JP6213325B2 - 雄螺子 - Google Patents

Description

本発明は、取付部材を被取付部材から取り外す際に用いられる雄螺子に関する。

従来から、被取付部材に取り付けられた取付部材を容易に取り外すことができるリプレイス螺子（雄螺子）の構造が知られている（例えば、特許文献１を参照）。この従来のリプレイス螺子の構造は、被取付部材に取り付けられた取付部材を取り外すための取り外し用ボルト、及び、取り外し用ボルトと螺合する雌螺子を有する。この従来のリプレイス螺子の構造では、取付部材に対して、取付部材を被取付部材に取り付けるための締め付け用ボルトを挿通させる通し孔が形成されるようになっている。そして、この従来のリプレイス螺子の構造では、この通し孔の内周に、締め付け用ボルトの軸外径よりも大径の取り外し用ボルトと螺合する雌螺子が形成されるようになっている。

このため、取付部材を被取付部材に取り付ける際には、締め付け用ボルトは、取付部材に形成された通し孔に挿通され、被取付部材に形成された螺子穴に締め込まれる。これにより、取付部材は被取付部材に取り付けられる。

一方、取付部材を被取付部材から取り外す際には、先ず、締め付け用ボルトが緩められて通し孔から外される。続いて、取り外し用ボルトが通し孔の内周に形成された雌螺子に螺合される。雌螺子に螺合された取り外し用ボルトは、回転させられると被取付部材方向に向けて前進する。取り外し用ボルトの軸外径は、締め付け用ボルトの軸外径よりも大径とされている。このため、前進した取り外し用ボルトの先端は、被取付部材に形成された締め付け用ボルトの螺子穴の周縁部分に当接する。これにより、前進していた取り外し用ボルトは止まる。

取り外し用ボルトは、雌螺子に螺合されているので、回転することにより前進方向に軸力を発生させる。このため、被取付部材に当接して前進できない状態で取り外し用ボルトを回転させると、取り外し用ボルトの軸力の反力が取付部材に作用する。その結果、取付部材はこの反力により被取付部材から離間する方向に変位する。これにより、被取付部材及び取付部材が固着した場合や、被取付部材と取付部材とのシール部に、例えば、粘着力の強い液体ガスケットが用いられた場合であっても、取付部材を被取付部材から容易に取り外すことができる。

実開平５−７９１１７号公報

ところで、上記従来のリプレイス螺子の構造では、取り外し用ボルトは、取付部材を被取付部材から取り外すこと以外の用途で使用されるものではない。即ち、取り外し用ボルトは、取付部材を被取付部材から取り外すことがなければ、使用されることはない。一般に、取り外し用ボルトのように、将来に渡って使用されるか否か定かでない部品については、常に使用可能な状態で設けておく必要はない。このため、上記従来のリプレイス螺子の構造では、取付部材を被取付部材から取り外す際には、締め付け用ボルトとは異なる取り外し用ボルトを用意しなければならず、煩雑である。

更に、上記従来のリプレイス螺子の構造では、取付部材を取り外す際には、取り外し用ボルトの先端を被取付部材に当接させた状態で取り外し用ボルトが回転させられる。このため、被取付部材の締結面（特に、締め付け用ボルトの螺子穴の周縁部分）を変形させたり、取り外し用ボルトの先端が平滑面でない場合には締結面に傷を付けたりする虞れがある。

一方で、取付部材を被取付部材に正確な取り付け位置に取り付けるために、取付部材及び被取付部材のうちの少なくとも一方に対して位置決めピンを設ける場合がある。この場合、位置決めピンは、取付部材及び被取付部材のうちの少なくとも一方に対して、例えば、圧入により固定される。従って、位置決めピンを圧入する工程が必要となり、製造コストが増大する虞れがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、被取付部材に取り付ける取付部材の位置決めを容易にし、且つ、被取付部材から取付部材の取り外しを容易にする雄螺子を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の雄螺子では、雄螺子部は、取付部材及び被取付部材が対向する面にて開口して取付部材及び被取付部材のうちの一方に形成された雌螺子部に螺合される。雄螺子部の一端部には、雌螺子部の開口側の端部に形成された収容部に収容される頭部であって、収容部の内面に沿って摺動するテーパ部分及び平面部分を有する頭部が設けられる。頭部においては、テーパ部分及び平面部分が同軸になるように設けられる。具体的に、頭部は円錐台となるように形成される。更に、頭部には、頭部と同軸になるようにピン部が形成される。

このため、雌螺子部に対して雄螺子部を回転させて前進させると、頭部のテーパ部分は雄螺子部とともに回転しながら且つ収容部の内面に沿って摺動しながら前進する。その結果、頭部及びピン部の軸線方向は、収容部（雌螺子部）の軸線方向と一致するように調整される。ところで、収容部（雌螺子部）は、取付部材を被取付部材に取り付ける位置を決定するように形成することができる。従って、収容部の軸線方向に一致するように調整されたピン部は、取付部材を取り付ける位置を正確に決めることができる。その結果、作業者は、取付部材に形成された位置決め凹部にピン部を係合させることにより、極めて容易に且つ被取付部材に対する正確な取り付け位置に取付部材を取り付けることができる。

加えて、本発明の雄螺子では、雄螺子部を雌螺子部に締め込むことのみにより、ピン部は取付部材の取り付け位置を正確に示すことができる。従って、例えば、単体のピン部材を圧入するような工程は不要となる。その結果、製造コストが増大することを抑えることができる。

更に、本発明の雄螺子では、雄螺子部を回転させるための工具と係合する工具係合部が雄螺子部及びピン部の少なくとも一方に形成される。これにより、取付部材を被取付部材から取り外す際には、汎用工具、例えば、六角レンチ又はトルクス（登録商標）レンチ等を貫通孔である雌螺子部及び位置決め凹部の一方を介して工具係合部に係合させることができる。従って、係合させた六角レンチ又はトルクス（登録商標）レンチ等により、雄螺子部は、雄螺子が取付部材及び被取付部材のうちの一方から取り外される方向に回転させられる。雄螺子部は、雌螺子部に螺合されているので、回転することにより軸力を発生させて取付部材又は被取付部材に向けて変位する。

ところで、雄螺子の頭部は、平面部分の外径の大きさがピン部の外径の大きさ（位置決め凹部の穴径）よりも大きくなるように形成される。このため、雄螺子部の軸力（換言すれば、押す力）は、頭部の平面部分を介することにより、取付部材又は被取付部材の位置決め凹部の周辺部分に確実に伝達される。その結果、取付部材は、被取付部材から離間する方向に変位する。従って、雄螺子は、被取付部材又は取付部材を部分的に変形させたり、傷を付けたりすることなく、容易に取付部材を被取付部材から取り外すことができる。更に、取付部材を被取付部材から取り外す際に雄螺子部を被取付部材から取り外す方向に回転させたとき、頭部の平面部分が取付部材と当接する部分が、被取付部材と取付部材との間のシール部分から離間した位置に設けられる。従って、当該当接する部分がシール部分を変形させたり、傷付けたりすることが生じない。その結果、取付部材を取り外した後に、再度、取付部材を被取付部材に取り付けた場合であっても、良好なシール特性を維持することができる。

本発明の実施形態に係る雄螺子の構成を示す概略的な側面図である。 雄螺子が組み付けられる被取付部材の構成を示す概略的な上面図及び側面図である。 被取付部材に取り付けられる取付部材の構成を示す概略的な側面図及び下面図である。 雄螺子を被取付部材に組み付けた状態を示す概略図である。 雄螺子を組み付けた被取付部材に取付部材を取り付ける手順を示す概略図である。 取付部材を被取付部材から取り外す手順を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態に係る雄螺子について図面を参照しながら説明する。この雄螺子は、取付部材及び被取付部材が対向する面にて開口して被取付部材に形成された雌螺子部に螺合される雄螺子部を有する。被取付部材の雌螺子部に螺合された雄螺子は、取付部材の取り付け位置を位置決めし、且つ、取付部材を取り外す際に取付部材を被取付部材から離間する方向に変位させる。

図１に示したように、雄螺子１０は、雄螺子部１１、頭部１２、ピン部１３及び工具係合部１４を備えている。雄螺子１０では、雄螺子部１１、頭部１２、ピン部１３及び工具係合部１４の軸線方向が同軸になるように形成される。雄螺子部１１は、後述する被取付部材２０に形成された雌螺子部２３に螺合する。

頭部１２は、雄螺子部１１の一端部１１ａに設けられる。頭部１２は、円錐台に形成されており、テーパ部分１２ａ及び平面部分１２ｂを含んで構成される。テーパ部分１２ａは、雄螺子部１１の軸線方向にて一端部１１ａから離れるにつれて雄螺子部１１の外径の大きさよりも大きくなるように円錐状に形成される。円状の平面部分１２ｂは、テーパ部分１２ａの最大の外径の大きさと一致する大きさの外径を有し、テーパ部分１２ａと同軸になるように形成される。

ピン部１３は、頭部１２（雄螺子部１１）と同軸になるように、頭部１２の平面部分１２ｂから延出するように形成されている。ピン部１３は、頭部１２の平面部分１２ｂの外径の大きさ（最大の外径の大きさ）よりも小さい外径の大きさとなるように円筒状に形成される。ピン１３は、後述する取付部材３０に形成された位置決め凹部３２と係合し、取付部材３０を被取付部材２０に取り付ける位置を決める。

工具係合部１４は、締め付け用穴１４ａ及び取り外し用穴１４ｂを含んで構成される。締め付け用穴１４ａは、ピン１３の端部１３ａに形成されている。締め付け用穴１４ａは、図示を省略するが、例えば、六角形又は星形の開口形状を有し、ピン部１３（雄螺子部１１）の軸線方向に沿って所定の深さとなるように形成される。取り外し用穴１４ｂは、雄螺子部１１の他端部１１ｂに形成されている。取り外し用穴１４ｂも、図示を省略するが、例えば、六角形又は星形の開口形状を有し、雄螺子部１１の軸線方向に沿って所定の深さとなるように形成される。

これにより、締め付け用穴１４ａ及び取り外し用穴１４ｂには、その開口形状が六角形であれば大きさの合致する六角レンチ（工具）が挿入されて係合し、その開口形状が星形であれば大きさの合致するトルクス（登録商標）レンチ（工具）が挿入されて係合する。締め付け用穴１４ａ又は取り外し用穴１４ｂと係合した六角レンチ或いはトルクス（登録商標）レンチが回転すると、雄螺子部１１、頭部１２及びピン部１３は一体回転する。

従って、締め付け用穴１４ａに係合させた六角レンチ或いはトルクス（登録商標）レンチを、雄螺子１０を被取付部材２０に締め込む方向に回転させることにより雄螺子１０を被取付部材２０に組み付けることができる。一方、取り外し用穴１４ｂに係合させた六角レンチ或いはトルクス（登録商標）レンチを、雄螺子１０を被取付部材２０から取り外す方向（緩める方向）に回転させることにより雄螺子１０を被取付部材２０から取り外すことができる。

図２に示したように、被取付部材２０は、例えば、有底円筒状のケース部材やハウジング部材等である。被取付部材２０は、その開口側の端部に、取付部材３０と対向する面としてのフランジ２１が形成されている。フランジ２１は、取付部材３０を支持する。フランジ２１の内側には、締め付け用ボルト４０（図５を参照）と螺合する螺子穴２２が周方向にて等間隔に複数箇所（図２においては１２箇所）形成されている。フランジ２１の外側には、雄螺子１０の雄螺子部１１に螺合される雌螺子部２３が周方向にて等間隔に複数箇所（図２においては４箇所）形成されている。雌螺子部２３は、その軸線方向がフランジ２１に対する取付部材３０の取り付け方向と略平行となるように形成されている。

雌螺子部２３は、雄螺子１０の雄螺子部１１と十分な螺合長さを確保するように貫通孔に形成されている。貫通孔とされた雌螺子部２３の両端部のうち被取付部材２０及び取付部材３０が対向する面側（フランジ２１における取付部材３０の支持面側）にて開口する端部には、雄螺子１０の頭部１２を収容する収容部２３ａが形成されている。収容部２３ａは、頭部１２のテーパ部分１２ａに対応して軸線方向に平行な平面における断面形状がテーパ形状（臼状）に形成されている。更に、収容部２３ａは、雄螺子部１１を雌螺子部２３に締め込んで雄螺子１０を組み付けたときに、頭部１２の平面部分１２ｂがフランジ２１の表面から突出しない深さとなるように形成されている。

図３に示したように、取付部材３０は、円盤状に形成されていて、被取付部材２０のフランジ２１に組み付けられる。取付部材３０は、被取付部材２０の螺子穴２２に対応するように、締め付け用ボルト４０（図５を参照）を挿通させる通し孔（貫通孔）３１が周方向にて等間隔に複数箇所（図３においては１２箇所）形成されている。取付部材３０におけるフランジ２１に対向する面（裏面）側には、雄螺子１０のピン部１３と係合する位置決め凹部３２が形成されている。

位置決め凹部３２は、被取付部材２０の雌螺子部２３に対応するように、周方向にて等間隔に複数箇所（図３においては４箇所）形成されている。位置決め凹部３２は、ピン部１３の軸線方向長さよりも長く（深く）なるように形成された有底の穴である。位置決め凹部３２の穴径の大きさは、ピン部１３の外径の大きさよりも大きく且つ頭部１２の平面部分１２ｂの外径の大きさ（最大の外径の大きさ）よりも小さくなるように形成されている。

図４に示したように、雄螺子１０は、雄螺子部１１が被取付部材２０の雌螺子部２３に締め込まれることにより被取付部材２０に組み付けられる。具体的に、雄螺子１０は、ピン部１３に形成された締め付け用穴１４ａに対して汎用工具である六角レンチ又はトルクス（登録商標）レンチが係合されて回転させられる。その結果、雄螺子部１１は雌螺子部２３と螺合する。更に、雄螺子１０（雄螺子部１１）が回転させられて雌螺子部２３の軸線方向に前進すると、雄螺子１０の頭部１２のテーパ部分１２ａは回転しながら且つテーパ形状の収容部２３ａの内面に沿って摺動しながら、雌螺子部２３の軸線方向に前進する。これにより、雄螺子１０の頭部１２は、その軸線方向が雌螺子部２３の軸線方向（より具体的には、テーパ形状の収容部２３ａの軸線方向）と一致するように調整される。

雌螺子部２３及び収容部２３ａは、取付部材３０の取り付け位置を決定するように形成される。従って、頭部１２の軸線方向が雌螺子部２３の収容部２３ａの軸線方向と一致するように調整されることにより、ピン部１３の軸線方向も雌螺子部２３の収容部２３ａの軸線方向に一致させることができる。その結果、ピン部１３は取付部材３０の取り付け位置を正確に（精度よく）決定することができる。そして、頭部１２のテーパ部分１２ａが収容部２３ａと摩擦係合すると、雄螺子１０は回転できなくなるので、雄螺子１０の被取付部材２０への組み付けが完了する。

図５に示したように、雄螺子１０が被取付部材２０に組み付けられると、取付部材３０は、フランジ２１の螺子穴２２よりも内周側に液体ガスケットＬＧの塗布された被取付部材２０に取り付けられる。このとき、被取付部材２０においては、雄螺子１０のピン部１３のみがフランジ２１の表面から突出した状態になっている。従って、フランジ２１から突出しているピン部１３に対して取付部材３０の裏面側に形成された位置決め凹部３２を係合させることにより取付部材２０の取り付け位置を正確に決めることができる。その後、締め付けボルト４０が締め付けられることにより、取付部材３０は取り付け位置が正確に決定された状態で被取付部材２０に取り付けられる。

図６に示したように、取付部材３０を被取付部材２０から取り外す場合、先ず、締め付けボルト４０が緩められて取り外される。被取付部材２０及び取付部材３０は液体ガスケットＬＧによりシールされている。液体ガスケットＬＧは高い粘着力を発揮する。このため、取付部材３０は液体ガスケットＬＧの粘着力により被取付部材２０から取り外し難くなる。或いは、長期間に渡り取付部材３０が被取付部材２０に取り付けられていると、錆等の発生により取付部材３０が被取付部材２０に固着する場合がある。この場合にも、取付部材３０が被取付部材２０から取り外し難くなる。

ところで、雌螺子部２３は貫通孔として形成されている。雄螺子部１１の他端部１１ｂは雌螺子部２３に進入している。このため、雄螺子部１１の他端部１１ｂに形成された取り外し用穴１４ｂは、被取付部材２０の外部に常に晒されている。従って、作業者は、貫通孔である雌螺子部２３を介して、六角レンチ或いはトルクス（登録商標）レンチを取り外し用穴１４ｂに容易に挿入して係合させることができる。これにより、作業者は、六角レンチ或いはトルクス（登録商標）レンチを利用して、雄螺子１０を被取付部材２０から取り外す方向に回転させることができる。

取り外し用穴１４ｂに係合させた六角レンチ或いはトルクス（登録商標）レンチを利用して、雄螺子１０を被取付部材２０から取り外す方向に回転させると、雄螺子１０は取付部材３０を押し上げる方向（離間する方向）に軸力を発生する。この軸力は、頭部１２の平面部分１２ｂを介して取付部材３０に伝達される。頭部１２の平面部分１２ｂは最大の外径となるように形成されており、取付部材３０の位置決め凹部３２の穴径の大きさよりも大きい。このため、雄螺子１０が回転させられることにより発生する軸力は、取付部材３０の位置決め凹部３２の周辺部分に伝達される。

従って、雄螺子１０を回転させて液体ガスケットＬＧの粘着力或いは被取付部材２０及び取付部材３０間の固着力を上回る軸力が伝達されることにより、取付部材３０は被取付部材２０から離間する方向に変位する。ここで、雄螺子部１１及び雌螺子部２３の螺合の長さは十分に確保されているので、雄螺子部１１は十分大きな軸力を発生させることができる。これにより、取付部材３０を被取付部材２０から取り外すことができる。

以上の説明からも理解できるように、雄螺子１０は、被取付部材２０に組み付けられた状態では、頭部１２に形成されたピン部１３の軸線方向が雌螺子部２３の収容部２３ａの軸線方向と一致するように調整される。雌螺子部２３の収容部２３ａは取付部材３０を取り付ける位置となるように形成されているので、ピン部１３は取付部材３０の取り付け位置を正確に決定することができる。従って、作業者は、取付部材３０に形成された位置決め凹部３２にピン部１３を係合させることにより、極めて容易に且つ被取付部材２０に対する正確な取り付け位置に取付部材３０を取り付けることができる。

加えて、雄螺子１０を被取付部材２０に締め込むことのみにより、ピン部１３は取付部材３０の取り付け位置を正確に決めることができる。従って、例えば、単体のピン部材を被取付部材２０に対して圧入するような工程は不要となる。その結果、製造コストが増大することを抑えることができる。

更に、取付部材３０を被取付部材２０から取り外す際には、雄螺子１０の雄螺子部１１は取り外し用穴１４ｂに係合させた六角レンチ又はトルクス（登録商標）レンチにより回転させられる。回転させられた雄螺子部１１は軸力を発生させ、この軸力は頭部１２の平面部分１２ｂを介して取付部材３０に伝達される。これにより、雄螺子１０は、取付部材３０を被取付部材２０から離間させる方向に向けて変位させることができる。従って、雄螺子１０は、被取付部材２０及び取付部材３０のシール部材に粘着力の強い液体ガスケットが用いられた場合、或いは、被取付部材２０及び取付部材３０が固着した場合であっても、容易に取付部材３０を被取付部材２０から取り外すことができる。

加えて、頭部１２の平面部分１２ｂは、取付部材３０を取り外す方向の軸力を取付部材３０の位置決め凹部３２の周辺部分に伝達することができる。これにより、被取付部材２０のフランジ２１や取付部材３０を変形させたり、傷を付けたりすることなく、取付部材３０を被取付部材２０から取り外すことができる。特に、雄螺子１０の平面部分１２ｂが取付部材３０と当接する部分は、被取付部材２０及び取付部材３０のシール部分（液体ガスケットＬＧに塗布部分）から離れているので、シール部分を変形させたり、傷を付けたりすることが生じない。その結果、取付部材３０を取り外した後に、再度、取付部材３０を被取付部材２０に取り付けた場合であっても、良好なシール性を維持することができる。

更に、雄螺子１０は、雄螺子部１１により軸力を発生させるとともにピン部１３により位置決めすることができる。これにより、取付部材３０を被取付部材２０から離間する方向に変位させる際には、ピン部１３は雄螺子部１１とともに回転しながら取付部材３０に向けて（後退して）動くことができる。このため、取付部材３０の変位に伴って位置決め凹部３２がピン部１３に対して傾き、その結果、ピン部１３と位置決め凹部３２との接触により抵抗力が発生する状態、所謂、取付部材３０の取り外しにおけるこじりの発生を防止することができる。これによっても、容易に取付部材３０を被取付部材２０から取り外すことができる。

本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変更例を採用することができる。

例えば、上記実施形態においては、被取付部材２０に雌螺子部２３を形成し、雄螺子１０が被取付部材２０に組み付けられる。しかし、取付部材３０に雌螺子部を形成し、雄螺子１０が取付部材３０に組み付けられるようにすることも可能である。更に、被取付部材２０に雌螺子部２３を形成するとともに取付部材３０にも雌螺子部を形成し、雄螺子１０が被取付部材２０及び取付部材３０に組み付けられるようにすることも可能である。これらの場合においても、上記実施形態と同等の効果が得られる。

上記実施形態においては、締め付け用穴１４ａ及び取り外し用穴１４ｂを区別した。しかし、雌螺子部２３を介して、取り外し用穴１４ｂに六角レンチやトルクス（登録商標）レンチを挿入して係合させることは常に可能である。従って、取り外し用穴１４ｂを利用して、雄螺子１０を被取付部材２０に組み付ける方向（締め付ける方向）に回転させることは可能である。この場合においても、上記実施形態と同等の効果が得られる。

更に、上記実施形態においては、被取付部材２０の雌螺子部２３が貫通孔に形成され、取り外し用穴１４ｂが雄螺子１０の雄螺子部１１の他端部１１ｂに形成される。しかし、取付部材３０の位置決め凹部３２は貫通孔とすることが可能である。この場合には、取付部材３０を被取付部材２０から取り外す際に、ピン部１３の先端部１３ａに形成された締め付け用穴１４ａに六角レンチ又はトルクス（登録商標）レンチを挿入して係合させることができる。これにより、締め付け用穴１４ａを利用して、雄螺子１０を被取付部材２０から取り外す方向に回転させることができる。従って、この場合においても、上記実施形態と同等の効果が得られる。

１０…雄螺子、１１…雄螺子部、１２…頭部、１２ａ…テーパ部分、１２ｂ…平面、１３…ピン部、１４…工具係合部、１４ａ…締め付け用穴、１４ｂ…取り外し用穴、２０…被取付部材、２３…雌螺子部、２３ａ…収容部、３０…取付部材、３２…位置決め凹部

Claims (1)

1. 取付部材及び被取付部材が対向する面にて開口して前記取付部材及び前記被取付部材のうちの一方に形成された雌螺子部に螺合される雄螺子部を有する雄螺子であって、
   前記雄螺子部を前記雌螺子部に螺合したときに前記雌螺子部の前記開口側の端部に形成された収容部に収容されるように前記雄螺子部の一端部に設けられる頭部であって、前記雄螺子部の軸線方向にて前記一端部から離れるにつれて前記雄螺子部の外径の大きさよりも大きくなるように円錐状に形成されて前記収容部の内面に沿って摺動するテーパ部分と、前記テーパ部分と同軸になるように形成されて同テーパ部における最大の外径の大きさと一致する大きさの外径を有する円状の平面部分とを含む頭部と、
   前記頭部から同頭部と同軸になるように延出し且つ前記頭部の前記平面部分の外径の大きさよりも小さな外径の大きさを有するように形成されて、前記取付部材及び前記被取付部材のうちの他方に形成された位置決め凹部と係合して前記取付部材を前記被取付部材に取り付ける際の位置を決めるピン部と、
   前記雌螺子部及び前記位置決め凹部のうちの少なくとも一方が貫通孔とされており、前記雌螺子部に螺合される前記雄螺子部の他端部及び前記位置決め凹部と係合する前記ピン部の端部のうちの少なくとも前記貫通孔に進入する端部に形成されて、前記貫通孔を介して前記雄螺子部を回転させるための工具と係合する工具係合部と、を備え、
   前記取付部材を前記被取付部材から取り外す際に前記雄螺子部を前記被取付部材から取り外す方向に回転させたとき、前記頭部の前記平面部分が前記取付部材と当接する部分が、前記被取付部材と前記取付部材との間のシール部分から離間した位置に設けられるように構成された雄螺子。

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