JP2020133378A - 浮体式ゲートおよび浮体式ゲートの検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で容易に検査を行うことが可能な浮体式ゲートを提供する。【解決手段】この浮体式ゲートは、水が流入した場合に浮力により移動して水をせき止めるゲート本体１と、ゲート本体１の下方に配置され、下方への変形量に応じた力を上方に作用させる付勢部材３と、を備える。ゲート本体１は、付勢部材３に対向する位置に設けられ、付勢部材３を下方に押圧するための検査用押圧部材４が挿入されるとともに、検査用押圧部材４が付勢部材３を押圧している状態で、検査用押圧部材４と係合する係合部１４１を含む。そして、浮体式ゲート１００は、ゲート本体１の移動を検査する際に、係合部１４１に検査用押圧部材４を係合させるとともに、検査用押圧部材４により付勢部材３を下方に押圧させて付勢部材３によりゲート本体１を上方に付勢するように構成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、浮体式ゲートおよび浮体式ゲートの検査方法に関する。

従来、浮体式ゲートが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、水が流入した場合に浮力により移動して水をせき止める扉体を備える浮体式フラップゲート（浮体式ゲート）が開示されている。

特許第５５８０７８５号

上記特許文献１には明記されていないが、従来の浮体式フラップゲートでは、扉体に浮力が作用した場合に正常に移動するか否か検査する際に、ロードセルなどの荷重計を介してレバーブロック（手動吊り上げ装置）（登録商標）やクレーンなどの吊り上げ用の装置で扉体を吊り上げて、扉体を移動させるための力を計測している。このため、荷重計および吊り上用の装置を検査のために用意する必要があるので、検査を行うための設備が大掛かりになるとともに、検査を容易に行うことが困難である。そこで、浮体式フラップゲート（浮体式ゲート）を、簡易な構成で容易に検査を行うことが望まれている。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、簡易な構成で容易に検査を行うことが可能な浮体式ゲートおよび浮体式ゲートの検査方法を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における浮体式ゲートは、水が流入した場合に浮力により移動して水をせき止めるゲート本体と、ゲート本体の下方に配置され、下方への変形量に応じた力を上方に作用させる付勢部材と、を備え、ゲート本体は、付勢部材に対向する位置に設けられ、付勢部材を下方に押圧するための検査用押圧部材が挿入されるとともに、検査用押圧部材が付勢部材を押圧している状態で、検査用押圧部材と係合する係合部を含み、ゲート本体の移動を検査する際に、係合部に検査用押圧部材を係合させるとともに、検査用押圧部材により付勢部材を下方に押圧させて付勢部材によりゲート本体を上方に付勢するように構成されている。なお、係合するとは、互いに係り合って結合することを意味する。たとえば、係合するとは、互いにかみ合って結合することを含む。また、係合するとは、一方が他方にはめ込まれて結合することを含む。

この発明の第１の局面による浮体式ゲートでは、上記のように構成することによって、ゲート本体の下方に配置された付勢部材を下方に押圧する検査用押圧部材を用いて、ゲート本体が浮力により移動するか否かを検査することができるので、ロードセルなどの荷重計や、レバーブロック、クレーンなどのゲート本体を吊り上げる吊り上げ装置などを検査のために用意する必要がない。その結果、浮体式ゲートを簡易な構成で容易に検査を行うことができる。

上記第１の局面による浮体式ゲートにおいて、好ましくは、付勢部材は、圧縮コイルばねと、圧縮コイルばねの上部に配置され検査用押圧部材が当接する蓋部と、を含む。このように構成すれば、簡易な構成の圧縮コイルばねを用いて付勢力を発生させることができるので、装置構成が複雑化するのを抑制することができる。また、蓋部を介して検査用押圧部材に圧縮コイルばねの付勢力を確実に伝えることができる。

この場合、好ましくは、蓋部は、検査用押圧部材の先端が入り込んで当接する凹部を有する。このように構成すれば、検査用押圧部材の蓋部に当接する位置がずれるのを抑制することができるので、圧縮コイルばねから検査用押圧部材に付勢力をより確実に伝えることができる。たとえば、ゲート本体が回動して移動する場合において、ゲート本体の回動に伴って検査用押圧部材の先端が蓋部に対して当接する角度が変化した場合でも、凹部により検査用押圧部材の先端の位置ずれが抑制されるので、圧縮コイルばねから検査用押圧部材に付勢力を確実に伝えることができる。

上記付勢部材が圧縮コイルばねを含む構成において、好ましくは、圧縮コイルばねの周囲を取り囲むように配置されたケーシングをさらに備える。このように構成すれば、ケーシングにより圧縮コイルばねの変形を伸縮方向のみに規制することができるので、圧縮コイルばねの屈曲を抑制することができる。その結果、圧縮コイルばねの付勢力を効率よくゲート本体に伝えることができる。

上記第１の局面による浮体式ゲートにおいて、好ましくは、付勢部材は、ゲート本体の水をせき止める方向と直交する左右方向において複数設けられている。このように構成すれば、複数の付勢部材の付勢力を作用させることができるので、質量が大きなゲート本体でも容易に移動させて検査を行うことができる。

上記目的を達成するために、この発明の第２の局面における浮体式ゲートの検査方法は、水が流入した場合に浮力により移動して水をせき止めるゲート本体を備える浮体式ゲートの検査方法であって、ゲート本体に設けられた係合部に検査用押圧部材を挿入し、かつ、係合させるとともに、検査用押圧部材によりゲート本体の下方に配置された付勢部材を下方に押圧し、付勢部材の下方への変形量に応じた力を上方に作用させることにより、ゲート本体を上方に付勢して、ゲート本体の移動を検査する。

この発明の第２の局面による浮体式ゲートの検査方法では、上記のように構成することによって、ゲート本体の下方に配置された付勢部材を下方に押圧する検査用押圧部材を用いて、ゲート本体が浮力により移動するか否かを検査することができるので、ロードセルなどの荷重計や、レバーブロック、クレーンなどのゲート本体を吊り上げる吊り上げ装置などを検査のために用意する必要がない。その結果、浮体式ゲートを簡易な構成で容易に検査を行うことが可能な浮体式ゲートの検査方法を提供することができる。

本発明によれば、上記のように、浮体式ゲートを簡易な構成で容易に検査を行うことができる。

本発明の一実施形態による浮体式ゲートを示した模式的な斜視図である。 本発明の一実施形態による浮体式ゲートを示した側面図である。 本発明の一実施形態による浮体式ゲートの検査を説明するための第１図である。 本発明の一実施形態による浮体式ゲートの検査を説明するための第２図である。 本発明の一実施形態による浮体式ゲートの付勢部材の第１例を示した図である。 本発明の一実施形態による浮体式ゲートの付勢部材の第２例を示した図である。 本発明の一実施形態による浮体式ゲートの検査に用いる検査用押圧部材を示した図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図７を参照して、本発明の一実施形態による浮体式ゲート１００について説明する。

（浮体式ゲートの構成）
本発明の一実施形態による浮体式ゲート１００は、集中豪雨などによる増水や、津波や高波による浸水が発生した場合に、浮体式ゲート１００の下流側（Ｙ２方向側）に水が流入するのを抑制するように構成されている。浮体式ゲート１００は、壁２の開口部に設けられている。つまり、通常時には、浮体式ゲート１００は、着底して開口部を開放する。これにより、壁２の間を通行することが可能である。また、浸水時には、浮体式ゲート１００は、起立して壁２の間の開口部を塞いで、水の侵入を抑制するように構成されている。

浮体式ゲート１００は、図１に示すように、ゲート本体１と、付勢部材３と、を備えている。

ゲート本体１は、水が流入した場合に浮力により移動して水をせき止めるように構成されている。具体的には、ゲート本体１は、水が流入した場合に所定の回動軸線１１周りに回動して起立して水をせき止めるように構成されている。ゲート本体１は、Ｙ１方向からくる水をＹ２方向に流入しないようにせき止める。回動軸線１１は、水をせき止める方向と直交する方向（Ｘ方向）に延びるように配置されている。また、回動軸線１１は、ゲート本体１の水をせき止める方向の下流側（Ｙ２方向側）に配置されている。

また、ゲート本体１には、壁２との水密性を確保するための水密部材１２が取り付けられている。水密部材１２は、ゴムにより形成されている。また、水密部材１２は、ゲート本体１の幅方向（Ｘ方向）の両端部に設けられている。つまり、水密部材１２は、ゲート本体１のＸ１方向の端部およびＸ２方向の端部にＹ方向に延びるように配置されている。水密部材１２は、壁２に接するように配置されている。これにより、ゲート本体１が回動可能であるとともに、ゲート本体１と壁２との間から水が流入するのを抑制することが可能である。

また、ゲート本体１は、図２に示すように、浮力体１３と、上面部１４とを含んでいる。浮力体１３は、所定の体積を有しており、浸水が発生した場合に浮力を発生させる。上面部１４は、ゲート本体１が着底している場合に、ゲート本体１の上面となるように構成されている。上面部１４は、板状に形成されている。上面部１４は、所定の厚み（５ｍｍ以上１０ｍｍ以下程度）を有している。また、上面部１４は、鋼材により形成されている。上面部１４は、浮力体１３に接続されている。また、上面部１４は、浮力体１３の上方（Ｚ１方向側）に配置されている。上面部１４のＹ１方向側の端部近傍には、検査用押圧部材４が係合する係合部１４１が設けられている。

係合部１４１は、上面部１４の付勢部材３に対向する位置に設けられている。係合部１４１は、雌ねじが形成された貫通孔により構成されている。また、図２に示すように、係合部１４１には、ボルト１４２が係合するように構成されている。つまり、浮体式ゲート１００を検査する以外の場合には、係合部１４１の貫通穴を塞ぐ必要がある。そこで、浮体式ゲート１００の検査時以外には、係合部１４１にボルト１４２が挿入されて係合される。ボルト１４２は、係合部１４１が設けられている上面部１４の厚み程度の長さを有している。

付勢部材３は、ゲート本体１の下方に配置されている。また、付勢部材３は、下方への変形量に応じた力を上方に作用させるように構成されている。付勢部材３は、図２に示すように、圧縮コイルばね３１と、蓋部３２とを含んでいる。圧縮コイルばね３１は、筒状のケーシング３３内に配置されている。

付勢部材３は、図１に示すように、ゲート本体１の水をせき止める方向と直交する左右方向（Ｘ方向）において複数設けられている。たとえば、付勢部材３は、左右方向（Ｘ方向）において所定の間隔を隔てて３つ設けられている。また、複数の付勢部材３は、等間隔に配置されている。

また、付勢部材３は、着底状態におけるゲート本体１の先端部（Ｙ１方向端部）に対向する位置に設けられている。つまり、付勢部材３は、回動軸線１１から最も離れた先端部の位置に配置されている。これにより、付勢部材３による付勢力によるゲート本体１に作用させるモーメントを大きくすることが可能である。

圧縮コイルばね３１は、下方に圧縮されることにより、上方に付勢力を発生させるように構成されている。図２に示すように、圧縮コイルばね３１は、上方から押圧されない状態では、自然長の長さでケーシング３３内に配置されている。

蓋部３２は、圧縮コイルばね３１の上部に配置されている。また、蓋部３２は、検査用押圧部材４が当接するように構成されている。また、蓋部３２は、ケーシング３３内に配置されている。蓋部３２は、円板状に形成されている。また、蓋部３２は、図５に示すように、検査用押圧部材４の先端が入り込んで当接する円形の凹部３２１が設けられている。すなわち、円形の凹部３２１の内径は、検査用押圧部材４の先端の外径よりも大きい。図５に示す円形の凹部３２１は、円柱状の空間を有している。また、蓋部３２は、図６に示すように、検査用押圧部材４の先端が入り込んで当接する凹部３２２が設けられていてもよい。図６に示す凹部３２２は、曲面形状の縦断面形状を有している。

ケーシング３３は、圧縮コイルばね３１の周囲を取り囲むように配置されている。ケーシング３３は、円筒形状を有している。ケーシング３３は、浮体式ゲート１００の底部に固定されている。ケーシング３３の内径は、圧縮コイルばね３１の外径よりも大きい。また、ケーシング３３は、上下方向（Ｚ方向）に延びるように配置されている。つまり、ケーシング３３は、圧縮コイルばね３１の変形を伸縮方向（上下方向（Ｚ方向））のみとなるようにガイドする。

ここで、本実施形態では、浮体式ゲート１００は、図３に示すように、ゲート本体１の移動を検査するために用いられる検査用押圧部材４が設けられている。検査用押圧部材４は、付勢部材３を下方に押圧するために用いられる。また、検査用押圧部材４は、ゲート本体１の係合部１４１に係合するように構成されている。つまり、係合部１４１は、検査用押圧部材４が挿入されるとともに、検査用押圧部材４が付勢部材３を押圧している状態で、検査用押圧部材４と係合するように構成されている。

また、本実施形態では、浮体式ゲート１００は、ゲート本体１の移動を検査する際に、ゲート本体１の係合部１４１に検査用押圧部材４を係合させるとともに、検査用押圧部材４により付勢部材３を下方に押圧させて付勢部材３によりゲート本体１を上方に付勢するように構成されている。つまり、圧縮コイルばね３１（付勢部材３）が下方に圧縮された変形量に応じた上方への付勢力が係合部１４１を介してゲート本体１に伝えられる。

検査用押圧部材４は、ボルトにより構成されている。つまり、検査用押圧部材４は、雌ねじが形成された係合部１４１にねじ込まれながら挿入される。また、検査用押圧部材４は、図７に示すように、基準線４１が設けられている。基準線４１は、ゲート本体１の移動を検査する際に、検査結果を判断するために用いられる。たとえば、基準線４１まで検査用押圧部材４をゲート本体１の係合部１４１に挿入した場合に、ゲート本体１の浮き上がり状態（浮き上がるか否か、浮き上がり量など）を判定して、検査結果を判断する。また、検査用押圧部材４を係合部１４１に挿入していき、ゲート本体１が浮き上がった時点で、検査用押圧部材４を基準線４１まで挿入しているか否かにより検査結果を判断する。

（浮体式ゲートの検査方法）
図３および図４を参照して、浮体式ゲート１００の検査方法について説明する。

浮体式ゲート１００の検査は、ゲート本体１が没水した場合に発生する浮力により浮上可能か否かを確認するために行われる。つまり、ゲート本体１の周辺に異物が挟まった場合や、水密部材１２と壁２との摩擦力が大きくなった場合や、ゲート本体１に物が付着してゲート本体１が重くなった場合などには、ゲート本体１が有する浮力では、ゲート本体１が浮上しない場合がある。浮体式ゲート１００の検査では、このようなゲート本体１が浮上しない状態を予め認知するために行われる。ゲート本体１が浮力により浮上することができないと判断された場合は、原因を取り除く作業が行われる。

浮体式ゲート１００の検査は、図３に示すように、ゲート本体１に設けられた係合部１４１に検査用押圧部材４を挿入し、かつ、係合させる。具体的には、係合部１４１から、ボルト１４２を取り外し、開放された状態の係合部１４１にボルトからなる検査用押圧部材４をねじ込む。そして、検査用押圧部材４によりゲート本体１の下方に配置された付勢部材３を下方に押圧する。具体的には、検査用押圧部材４をねじ込むことにより、検査用押圧部材４の下方（Ｚ２方向）の先端が蓋部３２に当接する。検査用押圧部材４をさらにねじ込むことにより、蓋部３２を介して圧縮コイルばね３１が下方に押圧される。

そして、付勢部材３の下方への変形量に応じた力（圧縮コイルばねの圧縮量に応じた付勢力）を上方に作用させることにより、ゲート本体１が上方に付勢される。

図４に示すように、検査用押圧部材４をさらにねじ込むことにより、付勢部材３の下方への変形量が大きくなり、ゲート本体１を上方に付勢する付勢力が大きくなる。そして、ゲート本体１を上方に付勢する付勢力によるモーメントが、ゲート本体１を下方に回転させるモーメントおよび抵抗によるモーメントよりも大きくなると、ゲート本体１が浮き上がる。

基準線４１まで検査用押圧部材４をゲート本体１の係合部１４１に挿入して検査を行う場合、ゲート本体１が所定量以上浮き上がったか否かにより正常か否かを判断する。ゲート本体１が所定量浮き上がれば、正常である（異常なし）と判断できる。また、ゲート本体１が浮き上がらない、または、所定量未満しか浮き上がらない場合、正常ではない（異常である）と判断できる。つまり、ゲート本体１の浮力は既知であるため、（基準線４１まで検査用押圧部材４を挿入した場合の付勢部材３の付勢力）×（距離Ｌ１）が、（浮力）×（距離Ｌ２）×（安全率）よりも小さいか否かを判断することにより、検査結果を判断する。なお、距離Ｌ１は、回動軸線１１から係合部１４１までの長さであり、距離Ｌ２は、回動軸線１１からゲート本体１の浮力中心までの長さである。また、安全率は、たとえば、０．７以上０．８以下程度の値が設定される。

また、ゲート本体１が浮き上がるまで検査用押圧部材４を係合部１４１に挿入して検査を行う場合は、挿入量（圧縮コイルばねの変形量）を測定する。そして、（検査用押圧部材４の挿入量）×（圧縮コイルばねのばね定数）×（距離Ｌ１）が、（浮力）×（距離Ｌ２）×（安全率）よりも小さいか否かを判断することにより、検査結果を判断する。

この場合、（浮力）×（距離Ｌ２）×（安全率）に対応する（検査用押圧部材４の挿入量）は、計算で求めることができるため、その位置に基準線４１を設けておくことにより、検査用押圧部材４を基準線４１まで挿入しているか否かにより検査結果を判断してもよい。つまり、検査用押圧部材４を基準線４１まで挿入していなければ、正常である（異常なし）と判断できる。また、検査用押圧部材４を基準線４１を超えて挿入していれば正常ではない（異常である）と判断できる。

なお、付勢部材３は、複数あるため、ゲート本体１を上方に付勢する付勢力のモーメントは、複数の付勢部材３による付勢力のモーメントを合算して求められる。

（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、ゲート本体１の移動を検査する際に、係合部１４１に検査用押圧部材４を係合させるとともに、検査用押圧部材４により付勢部材３を下方に押圧させて付勢部材３によりゲート本体１を上方に付勢するように構成する。これにより、ゲート本体１の下方に配置された付勢部材３を下方に押圧する検査用押圧部材４を用いて、ゲート本体１が浮力により移動するか否かを検査することができるので、ロードセルなどの荷重計や、レバーブロック、クレーンなどのゲート本体を吊り上げる吊り上げ装置などを検査のために用意する必要がない。その結果、浮体式ゲート１００を簡易な構成で容易に検査を行うことができる。

また、本実施形態では、上記のように、付勢部材３は、圧縮コイルばね３１と、圧縮コイルばね３１の上部に配置され検査用押圧部材４が当接する蓋部３２と、を含む。これにより、簡易な構成の圧縮コイルばね３１を用いて付勢力を発生させることができるので、装置構成が複雑化するのを抑制することができる。また、蓋部３２を介して検査用押圧部材４に圧縮コイルばね３１の付勢力を確実に伝えることができる。

また、本実施形態では、上記のように、蓋部３２に、検査用押圧部材４の先端が入り込んで当接する凹部３２１（３２２）を設ける。これにより、検査用押圧部材４の蓋部３２に当接する位置がずれるのを抑制することができるので、圧縮コイルばね３１から検査用押圧部材４に付勢力をより確実に伝えることができる。つまり、ゲート本体１の回動に伴って検査用押圧部材４の先端が蓋部３２に対して当接する角度が変化した場合でも、凹部３２１（３２２）により検査用押圧部材４の先端の位置ずれが抑制されるので、圧縮コイルばね３１から検査用押圧部材４に付勢力を確実に伝えることができる。

また、本実施形態では、上記のように、圧縮コイルばね３１の周囲を取り囲むように配置されたケーシング３３を設ける。これにより、ケーシング３３により圧縮コイルばね３１の変形を伸縮方向のみに規制することができるので、圧縮コイルばね３１の屈曲を抑制することができる。その結果、圧縮コイルばね３１の付勢力を効率よくゲート本体１に伝えることができる。

また、本実施形態では、上記のように、付勢部材３を、ゲート本体１の水をせき止める方向と直交する左右方向（Ｘ方向）において複数設ける。これにより、複数の付勢部材３の付勢力を作用させることができるので、質量が大きなゲート本体１でも容易に移動させて検査を行うことができる。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、浮力によりゲート本体が浮き上がって起立する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ゲート本体は、浮力に加えて、カウンターウエイトの重力やばねなどの弾性力が作用することにより起立する構成でもよい。

また、上記実施形態では、ゲート本体が回動して起立して水をせき止める構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ゲート本体は、浮上により並進移動して水をせき止めてもよい。

また、上記実施形態では、付勢部材が３つ設けられている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、付勢部材が１つ、２つまたは４つ以上設けられていてもよい。

また、上記実施形態では、付勢部材が圧縮コイルばねを含む構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、付勢部材は、板ばね、ねじりばね、ゴムなどの弾性体を含んでいてもよい。

また、上記実施形態では、検査用押圧部材がボルトにより構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、検査用押圧部材は、係合部に係合すればボルト以外でもよい。たとえば、検査用押圧部材および係合部の一方に凸部を設け、他方に凸部に係合する凹部を設けて、検査用押圧部材および係合部を係合させてもよい。

また、上記実施形態では、圧縮コイルばねは、自然長の長さでケーシング内に配置されている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、圧縮コイルばねは、通常時（検査用押圧部材により押圧していない状態）において多少圧縮された状態で配置されていてもよい。

１ ゲート本体
３ 付勢部材
４ 検査用押圧部材
３１ 圧縮コイルばね
３２ 蓋部
３３ ケーシング
１００ 浮体式ゲート
１４１ 係合部
３２１、３２２ 凹部

Claims (6)

1. 水が流入した場合に浮力により移動して水をせき止めるゲート本体と、
   前記ゲート本体の下方に配置され、下方への変形量に応じた力を上方に作用させる付勢部材と、を備え、
   前記ゲート本体は、前記付勢部材に対向する位置に設けられ、前記付勢部材を下方に押圧するための検査用押圧部材が挿入されるとともに、前記検査用押圧部材が前記付勢部材を押圧している状態で、前記検査用押圧部材と係合する係合部を含み、
   前記ゲート本体の移動を検査する際に、前記係合部に前記検査用押圧部材を係合させるとともに、前記検査用押圧部材により前記付勢部材を下方に押圧させて前記付勢部材により前記ゲート本体を上方に付勢するように構成されている、浮体式ゲート。
2. 前記付勢部材は、圧縮コイルばねと、前記圧縮コイルばねの上部に配置され前記検査用押圧部材が当接する蓋部と、を含む、請求項１に記載の浮体式ゲート。
3. 前記蓋部は、前記検査用押圧部材の先端が入り込んで当接する凹部を有する、請求項２に記載の浮体式ゲート。
4. 前記圧縮コイルばねの周囲を取り囲むように配置されたケーシングをさらに備える、請求項２または３に記載の浮体式ゲート。
5. 前記付勢部材は、前記ゲート本体の水をせき止める方向と直交する左右方向において複数設けられている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の浮体式ゲート。
6. 水が流入した場合に浮力により移動して水をせき止めるゲート本体を備える浮体式ゲートの検査方法であって、
   前記ゲート本体に設けられた係合部に検査用押圧部材を挿入し、かつ、係合させるとともに、前記検査用押圧部材により前記ゲート本体の下方に配置された付勢部材を下方に押圧し、
   前記付勢部材の下方への変形量に応じた力を上方に作用させることにより、前記ゲート本体を上方に付勢して、前記ゲート本体の移動を検査する、浮体式ゲートの検査方法。

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