螺旋状に巻きつけられた少なくとも１つ以上のロープにて構成されてあることに特徴を有する。したがって、ブラシ片は、芯線の外周に巻きつけられた線材がストランドで構成されたロープであることから、一層ほつれが生じ難い。また、ほつれないので、常に一定の弾性力を被加工面に与えることができ、加工精度が向上する。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項の加工用ブラシのブラシ片の発明において、ブラシ片は、長手方向に対して概波状あるいは螺旋状に形成されてあることに特徴を有する。したがって、概波状あるいは螺旋状に形成されている部分が、被加工面に対して交互に圧力を加えることができる。また、クッション性、弾力性に富み、ボリューム感も出せる。さらに、ばり取り等に使用する場合に引っ掛り性を向上させることができる。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項の加工用ブラシのブラシ片の発明において、ブラシ片はステンレス鋼線にて形成されてあることに特徴を有する。ステンレス鋼線は、常温における耐錆性に優れ、良い光沢を保つと共に、アルカリ性、及び酸性の雰囲気、各種化学薬品に対して優れた耐食性を保つことができる。また、高温、低温においても機械的強度の低下がほとんど無く、且つ強度が大きく、柔軟性に富み、優れた機械的性質を有している。したがって、さびに強く、所定の強度と弾性力を確保したブラシ片を製作することができる。

請求項６の発明は、加工用ブラシの発明であって、請求項１〜５のいずれかに記載のブラシ片を有することに特徴を有する。したがって、被加工面を研削、研磨、表面処理、洗浄、ばり取り等により加工する際に、一定の弾性力を被加工面に与えることができるので、加工精度を向上させることができ、ブラシ片が長手方向に対して概波状あるいは螺旋状に形成されてあるものにおいては、クッション性、弾力性に富み、ボリューム感も出せ、ばり取り等に使用する場合に引っ掛り性を向上させることができる。また、ブラシ片をステンレス鋼線にて形成したものにおいては、さび難く、所定の強度と弾性力を確保することができる。

請求項１〜３の発明では、加工用ブラシのブラシ片が、ほつれ難く、一定の弾性力を被加工面に与えることができ、加工精度を向上させることができる。また、請求項４の発明では、クッション性、弾力性に富み、ボリューム感も出せ、ばり取り等に使用する場合に引っ掛り性を向上させることができる。さらに、請求項５の発明では、ブラシ片がステンレス鋼線にて形成されてある。ここで、ステンレス鋼線は、常温における耐錆性に優れ、良い光沢を保つと共に、アルカリ性、及び酸性の雰囲気、各種化学薬品に対して優れた耐食性を保つことができる。また、高温、低温においても機械的強度の低下がほとんど無く、且つ強度が大きく、柔軟性に富み、優れた機械的性質を有している。したがって、ブラシ片は、さびに強く、所定の強度と弾性力を確保することができる。また、請求項６の発明では、上記請求項１から５の効果を奏することができる加工用ブラシを提供することができる。

次に、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施形態の加工用ブラシのブラシ片であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）、（ｃ）はその断面図である。

図１に示すように、加工用ブラシのブラシ片１は、被加工面を研削、研磨、表面処理、洗浄、ばり取り等により加工する場合に使用するものである。ここで、研削とは、被加工面の表面をブラシ片で削って滑らかにする加工である。また、研磨とは、被加工面の表面をブラシ片で砥き磨いて滑らかにする加工である。また、表面処理とは、被加工面の表面をブラシ片で硬化、美化、平滑化、耐食化させる等、被加工面の状態を改善させるための加工である。また、洗浄とは、被加工面の表面をブラシ片で洗い清める加工である。また、ばり取りとは、製品の縁等にできた余分な部分をブラシ片で削って除去する加工である。

このブラシ片１は、素線２及び芯線３から構成されており、少なくとも１本以上の素線を芯線３として、この芯線３の外周に、螺旋状に巻きつけて形成された複数の素線２にて構成されてストランド２０が形成されてある。このストランド２０は、少なくとも１つ以上であれば良い。また、図１（ｂ）の断面図にあるように、６本以上の素線２が、芯線３の周囲を囲むように配置されるのが好ましい。また、この巻きつけられたストランド２０は、不反発性を有する形態も採用できる。尚、不反発性とは、素線２が巻きつけられる前の形状に復元する力を有しない事を意味する。また、ストランドとは、複数の素線などを撚り合わせたロープの構成要素を意味する。また、小縄または撚り線ともいう。また、ロープとは、鋼線あるいは繊維を撚り合わせた綱状の形態をいう。

また、他の製造方法として、素線２を芯線３に螺旋状に巻きつける際に、撚りを加えることもできる。撚りを加えるとは、素線２を芯線３に巻き付ける直前に、撚り癖を加えて巻き付ける事を意味し、そうする事で芯線３を締めこむ作用が発生して芯線３を締め上げている。

また、他の実施形態として、図１（ｃ）の断面図に示すように、３本の素線を芯線８３として、芯線８３の周囲を囲むように９本の素線８２を配置するような形態も採用できる。また、芯線８３は、互いに撚りを加えて螺旋状に形成されてあるが、撚りを加えていない形態も採用できる。尚、３本以外にも２本、４本等、複数本の素線を芯線として採用できる。

ここで、素線２及び芯線３の材質には、ＳＵＳ３０４等に代表されるステンレス鋼線が、使用されてある。ブラシ片１は、ロープ、ケーブル（線材を撚り合わせて作った太くて強い綱）、ワイヤーロープ等に含まれる形態のものをいう。また、ワイヤーロープの形状については、操作用ワイヤーロープとして、ＪＩＳＧ３５４０に記載がされてあり、ブラシ片１は、前記ＪＩＳＧ３５４０に記載されてある撚り方向、撚り方、試験等を使用する事もできる。また、素線２及び芯線３の材質は、前記以外にも、各種ピアノ線、硬鋼線等の鋼線、タングステン、アンバー、チタン等の特殊鋼線、真鍮線、りん青銅線、黄銅線等の非鉄金属線、各種炭素繊維線、硫化銅複合繊維線、銀複合繊維線、アルミナ、酸化珪素等の各種砥粒入り合成繊維等、ブラシ片１に形成可能な材質であるならば、いずれの材質であっても使用できる。

ステンレス鋼線は、常温における耐錆性に優れ、良い光沢を保つと共に、アルカリ性、及び酸性の雰囲気、各種化学薬品に対して優れた耐食性を保つことができる。また、高温、低温においても機械的強度の低下がほとんど無く、且つ強度が大きく、柔軟性に富み、優れた機械的性質を有している。ステンレス鋼線として、ＳＵＳ３０４を使用した場合には、ブラシ片１は、耐食、耐熱性、低温靭性を有することができる。また、ＳＵＳ３１６を使用した場合には、ブラシ片１は、希硫酸、亜硫酸等に対する優れた耐食性を有することができると共に、常磁性を求める用途に使用できる。また、ピアノ線硬鋼線を使用した場合には、ブラシ片１は、高い引張強さを有することができる。また、タングステン鋼線の場合には、耐磨耗性、高強度、アンバー鋼線の場合には、熱伝導率、膨張率等、チタン鋼線の場合には、耐酸性等にブラシ片１は、高い性能を有することができる。

図２は、本発明の第２実施形態の加工用ブラシのブラシ片であり、図２（ａ）は斜視図、図２（ｂ）はその断面図である。尚、図２（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は他の断面図である。

図２に示すように、このブラシ片１ａは、図１に示したストランド２０と同等である複数の素線２を螺旋状に巻きつけたストランドを芯線３ａ（２０）として、この芯線３ａ（２０）の外周にストランド２０ａを螺旋状に巻きつけられて形成されたロープにて構成されてある。尚、芯線３ａは、ストランド２０に換えて１本の素線からなる芯線３であってもよい。また、芯線３ａに螺旋状に巻きつけられたストランド２０ａは、図２（ｂ）の断面図のように、６本以上のストランド２０ａが、芯線３ａの周囲を囲むように配置されるのが好ましく、ブラシ片１ａを構成するロープは１つ以上あればよい。尚、図２（ｃ）の断面図に示すように、図２（ｂ）で示した断面を有するブラシ片を芯線３ｂとして、この芯線３ｂの周囲を囲むように、８本のストランド２０ｂを配置するような形態であっても良い。また、図２（ｄ）に示すように、芯線として、素線２ａと、ストランド３ａ（２０）とを組合せた形態や、図２（ｅ）に示すように、芯線３ｃの外周に、素線２ａとストランド２０ａとを組合せた形態も採用できる。さらに、図示しないが、芯線として、素線とストランドとを組合せた形態の外周に素線とストランドとを組合せた形態で構成することもできる。

図３は、本発明の製造装置の一例を示す説明図である。この図に示すように、芯線３と、素線２・・・は、ボビン５に糸巻き状に巻きつけられている。そして、ボビン５は回転ドラム６の所定の位置に設置されており、この回転ドラム６は芯線３を中心にして回転し、芯線３及び素線２・・・が矢印Ａ方向に引っ張られることによって、素線２を芯線３に螺旋状に巻きつけることができるのである。尚、素線又はストランドに所定の型くせを付加する装置を別途設置することもできる。

上述したように、本願発明では、ブラシ片に、単なる撚り線ではなく、芯線を有するストランド又はロープを使用している。この芯線を有することによって、剛性を持つことができ、直進性が向上する。また、座屈、折れ、つぶれを防ぐことができ、高い弾力性を有することができる。さらに、ほつれ難く、切削力も備えることができる。

図４は、本発明の第３実施形態の加工用ブラシのブラシ片を示す斜視図であり、図４（ａ）は概波状のブラシ片、図４（ｂ）は螺旋状のブラシ片である。ブラシ片１ｃは、図４（ａ）に示すように、図１又は図２で説明した加工用ブラシのブラシ片の長手方向に対してクリンプを施し、概波状４に形成したものである。ここで、クリンプとは、素材に弾力性を持たせる為に、縮れ加工を施すことを意味する。このように、ブラシ片１ｃの長手方向を概波状４に形成することによって、被加工面に対して交互に圧力を加えることができる。また、クッション性、弾力性に富み、ボリューム感も出せる。さらに、ばり取り等に使用する場合には、引っ掛り性を向上させることができる。尚、クリンプ以外にも概波状４にすることが可能であるならば、いかなる加工方法も採用できる。また、他の実施形態として、図４（ｂ）に示すように、加工用ブラシのブラシ片１ｄを螺旋状４ａに形成することもできる。ブラシ片１ｄはブラシ片１ｃと同様の性能を有する。また、概波状４及び螺旋状４ａを形成する加工方法は、前記以外にも様々な方法を採用することができる。

図５は、４種類のケーブルの撚りを説明する図であり、図５（ａ）は、普通Ｚ撚り、図５（ｂ）は、普通Ｓ撚り、図５（ｃ）は、ラングＺ撚り、図５（ｄ）はラングＳ撚りである。ここでいうケーブルとは、断面図で中央に位置する芯線束がストランドからなり、この芯線束の周囲に位置する素線束もストランドからなるものをいう。ケーブルの撚り方は、普通撚りと、ラング撚りの２種類に分けることができる。普通撚りとは、ストランドとケーブルの撚り方向が反対のものをいい、ケーブルの外側では素線がケーブルの軸とおおよそ平行になる。また、ラング撚りとは、ストランドとケーブルの撚り方向が同じものをいう。このラング撚りは、素線と外部との接触面が長く、部分的磨耗による損傷が少なく、柔軟性に優れているので、寿命が長い。次に、ケーブルの撚り方向はＺ撚りとＳ撚りとがあり、前述の普通撚りとラング撚りとが組み合わされて４種類となる。本件発明のブラシ片は、これら４種類のケーブルを全て適用することができる。

図６は、本発明の第４実施形態の加工用ブラシのブラシ片を示す斜視図である。加工用ブラシのブラシ片１ｅは、この図の如く、芯線５７及び素線５９の断面が多角形にて形成されてあり、ブラシ片１ｅは、複数の素線５９及び５７から構成されており、１本の素線を芯線５７として、この芯線５７の外周に、螺旋状に巻きつけて形成された複数の素線５９にて構成されてストランド２０ｃが形成されてある。ブラシ片１ｅは、ブラシ片１ｅを構成する複数の素線５９に形成されてある多角形の断面の角部が被加工面に対して、掻き出すように接触することができる。したがって、ブラシ片１ｅは使用目的に応じて、高い研削、研磨、ばり取りをすることができる。

図７は、本発明の加工用ブラシのブラシ片を加工用ブラシに適用した場合を示す説明図であり、図７（ａ）は、横巻きブラシの斜視図、図７（ｂ）は、筒型ブラシの平面図である。

図７（ａ）において、１１は横巻きブラシ、２２はチャンネルブラシ、２３はブラシ片、２５は帯状体、２６は台座、２７は勘合部、２８はストランド、３０は接合部である。この図の如く、横巻きブラシ１１は、チャンネルブラシ２２を接合部３０にて台座２６に固定して形成されてあり、チャンネルブラシ２２は、複数の素線から構成されてあり、芯線の外周に複数の素線が螺旋状に巻きつけられた複数のストランド２８を帯状体２５及び芯材（図示せず）にて挟みつけて形成されてある。また、横巻きブラシ１１は、嵌合部２７を回転装置等に装着して使用する。

次に、筒型ブラシ３１は、図７（ｂ）の如く、基台３２、及びブラシ部２００より形成されてある。基台３２は、シャフト３５が一体的に形成されてあると共に、図示しない凹部を有している。また、ブラシ部２００は、複数のブラシ片３３から形成されてある。このブラシ片３３は、複数の素線から構成されてあり、芯線の外周に複数の素線が螺旋状に巻きつけられた複数のストランドにて形成されてある。ブラシ部２００は、底面を有する概円筒状に形成された基台３２の外周面をかしめることにより、かしめ部３９が形成されてあり、ブラシ部２００は、かしめ部３９にて押し潰されることにより、基台３２に固定されてある。また、筒型ブラシ３１は、ブラシ使用時にシャフト３５を旋盤、ハンドドリル等の回転装置等、及び各種治具等に装着し、ブラシ部２００を被加工面に接触させて使用する。

図８は、本発明の加工用ブラシのブラシ片を、ブラシロールに適用した場合の斜視図である。

ブラシロール６１は、図８の如く、チャンネルブラシ６２、台座６６、及び止め金具７０より構成されてある。台座６６は、略円筒形状からなり、外周の両端部には、止め金具７０が組みつけられて形成されてある。チャンネルブラシ６２は、ブラシ片６３を、芯線、及び帯状体６５にて挟みつけて折り込んだ後、台座６６の外周の周りに捩りを加えて螺旋状に形成されてあり、止め金具７０にて固定されてある。また、ブラシ片６３は、複数の素線から構成されてあり、芯線の外周に複数の素線が螺旋状に巻きつけられた複数のストランド６８にて形成されてある。

ブラシロール６１は、上記の如くの構成となっているので、複数のストランド６８にて形成されてあるブラシ片６３を、略円筒形状からなる台座６６の外周の周りに捩りを加えて螺旋状に形成する事ができる。その為、被加工面が、例えば、液晶板、半導体ウェハー板、自動車の鋼板等の平滑な形状を有する場合であっても、略円筒形状からなる台座６６の外周の周りに捩りを加えて螺旋状に形成されたブラシ片６３が、被加工面にたいして、均一な圧力にて接触する事ができる。その為、研削、研磨、表面処理、洗浄、ばり取り用ブラシ６１は、高い加工性能を有する事ができる。

図９は、本発明の加工用ブラシのブラシ片を加工用ブラシに適用した場合を示す説明図であり、図９（ａ）は、ねじりブラシの斜視図、図９（ｂ）は、ホイールブラシの斜視図、図９（ｃ）は、同分解斜視図である。

ねじりブラシ４１は、図９（ａ）の如く、芯材４２、及びブラシ片４３にて、形成されてある。芯材４２は、２本の鋼線が捩られる事により形成されてある。また、ブラシ片４３は、使用目的に応じて、所定本数、２本の鋼線に挟み付けられてあると共に、芯材４２の軸の周りに捩りが加えられてあり、芯材４２の周りに放射状に形成されてある。このブラシ片４３は、複数の素線から構成されてあり、芯線の外周に複数の素線が螺旋状に巻きつけられた複数のストランドにて形成されてある。また、端部４５、及び端部４６は、半田付けにて接合されてある。接合方法は、前記以外にも、溶接、接着等、使用目的に応じて、適時、設定できる。

ホイールブラシ５１は、図９（ｂ）の如く、芯材５２、及びブラシ片５３にて、概円筒形状にて形成されてある。ブラシ片５３は、芯材５２の外周部に放射状に形成されてある。また、芯材５２は、図９（ｃ）の如く、フランジ５２Ａ、５２Ｂ及び５２Ｃより形成されてある。フランジ５２Ａは、端部５５を有する円筒形状、及び中央部に穴部８０を有する概円形の平板形状が接合されて形成されてある。フランジ５２Ｂは、中央部に穴部６０を有し、穴部６０の外周部に、円周等分４箇所の穴部７０を有する概円形の平板形状にて形成されてある。フランジ５２Ｃは、中央部に穴部５０を有する概円形の平板形状にて形成されてある。このブラシ片５３は、複数の素線から構成されてあり、芯線の外周に複数の素線が螺旋状に巻きつけられた複数のストランドにて形成されてある。

上記ホイールブラシ５１の製造手順は、まず、複数のブラシ片５３の概中央部を、フランジ５２Ｂの穴部７０に挟み込む。次に、フランジ５２Ａの端部５５を、フランジ５２Ｂの穴部６０に挿入後、フランジ５２Ｃの穴部５０を、フランジ５２Ａの端部５５に貫通させる。次に、端部５５の上部から加圧して、端部５５を押し潰すことにより、かしめて固定する。以上の手順によりホイールブラシ５１が形成される。

尚、本発明の加工用ブラシのブラシ片は、上記以外にも、平線、丸線、引き込み等の植毛方法を使用した各種ブラシ、各種カップブラシ、外巻、内巻ブラシ（図示せず）等、各種加工用ブラシに使用できる。

本発明の加工用ブラシのブラシ片及び加工用ブラシは、主に、被加工面の研削、研磨、表面処理、洗浄、ばり取りのいずれかの加工をする為に使用するものである。

本発明の第１実施形態の加工用ブラシのブラシ片を示す図 本発明の第２実施形態の加工用ブラシのブラシ片を示す図 本発明の製造装置の一例を示す説明図 本発明の第３実施形態の加工用ブラシのブラシ片を示す図 ４種類のケーブルの撚りを説明する図 本発明の第４実施形態の加工用ブラシのブラシ片を示す図 本発明の各種加工用ブラシを示す図 本発明の各種加工用ブラシを示す図 本発明の各種加工用ブラシを示す図

符号の説明

１ ブラシ片
２ 素線
３ 芯線
４ 概波状
４ａ 螺旋状
２０ ストランド

Claims (6)

1. 被加工面を研削、研磨、表面処理、洗浄、ばり取り等により加工する加工用ブラシのブラシ片において、該ブラシ片は、複数の素線から構成されており、少なくとも１本以上の前記素線を芯線として、該芯線の外周に、複数の素線が螺旋状に巻きつけられた少なくとも１つ以上のストランドにて構成されてあることを特徴とする加工用ブラシのブラシ片。
2. 被加工面を研削、研磨、表面処理、洗浄、ばり取り等により加工する加工用ブラシのブラシ片において、該ブラシ片は、少なくとも１つ以上のストランドを芯線として、該芯線の外周に、複数のストランドが螺旋状に巻きつけられた少なくとも１つ以上のロープにて構成されてあることを特徴とする加工用ブラシのブラシ片。
3. 被加工面を研削、研磨、表面処理、洗浄、ばり取り等により加工する加工用ブラシのブラシ片において、該ブラシ片は、少なくとも１本以上の素線を芯線として、該芯線の外周に、複数のストランドが螺旋状に巻きつけられた少なくとも１つ以上のロープにて構成されてあることを特徴とする加工用ブラシのブラシ片。
4. ブラシ片は、長手方向に対して概波状あるいは螺旋状に形成されてあることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の加工用ブラシのブラシ片。
5. ブラシ片はステンレス鋼線にて形成されてあることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の加工用ブラシのブラシ片。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のブラシ片を有することを特徴とする加工用ブラシ。

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