JP6935604B2 - 表層付き部品の製造装置、及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、表層付き部品の製造装置、及びその製造方法に関する。特に、板状の基材の表面側に表層面部材が被覆配設され、表層面部材の端縁部に形成された巻き込み形成部を、基材の端縁部に嵌め合わせることにより、表層面部材を基材に一体化する表層付き部品の製造装置、及び当該製造装置を用いて表層付き部品を製造する製造方法に関する。

表層付き部品として、例えば、自動車等車両の内装部品がある。自動車等車両の内装部品は、板状の基材の表面側に表層面部材を被覆配設して形成される。そして、自動車等車両の内装部品としては、自動車の室内に装備されるアームレストがある。アームレストを形成する板状の基材の断面形状は、表層面部材側に凸形状として形成されており、通常ＰＰ樹脂で剛性体として形成されている。表層面部材は基材の表面側に基材の表面形状に沿って配設される。表層面部材は、通常、伸縮可能なオレフィン系エラストマーで形成されており、基材の表面側に被覆する形状の形態として形成されている。

図９は基材１２と表層面部材２０とを分解して示す斜視図である。図１０は基材１２に表層面部材２０が被覆されて一体化された状態を示す。図１０に示すように、表層面部材２０の基材１２への被覆の一体化は、基材１２の端縁部１６を包むように、表層面部材２０の端縁部２２には巻き込み形成部２４が形成されており、この巻き込み形成部２４を基材１２の端縁部１６に嵌め込むことにより行われている。

なお、図１０の左側に示す、表層面部材２０の巻き込み形成部２４が配設される位置には、基材１２の端縁部１６に鉤爪１８が設置されており、これに対応して表層面部材２０の巻き込み形成部２４には係合孔２６が形成されている。そして、表層面部材２０の係合孔２６が鉤爪１８に引っ掛けられて係止されることにより、基材１２と表層面部材２０との位置決めが確実に行われる。

ところで、上述した基材１２の端縁部１６への表層面部材２０の巻き込み形成部２４の嵌め込み作業は、従来は手作業により行われている。

特開２００４−２１７０８０号公報

上述のように、基材１２の端縁部１６への表層面部材２０の巻き込み形成部２４の嵌め込み作業を手作業で行う場合には、作業者の力作業となるため、作業工数を要し、生産性が悪い。また、量産品としての品質にばらつきが生じ易い。

特に、巻き込み形成部２４に形成された係合孔２６に、鉤爪１８を引っ掛けて係止する作業を手作業で行う場合には、引っ掛け作業の作業強度が強く、作業者の手や指への負担が高くなり、作業工数がより多くなるという問題がある。

而して、本発明は上述した点に鑑みて創案されたものであって、本発明が解決しようとする課題は、基材の端縁部への表層面部材の巻き込み形成部の嵌め込み作業を機械化して行うことにより、表層付き部品の製造における生産性の向上を図ることにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る表層付き部品の製造装置及びその製造方法は、次の手段をとる。

本発明の第１の発明は、板状の基材の表面側に表層面部材が被覆配設され、前記表層面部材の端縁部に形成された巻き込み形成部を前記基材の端縁部に嵌め合せることにより、前記表層面部材が前記基材に一体化される表層付き部品の製造装置であって、前記表層面部材を前記基材の下部に重ね合わせた状態で載置する製造品載置台と、
前記表層面部材の端縁部に形成された巻き込み形成部を、前記基材の端縁部から離反して開放された位置状態から前記基材の端縁部に嵌め合せる方向に押動する嵌合押動装置と、を備えた表層付き部品の製造装置である。

本発明の第２の発明は、上述した第１の表層付き部品の製造装置を用いて、表層付き部品を製造する製造方法であって、前記製造品載置台に、前記表層面部材を前記基材の下部に重ね合わせた状態で、且つ、前記基材の端縁部に対して、前記表層面部材の端縁部に形成された巻き込み形成部を、前記基材の端縁部から離反して開放された位置状態で載置する第１工程と、前記嵌合押動装置を作動させて、前記表層面部材の端縁部に形成された巻き込み形成部を前記基材の端縁部に嵌め込んで、前記表層面部材を前記基材に一体化する第２工程と、を備える表層付き部品の製造方法である。

本発明の第３の発明は、上述した第２の発明の表層付き部品の製造方法であって、前記基材の端縁部には鉤爪が設置されており、前記表層面部材の端縁部に形成された巻き込み形成部には当該鉤爪と係合する係合孔が設けられており、前記表層面部材の巻き込み形成部が前記基材の端縁部に嵌め込まれた際に前記係合孔が前記鉤爪に係合する、表層付き部品の製造方法である。

上述した本発明の手段によれば、基材の端縁部への表層面部材の巻き込み形成部の嵌め込み作業を機械化して行うことにより、表層付き部品の製造における生産性の向上を図ることができる。また、量産品における品質のばらつきをなくして、安定した品質とすることができる。

本発明の実施形態に係る表層付き部品の製造装置の基本形態を示す概略断面図である。 図１における基材の端縁部に形成された鉤爪と、表層面部材の巻き込み形成部に形成された係合孔の係合状態個所の拡大図である。 図２のIII矢視図である。 図２に対比して示す変形例図である。 嵌合押動装置の押動部位を押動方向の後方側から見た斜視図である。 嵌合押動装置の押動部位を押動方向の前方側から見た斜視図である。 嵌合押動装置の押動部位個所を拡大して示す図である。 クランプ装置をクランプ部材の具体的構成を示す斜視図である。 基材と表層面部材を分解して示す斜視図である。 従来の手作業により基材に表層面部材を取付けた状態の概略構成を示す断面図である。

以下、本発明にかかる表層付き部品の製造装置及び製造方法の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、本実施形態における表層付き部品は、自動車のアームレストの場合である。したがって、本実施形態ではアームレストを製造する製造装置及び製造方法について説明する。なお、各図の説明における上下、左右等の方向は、各図における方向を示す。但し、個別に特に示した場合は、当該表示による。

先ず、本実施形態の製造装置及び製造方法が対象とするアームレスト１０について説明する。本実施形態のアームレスト１０の完成品形状は、従来の構成として示した図１０に示される構造と同じであるので、再度、図９及び図１０によりアームレスト１０の詳細構成を説明する。

（アームレスト１０の構成）
図９はアームレスト１０の一端部の構成を分解して示す斜視図である。図９に示すように、アームレスト１０は基材１２と表層面部材２０とから構成される。基材１２はアームレスト１０の基本形態を形成するものであり、通常、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ樹脂）で板状の剛性体として形成される。表層面部材２０は基材１２の表面側１４に配設されて、基材１２を被覆して配設される。表層面部材２０は、通常、オレフィン系エラストマーで形成されており、材質の特性として多少の伸縮が可能とされている。そして、基材１２に被覆される構成上、基材１２の所定の形状に対応した所定の形状に形成される。

（巻き込み形成部２４）
図１０に示すように、本実施形態のアームレスト１０の形状は、基材１２の表面側１４に凸形状とされた形状とされている。そして、凸形状とされた基材１２の表面側１４に表層面部材２０が被覆されている。この表層面部材２０の端縁部２２には、基材１２の端縁部１６を巻き込むように形成される巻き込み形成部２４が形成されて、基材１２の端縁部１６に嵌め込まれている。表層面部材２０の両端縁部２２の巻き込み形成部２４が、基材１２の両端縁部１６に巻き込まれた状態として嵌め込まれることにより、表層面部材２０は基材１２の表面側１４に被覆される。

（鉤爪１８と係合孔２６）
なお、本実施形態の場合、図１０の右側の巻き込み形成部２４に示されるように、基材１２の端縁部１６には鉤爪１８が設置されており、表層面部材２０の巻き込み形成部２４には係合孔２６が形成されている。そして、巻き込み形成部２４に形成される係合孔２６が鉤爪１８に引っ掛けられて係合することにより、表層面部材２０が基材１２に確実に取付けられる。

図２及び図３は鉤片１８Ａによる係合孔２６への係合構成の拡大図を示す。本実施形態の場合は、鉤爪１８の鉤片１８Ａは、巻き込み形成部２４が基材１２の端縁部１６に嵌め込まれる方向に向いて形成されている。すなわち、図３で見て、左右方向に形成されて配置されている。これにより、巻き込み形成部２４の係合孔２６が鉤片１８Ａを越えないと係合することができない。したがって、係合した場合には確実に係止することができる。

図４は鉤爪１８における鉤片１８Ａの配置形態の変形例を示す。この変形例は、鉤片１８Ａの形成方向を巻き込み形成部２４の嵌め込み方向に対して直角方向としたものである。この構成は巻き込み形成部２４の嵌め込み移動量を、図４の図示状態以上に取ることができない場合に採用される構成である。このように巻き込み形成部２４の嵌め込み移動量が制限される場合には、巻き込み形成部２４を横方向（図４で見て左右方向）にずらして嵌め込むようにしたものである。

なお、表層面部材２０の端縁部２２に形成される巻き込み形成部２４の、基材１２の端縁部１６への巻き込み深さは、鉤爪１８が設置される位置の巻き込み深さは、鉤爪１８が設置されない位置の巻き込み深さより短く形成されている。これにより、鉤爪１８と係合孔２６の設置を容易としている。

＜製造装置３０＞
次に、図１に基づいて、本実施形態の製造装置３０について説明する。図１は製造装置３０の基本形態の概略構成を模式的に示す。製造装置３０は、製造品載置台３２、嵌合押動装置３４、クランプ装置３６を備える。製造品載置台３２は製造品のアームレスト１０を載置する。クランプ装置３６は製造品のアームレスト１０を製造品載置台３２に固定する。嵌合押動装置３４はアームレスト１０の基材１２に表層面部材２０の巻き込み形成部２４を被覆作動する。

（製造品載置台３２）
製造品載置台３２は、製造装置３０のベース体３８上に設置される。製造品載置台３２の載置面４０の表面形状は、アームレスト１０の凸形状の外形形状を載置する凹形状に形成されている。この製造品載置台３２の載置面４０は、樹脂の剛性体で形成されている。そして、この製造品載置台３２の載置面４０には、表層面部材２０を基材１２の下部に重ね合わされた状態で載置される。なお、この状態では、図１の右側に示される巻き込み形成部２４は、基材１２の端縁部１６から離反して開放された状態となっている。すなわち、図１で右側に図示された巻き込み形成部２４は、基材１２の端縁部１６に嵌め込まれない状態で載置されている。

なお、図１における左側に図示された巻き込み形成部２４は、基材１２の端縁部１６に嵌め込まれた状態で載置されている。この状態とするための作業は、基材１２と表層面部材２０とを製造品載置台３２に載置する際に、ロボット等の機械装置により行うことができる。また、左側の巻き込み形成部２４には、右側の巻き込み形成部２４のように、鉤爪１８が設置されていないので、右側の巻き込み形成部２４が開放された状態では、巻き込み形成部２４の端縁部１６への嵌め込み作業は容易であることから、手作業で行うこともできる。

（クランプ装置３６）
図８はクランプ装置３６の具体的構成を示す。クランプ装置３６は、製造品載置台３２の載置面４０に重ね合わされて載置された基材１２と表層面部材２０とを、載置面４０に固定するものである。そのため、クランプ装置３６の作動機構の先端部にはクランプ部４６を備えており、このクランプ部４６で図１に示すように基材１２を裏面側から製造品載置台３２の載置面４０方向に固定する。なお、クランプ装置３６は、不図示の動力作動シリンダで作動する機構となっている。

（嵌合押動装置３４）
次に、嵌合押動装置３４について説明する。図１に示すように、嵌合押動装置３４は、表層面部材２０の巻き込み形成部２４を基材１２の端縁部１６に嵌め込むための装置である。本実施形態では、図１で見て、右側の巻き込み形成部２４を嵌め込む装置として配置されている。

図１では、嵌合押動装置３４は概略構成として、押動部位５４の作動構成のみが図示されている。嵌合押動装置３４は表層面部材２０の端縁部２２に形成された巻き込み形成部２４を押動する押動部位５４を備えている。押動部位５４は作動部材５６によりＸ矢印方向に作動するように配設されており、実線で示す位置から２点鎖線で示す位置方向に作動する。この作動方向は、表層面部材２０の端縁部２２に形成される巻き込み形成部２４が嵌め合わされる基材１２の端縁部１６の面方向とされている。

押動部位５４のベース部材５８は剛体であり、このベース部材５８の押動方向前面に弾性材質の部材６０が設置されている。弾性材質の部材６０は例えばゴムである。そして、この弾性材質の部材６０は、剛体のベース部材５８の下端部より延出して設置されている。すなわち、押動部位５４の下端部においては、弾性材質の部材６０のみで、巻き込み形成部２４の表皮に押し当てて全面に沿うように、すなわち、掃くように押動する構成となっている。

嵌合押動装置３４は、作動部材５６をＸ方向に作動させることにより、押動部位５４が、表層面部材２０の巻き込み形成部２４を、図１に示す実線状態から２点鎖線状態に移動する。この移動の過程において、巻き込み形成部２４に形成された係合孔２６が、基材１２の端縁部１６に設置された鉤爪１８に引っ掛けられて係止し、表層面部材２０の巻き込み形成部２４が基材１２の端縁部１６に嵌め込まれる。

上記における押動部位５４の移動における、巻き込み形成部２４の基材１２の端縁部１６への嵌め込み操作は、基本的には剛体のベース部材５８により行われる。そして、補助的に、ベース部材５８から下方に延出して配設された弾性材質の部材６０が、表層面部材２０の表面を掃くように移動することにより行われる。この弾性材質の部材６０による掃くような移動操作により、表層面部材２０の表面と密着してより確実に鉤爪１８に係止可能であり、表層面部材２０を傷つけることなく嵌め込み操作することができる。

図５及び図６は嵌合押動装置３４の押動部位５４個所の具体的構成を示す。図５は当該箇所を押動方向の後方側から見た斜視図であり、図６は当該箇所を押動方向の前方側から見た斜視図である。なお、嵌合押動装置３４は、図示された押動部位５４が不図示の２個のエアーシリンダにより作動される機構として構成されている。

図７は、図５及び図６に示す嵌合押動装置３４に備えられる押動部位５４を拡大して示す。押動部位５４は連結部材６８を介して図１に示す作動部材５６に相当する作動本体構成に設置される。連結部材６８と作動部材５６に相当する作動本体構成とはボルト７０により連結され、連結部材６８と押動部位５４のベース部材５８とはボルト７２により連結される。ベース部材５８の作動方向前面には弾性材質の部材６０が設置されており、この弾性材質の部材６０はベース部材５８の下端から延出して配設されている。

図７に仮想線（２点鎖線）で示すように、押動部位５４が表層面部材２０の巻き込み形成部２４を押す時は、ベース部材５８が弾性材質の部材６０を介して押す。そのため、巻き込み形成部２４は、ベース部材５８より下方に延出した弾性材質の部材６０により、掃くようにして押される。すなわち、柔らかく押すことになるので、巻き込み形成部２４に傷が付きにくい。また、押す際の作動音も小さく、作業音の軽減を図ることもできる。

＜製造方法＞
次に、上記製造装置３０を用いた本実施形態の製造方法を説明する。

（予備工程）
先ず、予め、基材１２と、表層面部材２０を所定形状に製作する。製造装置でも説明したように、基材１２はポリプロピレン樹脂（ＰＰ樹脂）の剛性体で形成される。表層面部材２０はオレフィン系エラストマ―で形成され、材質の特性として多少の伸縮が可能とされている。

（第１工程）
次に、第１工程について説明する。予備工程で製作した所定形状の基材１２と表層面部材２０を、図１に示すように、製造装置３０における製造品載置台３２の載置面４０上に重ね合わせた状態で載置する。載置面４０への重ね合わせ配置は、先ず、載置面４０上に表層面部材２０が載置され、その上に基材１２が載置される。製造品載置台３２に重ね合わされて載置された表層面部材２０と基材１２は、クランプ装置３６のクランプ部４６で押されて位置固定される。

なお、この第１工程では、図１の右側に示される巻き込み形成部２４は、基材１２の端縁部１６から離反して開放された状態とされている。すなわち、図１で右側に図示された巻き込み形成部２４は、基材１２の端縁部１６に嵌め込まれない状態で載置されている。

なお、本実施形態の第１工程では、図１における左側に図示される巻き込み形成部２４は、予め、基材１２の端縁部１６に嵌め込まれた状態として載置されている。この状態にするための作業は、製造装置３０のところで説明したように、ロボット等の機械装置により行うか、又は、手作業により行われる。

（第２工程）
次に、第２工程について説明する。第２工程は図１に示す右側の巻き込み形成部２４を嵌合押動装置３４により基材１２に嵌め込む工程である。この第２工程を図１により説明すると、嵌合押動装置３４を作動させて、図１で右側に図示された巻き込み形成部２４を基材１２の端縁部１６に嵌め込んで、表層面部材２０を基材１２に一体化する。

嵌合押動装置３４による巻き込み形成部２４の嵌め込み作動は、押動部位５４の押動操作により行われる。この押動操作は、押動部位５４のベース部材５８の下端部より延出して設置されている弾性材質の部材６０により、巻き込み形成部２４の表面を掃くようにして行われる。これによりスムースな嵌め込み操作が行われる。

なお、図１の右側の巻き込み形成部２４は、鉤爪１８と係合孔２６の係合により係止される構成となっている。したがって、上記における押動部位５４により、巻き込み形成部２４の表面を掃くようにして行われる際、巻き込み形成部２４の係合孔２６が鉤爪１８の鉤片１８Ａに係合して係止される。この鉤片１８Ａへの係止は、図１で見て左方向に突設して形成された鉤片１８Ａに対して、巻き込み形成部２４はその材質の弾性作用により右方向の戻し作用が働くことから、その係合が外れにくい係止となっている。したがって、巻き込み形成部２４は基材１２から外れることなく係止される。

また、本実施形態では、嵌合押動装置３４における押動部位５４の作動方向は、表層面部材２０の端縁部２２に形成される巻き込み形成部２４が嵌め合わされる基材１２の端縁部１６の面方向となっている。これにより、押動部位５４による巻き込み形成部２４の押動操作をよりスムースに行うことができる。

＜後工程＞
上記の各工程により製作された製造品としてのアームレスト１０は、クランプ装置３６のクランプ部４６による固定を外して、アームレスト１０をロボット装置等により製造装置３０から取り出す。これにより、製造工程が終了する。

＜本実施形態の作用効果＞
上述した本実施形態のアームレスト１０の製造装置及び製造方法によれば、表層面部材２０の巻き込み形成部２４は、基材１２の端縁部１６に機械的に嵌め込まれる。したがって、手作業で嵌め込む場合に比較して、生産性を向上させることができる。なお、製造品が量産品の場合には、品質のばらつきを安定化させることができる。

なお、表層面部材２０の巻き込み形成部２４を基材１２の端縁部１６に嵌め込む場合に、基材１２に形成した鉤爪１８を巻き込み形成部２４に形成した係合孔２６に係止する構成の場合には、確実に表層面部材２０を基材１２に一体化することができる。

＜その他の実施形態＞
以上、本発明の特定の実施形態について説明したが、本発明は、その他各種の形態でも実施できる。

例えば、上記実施形態の表層付き部品は、自動車のアームレストであった。本発明は、基材に表層面部材を取付けるに当たって、表層面部材に形成した巻き込み形成部を基材の端縁部に嵌め合わせる構成をとる表層付き部品には広く適用することができる。例えば、家具（イスの肘掛け）や化粧箱の外装として適用することができる。

また、上記実施形態のアームレスト１０の形状は、基材１２の表面側１４に凸形状とされた形状であったが、表層付き部品の形状は、逆の形状であってもよい。すなわち、基材１２の表面側１４に凹形状とされた形状であってもよい。また、アームレスト１０以外の表層付き部品にあっては、その断面Ｌ字状の形状であってもよい。

また、上記実施形態では、表層面部材２０に形成した巻き込み形成部２４に係合孔２６を設け、この係合孔２６を基材１２の端縁部１６に設置した鉤爪１８に引っ掛ける構成であった。しかし、鉤爪１８と係合孔２６を形成しなく、単に、表層面部材２０の巻き込み形成部２４を基材１２の端縁部２２に嵌め込む構成であってもよい。すなわち、図１の左側に示す巻き込み形成部２４を基材１２の端縁部２２に嵌め込みを、嵌合押動装置３４により機械的に行ってもよい。

また、上記実施形態では、基材１２の材質はポリプロピレン樹脂（ＰＰ樹脂）として示したが、ＰＰ樹脂以外にも、表層面部材２０よりも剛性の高い各種の熱熱可塑性樹脂や鋼板のプレス品でもよい。

また、表層面部材２０としては、軟質ポリ塩化ビニルやスチレン系、オレフィン系、ポリエステル系等の各種の熱可塑性樹脂だけでなく、伸縮性のある織布や不織布、編布、合成皮革、皮革、軟質フィルムなど、種々の表皮材料を採用できる。

また、弾性材質の部材６０としては、例示としてゴムを示したが、エラストマー、ステンレスなどの金属製薄板等でもよい。

＜「課題を解決するための手段」に記載した各発明の作用効果＞
なお、最後に上述の「課題を解決するための手段」における各発明に対応する上記実施形態の作用効果を付記しておく。

先ず、第１の発明に係る表層付き部品の製造装置によれば、製造品載置台に表層面部材を基材の下部に重ね合わせた状態で載置して、この載置状態では表層面部材の端縁部に形成された巻き込み形成部が、基材の端縁部から離反して開放された位置状態にあるのを、嵌合押動装置により巻き込み形成部を基材の端縁部に嵌め合せる方向に押動して嵌め合わせる。このように巻き込み形成部基材の端縁部への嵌め合わせが機械的に行われるので、表層付き部品の製造における生産性の向上を図ることができる。また、量産品においては、品質の安定化を図ることができる。

次に、第２の発明の表層付き部品を製造する製造方法によれば、上述した第１の発明の製造装置を用いて製造されるので、上述した第１の発明の作用効果と同様の作用効果を得ることができる。

次に、第３の発明によれば、基材の端縁部には鉤爪が設置され、表層面部材の巻き込み形成部には当該鉤爪と係合する係合孔が設けられている。この鉤爪と係合孔の係合により、基材と表層面部材との位置決めが確実に行われる。

１０ アームレスト（表層付き部品）
１２ 基材
１４ 表面側
１６ 端縁部
１８ 鉤爪
１８Ａ 鉤片
２０ 表層面部材
２２ 端縁部
２４ 巻き込み形成部
２６ 係合孔
３０ 製造装置
３２ 製造品載置台
３４ 嵌合押動装置
３６ クランプ装置
３８ ベース体
４０ 載置面
４６ クランプ部
５４ 押動部位
５６ 作動部材
５８ ベース部材
６０ 弾性材質の部材
６８ 連結部材
７０ ボルト
７２ ボルト

Claims (3)

1. 板状の基材の表面側に表層面部材が被覆配設され、前記表層面部材の端縁部に形成された巻き込み形成部を前記基材の端縁部に嵌め合せることにより、前記表層面部材が前記基材に一体化される表層付き部品の製造装置であって、
   前記表層面部材を前記基材に重ね合わせた状態で載置する製造品載置台と、
   前記表層面部材の端縁部に形成された巻き込み形成部を、前記基材の端縁部から離反して開放された位置状態から前記基材の端縁部に嵌め合せる方向に押動する嵌合押動装置と、を備え、
   前記嵌合押動装置は、前記表層面部材の端縁部に形成された巻き込み形成部を押動する押動部位を備えて、当該押動部位を前記巻き込み形成部に押し当てて掃くように押動する作動により、前記巻き込み形成部を前記基材の端縁部に嵌め合せる構成となっている、表層付き部品の製造装置。
2. 請求項１に記載の表層付き部品の製造装置を用いて、表層付き部品を製造する製造方法であって、
   前記製造品載置台に、前記表層面部材を前記基材の下部に重ね合わせた状態で、且つ、前記基材の端縁部に対して、前記表層面部材の端縁部に形成された巻き込み形成部を、前記基材の端縁部から離反して開放された位置状態で載置する第１工程と、
   前記嵌合押動装置を作動させて、前記表層面部材の端縁部に形成された巻き込み形成部を前記基材の端縁部に嵌め込んで、前記表層面部材を前記基材に一体化する第２工程と、を備える表層付き部品の製造方法。
3. 請求項２に記載の表層付き部品の製造方法であって、
   前記基材の端縁部には鉤爪が設置されており、前記表層面部材の端縁部に形成された巻き込み形成部には当該鉤爪と係合する係合孔が設けられており、前記表層面部材の巻き込み形成部が前記基材の端縁部に嵌め込まれた際に前記係合孔が前記鉤爪に係合する、表層付き部品の製造方法。

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