JP2020124729A - Cylindrical member and manufacturing method of cylindrical member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の車両の構成部品として適用される筒状部材及び筒状部材の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a tubular member applied as a component of a vehicle such as an automobile and a method for manufacturing the tubular member.
従来、自動車等の車両において、車両用サブフレームのアッパーパネルとロアパネルとをボルトで固定する際の補強スペーサーとしてカラー部材が使用されている。このようなカラー部材としては、金属板を筒状に丸めて形成する巻きカラーが知られている。 BACKGROUND ART Conventionally, in a vehicle such as an automobile, a collar member has been used as a reinforcing spacer when fixing an upper panel and a lower panel of a vehicle subframe with bolts. As such a collar member, a winding collar formed by rolling a metal plate into a tubular shape is known.
かかる状況下で、特許文献1は、金属管及びその製造方法に関し、剪断加工により金属板1を四角形の金属素材2に剪断し、剪断した金属素材2の四方の端面3に、互いに近接・離間するように傾斜する傾斜面5を形成すると共に、金属素材2を傾斜面5が互いに近接する側を径方向内側として、円筒状に丸めることにより金属管を製造することを開示している。
Under such circumstances,
しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献1においては、金属板を四角形の金属素材に剪断する剪断工程と、金属素材の端面に傾斜面を形成する傾斜付け工程と、が別工程であるため、製造工程を簡素化することについて改善の余地がある。また、特許文献1においては、剪断した金属素材を端曲げ、U曲げ及びO曲げの曲げ加工する際に、金属素材に対して曲げ加工用の冶具を位置決めする部材を別途設ける必要があり、製造装置の構成の複雑化を招く。
However, according to a study by the present inventor, in
本発明は、以上の検討を経てなされたもので、製造工程と製造装置の構成とを簡素化することができる筒状部材及び筒状部材の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made through the above studies, and an object thereof is to provide a tubular member and a method for producing the tubular member, which can simplify the manufacturing process and the configuration of the manufacturing apparatus.
以上の目的を達成すべく、本発明の第1の局面は、金属製の筒状部材の製造方法であって、長尺の金属板材の一部を下方に打ち抜く打ち抜き加工により矩形部材と前記矩形部材の周囲の枠部材とを形成すると共に、前記金属板材の長手方向における前記矩形部材の両端の第1の端面の下端側をコイニング加工して、前記第1の端面の下端側に下方に向けて内方に傾斜する第1の傾斜面を形成する第1の工程と、前記第1の傾斜面を形成した前記矩形部材を上昇させて前記第1の端面を前記枠部材に当接させることにより前記矩形部材の上昇を停止させる第2の工程と、前記枠部材に当接する前記矩形部材を、前記第1の傾斜面が径方向において内周側となるように前記長手方向を軸として丸めて中空円筒状の前記筒状部材を形成する第3の工程と、を有する筒状部材の製造方法である。 In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a method for manufacturing a tubular member made of metal, which comprises a rectangular member and the rectangular member formed by punching a part of a long metal plate downward. A frame member around the member is formed, and the lower end sides of the first end faces of both ends of the rectangular member in the longitudinal direction of the metal plate member are coined to face downward to the lower end side of the first end face. A first step of forming a first inclined surface that inclines inward, and raising the rectangular member having the first inclined surface to bring the first end surface into contact with the frame member. The second step of stopping the rising of the rectangular member by means of the above, and rounding the rectangular member abutting on the frame member with the longitudinal direction as an axis so that the first inclined surface is on the inner peripheral side in the radial direction. And a third step of forming the hollow cylindrical tubular member.
また、本発明の第2の局面における筒状部材の製造方法では、第1の局面に加えて、前記第1の工程は、前記長手方向に直交する板幅方向における前記矩形部材の両端の第2の端面の下端側をコイニング加工して、前記第2の端面の下端側に下方に向けて内方に傾斜する第2の傾斜面を形成するものである。 In addition, in the method for manufacturing a tubular member according to the second aspect of the present invention, in addition to the first aspect, the first step includes first and second end portions of the rectangular member in a plate width direction orthogonal to the longitudinal direction. The lower end side of the second end face is coined to form a second inclined surface that is inclined downward inward toward the lower end side of the second end face.
また、本発明の第3の局面は、中空円筒状の金属製の円筒部を有する筒状部材であって、前記円筒部の中心軸方向の両端の端面は、前記端面の外周縁に沿って設けられる表面粗度が高い高粗面部と、前記高粗面部の内周側に設けられると共に前記高粗面部よりも表面粗度が低い低粗面部と、を備える筒状部材である。 Further, a third aspect of the present invention is a tubular member having a hollow cylindrical metal cylindrical portion, wherein the end surfaces of both ends of the cylindrical portion in the central axis direction extend along the outer peripheral edge of the end surface. A cylindrical member having a high-roughness surface portion having a high surface roughness and a low-roughness surface portion provided on the inner peripheral side of the high-roughness surface portion and having a surface roughness lower than that of the high-roughness surface portion.
本発明の第1の局面における製造方法によれば、金属製の筒状部材の製造方法であって、長尺の金属板材の一部を下方に打ち抜く打ち抜き加工により矩形部材と矩形部材の周囲の枠部材とを形成すると共に、金属板材の長手方向における矩形部材の両端の第1の端面の下端側をコイニング加工して、第1の端面の下端側に下方に向けて内方に傾斜する第1の傾斜面を形成する第1の工程と、第1の傾斜面を形成した矩形部材を上昇させて第1の端面を枠部材に当接させることにより矩形部材の上昇を停止させる第2の工程と、枠部材に当接する矩形部材を、第1の傾斜面が径方向において内周側となるように長手方向を軸として丸めて中空円筒状の筒状部材を形成する第3の工程と、を有するものであるため、筒状部材の長手方向の両端の端面を略平坦化することで寸法精度を向上することができるとともに、製造工程と製造装置の構成とを簡素化することができる。 According to the manufacturing method of the first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a tubular member made of a metal, wherein a rectangular member and a surrounding portion of the rectangular member are punched by punching a part of a long metal plate downward. Forming a frame member, coining the lower end side of the first end faces of both ends of the rectangular member in the longitudinal direction of the metal plate material, and inclining inward downward toward the lower end side of the first end face; The first step of forming the first inclined surface and the second step of stopping the rising of the rectangular member by raising the rectangular member having the first inclined surface and bringing the first end surface into contact with the frame member And a third step of forming a hollow cylindrical tubular member by rolling a rectangular member that abuts the frame member around the longitudinal direction so that the first inclined surface is on the inner peripheral side in the radial direction. , The dimensional accuracy can be improved by substantially flattening the end faces at both ends in the longitudinal direction of the tubular member, and the manufacturing process and the structure of the manufacturing apparatus can be simplified. ..
本発明の第2の局面における製造方法によれば、第1の工程が、長手方向に直交する板幅方向における矩形部材の両端の第2の端面の下端側をコイニング加工して、第2の端面の下端側に下方に向けて内方に傾斜する第2の傾斜面を形成するものであるため、矩形部材を長手方向を軸として丸めることにより得られる筒状部材の真円度を向上させることができる。 According to the manufacturing method of the second aspect of the present invention, in the first step, the lower end side of the second end faces of both ends of the rectangular member in the plate width direction orthogonal to the longitudinal direction is coined to form the second step. Since the second inclined surface which inclines inward downward is formed on the lower end side of the end surface, the roundness of the cylindrical member obtained by rolling the rectangular member around the longitudinal direction as an axis is improved. be able to.
本発明の第3の局面における構成によれば、中空円筒状の金属製の円筒部を有する筒状部材であって、円筒部の中心軸方向の両端の端面は、端面の外周縁に沿って設けられる表面粗度が高い高粗面部と、高粗面部の内周側に設けられると共に高粗面部よりも表面粗度が低い低粗面部と、を備えるものであるため、製造工程と製造装置の構成とを簡素化することができる。 According to the configuration of the third aspect of the present invention, the tubular member has a hollow cylindrical metal cylindrical portion, and the end surfaces of both ends of the cylindrical portion in the central axis direction are along the outer peripheral edge of the end surface. Since it is provided with a high-roughness surface portion having a high surface roughness and a low-roughness surface portion provided on the inner peripheral side of the high-roughness surface portion and having a surface roughness lower than that of the high-roughness surface portion, a manufacturing process and a manufacturing apparatus The configuration and can be simplified.
以下、本発明の実施形態における筒状部材及び筒状部材の製造方法につき、自動車等の車両の構成部品として適用される巻きカラーを例に挙げて、詳細に説明する。なお、図中、x軸、y軸及びz軸は、3軸直交座標系を成し、y軸の正方向を前方向、y軸の負方向を後ろ方向、x軸の正方向を左方向、x軸の負方向を右方向、z軸の正方向を上方向、及びz軸の負方向を下方向として説明する。 Hereinafter, the tubular member and the method for manufacturing the tubular member according to the embodiment of the present invention will be described in detail by taking a winding collar applied as a component of a vehicle such as an automobile as an example. In the figure, the x-axis, the y-axis, and the z-axis form a three-axis orthogonal coordinate system, where the positive direction of the y-axis is the forward direction, the negative direction of the y-axis is the backward direction, and the positive direction of the x-axis is the left direction. , The negative direction of the x-axis is rightward, the positive direction of the z-axis is upward, and the negative direction of the z-axis is downward.
<巻きカラーの構成>
本発明の実施形態に係る巻きカラー1の構成につき、図1及び図2を参照しながら、以下に詳細に説明する。
<Structure of winding color>
The configuration of the
図1は、本発明の実施形態における巻きカラーの斜視図である。図2は、本発明の実施形態における巻きカラーの一部の拡大斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view of a winding collar according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged perspective view of a part of the winding collar according to the embodiment of the present invention.
巻きカラー1は、中空円筒状の金属製の円筒部2を有している。円筒部2の中心軸P方向(前後方向)の両端の端面3は、端面3の外周縁に沿って設けられる高粗面部31と、端面3の内周縁に沿って設けられると共に高粗面部31の内周側に設けられる低粗面部32と、を備えている。円筒部2は、中心軸Pと平行な合わせ目11を有している。合わせ目11は、円筒部2の前端から後端まで延設されている。
The winding
高粗面部31は、円筒部2の周方向に沿って凹凸の有る破断面となっていることにより表面粗度が高くなっている。低粗面部32は、円筒部2の周方向に沿って破断面が押しつぶされることにより、高粗面部31よりも表面粗度が低くなっている。これにより、低粗面部32は、高粗面部31に比べて光沢を有する。
The high-
端面3を構成する高粗面部31と低粗面部32とは、中心軸Pと直交する方向に沿って平坦になっている。なお、中心軸P方向の両端の端面3の高粗面部31は、中心軸Pと必ずしも直交する方向に沿って平坦である必要はなく、端面3の外周縁から中心軸Pに向けて互いに離れる方向に傾斜するように形成されていてもよい。
The high-
上記の構成を有する巻きカラー1は、例えば、中心軸P方向の両端の端面3が車両用サブフレームのアッパーパネル及びロアパネルに各々当接した状態でアッパーパネルとロアパネルとの間に設けられ、アッパーパネルとロアパネルとを固定するボルトが円筒部2に挿通される。
The
<巻きカラーの製造方法>
本発明の実施形態に係る巻きカラー1の製造方法につき、図3から図9を参照しながら、以下に詳細に説明する。図3は、本発明の実施形態における巻きカラーの製造工程を示す斜視図である。図4は、本発明の実施形態における巻きカラーの製造工程の各工程で形成される部材の斜視図である。図5は、本発明の実施形態における巻きカラーの製造工程を示す平面図である。図6は、本発明の実施形態における巻きカラーの製造工程で形成される部材の側面図である。図7は、本発明の実施形態における巻きカラーの製造工程の第1の工程を示す断面図である。図8は、本発明の実施形態における巻きカラーの製造工程の第1の工程で打ち抜き加工された矩形部材及び枠部材の断面図である。図9は、本発明の実施形態における巻きカラーの製造工程の第2の工程を示す断面図である。
<Manufacturing method of winding color>
A method for manufacturing the winding
なお、図6において、図6(a)は矩形部材41aの側面図、図6(b)は矩形部材41bの側面図、及び図6(c)は完成した巻きカラー1の側面図を各々示している。
6(a) is a side view of the
巻きカラー1は、図3及び図5に示す長尺な金属板材4を用いて形成される。巻きカラー1の製造工程では、金属板材4は図3及び図5において右方向に所定の送りピッチで搬送される。
The winding
まず、金属板材4の一部を下方に打ち抜く打ち抜き加工により、図4(a)及び図6(a)に示す矩形部材41aと、矩形部材41aの周囲の枠部材42と、を形成すると共に、打ち抜き加工により矩形部材41aを下方に打ち抜く過程において、金属板材4の長手方向(前後方向)における矩形部材41aの両端の端面411の下端側部411dをコイニング加工して、端面411の下端側部411dを下方に向けて内方に傾斜する傾斜面にする(第1の工程)。
First, a
具体的には、第1の工程において、図7に示すように、パンチ101とダイ102とを用いて、打ち抜き加工により金属板材4の一部を下方に打ち抜くことにより、矩形部材41aと枠部材42とを形成する。この際に、端面411は、パンチ101とダイ102とのクリアランスによって下方に向けて広がった形状を有すると共に、破断面になる。また、金属板材4の板幅方向(左右方向)における矩形部材41aの両端の端面511も、破断面になる。
Specifically, in the first step, as shown in FIG. 7, a
また、第1の工程において、パンチ101を矩形部材41aの下面がダイ102のダイ穴103の内底面に当接するまでパンチ101によって矩形部材41aを下方に押圧する。ここで、ダイ102に設けたダイ穴103の互いに対向する内側壁104は、上方側が上下方向に沿って平坦な平坦面であると共に、下方側が下方に向かって互いに徐々に近接するように傾斜した傾斜面である。これより、ダイ102によって打ち抜かれた矩形部材41aの端面411の下端側部411dに対して、内側壁104から圧縮荷重が加わり、図8に示すように、下端側部411dが下方に向けて内方に傾斜する傾斜面になる。また、ダイ102によって打ち抜かれた矩形部材41aの端面411の上端側部411uに対して、内側壁104から圧縮荷重が加わり、図8に示すように、上端側部411uが上下方向に沿って平坦な平坦面になる。
Further, in the first step, the
このようにして形成された端面411の上端側部411uは、金属板材4から矩形部材41aを剪断することにより破断面である高粗面部31となる。また、端面411の下端側部411dは、コインニング加工によって内壁部104から大きな圧縮荷重が加わることにより破断面が押しつぶされて上端側部411uに比べて粗度の低い低粗面部32となる。
The upper
次に、矩形部材41aを上昇させて端面411を枠部材42に当接させることにより矩形部材41aの上昇を停止させる(第2の工程)。
Next, the
具体的には、矩形部材41aに対するパンチ101による下方への押圧力を解除することにより、図9に示すように、矩形部材41aはコイルばね等の付勢部材105によって打ち抜き方向とは反対方向の上方に付勢されることにより上昇し、矩形部材41aの端面411が枠部材42の端面421に当接することにより、矩形部材41aの上昇が停止する。この際に、第1の工程において端面411の下端側部411dをコイニング加工することにより、端面411は金属板材4の長手方向に僅かに膨出した状態になっているため、端面411と端面421との当接を容易にすることができる。
Specifically, by releasing the downward pressing force of the
次に、下端側部411dが径方向において内周側となるように、金属板材4の長手方向を軸として矩形部材41aを丸めて中空円筒状の巻きカラー1を形成する(第3の工程)。
Next, the
具体的には、図4(b)及び図6(b)に示すように、金属板材4の板幅方向における矩形部材41bの両端を下方に曲げ、その後に矩形部材41bの下方に図5に示すガイド棒5を設けた工程において、図4(c)に示すように、ガイド棒5の外周に沿って矩形部材41cを下方に丸め、図4(d)に示すように、ガイド棒5の外周に沿って矩形部材41dを更に丸める。そして、図4(e)及び図6(c)に示すように、両端面511が互いに対向して合わせ目11を形成することにより巻きカラー1が完成する。なお、巻きカラー1は、合わせ目11を有するように構成される場合に限らず、両端面511が間隔を有して互いに対向するように構成されてもよい。
Specifically, as shown in FIGS. 4B and 6B, both ends of the
上記の工程において、矩形部材41aの送り方向を巻きカラー1の軸方向Pと同一の前方向にすることにより、矩形部材41c、矩形部材41d、及び巻きカラー1を形成する際にガイド棒5を共用することができると共に、矩形部材41aを送り方向に送る際の送りピッチの精度を向上させることができる。
In the above process, by setting the feeding direction of the
次に、ガイド棒5による巻きカラー1のガイドを終了することにより巻きカラー1が下方に落下し、図4(f)に示すように、完成した巻きカラー1の周囲の枠部材42を金属板材4から切断する。
Next, when the winding
上記によって製造された巻きカラー1は、高粗面部31の高い摩擦力によって、高粗面部31に当接するアッパーパネル及びロアパネルを高粗面部31と平行な方向に移動させないようにすることができる。
The winding
以上の本実施形態の巻きカラー1の製造方法においては、長尺の金属板材4の一部を下方に打ち抜く打ち抜き加工により矩形部材41aと矩形部材41aの周囲の枠部材42とを形成すると共に、金属板材4の長手方向における矩形部材41aの両端の端面411の下端側部411dをコイニング加工して、端面411の下端側部411dに下方に向けて内方に傾斜する傾斜面を形成する第1の工程と、傾斜面を形成した矩形部材41aを上昇させて端面411を枠部材42に当接させることにより矩形部材41aの上昇を停止させる第2の工程と、枠部材42に当接する矩形部材41aを、傾斜面が径方向において内周側となるように長手方向を軸として丸めて中空円筒状の筒状部材1を形成する第3の工程と、を有するものであるため、筒状部材の中心軸方向の両端の端面を略平坦化することで寸法精度を向上することができるとともに、製造工程と製造装置の構成とを簡素化することができる。
In the method for manufacturing the winding
また、本実施形態の巻きカラー1においては、中空円筒状の金属製の円筒部2の中心軸P1方向の両端の端面3は、表面粗度が高い高粗面部31と、高粗面部31の内周側に設けられると共に、高粗面部31よりも表面粗度が低い低粗面部32と、を備えるものであるため、巻きカラー1を形成した際に端面3を平滑にすることができると共に、巻きカラー1を取り付ける部材に対する巻きカラー1の位置決めを容易にすることができる。
Further, in the winding
さて、本実施形態の巻きカラー1には、種々の変形例が考えられるので、以下、更に図10をも参照して、本実施形態の変形例の巻きカラーにつき詳細に説明する。
Various modifications are conceivable for the winding
図10は、本発明の実施形態の変形例における巻きカラーの製造工程の第1の工程で形成された矩形部材を示す斜視図である。なお、図10において、図1から図9と同一構成である部分については同一符号を付して、その説明を省略する。 FIG. 10: is a perspective view which shows the rectangular member formed in the 1st process of the manufacturing process of the winding collar in the modification of embodiment of this invention. In FIG. 10, the same components as those in FIGS. 1 to 9 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
図10に示すように、第1の工程において、打ち抜き加工により矩形部材14aを下方に打ち抜く過程において、金属板材4の板幅方向における矩形部材14aの両端の端面511の下端側部511dをコイニング加工して、端面511の下端側部511dを下方に向けて内方に傾斜する傾斜面にする。
As shown in FIG. 10, in the first step, in the process of punching the
本実施形態の変形例における巻きカラーの製造方法においては、第1の工程が、長手方向に直交するする板幅方向における矩形部材14aの両端の端面511の下端側部511dをコイニング加工して、端面511の下端側部511dに下方に向けて内方に傾斜する傾斜面を形成するものであるため、矩形部材14aを長手方向を軸として丸めることにより得られる筒状部材の真円度を向上させることができる。
In the winding collar manufacturing method according to the modified example of the present embodiment, the first step is to coin the lower
なお、本発明は、部材の種類、形状、配置、個数などは前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。 It should be noted that the present invention is not limited to the type, shape, arrangement, number, etc. of the members described above in the embodiment, and appropriately replaces the constituent elements thereof with those having the same operational effect. Of course, it is possible to make appropriate changes without departing from the scope.
具体的には、上記実施形態において、巻きカラー及び巻きカラーの製造方法について説明したが、本発明は巻きカラー以外の金属製の筒状部材及びその筒状部材の製造方法にも適用することができる。 Specifically, although the winding collar and the method for manufacturing the winding collar have been described in the above embodiments, the present invention can be applied to a metal tubular member other than the winding collar and a method for manufacturing the tubular member. it can.
以上のように、本発明においては、製造工程と製造装置の構成とを簡素化することができる筒状部材及び筒状部材の製造方法を提供することができるものであるため、その汎用普遍的な性格から広範に車両等の部品の分野に適用され得るものと期待される。 As described above, in the present invention, since it is possible to provide the tubular member and the method for producing the tubular member that can simplify the manufacturing process and the configuration of the manufacturing apparatus, the universal universal It is expected that it can be widely applied to the field of parts such as vehicles due to its unique characteristics.
1…巻きカラー
2…円筒部
3…端面
4…金属板材
5…ガイド棒
11…合わせ目
31…高粗面部
32…低粗面部
41a、41b、41c、41d、41e、41f…矩形部材
42…枠部材
101…パンチ
102…ダイ
411…端面
411u…上端側部
411d…下端側部
511…端面
DESCRIPTION OF
Claims (3)
長尺の金属板材の一部を下方に打ち抜く打ち抜き加工により矩形部材と前記矩形部材の周囲の枠部材とを形成すると共に、前記金属板材の長手方向における前記矩形部材の両端の第1の端面の下端側をコイニング加工して、前記第1の端面の下端側に下方に向けて内方に傾斜する第1の傾斜面を形成する第1の工程と、
前記第1の傾斜面を形成した前記矩形部材を上昇させて前記第1の端面を前記枠部材に当接させることにより前記矩形部材の上昇を停止させる第2の工程と、
前記枠部材に当接する前記矩形部材を、前記第1の傾斜面が径方向において内周側となるように前記長手方向を軸として丸めて中空円筒状の前記筒状部材を形成する第3の工程と、
を有することを特徴とする筒状部材の製造方法。 A method of manufacturing a tubular member made of metal,
A rectangular member and a frame member around the rectangular member are formed by a punching process in which a part of a long metal plate material is punched downward, and at the same time, a first end surface of both ends of the rectangular member in the longitudinal direction of the metal plate material is formed. A first step of coining the lower end side to form a first inclined surface which inclines downward toward the lower end side of the first end surface;
A second step of stopping the rising of the rectangular member by raising the rectangular member having the first inclined surface and bringing the first end face into contact with the frame member;
A third cylindrical member that is in contact with the frame member is rounded around the longitudinal direction as an axis so that the first inclined surface is on the inner circumferential side in the radial direction to form the hollow cylindrical tubular member. Process,
A method for manufacturing a tubular member, comprising:
前記長手方向に直交する板幅方向における前記矩形部材の両端の第2の端面の下端側をコイニング加工して、前記第2の端面の下端側に下方に向けて内方に傾斜する第2の傾斜面を形成する、
ことを特徴とする請求項1に記載の筒状部材の製造方法。 The first step is
The lower end sides of the second end faces of both ends of the rectangular member in the plate width direction orthogonal to the longitudinal direction are coined, and the second end face is inclined downward inward toward the lower end side of the second end face. Forming an inclined surface,
The method for manufacturing a tubular member according to claim 1, wherein.
前記円筒部の中心軸方向の両端の端面は、前記端面の外周縁に沿って設けられる表面粗度が高い高粗面部と、前記高粗面部の内周側に設けられると共に前記高粗面部よりも表面粗度が低い低粗面部と、
を備えることを特徴とする筒状部材。 A tubular member having a hollow cylindrical metal cylindrical portion,
End surfaces at both ends in the central axis direction of the cylindrical portion have a high surface roughness, which is provided along the outer peripheral edge of the end surface, and a high roughness surface portion, which is provided on the inner peripheral side of the high roughness surface portion and which is higher than the high roughness surface portion. Also, with a low roughness surface part with low surface roughness,
A tubular member comprising:
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