JP2020192649A - ピックアンドプレース装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッド部の移動範囲にもカバーを設け、ヘッド部が移動する開口部を最小限に抑え、手や異物の侵入、グリースの飛散等を防止できるピックアンドプレース装置の提供。【解決手段】パーツ把持部を支持し、曲線部を有する所定軌道を移動するヘッド部１と、ヘッド部１を所定軌道に沿って移動させる駆動部と、カバー本体４と回転カバー５を有するカバー２を備え、カバー本体４は所定軌道が位置する平面と平行な区画板部４ａを有し、区画板部４ａは所定軌道に沿った軌道孔６を有し、回転カバー５は、軌道孔６をカバーする大きさで、区画板部４ａに並列して回転自在に設けられ、径方向に長い切欠き８を有し、ヘッド部１は、軌道孔６及び切欠き８に挿通されて、軌道孔６に沿って移動可能であり、切欠き８は、ヘッド部１が長手方向に沿って移動可能であるとともに短手方向への移動が規制される。【選択図】図２

Description

この発明は、自動組立て機等において、パーツをフィーダーから組み立て冶具へ供給するなどに用いられるピックアンドプレース装置に関する。

パーツをフィーダーから取り上げ（ピック）て、搬送し、組み立て冶具へ供給（プレース）する工程などに用いられる装置、いわゆるピックアンドプレース装置は、電子機器の組み立て装置などにおいて盛んに用いられている。
ピックアンドプレース装置には、パーツ搬送のための運動を作り出す駆動機構の態様から油圧・空圧式、モーター式、ソレノイド式、カム式などがあるが、いずれの場合も、パーツ把持部を支持するヘッド部が、駆動機構で動かされて曲線を有する軌道に沿って移動する（特許文献１参照）。

特許第５４６７４３５号公報

上記特許文献１に記載されたようなピックアンドプレース装置は、パーツ把持部が取り付けられるヘッド部の移動範囲をカバーで覆うことができなかった。ところが、カバーを設けないと、装置内に手や指が入り込んで怪我をしたり、可動部のグリースが飛散して製品を汚したり、異物が入り込んでヘッド部の移動を阻害し、機器が損傷を受ける等の様々な問題を引き起こす恐れがあった。
この発明が解決しようとする課題は、ヘッド部の移動範囲にもカバーを設け、ヘッド部が移動する開口を最小限に抑え、手や異物の侵入、グリースの飛散等を防止できるピックアンドプレース装置を提供することにある。

本願請求項１に係る発明は、パーツ把持部を支持するとともに曲線部を有する所定軌道を移動するヘッド部と、該ヘッド部を前記所定軌道に沿って移動させる駆動部と、前記ヘッド部の露出部と前記駆動部とを画するカバーと、を備えたピックアンドプレース装置であって、前記カバーは、カバー本体と、回転カバーとを有しており、前記カバー本体は、前記所定軌道の曲線部が位置する平面と平行な区画板部を有しており、前記区画板部は、前記所定軌道に沿った形状の軌道孔を有しており、前記回転カバーは、前記軌道孔をカバーする大きさであって、前記区画板部に並列して回転自在に設けられていると共に、その回転中心を通る径の方向に長い切欠きを有しており、前記ヘッド部は、前記軌道孔及び前記切欠きに挿通されて前記露出部が形成され、前記軌道孔は、前記所定軌道に沿って前記ヘッド部が移動可能であり、前記切欠きは、前記ヘッド部が長手方向に沿って移動可能であるとともに短手方向への移動が規制されていることを特徴としたピックアンドプレース装置である。

本願請求項２に係る発明は、前記切欠きの周縁と前記ヘッド部の外周面との間に弾性材が介在されていることを特徴とした請求項１に記載のピックアンドプレース装置である。

本願請求項３に係る発明は、前記切欠きの周縁と前記ヘッド部の外周面との間に軸受が介在されていることを特徴とした請求項１に記載のピックアンドプレース装置である。

本願請求項４に係る発明は、前記ヘッド部の外周囲にリング部材が取り付けられ、該リング部材の外周面に形成された溝に、前記切欠きの両側縁が係合されてすべり接触していることを特徴とした請求項１に記載のピックアンドプレース装置である。

本願請求項５に係る発明は、前記ヘッド部は、外周囲から張り出して設けられたスライドカバーを有し、前記スライドカバーの寸法は、正面視において、前記切欠きの短手方向の幅より長く、かつ、前記軌道孔の幅より長いものであることを特徴とした請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項に記載のピックアンドプレース装置である。

本願請求項６に係る発明は、前記回転カバーは、前記切欠きの短手方向の両側縁部分に長手方向に沿うスライドガイドを有しており、前記スライドカバーの両側端は、前記スライドガイドに摺動可能に係合されていることを特徴とした請求項５に記載のピックアンドプレース装置である。

本願請求項７に係る発明は、前記ヘッド部の露出部の先端に、該露出部の先端面より広い面積を有するトッププレートが取り付けられていることを特徴とした請求項１乃至請求項６のうちいずれか１項に記載のピックアンドプレース装置である。

本願発明によれば、カバー本体の区画板部にヘッド部の軌道に沿う軌道孔を形成したので、ヘッド部の移動範囲にもカバー本体を設けることができ、軌道孔のヘッド部が挿通されていない部分は、ヘッド部の移動に伴って回転する回転カバーで覆われるため、カバー本体の外部と内部を連通する開口が非常に小さくて済み、この結果、手や指が駆動部まで入り込んで怪我をしたり、異物が侵入して故障が発生したり、グリースが飛散して製品を汚す等の問題を防ぐことができる。

加えて、切欠きの周縁とヘッド部の外周面との間に弾性材を介在すれば、ヘッド部が切欠きの周縁にぶつかって発生する動作音を抑制できる。

加えて、切欠きの周縁とヘッド部の外周面との間に軸受を介在すれば、ヘッド部が切欠き内を摺動する際の摩擦を軽減でき、ヘッド部がスムーズに移動する。

加えて、ヘッド部の外周囲にリング部材を取り付け、リング部材の外周面に形成された溝に、切欠きの両側縁を係合してすべり接触させることにより、回転カバーが厚み方向にばたつくのを抑制できる。

加えて、ヘッド部は、外周囲から張り出して設けられたスライドカバーを有し、スライドカバーの寸法は、正面視において、切欠きの短手方向の幅より長く、かつ、軌道孔の幅より長くしたことにより、ヘッド部の周囲において切欠きをスライドカバーで覆い、駆動部の露出をさらに少なくすることができる。

加えて、回転カバーは、切欠きの短手方向の両側縁部分に長手方向に沿うスライドガイドを有し、スライドカバーの両側端は、スライドガイドに摺動可能に係合されていることにより、スライドカバーがヘッド部に対して前後方向の動きが規制され確実にカバーをすることができる。

加えて、ヘッド部の露出部の先端に面積が広いトッププレートを取り付ければ、パーツ把持部等を取り付けやすい。

本発明の第１の実施形態を示すピックアンドプレース装置の斜視図である。 本発明の第１の実施形態を示すピックアンドプレース装置の正面図である。 本発明の第１の実施形態を示すピックアンドプレース装置の側面図である。 本発明の第１の実施形態に係るカバー本体、回転カバー及びヘッド部の分解正面図である。 本発明の第１の実施形態に係るカバー本体、回転カバー及びヘッド部の分解断面図である。 本発明の第１の実施形態において、ヘッド部の移動による軌道孔、切欠き及びヘッド部の位置変化を回転カバーの裏側から見た図である。 本発明の第２の実施形態に係るカバー本体、回転カバー及びヘッド部の要部正面図である。 本発明の第２の実施形態において、ヘッド部の移動による軌道孔、切欠き、ヘッド部の位置変化を回転カバーの裏側から見た図である。 本発明の第３の実施形態に係り、（イ）は回転カバー及びヘッド部の要部正面図、（ロ）は回転カバーの要部断面図、（ハ）は回転カバーの要部拡大図である。 本発明の第４の実施形態に係り、（イ）は回転カバー及びヘッド部の要部正面図、（ロ）は回転カバーの要部断面図である。 本発明の第５の実施形態に係るカバー本体、回転カバー及びヘッド部の要部断面図である。 本発明の第６の実施形態に係るカバー本体、回転カバー及びヘッド部の要部断面図である。 本発明の第７の実施形態に係り、（イ）はヘッド部の正面図、（ロ）はカバー本体、回転カバー及びヘッド部の要部断面図である。 本発明の第８の実施形態に係るカバー本体、回転カバー及びヘッド部の断面図である。

以下、本発明の実施の形態につき図面を参照する等して説明する。なお、本発明は、実施形態に限定されないことはいうまでもない。

〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図６と共に説明する。
図１は第１の実施形態を示すピックアンドプレース装置の斜視図であり、図２は第１の実施形態を示すピックアンドプレース装置の正面図であり、図３は第１の実施形態を示すピックアンドプレース装置の側面図であり、図４は第１の実施形態に係るカバー本体、回転カバー及びヘッド部の分解正面図であり、図５は第１の実施形態に係るカバー本体、回転カバー及びヘッド部の分解断面図であり、図６は第１の実施形態において、ヘッド部の移動による変化を示す正面図である。

本発明のピックアンドプレース装置は、図１〜図３に示すように、パーツ把持部を支持するとともに曲線部を有する所定軌道を移動するヘッド部１と、ヘッド部１を所定軌道に沿って移動させる駆動部と、ヘッド部１の露出部と駆動部とを画するカバー２とを備える。
本実施形態において、ヘッド部１は、前後方向に延びる丸軸であり、カバー２の正面から外部に突出して露出部を形成し、その先端にアームを介してパーツ把持部が取り付けられる。

駆動部は、ヘッド部１の後方に設置され、カム、アクチュエーター等を適宜組み合わせて成る図示しない駆動機構と、駆動機構を動かすモータ３を備える。また、駆動部は、ヘッド部１を垂直に上昇させた後、上方へ凸に湾曲した半円弧に沿って移動させ、次いで垂直に下降させ、垂直な平面内をアーチ状の所定軌道に沿って往復移動させる。この上方へ凸に湾曲した半円弧の部分が、本願発明の曲線部に相当する。

カバー２は、カバー本体４と、回転カバー５とを有する。
カバー本体４は、箱形であって駆動機構の周囲を覆い、カバー本体４の背面にモータ３が取り付けられる。また、カバー本体４は、その正面に配置され、ヘッド部１の所定軌道の曲線が位置する面、即ち垂直な平面と平行な区画板部４ａを有する。
区画板部４ａには、ヘッド部１の所定軌道に沿う形状であるアーチ状の軌道孔６が形成され、ヘッド部１が軌道孔６に挿通されて、所定軌道に沿って移動する。

図４及び図５に示すように、カバー本体４は、軌道孔６を境界として分離された下カバー１０と上カバー１１とから成る。即ち、下カバー１０の正面部の上端は軌道孔６の下縁が含まれ、上カバー１１の正面部の下端は軌道孔６の上縁が含まれる。このように下カバー１０と上カバー１１を組み立てて、その間に軌道孔６を形成すると、１枚の板にアーチ状の孔を切り抜く場合と比べて加工しやすい。また、後述する回転カバー５の回転中心軸７は下カバー１０に設けられるので、上カバー１１だけを取り外すと残された下カバー１０側の駆動部などに容易にアクセスが可能となり、メンテナンスなどが行いやすい。
なお、軌道孔６の幅は、ヘッド部１の摺動を阻害しない最狭幅とするのが望ましい。

回転カバー５は、軌道孔６の全体を裏からカバーする大きさを有する円形板より成り、カバー本体４の区画板部４ａの裏面に並列される。
区画板部４ａの裏面において、ヘッド部１の所定軌道の上下方向及び左右方向の中心位置に回転中心軸７が突設され、この回転中心軸７が回転カバー５の中心を貫通して、回転カバー５が区画板部４ａに回転自在に取り付けられる。
なお、回転中心軸７の外周囲と回転カバー５との間に、すべり軸受けあるいは転がり軸受を設けると、回転カバー５がスムーズに回転する。

回転カバー５の外周部には、回転中心を通る径の方向に長い切欠き８が形成され、切欠き８にヘッド部１が挿通されている。このように、ヘッド部１は、回転カバー５の切欠き８及びカバー本体４の軌道孔６に挿通されて露出部が形成され、カバー２がヘッド部１の露出部と駆動部とを区画している。
切欠き８の短手方向の寸法はヘッド部１の直径よりわずかに大きいだけであって、ヘッド部１は切欠き８の長手方向には移動可能であるが、短手方向への移動は規制される。

切欠き８は、図に示す例のように回転カバー５の外周縁に開口している。長手方向の寸法は、ヘッド部１が回転中心軸７から最も離れた位置に移動しても、最も接近した位置に移動しても、ヘッド部１の摺動を規制せず、切欠き８からヘッド部１が脱出しない長さを有する。
なお、本実施の形態では、切欠き８は、回転カバー５の外周縁に開口するものであったが、外周縁に開口していなくても良く、閉じた長孔形状の切欠きでも良い。

パーツを掴む際には、図６の（イ）に示すように、ヘッド部１が下降して軌道孔６の一端に位置している。この時、ヘッド部１は、回転カバー５の中心から最も離れ、切欠き８の外周寄りに係合している。
図６の（ロ）に示すように、駆動部によってヘッド部１を垂直に上昇させると、ヘッド部１が切欠き８を押し上げ、回転カバー５が回転する。ヘッド部１は、上昇するのに伴って回転カバー５の中心に近づき、切欠き８の奥端寄りに移動する。

次に、図６の（ハ）に示すように、ヘッド部１が軌道孔６の半円弧状部分に沿って移動すると、回転カバー５は回転するが、ヘッド部１と回転カバー５の中心との距離は変わらないので、ヘッド部１は切欠き８に対して移動しない。
さらに、ヘッド部１が垂直に下降して軌道孔６の他端に達すると、パーツが解放される位置に移動したことになる。

ヘッド部１が移動する間、軌道孔６は、切欠き８と一致している部分を除いて、回転カバー５で裏側から覆われ、カバー本体４のヘッド部１が移動する開口は非常に小さくて済む。
また、ヘッド部１は、駆動部の正面側で移動してパーツを搬送するので、カバー本体４の下面が開口していても、駆動部から落下したオイル等でパーツが汚れる心配はない。

〔第２の実施形態〕
図７及び図８を参照して、本発明の第２の実施形態を説明する。なお、第１の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
第２の実施形態において、ヘッド部１は、垂直に上昇した後、水平に移動し、さらに垂直に下降する門形のアーチ状に移動する。したがって、軌道孔６は、ヘッド部１の軌道である門形のアーチに沿って形成され、第１の実施形態における軌道孔のような円弧状の部分を有していない。
この軌道では、垂直と水平との変化する部分が曲線部で、これが本願発明の曲線部に相当する。

パーツを掴む際には、図８の（イ）に示すように、ヘッド部１が下降して軌道孔６の一端に位置する。この時、ヘッド部１は、回転カバー５の中心から最も離れ、切欠き８の外周寄りに係合している。
図８の（ロ）に示すように、駆動部によってヘッド部１を垂直に上昇させると、ヘッド部１が切欠き８を押し上げ、回転カバー５が回転する。ヘッド部１は、上昇するのに伴って回転カバー５の中心に近づき、中心の真横に達した時に回転中心へ再接近して、切欠き８の奥端寄りに移動する。

図８の（ハ）に示すように、ヘッド部１が軌道孔６の角部に達すると、ヘッド部１は再度切欠き８の外周寄りに移動する。
次に、図８の（ニ）に示すように、ヘッド部１が水平に移動すると、回転カバー５が回転し、ヘッド部１は、次第に回転カバー５の中心に接近し、中心の直上に達した時に回転中心へ再接近して、切欠き８の奥端寄りに移動する。

〔第３の実施形態〕
本発明の第３の実施形態を図９とともに説明する。第１の実施形態あるいは第２の実施形態と同様の部分については説明を省略する。
図９の（イ）、（ロ）に示すように、切欠き８の周縁に沿って、帯状の弾性材１２を内周側から表裏面に亘って被せてある。図９の（ハ）に示すように、切欠き８の外周への開口の両側には、切欠き８の奥端方向へ屈曲した返し部１３が形成され、ヘッド部１の摺動によって弾性材１２が切欠き８から脱出しないようになっている。
このように切欠き８の周縁とヘッド部１の外周面との間に弾性材１２を介在すると、ヘッド部１と切欠き８のクリアランスにより、ヘッド部１の移動に伴って発生する動作音を抑制できる。

〔第４の実施形態〕
本発明の第４の実施形態を図１０とともに説明する。第１の実施形態〜第３の実施形態のいずれかと同様の部分については説明を省略する。
ヘッド部１は、外周囲から張り出して設けられた四角形のスライドカバー１４を有している。スライドカバー１４にヘッド部１が貫通され露出部が形成され、スライドカバー１４がヘッド部１に対して回転自在に設けられている。スライドカバー１４の幅は、切欠き８の短軸方向の寸法よりやや広く、スライドカバー１４の長さは軌道孔６の幅よりやや長い。

回転カバー５は、切欠き８の短手方向の両側縁部分に、長手方向に沿うスライドガイド１５を有している。一対のスライドガイド１５に互い向き合う溝が形成されるようになっており、当該溝にスライドカバー１４の両側端がスライドガイド１５に摺動自在に係合されている。
本実施形態では、ヘッド部１の周囲に設けたスライドカバー１４が切欠き８を塞ぐので、軌道孔６と切欠き８とが合致して回転カバー５でカバーしきれない開口がさらに小さくて済む。

〔第５の実施形態〕
本発明の第５の実施形態を図１１とともに説明する。第１の実施形態〜第４の実施形態のいずれかと同様の部分については説明を省略する。
第５の実施形態は、回転カバー５の切欠き８とヘッド部１との接触による摩擦に配慮したものである。

ヘッド部１の外周囲に転がり軸受１６を取り付け、転がり軸受１６を介してヘッド部１が切欠き８の周縁に接触させている。
本実施形態のように、切欠き８の周縁とヘッド部１の外周面との間に転がり軸受１６を介在すれば、ヘッド部１が切欠き８の長手方向に移動する際の摩擦が軽減され、ヘッド部１がスムーズに移動する。

〔第６の実施形態〕
図１２を参照して本発明の第６の実施形態を説明する。第１の実施形態〜第５の実施形態のいずれかと同様の部分については説明を省略する。
第６の実施形態は、第５の実施形態を変形したものである。本実施形態では、ヘッド部１の外周囲にリング部材１７が取り付けられる。リング部材１７の外周面には溝１８が形成され、この溝１８に切欠き８の両側縁が係合されてすべり接触させている。
本実施形態によれば、切欠き８の側縁がリング部材１７の溝１８に係合してヘッド部１の軸方向に位置決めされるため、回転カバー５の厚み方向のばたつきを抑制できる。

〔第７の実施形態〕
本発明の第７の実施形態を図１３とともに説明する。第１の実施形態〜第６の実施形態のいずれかと同様の部分については説明を省略する。
本実施形態では、ヘッド部１の露出部の先端に、露出部の先端面より広い面積を有する四角形のトッププレート１９がネジ２０によって取り付けられている。トッププレート１９の四隅部には固定用孔２１が形成されており、これらの固定用孔２１を介して、パーツ把持部を支持するアームを簡単にヘッド部１に取り付けることができる。

〔第８の実施形態〕
本発明の第８の実施形態を図１４とともに説明する。第１の実施形態〜第７の実施形態のいずれかと同様の部分については説明を省略する。
本実施形態では、回転カバー５が、カバー本体４の外部において、区画板部４ａの表面側に並列し、区画板部４ａの表面に突出した回転中心軸７を介して回転自在に設けられている。
したがって、区画板部４ａの軌道孔６は、切欠き８と合致する部分を除いて、表面側から回転カバー５で覆われる。

〔その他の変形例〕
本願の発明はこれら実施形態に限定されない。
例えば、第１の実施形態及び第２の実施形態のように回転カバーの回転中心をヘッド部の軌道の上下方向及び左右方向の中心に一致させる必要はない。しかし、回転カバーの回転中心とヘッド部の軌道の中心を一致させると、回転カバーの面積が小さくて済み、切欠きも短くすることができて、コスト面で有利である。

第１の実施形態及び第２の実施形態では、ヘッド部が駆動部の正面側で垂直な平面内を移動しているが、駆動部の下方を移動することも可能であり、上下方向及び左右方向だけでなく、前後方向に移動させてもよい。
また、ヘッド部がアーチ状の軌道に沿って移動するが、曲線部を有するさらに複雑な軌道に沿って移動させることもできる。

第３の実施形態では、切欠き８に弾性材１２を設けたが、これに限られない。ヘッド部に弾性材を設けて、切欠きの周縁とヘッド部の外周面との間に弾性材が介在させるようにしても良い。この場合には、リング状の弾性材をヘッド部の外周面であって、切欠きの周縁部に対応する位置に設ける。

第４の実施形態では、スライドカバー１４が回転カバー５に設けられたスライドガイド１５に摺動可能に係合されたものであったが、これに限られない。スライドガイドを省略して設けても良い。この場合、スライドカバーはヘッド部の外周囲に対して、前後方向（図１０（イ）において紙面奥行き方向）の移動が規制されるように設ける。形状も四角形に限られず、例えば円形でも良く、スライドカバーの寸法は、正面視において、切欠きの短手方向の幅より長く、かつ、軌道孔の幅より長いものであれば良い。
また、第４の実施形態ではスライドカバーを回転カバーの外側に設けたが、これに限られず、内側に設けても良い。

第５の実施形態では、ヘッド部の外周に転がり軸受を設けたが、すべり軸受けを用いても良い。

いずれの実施形態における各技術的事項を他の実施形態に適用して実施例としても良い。

１ ヘッド部
２ カバー
３ モータ
４ カバー本体
４ａ 区画板部
５ 回転カバー
６ 軌道孔
７ 回転中心軸
８ 切欠き
１０ 下カバー
１１ 上カバー
１２ 弾性材
１３ 返し部
１４ スライドカバー
１５ スライドガイド
１６ 転がり軸受
１７ リング部材
１８ 溝
１９ トッププレート
２０ ネジ
２１ 固定用孔

Claims (7)

1. パーツ把持部を支持するとともに曲線部を有する所定軌道を移動するヘッド部と、該ヘッド部を前記所定軌道に沿って移動させる駆動部と、前記ヘッド部の露出部と前記駆動部とを画するカバーと、を備えたピックアンドプレース装置であって、
   前記カバーは、カバー本体と、回転カバーとを有しており、
   前記カバー本体は、前記所定軌道の曲線部が位置する平面と平行な区画板部を有しており、
   前記区画板部は、前記所定軌道に沿った形状の軌道孔を有しており、
   前記回転カバーは、前記軌道孔をカバーする大きさであって、前記区画板部に並列して回転自在に設けられていると共に、その回転中心を通る径の方向に長い切欠きを有しており、
   前記ヘッド部は、前記軌道孔及び前記切欠きに挿通されて前記露出部が形成され、
   前記軌道孔は、前記所定軌道に沿って前記ヘッド部が移動可能であり、
   前記切欠きは、前記ヘッド部が長手方向に沿って移動可能であるとともに短手方向への移動が規制されている
   ことを特徴としたピックアンドプレース装置。
2. 前記切欠きの周縁と前記ヘッド部の外周面との間に弾性材が介在されていることを特徴とした請求項１に記載のピックアンドプレース装置。
3. 前記切欠きの周縁と前記ヘッド部の外周面との間に軸受が介在されていることを特徴とした請求項１に記載のピックアンドプレース装置。
4. 前記ヘッド部の外周囲にリング部材が取り付けられ、該リング部材の外周面に形成された溝に、前記切欠きの両側縁が係合されてすべり接触していることを特徴とした請求項１に記載のピックアンドプレース装置。
5. 前記ヘッド部は、外周囲から張り出して設けられたスライドカバーを有し、
   前記スライドカバーの寸法は、正面視において、前記切欠きの短手方向の幅より長く、かつ、前記軌道孔の幅より長いものであることを特徴とした請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項に記載のピックアンドプレース装置。
6. 前記回転カバーは、前記切欠きの短手方向の両側縁部分に長手方向に沿うスライドガイドを有しており、
   前記スライドカバーの両側端は、前記スライドガイドに摺動可能に係合されていることを特徴とした請求項５に記載のピックアンドプレース装置。
7. 前記ヘッド部の露出部の先端に、該露出部の先端面より広い面積を有するトッププレートが取り付けられていることを特徴とした請求項１乃至請求項６のうちいずれか１項に記載のピックアンドプレース装置。

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