JP6121342B2 - Manufacturing method of spark plug - Google Patents
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Description
本発明は、スパークプラグの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a spark plug.
一般に、スパークプラグは、その先端側に中心電極と接地電極とを有している。中心電極は、絶縁体の軸孔に保持された状態で、絶縁体の先端から突出している。一方、接地電極は、主体金具の先端部に接合されている。 In general, a spark plug has a center electrode and a ground electrode on the tip side. The center electrode protrudes from the tip of the insulator while being held in the shaft hole of the insulator. On the other hand, the ground electrode is joined to the tip of the metal shell.
主体金具は、腐食防止のためにめっき処理されるのが普通である。特に、大量の主体金具を同時にめっき処理するために、バレルめっきが利用される(特許文献1等)。 The metal shell is usually plated to prevent corrosion. In particular, barrel plating is used for simultaneously plating a large number of metal shells (Patent Document 1, etc.).
主体金具のバレルめっき処理は、主体金具の先端部に棒状の接地電極部材が接合したワークピース(以下、「接合体」とも呼ぶ)に対して実行される。バレルめっき処理では、大きなバレル内で大量のワークが自由に回転しながらめっき処理が進行する。発明者らは、接地電極部材が接合されている主体金具の先端側が、他の主体金具の後端部の孔に入り込んでしまい、2つの主体金具が互いに固着して離れなくなる場合があることを見出した。このように2つの主体金具が固着した状態でめっき処理が行われると、めっき不良が発生するという課題が発生する。 The barrel plating of the metallic shell is performed on a workpiece (hereinafter also referred to as “joined body”) in which a rod-like ground electrode member is joined to the tip of the metallic shell. In the barrel plating process, the plating process proceeds while a large number of workpieces rotate freely in a large barrel. The inventors have found that the leading end side of the metal shell to which the ground electrode member is joined may enter the hole at the rear end of the other metal shell, and the two metal shells may stick to each other and cannot be separated. I found it. When the plating process is performed in a state where the two metal shells are fixed as described above, there arises a problem that a plating defect occurs.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can be realized as the following forms.
(1)本発明の一形態によれば、先端部分にねじ部を有する円筒状の主体金具の先端部に棒状の接地電極部材が接合された接合体を準備する準備工程と、バレルめっき装置を用いて前記接合体のめっき処理を行うめっき工程と、を備えるスパークプラグの製造方法が提供される。この製造方法において、前記準備工程は、前記接合体の前記接地電極部材を、前記主体金具の中心軸に平行な方向に対して前記主体金具の径方向外側に傾ける工程を含み、前記めっき工程は、前記接地電極部材が傾いている状態で前記接合体のめっき処理を行う、ことを特徴とする。
この製造方法によれば、接地電極部材を主体金具の径方向外側に傾けた状態の接合体に対してバレルめっき処理を行うので、バレルめっき処理中に2つの主体金具が互いに固着してめっき不良が発生する、という可能性を低減することができる。
(1) According to one aspect of the present invention, a preparation step of preparing a joined body in which a rod-like ground electrode member is joined to a tip portion of a cylindrical metal shell having a screw portion at a tip portion; And a plating step of performing a plating process on the joined body using the spark plug. In this manufacturing method, the preparation step includes a step of inclining the ground electrode member of the joined body outward in the radial direction of the metal shell with respect to a direction parallel to a central axis of the metal shell, and the plating step The bonding body is plated in a state where the ground electrode member is inclined.
According to this manufacturing method, the barrel plating process is performed on the joined body in a state where the ground electrode member is inclined outward in the radial direction of the metal shell. It is possible to reduce the possibility of occurrence.
(2)上記製造方法において、前記接地電極部材を傾ける工程は、(i)前記接地電極部材を前記主体金具の中心軸に平行な方向に沿って延びるように前記主体金具の前記先端部に接合した後に、前記接地電極部材を前記主体金具の径方向外側に向かって傾ける工程と、(ii)前記接地電極部材を前記主体金具の前記先端部に接合する際に、前記接地電極部材を前記主体金具の径方向外側に向かって傾けた状態で接合する工程と、のいずれか一方である、ものとしてもよい。
この構成によれば、接地電極部材を主体金具の径方向外側に傾けた状態の接合体を得ることができる。
(2) In the above manufacturing method, the step of inclining the ground electrode member includes (i) joining the ground electrode member to the tip end portion of the metal shell so as to extend along a direction parallel to the central axis of the metal shell. And (ii) when the ground electrode member is joined to the tip end of the metal shell, the ground electrode member is tilted toward the outer side in the radial direction of the metal shell. It is good also as a thing which is any one of the process joined in the state inclined toward the radial direction outer side of the metal fitting.
According to this configuration, it is possible to obtain a joined body in which the ground electrode member is tilted outward in the radial direction of the metal shell.
(3)上記製造方法において、前記主体金具の後端部の内径をB(mm)、前記ねじ部の外径をA(mm)としたとき、−1.5≦A−B<0である、ものとしてもよい。
一般に、主体金具の後端部の内径Bがねじ部の外径Aよりも大きいために、或る主体金具のねじ部が他の主体金具の後端部の孔に食い込んでしまう可能性がある。上記構成によれば、このような場合にも、接地電極部材を主体金具の径方向外側に傾けた状態の接合体をバレルめっき処理のワークピースとして使用することによって、バレルめっき処理中に2つの主体金具が互いに固着してめっき不良が発生する、という可能性を低減することができる。
(3) In the above manufacturing method, when the inner diameter of the rear end portion of the metal shell is B (mm) and the outer diameter of the screw portion is A (mm), −1.5 ≦ A−B <0. It is good also as a thing.
In general, since the inner diameter B of the rear end portion of the metal shell is larger than the outer diameter A of the screw portion, there is a possibility that a screw portion of a certain metal shell bites into a hole in the rear end portion of another metal shell. . According to the above configuration, even in such a case, by using the joined body in which the ground electrode member is inclined outward in the radial direction of the metal shell as the workpiece for the barrel plating process, It is possible to reduce the possibility that the metal shells are fixed to each other and plating failure occurs.
(4)上記製造方法において、前記めっき工程で処理される前記接合体を、前記接地電極部材が配置された先端側から前記主体金具の中心軸に沿って、前記中心軸に垂直な仮想平面に投影して見たときに、前記接地電極部材の最も径方向外側の点と、前記ねじ部の外周との間の最短距離が、0.3mm以上である、ものとしてもよい。
この構成によれば、接地電極部材が主体金具から径方向外側に十分に突出するので、バレルめっき処理中に2つの主体金具が互いに固着してめっき不良が発生する、という可能性を更に低減することができる。
(4) In the above manufacturing method, the joined body to be processed in the plating step is formed on a virtual plane perpendicular to the central axis from the distal end side where the ground electrode member is disposed along the central axis of the metal shell. When viewed by projection, the shortest distance between the most radially outer point of the ground electrode member and the outer periphery of the threaded portion may be 0.3 mm or more.
According to this configuration, since the ground electrode member sufficiently protrudes radially outward from the metal shell, the possibility that the two metal shells adhere to each other during the barrel plating process to cause plating defects is further reduced. be able to.
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、スパークプラグの製造方法、スパークプラグ用の主体金具の製造方法等の形態で実現することができる。 Note that the present invention can be realized in various modes. For example, it can be realized in the form of a spark plug manufacturing method, a spark plug metal shell manufacturing method, and the like.
図1は、本発明の一実施形態としてのスパークプラグ100を示す正面図である。図1において、スパークプラグ100の発火部が存在する下側をスパークプラグ100の先端側と定義し、上側を後端側と定義して説明する。このスパークプラグ100は、絶縁体10と、中心電極20と、接地電極30と、端子金具40と、主体金具50とを備えている。絶縁体10は、軸線Oに沿って延びる軸孔を有している。なお、軸線Oを「中心軸」とも呼ぶ。中心電極20は、軸線Oに沿って延びる棒状の電極であり、絶縁体10の軸孔内に挿入された状態で保持されている。接地電極30は、一端が主体金具50の先端部52に固定され、他端が中心電極20と対向する電極である。端子金具40は、電力の供給を受けるための端子であり、中心電極20に電気的に接続されている。主体金具50は、絶縁体10の外周を囲む筒状の部材であり、絶縁体10を内部に固定している。主体金具50の外周には、ねじ部54が形成されている。ねじ部54は、ねじ山が形成された部位であり、スパークプラグ100をエンジンヘッドに取付ける際にエンジンヘッドのねじ孔に螺合する。
FIG. 1 is a front view showing a
図2は、実施形態のめっき処理前後の工程における主体金具と接地電極部材の接合体200の形状を示している。図2(A)は、めっき処理のワークピースとしての接合体200を準備する工程を示している。この工程において、主体金具50の先端部52に、棒状の接地電極部材30pが傾いた状態で接合される。より具体的には、接地電極部材30pは、主体金具50の中心軸Oに平行な方向ODに対して主体金具50の径方向RD外側に傾いた状態で接合される。ここで、「主体金具50の径方向RD」とは、主体金具50の中心軸Oから外側に向かう方向を意味する。なお、接地電極部材30pは、めっき処理の後に、折り曲げられることによって図1に示すような湾曲した接地電極30となる部材である。折り曲げられる前の棒状の接地電極部材30pの長さは、通常5〜20mmである。図2(A)の接合体200は、バレルめっき装置を用いてめっき処理される(図2(B))。
FIG. 2 shows the shape of the
図3は、バレルめっき装置の一例を示す説明図である。このバレルめっき装置は、バレル漕BMと、めっき槽PMとを有している。バレルめっき処理の際には、多数の接合体200をバレル槽BM中に投入し、このバレル槽BMごとめっき槽PM内のめっき液LZに浸漬する。バレル槽BM内には、樹脂被覆されたリード線L1を通じて負電位とされた導電体CCが、接合体200に接触するように配置されている。めっき漕PM内には、更に、バレル漕BMの外側の位置に、正電位とされる金属板PZ(例えば亜鉛板)が配置されている。この状態で、バレル槽BMを、その回転軸AX1の周りに回転させると、多数の接合体200は、バレル槽BMの回転に従って、かき混ぜられつつ自由に移動しながらめっき処理される。この結果、接合体200の外表面には、均一にめっき層が形成される。
FIG. 3 is an explanatory view showing an example of a barrel plating apparatus. This barrel plating apparatus has a barrel BM BM and a plating tank PM. In the barrel plating process, a large number of
めっき処理のワークピースとしての接合体200は、図2(A)に示したように、接地電極部材30pが外側に傾いた状態で主体金具50の先端部52に接合されている。この傾いた接地電極部材30pは、従来技術で説明した不具合(バレルめっき処理の際に2つの主体金具50が互いに固着して離れなくなるという不具合)を抑制する上で大きな効果がある。
As shown in FIG. 2A, the joined
図4は、比較例としての2つの主体金具50a,50bが互いに固着した状態を示す説明図である。ここでは、第1の主体金具50aの後端部56aの孔の中に、第2の主体金具50bのねじ部54bが入り込んだ状態で互いに固着している。この例では、接地電極部材30pは、主体金具50bの中心軸に平行な方向を向いている。また、特にこの例では、第2の主体金具50bのねじ部54bが、第1の主体金具50aの後端部56aの出口に引っ掛かっており、容易に離れない状態で固着している。
FIG. 4 is an explanatory view showing a state in which two
これに対して、本実施形態では、図2(A)、(B)に示したように、バレルめっき処理のワークピースとなる接合体200において、接地電極部材30pを径方向RD外側に傾けた状態で主体金具50に接合している。こうすれば、図4のように2つの主体金具(すなわち2つの接合体)の端部同士が互いに食い込んで固着してしまう状態を防止又は抑制することが可能である。
On the other hand, in this embodiment, as shown in FIGS. 2A and 2B, the
バレルめっき処理の後、図2(C)では、接地電極部材30pを正立させる加工処理が行われる。ここで、「正立」とは、主体金具50の中心軸Oに平行な方向に向いた状態を意味する。図2(C)の後は、必要に応じて、主体金具50と絶縁体10の加締め工程や、接地電極部材30pの曲げ工程などが行われる。
After the barrel plating process, in FIG. 2C, a processing process for erecting the
図5は、接合体200の寸法がめっき処理に与える影響についての実験結果を示す説明図である。図5(A)は、接合体200の正面図であり、図5(B)は、主体金具50の中心軸Oに沿って、中心軸Oに垂直な仮想平面に接合体200を投影して見た状態を示している。但し、図5(B)では、図示の便宜上、主体金具50のねじ部54と接地電極部材30pの形状のみを描いている。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing experimental results on the influence of the dimensions of the joined
めっき処理の良否に関連がある接合体200の寸法としては、以下の3つの寸法を考慮した。
(1)主体金具50のねじ部54の外径A(mm)
(2)主体金具50の後端部56の孔の内径B(mm)
(3)接地電極部材30pの径方向突出量L(mm)
なお、接地電極部材30pの径方向突出量L(mm)は、図5(B)に示すように、中心軸Oに垂直な仮想平面に接合体200を投影して見たときに、接地電極部材30pの最も径方向外側の点と、主体金具50のねじ部54の外周との間の最短距離として定義される。
The following three dimensions were considered as the dimensions of the joined
(1) Outer diameter A (mm) of the threaded
(2) Inner diameter B (mm) of the hole in the
(3) Radial protrusion amount L (mm) of the
The radial protrusion amount L (mm) of the
主体金具50のねじ部54の外径A(mm)が、主体金具50の後端部の孔の内径B(mm)よりも小さい場合には、図4で説明したように、或る主体金具50bのねじ部54bが、他の主体金具50aの後端部56aの孔に入り込んでしまい、両者が固着してしまう可能性が大きい。このような固着を防止又は抑制するという意味では、(A−B)の値が0未満の場合(すなわちマイナスの場合)に、接地電極部材30pを傾ける効果が大きいと考えられる。
When the outer diameter A (mm) of the threaded
図5(C)は、(A−B)の値と、バレルめっき処理における歩留まりとの関係の実験結果を示している。ここでは、接地電極部材30pの径方向突出量Lが0.3mmと0mmの2つの場合についての実験結果が示されている。L=0mmは、接地電極部材30pが主体金具50に対して傾いていない比較例である。L=0.3mmの実施例においては、(A−B)の値が−0.5mm〜−3.0mmの範囲のいずれの場合にも、バレルめっき処理の歩留まりは100%であった。ここで、「歩留まり」は、めっき処理の後に目視によってめっきが不十分な部分がある接合体200を不合格とし、接合体200の全体に亘って均一にめっき層が形成されていた場合を合格とした場合の値である。
FIG. 5C shows the experimental results of the relationship between the value of (A-B) and the yield in the barrel plating process. Here, experimental results are shown for two cases where the radial protrusion amount L of the
接地電極部材30pの径方向突出量Lが0mmである比較例においては、(A−B)の値が−0.5mm〜−1.5mmの範囲の場合に、バレルめっき処理の歩留まりは100%未満であった。この理由は、図4で説明した固着が発生してしまい、互いに固着した部分においてめっき層が均一に形成されなかったためであると推定される。一方、L=0mmの比較例においても、(A−B)の値が−2.0mm以上の場合には、バレルめっき処理の歩留まりは100%であった。この理由は、主体金具50の後端部56の孔の内径Bが、主体金具50のねじ部54の外径Aよりも十分に大きい場合には、図4に示したような固着が起きにくかったからであると推定される。但し、L=0mmの場合にも、接地電極部材30pを傾けて接合しておけば、バレルめっき処理の歩留まりをより確実に維持できるという点で好ましい。
In the comparative example in which the radial protrusion amount L of the
上述した図5(C)の結果を考慮すると、接地電極部材30pを傾けて接合することによる効果は、特に、(A−B)の値が0未満で−1.5mm以上の場合(すなわち、−1.5≦A−B<0の場合)において顕著である。
In consideration of the result of FIG. 5C described above, the effect of joining the
図5(D)は、接地電極部材30pの径方向突出量Lの効果を示している。径方向突出量Lが0.3mm以上の場合には、バレルめっき処理後において不合格品は発見されなかった。一方、径方向突出量Lが0mm〜0.2mmの範囲の場合には、多少の不合格品が発見された。なお、図5(D)の実験において、(A−B)の値は−0.5mmの一定値とした。図5(D)の結果を考慮すると、径方向突出量L(mm)の値は、0.3mm以上とすることが好ましい。
FIG. 5D illustrates the effect of the radial protrusion amount L of the
図6は、一実施形態におけるめっき処理前後の工程の一例を示す説明図である。図6(A)は、転造前及びめっき処理前の主体金具部材50pを示している。図6(B)の工程では、転造加工により主体金具部材50pにねじ部54を形成することによって、主体金具50が作成される。図6(C)の工程では、主体金具50の先端部52に、接地電極部材30pが傾いた状態で溶接されて接合体200が形成される。これらの図6(A)〜図6(C)の工程が、接合体200を準備する準備工程に相当する。その後、バレルめっき処理が行われ(図6(D))、接地電極部材30pが正立させる加工処理が行われる(図6(E))。なお、図6(C)〜図6(E)は、図2(A)〜(C)に相当している。図6の工程では、主体金具50の先端部52に接地電極部材30pが傾いた状態で溶接されるので、接地電極部材30pを改めて傾ける工程が不要であるという利点がある。
Drawing 6 is an explanatory view showing an example of a process before and behind plating processing in one embodiment. FIG. 6A shows the
図7は、他の実施形態におけるめっき処理前後の工程の一例を示す説明図である。図6との違いは、図6(C)の工程の代わりに、図7(C),(D)の工程が行われる点であり、他の工程は図6と同じである。図7(C)の工程では、主体金具50の先端部52に、接地電極部材30pが正立した状態で溶接される。この接地電極部材30pは、図7(D)の工程において押圧治具300を用いて傾けられる。この押圧治具300の側面310は、主体金具50の中心軸に対して所定の角度で傾いた平面である。この押圧治具300を主体金具50の中心軸方向の先端側(図の上方)から後端側(図の下方)に向けて移動させると、押圧治具300の側面310に沿って接地電極部材30pが傾く。押圧治具300の側面310の傾き角を予め調整しておくことによって、接地電極部材30pの傾き角や、径方向突出量L(図5(B))を調整することが可能である。
Drawing 7 is an explanatory view showing an example of the process before and behind the plating processing in other embodiments. The difference from FIG. 6 is that the steps of FIGS. 7C and 7D are performed instead of the step of FIG. 6C, and the other steps are the same as those of FIG. In the step of FIG. 7C, the
図8は、更に他の実施形態におけるめっき処理前後の工程の一例を示す説明図である。図7との違いは、図7(B),(C)の工程の代わりに、図8(B),(C)の工程が行われる点であり、他の工程は図7と同じである。図8(B)の工程では、転造によりねじ部54を形成する前に、主体金具部材50pの先端部52に接地電極部材30pが正立した状態で溶接される。図8(C)の工程では、転造加工により主体金具部材50pにねじ部54を形成することによって、主体金具50が作成される。これ以降は、図7(C)以降と同じである。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of steps before and after the plating process in still another embodiment. The difference from FIG. 7 is that the steps of FIGS. 8B and 8C are performed instead of the steps of FIGS. 7B and 7C, and the other steps are the same as those of FIG. . In the process of FIG. 8B, before forming the threaded
図6〜図8から理解できるように、接地電極部材30pを主体金具50の径方向外側に傾ける工程としては、種々の工程を利用することが可能である。また、図6〜図8以外の工程を使用してもよい。
As can be understood from FIGS. 6 to 8, various processes can be used as the process of inclining the
以上のように、本実施形態では、接地電極部材30pを、主体金具50の中心軸Oに平行な方向に対して主体金具50の径方向外側に傾けるようにしたので、この接合体200をバレルめっき装置でめっき処理する際に接合体200同士が固着してしまいめっきが不十分となる、という不具合を抑制することが可能である。
As described above, in the present embodiment, the
・変形例
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。
Modification Examples The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the scope of the invention.
・変形例1:
スパークプラグとしては、図1に示したもの以外の種々の構成を有するスパークプラグを本発明に適用することが可能である。特に、端子金具や絶縁体の具体的な形状については、様々な変形が可能である。また、上述した各種の実施形態では、めっき処理後に接地電極部材30pを正立させていたが、接地電極部材30pを正立させずその後の加工(最終的な接地電極30の形状にするための曲げ加工等)を行っもよい。めっき処理後に接地電極部材30pを正立させない場合は、例えば、(i)接地電極部材30pが傾いた状態を戻さずにその後の加工を行う場合や、(ii)接地電極部材30pが傾いた状態を、正立まではさせないものの、その傾きを減少させた状態に戻した後にその後の加工を行う場合等を含む。
・ Modification 1:
As the spark plug, spark plugs having various configurations other than those shown in FIG. 1 can be applied to the present invention. In particular, various modifications can be made to the specific shapes of the terminal fitting and the insulator. Further, in the various embodiments described above, the
10…絶縁体
20…中心電極
30…接地電極
30p…接地電極部材
40…端子金具
50,50a,50b…主体金具
50p…主体金具部材
52…先端部
54,54b…ねじ部
56,56a…後端部
100…スパークプラグ
200…接合体
300…押圧治具
310…側面
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記準備工程は、前記接合体の前記接地電極部材を、前記主体金具の中心軸に平行な方向に対して前記主体金具の径方向外側に傾ける工程を含み、
前記めっき工程は、前記接地電極部材が傾いている状態で前記接合体のめっき処理を行う、ことを特徴とするスパークプラグの製造方法。 A preparation step of preparing a joined body in which a rod-shaped ground electrode member is joined to the tip portion of a cylindrical metal shell having a threaded portion at the tip portion, and a plating step of performing plating treatment of the joined body using a barrel plating apparatus A spark plug manufacturing method comprising:
The preparation step includes a step of inclining the ground electrode member of the joined body outward in the radial direction of the metal shell with respect to a direction parallel to a central axis of the metal shell,
The method for producing a spark plug according to claim 1, wherein the plating step performs the plating process on the joined body in a state where the ground electrode member is inclined.
前記接地電極部材を傾ける工程は、
(i)前記接地電極部材を前記主体金具の中心軸に平行な方向に沿って延びるように前記主体金具の前記先端部に接合した後に、前記接地電極部材を前記主体金具の径方向外側に向かって傾ける工程と、
(ii)前記接地電極部材を前記主体金具の前記先端部に接合する際に、前記接地電極部材を前記主体金具の径方向外側に向かって傾けた状態で接合する工程と、
のいずれか一方である、ことを特徴とするスパークプラグの製造方法。 It is a manufacturing method of the spark plug according to claim 1,
The step of tilting the ground electrode member includes:
(I) After joining the ground electrode member to the tip end portion of the metal shell so as to extend along a direction parallel to the central axis of the metal shell, the ground electrode member is directed radially outward of the metal shell. And tilting process,
(Ii) when joining the ground electrode member to the distal end portion of the metallic shell, joining the ground electrode member in a state inclined toward the radially outer side of the metallic shell;
A method for manufacturing a spark plug, which is any one of the above.
前記主体金具の後端部の内径をB(mm)、前記ねじ部の外径をA(mm)としたとき、−1.5≦A−B<0である、ことを特徴とするスパークプラグの製造方法。 It is a manufacturing method of the spark plug according to claim 1 or 2,
A spark plug characterized in that −1.5 ≦ A−B <0, where B (mm) is the inner diameter of the rear end of the metal shell and A (mm) is the outer diameter of the threaded portion. Manufacturing method.
前記めっき工程で処理される前記接合体を、前記接地電極部材が配置された先端側から前記主体金具の中心軸に沿って、前記中心軸に垂直な仮想平面に投影して見たときに、前記接地電極部材の最も径方向外側の点と、前記ねじ部の外周との間の最短距離が、0.3mm以上である、ことを特徴とするスパークプラグの製造方法。 It is a manufacturing method of the spark plug according to claim 3,
When the joined body to be processed in the plating step is viewed from the front end side where the ground electrode member is disposed along the central axis of the metal shell, projected onto a virtual plane perpendicular to the central axis, A method for manufacturing a spark plug, characterized in that a shortest distance between a point on the outermost radial direction of the ground electrode member and an outer periphery of the threaded portion is 0.3 mm or more.
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