JP2019002225A - 建具 - Google Patents

Abstract

【課題】枠体と障子との間における室内外の冷熱の伝達を抑制して、さらなる断熱性能の向上を図る。【解決手段】躯体開口部に配置される枠体と、枠体の中空部内に配置される不燃性または難燃性の補強部材と、躯体と補強部材を連結する不燃性または難燃性の連結部材を備え、連結部材は、躯体に固定される躯体固定部と、補強部材に固定される補強部材固定部とを有し、枠体は、連結部材の補強部材固定部と補強部材とが対向する部分において、補強部材固定部と補強部材を当接させて固定するための開口を有している。【選択図】図４

Description

本発明は、躯体開口部に配置される枠体を有する建具に関する。

躯体の開口部に取付けられる枠材を有する建具において、断熱性を向上させるために枠体を合成樹脂により形成した建具が公知となっている。
そのような合成樹脂製の枠体により構成される建具においては、火災時などに枠体が溶融して外れ落ちるおそれがあることから、合成樹脂製の枠体の中空部内に金属製等の補強部材を設け、開口部の躯体と補強部材を金属製等の連結部材により連結してなる建具が知られている。（特許文献１）

特開２０１６−１６４３６７号公報

前記特許文献１の建具は、躯体と補強部材を連結する略Ｌ字状の連結部材を枠体と躯体との間に配置して、略Ｌ字状の一片を躯体に固定し、他片を枠体の中空部内に配置される補強部材に固定しているが、枠体と躯体との間からの漏水を防止するためには、連結部材自体が薄肉に形成される必要があり、また、連結部材は、枠体の補強部材に対して合成樹脂製の枠体を挟んで固定されていた。
しかし、このような建具においては、火災時に合成樹脂製の枠体が溶融してしまうと、連結部材の補強部材に対する補強部材側接合部と枠体の補強部材との間に枠体の厚みに相当する隙間が生じてしまい、連結部材によって建具を吊り下げる状態となることがあり、薄肉に形成された連結部材の補強部材側接合部のネジ固定位置等に大きな力が加わって補強部材が屈曲等変形してしまったり、ネジ孔からネジが抜け落ちてしまったりして、枠体を躯体に保持できないおそれがあった。

本発明は、上記の事情を鑑みたものであり、合成樹脂製の枠体を躯体の開口部に配置するに際して、躯体と枠体に配置される補強部材とを連結部材によって連結してなる建具において、火災時に合成樹脂製の枠体が溶融した場合であっても、連結部材と補強部材との連結を強固に維持することができ、躯体に対して安定的に保持することができる建具を提供することを目的とする。

本発明は、躯体開口部に配置される枠体と、枠体の中空部内に配置される不燃性または難燃性の補強部材と、躯体と補強部材を連結する不燃性または難燃性の連結部材を備え、連結部材は、躯体に固定される躯体固定部と、補強部材に固定される補強部材固定部とを有し、枠体は、連結部材の補強部材固定部と補強部材とが対向する部分において、補強部材固定部と補強部材を当接させて固定するための開口を有していることを特徴とする。

本発明の構成により、火災時に合成樹脂製の枠体が溶融しても、枠体に配置される補強部材と連結部材との連結部が緩むことなく、強固な状態を維持することができ、連結部材によって枠体を躯体に対して比較的長い時間にわたって保持することができる。

本発明の実施形態に係る建具の正面図である。 本発明の実施形態に係る建具の縦断面図である。 本発明の実施形態に係る建具の横断面図である。 本発明の実施形態に係る建具の上枠の拡大縦断面図である。 本発明の実施形態に係る建具の枠材の図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は室外側から見た正面図、（ｃ）は（ａ）におけるＡの部分を室内側から見た図、（ｄ）は（ａ）におけるＡの部分を室外側から見た図である。 本発明の実施形態に係る建具の連結部材の部品図であり、（ａ）は連結部材を構成する連結板の側面図、（ｂ）は同平面図、（ｃ）は、連結部材を構成する補強板の側面図、（ｄ）は同平面図である。 本発明の実施形態に係る建具の連結部材の図であり、（ａ）は側面図，（ｂ）は平面図である。 本発明の実施形態に係る建具と従来の建具とを比較した図であり、（ａ），（ｃ），（ｅ）は上枠の通常時の断面図、（ｂ），（ｄ），（ｆ）は火災等により樹脂枠が溶融した後の断面図である。

本発明の実施形態に係る建具について、図面を参照して説明する。
（建具の全体構成）
本発明の実施形態に係る建具は、図１に示すように、上枠１１、下枠１２及び左、右縦枠１３，１４を四周組してなる枠体１と、枠体１の内周に嵌め込まれる複層ガラス等のパネル材１５と、を備え、建物等の躯体開口部に配置されるＦＩＸ窓として構成されている。

枠体１を構成する各枠材（上枠１１、下枠１２、左、右縦枠１３，１４）は、硬質の樹脂材料等により形成されており、図２，３に示すように、同一の断面形状をなしている。そして、各枠材の端面は、正面視で水平に対して４５度の傾斜面で切断して形成され、四隅において傾斜面同士を当接した状態で溶着されて枠体１を形成している。四周に組まれた枠体１の内周に形成されるパネル間口にパネル材１５が固定されてＦＩＸ窓が形成されている。

枠体１を構成する各枠材（上枠１１、下枠１２、左、右縦枠１３，１４）の中空部内には、スチール等の不燃性もしくは難燃性の材料からなる補強部材３が配置されており、枠体１の上枠１１及び左、右縦枠１３，１４に配置された補強部材３の外周側には、スチール等の不燃性もしくは難燃性の材料からなる連結部材４が複数箇所に配置されており、補強部材３と連結部材４はビス等の固定手段ｂ１で連結されている。
そして、補強部材３に連結された連結部材４が躯体開口部２の上辺及び左右の縦辺にネジ釘等の固定手段ｂ２で固定されて、枠体１が躯体開口部２に固定されている。

（枠材の構成）
本実施形態のＦＩＸ建具の枠体１を構成する各枠材の詳細な構成について説明する。
本実施形態の各枠材は、同一断面形状を備えるので、ここでは、上枠１１を用いて各枠材を説明する。
枠材（上枠１１）は、図４に示すように、躯体開口部２に固定される上枠本体１１１と、上枠本体１１１の見込み方向室外側の内周面に取り付けられる押縁材１１２と、を備えている。

上枠本体１１１は、図４，図５（ａ）に示すように、断面略矩形の複数の中空部を見込み方向に並べてなる上枠本体部１１１ａと、上枠本体部１１１ａの室外側に設けられる室外中空部１１１ｂと、上枠本体部１１１ａを構成する複数の中空部のうち室内側に配置される中空部１１１ｃの内周に設けられる室内側間口壁部１１１ｄと、上枠本体部１１１ａの見込み方向略中央位置から外周側に突設される外周側片１１１ｅと、上枠本体部１１１ａの外周側壁が室内方向に延びて設けられる室内側片１１１ｆと、を備えている。

上枠本体部１１１ａを構成する複数の中空部のうち，室外側に設けられる中空部の内周には、押縁材１１２を取り付けるための取付部１１１ｇが形成されており、取付部１１１ｇに取り付けられた押縁材１１２と室内側間口壁部１１１ｄとにより、パネル材１５を嵌めるパネル間口１１ａが形成されている。室内側間口壁部１１１ｄの室外側面にはシール材ｓ１が取り付けられ、押縁材１１２には軟質の樹脂材料からなるシール部１１２ａが一体形成されており、上枠１１のパネル間口１１ａに固定されるパネル材１５との間を気密している。

図５（ａ），（ｂ）に示すように、 上枠本体１１１の外周側片１１１ｅには、上枠１１を躯体開口部２に固定するためのネジ孔１１１ｈ，１１１ｈ・・が長さ方向に複数形成されており、上枠本体部１１１ａの外周側面部には、外周側片１１１ｅに形成されたネジ孔１１１ｈの位置に合わせて複数の開口１１１ｉが形成されている。なお、ネジ孔１１１ｈ，１１１ｈは、図５（ｃ），（ｄ）に示すように、室外側からの皿押し（もみ）加工により形成されており、室外側からねじ止めする皿ネジ等の固定手段の頭部が外周側片１１１ｅの室外側に突出することを防止している。

パネル間口１１ａ内には、スチール等の不燃性もしくは難燃性の材料からなる外れ止め部材５が配置されるとともに、熱等により膨張する加熱膨張材６が配置されており、火災時に、樹脂材料等からなる枠体１が溶解してパネル間口１１ａ内に嵌め込まれたパネル材１５が落下することを防止するとともに、室内外に連通する隙間の発生を抑制している。
上枠本体部１１１ａの中空部内には、スチール材等の不燃性もしくは難燃性の材料からなり、外周側壁３１及び内周側壁３２を有する補強部材３が配置されており、補強部材３の内周側壁３２がパネル間口１１ａに配置された外れ止め部材５と上枠本体部１１１ａの中空部の内周側面部を挟んでビス等の固定手段ｂ３によって連結固定されている。

（連結部材の構成）
次に、枠体１を躯体開口部２に固定する連結部材４について、説明する。本実施形態の建具の連結部材４は、図６（ａ），（ｂ）に示す、ステンレス製等の金属薄板からなる短尺状の連結板４１と、図６（ｃ），（ｄ）に示す、ステンレス製等の金属材料からなる矩形ブロック状の補強板４２を備えている。
連結板４１は、ステンレス製等の金属薄板を屈曲させて形成されており、躯体開口部２の室外側面に固定される見付け面を構成する躯体固定部４１ａと、躯体固定部４１ａの一辺に連続する連絡部４１ｂと、連絡部４１ｂに連続する室外側板部４１ｃと、室外側板部４１ｃから室内側に延設される底板部４１ｄと、底板部４１ｄの室内側端から立ち上りその後に室外側に屈曲して延びる２つの保持部４１ｅ，４１ｅを有し、室外側板部４１ｃと底板部４１ｄと保持部４１ｅによって補強板４２を保持する補強板保持部を形成している。

躯体固定部４１ａの幅方向略中央で外周寄りには、連結部材４を躯体開口部２に固定する皿ネジ等の固定手段ｂ２を通すための固定孔４１ｆが形成されており、底板部４１ｄの幅方向略中央には、連結部材４と補強部材３とを連結するビス等の固定手段ｂ１を通すための連結孔４１ｇが形成されている。また、底板部４１ｄから立ち上がる保持部４１ｅ，４１ｅの立上り部分は幅方向外側から切り欠かれて後述する補強板４２の係止凸部４２ｂ，４２ｂが係止される係止部４１ｈ，４１ｈが形成されている。

一方、補強板４２は、平面視でほぼ矩形状の補強板本体部４２ａと、補強板本体部４２ａの長手方向の一側（室内側）の幅方向両端から突出する係止凸部４２ｂ，４２ｂを有しており、補強板本体部４２ａの平面視でほぼ中央には、連結板４１及び補強部材３と連結するための固定手段ｂ１を通すための連結孔４２ｃが形成されている。

そして、図７（ａ），（ｂ）に示すように、連結板４１の室外側板部４１ｃと底板部４１ｄと保持部４１ｅによって形成される補強板保持部に補強板４２を配置して連結板４１の係止部４１ｈ，４１ｈに補強板４２の係止凸部４２ｂ，４２ｂが係止して連結板４１と補強板４２とを一体化することで厚肉の補強部材固定部４ａが形成され、躯体開口部２に固定される薄肉の躯体固定部４１ａと補強部材３に連結固定される厚肉の補強部材固定部４ａとからなる連結部材４が形成される。
このように、連結部材４は、薄板部材である連結板４１と厚板部材である補強板４２の２部材から構成されており、連結板４１の係止部４１ｈ，４１ｈに補強板４２の係止凸部４２ｂ，４２ｂが係止させた状態で、連結板４１の見付け面部で厚板の補強板４２を包み込むように保持しているので、補強板４２が枠材の長手方向に移動することを規制することができ、連結部材４を枠材へ取付ける際に、ずれることがなく、位置決めを容易にできる。

（連結部材による枠体の固定構造）
次に、連結部材による枠体の固定構造について、説明する。
上枠１１の上枠本体部１１１ａの外周側面部に形成される開口１１１ｉは、補強部材３が配置された中空部の外周側面部に形成されており、中空部内に配置された補強部材３の外周側壁３１が開口１１１ｉと対向している。
また、開口１１１ｉは、連結部材４の補強部材固定部４ａが通過できる大きさを有しており、連結部材４は、上枠１１の外周側片１１１ｅの室内側面に躯体固定部４１ａを当接させ、開口１１１ｉから上枠本体部１１１ａの中空部内に補強部材固定部４ａを臨ませた状態で上枠１１の外周に配置される。

そして、連結部材４の補強部材固定部４ａを中空部内に配置される補強部材３の外周側壁３１に開口１１１ｉをとおして直接当接させ、補強部材固定部４ａに形成されている連結孔４１ｇ，４２ｃを介してビス等の固定手段ｂ１によって補強部材３に連結固定され、それにより、連結部材４が上枠１１に固定されている。

連結部材４が固定された上枠１１は、躯体開口部２の室外側面に上枠本体１１１の外周側片１１１ｅの室内側面を対向させると共に、上枠本体１１１の外周側片１１１ｅよりも室内側の外周側面部を躯体開口部２の内周面に対向させて躯体開口部２に配置される。このとき上枠１１に固定された連結部材４の躯体固定部４１ａは薄肉の部材で形成されているので、外周側片１１１ｅと躯体開口部２の室外側面との間に大きな隙間が生じることを抑制することができる。
また、連結部材４の補強部材固定部４ａは、上枠１１の中空部の外周側に形成された開口１１１ｉをとおして中空部内に臨むように、すなわち開口１１１ｉに収まるように配置されるので、厚肉に形成された補強部材固定部４ａが上枠本体１１１の外周面と躯体開口部２の内周面との近接の障害となることがない。

そして、躯体開口部２の室外側面に対向させた外周側片１１１ｅは、ネジ孔１１１ｈに対して室外側から皿ネジ等の固定手段ｂ２が挿入され躯体開口部に打ち込まれることによって、連結部材４とともに躯体開口部２に固定される。
なお、上枠１１に形成された開口１１１ｉとネジ孔１１１ｈとは見付け方向の位置が対応しているので、連結部材４の補強部材固定部４ａを開口１１１ｉに配置することにより、連結部材４の固定孔４１ｆと上枠１１のネジ孔１１１ｈとの位置決めを容易にすることができる。
固定手段ｂ２により躯体開口部２に固定された外周側片１１１ｅの室外側面及び隣接する躯体開口部２の室外側面には、防水シート等の防水処理７が施されており、躯体開口部２と外周側片１１１ｅとの間から水が浸入することを防止している。

また、躯体開口部２の内周面に対向させた上枠１１の室内側片１１１ｆは、外周側面にリブ等の当接部１１１ｊが形成されており、当接部１１１ｊを躯体開口部２の内周面に当接させた状態で、躯体開口部２の内周面に固定されるスチール等の固定金具８により支持されている。固定金具８は、上枠１１の室内側片１１１ｆの室内側において躯体開口部２の内周面に釘等の固定手段ｂ４により固定される固定部８１と、固定部８１に連続し、上枠の室内側片１１１ｆの内周面に沿うように延設する見込み面部８２と、見込み面部８２から上枠１１の室内側の壁に沿って内周方向に延設される見付け面部８３を備えており、見付け面部８３の内周端には後述する化粧板９の係合部材９ａを係合する係合部８３ａが形成されている。

固定金具８により支持された上枠１１の室内側片１１１ｆの内周面及び隣接する躯体開口部２の内周面は、防水シート等の防水処理７が施されており、その内周側には、化粧板９が配置され、化粧板９の端部に取付けられた係合部材９ａが固定金具８の係合部８３ａに係止されることで躯体開口部２に化粧板９が取り付けられている。

（連結金具の比較）
図８に、本実施形態の建具と従来の建具との比較を示す。
図８（ａ），（ｂ）に示す上枠は、連結部材４として補強部材固定部４ａを厚肉に形成したものを用い、補強部材固定部４ａと枠体の中空部内に配置された補強部材３とを枠体の開口１１１ｉを介して直接連結したものであり、図８（ｃ），（ｄ）に示す上枠は、連結部材４として補強部材固定部４ａを薄肉に形成したものを用い、補強部材固定部と枠体の中空部内に配置された補強部材とを枠体の開口１１１ｉを介して直接連結したものであり、図８（ｅ），（ｆ）に示す上枠は、連結部材として補強部材固定部を薄肉に形成したものを用い、補強部材固定部と枠体の中空部内に配置された補強部材とを枠体を間に挟んだ状態で連結した従来の例である。
図８（ａ），（ｃ），（ｅ）は、それぞれ通常時の状態を示し、図８（ｂ），（ｄ），（ｆ）は、それぞれ火災で枠体が溶融した時の状態を示す。
火災時の図８（ｂ），（ｄ），（ｆ）に示す状態においては、火災時の熱によりガラスに反りが生じることで、補強部材３と連結部材４を連結する固定手段ｂ１には、ガラスの重量による外力（矢印Ｙ）と、ガラスの反りによる外力（矢印Ｘ）が生じることとなる。

ガラスの重量による外力Ｙによって連結部材４にかかる曲げ応力の違いについて説明すると、連結部材４にかかる曲げ応力は、次の式で求めた。
曲げ応力＝Ｍ／Ｚ
曲げモーメントＭ＝Ｎ×Ｌ
断面係数Ｚ＝（Ｂ×Ｔ^２）／６
Ｎ＝垂直荷重Ｙ／連結部材の個数
Ｂ＝連結部材の幅
Ｔ＝連結部材の厚さ
Ｌ＝連結部材の躯体固定部４１ａと補強部材固定部４ａの荷重支持点との距離

そして、図８（ａ），（ｂ）に示す連結部材４（以下、「第１の連結部材４Ａ」）の補強部材固定部４ａの厚み（Ｔａ）を２．８ｍｍ、図８（ｃ），（ｄ）に示す連結部材４（以下、「第２の連結部材４Ｃ」）の補強部材固定部４ａの厚み（Ｔｃ）を０．５ｍｍ、図８（ｅ），（ｆ）に示す連結部材４（以下、「第３の連結部材４Ｅ」）の補強部材固定部４ａの厚み（Ｔｅ）を０．５ｍｍとし、第１の連結部材４Ａの躯体固定部４１ａと補強部材固定部４ａの荷重支持点との距離（Ｌ（ａ））を２．０ｍｍとし、第２の連結部材４Ｃの躯体固定部４１ａと補強部材固定部４ａの荷重支持点との距離（Ｌ（ｃ））を２．０ｍｍとし、第３の連結部材４Ｅの躯体固定部４１ａと補強部材固定部４ａの荷重支持点との距離（Ｌ（ｅ））は７．５ｍｍとし、各連結部材４の連結部材個数と連結部材の幅（Ｂ）を同一とする。

そうすると、図８（ａ），（ｂ）に示す連結部材４の補強部材固定部４ａにかかる曲げ応力（ａ）は１．５３０６１２×（Ｎ／Ｂ）、 図８（ｃ），（ｄ）に示す連結部材４の補強部材固定部４ａにかかる曲げ応力（ａ）は４８×（Ｎ／Ｂ）、 図８（ｅ），（ｆ）に示す連結部材４の補強部材固定部４ａにかかる曲げ応力（ａ）は１８０×（Ｎ／Ｂ）となり、第１の連結部材４Ａに対して、第２の連結部材４Ｃは３１．３６倍、第３の連結部材４Ｅは１１７．６倍の曲げ応力がかかることになり、連結部材への負担が大きくなる。仮に、垂直荷重Ｙを２９４Ｎとし、連結部材の個数を３つとし、連結部材の幅（Ｂ）を３０ｍｍとすると、第１の連結部材４Ａにかかる曲げ応力は約５Ｎ／ｍｍ^２であり、第２の連結部材４Ｃにかかる曲げ応力は約１５６．８Ｎ／ｍｍ^２であり、第３の連結部材４Ｅにかかる曲げ応力は５８８Ｎ／ｍｍ^２となる。

以上のように、図８（ｅ）に示す従来の上枠では、補強部材３と連結部材４とが樹脂製の上枠１１を挟んで固定されることで、図８（ｆ）に示すように、火災時に樹脂製の上枠１１が溶融すると補強部材３と連結部材４との間に隙間Ｓが生じ、連結部材４に大きな曲げ応力がかかり、変形や破壊の可能性が大きくなる。また、補強部材３がビス等の固定手段ｂ１によってぶら下げられて支持される状態となり、ガラスの反りによる外力Ｘによって、補強部材３が安定せずにぐらついたり、また、ガラスの重量による外力Ｙが固定手段ｂ１を介して連結部材４のビス等を固定する連結孔に集中し、連結孔等が破損したりすることで、建具が躯体開口部より脱落する危険性がある。

これに対して、図８（ａ）に示す上枠１１は、補強部材３と連結部材４を直接当接させて固定しているので、図８（ｂ）に示すように、火災時に樹脂製の上枠１１が溶融しても、連結部材４と補強部材３との間に隙間が生じることはなく、連結部材にかかる曲げ応力の増加を防ぐことができる。また、当接面積も大きいのでふらつきを抑制することができる。特に、補強部材３を肉厚に形成した補強部材固定部４ａは補強部材３との連結強度が大きくなり、ネジ等よりなる固定手段ｂ１に対するネジの掛かり寸法を確保することができるので、ネジが抜けにくく、全体の強度を上げることができる。
なお、図８（ｃ），（ｄ）に示すように、補強部材固定部４ａを躯体固定部４１ａと一体的に薄肉の板により形成した連結部材４を用いた場合であっても、連結部材４と補強部材３とを直接当接させて当接面積を大きくして固定することができるので、火災時に樹脂製の上枠１１が溶融しても、連結部材４と補強部材３との間に隙間が生じることなく支持でき、ぶらつきを抑制できる点では同じである。

以上のように、火災によって連結部材４と補強部材３との間に隙間が生じると、連結部材４の躯体固定部４１ａと補強部材固定部４ａとの連結部分に対して垂直応力のかかる位置が離れてしまい（２．０ｍｍ→７．５ｍｍ）、連結部材４の躯体固定部４１ａと補強部材固定部４ａとの連結部にかかる曲げ応力が増大するが、本実施形態の建具においては、連結部材４と補強部材３とを直接連結することにより、火災により枠体が溶解しても、連結部分に対して垂直応力のかかる位置が離れることがなく、曲げ応力を小さく抑えることができる。
また、枠体の中空部内に配置された補強部材３に対して連結部材４の補強部材固定部を直接当接して固定しているので、火災時に樹脂製の枠体が溶融しても、補強部材やガラス等がぶらつくことなく、また、建具の重量が連結部材のネジ孔等に集中することなく、比較的安定した固定状態を維持することができる。

なお、本発明の各部材の具体的な構成は、上記の実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、本実施形態の枠体１は、ＦＩＸ窓の枠体として形成されているが、障子を開閉自在に支持する枠体として形成されるものでもよい。
また、連結部材４の構成は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、躯体固定部と補強部材固定部とを一体形成したものでも、また、他の構造によって形成されるものでもよい。
また、上記実施形態においては、連結部材４の補強部材固定部４ａは補強部材３に対して直接当接させているが、火災時の樹脂部材の溶解によって連結部材４と補強部材３との連結にぐらつきが生じなければ、例えば防水や腐食防止等のためのごく薄いシート状の等のものを挟んだ状態でもよいし、また、別の金属部材等不燃部材や難燃部材を介して連結されていいてもよい。

１ ：枠体
１１ ：上枠
１１１ ：上枠本体
１１１ｉ ：開口
１１２ ：押縁材
２ ：躯体開口部
３ ：補強部材
３１ ：外周側壁
３２ ：内周側壁
４ ：連結部材
４ａ ：補強部材固定部
４１ ：連結板
４１ａ ：躯体固定部
４２ ：補強板
５ ：外れ止め部材
６ ：加熱膨張材
７ ：防水処理
８ ：固定金具
９ ：化粧板
１１ａ ：パネル間口
１２ ：下枠
１３ ：右縦枠
１４ ：右縦枠
１５ ：パネル材
１１２ａ ：シール部
Ｓ ：隙間
Ｘ，Ｙ ：外力

Claims (1)

1. 躯体開口部に配置される枠体と、枠体の中空部内に配置される不燃性または難燃性の補強部材と、躯体と補強部材を連結する不燃性または難燃性の連結部材を備え、
   連結部材は、躯体に固定される躯体固定部と、補強部材に固定される補強部材固定部とを有し、
   枠体は、連結部材の補強部材固定部と補強部材とが対向する部分において、補強部材固定部と補強部材を当接させて固定するための開口を有している
   ことを特徴とする建具。
   
   

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