KR102383243B1 - 러그를 구비한 자전거 프레임 - Google Patents

러그를 구비한 자전거 프레임 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따라서 튜브에 연결되는 러그를 구비한 자전거 프레임에서, 상기 러그는 적어도 두 개의 판재를 성형하고, 이를 접합하여 만들어질 수 있다.

Description

러그를 구비한 자전거 프레임{BYCYCLE FRAME HAVING LUG}
본 발명은 자전거 프레임에 대한 것으로, 보다 상세하게는, 자전거 프레임에서 튜브와 접합되어 튜브와 튜브를 서로 연결하는 러그를 구비한 자전거 프레임에 관한 것이다.
종래의 자전거 프레임은 헤드 튜브, 시트튜브, 탑 튜브, 다운 튜브, 시트스테이, 및 체인 스테이로 구성된다.
상기 헤드 튜브의 상단에 조향핸들 연결체가 연결되고, 그 하단에 앞바퀴 회전 연결체가 연결되며, 시트튜브는 상단에 안장 연결체가 연결되고, 하단에 체인 구동체가 연결된다.
상기 탑 튜브 및 다운 튜브는 헤드 튜브와 시트튜브를 연결하여 지지하게 되며, 싯 스테이 및 체인 스테이는 뒷바퀴 회전 연결체와 시트튜브를 연결하여 지지하게 된다.
한편, 상기한 자전거 프레임은 탑 튜브와 다운 튜브를 모두 구비하는 경우도 있지만, 경우에 따라 헤드 튜브와 시트튜브 사이에 한 개의 메인튜브(미도시)가 연결될 수도 있다.
종래의 자전거 프레임은 기본 소재로서 튜브를 사용하여 탑 튜브, 다운 튜브, 시트튜브를 각각 재단하고, 이들을 각각 용접하여 제작되는데, 자동화가 어려워 생산성이 저하되고, 제조비용이 상승할 수 있다.
따라서, 최근에는 자전거 프레임을 제작하기 위해서 판재를 핫스탬핑하고, 이를 좌우로 접합하여 자전거 프레임의 생산성을 향상시키기 위한 연구가 진행되고 있다.
또한, 자전거 프레임을 제작하기 위해서, 튜브를 직접 접합하는 방법, 러그를 이용하여 접합(브레이징)하는 방법, 및 카본 복합재를 이용하여 일체로 제작하는 방법 등이 있다.
이와 같이, 튜브를 직접 접합하는 방법과 러그를 이용하는 방법은 파이프간 매칭성과 접합성을 향상시키기 위해서, 미터링 공정이 필요하고, 이러한 미터링 공정은 모델, 사양, 사이즈에 따라서 각각 실시한다.
한편, 대부분의 자전거용 러그(LUG)는 주조(casting)공정을 통해서 만들어지고, 주조 공정은 생산시간이 길고, 급냉 시 수축이 발생할 수 있으며, 비교적 고가이다. 뿐만 아니라, 주조공정 이후에, 이물질을 제거하는 공정이 더 필요하며, 주조성을 위해서 성형 형태에 대한 자유도가 낮다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
대한민국 공개특허 10??2011??0023604호
본 발명의 목적은 주조용 러그를 대체하여, 튜브와 연결되는 러그의 형태와 접합구조를 개선하여, 제작비용을 줄이고, 급냉식 수축에 대한 발생을 줄이며, 생산성을 향상시킬 수 있는 러그를 구비한 자전거 프레임을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따라서 튜브에 연결되는 러그를 구비한 자전거 프레임에서, 상기 러그는 적어도 두 개의 판재를 성형하고, 이를 접합하여 만들어질 수 있다.
상기 튜브는, 헤드 튜브, 탑 튜브, 다운 튜브, 싯 튜브, 체인 스테이, 또는 싯 스테이를 포함할 수 있다.
상기 튜브는, 압출, 인발, 조관, 또는 하이드로포밍 방법에 의해서 제조될 수 있다.
상기 러그는, 상기 탑 튜브의 선단부 및 상기 다운 튜브의 선단부와 각각 접합되고, 상기 헤드 튜브를 형성하는 헤드 러그를 포함하고 상기 헤드 러그는 헤드 러그 좌측판재와 상기 헤드 러그 좌측판재와 접합되는 헤드 러그 우측판재를 포함할 수 있다.
상기 러그에는 상기 튜브 측으로 외경이 축소되는 외경 축소부가 형성되고, 상기 외경 축소부의 단부에는 상기 튜브 안쪽으로 삽입되는 삽입부가 형성될 수 있다.
상기 러그는, 상기 싯 튜브가 상하로 관통하고, 전방으로 상기 탑 튜브와 연결되고, 후방으로 두 개의 상기 싯 스테이와 연결되는 싯 튜브 러그를 포함할 수 있다.
상기 싯 튜브 러그의 후단과 두 개의 상기 싯 스테이의 선단부를 연결하는 싯 스테이 러그를 포함할 수 있다.
상기 싯 스테이 러그는, 싯 스테이 러그 상부판재와 상기 싯 스테이 러그 상부판재와 접합되는 싯 스테이 러그 하부판재를 포함할 수 있다.
상기 러그는, 상기 싯 튜브의 하단과 상기 다운 튜브의 후단과 각각 연결되고, 후방으로 두 개의 상기 체인 스테이와 연결되는 바텀 러그를 포함할 수 있다.
상기 바텀 러그의 후단과 두 개의 상기 체인 스테이의 선단부를 연결하는 체인 스테이 러그를 포함할 수 있다.
상기 체인 스테이 러그는, 체인 스테이 러그 상부판재와 상기 체인 스테이 러그 상부판재와 접합되는 체인 스테이 러그 하부판재를 포함할 수 있다.
상기 바텀 러그는, 바텀 러그 좌측판재와 상기 바텀 러그 좌측판재와 접합되는 바텀 러그 우측판재를 포함할 수 있다.
상기 싯 스테이 러그의 전방에는 상기 싯 튜브 러그와 접합되는 하나의 개방홀이 형성되고, 상기 싯스테이 러그의 후방에는 두 개의 상기 싯 스테이의 선단부와 대응하여 두 개의 개방홀이 형성될 수 있다.
상기 체인 스테이 러그의 전방에는 상기 바텀 러그와 접합되는 하나의 개방홀이 형성되고, 상기 체인 스테이 러그의 후방에는 두 개의 상기 체인 스테이의 선단부와 대응하여 두 개의 개방홀이 형성될 수 있다.
상기 적어도 두 개의 판재는 서로 맞대기 접합되거나, 일부 중첩된 상태로 용접될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 러그는, 튜브와 체결되고, 적어도 두 개의 판재를 각각 성형하고, 이를 접합하여 만들어질 수 있다.
상기 튜브 측으로 외경이 축소되는 외경 축소부가 형성되고, 상기 외경 축소부의 단부에는 상기 튜브 안쪽으로 삽입되는 삽입부가 형성될 수 있다.
일측으로 하나의 개방홀이 형성되고, 타측으로 두 개의 개방홀이 형성되며, 상기 판재는 상기 세 개의 개방홀을 반으로 나누도록 양측으로 나누어질 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 러그를 구비한 자전거 프레임은, 주조용 러그를 대체하여, 튜브와 연결되는 러그의 형태와 접합구조를 개선할 수 있다.
또한, 자전거 프레임의 제작비용을 줄이고, 급냉식 러그가 수축하는 것을 줄일 수 있으며, 보다 다양한 형태의 러그와 자전거 프레임을 제작할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 러그를 구비한 자전거 프레임의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 러그를 구비한 자전거 프레임의 일부 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 러그를 구비한 자전거 프레임의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 헤드 러그의 분해 및 결합 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 헤드 러그와 튜브의 결합 상태를 보여주는 측면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 바텀 러그와 튜브의 결합 상태를 보여주는 측면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 싯 튜브 러그를 보여주는 일부 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 바텀 러그를 보여주는 일부 분해 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
단, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.
하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 러그를 구비한 자전거 프레임의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 자전거 프레임은 주요 구성요소들로써 헤드 튜브(110), 탑 튜브(100), 다운 튜브(120), 싯 튜브(160), 싯 스테이(150), 체인 스테이(140), 드롭 아웃(145), 헤드 러그(200), 및 싯 튜브 러그(230)를 포함한다.
상기 헤드 러그(200)는 두 개의 성형된 판재가 좌우로 결합되어 상기 헤드 튜브(110)를 형성하고, 상기 탑 튜브(100)와 상기 다운 튜브(120)의 선단부와 접합된다. 여기서, 하나의 판재는 상기 헤드 튜브(110)의 일측 반원부를 형성하고, 다른 하나의 판재는 상기 헤드 튜브(110)의 나머지 반원부를 형성한다.
상기 싯 튜브 러그(230)는 상기 싯 튜브(160)가 상하로 관통하고, 앞쪽은 상기 탑 튜브(100)의 후단과 접합되고, 뒤쪽은 상기 싯스테이(150)의 선단부와 각각 접합된다. 여기서, 상기 싯 튜브 러그(230)도 상기 헤드 러그(200)와 같이, 두 개의 성형된 판재가 상기 싯 튜브(160)에 좌우로 결합되어 만들어질 수 있다.
상기 바텀 러그(130)의 앞쪽은 상기 다운 튜브(120)의 후단과 접합되고, 뒤쪽은 상기 체인 스테이(140)의 선단부와 각각 접합된다.
그리고, 상기 드롭 아웃(145)은 각각 상기 싯 스테이(150)와 상기 체인 스테이(140)의 후단과 각각 접합되며, 상기 드롭 아웃(145)에는 휠의 중심축이 삽입되는 삽입부(도면부호 미표시)가 형성된다.
본 발명은, 튜브와 연결되는 러그의 결합구조에 대한 것으로, 주로 이에 대해서 상세하게 설명하며, 공지기술의 내용은 이미 명세서에 포함된 것이며, 이에 대해서는 그 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 러그를 구비한 자전거 프레임의 일부 분해 사시도이고, 도 1과 비교하여 특징적인 차이점에 대해서 주로 설명한다.
도 2를 참조하면, 상기 싯 스테이(150)와 상기 싯 튜브 러그(230) 사이에 싯 스테이 러그(220)가 배치된다. 즉, 상기 싯 스테이 러그(220)는 상기 싯 튜브 러그(230)와 상기 싯 스테이(150)를 연결한다.
상기 싯 스테이 러그(220)의 선단부는 상기 싯 튜브 러그(230)와 접합되고, 상기 싯 스테이 러그(220)의 후단부는 두 개의 상기 싯 스테이(150)와 각각 접합된다.
아울러, 상기 체인 스테이(140)와 상기 바텀 러그(130) 사이에 체인 스테이 러그(210)가 배치된다. 즉, 상기 체인 스테이 러그(210)는 상기 체인 스테이(140)와 상기 바텀 러그(130)를 연결한다.
상기 체인 스테이 러그(210)의 선단부는 상기 바텀 러그(130)와 접합되고, 상기 체인 스테이 러그(210)의 후단부는 두 개의 상기 체인 스테이(140)와 각각 접합된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 러그를 구비한 자전거 프레임의 분해 사시도이고, 도 1,2와 비교하여 특징적인 차이점에 대해서 주로 설명한다.
도 3을 참조하면, 상기 헤드 러그(200)는 헤드 러그 좌측판재(301)와 헤드 러그 우측판재(302)를 포함하고, 상기 헤드 러그 좌측판재(301)와 상기 헤드 러그 우측판재(302)는 각각 하나의 판재를 성형하여 만들어지며, 이들을 서로 접합하여 상기 헤드 러그(200)가 완성되며, 상기 헤드 튜브(110)도 함께 일체로 만들어진다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 헤드 러그의 분해 및 결합 사시도이다.
도 4를 참조하면, 헤드 러그(200)는 판재로 성형된 헤드 러그 좌측판재(301)와 헤드 러그 우측판재(302)를 포함하고, 이들이 맞대기 접합되어 헤드 튜브(110)가 일체로 형성된 헤드 러그(200)가 완성된다.
상기 헤드 러그(200)는 전방에 상하로 헤드 튜브(110)를 포함하고, 후단으로 탑 튜브(100)와 연결되는 파이프홀이 형성되고, 후단 하부로 다운 튜브(120)와 연결되는 파이프홀이 형성된다.
또한, 상기 헤드 러그(200)의 파이프홀에 대응하여 외경 축소부(405)와 삽입부(400)가 둘레방향으로 형성된다. 상기 삽입부(400)는 상기 탑 튜브(100)의 안쪽으로 삽입되는 부분이고, 상기 외경 축소부(405)는 상기 삽입부(400) 측으로 외경이 축소되는 부분이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 헤드 러그와 튜브의 결합 상태를 보여주는 측면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 헤드 러그(200)는 상기 탑 튜브(100)와 상기 다운 튜브(120)에 각각 결합되는데, 상기 헤드 러그(200)의 삽입부는 상기 탑 튜브(100)와 상기 다운 튜브(120)의 안쪽으로 삽입되고, 상기 외경 축소부(405)는 용접을 위한 그루브를 형성한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 바텀 러그와 튜브의 결합 상태를 보여주는 측면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 바텀 러그(130)는 전방 상부로 상기 다운 튜브(120)의 후단과 체결되고, 후방으로 체인 스테이 러그(210)를 통해서 상기 체인 스테이(140)의 선단과 체결되며, 상부 측으로 상기 싯 튜브(160)의 하단과 체결된다.
여기서, 상기 바텀 러그(130)는 각각 상기 다운 튜브(120), 상기 싯 튜브(160)의 안쪽으로 삽입되고, 상기 체인 스테이 러그(210)의 선단부가 상기 바텀 러그(130)의 안쪽으로 삽입되며, 삽입부(도면부호 미표시)를 따라서 그루부가 형성되고, 이 그루부를 따라서 용접부가 형성될 수 있다.
상기 바텀 러그(130)에는 좌우로 관통하는 샤프트 삽입홀(600)이 형성되며, 설계사양에 따라서 상기 샤프트 삽입홀(600)은 형성되지 않을 수 있고, 상기 바텀 러그(130)에 모터구동장치가 부착될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 싯 튜브 러그를 보여주는 일부 분해 사시도이다.
도 7을 참조하면, 상기 싯 스테이 러그(220)는 싯 스테이 러그 상부판재(311), 및 싯 스테이 러그 하부판재(312)를 포함하고, 이들은 각각 하나의 판재를 성형하여 만들어진다.
또한, 이들은 서로 접합되어 후단으로 싯 스테이(150)와 각각 결합되는 두 개의 파이프홀(도면부호 미표시)을 형성하고, 선단으로 싯 튜브 러그(230)와 결합되는 하나의 파이프홀(도면부호 미표시)을 형성한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 바텀 러그를 보여주는 일부 분해 사시도이다.
상기 바텀 러그(130)는 바텀 러그 좌측판재(321), 및 바텀 러그 우측판재(322)를 포함하고, 이들은 각각 하나의 판재를 성형하여 만들어진다.
또한, 이들은 서로 접합되어 전방 상측으로 하나의 파이프홀을 형성하고, 상부로 하나의 파이프홀을 셩헝하며, 후방으로 하나의 파이프홀을 형성한다.
상기 체인 스테이 러그(210)는 체인 스테이 러그 상부판재(331), 및 체인 스테이 러그 하부판재(332)를 포함하고, 이들은 각각 하나의 판재를 성형하여 만들어진다.
또한, 이들은 서로 접합되어 후단으로 체인 스테이(140)와 각각 결합되는 두 개의 파이프홀을 형성하고, 선단으로 바텀 러그(130)와 결합되는 하나의 파이프홀을 형성한다.
도 8을 다시 참조하면, 상기 체인 스테이 러그(210)에서, 전방 중심부에 하나의 개방홀이 형성되고, 후방 양측에 두 개의 개방홀이 형성되며, 상기 체인 스테이 러그 상부판재(331)와 상기 체인 스테이 러그 하부판재(332)는 세 개의 개방홀들을 반으로 나누도록 상하로 나뉘며, 이들이 상하로 서로 접합된다.
본 발명의 실시예에 따른 러그(200, 130, 210, 220, 또는 230)의 기능/효과로써, 전술한 바와 같이, 두 판재를 성형한 후, 접합되어 러그를 형성하는 프로세스를 통해서 생산성을 향상시킬 수 있고, 유지보수가 수월해지며, 생산비용을 줄일 수 있다.
특히, 상기 헤드러그(200)는 헤드 튜브(110)를 일체로 형성하고, 탑 튜브(100) 및 다운 튜브(120)와 연결되어 접합된다.
상기 바텀 러그(130)는 바텀 브라켓의 기능을 수행하며, 선단부는 다운 튜브(120)와 접합되고, 상단부는 싯튜브(160)와 접합되며, 후단부는 체인 스테이 러그(210)를 통해서 체인 스테이(140)와 연결된다. 여기서, 상기 체인 스테이 러그(210)는 바텀 러그(130)와 체인 스테이(140)를 연결한다.
상기 싯 튜브 러그(230)는 상기 싯 튜브(160)가 상하로 관통하는 관통홀을 제공하고, 상기 싯튜브(160)의 외면에 접합된다. 상기 싯 스테이 러그(220)의 선단은 상기 싯 튜브 러그(220)와 접합되고, 후단은 상기 싯 스테이(150)와 접합된다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 탑 튜브 110: 헤드 튜브
120: 다운 튜브 130: 바텀 러그
321: 바텀 러그 좌측판재 322: 바텀 러그 우측판재
140: 체인 스테이 145: 드롭 아웃
150: 싯 스테이 160: 싯 튜브
200: 헤드 러그 301: 헤드 러그 좌측판재
302: 헤드 러그 우측판재 210: 체인 스테이 러그
331: 체인 스테이 러그 상부판재 332: 체인 스테이 러그 하부판재
220: 싯 스테이 러그 311: 싯 스테이 러그 상부판재
312: 싯 스테이 러그 하부판재 230: 싯 튜브 러그
400: 삽입부 405: 외경 축소부
600: 샤프트 삽입홀

Claims (18)

  1. 튜브와 연결되는 러그를 구비한 자전거 프레임에 있어서,
    상기 튜브는 헤드 튜브, 탑 튜브, 다운 튜브, 싯 튜브, 체인 스테이, 또는 싯 스테이를 포함하며,
    상기 러그는 적어도 두 개의 판재를 성형하고, 이를 상하 또는 좌우로 접합하여 만들어지되, 상기 싯 튜브의 하단과 상기 다운 튜브의 후단과 각각 연결되고, 후방으로 상기 체인 스테이와 연결되는 바텀 러그와, 상기 바텀 러그의 후단과 상기 체인 스테이의 선단부를 연결하는 체인 스테이 러그를 포함하는 것을 특징으로 하는 러그를 구비한 자전거 프레임.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 튜브는,
    압출, 인발, 조관, 또는 하이드로포밍 방법에 의해서 제조된 러그를 구비한 자전거 프레임.
  4. 제1항에서,
    상기 러그는,
    상기 탑 튜브의 선단부 및 상기 다운 튜브의 선단부와 각각 접합되고, 상기 헤드 튜브를 형성하는 헤드 러그; 를 포함하고,
    상기 헤드 러그는 헤드 러그 좌측판재와 상기 헤드 러그 좌측판재와 접합되는 헤드 러그 우측판재를 포함하는 것을 특징으로 하는 러그를 구비한 자전거 프레임.
  5. 제1항에서,
    상기 러그에는 상기 튜브 측으로 외경이 축소되는 외경 축소부가 형성되고,
    상기 외경 축소부의 단부에는 상기 튜브 안쪽으로 삽입되는 삽입부가 형성된 것을 특징으로 하는 러그를 구비한 자전거 프레임.
  6. 제1항에서,
    상기 러그는,
    상기 싯 튜브가 상하로 관통하고, 전방으로 상기 탑 튜브와 연결되고, 후방으로 상기 싯 스테이와 연결되는 싯 튜브 러그;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 러그를 구비한 자전거 프레임.
  7. 제6항에서,
    상기 싯 튜브 러그의 후단과 상기 싯 스테이의 선단부를 연결하는 싯 스테이 러그를 포함하는 것을 특징으로 하는 러그를 구비한 자전거 프레임.
  8. 제7항에서,
    상기 싯 스테이 러그는,
    싯 스테이 러그 상부판재와 상기 싯 스테이 러그 상부판재와 접합되는 싯 스테이 러그 하부판재를 포함하는 것을 특징으로 하는 러그를 구비한 자전거 프레임.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에서,
    상기 체인 스테이 러그는,
    체인 스테이 러그 상부판재와 상기 체인 스테이 러그 상부판재와 접합되는 체인 스테이 러그 하부판재를 포함하는 것을 특징으로 하는 러그를 구비한 자전거 프레임.
  12. 제1항에서,
    상기 바텀 러그는,
    바텀 러그 좌측판재와 상기 바텀 러그 좌측판재와 접합되는 바텀 러그 우측판재를 포함하는 것을 특징으로 하는 러그를 구비한 자전거 프레임.
  13. 제7항에서,
    상기 싯 스테이 러그의 전방에는 상기 싯 튜브 러그와 접합되는 하나의 개방홀이형성되고,
    상기 싯스테이 러그의 후방에는 상기 싯 스테이의 선단부와 대응하여 개방홀이 형성된 것을 특징으로 하는 러그를 구비한 자전거 프레임.
  14. 제1항에서,
    상기 체인 스테이 러그의 전방에는 상기 바텀 러그와 접합되는 하나의 개방홀이 형성되고,
    상기 체인 스테이 러그의 후방에는 상기 체인 스테이의 선단부와 대응하여 두 개의 개방홀이 형성된 것을 특징으로 하는 러그를 구비한 자전거 프레임.
  15. 제1항에서,
    상기 적어도 두 개의 판재는 서로 맞대기 접합되거나, 일부 중첩된 상태로 용접되는 것을 특징으로 하는 러그를 구비한 자전거 프레임.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
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