KR20000035319A - 전기펌프를 자동차 연료탱크 내에 장착하는 구조체, 및각각의 흡입필터 - Google Patents

전기펌프를 자동차 연료탱크 내에 장착하는 구조체, 및각각의 흡입필터 Download PDF

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Abstract

전기펌프를 자동차 연료탱크에 장착하는 구조체는, 탱크(2)의 베이스(2a) 상에 지지되도록 베이스벽(7)에 의하여 저면에 형성된 원통형 지지보디(5)를 포함한다. 상기 보디(5)는 전기펌프(3)의 공급관(3b)에 연결하기 위한 상측 수단(9, 21, 21a)을 가지고, 공급관(3b)에 연결되며 메인 연료필터(4)가 내장된 원통형 체임버, 및 전기펌프(3)가 배치된 축방향의 공동(28)을 형성하는 케이싱(22)을 포함한다. 보디(5)와 전기펌프(3) 사이에는 전기펌프의 진동을 감쇠시키는 수단(32)이 제공되며, 한편으로는 전기펌프(3)의 흡입관(3a)에 연결되고 다른 한편으로는 메인 필터(24) 케이싱(22)에 연결되는 탄성부재(32)를 포함한다.

Description

전기펌프를 자동차 연료탱크 내에 장착하는 구조체, 및 각각의 흡입필터 {A STRUCTURE FOR THE MOUNTING OF AN ELECTRIC PUMP IN THE FUEL TANK OF A MOTOR VEHICLE, AND A RESPECTIVE INTAKE FILTER}
본 발명은 일반적으로 연료탱크의 내부에 장착된 전기펌프를 포함하는 유형의 자동차 연료공급 시스템에 관한 것이다.
이들 공급시스템에 일반적으로 사용되는 방법에 있어서, 전기펌프는 탱크로부터 흡입관(intake duct)을 통하여 연료를 뽑아내어 이 연료를 공급관(delivery duct) 및 보조파이프를 통하여 자동차 엔진으로 보내며, 이 펌프는 탱크의 저장조(stilling vessel)라고 불리는 실질적으로 원통형의 지지보디 내에 장착되고, 이 지지보디의 벽은 탱크의 베이스 상에 지지되며 전기펌프가 정확하게 작동될 수 있도록 연료 레벨이 항상 유지된다.
이탈리아 특허출원 제TOA000403호에는 자동차가 운행 중일 때 전기펌프가 저장조에 대하여 받는 진동을 감쇠시키는 기능을 가진 지지구조체가 개재된 저장조에 장착된 전기펌프에 관하여 개시되어 있다. 특히, 상기 구조체는 전기펌프의 반경방향 외벽과 저장조 측벽의 내면 사이에 전기펌프의 길이 중 축방향 부분에 대하여 연장되는 복수의 가요성, 탄성 핀(flexible, resilient fin)을 포함한다. 전기펌프의 진동이 효과적으로 감쇠될 수 있도록, 가요성 핀은 상당히 넓은 반경방향 공간에 연장되어야 전기펌프가 운동할 수 있고 핀이 존재할 수 있다. 또한, 핀은 매우 약한 진동에도 효과적으로 견딜 수 있도록 길이가 구부러지기 쉽도록 충분해야 한다. 이 길이는, 연장될 수 있는 반경방향 공간이 아주 작은 경우에도 S자 형상이거나 또는 나선형으로 길게 되는 것이 바람직할 수 있다.
최근의 자동차 연료공급시스템의 적용에 있어서는, 저장조는 전기펌프 외에, 전기펌프의 동축방향 외측에 배열되어 이 전기펌프를 둘러싸는 각각의 환형 케이싱 내에 장착된 상당히 부피가 큰 메인 연료필터를 포함한다.
보다 구체적으로, 본 발명은 연료용 공급관 및 흡입관이 전기펌프와 축방향 대향 단부에서 결합된, 전기펌프를 자동차 연료탱크 내에 장착하는 구조체에 관한 것으로서, 상기 구조체는 탱크의 베이스 상에 지지되는 실질적으로 원통형인 지지보디를 포함하고, 상기 지지보디는 전기펌프의 공급관에 연결하기 위한 수단을 자신의 상측부에 가지고, 공급관에 연결되며 메인 연료필터가 내장된 환형의 체임버를 형성하고 전기펌프가 배치된 축방향의 공동을 형성하는 케이싱, 및 보디와 전기펌프 사이에 제공되어 지지보디에 대한 전기펌프의 진동을 감쇠시키는 수단을 포함한다.
전술한 유형의 공지된 방법에 있어서, 전술한 바와 같이, 전기펌프와 지지보디 사이에 개재된 복수의 탄성 핀으로 구성되는 전기펌프의 진동 감쇠수단은 전기펌프와 메인 필터 케이싱의 내벽, 즉 공동 내부, 또는 메인 필터 케이싱의 외벽과 저장조 측벽의 내면 사이에 배열될 수 있다. 이들 방법 중, 제2 방법은 사용된 메인 필터의 직경이 제1 방법의 필터 직경보다 크기 때문에 유용한 여과면적이 넓어서 메인 필터의 작용을 자동차 수명(150,000 ∼ 200,000km로 예상됨) 내내 정비할 필요없이 보장해야 하는 자동차 제조자의 필연적인 요구사항을 용이하게 충족시킨다.
그러나, 전술한 경우 양자 모두에 있어서, 감쇠구조체의 핀이 연장될 수 있고 전기펌프가 이동할 수 있는 유용한 공간은 메인 필터 케이싱이 존재하기 때문에 감소된다. 저장조는 표준 치수의 점검구(inspection hole) 즉 개구(opening)를 통하여 탱크 내에 삽입되고, 저장조의 외경은 점검구의 직경을 초과할 수 없으므로 메인 필터 및 감쇠 핀의 존재로 인한 공간부족을 보충하기 위하여 저장조의 직경을 크게 제조할 수 없다. 이러한 이유로, 메인 필터의 직경을 보다 작게 형성하여 감쇠구조체를 배열하기 위한 충분한 공간을 저장조 내부에 제공한다. 그러나, 전술한 요구사항에 반하여, 메인 필터의 직경이 감소되면 필연적으로 그 여과 능력, 즉 필터의 수명이 단축된다.
상기 과제를 극복하기 위하여, 본 발명은 주제는 감쇠수단이 한편으로는 전기펌프의 흡입관에 연결되고 다른 한편으로는 메인 필터 케이싱에 연결되는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전술한 유형의 전기펌프 장착용 구조체에 관한 것이다.
이러한 개념 때문에, 전기펌프의 진동을 감쇠하는 구조체는 사용가능한 공간이 보다 큰 지지보디의 베이스 근방의 저장조 영역에 국한되며, 그 이유는 흡입관의 직경이 전기펌프의 직경보다 훨씬 작고 일반적으로 메인 필터 케이싱이 상기 영역에 존재하지 않기 때문이며, 따라서 메인 필터 케이싱의 존재로 인한 저장조 내의 공간 감소에 의하여 영향을 받지 않는다. 따라서, 저장조의 보디는 감쇠구조체의 배열을 위한 추가적인 공간을 제공할 필요가 없기 때문에 치수가 소형으로 될 수 있고, 케이싱 즉 메인 필터의 크기에 대하여 불리한 점이 없다.
본 발명의 다른 주제는, 실질적으로 원통형인 보디의 베이스 근방에 배치되어 전기펌프를 지지하는 하측부, 및 흡입관과 액밀 커플링(leaktight coupling)하는 수단을 가지는 상측부를 갖는 일반적으로 자루-형상(sack-shaped)의 여과부재를 포함하며, 상기 수단이 흡입필터의 상측부와 결합되어 지지보디에 대한 전기펌프의 진동을 감쇠시키는 것을 특징으로 하는 자동차 연료탱크의 전기펌프 흡입관용 흡입필터에 관한 것이다.
상기 개념 때문에, 본 발명에 따른 필터는 전기펌프의 진동을 감쇠시키는 구조체와 결합되므로 연료-공급시스템의 부품 개수 뿐만 아니라 조립단계를 저감시킬 수 있어서, 시스템의 전체적인 비용을 절감할 수 있다는 점이 유리하다. 또한, 감쇠수단이 흡입필터 구조체에 결합되기 때문에 매우 소형이어서 저장조 내부에 연료용으로 사용될 수 있는 보다 넓은 공간이 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징 및 장점은 첨부도면을 참조하여 단지 비한정적인 예로서 개시하는 다음의 상세한 설명을 읽어 보면 보다 명백해 질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 전기펌프를 자동차 연료탱크 내에 장착하는 구조체의 측단면 개략도.
도 2는 도 1의 선 II-II에 따라 절취된 단면도.
도 3은 도 1의 화살표 III로 표시된 부분의 상세도.
도 4는 도 2의 화살표 IV로 표시된 부분의 상세도.
도면을 참조하면, 전기펌프(3)를 자동차 탱크(2) 내에 장착하는 구조체(1)를 도시한다. 구조체(1)는 실질적으로 원통형인 측벽(5a) 및 베이스벽(7)을 가진 지지보디(5)를 포함하며, 이 보디의 표면은 탱크(2)의 저면(2a) 상에 지지된다.
보디(5)는 탱크로부터 뽑아진 연료 통로용의 튜브형 부속체(appendage)(11)를 형성하는 상측 폐쇄판(closure plate)(9)을 가지며, 상기 부속체는 주름관(corrugated pipe)(13)에 의하여 탱크(2)로부터 연료 출구용 관(15)에 연결되어 있다. 관(15)은 탱크(2)의 상측 벽(2b)에 형성된 점검구(2c)의 폐쇄커버(closure cover)(16)에 형성된다.
도 1에 예시된 실시예에 있어서, 기둥(pillar)(18)이 커버(16)로부터 보디(5)를 향하여 연장되고, 플레이트(9)의 튜브형 부분(18a)이 플레이트(9), 즉 보디(5) 상에 힘을 가하는 기능을 하는 스프링(20)을 개재하여 기둥 위에 결합되어 이 기둥을 탱크의 저면(2a)을 향하여 밀어준다. 그러나, 이 힘은 전술한 바와 다른 탄성 연결부에 의하여 플레이트(9)와 커버(16) 사이에 발생될 수 있다.
보디(5)의 베이스 벽(7) 근방에 개방되는 흡입관(3a), 및 상기 관(3a)으로부터 축방향으로 떨어진 단부로부터 연장되며 탄성재(elastomeric material) 등의 칼라(collar)(21a)를 개재하여 폐쇄판(9)의 축방향 시트(21) 내에 결합되는 공급관(3b)이 전기펌프(3)와 결합되고, 상기 시트(21)는 일반적으로 전기펌프(3)의 축에 대하여 편심위치에 형성된다. 또한, 전기펌프(3)의 상측부에 전기-공급 케이블(3c)이 연결된다.
전기펌프(3)는 환형 체임버가 내부에 형성되며 연료-공급시스템의 메인 필터(24)가 배치된 환형 케이싱(22)에 의하여 횡방향으로 형성된 원통형 공동(28) 내의 저장조(5)에 내장되고, 케이싱(22)의 환형 체임버는 한편으로는 플레이트(9)에 형성된 보조관(26)에 의하여 전기펌프의 공급관(3b)에 연결되며 다른 한편으로는 메인 필터(24)를 거쳐 튜브형 부속체(11)에 연결된다.
전기펌프(3)는 작동 중에 필연적으로 비틀림 진동 및/또는 반경방향 진동을 받아 자동차의 운행 도중에 소음 발생이 증가되기 때문에, 이들 진동이 보디(5)로 또한 이 보디(5)에 의하여 탱크(2)로 전달되는 것을 방지하기 위하여 이들 진동을 감쇠시키는 수단을 제공하는 것이 필요하다.
본 발명에 있어서, 이들 감쇠수단은 복수의 탄성적으로 구부러질 수 있는 암(36)이 형성된 실질적으로 디스크형 부분을 가지는, 성형 플라스틱재의 단일체(single piece)로 형성되는 것이 바람직한 탄성부재(32)를 포함하고, 상기 암은 디스크의 중앙 영역으로부터 부재(37)까지 일반적으로 반경방향으로 연장되어 메인 필터(24)의 케이싱(22) 베이스에 결합된다.
특히, 부재(32)의 중앙영역에서 암(36)이 칼라(34)에 연결되어 전기펌프(3)의 흡입관(3a)에 고정된다. 흡입관(3a)이 자신의 축으로부터 이격된 위치에 전기펌프(3)로부터 연장되는 경우, 칼라(34)는 도면에 나타낸 바와 같이 상응하게 정렬되지 않게 배열되고, 이 경우 암(36)은 칼라(34)의 중앙이나, 또는 부재(32)의 중앙이나, 또는 칼라와 부재 사이의 중간위치로부터 대체로 반경방향으로 연장될 수 있다. 또한, 축방향 부속체(4)가 전기펌프(3)의 베이스로부터 중앙으로 연장되어 공급관(3a)과 나란히 제공되어 칼라(34)에 연결된 포크형상부(34b)(도 2 참조)에 의하여 형성된 대응하는 시트와 결합된다.
암(36)은, 도 2에 예를 들어 나타낸 바와 같이, 직선형이거나 또는 만곡형상, 예를 들면 암은 S자형태 또는 나사형태일 수 있다. S자형태 또는 나사형태인 경우, 이들은 전기펌프(3)의 내부 부재의 회전방향에 따른 형상으로 될 수 있으며, 이 회전에 의하여 발생된 비틀림 진동 및/또는 반경방향 진동과 대향하도록 대면할 수 있다.
손가락형 축방향 부속체(38)가 암(36)의 반경방향 외측 단부에, 예를 들면, 쌍으로 연결되어 이의 상측부가 케이싱(22)의 베이스에 인접한 공동(28)의 단부에 형성된 환형의 시트(28a)에 끼워지도록 U자형상 또는 H자형상 부재로 형성된다. 플라스틱재로 암(36)과 일체로 또한 제조되는 것이 바람직한 부속체(38)는 적어도 탄성적으로 약간 변형될 수 있어서 이들 부속체가 시트(28a)를 형성하는 환형의 벽에 대한 반경방향 간섭에 의하여 결합될 수 있다.
그러나, 부재(32)는 전술한 형상과는 상이한 형상으로 또한 될 수 있으며, 이의 기능은 주로 전기펌프(3)의 반경방향 진동 및/또는 비틀림 진동을 감쇠시키는 것이다. 예를 들면, 도 4에 나타낸 바와 같이, 칼라(34)에 외측으로 연결된 브래킷형부(bracket-like portion)로부터 복수의 S자형 암(36)이 쌍으로 상이하게 배향된, 즉 돌출되는 보조링(35)까지 연장되는 복수의 제1 반경방향 암(36a)을 가지도록 형성될 수 있고, 각각의 암은 보조링(35)과 동축이며 그 단부로부터 각각의 손가락형 부속체(38)가 횡방향으로 연장되는 각각의 아치형부에 연결된다.
흡입필터 또는 프리-필터(pre-filter)(30)가 전기펌프(3)의 흡입관(3a)에 연결된다.
프리-필터(30)는, 예를 들면, 플라스틱 또는 금속의 그물형태인 여과부재(31)에 의하여 형성된 일반적으로 공지된 구조를 가지며, 이의 기능은 불순물(일반적으로 크기가 60마이크론 이상)이 전기펌프(3)를 향하여 통과하는 것을 방지한다. 부재(31)를 위치(30c)에서 접고 외주 에지(31a)를 따라 용접하여 상측부(30a) 및 하측부(30b)를 포함하는 일반적으로 자루-형(sack-like) 구성으로 한다. 상측부(30a)는 흡입관(3a)과 액밀 커플링하는 수단을 가지고, 하측부(30b)는 보디(5)의 베이스 벽(7) 상이나 또는 인접하여 지지되도록 배열된다.
전술한 탄성부재(32)는 프리-필터(30)와 별개로 형성될 수 있지만, 상기 탄성부재(32)는 프리-필터(30)의 상측부(30a)와 일체로 되는 것이 바람직하다. 부재(32)가 상측부(30a)와 일체로 된 바람직한 실시예에 있어서, 부재(32)의 고정 칼라(34)는 프리-필터(30)를 흡입관(30a)에 액밀 연결하고 암(36)을 칼라(34) 및 상측부(30a)에 고정하는데 또한 사용된다. 부재(32)는 상기 부재를 여과부재(31) 상에 성형하여 상측부(30a)에 연결되는 것이 바람직하다.
환형의 돌출부(34a)는 칼라(34)의 내벽으로부터 연장되어 일단에는 흡입관(3a) 삽입용 이동제한정지부(travel limit stop)를 형성하며 타단에는 나선형 스프링(40)의 상측 단부용 쇼울더를 형성하는 것이 바람직하고, 상기 스프링의 하측 단부는 보디(5)의 베이스 벽(7) 상에 지지되며 프리-필터(30)의 하측부(30b)는 스프링(40)과 벽(7) 사이에 개재된다. 스프링(40)은 전기펌프(3)에 대하여 축방향 힘을 가하여 칼라(34)를 정확한 위치에 유지하고 전기펌프(3)의 작동 도중에 발생할 수 있는 축방향 진동을 감쇠시킨다.
흡입필터(30)의 하측부(30b) 상에는, 스프링(40)의 하측 단부를 지지하는 부재(42)를 제공하여 스프링이 마모에 의하여 하측부(30b)를 손상시키는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 이 경우, 부재(42)는 탄성부재(32)의 결합 부속체(38) 각각의 하측에 배치된 복수의 지지부재(44)에 연결되어 부속체(38)의 이동-제한패드를 제공한다. 각각의 지지부재(44)를 가진 부재(42)는 흡입필터(30)의 하측부(30b) 상에 성형하여 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 필터는 전기펌프의 진동을 감쇠시키는 구조체와 결합되므로 연료-공급시스템의 부품 개수 뿐만 아니라 조립단계를 저감시킬 수 있어서, 시스템의 전체적인 비용을 절감할 수 있다는 점이 유리하다. 또한, 감쇠수단이 흡입필터 구조체에 결합되기 때문에 매우 소형이어서 저장조 내부에 연료용으로 사용될 수 있는 공간이 보다 넓게 제공될 수 있다.

Claims (21)

  1. 연료용 공급관(3b) 및 흡입관(3a)이 전기펌프(3)와 축방향 대향 단부에서 결합된, 전기펌프를 자동차 연료탱크 내에 장착하는 구조체에 있어서,
    탱크(2)의 베이스(2a) 상에 지지되는 실질적으로 원통형인 지지보디(5)―여기서 지지보디(5)는 전기펌프(3)의 공급관(3b)에 연결하기 위한 수단(9, 21, 21a)을 자신의 상측부에 가지고, 상기 지지보디(5)는 상기 공급관(3b)에 연결되며 메인 연료필터(24)가 내장된 환형의 체임버를 형성하는 케이싱(22)을 포함하고, 상기 케이싱(22)은 상기 전기펌프(3)가 배치된 축방향의 공동(28)을 형성함―, 및
    상기 보디(5)와 상기 전기펌프(3) 사이에 제공되어 지지보디(5)에 대한 전기펌프(3)의 진동을 감쇠시키는 수단(32)
    을 포함하고,
    상기 감쇠수단은 한편으로는 상기 전기펌프(3)의 흡입관(3a)에 연결되며 다른 한편으로는 상기 메인 필터(24)의 케이싱에 연결되는 탄성부재(32)를 포함하는 구조체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 탄성부재(32)가 상기 흡입관(3a)에 고정하기 위한 칼라(34)와 상기 케이싱의 베이스(28a)에 결합하기 위한 부재(38) 사이에 실질적으로 반경방향으로 연장되는 복수의 탄성적으로 구부러질 수 있는 암(36)을 포함하는 구조체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 결합부재(38)가 상기 메인 필터(24)의 케이싱(22)의 축방향 공동(28)에 결합될 수 있는 구조체.
  4. 제3항에 있어서, 상기 결합부재가 상기 메인 필터(24)의 케이싱(22)의 베이스 근방에 형성된 시트(28a) 내에 간섭하여 끼워질 수 있는 구조체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄성부재(32)가 플라스틱재의 단일체(single piece)로 형성되는 구조체.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 흡입필터(30)가 상기 전기펌프(3)의 흡입관(3a)에 결합되며, 상기 지지보디(5)의 베이스 벽(7) 근방에 배치되는 하측부(30b) 및 상기 전기펌프(3)의 흡입관(3a)에 액밀 결합하기 위한 수단(34)을 가지는 상측부(30a)를 갖는 일반적으로 자루-형 여과부재(31)를 포함하고, 상기 탄성부재(32)가 상기 흡입필터(30)의 상측부(30a)에 견고하게 연결되는 구조체.
  7. 제6항에 있어서, 상기 탄성부재(32)가 상기 여과부재(30)의 상측부(30a) 상에 성형되는 구조체.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 스러스트 스프링(40)이 상기 흡입필터(30)를 흡입관(3a)과 액밀 커플링하는 수단과 상기 흡입필터(30)의 하측부(30b) 사이에 개재되는 구조체.
  9. 제8항에 있어서, 상기 흡입필터(30)의 하측부(30b)가 상기 스러스트 스프링(40)의 한쪽 단부를 지지하는 부재(42)를 가지는 구조체.
  10. 제9항에 있어서, 상기 탄성부재(32)의 결합부재 부속체(38) 단부를 지지하는 부재(44)가 상기 지지부재(42)에 연결되는 구조체.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 지지부재(42, 44)가 상기 여과부재(30)의 하측부(30b) 상에 플라스틱재를 성형하여 제조되는 구조체.
  12. 일반적으로 자루-형 여과부재(31)를 포함하며 전기펌프(3)를 지지하기 위하여 실질적으로 원통형인 보디(5)의 베이스(7) 근방에 배치된 하측부(30b) 및 상기 흡입관(3a)과 액밀 커플링하는 수단(34)을 가지는 상측부(30a)를 갖는 자동차 연료탱크의 전기펌프 흡입관용 흡입필터에 있어서,
    상기 수단(36)이 상기 흡입필터(30)의 상측부(30a)에 결합되어 상기 지지보디(5)에 대한 전기펌프의 진동을 감쇠시키는 흡입필터.
  13. 제12항에 있어서, 상기 감쇠수단은 한편으로는 상기 전기펌프(3)의 흡입관(3a)에 다른 한편으로는 메인 필터(24)의 케이싱(22)에 견고하게 연결되며, 상기 지지보디(5) 내부에 형성되는 탄성부재(32)를 포함하는 흡입필터.
  14. 제13항에 있어서, 상기 탄성부재(32)는 상기 흡입관(3a)에 고정하기 위한 칼라(34)와 상기 메인 필터(24)의 케이싱(22)의 베이스(28a) 상에 결합하기 위한 부재(38) 사이에 실질적으로 반경방향으로 연장되는 복수의 탄성적으로 구부러질 수 있는 암(36)을 포함하는 흡입필터.
  15. 제14항에 있어서, 상기 결합부재가 상기 케이싱(22)의 축방향 공동(28) 내 메인 필터(24)의 케이싱(22)의 베이스 근방에 형성된 시트(28a)에 결합될 수 있는 복수의 탄성 부속체(38)를 포함하는 흡입필터.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄성부재(32)가 플라스틱재의 단일체로 형성되는 흡입필터.
  17. 제16항에 있어서, 상기 탄성부재(32)가 상기 여과부재(30)의 상측부(30a) 상에 성형되는 흡입필터.
  18. 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 스러스트 스프링(40)이 상기 칼라(34)에 결합되고, 상기 스프링의 일단이 상기 하측부(30b)와 접합되어 배치되는 흡입필터.
  19. 제18항에 있어서, 상기 하측부(30b)가 상기 스러스트 스프링(40)을 지지하는 부재(42)를 가지는 흡입필터.
  20. 제19항에 있어서, 상기 결합부재 부속체(38)를 지지하는 부재(44)가 상기 지지부재(42)에 연결되는 흡입필터.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 지지부재(42, 44)가 상기 하측부(30b) 상에 플라스틱재를 성형하여 제조되는 흡입필터.
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