KR102173392B1 - 차량용 캐리어 - Google Patents

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한온시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은 차량용 캐리어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 캐리어의 강성은 확보하면서도 무게 절감을 위해 탄소섬유 복합재(CFRP, Carbon fiber Reinforced Plastic) 재질의 프레임을 적용하되, 복합재 재질의 프레임과 금속 재질의 프레임의 결합 시 두 프레임이 맞닿을 때 발생될 수 있는 전위차 부식을 방지하기 위한 결합구조를 적용한 차량용 캐리어에 관한 것이다.

Description

차량용 캐리어{Carrier for Motor Vehicle}
본 발명은 차량용 캐리어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 캐리어의 강성은 확보하면서도 무게 절감을 위해 탄소섬유 복합재(CFRP, Carbon fiber Reinforced Plastic) 재질의 프레임을 적용하되, 복합재 재질의 프레임과 금속 재질의 프레임의 결합 시 두 프레임이 맞닿을 때 발생될 수 있는 전위차 부식을 방지하기 위한 결합구조를 적용한 차량용 캐리어에 관한 것이다.
최근에는 자동차의 조립공정에 있어서, 공정을 단순화 및 자동화하며 생산성을 향상시킬 목적으로 다수의 부품들을 조립한 집합체를 조립라인에서 조립하는 즉, 모듈화 하는 기술이 제안되고 있다.
그 중 대표적인 예로써 쿨링모듈과 헤드램프 및 범퍼빔을 포함한 범퍼를 조립하여 모듈화한 프론트 엔드 모듈을 들 수 있다.
상기 프론트 엔드 모듈은 중앙에 배치된 캐리어를 중심으로 하여 상기 캐리어의 쿨링모듈 장착부에 라디에이터와 콘덴서 및 팬 슈라우드를 포함한 쿨링모듈이 장착되고, 상기 캐리어의 헤드램프 장착부에는 헤드램프가 장착되며, 상기 캐리어의 전면에는 범퍼빔이 장착되어 모듈화된다.
이와 같이 차량의 전방에 배치되는 부품들을 조립하여 모듈화함으로써 조립공정이 단순화되어 생산성이 향상되었다.
도 1에는 종래의 차량용 캐리어(C)의 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 종래의 차량용 캐리어(C)의 분해사시도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 캐리어(C)는 상측 수평지지부(10)와 상측 수평지지부(10)의 아래측에 나란하게 배치되는 하측 수평지지부(20)와 상측 및 하측 수평지지부(10, 20)를 연결하는 좌측 및 우측 수직지지부(30, 40)로 이루어져 쿨링모듈 장착부가 구비된 대략 사각틀 형상의 전면 패널(50)과 전면 패널(50)의 좌측 및 우측에 연장 형성되어 헤드램프 장착을 위한 서포트 패널(60)과, 수직지지부 양측으로 연장 형성되어 범퍼빔 장착을 위한 범퍼빔 스테이(70)로 이루어진다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 캐리어(C)는 강성 및 조립 강도 확보를 위해 상측 수평지지부(10) 및 양 수직지지부(30, 40)에 금속 재질의 프레임(11a, 13a, 14a)을 적용하고, 프레임(11a, 13a, 14a)에 수지재 바디(10a)를 이중 사출한 형태로 구성한다.(상대적으로 적은 강성 및 조립강도를 요구하는 하측 수평지지부(20)는 프레임을 적용하지 않음) 종래에는 상측 수평지지프레임(11a), 좌측 및 우측 수직지지프레임(13a, 14a)을 모두 금속 재질로 구성하였으나, 최근에는 무게를 줄이기 위해 상측 수평 지지프레임(11a)에 금속재질과 강성은 비슷하면서도, 무게는 줄어든 탄소섬유 복합재(CFRP, Carbon fiber Reinforced Plastic) 재질을 적용하는 추세이다.
한편, 상측 수평지지프레임(11a)의 양단은 좌측 및 우측 수직지지프레임(13a, 14a)의 상단과 각각 볼트 또는 스크류를 통해 결합 고정되는데, 상측 수평지지프레임(11a)을 탄소섬유 복합재 재질로 구성할 경우 복합재 재질인 상측 수평지지프레임(11a)과 금속 재질인 좌측 및 우측 수직지지프레임(13a, 14a)이 맞닿는 부위에 전위차 부식(Galvanic Corrosion)이 발생하게 된다.
전위차 부식이란, 두 전도성 물질의 전위차에 의해 전자의 이동이 발생하고, 부식이 일어나는 현상을 말한다.
따라서 전도성인 복합재 재질을 상측 수평지지프레임(11a)에 적용할 경우 금속 재질의 좌측 및 우측 수직지지프레임(13a, 14a)의 결합부 전위차 부식을 방지하기 위한 캐리어의 개발이 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 복합재 재질의 상측 수평지지프레임과, 금속 재질의 수직지지프레임 결합 시 비전도성 수지재 결합지그를 통해 상측 수평지지프레임과 수직지지프레임이 이격된 상태에서 볼트 또는 스크류 결합되도록 하여 수직지지프레임의 전위차 부식을 방지한 차량용 캐리어를 제공함에 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 차량용 캐리어는, 상하 이격 배치되는 복수의 수평지지부(100, 200)와, 상기 수평지지부(100, 200)를 연결하는 복수의 수직지지부(300, 400)로 이루어져 쿨링모듈 장착부가 구비된 전면 패널(500)을 포함하는 차량용 캐리어(1000)에 있어서, 상기 캐리어(1000)는, 상기 캐리어(1000)를 형성하는 수지재 바디(101); 상기 수평지지부(100, 200) 중 상측 수평지지부(100)를 형성하도록 상기 바디(101)와 결합되며, 탄소섬유 복합재 재질로 이루어진 상측 수평지지프레임(111); 및 상기 수직지지부(300, 400) 각각을 형성하도록 상기 바디(101)와 결합되며, 금속 재질로 이루어진 수직지지프레임(131, 141)을 포함하며, 상기 상측 수평지지프레임(111)에는 상기 수직지지프레임(131, 141)의 상측과 결합을 위한 결합홀(112)이 형성되고, 상기 상측 수평지지프레임(111)과 상기 수직지지프레임(131, 141)이 이격된 상태에서 결합 고정되도록 상기 결합홀(112)에 끼워지는 결합지그(200)를 더 포함한다.
이때, 상기 결합지그(200)는, 내주연에 스크류가 끼워지는 제1 삽입홀(211)이 형성되며, 외주연이 상기 결합홀(112)에 끼워지는 제1 기둥(212)과, 상기 제1 기둥(212)이 상기 결합홀(112)에 삽입 시 상기 상측 수평지지프레임(111)의 일면에 맞닿도록 상기 제1 기둥(212)의 일측 단부에서 반경방향 외측으로 연장 형성된 제1 머리부(213)로 구성된 이격지그(210)를 포함한다.
또한, 상기 결합홀(112)의 내주연 및 상기 제1 기둥(212)의 외주연은, 상기 이격지그(210)의 회전을 방지하도록 다각형으로 이루어진다.
또한, 상기 결합지그(200)는, 내주연에 상기 제1 기둥(212)이 끼워지는 제2 삽입홀(221)이 형성되며, 외주연이 상기 결합홀(112)에 끼워지는 제2 기둥(222)과, 상기 제2 기둥(222)이 상기 결합홀(112)에 삽입 시 상기 상측 수평지지프레임(111)의 타면에 맞닿도록 상기 제2 기둥(222)의 타측 단부에서 반경방향 외측으로 연장 형성된 제2 머리부(223)로 구성된 고정지그(220)를 포함한다.
또한, 상기 결합홀(112)의 내주연 및 상기 제2 기둥(222)의 외주연은, 상기 고정지그(220)의 회전을 방지하도록 다각형으로 이루어진다.
아울러, 상기 결합지그(200)는, 볼트 결합을 위해 내주연에 나사홀(231)이 형성되며 외주연이 상기 제1 삽입홀(211)에 끼워지는 너트(230)를 포함한다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 차량용 캐리어는, 복합재로 이루어진 상측 수평지지프레임과, 금속재질로 이루어진 좌측 및 우측 수직지지프레임의 결합 시 서로 맞닿는 것을 방지하여 금속재질의 수직지지프레임의 전위차 부식을 방지한 효과가 있다.
도 1은 종래의 캐리어 사시도
도 2는 종래 및 본 발명의 일실시 예에 따른 캐리어 분해사시도
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 캐리어 사시도
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 상측 수평지지프레임의 결합부 사시도(도 4는 차량 전방, 도 5는 차량 후방)
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 상측 수평지지프레임의 결합부 분해사시도(도 6은 차량 전방, 도 7은 차량 후방)
도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 상측 수평지지프레임의 결합부 단면도 (스크류 타입)
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 상측 수평지지프레임의 결합부 단면도 (볼트 타입)
도 10은 본 발명의 일실시 예에 따른 상측 수평지지프레임과 수직지지프레임의 결합 예를 도시한 단면도 (볼트 타입)
이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2에는 본 발명의 일실시 예에 따른 캐리어(1000)의 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명의 일실시 예에 따른 캐리어(1000)의 전체사시도가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 차량용 캐리어(1000)는 상측 수평지지부(100)와 상측 수평지지부(100)의 아래측에 나란하게 배치되는 하측 수평지지부(200)와, 상측 및 하측 수평지지부(100, 200)를 연결하는 좌측 수직지지부(300)와, 우측 수직지지부(400)로 이루어져 쿨링모듈 장착부가 구비된 대략 사각틀 형상의 전면 패널(500)과, 헤드램프의 장착을 위해 전면 패널(500)의 좌측 및 우측에 구비된 서포트 패널(600)과, 범퍼빔 장착을 위해 수직지지부(300, 400)의 좌측 및 우측에 구비된 범퍼빔 스테이(700)를 포함하여 구성된다.
이때 본 발명의 일실시 예에 따른 캐리어(1000)는 금속 재질보다 우수한 강성을 갖고, 무게는 금속 재질보다 가볍게 구성되도록 다음과 같은 구성을 갖는다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 캐리어(1000)는 상측 수평지지부(100)의 뼈대를 형성하는 상측 수평지지프레임(111)과, 좌측 수직지지부(300)와, 우측 수직지지부(400)의 뼈대를 형성하는 좌측 수직지지프레임(131) 및 우측 수직지지프레임(141)과, 위 상측 수평지지프레임(111), 좌측 수직지지프레임(131) 및 우측 수직지지프레임(141)과 결합되어 캐리어(100)를 형성하는 바디(101)를 포함한다.
이때 좌측 및 우측 수직지지프레임(131, 141)은 통상의 금속 재질로 구성될 수 있고, 상측 수평지지프레임(111)은 금속 재질보다 우수한 강성을 갖고, 무게는 금속 재질보다 가볍도록 복합재 재질, 보다 구체적으로 탄소섬유 복합재 재질로 이루어진다.
또한 바디(101)는 플라스틱과 같은 수지재로 이루어지며, 위 상측 수평지지프레임(111), 좌측 수직지지프레임(131) 및 우측 수직지지프레임(141)과 이중 사출의 형태로 성형될 수 있다.
이때 상측 수평지지프레임(111)의 양측과 좌측 수직지지프레임(131) 및 우측 수직지지프레임(141)의 상측 각각은 볼트 또는 스크류를 통해 결합될 수 있으며, 상측 수평지지프레임(111)과 좌측 수직지지프레임(131) 및 우측 수직지지프레임(141)의 결합 시 전도성 이종 재질이 맞닿아 발생할 수 있는 전위차 부식을 방지하기 위해 본 발명의 일실시 예에 따른 차량용 캐리어(1000)는 다음과 같은 구성을 갖는다.
도 4 및 도 5에는 본 발명의 일실시 예에 따른 캐리어(1000)의 상측 수평지지프레임(111) 양측에 형성된 결합부 중 어느 하나의 사시도가 도시되어 있다. 도 4는 차량 전방 측 사시도이고, 도 5는 차량 후방 측 사시도이다.
도시된 바와 같이 상측 수평지지프레임(111)의 결합홀(112, 도 6 참조)에는 비전도성 재질의 수지재 결합지그(200)가 삽입될 수 있다. 따라서 결합지그(200)로 인해 상측 수평지지프레임(111)과 좌측 수직지지프레임(131) 또는 상측 수평지지프레임(111)과 우측 수직지지프레임(141)이 결합지그(200)의 두께만큼 이격된 상태에서 결합지그(200)에 형성된 제1 삽입홀(211, 도 6 참조)을 통해 볼트 또는 스크류 결합되도록 구성된다. 따라서 금속 재질로 이루어진 좌측 수직지지프레임(131) 또는 우측 수직지지프레임(141)의 전위차 부식을 방지하게 된다.
이하 도면을 참조하여 위 결합지그(200)에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 6 및 도 7에는 본 발명의 일실시 예에 따른 캐리어(1000)의 상측 수평지지프레임(111) 양측에 형성된 결합부 각각에 삽입되는 결합지그(200)의 분해 사시도가 도시되어 있다. 도 6은 차량 전방 측 분해사시도이고, 도 7은 차량 후방 측 분해사시도이다. 편의상 상측 수평지지프레임(111) 상의 차량 전방면(결합면)을 전면, 반대측면을 후면으로 정의하여 설명한다.
도시된 바와 같이 결합지그(200)는 상측 수평지지프레임(111)의 전면 측으로 결합홀(112)에 끼워지는 이격지그(210)와, 이격지그(210)를 견고히 고정시키도록 상측 수평지지프레임(111)의 후면 측으로 결합홀(112)에 끼워지는 고정지그(220)로 구성된다.
이격지그(210)는 스크류 또는 볼트가 끼워지는 제1 삽입홀(211)이 형성되며 후술되는 고정지그(220)의 제2 삽입홀(221)에 끼워지는 제1 기둥(212)과, 제1 기둥(212)의 전면 측 끝단에서 제1 기둥(212)의 반경 방향 외측으로 연장되는 제1 머리부(213)를 포함한다. 제1 머리부(213)는 차량 전후방 측으로 두께가 있는 환형으로 이루어지며, 제1 기둥(212)이 제2 삽입홀(221)에 끼워졌을 때 후면이 상측 수평지지프레임(111)의 전면(결합홀(112)의 둘레부)에 맞닿도록 구성된다. 또한, 제1 기둥(212)의 후면 측 끝단에는 후크가 형성되어 이격지그(210)가 고정지그(220)에 끼워졌을 때 결합을 견고히 한다.
고정지그(220)는 내주연에 이격지그(210)의 제1 기둥(212)이 끼워지는 제2 삽입홀(221)이 형성되며 외주연이 결합홀(112)에 끼워지는 제2 기둥(222)과, 제2 기둥(222)의 후면 측 끝단에서 제2 기둥(222)의 반경 방향 외측으로 연장되는 제2 머리부(223)를 포함한다. 제2 머리부(223)는 차량 전후방 측으로 두께가 있는 환형으로 이루어지며, 제2 기둥(222)이 결합홀(112)에 끼워졌을 때 전면이 상측 수평지지프레임(111)의 후면(결합홀(112)의 둘레부)에 맞닿도록 구성된다.
이때, 결합홀(112)과 제2 기둥(222)은 다각형으로 이루어져 볼트 또는 스크류 조립 시 고정지그(220)가 회전하지 않도록 구성된다. 제1 기둥(212) 역시 제2 기둥(222)에 대응되는 다각형으로 이루어져 볼트 또는 스크류 조립 시 이격지그(210)가 회전하지 않도록 구성된다.
위와 같은 결합지그(200)의 구성을 통해 상측 수평지지프레임(111)과 좌측 수직지지프레임(131) 및 상측 수평지지프레임(111)과 우측 수직지지프레임(141)의 결합 시 이격지그(210)의 제1 머리부(213) 두께 만큼 두 프레임이 이격되도록 하여 좌측 수직지지프레임(131) 및 우측 수직지지프레임(141)의 전위차 부식을 방지하게 된다.
도 8에는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 결합지그(200)의 단면도가 도시되어 있고, 도 9에는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 결합지그(200)의 단면도가 도시되어 있다.
도 8을 참조하면 본 발명의 제1 실시 예에 따른 결합지그(200)는 스크류 결합을 위한 실시 예로 이격지그(210)의 일면에 좌측 수직지지프레임(131) 또는 우측 수직지지프레임(141)이 맞닿은 상태에서 이격지그(210)의 제1 삽입홀(211)에 스크류를 삽입하여 상측 수평지지프레임(111)과 좌측 수직지지프레임(131) 및 상측 수평지지프레임(111)과 우측 수직지지프레임(141)을 결합시키도록 구성된다.
도면상에는 결합홀(112)의 후면에 고정지그(220)가 끼워진 상태에서 고정지그(220)에 결합홀(112)의 전면 측에서 삽입되는 이격지그(210)를 결합 고정시킨 실시예가 도시되어 있으나, 고정지그(220) 없이 결합홀(112)의 전면에 이격지그(210)를 결합시킨 구성만으로도 적용이 가능하다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 결합지그(200)는 볼트 결합을 위한 실시 예로 이격지그(210)의 제1 삽입홀(211)에 끼워지며 내주연에 나사홀(231)이 형성된 너트(230)를 더 포함하여 구성된다. 따라서 이격지그(210)의 일면에 좌측 수직지지프레임(131) 또는 우측 수직지지프레임(141)이 맞닿은 상태에서 너트(230)의 나사홀(231)에 볼트를 결합시켜 상측 수평지지프레임(111)과 좌측 수직지지프레임(131) 또는 우측 수직지지프레임(141)을 결합시키도록 구성된다.
도 10에는 볼트 타입 결합지그(200)를 이용해 상측 수평지지프레임(111)과 우측 수직지지프레임(141)을 결합한 예를 나타낸 단면도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 결합지그(200)의 구성을 통해 상측 수평지지프레임(111)과 우측 수직지지프레임(141)의 결합 시 이격지그(210)의 제1 머리부(213)의 차량 전후 방향 두께 만큼 상측 수평지지프레임(111)과 우측 수직지지프레임(141)이 이격된 상태에서 볼트를 통해 결합 고정되도록 하여 우측 수직지지프레임(141)의 전위차 부식을 방지하게 된다.
본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
100 : 캐리어
101 : 바디
111 : 상측 수평지지프레임 112 : 결합홀
131 : 좌측 수직지지프레임
141 : 우측 수직지지프레임
210 : 이격지그
220 : 고정지그
230 : 너트

Claims (6)

  1. 상하 이격 배치되는 복수의 수평지지부(100, 200)와, 상기 수평지지부(100, 200)를 연결하는 복수의 수직지지부(300, 400)로 이루어져 쿨링모듈 장착부가 구비된 전면 패널(500)을 포함하는 차량용 캐리어(1000)에 있어서,
    상기 캐리어(1000)는,
    상기 캐리어(1000)를 형성하는 수지재 바디(101);
    상기 수평지지부(100, 200) 중 상측 수평지지부(100)를 형성하도록 상기 바디(101)와 결합되며, 탄소섬유 복합재 재질로 이루어진 상측 수평지지프레임(111); 및
    상기 수직지지부(300, 400)를 형성하도록 상기 바디(101)와 결합되며, 금속 재질로 이루어진 수직지지프레임(131, 141)을 포함하며,
    상기 상측 수평지지프레임(111)에는 상기 수직지지프레임(131, 141)의 상측과 결합을 위한 결합홀(112)이 형성되고,
    상기 상측 수평지지프레임(111)과 상기 수직지지프레임(131, 141)이 이격된 상태에서 결합 고정되도록 상기 결합홀(112)에 끼워지는 결합지그(200)를 포함하되,
    상기 결합지그(200)는,
    내주연에 스크류가 끼워지는 제1 삽입홀(211)이 형성되며, 외주연이 상기 결합홀(112)에 끼워지는 제1 기둥(212)과, 상기 제1 기둥(212)이 상기 결합홀(112)에 삽입 시 상기 상측 수평지지프레임(111)의 일면에 맞닿도록 상기 제1 기둥(212)의 일측 단부에서 반경방향 외측으로 연장 형성된 제1 머리부(213)로 구성된 이격지그(210)를 포함하고,
    상기 결합홀(112)의 내주연 및 상기 제1 기둥(212)의 외주연은,
    상기 이격지그(210)의 회전을 방지하도록 다각형으로 이루어진, 차량용 캐리어.
  2. 상하 이격 배치되는 복수의 수평지지부(100, 200)와, 상기 수평지지부(100, 200)를 연결하는 복수의 수직지지부(300, 400)로 이루어져 쿨링모듈 장착부가 구비된 전면 패널(500)을 포함하는 차량용 캐리어(1000)에 있어서,
    상기 캐리어(1000)는,
    상기 캐리어(1000)를 형성하는 수지재 바디(101);
    상기 수평지지부(100, 200) 중 상측 수평지지부(100)를 형성하도록 상기 바디(101)와 결합되며, 탄소섬유 복합재 재질로 이루어진 상측 수평지지프레임(111); 및
    상기 수직지지부(300, 400)를 형성하도록 상기 바디(101)와 결합되며, 금속 재질로 이루어진 수직지지프레임(131, 141)을 포함하며,
    상기 상측 수평지지프레임(111)에는 상기 수직지지프레임(131, 141)의 상측과 결합을 위한 결합홀(112)이 형성되고,
    상기 상측 수평지지프레임(111)과 상기 수직지지프레임(131, 141)이 이격된 상태에서 결합 고정되도록 상기 결합홀(112)에 끼워지는 결합지그(200)를 포함하되,
    상기 결합지그(200)는,
    내주연에 스크류가 끼워지는 제1 삽입홀(211)이 형성되며, 외주연이 상기 결합홀(112)에 끼워지는 제1 기둥(212)과, 상기 제1 기둥(212)이 상기 결합홀(112)에 삽입 시 상기 상측 수평지지프레임(111)의 일면에 맞닿도록 상기 제1 기둥(212)의 일측 단부에서 반경방향 외측으로 연장 형성된 제1 머리부(213)로 구성된 이격지그(210)와,
    내주연에 상기 제1 기둥(212)이 끼워지는 제2 삽입홀(221)이 형성되며, 외주연이 상기 결합홀(112)에 끼워지는 제2 기둥(222)과, 상기 제2 기둥(222)이 상기 결합홀(112)에 삽입 시 상기 상측 수평지지부(100)의 타면에 맞닿도록 상기 제2 기둥(222)의 타측 단부에서 반경방향 외측으로 연장 형성된 제2 머리부(223)로 구성된 고정지그(220)를 포함하는, 차량용 캐리어.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 결합홀(112)의 내주연 및 상기 제2 기둥(222)의 외주연은,
    상기 고정지그(220)의 회전을 방지하도록 다각형으로 이루어진, 차량용 캐리어.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 결합지그(200)는,
    볼트 결합을 위해 내주연에 나사홀(231)이 형성되며 외주연이 상기 제1 삽입홀(211)에 끼워지는 너트(230)를 포함하는, 차량용 캐리어.
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