KR102622936B1 - 분리 시스템 - Google Patents

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KR102622936B1
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권기진
송기석
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국방과학연구소
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Abstract

일 실시예에 따른 분리 시스템은, 메인 프레임, 상기 메인 프레임의 내측에 배치되고, 구동 카트리지와 연결되는 실린더, 상기 실린더의 일 단부와 연결되고, 볼트를 고정시킬 수 있는 로크, 및 상기 로크 상에 형성되고, 상기 실린더를 안내할 수 있는 가이드를 포함하고, 상기 볼트는 상기 메인 프레임과 결속 또는 해제될 수 있다.

Description

분리 시스템{SEPERATION SYSTEM}
본 발명은 분리 시스템에 관한 것이다.
종래의 분리볼트 중 가장 많이 사용된 분리장치는 폭발볼트로서, 작동원리는 볼트 몸체에 충전된 화약의 폭발력에 의해 볼트 몸체의 취약부가 절단되면서 분리되는 것이다. 이와 같은 분리장치는 작동 시 화약 폭발에 의한 고충격파(Pyro-shock)와 파편이 발생되는 단점을 가지고 있다.
반면, 저충격 분리장치는 도화장치인 압력카트리지를 제외하고 기계구조물로만 이루어져있어 구조가 단순하며, 폭발 볼트에 비하여 상대적으로 진동과 충격, 파편 및 화염이 적거나 발생하지 않는다는 장점이 있다.
다만 기존의 저충격 분리장치는 실린더와 구속부재의 움직임이 독립적이었기 때문에, 카트리지에 의해 생성된 압력으로 실린더가 정상적으로 이동하더라도, 구속부재가 이탈하지 못하여 볼트가 분리되지 않을 가능성이 존재하였다.
따라서, 폭발 볼트에 비하여 충격을 저감하면서도 분리장치의 오동작 가능성을 줄일 수 있는 분리 시스템이 필요한 실정이다.
종래기술의 일 예로서 일본 등록특허 제5213031(공개일 2009년 12월 17일) 에는 결합 분리 장치에 관하여 기재되어 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
일 실시예에 따른 목적은 실린더의 이동과 구속 부재(예를 들면, 후술할 로크)를 기구적으로 연결함으로써, 오동작 가능성을 저감시킬 수 있는 분리 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은, 볼트의 분리 시 발생되는 충격과 진동을 저감시킬 수 있는 분리 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 분리 시스템은, 메인 프레임, 상기 메인 프레임의 내측에 배치되고, 구동 카트리지와 연결되는 실린더, 상기 실린더의 일 단부와 연결되고, 볼트를 고정시킬 수 있는 로크, 및 상기 로크 상에 형성되고, 상기 실린더를 안내할 수 있는 가이드를 포함하고, 상기 볼트는 상기 메인 프레임과 결속 또는 해제될 수 있다.
상기 로크는, 상기 실린더와 연결되는 로크 바디, 및상기 로크 바디의 하면으로부터 돌출 형성되고, 상기 볼트와 결속될 수 있는 로크 돌기를 포함할 수 있다.
상기 가이드는, 상기 로크 바디를 관통하는 슬롯으로 상기 로크 바디의 일측으로부터 타측을 향해 연장되어 형성되고, 상기 실린더와 맞물릴 수 있다.
상기 가이드는, 상기 로크 바디의 상면과 평행하도록 수평으로 형성된 수평부, 및 상기 수평부의 일 단부로부터 연장되고, 상기 로크 바디의 상면에 대하여 하측을 향해 경사지도록 형성된 경사부를 포함할 수 있다.
상기 실린더는, 상기 실린더의 일 단부에 형성되고, 상기 가이드와 연결되는 링크를 포함하고, 상기 링크는 상기 가이드 내에서 슬라이딩될 수 있다.
일 실시예에 따른 분리 시스템은, 상기 로크 바디의 타측과 마주하도록 배치되고, 상기 로크의 이탈을 방지하는 스토퍼를 더 포함할 수 있다.
상기 구동 카트리지와 연결되는 실린더 바디, 및상기 실린더 바디의 일 단부에 형성되는 제1 실린더 암 및 제2 실린더 암을 포함할 수 있다.
상기 스토퍼는, 상기 실린더 바디, 상기 제1 실린더 암, 상기 제2 실린더 암, 및 상기 로크에 의하여 구비되는 실린더 상의 공간에 삽입될 수 있다.
일 실시예에 따른 분리 시스템은, 상기 메인 프레임의 내측에 배치되고, 상기 실린더를 수평 방향으로 이동시킬 수 있는 실린더 롤러를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 분리 시스템은 실린더의 이동과 구속 부재(예를 들면, 후술할 로크)를 기구적으로 연결함으로써, 오동작 가능성을 저감시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 분리 시스템은, 볼트의 분리 시 발생되는 충격과 진동을 저감시킬 수 있다.
도1은 일 실시예에 따른 분리 시스템의 단면도를 나타낸다.
도2는 일 실시예에 따른 분리 시스템의 로크의 형상을 나타낸다.
도3은 일 실시예에 따른 분리 시스템의 실린더의 형상을 나타낸다.
도4는 일 실시예에 따른 분리 시스템의 로크, 실린더, 및 스토퍼의 결합 상태를 나타내는 입체도이다.
도5는 일 실시예에 따른 분리 시스템의 볼트가 메인 프레임으로부터 분리된 형상을 나타낸다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 실시예들의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 실시예에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다.
다만, 일 실시예를 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 일 실시예에 따른 분리 시스템의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 일 실시예에 따른 분리 시스템의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 일 실시예에 따른 분리 시스템의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도1은 일 실시예에 따른 분리 시스템(1000)의 단면도를 나타낸다.
도1을 참조하면, 일 실시예에 따른 분리 시스템(1000)은 메인 프레임(100), 메인 프레임의 내측에 배치되고, 구동 카트리지(10)에 연결되는 실린더(200), 실린더의 일 단부와 연결되고, 볼트(20)를 고정시킬 수 있는 로크(lock)(300), 로크(300)의 측에 배치되고, 로크의 이탈을 방지할 수 있는 스토퍼(stopper)(400)를 포함하여 형성될 수 있다. 이때, 로크(300)는 실린더(200)를 안내할 수 있도록 형성된 가이드(320)를 포함하여 형성될 수 있다.
구동 카트리지(10)는 압력 카트리지(Pressure Cartridge)일 수 있으며, 실린더(200)의 단부와 구조적으로 연결될 수 있다. 구동 카트리지(10)는 메인 프레임(100)의 내부에서 폭발을 일으킴으로써 압력을 발생시킬 수 있고, 이 때 내부에서 발생되는 압력으로 인하여, 구동 카트리지(10)를 메인 프레임의 외부로 이탈시키는 힘이 발생된다.
따라서 구동 카트리지(10)가 구동되는 경우, 구동 카트리지와 연결된 실린더(200)는 구동 카트리지에 연결된 상태로 메인 프레임(100)의 내부에서 수평이동 될 수 있다.
일 실시예에 따른 분리 시스템은 메인 프레임(100)의 내부에 배치되고 실린더(200)를 지지할 수 있는 서브 프레임(500)을 더 포함하여 형성될 수 있다. 서브 프레임(500)은 실린더(200)가 수평으로 1자유도 운동(One degree of freedom motion)을 할 수 있도록 실린더(200)의 내측면을 지지하여 고정시킬 수 있다.
이때 서브 프레임(500)은, 상기 서브 프레임(500) 상에 배치되고, 실린더가 수평으로 롤링(Rolling)될 수 있도록 실린더(200)의 내측면과 맞닿게 형성된 실린더 롤러(510)를 더 포함할 수 있다. 따라서 메인 프레임(100), 서브 프레임(500), 및 실린더 롤러(510)와 맞닿도록 위치되는 실린더(200)는, 구동 카트리지(10)가 구동됨에 따라 메인 프레임(100)으로부터 이탈되는 방향으로 수평 이동될 수 있다.
실린더(200)의 일 단부에는, 메인 프레임(100)의 내측에 배치되고 상기 실린더(200)와 기구적으로 연결되는 로크(300)가 배치될 수 있다. 상기 로크(300)는, 메인 프레임(100)에 고정되어 있는 볼트(20)가 메인 프레임으로부터 이탈되지 않도록, 볼트(20)를 구조적으로 결속시킬 수 있다. 다만, 로크(300)의 위치는 고정되어 있지 않으며, 로크(300)는 메인 프레임(100)내에서 이동될 수 있도록 배치될 수 있다.
다시 말해, 구동 카트리지(10)가 구동되는 경우에 볼트(20)가 메인 프레임(100)으로부터 해제되어 분리될 수 있도록, 상기 로크(300)는 메인 프레임(100)의 내부에서 이동될 수 있는 구조적 형상으로 형성될 수 있다.
여기서, 로크(300)는 상기 실린더(200)가 이동됨에 따라 실린더(200)와 동시에 이동될 수 있다. 다시 말해, 로크(300)와 실린더(200)는 기구적으로 맞물림으로써, 실린더(200)와 일체로 거동할 수 있다. 따라서, 로크(300)는 실린더(200)의 일 단부와 기구적으로 연결될 수 있도록 상기 로크 상에 형성된 가이드(320)를 포함하여 형성될 수 있다.
실린더(200)가 구동 카트리지(10)에 의하여 메인 프레임(100)으로부터 이탈되는 방향으로 수평 이동되면, 실린더(200)의 일 단부와 맞물리는 상기 가이드(320)의 기구적 형상으로 인하여, 로크(300)는 메인 프레임(100) 내에서 메인 프레임(100)의 내측벽으로 밀착될 수 있다. 이 때, 로크(300)가 메인 프레임의 내측벽으로 밀착되는 방향으로 이동되면, 로크(300)에 의하여 메인 프레임(100)에 결속되어 있던 볼트(20)는 결속이 해제될 수 있다. 이후, 결속이 해제된 볼트(20)는 메인 프레임(100)으로부터 이탈되어 분리될 수 있다.
로크(300)및 로크 상에 형성된 가이드(320)의 자세한 구조적 형상은 후술할 도2에서 상세히 설명한다.
일 실시예에 따른 분리 시스템의 스토퍼(400)는, 로크(300)의 일 측에 배치되고, 메인 프레임(100)내에서 로크(300)가 수평 방향으로 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
구동 카트리지(10)가 구동됨으로써 실린더(200)가 수평 방향으로 이동되면, 전술한 바와 같이, 실린더(200)와 기구적으로 연결된 로크(300)는 메인 프레임(100)의 내벽에 밀착되는 방향으로 이동된다. 여기서, 로크(300)가 메인 프레임(100)의 내벽에 완전히 밀착된 후에도 실린더(200)는 수평 방향으로 이동하고자 하는 관성을 가진다.
이로 인하여, 로크(300)는 실린더(200)와 같이 수평 방향으로 이동하게 된다. 로크(300)가 수평 방향으로 계속하여 이동되는 경우에는, 로크(300)는 메인 프레임(100)내의 빈 공간으로 완전히 이탈될 수 있다. 여기서, 스토퍼(400)는 메인 프레임(100)과 고정되게 형성됨으로써, 수평으로 이동되는 로크(300)의 일 측면과 충돌되며 로크(300)가 메인 프레임(100) 내부의 상기 공간으로 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 로크(300)는 스토퍼(400)에 의하여, 더 이상 수평 방향으로 이동하지 못하도록 제어될 수 있다.
도2는 일 실시예에 따른 분리 시스템의 로크(300)의 형상을 나타낸다.
도2의 (a)는 로크(300)의 사시도이고, 도2의 (b)는 로크(300)의 단면도이다.
도2의 (a)를 참조하면, 로크(300)는 상기 실린더와 연결되는 로크 바디(310), 상기 로크 바디(310)상에 형성되고 상기 실린더를 안내할 수 있는 가이드(320), 및 상기 로크 바디(310)의 하면으로부터 돌출 형성되고 상기 볼트를 결속시킬 수 있는 로크 돌기(330)를 포함할 수 있다.
로크 바디(310)는 로크(300)의 구조적 골격을 이룰 수 있다. 여기서 로크 바디(310)는, 로크 바디(310) 상에 형성된 가이드(320)를 통하여 실린더의 일 단부와 결합될 수 있다. 이 때 상기 가이드(320)는, 상기 로크 바디(310)를 관통하는 슬롯(slot)일 수 있다. 상기 슬롯은, 상기 로크 바디의 일측으로부터 타측을 향해 연장되어 형성될 수 있으며, 후술할 실린더의 링크와 맞물림으로써 연결될 수 있다.
도2의 (b)를 참조하면, 여기서 상기 슬롯은, 수평부(321) 및 경사부(322)를 포함하여 형성될 수 있다. 수평부(321)는, 상기 로크 바디의 상면과 평행하도록 수평으로 형성될 수 있으며, 경사부(322)는 상기 수평부(321)의 일 단부로부터 연장되고, 상기 로크 바디의 상면에 대하여 하측을 향하여 경사지도록 형성될 수 있다.
구동 카트리지가 구동되는 경우 실린더는 수평 방향으로 이동되므로, 이동되는 실린더의 링크가 상기 슬롯의 수평부(321)에 위치되고 있는 경우, 로크(300)는 움직이지 않는 상태일 수 있다. 즉, 수평부(321)의 경우, 슬롯이 형성되어 있는 방향과 슬롯 내에서 이동되는 실린더 링크의 방향이 동일하므로, 실린더의 움직임이 로크에 간섭되지 않을 수 있다.
반면, 로크에 결합되어 이동되는 실린더의 링크가 슬롯의 경사부(322)에 위치되고 있는 경우, 로크(300)는 메인 프레임(100)의 내벽에 밀착되는 방향으로 이동될 수 있다. 다시 말하면, 수평으로 이동되는 실린더는 전술한 바와 같이 1자유도로 운동하므로 수직 방향으로 구속되고, 따라서 실린더 링크가 경사부(322)를 따라 로크 바디의 상면으로부터 로크 바디의 하면 방향으로 이동되는 경우, 로크(300)는 반대로 로크 바디의 하면으로부터 상면을 향하는 방향으로 수직 이동되게 된다. 즉, 상기 경사부(322)의 형상으로 인하여, 실린더의 수평 운동은 로크(300)의 수직 운동으로 변환될 수 있다.
로크 바디(310)의 하면에 형성된 로크 돌기(330)는, 볼트와 구조적으로 결속됨으로써 볼트를 메인 프레임에 고정시킬 수 있다. 이 때, 볼트의 일 측면에는 상기 로크 돌기(330)가 결합될 수 있도록 배치된 홈부가 형성되어 있을 수 있고, 로크 돌기는 볼트의 상기 홈부에 결합됨으로써 볼트를 결속시킬 수 있다.
이후 구동 카트리지가 구동되면, 전술한 바와 같이 로크(300)는 메인 프레임의 내측면으로 밀착되는 방향으로 이동되고, 로크 돌기(330)와 볼트의 결속이 해제됨으로써 볼트는 메인 프레임으로부터 이탈될 수 있는 상태가 될 수 있다.
다만, 일 실시예에 따른 분리 시스템의 로크의 형상은 도2에 나타난 형상으로 제한되지 않으며, 전술한 각각의 구조적 특징, 구성요소의 형상 및 위치는 변경될 수 있음을 밝혀둔다.
도3은 일 실시예에 따른 분리 시스템의 실린더(200)의 형상을 나타낸다.
도3을 참조하면, 실린더(200)는 구동 카트리지와 연결되는 실린더 바디(210), 상기 실린더 바디(210)의 일 단부에 형성되고, 서로 평행하게 배치되는 제1 실린더 암(220a) 및 제2 실린더 암(220b), 및 상기 제1 실린더 암과 제2 실린더 암을 상호 연결하는 링크(230)를 포함하여 형성될 수 있다.
실린더 바디(210)는 실린더의 구조적 골격을 이룰 수 있으며, 메인 프레임(100) 및 전술한 서브 프레임(500)과 맞닿아 고정될 수 있다. 실린더 바디(210)의 일 단부는 로크(300)와 연결되고, 실린더 바디의 타 단부는 구동 카트리지(10)와 연결되며, 구동 카트리지가 구동됨에 따라 실린더 바디는 메인 프레임(100)으로부터 이탈하는 방향으로 구동 카트리지와 함께 수평 이동된다.
실린더 바디의 일 단부에 형성된 한 쌍의 실린더 암의 사이에는, 로크, 및 후술할 스토퍼가 수용될 수 있는 공간이 구비될 수 있다. 제1 실린더 암(220a) 및 제2 실린더 암(220b)을 상호 연결하는 링크(230)는 전술한 로크의 슬롯의 내측에 삽입될 수 있으며, 링크(230)가 슬롯에 삽입되어 연결됨으로써 실린더(200) 및 로크는 기구적으로 연결된 상태일 수 있다. 상기 링크는 슬롯과 맞물림으로써 슬롯의 내부에서 이동될 수 있으며, 구동 카트리지가 구동됨에 따라 실린더는 메인 프레임으로부터 이탈되는 방향으로 수평이동 되고, 실린더의 링크(230)는 로크 상에 형성된 슬롯의 일 단부로부터 타 단부까지 슬라이딩되며, 로크를 메인 프레임의 내측면으로 밀착시키는 방향으로 이동시킬 수 있다.
다만, 일 실시예에 따른 분리 시스템의 실린더의 형상은 도3에 나타난 형상으로 제한되지 않으며, 전술한 각각의 구조적 특징, 구성요소의 형상 및 위치는 변경될 수 있음을 밝혀둔다.
도4는 일 실시예에 따른 분리 시스템의 로크(300), 실린더(200), 및 스토퍼(400)의 결합 상태를 나타내는 입체도이다.
도4를 참조하면, 스토퍼(400)는 한 쌍의 실린더 암(220), 실린더 바디(210), 및 로크(300)에 의하여 실린더 상에 구비된 공간(235)에 삽입되며 배치될 수 있다. 여기서, 스토퍼(400)의 일 측면은 로크 바디(310)의 일면과 마주볼 수 있고, 구동 카트리지가 구동될 경우, 스토퍼의 일 측면과 마주보는 로크 바디의 일면은 스토퍼와 충돌되며 로크(300)의 이동을 정지시킬 수 있다. 이때, 스토퍼(400)는 메인 프레임(도시되지 않음)과 연결된 상태에서 메인 프레임에 고정될 수 있다.
도5는 일 실시예에 따른 분리 시스템의 볼트(20)가 메인 프레임(100)으로부터 분리된 형상을 나타낸다.
도5를 참조하면, 구동 카트리지(10)가 구동되는 경우, 실린더(200)는 메인 프레임(100)으로부터 이탈된는 방향으로 수평 이동되고, 따라서 실린더(200)의 일 단부에 배치되는 링크는 로크(300) 상에 형성된 가이드(320)의 단부에 위치되게 된다. 이때, 실린더(200)가 더 이상 이동되지 않도록, 스토퍼(400)는 실린더(200)와 연결된 로크의 일 측면과 맞닿아 로크(300) 및 실린더(200)를 정지시킬 수 있다.
메인 프레임(100)의 내측면과 밀착되는 방향으로 이동된 로크(300)의 로크 돌기는 볼트로부터 분리될 수 있고, 따라서 로크(300)로부터의 결속이 해제된 볼트(20)는 메인 프레임(100)으로부터 이탈될 수 있다.
이상과 같이 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 실시예가 설명되었으나 이는 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것이다. 또한, 본 발명이 상술한 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 사상은 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐 아니라 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 구동 카트리지
20: 볼트
1000: 분리 시스템
100: 메인 프레임
200: 실린더
300: 로크
400: 스토퍼
500: 서브 프레임

Claims (9)

  1. 메인 프레임;
    상기 메인 프레임의 내측에 배치되고, 구동 카트리지와 연결되는 실린더;
    상기 실린더의 일 단부와 연결되고, 볼트를 고정시킬 수 있는 로크; 및
    상기 로크 상에 형성되고, 상기 실린더를 안내할 수 있는 가이드;
    를 포함하고,
    상기 볼트는 상기 메인 프레임과 결속 또는 해제될 수 있는,
    분리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로크는,
    상기 실린더와 연결되는 로크 바디; 및
    상기 로크 바디의 하면으로부터 돌출 형성되고, 상기 볼트와 결속될 수 있는 로크 돌기;
    를 포함하는,
    분리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가이드는, 상기 로크 바디를 관통하는 슬롯으로 상기 로크 바디의 일측으로부터 타측을 향해 연장되어 형성되고, 상기 실린더와 맞물릴 수 있는,
    분리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가이드는,
    상기 로크 바디의 상면과 평행하도록 수평으로 형성된 수평부; 및
    상기 수평부의 일 단부로부터 연장되고, 상기 로크 바디의 상면에 대하여 하측을 향해 경사지도록 형성된 경사부;
    를 포함하는,
    분리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 실린더는,
    상기 실린더의 일 단부에 형성되고, 상기 가이드와 연결되는 링크;
    를 포함하고,
    상기 링크는 상기 가이드 내에서 슬라이딩될 수 있는,
    분리 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 로크 바디의 타측과 마주하도록 배치되고, 상기 로크의 이탈을 방지하는 스토퍼;
    를 더 포함하는,
    분리 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 실린더는
    상기 구동 카트리지와 연결되는 실린더 바디; 및
    상기 실린더 바디의 일 단부에 형성되는 제1 실린더 암 및 제2 실린더 암을 포함하는,
    분리 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스토퍼는,
    상기 실린더 바디, 상기 제1 실린더 암, 상기 제2 실린더 암, 및 상기 로크에 의하여 구비되는 실린더 상의 공간에 삽입되는,
    분리 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 메인 프레임의 내측에 배치되고, 상기 실린더를 수평 방향으로 이동시킬 수 있는 실린더 롤러;
    를 더 포함하는,
    분리 시스템.
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