KR102342540B1 - 전자식 주차 브레이크의 너트구조 - Google Patents

전자식 주차 브레이크의 너트구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자식 주차 브레이크의 너트구조에 관한 것으로서, 본 발명의 목적은 전자식 주차 브레이크의 너트를 제조함에 있어서, 너트에 형성되는 너트 스톱퍼를 기존의 단조성형에서, 압출성형으로 진행함에 따라, 단조성형시 너트 금혐에서 너트 스톱퍼 부분을 성형하는 부분에서 하중이 집중되어, 금형이 파손되는 문제가 발생되는 것에 반해, 본 발명에서는 압출로 너트 스톱퍼를 링형태로 형성함으로써 하중을 전체적으로 분산시켜 금형의 파손을 방지하며, 너트 금형 또한 음각 형태 구조에서 양각 형태 구조로 변경하여 금형 제작 및 수명을 개선할 수 있도록 한 전자식 주차 브레이크의 너트구조에 관한 것이다.

Description

전자식 주차 브레이크의 너트구조{Nut structure of the electronic parking brake}
본 발명은 전자식 주차 브레이크의 구성 중 회전되어 나사체결되는 너트를 제조시, 회전을 멈추는 너트 스톱퍼를 기존 단조성형에서 압출성형으로 진행하면서 형상을 변화시켜, 가공비 절감 및 금형의 파손방지와 수명을 증가시킬 수 있도록 하는 전자식 주차 브레이크의 너트구조에 관한 것이다.
일반적으로, 주차 브레이크(parking brake)는 자동차를 정지한 상태로 유지시키기 위한 브레이크로서 보통 손으로 작동하기 때문에 핸드 브레이크, 또는 사이드 브레이크라고 한다.
이 주차 브레이크는 차량 내부의 운전석 일측에 구비되는 주차 레버를 운전자가 조작함에 따라 작동된다.
이때, 주차 레버를 잡아당겨 이에 연결된 케이블이 당겨지도록 함으로써 케이블에 연결된 후륜측 브레이크 어셈블리가 작동된 상태를 유지하도록 하여 제동력이 확보되도록 하고, 이와 반대로 주차 레버를 풀어주면 케이블이 풀려지도록 함으로써 제동력이 해제되도록 하고 있다.
그러나, 주차 레버 조작에 따른 주차 브레이크 작동방식은 운전자의 의지에 의해서만 작동되므로, 운전자의 부주의로 주차 레버를 당기지 않은 상태로 차량을 주차시키는 경우에는 경사로 등에서 차량이 자중에 의해 굴러 내려가 예기치 못한 사고를 유발시키게 되는 문제점이 있다.
그리고, 주차시 또는 운행을 개시할 때마다 운전자가 주차 레버를 작동시켜야하므로, 특히 힘이 약한 여성이나 노약자에게는 그 사용이 매우 번거로우며, 주차 레버의 작동반경이 크기 때문에 차량의 실내공간 활용도가 떨어지는 문제가 있다.
따라서, 최근에는 주차 브레이크의 구동을 전자제어장치(ECU)에 의해 자동으로 제어하는 전자식 주차 브레이크가 사용되고 있다.
이러한 전자식 주차 브레이크는, 전자제어장치가 각종 센서로부터 감지신호를 입력받은 후 이를 토대로 전기모터를 구동시켜, 전기모터의 구동력에 의해 케이블이 당겨지거나 풀려지게끔 한다.
이때, 전기모터에 의해 축회전하는 볼트 스크류에 너트 스크류 어셈블리가 나사결합되고, 너트 스크류 어셈블리의 일단에 케이블이 연결되어, 전기모터의 작동에 의해 너트 스크류 어셈블리가 볼트 스크류의 길이방향으로 이동하면서 케이블을 당기거나 풀게 된다.
그런데, 종래의 너트 스크류 어셈블리에서, 너트가 회전되어 이동되다가 일정위치에서 멈추도록 하기 위해, 상기 너트의 일면에 돌출형성하는 스톱퍼 부분을 제조하기 위해서, 기존에는 대부분 단조를 통해 스톱퍼를 성형함에 따라, 너트의 중앙에 형성된 홀을 스톱퍼와는 별개로 성형해야 하기에 작업공수 및 가공시간(가공 C/T(Cycle Time))이 증대되었다.
또한, 이러한 스톱퍼 부분은 기존에 평면에서 돌출된 형태로 냉간단조 성형시 강제 업셋(플렌지가 있는 경우) 형태로 매우 높은 집중하중을 받아 금형 파손이 빈번하게 발생되어, 이로 인해 금형 수명이 일정하지 않은 문제가 있었다.
대한민국 등록특허공보 10-1241930호(2013.03.05.등록)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전자식 주차 브레이크용 너트를 제작함에 잇어서, 너트에 형성되는 너트 스톱퍼 부분을, 기존에 단조 업셋 성형하던것에 반해 본 발명은 압출로 성형할 수 있도록 금형의 형상을 변화시키고 이에 제조된 너트 스톱퍼의 형상 또한 변화시킨것이다.
이로써, 본 발명은 너트 스톱퍼 부분이 원형의 링 형태로 압출성형으로 제작되어, 기존 단조시에 스톱퍼 부분이 받았던 하중을 전체적으로 링 형태로 분산시켜, 금형이 집중된 하중에 의해 손상되거나 파손되는것을 방지하고, 너트 금형 또한 기존에 음각구조에서 양각구조 형태로 변경하여 사용함으로써, 금형 제작 및 수명을 개선시킬 수 있도록 한 전자식 주차 브레이크의 너트구조를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서,
너트(10)의 내주면은 볼트(20)의 외주면에 형성된 스크류(21)에 나사체결되고, 스톱퍼 돌기(24)가 일면에 형성된 스톱퍼 홀더(22)는 상기 볼트(20)의 외주면에 끼워져 결합되는 전자식 주차 브레이크에 있어서,
상기 너트(10)는 하우징(16)의 내부 중앙에 길이방향으로 홀(11)이 형성되어, 상기 볼트(20)의 외주면에 형성된 상기 스크류(21)가 상기 홀(11)에 삽입되고,
상기 하우징(16)의 일단에 상기 하우징(16)의 직경보다 작은 직경을 갖는 양각의 링 형태가 돌출되고, 상기 하우징(16)의 타단에 걸림 슬라이드 홈(12)이 형성됨으로써, 상기 걸림 슬라이드 홈(12)에 상기 스톱퍼 돌기(24)가 대응되어 접촉되고, 상기 너트(10)가 회전을 멈출 수 있도록 너트 스톱퍼(15)가 형성되며,
상기 너트 스톱퍼(15)는 너트 금형(30)에서 압출 공정에 의해 상기 너트(10)의 일단에 제작됨으로써, 단조 공정에 의해 제작되는 것보다 집중하중이 감소되어, 상기 너트 금형(30)의 파손이 방지되는 것을 특징으로 한다.
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이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 전자식 주차 브레이크의 너트 부분을 제조시, 너트 스톱퍼 부분이 너트의 일단에 링 형태로 형성되도록 하여, 냉각 단조 성형시 기존 단조성형에 비해, 집중하중을 받지 않아 제조가 용이해지는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 너트 금형의 형상을 기존 단조시의 음각 형태 구조에서, 본 발명은 압출성형되는 양각 형태 구조로 변화시켜, 너트 금형의 금형성형 산포(측정치가 고르지 못함)가 감소되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 너트 스톱퍼가 압출 성형이기 때문에, 너트의 하우징 중앙에 천공되는 홀을 함께 복합압출하여 성형할 수 있어, 가공 C/T(Cycle Time)가 감소되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전자식 주차 브레이크의 너트구조를 나타낸 일실시예의 도면.
도 2는 본 발명의 너트가 구비된 전자식 주차 브레이크를 나타낸 도면.
도 3 및 도 4는 너트 금형을 나타낸 일실시예의 도면.
도 5는 본 발명에 따른 기존 너트 및 기존 금형을 나타낸 일실시예의 도면.
도 6은 본 발명에 따른 너트 스톱퍼 성형시, 종래와 본 발명의 성형 하중 비교 시물레이션 도면.
본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도하지 않는다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도 1 및 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자식 주차 브레이크의 너트구조를 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 전자식 주차 브레이크의 너트구조는 하기와 같다.
너트(10)의 내주면은 볼트(20)의 외주면에 형성된 스크류(21)에 나사체결되고, 스톱퍼 돌기(24)가 일면에 형성된 스톱퍼 홀더(22)는 상기 볼트(20)의 외주면에 끼워져 결합되는 전자식 주차 브레이크에 있어서,
상기 너트(10)는 하우징(16)의 내부 중앙에 길이방향으로 홀(11)이 형성되어, 상기 볼트(20)의 외주면에 형성된 상기 스크류(21)가 상기 홀(11)에 삽입되고,
상기 하우징(16)의 일단에 상기 하우징(16)의 직경보다 작은 직경을 갖는 양각의 링 형태가 돌출되고, 상기 하우징(16)의 타단에 걸림 슬라이드 홈(12)이 형성됨으로써, 상기 걸림 슬라이드 홈(12)에 상기 스톱퍼 돌기(24)가 대응되어 접촉되고, 상기 너트(10)가 회전을 멈출 수 있도록 너트 스톱퍼(15)가 형성되며,
상기 너트 스톱퍼(15)는 너트 금형(30)에서 압출 공정에 의해 상기 너트(10)의 일단에 제작됨으로써, 단조 공정에 의해 제작되는 것보다 집중하중이 감소되어, 상기 너트 금형(30)의 파손이 방지되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 너트 금형(30)은
상기 하우징(16)의 중앙이 관통되도록 형성되는 외부틀(31);
상기 하우징(16)의 중앙이 관통되도록 상기 외부틀(31)의 중앙에 위치하는 원통 형상의 내부틀(32);
상기 외부틀(31)의 내주면 일단에 'C'자형으로 돌출되어, 상기 외부틀(31)과 상기 내부틀(32) 사이에 링 형태로 형성되는 제 1개구부위(33)와, 상기 제 1개구부위(33)에 연결되며, 'C'자형으로 돌출되는 상기 제 1개구부위(33)의 양단에 원호형태로 형성되는 제 2개구부위(34)를 포함하는 스톱퍼 형성틀(35); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 너트 스톱퍼(15)는
링 형태로 형성되는 제 1몸체(13)와,
상기 제 1몸체(13)의 외주면 일단에 원호형태로 형성되는 제 2몸체(14)를 포함하고,
상기 제 2몸체(14)가 형성되지 않은 상기 제 1몸체(13)의 외주면 타단에 'C'자형으로 걸림 슬라이드 홈(12)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하우징(16)의 내부 중앙에 형성된 상기 홀(11)과 상기 너트 스톱퍼(15)는 상기 너트 금형(30)에서 동시에 압출되어 성형되는 것을 특징으로 한다.
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우선적으로 본 발명의 전자식 주차 브레이크(EPB, electronic parking brake)는 전술된 '발명의 배경이 되는 기술'단락에서 구성 및 작동구조를 사전설명한 바가 있으며, 이는 널리 공지된 기술이다.
이러한 전자식 주차 브레이크의 구성은 너트(10)와 볼트(20)로 이루어진다.
상기 너트(10)는 하기에서 상세히 설명될 부분으로, 자동주차시 회전력을 받아 회전되는 부분이며, 일측에서부터 타측을 향해 내부 중앙에 홀(11)이 형성된 것이다.
상기 볼트(20)는 외주연에 수나사산이 길이방향으로 형성된 스크류(21) 부분과, 상기 스크류(21)의 외주연에 링 형태로 결합되면서, 너트(10)의 단부와 접촉되어지는 스톱퍼 돌기(24)가 형성되어 있는 스톱퍼 홀더(22)로 이루어진다.
이로써, 너트(10)가 스크류(21)에 끼워진 상태에서 회전되어, 스크류(21)의 길이방향을 향재 전, 후진되는 작동을 가지며, 상기 너트(10)는 볼트(20)의 길이방향을 향해 전진하며 체결되다가, 일단에 형성되며 후술될 너트 스톱퍼(15) 부분이, 스톱퍼 홀더(22)의 스톱퍼 돌기(24)에 접촉되면서 회전이 멈추게 되는 것이다.
이러한 본 발명의 너트(10)는
전술된 바와 같이, 내부 중앙에 길이방향으로 홀(11)이 형성되어, 스크류(21)가 내설되는 원형 단면 관 형태의 하우징(16)과. 상기 하우징(16)의 일단에서 하우징(16)보다 작은 직경을 가지는 링 형태의 양각형태로 돌출형성되어, 외주연에 걸림 슬라이드 홈(12)을 형성함으로써, 상기 스톱퍼 돌기(24)가 걸림 슬라이드 홈(12)에 대응접촉되며 너트(10)의 회전이 멈출수 있도록 하는 너트 스톱퍼(15)로 구성된다.
이때, 이러한 상기 너트 스톱퍼(15)의 경우,
기존에는 단조로 제작되는 것으로, 너트(10)의 일단(스톱퍼 돌기(24)와 접촉되는 부분)측 평면에서 돌출된 형태로, 냉간 단조 성형시 강제 업셋(플렌지가 있는 경우) 형태로 매우 높은 집중하중을 받기 때문에, 금형 파손이 빈번하여 금형 수명이 일정하지 않은 문제가 있었다. 즉, 너트 금형(30)에서, 냉간 단조 성형시 너트 스톱퍼(15) 부분에 집중하중이 가해지게 되는 것이다.
또한, 상기와 같이 단조를 통해 너트 스톱퍼(15) 부분을 성형하기 때문에, 하우징(16)의 중앙에 천공되는 홀(11)을 성형할수가 없어, 홀(11)만 따로 성형해야 하기에 가공 C/T(Cycle Time)가 높아지는 문제도 발생한다.
이에, 본 발명에서는 상기 너트 스톱퍼(15)를 너트(10)의 일단에 압출 공정에 의해 링 형태로 제작함으로써, 단조공정에 비해 너트 금형(30)에서 집중하중을 받게 되는 너트 스톱퍼(15) 부분을, 홀(11)이 천공된 하우징(16)의 일단면에 하우징(16)과 동일축으로 링 형상으로 형성하고, 이러한 링 형상에 의해 하중이 전체적으로 분산되어 집중하중을 감소시킴으로써, 너트 금형(30)의 파손이 방지될 수 있도록 하는 것이다.
상기 너트 스톱퍼(15)의 형상은, 기존에 도 5처럼, 너트(10)의 일단 평면에서 국부저적으로 돌출되는 형상으로, 압출로는 성형이 불가능한 형상이었지만, 본 발명은 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 링 형태로 이루어지는 제 1몸체(13)와, 상기 제 1몸체(13) 외주연에서 하우징(16)의 외주연까지 원호형상으로 연장형성되는 제 2몸체(14)로 이루어져, 상기 제 2몸체(14)가 형성되지 않은 제 1몸체(13) 외주연에 둘레에 'C'자 형태의 걸림 슬라이드 홈(12)이 형성되도록 함으로써, 너트 스톱퍼(15) 부분의 걸림 슬라이드 홈(12) 부분을 너트(10) 일단측 외곽(엣지 부분)으로 변경하여, 냉간 단조 성형시 집중하중을 받지 않도록 한 것이다.
더불어, 본 발명은 상기와 같이 압출로 너트 스톱퍼(15)를 제작하기 때문에, 기존에 단조로 너트 스톱퍼(15)를 제작시와 달리, 단일의 너트 금형(30)에서, 압출공정을 통해 하우징(16) 내부의 홀(11)과 너트 스톱퍼(15)가 복합압출되어 성형이 가능해지는 것이다.
상기의 너트 금형(30)은, 도 3, 4에 도시된 바와 같이,
일측에서부터 일정깊이로 중앙이 관통되어 하우징(16)의 형상이 제조되도록 하는 외부틀(31), 상기 하우징(16) 중앙을 관통시키기 위해, 외부틀(31) 중앙의 관통부위에 위치되는 원통 형상의 내부틀(32), 상기 외부틀(31) 일단 내주연에 'C'자형으로 돌출형성되어, 내부틀(32)과 'C'자 돌출부위 사이에 형성되는 제 1개구부위(33)와, 제 1개구부위(33)와 연결되면서 'C'자형 돌출부위 양단 사이에 원호형태로 형성되는 제 2개구부위(34)가 형성되도록 하는 스톱퍼 형성틀(35)로 이루어진다.
즉, 본 발명의 너트 금형(30)은 제 2부위(34)의 공간이 존재하기 때문에 금형의 파손이 발생하지 않지만, 기존 단조시의 금형을 나타낸 도 5에서의 기존 금형은 하단 면 부분에 턱을 형성하며 너트 스톱퍼(15)를 제작하기 때문에, 턱 부분에 집중하중이 가해져 금형이 파손되는 문제가 발생하게 되는 것이다.
또한 이는 도 6에서도 확인할 수 있는데, 도 6은 본 발명에 따른 너트 스톱퍼 성형시, 종래와 본 발명의 성형 하중 비교 시물레이션 도면으로써, 기존 양산공정처럼 업셋방법으로 진행시, 기존 EPB(electronic parking brake) NUT φ18(머리 φ39) 기준으로, 너트 스톱퍼 성형시, 최상단 머리부가 다 성형되어야 최하단 스톱퍼 부분이 결육 없이 성형된다.(펀치 약 110ton, 다이 약 80ton) 이에반해, 본 발명의 경우, EPB NUT φ19(머리 φ39) 기준으로, 너트 스톱퍼(15) 성형시, 머리부가 다 성형되기 전에 스톱퍼 부분이 결육 없이 성형됨을 알 수 있다.(펀치 약 80ton, 다이 약 70ton)
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.
10: 너트 11: 홀
12: 걸림 슬라이드 홈 13: 제 1몸체
14: 제 2몸체 15: 너트 스톱퍼
16: 하우징 20: 볼트
21: 스크류 22: 스톱퍼 홀더
24: 스톱퍼 돌기 30: 너트 금형
31: 외부틀 32: 내부틀
33: 제 1부위 34: 제 2부위
35: 스톱퍼 형성틀

Claims (4)

  1. 너트(10)의 내주면은 볼트(20)의 외주면에 형성된 스크류(21)에 나사체결되고, 스톱퍼 돌기(24)가 일면에 형성된 스톱퍼 홀더(22)는 상기 볼트(20)의 외주면에 끼워져 결합되는 전자식 주차 브레이크에 있어서,
    상기 너트(10)는 하우징(16)의 내부 중앙에 길이방향으로 홀(11)이 형성되어, 상기 볼트(20)의 외주면에 형성된 상기 스크류(21)가 상기 홀(11)에 삽입되고,
    상기 하우징(16)의 일단에 상기 하우징(16)의 직경보다 작은 직경을 갖는 양각의 링 형태가 돌출되고, 상기 하우징(16)의 타단에 걸림 슬라이드 홈(12)이 형성됨으로써, 상기 걸림 슬라이드 홈(12)에 상기 스톱퍼 돌기(24)가 대응되어 접촉되고, 상기 너트(10)가 회전을 멈출 수 있도록 너트 스톱퍼(15)가 형성되며,
    상기 너트 스톱퍼(15)는 너트 금형(30)에서 압출 공정에 의해 상기 너트(10)의 일단에 제작됨으로써, 단조 공정에 의해 제작되는 것보다 집중하중이 감소되어, 상기 너트 금형(30)의 파손이 방지되는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크의 너트구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 너트 금형(30)은
    상기 하우징(16)의 중앙이 관통되도록 형성되는 외부틀(31);
    상기 하우징(16)의 중앙이 관통되도록 상기 외부틀(31)의 중앙에 위치하는 원통 형상의 내부틀(32);
    상기 외부틀(31)의 내주면 일단에 'C'자형으로 돌출되어, 상기 외부틀(31)과 상기 내부틀(32) 사이에 링 형태로 형성되는 제 1개구부위(33)와, 상기 제 1개구부위(33)에 연결되며, 'C'자형으로 돌출되는 상기 제 1개구부위(33)의 양단에 원호형태로 형성되는 제 2개구부위(34)를 포함하는 스톱퍼 형성틀(35);
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크의 너트구조.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 너트 스톱퍼(15)는
    링 형태로 형성되는 제 1몸체(13)와,
    상기 제 1몸체(13)의 외주면 일단에 원호형태로 형성되는 제 2몸체(14)를 포함하고,
    상기 제 2몸체(14)가 형성되지 않은 상기 제 1몸체(13)의 외주면 타단에 'C'자형으로 걸림 슬라이드 홈(12)이 형성되는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크의 너트구조.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 하우징(16)의 내부 중앙에 형성된 상기 홀(11)과 상기 너트 스톱퍼(15)는 상기 너트 금형(30)에서 동시에 압출되어 성형되는 것을 특징으로 하는 전자식 주차 브레이크의 너트구조.
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