JPH1078135A - シール構造 - Google Patents
シール構造Info
- Publication number
- JPH1078135A JPH1078135A JP25381996A JP25381996A JPH1078135A JP H1078135 A JPH1078135 A JP H1078135A JP 25381996 A JP25381996 A JP 25381996A JP 25381996 A JP25381996 A JP 25381996A JP H1078135 A JPH1078135 A JP H1078135A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ring
- injector
- metal
- metallic
- seal
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- Pending
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/14—Arrangements of injectors with respect to engines; Mounting of injectors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
- F02M2200/85—Mounting of fuel injection apparatus
- F02M2200/858—Mounting of fuel injection apparatus sealing arrangements between injector and engine
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 被シール環境に圧力変動が生じたり、シール
部間隔が拡開したりしても、シール性が低下することの
ないシール構造を提供すること 【解決手段】 例えば自動車用の筒内直噴エンジンにお
ける、インジェクターとエンジンブロックとの間のシー
ル構造に関する。１はインジェクター、１１は燃料噴射
用のノズル、２はエンジンブロックを示しており、イン
ジェクター１とエンジンブロック２との間のシール部Ｓ
に、メタルＣリング３を組み込み、インジェクター１を
メタルＣリング３に所定の締め付け力が加わるように
し、リング３の横断面における内部側を圧縮応力支配と
して取り付けてなる。これにより、メタルＣリング３の
応力腐食割れが生じにくくなる。
部間隔が拡開したりしても、シール性が低下することの
ないシール構造を提供すること 【解決手段】 例えば自動車用の筒内直噴エンジンにお
ける、インジェクターとエンジンブロックとの間のシー
ル構造に関する。１はインジェクター、１１は燃料噴射
用のノズル、２はエンジンブロックを示しており、イン
ジェクター１とエンジンブロック２との間のシール部Ｓ
に、メタルＣリング３を組み込み、インジェクター１を
メタルＣリング３に所定の締め付け力が加わるように
し、リング３の横断面における内部側を圧縮応力支配と
して取り付けてなる。これにより、メタルＣリング３の
応力腐食割れが生じにくくなる。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、開口溝を有する横
断面Ｃ形の金属材料からなるリング（以下メタルＣリン
グという）を用いたシール構造に関するものである。
断面Ｃ形の金属材料からなるリング（以下メタルＣリン
グという）を用いたシール構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば自動車用の筒内直噴エンジンにお
いては、燃料を霧状に噴射するノズルをエンジンルーム
内に臨ませて、燃料噴射装置（以下インジェクターとい
う）がエンジンブロックに取り付けられる。当然前記イ
ンジェクターとエンジンブロックとの間のシールが必要
になるのであるが、従来は図３に示すようにシール部に
はコルゲート型のガスケット３０が用いられていた。
いては、燃料を霧状に噴射するノズルをエンジンルーム
内に臨ませて、燃料噴射装置（以下インジェクターとい
う）がエンジンブロックに取り付けられる。当然前記イ
ンジェクターとエンジンブロックとの間のシールが必要
になるのであるが、従来は図３に示すようにシール部に
はコルゲート型のガスケット３０が用いられていた。
【０００３】即ち同図において、１はインジェクター、
１１は燃料噴射用のノズル、２はエンジンブロックを示
しており、インジェクター１とエンジンブロック２との
間のシール部Ｓに、断面がコルゲート状のガスケット３
０を組み込み、インジェクター１をガスケット３０に所
定の締め付け力が加わるように取り付けてなるシール構
造が採用されていた。
１１は燃料噴射用のノズル、２はエンジンブロックを示
しており、インジェクター１とエンジンブロック２との
間のシール部Ｓに、断面がコルゲート状のガスケット３
０を組み込み、インジェクター１をガスケット３０に所
定の締め付け力が加わるように取り付けてなるシール構
造が採用されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のシール構造では次のような不都合があった。 被シール環境であるエンジンルーム内の圧力（図中の
矢印は圧力が加わる方向を表示）が増加すると、ガスケ
ット３０が断面コルゲート型即ちＳ字型を呈しているの
で、シール面Ｃ１，Ｃ２のいずれかが圧力で浮いてしま
い、シール性が低下する。 ガスケット３０に適当な締め付け力を与えてシール効
果を得るのであるが、この力によりシール面Ｃ１，Ｃ２
が塑性変形（シール面が平坦化する）して実効シール幅
が大きくなり、単位面積当たりの面圧が低くなってシー
ル性が悪化し易い。 高圧によりシール部Ｓが図面上下方向に拡張すること
があるが、この場合ガスケット３０の復元量、即ちイン
ジェクター１による締め付け力を解放したときのガスケ
ット高さの復帰量が元々小さい構造なので、シール部Ｓ
のタテ方向間隔拡張に対する追随性が悪く、このような
場合シール性が低下する。
た従来のシール構造では次のような不都合があった。 被シール環境であるエンジンルーム内の圧力（図中の
矢印は圧力が加わる方向を表示）が増加すると、ガスケ
ット３０が断面コルゲート型即ちＳ字型を呈しているの
で、シール面Ｃ１，Ｃ２のいずれかが圧力で浮いてしま
い、シール性が低下する。 ガスケット３０に適当な締め付け力を与えてシール効
果を得るのであるが、この力によりシール面Ｃ１，Ｃ２
が塑性変形（シール面が平坦化する）して実効シール幅
が大きくなり、単位面積当たりの面圧が低くなってシー
ル性が悪化し易い。 高圧によりシール部Ｓが図面上下方向に拡張すること
があるが、この場合ガスケット３０の復元量、即ちイン
ジェクター１による締め付け力を解放したときのガスケ
ット高さの復帰量が元々小さい構造なので、シール部Ｓ
のタテ方向間隔拡張に対する追随性が悪く、このような
場合シール性が低下する。
【０００５】本発明は上記問題点を解消すべくなされた
もので、被シール環境に圧力変動が生じたり、シール部
間隔が拡開したりしても、シール性が低下することのな
いシール構造を提供することを目的とする。
もので、被シール環境に圧力変動が生じたり、シール部
間隔が拡開したりしても、シール性が低下することのな
いシール構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のシール構造は、
開口溝を有する横断面Ｃ形の金属材料からなるリングを
用い、前記金属材料に対して腐食性雰囲気にある被シー
ル環境を密封するためのシール構造であって、前記被シ
ール環境側にリングの開口溝を配向させると共に、前記
リングの横断面における内部側を圧縮応力支配としてシ
ール部に当該リングを組み込んだことを特徴とするもの
である。
開口溝を有する横断面Ｃ形の金属材料からなるリングを
用い、前記金属材料に対して腐食性雰囲気にある被シー
ル環境を密封するためのシール構造であって、前記被シ
ール環境側にリングの開口溝を配向させると共に、前記
リングの横断面における内部側を圧縮応力支配としてシ
ール部に当該リングを組み込んだことを特徴とするもの
である。
【０００７】
【発明の最良の実施形態】図１は、本発明のシール構造
を自動車の筒内直噴エンジンにおけるインジェクター１
のエンジンブロック２への取り付け部へ適用した例を示
している。前述した図３に示した従来例と相違する点
は、インジェクター１とエンジンブロック２との間のシ
ール部Ｓに、メタルＣリング３を組み込んだ点である。
を自動車の筒内直噴エンジンにおけるインジェクター１
のエンジンブロック２への取り付け部へ適用した例を示
している。前述した図３に示した従来例と相違する点
は、インジェクター１とエンジンブロック２との間のシ
ール部Ｓに、メタルＣリング３を組み込んだ点である。
【０００８】このメタルＣリング３は、その内周側に開
口溝３ａを有する横断面Ｃ形を呈している。該メタルＣ
リング３は種々の金属材料で構成することができるが、
一般的には耐熱性、耐食性およびバネ性に優れる金属を
用いることが望ましく、例えばステンレス鋼やインコネ
ル等を用いることができ、必要に応じて表面に銀メッキ
や錫メッキを施してもよい。
口溝３ａを有する横断面Ｃ形を呈している。該メタルＣ
リング３は種々の金属材料で構成することができるが、
一般的には耐熱性、耐食性およびバネ性に優れる金属を
用いることが望ましく、例えばステンレス鋼やインコネ
ル等を用いることができ、必要に応じて表面に銀メッキ
や錫メッキを施してもよい。
【０００９】ここでメタルＣリングとしては、例えば外
径が１５〜１７mm程度、リング高さが１．５〜２．０mm
程度、肉厚が０．２〜０．５mm程度ののものを用いるこ
とができる。メタルＣリング３の組み付けにあたって
は、インジェクター１の固定位置を調整するなどして、
メタルＣリング３に図中上下方向に軽い締め付け力を加
え、メタルＣリングの内部側が圧縮応力支配となるよう
にする。
径が１５〜１７mm程度、リング高さが１．５〜２．０mm
程度、肉厚が０．２〜０．５mm程度ののものを用いるこ
とができる。メタルＣリング３の組み付けにあたって
は、インジェクター１の固定位置を調整するなどして、
メタルＣリング３に図中上下方向に軽い締め付け力を加
え、メタルＣリングの内部側が圧縮応力支配となるよう
にする。
【００１０】このようにメタルＣリング３を組み込むこ
とで、図２に示すようにリング３の横断面における内部
側３００、即ち腐食性雰囲気に晒される部分には圧縮応
力が加わり、逆に外部側３０１には引っ張り応力が加わ
ることになる。特に内部側の中心部分３００ａには大き
な圧縮応力が加わり、その反対部分３０１ａには大きな
引っ張り応力が加わる。そしてリング３の開口溝３ａ
は、被シール環境であるエンジンルーム側に配向するこ
ととなる。
とで、図２に示すようにリング３の横断面における内部
側３００、即ち腐食性雰囲気に晒される部分には圧縮応
力が加わり、逆に外部側３０１には引っ張り応力が加わ
ることになる。特に内部側の中心部分３００ａには大き
な圧縮応力が加わり、その反対部分３０１ａには大きな
引っ張り応力が加わる。そしてリング３の開口溝３ａ
は、被シール環境であるエンジンルーム側に配向するこ
ととなる。
【００１１】
【発明の作用・効果】上記したシール構造によれば、先
ず従来のコルゲート型ガスケットに代えてメタルＣリン
グを採用したことで、次のような作用効果を奏する。 被シール環境であるエンジンルーム内の圧力（図中の
矢印は圧力が加わる方向を表示）が増加しても、この圧
力がメタルＣリング３ではシール面Ｃ１，Ｃ２の面圧を
高める方向に作用するため、シール性が低下することは
ない。したがって、エンジンルーム内で圧力変動が生じ
る場合でもシール性に優れる。
ず従来のコルゲート型ガスケットに代えてメタルＣリン
グを採用したことで、次のような作用効果を奏する。 被シール環境であるエンジンルーム内の圧力（図中の
矢印は圧力が加わる方向を表示）が増加しても、この圧
力がメタルＣリング３ではシール面Ｃ１，Ｃ２の面圧を
高める方向に作用するため、シール性が低下することは
ない。したがって、エンジンルーム内で圧力変動が生じ
る場合でもシール性に優れる。
【００１２】メタルＣリング３にインジェクター１で
締め付け力を加えた場合、開口溝３ａの幅が縮小する方
向にある程度力が逃げ、リング３の特定のポイントに圧
潰荷重がかかることはない。従ってシール面Ｃ１，Ｃ２
が平坦化するような塑性変形は発生しにくく、シール幅
が過大とならずシール面の単位面積当たりの面圧を高く
でき、高圧力下、圧力変動下でもシール性が良好であ
る。
締め付け力を加えた場合、開口溝３ａの幅が縮小する方
向にある程度力が逃げ、リング３の特定のポイントに圧
潰荷重がかかることはない。従ってシール面Ｃ１，Ｃ２
が平坦化するような塑性変形は発生しにくく、シール幅
が過大とならずシール面の単位面積当たりの面圧を高く
でき、高圧力下、圧力変動下でもシール性が良好であ
る。
【００１３】エンジンルーム内が高圧になり、シール
部Ｓが図面上下方向に拡張が生じた場合でも、メタルＣ
リング３は前記締め付け力に伴うバネ力を保有してお
り、元のリング高さまで復元しようとする力を本来的に
備えていることから、シール性は低下しない。即ちリン
グ高さの復帰量が元々大きい構造なので、シール部Ｓの
タテ方向間隔拡張に対する追随性に優れ、このような場
合でもシール性が良好である。
部Ｓが図面上下方向に拡張が生じた場合でも、メタルＣ
リング３は前記締め付け力に伴うバネ力を保有してお
り、元のリング高さまで復元しようとする力を本来的に
備えていることから、シール性は低下しない。即ちリン
グ高さの復帰量が元々大きい構造なので、シール部Ｓの
タテ方向間隔拡張に対する追随性に優れ、このような場
合でもシール性が良好である。
【００１４】さらに、リング３の開口溝３ａを、被シー
ル環境であるエンジンルーム側に配向させることで、次
のような作用・効果をも奏するのである。
ル環境であるエンジンルーム側に配向させることで、次
のような作用・効果をも奏するのである。
【００１５】応力が加わった状態にある金属材料が特定
の雰囲気の環境下に置かれると、応力と電気化学腐食の
相互作用により応力腐食割れが生ずることがある。メタ
ルＣリング３の構成材として好適であると前述したステ
ンレスの場合、ガソリンが噴霧されるエンジンルーム内
の雰囲気は弱いながらも腐食性雰囲気に該当し、メタル
Ｃリング３に応力腐食割れが生じる可能性がある。特に
大きな引っ張り応力が加わる中心部分３０１ａは、応力
腐食割れが生じる可能性が高くなる。
の雰囲気の環境下に置かれると、応力と電気化学腐食の
相互作用により応力腐食割れが生ずることがある。メタ
ルＣリング３の構成材として好適であると前述したステ
ンレスの場合、ガソリンが噴霧されるエンジンルーム内
の雰囲気は弱いながらも腐食性雰囲気に該当し、メタル
Ｃリング３に応力腐食割れが生じる可能性がある。特に
大きな引っ張り応力が加わる中心部分３０１ａは、応力
腐食割れが生じる可能性が高くなる。
【００１６】しかしながら、本発明者らは応力が圧縮応
力である場合は応力腐食割れが生じ難い点に着目した。
そして、メタルＣリング３の開口溝３ａをエンジンルー
ム側に配向させることで、圧縮応力支配にあるリング３
の内部側３００を腐食性雰囲気に接触させるようにし、
これによりメタルＣリング３に応力腐食割れが生じ難く
なるものである。
力である場合は応力腐食割れが生じ難い点に着目した。
そして、メタルＣリング３の開口溝３ａをエンジンルー
ム側に配向させることで、圧縮応力支配にあるリング３
の内部側３００を腐食性雰囲気に接触させるようにし、
これによりメタルＣリング３に応力腐食割れが生じ難く
なるものである。
【００１７】
【発明の他の実施形態】本発明のシール構造は他の各種
用途に適用可能であり、例えば、シール材に対して腐食
性である流体を扱う各種配管、容器やプラント関連装
置、また高温（ゴム・樹脂の耐熱温度以上）でのシール
構造などに用いることができる。しかし、前述した筒内
直噴エンジンにおけるインジェクターの取り付け部のよ
うに、高い圧力で圧力変動が激しく、シール部の拡張
（いわゆるフランジの開き）現象が生ずる、内燃機関の
エンジンルーム内を被シール対象とするのが、本発明の
効果を有効に発揮できるので好適である。
用途に適用可能であり、例えば、シール材に対して腐食
性である流体を扱う各種配管、容器やプラント関連装
置、また高温（ゴム・樹脂の耐熱温度以上）でのシール
構造などに用いることができる。しかし、前述した筒内
直噴エンジンにおけるインジェクターの取り付け部のよ
うに、高い圧力で圧力変動が激しく、シール部の拡張
（いわゆるフランジの開き）現象が生ずる、内燃機関の
エンジンルーム内を被シール対象とするのが、本発明の
効果を有効に発揮できるので好適である。
【００１８】メタルＣリング３の開口溝３ａは、前述の
実施例ではリングの内周側に設けた例を示しているが、
この溝の方向は用途や使用条件により適宜決定すること
ができる。例えば固定フランジの外圧用の場合は、開口
溝はリングの外周側に設けられ、また固定軸用の場合
は、リングの側面に設けられる。いずれの場合でも、開
口溝を被シール環境側に配向させると共に、該リングの
横断面における内部側を圧縮応力支配としてシール部に
当該リングが組み込まれる。
実施例ではリングの内周側に設けた例を示しているが、
この溝の方向は用途や使用条件により適宜決定すること
ができる。例えば固定フランジの外圧用の場合は、開口
溝はリングの外周側に設けられ、また固定軸用の場合
は、リングの側面に設けられる。いずれの場合でも、開
口溝を被シール環境側に配向させると共に、該リングの
横断面における内部側を圧縮応力支配としてシール部に
当該リングが組み込まれる。
【００１９】メタルＣリングの内部側を圧縮応力支配と
するには、一般的にはリングに適宜な締め付け力（押圧
力）を与えることで達成できる。この締め付け力が弱す
ぎると、前述の応力腐食割れへの対抗力が顕著でなくな
るほか、急激な圧力変動等によりシール面が変動し易く
シール性が不安定である等の不都合があり、一方締め付
け力が強すぎると、リングの復元性が損なわれるほか、
締め付け時の極端なシール面の移動やフランジへのダメ
ージ等の不都合がある。
するには、一般的にはリングに適宜な締め付け力（押圧
力）を与えることで達成できる。この締め付け力が弱す
ぎると、前述の応力腐食割れへの対抗力が顕著でなくな
るほか、急激な圧力変動等によりシール面が変動し易く
シール性が不安定である等の不都合があり、一方締め付
け力が強すぎると、リングの復元性が損なわれるほか、
締め付け時の極端なシール面の移動やフランジへのダメ
ージ等の不都合がある。
【００２０】従って締め付け力は、メタルＣリングの材
質やサイズ等に応じた適宜な力とする必要があり、例え
ば、メタルＣリングが前述のサイズ、即ち外径が１５〜
１７mm程度、リング高さが１．５〜２．０mm程度、肉厚
が０．２〜０．５mm程度のステンレス鋼製の場合は、締
め付け力は４０〜１２０kgf/cm2 、好ましくは５０〜８
０kgf/cm2 程度とするのが適当である。
質やサイズ等に応じた適宜な力とする必要があり、例え
ば、メタルＣリングが前述のサイズ、即ち外径が１５〜
１７mm程度、リング高さが１．５〜２．０mm程度、肉厚
が０．２〜０．５mm程度のステンレス鋼製の場合は、締
め付け力は４０〜１２０kgf/cm2 、好ましくは５０〜８
０kgf/cm2 程度とするのが適当である。
【図１】本発明のシール構造の一例を示す断面図であ
る。
る。
【図２】メタルＣリングの応力状態を説明するための断
面図である。
面図である。
【図３】従来のシール構造を示す断面図である。
１ インジェクター ２ エンジンブロック ３ メタルＣリング ３ａ メタルＣリングの開口溝 Ｓ シール部
Claims (3)
- 【請求項１】 開口溝を有する横断面Ｃ形の金属材料か
らなるリングを用い、前記金属材料に対して腐食性雰囲
気にある被シール環境を密封するためのシール構造であ
って、 前記被シール環境側にリングの開口溝を配向させると共
に、前記リングの横断面における内部側を圧縮応力支配
としてシール部に当該リングを組み込んだことを特徴と
するシール構造。 - 【請求項２】 開口溝がリングの内周側に位置している
ことを特徴とする請求項１記載のシール構造。 - 【請求項３】 被シール環境が内燃機関のエンジンルー
ム内であり、シール部がエンジンルーム内への燃料噴射
装置の取付部であることを特徴とする請求項１記載のシ
ール構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25381996A JPH1078135A (ja) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | シール構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25381996A JPH1078135A (ja) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | シール構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1078135A true JPH1078135A (ja) | 1998-03-24 |
Family
ID=17256585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25381996A Pending JPH1078135A (ja) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | シール構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1078135A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030032665A (ko) * | 2001-10-19 | 2003-04-26 | 현대자동차주식회사 | 디젤엔진의 인젝터 시일링구조 |
| EP1067320A3 (en) * | 1999-07-07 | 2003-08-13 | Air Products And Chemicals, Inc. | Compliant high temperature seals for dissimilar materials |
| CN1325204C (zh) * | 2005-12-15 | 2007-07-11 | 西安航空发动机（集团）有限公司 | 一种双金属封严零件的加工工艺 |
| JP2008203049A (ja) * | 2007-02-19 | 2008-09-04 | Toyota Motor Corp | 排ガス分析用センサ |
| JP2010185323A (ja) * | 2009-02-11 | 2010-08-26 | Denso Corp | 燃料噴射弁の取付け構造およびそれに用いる燃料噴射弁の座金 |
| KR20180042781A (ko) * | 2016-10-18 | 2018-04-26 | 현대자동차 유럽기술연구소 | 연료 인젝터를 위한 가스켓 |
| US10801457B1 (en) | 2019-07-03 | 2020-10-13 | Delphi Technologies Ip Limited | Fuel rail assembly providing connection to a fuel injector |
| US11454200B2 (en) | 2019-11-08 | 2022-09-27 | Delphi Technologies Ip Limited | Fuel system with an arrangement which seals between a fuel injector and a fuel rail socket |
-
1996
- 1996-09-03 JP JP25381996A patent/JPH1078135A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1067320A3 (en) * | 1999-07-07 | 2003-08-13 | Air Products And Chemicals, Inc. | Compliant high temperature seals for dissimilar materials |
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| US10801457B1 (en) | 2019-07-03 | 2020-10-13 | Delphi Technologies Ip Limited | Fuel rail assembly providing connection to a fuel injector |
| US11454200B2 (en) | 2019-11-08 | 2022-09-27 | Delphi Technologies Ip Limited | Fuel system with an arrangement which seals between a fuel injector and a fuel rail socket |
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