KR100860217B1 - 사계절용 초고성능 타이어의 트레드 패턴구조 - Google Patents

사계절용 초고성능 타이어의 트레드 패턴구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 편평비를 낮게 하여 주행성능이 향상되도록 한 초고성능 타이어에서 트레드 패턴을 좌우 비대칭으로 형성하여 눈길이나 빙판길에서의 조향 성능 및 제동성능이 저하되지 않도록 하면서 마모 성능이 우수한 사계절용 초고성능 타이어의 트레드 패턴구조에 관한 것으로서,
타이어의 폭방향 중심선을 따라 배치되고, 폭방향에 대하여 일정 정도 경사지게 형성된 횡그루브(13')에 의해 구획되는 센터블록(13)과; 센터블록(13)의 양측에 각각 배치되며, 센터블록(13)의 횡그루브(13')와 동일 경사각으로 형성된 횡그루브(12')(14')에 의해 구획되는 내측 사이드블록(12) 및 외측 사이드블록(14)과; 내측 사이드블록(12) 측부의 타이어 숄더부에 배치되고, 상기 센터블록(13)의 횡그루브(13')에 비해 작은 각도로 경사지게 형성된 횡그루브(11')에 의해 구획되는 인사이드 숄더블록(11)과; 외측 사이드블록(14) 측부의 타이어 숄더부에 배치되고, 센터블록(13)의 횡그루브(13')에 비해 작은 각도로 경사지게 형성된 횡그루브(15')에 의해 구획되는 아웃사이드 숄더블록(15)을 포함하고, 각 블록 사이에 종그루브(21)(22)(23)(24)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
따라서, 젖은 노면에서의 견인력과 눈길에서의 조향 성능 및 제동 성능이 향상되고, 종래의 초고성능 타이어와 동일한 컴파운드 고무를 사용하였을 때 약 30% 정도의 마모 성능이 향상되어, 안전하고 경제적인 초고성능 타이어를 계절에 관계없이 이용할 수 있도록 한다.
초고성능타이어, UHP타이어, 횡그루브, 종그루브, 센터블록, 인사이드 숄더블록, 아웃사이드 숄더블록, 트레드패턴, 접지력, 견인력, 조향성능, 제동성능

Description

사계절용 초고성능 타이어의 트레드 패턴구조{Tread Pattern Assembly of Ultra High Performance Tire for All Seasons}
본 발명은 편평비를 낮게 하여 주행성능이 향상되도록 한 초고성능 타이어에 관한 것으로서, 특히 타이어의 트레드 패턴을 좌우 비대칭으로 형성하여 눈길이나 빙판길에서의 조향 성능 및 제동성능이 저하되지 않도록 하면서 마모 성능이 우수한 사계절용 초고성능 타이어의 트레드 패턴구조에 관한 것이다.
일반적으로 초고성능 타이어(Ultra High Performance Tire; 이하 UHP 타이어)란 넓은 트레드와 높은 접지력이 조합되어 주행성능이 우수한 타이어를 의미한다. UHP 타이어는 일반 타이어에 비해 낮은 편평비와 큰 블록 형상을 구비하며, 일반 타이어보다 지면과 접촉하는 폭은 넓은 대신 타이어 측면(휠의 바깥인 타이어 부분)의 폭이 좁다.
상기한 UHP 타이어는 이와 같이 도로와 닿는 면적이 넓다 보니 접지력이 좋아져 고속으로 달릴 때 차가 안정적이며 힘차게 치고 나가는 힘도 일반 타이어보다 뛰어나다. 그리고, 사이프와 횡방향 그루브의 영향이 최소화되어 우수한 주행성능을 보이게 된다.
그러나, UHP 타이어는 바닥 면적이 넓다 보니 연비가 떨어지고, 도로와 닿은 면적이 넓다 보니 승차감도 떨어진다. 특히 노면이 고르지 못한 도로를 달릴 때는 도로의 울퉁불퉁한 상태가 운전자에게 그대로 전달된다. 그럼에도 불구하고 최근 차량의 고급화에 따라 우수한 주행성능을 구비한 UHP 타이어의 수요가 증가하고 있다.
한편, 상기한 UHP 타이어는 사이프나 횡방향 그루브의 수가 적기 때문에 눈길이나 빙판길에서의 조향 성능이나 제동 성능이 떨어지게 된다. 따라서, 겨울철에 UHP 타이어를 사용하는 것은 매우 위험하며, 우수한 접지력을 얻기 위하여 컴파운드의 구성을 제한하게 되므로 마모 성능이 떨어지는 경향이 있다.
본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 고성능 타이어의 트레드 패턴을 구성하는 블록의 크기 및 배치를 최적화하여 마모 성능을 향상시키고, 빗길이나 눈길에서의 조향성능 및 제동성능이 향상되도록 한 사계절용 초고성능 타이어의 트레드 패턴구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
또, 본 발명은 눈길에서의 조향성능 및 제동성능이 우수하여 겨울철에도 주행성능이 우수한 초고성능 타이어를 이용하는데 제약을 받지 않도록 함은 물론 종래의 초고성능 타이어에 비해 마모성능이 향상되어 경제적인 사계절용 초고성능 터이어의 트레드 패턴구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사계절용 초고성능 타이어의 트레드 패턴구조에 따르면, 타이어의 폭방향 중심선을 따라 배치되고, 폭방향에 대하여 일정 정도 경사지게 형성된 횡그루브에 의해 구획되는 센터블록과; 상기 센터블록의 양측에 각각 배치되며, 상기 센터블록의 횡그루브와 동일 경사각으로 형성된 횡그루브에 의해 구획되는 내측 사이드블록 및 외측 사이드블록과; 상기 내측 사이드블록 측부의 타이어 숄더부에 배치되고, 상기 센터블록의 횡그루브에 비해 작은 각도로 경사지게 형성된 횡그루브에 의해 구획되는 인사이드 숄더블록과; 상기 외측 사이드블록 측부의 타이어 숄더부에 배치되고, 상기 센터블록의 횡그루브에 비해 작은 각도로 경사지게 형성된 횡그루브에 의해 구획되는 아웃사이드 숄더블록;을 포함하고, 각 블록 사이에 종그루브가 형성됨과 아울러 상기 인사이드 숄더블록과 상기 내측 사이드블록에는 폭방향을 따라 물결형 사이프가 형성되고, 상기 센터블록과 외측 사이드블록에는 폭방향을 따라 직선형 사이프가 형성되며, 상기 아웃사이드 숄더블록에는 폭방향을 따라 직선형 사이프가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 사계절용 초고성능 타이어의 트레드 패턴구조에 따르면, 상기 인사이드 숄더블록과 상기 내측 사이드블록 사이의 제1 종그루브는 트레드 내측 기준으로 트레드 폭 TAW의 20~26% 범위에 형성되고, 상기 내측 사이드블록과 상기 센터블록 사이의 제2 종그루브는 트레드 내측 기준으로 트레드 폭 TAW의 40~44% 범위에 형성되며, 상기 센터블록과 상기 외측 사이드블록 사이의 제3 종그루브는 트레드 내측 기준으로 트레드 폭 TAW의 54~59% 범위에 형성되고, 상기 외측 사이드블록과 상기 아웃사이드 숄더블록 사이의 제4 종그루브는 트레드 내측 기준으로 트레드 폭 TAW의 71~77% 범위에 형성되는 것을 특징으로 한다.
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또, 본 발명의 사계절용 초고성능 타이어의 트레드 패턴구조에 따르면, 상기 인사이드 숄더블록 및 내측 사이드블록과 상기 센터블록, 외측 사이드블록 및 아웃사이드 숄더블록이 2:3의 비율로 배열되어 하나의 조합을 형성하고; 상기 물결형 사이프가 각 블록당 1개씩 형성된 중앙조합의 양측에 상기 물결형 사이프가 각 블록당 2개씩 형성된 측면조합이 배치되어 형성된 그룹이 원주면을 따라 피치 배열되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 사계절용 초고성능 타이어의 트레드 패턴구조에 따르면, 상 기 인사이드 숄더블록을 구획하는 횡그루브의 경사각은 5~11°이고, 상기 아웃사이드 숄더블록을 구획하는 횡그루브는 다른 횡그루브들에 비해 크게 형성되고 그 경사각은 20~25°이며, 상기 센터블록을 구획하는 횡그루브의 경사각은 30~35°인 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 사계절용 초고성능 타이어의 트레드 패턴구조에 따르면, 상기 아웃사이드 숄더블록은 상기 외측 사이드블록 측의 일부가 상기 종그루브들에 비해 작은 폭으로 형성된 제5 종그루브에 의해 분할되어 보조 블록을 형성하고; 상기 보조블록 사이의 횡그루브는 상기 외측 사이드블록의 횡그루브와 동일 폭으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 사계절용 초고성능 타이어의 트레드 패턴구조에 따르면, 타이어의 폭방향 중심선을 기준으로 타이어 내측과 외측의 블록 형상이 상이하고 타이어 접지면 전체에서 접지압이 균일하게 작용하여 종래의 초고성능 타이어와 동일한 컴파운드 고무를 사용하였을 때 약 30% 정도의 마모 성능이 향상되어 안전하고 경제적인 초고성능 타이어를 제공하는 효과가 있다.
본 발명에 의한 사계절용 초고성능 타이어의 트레드 패턴구조에 따르면, 타이어 폭방향 중심선을 기준으로 타이어 외측에 형성된 직선형 사이프로 인하여 배수성은 유지하면서도 타이어 내측에 형성된 물결형 사이프로 인하여 눈길 주행시 미끄러지는 현상이 감소하여 젖은 노면에서의 견인력과 눈길에서의 조향 성능 및 제동 성능이 향상되는 효과가 있다.
본 발명에 의한 사계절용 초고성능 타이어의 트레드 패턴구조에 따르면, 타이어의 폭방향 중심선을 기준으로 타이어 내측을 타이어 외측보다 많은 블록으로 분할하여 눈길 주행시 접지력의 약화로 인한 미끄러짐을 최소화하는 효과가 있다.
본 발명에 의한 사계절용 초고성능 타이어의 트레드 패턴구조에 따르면, 타이어의 폭방향을 따라 형성되는 횡그루브의 경사각을 중심부분에서는 크고 좌우 숄더부에서는 작게 형성하되 인사이드 숄더블록의 횡그루브 경사각을 최소로 함으로써 배수성이 취약해지는 것을 방지하는 효과가 있다.
본 발명에 의한 사계절용 초고성능 타이어의 트레드 패턴구조에 따르면, 아웃사이드 숄더블록을 원주방향을 따라 분할 형성하여 따라 접지력이 접지면 전체에 균일하게 작용하도록 하는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 사계절용 초고성능 타이어의 트레드 패턴구조를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 의한 사계절용 초고성능 타이어의 트레드 패턴구조가 도시된 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 사계절용 초고성능 타이어와 기존 초고성능 타이어의 접지압 분포가 각각 도시된 비교도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 사계절용 초고성능 타이어와 기존 초고성능 타이어의 마모도가 도시된 비교도면이다.
본 발명에 의한 사계절용 초고성능 타이어의 트레드 패턴구조는, 타이어의 폭방향 중심선을 따라 배치되고, 폭방향에 대하여 일정 정도 경사지게 형성된 횡그루브(13')에 의해 구획되는 센터블록(13)과; 상기 센터블록(13)의 양측에 각각 배 치되며, 상기 센터블록(13)의 횡그루브(13')와 동일 경사각으로 형성된 횡그루브(12')(14')에 의해 구획되는 내측 사이드블록(12) 및 외측 사이드블록(14)과; 상기 내측 사이드블록(12) 측부의 타이어 숄더부에 배치되고, 상기 센터블록(13)의 횡그루브(13')에 비해 작은 각도로 경사지게 형성된 횡그루브(11')에 의해 구획되는 인사이드 숄더블록(11)과; 상기 외측 사이드블록(14) 측부의 타이어 숄더부에 배치되고, 상기 센터블록(13)의 횡그루브(13')에 비해 작은 각도로 경사지게 형성된 횡그루브(15')에 의해 구획되는 아웃사이드 숄더블록(15)을 포함하여 이루어진다.
이때, 상기 인사이드 숄더블록(11)과 상기 내측 사이드블록(12) 사이의 제1 종그루브(21)는 트레드 내측 기준으로 트레드 폭 TAW의 20~26% 범위에 형성되고, 상기 내측 사이드블록(12)과 상기 센터블록(13) 사이의 제2 종그루브(22)는 트레드 내측 기준으로 트레드 폭 TAW의 40~44% 범위에 형성되며, 상기 센터블록(13)과 상기 외측 사이드블록(14) 사이의 제3 종그루브(23)는 트레드 내측 기준으로 트레드 폭 TAW의 54~59% 범위에 형성되고, 상기 외측 사이드블록(14)과 상기 아웃사이드 숄더블록(15) 사이의 제4 종그루브(24)는 트레드 내측 기준으로 트레드 폭 TAW의 71~77% 범위에 형성된다.
그리고, 상기 인사이드 숄더블록(11)과 상기 내측 사이드블록(12)에는 폭방향을 따라 물결형 사이프(16)(17)가 형성되고, 상기 센터블록(13)과 외측 사이드블록(14)에는 폭방향을 따라 직선형 사이프(18)(19)가 형성되며, 상기 및 아웃사이드 숄더블록(15)에는 폭방향을 따라 곡선형 사이프(20)가 형성된다. 이때, 상기 인사이드 숄더블록 및 내측 사이드블록(11)(12)과 상기 센터블록, 외측 사이드블록 및 아웃사이드 숄더블록(13)(14)(15)이 3:2의 비율로 배열되어 하나의 조합을 형성하고; 상기 물결형 사이프(16)(17)가 각 블록당 1개씩 형성된 중앙조합(P1)의 양측에 상기 물결형 사이프(16)(17)가 각 블록당 2개씩 형성된 측면조합(P2)(P3)이 배치되어 형성된 그룹이 원주면을 따라 피치 배열된다.
한편, 상기 인사이드 숄더블록(11)을 구획하는 횡그루브(11')의 경사각은 5~11°이고, 상기 아웃사이드 숄더블록(15)을 구획하는 횡그루브(15')는 다른 횡그루브들에 비해 크게 형성되고 그 경사각은 20~25°이며, 상기 센터블록(13)을 구획하는 횡그루브(13')의 경사각은 30~35°이다.
그리고, 상기 아웃사이드 숄더블록(15)은 상기 외측 사이드블록 측의 일부가 상기 종그루브들(21)(22)(23)(24)에 비해 작은 폭으로 형성된 제5 종그루브(25)에 의해 분할되어 보조 블록(15a)을 형성하고, 상기 보조블록(15a) 사이의 횡그루브(15b)는 상기 외측 사이드블록(14)의 횡그루브(14')와 동일 폭으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 사계절용 초고성능 타이어의 트레드 패턴구조는 접지면 전체에 대하여 균일한 접지압이 작용하도록 함과 동시에 우수한 배수성을 유지하면서도 눈길에서의 접지력이 향상되도록 하여 계절에 관계없이 초고성능 타이어를 사용할 수 있도록 한다.
타이어의 폭방향 중심선을 따라 배치된 센터블록(13)의 양측에 설치된 내측 사이드블록(12) 및 외측 사이드블록(14)의 형상이 상이하고, 그 외측에 배치되는 인사이드 숄더블록(11) 및 아웃사이드 숄더블록(15)이 형상이 서로 상이하게 형성 되어, 타이어 폭방향 중심선을 기준으로 하여 좌우 비대칭 형태로 패턴이 형성되므로 도 2에 도시된 바와 같이 접지면 전체에 대하여 비교적 균일한 접지압이 작용하게 된다. 따라서, 종래의 초고성능 타이어와 동일한 컴파운드 고무로 형성하였을 때 도 3 및 하기의 표 1에 도시된 바와 같이 약 30% 이상 우수한 마모 성능을 보이게 된다.
센터부 숄더부 비고
전륜 후륜 전륜 후륜
종래 타이어 100% 100% 100% 100% 마모한계 기준
본 발명 타이어 122.4% 137.7% 147.4% 186.3% 마모한계 기준
그리고, 종래의 초고성능 타이어에 비해 폭은 좁지만 다수의 종그루브가 비교적 일정 간격으로 배치되어 배수성이 향상되도록 하고, 특히 타이어의 종방향 바깥쪽에 배치된 아웃사이드 숄더블록(15)의 횡방향 그루브(15')로 인해 배수성이 향상되어 젖은 노면에서의 견인력을 일정 이상으로 유지할 수 있다.
또, 타이어 종방향 중심선 안쪽의 내측 사이드블록(12) 및 인사이더 숄더블록(11)을 센터블록(13) 등에 비해 많은 수로 분할함에 따라 눈길이나 빙판길에서 선회할 때의 접지력이 향상되어 눈길 또는 빙판길에서의 조향 성능 및 제동 성능이 향상된다. 특히, 상기 내측 사이드블록(12) 및 인사이더 숄더블록(11)에 형성된 물결형 사이프(16)(17)는 눈길 주행시 접지력을 더욱 향상시키는 요인이 된다.
그리고, 타이어의 트레드 중심선 안쪽과 바깥쪽의 블록 수를 다르게 배열한 조합을 형성하되, 중앙조합(P1)과 측면조합(P2)(P3)의 폭을 다르게 한 그룹을 하나의 트레드 패턴 블록으로 형성함으로써 이들 그룹이 피치 배열되어 타이어 회전 위치마다 견인력이 달라져 눈길에서의 미끄러짐이 최소화된다.
또한, 상기 인사이드 숄더블록(11)의 횡그루브(11') 경사각에 비해 상기 아웃사이드 숄더블록(15)의 횡그루브(15') 경사각이 크고, 상기 센터블록(13)의 횡그루브(13') 경사각이 가장 크게 형성되어 배수성을 해치지 않으므로 빗길 주행시 물이 타이어 외측으로 자연스럽게 배출된다. 그리고, 상기 아웃사이드 숄더블록(15)이 제5 종그루브(25)에 의해 분할되어 보조 블록(15a)을 형성하고, 상기 보조블록(15a) 사이의 횡그루브(15b)는 상기 외측 사이드블록(14)의 횡그루브(14')와 동일 폭으로 형성되므로 접지면 전체에 비교적 균일한 접지력이 작용하게 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 사계절용 초고성능 타이어의 트레드 패턴구조가 도시된 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 사계절용 초고성능 타이어와 기존 초고성능 타이어의 접지압 분포가 각각 도시된 비교도면.
도 3은 본 발명에 따른 사계절용 초고성능 타이어와 기존 초고성능 타이어의 마모도가 도시된 비교도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11: 인사이드 숄더블록 12: 내측 사이드블록
13: 센터블록 14: 외측 사이드블록
15: 아웃사이드 숄더블록 15a: 보조 블록
16,17: 물결형 사이프 18,19,20: 직선형 사이프
11',12',13',14',15',15b: 횡그루브
21: 제1 종그루브 22: 제2 종그루브
23: 제3 종그루브 24: 제4 종그루브
25: 제5종그루브

Claims (6)

  1. 타이어의 폭방향 중심선을 따라 배치되고, 폭방향에 대하여 일정 정도 경사지게 형성된 횡그루브(13')에 의해 구획되는 센터블록(13)과;
    상기 센터블록(13)의 양측에 각각 배치되며, 상기 센터블록(13)의 횡그루브(13')와 동일 경사각으로 형성된 횡그루브(12')(14')에 의해 구획되는 내측 사이드블록(12) 및 외측 사이드블록(14)과;
    상기 내측 사이드블록(12) 측부의 타이어 숄더부에 배치되고, 상기 센터블록(13)의 횡그루브(13')에 비해 작은 각도로 경사지게 형성된 횡그루브(11')에 의해 구획되는 인사이드 숄더블록(11)과;
    상기 외측 사이드블록(14) 측부의 타이어 숄더부에 배치되고, 상기 센터블록(13)의 횡그루브(13')에 비해 작은 각도로 경사지게 형성된 횡그루브(15')에 의해 구획되는 아웃사이드 숄더블록(15); 을 포함하고,
    각 블록(11)(12)(13)(14)(15) 사이에 종그루브(21)(22)(23)(24)가 형성됨과 아울러,
    상기 인사이드 숄더블록(11)과 상기 내측 사이드블록(12)에는 폭방향을 따라 물결형 사이프(16)(17)가 형성되고, 상기 센터블록(13)과 외측 사이드블록(14)에는 폭방향을 따라 직선형 사이프(18)(19)가 형성되며, 상기 아웃사이드 숄더블록(15)에는 폭방향을 따라 곡선형 사이프(20)가 형성되는 것을 특징으로 하는 사계절용 초고성능 타이어의 트레드 패턴구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인사이드 숄더블록(11)과 상기 내측 사이드블록(12) 사이의 제1 종그루브(21)는 트레드 내측 기준으로 트레드 폭 TAW의 20~26% 범위에 형성되고,
    상기 내측 사이드블록(12)과 상기 센터블록(13) 사이의 제2 종그루브(22)는 트레드 내측 기준으로 트레드 폭 TAW의 40~44% 범위에 형성되며,
    상기 센터블록(13)과 상기 외측 사이드블록(14) 사이의 제3 종그루브(23)는 트레드 내측 기준으로 트레드 폭 TAW의 54~59% 범위에 형성되고,
    상기 외측 사이드블록(14)과 상기 아웃사이드 숄더블록(15) 사이의 제4 종그루브(24)는 트레드 내측 기준으로 트레드 폭 TAW의 71~77% 범위에 형성되는 것을 특징으로 하는 사계절용 초고성능 타이어의 트레드 패턴구조.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인사이드 숄더블록 및 내측 사이드블록(11)(12)과 상기 센터블록, 외측 사이드블록 및 아웃사이드 숄더블록(13)(14)(15)이 3:2의 비율로 배열되어 하나의 조합을 형성하고;
    상기 물결형 사이프(16)(17)가 각 블록당 1개씩 형성된 중앙조합(P1)의 양측에 상기 물결형 사이프(16)(17)가 각 블록당 2개씩 형성된 측면조합(P2)(P3)이 배치되어 형성된 그룹이 원주면을 따라 피치 배열되는 것을 특징으로 하는 사계절용 초고성능 타이어의 트레드 패턴구조.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 인사이드 숄더블록(11)을 구획하는 횡그루브(11')의 경사각은 5~11°이고,
    상기 아웃사이드 숄더블록(15)을 구획하는 횡그루브(15')는 다른 횡그루브들에 비해 크게 형성되고 그 경사각은 20~25°이며,
    상기 센터블록(13)을 구획하는 횡그루브(13')의 경사각은 30~35°인 것을 특징으로 하는 사계절용 초고성능 타이어의 트레드 패턴구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 아웃사이드 숄더블록(15)은 상기 외측 사이드블록 측의 일부가 상기 종그루브들(21)(22)(23)(24)에 비해 작은 폭으로 형성된 제5 종그루브(25)에 의해 분할되어 보조 블록(15a)을 형성하고, 상기 보조블록(15a) 사이의 횡그루브(15b)는 상기 외측 사이드블록(14)의 횡그루브(14')와 동일 폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 사계절용 초고성능 타이어의 트레드 패턴구조.
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