JP2018126109A - シート状食品の巻き付け装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】おにぎりの海苔巻き作業を簡単な構成で確実に行う。【解決手段】巻き付け装置１は、成形されたおにぎり（４０）に海苔（５０）を巻き付けるための装置である。装置本体１０は、本体部１０ａと、本体部１０ａから延出するように所定の間隔で設けられた二つのガイド部材１０ｂと、二つのガイド部材１０ｂのうちの少なくとも一つの動作を制御する制御装置１４と、を備える。制御装置１４は、二つのガイド部材１０ｂの上に海苔（５０）が載置され、その上に配置されたおにぎり（４０）が二つのガイド部材１０ｂの間を通過した状態で、二つのガイド部材１０ｂのうちの少なくとも一つを、おにぎり（４０）の中央方向に移動するように動作制御することにより、海苔（５０）の端部をおにぎり（４０）に巻き付ける。【選択図】図１

Description

本発明は、海苔などのシート状食品の巻き付け装置に関する。
従来から、成型したおにぎりに海苔を巻き付ける自動おにぎり製造装置がある。例えば特許文献１には、海苔供給装置から海苔が、ガイドと回転部材との間の隙間に供給され、最下位置にある成形孔内から押し出されたおにぎりが、ガイドに案内されながら前方へ移動し、海苔が巻かれて軍艦巻きとされて、天井から皿上に落下する構成が開示されている。
特開２００４−４９００７号公報
しかし、特許文献１の装置では、おにぎりを案内するガイドは固定されていた。このため、おにぎりがガイド間を落下するだけでは、おにぎりの全周に海苔を巻き付けるには不十分であった。このような課題は、おにぎりに、その他のシート状食品を巻く際に共通する。
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、おにぎりの海苔巻き作業を簡単な構成で確実に行うことを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明のある形態に係るシート状食品の巻き付け装置は、成形された食品にシート状食品を巻き付けるための装置であって、本体部と、前記本体部から延出するように所定の間隔で設けられた二つのガイド部材と、前記二つのガイド部材のうちの少なくとも一つの動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、当該二つのガイド部材の上に前記シート状食品が載置され、その上に配置された前記食品が当該二つのガイド部材の間を通過した状態で、前記二つのガイド部材のうちの少なくとも一つの一部が当該シート状食品の端部を、前記食品の中央方向に移動させるように動作制御することにより、当該シート状食品の端部を食品に巻き付ける。
上記構成によれば、前記二つのガイド部材のうちの少なくとも一つの一部が、食品（例えばおにぎり）の中央方向に移動するように動作することにより、二つのガイド部材の間を通過した状態の当該シート状食品（例えば海苔）の端部を食品に巻き付けることができる。
前記制御部は、前記二つのガイド部材を、前記所定の間隔を縮めるように交互に前記食品の中央方向に動作制御してもよい。
上記構成によれば、食品の全周に海苔を巻き付け易くなる。
前記二つのガイド部材の上に前記シート状食品が載置され、その上に配置された前記食品が、当該二つのガイド部材の間を自重落下することにより、当該二つのガイド部材の間を通過するようにしてもよい。
上記構成によれば、食品の全周に海苔を巻き付け易くなる。
前記制御部は、前記二つのガイド部材を、前記所定の間隔を維持しながら上方に動作制御することにより、当該二つのガイド部材の上に前記シート状食品が載置され、その上に配置された前記食品の両側を当該二つのガイド部材が通過するようにしてもよい。
上記構成によれば、食品の全周に海苔を巻き付け易くなる。
前記所定の間隔は、食品の幅よりも僅かに大きくてもよい。
上記構成によれば、食品が二つのガイド部材の間を通過し易くなる。
上記巻き付け装置は、ベースと、前記ベースに連結され、前記シート状食品を所定の位置に供給する第１のロボットアームと、前記ベースに連結され、成型された前記食品を所定の位置に供給する第２のロボットアームと、を有するロボットを更に備え、前記第１のロボットアームにより、前記二つのガイド部材の上にシート状食品を載置し、前記第２のロボットアームにより、前記シート状食品の上、且つ、前記二つのガイド部材の間の位置に前記食品を配置するようにしてもよい。
上記構成によれば、双腕ロボットにより海苔とおにぎりの供給作業が実現できる。
本発明のある形態に係るシート状食品の巻き付け方法は、本体部と、前記本体部から延出するように所定の間隔で設けられた二つのガイド部材と、前記二つのガイド部材のうちの少なくとも一つの動作を制御する制御部と、を備えるシート状食品の巻き付け装置により、成形された食品にシート状食品を巻き付けるための方法であって、前記制御部は、当該二つのガイド部材の上に前記シート状食品が載置され、その上に配置された前記食品が当該二つのガイド部材の間を通過した状態で、前記二つのガイド部材のうちの少なくとも一つの一部が当該シート状食品の端部を、前記食品の中央方向に移動させるように動作制御することにより、当該シート状食品の端部を食品に巻き付ける。
本発明は、以上に説明した構成を有し、おにぎりの海苔巻き作業を簡単な構成で確実に行うことができる。
図１は、本発明の第１実施形態に係るシート状食品の巻き付け装置の全体の構成を示す斜視図である。 図２は、図１のロボットの一例の全体的な構成を概略的に示す正面図である。 図３は、図１の巻き付け装置の構成を示した図である。 図４は、制御装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。 図５は、巻き付け装置の動作を示すフローチャートである。 図６は、各ステップに応じた巻き付け装置の動作の一例を示す模式図である。 図７は、第１の変形例に係る巻き付け装置の構成を示した図である。 図８は、図７の巻き付け装置の動作の一例を示す模式図である。 図９は、第２の変形例に係る巻き付け装置の動作の一例を示す模式図である。 図１０は、本発明の第２実施形態に係る巻き付け装置の動作の一例を示す模式図である。
以下、好ましい実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一または相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、図面は理解しやすくするために、それぞれの構成要素を模式的に示したものである。さらに、一対のアームを広げた方向を左右方向と称し、基軸の軸心に平行な方向を上下方向と称し、左右方向および上下方向に直交する方向を前後方向と称する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るシート状食品の巻き付け装置の全体の構成を示す斜視図である。図１に示すように、巻き付け装置１は、成型された食品４０にシート状に成型されたシート状食品５０を巻き付けるための装置である。図１に示すように、本実施形態では食品４０は、扁平な円柱形状に成型された米飯（以下、おにぎりという）である。シート状食品５０は矩形状に切断されたおにぎりの海苔巻き用の海苔である。本実施形態では装置本体１０と、ロボット１１により本発明に係るシート状食品５０の巻き付け装置１を構成した場合について説明する。ロボット１１は、ベース１２に支持された一対のロボットアーム１３，１３を備えた双腕ロボットである。ただし、シート状食品５０の巻き付け装置１はロボット１１により構成される場合に限定されない。なお、このロボット１１について、水平多関節型の双腕ロボットを説明するが、水平多関節型・垂直多関節型などのロボットを採用することができる。ロボット１１は、人一人分に相当する限られたスペース（例えば６１０ｍｍ×６２０ｍｍ）に設置することができる。
ロボット１１の正面にはベルトコンベア５１が配置されている。本実施形態では、一対のロボットアーム１３，１３の作業領域は、ベルトコンベア５１の一部を覆う領域である。ベルトコンベア５１は複数のおにぎり（４０）を所定の間隔を空けてロボット１１の正面右側から左側まで移送するための装置であり、左右方向に延びている。
図２は、図１のロボットの一例の全体的な構成を概略的に示す正面図である。図２に示すように、ロボット１１は、台車に固定されたベース１２と、ベース１２に支持された一対のロボットアーム（以下、単に「アーム」と記載する場合がある）１３、１３と、ベース１２内に収納された制御装置１４と、真空発生装置６０とを備えている。真空発生装置６０は、たとえば、真空ポンプやＣＯＮＶＵＭ（登録商標）など、後述するエンドエフェクタ１９の吸着ヘッドに負圧を発生させる装置である。を備えている。各アーム１３は、ベース１２に対して移動可能に構成された水平多関節型ロボットアームであって、アーム部１５とリスト部１７とエンドエフェクタ１８、１９を備えている。なお、右のアーム１３および左のアーム１３は、実質的に同じ構造であってもよい。また、右のアーム１３および左のアーム１３は、独立して動作したり、互いに関連して動作したりすることができる。
アーム部１５は、本例では、第１リンク１５ａおよび第２リンク１５ｂとで構成されている。第１リンク１５ａは、ベース１２の上面に固定された基軸１６と回転関節Ｊ１により連結され、基軸１６の軸心を通る回転軸線Ｌ１まわりに回動可能である。第２リンク１５ｂは、第１リンク１５ａの先端と回転関節Ｊ２により連結され、第１リンク１５ａの先端に規定された回転軸線Ｌ２まわりに回動可能である。
リスト部１７は、昇降部１７ａおよび回動部１７ｂにより構成されている。昇降部１７ａは、第２リンク１５ｂの先端と直動関節Ｊ３により連結され、第２リンク１５ｂに対し昇降移動可能である。回動部１７ｂは、昇降部１７ａの下端と回転関節Ｊ４により連結され、昇降部１７ａの下端に規定された回転軸線Ｌ３まわりに回動可能である。
エンドエフェクタ１８、１９は、リスト部１７の回動部１７ｂにそれぞれ連結されている。エンドエフェクタ１８は、右のアーム１３の先端に設けられている。エンドエフェクタ１９は、左のアーム１３の先端に設けられている。エンドエフェクタ１８は、おにぎり４０の保持可能に構成される。エンドエフェクタ１９は、複数の吸着ヘッドを有し、シート状食品５０を吸着保持可能に構成される。
上記構成の各アーム１３は、各関節Ｊ１〜Ｊ４を有する。そして、アーム１３には、各関節Ｊ１〜Ｊ４に対応付けられるように、駆動用のサーボモータ（図示せず）、および、そのサーボモータの回転角を検出するエンコーダ（図示せず）等が設けられている。また、２本のアーム１３、１３の第１リンク１５ａ、１５ａの回転軸線Ｌ１は同一直線上にあり、一方のアーム１３の第１リンク１５ａと他方のアーム１３の第１リンク１５ａとは上下に高低差を設けて配置されている。
図３（Ａ）は、図１の巻き付け装置本体１０の正面図である。図３（Ｂ）は、装置本体１０の平面図である。図３に示すように、装置本体１０は、本体部１０ａと、本体部１０ａから延出するように所定の間隔で設けられた二つのガイド部材１０ｂと、を備える。本実施形態の二つのガイド部材１０ｂは棒状且つ同一形状に形成される。二本のガイド部材１０ｂは同一高さで平行に設けられ、ベルトコンベア５１上まで延出している。所定の間隔は、おにぎり（４０）の幅よりも僅かに大きい。本体部１０ａの内部に二本のガイド部材１０ｂを水平方向に駆動する駆動用のサーボモータ（図示せず）が内蔵されている。これにより、本実施形態では、二本のガイド部材１０ｂは、所定の間隔を縮めるように交互におにぎり（４０）の中央方向に水平動作する。以下では、ガイド部材１０ｂの駆動前の所定の位置をガイド部材１０ｂの基準位置という。
図４は、図２のロボット１１の制御装置１４の構成を概略的に示す機能ブロック図である。図４に示すように、制御装置１４は、ＣＰＵ等の演算部１４ａと、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部１４ｂと、サーボ制御部１４ｃと、を備える。制御装置１４は、例えばマイクロコントローラ等のコンピュータを備えたロボットコントローラである。なお、制御装置１４は、集中制御する単独の制御装置１４によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御装置１４によって構成されていてもよい。
記憶部１４ｂには、ロボットコントローラとしての基本プログラム、各種固定データ等の情報が記憶されている。演算部１４ａは、記憶部１４ｂに記憶された基本プログラム等のソフトウェアを読み出して実行することにより、ロボット１１の各種動作を制御する。すなわち、演算部１４ａは、ロボット１１の制御指令を生成し、これをサーボ制御部１４ｃに出力する。サーボ制御部１４ｃは、演算部１４ａにより生成された制御指令に基づいて、ロボット１１の各アーム１３の関節Ｊ１〜Ｊ４等に対応するサーボモータの駆動を制御するように構成されている。本実施形態では、右のアーム１３によって成型されたおにぎり（４０）を所定の位置に供給し、左のアーム１３によってシート状食品５０を所定の位置に供給するように構成される。また、サーボ制御部１４ｃは、演算部１４ａにより生成された制御指令に基づいて、装置本体１０の二本のガイド部材１０ｂを駆動するサーボモータを制御するように構成されている。
次に、巻き付け装置１の動作について用いて説明する。図５は、巻き付け装置１の動作を示すフローチャートである。図６（Ａ）〜図６（Ｅ）は、図５の各ステップに応じた巻き付け装置１の動作の一例を示す模式図である。尚、巻き付け装置１の動作時ではベルトコンベア５１は動作を一時停止している。
まず、制御装置１４は、左のアーム１３の動作を制御して、エンドエフェクタ１９により海苔（５０）が吸着保持され、図６（Ａ）に示すように、二本のガイド部材１０ｂの上に海苔（５０）が載置される（図５のステップＳ１）。
次に、制御装置１４は、右のアーム１３の動作を制御して、エンドエフェクタ１８によりおにぎり（４０）が保持され、図６（Ｂ）に示すように、海苔（５０）の上、且つ、二本のガイド部材１０ｂの間の位置におにぎり（４０）が配置される（図５のステップＳ２）。二本のガイド部材１０ｂの所定の間隔は、おにぎり（４０）の幅よりも僅かに大きいので、図６（Ｃ）に示すように、海苔（５０）の上に配置されたおにぎり（４０）は、二本のガイド部材１０ｂの間を通過してベルトコンベア５１の上に自重落下する。
次に、制御装置１４は、二本のガイド部材１０ｂの一方を動作制御する（図５のステップＳ３）。図６（Ｄ）に示すように、右側のガイド部材１０ｂは基準位置からおにぎり（４０）の中央方向に所定の幅だけ水平移動する。これにより、右側のガイド部材１０ｂに接していた右側の海苔（５０）がおにぎり（４０）に巻き付く。
次に、制御装置１４は、二本のガイド部材１０ｂの他方を動作制御する（図５のステップＳ４）。図６（Ｅ）に示すように、左側のガイド部材１０ｂは基準位置からおにぎり（４０）の中央方向に所定の幅だけ水平移動する。これにより、左側のガイド部材１０ｂに接していた左側の海苔（５０）がおにぎり（４０）に巻き付く。尚、ステップＳ３，Ｓ４におけるガイド部材１０ｂの振れ幅は、一方のガイド部材１０ｂが他方のガイド部材１０ｂに触れない程度であればよいが、ここでは所定間隔の半分である。作業終了までステップＳ１〜Ｓ４の動作を繰り返す（図５のステップＳ５）。
従って、本実施形態によれば、二本のガイド部材１０ｂを、所定の間隔を縮めるように交互におにぎり（４０）の中央方向に動作させることにより、海苔（５０）の両端がおにぎり（４０）に巻き付く。これにより、おにぎり（４０）の全周に海苔（５０）を簡単な構成で確実に巻き付けることができる。
また、上記実施形態では、二本のガイド部材１０ｂの所定の間隔は、おにぎり（４０）の幅よりも僅かに大きいので、おにぎり（４０）が二本のガイド部材１０ｂの間を通過し易くなる。巻き付けやすい。
［第１変形例］
尚、第１実施形態のガイド部材１０ｂは棒状に形成され、ガイド部材１０ｂがおにぎり（４０）の中央方向に水平動作するように構成されたが、ガイド部材の一部が海苔（５０）の端部を、おにぎり（４０）の中央方向に移動させるように動作する構成であれば、これに限られるものではない。
図７（Ａ）は、第１の変形例に係る巻き付け装置本体１０Ａの正面図である。図７（Ｂ）は、装置本体１０Ａの平面図である。図７に示すように、本変形例では、第１実施形態（図６）と比較すると、左右のガイド部材１０ｂは、前後方向に延出し、平板形状を有する点が異なる。基準位置では、左右のガイド部材１０ｂは互いに対向配置され、ガイド部材１０ｂの平板の主面が鉛直方向と略平行に位置する。ガイド部材１０ｂは、前後方向に沿った軸を中心に回転可能な回転軸１０ｃを下部に有する。
図８は、図７の巻き付け装置の動作の一例を示す模式図である。まず、図８（Ａ）に示すように、二本のガイド部材１０ｂの上に海苔（５０）が載置される。
次に、図８（Ｂ）に示すように、海苔（５０）の上、且つ、二本のガイド部材１０ｂの間の位置におにぎり（４０）が配置される。図８（Ｃ）に示すように、海苔（５０）の上に配置されたおにぎり（４０）は、二本のガイド部材１０ｂの間を通過してベルトコンベア５１の上に自重落下する。
次に、図８（Ｄ）に示すように、右側のガイド部材１０ｂの回転軸１０ｃの回転に伴って、右側のガイド部材１０ｂの上部が基準位置からおにぎり（４０）の中央方向に所定の幅だけ移動する。これにより、右側のガイド部材１０ｂに接していた右側の海苔（５０）がおにぎり（４０）に巻き付く。
次に、図８（Ｅ）に示すように、左側のガイド部材１０ｂの回転軸１０ｃの回転に伴って、左側のガイド部材１０ｂの上部が基準位置からおにぎり（４０）の中央方向に所定の幅だけ移動する。これにより、左側のガイド部材１０ｂに接していた左側の海苔（５０）がおにぎり（４０）に巻き付く。
このように本変形例においても、第１実施形態と同様に、おにぎり（４０）の全周に海苔（５０）を簡単な構成で確実に巻き付けることができる。
［第２変形例］
尚、本実施形態の巻き付け装置１の動作時ではベルトコンベア５１は動作を一時停止していたが、これに限られるものではない。図９は、第２の変形例に係る巻き付け装置の動作の一例を示す模式図である。図９に示すように、本変形例では、第１実施形態（図６）と比較すると、右側のガイド部材１０ｂは動作せず、ベルトコンベア５１の動作に連動して左側のガイド部材１０ｂのみ動作する点が異なる。ここではベルトコンベア５１が左から右方向に動作しているので、二本のガイド部材１０ｂの間を通過してベルトコンベア５１の上に自重落下したおにぎり（４０）は、左から右方向に搬送される。これにより、おにぎり（４０）が固定された右側のガイド部材１０ｂに近づくと、右側のガイド部材１０ｂに接していた右側の海苔（５０）がおにぎり（４０）に巻き付く。
次に、制御装置１４は、左側のガイド部材１０ｂを基準位置からおにぎり（４０）の中央方向に所定の幅だけ水平移動させる。これにより、左側のガイド部材１０ｂに接していた左側の海苔（５０）がおにぎり（４０）に巻き付く。
このように、本変形例によれば、ベルトコンベア５１の動作に連動して、一方のガイド部材１０ｂを駆動するだけで、海苔（５０）の両端をおにぎり（４０）に巻き付けることができる。
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。以下では、第１実施形態と共通する構成の説明は省略し、相違する構成についてのみ説明する。
図１０は、本発明の第２実施形態に係る巻き付け装置の動作の一例を示す模式図である。基準位置では、ガイド部材１０ｂは、ベルトコンベア５１の搬送路を横切るように設けられた溝の内部であって、ベルトコンベア５１と同じ高さに位置する（図１０（Ａ），（Ｂ）参照）。本実施形態では、第１実施形態（図６）と比較すると、制御装置１４が、二本のガイド部材１０ｂを、所定の間隔を維持しながら基準位置から上方に動作制御する点が異なる（図１０（Ｃ）参照）。本実施形態では、おにぎり（４０）が二本のガイド部材１０ｂの間を自重落下する代わりに、おにぎり４０の両側を二本のガイド部材１０ｂが通過する。このような構成であっても、第１実施形態と同様に、海苔（５０）の両端をおにぎり（４０）に巻き付けることができる（図１０（Ｄ），（Ｅ）参照）。
（その他の実施形態）
尚、上記実施形態では、双腕型のロボット１１によりおにぎり（４０）と海苔（５０）の供給作業を行うように構成されたが、おにぎり（４０）と海苔（５０）を保持可能な構成を有し、位置決め制御が可能な専用装置で実現されてもよい。
尚、本実施形態では、シート状食品５０は、海苔であったが、その他の例示として、肉（肉巻きおにぎり）、玉子焼き（玉子巻きおにぎり）、油揚げ（稲荷寿司）、昆布（昆布巻きおにぎり）等でもよい。
尚、上記実施形態の食品４０は、扁平な円柱形状に成型された米飯であったが、これに限らず、三角の柱状体に成型された米飯でもよい。また、米飯に限らず、もち米を加工して作られた餅でもよい。
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造および／または機能の詳細を実質的に変更できる。
本発明は、海苔等のシート状食品を成形した食品に巻き付けるための装置に有用である。
１ 巻き付け装置
１０ 装置本体
１０ａ 本体部
１０ｂ ガイド部材
１１ ロボット
１３ ロボットアーム
１４ 制御装置
１８，１９ エンドエフェクタ
４０ 食品（おにぎり）
５０ シート状食品（海苔）
５１ コンベア

Claims (7)

  1. 成形された食品にシート状食品を巻き付けるための装置であって、
    本体部と、
    前記本体部から延出するように所定の間隔で設けられた二つのガイド部材と、
    前記二つのガイド部材のうちの少なくとも一つの動作を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、当該二つのガイド部材の上に前記シート状食品が載置され、その上に配置された前記食品が当該二つのガイド部材の間を通過した状態で、前記二つのガイド部材のうちの少なくとも一つの一部が当該シート状食品の端部を、前記食品の中央方向に移動させるように動作制御することにより、当該シート状食品の端部を食品に巻き付ける、シート状食品の巻き付け装置。
  2. 前記制御部は、前記二つのガイド部材を、前記所定の間隔を縮めるように交互に前記食品の中央方向に動作制御する、請求項１に記載のシート状食品の巻き付け装置。
  3. 前記二つのガイド部材の上に前記シート状食品が載置され、その上に配置された前記食品が、当該二つのガイド部材の間を自重落下することにより、当該二つのガイド部材の間を通過する、請求項１に記載のシート状食品の巻き付け装置。
  4. 前記制御部は、前記二つのガイド部材を、前記所定の間隔を維持しながら上方に動作制御することにより、当該二つのガイド部材の上に前記シート状食品が載置され、その上に配置された前記食品の両側を当該二つのガイド部材が通過する、請求項１に記載のシート状食品の巻き付け装置。
  5. 前記所定の間隔は、前記食品の幅よりも僅かに大きい、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシート状食品の巻き付け装置。
  6. ベースと、
    前記ベースに連結され、前記シート状食品を所定の位置に供給する第１のロボットアームと、
    前記ベースに連結され、成型された前記食品を所定の位置に供給する第２のロボットアームと、を有するロボットを更に備え、
    前記第１のロボットアームにより、前記二つのガイド部材の上にシート状食品を載置し、
    前記第２のロボットアームにより、前記シート状食品の上、且つ、前記二つのガイド部材の間の位置に前記食品を配置する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシート状食品の巻き付け装置。
  7. 本体部と、前記本体部から延出するように所定の間隔で設けられた二つのガイド部材と、前記二つのガイド部材のうちの少なくとも一つの動作を制御する制御部と、を備えるシート状食品の巻き付け装置により、成形された食品にシート状食品を巻き付けるための方法であって、
    前記制御部は、当該二つのガイド部材の上に前記シート状食品が載置され、その上に配置された前記食品が当該二つのガイド部材の間を通過した状態で、前記二つのガイド部材のうちの少なくとも一つの一部が当該シート状食品の端部を、前記食品の中央方向に移動させるように動作制御することにより、当該シート状食品の端部を食品に巻き付ける、シート状食品の巻き付け方法。


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