JP4469567B2 - 固定具 - Google Patents
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B19/00—Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B43/00—Washers or equivalent devices; Other devices for supporting bolt-heads or nuts
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シャフト、尖端部及び荷重掛合部を有して、例えば、高圧ガスで駆動する打ち込み装置によってコンクリートのような固い基礎構造に打ち込むボルト、くぎ等の固定素子と、シャフト又は尖端部に掛合するスリーブ状の力伝達部を有する予張力素子であって、この予張力素子の荷重掛合部とは反対側に基礎構造に対する支持面を設けた該該予張力素子と、を備えた固定具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような固定素子、例えば、鋼鉄製のくぎ、ボルト等は、物体を固い収容構造材料、例えば、コンクリート又は岩状物質に固定するための固定技術として使用される。固定素子は、打ち込み方向に先細の尖端部と、ねじ山又はヘッドのような荷重掛合部とを有するシャフトを使用する。打ち込み作業は、例えば、爆薬火力又はガス駆動によって行う。このようにして固定素子をコンクリートに打ち込む際に、固定素子の周囲のコンクリートに剥離及び／又は亀裂を生ずることがよくある。このため、傷んだ打ち込み箇所の再打ち込みを行う、及び／又は作業コストがかかることではあるが剥離及び亀裂の箇所を補強コンクリートにより後処理して覆い隠すことを強いられ、打ち込み作業の中断を招くことになる。
【０００３】
独国特許公開第４４３２７８３号には、くぎ又はボルトに予張力素子を配置する固定素子が記載されており、この予張力素子は合成材料よりなる他の素子によって基礎構造に対する支持面を拡大するようにしたものである。この予張力素子はスリーブ状部分を介して、固定素子の出口位置でくぎ、ボルト等の尖端部に押し付け力が付与される。
【０００４】
独国特許公開第１９１０７２３号には、シャフトに金属板を配置し、この金属板の打ち込み方向側に弾性材料を配置させるくぎ又はボルトのような固定素子が記載されている。この金属板の直径はシャフト直径に比べて小さく、従って、打ち込み作業の際の押し付け力は僅かである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
既知の固定具は、特に、凹凸のある表面に亀裂を生じたり、打ち込み箇所における基礎構造が盛り上がって固定素子をきれいに固定できないという欠点が あった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、上述の欠点を解決し、固定素子の抜け落ちの割合を少なくすることができる固定具を得るにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明は、シャフト、尖端部及び荷重掛合部を有して、例えば、高圧ガスで駆動する打ち込み装置によってコンクリートのような固い基礎構造に打ち込むボルト、くぎ等の固定素子と、シャフト又は尖端部に掛合するスリーブ状の力伝達部を有する予張力素子であって、この予張力素子の荷重掛合部とは反対側に基礎構造に対する支持面を設けた該予張力素子と、を備えた固定具において、さらに、前記予張力素子の支持面に開口を有する弾性被覆であって、前記シャフトが前記開口端縁から半径方向の間隔をとって軸線方向に突出するようにした、該弾性被覆と、前記力伝達部の打ち込み方向とは反対側に設け、前記固定素子の前記シャフトを打ち込む際に前記力伝達部を圧潰する金属板と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、予張力素子の支持面に弾性又は圧縮可能な被覆を配置するとき、この被覆は固定素子の打ち込み位置で基礎構造と支持面との間に存在することになる。被覆の中心に開口を対称的に配置し、この開口の直径を固定素子の直径よりも大きくし、理想的には予張力素子のフランジ状支持面の直径よりも大きくする。打ち込みの際に、弾性被覆が平坦でない凹凸のある基礎構造の表面に当接されて固定素子の尖端部の周囲の表面に打ち込みエネルギが最適に伝達され、剥離を生ずることがなくなる。弾性被覆が打ち込み軸線又は固定素子のシャフトから半径方向に距離をとって配置されるよう予め開口を設けてあるため、打ち込みが完了した状態では、打ち込んだ固定素子により基礎構造の材料の盛り上がりを収容することができる自由空間を生ずる。固定素子のせり上がり又は基礎構造の亀裂発生はこの手法によって回避される。試験によれば、従来技術に対して本発明による固定素子による打ち込みの抜け落ちの割合が顕著に減少することが検証された。
【０００９】
更に、支持面を２個の素子により構成すると、打ち込み方向側の端面を一平面上に延在させることができて好適である。双方の素子は、予張力素子のフランジ状支持部と、このフランジ状支持部の周囲の曲がりにくい円板とにより構成すると好適である。曲がりにくい円板（ディスク）は例えば、金属によって構成し、また剛性を向上させるため、例えば、円板の打ち込み方向側とは反対側の側面に周縁アーチ部及び／又は溝を設ける。このディスクを、打ち込み方向側とは反対側の側面を釣り鐘状又は皿状形状にして剛性を高めることもできる。
【００１０】
２部構成にすることにより予張力素子の製造コストを低減することができる。しかし、支持面及び予張力素子は一体構成にすることもできる。
【００１１】
好適な実施例においては、例えば、スリーブ状部として構成した力伝達部の打ち込み方向側とは反対側に金属板を設ける。打ち込み作業の際にこの金属板はスリーブ又は予張力素子の力伝達部に圧着し、このスリーブは圧潰する。
【００１２】
金属板の周縁に打ち込み方向に丸く湾曲する周縁部分を設けることができる。この湾曲した周縁部分又はフランジ部により、金属板によるスリーブの打ち込み作業中にスリーブは引き裂かれて丸め込まれ、スリーブはより一層つぶされて丸くなり、固定素子の打ち込み強度が増大し、固定素子の力特性／耐久性が一層向上する。
【００１３】
金属板の打ち込み方向側に１個又はそれ以上のの切断素子を設けると、打ち込み作業中にスリーブは複数個の部分に分割される。この方法によれば、スリーブの丸め込め又はつぶれが一層迅速かつ効率的になり、打ち込み装置の同一の出力効率で固定素子の打ち込み強度をより一層向上することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、図面につき本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００１５】
図１乃至図３に、本発明の好適な実施の形態として固定素子１０の第１実施例を示す。この固定素子１０には荷重掛合部１３を設け、図示の実施例ではこの荷重掛合部１３に例えば、ねじ山を設ける。他の実施例では、ねじ山のないくぎヘッドとして設けることもできる荷重掛合部１３は、打ち込み方向４０に隣接して外径Ｄ１１のシャフト１１を連続させる。このシャフト１１に対して固定素子１０の打ち込み方向４０側の端部に尖端部１２を設ける。
【００１６】
シャフト１１のほぼ中間位置に、孔を有する円板状の金属板１４を差し込むか又は圧入する。尖端部１２及びシャフト１１の一部に予張力素子２０を装着し、この予張力素子の力伝達部分２１をスリーブ状に構成し、フランジ状支持部２３及び支持板２４によって包囲する。図示の実施例では、フランジ状支持部２３及び支持板２４は個別の構成部材として構成し、組み合わせて使用するものとした。しかし、フランジ状支持部２３及び支持板（ディスク）２４は、一体構成とすることもできる。フランジ状支持部２３及び支持板２４の打ち込み方向側の側面を予張力素子２０の支持部分２２を構成する。この支持部分又は支持面２２において、予張力素子２０を有する固定素子１０を基礎３０に当接することができる。支持面２２の打ち込み方向４０側に予め弾性被覆１７を設けておき、直径Ｄ１８を有する中心の開口１８をなす開口端縁１９を設ける。開口１８の直径Ｄ１８は、図示の実施例では、予張力素子２０の支持部２３の直径Ｄ２３よりも大きい寸法を選択する。更に、直径Ｄ１８は、固定素子１０のシャフト１１の直径Ｄ１１よりも数倍大きいものとする。本発明固定素子は、図示しない打ち込み装置によって基礎構造に打ち込み（図２及び図３参照）、これにより、基礎構造３０の打ち込み位置における盛り上がり３１が弾性被覆１７の開口１８の内部に収容される。例えば、弾性又は圧縮可能な合成材料、若しくはネオプレンのような弾性又は圧縮可能な発泡体とすることができる弾性被覆１７によって、打ち込み作業の際に基礎構造３０の凹凸を均一化し、予張力素子２０による基礎構造３０への力の導入を一様にすることができる。打ち込み作業の際に、力伝達部分又はスリーブ部分２１は、打ち込み方向に面する金属板１４によって、図３に示すように圧潰又はしわくしゃになる。金属板１４も、場合によっては、打ち込み方向とは反対側に固定素子１０の荷重掛合部１３に向かって、ある程度湾曲する。
【００１７】
図４に本発明固定素子１０の第２の実施例を示し、この実施例では、金属板１４の丸く湾曲させた周縁部分１５を設けた点のみが上述の実施例とは異なるだけであり、この周縁部分１５は打ち込み作業の際にスリーブ状部２１を図４に示すように丸め込む作用を行い、これにより、固定素子１０は基礎構造３０内により一層食い込むことができる。
【００１８】
図５には本発明による固定素子の第３の実施例を示し、この実施例では金属板１４の下面に切断素子１６又は切り刃を設け、予張力素子２０の力伝達部分又はスリーブ状部２１の打ち込み作業中にこのスリーブ状部２１を２個の又はそれ以上のセグメントに分割又は切り離す。これにより、固定素子の基礎構造３０への打ち込みを一層深くすることができる。
【００１９】
上述したところは本発明の好適な実施例を説明したに過ぎない。例えば、支持板の剛性を高める要素、例えば、溝、フランジ又は折り畳み部を設けることもできる。支持板は釣り鐘状に構成することもできる。
【００２０】
支持板又は予張力素子の材料としては、異なる強度の金属又は合成材料、合成材料と金属の組み合わせ、繊維補強合成材料等を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明固定素子の第１実施例の一部側面とする断面図である。
【図２】 図１の固定素子を基礎構造に打ち込んだ状態の斜視図である。
【図３】 図２の打ち込み状態における固定素子の断面図である。
【図４】 本発明固定素子の第２実施例の一部側面とする断面図である。
【図５】 本発明固定素子の第３実施例の基礎構造に打ち込んだ状態の斜視図である。
【符号の説明】
10 固定素子
11 シャフト
12 尖端部
13 荷重掛合部
14 金属板
15 周縁部分
16 切断素子
17 弾性被覆
18 開口
19 開口端縁
20 予張力素子
21 力伝達部分（スリーブ状部）
22 支持部分
23 フランジ状支持部
24 支持板（ディスク）
30 基礎構造
31 盛り上がり
40 打ち込み方向
【発明の属する技術分野】
本発明は、シャフト、尖端部及び荷重掛合部を有して、例えば、高圧ガスで駆動する打ち込み装置によってコンクリートのような固い基礎構造に打ち込むボルト、くぎ等の固定素子と、シャフト又は尖端部に掛合するスリーブ状の力伝達部を有する予張力素子であって、この予張力素子の荷重掛合部とは反対側に基礎構造に対する支持面を設けた該該予張力素子と、を備えた固定具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような固定素子、例えば、鋼鉄製のくぎ、ボルト等は、物体を固い収容構造材料、例えば、コンクリート又は岩状物質に固定するための固定技術として使用される。固定素子は、打ち込み方向に先細の尖端部と、ねじ山又はヘッドのような荷重掛合部とを有するシャフトを使用する。打ち込み作業は、例えば、爆薬火力又はガス駆動によって行う。このようにして固定素子をコンクリートに打ち込む際に、固定素子の周囲のコンクリートに剥離及び／又は亀裂を生ずることがよくある。このため、傷んだ打ち込み箇所の再打ち込みを行う、及び／又は作業コストがかかることではあるが剥離及び亀裂の箇所を補強コンクリートにより後処理して覆い隠すことを強いられ、打ち込み作業の中断を招くことになる。
【０００３】
独国特許公開第４４３２７８３号には、くぎ又はボルトに予張力素子を配置する固定素子が記載されており、この予張力素子は合成材料よりなる他の素子によって基礎構造に対する支持面を拡大するようにしたものである。この予張力素子はスリーブ状部分を介して、固定素子の出口位置でくぎ、ボルト等の尖端部に押し付け力が付与される。
【０００４】
独国特許公開第１９１０７２３号には、シャフトに金属板を配置し、この金属板の打ち込み方向側に弾性材料を配置させるくぎ又はボルトのような固定素子が記載されている。この金属板の直径はシャフト直径に比べて小さく、従って、打ち込み作業の際の押し付け力は僅かである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
既知の固定具は、特に、凹凸のある表面に亀裂を生じたり、打ち込み箇所における基礎構造が盛り上がって固定素子をきれいに固定できないという欠点が あった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、上述の欠点を解決し、固定素子の抜け落ちの割合を少なくすることができる固定具を得るにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明は、シャフト、尖端部及び荷重掛合部を有して、例えば、高圧ガスで駆動する打ち込み装置によってコンクリートのような固い基礎構造に打ち込むボルト、くぎ等の固定素子と、シャフト又は尖端部に掛合するスリーブ状の力伝達部を有する予張力素子であって、この予張力素子の荷重掛合部とは反対側に基礎構造に対する支持面を設けた該予張力素子と、を備えた固定具において、さらに、前記予張力素子の支持面に開口を有する弾性被覆であって、前記シャフトが前記開口端縁から半径方向の間隔をとって軸線方向に突出するようにした、該弾性被覆と、前記力伝達部の打ち込み方向とは反対側に設け、前記固定素子の前記シャフトを打ち込む際に前記力伝達部を圧潰する金属板と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、予張力素子の支持面に弾性又は圧縮可能な被覆を配置するとき、この被覆は固定素子の打ち込み位置で基礎構造と支持面との間に存在することになる。被覆の中心に開口を対称的に配置し、この開口の直径を固定素子の直径よりも大きくし、理想的には予張力素子のフランジ状支持面の直径よりも大きくする。打ち込みの際に、弾性被覆が平坦でない凹凸のある基礎構造の表面に当接されて固定素子の尖端部の周囲の表面に打ち込みエネルギが最適に伝達され、剥離を生ずることがなくなる。弾性被覆が打ち込み軸線又は固定素子のシャフトから半径方向に距離をとって配置されるよう予め開口を設けてあるため、打ち込みが完了した状態では、打ち込んだ固定素子により基礎構造の材料の盛り上がりを収容することができる自由空間を生ずる。固定素子のせり上がり又は基礎構造の亀裂発生はこの手法によって回避される。試験によれば、従来技術に対して本発明による固定素子による打ち込みの抜け落ちの割合が顕著に減少することが検証された。
【０００９】
更に、支持面を２個の素子により構成すると、打ち込み方向側の端面を一平面上に延在させることができて好適である。双方の素子は、予張力素子のフランジ状支持部と、このフランジ状支持部の周囲の曲がりにくい円板とにより構成すると好適である。曲がりにくい円板（ディスク）は例えば、金属によって構成し、また剛性を向上させるため、例えば、円板の打ち込み方向側とは反対側の側面に周縁アーチ部及び／又は溝を設ける。このディスクを、打ち込み方向側とは反対側の側面を釣り鐘状又は皿状形状にして剛性を高めることもできる。
【００１０】
２部構成にすることにより予張力素子の製造コストを低減することができる。しかし、支持面及び予張力素子は一体構成にすることもできる。
【００１１】
好適な実施例においては、例えば、スリーブ状部として構成した力伝達部の打ち込み方向側とは反対側に金属板を設ける。打ち込み作業の際にこの金属板はスリーブ又は予張力素子の力伝達部に圧着し、このスリーブは圧潰する。
【００１２】
金属板の周縁に打ち込み方向に丸く湾曲する周縁部分を設けることができる。この湾曲した周縁部分又はフランジ部により、金属板によるスリーブの打ち込み作業中にスリーブは引き裂かれて丸め込まれ、スリーブはより一層つぶされて丸くなり、固定素子の打ち込み強度が増大し、固定素子の力特性／耐久性が一層向上する。
【００１３】
金属板の打ち込み方向側に１個又はそれ以上のの切断素子を設けると、打ち込み作業中にスリーブは複数個の部分に分割される。この方法によれば、スリーブの丸め込め又はつぶれが一層迅速かつ効率的になり、打ち込み装置の同一の出力効率で固定素子の打ち込み強度をより一層向上することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、図面につき本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００１５】
図１乃至図３に、本発明の好適な実施の形態として固定素子１０の第１実施例を示す。この固定素子１０には荷重掛合部１３を設け、図示の実施例ではこの荷重掛合部１３に例えば、ねじ山を設ける。他の実施例では、ねじ山のないくぎヘッドとして設けることもできる荷重掛合部１３は、打ち込み方向４０に隣接して外径Ｄ１１のシャフト１１を連続させる。このシャフト１１に対して固定素子１０の打ち込み方向４０側の端部に尖端部１２を設ける。
【００１６】
シャフト１１のほぼ中間位置に、孔を有する円板状の金属板１４を差し込むか又は圧入する。尖端部１２及びシャフト１１の一部に予張力素子２０を装着し、この予張力素子の力伝達部分２１をスリーブ状に構成し、フランジ状支持部２３及び支持板２４によって包囲する。図示の実施例では、フランジ状支持部２３及び支持板２４は個別の構成部材として構成し、組み合わせて使用するものとした。しかし、フランジ状支持部２３及び支持板（ディスク）２４は、一体構成とすることもできる。フランジ状支持部２３及び支持板２４の打ち込み方向側の側面を予張力素子２０の支持部分２２を構成する。この支持部分又は支持面２２において、予張力素子２０を有する固定素子１０を基礎３０に当接することができる。支持面２２の打ち込み方向４０側に予め弾性被覆１７を設けておき、直径Ｄ１８を有する中心の開口１８をなす開口端縁１９を設ける。開口１８の直径Ｄ１８は、図示の実施例では、予張力素子２０の支持部２３の直径Ｄ２３よりも大きい寸法を選択する。更に、直径Ｄ１８は、固定素子１０のシャフト１１の直径Ｄ１１よりも数倍大きいものとする。本発明固定素子は、図示しない打ち込み装置によって基礎構造に打ち込み（図２及び図３参照）、これにより、基礎構造３０の打ち込み位置における盛り上がり３１が弾性被覆１７の開口１８の内部に収容される。例えば、弾性又は圧縮可能な合成材料、若しくはネオプレンのような弾性又は圧縮可能な発泡体とすることができる弾性被覆１７によって、打ち込み作業の際に基礎構造３０の凹凸を均一化し、予張力素子２０による基礎構造３０への力の導入を一様にすることができる。打ち込み作業の際に、力伝達部分又はスリーブ部分２１は、打ち込み方向に面する金属板１４によって、図３に示すように圧潰又はしわくしゃになる。金属板１４も、場合によっては、打ち込み方向とは反対側に固定素子１０の荷重掛合部１３に向かって、ある程度湾曲する。
【００１７】
図４に本発明固定素子１０の第２の実施例を示し、この実施例では、金属板１４の丸く湾曲させた周縁部分１５を設けた点のみが上述の実施例とは異なるだけであり、この周縁部分１５は打ち込み作業の際にスリーブ状部２１を図４に示すように丸め込む作用を行い、これにより、固定素子１０は基礎構造３０内により一層食い込むことができる。
【００１８】
図５には本発明による固定素子の第３の実施例を示し、この実施例では金属板１４の下面に切断素子１６又は切り刃を設け、予張力素子２０の力伝達部分又はスリーブ状部２１の打ち込み作業中にこのスリーブ状部２１を２個の又はそれ以上のセグメントに分割又は切り離す。これにより、固定素子の基礎構造３０への打ち込みを一層深くすることができる。
【００１９】
上述したところは本発明の好適な実施例を説明したに過ぎない。例えば、支持板の剛性を高める要素、例えば、溝、フランジ又は折り畳み部を設けることもできる。支持板は釣り鐘状に構成することもできる。
【００２０】
支持板又は予張力素子の材料としては、異なる強度の金属又は合成材料、合成材料と金属の組み合わせ、繊維補強合成材料等を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明固定素子の第１実施例の一部側面とする断面図である。
【図２】 図１の固定素子を基礎構造に打ち込んだ状態の斜視図である。
【図３】 図２の打ち込み状態における固定素子の断面図である。
【図４】 本発明固定素子の第２実施例の一部側面とする断面図である。
【図５】 本発明固定素子の第３実施例の基礎構造に打ち込んだ状態の斜視図である。
【符号の説明】
10 固定素子
11 シャフト
12 尖端部
13 荷重掛合部
14 金属板
15 周縁部分
16 切断素子
17 弾性被覆
18 開口
19 開口端縁
20 予張力素子
21 力伝達部分（スリーブ状部）
22 支持部分
23 フランジ状支持部
24 支持板（ディスク）
30 基礎構造
31 盛り上がり
40 打ち込み方向
Claims (4)
- シャフト（１１）、尖端部（１２）及び荷重掛合部（１３）を有して、例えば、高圧ガスで駆動する打ち込み装置によってコンクリートのような固い基礎構造に打ち込むボルト、くぎ等の固定素子（１０）と、
シャフト（１１）又は尖端部（１２）に掛合するスリーブ状の力伝達部（２１）を有する予張力素子（２０）であって、この予張力素子（２０）の荷重掛合部（１３）とは反対側に基礎構造に対する支持面（２２）を設けた該予張力素子（２０）と、
を備えた固定具において、さらに、
前記予張力素子（２０）の支持面（２２）に設け、また開口（１８）を有する弾性被覆（１７）であって、前記シャフト（１１）が前記開口（１８）の端縁（１９）から半径方向の間隔をとって軸線方向に突出するようにした、該弾性被覆（１７）と、
前記力伝達部（２１）の打ち込み方向（４０）とは反対側に設け、前記固定素子（１０）の前記シャフト（１１）を打ち込む際に前記スリーブ状の力伝達部（２１）を圧潰する金属板（１４）と、
を備えたことを特徴とする固定具。 - 前記予張力素子（２０）の前記支持面（２２）を、少なくともフランジ状支持部（２３）と支持板（２４）とにより構成した請求項１記載の固定具。
- 前記金属板（１４）の周縁に打ち込み方向に丸く湾曲する周縁部分（１５）を設けた請求項１または２に記載の固定具。
- 前記金属板（１４）の打ち込み方向側に少なくとも１個の切断素子（１６）を設けた請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の固定具。
Applications Claiming Priority (1)
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Family
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