JP5926809B2 - 安全機能を有する雌型継手 - Google Patents

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Description

本発明は、雄型継手を着脱可能に接続する雌型継手に関する。より具体的には、安全機能を有する雌型継手に関する。
加圧流体源に接続される雌型継手においては、通常、加圧流体源からの流体を通す流体通路の開閉を行うバルブ部材を備え、雄型継手が挿入されていない非接続状態においてはバルブ部材がバネによって当該雌型継手の前端に向けて付勢されて流体通路を閉止する位置とされ、雄型継手が雌型継手との接続のために当該雌型継手内に挿入されると、該雄型継手によってバネの付勢力に抗して当該雌型継手の後端部の方に押されて流体通路を開放するようになっている。(特許文献1)
特許第2732017号
しかしながら、このような雌型継手においては、雄型継手を雌型継手から外すように動かしバルブ部材が閉止位置となった場合でも、雌型継手の流体通路のバルブ部材よりも前端部側には高圧の流体圧が残され、このために、雄型継手が吹き飛ばされる虞があった。
本発明は、上記課題に鑑みて、
雄型継手を雌型継手から取り外す際に、継手内部の圧力により、雄型継手が不用意に吹き飛ばされることがないようにするための安全機構を備えた雌型継手を提供することも目的とする。
すなわち本発明は、
雄型継手を着脱可能に接続する雌型継手であって、
前端部、後端部、及び前記前端部から前記後端部にまで長手軸線の方向に貫通する流体通路を有し、前記前端部から雄型継手を受け入れるようにした継手本体と、
前記流体通路を横断するように前記継手本体に配置され、前記長手軸線の方向に貫通する開口を有するバルブ部材であって、前記継手本体の前記長手軸線を横断する方向で開放位置と閉止位置との間で変位可能とされ、前記開放位置では前記開口を介して前記流体通路の前端部側と後端部側とを連通し、前記閉止位置では前記開口が前記流体通路外に位置して前記流体通路の前記前端部側と前記後端部側との間を閉止するようにされたバルブ部材と、
を備え、前記バルブ部材が、前記閉止位置にあるときに、前記流体通路と当該雌型継手の外側の大気とに連通されるように構成されているパージ通路を有する、安全機能を有する雌型継手を提供する。
この雌型継手では、バルブ部材を閉止位置としたときに、雌型継手の流体通路の前端部側および雄型継手との間に残されている流体圧を大気に逃すことができ、従って、この流体圧によって該雄型継手が吹き飛ばされることがないようにすることが可能となる。
具体的には、前記バルブ部材が前記流体通路の前記前端部側に面する前面と前記後端部側に面する後面とを有する板状の部材とされ、前記前面及び後面に平行な面に沿うように平行移動して前記開放位置と閉止位置との間で変位可能とされているであるようにすることができる。
バルブ部材が流体通路の長手方向で変位されるようにしたものと較べて、開閉操作時に流体通路内部の圧力の影響を受けにくく、従ってバルブの変位を比較的に小さな力で行うことが可能となる。また、バルブ部材が板状なので、雌型継手の全長を短くすると共に、バルブ部材と継手本体との間のシールなどの構造を単純なものとすることが可能となる。
より具体的には、前記バルブ部材の前記開口が、該バルブ部材が開放位置にあるときに前記流体通路の周面と整合する円弧状の面と、該円弧状の縁の両端を結ぶ面からなる三日月状であるようにすることができる。
このようにすることで、バルブ部材の開放位置と閉止位置との間の移動距離を短くすることが可能となる。
さらに具体的には、前記バルブ部材が前記長手軸線と略直角に交わる方向で変位可能とされているようにすることができる。
このようにすることで、バルブ部材の開閉時の内圧による抗力の影響を最小限にすることが可能となる。
好ましくは、
前記継手本体が、前記長手方向に延びる外周面と内周面、及び前記外周面から前記内周面にまで貫通する施錠子保持孔を有しており、
当該雌型継手が、
前記施錠子保持孔内に配置された施錠子と、
前記継手本体の前記内周面に前記長手軸線の方向で摺動可能に配置された支持リングと、
前記継手本体の前記外周面に前記長手軸線の方向で摺動可能に配置されたスリーブと、
を更に備え、
対応する雄型継手が接続されていない未接続状態において、前記支持リングは、前記施錠子保持孔の半径方向内側に位置して、前記施錠子を前記継手本体の前記外周面から半径方向外側に突出する位置となるように支持し、前記スリーブは半径方向外側に突出した状態の前記施錠子と係合して前記前端部の方向に移動しないようにされ、前記バルブ部材は前記スリーブと係合して前記開放位置に移動できないようになっており、
前記雄型継手が前記継手本体の前記前端部から挿入されると、前記支持リングは、前記雄型継手に押されて前記継手本体の前記後端部に向けて摺動され、前記施錠子の支持が解除されて該施錠子が半径方向内側に移動可能となって、前記雄型継手の当該雌型継手への挿入が完了したときに、該雄型継手に形成されている施錠子係合溝に係合し、前記スリーブは、前記施錠子との係合が解除されて前記前端部に向けて移動して、前記施錠子の半径方向外側への変位を阻止するとともに、前記バルブ部材の前記閉止位置から前記開放位置への変位を許容するようにすることができる。
雄型継手が挿入されていない未接続状態では、バルブ部材が開放位置に移動できなくなっているので、未接続状態で誤ってバルブ部材が開く危険性がなくなり、安全性を向上させることが可能となる。
より好ましくは、前記バルブ部材が前記開放位置にあるときには、前記スリーブが前記バルブ部材に係合して、前記継手本体の前記後端部に向けて摺動できないようにすることができる。
バルブ部材が開放位置にあるときにはスリーブが後端部に向けて摺動できないので、雄型継手を取り外すことができなくなる。従って、開放状態にあるときに、誤って雄型継手が外れてしまう危険性がなくなり、安全性をさらに向上させることが可能となる。
さらに好ましくは、
前記スリーブと前記バルブ部材との間において前記継手本体の前記外周面に摺動可能に配置された安全部材を更に備え、
当該雌型継手が前記未接続状態にあるときには、前記安全部材が、前記スリーブと前記バルブ部材との間に挟まれて前記継手本体の前記前端部の方に摺動不可能となった状態で、前記バルブ部材と係合して前記バルブ部材が前記開放位置に移動できないようにしており、前記雄型継手が挿入されたときには、前記スリーブが前記前端部の方向に摺動することで前記安全部材が前記前端部側に摺動可能となり、前記安全部材が前記継手本体の前記前端部の方に移動すると、前記バルブ部材との係合が解除されて、前記バルブ部材が前記閉止位置から前記開放位置に移動可能となるようにすることができる。
さらに好ましくは、
前記スリーブと前記安全部材とを互いに離間させる方向に付勢するばね部材をさらに備え、
前記バルブ部材が前記開放位置となると、前記ばね部材によって前記バルブ部材に向かって付勢された前記安全部材が前記バルブ部材と係合して、前記バルブ部材が前記閉止位置に移動できなくなり、
前記ばね部材の付勢力に抗して前記安全部材を前記継手本体の前記前端部の方に移動させると、前記バルブ部材との係合が解除されて、前記バルブ部材が前記閉止位置に移動可能となるようにすることができる。
バルブ部材が不用意に開放位置と閉止位置との間で変位することがなくなるので、安全性をより一層向上させることができる。
本発明に係る雌型継手の縦断面図である。 バルブ部材の斜視図である。 未接続状態における雌型継手と雄型継手の縦断面図である。 雄型継手が雌型継手に挿入された状態の雌型継手と雄型継手の縦断面図である。 バルブ部材が開放位置に変位している途中の雌型継手と雄型継手の縦断面図である。 開放状態における雌型継手と雄型継手の縦断面図である。 閉止状態における継手本体、バルブ部材及び前方シールリングの前端面図である。 開放状態における継手本体、バルブ部材及び前方シールリングの前端面図である。 開放状態における雌型継手と雄型継手の斜視図である。
図1に示すように、本発明に係る雌型継手10は、流体供給源に接続される雄ねじ部23を後方部分に有する接続部21及び該接続部21の前方部分にねじ係合された筒状部22からなる継手本体20と、この継手本体20の前端部28から後端部30にまで長手軸線26の方向に貫通する流体通路32を上下方向で横断するように形成された貫通孔24に挿入されて図で見て上下方向(長手軸線26に直交する横断軸線27の方向)で変位可能とされたバルブ部材40とを備えている。図2に示すように、バルブ部材40は前面41と後面42とを有する板状のバルブ本体部44、その上部に位置する上側押圧部45、及び下部に固定された下側押圧部46からなっている。
継手本体20の長手軸線26の方向に延びる内周面36には、流体通路32を囲むように設定されてバルブ部材40の前面41と密封係合する前方シールリング50と、バルブ部材40の後面42と密封係合する後方シールリング52とが設けられている。バルブ部材40には、バルブ本体部44を上記長手軸線26の方向に貫通する開口43が設けられており、後に説明するように、当該バルブ部材40が閉止位置となると開口43が流体通路32外に位置して流体通路32の前端部側32−1と後端部側32−2との間を閉止し(図3)、当該バルブ部材40が開放位置となると開口43を介して流体通路32の前端部側32−1と後端部側32−2とが連通するようになっている(図6)。
継手本体20には、その外周面34から内周面36にまで半径方向で貫通している施錠子保持孔38が形成されており、この施錠子保持孔38内には施錠子54が配置されている。また、内周面36には長手軸線26の方向で摺動可能に配置された支持リング56が設けられている。この支持リング56と前方シールリング50を保持する前方シールリング保持部材58との間にはばね部材59が配置されており、このばね部材59により支持リング56が前方に向かって付勢されるとともに、前方シールリング50がバルブ部材40の前面41に押しつけられて密封係合するようになっている。雌型継手10は、さらに、その外周面34に長手軸線26の方向で摺動可能に配置されたスリーブ60と、このスリーブ60とバルブ部材40との間の位置で外周面34に摺動可能に配置されたリング状の安全部材70と、スリーブ60と安全部材70とを互いに離間させる方向に付勢しているばね部材80とを備えている。
図2に示すように、バルブ部材40は、バルブ本体部44に継手本体20の内周面36に設けられた前方シールリング50及び後方シールリング52に対応する全体として円形状の開口部47を有しており、該開口部47の上半部においてバルブ本体部44を貫通している開口43は三日月状とされている。この三日月状の形状は、バルブ部材40が開放位置にあるときに当該バルブ部材40の前後における流体通路32の周面の上半部と整合する円弧状の上縁面43−1と、バルブ部材40が閉止位置にあるときに当該バルブ部材40の前後における流体通路32の周面の下半部とほぼ整合する円弧状の下縁面43−2とによって構成されており、この三日月状の開口43によって、バルブ部材40の開閉に必要な上下の移動量を小さくしながらも、流体通路32の前端部側32−1と後端部側32−2を連通するのに十分な開口面積を確保することが可能としている。開口部47の下半部には、当該バルブ本体44の前面41に、当該開口部47の中央に延びるシールリング保持部49を残してその両側にパージ溝48が形成されており、このパージ溝48によりパージ通路が構成されている。
バルブ部材40が、図3に示すように、図で見て上方に変位した閉止位置にあるときには、開口43が流体通路32の外側に位置し後面42が後方シールリング52と密封係合して、流体通路32の前端部側32−1と後端部側32−2との間が閉止される。このとき、継手本体20、バルブ部材40及び前方シールリング50を前端部28の方から見た図7から分かるように、パージ溝48の一部が流体通路32内に位置し、また、開口43の一部が図7及び図1に示すように継手本体20の外側に位置するようになり、これにより、流体通路32の前端部側32−1がこのパージ溝48により構成されたパージ通路を介して大気に開放されるようになされている。すなわち、バルブ部材40が閉止位置となった状態では、流体通路32の後端部32−2側の圧力は維持される一方で、前端部側32−1の圧力は大気に開放されるようになっている。このようにすることで、雄型継手1を雌型継手10から取り外す際に、雄型継手1を雌型継手10に接続される流体源側の圧力から遮断すると共に、該雄型継手1内の圧力を外部へ逃し、当該雄型継手1を安全に引き抜くことを可能とする。また、シールリング保持部49は、前方シールリング50の一部を押さえる役割をしており、閉止状態となって流体通路32の前端部側32−1の流体が勢いよくパージ溝48から排出されたときに、前方シールリング50がその流れによって外れるのを防いでいる。なお、バルブ部材40が下方に変位して開放位置となった開放状態(図6)では、図8からわかるように、前方シールリング50は開口部47の周囲でバルブ部材40の前面41と隙間なく密封係合しているので、流体通路32の前端部側32−1は大気に開放されること無く密閉されている。
雄型継手1が雌型継手10に挿入接続されていない図3の未接続状態においては、支持リング56は施錠子保持孔38の半径方向内側に位置して施錠子54と係合し、該施錠子54の一部が継手本体20の外周面34から半径方向外側に突出する位置となる。また、スリーブ60は、スリーブ60の前端に形成された施錠子係合面62が継手本体20の外周面34から突出している施錠子54と係合して後退した位置に保持され、前方に移動できないようになっている。このとき、スリーブ60はバルブ部材40の前面に隣接する位置まで延びており、安全部材70は、半径方向外側に延びる操作部76を除き、全体として該スリーブ60内に位置している。スリーブ60の下方部分には開口部66が形成されており、この開口部66から安全部材70の操作部76が半径方向外側に向かって突出している。スリーブ60内においてスリーブ60と安全部材70との間にはばね部材80が配置されており、このばね部材80により、安全部材70は後方に向かって、スリーブ60は前方に向かって、互いに離間する方向にそれぞれ付勢されている。安全部材70は、その傾斜係合面72がバルブ部材40の下側押圧部46と係合するように位置している。また、操作部76の前面78が後退した位置に保持されたスリーブ60の開口部66の安全部材係合面68に近接する位置となっていて、安全部材70は前方へ移動できない状態となっている。従って、雄型継手1を挿入していない状態では、バルブ部材40を図で見て下方の開放位置に変位させようとしても、スリーブ60が干渉して変位を阻止する(すなわち、スリーブ60が安全部材70の下方への動きを阻止し、安全部材70に係合したバルブ部材40が開放位置に向かって下方に変位するのを阻止する)ようになっている。従って、雄型継手1を挿入していない状態では、バルブ部材40を閉止位置から開放位置に変位させることができなくなっており、誤ってバルブ部材40を開放してしまうことがないようにしている。
図4に示すように、雄型継手1が雌型継手10の前端部28から挿入されると、支持リング56は雄型継手1の外周面2と係合して後方に向かって押される。そうすると、施錠子54は、支持リング56による支持が解除されて半径方向内側に移動可能となり、雄型継手1の施錠子係合溝3が施錠子保持孔38の内側にまでくると、スリーブ60の施錠子係合面62により押されて内側に移動し、施錠子係合溝3と係合する。これにより、施錠子54は外周面34から突出しない位置となり、スリーブ60の係合が解除されて、スリーブ60がばね部材80の付勢力により前方に移動する。スリーブ60は、施錠子保持孔62を半径方向外側で塞ぐ位置にまで前進して施錠子54を施錠子保持孔62内で外側から押さえ、雄型継手1の施錠子係合溝3との係合状態を保持して雄型継手1を外すことができない状態とする。このようにして、雌型継手10は図4の挿入状態となる。このとき雄型継手の前端面4は前方シールリング50と密封係合している。
図4の状態においては、スリーブ60が前進した位置にあるので、スリーブ60の開口部66の安全部材係合面68と安全部材70との間に空間が形成され、安全部材70は、操作部76を前方に押すことで、ばね部材80の付勢力に抗して前方に移動させることが可能となる。従って、バルブ部材40の安全部材70との干渉は解除されており、バルブ部材40の上側押圧部45が下方に押されると、バルブ部材40が開放位置に向かって変位し、図5に示すように下側押圧部46が安全部材70の傾斜係合面72に係合して安全部材70を前方に押し退け、バルブ部材40は図6に示す開放位置にまで移動する。そして、開口43を介して流体通路32の前端部側32−1と後端部側32−2とが連通して雌型継手10は開放状態となる。このとき、安全部材70の水平係合面74がバルブ部材40の下側押圧部46と係合し、バルブ部材40が閉止位置に向かって上方に移動しないようになっている。バルブ部材40を閉止位置に移動させるには、操作部76を操作して安全部材70を前方に移動させて係合を解除し、その状態で下側押圧部46を上方に押してバルブ部材40を移動させる必要があるので、誤って閉止状態にしてしまう危険性が大きく低減される。
バルブ部材40が開放位置にあるときには、図9に示すように、スリーブ60を後退させようとすると、スリーブ60のバルブ係合面69がバルブ部材40の下側押圧部46に当接するようになっているので、スリーブ60を後退させることができなくなっている。すなわち、バルブ部材40が開放位置にあるときには、施錠子54と施錠子係合溝3との係合を解除できないので、雄型継手1を雌型継手10から取り外すことができなくなっている。このようにすることで、不用意に雄型継手1が外れてしまう危険性がなくなる
本発明の雌型継手10においては、バルブ部材40の変位方向が流体通路32の長手軸線26を横断する方向であり、好ましくは長手軸線26を直角に横断する方向となっているので、開閉時に流体通路32内部の圧力の影響を受けにくく、従ってバルブ部材40の変位を比較的に小さな力で行うことが可能となっている。また、雄型継手1の着脱およびバルブ部材40の開閉が、適切な状態においてのみ行うことができるように構成されており、不用意に雄型継手1が取り外されたりバルブ部材40が開放されたりすることがないようになっているので、高い安全性を確保することができるようにもなっている。
なお、本実施形態では、パージ溝48によりパージ通路が構成されるようになっているが、他の構造としてもよい。例えば、バルブ部材40の前面41から開口43の内周面につながる穴を形成してパージ通路を構成してもよい。
1 雄型継手 2 外周面
3 施錠子係合溝 4 前端面
10 雌型継手 20 継手本体
21 接続部 22 筒状部
23 雄ねじ部 24 貫通孔
26 長手軸線 27 横断軸線
28 前端部 30 後端部
32 流体通路 32−1 前端部側
32−2 後端部側 34 外周面
36 内周面 38 施錠子保持孔
40 バルブ部材 41 前面
42 後面 43 開口
43−1 上縁 43−2 下縁
44 バルブ本体部 45 上側押圧部
46 下側押圧部 47 開口部
48 パージ溝 49 シールリング保持部
50 前方シールリング 52 後方シールリング
54 施錠子 56 支持リング
58 前方シールリング保持部材 59 ばね部材
60 スリーブ 62 施錠子係合面
66 開口部
68 安全部材係合面 69 バルブ係合面
70 安全部材 72 傾斜係合面
74 水平係合面 76 操作部
78 前端面 80 ばね部材

Claims (8)

  1. 雄型継手を着脱可能に接続する雌型継手であって、
    前端部、後端部、及び前記前端部から前記後端部にまで長手軸線の方向に貫通する流体通路を有し、前記前端部から雄型継手を受け入れるようにした継手本体と、
    前記流体通路を横断するように前記継手本体に配置され、前記長手軸線の方向に貫通する開口を有するバルブ部材であって、前記継手本体の前記長手軸線を横断する方向で開放位置と閉止位置との間で変位可能とされ、前記開放位置では前記開口を介して前記流体通路の前端部側と後端部側とを連通し、前記閉止位置では前記開口が前記流体通路外に位置して前記流体通路の前記前端部側と前記後端部側との間を閉止するようにされたバルブ部材と、
    を備え、
    前記バルブ部材が、前記閉止位置にあるときに、前記流体通路の前記前端部側と当該雌型継手の外側の大気とに連通されるように構成されているパージ通路を有
    前記バルブ部材が前記流体通路の前記前端部側に面する前面と前記後端部側に面する後面とを有する板状の部材とされ、前記前面及び後面に平行な面に沿うように平行移動して前記開放位置と閉止位置との間で変位可能とされており
    前記流体通路が横断面を円形とされ、前記バルブ部材の前記開口が、該バルブ部材が開放位置にあるときに前記流体通路の周面と整合する円弧状の面と、該円弧状の面の両端を結ぶ面とからなる三日月状とされ、前記バルブ部材が前記閉止位置にあるときに前記円弧状の面の両端を結ぶ面が該円弧状の面よりも該流体通路に近い位置とされ、前記バルブ部材が前記閉止位置から前記開放位置に向かって変位されるときに該円弧状の面の両端を結ぶ面から前記流体通路内に入るようにされている、安全機能を備えた雌型継手。
  2. 前記板状の部材の前記前面は、前記開口から前記開放位置側に延びるパージ溝を有し、
    前記バルブ部材が前記閉止位置にあるときに、前記開口の一部が前記継手本体の外側に位置し、前記前記パージ溝の一部が前記流体通路内に位置するようにされ、該パージ溝及び開口が前記パージ通路を構成するようにされている請求項1に記載の安全機能を備えた雌形継手。
  3. 前記流体通路の前記前端部側は、前記バルブ部材が前記閉止位置とされたときに前記板状の部材の前記前面と密封係合する前方シールリングを有し、
    前記板状の部材の前記前面には前記パージ溝が相互に間隔を開けて設けられ、間にシーリング保持部が形成されており、
    該シール保持部は前記バルブ部材が前記閉止位置とされたときに、前記前方シールリングと係合して該前方シールリングが外れないようにするようにした請求項2に記載の安全機能を備えた雌形継手。
  4. 前記バルブ部材が前記長手軸線と略直角に交わる方向で変位可能とされている、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の安全機能を備えた雌型継手。
  5. 前記継手本体が前記長手線方向に延びる外周面と内周面、及び前記外周面から前記内周面にまで貫通する施錠子保持孔を有しており、
    当該雌型継手が、
    前記施錠子保持孔内に配置された施錠子と、
    前記継手本体の前記内周面に前記長手軸線の方向で摺動可能に配置された支持リングと、
    前記継手本体の前記外周面に前記長手軸線の方向で摺動可能に配置されたスリーブと、
    を更に備え、
    対応する雄型継手が接続されていない未接続状態において、前記支持リングは、前記施錠子保持孔の半径方向内側に位置して、前記施錠子を前記継手本体の前記外周面から半径方向外側に突出する位置となるように支持し、前記スリーブは半径方向外側に突出した状態の前記施錠子と係合して前記前端部の方向に移動しないようにされ、前記バルブ部材は前記スリーブと係合して前記開放位置に移動できないようになっており、
    前記雄型継手が前記継手本体の前記前端部から挿入されると、前記支持リングは、前記雄型継手に押されて前記継手本体の前記後端部に向けて摺動され、前記施錠子の支持が解除されて該施錠子が半径方向内側に移動可能となって、前記雄型継手の当該雌型継手への挿入が完了したときに、該雄型継手に形成されている施錠子係合溝に係合し、前記スリーブは、前記施錠子との係合が解除されて前記前端部に向けて移動して、前記施錠子の半径方向外側への変位を阻止するとともに、前記バルブ部材の前記閉止位置から前記開放位置への変位を許容するようにされた、請求項1ないし4のいずれか一項に記載の安全機能を備えた雌型継手。
  6. 前記バルブ部材が前記開放位置にあるときには、前記スリーブは前記バルブ部材に係合して前記継手本体の前記後端部に向けて摺動できないようにされている、請求項5に記載の安全機能を備えた雌型継手。
  7. 前記スリーブと前記バルブ部材との間において前記継手本体の前記外周面に摺動可能に配置された安全部材を更に備え、
    当該雌型継手が前記未接続状態にあるときには、前記安全部材が、前記スリーブと前記バルブ部材との間に挟まれて前記継手本体の前記前端部の方に摺動不可能となった状態で、前記バルブ部材と係合して前記バルブ部材が前記開放位置に移動できないようにしており、前記雄型継手が挿入されたときには、前記スリーブが前記前端部の方向に摺動することで前記安全部材が前記前端部側に摺動可能となり、前記安全部材が前記継手本体の前記前端部の方に移動すると、前記バルブ部材との係合が解除されて、前記バルブ部材が前記閉止位置から前記開放位置に移動可能となるようにされた、請求項5又は6に記載の安全機能を備えた雌型継手。
  8. 前記スリーブと前記安全部材とを互いに離間させる方向に付勢するばね部材をさらに備え、
    前記バルブ部材が前記開放位置となると、前記ばね部材によって前記バルブ部材に向かって付勢された前記安全部材が前記バルブ部材と係合して、前記バルブ部材が前記閉止位置に移動できなくなり、
    前記ばね部材の付勢力に抗して前記安全部材を前記継手本体の前記前端部の方に移動させると、前記バルブ部材との係合が解除されて、前記バルブ部材が前記閉止位置に移動可能となるようにされた、請求項7に記載の安全機能を備えた雌型継手。
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