JP2020152188A - Automobile body - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書が開示する技術は、自動車のボデーに関し、特に、フロントボデーの構造に関する。 The techniques disclosed herein relate to the body of an automobile, especially the structure of the front body.
特許文献1に、自動車のボデーが開示されている。このボデーは、電気自動車用のボデーであり、その前部に位置するフロントボデーには、モータ等を収容するモータルーム(モータコンパートメント)が設けられている。 Patent Document 1 discloses an automobile body. This body is a body for an electric vehicle, and the front body located in front of the body is provided with a motor room (motor compartment) for accommodating a motor or the like.
フロントボデーについては、衝突時のエネルギを吸収すること(いわゆる衝突性能)が求められ、そのための様々な構造が開発されてきた。しかしながら、従来の構造の多くは、エンジンを駆動源とする自動車を前提としている。これに対して、モータを駆動源とする電気自動車では、フロントボデーに搭載される搭載物が比較的に小さいことから、フロントボデーの構造に対する設計自由度も高くなる。そのことから、電気自動車(あるいは、同様にフロントボデーの搭載物が小さい各種の自動車。以下、電気自動車等と称する)では、その設計自由度を活かすことによって、フロントボデーの衝突性能をさらに向上する余地がある。 For the front body, it is required to absorb energy at the time of collision (so-called collision performance), and various structures for that purpose have been developed. However, many conventional structures are premised on an engine-powered vehicle. On the other hand, in an electric vehicle using a motor as a drive source, the load mounted on the front body is relatively small, so that the degree of freedom in designing the structure of the front body is high. Therefore, in electric vehicles (or various vehicles with a small front body mounted; hereinafter referred to as electric vehicles, etc.), the collision performance of the front body is further improved by utilizing the degree of freedom in design. There is room.
以上に基づいて、本明細書は、電気自動車等のボデーに関して、フロントボデーの衝突性能を向上し得る技術を提供する。 Based on the above, the present specification provides a technique capable of improving the collision performance of the front body for a body such as an electric vehicle.
本明細書が開示する自動車のボデーは、車両の前端側で左右方向に延びるバンパリインフォースメントと、バンパリインフォースメントから車両の後方側へ延びる左右一対のクラッシュボックスと、クラッシュボックスの後端にガセットを介して接続されており、ガセットから車両の後方側に延びる左右一対のフロントサイドメンバと、車両の左右方向に延びており、左右一対のガセットを互いに接続するクロスメンバとを備える。フロントサイドメンバの内部には、フロントサイドメンバの長手方向に沿って延びる中間壁が、上下方向の中間位置に設けられている。ガセットは、フロントサイドメンバの前端が挿入された第1筒状部と、クラッシュボックスの後端が挿入された第2筒状部と、クロスメンバの一端が挿入された第3筒状部と、第1筒状部と第2筒状部との間に設けられた複数の補強リブとを有する。複数の補強リブは、上段リブ、中段リブ及び下段リブを含む。中段リブは、上段リブと下段リブとの間に位置するとともに、フロントサイドメンバの中間壁と同じ高さに位置する。 The vehicle body disclosed herein includes a bumper information that extends laterally on the front end of the vehicle, a pair of left and right crash boxes that extend from the bumper infoment to the rear of the vehicle, and a gusset at the rear end of the crash box. It is provided with a pair of left and right front side members extending from the gusset to the rear side of the vehicle and a cross member extending in the left and right direction of the vehicle and connecting the pair of left and right gussets to each other. Inside the front side member, an intermediate wall extending along the longitudinal direction of the front side member is provided at an intermediate position in the vertical direction. The gusset has a first tubular part into which the front end of the front side member is inserted, a second tubular part into which the rear end of the crash box is inserted, and a third tubular part into which one end of the cross member is inserted. It has a plurality of reinforcing ribs provided between the first tubular portion and the second tubular portion. The plurality of reinforcing ribs include an upper rib, a middle rib and a lower rib. The middle rib is located between the upper rib and the lower rib, and is located at the same height as the intermediate wall of the front side member.
前述したように、電気自動車等では、フロントボデーの搭載物が比較的に小さいので、それを収容するためのコンパートメントを、比較的に小さくすることができる。そのことから、上記したボデーでは、コンパートメントの小型化で生じたスペースを利用して、車両の左右方向に延びるクロスメンバが設けられており、左右一対のフロントサイドメンバの各前端が、当該クロスメンバによって互いに接続されている。そして、フロントサイドメンバ、クラッシュボックス及びクロスメンバの三者を互いに接続するガセットには、第1筒状部と第2筒状部との間の変形(即ち、フロントサイドメンバとクラッシュボックスとの間の折れ)を抑制する複数の補強リブが設けられている。特に、複数の補強リブには、少なくとも三つ補強リブが含まれており、そのうちの中段リブについては、フロントサイドメンバの中間壁に合わせて配置されている。これらの組み合わせによると、例えばスモールオーバーラップ衝突のように、一方のフロントサイドメンバのみに大きな荷重が作用し得る状況でも、当該フロントサイドメンバが折れ曲がるように変形することが抑制される。その結果、フロントサイドメンバが、荷重を受け止めながら主に軸圧縮されることになるので、クラッシュボックスやフロントサイドメンバによって、衝突時のエネルギをより多く吸収することができる。 As described above, in an electric vehicle or the like, since the load on the front body is relatively small, the compartment for accommodating the front body can be relatively small. Therefore, in the above-mentioned body, a cross member extending in the left-right direction of the vehicle is provided by utilizing the space created by the miniaturization of the compartment, and each front end of the pair of left and right front side members is the cross member. Are connected to each other by. The gusset that connects the front side member, the crash box, and the cross member to each other has a deformation between the first tubular portion and the second tubular portion (that is, between the front side member and the crash box). A plurality of reinforcing ribs are provided to suppress the breakage. In particular, the plurality of reinforcing ribs include at least three reinforcing ribs, of which the middle ribs are arranged according to the intermediate wall of the front side member. According to these combinations, even in a situation where a large load can be applied to only one front side member, such as a small overlap collision, the front side member is suppressed from being deformed so as to bend. As a result, the front side member is mainly axially compressed while receiving the load, so that the crash box and the front side member can absorb more energy at the time of collision.
本技術の一実施形態において、上段リブは、第1筒状部の上壁部分と同じ高さに位置してもよい。加えて、又は代えて、上段リブは、第2筒状部の上壁部分と同じ高さに位置してもよい。このような構成によると、第1筒状部と第2筒状部との間の曲げ変形に対する強度をさらに高めることができる。 In one embodiment of the present technology, the upper rib may be located at the same height as the upper wall portion of the first tubular portion. In addition, or instead, the upper rib may be located at the same height as the upper wall portion of the second tubular portion. According to such a configuration, the strength against bending deformation between the first tubular portion and the second tubular portion can be further increased.
本技術の一実施形態において、下段リブは、第1筒状部の下壁部分と同じ高さに位置してもよい。加えて、又は代えて、下段リブは、第2筒状部の下壁部分と同じ高さに位置してもよい。このような構成によると、第1筒状部と第2筒状部との間の曲げ変形に対する強度をさらに高めることができる。 In one embodiment of the present technology, the lower rib may be located at the same height as the lower wall portion of the first tubular portion. In addition, or instead, the lower rib may be located at the same height as the lower wall portion of the second tubular portion. According to such a configuration, the strength against bending deformation between the first tubular portion and the second tubular portion can be further increased.
本技術の一実施形態において、ガセットは、第1筒状部と第3筒状部との間に設けられた少なくとも一つの第2補強リブをさらに有してもよい。このような構成によると、第1筒状部と第3筒状部との間の剛性が高まることで、フロントサイドメンバの折れ曲がるような変形をさらに抑制することができる。 In one embodiment of the art, the gusset may further have at least one second reinforcing rib provided between the first tubular portion and the third tubular portion. According to such a configuration, the rigidity between the first tubular portion and the third tubular portion is increased, so that the bending deformation of the front side member can be further suppressed.
本技術の一実施形態において、各々のフロントサイドメンバは、車両の前方へ向かうにつれて左右方向の外側へ変位するように、車両の前後方向に対して角度を成してもよい。このような構成によると、特にスモールオーバーラップ衝突において、フロントサイドメンバの折れ曲がるような変形を効果的に抑制することができる。 In one embodiment of the present technology, each front side member may be angled with respect to the front-rear direction of the vehicle so that it is displaced outward in the left-right direction as it moves toward the front of the vehicle. According to such a configuration, it is possible to effectively suppress bending deformation of the front side member, particularly in a small overlap collision.
本技術の一実施形態において、第2筒状部の横断面積は、第1筒状部の横断面積よりも大きくてもよい。このような構成によると、比較的に大型のクラッシュボックスを採用することができる。なお、このような実施形態では、複数の補強リブを、第1筒状部の側壁部分と第2筒状部の底壁部分との間に設けてもよい。この場合、特に限定されないが、各々の補強リブは、三角形状の板材であって、その一辺が第1筒状部の側壁部分に接合され、他の一辺が第2筒状部の底壁部分に接合されていてもよい。 In one embodiment of the present technology, the cross-sectional area of the second tubular portion may be larger than the cross-sectional area of the first tubular portion. With such a configuration, a relatively large crash box can be adopted. In such an embodiment, a plurality of reinforcing ribs may be provided between the side wall portion of the first tubular portion and the bottom wall portion of the second tubular portion. In this case, although not particularly limited, each reinforcing rib is a triangular plate material, one side of which is joined to the side wall portion of the first tubular portion, and the other side is the bottom wall portion of the second tubular portion. It may be joined to.
本技術の一実施形態において、ガセットは、アルミニウム合金で構成されていてもよく、特に、アルミダイカストであってもよい。なお、ここでいうアルミダイカストとは、型を用いて成形されたアルミニウム合金の鋳造製品を意味する。同様に、バンパリインフォースメント、クラッシュボックス、フロントサイドメンバ及びクロスメンバについても、アルミニウム合金で構成されていてもよい。 In one embodiment of the present technology, the gusset may be made of an aluminum alloy, and in particular, may be die-cast aluminum. The term "aluminum die casting" as used herein means a cast product of an aluminum alloy molded using a mold. Similarly, bumper reinforcements, crash boxes, front side members and cross members may also be made of aluminum alloy.
図面を参照して、実施例のボデー10について説明する。このボデー10は、主に電気自動車へ採用されるボデーであるが、本実施例で説明する構造は、電気自動車への採用に限定されない。図面において、矢印FRは車両の前方を示しており、矢印Wは車両の左右方向を示しており、矢印OUTは左右方向Wの外側を示しており、矢印UPは車両の上方を示している。従って、本明細書における車両の後方(又は、単に後方)とは、矢印FRの反対側を意味し、車両の下方(又は、単に下方)とは、矢印UPの反対側を意味し、左右方向Wの内側とは、矢印OUTの反対側を意味する。
The
本実施例のボデー10は、モノコック構造を有しており、フロントボデー12、センターボデー(図示省略)及びリアボデー(図示省略)を有する。フロントボデー12は、キャビンを構成するセンターボデーの前方に位置しており、衝突時のエネルギを吸収する衝突性能が求められる。また、フロントボデー12には、モータを含むパワーユニット2やラジエター4が搭載され、パワーユニット2を収容するモータコンパートメント14が設けられている。以下では、ボデー10の構造のうち、本技術に係る要部を主に説明し、他の部分の説明については省略する。但し、ボデー10には、公知の構造を様々に採用することができる。
The
図1、図2に示すように、フロントボデー12は、バンパリインフォースメント20を備える。バンパリインフォースメント20は、車両の前端側に位置しており、車両の左右方向Wに延びている。特に限定されないが、本実施例におけるバンパリインフォースメント20は、矩形の横断面を有する中空材であって、アルミニウム合金で構成されている。また、バンパリインフォースメント20の内部には、中間壁20wが設けられている(図3参照)。中間壁20wは、上下方向の中間位置(中央位置に限定されない)に設けられており、バンパリインフォースメント20の長手方向に沿って延びている。バンパリインフォースメント20は、例えば車両の意匠に合わせて、湾曲していてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
フロントボデー12は、左右一対のクラッシュボックス22をさらに備える。クラッシュボックス22は、その前端がバンパリインフォースメント20に接続されており、バンパリインフォースメント20から後方側へ延びている。クラッシュボックス22は、車両の前面衝突時に変形することによって、その衝撃を緩和するとともにエネルギを吸収する。特に限定されないが、本実施例におけるクラッシュボックス22は、矩形の横断面を有しており、アルミニウム合金で構成されている。各々のクラッシュボックス22は、車両の前後方向に対して僅かに傾けられており、後端から前端に向かうにつれて、車両の左右方向Wの外側へ変位している。
The
フロントボデー12は、左右一対のフロントサイドメンバ24をさらに備える。フロントサイドメンバ24は、その前端がガセット30を介してクラッシュボックス22の後端に接続されており、ガセット30から車両の後方側に向けて延びている。フロントサイドメンバ24の後端(図示省略)は、センターボデーのダッシュパネルに直接的又は間接的に接続されている。特に限定されないが、本実施例におけるフロントサイドメンバ24は、矩形の横断面を有する中空材であって、アルミニウム合金で構成されている。また、フロントサイドメンバ24の内部には、中間壁24wが設けられている(図3参照)。中間壁24wは、上下方向の中間位置(中央位置に限定されない)に設けられており、フロントサイドメンバ24の長手方向に沿って延びている。
The
各々のフロントサイドメンバ24は、車両の前後方向に対して平行でもよいし、当該前後方向に対して角度を成してもよい。本実施例におけるフロントサイドメンバ24は、車両の前方FR側へ向かうにつれて左右方向Wの外側へ変位するように、車両の前後方向に対して角度を成している。なお、本実施例のボデー10では、比較的に大型のクラッシュボックス22が採用されており、フロントサイドメンバ24の横断面はクラッシュボックス22の横断面よりも小さい。
Each
フロントボデー12は、クロスメンバ26をさらに備える。クロスメンバ26は、車両の左右方向Wに延びており、左右一対のガセット30を互いに接続している。即ち、クロスメンバ26の左右方向Wの各端は、ガセット30に接続されている。特に限定されないが、本実施例におけるクロスメンバ26は、矩形の横断面を有する中空材であって、アルミニウム合金で構成されている。クロスメンバ26は、モータコンパートメント14の前部を横切って延びている。
The
フロントボデー12は、左右一対のエプロンアッパメンバ28をさらに備える。エプロンアッパメンバ28は、その前端がガセット30に接続されており、ガセット30から上方側へ延びている。エプロンアッパメンバ28の後端(図示省略)は、フロントボデー(例えばフロントピラー)に接続されている。特に限定されないが、本実施例におけるエプロンアッパメンバ28は、矩形の横断面を有する中空材であって、アルミニウム合金で構成されている。
The
図3、図4に示すように、ガセット30は、フロントサイドメンバ24、クラッシュボックス22、クロスメンバ26及びエプロンアッパメンバ28の四者を互い接続している。本実施例におけるガセット30は、アルミダイカストであって、アルミニウム合金で構成されている。ガセット30は、第1筒状部32と第2筒状部34と第3筒状部36と第4筒状部38とを有する。第1筒状部32には、フロントサイドメンバ24の前端が挿入されている。第2筒状部には、クラッシュボックス22の後端が挿入されている。第3筒状部36には、クロスメンバの一端が挿入されている。そして、第4筒状部38には、エプロンアッパメンバ28の前端が挿入されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
四つの筒状部32、34、36、38は、互い異なる方向に延びている。即ち、第1筒状部32は、車両の後方側に向けて延びている。第2筒状部34は、車両の前方FR側に向けて延びている。第3筒状部36は、車両の左右方向Wの内側に向けて延びている。そして、第4筒状部38は、車両の上方UPに向けて延びている。各々の筒状部32、34、36、38は、対応する部材に合わせた横断面を有している。ここで、前述したように、フロントサイドメンバ24の横断面はクラッシュボックス22の横断面よりも小さい。従って、第1筒状部32の横断面は、第2筒状部34の横断面よりも小さい。
The four
図5に示すように、ガセット30は、複数の補強リブ40をさらに備える。複数の補強リブ40は、第1筒状部32と第2筒状部34との間に設けられている。各々の補強リブ40は、三角形状の板状部材であって、その一辺が第1筒状部32の車両外側に位置する側壁部分32cに接合されており、他の一辺が第2筒状部の底壁32eに接合されている。なお、複数の補強リブ40の形状、サイズ及び数については、特に限定されない。
As shown in FIG. 5, the
複数の補強リブ40には、上段リブ40a、中段リブ40b及び下段リブ40cが含まれている。中段リブ40bは、上段リブ40aと下段リブ40cとの間に位置するとともに、フロントサイドメンバ24の中間壁24wと同じ高さに位置している。加えて、上段リブ40aは、第1筒状部32の上壁部分32aと同じ高さに位置しており、かつ、第2筒状部34の上壁部分34aと同じ高さに位置している。一方、下段リブ40cは、第1筒状部32の下壁部分32bと同じ高さに位置しており、かつ、第2筒状部34の下壁部分34bと同じ高さに位置している。なお、上段リブ40a及び下段リブ40cの上下方向の位置については、特に限定されず、適宜変更することができる。
The plurality of reinforcing
図6に示すように、ガセット30は、複数の第2補強リブ42をさらに備える。複数の第2補強リブ42は、第1筒状部32と第3筒状部36との間に設けられている。各々の第2補強リブ42は、特に限定されないが、三角形状の板材である。各々の第2補強リブ42では、その一辺が第1筒状部32の車両内側に位置する側壁部分32dに接合されており、他の一辺が第3筒状部36の車両後方に位置する側壁部分36aに接合されている。
As shown in FIG. 6, the
電気自動車では、フロントボデー12の搭載物が比較的に小さい。従って、それを収容するためのモータコンパートメント14を、比較的に小さくすることができる。そのことから、本実施例のボデー10では、モータコンパートメント14の小型化で生じたスペースを利用して、車両の左右方向Wに延びるクロスメンバ26が設けられている。これにより、左右一対のフロントサイドメンバ24の各前端が、当該クロスメンバ26によって互いに接続されている。そして、フロントサイドメンバ24、クラッシュボックス22及びクロスメンバ26の三者を互いに接続するガセット30には、第1筒状部32と第2筒状部34との間の変形(即ち、フロントサイドメンバ24とクラッシュボックス22との間の折れ)を抑制する複数の補強リブ40が設けられている。特に、複数の補強リブ40には、少なくとも三つ補強リブ40a、40b、40cが含まれており、そのうちの中段リブ40bについては、フロントサイドメンバ24の中間壁24wに合わせて配置されている。
In an electric vehicle, the load on the
これらの組み合わせによって、例えばスモールオーバーラップ衝突のように、一方のフロントサイドメンバ24のみに大きな荷重が作用し得る状況でも、当該フロントサイドメンバ24が折れ曲がるように変形することが抑制される。その結果、フロントサイドメンバ24が、荷重を受け止めながら主に軸圧縮されることになるので、クラッシュボックス22やフロントサイドメンバ24によって、衝突時のエネルギをより多く吸収することができる。
By these combinations, even in a situation where a large load can be applied to only one
本実施例のボデー10では、ガセット30が、第1筒状部32と第3筒状部36との間にも、複数の第2補強リブ42を有している。このような構成によると、第1筒状部32と第3筒状部36との間の剛性が高まることで、フロントサイドメンバ24の折れ曲がるような変形をさらに抑制することができる。ここで、第2補強リブ42の数や形状については特に限定されない。ガセット30には、単一の、あるいは、三つ以上の第2補強リブ42を設けることができる。
In the
本実施例のボデー10では、各々のフロントサイドメンバ24が、車両の前後方向に対して角度を成しており、車両の前方FRへ向かうにつれて、左右方向Wの外側へ変位している。このような構成によると、特にスモールオーバーラップ衝突において、フロントサイドメンバ24の折れ曲がるような変形を、効果的に抑制することができる。ここで、各々のフロントサイドメンバ24が、車両の前後方向に対して成す具体的な角度については、特に限定されない。実験又はシミュレーションを実施することによって、ボデー10の具体的な構造に応じた最適な角度を求めることができる。
In the
本実施例のボデー10では、クロスメンバ26が、左右一対のガセット30の間に設けられており、左右一対のフロントサイドメンバ24の各前端を互いに接続している。これに代えて、クロスメンバ26の位置を車両の後方へ移動させ、左右一対のフロントサイドメンバ24の各中間位置を、クロスメンバ26によって互いに接続することも考えられる。しかしながら、このような構成よりも、本実施例で採用された構成のように、左右一対のフロントサイドメンバ24の各前端をクロスメンバ26によって互いに接続した方が、フロントサイドメンバ24の折れ曲がるような変形を効果的に抑制し得ることが確認されている。
In the
以上、本明細書が開示する技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書、又は、図面に説明した技術要素は、単独で、あるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。本明細書又は図面に例示した技術は、複数の目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Although specific examples of the techniques disclosed in the present specification have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of claims. The techniques described in the claims include various modifications and modifications of the specific examples illustrated above. The technical elements described in the present specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. The techniques illustrated in this specification or drawings can achieve a plurality of objectives at the same time, and achieving one of the objectives itself has technical usefulness.
10:自動車のボデー
12:フロントボデー
14:モータコンパートメント
20:バンパリインフォースメント
20w:バンパリインフォースメントの中間壁
22:クラッシュボックス
24:フロントサイドメンバ
26:クロスメンバ
28:エプロンアッパメンバ
30:ガセット
32:第1筒状部
34:第2筒状部
36:第3筒状部
38:第4筒状部
40:補強リブ
40a:上段リブ
40b:中段リブ
40c:下段リブ
42:第2補強リブ
10: Automobile body 12: Front body 14: Motor compartment 20: Bumper reinforcement 20w: Bumper reinforcement middle wall 22: Crash box 24: Front side member 26: Cross member 28: Apron upper member 30: Gusset 32: No. 1 Cylindrical portion 34: 2nd tubular portion 36: 3rd tubular portion 38: 4th tubular portion 40: Reinforcing
Claims (1)
前記バンパリインフォースメントから前記車両の後方側へ延びる左右一対のクラッシュボックスと、
前記クラッシュボックスの後端にガセットを介して接続されており、前記ガセットから前記車両の後方側に延びる左右一対のフロントサイドメンバと、
前記車両の左右方向に延びており、左右一対の前記ガセットを互いに接続するクロスメンバと、
を備え、
前記フロントサイドメンバの内部には、前記フロントサイドメンバの長手方向に沿って延びる中間壁が、上下方向の中間位置に設けられており、
前記ガセットは、前記フロントサイドメンバの前端が挿入された第1筒状部と、前記クラッシュボックスの前記後端が挿入された第2筒状部と、前記クロスメンバの一端が挿入された第3筒状部と、前記第1筒状部と前記第2筒状部との間に設けられた複数の補強リブと、を有し、
前記複数の補強リブは、上段リブ、中段リブ及び下段リブを含み、前記中段リブは、前記上段リブと前記下段リブとの間に位置するとともに、前記フロントサイドメンバの前記中間壁と同じ高さに位置する、
自動車のボデー。 Bumpar Reinforce that extends to the left and right on the front end side of the vehicle,
A pair of left and right crash boxes extending from the bumper reinforcement to the rear side of the vehicle,
A pair of left and right front side members, which are connected to the rear end of the crash box via a gusset and extend from the gusset to the rear side of the vehicle,
A cross member that extends in the left-right direction of the vehicle and connects the pair of left and right gussets to each other.
With
Inside the front side member, an intermediate wall extending along the longitudinal direction of the front side member is provided at an intermediate position in the vertical direction.
The gusset has a first tubular portion into which the front end of the front side member is inserted, a second tubular portion into which the rear end of the crash box is inserted, and a third tubular portion into which one end of the cross member is inserted. It has a tubular portion and a plurality of reinforcing ribs provided between the first tubular portion and the second tubular portion.
The plurality of reinforcing ribs include an upper rib, a middle rib, and a lower rib, and the middle rib is located between the upper rib and the lower rib and has the same height as the intermediate wall of the front side member. Located in,
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