JP4069275B2 - 締結具 - Google Patents

Description

本発明は、二つの平面的な物体を一緒に締結するための予め荷重を加えることが可能な保持器に関する。特に、本発明は、アンカーとプッシュピンとを具備し、自動車本体パネルをシートメタルに締結するのに特に有用である締結具に関する。

中心ピンを有するアンカー型締結具は公知である。たとえば、Ｂｅｇｌｉｎｇｅｒらに付与された特許文献１は、アンカーと中心ピンとを具備する二片プラスチック締結具を示している。アンカーは、閉鎖Ｖ字型挿入部分と頂部プレートとを具備する。アンカーは、一緒に締結されるべき二つの（またはそれ以上の）平面的な物品を通って配置される。中心ピンは、Ｖのアームの間を下方に延在し、ピンが完全に押し下げられたときにはアームを広げさせる。この広がりが締結具を後部物品に固定し、締結具が出て来るのを防止する。プレートは、前部物品が後部物品から出て来るのを防止する。この型の締結具は広く使用されているが、アンカーの閉鎖Ｖ字型は、設置するのを困難にする。これは、Ｖ字型のアームを、装着されるべき物品の開口部を通り過ぎるために十分に内向きに曲げさせ、且つ、ピンを完全挿入位置へ延在させ物品内にアンカーを保持するために十分に外向きに曲げさせるには、大量の力が必要であるからである。アンカーは、物品に作用する逆力によってアンカーが不注意に引かれることを防止するように、ピンの挿入中に十分に曲がらなければならない。

同一の概念を使用する他の締結具は、Ｍｅｙｅｒに付与された特許文献２、特許文献３および特許文献４、および、ＬｅＶｅｙに付与された特許文献５に示されている。これらの締結具は、すべてＢｅｇｌｉｎｇｅｒ特許と同一の欠点を被る。すなわち、アンカーの閉鎖Ｖ字型が曲がるのを抵抗するため、締結具を挿入しこれを係止位置にもたらすには多大な力が必要であるということである。

異なる構成を有するプラスチック締結具は、Ｋｏｓｃｉｋに付与された特許文献６に示されている。この締結具において、アンカーは、プレートの下に延在する二つの平行な脚部から構成される。中心ピンを押し下げて、脚部が外向きに曲がるように強制し、締結具を物品内に保持させる。平行な脚部は、アンカーが挿入されるためにオペレータの指によって一緒に圧搾されなければならないことが多いため、平行な脚部を物品の小さな開口部内に挿入することはより困難であるという欠点を、この締結具は有する。

自動車組立ライン等の大容量使用において、本体パネルを自動車フレームに接着するのに使用される締結具が、大量設置を即座に容易に行えることは必須である。締結具は手で挿入されるため、オペレータの疲労のため、挿入を完了するのに過度の力を必要とするべきではない。最小数のステップを使用して設置されることも可能であるべきである。
米国特許第４，５７１，１３４号明細書 米国特許第６，５３３，５１５号明細書 米国特許第６，０７４，１４４号明細書 米国特許第５，７７５，８６０号明細書 米国特許第６，０４５，３０９号明細書 米国特許第４，０８５，６５１号明細書

したがって、本発明の目的は、少量の力で設置することが簡単である締結具を提供することである。

本発明の別の目的は、強力で信頼性のある締結具を提供することである。

本発明の別の目的は、使用前に組み立てることを必要としない締結具を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、製造することが簡単で安価である締結具を提供することである。

これらの目的および他の目的は、アンカーと中心ピンとを具備する締結具によって達成される。アンカーは、中心脚部が接続される頂部プレートを具備する。中心脚部は、頂部プレートから垂直に下方に延在する。中心脚部の自由端に、二つのアンカーアームがあり、それは、自由端から上方に外向きに延在し、矢じり形状を形成する。各アンカーアームは、上方に面する自由端を有する。アンカーアームは、可撓性があり、締結されるべき物品の穴を通ってアンカーが配置されるときには、内向きに曲がることができる。

各アンカーアームの自由端に、外向きに延在するリップがある。このリップは、締結されるべき本体パネルの開口部を通って延在し、頂部パネルの頂部面に載置され、締結された配列にさらなる強度およびサポートを提供する。

頂部プレートの頂部表面にプッシュピンアセンブリが接続される。プッシュピンアセンブリは、小さな接続領域を経由して頂部プレートの頂部表面に一体的に成形されている。このようにして、締結具を成形するには、一回の成形が必要なだけである。プッシュピンを押し下げて接続領域を壊し、単一部分から二片アンカーを形成する。プッシュピンは、プッシュボタンと、プッシュボタンの下側に接続されるピンと、を具備する。ピンは、アンカーの中心脚部を収容するために中にチャネルを有する垂直支柱から構成される。プッシュボタンを下方に押して、ピンの端がアンカー脚部の内側表面に当接するまでピンを中心脚部に沿って摺動させる。これは、アンカーアームを外向きに押させ、締結されるべき物品内に締結具を固定させる。

好ましくは、アンカーアームの内側表面に位置するガイドフランジがあり、それはピンをガイドし、ピンがアンカーの底部へ向けて下に摺動するときにピンを中心脚部に整列配置されたままにする。フランジは、チャネルからピンの反対側の面で、アンカーの一方の側のまわりに外へ延在し、ピンが所定の限界を超えて側方向に動くのを防止する。ピンは、その下部端に切り込まれたノッチを有する。ピンの底部がガイドフランジに接触するときには、フランジは、ノッチ内にスナップ嵌めし、ピンが上方に動くのを防止する。追加のノッチおよびフランジの配列が、ピンおよびアンカーアセンブリのより上部に位置し、これもスナップ閉じされ、締結具がその完全係止位置にある後にピンの上方運動に対するさらなる保証を提供する。

好ましくは、締結具は、締結されるべき物品内に挿入される前に予め荷重をかけられた状態に設定されることが可能である。締結具が最初に成形されるときには、ピンはアンカーと一体的に形成され、頂部プレートの開口部を通って上方へ延在する。開口部は、チャネル含有ピン構造物を収容するためにＵ字型であることが好ましい。プッシュボタンをわずかに下に押して、アンカーへの接続を壊し、ピンを開口部を通って部分的挿入位置内に摺動させる。この予め荷重をかけられた状態において、締結具は、締結されるべき物品内に容易に挿入されることができ、次いで、プッシュピンにわずかな圧力をかけて、締結具を完全に係止した位置内へ動かすことができる。完全係止位置を達成する前に、ピンはアンカー内で自由に上下に動くことができる。ピンに溝があることが好ましく、ピンが完全に頂部プレートに挿入された後に頂部プレートの下に位置する突起物内に係止し、アンカー内に完全に挿入された後にピンが開口部から上へ摺動し戻るのを防止する。

アンカーアームの開いたＶ形状がそれに特別な可撓性を与え、そのため、締結されるべき物品の開口部内にピンが挿入されるのは簡単であり、多大な力を必要としない。同様に、プッシュピンをアンカー脚部内に押圧することは、脚部が外向きに延在し、締結されるべき物品へ締結具を係止するために、多大な力を必要としない。

締結具は、既にピンおよびアンカーと一緒に成形されているため、使用するために組み立てる必要はない。従来の二片アンカーシステムは、使用前にピンとアンカーとを組み立てる必要があり、追加の時間を必要とし、オペレータをさらに疲労させる。本発明において、アンカーを使用するために必要なことは、ピンを十分に押して接続を壊し、締結具に予め荷重を加えることだけである。これは、製造の最後に、または、組立ラインで、行うことができる。

本発明の他の目的および特徴は、下記の詳細な説明を添付の図面と合わせて考慮することによって明らかになる。しかし、図面は例示のみとして設計されており、本発明を限定する定義としては設計されていないことを理解すべきである。

図面において、数図面を通して、類似の参照符号は類似の要素を示す。

次に図面を詳細に参照すると、図１から７は、当初成形状態（図１）から完全係止位置（図７）に移るときの、本発明による締結具１０を示す。図１は、当初成形状態にある本発明による締結具１０を示す。締結具１０は、アンカー又は錨状部２０と、プッシュピンアセンブリ３０と、を具備する。アンカー２０は、中心脚部２３に接続された頂部プレート２１を有する。中心脚部２３は、頂部プレート２１の底部表面に対して実質的に垂直に延在する。中心脚部２３の自由端に接続された二つの可撓性のあるアンカーアーム２４がある。各アンカーアーム２４は、中心脚部２３から離れて上方へ延在する。各アンカーアーム２４の自由端に、リップ又はへり部２９がある。

プッシュピンアセンブリ３０は、プッシュボタン３１と、プッシュボタン３１に接続され、その底部表面から下方に延在するピン３２と、を具備する。プッシュボタン３１を押し下げてアンカーアーム２４が中心脚部２３から離れて且つ互いから離れて曲がるように強制するときに、プッシュボタン３１を押してピン３２を開口部２２を通って延在させるように、ピン３２は頂部プレート２１の開口部２２を通って嵌まるように適合される。（図３から７参照）。

図１に且つ図２により詳細に示されるように、ピン部分３２は、その中に切り込まれたチャネル３３を有する。チャネル３３は、アンカー２０の中心脚部２３の形状に対応し、そのため、プッシュボタン３１を押し下げるとピン３２を中心脚部２３に沿って摺動させ、中心脚部２３は少なくとも部分的にチャネル３３内に嵌まる（図２参照）。このようにして、中心脚部２３は、アンカーアーム２４をサポートするのに加えて、ピン３２用のガイドとして作用する。

図１は、当初成形状態にある締結具１０を示す。プッシュピンアセンブリ３０は、頂部プレート２１をピン３２の底部セクションに接続する接続点３６を経由してアンカー２０と一体的に成形される。図２および３に示されるように、プッシュボタン３１に下向きに圧力をかけて、接続点３６を壊し、ピン３２を頂部プレート２１の開口部２２を通って予め荷重をかけられた位置内へ延在させる。この作用は、締結具１０を設置する前に、製造段階かまたは設置現場かのいずれかで、容易に行うことができる。

図４から６は、二つの平らな物品５０および６０に締結具１０を設置するのを示す。典型的に、物品５０および６０は、それぞれ自動車の本体パネルおよびシートメタルであるが、いずれの実質的に平らな物品を締結具１０で締結することができる。最初に、締結具１０は物品５０および６０の開口部を通って挿入され、アンカーアーム２４のリップ２９は開口部外部に延在して、締結具１０と物品５０および６０との間に安定した接続を形成する。プッシュボタン３１が押し下げられ、ピン３２が脚部２３のまわりに延在することによってアンカーアームが外向きに強制されるため、アンカーアーム２４がこのように外向きに延在することがアンカー２０を物品５０および６０内にしっかりと保持する（図５および６参照）。

締結具１０を物品５０および６０の係止位置に係止するための係止機構があり、これは、ピン３２にノッチ３４および３５を具備する。アンカーアーム２４の保持フランジがノッチ３５を捕らえて、ひとたびプッシュボタン３１が完全に押し下げられるとピン３２が上方に動くのを防止する。ピン３２にはノッチ３４のさらなるセットがあり、一対のフック４８が頂部プレート２１の底部表面の下に延在する。プッシュボタン３１を押し下げて、フック４８をノッチ３５に完全に係合させ、プッシュピンアセンブリ３０が上方に動くのをさらに防止する。

本発明による締結具は、組み立てることを必要とせず、設置するのが簡単であり、オペレータをひどく疲れさせず、二つ以上の平面的な物体を一緒に確実に締結するのを可能にする。

本発明の代替的な実施の形態が、図８から１５に示される。次に図面を詳細に参照すると、図８から１３は、当初成形状態（図８）から完全係止位置（図１３）に移るときの、本発明による締結具１１０を示す。図８および９は、当初成形状態にある本発明による締結具１１０を示す。締結具１１０は、アンカー１２０と、プッシュピンアセンブリ１３０と、を具備する。アンカー１２０は、中心脚部１２３に接続された頂部プレート１２１を有する。中心脚部１２３は、頂部プレート１２１の底部表面に対して実質的に垂直に延在する。中心脚部１２３の自由端に接続された二つの可撓性のあるアンカーアーム１２４がある。各アンカーアーム１２４は、中心脚部１２３から離れて上方へ延在し、各アンカーアーム１２４は何にも接続されていない自由端１２５を有する。アンカーアーム１２４は、テーパ状頂部部分１２８を有し、これは、アーム１２４がその自由端１２５から中心脚部１２３の先端へ向けて戻って延在するときに広がり、中心脚部１２３に面する傾斜した壁を形成する。

プッシュピンアセンブリ１３０は、プッシュボタン１３１と、プッシュボタン１３１に接続され、その底部表面から下方に延在するピン１３２と、を具備する。プッシュボタン１３１を押し下げてアンカーアーム１２４が中心脚部１２３から離れて且つ互いから離れて曲がるように強制するときに、プッシュボタン１３１を押してピン１３２を開口部１２２を通って延在させアンカーアーム１２４の傾斜した壁に沿って摺動させるように、ピン１３２は頂部プレート１２１の開口部１２２を通って嵌まるように適合される。（図１１から１３参照）。

図８に且つ図１５により詳細に示されるように、ピン部分１３２は、その中に切り込まれたチャネル１３３を有する。チャネル１３３は、アンカー１２０の中心脚部１２３の形状に対応し、そのため、プッシュボタン１３１を押し下げるとピン１３２を中心脚部１２３に沿って摺動させ、中心脚部１２３は少なくとも部分的にチャネル１３３内に嵌まる（図１５参照）。このようにして、中心脚部１２３は、アンカーアーム１２４をサポートするのに加えて、ピン１３２用のガイドとして作用する。チャネル１３３は図９から１３に示されていないが、それは、これらの図では向きがずれているからである。

頂部プレート１２１の底部表面から下方に延在する二つの保持アーム１４０がある。図１２および１３に示されるように、プッシュボタン１３１が完全に押し下げられるときに、保持アーム１４０はアンカーアーム１２４の自由端１２５に接触して、アンカーアーム１２４が所定の限界を越えて外へ延在するのを防止する。

図８から１１に示されるように、保持アーム１４０の自由端１２５にフック１４２と、アンカーアーム１２４の自由端１２５に対応するフック１４３（図８に示される）とを具備するラッチ機構がある。プッシュボタン１３１が完全に押し下げられてアンカーアーム１２４が保持アーム１４０を越えて逃げるのを防止するときに、フック１４２および１４３は互いに係合する。保持アーム１４０の縁に位置するフランジ１４１（図１４に詳細に示される）があり、これは、アーム１２４が完全に拡張した位置のプッシュボタンにあるときに、アンカーアーム１２４が側方向に動くのを防止する。

図８に示されるように、アンカーアーム１２４の内部表面に、横方向に延在するガイドフランジ１２６がある。ガイドフランジ１２６は、アンカーアーム１２４へ向けて下方に延在するときにピン１３２をガイドし、ピン１３２を中心脚部１２３へ平行に配向し続ける。好ましくは、ガイドフランジ１２６の一つの端１２７は、外向きに且つ中心脚部１２３へ向けてそのまわりに延在し、ピン１３２が側方向に旋回するのを防止し、プッシュボタン１３１が押し下げられるときに中心脚部１２３がチャネル１３３から出て来るのを防止する。

図８および９は、当初成形状態にある締結具１１０を示す。プッシュピンアセンブリ１３０は、頂部プレート１２１をピン１３２の底部セクションに接続する接続点１３６を経由してアンカー１２０と一体的に成形される。図１０に示されるように、プッシュボタン１３１に下向きに圧力をかけて、接続点１３６を壊し、ピン１３２を頂部プレート１２１の開口部１２２を通って延在させる。この作用は、締結具１１０を設置する前に、製造段階かまたは設置現場かのいずれかで、容易に行うことができる。

図１１から１３は、二つの平らな物品１５０および１６０に締結具１１０を設置するのを示す。典型的に、物品１５０および１６０は、それぞれ自動車の本体パネルおよびシートメタルであるが、いずれの実質的に平らな物品を締結具１１０で締結することができる。プッシュボタン１３１が押し下げられてアンカーアームが外向きに強制されるため、アンカーアーム１２４がこのように外向きに延在することがアンカー１２０を物品１５０および１６０内にしっかりと保持する（図１２および１３参照）。

締結具１１０を物品１５０および１６０の係止位置に係止するための係止機構があり、これは、ピン１３２にノッチ１３５を具備する。アンカーアーム１２４のガイドフランジ１２６がノッチ１３５を捕らえて、ひとたびプッシュボタン１３１が完全に押し下げられるとピン１３２が上方に動くのを防止する。ピン１３２にはノッチ１３４のさらなるセットがあり、一対のフランジ１４８が頂部プレート１２１の底部表面の下に延在する。プッシュボタン１３１を完全に押し下げて、フランジ１４８をノッチ１３５にスナップ嵌めさせ、プッシュピンアセンブリ１３０が上方に動くのをさらに防止する。

十分な垂直の隙間がアーム１２４のフック１４３とフランジ１４８との間に可能でなければならず、そのため、脚部１２３に一緒に圧力をかけてパネルの穴を通るように強制して、脚部１２３をさらに垂直に延在させ、その幅を狭くさせるということに注意しなければならない。フランジ１４８は、締結具１１０が締結されるべき物品内に挿入されるときに脚部１２３のこの運動に干渉しないように位置決めされる。加えて、フック１４３は、必要に応じて、アーム１２４がさらに水平に延在することを防止する一方、アーム１２４がさらに圧縮されることを防止しないように、作られる。たとえば、締結具１１０が、図１２に示される予め係止された位置に配置されるときには、フック１４３はフック１２４に係合するが、最終係止前にプッシュボタン１３１を解放することによって、依然として脚部１２３が圧縮されてフック１４３から係合解除されるのを可能にしてもよい。

したがって、本発明の数種類の実施の形態のみが示され説明されているが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、これに多くの変更および修正を行ってもよいことは明らかである。

当初成形状態にある本発明による締結具の一つの実施の形態の正面図である。 図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。 予め荷重をかけられた状態における図１の締結具の斜視図である。 図３の締結具の正面図である。 一緒に締結されるべき二つの層内に部分的に挿入された図１の締結具の正面図である。 係止する前に、二つの層に設置された図１の締結具の正面図である。 完全に係止した状態における図１の締結具の正面図である。 ちょうど成形された状態の締結具の代替の実施の形態の図である。 図８の締結具の正面図である。 予め荷重をかけられた状態における図８の締結具の正面図である。 係止する前に、二枚のシート状物品に設置された図８による締結具の正面図である。 物品上の予め係止する状態における図１１の締結具の正面図である。 完全に係止した位置における図１１および１２の締結具の正面図である。 図８の締結具のアンカー部分の頂部プレートおよび保持アームの正面図である。 図８に示された締結具のプッシュピンの底面図である。

符号の説明

１０、１１０ 締結具
２０、１２０ アンカー
２１、１２１ 頂部プレート
２２、１２２ 開口部
２３、１２３ 中心脚部
２４、１２４ アンカーアーム
２９ リップ
３０、１３０ プッシュピンアセンブリ
３１、１３１ プッシュボタン
３２、１３２ ピン、ピン部分
３３、１３３ チャネル
３４、３５、１３４、１３５ ノッチ
３６ 接続点
４８ フック
５０、６０、１５０、１６０ 平らな物品
１２５ 自由端
１２６ ガイドフランジ
１２８ テーパ状頂部部分
１４０ 保持アーム
１４１、１４８ フランジ
１４２、１４３ フック

Claims (15)

1. 締結具であって、
   アンカーであって、
   （ａ）頂部表面および底部表面を有する頂部プレートと、
   （ｂ）前記頂部プレートに接続された中心脚部であって、自由端を有する中心脚部と、
   （ｃ）前記中心脚部の前記自由端に接続された少なくとも一つのアンカーアームであって、前記中心脚部から離れて上方へ延在し自由端を有するアンカーアームと、
   （ｄ）前記頂部プレートの前記底部表面から下方に延在する少なくとも一つの保持アームと、
   を具備するアンカーと、
   プッシュピンアセンブリであって、
   頂部表面および底部表面を有するプッシュボタンと、
   前記プッシュボタンの前記底部表面に接続され且つこれから下方に延在するピン部分であって、前記ピンは前記頂部プレートの開口部を通って嵌まるように適合され、前記プッシュボタンを押して前記ピン部分を前記開口部を通って前記脚部に平行に延在させ、前記少なくとも一つのアンカーアームをさらに外向きに強制するピン部分と、
   前記プッシュピンを押し下げられた状態に係止するための係止装置と、
   を具備するプッシュピンアセンブリと、
   を具備するプッシュピンアセンブリと、
   を備え、
   前記プッシュボタンが完全に押し下げられて、前記少なくとも一つのアンカーアームが所定の限界を超えて外へ延在するのを防止するときに、前記少なくとも一つの保持アームが前記少なくとも一つのアンカーアームの前記自由端に接触することを特徴とする締結具。
2. 前記アンカーアームの前記自由端に接続された外向きに延在するリップをさらに具備する請求項１記載の締結具。
3. 前記ピンは、その中に切り込まれたチャネルを有し、前記チャネルは前記アンカーの前記中心脚部に形状が対応し、前記プッシュボタンを押し下げて前記ピンを前記中心脚部に沿って摺動させ、前記中心脚部は少なくとも部分的に前記チャネル内に嵌まる請求項１記載の締結具。
4. 前記開口部は、前記ピンの断面形状に対応する形状を有する請求項３記載の締結具。
5. 前記プッシュピンアセンブリは、前記頂部プレートを前記ピンの底部部分に接続する接続点を経由して前記アンカーと一体的に成形され、前記プッシュボタンに下向きに圧力をかけて、前記接続点を壊れさせ、前記ピンを前記頂部プレートの前記開口部を通って延在させる請求項１記載の締結具。
6. 二つのアンカーアームがある請求項１記載の締結具。
7. 前記係止装置は、前記ピンに少なくとも一つのノッチと、前記少なくとも一つのアンカーアームに保持フランジと、を具備し、前記保持フランジは前記ノッチにはまり、ひとたび前記プッシュボタンが完全に押し下げられると前記ピンが上方に動くのを防止する請求項１記載の締結具。
8. 前記係止装置は、前記ピンに少なくとも一つの突起物と、前記頂部プレートの前記底部表面の下に少なくとも一つのフックと、をさらに具備し、前記プッシュボタンを完全に押し下げて、前記底部表面の下の前記少なくとも一つのフックを前記少なくとも一つの突起物に係合させ、前記プッシュピンアセンブリが上方に動くのを防止する請求項７記載の締結具。
9. 前記少なくとも一つのアンカーアームおよび前記少なくとも一つの保持アームの前記自由端にラッチ機構をさらに具備し、前記プッシュボタンが完全に押し下げられて、前記アンカーアームが前記保持アームを超えて逃げるのを防止するときに、前記ラッチ機構は係合する請求項１記載の締結具。
10. 前記ラッチ機構は、前記保持アーム上のフックおよび前記アンカーアーム上の対応する反対方向に配向されたフックであり、前記プッシュボタンが完全に押し下げられるときに前記二つのフックはインターロックする請求項９記載の締結具。
11. 前記少なくとも一つの保持アームの縁に位置するフランジをさらに具備し、前記プッシュボタンが完全に押し下げられるときに前記フランジは前記少なくとも一つのアンカーアームが側方向に動くのを防止する請求項１記載の締結具。
12. 前記少なくとも一つのアンカーアームの内部表面に横方向に延在するガイドフランジをさらに具備し、前記ガイドフランジは、前記ピンが前記少なくとも一つのアンカーアームへ向けて下方に延在するときに前記ピンをガイドし、前記ピンを前記中心脚部へ平行に配向し続ける請求項１記載の締結具。
13. 前記ガイドフランジの一つの端は、外向きに前記中心脚部へ向けて延在し、前記プッシュボタンが押し下げられるときに前記中心脚部が前記チャネルから出て来るのを防止する請求項１２記載の締結具。
14. 前記少なくとも一つのアンカーアームは、前記アームが前記中心脚部の先端へ向けて延在するときに広がる自由端を有し、前記中心脚部に面する傾斜した壁を形成し、前記プッシュボタンが押し下げられるときに前記ピンは前記傾斜した壁に沿って摺動し、前記少なくとも一つのアンカーアームが前記中心脚部から離れて曲がるように強制する請求項１記載の締結具。
15. 前記係止機構は、前記ピンに少なくとも一つのノッチと、前記頂部プレートの前記底部表面の下を延在する少なくとも一つのフランジと、をさらに具備し、前記プッシュボタンを完全に押し下げて、前記底部表面の下の前記少なくとも一つのフランジを前記少なくとも一つのノッチ内にスナップ嵌めさせ、前記プッシュピンアセンブリが上方に動くのを防止する請求項７記載の締結具。

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