KR101595556B1 - 인-케이블 제어 장치 - Google Patents

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KR101595556B1 KR1020140121360A KR20140121360A KR101595556B1 KR 101595556 B1 KR101595556 B1 KR 101595556B1 KR 1020140121360 A KR1020140121360 A KR 1020140121360A KR 20140121360 A KR20140121360 A KR 20140121360A KR 101595556 B1 KR101595556 B1 KR 101595556B1
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Abstract

본 발명은 인-케이블 제어 장치에 관한 것으로, 본체 내부에서 제 1인쇄회로기판에 적층되고 충전 상태를 제어하기 위한 신호를 출력하는 제 2인쇄회로기판을 포함하며, 본체는 분리 가능하게 결합되는 제 1본체와 제 2본체로 이루어지고, 이 제 1본체와 제 2본체는 접속안내부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 종래 기술과 달리 충전모드의 선택 및 충전모드에 따른 설정을 입력받는 기기 내부에 인쇄회로기판을 복층으로 배치하여 기기의 크기(부피)를 줄일 수 있고, 복수 개로 나뉘어진 본체를 조립함으로써 인쇄회로기판끼리를 전기적으로 연결할 수 있다.

Description

인-케이블 제어 장치{IN-CABLE CONTROL DEVICE}
본 발명은 인-케이블 제어 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 충전모드의 선택 및 충전모드에 따른 설정을 입력받는 기기 내부에 인쇄회로기판을 복층으로 배치하여 기기의 크기(부피)를 줄일 수 있고, 복수 개로 나뉘어진 본체를 조립함으로써 인쇄회로기판끼리를 전기적으로 연결할 수 있는 인-케이블 제어 장치에 관한 것이다.
최근 환경규제가 강화됨에 따라 친환경적인 전기자동차(Electric Vehicle)에 대한 요구가 증가하고 있다. 다만 모터로 구동되는 전기자동차의 경우 내연기관을 사용하는 기존의 자동차에 비해 최대운행거리가 짧다는 단점이 존재한다. 하지만 전기자동차의 배터리 용량을 증가시키는 것은 차량의 무게를 가중시키기 때문에 효율성 측면에서 문제가 있으므로 잦은 충전이 요구된다. 따라서 전기자동차의 보급을 위해서는 충전인프라의 확충이 필요하다.
전기자동차 충전시스템은 크게 충전방식, 연결방식, 통신방식에 따라 구분할 수 있다. 충전방식은 접촉식(Conductive) 충전방식, 유도식(Inductive) 충전방식 그리고 배터리 교환방식(Battery Swapping)으로 구분가능하다. 전기적 연결 장치는 주유기에 해당하는 커넥터(Connector), 및 주유구에 대응되며 전기자동차에 장착되는 인렛(Inlet)을 포함하며, 사용 전원의 유형에 따라 단상 및 삼상 교류용, 직류 전용 및 교류와 직류가 함께 있는 콤보(Combo)형으로 구분된다. 충전설비와 전기자동차간의 통신방식은 크게 일본에서 사용하는 CAN(Controller Area Network) 통신방식과 미국 및 유럽에서 선호하는 PLC(Power Line Communication) 통신방식이 있다.
전기자동차의 충전방식 중 접촉식은 전기적 접속을 통하여 충전이 이루어지는 방식으로, 교류 충전스탠드를 사용하는 방법과 직류충전장치를 사용하는 방법이 있다. 교류 충전스탠드는 충전장치가 아니라 충전을 위하여 교류 전원을 공급해 주는 전원 공급 장치에 해당하며 실제 충전은 전기자동차 내부의 온보드 충전기(On Board Charger)가 담당한다. 이러한 교류 충전스탠드의 입력 및 출력은 모두 상용주파수의 교류 전원이다.
교류 충전스탠드에는 크게 자립형 충전 스탠드와 휴대 가능한 인-케이블 제어 장치(In-cable-Control Box: 이하 'ICCB'라 함)가 있다. 자립형 충전 스탠드는 ICCB에 비해 상대적으로 매우 고가이기 때문에 충전 스테이션에 주로 사용되며, 가정에서는 주로 ICCB가 사용되고 있다.
전술한 바와 같이 ICCB는 가정용 전원으로 전기자동차 충전시 필요한 안전성을 확보하기 위한 휴대용 전원 공급 장치로, 이를 이용한 충전은 완충까지 7~8시간정도 소요되는 완속 충전방식에 해당한다.
상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.
한편 대한민국 공개특허 10-2011-0043731호(2011.04.27.)에는 ICCB를 사용한 전기자동차 충전이 개시되어 있다.
기존의 ICCB는 본체 내부에 하나의 인쇄회로기판이 구비되어 있기 때문에 비교적 많은 부품이나 칩을 실장함에 따라 본체의 크기를 줄이는데 한계가 있는 문제점이 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 충전모드의 선택 및 충전모드에 따른 설정을 입력받는 기기 내부에 인쇄회로기판을 복층으로 배치하여 기기의 크기(부피)를 줄이기 위한 인-케이블 제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
그리고, 본 발명은 기기의 본체를 나뉘어 결합하고, 나뉘어진 본체 각각에 인쇄회로기판을 조립 후 본체를 결속하는 조립 과정 중에 자연스럽게 적층되는 인쇄회로기판끼리를 전기적으로 연결하고자 하는 인-케이블 제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 인-케이블 제어 장치는: 본체; 및 상기 본체의 내부에 다수 개 적층되어 충전모드의 선택과 충전모드에 따른 설정 신호를 발생하는 인쇄회로기판을 포함하고, 상기 인쇄회로기판은, 상기 본체의 일측에 연결되는 전원공급선과 상기 본체의 타측에 연결되는 충전선을 전기적으로 연결하는 제 1인쇄회로기판; 및 상기 본체 내부에서 상기 제 1인쇄회로기판에 적층되고, 충전 상태를 제어하기 위한 신호를 출력하는 제 2인쇄회로기판을 포함하며, 상기 본체는 분리 가능하게 결합되는 제 1본체와 제 2본체로 이루어지고, 상기 제 1본체와 상기 제 2본체는 접속안내부를 구비할 수 있다.
상기 접속안내부는, 상기 제 1본체에 복수 개 돌출 형성되는 접속돌부; 및 상기 접속돌부를 일대일 축 삽입하도록 삽입홈부를 형성하고, 상기 제 2본체에 돌출 형성된 접속안내리브를 포함한다.
상기 접속돌부와 상기 접속안내리브는 체결부재에 의해 결속될 수 있다.
상기 제 2인쇄회로기판은 충전모드와 공급되는 전력을 제어하고, 충전상태 표시 제어하는 제어부를 연결할 수 있다.
상기 제 1인쇄회로기판과 상기 제 2인쇄회로기판은 접속부에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 접속부는, 상기 제 1인쇄회로기판에 실장되는 제 1접속커넥터; 및 상기 제 2인쇄회로기판에 실장되어 상기 제 1접속커넥터에 접속되는 제 2접속커넥터를 포함한다.
상기 제 2접속커넥터는 상기 제 2인쇄회로기판에 대해 위치 보정될 수 있다.
상기 제 2접속커넥터는, 상기 제 2인쇄회로기판에 실장되어 고정되는 고정커넥터; 상기 고정커넥터에 전기적으로 연결되고, 형상 변형 가능한 보정연결부재; 및 상기 보정연결부재에 연결되고, 상기 제 1접속커넥터를 접속하는 보정커넥터를 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 인-케이블 제어 장치는 종래 기술과 달리 충전모드의 선택 및 충전모드에 따른 설정을 입력받는 기기 내부에 인쇄회로기판을 복층으로 배치하여 기기의 크기(부피)를 줄일 수 있다.
그리고, 본 발명은 기기의 본체를 나뉘어 결합하고, 나뉘어진 본체 각각에 인쇄회로기판을 조립 후 본체를 결속하는 조립 과정 중에 자연스럽게 적층되는 인쇄회로기판끼리를 전기적으로 연결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인-케이블 제어 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인-케이블 제어 장치의 본체를 분리한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인-케이블 제어 장치의 본체로부터 인쇄회로기판을 분리한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인-케이블 제어 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인-케이블 제어 장치의 접속커넥터의 위치 보정 상태를 보인 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인-케이블 제어 장치의 접속커넥터의 위치 보정 상태를 보인 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 인-케이블 제어 장치의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인-케이블 제어 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인-케이블 제어 장치의 본체를 분리한 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인-케이블 제어 장치의 본체로부터 인쇄회로기판을 분리한 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인-케이블 제어 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인-케이블 제어 장치의 접속커넥터의 위치 보정 상태를 보인 평면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인-케이블 제어 장치의 접속커넥터의 위치 보정 상태를 보인 단면도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인-케이블 제어 장치는 본체(10), 인쇄회로기판(20,30) 및 접속부(40)를 포함한다.
본 발명에 따른 인-케이블 제어 장치는 ICCB를 사용하여 전기 자동차에 충전하는 것이다. 전기 자동차의 충전은 벽 등에 있는 콘센트와 전기 자동차에 접속되는 ICCB를 통해 이루어진다. 그리고, 전기 자동차에는 인렛, 온보드 충전기 및 배터리가 마련되어 있다.
따라서, ICCB는 AC전원이 연결되면 작동이 시작되면, ICCB와 온보드 충전기가 연결된다. 이 후, ICCB에서 공급되는 전력을 받는 온보드 충전기가 배터리를 충전하게 된다.
이때, 본체(10)는 ICCB의 외형을 형성하는 것으로서, 절연 재질로 이루어진다. 물론, 본체(10)는 다양한 형상으로 변형 가능하다.
그리고, 본체(10)는 일측으로 전원공급선(24)을 삽입하고, 타측으로 충전선(22)을 삽입한다. 전원공급선(24)은 가정이나 충전소에서 연장되어 전원을 공급하는 역할을 한다. 충전선(22)은 전기 자동차의 배터리에 전원을 공급하여 충전하는 역할을 한다.
또한, 인쇄회로기판(20,30)은 본체(10)의 내부에 다수 개 적층되어 충전모드의 선택과 충전모드에 따른 설정 신호를 발생하는 역할을 한다.
여기서, 충전모드는 시작모드, 종료모드, 예약모드 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 그리고, 시작모드는 충전이 바로 개시되도록 하는 모드를 의미하고, 종료모드는 충전이 바로 종료되도록 하는 모드를 의미하며, 예약모드는 사용자의 선택에 따른 시각에 충전이 개시 또는 종료되도록 하는 모드를 의미한다.
충전모드에 따른 설정은 충전개시시각, 충전종료시각, 충전량, 최대 허용전류 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
아울러, 접속부(40)는 다수 개 적층된 인쇄회로기판(20,30)을 전기적으로 연결하는 역할을 한다.
특히, 인쇄회로기판(20,30)이 본체(10) 내부에서 다수 개 적층됨에 따라 하나의 보드에 칩이나 소자를 실장하는 기존 대비 본체(10)의 평면적을 줄일 수 있다.
한편, 인쇄회로기판(20,30)은 제 1인쇄회로기판(20) 및 제 2인쇄회로기판(30)을 포함한다.
제 1인쇄회로기판(20)은 일측에 전원공급선(24)을 접속 연결하고, 타측에 충전선(22)을 접속 연결한다. 그래서, 제 1인쇄회로기판(20)은 전원공급선(24)과 충전선(22)을 연결함으로써 전류가 전원공급선(24)을 통해 충전선(22)으로 흐르도록 안내하는 역할을 한다.
그리고, 제 2인쇄회로기판(30)은 본체(10) 내부에서 제 1인쇄회로기판(20)에 적층되고, 충전 상태를 제어하기 위한 신호를 출력하는 역할을 한다.
이때, 제 2인쇄회로기판(30)에 실장된 칩이나 소자 등 제어부(32)로 최대 허용전류 설정이 입력되면, 충전선(22)을 통해 흐르는 전류의 최댓값을 전원공급 측을 통해 설정에 따라 제한할 수 있다. 전력 공급은 파워릴레이 방식을 사용할 수 있다.
특히, 제어부(32)는 배터리 충전량을 수신하도록 제어할 수 있으며, 충전량을 표시하도록 제어할 수 있다. 충전량은 백분율(예 : 80%) 또는 LED 바의 형태 중 적어도 하나로 표시될 수 있다.
또한, 제어부(32)는 충전된 전기량을 기준으로 충전요금을 계산하고, 해당 충전요금을 표시할 수 있다.
제어부(32)는 충전 상태에 따라 접속부(40)의 안정적 접속 여부, 충전이 가능한지 여부, 충전이 완료되거나 충전이 불가능한지 여부 등을 판단할 수 있다.
이때, 제 1인쇄회로기판(20)은 하나 이상 구비될 수 있고, 제 2인쇄회로기판(30)은 하나 이상 구비될 수 있다. 아울러, 제 1인쇄회로기판(20)과 제 2인쇄회로기판(30)은 다양한 형상으로 변형 가능하다.
한편, 본체(10)는 제 1인쇄회로기판(20)과 제 2인쇄회로기판(30)의 조립을 용이하게 할 수 있도록 제 1본체(12)와 제 2본체(14)로 나뉘어진다. 그리고, 제 1본체(12)와 제 2본체(14)는 분리 가능하게 결합된다. 물론, 제 1본체(12)와 제 2본체(14)는 다양한 방식으로 결합될 수 있다.
그리고, 제 1인쇄회로기판(20)과 제 2인쇄회로기판(30)은 전체가 제 1본체(12)에 조립될 수도 있고, 제 2본체(14)에 조립될 수도 있다.
이 경우, 복수 층을 이루는 제 1인쇄회로기판(20)과 제 2인쇄회로기판(30)은 전체가 제 1본체(12) 또는 제 2본체(14)에 견고하게 결속되지 못할 수 있다.
그래서, 제 1인쇄회로기판(20)은 제 1본체(12)에 고정 장착되고, 제 2인쇄회로기판(30)은 제 2본체(14)에 고정 장착된다. 즉, 제 1인쇄회로기판(20)은 제 1본체(12)에 견고하게 고정되고, 제 2인쇄회로기판(30)은 제 2본체(14)에 견고하게 고정된다.
이때, 제 1인쇄회로기판(20)은 다양한 방식으로 제 1본체(12)에 조립되고, 제 2인쇄회로기판(30)은 다양한 방식으로 제 2본체(14)에 조립된다.
특히, 제 1인쇄회로기판(20)과 제 2인쇄회로기판(30)은 접속부(40)에 의해 전기적으로 연결된다.
접속부(40)는 제 1접속커넥터(42) 및 제 2접속커넥터(44)를 포함한다.
제 1접속커넥터(42)는 제 1인쇄회로기판(20)에 실장되고, 제 2접속커넥터(44)는 제 2인쇄회로기판(30)에 실장되어 제 1접속커넥터(42)에 접속된다.
물론, 제 1인쇄회로기판(20)과 제 2인쇄회로기판(30)은 와이어 본딩 등 다양한 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 제 1본체(12)와 제 2본체(14)가 조립될 때, 제 1인쇄회로기판(20)과 제 2인쇄회로기판(30)이 전기적으로 연결되도록 할 수 있다.
이에 따라, 제 1본체(12)와 제 2본체(14)는 조립시 접속부(40)의 제 1접속커넥터(42)와 제 2접속커넥터(44)가 자연적으로 접속되도록 접속안내부(50)를 구비할 수 있다.
접속안내부(50)는 접속돌부(52) 및 접속안내리브(54)를 포함한다.
접속돌부(52)는 제 1본체(12)에 복수 개 돌출 형성된다. 그리고, 접속안내리브(54)는 접속돌부(52)에 일대일 대응되도록 제 2본체(14)에 구비된다.
특히, 접속안내리브(54)는 접속돌부(52)를 일대일 축 삽입하도록 삽입홈부(56)를 형성한다.
이때, 접속돌부(52)는 제 1본체(12)에서 제 1접속커넥터(42)보다 높게 형성되고, 접속안내리브(54)는 제 2본체(14)에서 제 2접속커넥터(44)보다 높게 형성된다.
따라서, 사용자가 접속돌부(52)를 삽입홈부(56)에 삽입 후 제 1본체(12)와 제 2본체(14)를 조립함으로써, 제 1접속커넥터(42)는 제 2접속커넥터(44)에 접속된다.
물론, 접속돌부(52)와 접속안내리브(54)는 개수 및 형상에 한정하지 않는다.
아울러, 접속안내리브(54)와 접속돌부(52)는 체결부재(60)에 의해 결속된다. 즉, 체결부재(60)는 제 2본체(14)의 외측에서 접속안내리브(54)로 삽입되며 제 1본체(12)의 접속돌부(52)와 체결된다.
이를 통해, 제 1접속커넥터(42)와 제 2접속커넥터(44)는 견고하게 접속된 상태를 유지하게 된다. 체결부재(60)는 볼트나 스크류 등 기계체결요소로 한다.
한편, 제 1본체(12)와 제 2본체(14)가 조립될 때, 제 1접속커넥터(42)와 제 2접속커넥터(44)가 완전하게 일치되지 않아 접속 불량을 발생할 수 있다.
그래서, 제 1접속커넥터(42) 또는 제 2접속커넥터(44)는 대응되는 제 1인쇄회로기판(20) 또는 제 2인쇄회로기판(30)에 대해 위치 보정될 수 있다.
편의상, 제 2접속커넥터(44)가 제 2인쇄회로기판(30)에 대해 위치 보정되는 것으로 한다.
제 2접속커넥터(44)는 고정커넥터(45), 보정커넥터(47) 및 보정연결부재(49)를 포함한다.
고정커넥터(45)는 제 2인쇄회로기판(30)에 실장되어 고정된다.
그리고, 보정커넥터(47)는 제 1접속커넥터(42)를 접속하는 역할을 한다.
아울러, 보정연결부재(49)는 고정커넥터(45)에 전기적으로 연결되고, 형상 변형 가능하며, 보정커넥터(47)에 전기적으로 연결된다.
따라서, 보정커넥터(47)는 보정연결부재(49)에 의해 고정커넥터(45)에 대해 소정 위치 이동되며 제 1접속커넥터(42)와 접속 가능하도록 위치 보정 가능하게 된다.
물론, 보정연결부재(49)는 다양한 형상으로 변형 가능하다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10: 본체 12,14: 제 1,2본체
20: 제 1인쇄회로기판 22: 충전선
24: 전원공급선 30: 제 2인쇄회로기판
32: 제어부 40: 접속부
42: 제 1접속커넥터 44: 제 2접속커넥터
45: 고정커넥터 47: 보정커넥터
49: 보정연결부재 50: 접속안내부
52: 접속돌부 54: 접속안내리브
56: 삽입홈부

Claims (8)

  1. 본체; 및 상기 본체의 내부에 다수 개 적층되어 충전모드의 선택과 충전모드에 따른 설정 신호를 발생하는 인쇄회로기판을 포함하고,
    상기 인쇄회로기판은, 상기 본체의 일측에 연결되는 전원공급선과 상기 본체의 타측에 연결되는 충전선을 전기적으로 연결하는 제 1인쇄회로기판; 및
    상기 본체 내부에서 상기 제 1인쇄회로기판에 적층되고, 충전 상태를 제어하기 위한 신호를 출력하는 제 2인쇄회로기판을 포함하며,
    상기 본체는 분리 가능하게 결합되는 제 1본체와 제 2본체로 이루어지고,
    상기 제 1인쇄회로기판은 상기 제 1본체에 고정 장착되며, 상기 제 2인쇄회로기판은 상기 제 2본체에 고정 장착되고,
    상기 제 1인쇄회로기판은 제 1접속커넥터를 실장하며, 상기 제 2인쇄회로기판은 제 2접속커넥터를 실장하고,
    상기 제 1본체와 상기 제 2본체는 조립시 접속안내부에 의해 상기 제 1접속커넥터와 상기 제 2접속커넥터가 자연적으로 접속되며,
    상기 접속안내부는, 상기 제 1본체에 복수 개 구비되고, 상기 제 1접속커넥터보다 높게 돌출 형성되는 접속돌부; 및
    상기 접속돌부를 일대일 축 삽입하도록 삽입홈부를 형성하고, 상기 제 2본체에 상기 제 2접속커넥터보다 높게 돌출 형성된 접속안내리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 인-케이블 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 접속돌부와 상기 접속안내리브는 체결부재에 의해 결속되는 것을 특징으로 하는 인-케이블 제어 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2인쇄회로기판은 충전모드와 공급되는 전력을 제어하고, 충전상태 표시 제어하는 제어부를 연결하는 것을 특징으로 하는 인-케이블 제어 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1인쇄회로기판과 상기 제 2인쇄회로기판은 접속부에 의해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 인-케이블 제어 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 접속부는,
    상기 제 1인쇄회로기판에 실장되는 제 1접속커넥터; 및
    상기 제 2인쇄회로기판에 실장되어 상기 제 1접속커넥터에 접속되는 제 2접속커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 인-케이블 제어 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 2접속커넥터는 상기 제 2인쇄회로기판에 대해 위치 보정되는 것을 특징으로 하는 인-케이블 제어 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 제 2접속커넥터는,
    상기 제 2인쇄회로기판에 실장되어 고정되는 고정커넥터;
    상기 고정커넥터에 전기적으로 연결되고, 형상 변형 가능한 보정연결부재; 및
    상기 보정연결부재에 연결되고, 상기 제 1접속커넥터를 접속하는 보정커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 인-케이블 제어 장치.
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