KR101531342B1 - 자동차용 에어클리너 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 자동차용 에어클리너는, 유입구와 배출구가 구비되며, 상기 유입구가 구비된 측에 개방부가 형성된 하우징; 상기 하우징 내부 중 상기 유입구와 상기 배출구 사이에 위치되는 필터엘리먼트; 상기 필터엘리먼트 중 공기의 유동방향 좌우측에 각각 결합되는 한 쌍의 측판; 상기 필터엘리먼트 중 상기 배출구를 향하는 측에 결합되는 출구측프레임; 상기 출구측프레임의 가장자리와 상기 하우징의 내벽 사이를 실링하는 격리패킹; 및 상기 개방부를 덮어 밀폐시키도록 상기 하우징에 결합되며, 상기 하우징에 결합되었을 때 상기 격리패킹을 향해 상기 측판을 가압하는 커버;를 포함하여 구성된다. 본 발명에 의한 자동차용 에어클리너는, 별도의 고정장치 없이도 필터엘리먼트를 하우징 내에 안정적으로 고정시킬 수 있고, 하우징으로 유입된 공기가 모두 필터엘리먼트를 거치게 되므로 공기 여과 신뢰성이 매우 높으며, 필터엘리먼트 교체가 매우 용이해진다는 장점이 있다.

Description

자동차용 에어클리너 {Air cleaner for an automobile}

본 발명은 자동차의 엔진으로 유입되는 공기를 여과시키기 위한 에어클리너에 관한 것으로, 더 상세하게는 공기를 여과시키는 필터가 안정적으로 고정될 수 있어 공기 여과의 성능이 개선된 자동차용 에어클리너에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 흡기시스템을 이루는 에어클리너는 공기 중에 포함되어 있는 불순물을 여과하여 엔진으로 공급하고, 흡기음을 줄임은 물론 역화 시에는 불길을 저지함으로써 실린더와 피스톤의 마멸 및 오일의 오염 등을 방지하는 역할을 하는 것이다.

상기와 같은 에어클리너는 소정 체적을 가진 하우징과, 상기 하우징의 내부에 설치되어서 공기 중에 포함되어 있는 불순물을 여과하는 필터엘리먼트를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 하우징에는 불순물이 혼합된 외부공기가 유입되는 흡입덕트가 연결되어 있고, 또한 불순물이 여과된 깨끗한 공기를 엔진으로 공급하는 호스가 연결되어 있다.

상기 에어클리너의 하우징은 필터엘리먼트의 설치공간을 확보하고 있어야 하고, 또한 맥동음과 기류음 등의 소음을 감소시킬 수 있도록 확장관의 역할을 해야 하기 때문에 일정한 체적을 갖도록 형성될 수밖에 없으며, 이에 따라 강성에 취약한 단점이 있다.

또한, 종래의 에어클리너는 공기를 여과시키는 필터엘리먼트가 하우징의 중간에 걸쳐지는 구조로 장착되므로, 하우징으로 유입되는 공기의 압력이나 엔진으로부터 전달되는 엔진압력에 의해 필터엘리먼트의 장착위치가 변경되고, 이에 따라 공기 여과효율이 낮아지는 경우가 발생될 수 있다는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 필터엘리먼트의 위치를 고정시키기 위한 별도의 고정장치를 추가할 수도 있으나, 별도의 고정장치를 추가하기 위해서는 하우징의 크기가 증대되어야하며, 상기 고정장치 추가로 인해 제조비용이 상승된다는 문제점이 있다.

KR 10-2012-0051389 A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 별도의 고정장치 없이도 필터엘리먼트를 안정적으로 고정시킬 수 있고, 하우징으로 유입된 공기가 모두 필터엘리먼트를 거치면서 여과될 수 있도록 구성되는 자동차용 에어클리너를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 자동차용 에어클리너는, 유입구와 배출구가 구비되며, 상기 유입구가 구비된 측에 개방부가 형성된 하우징; 상기 하우징 내부 중 상기 유입구와 상기 배출구 사이에 위치되는 필터엘리먼트; 상기 필터엘리먼트 중 공기의 유동방향 좌우측에 각각 결합되는 한 쌍의 측판; 상기 필터엘리먼트 중 상기 배출구를 향하는 측에 결합되는 출구측프레임; 상기 출구측프레임의 가장자리와 상기 하우징의 내벽 사이를 실링하는 격리패킹; 및 상기 개방부를 덮어 밀폐시키도록 상기 하우징에 결합되며, 상기 하우징에 결합되었을 때 상기 격리패킹을 향해 상기 측판을 가압하는 커버;를 포함하여 구성된다.

상기 측판의 외측면에는 걸림턱이 돌출 형성되고, 상기 커버는 상기 하우징의 개방부에 장착되었을 때 상기 걸림턱을 가압하도록 연장되는 가압부를 구비한다.

상기 하우징의 내부유로 중 상기 배출구 측에는 유로단면적이 좁아지도록 단턱이 형성되고, 상기 출구측프레임은 가장자리 전체가 상기 단턱에 밀착된다.

상기 필터엘리먼트는, 폭방향이 좌우방향을 향하는 플레이트 형상을 갖되 길이방향 양단이 상기 배출구 측을 향하고 가운데 부위가 상기 유입구측을 향하도록 휘어진 말굽 형상으로 형성되고, 상기 출구측프레임 중 상기 필터엘리먼트의 길이방향 양단 사이와 대응되는 지점에 개구부가 형성된다.

상기 한 쌍의 측판 중 어느 하나에 측판에는 다른 하나의 측판을 향해 연장되는 연결바가 구비되고, 상기 한 쌍의 측판 중 다른 하나의 측판을 관통한 후 상기 연결바에 나사결합됨으로써 상기 한 쌍의 측판을 일체로 결합시키는 체결스크류를 더 포함한다.

상기 출구측프레임은 핫멜트에 의해 상기 필터엘리먼트에 결합되고, 상기 측판은 가열용접에 의해 상기 필터엘리먼트에 결합된다.

본 발명에 의한 자동차용 에어클리너는, 별도의 고정장치 없이도 필터엘리먼트를 하우징 내에 안정적으로 고정시킬 수 있고, 하우징으로 유입된 공기가 모두 필터엘리먼트를 거치게 되므로 공기 여과 신뢰성이 매우 높으며, 필터엘리먼트 교체가 매우 용이해진다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 자동차용 에어클리너의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 자동차용 에어클리너의 분해사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 포함되는 필터어셈블리와 측판과 출구측프레임과 격리패킹의 결합구조를 도시하는 사시도 및 분해사시도이다.
도 5는 본 발명에 의한 자동차용 에어클리너의 분해사시도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 자동차용 에어클리너의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 자동차용 에어클리너의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 자동차용 에어클리너의 분해사시도이다.

본 발명에 의한 자동차용 에어클리너는 엔진으로 유입되는 공기를 물리적 여과방법으로 여과시키기 위한 장치로서, 공기는 통과할 수 있되 이물질은 통과하지 못하는 크기의 기공을 갖도록 제작되어 공기유로(더 명확하게는 엔진으로 유입되는 공기의 유로) 상에 설치되는 여과재(filter)를 포함하도록 구성된다. 따라서 엔진측으로 유입되는 공기 중 이물질이 포함되어 있더라도 상기 이물질은 여과재를 지나는 동안 걸러지게 되는바, 엔진으로는 순수 공기만이 유입될 수 있게 된다.

이와 같은 기능을 수행하기 위한 본 발명에 의한 자동차용 에어클리너는, 유입구(110)와 배출구(120)가 구비되며 상기 유입구(110)가 구비된 측에 개방부(102)가 형성된 하우징(100)과, 상기 하우징(100) 내부 중 상기 유입구(110)와 상기 배출구(120) 사이에 위치되는 필터엘리먼트(200)와, 상기 필터엘리먼트(200) 중 공기의 유동방향 좌우측에 각각 결합되는 한 쌍의 측판(300)과, 상기 필터엘리먼트(200) 중 상기 배출구(120)를 향하는 측에 결합되는 출구측프레임(400)과, 상기 출구측프레임(400)의 가장자리와 상기 하우징(100)의 내벽 사이를 실링하는 격리패킹(500)과, 상기 개방부(102)를 덮어 밀폐시키도록 상기 하우징(100)에 결합되는 커버(600)와, 상기 커버(600)와 하우징(100)이 접촉되는 부위에는 하우징(100) 내부를 밀폐시키기 위한 밀폐패킹(700)을 포함하여 구성된다.

하우징(100)의 유입구(110)와 배출구(120)는 상호 간의 거리가 기준치 이상 확보될 수 있도록 위치되어야 하며, 본 실시예에 도시된 바와 같이 하우징(100)의 상측에 마련될 수도 있고, 하우징(100)의 측면에 마련될 수도 있다.

또한 필터엘리먼트(200)는 공기 중의 이물질을 걸러내기 위한 여과재인데, 이와 같은 필터엘리먼트(200)는 일반적으로 무른 재료로 제작되는바, 상기 필터엘리먼트(200)는 하우징(100) 내측으로 유입되는 공기압에 의해 변형되거나 손상되는 경우가 발생될 수 있다. 따라서 상기 필터엘리먼트(200)에는 구조적 강도 보강을 위해 본 실시예에 도시된 바와 같이 한 쌍의 측판(300)과 출구측프레임(400)이 각각 결합된다. 상기 측판(300)과 출구측프레임(400)은 플라스틱 등과 같이 필터엘리먼트(200)에 비해 강성이 높은 재료로 제작되는바, 상기 측판(300) 및 출구측프레임(400)이 결합된 필터엘리먼트(200)는 하우징(100)으로 유입되는 공기의 압력에 의해 변형되지 아니하게 된다.

이때, 상기 하우징(100)과 출구측프레임(400)은 기준치 이상의 경도를 갖는 재료로 제작되는데, 출구측프레임(400)의 가장자리가 하우징(100) 내측면에 직접 접촉되도록 구성되면 출구측프레임(400)의 사이즈를 아무리 정밀하게 제작한다 하더라도 출구측프레임(400)의 가장자리와 하우징(100) 내측면 사이에는 간극이 발생될 수밖에 없다. 이와 같이 출구측프레임(400)의 가장자리와 하우징(100) 내측면 사이에 간극이 발생되면, 유입구(110)를 통해 하우징(100) 내부로 인입된 공기가 필터엘리먼트(200)를 거치지 아니하고 출구측프레임(400)의 가장자리와 하우징(100) 내측면 사이를 통해 배출구(120)로 배출될 수 있으므로, 공기에 포함된 이물질이 엔진으로 공급될 우려가 있다. 따라서 상기 출구측프레임(400)의 가장자리에는 하우징(100) 내측면에 밀착되는 격리패킹(500)이 구비된다.

한편, 하우징(100) 내에는 공기압이 불규칙하게 형성될 뿐만 아니라 차량 주행 과정에서 발생되는 엔진진동 및 노면진동까지 인가될 수 있으므로, 상기 하우징(100) 내에 장착된 필터엘리먼트(200)의 위치가 변경되어 하우징(100) 내측으로 유입된 공기가 필터엘리먼트(200)를 거치지 아니하고 엔진으로 직접 공급되는 경우가 발생된다. 따라서 본 발명에 의한 차량용 에어클리너는 이와 같은 문제점을 해결할 수 있도록, 커버(600)가 하우징(100)의 개방부(102)를 덮도록 결합되었을 때 상기 측판(300)을 전방 즉, 개방부(102) 반대편으로 가압함으로써 상기 측판(300)에 결합된 필터엘리먼트(200)를 고정시키는 기능까지 수행할 수 있도록 구성된다는 점에 특징이 있다.

즉, 상기 측판(300)의 외측면에는 걸림턱(310)이 돌출 형성되고, 상기 커버(600)는 하우징(100)의 개방부(102)에 장착되었을 때 상기 걸림턱(310)을 가압하는 가압부(610)를 구비한다. 상기 가압부(610)는 커버(600)의 내측면(하우징(100) 내부를 향하는 면)으로부터 측판(300)을 향해 돌출되도록 형성되되, 필터엘리먼트(200)의 좌우측에 결합된 한 쌍의 측판(300)을 모두 가압할 수 있도록 쌍으로 구비된다.

이때, 상기 하우징(100)의 내부유로 중 상기 배출구(120) 측에는, 상기 출구측프레임(400)의 가장자리 전체가 밀착될 수 있도록 즉, 유로단면적이 좁아지도록 단턱(130)(도 5 참조)이 형성되는바, 한 쌍의 측판(300)이 가압부(610)에 의해 가압됨에 따라 상기 출구측프레임(400)은 가장자리가 상기 단턱(130)에 압착됨으로써 위치가 고정된다. 이와 같이 출구측프레임(400)이 단턱(130)에 압착되어 고정되면, 상기 출구측프레임(400)에 결합된 필터프레임 역시 위치가 안정적으로 고정될 수 있으므로, 공기압이나 각종 진동에 의해 장착위치가 변경되는 현상이 발생되지 아니하게 된다.

또한, 공기를 여과하기 위한 필터엘리먼트(200)는 소모품이므로 사용시간이 기준치를 넘게 되면 필터엘리먼트(200)는 신품으로 교체되어야 하는데, 상기 필터엘리먼트(200)에는 한 쌍의 측판(300)과 출구측프레임(400), 격리패킹(500)이 일체로 결합되어 있으므로, 필터엘리먼트(200)를 교체시키기 위해서는 필터엘리먼트(200) 및 한 쌍의 측판(300), 출구측프레임(400), 격리패킹(500)을 모두 하우징(100) 외부로 인출시켜야 한다. 이때, 상기 격리패킹(500)은 가압부(610)의 가압력에 의해 하우징(100)의 단턱(130)에 장시간 압착되는바 하우징(100)에 고착되어 쉽게 떨어지지 아니할 우려가 있다. 따라서 상기 한 쌍의 측판(300)에는 개방부(102)를 향하는 측에 손잡이(320)가 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 손잡이(320)가 관통공이 형성된 형상만이 개시되어 있으나, 상기 손잡이(320)는 작업자가 손으로 잡고 쉽게 당길 수 있다면 어떠한 형상으로도 대체될 수 있다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 포함되는 필터어셈블리와 측판(300)과 출구측프레임(400)과 격리패킹(500)의 결합구조를 도시하는 사시도 및 분해사시도이다.

이하 도 3 및 도 4를 참조하여, 필터어셈블리와 측판(300)과 출구측프레임(400)과 격리패킹(500)의 결합구조를 설명한다.

공기를 여과시키기 위한 필터엘리먼트(200)는 외력에 의해 변형되지 아니하도록 한 쌍의 측판(300)과 출구측프레임(400)이 결합되는데, 내부가 모두 채워진 블록 형상으로 형성되면 공기가 어느 부위로 유입되는지에 따라 여과율이 달라진다는 단점이 있다. 또한, 상기 필터엘리먼트(200)가 수직으로 세워진 플레이트 형상으로 형성되면 공기가 유입되는 면적이 좁아지므로 여과량을 증가시키는데 한계가 발생된다.

따라서 상기 필터엘리먼트(200)는 공기와 접촉되는 면적은 크게 확보할 수 있으면서 공기가 어느 부위로 유입되더라도 동일한 여과율이 기대될 수 있도록, 도 4에 도시된 바와 같이 가운데 부위가 비어 있는 말굽형상으로 형성됨이 바람직하다. 즉, 상기 필터엘리먼트(200)는 폭방향이 좌우방향을 향하는 플레이트 형상을 갖되 길이방향 양단이 상기 배출구(120)측을 향하고, 가운데 부위가 상기 유입구(110)측을 향하도록 휘어진 형상으로 이루어짐이 바람직하다. 이와 같이 상기 필터엘리먼트(200)가 말굽형상으로 형성되면, 각 부위별 두께가 동일해지므로 공기가 어느 지점으로 유입되더라도 동일한 여과율을 나타낼 수 있다는 장점이 있다. 이때, 필터엘리먼트(200)를 지나면서 여과된 공기가 출구측프레임(400)을 통과할 수 있도록, 상기 출구측프레임(400) 중 필터엘리먼트(200)의 길이방향 양단 사이와 대응되는 지점에는 개구부(410)가 마련되어야 할 것이다.

한편, 측판(300)과 필터엘리먼트(200) 사이에 간극이 형성되지 아니하고 출구측프레임(400)과 필터엘리먼트(200) 사이에도 간극이 형성되지 아니하도록, 상기 한 쌍의 측판(300)은 가열용접(Hot welding) 방식으로 필터엘리먼트(200)에 결합되고 출구측프레임(400)은 핫멜트(Hot melt)에 의해 필터 엘리먼트에 부착됨이 바람직하다. 이때 상기 출구측프레임(400)과 필터엘리먼트(200)는 가압부(610)의 가압력에 의해 상호 압착되므로 분리될 우려가 없으나, 상기 측판(300)은 큰 외력이 인가되었을 때 필터엘리먼트(200)로부터 탈거될 우려가 있다.

따라서 본 발명에 의한 자동차용 에어클리너는 한 쌍의 측판(300)이 필터엘리먼트(200)에 안정적으로 결합된 상태를 유지할 수 있도록, 상기 한 쌍의 측판(300) 중 어느 하나에 측판(300)에는 다른 하나의 측판(300)을 향해 연장되는 연결바(330)가 구비되고, 상기 한 쌍의 측판(300) 중 다른 하나의 측판(300)을 관통한 후 상기 연결바(330)에 나사결합됨으로써 상기 한 쌍의 측판(300)을 일체로 결합시키는 체결스크류(340)를 추가로 구비할 수 있다.

이때, 연결바(330)의 길이가 필터엘리먼트(200)의 폭보다 크게 설정되면 상기 한 쌍의 측판(300)이 필터엘리먼트(200)에 밀착될 수 없으므로, 상기 연결바(330)의 길이는 필터엘리먼트(200)의 폭 이하로 설정됨이 바람직하다.

도 5는 본 발명에 의한 자동차용 에어클리너의 분해사시도이다.

본 발명에 의한 자동차용 에어클리너는 도 5에 도시된 바와 같이, 말굽 형상으로 굽혀진 필터엘리먼트(200)의 길이방향 양단이 배출구(120)를 향하는 방향(도 5에서는 좌측방향)을 향하고 굽혀진 가운데 부위가 유입구(110)를 향하는 방향(도 5에서는 우측방향)을 향하도록 배치되며, 필터엘리먼트(200) 중 배출구(120)를 향하는 면에는 출구측프레임(400)이 장착되고, 출구측프레임(400)의 가장자리에는 격리패킹(500)이 장착된다.

하우징(100)의 개방부(102)를 덮도록 커버(600)가 결합되었을 때 상기 커버(600)에 구비된 가압부(610)는 측판(300)(더 명확하게는 측판(300)에 형성된 걸림턱(310))을 배출구(120) 방향으로 가압하는바, 출구측프레임(400)에 결합된 격리패킹(500)은 하우징(100) 내부에 형성된 단턱(130)에 압착된다. 따라서 유입구(110)를 통해 하우징(100) 내부로 유입된 공기가 배출구(120)로 배출되기 위해서는 필터엘리먼트(200)를 반드시 거쳐야하므로, 엔진으로는 이물질이 모두 걸러진 깨끗한 공기만이 제공된다는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 커버(600)의 가압부(610)에 의해 배출구(120) 측으로 가압되는 측판(300)은, 상기 커버(600)가 탈거되어 인가되고 있던 가압력이 해제되지 아니하는 한 단턱(130)에 압착된 상태가 유지되는바, 하우징(100) 내부로 유입되는 공기의 압력이 매우 크거나 상기 하우징(100)으로 전달되는 진동이 매우 크더라도 상기 측판(300)은 흔들리지 아니하고 안정적으로 고정된 상태가 유지되고, 상기 측판(300)에 결합된 필터엘리먼트(200) 역시 흔들리지 아니하고 안정적으로 고정된 상태가 유지될 수 있다.

또한, 공기를 여과시키는 필터엘리먼트(200)가 도 5에 도시된 바와 같이 말굽모양으로 휘어진 형태로 제작되면, 유입구(110)를 통해 하우징(100) 내부로 공급된 공기와 접촉된 면적이 하우징(100)의 유로단면적보다 크므로, 단위시간 내에 보다 많은 양의 공기를 여과시킬 수 있다는 장점이 있다. 이때, 본 실시예에서는 상기 필터엘리먼트(200)가 말굽형상으로 휘어진 경우만을 도시하고 있으나, 상기 필터엘리먼트(200)는 내부가 모두 채워진 블록형상이나, 하우징(100) 내부 유로를 가로지르도록 배열되는 플레이트 형상 등 다양한 형상으로 대체될 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

100 : 하우징 102 : 개방부
110 : 유입구 120 : 배출구
130 : 단턱 200 : 필터엘리먼트
300 : 측판 310 : 걸림턱
320 : 손잡이 330 : 연결바
340 : 체결스크류 400 : 출구측프레임
410 : 개구부 500 : 격리패킹
600 : 커버 610 : 가압부
700 : 밀폐패킹

Claims (6)

1. 유입구와 배출구가 구비되며, 상기 유입구가 구비된 측에 개방부가 형성된 하우징;
   상기 하우징 내부 중 상기 유입구와 상기 배출구 사이에 위치되는 필터엘리먼트;
   상기 필터엘리먼트 중 공기의 유동방향 좌우측에 각각 결합되는 한 쌍의 측판;
   상기 필터엘리먼트 중 상기 배출구를 향하는 측에 결합되는 출구측프레임;
   상기 출구측프레임의 가장자리와 상기 하우징의 내벽 사이를 실링하는 격리패킹; 및
   상기 개방부를 덮어 밀폐시키도록 상기 하우징에 결합되며, 상기 하우징에 결합되었을 때 상기 격리패킹을 향해 상기 측판을 가압하는 커버; 를 포함하고
   상기 필터엘리먼트는, 폭방향이 좌우방향을 향하는 플레이트 형상을 갖되 길이방향 양단이 상기 배출구 측을 향하고 가운데 부위가 상기 유입구측을 향하도록 휘어진 말굽 형상으로 형성되고,
   상기 출구측프레임 중 상기 필터엘리먼트의 길이방향 양단 사이와 대응되는 지점에 개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 에어클리너.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 측판의 외측면에는 걸림턱이 돌출 형성되고,
   상기 커버는 상기 하우징의 개방부에 장착되었을 때 상기 걸림턱을 가압하도록 연장되는 가압부를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차용 에어클리너.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 하우징의 내부유로 중 상기 배출구 측에는 유로단면적이 좁아지도록 단턱이 형성되고,
   상기 출구측프레임은 가장자리 전체가 상기 단턱에 밀착되는 것을 특징으로 하는 자동차용 에어클리너.
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 한 쌍의 측판 중 어느 하나에 측판에는 다른 하나의 측판을 향해 연장되는 연결바가 구비되고,
   상기 한 쌍의 측판 중 다른 하나의 측판을 관통한 후 상기 연결바에 나사결합됨으로써 상기 한 쌍의 측판을 일체로 결합시키는 체결스크류를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 에어클리너.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 출구측프레임은 핫멜트에 의해 상기 필터엘리먼트에 결합되고,
   상기 측판은 가열용접에 의해 상기 필터엘리먼트에 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차용 에어클리너.

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