KR101729667B1 - 안전벨트 프리텐셔너의 와셔 및 볼트 조립 자동화 장치 - Google Patents

안전벨트 프리텐셔너의 와셔 및 볼트 조립 자동화 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 안전벨트 프리텐셔너의 와셔 및 볼트 조립 자동화 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 안전벨트 프리텐셔너의 실린더와 와이어를 연결하는 브라켓을 와셔 및 볼트를 삽입하여 체결하는 공정을 자동화하여 공정에 투입되는 노동력을 절감할 수 있고, 프리텐셔너를 대량으로 생산할 수 있으며, 공정 중 조립되는 와셔 및 볼트의 결합 치수를 측정하여 제품의 종류 및 불량 조립 제품을 자동으로 선별하여 제품의 불량률을 낮출 수 있는 안전벨트 프리텐셔너의 와셔 및 볼트 조립 자동화 장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 조립공정에 공급하기 위한 종이 와셔가 삽입 적재되며, 상호 소정 거리 이격되어 위치하는 복수의 종이 와셔 적재 로드; 종이 와셔 적재 로드의 외주면에 삽입되어 종이 와셔 적재 로드의 길이방향을 따라 슬라이딩 승강 운동을 하며, 상부에 종이 와셔를 길이 방향으로 적층하는 승강 링; 종이 와셔 적재 로드의 일측 단부가 부착되고, 복수의 종이 와셔 로드 적재 로드를 회전시켜 종이 와셔를 공급하기 위한 작업방향 또는 소진된 종이 와셔를 재장착하기 위한 준비방향에 위치시키는 로드 회전판; 종이 와셔 적재 로드에 삽입된 승강 링을 끼워 승강 링을 승강시키기 위한 승강링 홀더부가 일측 단부에 형성된 승강판; 금속 와셔를 컨베이어 이송 방식으로 이송시키고, 일측 단부에 금속 와셔 공급홀이 형성된 금속 와셔 이송부; 승강 운동을 하며 금속 와셔 이송부의 와셔 공급홀에 위치한 금속 와셔를 상방으로 밀어올리는 금속 와셔 푸시 로드; 나란하게 세워진 볼트를 컨베이어 이송 방식으로 이송하는 볼트 이송부; 볼트 이송부에 의해 이송된 볼트가 상방으로 관통하여 지날 수 있는 볼트 이송홀이 형성되고, 상부에는 조립과정에서 프리텐셔너의 위치를 고정하기 위한 프리텐셔너 고정부가 구비되는 볼트 와셔 조립부; 및 볼트 와셔 조립부의 볼트 이송홀을 관통하며 볼트 이송부에서 이송된 볼트를 하방에서 상방으로 밀어올리는 볼트 푸시 로드를 포함하는 안전벨트 프리텐셔너의 와셔 및 볼트 조립 자동화 장치를 제공한다.

Description

안전벨트 프리텐셔너의 와셔 및 볼트 조립 자동화 장치{Washers and bolt assembly automation equipment for safety belt pretensioners}
본 발명은 안전벨트 프리텐셔너의 와셔 및 볼트 조립 자동화 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 안전벨트 프리텐셔너의 실린더와 와이어를 연결하는 브라켓을 와셔 및 볼트를 삽입하여 체결하는 공정을 자동화하여 공정에 투입되는 노동력을 절감할 수 있고, 프리텐셔너를 대량으로 생산할 수 있으며, 공정 중 조립되는 와셔 및 볼트의 결합 치수를 측정하여 제품의 종류 및 불량 조립 제품을 자동으로 선별하여 제품의 불량률을 낮출 수 있는 안전벨트 프리텐셔너의 와셔 및 볼트 조립 자동화 장치에 관한 것이다.
차량 충돌 사고 시 일반적인 시트벨트가 장착된 차량은 시트벨트가 어느 정도 앞으로 나오고 나서 멈추게 되는데 이때 시트벨트가 리트랙터에 의해 로킹되기까지 탑승자는 상당 정도 차량 전방으로 튀어져 나가게 된다.
그러나 시트벨트 프리텐셔너가 장차된 차량은 탑승객이 전방으로 쏠림이 발생되기 전에 미리 시트벨트 꽉 조여 탑승객을 보호역할을 수행한다.
프리텐셔너는 안전벨트 안쪽에 화약을 넣은 피스톤이 장착되어 사고 시에 에어백 컴퓨터에서 신호를 받아 화약을 점화시키게 된다.
화약이 점화되면 가스가 발생 되어 피스톤이 안전벨트를 역으로 감아주어 운전자가 앞으로 쏠릴 때 다시 뒤로 잡아당기는 역할을 한다.
이러한 프리텐셔너는 본체, 실린더, 브라켓, 와이어, 앵커 등 여러 가지 다양한 부품이 상호 결합하여 구성된다.
그러나 종래 본체와 여러 부품을 연결하는 브라켓을 볼트로 연결하여 조립하는 공정을 포함한 프리텐셔너의 조립 공정은 상술한 부품을 일일이 수작업 통해 진행하여 작업자의 피로도가 상승하고, 대량생산 체제를 구축할 수 없어 생산성이 현저히 낮았다.
따라서, 프리텐셔너를 구성하는 부품을 자동으로 조립하여 생산성을 높이고, 조립된 부품의 위치 및 그 종류를 자동 검출하여 제품 불량률을 낮출 수 있는 자동화 장치가 필요한 실정이다.
선행기술문헌 : KR공개특허공보 10-2010-0028870호(2010년03월15일 공개)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 안전벨트 프리텐셔너의 실린더와 와이어를 연결하는 브라켓을 와셔 및 볼트를 삽입하여 체결하는 공정을 자동화하여 공정에 투입되는 노동력을 절감할 수 있고, 프리텐셔너를 대량으로 생산할 수 있으며, 공정 중 조립되는 와셔 및 볼트의 결합 치수를 측정하여 제품의 종류 및 불량 조립 제품을 자동으로 선별하여 제품의 불량률을 낮출 수 있는 안전벨트 프리텐셔너의 와셔 및 볼트 조립 자동화 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 안전벨트 프리텐셔너의 와셔 및 볼트 조립 자동화 장치는 조립공정에 공급하기 위한 종이 와셔가 삽입 적재되며, 상호 소정 거리 이격되어 위치하는 복수의 종이 와셔 적재 로드; 종이 와셔 적재 로드의 외주면에 삽입되어 종이 와셔 적재 로드의 길이방향을 따라 슬라이딩 승강 운동을 하며, 상부에 종이 와셔를 길이 방향으로 적층하는 승강 링; 종이 와셔 적재 로드의 일측 단부가 부착되고, 복수의 종이 와셔 로드 적재 로드를 회전시켜 종이 와셔를 공급하기 위한 작업방향 또는 소진된 종이 와셔를 재장착하기 위한 준비방향에 위치시키는 로드 회전판; 종이 와셔 적재 로드에 삽입된 승강 링을 끼워 승강 링을 승강시키기 위한 승강링 홀더부가 일측 단부에 형성된 승강판; 금속 와셔를 컨베이어 이송 방식으로 이송시키고, 일측 단부에 금속 와셔 공급홀이 형성된 금속 와셔 이송부; 승강 운동을 하며 금속 와셔 이송부의 와셔 공급홀에 위치한 금속 와셔를 상방으로 밀어올리는 금속 와셔 푸시 로드; 나란하게 세워진 볼트를 컨베이어 이송 방식으로 이송하는 볼트 이송부; 볼트 이송부에 의해 이송된 볼트가 상방으로 관통하여 지날 수 있는 볼트 이송홀이 형성되고, 상부에는 조립과정에서 프리텐셔너의 위치를 고정하기 위한 프리텐셔너 고정부가 구비되는 볼트 와셔 조립부; 및 볼트 와셔 조립부의 볼트 이송홀을 관통하며 볼트 이송부에서 이송된 볼트를 하방에서 상방으로 밀어올리는 볼트 푸시 로드를 포함한다.
또한, 종이 와셔를 진공 흡착하기 위한 진공 흡착부 및 금속 와셔 푸시 로드에 의해 상방으로 밀어 올려진 금속 와셔를 집기 위한 클램프가 구비되고, 적층된 종이 와셔와 금속 와셔를 볼트 와셔 조립부로 이송하여 볼트에 압입하는 와셔 로딩부를 더 포함할 수 있다.
또한, 볼트 푸시 로드에 의해 상방으로 밀어 올려진 볼트의 유무 감지하는 볼트 감지 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면 안전벨트 프리텐셔너의 조립 공정에 투입되는 노동력을 절감할 수 있고, 프리텐셔너를 대량으로 생산할 수 있는 효과가 있다.
또한, 제품의 종류 및 불량 조립 제품을 자동으로 선별하여 제품의 불량률을 낮출 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 안전벨트 프리텐셔너의 와셔 및 볼트 조립 자동화 장치의 전체적인 구성을 도시한 정면도,
도 2는 안전벨트 프리텐셔너의 와셔 및 볼트 조립 자동화 장치의 종이 와셔 적재장치를 도시한 도면,
도 3은 종이 와셔 및 금속 와셔 이송부가 포함된 안전벨트 프리텐셔너의 와셔 및 볼트 조립 자동화 장치를 도시한 도면,
도 4는 종이 와셔 적재장치의 하부 장치를 도시한 도면,
도 5는 종이 와셔 적재 장치와 볼트 와셔 조립부를 도시한 도면,
도 6은 볼트 와셔 조립부를 도시한 도면,
도 7은 볼트 푸시 로드 및 와셔 로딩부를 도시한 도면,
도 8은 와셔 로딩부를 도시한 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명에 따른 안전벨트 프리텐셔너의 와셔 및 볼트 조립 자동화 장치의 전체적인 구성을 도시한 정면도, 도 2는 안전벨트 프리텐셔너의 와셔 및 볼트 조립 자동화 장치의 종이 와셔 적재장치를 도시한 도면, 도 3은 종이 와셔 및 금속 와셔 이송부가 포함된 안전벨트 프리텐셔너의 와셔 및 볼트 조립 자동화 장치를 도시한 도면, 도 4는 종이 와셔 적재장치의 하부 장치를 도시한 도면, 도 5는 종이 와셔 적재 장치와 볼트 와셔 조립부를 도시한 도면, 도 6은 볼트 와셔 조립부를 도시한 도면, 도 7은 볼트 푸시 로드 및 와셔 로딩부를 도시한 도면, 도 8은 와셔 로딩부를 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보호 하우징이 구비된 수직축 풍력 발전 장치는, 도 1을 참조하면, 종이 와셔 적재 로드(10), 승강 링(20), 로드 회전판(30), 승강판(40), 금속 와셔 이송부(50), 와셔 푸시 로드(60), 볼트 이송부(70), 볼트 와셔 조립부(80), 볼트 푸시 로드(90), 와셔 로딩부(100), 볼트 감지 센서(110), 와셔 높이 측정 센서(120), 볼트 높이 측정 센서(130)를 포함하여 이루어진다.
종이 와셔 적재 로드(10)는 도 2 내지 도 4를 참조하면, 프리텐셔너 조립공정에 종이 와셔를 공급하기 위한 구성요소로써, 중앙부에 관통공이 형성된 종이 와셔가 삽입되어 적재된다.
종이 와셔 적재 로드(10)는 도 4에 도시한 바와 같이 복수 개가 구비되고, 상호 소정 거리 이격되어 위치하며, 종이 와셔 적재 로드의 하측 단부와 결합된 로드 회전판(30)이 회전함에 따라 상대적인 위치를 변경하게 된다.
종이 와셔 적재 로드(10)의 상대적인 위치 변경은 도 3을 참조하면, 종이 와셔가 적재된 어느 하나의 종이 와셔 적재 로드가 조립공정에 종이 와셔를 공급하기 위한 작업 방향에 위치하면, 종이 와셔가 소진된 다른 하나의 종이 와셔 적재 로드는 조립 공정에서 소진한 종이 와셔를 재장착하기 위한 준비방향에 위치한다.
승강 링(20)은 도 2 내지 도 4를 참조하면, 종이 와셔 적재 로드(10)의 외주면에 삽입되어 상부에 종이 와셔를 길이 방향으로 적층하고, 종이 와셔 적재 로드(10)의 길이방향을 따라 슬라이딩 승강 운동을 하며 적재된 종이 와셔를 상부으로 밀어올린다.
승강 링은 도 4를 참조하면, 상부 직경이 하부 직경보다 크며, 상부 직경과 하부 직경의 경계면에 단이 형성되며 이 단이 형성된 부분에 아래에 서술된 승강판(40)에 형성된 승강판 홀더부(42)가 끼워지게 된다.
종이 와셔 감지 센서(12)는 도 3을 참조하면, 종이 와셔 적재 로드(10)에 삽입되어 승강 운동을 하는 승강 링(20)의 상측에 종이 와셔가 적층되어 있는지 조립공정에 종이 와셔를 모두 공급하여 소진되었는지 여부를 감지한다.
종이 와셔 감지 센서(12)는 종이 와셔 적재 로드(10)의 상측 단부를 검출할 수 있는 곳에 위치한다. 즉, 승강 링(20)에 의해 종이 와셔 적재 로드(10)의 상측 단부로 이송된 마지막 종이 와셔가 있는지 그 여부를 검출할 수 있는 높이에 위치하게 된다.
로드 회전판(30)은 도 1 및 도 3을 참조하면, 종이 와셔 적재 로드(10)의 일측 단부가 부착되고, 구동부로부터 회전력을 전달받아 복수의 종이 와셔 적재 로드(10)를 회전시켜 종이 와셔를 공급하기 위한 작업방향 또는 소진된 종이 와셔를 재장착하기 위한 준비방향에 위치시킨다.
승강판(40)은 도 4 및 도 5를 참조하면, 종이 와셔를 조립공정에 공급하기 위해 작업방향에 위치한 종이 와셔 적재 로드(10)에 삽입된 승강 링(20)의 단이 형성된 부위에 끼워져 승강 링을 승강시키기 위한 승강링 홀더부(42)가 일측 단부에 형성되고, 타측 단부에는 관통공이 형성되어 이 관통공에 아래에 서술된 나사 이송부(44)에 삽입된다.
나사 이송부(44)에는 도 5를 참조하면, 승강판(40)의 타측 단부가 삽입되고, 나사 이송부(44)에 삽입된 승강판의 하부에는 나사 이송부가 관통하여 구비되는 승강판 고정부(46)가 구비한다.
승강판 고정부(46)는 도 5를 참조하면, 나사 이송부(44)가 회동함에 따라 나사 이송부의 측면에 소정거리 이격되어 평행하게 위치하는 가이드부(48)와 연결되고, 이 가이드부(48)의 안내를 받아 승강 운동을 하며 승강판(40)을 승강시킨다.
금속 와셔 이송부(50)는 도 3 및 도 6을 참조하면, 금속 와셔 저장부(52)에 저장된 금속 와셔를 하나씩 자동 정렬하여 직진피더와 볼피드로 밀어서 이송시키고, 이송된 금속 와셔를 아래에 서술된 금속 와셔 푸시 로드(60)가 관통하며 금속 와셔를 상방으로 밀어올릴 수 있도록 하기 위해 금속 와셔 이송부의 일측 단부에는 금속 와셔 공급홀(54)이 형성된다.
또한, 도 3 및 도 6을 참조하면, 금속 와셔 이송부(50)의 상측에는 하나의 금속 와셔만이 금속 와셔 이송부로 유입되게 하기 위한 커버 플레이트(56)가 구비된다.
금속 와셔 푸시 로드(60)는 도 3 및 도 6을 참조하면, 금속 와셔 이송부(50)에 형성된 금속 와셔 공급홀(54)의 하방에 위치하고, 승강 운동을 하며 금속 와셔 이송부의 와셔 공급홀에 위치한 금속 와셔를 상방으로 밀어올려 아래에 서술된 와셔 로딩부(100)에 구비된 클램프가 금속 와셔를 집을 수 있도록 한다.
볼트 이송부(70)는 도 3 및 도 6을 참조하면, 나란하게 줄지어 세워진 볼트를 자동 정렬하여 직진피더와 볼피더로 조립공정까지 이송한다.
볼트 와셔 조립부(80)는 도 5를 참조하면, 볼트 이송부에 의해 이송된 볼트가 아래에 서술된 볼트 푸시 로드가 상방으로 관통하며 볼트를 올리기 위한 볼트 이송홀(미도시)이 형성되고, 상부에는 조립과정에서 프리텐셔너의 위치를 고정하기 위한 프리텐셔너 고정부(84)가 구비된다.
한편, 프리텐셔너 고정부는 프리텐셔너의 형상에 따라 다양한 형상으로 구현될 수 있음은 물론이다.
볼트 푸시 로드(90)는 도 3 및 도 7을 참조하면, 유압 실린더 등의 구동부로부터 구동력을 전달받아 볼트 와셔 조립부(80)의 볼트 이송홀을 관통하며 볼트 이송부에서 이송된 볼트를 하방에서 상방으로 밀어올린다. 이때 볼트는 도 7에 도시된 바와 같이 볼트 푸시 로드(90)의 상면에 세워진 상태로 놓이게 된다.
이후, 볼트 푸시 로드의 상면에 놓여진 볼트에 프리텐셔너의 브라켓에 형성된 관통공을 통해 프리텐셔너의 브라켓을 통과시켜 도 6에 도시한 바와 같이 볼트와 프리텐셔너의 브라켓을 결합한다.
와셔 로딩부(100)는 도 3 및 도 8을 참조하면, 종이 와셔 적재 로드에서 종이 와셔를 진공 흡착하기 위한 진공 흡착부(미도시)와 금속 와셔 이송부(50)의 금속 와셔 공급홀(54)에 위치하여 금속 와셔 푸시 로드(60)에 의해 상방으로 밀어 올려진 금속 와셔를 집기 위해 에어척 방식으로 작동되는 클램프(102)가 구비되고, 적층된 종이 와셔와 금속 와셔를 볼트 와셔 조립부(80)로 이송하여 볼트에 삽입하여 압입한다.
와셔 로딩부(100)는 종이 와셔 적재 로드(10)에서 종이 와셔를 먼저 흡착하여 상부에 위치시키고, 금속 와셔 이송부(50)로 이동하여 종이 와셔의 하부에 금속 와셔를 위치시킨 후 볼트 와셔 조립부(80)로 이동하여 종이 와셔와 금속 와셔를 동시에 볼트에 삽입한다.
볼트 감지 센서(110)는 도 6을 참조하면, 볼트 와셔 조립부(80)에 위치하며, 볼트 푸시 로드(90)에 의해 상방으로 밀어 올려진 볼트가 있는지, 없는지를 감지한다.
한편, 프리텐셔너에 장착된 볼트, 종이 와셔, 및 금속 와셔는 프리텐셔너의 종류에 따라 그 장착되는 높이 치수에 차이가 있고, 높이 치수를 측정하여 조립 불량 여부를 검출할 수 있으므로, 프리텐셔너에 결합된 종이와셔의 높이 치수를 측정하기 위해 다음과 같은 센서가 장착된다.
종이와셔 높이 측정 센서(120)는 도 3을 참조하면, 프리텐셔너에 조립된 종이 와셔의 높이를 측정하여 와셔 조립불량 여부를 검출한다.
종이와셔 삽입 높이 측정 센서(130)는 도 3을 참조하면, 프리텐셔너에 볼트와 함께 조립된 종이와셔의 높이를 측정하고, 그 불량 여부를 검출한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 - 종이 와셔 적재 로드 20 - 승강 링
30 - 로드 회전판 40 - 승강판
50 - 금속 와셔 이송부 60 - 와셔 푸시 로드
70 - 볼트 이송부 80 - 볼트 와셔 조립부
90 - 볼트 푸시 로드 100 - 와셔 로딩부
110 - 볼트 감지 센서 120 - 종이와셔 높이 측정 센서
130 - 종이와셔 삽입 높이 측정 센서

Claims (3)

  1. 조립공정에 공급하기 위한 종이 와셔가 삽입 적재되며, 상호 소정 거리 이격되어 위치하는 복수의 종이 와셔 적재 로드;
    종이 와셔 적재 로드의 외주면에 삽입되어 종이 와셔 적재 로드의 길이방향을 따라 슬라이딩 승강 운동을 하며, 상부에 종이 와셔를 길이 방향으로 적층하는 승강 링;
    종이 와셔 적재 로드의 일측 단부가 부착되고, 복수의 종이 와셔 적재 로드를 회전시켜 종이 와셔를 공급하기 위한 작업방향 또는 소진된 종이 와셔를 재장착하기 위한 준비방향에 위치시키는 로드 회전판;
    종이 와셔 적재 로드에 삽입된 승강 링을 끼워 승강 링을 승강시키기 위한 승강링 홀더부가 일측 단부에 형성된 승강판;
    금속 와셔를 컨베이어 이송 방식으로 이송시키고, 일측 단부에 금속 와셔 공급홀이 형성된 금속 와셔 이송부;
    승강 운동을 하며 금속 와셔 이송부의 와셔 공급홀에 위치한 금속 와셔를 상방으로 밀어올리는 금속 와셔 푸시 로드;
    나란하게 세워진 볼트를 컨베이어 이송 방식으로 이송하는 볼트 이송부;
    볼트 이송부에 의해 이송된 볼트가 상방으로 관통하여 지날 수 있는 볼트 이송홀이 형성되고, 상부에는 조립과정에서 프리텐셔너의 위치를 고정하기 위한 프리텐셔너 고정부가 구비되는 볼트 와셔 조립부; 및
    볼트 와셔 조립부의 볼트 이송홀을 관통하며 볼트 이송부에서 이송된 볼트를 하방에서 상방으로 밀어올리는 볼트 푸시 로드
    를 포함하는, 안전벨트 프리텐셔너의 와셔 및 볼트 조립 자동화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    종이 와셔를 진공 흡착하기 위한 진공 흡착부 및 금속 와셔 푸시 로드에 의해 상방으로 밀어 올려진 금속 와셔를 집기 위한 클램프가 구비되고, 적층된 종이 와셔와 금속 와셔를 볼트 와셔 조립부로 이송하여 볼트에 압입하는 와셔 로딩부
    를 더 포함하는, 안전벨트 프리텐셔너의 와셔 및 볼트 조립 자동화 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    볼트 푸시 로드에 의해 상방으로 밀어 올려진 볼트의 유무 감지하는 볼트 감지 센서
    를 더 포함하는, 안전벨트 프리텐셔너의 와셔 및 볼트 조립 자동화 장치.
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