JP4413850B2 - Heat dissipation structure of board storage box - Google Patents
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Description
本発明は、電源回路等といった大電流を扱う電気回路を備えた回路基板を収納する基板収納箱の放熱構造に関する。 The present invention relates to a heat dissipation structure for a board storage box for storing a circuit board having an electric circuit that handles a large current such as a power supply circuit.
電源回路等を備えた回路基板を車載する場合、箱体に収容した状態で搭載するのが一般的である。但し、電源回路等といった大電流を扱う電気回路を備えた回路基板を箱体に収容する場合、回路基板の発熱量が非常に大きいので、放熱性に十分に配慮しなくてはならない。 When a circuit board equipped with a power supply circuit or the like is mounted on a vehicle, it is generally mounted in a state of being housed in a box. However, when a circuit board equipped with an electric circuit that handles a large current such as a power supply circuit is accommodated in a box, the amount of heat generated by the circuit board is very large, and thus sufficient consideration must be given to heat dissipation.
その対策を講じた従来例として、発熱部品に直接放熱フィンを取り付け、その放熱フィンを箱体の外部に露出させることで、放熱性の向上を図ったものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional example in which countermeasures are taken, a heat radiation fin is directly attached to a heat generating component, and the heat radiation fin is exposed to the outside of the box to improve heat dissipation (for example, Patent Documents). 1).
また、別の従来例として、内側面に熱伝導可能な状態で回路基板を取り付けた箱体の外表面を放熱面とし、更に箱体の車体への取付部からの熱伝導で、回路基板の放熱を図ったものが提案されている(例えば、特許文献2参照)。 As another conventional example, the outer surface of the box body to which the circuit board is attached in a state where heat conduction is possible on the inner side surface is used as a heat radiating surface, and further, heat conduction from the mounting portion of the box body to the vehicle body, The thing which aimed at heat dissipation is proposed (for example, refer patent document 2).
図3はその種の一例である基板収納箱の放熱構造を示す分解縦断面図である。この放熱構造は、放熱すべき回路基板1が内部に収容される箱体50と、箱体50内にて回路基板1を熱伝導可能な状態で支持する基板支持部54と、箱体50に形成されて箱体50を車体(不図示)に取り付けるためのフランジ状の車体への取付部60と、を有している。
FIG. 3 is an exploded longitudinal sectional view showing a heat dissipation structure of a substrate storage box which is an example of such a kind. The heat dissipation structure includes a
箱体50は、アルミダイキャスト製の箱本体(ベース)52と、この箱本体52の開口面を塞ぐアルミニウム製の平板状の蓋体53とからなり、箱本体52の外部に車体への取付部60が一体に延設されている。箱体50は、この車体への取付部60の底面60aを車体に密着させ、その状態で取付部60に形成した挿通孔61にネジを通して締め込むことで、車体に取り付けられる。
The
箱本体52の内側面には、箱本体52の内底面52aよりも一段高い段部を形成することで基板支持部54が設けられている。また、箱本体52の側壁上端には、蓋体53の取付面55が設けられている。基板支持部54と蓋体53の取付面55にはそれぞれネジ孔56、57が設けられており、回路基板1を箱体50に収納する場合は、熱伝導シート55を介して回路基板1を基板支持部54の上に載せ、その状態で回路基板1の上からネジ68を基板支持部54のネジ孔56にねじ込むことで、回路基板1を基板支持部54に取り付ける。
A
次いで、蓋体53を箱本体52の上端の取付面55上に載せて、蓋体53の上からネジ69を蓋体53の取付面55のネジ孔57にねじ込むことで、蓋体53を箱本体52に取り付ける。そして、そのように回路基板1を収容した箱体50の車体への取付部60をネジ(不図示)で車体に取り付けることで、基板収納箱の放熱構造が完成する。
Next, the
このように取り付けた状態において、回路基板1に発生した熱は、熱伝導シート58を介して基板支持部54に伝わり、基板支持部54から箱体50の壁を経て車体への取付部60に伝わり、その取付部60から車体へと逃げる。
In such a state of attachment, the heat generated in the circuit board 1 is transmitted to the
ところで、特許文献1に記載のものでは、放熱フィンを多数設けて放熱面積を確保しなければならず、小型化ニーズに十分応えられないという問題がある。また、設置環境の雰囲気温度が低い場合には、放熱性を発揮できるが、エンジンルーム内の熱源の影響を受けやすい場所のように、雰囲気温度が高い場所に設置した場合には、十分な放熱性を発揮できない可能性がある。 By the way, in the thing of patent document 1, many heat radiation fins must be provided and the heat radiation area must be ensured, and there exists a problem that it cannot fully respond to the need for size reduction. In addition, heat dissipation can be achieved when the ambient temperature of the installation environment is low, but sufficient heat dissipation is possible when installed in a place where the ambient temperature is high, such as where the engine room is susceptible to heat sources. There is a possibility that it can not be exhibited.
また、特許文献2に記載のものは、回路基板と箱体との温度差が大きくないと、熱伝導による放熱性をあまり期待できない。例えば、図3の例では、アルミニウム板よりなる蓋体53がエンジンルーム内の熱の影響を受けると、その熱が箱体50の壁から基板支持部54に伝わることにより、基板支持部54と回路基板1の温度差が小さくなるので、熱伝導による放熱性能が低下するという問題がある。
Moreover, the thing of
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化ニーズに応えつつ、放熱性能の向上を図った基板収納箱の放熱構造を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a heat dissipation structure for a substrate storage box that improves heat dissipation performance while meeting the need for miniaturization.
前述した目的を達成するため、本発明に係る基板収納箱の放熱構造は、下記(1)〜(5)を特徴としている。
(1) 放熱すべき回路基板が内部に収容される箱体と、
該箱体内にて前記回路基板を支持する基板支持部と、
前記箱体に形成され該箱体を車体に取り付けるための該車体への取付部と、
を有し、
前記回路基板の熱を、前記箱体の壁および前記車体への取付部を介して該車体へ逃がす基板収納箱の放熱構造であって、
外部の熱影響を最も受ける前記箱体の壁を、外側の層を低熱伝導材とし内側の層を高熱伝導材とした異種金属積層材で構成したこと。
(2) 上記(1)の構成の放熱構造において、
前記基板支持部が前記箱体内にて前記回路基板を熱伝導可能な状態で支持し、
前記基板支持部を介して伝わる前記回路基板の熱を、前記箱体の壁および前記車体への取付部を介して該車体へ逃がすこと。
(3) 上記(2)の構成の放熱構造において、
前記外部の熱影響を最も受ける前記箱体の壁を、前記異種金属積層材よりなる平板状の放熱板で構成し、該放熱板の前記箱体からの延長部を前記車体への取付部として、その取付部における前記高熱伝導材側の表面を車体に対する取付接触面とし、更に、前記箱体の壁を構成する放熱板の内側の高熱伝導材に面接触させた状態で、前記箱体と別体に作製した高熱伝導材製の前記基板支持部を取り付け、該基板支持部に前記回路基板をネジ止め固定するようにしたこと。
(4) 上記(1)〜(3)のいずれかの構成の放熱構造において、
前記異種金属積層材を構成する外側の低熱伝導材と内側の高熱伝導材との間にシリコンジェルの断熱層を形成したこと。
(5) 上記(1)〜(4)のいずれかの構成の放熱構造において、
前記回路基板のベース基板がメタルコア基板よりなること。
In order to achieve the above-described object, the heat dissipation structure for a substrate storage box according to the present invention is characterized by the following (1) to (5).
(1) a box in which a circuit board to be radiated is housed;
A board support portion for supporting the circuit board in the box;
An attachment portion to the vehicle body for attaching the box to the vehicle body formed in the box,
Have
A heat dissipation structure for a substrate storage box that releases heat of the circuit board to the vehicle body via a wall of the box and an attachment to the vehicle body,
The wall of the box that is most affected by external heat is made of a dissimilar metal laminate in which the outer layer is a low thermal conductive material and the inner layer is a high thermal conductive material.
(2) In the heat dissipation structure configured as described in (1) above,
The substrate support part supports the circuit board in a state in which heat conduction is possible in the box,
The heat of the circuit board transmitted through the board support part is released to the vehicle body through the wall of the box and the attachment part to the vehicle body.
(3) In the heat dissipation structure configured as described in (2) above,
The wall of the box body that is most affected by the external heat is constituted by a flat heat sink made of the dissimilar metal laminate, and an extension portion of the heat sink from the box body is used as an attachment portion to the vehicle body. In the state where the surface of the mounting portion on the side of the high heat conductive material is an attachment contact surface with respect to the vehicle body, and is in surface contact with the high heat conductive material inside the heat sink constituting the wall of the box, The board support part made of a high thermal conductivity material manufactured separately is attached, and the circuit board is screwed and fixed to the board support part.
(4) In the heat dissipation structure having the structure according to any one of (1) to (3) above,
Forming a heat insulating layer of silicon gel between the outer low thermal conductive material and the inner high thermal conductive material constituting the dissimilar metal laminate.
(5) In the heat dissipation structure having the structure according to any one of (1) to (4) above,
The base substrate of the circuit board is made of a metal core substrate.
上記(1)の構成の放熱構造によれば、外部の熱影響を最も受ける箱体の壁を、外側の層を低熱伝導材とし内側の層を高熱伝導材とした異種金属積層材で構成したので、外側の低熱伝導材によって、外部からの熱の影響を抑えることができる。従って、箱体や基板支持部と回路基板との温度差を大きくすることができ、熱流速を増大させて、放熱効果を高めることができる。また、箱体の一部の壁を異種金属積層板で構成するだけであり、特別な放熱フィンを設けたりしないから、小型化ニーズに容易に応えることができる。
上記(2)の構成の放熱構造によれば、箱体内にて回路基板が基板支持部により熱伝導可能な状態で支持され、基板支持部を介して伝わる回路基板の熱を、箱体の壁および車体への取付部を介して該車体へ逃がすので、熱伝導による放熱効果を高めることができる。
上記(3)の構成の放熱構造によれば、外部の熱影響を最も受ける箱体の壁を、低熱伝導材と高熱伝導材を積層した異種金属積層材よりなる平板状の放熱板で構成し、放熱板の箱体からの延長部を車体への取付部として、その取付部における高熱伝導材側の表面を車体に対する取付接触面とし、更に、箱体の壁を構成する放熱板の内側の高熱伝導材に面接触させた状態で、箱体と別体に作製した高熱伝導材製の基板支持部を取り付け、その基板支持部に回路基板をネジ止め固定するようにしたので、高熱伝導材を通して効率よく回路基板の熱を車体に逃がすことができる。また、異種金属積層材を平板状のままで使用するので、余計な加工をせずに、安価に製作することができる。また、箱体の壁のうち、異種金属積層材よりなる放熱板に対して回路基板を固定するので、他の箱体の壁を単純な形状にすることができ、アルミダイキャストで製作する場合にも、余計な製作コストを抑えることができる。
上記(4)の構成の放熱構造によれば、異種金属積層材を構成する外側の低熱伝導材と内側の高熱伝導材との間にシリコンジェルの断熱層を形成したので、より一層、箱体への外部の熱影響を抑えることができる。
上記(5)の構成の放熱構造によれば、回路基板のベース基板をメタルコア基板としたので、メタルコアと基板支持部との熱伝導を図れるように回路基板を基板支持部に固定することで、より一層の放熱効果が期待できる。
According to the heat dissipation structure having the above configuration (1), the wall of the box that is most affected by the external heat is formed of a dissimilar metal laminate having an outer layer as a low thermal conductivity material and an inner layer as a high thermal conductivity material. Therefore, the influence of heat from the outside can be suppressed by the outer low heat conductive material. Therefore, the temperature difference between the box or the board support part and the circuit board can be increased, the heat flow rate can be increased, and the heat dissipation effect can be enhanced. Further, only a part of the wall of the box is made of a dissimilar metal laminate, and no special heat dissipating fins are provided, so that the need for miniaturization can be easily met.
According to the heat dissipation structure having the above configuration (2), the circuit board is supported in the box body in a state where heat can be conducted by the board support section, and the heat of the circuit board transmitted through the board support section is transferred to the wall of the box body. Since it escapes to the vehicle body via the attachment portion to the vehicle body, the heat dissipation effect by heat conduction can be enhanced.
According to the heat dissipation structure having the above configuration (3), the wall of the box body that is most affected by the external heat is formed by a flat heat sink made of a dissimilar metal laminate in which a low thermal conductivity material and a high thermal conductivity material are laminated. The extension of the radiator plate from the box is an attachment part to the vehicle body, the surface on the high heat conductive material side of the attachment part is an attachment contact surface to the vehicle body, and further, the inner side of the radiator plate constituting the wall of the box body Since the board support part made of the high thermal conductivity material made separately from the box is attached in a state where it is in surface contact with the high thermal conductivity material, and the circuit board is screwed and fixed to the board support part, the high thermal conductivity material The heat of the circuit board can be efficiently released to the vehicle body. Further, since the dissimilar metal laminate is used in the form of a flat plate, it can be manufactured at low cost without extra processing. Also, because the circuit board is fixed to the heat sink made of a dissimilar metal laminate among the walls of the box, the walls of other boxes can be made in a simple shape and manufactured by aluminum die casting In addition, unnecessary manufacturing costs can be reduced.
According to the heat dissipation structure having the configuration of (4) above, since the heat insulating layer of silicon gel is formed between the outer low thermal conductive material and the inner high thermal conductive material constituting the dissimilar metal laminate material, the box body is further improved. The influence of external heat on can be suppressed.
According to the heat dissipation structure having the configuration of (5) above, since the base substrate of the circuit board is a metal core substrate, by fixing the circuit board to the substrate support portion so that heat conduction between the metal core and the substrate support portion can be achieved, A further heat dissipation effect can be expected.
本発明によれば、小型化ニーズに応えつつ、放熱性能の向上を図った基板収納箱の放熱構造を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the heat dissipation structure of the board | substrate storage box which aimed at the improvement of heat dissipation performance can be provided, responding to the need for size reduction.
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための最良の形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。 The present invention has been briefly described above. Furthermore, the details of the present invention will be further clarified by reading through the best mode for carrying out the invention described below with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明に係る好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は第1実施形態の基板収納箱の放熱構造を示す縦断面図である。図1において、参照符号1は放熱すべき回路基板、参照符号2は基板収納箱であり、基板収納箱2の箱体3の中に回路基板1が収容されている。回路基板1は、そのベース基板がメタルコア基板(メタルコアの表面に絶縁体層を設けて熱伝導による均熱化を図ったもの)で構成され、該メタルコア基板上にリレー、ヒューズ、スイッチ素子、等といった電気部品が実装されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a heat dissipation structure of the substrate storage box of the first embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1 is a circuit board to be radiated,
箱体3は、凹形状の箱本体4と、その開口面を塞ぐ蓋体としての平板状の放熱板5とからなる。放熱板5は、外部(エンジンルーム内)の熱影響(例えば、熱源による輻射熱の影響)を最も受ける箱体3の壁に相当する部分に用いられており、クラッド材と呼ばれる異種金属積層材6で構成されている。異種金属積層材6は、箱体3の外側の層を低熱伝導材6Aとし、箱体3の内側の層を高熱伝導材6Bとした一枚の複合板である。高熱伝導材としては特にアルミニウム、あるいは銅が好適であり、そして低熱伝導材としては鉄が好適である。
The
この放熱板5の一端は、箱体3を構成する寸法範囲よりも外側へ延長しており、その延長部分が、箱体3を車体へ取り付けるための車体への取付部11となっている。この構成の場合、取付部11の高熱伝導材6B側の表面が、車体に密着する取付接触面11aとなっており、取付部11に形成してある挿通孔12にネジ(不図示)を通して車体に締め付けることにより、基板収納箱2を車体に取り付けることができるようになっている。
One end of the heat radiating plate 5 extends outward from the size range constituting the
また、箱体3の内部には、箱体3内において回路基板1を熱伝導可能な状態で支持する基板支持部としての熱伝導ナット7が取り付けられている。この熱伝導ナット7は、箱体3と別体に作製された高熱伝導材製(アルミニウムまたは銅製)のものであり、箱体3の壁を構成する放熱板5の内側の高熱伝導材6Bに面接触させた状態で、放熱板5の外面側から通したネジ8を熱伝導ナット7の一端側のネジ孔7aにねじ込むことにより、放熱板5の内面に取り付けられている。また、回路基板1は、この熱伝導ナット7の他端側のネジ孔7bに回路基板1の上側から通したネジ9をねじ込むことにより、熱伝導ナット7に取り付けられている。
Further, inside the
このように取り付けた状態において、回路基板1に発生した熱は、熱伝導ナット7を介して放熱板5の高熱伝導材6Bに伝わり、そこから車体への取付部11を介して車体へと逃げる。この場合、外部の熱影響を最も受ける箱体3の壁を、外側の層を低熱伝導材6Aとし内側の層を高熱伝導材6Bとした異種金属積層材6で構成しているので、外側の低熱伝導材6Aによって、外部(エンジンルーム内の熱源)からの熱の影響を抑えることができる。従って、箱体3や基板支持部である熱伝導ナット7と回路基板1との温度差を大きくとることができ、熱流速を増大させて、熱伝導による放熱効果を高めることができる。
In this attached state, the heat generated in the circuit board 1 is transmitted to the high heat
また、箱体の壁のうち、異種金属積層材よりなる放熱板に対して回路基板を固定するので、他の箱体の壁を単純な形状にすることができ、アルミダイキャストで製作する場合にも、余計な製作コストを抑えることができる。 Also, because the circuit board is fixed to the heat sink made of a dissimilar metal laminate among the walls of the box, the walls of other boxes can be made in a simple shape and manufactured by aluminum die casting In addition, unnecessary manufacturing costs can be reduced.
また、例えば、基板収納箱2の前に遮熱板を設けることで、エンジンルーム内の熱影響を低減する場合には、遮熱板を取り付けるための新たなコストがかかるが、箱体3の材料の置換(単層板から異種金属積層板への置換)のみで同様の効果を達成できるので、コスト増を僅かに抑えることができる。
In addition, for example, when a heat shield is provided in front of the
また、外部の熱影響を最も受ける箱体3の壁を、低熱伝導材6Aと高熱伝導材6Bを積層した異種金属積層材6よりなる平板状の放熱板5で構成し、放熱板5の箱体3からの延長部を車体への取付部11として、その取付部11における高熱伝導材6B側の表面を車体に対する取付接触面11aとし、更に、箱体3の壁を構成する放熱板5の内側の高熱伝導材6Bに面接触させた状態で、箱体3と別体に作製した高熱伝導材製の熱伝導ナット7を取り付け、その熱伝導ナット7に回路基板1をネジ止め固定するようにしたので、高熱伝導材を通して効率よく回路基板1の熱を車体に逃がすことができる。
Further, the wall of the
また、異種金属積層材6を平板状のままで使用するので、余計な加工をせずに、安価に製作することができる。また、箱体3の壁のうち、異種金属積層材6よりなる放熱板5に対して回路基板1を固定するので、他の箱体3の壁を単純な形状にすることができ、アルミダイキャストで製作する場合にも、余計な製作コストを抑えることができる。
Further, since the
また、回路基板1のベース基板をメタルコア基板としているので、メタルコアと熱伝導ナット7との熱伝導を図れるように回路基板1をネジ止めすることで、より一層の放熱効果が期待できる。 Further, since the base substrate of the circuit board 1 is a metal core board, a further heat radiation effect can be expected by screwing the circuit board 1 so that heat conduction between the metal core and the heat conduction nut 7 can be achieved.
(第2実施形態)
次に本発明の第2実施形態を説明する。図2は第2実施形態で使用する放熱板15を示している。この第2実施形態の放熱構造では、箱体の蓋体として、図2の放熱板15を使用する。その他の構成は第1実施形態と全く同様である。よって、この第2実施形態の放熱構造に関しては、図1のように実施形態全体を示す図示は省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 shows a
放熱板15としては、箱体の外側に位置する低熱伝導材6Aと、内側に位置する高熱伝導材6Bとの間に、シリコンジェルよりなる断熱層6Cを形成した異種金属積層材16を使用している。
As the
このように、外側の低熱伝導材6Aと内側の高熱伝導材6Bの間にシリコンジェルの断熱層6Cを形成した異種金属積層材16を放熱板15として用いた場合、断熱層6Cがあることにより、より一層、箱体3への外部の熱影響を抑えることができる。
Thus, when the dissimilar metal laminated
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably. In addition, the material, shape, dimension, numerical value, form, number, arrangement location, and the like of each component in the above-described embodiment are arbitrary and are not limited as long as the present invention can be achieved.
例えば、回路基板1と放熱板5、15との間には、熱伝導ナット7以外の熱伝導性の良好な部材を介在させてもよい。
For example, a member having good heat conductivity other than the heat conduction nut 7 may be interposed between the circuit board 1 and the
より詳細に、基板収納箱2の放熱構造では、基板支持部(即ち、熱伝導ナット7および/またはその他の熱伝導性の良好な部材)が、回路基板1と放熱板5、15とに介在し且つ、箱体3内にて回路基板1を熱伝導可能な状態で支持する。但し、基板支持部をたとえ熱伝導しないか或いは熱伝導し難い部材で構成したとしても、基板収納箱2の放熱構造が回路基板1からの放射熱を箱体3の壁および車体への取付部11を介して該車体へ逃がすことができることは言うまでもない。
More specifically, in the heat dissipation structure of the
また、図2の断熱層6Cを構成する材料として、シリコンジェル以外の樹脂やゴム等を用いてもよい。 In addition, as a material constituting the heat insulating layer 6C in FIG. 2, a resin other than silicon gel, rubber, or the like may be used.
1 回路基板
2 基板収納箱
3 箱体
5,15 放熱板
6,16 異種金属積層板
6A 低熱伝導材
6B 高熱伝導材
6C シリコンジェルの断熱層
7 熱伝導ナット(基板支持部)
8,9 ネジ
11 車体への取付部
11a 車体接触面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
8, 9
Claims (5)
該箱体内にて前記回路基板を支持する基板支持部と、
前記箱体に形成され該箱体を車体に取り付けるための該車体への取付部と、
を有し、
前記回路基板の熱を、前記箱体の壁および前記車体への取付部を介して該車体へ逃がす基板収納箱の放熱構造であって、
外部の熱影響を最も受ける前記箱体の壁を、外側の層を低熱伝導材とし内側の層を高熱伝導材とした異種金属積層材で構成したことを特徴とする基板収納箱の放熱構造。 A box in which a circuit board to be dissipated is housed;
A board support portion for supporting the circuit board in the box;
An attachment portion to the vehicle body for attaching the box to the vehicle body formed in the box,
Have
A heat dissipation structure for a substrate storage box that releases heat of the circuit board to the vehicle body via a wall of the box and an attachment to the vehicle body,
A heat dissipation structure for a substrate storage box, characterized in that the wall of the box body that is most affected by external heat is made of a dissimilar metal laminate having an outer layer as a low thermal conductivity material and an inner layer as a high thermal conductivity material.
前記基板支持部を介して伝わる前記回路基板の熱を、前記箱体の壁および前記車体への取付部を介して該車体へ逃がすことを特徴とする請求項1に記載した基板収納箱の放熱構造。 The substrate support part supports the circuit board in a state in which heat conduction is possible in the box,
The heat dissipation of the circuit board storage box according to claim 1, wherein heat of the circuit board transmitted through the circuit board support part is released to the vehicle body through a wall of the box body and an attachment part to the vehicle body. Construction.
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