KR102486396B1 - 모터 전원 연결 구조체 및 이를 구비한 전자제어장치 - Google Patents

모터 전원 연결 구조체 및 이를 구비한 전자제어장치 Download PDF

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Abstract

모터 전원 연결 구조체가 제공된다. 모터 전원 연결 구조체는 모터의 터미널과 인쇄회로기판을 전기적으로 연결하기 위해서 인쇄회로기판의 일측에 형성되어 터미널과 전기적으로 연결가능 한 모터 커넥터; 인쇄회로기판의 타측에 형성되는 션트 저항 및 인쇄회로기판 상에 SMT(Surface Mount Technology)로 실장되어 모터 커넥터 및 션트 저항 사이를 전기적으로 연결하는 연결부를 포함한다.

Description

모터 전원 연결 구조체 및 이를 구비한 전자제어장치{POWER CONNECTOR STRUCTURE OF MOTOR AND ELECTRONIC CONTROL APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 모터 전원 연결 구조체 및 이를 구비한 전자제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 동력 보조 조향장치로는 유압 펌프의 유압을 이용한 유압식 동력 보조 조향장치(Hydraulic Power Steering Apparatus)가 사용되고 있지만, 1990년대 이후 전기 모터를 이용한 전동식 동력 보조 조향장치(Electric Power Steering Apparatus)가 점차로 보편화되어 가고 있다.
이때, 전동식 동력 보조 조향장치에는 전자제어장치(Electronic Control Unit, ECU)가 구비되는데, 이 전자제어장치는 제어부와 전원부가 하나의 인쇄 회로 기판으로 구성되는 원 보드 방식과 제어부와 전원부가 각각 독립된 형태의 기판으로 구성되는 투 보드 방식으로 구분된다.
또한, 일반적으로 모터는 엘리베이터 또는 차량 등의 장비에 견인력을 구현하는 권상 전동기(traction motor), 나아가 자동차의 조향의 안정성을 보장하기 위해 전동식 조향 장치(Electronic Power Steering System)에 사용된다.
종래의 모터의 커넥터와 버스바의 전원연결 구조에서는 버스바를 설치하는데 조립이 용이하지 않아 연결 불량이나 단락이 쉽게 발생하고, 또한 비용이 증가하는 문제가 있었다.
본 발명의 일 실시예는 조립이 용이하여 연결 불량이나 단락의 발생을 방지하고, 비용이 저렴한 모터 전원 연결 구조체 및 이를 구비한 전자제어장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면 모터의 터미널과 인쇄회로기판을 전기적으로 연결하기 위해서 상기 인쇄회로기판의 일측에 형성되어 상기 터미널과 전기적으로 연결가능 한 모터 커넥터; 상기 인쇄회로기판의 타측에 형성되는 션트 저항 및 상기 인쇄회로기판 상에 SMT(Surface Mount Technology)로 실장되어 상기 모터 커넥터 및 상기 션트 저항 사이를 전기적으로 연결하는 연결부를 포함하는 모터 전원 연결 구조체를 제공한다.
이때, 상기 모터 커넥터는 상기 인쇄회로기판의 일단부에 형성될 수 있다.
이때, 상기 인쇄회로기판은 상기 모터의 적어도 일부를 감싸도록 형성되는 모터 커버의 상부측과 결합될 때, 상기 모터 커넥터는 상기 모터 커버의 일측에 형성된 상기 터미널과 접속할 수 있다.
이때, 상기 모터 커버의 상부측에는 돌출부가 형성되고, 상기 인쇄회로기판이 상기 모터 커버의 상부측에 결합될 때 상기 연결부는 상기 돌출부의 외측면과 이격되도록 배치되고, 외측면을 따라 연장 형성될 수 있다.
이때, 상기 돌출부는 원형 단면으로서, 상기 연결부의 적어도 일부는 곡면 형상으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 모터는 3상 모터이고, 상기 모터 커넥터는 3 상 커넥터이며, 상기 연결부는 제1 연결부재, 제2 연결부재 및 제3 연결부재를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1 연결부재, 제2 연결부재 및 제3 연결부재는 띠 형상으로, 상기 제1 연결부재, 제2 연결부재 및 제3 연결부재는 각각 이격 배치될 수 있다.
이때, 상기 제1 연결부재, 제2 연결부재 및 제3 연결부재 중 적어도 두 개는 상기 돌출부의 외주면과 이격되도록 형성되며, 상기 제1 연결부재, 제2 연결부재 및 제3 연결부재는 길이방향을 따라 적어도 일부가 돌출부의 외주면과 대응되도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 션트 저항 및 상기 인쇄회로기판의 타단부 사이에 위치하는 방열부재를 포함할 수 있다.
이때, 상기 방열부재는 복수개로 형성되고, 상기 복수개의 방열부재는 소정의 간격으로 이격 배치될 수 있다.
이때, 상기 방열부재는 상기 인쇄회로기판의 상부면에 형성되고, 상기 모터 커넥터, 상기 션트 저항 및 상기 연결부는 상기 인쇄회로기판의 하부면에 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면 전술한 모터 전원 연결 구조체 및 상기 모터 전원 연결 구조체가 설치되는 인쇄회로기판을 포함하는 전자제어장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터 전원 연결 구조체 및 이를 구비한 전자제어장치는 연결부가 인쇄회로기판의 표면에 실장됨으로써 조립이 용이하여 원가가 절감되고, 연결 불량이나 단락의 발생을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터 전원 연결 구조체 및 이를 구비한 전자제어장치는 모터 커넥터가 인쇄회로기판의 단부에 설치됨으로써 방열부재가 장착될 수 있는 공간이 확보되고, 션트저항 및 전계 효과 트랜지스터와 같은 발열부품이 장착될 수 있는 공간을 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터 전원 연결 구조체 및 이를 구비한 전자제어장치는 방열부재를 포함하여 방열 성능이 좋아지게 되어 고가의 부품들의 내구 수명이 길어지게 되고 과열에 의한 오류가 줄어들게 되며, 원가가 절감되게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 전원 연결 구조체를 구비한 전자제어장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 전원 연결 구조체의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 전원 연결 구조체를 도시한 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참고부호를 붙였다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 전원 연결 구조체를 구비한 전자제어장치를 도시한 분해 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 전원 연결 구조체의 평면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 전원 연결 구조체를 도시한 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터 전원 연결 구조체(30)를 포함하는 전자제어장치(1)는 자동차의 전동식 동력 보조 조향장치에 장착되어 토크센서로부터 전달되는 전기적인 신호를 분석하여 운전자의 조향 의도와 자동차의 주행 상황 등을 파악하고, 탑재된 각종 로직(Logic)을 이용하여 모터의 제어 전류 량을 연산하여 모터를 제어할 수 있다.
이때, 토크센서는 운전자가 조향휠에 가하는 조향 토크를 감지하고 감지된 조향 토크에 비례하는 전기 신호를 출력할 수 있고, 전자제어장치(1)는 토크센서로부터 전해지는 전기 신호에 기초하여 제어 신호를 발생할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 모터는 고정자와 회전자의 상호 작용에 의해 구동력을 구현하는 3상 모터일 수 있다. 또한 모터는 전자제어장치(1)로부터 전해지는 제어 신호에 기초하여 조향 보조 동력을 발생시키고, 감속기(미도시)는 모터에서 발생한 조향 보조 동력을 조향축(미도시)에 전달할 수 있다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 모터 커버(10)는 모터의 상부를 감싸도록 형성됨으로써 모터를 지지하고, 외부 환경 요인 예를 들어, 공기 또는 수분으로부터 모터를 보호할 수 있다. 이때, 본 발명의 일 실시예에서 모터 전원 연결 구조체(30)는 모터 커버(10)의 상부에 창착되어 모터 구동에 필요한 전원을 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 모터 커버(10)의 상부면 일측 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 상부면 우측에는 모터의 터미널(11)이 장착될 수 있다. 이때 모터의 터미널(11)은 전자제어장치(1)가 모터 커버(10)에 장착될 때 모터 커넥터(21)와 터미널이 전기적으로 접속될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 모터 커버(10)는 내부에 모터에 의해 구동되는 기어부재(15)가 장착될 수 있다. 이때 모터 커버(10)의 내부에 기어부재(15)가 장착됨으로 인해서 모터 커버의 상부면에는 원기둥 형상의 돌출부(13)가 형성될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 전자제어장치(1)는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB), 커버부재(미도시) 및 모터 전원 연결 구조체(30)를 포함할 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에서 인쇄회로기판(20)은 표면에 배선 패턴(wiring pattern)이 형성되어 있고, 인쇄회로기판에는 커패시터(Capacitor), 션트저항(Shunt Resistor), 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor, FET), 모터 커넥터(21), 방열부재(27) 및 모터 전원 연결 구조체(30)가 장착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 인쇄회로기판(20)의 일단부 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판의 하부면의 좌측 단부에는 모터 커넥터(21)가 장착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터 전원 연결 구조체(30)는 인쇄회로기판(20)의 단부에 모터 커넥터(21)가 장착됨으로써 션트저항(23) 및 전계 효과 트랜지스터와 같은 발열부품이 장착될 수 있는 공간을 확보할 수 있다.
이때 본 발명의 일 실시예에서 모터 커넥터(21)는 모터 커버(10)의 터미널(11)과 결합되어 모터의 터미널과 전기적으로 접속될 수 있다. 모터 커넥터(21)는 모터 커버(10)에 장착된 모터 터미널(11)과 연결되어 모터에 전류를 공급하거나 차단할 수 있다.
또한, 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 모터 커넥터(21)는 복수개로 형성될 수 있고, 모터가 3상일 경우 모터 커넥터(21)는 3개로 형성될 수 있다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예서 션트저항(23)은 인쇄회로기판(20)의 하부면 상에 모터 커넥터(21)와 이격 배치되도록 장착될 수 있다. 이때 션트저항(23)은 모터 커넥터(21)를 통해 모터에 공급되는 전류를 감지할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 전원 연결 구조체(30)는 션트저항(23) 및 모터 커넥터(21) 사이에 설치되어 션트 저항 및 모터 커넥터를 전기적으로 연결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터 전원 연결 구조체(30)는 인쇄회로기판(20) 표면에 표면 실장 기술(surface mount technology, SMT)을 통해서 실장될 수 있다. 이를 통해 본 발명의 일 실시예에서 전자제어장치(1)는 모터 전원 연결 구조체(30)를 통해서 션트 저항 및 모터 커넥터의 전기적 연결이 용이하여 원가가 절감되고, 연결 불량이나 단락의 발생을 방지할 수 있다.
한편, 도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 전원 연결 구조체(30)는 션트저항(23) 및 모터 커넥터(21) 사이에 설치되어 션트 저항 및 모터 커넥터를 전기적으로 연결하는 연결부(31)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 연결부(31)에는 모터 커버(10)의 돌출부(13)가 내부에 설치되도록 하기 위해서 돌출부의 형상과 대응되는 원형의 수용부(31a)가 형성될 수 있다. 이때 본 발명의 일 실시예에서 모터 커버(10)의 돌출부(13)는 수용부(31a)에 안착되어 돌출부는 연결부(31)와 접하는 것을 방지할 수 있다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 연결부(31)는 제1 연결부재(33), 제2 연결부재(35) 및 제3 연결부재(37)를 포함할 수 있다. 이때 본 발명의 일 실시에에서 연결부(31)는 모터 커버의 돌출부(13)의 외주면을 따라 곡면형상으로 형성될 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에서 제1 연결부재(33), 제2 연결부재(35) 및 제3 연결부재(37)는 인쇄회로기판(20)의 표면에 표면실장 기술(SMT)에 의해 실장될 수 있다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 제1 연결부재(33), 제2 연결부재(35) 및 제3 연결부재(37)는 띠 형상으로 형성될 수 있다. 이때 제1 연결부재(33), 제2 연결부재(35) 및 제3 연결부재(37) 각각은 이격배치될 수 있다.
또한, 제1 연결부재(33), 제2 연결부재(35) 및 제3 연결부재(37) 중 두 개는 돌출부(13)의 외주면과 이격되면서 돌출부의 외주면의 형상과 대응되도록 형성됨으로써 돌출부가 수용되는 수용부(31a)가 형성될 수 있다.
이때 본 발명의 일 실시예에서 수용부(31a)는 돌출부(13)의 형상과 대응되도록 형성되고, 인쇄회로기판(20)이 모터 커버(10)에 결합될 때 수용부는 모터 커버(10)의 돌출부(13)의 위치와 대응되는 인쇄회로기판(20)의 하부면의 위치에 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서 수용부(31a)는 제2 연결부재(35) 및 제3 연결부재(37) 사이의 이격된 간격으로 형성될 수 있다. 이를 통해 제2 연결부재 및 제3 연결부재(37)가 돌출부(13)와 접하는 것을 방지할 수 있다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 커패시터(25)는 인쇄회로기판(20)의 하부면에 션트저항(23)가 설치된 근방에 장착될 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 커패시터(25)는 션트저항(23)의 좌측으로 이격된 위치에 장착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 커패시터(25)는 모터에 공급되는 전류에 포함되어 있는 맥류(Ripple Current)를 흡수할 수 있다. 또한, 인쇄회로기판(20)의 하부면에 코일(미도시), 마이크로컴퓨터(미도시) 및 전계 효과 트랜지스터(미도시)가 장착될 수 있다.
이때 코일은 전자기적 노이즈(Electromagnetic Noise)를 제거하고, 마이크로컴퓨터는 조향 토크 또는 차속에 기초하여 조향 보조 동력을 계산할 수 있다. 또한 전계 효과 트랜지스터는 조향 보조 동력의 크기 및 방향에 따라 모터에 공급되는 전류를 스위칭할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 방열부재(27)는 인쇄회로기판(20)의 상부면에 형성될 수 있다. 또한 방열부재(27)는 인쇄회로기판(20)의 하부면에 형성된 션트저항(23)과 이격되게 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 방열부재(27)는 전자제어장치(1)의 구동 시 예컨대 션트저항(23) 및 전계 효과 트랜지스터와 같은 발열부품으로부터 발생하는 고열을 외부 공기 중으로 발산할 수 있다.
이때, 방열부재(27)는 열을 신속히 발산해야 하므로, 열 전도성이 좋은 알루미늄이나 구리 등의 금속 재질로 이루어질 수 있다. 또한 방열부재(27)는 볼트 등과 같은 고정수단에 의해 인쇄회로기판(20)에 결합될 수 있다.
한편 본 발명의 일 실시예에서 방열부재(27)는 복수개가 형성될 수 있다. 복수개의 방열부재(27)는 인쇄회로기판(20)에 나란하게 이격 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자제어장치(1)는 방열부재(27)를 포함하여 방열 성능이 좋아지게 되어 고가의 부품들의 내구 수명이 길어지게 되고 과열에 의한 오류가 줄어들게 되며, 원가가 절감되게 된다.
이때 본 발명의 일 실시에에서 인쇄회로기판(20)의 일단부에 모터 커넥터(21)가 장착됨으로써 방열부재(27)가 장착될 수 있는 공간이 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 커버부재(미도시)는 인쇄회로기판(20)이 내부에 장착될 수 있도록 형성되고, 금속으로 형성될 수 있다. 이때 커버부재를 통해 인쇄회로기판(20)이 모터 커버(10)에 장착될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터 전원 연결 구조체 및 이를 구비한 전자제어장치는 연결부가 인쇄회로기판의 표면에 실장됨으로써 조립이 용이하여 원가가 절감되고, 연결 불량이나 단락의 발생을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터 전원 연결 구조체 및 이를 구비한 전자제어장치는 모터 커넥터가 인쇄회로기판의 단부에 설치됨으로써 방열부재가 장착될 수 있는 공간이 확보되고, 션트저항 및 전계 효과 트랜지스터와 같은 발열부품이 장착될 수 있는 공간을 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터 전원 연결 구조체 및 이를 구비한 전자제어장치는 방열부재를 포함하여 방열 성능이 좋아지게 되어 고가의 부품들의 내구 수명이 길어지게 되고 과열에 의한 오류가 줄어들게 되며, 원가가 절감되게 된다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
1 : 전자제어장치 10 : 모터 커버
11 : 터미널 13 : 돌출부
15 : 기어부재 20 : 인쇄회로기판
21 : 모터 커넥터 23 : 션트저항
25 : 커패시터 27 : 방열부재
30 : 모터 전원 연결 구조체 31 : 연결부
31a : 수용부 33 : 제1 연결부재
35 : 제2 연결부재 37 : 제3 연결부재

Claims (12)

  1. 모터의 터미널과 인쇄회로기판을 전기적으로 연결하기 위한 모터 전원 연결 구조체로서,
    상기 인쇄회로기판의 일측에 형성되어 상기 터미널과 전기적으로 연결가능 한 모터 커넥터;
    상기 인쇄회로기판의 타측에 형성되는 션트 저항 및
    상기 인쇄회로기판 상에 SMT(Surface Mount Technology)로 실장되어 상기 모터 커넥터 및 상기 션트 저항 사이를 전기적으로 연결하는 연결부를 포함하고,
    상기 인쇄회로기판은 상기 모터의 적어도 일부를 감싸도록 형성되는 모터 커버의 상부측과 결합될 때, 상기 모터 커넥터는 상기 모터 커버의 일측에 형성된 상기 터미널과 접속하고,
    상기 모터 커버의 상부측에는 돌출부가 형성되고, 상기 인쇄회로기판이 상기 모터 커버의 상부측에 결합될 때 상기 연결부는 상기 돌출부의 외측면과 이격되도록 배치되고, 외측면을 따라 연장 형성되는 모터 전원 연결 구조체.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 모터 커넥터는 상기 인쇄회로기판의 일단부에 형성되는 모터 전원 연결 구조체.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 돌출부는 원형 단면으로서, 상기 연결부의 적어도 일부는 곡면 형상으로 형성되는 모터 전원 연결 구조체.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 모터는 3상 모터이고, 상기 모터 커넥터는 3 상 커넥터이며, 상기 터미널은 3상 터미널이고, 상기 연결부는 제1 연결부재, 제2 연결부재 및 제3 연결부재를 포함하는 모터 전원 연결 구조체.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 연결부재, 제2 연결부재 및 제3 연결부재는 띠 형상으로, 상기 제1 연결부재, 제2 연결부재 및 제3 연결부재는 각각 이격 배치되는 모터 전원 연결 구조체.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 연결부재, 제2 연결부재 및 제3 연결부재 중 적어도 두 개는 상기 돌출부의 외주면과 이격되도록 형성되며, 상기 제1 연결부재, 제2 연결부재 및 제3 연결부재는 길이방향을 따라 적어도 일부가 돌출부의 외주면과 대응되도록 형성되는 모터 전원 연결 구조체.
  9. 제2 항에 있어서,
    상기 션트 저항 및 상기 인쇄회로기판의 타단부 사이에 위치하는 방열부재를 포함하는 모터 전원 연결 구조체.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 방열부재는 복수개로 형성되고, 상기 복수개의 방열부재는 소정의 간격으로 이격 배치되는 모터 전원 연결 구조체.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 방열부재는 상기 인쇄회로기판의 상부면에 형성되고,
    상기 모터 커넥터, 상기 션트 저항 및 상기 연결부는 상기 인쇄회로기판의 하부면에 형성되는 모터 전원 연결 구조체.
  12. 제1 항 내지 제2 항 및 제5 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 따른 모터 전원 연결 구조체 및
    상기 모터 전원 연결 구조체가 설치되는 인쇄회로기판을 포함하는 전자제어장치.
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