JP5320333B2 - Module take-out device - Google Patents
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Description
本発明は、拘束状態のモジュールを自動的に取り出す技術に関する。 The present invention relates to a technique for automatically taking out a module in a restricted state.
従来、ニッケル水素電池、リチウムイオン二次電池等の二次電池を充放電する際に、活性状態となるモジュールを、金属板を介して加圧することによって、モジュールの膨張を抑制するとともに、モジュールを冷却する技術が広く用いられている。
例えば、特許文献1には、上下動可能な複数の棚板に、モジュールを載置した複数のトレーを積み重ね、加圧しながら充電する装置が開示されている。
Conventionally, when charging and discharging a secondary battery such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion secondary battery, the module that is in an active state is pressurized through a metal plate to suppress expansion of the module, and Cooling techniques are widely used.
For example,
充電後のモジュールの取り出し作業は、人手によって行われており、モジュールを一つずつ手作業で取り出す必要があり非効率的であった。特に、充電後のモジュールは、そのまま製品として用いられる完成品であるため、取り出し作業時、作業者に過度の負担がかかっていた。
また、上記課題を解決するために、取り出し作業の自動化を試みた場合、モジュールの拘束状態を解除する際に、複数のモジュールとモジュール間に介挿される金属板との位置決め精度に問題が生じ、モジュールの位置を正確に把握できない問題がある等、効果的なモジュールの取り出し自動化は成されていなかった。
The operation of taking out the module after charging is performed manually, and it is inefficient because it is necessary to take out the modules one by one. In particular, since the module after charging is a finished product that can be used as a product as it is, an excessive burden is placed on the operator during the taking-out operation.
In addition, in order to solve the above problem, when trying to automate the take-out operation, when releasing the restraint state of the module, a problem occurs in the positioning accuracy of the plurality of modules and the metal plate interposed between the modules, There has been a problem that the module position cannot be accurately grasped, and the automatic module extraction has not been automated.
本発明は、拘束された状態のモジュールにおいて、モジュールの拘束状態を解除して取り出す作業を自動的に行うことが可能なモジュール取出装置を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a module take-out device capable of automatically performing a work of releasing a module in a restrained state by releasing the restrained state of the module.
本発明のモジュール取出装置は、パレット内でプレートと交互に配列され、かつ、前記パレット内で前記プレートを介して前記配列方向に荷重が付与されることによって拘束された状態のモジュールを、拘束状態から解除して前記パレットから取り出すモジュール取出装置であって、前記プレートに対して近接方向及び離間方向に移動可能であるとともに、前記プレートを挟持し、前記荷重が付与される方向と反対方向に移動することによってプレート間のピッチを変更可能であるプレート用チャックと、前記モジュールを挟持し、前記プレート用チャックの移動に連動して移動可能であるとともに、前記モジュールを前記荷重が付与される方向と反対方向に移動することによってモジュールの位置を調整可能であるモジュール用チャックを具備し、前記プレート用チャックによって、前記プレートを挟持しつつ、プレート間ピッチを広げた後、前記モジュール用チャックによって、前記モジュールを挟持しつつ、当該モジュールの位置を調整して取り出す。 The module take-out device of the present invention is arranged in a constrained state in a state in which the module is alternately arranged with a plate in a pallet and constrained by applying a load in the arrangement direction through the plate in the pallet. A module take-out device that releases from the pallet and can move in the approaching and separating directions with respect to the plate, and sandwiching the plate and moving in a direction opposite to the direction in which the load is applied And a plate chuck that can change the pitch between the plates, the module is sandwiched, and can be moved in conjunction with the movement of the plate chuck, and the load is applied to the module. The module chuck can be adjusted by moving the module in the opposite direction. And Bei, by the plate chuck, while nipping the plate, after widening the plate pitch, by the module chuck while sandwiching the module, taken to adjust the position of the module.
前記プレート用チャックは、第一の係合部を有し、前記モジュール用チャックは、前記第一の係合部と係合可能な第二の係合部を有し、前記第一の係合部と第二の係合部とは、前記モジュール用チャックが前記モジュールを挟持する際に係合し、係合状態となることで、前記プレート用チャックとモジュール用チャックとが連動可能となるとともに、前記プレート用チャックが前記プレートに対して離間方向に移動することによって、前記係合状態が解除されることが好ましい。 The plate chuck has a first engagement portion, the module chuck has a second engagement portion engageable with the first engagement portion, and the first engagement. The portion and the second engaging portion are engaged when the module chuck sandwiches the module, and are brought into an engaged state, so that the plate chuck and the module chuck can be interlocked with each other. It is preferable that the engagement state is released when the plate chuck moves in the separation direction with respect to the plate.
本発明によれば、拘束された状態のモジュールの拘束状態を解除し、自動的な取り出し作業を実現することができる。従って、人手によるモジュール取り出し作業を回避でき、作業効率を向上するとともに、人的コストを抑えることができる。 According to the present invention, it is possible to release the restrained state of the restrained module and realize an automatic take-out operation. Therefore, it is possible to avoid the module removal work by hand, improve the work efficiency, and reduce the human cost.
以下では、図1及び図2を参照して、モジュール1、及び複数のモジュール1・1・・・を拘束状態で収容するパレット2について説明する。
モジュール1は、ニッケル水素電池、リチウムイオン二次電池等のパック電池の一つを構成する電池モジュールである。
説明の便宜上、図1における上下方向をモジュール1の上下方向、左右方向をモジュール1の幅方向、奥行方向をモジュール1の厚み方向として説明する。
Below, with reference to FIG.1 and FIG.2, the
The
For convenience of explanation, the vertical direction in FIG. 1 is described as the vertical direction of the
図1に示すように、モジュール1は、内部に充放電要素を収容する外装11、及び、外装11から外方へ突出する外部端子12・12、モジュール1の放熱に寄与する冷却用のフィン構造13・13、外装11の内圧上昇時に開弁する安全弁14を具備する。
外部端子12・12は、外装11の左右両側面から左右方向にそれぞれ突出した状態で固定される。また、フィン構造13・13は、外装11の左右両側面において外部端子12・12より下方に設けられる複数の穴により構成されている。これらの穴は、外装11の側面から内側へ向けて凹む凹部として、所定の深さにて形成されている。
安全弁14は、外装11の上面に設けられる安全弁ユニットであり、外装11内の圧力が所定圧以上に昇圧した場合に作動する。
As shown in FIG. 1, the
The
The
図2に示すように、パレット2は、充放電時等、活性時のモジュール1を拘束した状態で収容する箱状の部材であり、枠体21、プレート22・22・・・、拘束用ブロック23を具備する。
また、パレット2には、複数のモジュール1・1・・・が厚み方向に配列され、厚み方向側からモジュール1・1・・・に荷重が付与されて拘束された状態で収容される。
As shown in FIG. 2, the
Further, the plurality of
枠体21は、パレット2の外郭をなし、上面に開口を有する箱状の部材である。枠体21は、モジュール1の厚み方向を長手方向とし、モジュール1の幅よりも若干大きい幅を有する収容空間を内側に形成する。枠体21は、複数の板をボルト等の締結手段によって組み付けることにより、強固に組み立てられる構造体であり、特に長手方向に加わる外力に対して十分な強度を有する。
また、枠体21の側面部の高さは、モジュール1の側面上方に配置する外部端子12と接触しないように設定されており、モジュール1がパレット2内に収容された状態で、外部端子12・12及びフィン構造13・13の穴の一部が外部から目視可能となるように位置している。
The
Further, the height of the side surface portion of the
プレート22は、モジュール1の幅広面(厚み方向と直交する面)より大きい面積を有する平板部材であり、アルミニウム等の熱伝導性及び強度に優れた金属材料からなる。
プレート22は、モジュール1と接触した状態で、枠体21内にモジュール1と交互に配置される。つまり、パレット2内では、モジュール1は、プレート22・22に挟まれており、拘束状態ではプレート22を介して荷重を受けている。
言い換えれば、プレート22は、活性時において、モジュール1に荷重を付与することによって膨張を抑制する機能を有するとともに、モジュール1を冷却する機能を有する。
The
The
In other words, the
拘束用ブロック23は、枠体21内の収容空間の一部を占有するスペーサであり、枠体21内に取り出し可能に収められる。拘束用ブロック23は、枠体21の長手方向、つまり、モジュール1・1・・・の配列方向に加えられる荷重に対して十分な強度を有する部材である。
拘束用ブロック23は、枠体21の長手方向一端に配置され、その収容空間の長手方向の一部を占有する。具体的には、拘束用ブロック23は、モジュール1・1・・・及びプレート22・22・・・を交互に枠体21内に配列した状態で、配列方向の一側に向けた荷重を付与することによって枠体21の一端部に設けられる空間内に収容され、モジュール1・1・・・及びプレート22・22・・・に荷重が与えられた状態を保持する。つまり、拘束用ブロック23の存在によって、モジュール1・1・・・の拘束状態が保持される。
The
The
以上のように、パレット2内では、モジュール1・1・・・間に介装されるプレート22・22・・・及び一端部に配置される拘束用ブロック23によって、モジュール1・1・・・が拘束されている。
このようにして、モジュール1とプレート22とを強固に密着させることによって、充放電時等の電池活性時におけるモジュール1の膨張及び昇温を防止している。
As described above, in the
In this way, the
以下では、図3〜図6を参照して、パレット2に収容されるモジュール1・1・・・を自動的に取り出す取出装置30について説明する。
Below, with reference to FIGS. 3-6, the taking-out
図3及び図4に示すように、取出装置30は、拘束用ブロック23を取り出すブロック取出装置31、プレート22・22・・・を挟持してプレート間ピッチを変更するプレート用チャック32・32・・・、モジュール1・1・・・を挟持して取り出すモジュール用チャック33・33・・・を具備する。
なお、モジュール1・1・・・の取り出し作業中のパレット2は、適宜の固定手段によって、取出装置30に対して移動不能に固定されているものとする。
As shown in FIGS. 3 and 4, the take-out
It is assumed that the
図3に示すように、ブロック取出装置31は、拘束用ブロック23を上方から把持してパレット2外に取り出す装置であり、その先端に拘束用ブロック23を把持する把持部31aが設けられている。把持部31aは、拘束用ブロック23を把持して上方に引き抜くことによって、拘束用ブロック23をパレット2から取り出す。
ブロック取出装置31は、適宜の制御装置と接続されており、その制御装置からの制御信号を受けて駆動される。モジュール1・1・・・をパレット2から取り出す際には、ブロック取出装置31を駆動し、拘束用ブロック23をパレット2から取り出して、モジュール1の拘束状態を解除する。
As shown in FIG. 3, the block take-out
The block take-out
図4に示すように、プレート用チャック32は、プレート22の両側面に備わる係合部22aと係合する係合爪32aを先端に備える。プレート用チャック32・32・・・は、パレット2の幅方向両側に対称に配置されており、一つのプレート22に対して一対のプレート用チャック32・32が対応して配置される。各対のプレート用チャック32・32の作動により、係合爪32a・32aによってプレート22を幅方向両側から挟持する。
プレート用チャック32は、適宜の駆動装置によってプレート22の側面に対して近接する方向に移動可能であり、近接方向に移動する際に、係合爪32aがプレート22の係合部22aと係合可能である。
係合爪32aの先端部はテーパ状に拡大しており、プレート22の製造誤差を吸収する構成である。つまり、プレート22の厚みに誤差がある場合に、テーパ状の先端部に沿わせながらプレート22と係合することによって、プレート用チャック32・32によるプレート22の挟持を確実なものとしている。
As shown in FIG. 4, the
The
The distal end portion of the engaging
また、プレート用チャック32・32・・・は、それぞれ隣接するプレート用チャック32・32と連結されている。具体的には、プレート用チャック32は、その両側に配置される二つのプレート用チャック32・32に対して分離不能、かつ、間隔変更可能に接続されることによって連結されており、隣接する一側のプレート用チャック32・32に対して所定の範囲内で揺動可能である。例えば、図5に示すように、隣接する二つのプレート用チャック32・32のうち、一側のプレート用チャック32にボルトのねじ部を固定し、当該ボルトの頭部を他側のプレート用チャック32を貫通して反対側に位置させることで前記ボルトの長さの範囲内で間隔を変更可能な構成を実現できる。
そして、各プレート用チャック32に配列方向の一側に向けた外力を付与すると、一側端部のプレート用チャック32を基準として、隣接するプレート用チャック32・32間の距離が最大となる位置まで移動する。このようにして、プレート用チャック32・32間のピッチを変更する(広げる)ことによって、プレート22・22間のピッチを変更可能である。なお、この場合、各プレート用チャック32間のピッチは、初期状態(待機状態)において最大とならないものとする。
Further, the plate chucks 32, 32... Are connected to the adjacent plate chucks 32, 32, respectively. Specifically, the
When an external force directed to one side in the arrangement direction is applied to each
プレート用チャック32・32・・・は、係合爪32a・32a・・・がパレット2に収容されるプレート22・22・・・の係合部22a・22a・・・と対向するように配列される。つまり、プレート用チャック32・32・・・は、モジュール1を介挿して配列されるプレート22・22・・・のピッチと同一のピッチを空けて配列されている。
このとき、各プレート22は、係合部22aがパレット2の側面上端よりも上方に位置するように収容されている(図3参照)。
The plate chucks 32, 32,... Are arranged so that the engaging
At this time, each
図3に示すように、モジュール用チャック33は、モジュール1のフィン構造13を構成する複数の穴の一部(最上部の穴)と係合する係合爪33aを先端に備える。モジュール用チャック33・33・・・は、パレット2の幅方向両側に対称に配置されており、一つのモジュール1に対して一対のモジュール用チャック33・33が対応して配置される。各対のモジュール用チャック33・33の作動により、係合爪33a・33aによってモジュール1を幅方向両側から挟持する。
各対のモジュール用チャック33・33は、シリンダ等の適宜の駆動装置によって一体的に駆動される。モジュール用チャック33は、モジュール1に対して近接する方向に移動可能であり、近接方向に移動する際に、係合爪33aがフィン構造13の穴と係合可能である。この際、モジュール用チャック33の先端形状(鉤型等)により、モジュール用チャック33とモジュール1の外部端子12との接触が回避されている。
As shown in FIG. 3, the
Each pair of module chucks 33 and 33 is integrally driven by an appropriate driving device such as a cylinder. The
また、モジュール用チャック33は、シリンダ、モータ等の適宜の駆動装置によってモジュール1の厚み方向、つまりパレット2の長手方向に沿って移動可能であるとともに、モジュール用チャック33に外力が付与された場合、その外力に応じてパレット2の長手方向に沿って従動可能である。
さらに、モジュール用チャック33は、シリンダ、モータ等の適宜の駆動装置によって上下方向に移動可能であり、モジュール1を挟持した状態で上方に移動することによって、モジュール1をパレット2から取り出すことができる。
Further, the
Further, the
モジュール用チャック33・33・・・は、初期状態(作動前の待機状態)において、モジュール1・1・・・の側面と対向するように配列され、かつ、プレート用チャック32の上方に位置するように配置される。つまり、モジュール用チャック33・33・・・は、プレート22を介挿して配列されるモジュール1・1・・・のピッチと同一のピッチを空けて配列されている。
このとき、対として配置されるモジュール用チャック33・33の幅方向の間隔は、モジュール1の幅よりも大きく開かれており、各係合爪33aがモジュール1の外部端子12よりも外側に位置するように設定される。
In the initial state (standby state before operation), the module chucks 33, 33,... Are arranged so as to face the side surfaces of the
At this time, the spacing in the width direction of the module chucks 33, 33 arranged as a pair is opened larger than the width of the
図6に示すように、プレート用チャック32は、係合突起32bをさらに備え、モジュール用チャック33は、係合突起32bに係合可能な係合部33bをさらに備える。
係合突起32bは、プレート用チャック32の上面から上方へ向けて突出する直方体状の凸部である。係合部33bは、モジュール用チャック33の下端に設けられ、上方へ向けて凹む凹部によって構成される。係合突起32b及び係合部33bは、モジュール1の幅方向、つまりプレート用チャック32のプレート22に対する近接/離間方向に沿って設けられる。
As shown in FIG. 6, the
The
上下移動可能に構成されるモジュール用チャック33が下方へ移動する際に、係合部33bが係合突起32bと係合する。これにより、モジュール用チャック33とプレート用チャック32とが連動可能となり、プレート用チャック32がパレット2の長手方向に移動する際、モジュール用チャック33がプレート用チャック32の移動に追従してパレット2の長手方向に移動する。
また、プレート用チャック32がプレート22から離間する方向へ移動する際に、係合突起32bが係合部33b内を摺動しつつ、係合突起32bと係合部33bとの係合状態が解除され、再度モジュール用チャック33が独立して移動可能となる。
以上のように、係合突起32b及び係合部33bを設けるという簡易な構成にて、プレート用チャック32とモジュール用チャック33との連動構成を実現できる。
When the
Further, when the
As described above, the interlocking configuration between the
以下では、図7及び図8を参照して、以上のように構成される取出装置30を用いてモジュール1・1・・・をパレット2から取り出す際の取り出しフローS1について説明する。
Below, with reference to FIG.7 and FIG.8, it demonstrates taking out flow S1 at the time of taking out
図7に示すように、取り出しフローS1は、プレート挟持工程S11、係合工程S12、ブロック取出工程S13、モジュール挟持工程S14、プレートピッチ変更工程S15、係合解除工程S16、モジュール位置調整工程S17、モジュール取出工程S18を具備する。 As shown in FIG. 7, the removal flow S1 includes a plate clamping step S11, an engagement step S12, a block removal step S13, a module clamping step S14, a plate pitch changing step S15, an engagement releasing step S16, a module position adjusting step S17, A module removal step S18 is provided.
プレート挟持工程S11では、図8(a)に示すように、プレート用チャック32・32・・・をプレート22・22・・・に近接する方向に移動し、各係合爪32aと各係合部22aとを係合させて、プレート22・22・・・を挟持する。
In the plate clamping step S11, as shown in FIG. 8 (a), the plate chucks 32, 32... Are moved in the direction approaching the
係合工程S12では、図8(b)に示すように、モジュール用チャック33・33・・・を下方に移動し、各モジュール用チャック33の係合部33bを各プレート用チャック32の係合突起32bに係合させる。これにより、モジュール用チャック33・33・・・がプレート用チャック32・32・・・のパレット2の長手方向への移動に連動して移動することとなる。
In the engaging step S12, as shown in FIG. 8B, the module chucks 33, 33... Are moved downward, and the engaging
ブロック取出工程S13では、ブロック取出装置31によって拘束用ブロック23を取り出し、モジュール1・1・・・及びプレート22・22・・・に付与されていた荷重を取り除く。また、これにより、パレット2内の収容空間にスペースが生まれ、モジュール1・1・・・及びプレート22・22・・・のパレット2の長手方向への移動が可能となる。
In the block take-out step S13, the
モジュール挟持工程S14では、図8(c)に示すように、モジュール用チャック33・33・・・をモジュール1・1・・・に近接する方向に移動し、各係合爪33aを各モジュール1のフィン構造13を構成する穴に係合させて、モジュール1・1・・・を挟持する。
In the module clamping step S14, as shown in FIG. 8 (c), the module chucks 33, 33... Are moved in the direction close to the
プレートピッチ変更工程S15では、図8(d)に示すように、プレート用チャック32・32・・・にパレット2の長手方向一側に向けた(荷重が付与されていた方向と反対方向に)外力を付与して、移動させることによって、各プレート22・22間のピッチを広げる。
このとき、各モジュール用チャック33の係合部33bが各プレート用チャック32の係合突起32bに係合しているので、モジュール用チャック33が係合状態にあるプレート用チャック32の移動に伴い、同一方向に同一距離だけ移動し、プレート22とその移動方向下流側に位置するモジュール1とが一体的に移動する。つまり、プレート22・22間のピッチとモジュール1・1間のピッチとが同一となっている。
In the plate pitch changing step S15, as shown in FIG. 8D, the plate chucks 32, 32... Are directed to one side in the longitudinal direction of the pallet 2 (in the direction opposite to the direction in which the load is applied). The pitch between the
At this time, since the engaging
係合解除工程S16では、図8(e)に示すように、プレート用チャック32・32・・・をプレート22・22・・・から離間する方向に移動し、各係合突起32bと係合部33bとの係合状態を解除する。これにより、モジュール用チャック33・33・・・はモジュール1・1・・・を挟持したままパレット2の長手方向に沿って独立した移動が可能となる。
In the disengagement step S16, as shown in FIG. 8 (e), the plate chucks 32, 32... Are moved away from the
モジュール位置調整工程S17では、図8(f)に示すように、モジュール用チャック33・33・・・を駆動させてモジュール1・1・・・をパレット2の長手方向の一側に向けて(荷重が付与されていた方向と反対方向に)所定距離だけ移動させて位置調整を行い、プレート22とモジュール1との間に所定間隔の隙間を設ける。例えば、モジュール1がプレート22・22間の中央に位置するように移動させる。
このとき、各プレート22間のピッチは一定に保持されているため、モジュール1・1・・・を所定距離だけ移動することによって、プレート22とモジュール1との間に所定間隔の隙間を設けることができる。これにより、モジュール1の位置をプレート22の位置によらずに正確に決定することができるとともに、モジュール1を取り出す際のプレート22との接触を確実に回避できる。
In the module position adjustment step S17, as shown in FIG. 8 (f), the module chucks 33, 33,... Are driven so that the
At this time, since the pitch between the
モジュール取出工程S18では、係合爪33a・33aによりモジュール1を挟持した状態で、モジュール用チャック33・33・・・を上方へ移動し、モジュール1・1・・・をパレット2から取り出す。
モジュール1・1・・・が取り出された後のパレット2の中には、プレート22・22・・・が残り、これらパレット2及びプレート22・22・・・は再利用することができる。
In the module removal step S18, the module chucks 33, 33,... Are moved upward in a state where the
.. Are left in the
以上のように、取出装置30を用いて、拘束状態にてパレット2内に収容されるモジュール1・1・・・を自動的に取り出すことが可能である。これにより、人手によって取り出し作業を行っていた従来技術と比較して、作業効率を向上でき、作業者にかかる人的コストを低減できるとともに、完成品であるモジュール1・1・・・を扱う際の作業者の負担を軽減できる。
As described above, it is possible to automatically take out the
1 モジュール
2 パレット
22 プレート
23 拘束用ブロック
30 モジュール取出装置
31 ブロック取出装置
32 プレート用チャック
33 モジュール用チャック
1
Claims (2)
前記プレートに対して近接方向及び離間方向に移動可能であるとともに、前記プレートを挟持し、前記荷重が付与される方向と反対方向に移動することによってプレート間のピッチを変更可能であるプレート用チャックと、
前記モジュールを挟持し、前記プレート用チャックの移動に連動して移動可能であるとともに、前記モジュールを前記荷重が付与される方向と反対方向に移動することによってモジュールの位置を調整可能であるモジュール用チャックを具備し、
前記プレート用チャックによって、前記プレートを挟持しつつ、プレート間ピッチを広げた後、前記モジュール用チャックによって、前記モジュールを挟持しつつ、当該モジュールの位置を調整して取り出すモジュール取出装置。 A module in a state of being alternately arranged with a plate in a pallet and restrained by applying a load in the arrangement direction through the plate in the pallet is released from the restrained state and taken out from the pallet. A module take-out device,
A chuck for a plate that can move in a proximity direction and a separation direction with respect to the plate, and can change a pitch between the plates by holding the plate and moving in a direction opposite to the direction in which the load is applied. When,
For a module that sandwiches the module and can move in conjunction with the movement of the plate chuck and adjusts the position of the module by moving the module in a direction opposite to the direction in which the load is applied. Comprising a chuck,
A module take-out device for adjusting the position of the module while adjusting the position of the module while holding the module by the module chuck, after widening the pitch between the plates while holding the plate by the plate chuck.
前記モジュール用チャックは、前記第一の係合部と係合可能な第二の係合部を有し、
前記第一の係合部と第二の係合部とは、前記モジュール用チャックが前記モジュールを挟持する際に係合し、係合状態となることで、前記プレート用チャックとモジュール用チャックとが連動可能となるとともに、
前記プレート用チャックが前記プレートに対して離間方向に移動することによって、前記係合状態が解除される請求項1に記載のモジュール取出装置。 The plate chuck has a first engaging portion,
The module chuck has a second engaging portion engageable with the first engaging portion,
The first engaging portion and the second engaging portion are engaged when the module chuck sandwiches the module and are brought into an engaged state, whereby the plate chuck and the module chuck Can be linked,
The module extraction device according to claim 1, wherein the engagement state is released when the plate chuck moves in a separation direction with respect to the plate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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