KR101803579B1 - 전기자동차 충전장치의 커넥터 - Google Patents

전기자동차 충전장치의 커넥터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기 자동차 충전장치의 커넥터에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 커넥터의 구조를 개선하여 단순화하고 부품의 수가 최소화되며, 장착과정, 충전과정 및 탈착과정에서의 신뢰성을 확보할 수 있고, 내구성, 방수성능 및 사용자 편의성을 향상시킬 수 있는 전기 자동차 충전장치의 커넥터에 관한 것이다.

Description

전기자동차 충전장치의 커넥터{Connector of Electric Vehicle Charger}
본 발명은 전기 자동차 충전장치의 커넥터에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 커넥터의 구조를 개선하여 단순화하고 부품의 수가 최소화되며, 장착과정, 충전과정 및 탈착과정에서의 신뢰성을 확보할 수 있고, 내구성, 방수성능 및 사용자 편의성을 향상시킬 수 있는 전기 자동차 충전장치의 커넥터에 관한 것이다.
최근 세계적인 환경규제 강화 및 에너지 비용 절감 추세에 따라 환경 친화적인 전기자동차(EV: Electric Vehicle)에 대한 요구가 증가 되고 있다. 미국과 유럽의 경우 대기보존법 제정에 의하여 전기자동차의 보급이 의무화되고 있는 상황이며, 국내에서도 저탄소 녹색성장의 일환으로 그린카(Green car, 친환경 자동차)에 대한 관심과 연구가 활발히 진행되고 있다.
전기 자동차에는 자동차의 구동을 위한 구동 모터 및 각종 전장 장치를 작동시키기 위하여 배터리가 장착된다.
전기자동차(EV)의 보급 확대를 위해서는 전기자동차의 전원을 충전할 수 있는 충전 인프라의 구축이 필수적이다. 특히, 전기자동차의 배터리의 용량을 늘리는 것은 차체의 무게를 가중시키는 단점이 있어 한번의 완충으로 전기자동차가 운행가능한 거리는 제한적일 수 있다. 따라서, 가정용 충전설비를 비롯하여 중 장거리의 운행 중 언제 어디서나 전기자동차를 충전할 수 있도록 많은 충전 스테이션이 필수적으로 설치되어야 한다.
또한, 충전을 위하여 전기 자동차의 차체에는 인렛(Inlet)이 마련되고, 상기 충전 스테이션에는 전기 에너지를 전기 자동차로 전달하기 위하여 상기 인렛에 선택적으로 결합되는 급전측 커넥터가 마련된다.
한편, 전기자동차 충전장치의 커넥터는 비 또는 눈 등의 환경에 노출되기 쉬운 외부에 설치되며, 이러한 설치 환경에서 내부 전기기기로 수분이 침투하여 고장이 발생하거나 사용자 안전에 위협이 될 수 있으므로, 방수성능이 우수하여야 하며, 사용 편리성을 제공할 수 있는 구조를 가져야 한다.
또한, 상기 커넥터는 그 구조가 간단하고, 부품의 개수를 최소화하며, 안전 또는 규격상의 요구조건을 만족시킴과 동시에 큰 힘을 요구하지 않고도 장착 및 탈착이 가능하며, 충전과정에서 의도하지 않게 커넥터가 분리되지 않는 신뢰성을 갖추어야 한다.
본 발명은 커넥터의 구조를 개선하여 단순화하고 부품의 수가 최소화되며, 장착과정, 충전과정 및 탈착과정에서의 신뢰성을 확보할 수 있고, 내구성, 방수성능 및 사용자 편의성을 향상시킬 수 있는 전기 자동차 충전장치의 커넥터를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 전기 자동차 충전장치의 커넥터는 아우터 하우징;과 상기 아우터 하우징 내부에 전방 또는 후방으로 슬라이드 이동 가능하게 장착되는 터미널 하우징을 포함하는 터미널 조립체;와 상기 터미널 조립체와 전기적으로 연결되며, 상기 터미널 조립체의 슬라이드 이동에 따라 상기 아우터 하우징 내부에 전방 또는 후방으로 슬라이드 이동되는 케이블;과 상기 아우터 하우징에 마련되며, 상기 케이블이 관통하는 핸들;과 상기 케이블이 관통하는 케이블 홀더; 및 상기 케이블 홀더와 상기 핸들을 연결하는 연결부재를 포함한다.
또한, 상기 연결부재는 상기 핸들 내부에 슬라이드 이동 가능하게 장착될 수 있다.
또한, 상기 연결부재의 슬라이드 이동에 따라 케이블 홀더는 터미널 조립체가 전방으로 이동 시 상기 핸들을 향하여 이동하고, 터미널 조립체가 후방으로 이동 시 상기 핸들로부터 멀어지는 방향으로 이동될 수 있다.
또한, 상기 연결부재는 케이블 홀더보다 높은 경도를 갖는 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 연결부재는 수지 재질로 형성되고, 상기 케이블 홀더는 실리콘 또는 고무 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 연결부재와 상기 케이블 홀더는 이중 사출될 수 있다.
또한, 상기 핸들의 종단부에는 상기 연결부재가 삽입되는 개구와 상기 개구 내측에 상기 연결부재의 이탈을 방지하기 위한 걸림턱이 마련되고, 상기 연결부재에는 상기 걸림턱에 대응되는 돌기부가 마련될 수 있다.
또한, 상기 연결부재가 전방으로 슬라이드 이동되는 경우 상기 케이블 홀더는 상기 핸들에 접촉되고, 상기 연결부재가 후방으로 슬라이드 이동되는 경우 상기 돌기부는 상기 걸림턱에 접촉될 수 있다.
또한, 상기 케이블 홀더에는 복수의 슬릿이 마련될 수 있다.
또한, 상기 핸들은 상기 아우터 하우징에 회전 가능하게 장착되고, 상기 터미널 하우징은 상기 핸들의 회전에 따라 슬라이드 이동될 수 있다.
또한, 상기 전기 자동차 충전장치의 커넥터는 상기 터미널 하우징을 슬라이드 이동시키기 위하여 상기 아우터 하우징에 회전 가능하게 장착되는 레버를 추가로 포함할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예와 관련된 전기자동차 충전장치의 커넥터는 커넥터의 구조를 개선하여 단순화하고 부품의 수가 최소화되며, 장착과정, 충전과정 및 탈착과정에서의 신뢰성을 확보할 수 있고, 내구성, 방수성능 및 사용자 편의성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 전기자동차 충전장치의 커넥터의 일 작동 상태를 설명하기 위한 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예와 관련된 전기자동차 충전장치의 커넥터 및 인렛을 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예와 관련된 전기자동차 충전장치의 커넥터의 요부 구성부재를 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예와 관련된 전기자동차 충전장치의 커넥터의 일 작동상태를 설명하기 위한 요부 측면도.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예와 관련된 전기자동차 충전장치의 커넥터의 일 작동상태를 설명하기 위한 측면도들.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차 충전장치의 커넥터(이하, '커넥터')를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
한편, 제 1 또는 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들이 상기 용어들에 의해 한정되지 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별시키는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 커넥터(100)의 일 작동 상태를 설명하기 위한 개념도이다.
충전 스테이션(10)은 전력 변환 장치가 마련된 본체 및 상기 전력 변환 장치와 전기적으로 연결되며, 상기 하우징 외부로 인출되는 케이블(C)을 포함하며, 상기 케이블(C)의 종단부에는 전기자동차(20)의 인렛(24)에 삽입되기 위한 커넥터(100)가 장착된다.
상기 커넥터(100)는 케이블(C)을 통하여 충전 스테이션(10)으로부터 전기 자동차(20)의 충전을 위한 전력을 공급받는다. 상기 충전 스테이션(10)은 케이블(C)로 연결된 커넥터(100)를 통해 전기 자동차(20)를 충전시킬 수 있으며, 상기 전기 자동차(200)는 상기 커넥터(100)와 장착되는 인렛(Inlet, 24)과 배터리(21)와 인버터(22) 및 구동 모터(23)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예와 관련된 전기자동차 충전장치의 커넥터 및 인렛을 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예와 관련된 전기자동차 충전장치의 커넥터의 요부 구성부재를 나타내는 단면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예와 관련된 전기자동차 충전장치의 커넥터의 일 작동상태를 설명하기 위한 요부 측면도이고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예와 관련된 전기자동차 충전장치의 커넥터의 일 작동상태를 설명하기 위한 측면도들이다.
본 발명의 일 실시예와 관련된 커넥터(100)는 아우터 하우징(110)과 상기 아우터 하우징(110) 내부에 전방 또는 후방으로 슬라이드 이동 가능하게 장착되는 터미널 하우징(120)을 포함하는 터미널 조립체와 상기 터미널 조립체와 전기적으로 연결되며, 상기 터미널 조립체의 슬라이드 이동에 따라 상기 아우터 하우징(110) 내부에 전방 또는 후방으로 슬라이드 이동되는 케이블(C)과 상기 아우터 하우징(110)에 마련되며, 상기 케이블(C)이 관통하는 핸들(130)과 상기 케이블(C)이 관통하는 케이블 홀더(190) 및 상기 케이블 홀더(190)와 상기 핸들(130)을 연결하는 연결부재)180)를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명과 관련된 커넥터(100)를 구성하는 각 구성부재를 구체적으로 설명한다.
상기 아우터 하우징(110)은 전단부와 후단부가 개방된 중공의 실린더 형상을 가질 수 있으며, 전단부에는 상기 터미널 하우징(120)이 전방 또는 후방으로 슬라이드 이동 가능하게 장착되고, 후단부에는 상기 핸들(130)이 소정의 각도로 피벗 운동가능하도록 회전 가능하게 장착될 수 있다.
상기 커넥터(100)에서는 상기 핸들(130)의 회전 운동에 따른 회전 모멘텀을 통해 터미널 하우징(120)를 아우터 하우징(110) 내부에서 전방 또는 후방으로 슬라이드 이동시키기 위한 추진력을 제공한다.
일 실시태양으로, 상기 커넥터(100)는 상기 핸들(130)과 상기 터미널 하우징(120)을 연결하는 슬라이더(도시되지 않음)를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 슬라이더와 상기 아우터 하우징(110)은 다음과 같이 연결될 수 있다.
일 실시태양으로, 상기 슬라이더는 상기 아우터 하우징(110)에 슬라이드 이동 가능하게 장착되며, 이러한 슬라이드 이동을 위하여 상기 슬라이더에 가이드 핀이 마련되고, 상기 아우터 하우징(110)의 내주면에 상기 가이드 핀의 안정적인 슬라이드 이동을 안내하기 위하여 상기 아우터 하우징(110)의 길이방향을 따라 형성된 가이드 홈부가 마련될 수 있다.
또한, 상기 슬라이더와 상기 핸들(130)은 다음과 같이 연결될 수 있으며, 일 실시태양으로, 상기 슬라이더에는 슬롯이 마련되고, 상기 핸들(130)에는 상기 슬롯 내부에 배치되는 가이드 돌기가 마련될 수 있으며, 상기 슬롯은 상기 터미널 하우징(120)의 슬라이드 방향에 대하여 경사진 장방형으로 형성될 수 있다.
이와 같은 구조에서, 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 핸들(130)을 제 1방향(도 6참조)으로 회전시키면 상기 핸들(130)의 가이드 돌기가 상기 슬라이더의 슬롯을 따라 이동하며 상기 슬라이더에 슬라이드 이동을 위한 추진력을 제공한다. 이때, 상기 슬라이더는 가이드 핀이 아우터 하우징(110)의 전방으로 이동되며, 상기 슬라이더와 연결된 터미널 하우징(120)은 아우터 하우징(110)의 외부로 슬라이드 이동된다.
이와는 다르게, 상기 핸들(130)을 제 2방향(도 5참조)으로 회전시키면 상기 핸들(130)의 가이드 돌기가 상기 슬라이더의 슬롯을 따라 전술한 방향과는 다른 방향으로 이동하며 상기 슬라이더에 추진력을 제공한다. 이때, 상기 슬라이더는 가이드 핀이 아우터 하우징(110)의 후방으로 이동되며, 상기 슬라이더(140)와 연결된 터미널 하우징(120)은 아우터 하우징(110)의 내부로 슬라이드 이동된다.
이와 같은 방식으로 상기 터미널 조립체를 전기자동차(20)의 인렛(24)에 장착 및 탈착시킬 수 있으며, 상기 터미널 조립체를 슬라이드 이동시키기 위한 별도의 레버가 불필요하므로 부품 수를 줄일 수 있으며, 상기 핸들(130)이 임의로 회전되는 것을 방지하기 위하여, 상기 커넥터(100)는 상기 핸들(130)에 장착되며, 상기 핸들(130)의 회전을 선택적으로 허용하는 하나 이상의 록킹부를 추가로 포함할 수 있으다.
이와는 다르게, 사용자 편의를 위하여 상기 커넥터(100)는 상기 터미널 하우징(120)을 슬라이드 이동시키기 위하여 상기 아우터 하우징(110)에 회전 가능하게 장착되는 레버(도시되지 않음)를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 레버의 회전에 의하여 상기 터미널 하우징(120)은 상기 아우터 하우징(110)의 전방 또는 후방으로 슬라이드 이동될 수 있다.
또한, 상기 커넥터(100)는 상기 터미널 조립체가 전기자동차(20)와 전기적으로 접속되는 경우 충전 상태를 표시하기 위한 광원(170)을 추가로 포함할 수 있다.
상기 광원(170)은 단일 색상의 광원으로 구성될 수 있으며, 이때 광원의 온-오프 또는 일정한 패턴에 의한 점멸에 의하여 충전상태, 완료상태, 에러상태 등을 구별하여 표시할 수 있다.
이와는 다르게, 상기 광원(170)이 2가지 이상의 색상으로 복수로 구비될 수도 있다. 일예로 충전 중에서 적색광을 점등시키고, 충전이 완료되면 녹색광을 점등시켜 사용자로 하여금 충전상태를 쉽게 판단할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 상기 커넥터(100)는 상기 터미널 조립체가 전기자동차(20, 구체적으로 인렛)와 전기적으로 접속된 경우 전기자동차(20)에 상기 아우터 하우징(110)이 결속된 상태를 유지하기 위한 래치(150)를 추가로 포함할 수 있다.
한편, 상기 터미널 하우징(120)의 전방 또는 후방으로의 슬라이드 이동에 따라 상기 터미널 조립체와 전기적으로 연결된 케이블(C)에 하중이 가해질 수 있으며, 터미널 하우징(120)의 슬라이드 이동에 따른 거리만큼 핸들(130) 및 아우터 하위징(110)에 수용된 케이블(C)의 길이가 줄어들거나 늘어날 수 있다.
이를 방지하기 위하여, 상기 커넥터(100)는 상기 핸들(130)의 후단부에 슬라이드 가능하게 장착되고 내부에 케이블(C)이 수용되는 케이블 홀더(190)를 추가로 포함할 수 있다.
도 4의 (a) 및 도 6을 참조하면, 상기 케이블 홀더(190)는 터미널 하우징(120)이 전방으로 이동 시 상기 핸들(130)을 향하여 슬라이드 이동하고, 도 4의 (b) 및 도 5를 참조하면, 상기 케이블 홀더(190)는 터미널 하우징(120)이 후방으로 이동 시 상기 핸들(130)로부터 멀어지는 방향으로 슬라이드 이동될 수 있으며, 상기 케이블 홀더(190)는 고무 재질 또는 실리콘 재질 중 적어도 하나 이상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 케이블 홀더(190)와 상기 핸들(130)을 연결하는 연결부재(180)는 상기 핸들(130) 내부에 슬라이드 이동 가능하게 장착될 수 있으며, 상기 연결부재(180)에 상기 케이블 홀더(190)가 장착될 수 있다.
상기 연결부재(180)의 슬라이드 이동에 따라 케이블 홀더(190)는 터미널 조립체가 전방으로 이동 시 상기 핸들(130)을 향하여 이동하고, 터미널 조립체가 후방으로 이동 시 상기 핸들(130)로부터 멀어지는 방향으로 이동된다.
한편, 상기 케이블 홀더(190)는 직접 케이블(C)과 접촉되는 구조를 가질 수 있으며, 고무 재질 또는 실리콘 재질로 형성될 수 있고, 상기 핸들(130)은 수지 재질로 형성될 수 있으며, 이러한 재질 차이에 의한 경도 차이가 발생함으로써 상기 케이블 홀더(190)가 직접 핸들(130)에 장착되는 경우에는 마찰에 의하여 슬라이드 이동이 자연스럽게 이루어지기 힘들다.
따라서, 상기 연결부재(180)는 케이블 홀더(190)보다 높은 경도를 갖는 재질로 형성될 수 있고, 일 실시태양으로, 상기 연결부재(180)는 수지 재질로 형성되고, 상기 케이블 홀더(190)는 실리콘 또는 고무 재질로 형성될 수 있으며, 상기 연결부재(180)와 상기 케이블 홀더(190)는 이중 사출될 수 있다.
또한, 케이블(C)과 직접 접촉하는 케이블 홀더(190)의 영역은 경도가 상대적으로 낮은 제질의 벨로우즈 타입으로 형성될 수도 있고, 상기 케이블 홀더(190)에는 복수의 슬릿(191)이 마련될 수 있다.
한편, 상기 핸들(130)의 종단부에는 상기 연결부재(180)가 삽입되는 개구(미부호)와 상기 개구 내측에 상기 연결부재(180)의 이탈을 방지하기 위한 걸림턱(131)이 마련되고, 상기 연결부재(180)에는 상기 걸림턱(131)에 대응되는 돌기부(181)가 마련될 수 있으며, 상기 연결부재(180)가 전방으로 슬라이드 이동되는 경우 상기 케이블 홀더(190)는 상기 핸들(130)에 접촉되고, 상기 연결부재(180)가 후방으로 슬라이드 이동되는 경우 상기 돌기부(181)는 상기 걸림턱(131)에 접촉되므로, 상기 연결부재(180)는 상기 핸들(130)로부터 이탈되지 않는다.
따라서, 상기 케이블 홀더(190) 및 연결부재(180)의 슬라이드 이동을 통해 터미널 하우징(120)의 슬라이드 이동에 따른 거리만큼 핸들(130) 및 아우터 하우징(110)에 수용된 케이블(C)의 길이가 줄어들거나 늘어나는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예와 관련된 전기자동차 충전장치의 커넥터는 커넥터의 구조를 개선하여 단순화하고 부품의 수가 최소화되며, 장착과정, 충전과정 및 탈착과정에서의 신뢰성을 확보할 수 있고, 내구성, 방수성능 및 사용자 편의성을 향상시킬 수 있다.
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
10: 충전 스테이션 20: 전기자동차
24: 인렛 100: 커넥터
110: 아우터 하우징 120: 터미널 하우징
150: 래치 170: 광원
180: 연결부재 190: 케이블 홀더

Claims (11)

  1. 아우터 하우징;
    상기 아우터 하우징 내부에 전방 또는 후방으로 슬라이드 이동 가능하게 장착되는 터미널 하우징을 포함하는 터미널 조립체;
    상기 터미널 조립체와 전기적으로 연결되며, 상기 터미널 조립체의 슬라이드 이동에 따라 상기 아우터 하우징 내부에 전방 또는 후방으로 슬라이드 이동되는 케이블;
    상기 아우터 하우징에 마련되며, 상기 케이블이 관통하는 핸들;
    상기 케이블이 관통하는 케이블 홀더; 및
    상기 케이블 홀더와 상기 핸들을 연결하며, 상기 핸들 내부에 슬라이드 이동 가능하게 장착되는 연결부재를 포함하고
    상기 연결부재의 슬라이드 이동에 따라 케이블 홀더는 터미널 조립체가 전방으로 이동 시 상기 핸들을 향하여 이동하고, 터미널 조립체가 후방으로 이동 시 상기 핸들로부터 멀어지는 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전장치의 커넥터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결부재는 케이블 홀더보다 높은 경도를 갖는 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차 충전장치의 커넥터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결부재는 수지 재질로 형성되고,
    상기 케이블 홀더는 실리콘 또는 고무 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차 충전장치의 커넥터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결부재와 상기 케이블 홀더는 이중 사출된 것을 특징으로 하는 전기 자동차 충전장치의 커넥터.
  7. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 핸들의 종단부에는 상기 연결부재가 삽입되는 개구와 상기 개구 내측에 상기 연결부재의 이탈을 방지하기 위한 걸림턱이 마련되고,
    상기 연결부재에는 상기 걸림턱에 대응되는 돌기부가 마련되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차 충전장치의 커넥터.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 연결부재가 전방으로 슬라이드 이동되는 경우 상기 케이블 홀더는 상기 핸들에 접촉되고, 상기 연결부재가 후방으로 슬라이드 이동되는 경우 상기 돌기부는 상기 걸림턱에 접촉되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차 충전장치의 커넥터.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이블 홀더에는 복수의 슬릿이 마련되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차 충전장치의 커넥터.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 핸들은 상기 아우터 하우징에 회전 가능하게 장착되고,
    상기 터미널 하우징은 상기 핸들의 회전에 따라 슬라이드 이동되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차 충전장치의 커넥터.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 터미널 하우징을 슬라이드 이동시키기 위하여 상기 아우터 하우징에 회전 가능하게 장착되는 레버를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차 충전장치의 커넥터.
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