WO2014132455A1 - インターロックチューブの製造方法、及び、その製造装置 - Google Patents
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- Y10T29/5116—Plural diverse manufacturing apparatus including means for metal shaping or assembling forging and bending, cutting or punching
Definitions
- This invention is an interlock that is excellent in workability at the time of cutting, etc., as well as excellent workability at the time of cutting, etc., by easily forming a tube with a circular cross section or a round cross section with high accuracy without loosening.
- the present invention relates to a tube manufacturing method and a manufacturing apparatus thereof.
- a flexible tube as shown in FIG. 8 is known as an exhaust pipe of a vehicle such as an automobile. That is, this flexible tube 1 is used for not transmitting vibrations from the engine side to downstream components, etc., and is an interlock type flexible tube 2 (hereinafter referred to as “connectable flexible tube 2”) that conducts the upstream and downstream components.
- Connectable flexible tube 2 is an interlock type flexible tube 2 (hereinafter referred to as “connectable flexible tube 2”) that conducts the upstream and downstream components.
- Interlock tube is arranged in the center, a bellows tube 3 having a bellows portion is arranged outside thereof, and an outer blade 4 is further arranged outside thereof, and both end portions 3a of the bellows tube 3 and the outer blade 4 are arranged.
- 4b are each provided with a protector 5 that is bent so as to overlap both ends of the interlock tube 2.
- interlock tube 2 used for such a flexible tube 1 is bent such that the cross-sectional shape of the flat metal strip 2a as shown by the arrow in FIG.
- Interlock tube having a flexible shape which is formed into a metal strip 2b (see FIG. 9) and is wound spirally so that the bent portions on both sides thereof mesh with each other, and expands and contracts in the axial direction and the radial direction, respectively. It is said that.
- a flat metal strip 2 a having a constant width and being drawn out from the uncoiler 6 is formed into a multi-stage roll while applying lubricating oil from the oil applicator 7.
- the metal strip 2b is fed into the apparatus 8 and is inserted between the upper and lower rolls 8a and 8b so that the flat metal strip 2a has an S-shaped cross section or the like (illustrated by a lead line in FIG. 8).
- the bent metal strip 2b is fed into the winding roll device 9 and spirally wound so that both side portions are engaged with each other, and is cut into a predetermined length by a plasma cutting device (not shown).
- Patent Document 1 has a weakness in that a cross-section having a circular cross section has very good sealing performance but is easy to rotate and loosen, that is, a winding is loosened and easily detached, and the cross section is polygonal. Although the sealability is not so good, the rigidity and vibration detachability of the connected induction part can be set very accurately, and the polygonal end part keeps the hose in the predetermined shape and winding and does not rotate and loosen Has a function to make (see paragraphs [0002] to [0005] of the same document).
- the core tube having a polygonal section is wound at the time of winding, but can be formed by hooking on the polygonal end portion of the core metal.
- Such an interlock tube having a polygonal cross section is also shown in, for example, FIG. 2 of Patent Document 2 and FIG. 12 of Patent Document 4.
- an interlock tube with a circular cross-section is wound using a metal core with a circular cross-section when winding, but it cannot be caught because of the circular shape, and a springback is not applied when winding the tube.
- the tube may not be able to hold the winding of the predetermined shape well, and may rotate and loosen in relation to the spring back against the thrust.
- a winding force is applied to the interlock tube after winding the interlock tube to a smaller diameter than the final shape, and a smaller diameter than the final shape. It is disclosed that the means for applying the anti-rotation direction force to the interlock tube after being wound on and the means for applying the anti-rotation direction force is a roll or an elastic member.
- JP 11-344168 JP 2004-52810 A JP2007-30025 JP 08-218862
- the oil application function is improved with the oil application function integrated on the upper side of the multi-stage roll forming apparatus, and the oil application agent is also improved.
- work efficiency and economy such as using lubricating oil mixed in water.
- the interlock tube cutting mechanism linked to the main body of the device makes the slag generated at the time of cutting fine mist-like slag, and efficient removal with respect to the accumulation of slag generated at the time of cutting the tube. There are also requests to do this.
- the present invention is an interlock tube excellent in workability at the time of cutting the device itself, and is excellent in workability at the time of cutting, etc., by easily forming a tube having a circular cross section or a circular cross section with high accuracy without loosening.
- the manufacturing method and manufacturing apparatus thereof are intended.
- the present invention provides a method for manufacturing an interlock tube, as described in claim 1, wherein a long metal strip having a constant width is bent like a S-section.
- the cross section is circular or cross section
- the number of corners of the metal strip is synchronized while rotating so as to prevent loosening of the metal strip wound around the command of the calculation / control unit, and the metal strip It is characterized by being provided with a tightening chuck device that chucks releasably or tightenably.
- the main calculation / control unit is calculated from the product diameter, pitch, product length, and set time of the metal strip to be wound, and is commanded based on the calculated value. It is characterized by that.
- the preprocessing device linked to the main calculation / control unit forms a flat metal strip drawn out from an uncoiler into a metal strip having both sides bent. And a multi-stage roll forming apparatus, and an oil application apparatus that applies oil from the upper side thereof.
- the coating agent of the oil coating apparatus is a lubricating oil mixed with water.
- the cutting device linked to the main calculation / control unit is arranged on the leading end side of the winding cored bar, and the suction of the accumulated slag is commanded together with the suction of the slag. It is characterized by that.
- the cutting device is characterized by commanding ejection of cutting air. Further, as described in claim 7, the cutting device is started to cut by contact with the wound metal strip, and then immediately separated to maintain a predetermined distance from the metal strip, After that, it is instructed to stop the cutting.
- a long metal strip having a constant width has a bent shape such as a S-shaped cross section, and is wound so that adjacent end portions engage with each other.
- the cross section has a circular shape or a cross-sectional angle that is close to a circular shape. It comprises a tightening chuck device that synchronizes while rotating so as to prevent loosening of the metal strip wound around the instruction, and chucks the metal strip freely or tightly.
- the control device is calculated from the product diameter, pitch, product length, and set time of the metal strip to be wound, and is operated based on the calculated value.
- the pretreatment device linked to the control device is a multi-stage roll that forms a flat metal strip drawn from an uncoiler into a metal strip having bent sides.
- the molding apparatus is integrally provided with an oil application apparatus that applies oil from the upper side thereof.
- the coating agent of the oil coating apparatus is a lubricating oil mixed with water.
- a cutting device that is linked to the control device is disposed on the leading end side of the winding core bar, and scrapes the accumulated slag along with suction of the slag.
- the cutting device is characterized in that cutting air is ejected. Further, as described in claim 14, the cutting device is started to be cut by contact with the wound metal strip, and then immediately separated to maintain a predetermined distance from the metal strip. Thereafter, the cutting is stopped.
- the flat metal strip having a long and constant width has a bent shape such as an S-shaped section, and is wound spirally so that both end portions thereof mesh with each other.
- the winding tube is provided with a core metal having a circular cross section or a cross-sectional angle close to a circular shape, and a tightening chuck device that rotates in synchronization with the metal strip to be wound. Therefore, even if it is a circular interlock tube, the tube which does not rotate and loosen and does not twist can be accurately and easily formed with high work efficiency.
- the tube is further arranged.
- Automatic molding can be performed with high accuracy, ease and work efficiency.
- the oil application device is not provided separately at the front stage of the multi-stage roll forming apparatus, the oil application function is provided on the upper side of the multi-stage roll forming apparatus. Oil application can be performed with good space efficiency.
- the oil coating agent since the lubricating oil mixed with water is used as the oil coating agent, it is possible to improve work efficiency, economy and the like. According to the invention according to No.
- FIG. 1 shows a semi-finished interlock tube 10 used as an exhaust pipe of an automobile or the like.
- a flat metal strip 10a having a constant width is used as a bent metal strip 10b.
- the metal strip 10c is formed into a bent metal strip 10c that is wound spirally, and the metal strip 10c is cut into a predetermined length to obtain a half-finished interlock tube 10.
- a flat metal strip 10 a installed on the uncoiler 12 is pulled out from the uncoiler 12 and fed into a pretreatment device 13 including a multi-stage roll forming device 14 and an oil application device 15.
- the multistage roll forming apparatus 14 in the pretreatment apparatus 13 is composed of a plurality of stages of roll forming apparatuses having a well-known configuration that is almost the same as the conventional apparatus. It is sequentially formed as a bent metal strip 10b having a S-shaped cross section while being inserted between the step roll forming apparatuses.
- an oil application device 15 is integrally provided on the upper side of the multi-stage roll forming device 14 of the pretreatment mechanism 13, and the front and back surfaces of the bent metal strip 10b that are sequentially formed are provided.
- An oil coating agent which is a lubricating oil mixed in water, is applied.
- the apparatus body 11 spirally winds the bent metal strip 10b drawn from the pretreatment mechanism 13 around the winding core 17 (right side in the figure). That is, the feeding direction of the bent metal strip 10b extruded from the pretreatment device 13 is changed via the direction variable guide device 16 having the variable guide rolls 16a,. Wrap in a spiral.
- a winding guide device 19 is disposed at the base of the winding core 17.
- This winding guide device 19 has winding guide rollers 19 a arranged on the axial line thereof, and is made of a bent metal that is meshed with each other on the outer periphery of the winding core 17.
- the belt 10b is slid and wound in a spiral shape.
- a direction in FIG. 2 is a winding direction.
- the winding mandrel 17 is rotated by driving a motor 24 connected to the apparatus main body 11, and is wound so that both end portions of the fed bent metal strip 10b are engaged with each other.
- the tip of the winding core 17 in the tip direction is a cutting core 18, and a predetermined portion of the cutting core 18, that is, a cut portion 21 a on the tip side of the plasma cutting device 21 as will be described later.
- recovers slag is drilled in the location which opposes (refer FIG. 5).
- a fastening chuck device 20 is provided at the tip of the winding core 17 in the distal direction.
- the tightening chuck device 20 chucks and tightens the spiral metal strip 10b wound around the winding core 17 (direction B in FIG. 2), and is attached detachably and freely.
- the spring-like metal strip 10b prevents spring back and loosening caused by rotating in the reverse direction (direction C in FIG. 2).
- the configuration of the tightening chuck device 20 is not particularly limited as long as it performs the above-described operation, and various configurations can be selected as appropriate.
- a movable plasma cutting device 21 is disposed on the upper side of the cutting mandrel 18. As described above, the plasma cutting device 21 is movably disposed on the upper side of the cutting metal core 18, but has a cut portion 21 a that ejects a plasma arc on the tip side thereof. Cutting air is ejected from the cut nozzle at the tip opening, and the spiral metal strip 10b made of stainless steel or the like is heated and melted to cut instantaneously.
- the discharge operation of the cut portion 21a is located above the cutting core 18 in the standby state (FIG. 3A).
- the cut nozzle touches the spiral metal strip 10b for a moment and discharges (Fig. (B)), then immediately moves to a predetermined position above and cuts while discharging (Fig. (C)). . Thereafter, the discharge is stopped and the cut portion 21a returns to the initial position (FIG. 5A).
- the cut portion 21a is applied at the same time as the contact between the electrode and the spiral metal strip (work), and then the distance between the electrode and the spiral metal strip (work) is appropriately set.
- the cutting is performed while maintaining the relationship, and then the cutting current is stopped, so that it is possible to prevent the discharge from being stopped after the cutting is completed or the cutting is melted and the cut end is melted too much.
- Cutting air that uses high-temperature plasma arc to heat and melt and instantaneously cuts is used. Therefore, it is extremely economical without using an expensive inert gas (such as Ar) or Co 2 as in the prior art.
- FIG. 4 and 5 show an enlarged portion of the cut portion.
- a cutting cored bar 18 and a fastening chuck device 20 are mounted at a cutting position on the forward direction side of the bent metal strip 10c wound spirally, and the metal strip 10c and A slag collecting device 22 is mounted inside the cutting core 18 and the fastening chuck device 20, and a hose 22a and a scraping device 22b are inserted.
- the opening 18 a of the cutting core 18 is a slag receiving opening and is opened at a position facing the cut portion 21 a of the plasma cutting device 21.
- K1 is a virtual point indicating the cutting start position
- K2 is a virtual point indicating the cutting end position
- the distance between them indicates one pitch for one rotation. Accordingly, when the metal strip 10c moves forward while rotating by one pitch, the cut portion 21a also moves while rotating in synchronization with the metal strip 10c by one pitch. K1 and the cutting end position virtual point K2 are cut on a straight line connecting the two.
- the slag collecting device 22 includes the hose 22a, the scraping device 22b, and the discharge path 22c.
- the slag generated at the time of cutting is provided at the location of the cutting core 18 facing the cut portion 21a.
- An opening 18a of the cutting cored bar 18 to be sucked is opened as a slag receiving port.
- a hose 22a for removing the slag sucked from the opening 18a to the outside of the machine, a scraping device 22b for scraping the slag, and a scraping A discharge path 22c for discharging the slag is prepared.
- the movement pitch of the winding core 17 and the cutting core 18 for one rotation for example, the distance between the cutting start position a and the cutting end position b, the cutting time, and the like are product diameter ⁇ pitch ⁇ product length ⁇ Calculated and set according to the set time. That is, here, the set time means a production time per product (set production tact), and by setting and executing this, it is possible to secure planned and stable production.
- a work unloading device 23 is provided at the final stage of the device main body 11.
- the work carry-out device 23 is movable in the Y-axis (up and down) direction and the X-axis (left and right) direction, and has a work chuck body 23a at the tip thereof, which is a semi-finished product cut to a predetermined size.
- the interlock tube 10 is chucked and conveyed to the collection box 23b in the carry-out area.
- the configurations of the workpiece carry-out device 23, the workpiece chuck body 23a, and the like are not particularly limited as long as they have the above-described functions, and various configurations can be selected as appropriate.
- the electrical system 100 is based on a command from a main arithmetic / control unit 101 (25 in FIG. 1) that controls the operation of each unit and controls the operation of each unit.
- a bending forming control unit 102 13 in FIG. 1
- an oil application control unit 103 14 in FIG. 1
- a motor control unit 104 24 in FIG. 1).
- a winding processing control unit 105 11 in FIG. 1) to obtain a spiral bent metal strip 10c by controlling the winding metal core 17, a tightening chuck control unit 106 (20 in FIG. 1), cutting Control unit 107 (21 in FIG. 1), slag control unit 808 (22 in FIG. 1), work transfer control unit 109 (23 in FIG. 1), uncoiler unit 110 (12 in FIG. 1), input / display unit 111, etc. It is comprised by.
- the main calculation / control unit 101 controls and controls the operation of each unit connected to the apparatus, and the calculation of the operation includes the product diameter, pitch, product length, and set time (setting time). It is calculated and set based on the production tact) and the operating position of each part.
- the bend forming process control unit 102 is pulled out from the uncoiler 12 based on the general command of the main calculation / control unit 101 based on the input information from the uncoiler unit 110 and the operation of each unit in the apparatus when the operation is in the operating state.
- the flat metal strip 10a is instructed to be sequentially bent metal strip 10b in the pretreatment device 13.
- the oil application control unit 103 When an operation signal is input along with the operation of the bending forming process control unit 102, the oil application control unit 103 is mixed with water on the front and back surfaces of the bent metal strip 10b of the multi-stage roll forming device 14. To apply an oil coating agent, which is a lubricant.
- the main calculation / control unit 101 moves to the motor control unit 104 to operate the winding core 17.
- Command signal is input.
- the rotating operation of the winding mandrel 17 is started, and the bent metal strip 10c wound spirally is formed. If the bent metal strip 10b supplied from the multi-stage roll forming device 14 overlaps the bent metal strip 10c wound spirally, the winding guide roller 19a is damaged. In order to prevent this, by measuring the load applied to the winding guide roller 19a and sending a signal from the winding processing control unit 105 to the main calculation / control unit 101 to stop the equipment when the set value is exceeded. Do.
- the tightening chuck device 20 When rotation of the winding core bar 17 and the cutting core bar 18 is started, the tightening chuck device 20 is simultaneously rotated, and is calculated from the product diameter, pitch, product length, and set time (set production tact). On the basis of the numerical values, a command for loading the tightening chuck portion 20 is output to the distal end portion of the bent metal strip 10b according to a command from the main calculation / control portion 101.
- the bent metal strip 10c wound spirally is cut from the main calculation / control unit 101 based on a signal from the plasma cutting device 21 in response to a command from the main calculation / control unit 101 when reaching a predetermined length.
- a command signal is issued to the control unit 107.
- the cut portion 21a of the plasma cutting device 21 is wound by one pitch per rotation from the bent metal strip 10c that is spirally wound by a command from the main calculation / control unit 101.
- the bent metal strip 10c wound in a spiral shape is cut in a direction perpendicular to the axial direction instead of the spiral shape.
- the cut portion 21a is instructed as an operation to set the distance from the bent metal strip 10c wound spirally as an initial position, contact, a predetermined interval, and an initial position, and the cutting state is favorable. State.
- the slag control unit 108 is operated in accordance with a command from the main calculation / control unit 101, and the slag cut in the slag collection device 22 is supplied with a suction and scraping command signal.
- a signal is input to the workpiece conveyance command unit 109 in response to a command from the main calculation / control unit 101, and based on this, the workpiece chuck body 23a starts operating, and holds the interlock tube 10 which is a cut semi-finished product. Then, the loading and holding of the tightening chuck portion 20 is released, the tightening chuck portion 20 and the winding core metal 17 are retracted, come out of the interlock tube 10, and the work chuck body 23a is operated and conveyed to the work receiver 23b.
- reference numeral 111 denotes an input / display unit, which can include appropriate means such as an input means and an image display means.
- the tube when a tube having a circular cross section is easily formed with high accuracy without loosening, the tube is provided with a core metal having a circular cross section or a cross section having a nearly round angle, and is wound around the metal.
- An automatic molding apparatus is provided.
- an oil application device is not separately provided at the front stage of the multi-stage roll forming apparatus, but oil is integrally applied to the upper side of the multi-stage roll forming apparatus.
- the cutting of the interlock tube linked to the main body of the apparatus makes the generated slag a fine mist-like slag, and performs an excellent and efficient removal against the accumulation of slag generated at the time of cutting the tube. . Therefore, according to the present invention, a tube having a circular cross section or a cross section having a nearly round angle is easily formed with high accuracy without loosening, and has excellent workability at the time of cutting and the work efficiency of the apparatus itself. Interlock tube can be obtained.
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- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
Abstract
断面が円形あるいは断面の角数が円形に近いチューブをゆるみなく高精度で容易に成形し、切断時などの加工性に優れると共に、装置自体の作業効率性に優れたインターロックチューブの製造。断面が円形あるいは断面の角数が円形に近い形状の巻付け用芯金に螺旋状に金属製帯板を巻き付け、巻付け用芯金の先端側に解放あるいは緊締自在に緊締チャック装置を取り付け、各部の動作を統括する演算・制御部の指令に基づき金属製帯板のゆるみを阻止するように回転しつつ同期し、作業効率などに優れたインターロックチューブの製造を行う。
Description
この発明は、断面が円形あるいは断面の角数が円形に近いチューブをゆるみなく高精度で容易に成形し、切断時などの加工性に優れると共に、装置自体の作業効率性などに優れたインターロックチューブの製造方法、及び、その製造装置に関する。
従来、自動車などの車両の排気管として、図8に示すようなフレキシブルチューブが知られている。すなわち、このフレキシブルチューブ1は、エンジン側からの振動を下流側の部品に伝わらないなどのために用いられるもので、上流側と下流側の部品とを導通するインターロック型フレキシブルチューブ2(以下、インターロックチューブという)を中央に配置すると共に、その外側に蛇腹部を有するベローズ管3を配置し、かつその外側にさらにアウターブレード4を配置し、ベローズ管3とアウターブレード4との両端部3a,4bはそれぞれインターロックチューブ2の両端部に重なるように曲げられたプロテクタ5が装着された構成とされている。
しかして、このようなフレキシブルチューブ1に用いられるインターロックチューブ2は、平板状の金属製帯板2aを図8中の矢印で引き出されたように、その断面形状がS状などのような屈曲状の金属製帯板2bとされ(図9参照)、その両側部の屈曲部が互いに噛み合うよう螺旋状に巻き付られ、軸方向と径方向にそれぞれ伸縮するという柔軟性を有したインターロックチューブとされている。
また、その成形に際しては、図9に示すように、アンコイラー6より引き出された一定幅で長尺な平板状の金属製帯板2aを、オイル塗布装置7から潤滑油を塗布しながら多段ロール成形装置8に送り込むと共に、その上下ロール8a,8b間に挿通させ、平板状の金属製帯板2aを断面S状などとされる屈曲状(図8の引き出し線で図示)の金属製帯板2bとして成形し、この屈曲状の金属製帯板2bを巻き付けロール装置9に送り込むと共に、両側部が互いに噛み合うよう螺旋状に巻き付け、図示しないプラズマ切断装置により所定長さに切断をしている。
なお、このようなインターロックチューブは2、その断面の形状を円形とするものと多角形とするものとがある。例えば、特許文献1には、断面が円形のものは密閉性が非常に優れているが回転してゆるみ易いという弱点、つまり巻付けがゆるんで外れ易いという弱点を持っており、断面が多角形のものは密閉性はあまり良好ではないが剛性および接続した誘導部の振動離脱性を非常に正確に設定でき、多角形端部はホースが所定形状と巻付けを保持し回転して緩まないようにする機能を有するなどが説明されている(同文献の段落[0002]乃至[0005]参照)
すなわち、断面が多角形のインターロックチューブでは、巻付けに際して断面が多角形の芯金を用いて巻付けることとなるが、その芯金の多角形端部に引き掛かけて形成することができる。このような断面が多角形のインターロックチューブとしては、例えば、特許文献2の図2参照、特許文献4の図12参照などにも示されている。
反面、断面が円形のインターロックチューブは、巻付けに際して断面が円形の芯金を用いて巻付けることとなるが、その円形の故に引き掛かかることができず、チューブの巻付けに際してスプリングバックが生じ、チューブが所定形状の巻付けを良好に保持することができず、推力に対するスプリングバックとの関係上回転し緩んでしまうという恐れがある。
この問題を解決するために、特許文献4の図1参照には、インターロックチューブを最終形状よりも小径に巻き取りした後にインターロックチューブに巻き戻し力を付与する、また、最終形状よりも小径に巻き取りした後にインターロックチューブに反回転方向の力を付与する、そして反回転方向の力を付与する手段はロールまたは弾性部材であることが開示されている。
特許出願人は、このような背景に鑑みて鋭意研究の結果、断面が円形あるいは断面の角数が円形に近いインターロックチューブの成形において、スプリングバックを防止すると共に、回転せずにゆるみなく成形することができ、高精度に容易かつ作業効率性よく成形することが可能な装置を見出したものである。
また、その他にチューブを容易かつ作業効率性よく成形したいという要請がある。例えば、オイル塗布装置を多段ロール成形装置の前段で別途設けるのではなく、多段ロール成形装置の上部側に一体的にオイル塗布機能を持たせつつ作業効率性よく行うと共に、オイル塗布剤も改良を加え水に混合された潤滑油とするなどの作業効率性や経済性などの向上を図りたいという要請がある。さらに、装置本体に連動するインターロックチューブのカット機構は、切断の際に生じるスラグを細かいミスト状のスラグとし、また、チューブの切断の際に発生するスラグの堆積に対し効率のよい優れた除去を行いたいという要請などもある。
この発明は、断面が円形あるいは断面の角数が円形に近いチューブをゆるみなく高精度で容易に成形し、切断時などの加工性に優れると共に、装置自体の作業効率性に優れたインターロックチューブの製造方法、及び、その製造装置を目的とする。
この発明は、上記のような目的を達成するために、インターロックチューブの製造方法として、請求項1記載のように、一定幅で長尺な金属製帯板が断面S状のような屈曲状を呈し、隣り合う両端部分が互いに噛み合うように巻付け用芯金にて螺旋状に巻き付けられ、各部が主演算・制御部の指令に基づいて成形されるインターロックチューブにおいて、断面が円形あるいは断面の角数が円形に近い形状であって、上記演算・制御部の指令に基づいて巻き付けられた上記金属製帯板のゆるみを阻止するように回転しつつ同期し、かつ上記金属製帯板を解放あるいは緊締自在にチャックする緊締チャック装置を備えて形成されることを特徴とする。また、請求項2記載のように、上記主演算・制御部は、巻き付けられる金属製帯板の製品径とピッチと製品長さと設定時間から割り出され、割り出された値に基づき指令されることを特徴とする。また、請求項3記載のように、上記主演算・制御部に連動する前処理装置は、アンコイラーより引き出された平板状の金属製帯板を両側部が屈曲状を呈する金属製帯板に成形する多段ロール成形装置と、その上部側からオイル塗布を行うオイル塗布装置とを一体的に備えて形成されることを特徴とする。また、請求項4記載のように、上記オイル塗布装置の塗布剤は、水と混合された潤滑油であることを特徴とする。また、請求項5記載のように、上記主演算・制御部に連動する切断装置は、上記巻付け用芯金の先端側に配置され、スラグの吸引と共に、堆積されたスラグの掻き出しが指令されることを特徴とする。また、請求項6記載のように、上記切断装置は、切断用エアーの噴出が指令されることを特徴とする。また、請求項7記載のように、上記切断装置は、巻き付けられた上記金属製帯板との接触により切断が開始され、その後直ちに上記金属製帯板との所定距離を保つように離され、しかる後切断の停止が図られるように指令されることを特徴とする。
インターロックチューブの製造装置として、請求項8記載のように、一定幅で長尺な金属製帯板が断面S状のような屈曲状を呈し、隣り合う両端部分が互いに噛み合うように巻付け用芯金にて螺旋状に巻き付けられ、各装置が制御装置の指示に基づいて操作され成形されるインターロックチューブにおいて、断面が円形あるいは断面の角数が円形に近い形状であって、制御装置の指示に基づいて巻き付けられた上記金属製帯板のゆるみを阻止するように回転しつつ同期し、かつ上記金属製帯板を解放あるいは緊締自在にチャックする緊締チャック装置を備えることを特徴とする。また、請求項9記載のように、上記制御装置は、巻き付けられる金属製帯板の製品径とピッチと製品長さと設定時間から割り出され、割り出された値に基づき操作されることを特徴とする。また、請求項10記載のように、上記制御装置に連動する前処理装置は、アンコイラーより引き出された平板状の金属製帯板を両側部が屈曲状を呈する金属製帯板に成形する多段ロール成形装置と、その上部側からオイル塗布を行うオイル塗布装置とを一体的に備えることを特徴とする。また、請求項11記載のように、上記オイル塗布装置の塗布剤は、水と混合された潤滑油であることを特徴とする。また、請求項12記載のように、上記制御装置に連動する切断装置は、上記巻付け用芯金の先端側に配置され、スラグの吸引と共に、堆積されたスラグの掻き出しを行うことを特徴とする。また、請求項13記載のように、上記切断装置は、切断用エアーの噴出が行われることを特徴とする。また、請求項14記載のように、上記切断装置は、巻き付けられた上記金属製帯板との接触により切断が開始され、その後直ちに上記金属製帯板との所定距離を保つように離され、しかる後切断の停止が図られることを特徴とする。
請求項1と請求項8に係る発明によれば、一定幅で長尺な平板状の金属製帯板が断面S状などの屈曲形状を呈し、かつその両端部分が互いに噛み合うよう螺旋状に巻き付けられたインターロックチューブを得るに際し、巻き付けを行う際には断面が円形あるいは断面の角数が円形に近い芯金を備えると共に、巻き付けられる金属製帯板と同期して回転する緊締チャック装置を備えるので、円形状のインターロックチューブであっても回転してゆるむことがなくねじれのないチューブを精度よく容易かつ作業効率性よく成形することができる。
請求項2と請求項9に係る発明によれば、巻き付けられる金属製帯板の製品径とピッチと製品長さと設定時間から割り出された値によって操作・指令が行われるので、より一層チューブを高精度よく、容易かつ作業効率性よく自動成形することができる。
請求項3と請求項10に係る発明によれば、オイル塗布装置を多段ロール成形装置の前段で別途設けるのではなく、多段ロール成形装置の上部側にオイル塗布機能を持たせた構成としたので、オイル塗布をスペース効率性よく行うことができる。
請求項4と請求項11に係る発明によれば、オイル塗布剤として水に混合された潤滑油を使用するので、作業効率性や経済性などの向上を図ることができる
請求項5と請求項12に係る発明によれば、巻付け用芯金の先端方向にある切断装置によりスラグの吸引と堆積されたスラグの掻き出しを行えるので、完全なスラグの除去を行うことができる。
請求項6と請求項13に係る発明によれば、切断時に供給されるものは切断用エアーであるので、従来のように高価な不活性ガス(Ar等)やCo2などを使用することがなく極めて経済的であり、低コストに切断を行うことができる。
請求項7と請求項14に係る発明によれば、巻き付けられた金属製帯板との接触により切断が開始され、その後ただちに金属製帯板との所定距離を保つように離されるので、最適な切断状態が維持され、切れ残りなどの不具合発生を防ぐことができる。
請求項2と請求項9に係る発明によれば、巻き付けられる金属製帯板の製品径とピッチと製品長さと設定時間から割り出された値によって操作・指令が行われるので、より一層チューブを高精度よく、容易かつ作業効率性よく自動成形することができる。
請求項3と請求項10に係る発明によれば、オイル塗布装置を多段ロール成形装置の前段で別途設けるのではなく、多段ロール成形装置の上部側にオイル塗布機能を持たせた構成としたので、オイル塗布をスペース効率性よく行うことができる。
請求項4と請求項11に係る発明によれば、オイル塗布剤として水に混合された潤滑油を使用するので、作業効率性や経済性などの向上を図ることができる
請求項5と請求項12に係る発明によれば、巻付け用芯金の先端方向にある切断装置によりスラグの吸引と堆積されたスラグの掻き出しを行えるので、完全なスラグの除去を行うことができる。
請求項6と請求項13に係る発明によれば、切断時に供給されるものは切断用エアーであるので、従来のように高価な不活性ガス(Ar等)やCo2などを使用することがなく極めて経済的であり、低コストに切断を行うことができる。
請求項7と請求項14に係る発明によれば、巻き付けられた金属製帯板との接触により切断が開始され、その後ただちに金属製帯板との所定距離を保つように離されるので、最適な切断状態が維持され、切れ残りなどの不具合発生を防ぐことができる。
以下、この発明の実施例を図面に基づき説明する。図1は、自動車などの排気管として用いられる半製品のインターロックチューブ10を得るものであって、一定幅で長尺な平板状の金属製帯板10aを屈曲状の金属製帯板10bとして成形すると共に、螺旋状に巻回された屈曲状の金属製帯板10cとして成形し、この金属製帯板10cを所定長に切断して半製品のインターロックチューブ10を得る。始めに、アンコイラー12に設置されている平板状の金属製帯板10aがアンコイラー12より引き出されると共に、多段ロール成形装置14とオイル塗布装置15とを備える前処理装置13に送り込まれる。
前処理装置13における多段ロール成形装置14は、図9にも示すように従来装置とほぼ同様な周知の構成の複数段のロール成形装置からなるもので、平板状の金属製帯板10aは各段のロール成形装置の間を挿通しつつ、断面S状などを呈する屈曲状の金属製帯板10bとして順次成形される。
また、この前処理機構13の多段ロール成形装置14の上部側には、オイル塗布装置15が一体的に備えられており、順次成形される屈曲状の金属製帯板10bの表裏面に対して水に混合された潤滑油であるオイル塗布剤が塗布される。
装置本体11は、前処理機構13より引き出された屈曲状の金属製帯板10bを巻付け用芯金17(図中右側)に螺旋状に巻き付ける。すなわち、前処理装置13より押し出されてきた屈曲状の金属製帯板10bを、可変ガイドロール16a,・・を有する方向可変ガイド装置16を介してその送り方向を変え、巻付け用芯金17に螺旋状に巻き付ける。
また、巻付け用芯金17の元部には、巻回ガイド装置19が配置されている。この巻回ガイド装置19は、その軸方向の線上に配置される巻回ガイドローラ19a,・・を有しており、巻付け用芯金17の外周上で互いに噛み合わされる屈曲状の金属製帯体10bを滑動し螺旋状に巻回する。図2中のA方向は巻き込み方向である。
この巻付け用芯金17は、装置本体11において接続されているモータ24の駆動により回転し、送り込まれてきた屈曲状の金属製帯板10bの両端部分を互いに噛み合うよう巻き付ける。なを、巻付け用芯金17の先端方向の先は切断芯金18とされており、その切断芯金18の所定箇所、すなわち後述するようにプラズマ切断装置21の先端側のカット部21aと対向する箇所には、スラグを回収する切断用開口部18aが穿設されている(図5参照)。
また、巻付け用芯金17の先端方向の先には、緊締チャック装置20が備えられている。この緊締チャック装置20は、巻付け用芯金17に巻き付けられた螺旋状の金属製帯板10bをチャックして緊締するもので(図2中B方向)、着脱自在および開閉自在に取り付けられると共に、螺旋状の金属製帯板10bが逆方向(図2中C方向)に回転して生ずるスプリングバックや緩みなどを防止する。なお、緊締チャック装置20の構成は、上記作用をなすものであれば特に限定されず、適宜種々の構成ものを選択することができる。
切断芯金18の上部側には、移動可能なプラズマ切断装置21が配置されている。このプラズマ切断装置21は、上記のように切断芯金18の上部側に移動可能に配置されるが、その先端側にプラズマアークを噴出するカット部21aを有しており、このカット部21aの先端開口部のカットノズルからは切断用エアーが噴出され、ステンレス製等の螺旋状の金属製帯体10bを加熱溶融して瞬時に切断する。
このカット部21aの放電動作は、図3に示すように、待機状態においては切断芯金18の上方に位置しており(同図(a))、作動状態になるとこのカット部21aは下方に移動してカットノズルが一瞬螺旋状の金属帯体10bに接触して放電し(同図(b))、その後直ぐに上方の所定位置に移動し放電しつつ切断を行う(同図(c))。その後、放電は停止されカット部21aは初期位置(同図(a)に戻る。
このように、このカット部21aは、電極と螺旋状の金属製帯体(ワーク)との接触と同時に印加された後、電極と螺旋状の金属製帯体(ワーク)間の距離を適切な関係に保ちつつ切断が行われ、しかる後に切断電流の停止が図られるので、切れ残りや切れ終わった後に放電が止まらず切り口を溶かし過ぎて変形させるなどの発生を防ぐことができる。
また、切断の熱源としては種々のものを活用することができるが、この実施例では好適なものとして、高温のプラズマアークを使用し加熱溶融して瞬時に切断する切断用エアーが使用される。したがって、従来のように高価な不活性ガス(Ar等)やCo2などを使用することがなく極めて経済的である。
図4と図5に、切断箇所の拡大部分を示す。図4において、螺旋状に巻回された屈曲状の金属製帯板10cの前進方向側の切断箇所には切断芯金18と緊締チャック装置20が装着されると共に、この金属製帯板10cと切断芯金18と緊締チャック装置20との内部にはスラグ回収装置22が装着される構成となっており、また、ホース22a、掻き出し装置22bが挿入される構成とされている。また、切断芯金18の開口部18aはスラグ受口であり、プラズマ切断装置21のカット部21aに対向する位置に開設されている。
図5において、K1は切断開始位置を示す仮想点であり、K2は切断終了位置を示す仮想点であり、その間の距離は1回転する1ピッチ分を示す。しかして、1ピッチ分だけ金属製帯板10cが回転しながら前進すると、カット部21aも1ピッチ分だけ金属製帯板10cに同期して回転しながら移動するので、これにより切断開始位置仮想点K1と切断終了位置仮想点K2は両者を結ぶ直線上で切断されることとなる。
上記したように、このスラグ回収装置22は、ホース22a、掻き出し装置22b、排出路22cからなるもので、カット部21aに対向する切断芯金18の箇所には、切断の際に発生するスラグを吸引する切断芯金18の開口部18aがスラグ受口として開口されており、さらに、この開口部18aから吸引されたスラグを機外に排除するためのホース22aとスラグを掻き出す掻き出し装置22b、掻き出したスラグを排出する排出路22cが準備されている。なお、巻付け用芯金17及び切断芯金18の1回転分の移動ピッチ、例えば、切断スタート位置aと切断終了位置bとの距離や切断時間などは、製品径×ピッチ×製品長さ×設定時間により算出設定される。すなわち、ここで設定時間とは製品1本あたりの生産時間(設定生産タクト)を意味し、これを設定・実行することにより計画的で安定した生産を確保することができることとなる。
装置本体11の最終段階には、ワーク搬出装置23が備えられている。このワーク搬出装置23は、Y軸(上下)方向とX軸(左右)方向に移動可能であり、その先端部にはワークチャック体23aが備わっており、所定寸法に切断された半製品であるインターロックチューブ10をチャックして搬出領域の回収ボックス23bへ搬送する。なお、このワーク搬出装置23やワークチャック体23aなどの構成は、上記作用をなすものであれば特に限定されず、適宜種々の構成ものを選択することができる。
次に、この発明の電気的システムの構成を、図7に基づき説明する。すなわち、この電気的システム100としては、各部の動作を統括しその演算を行って制御する主演算・制御部101(図1中25)の指令に基づくものであり、平板状の金属帯板10aを屈曲状の金属帯板10bとする指令信号が出力される屈曲成形処理制御部102(図1中13),オイル塗布制御部103(図1中14),モータ制御部104(図1中24),巻付け用芯金17を制御して螺旋状の屈曲状の金属帯板10cを得る巻回処理制御部105(図1中11),緊締チャック制御部106(図1中20),切断制御部107(図1中21),スラグ制御部808(図1中22),ワーク搬送制御部109(図1中23),アンコイラ—部110(図1中12),入力・表示部111などにより構成されている。
主演算・制御部101は、上記したように装置に接続される各部の動作を統括し演算を行って制御するものであり、動作の演算は製品径、ピッチ、製品長さ、設定時間(設定生産タクト)及び各部の作動位置状態に基づいて算出設定される。
屈曲成形処理制御部102は、動作が作動状態にあるときにはアンコイラ−部110からの入力情報や装置内における各部の進行動作により、主演算・制御部101の統括指令に基づきアンコイラ−12から引き出された平板状の金属製帯体10aを前処理装置13内で順次屈曲状の金属製帯体10bとするよう指令される。
オイル塗布制御部103は、屈曲成形処理制御部102の動作に伴って作動信号が入力されると、多段ロール成形装置14の屈曲状の金属製帯板10bの表裏面に対して水に混合された潤滑油であるオイル塗布剤を塗布するように指令される。
屈曲状の金属製帯板10bが前処理装置13から引き出されて装置本体11に導入される際には、巻付け用芯金17を動作すべく主演算・制御部101からモータ制御部104へ指令信号が入力される。
モーター104への指令信号により、巻付け用芯金17の回転動作が開始され、螺旋状に巻回された屈曲状の金属製帯板10cが形成される。万が一、螺旋状に巻回された屈曲状の金属製帯板10cに多段ロール成形装置14から供給される屈曲状の金属製帯板10bが重なり合った場合、巻回ガイドローラ19aが破損する。それを防止するため、巻回ガイドローラ19aに掛かる荷重を測定し、設定された値を超えると設備停止することを巻回処理制御部105より主演算・制御部101への信号を送ることにより行う。
巻付け用芯金17及び切断芯金18の回転が開始されると、同時に緊締チャック装置20が回転作動状態になり、製品径とピッチと製品長さと設定時間(設定生産タクト)から割り出された数値に基づいて主演算・制御部101の指令により屈曲状の金属製帯板10bの先端部に緊締チャック部20の装填指令信号が出力される。
螺旋状に巻回された屈曲状の金属製帯板10cは、所定長に達すると主演算・制御部101からの指令によりプラズマ切断装置21からの信号に基づいて主演算・制御部101から切断制御部107へ指令信号が発せられる。この際には、プラズマ切断装置21のカット部21aは、主演算・制御部101からの指令により螺旋状に巻回された屈曲状の金属製帯板10cとは、1回転当たり1ピッチ分巻出し方向に平行に移動追従する。この動作により、螺旋状に巻回された屈曲状の金属製帯板10cには螺旋状ではなく軸線方向に直角な切断を行うこととなる。また、カット部21aは、螺旋状に巻回された屈曲状の金属製帯板10cとの距離を、初期位置・接触・所定間隔保持・初期位置とする動作として指令され、切断状態を良好な状態とする。
その後、主演算・制御部101からの指令によりスラグ制御部108が動作され、スラグ回収装置22において切断されたスラグが吸引及び掻き出し指令信号が入力される。
この後、主演算・制御部101からの指令によりワーク搬送指令部109に信号が入力され、これに基づきワークチャック体23aが動作を開始し、切断された半製品であるインターロックチューブ10を保持し、緊締チャック部20の装填保持が解放され、緊締チャック部20と巻付け用芯金17が後退し、インターロックチューブ10から抜け、ワークチャック体23aが動作し、ワーク受け23bに搬送する。
なお、111は入力・表示部であり、入力手段や画像表示手段など所望により適宜の手段を備えることが可能である。
このように、この実施例によれば、断面が円形状のチューブをゆるみなく高精度で容易に成形するに際し、断面が円形あるいは断面の角数が円形に近い芯金を備え、巻き付けられる金属製帯板と同期して回転する緊締チャック装置を備えるので、円形状のインターロックチューブであっても回転してゆるむことがなくねじれのないチューブを精度よく容易かつ作業効率性よく成形することができる自動成形装置を提供するものである。
また、その他にチューブを容易かつ作業効率性よく成形したいという要請のために、オイル塗布装置を多段ロール成形装置の前段で別途設けるのではなく、多段ロール成形装置の上部側に一体的にオイル塗布機能を持たせつつ作業効率性よく行うと共に、オイル塗布剤も改良を加え水に混合された潤滑油とするなどの作業効率性や経済性などの向上を図るものである。
さらに、装置本体に連動するインターロックチューブの切断は、生じるスラグを細かいミスト状のスラグとし、また、チューブの切断の際に発生するスラグの堆積に対し効率のよい優れた除去を行うものである。
したがって、この発明によれば、断面が円形あるいは断面の角数が円形に近いチューブをゆるみなく高精度で容易に成形し、切断時などの加工性に優れると共に、装置自体の作業効率性に優れたインターロックチューブを得ることができる。
また、その他にチューブを容易かつ作業効率性よく成形したいという要請のために、オイル塗布装置を多段ロール成形装置の前段で別途設けるのではなく、多段ロール成形装置の上部側に一体的にオイル塗布機能を持たせつつ作業効率性よく行うと共に、オイル塗布剤も改良を加え水に混合された潤滑油とするなどの作業効率性や経済性などの向上を図るものである。
さらに、装置本体に連動するインターロックチューブの切断は、生じるスラグを細かいミスト状のスラグとし、また、チューブの切断の際に発生するスラグの堆積に対し効率のよい優れた除去を行うものである。
したがって、この発明によれば、断面が円形あるいは断面の角数が円形に近いチューブをゆるみなく高精度で容易に成形し、切断時などの加工性に優れると共に、装置自体の作業効率性に優れたインターロックチューブを得ることができる。
10 インターロックチューブ用の金属製帯体
10a 平板状の金属製帯体
10b 屈曲状の金属製帯体
10c 螺旋状に巻回された屈曲状の金属製帯体
11 装置本体
12 アンコイラ−
13 前処理装置
14 多段ロール成形装置
15 オイル塗布装置
16 方向可変ガイド装置
16a 可変ガイドローラ
17 巻付け用芯金
18 切断芯金
18a 芯金開口部
19 巻回ガイド装置
19a 巻回ガイドローラ
20 緊締チャック装置
20a 緊締チャック体
21 プラズマ切断装置
21a カット部
22 スラグ回収装置
22a ホース
22b 掻き出し装置
22c 排出路
23 ワーク搬出装置
23a ワークチャック体
23b ワーク受け
24 モータ
25 制御装置
26 表示装置
100 システム本体
101 主演算・制御部
102 屈曲成形処理制御部
103 オイル塗布制御部
104 モータ制御部
105 巻回処理制御部
106 緊締チャック制御部
107 切断制御部
108 スラグ制御部
109 ワーク搬送制御部
110 アンコイラ−部
111 入力・表示部
10a 平板状の金属製帯体
10b 屈曲状の金属製帯体
10c 螺旋状に巻回された屈曲状の金属製帯体
11 装置本体
12 アンコイラ−
13 前処理装置
14 多段ロール成形装置
15 オイル塗布装置
16 方向可変ガイド装置
16a 可変ガイドローラ
17 巻付け用芯金
18 切断芯金
18a 芯金開口部
19 巻回ガイド装置
19a 巻回ガイドローラ
20 緊締チャック装置
20a 緊締チャック体
21 プラズマ切断装置
21a カット部
22 スラグ回収装置
22a ホース
22b 掻き出し装置
22c 排出路
23 ワーク搬出装置
23a ワークチャック体
23b ワーク受け
24 モータ
25 制御装置
26 表示装置
100 システム本体
101 主演算・制御部
102 屈曲成形処理制御部
103 オイル塗布制御部
104 モータ制御部
105 巻回処理制御部
106 緊締チャック制御部
107 切断制御部
108 スラグ制御部
109 ワーク搬送制御部
110 アンコイラ−部
111 入力・表示部
Claims (14)
- 一定幅で長尺な金属製帯板が断面S状のような屈曲状を呈し、隣り合う両端部分が互いに噛み合うように巻付け用芯金にて螺旋状に巻き付けられ、各部が主演算・制御部の指令に基づいて成形されるインターロックチューブにおいて、断面が円形あるいは断面の角数が円形に近い形状であって、上記演算・制御部の指令に基づいて巻き付けられた上記金属製帯板のゆるみを阻止するように回転しつつ同期し、かつ上記金属製帯板を解放あるいは緊締自在にチャックする緊締チャック装置を備えて形成されることを特徴とするインターロックチューブの製造方法。
- 上記主演算・制御部は、巻き付けられる金属製帯板の製品径とピッチと製品長さと設定時間から割り出され、割り出された値に基づき指令されることを特徴とする請求項1記載のインターロックチューブの製造方法。
- 上記主演算・制御部に連動する前処理装置は、アンコイラ−より引き出された平板状の金属製帯板を両側部が屈曲状を呈する金属製帯板に成形する多段ロール成形装置と、その上部側からオイル塗布を行うオイル塗布装置とを一体的に備えて形成されることを特徴とする請求項1または2記載のインターロックチューブの製造方法。
- 上記オイル塗布装置の塗布剤は、水と混合された潤滑油であることを特徴とする請求項1、2または3記載のインターロックチューブの製造方法。
- 上記主演算・制御部に連動する切断装置は、上記巻付け用芯金の先端側に配置され、スラグの吸引と共に、堆積されたスラグの掻き出しが指令されることを特徴とする請求項1、2、3または4記載のインターロックチューブの製造方法。
- 上記切断装置は、切断用エアーの噴出が指令されることを特徴とする請求項1、2、3、4または5記載のインターロックチューブの製造方法。
- 上記切断装置は、巻き付けられた上記金属製帯板との接触により切断が開始され、その後直ちに上記金属製帯板との所定距離を保つように離され、しかる後切断の停止が図られるように指令されることを特徴とする請求項1、2、3、4、5または6記載のインターロックチューブの製造方法。
- 一定幅で長尺な金属製帯板が断面S状のような屈曲状を呈し、隣り合う両端部分が互いに噛み合うように巻付け用芯金にて螺旋状に巻き付けられ、各装置が制御装置の指示に基づいて操作され成形されるインターロックチューブにおいて、
断面が円形あるいは断面の角数が円形に近い形状であって、制御装置の指示に基づいて巻き付けられた上記金属製帯板のゆるみを阻止するように回転しつつ同期し、かつ上記金属製帯板を解放あるいは緊締自在にチャックする緊締チャック装置を備えることを特徴とするインターロックチューブの製造装置。 - 上記制御装置は、巻き付けられる金属製帯板の製品径とピッチと製品長さと設定時間から割り出され、割り出された値に基づき操作されることを特徴とする請求項8記載のインターロックチューブの製造装置。
- 上記制御装置に連動する前処理装置は、アンコイラーより引き出された平板状の金属製帯板を両側部が屈曲状を呈する金属製帯板に成形する多段ロール成形装置と、その上部側からオイル塗布を行うオイル塗布装置とを一体的に備えることを特徴とする請求項8または9記載のインターロックチューブの製造装置。
- 上記オイル塗布装置の塗布剤は、水と混合された潤滑油であることを特徴とする請求項8、9または10記載のインターロックチューブの製造装置。
- 上記制御装置に連動する切断装置は、上記巻付け用芯金の先端側に配置され、スラグの吸引と共に、堆積されたスラグの掻き出しを行うことを特徴とする請求項8、9、10または11記載のインターロックチューブの製造装置。
- 上記切断装置は、切断用エアーの噴出が行われることを特徴とする請求項8、9、10、11または12記載のインターロックチューブの製造装置。
- 上記切断装置は、巻き付けられた上記金属製帯板との接触により切断が開始され、その後直ちに上記金属製帯板との所定距離を保つように離され、しかる後切断の停止が図られることを特徴とする請求項8、9、10、11、12または13記載のインターロックチューブの製造装置。
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