JP2011517639A - 構成要素を燃料タンクの内部に締結するための方法 - Google Patents

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Abstract

開口部を備える燃料タンク(12)の下部内壁に構成要素(9)を締結するための方法であって、タンク(12)には、開口部に近接する締結点(1)と、構成要素を締結しなければならない位置に構成要素を位置決めすることを可能にする1つ又は複数の起伏部とが設けられ、構成要素(9)が、開口部を介してタンクに挿入され、1つ又は複数の起伏部(13)を利用して壁に位置決めされ、支持体(4)を利用して、締結点(1)と構成要素(9)との間に機械的接続が形成される方法。

Description

本発明は、構成要素を燃料タンクの内部に締結するための方法に関する。本発明は、さらに詳細には、容易かつ信頼性の高い方法で、サービス開口部をシールする取付けプレートから離れたゾーンに構成要素を締結するための方法に関する。本発明は、多区画のタンクの内部にポンプ/ゲージモジュールを締結するために特に有利である。
ヒートエンジン車両では、特に自動車では、燃料システムは、現在、燃料を貯蔵するためのタンクは別として、いくつかの付属品を有する。これらの付属品には、特に、弁、フィルタ、ポンプ、ゲージ及び圧力調整器があり、これらはタンクの内部の付属品である。
現在の傾向は、これらの構成要素のいくつかを燃料タンク(FT)の内部に締結される単一モジュールに一体化し、この単一モジュールを一般に、このために設けられた開口部を通して挿入し、(通常(動作中には)取付けプレートによってシールされ)、次に、適切な手段を燃料タンク(FT)の内部に締結することとされており、前記適切な手段は、前記モジュールを整備、修理等のために取り外すことができるように好ましくは可逆的とされている、。
このように、本出願人名義の特許文献1は、タンクの壁の一部として成形された起伏部(スライド)が設けられたタンクを記載しており、モジュールの横方向面に設けられた相補的な起伏部(可撓性突出部)によりモジュールをタンクに挿入して保持することができる。しかし、これらの起伏部の形状は、モジュールを挿入しなければならないキャビティに対するモジュールの相対的な嵩高さが大きい場合に、及び/又は締結位置が挿入開口部から離れている場合に、実際にモジュールを実用上締結できないようなものである。さらに、このような締結システムはあまりにも容易に可逆的であり、タンクの取り扱い中に及び/又はタンクが車両に締結されるときにポンプが実際に分離される場合がある。
特許文献2は、挿入開口部に近接する起伏部に締結されかつポンプ/ゲージが挿入される支持体を使用することにより、遠隔の締結の問題を解決することを可能にするFTポンプ/ゲージ用の締結システムを提案している。しかし、このようなシステムでは、一方で、ポンプ/ゲージが締結される支持体の端部が自由であるとともに、他方で、この構成要素が支持体の起伏部(リング)に簡単に挿入され、それに締結されないので、ポンプ/ゲージの移動がすべて停止されるとは限らない。
特許文献3は、挿入開口部に近接して締結された支持体も使用する多区画のタンク(又はサドル形状のタンク、当該分野の専門用語で「サドルタンク」)の内部に構成要素を締結するためのシステムを提案している。この支持体は、付属品への延長部として使用されるアームが挿入される中空起伏部を備える。このようなシステムもまた、構成要素が締結されるアームの端部が自由であるので、構成要素のすべての移動を停止することが不可能である。
米国特許第5,931,353号明細書 米国特許第4,716,931号明細書 米国特許第5,040,516号明細書
したがって、本発明の目的は、挿入開口部から離れた位置において、FTの下部内壁に構成要素を容易かつ信頼性の高い方法で(好ましくは取り外し可能に、すなわち、(ロック/解除できる)可逆的な締結手段により)締結することを可能にし、すなわち、タンクの底部に対し構成要素を平坦にすること、及び構成要素を締結しなければならない位置にかつ正確な角度位置に構成要素を保持することを可能にする方法を提供することである。
本方法は、挿入開口部に近接する締結点と、構成要素をタンクの内部に締結しなければならない位置における1つ又は複数の起伏部とをタンクに設けること、開口部を介して構成要素をタンクの内部に挿入しかつ起伏部を利用して構成要素をタンクの下壁に位置決めすること、及び最後に、支持体を利用して締結点と構成要素とを機械的に接続することからなる。
本発明の関連で、「燃料」という用語は、(内燃機関)ヒートエンジンに供給するために適切な炭化水素を意味すると理解される。本発明が適用されるFTは、揮発性液体燃料が供給されるヒートエンジンに、又は重液体燃料(ディーゼル)が供給されるエンジンに適切である。FTは、一般に、自動車(例えば、乗用車、トラック、オートバイ、川船、外洋航行船又は飛行機)に組み込まれるように意図される。FTは、任意の形状、さらに複雑な、例えば多区画の又はサドルの形状を有し得る(この形状は、実用上、車両のFTの近傍の他の物体の存在を考慮するとしばしば当てはまる)。
本発明によれば、このタンクは、処理可能な液体炭化水素の各々と相溶性である材料をベースとする。この材料は、通常の動作圧力及び温度において、揮発性液体炭化水素(ガソリン)及び重液体炭化水素(ディーゼル)の両方に対し化学的に不活性でなければならない。この材料はプラスチック又は金属であってもよい。
熱可塑性プラスチックは、本発明の枠内において、特に、重量、機械的強度と耐薬品性、及びより容易な処理の利点のため優れた結果をもたらす(この熱可塑性プラスチックは、当然のこととして複雑な形状を得ることを可能にする)。
「熱可塑性」という用語は、熱可塑性エラストマーを含む任意の熱可塑性ポリマー、及びそれらのブレンドを意味すると理解される。「ポリマー」という用語は、ホモポリマー及びコポリマー(特に二元コポリマー又は三元コポリマー)の両方を意味すると理解される。このようなコポリマーの例は、ランダムコポリマー、線状ブロックコポリマー、他のブロックコポリマー及びグラフトコポリマーであるが、これらに限定されない。
融点が分解温度未満である任意の種類の熱可塑性ポリマー又はコポリマーが適している。少なくとも10℃にわたる広い融解範囲を有する合成熱可塑性プラスチックが特に適している。このような材料の例は、分子量が多分散を示す材料を含む。
特に、ポリオレフィン、ポリハロゲン化ビニル、熱可塑性ポリエステル、ポリケトン、ポリアミド及びそれらのコポリマーを使用することが可能である。ポリマー又はコポリマーのブレンドを使用してもよく、同様に、ポリマー材料と、例えばカーボン、塩及び他の無機誘導体、天然繊維、ガラス繊維及びポリマー繊維のような、しかしこれらに限定されない無機充填剤、有機充填剤及び/又は天然充填剤とのブレンドを使用することも可能である。同様に、上記のポリマー又はコポリマーの少なくとも1つを含む積層接合層からなる多層構造を使用することが可能である。
一般に、ポリハロゲン化ビニル及びポリオレフィンが好ましい。頻繁に使用される1つのポリマーはポリエチレンである。高密度ポリエチレン(HDPE)で優れた結果が得られている。公知の方法において、揮発性炭化水素に対するこのプラスチックの不透過性は、表面処理(フッ素化、スルホン化等)によって、及び/又は(例えば、ポリアミド(PA)又はポリビニルアルコール[ホモポリマー(PVOH)又はエチレン/ビニルアルコールコポリマー(EVOH)]ベースとする)バリヤ層を使用することによって高めることが可能である。
好ましくは、タンクは、HDPEベースの少なくとも1つの層と、EVOHベースの少なくとも1つの層とを含む多層構造である(「ベースとする」という用語は、「主に〜から構成される」ということを意味し、これらの層が他のポリマー及び/又は(重量で)少量の添加剤を含み得ることが理解される)。また、本発明による方法が適用される構成要素は、プラスチック(HDPE)製の少なくとも1つの部分を備えることが可能である。
本発明によるFTの内部に締結されるべき構成要素は、一般に、燃料をエンジンに供給するために、タンク内の燃料レベルを監視するために、タンクを通気する等のために意図された任意の構成要素であり得る。本発明は、燃料フィルタに、特に、燃料フィルタを含むフィルタハウジングに特に最も良く適用される。本発明はまた、ポンプに、特に、このポンプの他に燃料フィルタ、ゲージ、及び(所望の圧力で燃料をエンジンに供給することを可能にする)圧力調整器から選択される少なくとも1つの構成要素を含むモジュールに特に最も適切に適用される。このモジュールは、ゲート及び弁(例えば、逆止弁及び/又は過剰充填を防止するための弁)のような他の付属品を組み込み得ることに留意されたい。特に最も好ましくは、このようなモジュールは、スワールポットとして知られるものを含み、このスワールポット内にポンプが保持され、燃料をエンジンに供給するために燃料を吸引する。
本発明によれば、タンクは、所定の構成要素を挿入し得る開口部を有し、この開口部は、一般に(すなわちデフォルトでタンクの修理時に)シールされ(すなわち漏密に閉じられ)、このことは、一般に、いくつかの付属品(弁、外部への電気接続部又は流体接続部等)を有しても有しなくてもよい取付けプレート(ほぼ平坦なカバーの種類)を利用して行われる。この開口部は、タンクの製造(一般に型内におけるブロー成形又は熱成形によって行われる)と同時に形成されていてもよく、又はこのタンクの壁に引き続き加工されていてもよい。
本発明によれば、タンクには、挿入開口部に近接して、すなわち、物体の容易な手動による又は自動化した締結を可能にする距離に締結点が設けられる。この締結点は、単に、壁の一部からなることが可能であり、この部分は、溶接、結合、機械的締結(リベット、ボルト等)による締結のために自由/利用可能であり、隣接する壁を有する起伏部にあってもなくてもよい。代わりにまた好ましくは、締結点は、(例えば溶接、結合等によって)この壁に取り付けられる特定の物体(締結接続部の種類)でもよい。この物体は、任意の形状を有することが可能であり、好ましくは、ほぼ平坦及び/又は円形である。タンクの内壁に溶接された締結リング又はディスクは優れた結果をもたらす。この物体はまた、ベースと、ベースに取り付けられるか又はそれと一体の固定要素とからなることが可能である。好ましくは、この部分には1つ又は複数の起伏部が設けられ、これらの起伏部は、剛性締結部として使用される支持体に取り付けられるか又は支持体と単一部品として1つ又は複数の相補的な起伏部が設けられる部分の迅速かつ取り外し可能な締結を可能にする。特定の実施形態では、物体は、ベースと固定クリップとを備えるスピンクリップでもよい。この実施形態では、1つ又は複数の起伏部は、支持体の相補的なクリップとの協働を目的とする固定クリップによって示されている。
上記の締結点は、当然、タンクの壁に、一般にタンクの内壁に配置される。特に、タンクが、少なくとも2つの区画と、これらの区画を接続する縮小空間とを備えるサドルタンクである場合、この締結点は、好ましくはこの空間に、特にその下壁に配置される。実際に、このようなタンクでは、サービス開口部は一般にこの空間の近傍に、さらにはその中にある。
構成要素が「ポンプ」モジュールである場合、タンクの区画の内部に「ポンプ」モジュールを締結することが有利であり得、この区画の形状及び容量は、前記区画がポンプ用の(主又は補助の)スワールポットとして機能するようなものである。タンクの壁と単一部品としてスワールポットを成形することは、本出願人名義の国際公開第2007/026011号パンフレットに記載されており、その内容は、この目的で参考として本出願に組み込まれている。さらに、この変形例は、本発明とは関係なく、ポンプを締結するいかなる方法においても有利であることに留意されたい。
当然、(分かりやすくするために以下において単独で使用される)1つ又は複数の起伏部により、タンクの下壁の所望の位置にまた所望の角度位置に構成要素を配置することが可能である。したがって、起伏部は、組立作業を容易にするために、構成要素をタンクの底部の所定位置に保持することを可能にする。逆に、一般に、起伏部は、この起伏部への構成要素の挿入及びそこからの取り外しが特に容易になるように、構成要素の垂直移動を妨げることはできない。タンク内に成形され、かつ構成要素(又は少なくともその外側の囲い)に存在する同様に円錐状である中空起伏部に対し相補的であるほぼ円錐形状の(好ましくは少なくとも2つの数の)突出部が、前記構成要素の正確な位置決めを保証するために特に適している。この場合、位置決めはストッパまで行われ、これらの起伏部にわたって位置決めするための移動の部分は、タンクの下壁にわたる摺動からなることが可能である。円錐状起伏部を有するこの変形例はまた、締結点を中心とするアームの回転(締結点が存在する位置の変形に続き誘導され得る運動、この現象は、本出願に添付した図4.3に示されている)を防止することを可能にするので有利である。
タンクがプラスチックから製造される場合、タンクは、一般に、型で成形することによって得られる。したがって、有利には、上記の起伏部は、(例えば、その内容がこの目的で参考として本出願に組み込まれている本出願人名義の米国特許第5,931,353号明細書に記載されているような型内の可動部分を使用することによって)タンクの壁と単一部品として成形されるか、又はタンクが製造されるのと同時にタンクの壁に締結される特定の部分からなる。実際に、同一の観察が締結点に適用される。第1の代替形態は起伏部に好ましく、一方、第2の代替形態は締結点に好ましい。
本発明の好ましい一変形例によれば、タンクは、押出し成形された円筒状パリソンから成形され、キャビティとコアとを備える型で成形されて組み立てられる2つのシートに切断され、前記工程は、
1.パリソンが型キャビティに導入されるステップと、
2.コアがパリソンの内部に導入されるステップと、
3.キャビティがコアと接触しても漏れないように、型が閉じられるステップと、
4.コアを通してブロー成形し及び/又はキャビティの背後に真空を印加することによって、パリソンがキャビティに押し付けられるステップと、
5.締結点及び/又は1つ又は複数の起伏部がパリソンに締結されるか又はパリソン内に成形されるステップと、
6.型を開いてコアを取り出すステップと、
7.ブロー成形によって(加圧流体をパリソンの内部に射出することによって)及び/又は熱成形によって(キャビティの背後に真空を印加することによって)、パリソンの最終成形が実施されるステップと
を含む。
このような工程は、同様に本出願人名義の国際公開第2007/000454号パンフレットに記載されており、その内容は、この目的で同様に参考として本出願に組み込まれている。
本発明によれば、支持体を利用して締結点と構成要素との間に機械的接続が形成される。このことは、締結点に対する構成要素の相対運動を制限するために、一般に細長い形状の特定の部分が使用されることを意味すると理解される(この部分の長さは、締結点と構成要素とを接続するために十分であり、構成要素は、タンク内で少なくとも数センチメートル又はさらに数十センチメートル離れた位置に位置決めしてもよく、このことは、実用でまた特にサドルタンクにしばしば当てはまる)。したがって、この部分は、構成要素に取り付けられる(又はさらにそれと一体である)か、あるいは別個の部分である1つの種類の剛性アームであり、この構成要素が1つ又は複数の起伏部によって停止されると、剛性アームの一端は構成要素に(好ましくは取り外し可能に)締結される。第2の変形例が好ましい。同様に、(一度)構成要素に取り付けられたこのアームの「自由」端は、締結点にも同様に取り外し可能に締結されることが好ましい。
本発明の有利な一変形例によれば、少なくとも1つの可撓性部分(好ましくはスプリング)が支持体に一体化され及び/又は支持体と構成要素との間に配置される。可撓性部分の目的は、(製造公差、FTの変形等を考慮する)いかなる場合においても、構成要素をタンクの底部に押し付けることである。好ましくは、可撓性部分は、構成要素の正確な締結を保証するように、比較的短い及び/又は高い戻り力を有するスプリングである。
本発明の枠内で特に適している取り外し可能な1つの締結手段は、締結点及び/又は構成要素の対応する起伏部に挿入されるか又は当該起伏部を把持できるクリップを支持体に設けることからなる。これらのクリップの代わりに又はそれに加えて、支持体と締結点及び/又は構成要素のそれぞれは、一般に、一方の部分の一部分を他の部分の内部に挿入することを可能にする相補的な起伏部(突出部及び中空体それぞれ)を備えることが可能である。
上記の1つ又は複数の締結は、作業者によって手動で実施し得るが、締結はロボットによって行われることが好ましい。
本発明は、本発明のある好ましい変形例の概略図を構成する図1〜図6に非限定的に示されている。
機械的に接続されるように意図され、かつ締結リングと、締結アームと、ポンプ/ゲージモジュールを収容するように意図されたポットとによって構成される3つの部分を別個に示した図面である。 共に接続されかつFTの内部に締結されたそれらの3つの部分の図面である。 3つの部分を接続できる方法の(3通りの図による)詳細図である。 他の図では見ることができないタンクの壁及びポットそれぞれの位置決め起伏部の概略図である。 ポットとタンクとの間の締結を可撓性にする方法の図面である。 締結アームを有するフィルタハウジングの4通りの図面である。
図1.1は、サドルタンクの内壁に締結される(好ましくは溶接によって)ように意図された締結リング(1)を示しており、締結リングは、このサドルタンクの区画を接続する縮小空間内にある(図2参照)。この「溶接された」リング(1)は、図1.2に示した締結アーム(4)の中空体(5)及びクリップ(6)とそれぞれ協働するように意図された突出部(2)及びキャビティ(3)を備える。このアーム(4)はまた、図1.3に示したポンプのポット(9)の対応する起伏部(10)を把持するように意図されたクリップ(8)を備え、ポット(9)の対応する起伏部(11、10)と協働するように意図された起伏部(7、7’)も備える。
図2は、ポンプ(9’)を備えるこのポット(9)が、アーム(4)とリング(1)とを利用してサドルFT(12)の内部に締結される方法を示しており、リング(1)は、タンク(12)の2つの区画を接続する部分でタンク(12)の下壁に溶接される(これについては、ポンプ(9’)を収容する区画の切断図のみが示されている)。
図3では、アーム(4)がタンク(12)の内部のポット(9)を締結するときに、先の図面の支持体の上記の様々な起伏部が協働する方法をより詳細に見ることができる。
図4は、タンクの壁と単一部品として成形された円錐状起伏部(13)が、ポット(9)の下部に存在する対応する起伏部又は円錐状中空体(14)と協働する方法を概略的に示しており、この1つの図面が図4.2に示されている。これらの円錐状起伏部の目的は、モジュールが締結される前にモジュールを位置決めすることのみならず、締結点を中心とするアームの回転も防止することであり、アームの移動は、図4.3に示したように、締結点が認識される位置の変形に続き誘導され得る。
図2に示した組立体の締結は以下のように行われた。
− ポンプ(9’)を備えたポット(9)が、開口部(図示せず)を介してタンクに挿入され、図4に示したような起伏部(13、14)を利用して壁に位置決めされ、
− アーム(4)が同一の開口部を通して挿入され、最初に、クリップ(8)及び起伏部(7、7’)を利用してポット(9)に締結され、クリップ(8)及び起伏部(7、7’)それぞれは、図3に示したように起伏部(10)を把持し、起伏部(10、11)に挿入され、
− 最後に、アームの他端が、タンクの壁に予め溶接されたリング(1)に締結され、この締結は、リング(1)の起伏部(2)と(3)とそれぞれ協働するクリップ(6)及び起伏部(5)を介して行われる(同様に図3に図示)。
図5は、アーム(4)とポット(9)との間の締結を可撓性にし得る方法を概略的に示しており、可撓性にするには、アーム(4)とポット(9)との間にスプリング(15)を挿入するだけで十分であり、このスプリング(15)が圧縮されて、矢印(16)の方向にポット(9)に対し力を及ぼし、したがって、ポットがタンク(12)の壁に押し付けられる。
図6は、フィルタ(20)を支持するためのフィルタハウジング(17)を示しており、フィルタハウジング(17)は、それと一体の締結アーム(4)を備える。
特に、図6.1は、フィルタハウジング(17)/フィルタ(20)/締結アーム(4)、ポンプ(9’)、レベルゲージ(21)及び他の管の組立体を表す全体図を示している。
締結アーム(4)は、フィルタハウジング(17)の反対側の一方の末端において、中空シリンダの形態の固定要素(19)を備える。固定要素(19)は、(好ましくは溶接によって)サドルタンクの内壁に締結されるように意図されるスピンクリップ(18)からなる締結点と協働することを目的とする。スピンクリップ(18)は、ベース(18’)と、それに対してほぼ直交しかつ固定要素(19)と協働する固定クリップ(18”)とを備える(図6.3(フィルタハウジング/フィルタ/スピンクリップの組立体の平面図)で見ることができる)。
図6に示した組立体の締結は以下のように行われた。
− フィルタ(20)を備えたフィルタハウジング(18)が、開口部(図示せず)を介してタンクに挿入され、
− 固定クリップ(18”)を固定要素(19)の内部に挿入することによって、また固定要素(19)が固定クリップ(18”)と協働するように、固定要素(19)(及びアーム(4)を介して固定要素(19)に取り付けられたフィルタハウジング(17))を回転させることによって、固定要素(19)が、(タンクの壁に予め溶接された)スピンクリップ(18)の固定クリップ(18”)に締結され、
− 最後に、フィルタハウジング(17)が起伏部(図示せず)を利用して壁に位置決めされる。

Claims (10)

  1. 開口部を備える燃料タンクの下部内壁に構成要素を締結するための方法であって、
    − 前記タンクには、前記開口部に近接しかつ前記タンクの内壁に配置された締結点と、前記構成要素を締結しなければならない位置に前記構成要素を位置決めすることを可能にする1つ又は複数の起伏部とが設けられ、
    − 前記構成要素が、前記開口部を介して前記タンクに挿入され、前記1つ又は複数の起伏部を利用して前記壁に位置決めされ、
    − 支持体を利用して、前記締結点と前記構成要素との間に機械的接続が形成される、方法。
  2. 前記構成要素が、ポンプと、任意に、燃料フィルタ、ゲージ及び圧力調整器から選択される少なくとも1つの構成要素とを含むモジュールからなることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3. 前記締結点が、前記タンクの前記壁に取り付けられた特定の物体を備えることを特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 前記物体が、前記タンクの前記内壁に溶接されかつ1つ又は複数の起伏部を備えた締結リング又はディスクであり、前記1つ又は複数の起伏部が、前記支持体に取り付けられた1つ又は複数の相補的な起伏部又は前記支持体との単一部品としての1つ又は複数の相補的な起伏部を備えた部分の迅速かつ取り外し可能な締結を可能にすることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
  5. 前記タンクが、少なくとも2つの区画と、前記区画を接続する縮小空間とを備えるサドルタンクであることと、前記締結点が前記空間の前記下壁に配置されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 前記構成要素がポンプを備えることと、1つの区画が前記ポンプ用の(主又は補助の)スワールポットとして機能するような形状及び容量を有することとを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 前記タンクが、プラスチックを成形することによって得られることと、前記起伏部及び/又は前記締結点が前記タンクの前記壁との単一部品として成形されるか、又は成形中に前記タンクの前記壁に締結される特定の部分からなることとを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
  8. 前記タンクが、押出し成形された円筒状パリソンから成形され、キャビティとコアとを備える型で成形されて組み立てられる2つのシートに切断され、前記工程が、
    1.前記パリソンが前記型キャビティに導入されるステップと、
    2.前記コアが前記パリソンの内部に導入されるステップと、
    3.前記キャビティが前記コアと接触しても漏れないように、前記型が閉じられるステップと、
    4.前記コアを通してブロー成形し及び/又は前記キャビティの背後に真空を印加することによって、前記パリソンが前記キャビティに押し付けられるステップと、
    5.前記締結点及び/又は前記1つ又は複数の起伏部が前記パリソンに締結されるか又は前記パリソン内に成形されるステップと、
    6.前記型を開いて前記コアを取り出すステップと、
    7.ブロー成形によって(加圧流体を前記パリソンの内部に射出することによって)及び/又は熱成形によって(前記キャビティの背後に真空を印加することによって)、前記パリソンの最終成形が実施されるステップと、
    を含むことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
  9. 前記支持体が剛性アームの形態であり、前記構成要素が前記1つ又は複数の起伏部によって位置決めされると、前記剛性アームの一端が前記構成要素に取り外し可能に締結されることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
  10. 前記アームの「自由」端(前記構成要素に取り付けられない端部)が、前記締結点に取り外し可能に締結されることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
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