(57)【要約】【課題】液体ダンパには限らないが、往復動作する作動軸とケーシングとの間の液漏れを信頼性高く防止するシール構造を提供する。【解決手段】作動軸１２が開口部１０Ｈを通して液体の入ったケーシング１０の中を往復動し、漏れ出る液体をシールする軟質部材のシール部材１８を設けており、該シール部材は作動軸の挿通する挿通孔１８Ｈが設けられており、該挿通孔の孔壁には突出した山形断面形状の環状凸部１８Ａ，１８Ｂを複数設けており、環状凸部の内径は前記作動軸の外径よりも小さく、内方側斜面Ｋ１は外方側斜面Ｋ２よりも大きな傾斜角度を成しており、環状凸部の設けられているシール領域部１８Ｊは、その肉厚を環状凸部の設けられていない領域の肉厚よりも薄くして作動軸の僅かな横振れに追随変形できるよう構成する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に液体を入れたケーシング（１０）に開口部（１０Ｈ）を設けており、作動軸（１２）が前記開口部を通してケーシングの中を往復動する構造であり、
ケーシング内から作動軸と前記開口部との間を通って外部に漏れ出る液体をシールする軟質部材のシール部材（１８）を設けており、
該シール部材は前記作動軸が挿通し、該作動軸の外径よりも大きな径の挿通孔（１８Ｈ）が設けられており、
該挿通孔の孔壁には、該挿通孔の中心軸線に向かって突出した山形断面形状の環状凸部（１８Ａ，１８Ｂ）を前記中心軸線に沿って複数設けており、
前記環状凸部の内径は前記作動軸の外径よりも小さく、
前記山形断面形状のケーシング内方側斜面（Ｋ１）は、外方側斜面（Ｋ２）よりも前記中心軸線に対して大きな傾斜角度を成しており、
前記環状凸部の設けられているシール領域部（１８Ｊ）は、その肉厚を環状凸部の設けられていない領域の肉厚よりも薄くして作動軸の僅かな横振れに追随変形できる
ことを特徴とする往復動作する作動軸のシール構造。
【請求項２】
前記環状凸部は挿通孔のケーシング室側に偏奇して設けられており、シール部材のケーシング室側端部には、前記中心軸線を中心とした環状の溝（１８Ｍ）を設けており、この環状溝の存在により、環状凸部の設けられているシール領域部（１８Ｊ）の肉厚を、環状凸部の設けられていない領域の肉厚よりも薄くして、シール領域部が作動軸の僅かな横振れに追随変形できる請求項１記載の往復動作する作動軸のシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を入れたケーシングに対して往復動作する作動軸のシール構造に関する。所定時間中に亘って常時往復動作するものよりも、単発的に往復動作するもの、例えば、キャビネットの抽斗収納における緩衝用や、ドアクローザー等に向いている。
【背景技術】
【０００２】
各種分野に利用されている液体ダンパ等においては、ケーシングと作動軸とが相対移動するため、動作時にケーシング内の液体が漏れ出ることがあり、これをシールする必要がある。下記の特許文献１に液体ダンパの例がある。ドアクローザーに利用しており、ドアを開ける場合は抵抗が小さくなって軽く開けられるが、閉める際には、衝撃的に閉まらないように抵抗を大きくしてゆっくりと閉める工夫をし、閉塞終端では、抵抗を小さくして確実に閉鎖できるように工夫している。この文献にもシール部材が図示されている。また、車両用のフロントフォークとして利用できる油圧緩衝器が下記特許文献２に開示されている。こうした機器のピストン体の外周にシールリングが装着されている。
【特許文献１】特開２００３−１９３７４０号公報
【特許文献２】特開２００２−１９５３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の解決しようとする課題は、上記文献等のシール構造とは異なる構造により、液体ダンパには限らないが、往復動作する作動軸とケーシングとの間の液漏れを、信頼性高く防止するシール構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の発明では、内部に液体を入れたケーシングに開口部を設けており、作動軸が前記開口部を通してケーシングの中を往復動する構造であり、ケーシング内から作動軸と前記開口部との間を通って外部に漏れ出る液体をシールする軟質部材のシール部材を設けており、該シール部材は前記作動軸が挿通し、該作動軸の外径よりも大きな径の挿通孔が設けられており、該挿通孔の孔壁には、該挿通孔の中心軸線に向かって突出した山形断面形状の環状凸部を前記中心軸線に沿って複数設けており、前記環状凸部の内径は前記作動軸の外径よりも小さく、前記山形断面形状のケーシング内方側斜面は、外方側斜面よりも前記中心軸線に対して大きな傾斜角度を成しており、前記環状凸部の設けられているシール領域部は、その肉厚を環状凸部の設けられていない領域の肉厚よりも薄くして作動軸の僅かな横振れに追随変形できることを特徴とする往復動作する作動軸のシール構造を提供する。
【０００５】
第２の発明では、第１の発明の前記環状凸部は挿通孔のケーシング室側に偏奇して設けられており、シール部材のケーシング室側端部には、前記中心軸線を中心とした環状の溝を設けており、この環状溝の存在により、環状凸部の設けられているシール領域部（１８Ｊ）の肉厚を、環状凸部の設けられていない領域の肉厚よりも薄くして、シール領域部が作動軸の僅かな横振れに追随変形できるよう構成する。
【発明の効果】
【０００６】
第１発明では、環状凸部の山形断面形状のケーシング内方側斜面が、外方側斜面よりも傾斜角度が大きいため、作動軸がケーシングから引き出される際に、その表面に付着した液体を扱き取ることが容易になる。それでも扱き取られないで付着したままで作動軸表面に残った液体は、再び作動軸がケーシング内に進入する際には、環状凸部の前記外方側斜面の傾斜角度が相対的に小さいため、それだけ扱き取られ難く、ケーシング内に戻って行く割合が多くなる。こうした環状凸部が複数個設けてあるため、更にシール効果が高くなる。更には、作動軸はケーシングに設けた開口部に対して挿通するが、往復動作をするため、この開口部と作動軸との間に僅かな隙間を設けることは避けられない。従って、作動軸の往復動作の際に、その隙間分の僅かな横振れが発生する。然しながら、本願のシール部材のシール領域部は、その肉厚が環状凸部の設けられていない領域の肉厚よりも薄く構成されていて、前記の横振れに追随できるため、複数の環状凸部によるシール効果が保持できる。
【０００７】
第２発明では、第１発明のシール部材の形態を限定したものであり、環状溝を設けることでシール領域部の適宜な薄肉化を図っており、作用効果は同様である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本発明に係るシール構造を使用し、ピストン・シリンダ機構と類似の液体ダンパの全体構造を部分省略断面による平面図で示し、図４はその要部拡大図である。円筒又は円柱の作動軸を透視状態で描いている部分もあり、後述の図２、図３においても同様である。この場合のシリンダに相当するケーシング１０は、矢視線Ｇ−Ｇによる図７に２点鎖線で示すように横断面が矩形状であり、内壁面１０Ａを規定するケーシングの室内径寸法は、作動軸１２の作動範囲内における長手方向位置に拘わらず一定である。ケーシング１０の内壁横断面形状は、図７に示すように矩形の角部を丸め、矩形の各辺に僅かな曲率を持たせた形状（こうした形状も矩形状という）であるが、特に角部を丸めたのは、内部のオイル圧力による角部への応力集中によってケーシングが破損することを防止するためである。
【０００９】
ケーシング１０に作動軸１２が挿入されており、後方（図１の左側）への進入、前方（図１の右側）への後退を可能に構成されている。部材１８は密封のためのシール部材である。作動軸１２の後方部の所定位置に、Ｅリング等の部材１２Ｂに挟持されて矩形状の板部材からなる定位置部材２２が定位置に保持されている。その外径は、ケーシング内径よりも小さく、壁面１０Ａに対して隙間を生じる。この定位置部材２２は、例えばポリアセタール等、通常硬さを有して構造材として使用できる合成樹脂材や金属で形成できる。部材２２の後方所定位置であって、作動軸の後端大径部１２Ａとの間の作動軸上を移動できる移動部材２３が配設されている。この例では、移動部材２３は、２つの矩形板状の部材２４，２６で構成している。
【００１０】
板状の柔軟部材２４は、ケーシング内壁１０Ａに液密状に当接しつつ摺動可能に、径方向に弾力性を有して変形可能な柔軟性のある材料（軟質材料）で形成する。例えば、耐油性ゴムで形成する。特に、熱可塑性樹脂と同じ射出成形方法を用いた熱可塑性タイプのポリウレタン樹脂（ＴＰＵ）やその他のポリウレタン樹脂（ＰＵ）がよい。硬度では、ＪＩＳ  Ａ７０度〜１００度の範囲のものが適切である。この外径はケーシング内壁に対して隙間なく液密状に密接摺動できる寸法にする。従って、矩形状の全周に亘って密接させる。
【００１１】
そのため、柔軟部材２４には、その後面外周近くに、図１〜図６に示されている他、図７に環状状態が図示されている環状溝２４Ｍを設けている。また、図４等に明示しているように、部材２４の外周面２４Ｓを前方向に縮径する円錐状の形状に形成している。この環状溝２４Ｍと円錐状の外周面２４Ｓとの相互作用によって、環状溝近くの外周縁部が変形し易い。従って、この部材２４の外径をケーシング内壁１０Ａの内径よりも適宜寸法大きく形成すれば、液密状態を効果的に保持できる。
【００１２】
更には、部材２４の前面、即ち、部材２２に対面する面には、適宜な肉厚、高さの環状の凸部２４Ｔが形成されている。この凸部は、所定以上の力で部材２２又は該部材２２と一体のＥリング１２Ｂに押圧当接されると押し潰される。
【００１３】
一方、板状の硬質部材２６は、前記定位置部材２２と同様な構造材で形成できる。また、その外径もケーシング内壁よりも小さく、隙間を生じるように形成する。この例では、２つの部材２４，２６を一体化させておらず分離し、硬質部材２６と定位置部材２２との間に柔軟部材２４を配設している。部材２６の左側のケーシング室Ａと部材２２の右側のケーシング室Ｂとの間において、各室のオイルを通すように連通した連通路が形成されている。部材２２には定位置部材連通路２２Ｈが、部材２４には連通路２４Ｈが、部材２６には連通路２６Ｈが、夫々、例えば２個等の適数個設けられている。部材２４と２６の連通路は断面が共に同じ直径の円形ストレート路であり、部材２２のものは断面円形であるが円錐路である。右側室Ｂに向かって縮径している。
【００１４】
この例の場合は矩形状のケーシングであるため、上記各部材２２，２４，２６は作動軸を枢軸として回転しない故、各連通路は常に対応する位置にある。ケーシングが円筒の場合は、各部材が相対回転しないように、例えばキー上を滑るように回転を止める工夫をする必要がある。また、接着等によって部材２４と２６は一体化させてもよい。然しながら、部材２６は作動軸上を移動させず、後端大径部１２Ａに押し当てた定位置に保持する他の定位置部材として構成し、部材２４のみを移動可能にしてもよい。また、別の形態例として、移動可能な部材２６の外周に、ケーシング内壁との隙間を埋めるように、本願例の部材２４と同じ柔軟性のある既述の材料で形成した柔軟部材を固定保持させ、部材２６の前面に凸部２４Ｔを設けてもよい。
【００１５】
この例では、後述する自動引き込み機構使用のために、作動軸を挿通させるようにしてコイルバネ２０が設けられており、作動軸を進入終端位置方向へ付勢する付勢力を有している。
図１は作動軸を進入終端位置から引き出そうとしている図であり、図２は作動軸を最も引き出した位置から所定以上の速度（所定以上の力）で進入させる初期状態の図、図３は図２の状態の後の状態の図を示している。また、図４〜図６は、夫々、図１〜図３に対応する要部の拡大図である。
【００１６】
まず、図２に示すように、作動軸１２を充分に引き出した位置から、進入終端位置方向（図２の左方向）に進入させつつある状態の説明から行う。作動軸１２が左方に移動するため、移動部材２３はオイルの抵抗を受けて定位置部材２２の方に偏寄する。この場合、作動軸の進入速度が所定以上に速いと、左側室Ａのオイルによって受ける流体抵抗（オイル抵抗）が所定以上大きくなり、既述の環状凸部２４Ｔが、この場合Ｅリング１２Ｂの端面に押し付けられて潰れ、部材２４の前面と部材２２の後面とが当接密着状態となる。そうすると、図５に示すように、左側室Ａのオイルが連通路２６Ｈと連通路２４Ｈと定位置部材連通路２２Ｈとが連通した流路のみを通って右側室Ｂの方に流れる。この際に大きなオイル抵抗を呈するように設計している。従って、所定以上に速かった作動軸の進入速度が即時に低減される。
【００１７】
しかし、ケーシング１０の室内後方部であって、作動軸１２が最も後方（内部）に位置した場合の移動部材２３よりも後ろに、多孔性の弾力性ブロック１６が配設されている。ここでは、ケーシング１０の室内最後部に配設されている。配設手法としては、プラスチック製のケース１４に内包されて配設されている。ケース１４の前側壁には適宜な孔が設けられており、弾力性ブロック１６にオイル圧が作用する。この弾力性ブロック１６は発泡性ウレタン等の多孔性のものであり、ケーシング内のオイルは弾力性ブロックの内部には侵入しないでその圧力によって多孔を潰しつつソフトな圧縮と復元が可能となる。内部の多孔の多くが互いに連結されることなく、独立的に存在しているため、オイルが内部に侵入しない。
【００１８】
前術の所定以上に速かった作動軸の進入速度が即時に低減された際の大きなオイル抵抗に対応するオイル圧が前記弾力性ブロック１６に作用する。これにより、弾力性ブロックが圧縮され、薄肉化する。この他、作動軸の進入速度が低減されたため、オイル抵抗が小さくなり、部材２４の環状凸部２４Ｔが押し潰されていたのが復元し、その分、部材２４の前面と部材２２の後面との間に隙間が生じる。この状態が図３、図６に示されている。即ち、図６に現れているように、図５の場合の連通路２６Ｈと連通路２４Ｈと定位置部材連通路２２Ｈとが連通した流路の他に、前記部材２４，２２間の隙間を介する矢印で示す流路が発生する。この流路の増加とオイル圧による弾力性ブロックの薄肉化変形とによって、前記の進入速度の低減直後からソフトな感じで進入するようになる。
【００１９】
また、作動軸１２を前方に引き出した位置から、進入終端位置方向に進入させる場合に、作動軸の進入速度が所定速度よりも遅い場合は、図２の状態を経ることなく図３の状態で進入する。
【００２０】
図１に戻り、作動軸が進入終端位置から引き出される場合、移動部材２３はオイル抵抗によって後端大径部１２Ａに押し付けられる。図４に明示されているが、各連通路を通る流路の他に、部材２２の外周とケーシング内壁１０Ａとの成す隙間と、部材２２の後面と部材２４の前面との間を通る流路が最も大きくなり、オイル抵抗が非常に小さくなる。また、コイルバネ２０による抵抗力が最も小さな状態から引き出される。
【００２１】
オイル抵抗は、図１、図３、図２の順に大きくなる。従って、ケーシング外に出ている作動軸１２の頭部１２Ｈを、例えば、図８で説明するキャビネットに設けた抽斗の自動引き込み装置に対して取り付けていると、引き出す場合（図１）は非常に軽く引き出せ、収納する場合は勢いよく収納しても、自動引き込み装置が作動し始めた際（図２）に、オイル抵抗は最も強い抵抗を呈するが、弾力性ブロック１６の圧縮作用を伴ってソフトな感じにその勢いを緩めると共に、その後（図３）は、強かったオイル抵抗が小さくなるため、コイルバネ２０の付勢力による自動引き込み力で収納できる。
【００２２】
図８は自動引き込み装置の一例を示す図である。例えばキャビネットの抽斗に設けた凸状部３２が係合できる凹部３４Ａを有するスライド部材３４を使用した装置である。例えば、ケーシング１０と同じ幅のレール部材３０の一方の壁面３０Ａと他方の壁面３０Ｂとの間に配設されて長手方向にスライド移動できる。液体ダンパの作動軸１２の頭部１２Ｈを、スライド部材のケーシング側端部に、後述の傾斜を可能にさせるべく回転可能に係合させ、作動軸はスライド部材の長手方向移動に追随して進退する。レール部材３０の前記他方の壁面３０Ｂの適宜位置には係合孔又は係合凹所３０Ｈを形成している。一方、スライド部材３４には、壁面３０Ｂに対面する側に係合凸部３４Ｂを設けている。
【００２３】
更には、前記凹部３４Ａに係合した凸状部３２から受けるスライド部材３４に対する引張力の作用点が、作動軸１２の中心軸線よりも壁面３０Ａ側に偏寄した位置に位置して、図上で右方向（抽斗開放方向）の抽斗移動によって、スライド部材３４には図上で時計回り方向のモーメントＭが生ずる。従って、スライド部材が右方向に移動中は係合凸部３４Ｂは常に壁面３０Ｂを押圧しており、前記係合孔３０Ｈに至ると該係合孔に侵入して係合する。その結果、スライド部材は３４’で示すように傾斜し、凸状部３２は凹部３４Ａとの係合が外れて係合孔の位置にスライド部材を残したまま抽斗を引き出し切るまで右方向に移動する（３２’で示す）。
【００２４】
スライド部材が上記３４’で示す位置に在る場合は、ケーシング１０から作動軸１２が最も引き出された位置に在る。更には、コイルバネ２０が最も圧縮された状態になる。この後、抽斗が収納される場合、抽斗を人の手で押し込むが、その凸状部３２が凹部３４Ａの押し込み終端側壁面（図８における左側壁面）を押すと、今度はスライド部材には図上で反時計方向のモーメントが生じ、係合凸部３４Ｂと係合孔３０Ｈとの係合を解除させる。その後は、抽斗を人が押し込まなくても、既述のコイルバネの付勢力によって自動的に引き込む。抽斗を引き込んだ最終位置では、スライド部材３４は図８の左側に示す位置であり、作動軸は進入終端位置に在る。
【００２５】
上記の機構において、抽斗の引き出し当初では、コイルバネ２０の付勢力は最小であり、既述の、オイル抵抗が図１、図３、図２の順に大きくなることから、最も軽く引き出せる。収納時に勢いをつけて収納することがあるが、この場合において、自動引き込み機構が作動し始めると、図２の状態になるため、オイル抵抗が最も大きく、その勢いのついた抽斗の収納移動を受け止める緩衝作用を果たす。この際、弾力性ブロック１６の作用が加わるため、ソフトな感触で緩衝作用が果たせ、その後は図３の状態になり、オイル抵抗を小さくして、コイルバネ２０の自動引き込み力を生かすことができる。
【００２６】
自動引き込み機構は他の形態のものでもよく、図８の形態に限定されない。また、部材２２に設けた定位置部材連通路２２Ｈは円錐形状としたが、円筒形状としてもよい。作動軸１２を進入させる際（図２、図３）にはオイル抵抗を大きくさせ、後退させる場合（図１）にはできるだけ小さくしたいため、円錐形状としたものである。また、ケーシングは矩形状ではなく、円筒状、その他形状のケーシングを使用してもよい。
【００２７】
既述の如く、液体ダンパの適用形態として、作動軸１２をケーシング１０から突出させる方向（引き出し方向）に付勢手段によって付勢しておけば、これに抽斗等の対象物を連結させなくても、対象物の収納移動の緩衝作用を果たすことができる。
【００２８】
図９はケーシング１０に対して作動軸１２が進退する際、ケーシング内のオイルの漏れを防止するシール部材１８付近の拡大図である。この部材は柔軟部材２４について述べた材料と同じ、即ち、弾力性を有して変形可能な柔軟性のある材料（軟質材料）で形成する。例えば、耐油性ゴムで形成する。特に、熱可塑性樹脂と同じ射出成形方法を用いた熱可塑性タイプのポリウレタン樹脂（ＴＰＵ）やその他のポリウレタン樹脂（ＰＵ）がよい。硬度で表現すれば、ＪＩＳ  Ａ７０度〜１００度の範囲のものが適切である。
【００２９】
環状シール部材１８には、作動軸を挿通させ、作動軸の外径よりも大きな内径の環状の挿通孔１８Ｈが設けられており、該挿通孔の孔壁には、中心側に向かって突出した山形断面形状の２つの環状凸部１８Ａ，１８Ｂが前後に配設されている。これらの環状凸部の内径は作動軸１２の外径よりも小さい。また、ケーシング内方側である後側斜面Ｋ１は、外方斜面である前側斜面Ｋ２に比べて中心軸線に対して大きな傾斜角度を成している。一例として、前者角度θ１は７０度、後者角度θ２は３０度である。作動軸１２が前方に引き出される際に、大きな傾斜角度の後側斜面Ｋ１の作用で作動軸表面に付着したオイルを扱き取ることが容易になる。それでも扱き取られないで作動軸表面に残ったオイルは、次に作動軸がケーシング内に進入する際には、前記後側斜面Ｋ２の傾斜角度が相対的に小さいため、それだけ扱き取られ難く、ケーシング内に戻って行く割合が多くなる。また、こうした環状凸部が２個設けてあるため、更にシール効果が高くなる。
【００３０】
作動軸１２はケーシング１０に設けた断面円形の開口部１０Ｈを挿通するが、前後方向に進退移動（往復動）をするため、この開口部と作動軸の間に僅かな隙間Δが存在することは避けられない。従って、作動軸は、その進退移動の際に、その隙間分の僅かな横振れが発生する。然しながら、本願のシール部材１８は、ケーシング室側端部に環状の溝１８Ｍを設けることによって、環状凸部１８Ａ，１８Ｂの設けられているシール領域部１８Ｊの肉厚が、環状凸部の設けられていない領域（基部）の肉厚よりも薄く構成されていて、環状凸部の設けられているシール領域部１８Ｊが前記の横振れに追随できるため、環状凸部１８Ａ，１８Ｂによるシール効果が保持される。
【００３１】
上記例のシール部材１８は、シール領域部１８Ｊが所定の柔軟性を有するように環状溝１８Ｍを設けているが、この環状溝は、その外側領域部１８Ｋの端面にシール保持部材１９を押し付けてシール部材を保持する構造を採用しているために必要である。しかし、シール部材１８の保持手段を変えれば、環状溝１８Ｍは必要ではなく、例えば、シール部材の外郭形状を２点鎖線１８Ｌで示すようにして前記外側領域部１８Ｋをなくすることも可能である。なお、シール部材１８の外周の環状凸部１８Ｃ，１８Ｄは断面形状が山形であり、ケーシング１０の断面円形の装着孔部１０Ｈ’への圧接保持と、シール部材外周からのオイル漏れを防止するシールのための弾力性押圧部である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、キャビネットの抽斗収納における緩衝用やドアクローザー等の、間欠的に往復動作する作動軸のシール構造として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、本発明に係るシール構造を使用した液体ダンパの部分省略断面による平面図である。
【図２】図２は作動軸を最も引き出した位置から所定以上の速度で進入させた初期状態の平面図である。
【図３】図３は図２の状態の後の状態の図を示す平面図である。
【図４】図４は図１に対応する要部拡大図である。
【図５】図５は図２に対応する要部拡大図である。
【図６】図６は図３に対応する要部拡大図である。
【図７】図７は図１の矢視線Ｇ−Ｇによる柔軟部材とケーシングの図である。
【図８】図８は自動引き込み装置の例示図である。
【図９】図９はシール部材近傍の拡大図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０                        ケーシング
１２                        作動軸
１８                        環状シール部材
１８Ｍ                      環状溝
２２                        定位置部材
２２Ｈ                      定位置部材連通路
２３                        移動部材
２４                        柔軟部材
２４Ｈ                      連通路
２４Ｍ                      環状溝
２４Ｔ                      環状凸部
２６                        硬質部材
２６Ｈ                      連通路
【図１】
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【図２】
2008267493.tif 000004
【図３】
2008267493.tif 000005
【図４】
2008267493.tif 000006
【図５】
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【図６】
2008267493.tif 000008
【図７】
2008267493.tif 000009
【図８】
2008267493.tif 000010
【図９】
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