工作機械の冷却装置
【課題】工作機械の小型化および低コスト化を達成できる工作機械の冷却装置を提供する。
【解決手段】ワーク加工部に供給されるクーラント（研削液Ｌ１）を貯留するクーラントタンク（研削液タンク１１）と、クーラントＬ１を冷却するクーラントクーラ（研削液クーラ１２）とを備えた工作機械で主軸を冷却するための冷却装置１において、主軸用モータ（ビルトインモータ３）を冷却するための冷却液Ｌ２が流れる冷却液流路３１と、冷却液Ｌ２を貯留する冷却液タンク３２と、冷却液Ｌ２を圧送させるポンプ３３とを備え、冷却液タンク３２は、クーラントタンク１１内に配置され、クーラントＬ１が流れるクーラント流路（研削液流路１３）と冷却液Ｌ２が流れる冷却液流路３１とが別系統で設けられていることを特徴とする。
【解決手段】ワーク加工部に供給されるクーラント（研削液Ｌ１）を貯留するクーラントタンク（研削液タンク１１）と、クーラントＬ１を冷却するクーラントクーラ（研削液クーラ１２）とを備えた工作機械で主軸を冷却するための冷却装置１において、主軸用モータ（ビルトインモータ３）を冷却するための冷却液Ｌ２が流れる冷却液流路３１と、冷却液Ｌ２を貯留する冷却液タンク３２と、冷却液Ｌ２を圧送させるポンプ３３とを備え、冷却液タンク３２は、クーラントタンク１１内に配置され、クーラントＬ１が流れるクーラント流路（研削液流路１３）と冷却液Ｌ２が流れる冷却液流路３１とが別系統で設けられていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械では、例えば特許文献１に示すように、主軸を冷却するための主軸冷却装置が設けられている。主軸冷却装置は、主軸用モータを冷却するための冷却液が流れる流路と、冷却液を流すポンプと、冷却液を冷却するクーラとを備えている。
また、工作機械には、クーラントを冷却して循環させるクーラント冷却循環装置が設けられる場合がある。クーラント冷却循環装置は、ワーク加工部の下方に設けられるクーラントタンクと、クーラントを冷却するクーラントクーラと、クーラントをタンクから吸い上げてワーク加工部へ供給する供給流路とを備えて構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３６０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記主軸冷却装置のクーラは、冷却液を溜めるためのタンクも必要とするため、広い設置場所を必要とし、クーラ本体も高価で多くの費用を要していた。また、主軸冷却装置とクーラント冷却循環装置をともに設ける場合においては、ワーク加工部に供給されるクーラントには切削屑が混入しているため、冷却液とクーラントを兼用することはできず、冷却装置も別系統で設ける必要があり、より広い設置場所と費用を要していた。
【０００５】
本発明はこのような課題を解決するために創作されたものであり、工作機械の小型化および低コスト化を達成できる工作機械の冷却装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明は、ワーク加工部に供給されるクーラントを貯留するクーラントタンクと、前記クーラントを冷却するクーラントクーラとを備えた工作機械で主軸を冷却するための冷却装置において、主軸用モータを冷却するための冷却液が流れる冷却液流路と、前記冷却液を貯留する冷却液タンクと、前記冷却液を圧送させるポンプとを備え、前記冷却液タンクは、前記クーラントタンク内に配置され、前記クーラントが流れるクーラント流路と前記冷却液が流れる冷却液流路とが別系統で設けられていることを特徴とする工作機械の冷却装置である。
【０００７】
このような構成によれば、冷却液が冷却液タンクを介して、冷却されたクーラントで冷却されることで、冷却液を冷却するクーラを、クーラントクーラと共用することができるので、冷却液専用のクーラは設ける必要がなくその設置場所および費用を低減でき、工作機械の小型化と低コスト化を達成できる。さらに、冷却液はクーラントと別系統で流れるので、掘削屑が冷却液に混入することがない。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記流路の一部が、前記クーラントタンク内を通過するように配置されていることを特徴とする。このような構成によれば、冷却液の冷却効率をより一層高めることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、工作機械の小型化と低コスト化を達成できるといった優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る工作機械の冷却装置を示した全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施形態に係る工作機械の冷却装置を説明する。本実施形態では、クーラントが研削液であるとともに、主軸にビルトインモータが設けられた工作機械（研削盤）に適用した場合を例に挙げて説明する。なお、工作機械を研削盤に限定する趣旨ではない。また、主軸用モータをビルトインモータに限定する趣旨ではない。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態の工作機械の冷却装置１は、加工されるワークを冷却する研削液ライン（クーラントライン）１０と、主軸２に設けられた主軸用モータであるビルトインモータ３を冷却するための冷却液ライン３０とを備えている。
【００１３】
研削液ライン１０は、研削液Ｌ１（クーラント）を貯留する研削液タンク（クーラントタンク）１１と、研削液Ｌ１を冷却する研削液クーラ（クーラントクーラ）１２と、研削液Ｌ１を流す研削液流路（クーラント流路）１３とを備えている。
【００１４】
研削液タンク１１は、ワーク加工部の下方に設けられており、比較的広い容積を有している。研削液クーラ１２は、研削液Ｌ１を冷却するためのものであって、コンプレッサとコンデンサ（図示せず）と冷却部１４とを備えている。冷却部１４は、下方に突出して設けられており、研削液タンク１１内に貯留される研削液Ｌ１に浸漬されている。なお、研削液クーラ１２は、浸漬方式に限定されるものではなく、研削液Ｌ１をクーラ内に循環させる循環方式のものであってもよい。
【００１５】
研削液流路１３は、研削液タンク１１内から、ワーク加工部の近傍まで延在しており、その先端部１３ｂからワークに向かって研削液Ｌ１が吹き付けられる。研削液流路１３には、研削液Ｌ１を圧送させるポンプ１５と、開閉弁１６が設けられている。開閉弁１６を開いて、ポンプ１５を作動させることで、研削液Ｌ１がワーク加工部に供給される。また、研削液流路１３には、サイクロン装置１７が設けられている。サイクロン装置１７は、研削液Ｌ１を回転させて、掘削屑などを研削液Ｌ１から遠心分離させるものである。研削液流路１３には、タンク循環用流路１８が、分岐して設けられている。タンク循環用流路１８は、研削液Ｌ１の吸上げ口１３ａよりも、研削液クーラ１２から遠い位置に研削液Ｌ１を流すことで、研削液タンク１１内の研削液Ｌ１を循環、撹拌させる。タンク循環用流路１８には、循環用開閉弁１９が設けられている。循環用開閉弁１９を開くとともに、開閉弁１６を閉じて、ポンプ１５を作動させることで、研削液Ｌ１がタンク循環用流路１８に流される。これによって、研削液タンク１１内の研削液Ｌ１が循環、撹拌されて、冷却効率が高められる。
【００１６】
冷却液ライン３０は、冷却液Ｌ２を流す冷却液流路３１と、冷却液Ｌ２を貯留する冷却液タンク３２と、冷却液Ｌ２を圧送する冷却液ポンプ３３とを備えている。冷却液ライン３０は、閉回路となっている。
【００１７】
冷却液流路３１は、冷却液タンク３２からビルトインモータ３に冷却液Ｌ２を流す第一流路３４と、ビルトインモータ３から冷却液タンク３２に冷却液Ｌ２を戻す第二流路３５とを備えている。第一流路３４および第二流路３５は、冷却液タンク３２とビルトインモータ３間にそれぞれ配管されている。第一流路３４を通って供給された冷却液Ｌ２は、ビルトインモータ３のステータの冷却ジャケット内を通過して、ビルトインモータ３を冷却した後、第二流路３５を通って、冷却液タンク３２内に戻される。冷却液Ｌ２は、防錆性能を有するものが用いられている。冷却液流路３１は、その内部の冷却液Ｌ２と、研削液タンク１１内の研削液Ｌ１とが混ざり合わないように、研削液流路１３と別系統で設けられている。
【００１８】
冷却液タンク３２は、研削液タンク１１内に配置されている。冷却液タンク３２は、その下部が研削液タンク１１内に貯留された研削液Ｌ１の内部に浸漬されるように配置されている。冷却液タンク３２は、研削液クーラ１２の冷却部１４の近傍に設けられている。冷却液タンク３２内に貯留された冷却液Ｌ２が、冷却液タンクの外殻によって研削液Ｌ１と区画されている。冷却液タンク１１には、第一流路３４と第二流路３５がそれぞれ接続されている。
【００１９】
第一流路３４には、冷却液Ｌ２を圧送させる冷却液ポンプ３３と、冷却液用開閉弁３６が設けられている。冷却液用開閉弁３６を開いて、冷却液ポンプ３３を作動させることで、冷却液Ｌ２がビルトインモータ３に供給される。第一流路３４は、その一部が研削液タンク１１内を通過するように構成されている。第一流路３４の、研削液タンク１１内を通過する部分は熱交換部３７となっており、研削液Ｌ１によって、第一流路３４内の冷却液Ｌ２を冷却するようになっている。熱交換部３７の配管には、たとえば放熱フィンを設けて、熱交換効率を高めるようにするのが好ましい。
【００２０】
以上のような構成の工作機械の冷却装置１によれば、冷却液Ｌ２は、冷却液タンク３２内に貯留されているときに、研削液Ｌ１によって冷却される。研削液Ｌ１は、研削液タンク１１内に貯留されているときに研削液クーラ１２によって冷却されている。つまり、研削液クーラ１２によって研削液Ｌ１のみならず、冷却液Ｌ２も冷却することができるので、冷却液Ｌ２を冷却するクーラを、研削液Ｌ１を冷却する研削液クーラ１２と共用することができる。したがって、冷却液専用のクーラは設ける必要がなくその設置場所および費用を低減でき、工作機械の小型化と低コスト化を達成できる。
【００２１】
冷却液タンク３２は、研削液クーラ１２の冷却部１４の近傍に設けられているので、冷却液Ｌ２の冷却効果を高めることができる。
【００２２】
さらに、研削液ライン１０と冷却液ライン３０とは別系統で設けられており、冷却液Ｌ２は、研削液Ｌ１と混ざり合うことがないので、研削液Ｌ１内の掘削屑が冷却液Ｌ２に混入することがない。
【００２３】
冷却液ライン３０の第一流路３４の一部が、研削液タンク１１内を通過するように構成されているので、第一流路３４内の冷却液Ｌ２が、研削液Ｌ１によってさらに冷却されるので、冷却効率をより一層高めることができる。
【００２４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能であるのは勿論である。例えば、前記実施形態では、冷却液ライン３０の熱交換部３７は、冷却液Ｌ２の往路である第一流路３４の一部に設けられているが、復路である第二流路３５に設けてもよい。
【００２５】
また、前記実施形態では、冷却液ライン３０は主軸用のビルトインモータ３を冷却するためのものとして説明したが、その他の部分を冷却する冷却液ラインとして、本発明を適用しても良い。また、ビルトインモータ３以外にも通常のモータを冷却することも可能であるのは勿論である。
【符号の説明】
【００２６】
１ 冷却装置
２ 主軸
３ ビルトインモータ
１１ 研削液タンク（クーラントタンク）
１２ 研削液クーラ（クーラントクーラ）
１３ 研削液流路（クーラント流路）
３１ 冷却液流路
３２ 冷却液タンク
Ｌ１ 研削液（クーラント）
Ｌ２ 冷却液
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械では、例えば特許文献１に示すように、主軸を冷却するための主軸冷却装置が設けられている。主軸冷却装置は、主軸用モータを冷却するための冷却液が流れる流路と、冷却液を流すポンプと、冷却液を冷却するクーラとを備えている。
また、工作機械には、クーラントを冷却して循環させるクーラント冷却循環装置が設けられる場合がある。クーラント冷却循環装置は、ワーク加工部の下方に設けられるクーラントタンクと、クーラントを冷却するクーラントクーラと、クーラントをタンクから吸い上げてワーク加工部へ供給する供給流路とを備えて構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３６０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記主軸冷却装置のクーラは、冷却液を溜めるためのタンクも必要とするため、広い設置場所を必要とし、クーラ本体も高価で多くの費用を要していた。また、主軸冷却装置とクーラント冷却循環装置をともに設ける場合においては、ワーク加工部に供給されるクーラントには切削屑が混入しているため、冷却液とクーラントを兼用することはできず、冷却装置も別系統で設ける必要があり、より広い設置場所と費用を要していた。
【０００５】
本発明はこのような課題を解決するために創作されたものであり、工作機械の小型化および低コスト化を達成できる工作機械の冷却装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明は、ワーク加工部に供給されるクーラントを貯留するクーラントタンクと、前記クーラントを冷却するクーラントクーラとを備えた工作機械で主軸を冷却するための冷却装置において、主軸用モータを冷却するための冷却液が流れる冷却液流路と、前記冷却液を貯留する冷却液タンクと、前記冷却液を圧送させるポンプとを備え、前記冷却液タンクは、前記クーラントタンク内に配置され、前記クーラントが流れるクーラント流路と前記冷却液が流れる冷却液流路とが別系統で設けられていることを特徴とする工作機械の冷却装置である。
【０００７】
このような構成によれば、冷却液が冷却液タンクを介して、冷却されたクーラントで冷却されることで、冷却液を冷却するクーラを、クーラントクーラと共用することができるので、冷却液専用のクーラは設ける必要がなくその設置場所および費用を低減でき、工作機械の小型化と低コスト化を達成できる。さらに、冷却液はクーラントと別系統で流れるので、掘削屑が冷却液に混入することがない。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記流路の一部が、前記クーラントタンク内を通過するように配置されていることを特徴とする。このような構成によれば、冷却液の冷却効率をより一層高めることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、工作機械の小型化と低コスト化を達成できるといった優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る工作機械の冷却装置を示した全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施形態に係る工作機械の冷却装置を説明する。本実施形態では、クーラントが研削液であるとともに、主軸にビルトインモータが設けられた工作機械（研削盤）に適用した場合を例に挙げて説明する。なお、工作機械を研削盤に限定する趣旨ではない。また、主軸用モータをビルトインモータに限定する趣旨ではない。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態の工作機械の冷却装置１は、加工されるワークを冷却する研削液ライン（クーラントライン）１０と、主軸２に設けられた主軸用モータであるビルトインモータ３を冷却するための冷却液ライン３０とを備えている。
【００１３】
研削液ライン１０は、研削液Ｌ１（クーラント）を貯留する研削液タンク（クーラントタンク）１１と、研削液Ｌ１を冷却する研削液クーラ（クーラントクーラ）１２と、研削液Ｌ１を流す研削液流路（クーラント流路）１３とを備えている。
【００１４】
研削液タンク１１は、ワーク加工部の下方に設けられており、比較的広い容積を有している。研削液クーラ１２は、研削液Ｌ１を冷却するためのものであって、コンプレッサとコンデンサ（図示せず）と冷却部１４とを備えている。冷却部１４は、下方に突出して設けられており、研削液タンク１１内に貯留される研削液Ｌ１に浸漬されている。なお、研削液クーラ１２は、浸漬方式に限定されるものではなく、研削液Ｌ１をクーラ内に循環させる循環方式のものであってもよい。
【００１５】
研削液流路１３は、研削液タンク１１内から、ワーク加工部の近傍まで延在しており、その先端部１３ｂからワークに向かって研削液Ｌ１が吹き付けられる。研削液流路１３には、研削液Ｌ１を圧送させるポンプ１５と、開閉弁１６が設けられている。開閉弁１６を開いて、ポンプ１５を作動させることで、研削液Ｌ１がワーク加工部に供給される。また、研削液流路１３には、サイクロン装置１７が設けられている。サイクロン装置１７は、研削液Ｌ１を回転させて、掘削屑などを研削液Ｌ１から遠心分離させるものである。研削液流路１３には、タンク循環用流路１８が、分岐して設けられている。タンク循環用流路１８は、研削液Ｌ１の吸上げ口１３ａよりも、研削液クーラ１２から遠い位置に研削液Ｌ１を流すことで、研削液タンク１１内の研削液Ｌ１を循環、撹拌させる。タンク循環用流路１８には、循環用開閉弁１９が設けられている。循環用開閉弁１９を開くとともに、開閉弁１６を閉じて、ポンプ１５を作動させることで、研削液Ｌ１がタンク循環用流路１８に流される。これによって、研削液タンク１１内の研削液Ｌ１が循環、撹拌されて、冷却効率が高められる。
【００１６】
冷却液ライン３０は、冷却液Ｌ２を流す冷却液流路３１と、冷却液Ｌ２を貯留する冷却液タンク３２と、冷却液Ｌ２を圧送する冷却液ポンプ３３とを備えている。冷却液ライン３０は、閉回路となっている。
【００１７】
冷却液流路３１は、冷却液タンク３２からビルトインモータ３に冷却液Ｌ２を流す第一流路３４と、ビルトインモータ３から冷却液タンク３２に冷却液Ｌ２を戻す第二流路３５とを備えている。第一流路３４および第二流路３５は、冷却液タンク３２とビルトインモータ３間にそれぞれ配管されている。第一流路３４を通って供給された冷却液Ｌ２は、ビルトインモータ３のステータの冷却ジャケット内を通過して、ビルトインモータ３を冷却した後、第二流路３５を通って、冷却液タンク３２内に戻される。冷却液Ｌ２は、防錆性能を有するものが用いられている。冷却液流路３１は、その内部の冷却液Ｌ２と、研削液タンク１１内の研削液Ｌ１とが混ざり合わないように、研削液流路１３と別系統で設けられている。
【００１８】
冷却液タンク３２は、研削液タンク１１内に配置されている。冷却液タンク３２は、その下部が研削液タンク１１内に貯留された研削液Ｌ１の内部に浸漬されるように配置されている。冷却液タンク３２は、研削液クーラ１２の冷却部１４の近傍に設けられている。冷却液タンク３２内に貯留された冷却液Ｌ２が、冷却液タンクの外殻によって研削液Ｌ１と区画されている。冷却液タンク１１には、第一流路３４と第二流路３５がそれぞれ接続されている。
【００１９】
第一流路３４には、冷却液Ｌ２を圧送させる冷却液ポンプ３３と、冷却液用開閉弁３６が設けられている。冷却液用開閉弁３６を開いて、冷却液ポンプ３３を作動させることで、冷却液Ｌ２がビルトインモータ３に供給される。第一流路３４は、その一部が研削液タンク１１内を通過するように構成されている。第一流路３４の、研削液タンク１１内を通過する部分は熱交換部３７となっており、研削液Ｌ１によって、第一流路３４内の冷却液Ｌ２を冷却するようになっている。熱交換部３７の配管には、たとえば放熱フィンを設けて、熱交換効率を高めるようにするのが好ましい。
【００２０】
以上のような構成の工作機械の冷却装置１によれば、冷却液Ｌ２は、冷却液タンク３２内に貯留されているときに、研削液Ｌ１によって冷却される。研削液Ｌ１は、研削液タンク１１内に貯留されているときに研削液クーラ１２によって冷却されている。つまり、研削液クーラ１２によって研削液Ｌ１のみならず、冷却液Ｌ２も冷却することができるので、冷却液Ｌ２を冷却するクーラを、研削液Ｌ１を冷却する研削液クーラ１２と共用することができる。したがって、冷却液専用のクーラは設ける必要がなくその設置場所および費用を低減でき、工作機械の小型化と低コスト化を達成できる。
【００２１】
冷却液タンク３２は、研削液クーラ１２の冷却部１４の近傍に設けられているので、冷却液Ｌ２の冷却効果を高めることができる。
【００２２】
さらに、研削液ライン１０と冷却液ライン３０とは別系統で設けられており、冷却液Ｌ２は、研削液Ｌ１と混ざり合うことがないので、研削液Ｌ１内の掘削屑が冷却液Ｌ２に混入することがない。
【００２３】
冷却液ライン３０の第一流路３４の一部が、研削液タンク１１内を通過するように構成されているので、第一流路３４内の冷却液Ｌ２が、研削液Ｌ１によってさらに冷却されるので、冷却効率をより一層高めることができる。
【００２４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能であるのは勿論である。例えば、前記実施形態では、冷却液ライン３０の熱交換部３７は、冷却液Ｌ２の往路である第一流路３４の一部に設けられているが、復路である第二流路３５に設けてもよい。
【００２５】
また、前記実施形態では、冷却液ライン３０は主軸用のビルトインモータ３を冷却するためのものとして説明したが、その他の部分を冷却する冷却液ラインとして、本発明を適用しても良い。また、ビルトインモータ３以外にも通常のモータを冷却することも可能であるのは勿論である。
【符号の説明】
【００２６】
１ 冷却装置
２ 主軸
３ ビルトインモータ
１１ 研削液タンク（クーラントタンク）
１２ 研削液クーラ（クーラントクーラ）
１３ 研削液流路（クーラント流路）
３１ 冷却液流路
３２ 冷却液タンク
Ｌ１ 研削液（クーラント）
Ｌ２ 冷却液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク加工部に供給されるクーラントを貯留するクーラントタンクと、前記クーラントを冷却するクーラントクーラとを備えた工作機械で主軸を冷却するための冷却装置において、
主軸用モータを冷却するための冷却液が流れる冷却液流路と、前記冷却液を貯留する冷却液タンクと、前記冷却液を圧送させるポンプとを備え、
前記冷却液タンクは、前記クーラントタンク内に配置され、
前記クーラントが流れるクーラント流路と前記冷却液が流れる冷却液流路とが別系統で設けられている
ことを特徴とする工作機械の冷却装置。
【請求項２】
前記冷却液流路の一部は、前記クーラントタンク内を通過するように配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械の冷却装置。
【請求項１】
ワーク加工部に供給されるクーラントを貯留するクーラントタンクと、前記クーラントを冷却するクーラントクーラとを備えた工作機械で主軸を冷却するための冷却装置において、
主軸用モータを冷却するための冷却液が流れる冷却液流路と、前記冷却液を貯留する冷却液タンクと、前記冷却液を圧送させるポンプとを備え、
前記冷却液タンクは、前記クーラントタンク内に配置され、
前記クーラントが流れるクーラント流路と前記冷却液が流れる冷却液流路とが別系統で設けられている
ことを特徴とする工作機械の冷却装置。
【請求項２】
前記冷却液流路の一部は、前記クーラントタンク内を通過するように配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械の冷却装置。
【図１】
【公開番号】特開２０１３−９４８８９（Ｐ２０１３−９４８８９Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３９１３９（Ｐ２０１１−２３９１３９）
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００１５２６７５）コマツＮＴＣ株式会社 (218)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００１５２６７５）コマツＮＴＣ株式会社 (218)
【Ｆターム（参考）】
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