(57)【要約】【課題】点火部を確実に取り付けられる保持部を有する、ロアーハウジング構造を提供する。【解決手段】ガス発生器のハウジングをアッパーハウジングとともに構成する、プレス成型によるロアーハウジングであって、該ガス発生器のスクイブが樹脂成形部を介して固定される、筒状の保持部を有し、該保持部は塑性加工による縮径部を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス発生器のハウジングをアッパーハウジングとともに構成する、プレス成型によるロアーハウジングであって、該ガス発生器のスクイブが樹脂成形部を介して固定される、筒状の保持部を有し、該保持部は前記ロアーハウジングの底部から立ち上がり中間に塑性加工による縮径部を有することを特徴とするガス発生器用ロアーハウジング。
【請求項２】
前記保持部は、さらに先端に縮径部を有する請求項１に記載のガス発生器用ロアーハウジング。
【請求項３】
複数のガス放出孔を有するアッパーハウジングと点火部を配置するロアーハウジングとを組み合わせた、有底短円筒状のハウジング、該ハウジングの内周に沿って設けた円筒状のフィルタおよび、該フィルタの内側に燃焼によりガスを発生させるガス発生剤が収容される燃焼室を有するガス発生器であって、
前記ロアーハウジングに、請求項１または２に記載のロアーハウジングを適用してなることを特徴とするガス発生器。
【請求項４】
前記保持部の縮径部に、前記スクイブの発火部並びに伝火薬を内包するカップ体をかしめ固定してなる請求項３に記載のガス発生器。
【請求項５】
前記保持部の縮径部にかしめ固定した受け具を介して、前記スクイブの発火部並びに伝火薬を内包するカップ体を前記保持部に固定してなる請求項３に記載のガス発生器。
【請求項６】
前記カップ体は、アルミニウム、鉄、鋼、銅およびこれらの２種以上からなる合金、又は樹脂からなる請求項４または５に記載のガス発生器。
【請求項７】
前記カップ体は、前記伝火薬の燃焼により破裂または溶融することを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載のガス発生器。
【請求項８】
前記保持部の縮径部にかしめ固定した支持具を介して、前記フィルタを固定してなる請求項３から７のいずれかに記載のガス発生器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等に搭載される乗員保護装置であるエアバッグ装置に組み込まれるガス発生器、中でもステアリングホィール等に埋設されるエアバッグ装置に好適に組み込まれる、いわゆるディスク型のガス発生器に関する。特に、該ガス発生器のハウジングをアッパーハウジングとともに構成するロアーハウジングに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の乗員保護の観点から、自動車内の各所にエアバッグ装置が設けられている。エアバッグ装置は、自動車等の衝突時に生じる衝撃から乗員を保護する目的で自動車車両のステアリングホィールやインスツルメントパネル等に装備され、該衝突時に瞬時にエアバッグを膨張、展開させることによって、この展開したエアバッグにて乗員の体に加わる衝撃を吸収する役目を担っている。
【０００３】
ガス発生器は、このエアバッグ装置に組み込まれ、自動車等の衝突時に瞬間的にガスを発生させて、エアバッグを膨張、展開させるための機器である。すなわち、ガス発生器は、コントロールユニットからの通電によってスクイブ（点火器）を発火させ、この火炎によりガス発生剤を燃焼させて、多量のガスを瞬間的に発生させるものである。
【０００４】
かように、ガス発生器では、多量のガスを瞬間的に発生して内部が高圧になることから、そのハウジングは耐圧容器として十分な強度を持つ必要がある。従って、この種のガス発生器のハウジングは、鋼、例えばステンレス鋼或いはアルミニウム合金などの金属の鍛造品からなるのが一般的であった。しかし、鍛造処理は、工程数が多く、加工に要するコストも高いことから、近年では、より簡便なプレス成型にて、ハウジングを構成するアッパーとロアーのハウジングが作製されている（特許文献１参照）。
ここで、ロアーハウジングには、スクイブ（点火器）を取り付けるための保持部が一体に形成され、この保持部にスクイブおよび伝火薬を納めるカップ体を樹脂成形体にて固定する構造が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／００２２８８０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特にカップ体の形状は多様であり、それを確実に固定することは上記の提案をもってしても難しい場合があった。また、スクイブやカップ体は、樹脂成形体を介して保持部に固定するため、その取り付け強度が不足する、うれいがあった。
【０００７】
本発明は、従来技術の抱える上記問題点に鑑みてなされたものであり、点火部の特にカップ体を確実に取り付けられる保持部を有する、ロアーハウジング構造を提供することを目的とするものである。さらに、本発明の目的は、スクイブやカップ体が確実に取り付けられたガス発生器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の要旨構成は、次の（１）から（８）のとおりである。
（１）ガス発生器のハウジングをアッパーハウジングとともに構成する、プレス成型によるロアーハウジングであって、該ガス発生器のスクイブが樹脂成形部を介して固定される、筒状の保持部を有し、該保持部は前記ロアーハウジングの底部から立ち上がり中間に塑性加工による縮径部を有することを特徴とするガス発生器用ロアーハウジング。
【０００９】
このように構成することによって、特に様々な形状を有するカップ体をハウジングに確実にかしめ留めすることができる。従って、内部に伝火薬を有するカップ体を所望の適正位置に確実に配した、高品質のガス発生器を提供することが可能になる。
【００１０】
（２）前記保持部は、さらに先端に縮径部を有する前記（１）に記載のガス発生器用ロアーハウジング。
【００１１】
このように構成することによって、保持部の中間部の縮径部に加えて先端部分においても縮径部を設けると、保持部先端にて、スクイブを保持部に留める樹脂成形部５を覆うとともに先端でスクイブを挟持する構造が得られ、スクイブの固定をより確実にすることができる。さらに、保持部の先端にて樹脂成形部を覆うことによって、気密性をより高めることができ、点火薬の機能低下の防止に有効である。
【００１２】
（３）複数のガス放出孔を有するアッパーハウジングと点火部を配置するロアーハウジングとを組み合わせた、有底短円筒状のハウジング、該ハウジングの内周に沿って設けた円筒状のフィルタおよび、該フィルタの内側に燃焼によりガスを発生させるガス発生剤が収容される燃焼室を有するガス発生器であって、
前記ロアーハウジングに、前記（１）または（２）に記載のロアーハウジングを適用してなることを特徴とするガス発生器。
【００１３】
このように構成することによって、カップ体とその内部の伝火薬とを含む点火部を所望の位置に確実に固定した、ガス発生器を提供することができる。
【００１４】
（４）前記保持部の縮径部に、前記スクイブの発火部並びに伝火薬を内包するカップ体をかしめ固定してなる前記（３）に記載のガス発生器。
【００１５】
このように構成することによって、点火部の全ての部品を保持部に対して固定することができる。
【００１６】
（５）前記保持部の縮径部にかしめ固定した受け具を介して、前記スクイブの発火部並びに伝火薬を内包するカップ体を前記保持部に固定してなる前記（３）に記載のガス発生器。
このように構成することによって、カップ体を保持部に固定するに当たって、縮径部にかしめ留めした受け具を介して、例えば、該受け具の基部に形成した爪にてカップ体の開口端をかしめて、カップ体を保持部に固定することが可能になる。その結果、多様なカップ体を保持部に固定することができる。
【００１７】
（６）前記カップ体は、アルミニウム、鉄、鋼、銅およびこれらの２種以上からなる合金、又は樹脂からなる前記（４）または（５）に記載のガス発生器。
このように構成することによって、カップ体の素材自由度を高めることができる。
【００１８】
（７）前記カップ体は、前記伝火薬の燃焼により破裂または溶融することを特徴とする前記（４）から（６）のいずれかに記載のガス発生器。
【００１９】
このように構成することによって、点火部の伝火薬の燃焼によってガス発生剤の着火を確実に行うことができる。従って、ガス発生器としての基本性能を担保することが可能である。
【００２０】
（８）前記保持部の縮径部にかしめ固定した支持具を介して、前記フィルタを固定してなる前記（３）から（７）のいずれかに記載のガス発生器。
このように構成することによって、保持部の縮径部にカップ体とともにかしめ固定した支持具にて、フィルタを強固に保持することが可能になる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、特に様々な形状を有するカップ体をハウジングに確実に留めることができる。従って、内部に伝火薬を有するカップ体を所望に適正位置に配した、高品質のガス発生器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のロアーハウジングを示す断面図である。
【図２】ロアーハウジングにスクイブを固定した状態を示すロアーハウジングの断面図である。
【図３】ロアーハウジングにスクイブおよびカップ体を固定した状態を示すロアーハウジングの断面図である。
【図４】本発明に従うガス発生器を示す断面図である。
【図５】ロアーハウジングにスクイブを固定した他の態様を示すロアーハウジングの断面図である。
【図６】ロアーハウジングにスクイブを固定した状態を示すロアーハウジングの断面図である。
【図７】ロアーハウジングにスクイブおよびカップ体を固定した状態を示すロアーハウジングの断面図である。
【図８】本発明に従うガス発生器を示す断面図である。
【図９】ロアーハウジングにスクイブを固定した他の態様を示すロアーハウジングの断面図である。
【図１０】ロアーハウジングにスクイブを固定した別の態様を示すロアーハウジングの断面図である。
【図１１】ロアーハウジングにスクイブおよびカップ体を固定した他の態様を示すロアーハウジングの断面図である。
【図１２】本発明に従うガス発生器の他の態様を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る、ガス発生器のハウジングをアッパーハウジングとともに構成するロアーハウジングの断面図である。
該ロアーハウジング１は、例えば有底短円筒状のプレス成型品であり、その底部中央に、後述するガス発生器の点火部を固定するための、筒状の保持部２を該ハウジングと一体にプレス成型してなる。該保持部２は、ロアーハウジング１の底面中央から有底短円筒の開口側に向かって筒状、例えば円筒状に突出し、その中間部分に、後述するガス発生器の点火部のカップ体等をかしめ留めするための縮径部３を設けたところに特徴を有する。
【００２４】
なお、ロアーハウジング１は、アルミニウム、鉄、鋼、銅およびこれらの２種以上からなる合金、又は樹脂から形成されている。このうち、使用される鉄又は鋼は、一般に絞り加工やプレス成形等に用いられる錬鉄、鉄、鋼および合金等であれば、特に限定する必要はない。保持部２についても、このロアーハウジング１の材質に準拠すればよい。
【００２５】
このロアーハウジング１は、以下の手順に従ってプレス成型にて作製する。
まず、上記の素材からなる金属の厚板を円盤状にプレス加工し、図２に示すように、カップ体100を形成し、さらに該カップ体100の底中央部分にプレス加工を施し、図３に示すように、該底中央部分に筒部101を形成する。
次いで、図４に示すように、筒部101の先端部分に打ち抜き加工を施し、当該部分を切り取る。その後、筒部101の中間部分に、図５に示すように、押さえローラー102を押し付けると共に、該押さえローラー102およびカップ体100のいずれか一方または両方を回転させる。すなわち、押さえローラー102を押し付けた状態でカップ体100を相対的に回転させ、筒部101の中間部分を径方向内側に押し込むことによって、筒部101の中間部分に縮径部３を形成する。かくして、中間部が縮径された保持部２を有するロアーハウジング１が成形される。
【００２６】
かようにプレス成型されたロアーハウジング１には、その保持部２に、ガス発生器の点火部を配置する。すなわち、点火部は、スクイブおよび、該スクイブの発火部並びに伝火薬を内包するカップ体を有するが、まず、図６に示すように、スクイブ４を保持部２の内側に固定する。
【００２７】
このスクイブ４は、樹脂成形部５を介して保持部２の内側に留められる。このスクイブ４を固定する樹脂成形部５は、例えばインサート成形によって形成され、その原材料としては、エポキシ樹脂等に代表される熱硬化性樹脂や、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリアミド樹脂（例えばナイロン６やナイロン66等）、ポリプロピレンスルフィド樹脂、ポリプロピレンオキシド樹脂等に代表される、熱可塑性樹脂等が利用可能である。これら熱可塑性樹脂を原材料として選択する場合には、成形後において樹脂成形部５の機械的強度を確保するために、これら樹脂材料にガラス繊維等をフィラーとして含有させることが好ましい。勿論、熱可塑性樹脂のみで十分な機械的強度が確保できる場合には、フィラーを添加する必要はない。
【００２８】
ここで、スクイブ４は、一対の端子ピン４０を挿通、保持する基枠４１と、この基枠４１上に取り付けられたスクイブカップ４２とを備え、該スクイブカップ４２内に挿入された端子ピン４０の先端を連結するように、抵抗体（ブリッジワイヤ）が取り付けられ、この抵抗体を取り囲むように、またはこの抵抗体に接するようにスクイブカップ４２内に点火薬４３が充填されている。抵抗体としては、一般にニクロム線等が利用され、点火薬としては、一般にZPP（ジルコニウム・過塩素酸カリウム）、ZWPP（ジルコニウム・タングステン・過塩素酸カリウム）、鉛トリシネート等が利用される。スクイブカップは、一般に金属製またはプラスチック製である。
【００２９】
さらに、図７に示すように、前記スクイブ４の発火部４ａを内包するとともに、該発火部４ａに隣接配置する伝火薬６を保持する、カップ体７を、保持部２の外側に取り付ける。カップ体７は、保持部２の外径と同等の内径を有し、保持部２の外周に密接して嵌め込まれたのち、縮径部３に向かって、かしめることによって、保持部２に固定される。これによりカップ体７内部の伝火薬６と外部との気密性が確保される。このカップ体７の固定をもって、保持部２への点火部８の固定が完了する。
【００３０】
カップ体７は、伝火薬６の燃焼に伴って破裂または部分的に溶融することによって、伝火薬６の燃焼熱が、後述するガス発生剤に伝わる必要がある。カップ体７は、金属材料または高分子材料のいずれかからなる。すなわち、カップ体７を金属材料にて形成する場合、その具体的な材質としては、たとえばアルミニウム、鋼、アルミニウム合金、銅合金等が好適に利用可能であり、特にアルミニウム箔や銅箔を利用することが好適である。また、カップ体７を高分子材料にて形成する場合、その具体的な材質としては、たとえばポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂等に代表される硬質樹脂材料や、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリウレタン系のエラストマー材料に代表される軟質樹脂材料、シリコン樹脂、フッ素樹脂等の合成樹脂材料、EPDMに代表されるオレフィン系、シリコン系、フッ素系等のゴム材料等が好適に利用可能である。
【００３１】
上記したように、点火部を保持部に取り付けたロアーハウジング１には、図８に示すように、複数のガス放出孔９ａを有するアッパーハウジング９を組み合わせることによって、ガス発生器のハウジング３０となる。このガス発生器は、ハウジング３０の内周に沿ってアッパーハウジング９からロアーハウジング１に跨る円筒状のフィルタ１０を有し、さらに該フィルタ１０の内側に燃焼によりガスを発生させるガス発生剤１１を収容する燃焼室１２を有し、該燃焼室１２とアッパーハウジング９との間にクッション材１３を有する。
【００３２】
該ガス発生器において、円筒状の部材からなるフィルタ１０を利用すれば、作動時においてフィルタ１０を流動する作動ガスの流動抵抗が低く抑えられ、効率的なガスの流動が実現可能となる。フィルタ１０は、たとえば鉄や鋼（特にステンレス鋼）等の金属からなる線材や網材を巻き回したものやプレス加工することによって押し固めたもの等が利用される。具体的には、メリヤス編みの金網や平織りの金網、クリンプ織りの金属線材の集合体等が利用される。フィルタ１０は燃焼室１２にて発生したガスがこのフィルタ１０中を通過する際に、ガスが有する高温の熱を奪い取ることによってガスを冷却する冷却手段として機能するとともに、ガス中に含まれる残滓（スラグ）等を除去する除去手段としても機能する。
【００３３】
また、クッション材１３は、成型体からなるガス発生剤１１が振動等によって粉砕されることを防止する目的で設けられるものであり、好適にはセラミックスファイバの成型体や発泡シリコン等が利用される。このクッション材１３は、ガス発生器の作動時において前記伝火薬５が燃焼することによって、開口または分断し、場合によっては焼失する。
【００３４】
次に、以上の構成になるガス発生器の作動時における動作について説明する。
本実施の形態におけるガス発生器が組み込まれたエアバッグ装置が搭載された車両が、例えば衝突した場合に、該車両に別途設けられた衝突検知手段によって衝突が検知され、これに基づいてスクイブ４が作動する。スクイブ４が作動すると、発火部４ａ内の点火薬４３の燃焼によって発火部４ａ内の圧力が上昇し、これによって発火部４ａが破裂または溶融し、内部の火炎が発火部４ａの外部へと流出する。そして、スクイブ４の外側でカップ体７内に収容された伝火薬６は、スクイブ４が作動することによって生じた火炎によって点火されて燃焼し、多量の熱粒子を発生させる。この伝火薬６の燃焼により、カップ体７内の圧力が上昇し、これによってカップ体７が破裂または溶融し、上述の熱粒子がガス発生剤１１へと至る。
【００３５】
かように流れ込んだ熱粒子により、ガス発生剤１１は着火されて燃焼し、多量のガスを発生する。このガス発生剤１１の燃焼により、ハウジング３０内の圧力が上昇し、これによって封止板９ｂによるガス放出孔９の封止が解除され、発生したガスがフィルタ１０へと流れ込む。そして、流れ込んだガスは、フィルタ１０を流動し、その後フィルタ１0を経由して所定の温度にまで冷却され、ガス放出孔9からガス発生器の外部へと噴出される。ガス放出孔9から噴出されたガスは、エアバッグの内部に導かれてエアバッグを膨張・展開させる。
【００３６】
ここで、伝火薬６は、スクイブ４が作動することによって生じた火炎によって点火され、燃焼することによって熱粒子を発生する。伝火薬6としては、ガス発生剤１１を確実に燃焼開始させることができる必要があり、一般的には、B／KNO３等に代表される、金属粉／酸化剤からなる組成物などが用いられる。伝火薬６は、粉状のものや、バインダによって所定の形状に成型されたもの等が利用される。バインダによって成型された伝火薬の形状としては、例えば顆粒状、円柱状、シート状、球状、単孔円筒状、多孔円筒状またはタブレット状など種々の形状がある。
【００３７】
また、ガス発生剤１１は、スクイブ４によって点火された伝火薬６が燃焼することによって生じた熱粒子によって着火され、燃焼することによってガスを発生させるものである。ガス発生剤１１は、一般に燃料と酸化剤と添加剤とを含む成型体として形成される。燃料としては、例えば、トリアゾール誘導体、テトラゾール誘導体、グアニジン誘導体、アゾジカルボンアミド誘導体、ヒドラジン誘導体等、またはこれらの組み合わせが利用される。具体的には、例えばニトログアニジンや硝酸グアニジン、シアノグアニジン、5−アミノテトラゾール等が好適に利用される。また、酸化剤としては、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、アンモニアから選ばれたカチオンを含む硝酸塩等が利用される。硝酸塩としては、例えば硝酸ナトリウム、硝酸カリウム等が好適に利用される。また、添加剤としては、バインダやスラグ形成剤、燃焼調整剤等が挙げられる。バインダとしては、例えばカルポキシメチルセルロースの金属塩、ステアリン酸塩等の有機バインダや、合成ヒドロキシタルサイト、酸性白土等の無機バインダが好適に利用可能である。スラグ形成剤としては窒化珪素、シリカ、酸性白土等が好適に利用可能である。また、燃焼調整剤としては、金属酸化物、フェロシリコン、活性炭、グラファイト等が好適に利用可能である。
【００３８】
ガス発生剤１１の成型体の形状には、顆粒状、ペレット状、円柱状、ディスク状など様々な形状のものがある。また、成型体内部に孔を有する有孔状（たとえば単孔筒形状や多孔簡形状等）の成型体も利用される。これらの形状は、ガス発生器が組み込まれるエアバッグ装置の仕様に応じて適宜選択されることが好ましく、たとえばガス発生剤６の燃焼時において、ガスの生成速度が時間的に変化する形状を選択するなど、仕様に応じた最適な形状を選択することが好ましい。また、ガス発生剤１１の形状の他にもガス発生剤１１の線燃焼速度、圧力指数などを考慮に入れて成型体のサイズや充填量を適宜選択することが好ましい。
【００３９】
なお、ロアーハウジング１の保持部２は、図１、６、７および８に示した構造に限らず、例えば図９または図１０に示すような構造でもよい。
すなわち、図９に示す事例は、保持部２の中間部の縮径部３に加えて先端部分においても縮径部３ａを設けて、保持部先端で樹脂成形部５を覆うとともに先端でスクイブ４を挟持する構造であり、スクイブ４の固定をより確実にすることができる。このように保持部２の先端で樹脂成形部５を覆うことによって、気密性をより高めることができ、点火薬４３の機能低下の防止に有効である。
【００４０】
また、図１０に示す事例は、保持部２の先端部分を樹脂成形部５の先端に並ばない位置まで下げたものであり、保持部２の先端部分による樹脂成形部５の把持はこの程度でも十分である。
【００４１】
さらに、カップ体７を保持部２に固定するに当たって、図１１に示すように、縮径部３にかしめ留めした受け具１４を介して、該受け具１４の基部に形成した爪１４ａにてカップ体７の開口端をかしめて、カップ体７を保持部２に固定することも可能である。爪１４ａは、円周等分位置に設けた少なくとも２個、好ましくは４個以上を、カップ体７に向かって折り曲げることによって、かしめ留めを施し、カップ体７を保持部２に固定する。なお、かしめ用の爪１４ａは、受け具１４の基部全周に亘って連続して設けてもよい。
【００４２】
また、図１２に示すように、保持部２の縮径部３にカップ体７とともにかしめ固定した支持具１５にて、フィルタ１０を強固に保持することが可能である。その際、アッパーハウジング９側に設けた支持具１６と協働してフィルタ１０を支持することが好ましい。
【００４３】
以上のように、保持部２の縮径部３には、カップ体７をかしめ固定する以外にも、上記の受け具１４や支持具１５をかしめ固定する等、種々の機能部品を固定するのに利用できる。
【符号の説明】
【００４４】
１  ロアーハウジング
２  保持部
３  縮径部
４  スクイブ
４ａ  発火部
５  樹脂成形部
６  伝火薬
７  カップ体
８  点火部
９  アッパーハウジング
１０  フィルタ
１１  ガス発生剤
１２  燃焼室
１３  クッション材
１４  受け具
１４ａ  爪
１５  支持具
１６  支持具
３０  ハウジング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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