JP2019142298A - 車両前部構造とその生産方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】クラッシュボックスの外側端がバンパリンフォースメントの外側端よりも車両幅方向外側に位置する場合に、クラッシュボックスに発生するエッジが衝突バリアに接触することを抑制できる、車両前部構造とその生産方法の提供。【解決手段】アブソーバ50の外側端55が、オブリーク衝突によるクラッシュボックス30の予測変形における外側端34よりも車両幅方向外側に位置している。そのため、オブリーク衝突時にクラッシュボックス30に発生するエッジ36をアブソーバ50で車両前側から覆うことができる。よって、クラッシュボックス30の通常時における外側端33がバンパリンフォースメント40の外側端43よりも車両幅方向外側に位置する場合であっても、オブリーク衝突時にクラッシュボックス30に発生するエッジ36が衝突バリア100と接触してしまうことを抑制できる。【選択図】 図3

Description

本発明は、クラッシュボックスの車両幅方向の外側端がバンパリンフォースメントの車両幅方向の外側端よりも車両幅方向外側に位置する車両前部構造とその生産方法に関する。
特開2015−003653号公報は、フロントサイドメンバの車両前側端部とバンパリンフォースメント(バンパーメンバ)との間にクラッシュボックスを有し、バンパリンフォースメントの車両前側にアブソーバを有する、車両前部構造を開示している。
上記公報開示の構造では、クラッシュボックスの車両幅方向の外側端は、バンパリンフォースメントの車両幅方向の外側端よりも車両幅方向内側に位置している。
しかし、車両によっては、クラッシュボックスの車両幅方向の外側端がバンパリンフォースメントの車両幅方向の外側端よりも車両幅方向外側に位置する場合がある。その場合、衝突バリアからの入力によってクラッシュボックスが潰れてクラッシュボックスに車両幅方向外側に突出するエッジが発生したとき、該エッジをバンパリンフォースメントで覆うことが困難である。その結果、該エッジが衝突バリアと接触するおそれがある。
特開2015−003653号公報
本発明の目的は、クラッシュボックスの車両幅方向の外側端がバンパリンフォースメントの車両幅方向の外側端よりも車両幅方向外側に位置する場合に、クラッシュボックスに発生するエッジが衝突バリアに接触することを抑制できる、車両前部構造とその生産方法を提供することにある。
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
(1) 車両前後方向に延びるフロントサイドメンバの車両前側端部と車両幅方向に延びるバンパリンフォースメントとの間に設けられるクラッシュボックスと、
前記バンパリンフォースメントの車両前側で車両幅方向に延びて設けられるアブソーバと、
を有し、
前記クラッシュボックスの車両幅方向の外側端は、前記バンパリンフォースメントの車両幅方向の外側端よりも車両幅方向外側に位置しており、
前記アブソーバの車両幅方向の外側端は、前記バンパリンフォースメントの車両幅方向の外側端よりも車両幅方向外側に位置している、車両前部構造。
(2) 前記アブソーバの車両幅方向の外側端は、前記クラッシュボックスの車両幅方向の外側端よりも車両幅方向外側に位置している、(1)記載の車両前部構造。
(3) 前記アブソーバの車両幅方向の外側端は、オブリーク衝突による前記クラッシュボックスの予測変形における車両幅方向の外側端よりも車両幅方向外側に位置している、(1)または(2)記載の車両前部構造。
(4) オブリーク衝突によるクラッシュボックスの予測変形における車両幅方向の外側端の位置を求める工程と、
アブソーバの通常時における車両幅方向の外側端がオブリーク衝突によるクラッシュボックスの予測変形における車両幅方向の外側端よりも車両幅方向外側に位置するように、アブソーバの車両幅方向の長さを決定してアブソーバを製作する工程と、
を有する車両前部構造の生産方法。
上記(1)の車両前部構造によれば、アブソーバの外側端がバンパリンフォースメントの外側端よりも車両幅方向外側に位置しているため、アブソーバの外側端がバンパリンフォースメントの外側端と車両幅方向で同じかそれより内側に位置する場合に比べて、クラッシュボックスが潰れてクラッシュボックスに車両幅方向外側に突出するエッジが発生した場合であっても、エッジがアブソーバよりも車両幅方向外側に突出してしまうことを抑制できる。よって、クラッシュボックスの外側端がバンパリンフォースメントの外側端よりも車両幅方向外側に位置する場合であっても、クラッシュボックスに発生するエッジが衝突バリアと接触してしまうことを抑制できる。
上記(2)の車両前部構造によれば、アブソーバの外側端がクラッシュボックスの外側端よりも車両幅方向外側に位置しているため、上記(1)の構造よりもさらに、クラッシュボックスに発生するエッジがアブソーバよりも車両幅方向外側に突出してしまうことを抑制できる。よって、クラッシュボックスに発生するエッジが衝突バリアと接触してしまうことを効果的に抑制できる。
上記(3)の車両前部構造によれば、アブソーバの外側端が、オブリーク衝突によるクラッシュボックスの予測変形における外側端よりも車両幅方向外側に位置しているため、オブリーク衝突時にクラッシュボックスに発生するエッジをアブソーバで車両前側から覆うことができる。よって、オブリーク衝突時にクラッシュボックスに発生するエッジが衝突バリアと接触してしまうことを確実に抑制できる。
上記(4)の車両前部構造の生産方法によれば、アブソーバの通常時における外側端がオブリーク衝突によるクラッシュボックスの予測変形における外側端よりも車両幅方向外側に位置するように、アブソーバの車両幅方向の長さを決定してアブソーバを製作する工程を有する。そのため、オブリーク衝突時にクラッシュボックスが潰れてクラッシュボックスに車両幅方向外側に突出するエッジが発生した場合であっても、エッジをアブソーバで車両前側から覆うことができる。よって、クラッシュボックスの外側端がバンパリンフォースメントの外側端よりも車両幅方向外側に位置する場合であっても、オブリーク衝突時にクラッシュボックスに発生するエッジが衝突バリアと接触してしまうことを確実に抑制できる。
本発明実施例の車両前部構造の概略平面図である。 図1のA部拡大断面図である。 本発明実施例の車両前部構造の、アブソーバの通常時における車両幅方向の外側端がオブリーク衝突によるクラッシュボックスの予測変形における車両幅方向の外側端よりも車両幅方向外側に位置する場合の、部分拡大断面図である。
以下に、図面を参照して、本発明実施例の車両前部構造とその生産方法を説明する。なお、図中FRは車両前側を示し、OUTは車両幅方向外側を示す。
本発明実施例の車両前部構造10は、図1に示すように、フロントサイドメンバ20と、クラッシュボックス30と、バンパリンフォースメント40と、アブソーバ50と、を有する。
フロントサイドメンバ20は、車両の左右両側で車両前後方向に延びて設けられている。フロントサイドメンバ20は、延び方向と直交する断面形状(横断面形状)が矩形などの閉断面形状とされた車両の骨格部材である。
クラッシュボックス30は、オブリーク衝突などの斜突を含む車両前方からの衝突時に、軸方向である車両前後方向に圧縮変形して(潰れて)エネルギーを吸収するために設けられている。なお、オブリーク衝突とは、米国のNHTSA(National Highway Traffic Safety Administration)にて規定される斜め衝突(衝突バリア100との車両幅方向のラップ量が35%で衝突バリア100との相対角度が15°であり相対速度90km/hでの衝突)のことである。クラッシュボックス30は、フロントサイドメンバ20の車両前側端部21に接続されている。クラッシュボックス30は、フロントサイドメンバ20の車両前側端部21とバンパリンフォースメント40との間に配置されている。クラッシュボックス30は、ボックス本体31と、ボックス本体31の車両前側端部に設けられる前側プレート32と、を有する。
ボックス本体31は、車両前後方向を軸方向として延びて設けられており、延び方向と直交する断面形状(横断面形状)が閉断面形状とされている。ボックス本体31の横断面形状は、矩形であってもよく、八角形等の多角形であってもよい。ボックス本体31は、ボックス上壁31aと、ボックス上壁31aの車両幅方向外側端部から下方に延びるボックス外側壁31bと、ボックス上壁31aの車両幅方向内側端部から下方に延びるボックス内側壁31cと、ボックス外側壁31bとボックス内側壁31cの下端部同士をつなぐボックス下壁(図示略)と、を有する。
ボックス本体31には、車両前後方向に軸圧縮変形しやすくするために、複数の凹状ビード31eが形成されている。複数の凹状ビード31eは、車両前後方向および車両幅方向に間隔をおいて形成されている。
ボックス本体31は、車両後側端部で、直接または少なくとも1枚の図示略のプレートを介して、フロントサイドメンバ20の車両前側端部21に固定して取付けられている。ボックス本体31とフロントサイドメンバ20との固定は、溶接によるものであってもよく、図示略のボルトを用いた結合によるものであってもよい。
前側プレート32は、ボックス本体31の車両前側端部に溶接等により接合されている。前側プレート32は、ボックス本体31の軸方向(車両前後方向)から見たときにボックス本体31よりも大きい形状を有しており、ボックス本体31を車両前側から覆うことができるようになっている。そのため、前側プレート32の車両幅方向の外側端部は、ボックス本体31よりも車両幅方向外側に位置しており、前側プレート32の車両幅方向の内側端部は、ボックス本体31よりも車両幅方向内側に位置している。
図2に示すように、前側プレート32の車両後側面32bには、ウエルドナット70が接合されている。ウエルドナット70は、たとえば、プロジェクション溶接等でウエルドナット70に形成された突起(図示略)を圧潰して溶接することで、前側プレート32に接合される。前側プレート32は、ウエルドナット70が接合された状態で、直接または図示略の別部材を介してバンパリンフォースメント40の後側壁41に、ボルト71をナット70に螺合させることで固定して取付けられている。
前側プレート32の車両幅方向の外側端部には、角がR形状となるようにして車両後側に曲げられた曲げ部32aが形成されている。そして、前側プレート32の曲げ部32aに、衝突時以外である通常時におけるクラッシュボックス30の車両幅方向の外側端33がある。
クラッシュボックス30の外側端33は、バンパリンフォースメント40の通常時における車両幅方向の外側端43よりも車両幅方向外側に位置している。なお、クラッシュボックス30のボックス本体31のボックス外側壁31bも、バンパリンフォースメント40の外側端43よりも車両幅方向外側に位置している。ただし、クラッシュボックス30のボックス本体31のボックス内側壁31cは、バンパリンフォースメント40の外側端43より車両幅方向内側に位置している。すなわち、車両幅方向で、バンパリンフォースメント40の外側端43は、ボックス本体31のボックス外側壁31bとボックス内側壁31cの間にある。
バンパリンフォースメント40は、図1に示すように、車両幅方向に延びて設けられている。バンパリンフォースメント40は、車両幅方向の少なくとも中央にある中央部40aと、中央部40aの車両幅方向両側に位置する幅方向端部40bと、を有する。幅方向端部40bは、車両幅方向外側かつ車両後側に傾斜してまたは湾曲して延びており、中央部40aよりも車両後側に位置している。
バンパリンフォースメント40は、延び方向と直交する断面形状(横断面形状)が車両後側が開放された断面「C」字形状とされている。ただし、バンパリンフォースメント40の横断面形状は、車両後側が開放された断面ハット形状であってもよく、矩形であってもよい。
バンパリンフォースメント40は、図2に示すように、バンパリンフォースメント40の車両後側面を有する後側壁41と、バンパリンフォースメント40の車両前側面を有する前側壁42と、を有する。バンパリンフォースメント40は、幅方向端部40bにおける後側壁41にてクラッシュボックス30の前側プレート32とボルト71を用いて結合されている。バンパリンフォースメント40の前側壁42には、前側壁42を貫通する貫通孔42aが形成されている。
貫通孔42aは、ボルト71の車両前側位置に形成されている。そのため、ボルト71をウエルドナット70に螺合させるときには、貫通孔42aを利用して、ボルト71をウエルドナット70に差し込み図示略の締結工具を用いてウエルドナット70に螺合させることが可能とされている。
アブソーバ50は、樹脂製であり型成形品である。アブソーバ50は、特に限定されるものではないが発泡樹脂材で構成されており、発泡樹脂材はたとえばEPP(expanded polypropylene、発泡ポロプロピレン)である。アブソーバ50は、バンパリンフォースメント40の車両前側で車両幅方向に延びて設けられている。アブソーバ50は、複数部品構成であってもよいが、部品点数削減のために一部品構成とされていることが望ましい。
アブソーバ50は、バンパリンフォースメント40に支持されている。具体的には、アブソーバ50は、車両後側に突出して設けられる少なくとも1つの突起51を、突起51の変形を伴いながらバンパリンフォースメント40の貫通孔42aに車両前側から差し込むことで、バンパリンフォースメント40に支持されている。なお、アブソーバ50の車両前側にはバンパカバー60が近接して配設されており、バンパカバー60によって、突起51が貫通孔42aから抜けてアブソーバ50がバンパリンフォースメント40から脱落してしまうことが抑制されている。アブソーバ50の車両前側面50aは、その車両前側にあるバンパカバー60の車両後側面(裏面)60aと平行またはほぼ平行とされている。
アブソーバ50は、バンパリンフォースメント40の車両幅方向の外側端43よりも車両幅方向内側にある本体部52と、バンパリンフォースメント40の車両幅方向の外側端43よりも車両幅方向外側にある拡幅部53と、を有する。
突起51は、本体部52に設けられており、本体部52の車両後側面52aから車両後側に突出して設けられている。本体部52は、車両前後方向でバンパリンフォースメント40とバンパカバー60との間のスペースのほぼ全体を埋めるようにして設けられている。
拡幅部53は、本体部52の車両幅方向の両外側に設けられている。拡幅部53は、バンパリンフォースメント40より車両幅方向外側にあるクラッシュボックス30の前側プレート32部分と、バンパカバー60との間の車両前後方向スペースの、ほぼ全体を埋めるようにして設けられている。拡幅部53は、内部に空隙を有さず表面に凹部を有さない中実に形成されている。これは、衝突バリア100からの入力によりアブソーバ50が車両後側に押されたときに拡幅部53が破断することを抑制するためである。つまり、内部に空隙等があるとその周りが薄肉になり拡幅部53が破断しやすくなるが、中実に形成されることで薄肉部分が存在せず拡幅部53の破断が抑制されている。拡幅部53の車両幅方向外側面53aは、アブソーバ50の材料コストを低減するために、車両前側かつ車両幅方向内側に傾斜する傾斜面となっている。
拡幅部53は、車両後側に膨出する膨出部54を有する。膨出部54は、クラッシュボックス30の前側プレート32に接近する方向に膨出している。膨出部54の車両後側面54aは、車両前後方向で、バンパリンフォースメント40の幅方向端部40bにおける後側壁41と、ほぼ同じ位置にある。膨出部54の車両後側面54aは、クラッシュボックス30の前側プレート32の車両前側面32cと平行またはほぼ平行とされている。膨出部54の車両後側面54aの車両幅方向内側部分54a1は、クラッシュボックス30の外側端33よりも車両幅方向内側にあり、クラッシュボックス30の前側プレート32に車両前側から対向している。膨出部54の車両後側面54aの車両幅方向外側部分54a2は、クラッシュボックス30の外側端33よりも車両幅方向外側にあり、クラッシュボックス30の前側プレート32に車両前側から対向していない。
膨出部54の車両幅方向内側面54bは、バンパリンフォースメント40に車両幅方向外側から対向する位置にある。膨出部54の車両幅方向内側面54bとバンパリンフォースメント40との間には、隙間Sが設けられている。隙間Sは、バンパリンフォースメント40とアブソーバ50の車両幅方向における製造誤差を吸収するために設けられている。隙間Sが設けられているため、バンパリンフォースメント40とアブソーバ50に製造誤差があっても、該製造誤差を隙間Sで吸収でき、膨出部54がバンパリンフォースメント40に干渉することなくアブソーバ50をバンパリンフォースメント40に組付けることができるようになっている。
アブソーバ50の通常時における車両幅方向の外側端55は、拡幅部53に存在している。アブソーバ50の外側端55は、バンパリンフォースメント40の外側端43よりも車両幅方向外側に位置している。さらに、アブソーバ50の外側端55は、クラッシュボックス30の外側端33よりも車両幅方向外側に位置している。
オブリーク衝突時、バンパカバー60が衝突バリア100によって車両後側に押され、押されたバンパカバー60によりアブソーバ50が車両後側に押される。そのため、(i)アブソーバ50の本体部52がバンパリンフォースメント40とバンパカバー60との間で圧縮変形されるとともに、衝突バリア100からの荷重がアブソーバ50とバンパリンフォースメント40を介してクラッシュボックス30に伝わる。また、(ii)アブソーバ50の拡幅部53がバンパリンフォースメント40より車両幅方向外側でクラッシュボックス30の前側プレート32とバンパカバー60との間で圧縮変形されるとともに、衝突バリア100からの荷重がアブソーバ50を介してクラッシュボックス30に伝わる。その結果、クラッシュボックス30が圧縮変形する(潰れる)。
図3に示すように、クラッシュボックス30が、オブリーク衝突によって圧縮変形したとき(潰れたとき)、ボックス外側壁31bに車両幅方向外側に突出するエッジ36が発生することがある。そして、エッジ36の先端が、通常時におけるクラッシュボックス30の外側端33の位置よりも車両幅方向外側に位置してクラッシュボックス30の外側端となることがある。
そこで、オブリーク衝突によるクラッシュボックス30の予測変形における車両幅方向の外側端34の位置(エッジ36の先端位置)よりも、アブソーバ50の通常時における外側端55が車両幅方向外側に位置するように、アブソーバ50の車両幅方向の長さが設定されて製作されていることが望ましい。なお、オブリーク衝突によるクラッシュボックス30の予測変形における車両幅方向の外側端34は、コンピュータを用いて予測(CAE予測)されていてもよく、1回以上の衝突試験を行うことで予測されていてもよく、これらの両方で予測されていてもよい。なお、誤差を考慮に入れて、アブソーバ50の外側端55は、オブリーク衝突によるクラッシュボックス30の予測変形における車両幅方向の外側端34位置よりも、たとえば8mm以上車両幅方向外側とされていることが望ましい。
すなわち、車両前部構造10の生産方法は、
(i)オブリーク衝突によるクラッシュボックス30の予測変形における車両幅方向の外側端34の位置を求める工程と、
(ii)アブソーバ50の通常時における車両幅方向の外側端55がオブリーク衝突によるクラッシュボックス30の予測変形における車両幅方向の外側端34よりも車両幅方向外側に位置するように、アブソーバ50の車両幅方向の長さを決定してアブソーバ50を製作する工程と、
を有する。
そして、上記(i)、(ii)の工程をこの順に経て製作されたアブソーバ50がバンパリンフォースメント40に組付けられる。よって、車両前部構造10の生産方法は、上記(ii)の工程の後に、アブソーバ50をバンパリンフォースメント40に組付ける工程(車両に組付ける工程)を有する。
つぎに、本発明実施例の作用、効果を有する。
(A)アブソーバ50の外側端55がバンパリンフォースメント40の外側端43よりも車両幅方向外側に位置しているため、アブソーバ50の外側端55がバンパリンフォースメント40の外側端43と車両幅方向で同じかそれより内側に位置する場合に比べて、クラッシュボックス30が潰れてクラッシュボックス30に車両幅方向外側に突出するエッジ36が発生した場合であっても、エッジ36がアブソーバ50よりも車両幅方向外側に突出してしまうことを抑制できる。よって、クラッシュボックス30の通常時における外側端33がバンパリンフォースメント40の外側端43よりも車両幅方向外側に位置する場合であっても、クラッシュボックス30に発生するエッジ36が衝突バリア100(衝突バリア100のフェイシングシート110)と接触してしまうことを抑制できる。
(B)アブソーバ50の外側端55がクラッシュボックス30の通常時における外側端33よりも車両幅方向外側に位置しているため、上記(A)の場合よりもさらに、クラッシュボックス30に発生するエッジ36がアブソーバ50よりも車両幅方向外側に突出してしまうことを抑制できる。よって、クラッシュボックス30に発生するエッジ36が衝突バリア100と接触してしまうことを効果的に抑制できる。
(C)アブソーバ50の外側端55が、オブリーク衝突によるクラッシュボックス30の予測変形における外側端34よりも車両幅方向外側に位置しているため、オブリーク衝突時にクラッシュボックス30に発生するエッジ36をアブソーバ50で車両前側から覆うことができる。よって、オブリーク衝突時にクラッシュボックス30に発生するエッジ36が衝突バリア100と接触してしまうことを確実に抑制できる。
(D)前側プレート32の車両幅方向の外側端部に、角がR形状となるようにして車両後側に曲げられた曲げ部32aが形成されているため、衝突バリア100からの入力によりアブソーバ50が車両後側に押されてクラッシュボックス30の前側プレート32に接触したときに、前側プレート32の車両幅方向外側端部によってアブソーバ50が破断することを抑制できる。
(E)アブソーバ50の膨出部54の車両後側面54aが、クラッシュボックス30の前側プレート32の車両前側面32cと平行またはほぼ平行とされているため、衝突バリア100からの入力によりアブソーバ50が車両後側に押されて前側プレート32に接触するときに、アブソーバ50を前側プレート32に面接触させることができる。よって、前側プレート32からアブソーバ50にかかる応力を分散でき、アブソーバ50が前側プレート32により破断することを抑制できる。
(F)クラッシュボックス30に発生するエッジ36が衝突バリア100に接触することを、アブソーバ50にて抑制しているため、バンパリンフォースメント40の車両幅方向長さを長くしてバンパリンフォースメント40で抑制する場合に比べて、車両前部構造10の軽量化を図ることができる。
(G)本発明実施例の生産方法では、アブソーバ50の通常時における外側端55がオブリーク衝突によるクラッシュボックス30の予測変形における外側端34よりも車両幅方向外側に位置するように、アブソーバ50の車両幅方向の長さを決定してアブソーバ50を製作する工程を有する。そのため、オブリーク衝突時にクラッシュボックス30が潰れてクラッシュボックス30に車両幅方向外側に突出するエッジ36が発生した場合であっても、エッジ36をアブソーバ50で車両前側から覆うことができる。よって、クラッシュボックス30の通常時における外側端33がバンパリンフォースメント40の外側端43よりも車両幅方向外側に位置する場合であっても、オブリーク衝突時にクラッシュボックス30に発生するエッジ36が衝突バリア100と接触してしまうことを確実に抑制できる。
10 車両前部構造
20 フロントサイドメンバ
21 フロントサイドメンバの車両前側端部
30 クラッシュボックス
31 ボックス本体
31a ボックス上壁
31b ボックス外側壁
31c ボックス内側壁
32 前側プレート
32a 曲げ部
33 通常時におけるクラッシュボックスの車両幅方向の外側端
34 オブリーク衝突によるクラッシュボックスの予測変形における車両幅方向の外側端
36 エッジ
40 バンパリンフォースメント
40a 中央部
40b 幅方向端部
43 バンパリンフォースメントの通常時における車両幅方向の外側端
50 アブソーバ
51 突起
52 本体部
53 拡幅部
54 膨出部
55 アブソーバの通常時における車両幅方向の外側端
54a 膨出部の車両後側面
60 バンパカバー
100 衝突バリア
110 衝突バリアのフェイシングシート

Claims (4)

  1. 車両前後方向に延びるフロントサイドメンバの車両前側端部と車両幅方向に延びるバンパリンフォースメントとの間に設けられるクラッシュボックスと、
    前記バンパリンフォースメントの車両前側で車両幅方向に延びて設けられるアブソーバと、
    を有し、
    前記クラッシュボックスの車両幅方向の外側端は、前記バンパリンフォースメントの車両幅方向の外側端よりも車両幅方向外側に位置しており、
    前記アブソーバの車両幅方向の外側端は、前記バンパリンフォースメントの車両幅方向の外側端よりも車両幅方向外側に位置している、車両前部構造。
  2. 前記アブソーバの車両幅方向の外側端は、前記クラッシュボックスの車両幅方向の外側端よりも車両幅方向外側に位置している、請求項1記載の車両前部構造。
  3. 前記アブソーバの車両幅方向の外側端は、オブリーク衝突による前記クラッシュボックスの予測変形における車両幅方向の外側端よりも車両幅方向外側に位置している、請求項1または請求項2記載の車両前部構造。
  4. オブリーク衝突によるクラッシュボックスの予測変形における車両幅方向の外側端の位置を求める工程と、
    アブソーバの通常時における車両幅方向の外側端がオブリーク衝突によるクラッシュボックスの予測変形における車両幅方向の外側端よりも車両幅方向外側に位置するように、アブソーバの車両幅方向の長さを決定してアブソーバを製作する工程と、
    を有する車両前部構造の生産方法。
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