KR100754812B1

KR100754812B1 - 짐발 장착형 다기능 버튼

Info

Publication number: KR100754812B1
Application number: KR1020027001783A
Authority: KR
Inventors: 리터다린브래들리; 보세윌리엄호프만
Original assignee: 톰슨 라이센싱
Priority date: 1999-08-13
Filing date: 2000-08-10
Publication date: 2007-09-04
Also published as: CN1379909A; US6225579B1; JP2003507850A; EP1208575A1; MXPA02001509A; DE60042239D1; WO2001013393A1; EP1208575B1; CN1168110C; KR20020020810A; JP4456311B2; AU6630000A

Abstract

짐발(gimbal) 장착형 다기능 버튼은 바이어싱 힘에 응답하여 1개 이상의 마이크로 스위치를 선택적으로 작동시킬 수 있는 선택기 버튼을 구비한다. 이 다기능 버튼은 플레이트에 수용된 짐발에 장착되는 선택기 버튼을 구비한다. 이 선택기 버튼은 상기 플레이트를 관통하여 인쇄 회로 기판에 장착된 복수 개의 마이크로 스위치와 정렬하는 복수 개의 돌출 액츄에이터를 구비한다. 상기 선택기 버튼은 상기 복수 개의 액츄에이터 중의 하나가 대응하는 스위치를 선택적으로 작동시키도록, 또는 인접한 쌍의 액츄에이터가 대응하는 쌍의 인접한 스위치를 선택적으로 작동시키도록 바이어싱될 수 있다.

Description

짐발 장착형 다기능 버튼{GIMBAL MOUNTED MULTIFUNCTION BUTTON}

본 발명은 푸쉬버튼식 셀렉터 스위치(pushbutton selector button)에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 복수 개의 하부 스위치(underlying switch)를 선택적으로 작동시키는 짐발 장착형 셀렉터 스위치에 관한 것이다.

예컨대, 다기능 버튼과 같은 부재의 수동 이동에 응답하여 스위치 폐쇄부(switch closure)를 선택적으로 작동시키는 조립체는 유용성을 증가시키는 것으로 알려져 있고, 컴퓨터 인터페이스, 조이스틱, 자동차의 거울 제어 장치 등과 같은 장치에 종종 설치되어 왔다. 이 다기능 버튼에 대한 응용 장치 중의 하나는 텔레비젼과 같은 원거리 통신 장치 및 관련 주변 장치(즉, 컨트롤 박스, 원격 조정기, 비디오 플레이어 등)가 있다. 이러한 다기능 버튼을 통해, 사용자는 최소의 유저 인터페이스(user interface)를 이용하여 신속하면서도 효율적인 방식으로 메뉴 프롬프트(menu prompt)에 대한 응답을 선택할 수 있다.

그러나, 다기능 버튼의 액츄에이터가 적절한 접점 또는 스위치를 폐쇄할 수 있도록 만들려면, 이 다기능 버튼은 지나칠 정도의 세심한 구조가 요구되고 있다. 종종, 힌지(hinge)와 같은 가동성 장치는 액츄에이터의 어떤 병진 운동을 허용하며, 이러한 병진 운동에 의해 액츄에이터가 스위치에 접촉하지 못하게 될 수 있고, 또는 스위치 또는 다른 주변 구조에 대해 "걸리게(hung-up)" 되는, 즉 움직이지 못하게 된다. 이 밖에도, 다기능 버튼 가운데 일부는 선택 과정에서 사용자를 망설이게 하는 "애매한(mushy)" 또는 불명확한 감촉부를 갖고 있어서, 희망하는 선택이 이루어졌다는 것을 확인하기 위해 표시 장치에 의존하여 왔다.

따라서, 당해 기술 분야에서는 버튼과 접속된 스위치에 대하여 우수한 위치 설정 정확도를 제공하는 다기능 버튼에 대한 요구가 있었다. 게다가, 그러한 다기능 버튼은 사용자가 신뢰할 정도로 신속하게 메뉴 스크린을 탐색할 수 있거나, 그렇지 않은 경우에는 장치 또는 시스템과 상호 작동할 수 있도록 "확실한" 감촉 피드백을 구비하고 있어야 한다.

종래 기술과 관련된 단점은 본 발명의 짐발 장착형 다기능 버튼에 의해 극복된다. 구체적으로는, 본 발명의 다기능 버튼은 보스(boss)와 복수 개의 돌출 액츄에이터를 갖춘 선택기 버튼을 포함하다. 이 선택기 버튼은 플레이트 속에 배치된 짐발에 연결된다. 이 짐발은 보스에 대해 일정한 배치 방향으로 선택기 버튼을 수용하여 유지시키는 복수 개의 핑거(finger)를 구비한다. 인쇄 회로 기판은 플레이트로부터 미리 정해진 거리에 배치된다. 이 인쇄 회로 기판은 복수 개의 액츄에이터 가운데 하나가 이에 대응하는 스위치를 선택적으로 작동시키도록, 또는 대안으로서 인접한 쌍의 액츄에이터가 이에 대응하는 쌍의 인접한 스위치를 선택적으로 작동시키도록 바이어스(bias)될 수 있다.

본 발명의 교시 내용은 첨부한 도면과 결합하여 아래의 상세한 설명을 고려함으로써 쉽게 이해할 수 있다.

도 1은 본 발명의 다기능 버튼의 분해 등각 투상도를 나타내고 있으며,

도 2는 본 발명의 다기능 버튼의 짐발에 대한 제1 실시 형태의 상세도를 나타내고 있으며,

도 3a는 본 발명의 다기능 버튼의 짐발에 대한 제2 실시 형태의 상세도를 나타내고 있으며,

도 3b는 본 발명의 선택기 버튼에 대한 제2 실시 형태의 상세도를 나타내고 있으며,

도 4는 바이어스 힘에 응답하는 도 2의 짐발을 나타내고 있으며,

도 5는 도 4에 인가된 힘의 제거에 응답하여 바이어스된 위치로 복귀시키는 도 4의 짐발을 나타내고 있다.

이해를 돕기 위해, 동일한 참조 부호를 사용하여 가능한 경우에 도면에서 공통하는 동일한 요소를 표시하였다.

구체적으로는, 도 1은 인쇄 회로 기판(106)으로부터 미리 정해진 거리에 배치되어 있는 짐발 플레이트(104)에 선택기 버튼(102)이 결합되어 있는 다기능 버튼 조립체(100)를 도시하고 있다.

상기 선택기 버튼(102)은 성형 가능한 플라스틱(예컨대, 폴리카보네이트)로부터 제조되는 것이 바람직하다. 이 선택기 버튼(102)은 중심에서 이 선택기 버튼(102)으로부터 돌출한 보스(142)를 구비한다. 이 선택기 버튼(102)은 이 선택기 버튼(102)으로부터 돌출한 제1 액츄에이터(108), 제2 액츄에이터(110), 제3 액츄에이터(112), 제4 액츄에이터(114)를 구비한다. 이들 액츄에이터(108 내지 114)는 상기 보스(142)를 중심으로 하여 등간격으로 원형 배열(polar array)되어 있다. 이 선택기 버튼(102)은 이 버튼의 외주 근처에 고정된 복수 개의 유지 탭(116)을 추가로 구비하고 있다. 이들 유지 탭(116)은 선택기 버튼(102)이 다기능 버튼을 설치하는 구조체의 패널을 통해 돌출하는 경우에(패널 및 구조체는 도시 생략됨) 다기능 버튼 조립체(100)에 선택기 버튼(102)을 유지시키는 역할을 한다.

상기 짐발 플레이트(104)는 성형 가능한 플라스틱 또는 엘라스토머로 제조되는 것이 바람직하다. 이 제조용 재료 뿐만 아니라, 후술되는 어떤 부재의 횡단면 영역은 작동 중에는 "확실한" 감촉 피드백을 제공하고, 만족할 만한 사용 수명을 제공하도록 선택되는 것이 바람직하다. 밝혀진 바에 따르면, 폴리카보네이트로 성형된 짐발 플레이트(104)는 다기능 버튼 조립체(100)의 작동 중에 그러한 "확실한" 감촉을 유발하면서도 우수한 사용 수명을 제공한다. 이 짐발 플레이트(104)는 복수 개의 제1 스탠드오프(standoff; 124), 복수 개의 제2 스탠드오프(126) 및 유지 수단(117)을 구비하고 있다. 이들 제1 스탠드오프(124)는 짐발 플레이트(104)로부터 미리 정해진 거리에 인쇄 회로 기판(106)을 유지하기 위해 짐발 플레이트(104)로부터 돌출하고 있다. 이들 제2 스탠드오프(126)는 짐발 플레이트(104)로부터 미리 정해진 거리에 인쇄 회로 기판(106)을 유지시키는 것을 지원한다. 각각의 제2 스탠드오프(126)는 인쇄 회로 기판(106)의 대응하는 구멍(146)과 정합하는 핀(128)을 추가로 구비하며, 이에 의해 인쇄 회로 기판(106)은 정합시에 짐발 플레이트(104)에 대해 위치 설정된다. 물론, 상기 핀(128)과, 이에 대응하는 구멍(146)은 당해 기술 분야에서 널리 알려져 있는 다른 형식의 배치 구조에 의해 쉽게 대체될 수 있다.

상기 유지 수단(117)은 복수 개의 래치(latch; 118)(예컨대, 4개의 래치)로 구성되는 것이 바람직하다. 복수 개의 래치(118)는 각각 짐발 플레이트(104)에 래치(118)의 걸림턱(122)을 연결시키는 플렉시블 부재(120)를 구비하고 있다. 이 플렉시블 부재(120)에 의해 걸림턱(122)은 인쇄 회로 기판(106)에 맞물려서(즉, 스냅식 체결되어) 이 기판을 제1 및 제2 스탠드오프(124, 126) 각각에 접촉한 상태로 유지시킬 수 있다. 이 유지 수단(117)은 지주와 나사, 히트 스테이킹(heat staking), 음파 용접, 푸쉬 커넥터, 리벳 등을 추가로 포함할 수 있다. 당해 기술 분야의 숙련자라면, 짐발 플레이트(104)는 인쇄 회로 기판(106)에 대해 미리 정해진 위치에 단지 유지될 필요만 있다는 것도 역시 인식할 것이다. 이와 같이, 다기능 버튼 조립체(100)가 설치되어 있는 장치를 포함하는 다른 구조체도 짐발 플레이트(104)에 인쇄 회로 기판(106)을 반드시 유지시킬 필요 없이 이러한 배치 방향을 유지하는 데에 이용될 수 있다.

상기 짐발 플레이트(104)의 중심에는 짐발(130)이 배치되어 있다. 이 짐발(130)을 가장 잘 이해하려면, 도 1 및 도 2를 동시에 참조할 것을 권유한다.

상기 짐발(130)은 제1 횡단 부재(132), 제2 횡단 부재(134), 외륜(136) 및 내륜(138)을 포함한다. 이 외륜(136)은 중심선(156)을 중심으로 내륜(138)과 동심으로 정렬되어 있다. 이 제1 횡단 부재(132)는 외륜(136)을 짐발 플레이트(104)에 2곳의 대향하는 위치에서 연결하고 있다. 제2 횡단 부재(134)는 또한 외륜(136)을 내륜(138)에 2곳의 대향하는 위치에서 연결하고 있다. 제1 횡단 부재(132)는 제2 횡단 부재(134)에 대해 직교 배치 방향으로 배치되는 것이 바람직하다. 제2 횡단 부재(134), 외륜(136) 및 내륜(138)은 외륜(136)과 내륜(138) 사이에 복수 개의 통로(158)를 형성하도록 구성되어 있다. 이들 통로(158)는 각각 액츄에이터(108 내지 114)를 수용하고, 선택기 버튼(102)이 후술하는 방식으로 짐발(130)에 연결되는 경우에 액츄에이터가 짐발 플레이트(104)를 통과할 수 있게 해준다. 당해 기술 분야의 숙련자라면, 본 개시 사항의 교시 내용을 활용하는 경우에, 본 발명의 범주를 벗어나지 않으면서 액츄에이터(108, 110, 112, 114)가 짐발 플레이트(104)를 통과할 수 있게 해주는 짐발(130)에 대한 수많은 변형 형태를 만들어 낼 수 있다는 것을 인식할 것이다.

상기 제1 횡단 부재(132)는 제1 회전 축선(202)을 형성하고 있다. 짐발 플레이트(104)의 재료 선택과 함께 그 단면의 기하학적 형상으로 인해, 제1 횡단 부재(132)는 제1 축선(202)을 따라 굴곡될(즉, 비틀릴) 수 있어, 외륜(136)이 화살표(204)로 지시된 바와 같이 회전할 수 있다. 상기 제2 횡단 부재(134)는 제2 회전 축선(206)을 형성하고 있다. 제2 횡단 부재(134)와, 따라서 제2 축선(206)도 마찬가지로 외륜(136)에 의해 형성된 평면에 유지된다는 것에 독자는 주목해야 한다. 짐발 플레이트(104)의 재료 선택과 함께 그 단면의 기하학적 형상으로 인해, 제2 횡단 부재(134)는 제2 축선(206)을 따라 굴곡될(즉, 비틀릴) 수 있다. 이러한 방식으로, 내륜(138)이 외륜(136)에 대해 화살표(208)로 지시된 바와 같이 회전할 수 있다.

상기 축선(202, 206)을 중심으로 하는 회전을 조합하면, 내륜(138)은 제1 축선(202), 제2 축선(208) 및 중심선(156)의 교차에 의해 형성된 피벗점(210)을 중심으로 하여 짐발 플레이트(104)에 대해 피벗 운동하게 된다. 따라서, 짐발 플레이트(104)에 대해 내륜(138)의 병진 운동은 실질적으로 방지된다.

상기 내륜(138)은 내경부(212) 둘레에 원형 배열로 배치된 복수 개의 돌출 핑거(140)를 구비하고 있다. 이 내경부(212)를 통해 보스(142)가 지나가기 때문에, 플루트(flute; 144)가 복수 개의 돌출 핑거(140) 사이에 정렬하면서 짐발 플레이트(104)와 함께 선택기 버튼(102)을 배향시킨다. 보스(142)와 돌출 핑거(140)는 억지끼워맞춤을 형성하는 구성으로 되어 있고, 따라서 선택기 버튼(102)을 짐발(130)에 유지시킨다.

특히, 인쇄 회로 기판(106)에는 도 1에 도시되어 있는 인쇄 회로 기판(106)의 절취 부분에서 볼 수 있고, 도 3에 도시되어 있는 인쇄 회로 기판(106)에 장착되어 있는 복수 개의 스위치[즉, 각각의 마이크로 스위치(148 내지 154)]가 포함되어 있다. 마이크로 스위치의 바람직한 개수는 4개이지만, 당해 기술 분야의 숙련자라면, 추가의(또는, 더 적은) 마이크로 스위치를 수용하기 위해 선택기 버튼(102) 및 짐발(130)을 쉽게 변형할 수 있다. 이들 마이크로 스위치(148 내지 154)는 중심선(156)을 중심으로 하여 원형 배열로 정렬되어 있다. 핀(128) 및 위치 설정 구멍(146)은 인쇄 회로 기판(106)을 특정의 배치 방향으로 유지시키기 때문에, 이들 마이크로 스위치(148 내지 154)는 선택기 버튼(102)의 대응하는 액츄에이터(108 내지 114)와 정렬한 상태로 유지된다.

이제, 도 3a를 참조하면, 상기 짐발(130)에 대한 제2 실시 형태는 제1 횡단 부재(132), 제2 횡단 부재(134), 외륜(302) 및 내륜(138)을 구비하고 있다. 이 외륜(302)은 중심선(156)을 중심으로 내륜(138)과 동심으로 정렬되어 있다. 제1 횡단 부재(132)는 외륜(302)을 짐발 플레이트(104)에 2곳의 대향하는 위치에서 연결하고 있다. 제2 횡단 부재(134)는 또한 외륜(302)을 내륜(138)에 2곳의 대향하는 위치에서 연결하고 있다. 제1 횡단 부재(132)는 제2 횡단 부재(134)에 대해 직교의 배치 방향으로 배치되는 것이 바람직하다. 제1 횡단 부재(132)와 외륜(302)은 외륜(302)과 짐발 플레이트(104) 사이에 통로(158)를 형성하는 구성으로 되어 있다. 이 통로(158)에 의해, 액츄에이터(108 내지 114)는 선택기 버튼(102)이 짐발(130)에 연결되는 경우에 짐발 플레이트(104)를 관통한다.

이제, 도 3b를 참조하면, 상기 선택기 버튼(102)에 대한 제2 실시 형태는 이 선택기 버튼(102)의 외주에 등간격으로 원형 배열로 배치되어 있는 복수 개의 액츄에이터(108, 110, 112, 114)로 구성되어 있다. 이들 액츄에이터(108, 110, 112, 114) 각각은 외측으로 향하는 패드(322)를 선택기 버튼(102)에 연결시키는 지주(320)를 구비하고 있다. 이 패드(322)에는 중심선(156)에 대해 거의 직교하는 접촉면(324)이 있다. 이 접촉면(324)은 선택적으로 바이어스되어 후술하는 바와 같이 하측에 배치된 마이크로 스위치와 접촉할 수 있다.

다기능 버튼 조립체(100)의 작동 관계가 이제 도 4 및 도 5를 동시에 참조하면서 설명될 것이다. 구체적으로는, 다기능 버튼 조립체(100)에 의해, 사용자는 인쇄 회로 기판(106)에 있는 원하는 스위치를 선택적으로 작동시킬 수 있다. 그러한 선택적인 작동은 원하는 결과를 얻기 위해 메뉴의 선택을 통해 조정하는 바와 같이, 사용자의 상호 작용 또는 사용자의 인터페이스 용도에 상당한 유용성을 제공한다.

상기 선택기 버튼(102)은 힘(400)에 응답하여 피벗점(210)을 중심으로 [화살표(402)로 표시되어 있는 바와 같이) 회전하며, 이에 의해 액츄에이터(108)가 인쇄 회로 기판(106)에 부착된 마이크로 스위치(150)를 누른다(즉, 작동시킨다). 힘(400)의 제거와 동시에, 횡단 부재(132, 134; 도 1 및 도 2에 도시되어 있음)의 탄력에 의해, 선택기 버튼(102)은 화살표(502)로 지시되어 있는 바이어스되지 않은 위치로 복귀한다. 이 선택기 버튼(102)은 원하는 마이크로 스위치 상측의 선택기 버튼(102)에 힘(400)을 인가함으로써 어떤 단일의 마이크로 스위치를 작동시키도록 바이어스될 수 있다. 다음에, 임의의 인접한 쌍의 마이크로 스위치(즉, 148, 150; 150, 152; 152, 154; 154, 148)도 원하는 마이크로 스위치 사이의 선택기 버튼(102)에 힘(400)을 인가함으로써 바이어스될 수 있다.

본 발명의 교시 내용을 구체화시킨 여러가지 실시 형태가 세부적으로 도시 및 설명되었지만, 당해 기술 분야의 숙련자는 본 발명의 사상을 벗어나는 일없이 이들 교시 내용을 여전히 구체화시키는 다른 수 많은 변형 형태를 쉽게 만들어 낼 수 있다.

Claims

복수 개의 스위치를 작동시키기 위한 장치로서,

보스(boss)와 복수 개의 돌출 액츄에이터를 포함하는 선택기 버튼과,

상기 보스를 수용하기 위한 복수 개의 핑거를 가지는 짐발(gimbal)을 포함하는 플레이트와,

상기 플레이트로부터 미리 정해진 거리에 배치되고, 상기 복수 개의 돌출 액츄에이터와 정렬되는 복수 개의 스위치를 포함하는 인쇄 회로 기판

을 포함하며,

상기 짐발은 상기 플레이트에 복수 개의 통로를 형성하고, 상기 복수 개의 통로 각각은 개개의 액츄에이터를 수용하며,

상기 선택기 버튼은 상기 복수 개의 액츄에이터 중의 1개 이상의 액츄에이터가 상기 복수 개의 스위치 중의 1개 이상의 스위치를 선택적으로 작동시키도록 바이어스될 수 있는 것인 스위치 작동 장치.
제1항에 있어서, 상기 플레이트는 이 플레이트로부터 상기 미리 정해진 거리에 상기 인쇄 회로 기판을 유지시키는 복수 개의 스탠드오프(standoff)를 더 포함하는 것인 스위치 작동 장치.
제1항에 있어서, 상기 플레이트는 복수 개의 돌출 핀을 더 포함하며, 상기 복수 개의 돌출 핀은 각각 상기 인쇄 회로 기판의 대응하는 구멍에 정합하는 것인 스위치 작동 장치.
제1항에 있어서, 상기 플레이트는 이 플레이트로부터 상기 미리 정해진 거리에 상기 인쇄 회로 기판을 유지시키는 유지 수단을 더 포함하는 것인 스위치 작동 장치.
제4항에 있어서, 상기 유지 수단은 복수 개의 래치를 더 포함하며, 상기 복수 개의 래치는 각각 상기 인쇄 회로 기판에 맞물리는 걸림턱을 가지는 것인 스위치 작동 장치.
제1항에 있어서, 상기 짐발은,

상기 플레이트에 결합되는 제1 횡단 부재와,

상기 제1 횡단 부재에 결합되는 외륜과,

상기 외륜과 동심으로 정렬되고, 상기 짐발에 상기 선택기 버튼의 보스를 유지시키는 복수 개의 핑거를 가지는 내륜과,

상기 외륜 및 상기 내륜에 결합되는 제2 횡단 부재

를 더 포함하는 것인 스위치 작동 장치.
제6항에 있어서, 상기 제2 횡단 부재는 상기 제1 횡단 부재에 직교 방향으로 배치되어 있는 것인 스위치 작동 장치.
제7항에 있어서, 상기 제2 횡단 부재, 상기 외륜 및 상기 내륜은 상기 플레이트에 복수 개의 통로를 형성하고, 상기 복수 개의 통로 각각은 개개의 액츄에이터를 수용하는 것인 스위치 작동 장치.
제7항에 있어서, 상기 제1 횡단 부재, 상기 외륜 및 상기 플레이트는 상기 플레이트에 복수 개의 통로를 추가로 형성하고, 상기 복수 개의 통로 각각은 개개의 액츄에이터를 수용하는 것인 스위치 작동 장치.
제5항에 있어서, 상기 선택기 버튼은 복수 개의 플루트(flute)를 더 포함하며, 상기 플루트는 상기 복수 개의 돌출 핑거 사이에 정렬되고 상기 짐발의 플레이트에 상기 선택기 버튼을 배향시키는 것인 스위치 작동 장치.
제1항에 있어서, 상기 선택기 버튼은 상기 복수 개의 스위치 중의 어느 하나를 선택적으로 하나씩 작동시키거나, 상기 복수 개의 스위치 중의 인접한 쌍을 선택적으로 작동시키는 것인 스위치 작동 장치.
제1항에 있어서, 상기 플레이트는 폴리카보네이트인 것인 스위치 작동 장치.
복수 개의 스위치를 작동시키기 위한 장치로서,

복수 개의 플루트를 가진 보스(boss)와, 복수 개의 돌출 액츄에이터를 가지는 선택기 버튼과,

짐발, 복수 개의 스탠드오프 및 복수 개의 핀을 가지는 플레이트로서, 상기 짐발은 상기 보스를 수용하기 위한 복수 개의 핑거를 가지며, 상기 보스의 플루트는 상기 복수 개의 핑거와 정렬하고 상기 플레이트에 대해 상기 선택기 버튼을 배향시키는 플레이트와,

상기 플레이트의 복수 개의 스탠드오프에 대향 배치되는 인쇄 회로 기판으로서, 이 회로 기판을 상기 플레이트에 대해 위치설정하기 위한 복수 개의 구멍을 가지며, 상기 복수 개의 돌출 액츄에이터와 정렬되는 복수 개의 스위치를 가지는 인쇄 회로 기판

을 포함하며,

상기 짐발은 상기 플레이트에 복수 개의 통로를 형성하고, 상기 복수 개의 통로 각각은 개개의 액츄에이터를 수용하며,

상기 선택기 버튼은 상기 복수 개의 액츄에이터 중의 1개 이상의 액츄에이터가 복수 개의 스위치 중의 1개 이상의 스위치를 선택적으로 작동시키도록 바이어스될 수 있는 것인 스위치 작동 장치.
제13항에 있어서, 상기 선택기 버튼은 상기 복수 개의 스위치 중의 어느 하나를 선택적으로 하나씩 작동시키거나, 상기 복수 개의 스위치 중의 인접한 쌍을 선택적으로 작동시키는 것인 스위치 작동 장치.
제14항에 있어서, 상기 플레이트는 폴리카보네이트인 것인 스위치 작동 장치.
제15항에 있어서, 상기 복수 개의 스위치는 4개인 것인 스위치 작동 장치.
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