(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサに一体に設けるリキッドタンクのパイプを第1部材と第２部材とから形成し、
前記第１部材の外周を前記第２部材に挿入した状態で、管材接合器にて前記第２部材に対して前記第１部材の一部をクサビ形に拡大させるとともに、閉塞部材の外周部分を前記第１部材および前記第２部材のうちの少なくとも一方の内周部分に挿入した状態で、前記管材接合器を用いて前記第１部材に対して前記閉塞部材の一部をクサビ形に拡大させることにより、前記第１部材と前記第２部材との間、また前記第１部材および前記第２部材のうちの少なくとも一方と前記閉塞部材との間を接合することを特徴とする管材接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管材接合器、および管材接合方法の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術としては、下記の特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報では、金属製フランジの取付孔に金属製パイプの一端を挿入し、金属製パイプ内に挿入されたコアによって金属製パイプを内径側から径方向に拡径して、金属製フランジと金属製パイプとを接合している。また、コアの下部に凸部を設けたものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１―１３８２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術では、金属フランジと金属パイプの拡径部分は面で接しているため、十分な接合力を確保することができないおそれがあった。またコアの下部に凸部を設け、凸部側面の平面部で金属製パイプの開口端部を拡径している。そのため金属フランジと金属パイプとは拡径部分は面で接しているため、金属パイプの抜けが生じやすいものであった。
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、接合部分の接合力を確保することができる管材接合器、および管材接合方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明においては、コンデンサに一体に設けるリキッドタンクのパイプを第1部材と第２部材とから形成し、第２部材の内周に第１部材を挿入した状態で、管材接合器にて第２部材に対して第１部材の一部をクサビ形に拡大させるとともに、閉塞部材の外周部分を第１部材および第２部材のうちの少なくとも一方の内周部分に挿入した状態で、上記管材接合器を用いて第１部材に対して閉塞部材の一部をクサビ形に拡大させることにより第１部材と第２部材との間、また第１部材および第２部材のうちの少なくとも一方と閉塞部材との間を接合するようにした。
【発明の効果】
【０００７】
よって本発明においては、第１部材と第２部材との接合部分、また第１部材および第２部材のうちの少なくとも一方と閉塞部材と接合部分のそれぞれの保持力を確保するのに、それぞれの接合に同じ管材接合器を用いることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の熱交換器の全体図である。
【図２】実施例１のリキッドタンクの断面図である。
【図３】実施例１の管材接合器のインナーパンチを示す図である。
【図４】実施例１の管材接合器の芯材を示す図である。
【図５】実施例１の管材接合器のインナーパンチガイドを示す図である。
【図６】実施例１の第1部材と第２部材との仮組み方法を示す図である。
【図７】実施例１の第1部材と閉塞部材との仮組み方法を示す図である。
【図８】実施例１のインナーパンチの加工方法について説明する図である。
【図９】実施例２の管材接合器のインナーパンチを示す図である。
【図１０】実施例３の管材接合器のインナーパンチを示す図である。
【図１１】他の実施例の管材接合器のインナーパンチを示す図である。
【図１２】他の実施例の管材接合器のインナーパンチを示す図である。
【図１３】他の実施例の第1部材の内周に管材接合器を挿入した状態を示す図である。
【図１４】他の実施例の第1部材の内周に管材接合器を挿入した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［実施例１］
〔全体構成〕
先ず、全体構成を説明する。
図１は熱交換器１の全体図である。熱交換器１は、左右に所定間隔を置いて配置された一対のタンク２，３と、これら一対のタンク２，３の間に配置されたコンデンサ４と、タンク３に沿って隣接して配置された長尺なリキッドタンク５を有している。
【００１０】
タンク２には気化した高温の冷媒が流入する入力コネクタ６と、コンデンサ４およびリキッドタンク５において液化した低温の冷媒が流出する出力コネクタ７が設けられている。タンク３には、リキッドタンクを保持する保持部材８，９，１０が設けられている。このうち保持部材８，９はタンク３の内部とリキッドタンク５の内部とを連通している。入力コネクタ６から流入した冷媒は、タンク２→コンデンサ４→タンク３→コンデンサ４→タンク２→コンデンサ４→タンク３→リキッドタンク５→タンク３→コンデンサ４→タンク２の順で流れ、出力コネクタ７から流出する。
【００１１】
〔リキッドタンクの構成〕
図２はリキッドタンク５の断面図である。リキッドタンク５は、互いに連結される略円筒状の第１部材１１と略円筒状の第２部材１２で構成される本体１３と、この本体１３の開口両端部を閉塞する略皿状の閉塞部材１４，１５と、本体１３内に収容されるフィルタ１６を有している。
【００１２】
第２部材１２の内径は第1部材１１の外径よりも若干大径に形成されており、第1部材１１の一端を第２部材１２の一端に挿入して一体に形成されている。
【００１３】
第１部材の外周側面は保持部材１０を介してタンク３に固定され、第２部材１２の外周側面は保持部材８と保持部材９を介してタンク３に固定されている。第２部材１２の内部であって、軸方向において保持部材８と保持部材９との間にはフィルタ１６が固定されている。
【００１４】
閉塞部材１４は、円盤状の底部１４ａと、この底部１４ａの外周から起立した環状突起状に形成され、かつ、第1部材１１の開口端部１１ａの内周に挿入して嵌合可能な挿入部１４ｂが形成されている。
【００１５】
閉塞部材１５は、円盤状の底部１５ａと、この底部１５ａの外周から起立した環状突起状に形成され、かつ、第２部材１２の開口端部１２ａの内周に挿入して嵌合可能な挿入部１５ｂが形成されている。
【００１６】
タンク３からリキッドタンク５に流入した冷媒は、フィルタ１６によって濾されて再びタンク３に戻る。リキッドタンク５の上部には気体状の冷媒が貯留し、下部には液体状の冷媒が貯留することとなり、液体状の冷媒のみがタンク３に戻る。すなわち、リキッドタンク５は、リザーバ機能と気液分離機能とを有する。
【００１７】
〔管材接合器の構成〕
熱交換器１の各構成部材は、全てアルミ製、またはアルミやステンレス等を主要材料とする合金製となっている。また、各部材の当接した接合部同士のうちの少なくとも一方にはブレージングシートから構成され、又は予めフラックスを塗布や貼付したろう材が成形されている。熱交換器１の各構成部材は一体に仮組みがなされた後に、炉で焼かれることでろう付けがなされる。
【００１８】
リキッドタンク５は、第1部材１１と第２部材１２、第1部材１１と閉塞部材１４、第２部材１２と閉塞部材１５を一体に仮組みする必要がある。以下では、第1部材１１、第２部材１２および閉塞部材１４，１５を仮組みする際に使用する管材接合器２０について説明する。
【００１９】
図３は管材接合器２０のインナーパンチ２１を示す図であり、図３（ａ）はインナーパンチ２１の軸方向の側面図、図３（ｂ）はインナーパンチの径方向の側面図である。インナーパンチ２１は全体が略円筒形に形成されている。インナーパンチ２１は管材の内部に挿入される挿入部２２と、挿入部２２の一端側に挿入部２２より大径に形成された大径部２３と、挿入部２２の他端側に周方向に８つに分割された縮径部２４とを有している。
【００２０】
縮径部２４は先端に向かうにつれて、曲げ加工により縮径するようになっている。また縮径部２４は周方向に分割されているため、内周側から外周側へ押圧されることにより拡径可能となっている。また縮径部２４は曲げ加工されているため復元力があり、押圧力が作用しなくなると縮径部２４自身の復元力で再び縮径するようになっている。縮径部２４の外周先端部にはクサビ状の凸部２５が周方向に形成されている。またインナーパンチ２１には軸方向に貫通孔２６が形成されており、この貫通孔２６の凸部２５側は先端に向かって縮径するように形成され、軸方向の凸部２５付近に小径部２７が形成されている。クサビ状の凸部２５の形状は、いわゆる断面が略三角状であり、インナーパンチ２１の外径方向に追従して先細りの略V字形である。
【００２１】
図４は管材接合器２０の芯材２８を示す図である。芯材２８は一端側に向かって縮径するように形成され、芯材２８の一端部はインナーパンチ２１の小径部２７よりも大径に形成されている。
芯材２８がインナーパンチ２１の貫通孔２６を縮径部２４側に摺動すると、芯材２８の一端部がインナーパンチ２１の小径部２７に挿入されて、縮径部２４を内周側から外周側へ押圧して拡径させる。芯材２８がインナーパンチ２１の貫通孔２６を縮径部２４と反対側に摺動すると、芯材２８は小径部２７から抜かれて、縮径部２４は再び縮径する。
【００２２】
図５は管材接合器２０のインナーパンチガイド２９を示す図であり、図５（ａ）はインナーパンチガイド２９の軸方向の側面図、図５（ｂ）はインナーパンチガイド２９の径方向の側面図である。インナーパンチガイド２９の内周はインナーパンチ２１の挿入部２２の外周径よりも大径であり、またインナーパンチガイド２９の外周はインナーパンチ２１の大径部２３よりも大径に形成されている。またインナーパンチガイド２９の軸方向の厚さは、後述する図６（ｂ）のようにインナーパンチ２１を第１部材１１に挿入したときに、第１部材１１と第２部材１２の接合部分に凸部２５が位置するように形成される。
【００２３】
〔リキッドタンクの仮組み方法〕
図6は第1部材１１と第２部材１２との仮組み方法を示す図である。まず図６（ａ）に示すように、インナーパンチ２１の貫通孔２６に芯材２８を挿入し、インナーパンチガイド２９の内周にインナーパンチ２１を挿入する。このとき、芯材２８はインナーパンチ２１の小径部２７の手前まで挿入するようにする。
【００２４】
次に図６（ｂ）に示すように、図６（ａ）のようにセットした管材接合器２０を第１部材１１の他端側から挿入する。このとき、第１部材１１にインナーパンチガイド２９が係止され、またインナーパンチガイド２９にインナーパンチ２１の大径部２３が係止されて、凸部２５が第１部材１１と第２部材１２の接合部分に位置することとなる。
【００２５】
次に図６（ｃ）に示すように、芯材２８を前進させてインナーパンチ２１の小径部２７に芯材２８の先端部を挿入する。このとき芯材２８は、インナーパンチ２１の縮径部２４を拡径し、縮径部２４先端の凸部２５が第１部材１１の内周の一部を拡径することにより、第１部材１１の外周側に膨出して形成された突起が第２部材１２の内周側に埋没されて接合する。
【００２６】
図７は第1部材１１と閉塞部材１４との仮組み方法を示す図である。まず図７（ａ）に示すように、インナーパンチ２１の貫通孔２６に芯材２８を挿入し、インナーパンチガイド２９の内周にインナーパンチ２１を挿入する。このとき、芯材２８はインナーパンチ２１の小径部２７の手前まで挿入するようにする。
【００２７】
次に図７（ｂ）に示すように、図７（ａ）のようにセットした管材接合器２０を閉塞部材１４の開口部に挿入した状態で、閉塞部材１４を第１部材１１の開口端部１１ａに挿入する。
【００２８】
次に図７（ｃ）に示すように、芯材２８を前進させてインナーパンチ２１の小径部２７に芯材２８の先端部を挿入する。このとき芯材２８は、インナーパンチ２１の縮径部２４を拡径し、縮径部２４先端の凸部２５が閉塞部材１４の挿入部１４ｂの内周の一部を拡径することにより、第１部材１１と閉塞部材１４とを接合する。
第２部材１２と閉塞部材１５との接合も上記と同様に行う。
【００３０】
〔インナーパンチの加工方法〕
図８はインナーパンチ２１の加工方法について説明する図であり、図８（ａ）〜（ｄ）は各工程の軸方向側面図および径方向側面図を表す。まず図８（ａ）に示すように、円筒状の部材に孔開け加工を行い、貫通孔２６と小径部２７を形成する。
【００３１】
次に図８（ｂ）に示すように、旋盤加工によって円筒部材の外周を加工する。この加工によって、凸部２５、挿入部２２と大径部２３を形成する。
次に図８（ｃ）に示すように、切り欠き加工（ワイヤーカット）によって凸部２５側の端部を加工する。
この加工によって、縮径部２４を形成する。
次に図８（ｄ）に示すように、曲げ加工によって縮径部２４を縮管した後、焼き入れ処理する。これらの加工を経て、インナーパンチ２１を形成する。
【００３２】
〔作用〕
各部材の当接した接合部同士のうちのすくなくとも一方にはブレージングシートから構成され、又は予めフラックスを塗布や貼付したろう材が成形されている。そのため、第１部材１１、第２部材１２および閉塞部材１４，１５を仮組みする際に各部材を圧入してしまうと、ろう材が剥離するおそれがあった。
【００３３】
そこで結合時に外側に配置される部材（例えば第２部材１２）の内径に対して内側に配置される部材（例えば第１部材１１）の外径を小さく形成し、内側に配置される部材を外側に配置される部材に挿入し、内側に配置される部材を拡径することによって両部材を接合するようにすることが考えられる。これにより、ろう材が剥離することなく両部材を接合することができる。しかし通常の拡径接合では、両部材が面で接して十分な接合力を得ることができないおそれがあった。
【００３４】
そこで実施例１では、第１部材１１の内周に挿入される側の一端を縮径して形成した縮径部２４を有するインナーパンチ２１と、インナーパンチ２１を軸方向に貫通する中空部２６と、縮径部２４の外周面に突出したクサビ状の凸部２５と、中空部２６を軸方向に進退自在に摺動し、縮径部２４側に摺動したときに縮径部２４を拡径させる芯材２８と、を設けた。
【００３５】
よって、凸部２５により第１部材１１の第２部材１２との接合部分のうち一部が拡径するため、第１部材１１と第２部材１２との接合力を確保することができる。同じく第１部材１１と閉塞部材１４、第２部材１２と閉塞部材１５との接合力を確保することができる。また、ろう材の剥離を抑制することができる。また縮径部２４はインナーパンチ２１の一端部を縮径して形成しているため、第１部材にインナーパンチ２１を挿入しやすく作業性を向上することができる。
【００３６】
また実施例１では、芯材２８が縮径部２４と反対側に摺動したときに、拡大されていた縮径部２４は縮径するようにした。よって、インナーパンチ２１を第１部材１１や閉塞部材１４，１５から抜きやすく作業性を向上することができる。
【００３７】
また実施例１では、凸部２５を縮径部２４の端部側面に設けた。よって、例えば閉塞部材１４、１５のように深さが浅い部材にインナーパンチ２１を挿入したときに、凸部２５を部材内に挿入することができ、凸部２５によって部材を拡大することができる。
また実施例１では、縮径部２４を焼き入れ処理した。よって、縮径部２４の強度を高くすることができる。
【００３８】
また実施例１では、リキッドタンク５をコンデンサ４と一体に設け、このリキッドタンクのパイプを第1部材１１と第２部材１２とから形成するようにした。よって、コンデンサ４のサイズに合わせてリキッドタンク５の長さを調整することができる。
【００３９】
また実施例１では、縮径部２４を周方向に複数分割した。よって、縮径部２４をスムーズに拡径することが可能となる。また縮径部２４の設けた凸部２５も周方向に分割されるため、ろう付け時に分割された凸部２５の間をろう材が流れることができ、ろう付け後の接合力を高めることができる。
【００４０】
〔効果〕
実施例１の効果について以下に列記する。
【００４１】
（１）第1部材１１の外周に第２部材１２を挿入した状態で、第２部材１２に対して第１部材１１の一部を拡大させることにより第１部材１１と第２部材１２とを接合する管材接合器２０において、第１部材１１の内周に挿入される側の一端を縮径して形成した縮径部２４を有するインナーパンチ２１と、インナーパンチ２１を軸方向に貫通する中空部２６と、縮径部２４の外周面に突出したクサビ状の凸部２５と、中空部２６を軸方向に進退自在に摺動し、縮径部２４側に摺動したときに縮径部２４を拡径させる芯材２８と、を設けた。
よって、凸部２５により第１部材１１の第２部材１２との接合部分のうち一部が拡径するため、第１部材１１と第２部材１２との接合力を確保することができる。同じく第１部材１１と閉塞部材１４、第２部材１２と閉塞部材１５との接合力を確保することができる。また、ろう材の剥離を抑制することができる。また縮径部２４はインナーパンチ２１の一端部を縮径して形成しているため、第１部材１１、閉塞部材１４，１５にインナーパンチ２１を挿入しやすく作業性を向上することができる。
【００４２】
（２）芯材２８が縮径部２４反対側に摺動したときに、拡大されていた縮径部２４は縮径するようにした。
よって、インナーパンチ２１を第１部材１１から抜きやすく作業性を向上することができる。
【００４３】
（３）凸部２５を縮径部２４の端部側面に設けた。
よって、深さが浅い部材にもインナーパンチ２１を挿入したときに、凸部２５を部材内部に挿入することができ、凸部２５により部材を拡大することができる。
【００４４】
（４）縮径部２４を焼き入れ処理した。
よって、縮径部２４の強度を増すことができ、部材の拡大加工を容易に行うことができる。
【００４５】
（５）コンデンサ４に一体に設けるリキッドタンク５のパイプを第1部材１１と第２部材１２とから形成し、第１部材１１の外周に第２部材１２を挿入した状態で、第２部材１２に対して第１部材１１の一部をクサビ形に拡大させることにより第１部材１１と第２部材１２とを接合するようにした。
よって、凸部２５により第１部材１１の第２部材１２との接合部分のうち一部が拡径するため、第１部材１１と第２部材１２との接合力を確保することができる。同じく第１部材１１と閉塞部材１４、第２部材１２と閉塞部材１５との接合力を確保することができる。また、ろう材の剥離を抑制することができる。またコンデンサ４のサイズに合わせてリキッドタンク５の長さを調整することができる。
【００４６】
［実施例２］
次に実施例２の管材接合器２０について説明する。実施例１と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。実施例１の管材接合器２０はインナーパンチ２１の凸部２５を一列に設けていたが、実施例２の管材接合器２０はインナーパンチ２１の凸部２５に隣接し、並行して第２凸部３２を平行に設け複数とした点で実施例１と異なる。
【００４７】
図９は管材接合器２０のインナーパンチ２１を示す図であり、図９（ａ）はインナーパンチ２１の軸方向の側面図、図９（ｂ）はインナーパンチの径方向の側面図である。図９に示すように、インナーパンチ２１の軸心に対して長手方向と直交して配置され、縮径部の先端部側面に凸部２５に並行して第２凸部３２が形成されている。
【００４８】
〔作用〕
実施例２の管材接合器２０では、インナーパンチ２１の軸心に対して長手方向と直交して配置され、縮径部の先端部側面に凸部２５に並行して第２凸部３２を形成した。よって、第１部材１１と第２部材１２との接合力を高めることができる。同じく第１部材１１と閉塞部材１４、第２部材１２と閉塞部材１５との接合力を高めることができる。
尚、この実施例２においては、凸部２５と第２凸部３２を形成した例を示したが、第２凸部３２と並行して更に凸部を形成しても良い。
【００４９】
〔効果〕
実施例２の効果について以下に述べる。
【００５０】
（６）インナーパンチ２１の軸心に対して長手方向と直交して配置され、縮径部の先端部側面に凸部２５に並行して第２凸部３２を形成した
よって、第１部材１１と第２部材１２との接合力を高めることができる。同じく第１部材１１と閉塞部材１４、第２部材１２と閉塞部材１５との接合力を高めることができる。
【００５１】
［実施例３］
次に実施例３の管材接合器２０について説明する。実施例１，２と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。実施例１、２の管材接合器２０はインナーパンチ２１の凸部２５を周方向に設けていたが、実施例３の管材接合器２０はインナーパンチ２１の凸部２５を長手方向（軸方向）に設けた点で実施例１，２と異なる。
【００５２】
図１０は管材接合器２０のインナーパンチ２１を示す図であり、図１０（ａ）はインナーパンチ２１の軸方向の側面図、図１０（ｂ）はインナーパンチの径方向の側面図である。図１０に示すように、縮径部２４の外周先端にはクサビ状の凸部２５がインナーパンチ２１の長手方向に長く形成されている。
【００５３】
〔作用〕
実施例３の管材接合器２０では、縮径部２４の外周先端に凸部２５をインナーパンチ２１の長手方向に長く設けた。よって、第１部材１１は凸部２５によって周方向に部分的に拡径されるため、ろう付け時に凸部２５の間をろう材が流れることができ、ろう付け後の接合力を高めることができる。
【００５４】
〔効果〕
実施例３の効果について以下に述べる。
【００５５】
（７）インナーパンチ２１の凸部２５を、インナーパンチ２１の長手方向に長く配置した。
よって、第１部材１１は凸部２５によって周方向に部分的に拡径されるため、ろう付け時に凸部２５の間をろう材が流れることができ、ろう付け後の接合力を高めることができる。
【００５６】
〔他の実施例〕
以上、本発明の管材接合器２０を実施例に基づき説明したが、本発明の具体的な構成は実施例に限定されず、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００５７】
図１１は管材接合器２０のインナーパンチ２１を示す図であり、図１１（ａ）はインナーパンチ２１の軸方向の側面図、図１１（ｂ）はインナーパンチの径方向の側面図である。
実施例１ないし実施例３では縮径部２４を８つに分割しているが、この構成を図１１に示すように、縮径部２４を４つに分割しても良いし、縮径部２４の分割数は特に制限しない。
【００５８】
図１２は管材接合器２０のインナーパンチ２１を示す図であり、図１２（ａ）はインナーパンチ２１の軸方向の側面図、図１２（ｂ）はインナーパンチの径方向の側面図である。
実施例1ないし実施例3ではインナーパンチ２１の全体を略円筒形に形成していたが、図１２に示すように縮径部２４および挿入部２２を略角柱径に形成するようにしても良いし、また断面を楕円形に形成するようにしても良い。これにより、角管材や楕円角材の接合を行うことができる。
【００５９】
図１３は第1部材１１と第２部材１２とを接合するために、第1部材１１の内周に管材接合器２０を挿入した状態を示す図である。
実施例１ないし実施例３では第１部材１１および第２部材１２を案内するガイドを設けていなかったが、図１３に示すように第１部材１１および第２部材１２を案内するパイプガイド３０を設けるようにしても良い。
【００６０】
パイプガイド３０は軸方向に貫通孔を有し、この貫通孔は内周面に第２部材１２を挿入できるように形成されている。第１部材１１と第２部材１２とを接合する際には、パイプガイド３０を第１部材１１と第２部材１２の接合部分に配置し、インナーパンチ２１の縮径部２４を拡径させる。このパイプガイド３０により、第２部材１２の外周の変形を抑制することができる。
【００６１】
図１４は第1部材１１と第２部材１２とを接合するために、第1部材１１の内周に管材接合器２０を挿入した状態を示す図である。
また図１４に示すように、パイプガイド３０に逃げ溝３１を形成するようにしても良い。第１部材１１と第２部材１２とを拡管接合する際に、部材の逃げ部を設けることができ、拡管荷重を低くするとともに、接合力を確保することができる。
【符号の説明】
【００６２】
４    コンデンサ
５    リキッドタンク
１１    第１部材
１２    第２部材
１４    閉塞部材（第１部材）
１５    閉塞部材（第１部材）
２０    管材接合器
２１    インナーパンチ
２４    縮径部
２５    凸部
３２    第２凸部
【図１】
0005574687.tif 000002
【図２】
0005574687.tif 000003
【図３】
0005574687.tif 000004
【図４】
0005574687.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0005574687.tif 000008
【図８】
0005574687.tif 000009
【図９】
0005574687.tif 000010
【図１０】
0005574687.tif 000011
【図１１】
0005574687.tif 000012
【図１２】
0005574687.tif 000013
【図１３】
0005574687.tif 000014
【図１４】
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