JP6939382B2 - 多層ゴム部材の製造装置、及び製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤのビードエーペックスゴムの製造に好適であり、断面が２つのゴム領域に区分された多層ゴム部材を構成簡易に製造しうる多層ゴム部材の製造装置、及び製造方法に関する。

図１１に示すように、重荷重用タイヤのビードエーペックスゴムａとして、硬質のゴムからなる半径方向内側のゴム領域ａ１と、軟質のゴムからなる半径方向外側のゴム領域ａ２とに区分された多層構造のゴムが使用される（例えば特許文献１参照）。

この多層構造のビードエーペックスゴムａは、従来、２層ゴム押出装置によって押出し成形される（例えば特許文献２参照）。２層ゴム押出装置は、２つのゴム押出機の各前端部が取り付く押出しヘッドを具え、この押出しヘッドには、プリフォーマとダイプレートとが取り付く。プリフォーマは予成形流路を有し、各ゴム押出機から別々に押し出されるゴムを、それぞれ予成形しかつ所定の配分（ゴム領域ａ１、ａ２の面積比に応じた配分）にて合流させる。又ダイプレートは成形口を具え、前記予成形された合流ゴムを、最終の断面形状に押し出し成形する。

他方、ビードエーペックスゴムａでは、タイヤのサイズや種類に応じて、その断面形状、サイズ、ゴム領域ａ１、ａ２の比率等が相違する。しかし、２層ゴム押出装置において、前記断面形状、サイズ、ゴム領域ａ１、ａ２の比率等を変更する場合、それに応じてプリフォーマ及びダイプレートを変更し交換する必要が有り、設備コストの増加や交換作業に伴う生産性の低下を招く。特に、プリフォーマは、構造が複雑かつ交換作業に時間を要するため、上記の問題点の主原因となる。

特開２００５−８０７１号公報 特開２００８−２３７４３号公報

本発明は、特にタイヤのビードエーペックスゴムの製造に好適に採用でき、多層ゴム部材の断面形状、サイズ、ゴム領域の比率等の変更を、各ゴム押出し機のダイプレートの変更のみで容易に行うことができ、設備コストの低減や生産性の向上に貢献しうる多層ゴム部材の製造装置、及び製造方法を提供することを課題としている。

本願の第１の発明は、長さ方向と直角な断面が、第１ゴムからなる第１ゴム領域と、第２ゴムからなる第２ゴム領域とに区分された長尺の多層ゴム部材の製造装置であって、
第１のゴム押出し機と、
第２のゴム押出し機と、
前記第１のゴム押出し機から押し出される第１ゴム体を搬送する第１搬送コンベヤと、
前記第１搬送コンベヤの上方を通り、かつ前記第２のゴム押出し機から押し出される第２ゴム体を、前記第１ゴム体と同方向に搬送する第２搬送コンベヤとを具え、
前記第２搬送コンベヤは、その搬送方向の下流側端部が前記第１搬送コンベヤの搬送面の上方で途切れ、前記下流側端部から送り出される第２ゴム体を、前記第１搬送コンベヤの第１ゴム体上に合流位置で重ね合わせて多層ゴム部材を形成する。

本発明に係る多層ゴム部材の製造装置では、前記合流位置より下流側に、前記多層ゴム部材の第１ゴム体と第２ゴム体とを圧接させる圧接手段を具えるのが好ましい。

本発明に係る多層ゴム部材の製造装置では、前記第１搬送コンベヤの下流側に、前記多層ゴム部材を搬送する第３搬送コンベヤが乗り継ぎ可能に配されるとともに、前記第１搬送コンベヤと前記第３搬送コンベヤとの間に、前記圧接手段が配されるのが好ましい。

本発明に係る多層ゴム部材の製造装置では、前記第１、第２のゴム押出し機は、それぞれ前端部にギアポンプを具えるのが好ましい。

本発明に係る多層ゴム部材の製造装置では、前記第１のゴム押出し機と前記第１搬送コンベヤとの間に、第１のフェスツーン部が設けられ、
かつ前記第２のゴム押出し機と前記第２搬送コンベヤとの間に、第２のフェスツーン部が設けられのが好ましい。

本発明に係る多層ゴム部材の製造装置では、前記第１搬送コンベヤの搬送速度に応じて、前記第１のゴム押出し機のゴム押出し速度を変化させ、かつ前記第２搬送コンベヤの搬送速度に応じて、前記第２のゴム押出し機のゴム押出速度を変化させる速度制御手段を具えるのが好ましい。

本発明に係る多層ゴム部材の製造装置では、前記多層ゴム部材は、タイヤの環状ビードコアの外周面に貼り着されるビードエーペックスゴムであり、前記多層ゴム部材を所定長さに切断する切断手段を具えるとともに、
前記切断手段は、前記多層ゴム部材の一側縁側の長さが、他側縁側の長さよりも大なＶ字状の切り取り部を有して前記多層ゴム部材を切断するのが好ましい。

本願の第２の発明は、多層ゴム部材の製造方法であって、第１の発明の多層ゴム部材の製造装置を用い、長さ方向と直角な断面が、第１ゴムからなる第１ゴム領域と、第２ゴムからなる第２ゴム領域とに区分された長尺の多層ゴム部材を製造する。

本発明の多層ゴム部材の製造装置では、従来の２層ゴム押出装置におけるプリフォーマの役割を、第１搬送コンベヤ及び第２搬送コンベヤに分担させている。そして、第２搬送コンベヤの下流側端部から送り出される第２ゴム体を、第１搬送コンベヤによって搬送される第１ゴム体上に、重ね合わせて合流させ、多層ゴム部材を形成している。

従って、多層ゴム部材の断面形状、サイズ、ゴム領域の比率等を変更する場合、第１、第２のゴム押出し機のダイプレートのみ変更し、第１ゴム体及び第２ゴム体の断面形状、サイズ等を変更することで対応しうる。即ち、従来のプリフォーマが不要となり、それに伴う設備コストの増加や生産性の低下を抑制することができる。なおダイプレートの種類数は増加するものの、ダイプレートは構造簡易、かつ小型であるため、設備コストや生産性への影響は、プリフォーマに比して小である。

本発明の多層ゴム部材の製造装置の一実施例を概念的に示す側面図である。 その主要部を拡大して示す側面図である。 第１ゴム体と第２ゴム体との合流前後を示す斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）は第１ゴム体と第２ゴム体との合流を説明する断面図である。 圧接手段を概念的に示す断面図である。 多層ゴム部材のビードコアへの貼り付けを示す平面図である。 切断手段を概念的に示す断面図である。 多層ゴム部材の一実施例を概念的に示す断面図である。 本発明の製造装置の他の実施例を概念的に示す部分断面図である。 第１〜第３搬送コンベヤの好ましい配置を示す概念図である。 ビードエーペックスゴムを示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の多層ゴム部材の製造装置１（単に「製造装置１」という場合がある。）は、第１のゴム押出し機２と、第２のゴム押出し機３と、第１搬送コンベヤ４と、第２搬送コンベヤ５とを含む。本例では、さらに、第３搬送コンベヤ６、圧接手段７、切断手段８を具える。

前記製造装置１は、図８に示すように、長さ方向と直角な断面が、第１ゴムｇ１からなる第１ゴム領域Ｙ１と、第２ゴムｇ２からなる第２ゴム領域Ｙ２とに区分された長尺の多層ゴム部材Ｇを形成する。本例では、多層ゴム部材Ｇが、タイヤの環状ビードコア１０の外周面に貼り着されるビードエーペックスゴム１１である場合が示される。

具体的には、ビードエーペックスゴム１１は、断面略三角形状をなし、環状ビードコア１０の外周面に貼り着される底面Ｓ１と、底面Ｓ１のタイヤ軸方向内端Ｐｉから半径方向外端Ｐｔまでのびる内側面Ｓ２と、底面Ｓ１のタイヤ軸方向外端Ｐｏから半径方向外端Ｐｔまでのびる外側面Ｓ３とで囲まれる。又ビードエーペックスゴム１１は、底面Ｓ１上の点Ｐ１と、内側面Ｓ２上の点Ｐ２とを結ぶ斜面Ｓ４により、半径方向外側の第１ゴム領域Ｙ１と、半径方向内側の第２ゴム領域Ｙ２とに区分される。前記第１ゴムｇ１は、第２ゴムｇ２よりもゴム硬度が小な軟質のゴムからなる。

図１に示すように、第１、第２のゴム押出し機２、３は、それぞれ、単層ゴム押出し機であって、本例では、スクリュー式の押出し機本体１２Ａの前端部に、ギアポンプ１２Ｂを具えたものが例示される。第１のゴム押出し機２は、第１ゴム領域Ｙ１に近似した断面形状の第１ゴム体Ｇ１を押し出す。又第２のゴム押出し機３は、第２ゴム領域Ｙ２に近似した断面形状の第２ゴム体Ｇ２を押し出す。

押出し機本体１２Ａ及びギアポンプ１２Ｂとして、周知構造を有する従来の種々の装置が適宜採用しうる。

図２に示すように、第１搬送コンベヤ４、第２搬送コンベヤ５、及び第３搬送コンベヤ６は、それぞれ、複数の案内ローラ１３により周回可能に巻装される搬送ベルト１４を有する。

そして、第１搬送コンベヤ４は、第１のゴム押出し機２からの第１ゴム体Ｇ１を、搬送方向の上流側端部Ｅ１_Ｕから下流側端部Ｅ１_Ｌまで長さ方向に搬送する。又、第２搬送コンベヤ５は、第１搬送コンベヤ４の上方を通る。又第２搬送コンベヤ５は、第２のゴム押出し機３からの第２ゴム体Ｇ２を、搬送方向の上流側端部Ｅ２_Ｕから下流側端部Ｅ２_Ｌまで、第１ゴム体Ｇ１と同方向に搬送する。

図３、４（Ａ）に示すように、本例では、第１搬送コンベヤ４は、その搬送面４ｓ上で、第１ゴム体Ｇ１の外側面Ｓ３を受ける。又第２搬送コンベヤ５は、その搬送面５ｓ上で、第２ゴム体Ｇ２の斜面Ｓ４を受ける。このように、第１ゴム体Ｇ１のうちで最も広い外側面Ｓ３、及び第２ゴム体Ｇ２のうちで最も広い斜面Ｓ４を受けることで、第１ゴム体Ｇ１及び第２ゴム体Ｇ２を安定して搬送しうる。

又図２、３に示すように、第２搬送コンベヤ５の下流側端部Ｅ２_Ｌは、第１搬送コンベヤ４の搬送面４ｓの上方で途切れる。これにより、下流側端部Ｅ２_Ｌから送り出される第２ゴム体Ｇ２は、第１搬送コンベヤ４の第１ゴム体Ｇ１上に、合流位置Ｑにて重ね合わされる。そして、合流位置Ｑよりも下流側では、第１ゴム体Ｇ１と第２ゴム体Ｇ２とが上下に積層されて多層ゴム部材Ｇが形成される。

図４（Ａ）に示すように、下流側端部Ｅ２_Ｌよりも上流側の搬送段階Ｋａでは、第１ゴム体Ｇ１と第２ゴム体Ｇ２とが上下に間隔を有して搬送される。又図４（Ｂ）に示すように、下流側端部Ｅ２_Ｌから送り出されて合流位置Ｑに至るまでの移行段階Ｋｂでは、第２ゴム体Ｇ２が平行移動して第１ゴム体Ｇ１に近接する。そして合流位置Ｑでは、第２ゴム体Ｇ２の点Ｐ２が、第１ゴム体Ｇ１の点Ｐ２に接した後、第２ゴム体Ｇ２が捻れ、第２ゴム体Ｇ２の斜面Ｓ４と第１ゴム体Ｇ１の斜面Ｓ４とが接合する。これにより、多層ゴム部材Ｇが形成される。

そのために、本例では、第１ゴム体Ｇ１の点Ｐ２を通る垂線Ｚ上に第２ゴム体Ｇ２の点Ｐ２が位置するように、第１ゴム体Ｇ１、第２ゴム体Ｇ２は搬送されるのが好ましい。図２に示すように、第１搬送コンベヤ４の搬送面４ｓと、第２搬送コンベヤ５の搬送面５ｓとは、例えば２０〜３０度の角度θで傾斜するのが好ましい。なお角度θが２０度より小さいと、不安定な移行段階Ｋｂが長くなる。逆に角度θが３０度より大きいと、接合時の衝撃が大きくなり、何れも位置ずれを起こす恐れを招く。

第１搬送コンベヤ４の下流側に、多層ゴム部材Ｇを搬送する第３搬送コンベヤ６が乗り継ぎ可能に配される。このとき図１０に誇張して示すように、第３搬送コンベヤ６の上流側端部Ｅ３_Ｕにおける案内ローラ１３と、前記第２搬送コンベヤ５の下流側端部Ｅ２_Ｌにおける案内ローラ１３と、前記第１搬送コンベヤ４の下流側端部Ｅ１_Ｌにおける案内ローラ１３とが互いに平行、かつこれら案内ローラ１３の各上端が同じ高さ位置Ｘで整一しているのが好ましい。このような配置は、乗り継ぎを円滑に行う上で好ましい。

又図２に示すように、第１搬送コンベヤ４と第３搬送コンベヤ６との間に、多層ゴム部材Ｇにおける第１ゴム体Ｇ１と第２ゴム体Ｇ２とを圧接させる圧接手段７が配される。

圧接手段７は、多層ゴム部材Ｇの下面を支持する支持体１５と、昇降移動可能に支持されかつ下降により支持体１５に多層ゴム部材Ｇを押し付ける押付け体１６とを具える。本例では支持体１５として、回転可能に支持される例えば金属製のローラ１５Ａから形成される。又押付け体１６として、シリンダ等の昇降具１７のロッド端に、ホルダ１８を介して回転可能に支持される押圧ローラー１９から形成される。押圧ローラー１９は、図５に示すように、ホルダ１８に枢支される芯金１９Ａと、その周囲に配されるスポンジ材等からなる変形可能な軟質部１９Ｂとを具える。そして、軟質部１９Ｂの圧縮変形により、例えば断面略三角形状の多層ゴム部材Ｇにおいて、第１ゴム体Ｇ１と第２ゴム体Ｇ２とを均一に圧接させて接合させうる。なお押圧ローラー１９として、種々のものが採用しうる。

図６に示すように、切断手段８は、多層ゴム部材Ｇであるビードエーペックスゴム１１を、環状ビードコア１０の外周面に一周巻きしうる所定長さで切断する。このとき、一周巻きした後の周方向の端面ｅ１、ｅ２同士を突き合わせて接合させるためには、多層ゴム部材Ｇの外端Ｐｔ側の長さを底面Ｓ１側の長さよりも大にする必要がある。

そのために、切断手段８は、多層ゴム部材Ｇの一側縁側（底面Ｓ１側）の長さＬｉが、他側縁側（外端Ｐｔ側）の長さＬｏよりも大なＶ字状の切り取り部２０を有して前記多層ゴム部材Ｇを切断する。

図７（Ａ）に誇張して示すように、本例の切断手段８は、多層ゴム部材Ｇの長さ方向に対して歯部２１ａが直角な第１カッタ２１と、前記長さ方向に対して鋭角な角度αで歯部２２ａが傾く第２カッタ２２とを具える。第２カッタ２２は、第１カッタ２１よりも下流側で多層ゴム部材Ｇを切断する。なお第１カッタ２１及び第２カッタ２２は、本例では、例えばシリンダ等の進退具（図示省略）により、それぞれ歯部２１ａ、２２ａと直角な向きに進退可能に支持される。又図７（Ｂ）に示すように、第１カッタ２１及び第２カッタ２２は、多層ゴム部材Ｇの厚さ方向に対して鋭角な角度βで傾斜するのも好ましい。このように角度βで傾斜することにより、周方向の端面ｅ１、ｅ２間の接合面積を増加でき、接合強固を高めうる。なお切断手段８としては、前記Ｖ字状の切り取り部２０を有して切断しうるものであれば、種々のものが採用しうる。

図１に示すように、本例では、第１のゴム押出し機２と第１搬送コンベヤ４との間に、第１のフェスツーン部２５が設けられる。又第２のゴム押出し機３と第２搬送コンベヤ５との間に、第２のフェスツーン部２６が設けられる。

第１のフェスツーン部２５は、第１のゴム押出し機２からの第１ゴム体Ｇ１をＵ字状に垂らして、第１ゴム体Ｇ１を貯留する。これにより、第１のゴム押出し機２のゴム押出し速度と第１搬送コンベヤ４の搬送速度との速度差を吸収する。同様に、第２のフェスツーン部２６は、第２のゴム押出し機３からの第２ゴム体Ｇ２をＵ字状に垂らして、第２ゴム体Ｇ２を一時的に貯留する。これにより、第２のゴム押出し機３のゴム押出し速度と第２搬送コンベヤ５の搬送速度との差を吸収する。

本例の製造装置１は、速度制御手段２７をさらに具える。この速度制御手段２７は、第１搬送コンベヤ４の搬送速度Ｖ１ｃに応じて、第１のゴム押出し機２のゴム押出し速度Ｖ１ｇを変化させる。又速度制御手段２７は、第２搬送コンベヤ５の搬送速度Ｖ２ｃに応じて、第２のゴム押出し機３のゴム押出し速度Ｖ２ｇを変化させる。

具体的には、通常、多層ゴム部材Ｇを形成する際、第１のゴム押出し機２のゴム押出し速度Ｖ１ｇ、第１搬送コンベヤ４の搬送速度Ｖ１ｃ、第２のゴム押出し機３のゴム押出し速度Ｖ２ｇ、第２搬送コンベヤ５の搬送速度Ｖ２ｃ、第３搬送コンベヤ６の搬送速度Ｖ３ｃ、及び多層ゴム部材Ｇを環状ビードコア１０に貼り付ける速度は、互いに等しい定常速度で運転される。また、多層ゴム部材Ｇの切断は、第１搬送コンベヤ４、第２搬送コンベヤ５、第３搬送コンベヤ６を一旦停止した状態で行われる。このとき、第１のゴム押出し機２及び第２のゴム押出し機３は、各ゴム押出し速度Ｖ１ｇ、Ｖ２ｇが前記定常速度より遅い、好ましくは停止に近い低速度で運転される。

そこで、速度制御手段２７は、多層ゴム部材Ｇの切断に際しては、第１搬送コンベヤ４、第２搬送コンベヤ５、第３搬送コンベヤ６を停止させる。又速度制御手段２７は、この停止に応じて、第１のゴム押出し機２及び第２のゴム押出し機３のゴム押出し速度Ｖ１ｇ、Ｖ２ｇを、定常速度から低速度に切り替える。なお、低速度で押し出される第１ゴム体Ｇ１及び第２ゴム体Ｇ２は、前記第１、第２のフェスツーン部２５、２６に貯留される。

製造装置１では、第１搬送コンベヤ４として、第３搬送コンベヤ６を連結した一つの連続する搬送コンベヤとして形成することもできる。

又図９に、製造装置１の他の実施例を示す。本例の製造装置１は、多層ゴム部材Ｇの一面（例えば下面）に、例えばシート状部材３０を供給する供給手段３１を具える。本例の供給手段３１は、シート状部材３０を巻回して保持するリール３２を有する。シート状部材３０として、ファブリック材、或いはゴムシートなどが含まれる。リール３２から巻き戻されたシート状部材３０は、ガイド手段（図示省略）を介して、第３搬送コンベヤ６の搬送面６ｓ上に案内される。そしてこのシート状部材３０上に、多層ゴム部材Ｇを搬送させることにより、多層ゴム部材Ｇの下面にシート状部材３０がさらに貼り付けられた複合部材が形成される。このようなシート状部材３０は、例えば図８，１０に一点鎖線で示すようなカーカスプライのエッジストリップを構成する。

又多層ゴム部材の製造方法では、前記製造装置１を用いることで、長さ方向と直角な断面が、第１ゴムｇ１からなる第１ゴム領域Ｙ１と、第２ゴムｇ２からなる第２ゴム領域Ｙ２とに区分された長尺の多層ゴム部材Ｇを構成簡易に製造することができる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

１ 多層ゴム部材の製造装置
２ 第１のゴム押出し機
３ 第２のゴム押出し機
４ 第１搬送コンベヤ
４ｓ 搬送面
５ 第２搬送コンベヤ
６ 第３搬送コンベヤ
７ 圧接手段
８ 切断手段
１０ 環状ビードコア
１１ ビードエーペックスゴム
２０ 切り取り部
２５ 第１フェスツーン部
２６ 第２フェスツーン部
２７ 速度制御手段
ｅ１、ｅ２ 端面
ｇ１ 第１ゴム
ｇ２ 第２ゴム
Ｅ１Ｌ 下流側端部
Ｇ１ 第１ゴム体
Ｇ２ 第２ゴム体
Ｇ 多層ゴム部材
Ｑ 合流位置
Ｙ１ 第１ゴム領域
Ｙ２ 第２ゴム領域

Claims (6)

1. 長さ方向と直角な断面が、第１ゴムからなる第１ゴム領域と、第２ゴムからなる第２ゴム領域とに区分された長尺の多層ゴム部材の製造装置であって、
   第１のゴム押出し機と、
   第２のゴム押出し機と、
   前記第１のゴム押出し機から押し出される第１ゴム体を搬送する第１搬送コンベヤと、
   前記第１搬送コンベヤの上方を通り、かつ前記第２のゴム押出し機から押し出される第２ゴム体を、前記第１ゴム体と同方向に搬送する第２搬送コンベヤとを具え、
   前記第２搬送コンベヤは、その搬送方向の下流側端部が前記第１搬送コンベヤの搬送面の上方で途切れ、前記下流側端部から送り出される第２ゴム体を、前記第１搬送コンベヤの第１ゴム体上に合流位置で重ね合わせて多層ゴム部材を形成し、
   前記合流位置より下流側に、前記多層ゴム部材の第１ゴム体と第２ゴム体とを圧接させる圧接手段を具え、
   前記第１搬送コンベヤの下流側に、前記多層ゴム部材を搬送する第３搬送コンベヤが乗り継ぎ可能に配されるとともに、前記第１搬送コンベヤと前記第３搬送コンベヤとの間に、前記圧接手段が配される多層ゴム部材の製造装置。
2. 長さ方向と直角な断面が、第１ゴムからなる第１ゴム領域と、第２ゴムからなる第２ゴム領域とに区分された長尺の多層ゴム部材の製造装置であって、
   第１のゴム押出し機と、
   第２のゴム押出し機と、
   前記第１のゴム押出し機から押し出される第１ゴム体を搬送する第１搬送コンベヤと、
   前記第１搬送コンベヤの上方を通り、かつ前記第２のゴム押出し機から押し出される第２ゴム体を、前記第１ゴム体と同方向に搬送する第２搬送コンベヤと、
   前記多層ゴム部材を所定長さに切断する切断手段とを具え、
   前記第２搬送コンベヤは、その搬送方向の下流側端部が前記第１搬送コンベヤの搬送面の上方で途切れ、前記下流側端部から送り出される第２ゴム体を、前記第１搬送コンベヤの第１ゴム体上に合流位置で重ね合わせて多層ゴム部材を形成し、
   前記多層ゴム部材は、タイヤの環状ビードコアの外周面に貼り着されるビードエーペックスゴムであり、
   前記切断手段は、前記多層ゴム部材の一側縁側の長さが、他側縁側の長さよりも大なＶ字状の切り取り部を有して前記多層ゴム部材を切断する多層ゴム部材の製造装置。
3. 前記第１、第２のゴム押出し機は、それぞれ前端部にギアポンプを具える請求項１又は２に記載の多層ゴム部材の製造装置。
4. 前記第１のゴム押出し機と前記第１搬送コンベヤとの間に、第１のフェスツーン部が設けられ、
   かつ前記第２のゴム押出し機と前記第２搬送コンベヤとの間に、第２のフェスツーン部が設けられた請求項１〜３の何れかに記載の多層ゴム部材の製造装置。
5. 前記第１搬送コンベヤの搬送速度に応じて、前記第１のゴム押出し機のゴム押出し速度を変化させ、かつ前記第２搬送コンベヤの搬送速度に応じて、前記第２のゴム押出し機のゴム押出速度を変化させる速度制御手段を具える請求項１〜４の何れかに記載の多層ゴム部材の製造装置。
6. 請求項１〜５の何れかに記載の多層ゴム部材の製造装置を用い、長さ方向と直角な断面が、第１ゴムからなる第１ゴム領域と、第２ゴムからなる第２ゴム領域とに区分された長尺の多層ゴム部材を製造する多層ゴム部材の製造方法。

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