JP2024530157A - スピンドル及びそれを有する電子膨張弁 - Google Patents

Abstract

スピンドル及びそれを有する電子膨張弁が開示される。スピンドル（１０）は、対向して設けられた接続端（１１）及び封止端（１２）を有し、封止端は、軸方向に沿って順次接続された封止セグメント（１２１）、第１開度セグメント（１２２）及び第２開度セグメント（１２３）を含み、封止セグメントは、弁口（２１）に係合されて弁口を封止し、封止セグメントの接続端に近接する横断面積は、封止セグメントの接続端から離れた横断面積より大きく、第２開度セグメントの接続端に近接する横断面積は、第２開度セグメントの接続端から離れた横断面積より大きく、封止セグメントの接続端から離れた横断面積は、第２開度セグメントの接続端に近接する横断面積より大きく、第１開度セグメントの横断面積は、変化しない。この電子膨張弁は、従来技術における電子膨張弁が小さい開度を維持するときに冷媒の流量を正確に制御できないという問題を解決できる。【選択図】図１

Description

本出願は、２０２１年９月２日に中国国家知識産権局に提出された、出願番号が２０２１２２１１４２５０．６であり、発明の名称が「スピンドル及びそれを有する電子膨張弁」である特許出願の優先権を主張する。

本出願は弁制御の技術分野に関し、具体的には、スピンドル及びそれを有する電子膨張弁に関する。

電子膨張弁は、電子制御素子として、その精度が高く且つシステムの最適化制御を実現することができるため、冷却システムにおいて広く適用されている。空調システムにおいて、電子膨張弁は、冷媒の流量を制御するために用いられる。セントラルエアコンの複数の室内機が同時に作動していない場合、作動していない室内機の電子膨張弁は、冷媒が流通状態を維持し、冷媒が弁口アタッチメントに溜まって弁口が詰まることを防止するように、小さい開度を維持する必要がある。従来技術では、スピンドルの開度セグメントの直径が、スピンドルのヘッド部に向かう方向に沿って徐々に小さくなって、電子膨張弁を組み立てる際に、一般的に、組み立て誤差が存在し、従って、電子膨張弁が小さい開度を維持するときに冷媒の流量を正確に制御できず、冷媒の流速が速くなりすぎ又は遅くなりすぎてしまい、エアコンの使用に影響を与える。

本出願は、従来技術における電子膨張弁が小さい開度を維持するときに冷媒の流量を正確に制御できないという問題を解決するために、スピンドル及びそれを有する電子膨張弁を提供する。

本出願の一側面によれば、対向して設けられた接続端及び封止端を有し、封止端は、軸方向に沿って順次接続された封止セグメント、第１開度セグメント及び第２開度セグメントを含み、封止セグメントは、弁口に係合されて弁口を封止し、封止セグメントの接続端に近接する横断面積は、封止セグメントの接続端から離れた横断面積より大きく、第２開度セグメントの接続端に近接する横断面積は、第２開度セグメントの接続端から離れた横断面積より大きく、且つ、封止セグメントの接続端から離れた横断面積は、第２開度セグメントの接続端に近接する横断面積と等しく、第１開度セグメントの横断面積は変化しない、スピンドルを提供する。第１開度セグメントの横断面積が変化しない、即ち、第１開度セグメントと弁口との間の隙間が変化しないため、第１開度セグメントが弁口に位置するとき、一定の組み立て誤差が存在しても、弁の開度を安定化させる、即ち、流量を安定化させることができる。

本出願の技術態様を適用すると、封止端は、軸方向に沿って順次接続された封止セグメント、第１開度セグメント及び第２開度セグメントを含み、封止セグメントは、弁口を封止するために用いられ、第２開度セグメントは、弁の開度を調節し、更には流量を調節するために用いられ、第１開度セグメントの横断面積は変化しないことで、電子膨張弁を組み立てる際に、組み立て誤差が存在しても、第１開度セグメントと弁口との間の隙間が変化しないことを確保することができ、電子膨張弁が小さい開度に安定して維持するようにし、更には冷媒の流量を正確に制御することができる。

更に、第１開度セグメントは円柱セグメントであり、封止セグメントは円錐セグメントである。第１開度セグメントを円柱セグメントとして設けることで、構造が簡単で且つその横断面の面積が変化せず、更には第１開度セグメントが弁口にあるときの弁の流量が変化しないようにすることができる。

更に、第１開度セグメントの長さは０．１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下である。このように設けると、第１開度セグメントの長さが弁体の全体長さに影響を与えることはなく、且つ、弁ヘッドの位置決めに誤差が存在しても、第１開度セグメントが弁口にあることを確保することができる。

更に、第２開度セグメントは、軸方向の方向に沿って順に接続された複数の流通セグメントを含み、複数の流通セグメントのうち、少なくとも２つの流通セグメントの横断面積は異なっており、且つ接続端から離れた流通セグメントの横断面積は、接続端に近接する流通セグメントの横断面積より小さい。少なくとも２つの流通セグメントを横断面積が異なるように設けることにより、異なる流通セグメントが弁口にあるときの弁の開度を異ならせて、流量を調節する役割を果たすことができる。

更に、複数の流通セグメントの横断面積は、接続端から離れる方向に向かって徐々に小さくなっている。接続端から離れる方向に向かって、複数の流通セグメントが弁口にあるときの弁の開度が順に大きくなって、流量が調節される。

更に、流通セグメントは円錐セグメントであり、且つ流通セグメントのテーパ角は、接続端から離れる方向に向かって徐々に大きくなっている。このように設けると、電子膨張弁が下記の流量特性曲線を実現できる。小さい開度である場合、流量特性曲線の変化が緩やかであり、小流量作業条件での安定した調節というユーザの要求を満たし、且つ、大きい開度である場合、流量の変化が比較的大きく、即ち、大きい開度である場合、流量が迅速に大きくなるという要求を満たす。

更に、第１開度セグメント及び第２開度セグメントの表面粗さは１．６μｍ以下である。このようにして、第１開度セグメント及び第２開度セグメントが弁口にあるときの流量調節の精度が比較的高いことを確保することができる。

更に、第１開度セグメント及び第２開度セグメントの真円度は０．００５ｍｍ以下である。第１開度セグメント及び第２開度セグメントが弁口にあるときの流量調節の精度が比較的高いことを確保する。

更に、封止端は導流セグメントを更に含み、導流セグメントは、封止セグメントの接続端に近接する一方側に設けられ、封止セグメントは導流セグメントに接続され、導流セグメントの接続端に近接する横断面積は、導流セグメントの接続端から離れた横断面積より大きい。

本出願の別の側面によれば、電子膨張弁を提供し、電子膨張弁は、上記の技術態様で記述されたスピンドルを含み、電子膨張弁は弁口を有し、スピンドルは、弁口に移動可能に設けられ、電子膨張弁は、作動状態及び停止状態を有し、電子膨張弁が作動状態にある場合、スピンドルの第２開度セグメントは弁口に位置し、電子膨張弁が停止状態にある場合、スピンドルの封止セグメントは弁口に位置する。

更に、弁口と第１開度セグメントとの間の隙間は０．０１ｍｍ以上０．０６ｍｍ以下である。第１開度セグメントが弁口にあるときに比較的小さい流量を有することを確保する。

本出願の一部を構成する明細書の図面は、本出願に対する更なる理解を提供するためのものであり、本出願の模式的な実施例及びその説明は、本出願を解釈するためのものであり、本出願を不適切に限定するものではない。

本出願で提供されるスピンドルの構造模式図を示す。 本出願で提供されるスピンドルに対応する流量特性曲線図を示す。 従来技術のスピンドルに対応する流量特性曲線図を示す。 本出願で提供される電子膨張弁の構造模式図を示す。

ここで、上記の図面には以下の符号が含まれる。
１０ スピンドル、１１ 接続端、１２ 封止端、１２１ 封止セグメント、１２２ 第１開度セグメント、１２３ 第２開度セグメント、１２３１ 流通セグメント、１２４ 導流セグメント、２１ 弁口。

以下、本出願の実施例における図面を参照して、本出願の実施例における技術態様を明瞭に且つ完全に記述するが、記述される実施例は、単に本出願の一部の実施例にすぎず、全ての実施例ではないことは明らかである。本出願における実施例に基づき、当業者が創造的な労力なしに得られた全ての他の実施例は、いずれも本出願の保護範囲に属するものとする。

図１及び図４に示すように、本出願の実施例はスピンドルを提供し、スピンドル１０は、対向して設けられた接続端１１及び封止端１２を有し、封止端１２は、軸方向に沿って順次接続された封止セグメント１２１、第１開度セグメント１２２及び第２開度セグメント１２３を含み、封止セグメント１２１は、弁口２１に係合されて弁口２１を封止し、封止セグメント１２１の接続端１１に近接する横断面積は、封止セグメント１２１の接続端１１から離れた横断面積より大きく、第２開度セグメント１２３の接続端１１に近接する横断面積は、第２開度セグメント１２３の接続端１１から離れた横断面積より大きく、且つ封止セグメント１２１の接続端１１から離れた横断面積は、第２開度セグメント１２３の接続端１１に近接する横断面積と等しく、第１開度セグメント１２２の横断面積は変化しない。接続端１１は電子膨張弁のスクリュに接続され、スクリュは、ロータアセンブリの駆動下でスピンドル１０を連動させて弁口２１を封止するか又は弁口２１から離れるようにする。電子膨張弁の使用を停止する場合、電子膨張弁の内部の冷却液を取り除き、且つ封止セグメント１２１により弁口２１を封止させる必要がある。

本出願の技術態様を適用すると、封止端１２は、軸方向に沿って順次接続された封止セグメント１２１、第１開度セグメント１２２及び第２開度セグメント１２３を含み、封止セグメント１２１は、弁口２１を封止するために用いられ、第２開度セグメント１２３は、弁の開度を調節し、更には流量を調節するために用いられ、第１開度セグメント１２２の横断面積は変化しない、即ち、第１開度セグメント１２２と弁口２１との間の隙間は変化しないように設けることで、電子膨張弁を組み立てる際に、組み立て誤差が存在しても、第１開度セグメント１２２と弁口２１との間の隙間が変化しないことを確保することができ、電子膨張弁が小さい開度に安定して維持するようにし、更には冷媒の流量を正確に制御することができる。

具体的には、第１開度セグメント１２２は円柱セグメントであり、封止セグメント１２１は円錐セグメントである。第１開度セグメント１２２を円柱セグメントとして設けることで、構造が簡単で且つその横断面の面積が変化せず、更には第１開度セグメント１２２が弁口２１にあるときの弁の開度が変化しないようにすることができる。封止セグメント１２１は円錐セグメントであり、弁口２１に密着して閉鎖させることができる。

具体的には、第１開度セグメント１２２の長さは０．１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下である。このように設けると、第１開度セグメント１２２の長さが弁ヘッドの位置決めの誤差より大きいため、弁ヘッドの位置決めに誤差が存在しても、第１開度セグメント１２２が弁口２１にあることを確保し、更には流量の安定性を確保することができる。且つ第１開度セグメント１２２の長さが比較的小さいため、弁体の全体長さに影響を与えることはない。具体的には、第１開度セグメント１２２の長さは、０．１ｍｍ、０．３ｍｍ、０．４５ｍｍ又は０．６ｍｍであってもよい。

本実施例において、第２開度セグメント１２３は、軸方向の方向に沿って順に接続された複数の流通セグメント１２３１を含み、複数の流通セグメント１２３１のうち、少なくとも２つの流通セグメント１２３１の横断面積は異なっており、且つ接続端１１から離れた流通セグメント１２３１の横断面積は、接続端１１に近接する流通セグメント１２３１の横断面積より小さい。少なくとも２つの流通セグメント１２３１を横断面積が異なるように、即ち、流通セグメント１２３１と弁口２１との間の隙間が異なるように設けることにより、異なる流通セグメント１２３１が弁口２１にあるときの弁の開度を異ならせて、流量調節の役割を果たすことができる。

具体的には、複数の流通セグメント１２３１の横断面積は、接続端１１から離れる方向に向かって徐々に小さくなっている。即ち、接続端１１から離れる方向に向かって、複数の流通セグメント１２３１が弁口２１にあるときの弁の開度が順に大きくなって、流量が調節される。スピンドルが封止端１２から接続端１１に向かう方向に沿って移動するとき、流量は徐々に大きくなる。

具体的には、複数の流通セグメント１２３１は円錐セグメントであり、且つ複数の流通セグメント１２３１のテーパ角は、接続端１１から離れる方向に向かって徐々に大きくなっている。従来技術において、スピンドルの弁口を封止する一端は、一般的に、テーパ状である。図２は、本技術態様で提供されるスピンドルの流量特性曲線を示し、図３は、従来のスピンドルの流量特性曲線を示し、図２と図３とを対照すると、本技術態様で提供されるスピンドルは、電子膨張弁が下記の流量特性曲線を実現できる。小さい開度である場合、流量特性曲線の変化が緩やかであり、小流量作業条件での安定した調節というユーザの要求を満たし、且つ、大きい開度である場合、流量特性曲線の変化が比較的大きく、同時に、大きい開度である場合、流量が迅速に大きくなるという要求を両立することが理解できる。図２及び図３において、横座標Ｐは弁の開度を表し、縦座標Ｑは流量を表する。

具体的には、第１開度セグメント１２２及び第２開度セグメント１２３の表面粗さは１．６μｍ以下である。このようにして、第１開度セグメント１２２及び第２開度セグメント１２３が弁口２１にあるときの流量調節の精度が比較的高いことを確保することができる。具体的には、第１開度セグメント１２２及び第２開度セグメント１２３の表面粗さは、１μｍ、１．２μｍ又は１．６μｍであってもよい。

具体的には、第１開度セグメント１２２及び第２開度セグメント１２３の真円度は０．００５ｍｍ以下である。各流通セグメント１２３１が円錐セグメントであるため、各流通セグメント１２３１の真円度はいずれも０．００５ｍｍ以下である。このように設けると、第１開度セグメント１２２及び第２開度セグメント１２３が弁口２１にあるときの流量調節の精度が比較的高いことを確保することができる。具体的には、第１開度セグメント１２２及び第２開度セグメント１２３の真円度は、０．００２ｍｍ、０．００４ｍｍ又は０．００５ｍｍであってもよい。

本実施例において、封止端１２は導流セグメント１２４を更に含み、導流セグメント１２４は、封止セグメント１２１の接続端１１に近接する一方側に設けられ、封止セグメント１２１は導流セグメント１２４に接続され、導流セグメント１２４の接続端１１に近接する横断面積は、導流セグメント１２４の接続端１１から離れた横断面積より大きい。選択的に、導流セグメント１２４は、テーパ状セグメントであってもよい。導流セグメント１２４は、流体を導流して、流体がスピンドル１０に沿って弁口２１へ流れるようにするために用いられる。

図１及び図４に示すように、本出願の実施例は電子膨張弁を更に提供し、電子膨張弁は、上記の技術態様で記述されたスピンドル１０を含み、電子膨張弁は弁口２１を有し、スピンドル１０は、弁口２１に移動可能に設けられ、電子膨張弁は、作動状態及び停止状態を有し、電子膨張弁が作動状態にある場合、スピンドル１０の第２開度セグメント１２３は弁口２１に位置し、電子膨張弁が停止状態にある場合、スピンドルの封止セグメント１２１又は第１開度セグメント１２２は弁口２１に位置する。電子膨張弁が長時間停止状態にある必要があり且つその内部の冷媒が排出された場合、封止セグメント１２１が弁口２１を封止するようにしてもよい。電子膨張弁が作動を停止し且つその内部に冷媒が残存している場合、第１開度セグメント１２２が弁口２１にあるようにして、冷媒が流通し且つ流量が非常に少ない状態にあることを確保し、電子膨張弁の内部に冷媒が溜まることを回避する必要がある。電子膨張弁が作動状態にある場合、第２開度セグメント１２３が弁口２１にあるようにし、且つ各流通セグメント１２３１の位置を調整することにより、流量を調整する。

具体的には、弁口２１と第１開度セグメント１２２との間の隙間は０．０１ｍｍ以上０．０６ｍｍ以下である。第１開度セグメント１２２が弁口２１にあるときに比較的小さい流量を有することを確保する。

本技術態様を適用すると、封止端１２は、軸方向に沿って順次接続された封止セグメント１２１、第１開度セグメント１２２及び第２開度セグメント１２３を含み、封止セグメント１２１は、弁口２１を封止するために用いられ、第２開度セグメント１２３は、弁の開度を調節し、更には流量を調節するために用いられ、第１開度セグメント１２２の横断面積は変化しない、即ち、第１開度セグメント１２２と弁口２１との間の隙間は変化しないことで、第１開度セグメント１２２が弁口２１にあるときの弁の開度を安定化させ、更には液体の流量を安定化させる。流通セグメント１２３１は円錐セグメントであり、且つ複数の流通セグメント１２３１のテーパ角は、接続端１１から離れる方向に向かって徐々に大きくなっていることで、電子膨張弁が小さい開度である場合、流量特性曲線の変化が緩やかであり、小流量作業条件での安定した調節という要求を満たし、大きい開度である場合、流量の変化が比較的大きく、大きい開度である場合、流量が迅速に大きくなるという要求を両立する。スピンドル１０は、構造が簡単で且つ加工が容易である。

留意すべきこととして、ここで使用される用語は、単に具体的な実施形態を記述するためのものにすぎず、本出願による例示的な実施形態を制限することを意図していない。ここで使用されるように、文脈において別途に明瞭に明示していない限り、単数形式は複数形式も含むことを意図しており、更には本明細書において「包含」及び／又は「含む」という用語が用いられる場合、特徴、ステップ、操作、デバイス、アセンブリ及び／又はこれらの組み合わせの存在を示すことも理解すべきである。

別途の具体的な説明がない限り、これらの実施例で述べた部材及びステップの相対的な配置、数式及び数値は、本出願の範囲を制限するものではない。同時に、記述の便宜上、図面に示された各部分の寸法は、実際の比例関係に従って描かれたものでないことを理解すべきである。当業者に知られている技術、方法及び設備に関して、詳細に論じないが、適切な場合において、記述した技術、方法及び設備は、許可された明細書の一部とみなされるべきである。ここに示し且つ論じた全ての例示において、いかなる具体的な値も単に例示的なものにすぎず、制限的なものとして解釈されるべきではない。従って、例示的な実施例の他の例示は、異なる値を有してもよい。類似の符号及び文字は以下の図面において類似の要素を示すことに留意すべきであり、従って、１つの図面で一度いずれかの要素が定義されれば、それ以降の図面においては、それに対する更なる説明を必要としない。

本出願の記述において、「前」、「後」、「上」、「下」、「左」、「右」、「横方向」、「縦方向」、「垂直」、「水平」及び「頂部」、「底部」等の方位語で指示された方位又は位置関係は、通常、図示に基づく方位又は位置関係であって、単に本出願の記述の便宜上及び記述を簡略にするためのものにすぎず、相反する説明がされない場合に、これらの方位語は、指定された装置又は素子が特定の方位を有するか、あるいは特定の方位で構成及び操作されなければならないことを指示及び暗示するものではないため、本出願の保護範囲を制限するものとして理解されてはならず、方位語「内」、「外」は、各部材自体の輪郭に対する内、外を意味することを理解すべきである。

記述の便宜上、ここでは、「～の上にある」、「～の上方にある」、「～上面にある」、「上面の」等のような空間的に相対的な用語が、図示された１つのデバイス又は特徴と他のデバイス又は特徴との空間的な位置関係を記述するために用いられてもよい。空間的に相対的な用語は、図面に記述された方位に加えて、使用又は操作中のデバイスの異なる方位を包含することを意図するものとして理解すべきである。例えば、図面におけるデバイスが逆になると、「他のデバイス又は構造の上方にある」又は「他のデバイス又は構造の上にある」と記述されたデバイスは、それ以降、「他のデバイス又は構造の下方にある」又は「他のデバイス又は構造の下にある」と位置決めされる。従って、例示的な用語「～上方にある」は、「～上方にある」及び「～下方にある」の両方の方位を含んでもよい。このデバイスは、他の異なる方式で（９０度回転又は他の方位で）位置決めされ、且つここで使用される空間的に相対的な記述は、それに応じて解釈されてもよい。

更に、説明すべきこととして、「第１」、「第２」等の単語を使用して部品を限定するのは、単に対応する部品を容易に区別するためのものであり、別途の記載がない限り、上述の単語は特別な意味を持たないため、本出願の保護範囲を制限するものとして理解してはならない。

上述したものは、本出願の好ましい実施例にすぎず、本出願を制限するためのものではなく、当業者にとって、本出願は様々な変更及び変化が可能である。本出願の趣旨及び原則の範囲内でなされたいかなる修正、同等の置換、改良等は、いずれも本出願の保護範囲内に包含されるべきである。

Claims (11)

1. スピンドルであって、
   スピンドル（１０）は、対向して設けられた接続端（１１）及び封止端（１２）を有し、
   前記封止端（１２）は、軸方向に沿って順次接続された封止セグメント（１２１）、第１開度セグメント（１２２）及び第２開度セグメント（１２３）を含み、
   前記封止セグメント（１２１）は、弁口（２１）に係合されて前記弁口（２１）を封止し、
   前記封止セグメント（１２１）の前記接続端（１１）に近接する横断面積は、前記封止セグメント（１２１）の前記接続端（１１）から離れた横断面積より大きく、
   前記第２開度セグメント（１２３）の前記接続端（１１）に近接する横断面積は、前記第２開度セグメント（１２３）の前記接続端（１１）から離れた横断面積より大きく、且つ、
   前記封止セグメント（１２１）の前記接続端（１１）から離れた横断面積は、前記第２開度セグメント（１２３）の前記接続端（１１）に近接する横断面積と等しく、
   前記第１開度セグメント（１２２）の横断面積は、変化しない、スピンドル。
2. 前記第１開度セグメント（１２２）は、円柱セグメントであり、
   前記封止セグメント（１２１）は、円錐セグメントである、請求項１に記載のスピンドル。
3. 前記第１開度セグメント（１２２）の長さは、０．１ｍｍ以上０．６ｍｍ以下である、請求項１に記載のスピンドル。
4. 前記第２開度セグメント（１２３）は、軸方向の方向に沿って順に接続された複数の流通セグメント（１２３１）を含み、
   複数の前記流通セグメント（１２３１）のうち、少なくとも２つの前記流通セグメント（１２３１）の横断面積は異なっており、且つ、
   前記接続端（１１）から離れた前記流通セグメント（１２３１）の横断面積は、前記接続端（１１）に近接する前記流通セグメント（１２３１）の横断面積より小さい、請求項１に記載のスピンドル。
5. 複数の前記流通セグメント（１２３１）の横断面積は、前記接続端（１１）から離れる方向に向かって徐々に小さくなっている、請求項４に記載のスピンドル。
6. 前記流通セグメント（１２３１）は、円錐セグメントであり、且つ、
   複数の前記流通セグメント（１２３１）のテーパ角は、前記接続端（１１）から離れる方向に向かって徐々に大きくなっている、請求項４に記載のスピンドル。
7. 前記第１開度セグメント（１２２）及び前記第２開度セグメント（１２３）の表面粗さは、１．６μｍ以下である、請求項１に記載のスピンドル。
8. 前記第１開度セグメント（１２２）及び前記第２開度セグメント（１２３）の真円度は、０．００５ｍｍ以下である、請求項１に記載のスピンドル。
9. 前記封止端（１２）は、導流セグメント（１２４）を更に含み、
   前記導流セグメント（１２４）は、前記封止セグメント（１２１）の前記接続端（１１）に近接する一方側に設けられ、
   前記封止セグメント（１２１）は、前記導流セグメント（１２４）に接続され、
   前記導流セグメント（１２４）の前記接続端（１１）に近接する横断面積は、前記導流セグメント（１２４）の前記接続端（１１）から離れた横断面積より大きい、請求項１に記載のスピンドル。
10. 電子膨張弁であって、
    前記電子膨張弁は、請求項１から９の何れか一項に記載のスピンドル（１０）を含み、
    前記電子膨張弁は、弁口（２１）を有し、
    前記スピンドル（１０）は、前記弁口（２１）に移動可能に設けられ、
    前記電子膨張弁は、作動状態及び停止状態を有し、
    前記電子膨張弁が作動状態にある場合、前記スピンドル（１０）の第２開度セグメント（１２３）は、前記弁口（２１）に位置し、
    前記電子膨張弁が停止状態にある場合、前記スピンドルの封止セグメント（１２１）又は前記第１開度セグメント（１２２）は、前記弁口（２１）に位置する、電子膨張弁。
11. 前記弁口（２１）と前記第１開度セグメント（１２２）との間の隙間は、０．０１ｍｍ以上０．０６ｍｍ以下である、請求項１０に記載の電子膨張弁。
    

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