KR20020000903A - 힌지 조립체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 힌지 조립체에 관한 것으로서, 더 상세하게는 고정체와 회전체 사이에 탄성체로 이루어진 특정부재가 설치되어 상기 회전체에 토오크를 가하도록 구성된 힌지 조립체에 관한 것이다.
이에 따라서, 본 발명은 일측으로 고정체가 결합되며 샤프트에 고정된 고정브래킷과, 회전체와 결합되며 상기 샤프트에 삽입되어 상기 샤프트를 회전중심으로 하여 회전되는 회전브래킷과, 상기 샤프트에 삽입되어 상기 회전브래킷과 상기 고정브래킷 사이에서 상기 회전브래킷에 토오크를 인가하도록 압착되어 마찰이 일어나는 경사면부로 이루어진 마찰용 탄성부재를 포함하여 구성된다.

Description

힌지 조립체{Hinge Assembly}
본 발명은 힌지 조립체에 관한 것으로서, 더 상세하게는 고정체와 회전체 사이에 탄성체로 이루어진 특정부재가 설치되어 상기 회전체에 토오크를 가하도록 구성된 힌지 조립체에 관한 것이다.
일반적으로, 상기 힌지 조립체는 여러분야에서 다각적으로 사용되는 기기로서, 특히 출력물을 가시적으로 인지할 수 있도록 영상을 출력하는 모니터가 구비된 컴퓨터 또는 실험장치와 회전체를 필요로 하는 기기 등에 널리 사용되어 상기 모니터나 회전체의 기울기를 사용자가 원하는 각도에 맞도록 조정하거나 유지하는 역할을 수행한다.
이러한 종래의 힌지 조립체가 모니터에 설치되는 경우를 간단하게 예를 들어 설명하면 전체적으로 모니터와 결합되는 회전체와, 상기 모니터를 지지하도록 되어 있는 받침부와 연결되는 고정체와, 상기 회전체와 고정체 사이에 설치되어 상기 회전체에 토오크을 인가하도록 각종 와셔와 스프링으로 구성된 마찰수단으로 이루어져 있다.
즉, 도 1에서와 같이 전체적으로 상기 고정체에 해당되는 고정브래킷(1)과, 상기 고정브래킷(1)에 결합된 샤프트(3)를 중심으로 회전되도록 결합된 회전브래킷(2)으로 이루어지며 상기 회전브래킷(2)은 상기 회전체에 해당되어 일반적으로 모니터와 같은 회전체의 후면에 설치되도록 되어 있다.
그리고, 상기 고정브래킷(1)의 양면에 고정된 상기 샤프트(3)에는 상기 회전브래킷(2)과 고정브래킷(1)의 측부에 형성된 단자에 양단이 걸리도록 스프링(4)이 설치되어 상기 회전브래킷(2)에 마찰력과 토오크를 가하도록 되어 있다.
또한, 상기 샤프트(3)의 끝면에 돌출된 원형의 환봉에는 회전각도 견제 와셔(wash)(5)와 오일와셔(oil wash)(6)가 설치된 후 상기 회전브래킷(2)이 상기오일와셔(6)와 접해서 설치되고 그 다음에 추가적으로 또 다른 오일와셔와 별도의 텐션와셔(tension wash)(7)가 더 설치된다.
그런 다음에, 상기 텐션와셔(7) 외측으로 나와 있는 상기 샤프트(3)의 끝단부에 고정링(8)을 끼우고 상기 고정링(8)을 상기 회전브래킷(2)으로 압축력을 가해서 상기 회전브래킷(2)과 고정브래킷(1) 사이에 설치된 각 부재들 사이에 마찰력이 일어나도록 하여 상기 회전브래킷(2)에 토오크를 인가하도록 되어 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이 상기와 같이 구성된 힌지 조립체에서 요구되는 토오크가 충분히 인가된 상태로 상기 샤프트(3)의 끝단에 충격을 가하여 상기 고정링(8)의 면부 둘레로 상기 샤프트(3)의 끝단이 압착되어 걸리도록 하고, 상기 고정링(8)에 걸려 있는 상기 샤프트(3)의 일부에 최종적으로 코킹(caulking)작업을 하여 상기 힌지 조립체를 영구적으로 결합하게 된다.
그러나, 상기와 같이 이루어진 힌지 조립체는 상기 샤프트의 끝단에 충격에 의한 변형을 가하여 상기 힌지 조립체의 조립이 완료되도록 이루어져 있기 때문에 상기 힌지 조립체가 조립된 후에는 상기 힌지 조립체에 인가된 토오크를 재 설정할 수 없으므로 조립시 상당한 주의가 요구된다.
그리고, 상기 힌지 조립체는 다수 부재들의 각기 다른 면들이 서로 접하여 상호 회전시 마찰력이 발생하도록 되어 있으므로 상기 마찰력을 적당한 수준으로 조정하는 것이 용이하지 못하며, 이에 따라 각 부재들 사이에 추가적으로 다수개의 와셔들이 설치됨으로 그 구조가 상당히 복잡하다.
또한, 상기와 같이 필요로 하는 부품들이 많기 때문에 상기 힌지 조립체의생산효율이 떨어지고 그에 따라 생산단가도 높은 편이다.
본 발명은 종래기술에 대한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 필요로 하는 부품수가 줄어든 비교적 간단한 구조를 가지며 조립 후에도 토오크 재설정이 가능한 힌지 조립체를 제공하는데 목적이 있다.
도 1은 종래의 힌지 조립체의 조립도.
도 2는 상기 종래의 힌지 조립체의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 제 1 실시예를 나타낸 부분 조립도.
도 4는 본 발명에 따른 상기 제 1 실시예의 요부 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 제 2 실시예를 나타낸 부분 조립도.
도 6은 본 발명에 따른 상기 제 2 실시예를 나타낸 요부 단면도.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
200: 샤프트 204: 결합부
205: 고정브래킷 208: 마찰용 탄성부재
213: 회전브래킷 216: 스프링
219: 풀림방지용 너트
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 일측으로 고정체가 결합되며 샤프트에 고정된 고정브래킷과, 회전체와 결합되며 상기 샤프트에 삽입되어 상기 샤프트를 회전중심으로 하여 회전되는 회전브래킷과, 상기 샤프트에 삽입되어 상기 회전브래킷과 상기 고정브래킷 사이에서 상기 회전브래킷에 토오크를 인가하도록 압착되어 마찰이 일어나는 경사면부로 이루어진 마찰용 탄성부재를 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명을 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 제 1 실시예를 나타낸 부분 조립도이고, 도 4는 상기 제 1 실시예의 요부 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 제 2 실시예를 나타낸 부분 조립도이고, 도 6은 상기 제 2 실시예를 나타낸 요부 단면도이다.
도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 실시예는 상기 제 1 실시예를 구성하는 각 부품들이 샤프트(200)를 통해서 결합되도록 되어 있고, 상기 샤프트(200)는 양측면으로 원형봉 형태의 결합부(204)가 지름을 달리하여 2단으로 형성되어 있다.
그리고, 상기 2단의 결합부(204)는 하부단(203)이 상기 샤프트(200)의 지름보다 작게 형성되어 있으며 상기 하부단(203)의 원주면 일부가 좌우 내지 상하 대칭으로 상기 샤프트(200)의 끝면에 수직으로 절단되어 있다.
즉, 상기 결합부(204)의 하부단(203) 둘레는 원주면의 일부가 상기 절단에 의해 형성된 절단면이 모서리를 이루고 있던지 상기와 같은 절단에 따라서 원주면이 존재하지 않는 다각형의 면부가 됨으로서 원형이 아닌 형상을 갖도록 되어 있다.
또는, 상기 결합부(204)의 하부단(203)이 일반적인 타원형으로 형성 될 수도 있다.
상기와 같이 형성된 상기 하부단(203) 다음에 형성된 상부단(202)은 상기 하부단(203)보다 지름이 작으며 둘레에 나사산이 형성되어 있다.
그리고, 상기 결합부(204)의 하부단(203)과 동일한 형상의 결합구(206)가 형성된 고정브래킷(205)이 상기 하부단(203)에 상기 결합구(206)를 끼워서 결합되며 상기 결합구(206)와 상기 하부단(203)을 이루고 있는 각 모서리가 서로 걸려서 상기 고정브래킷(205)은 회전되지 않도록 고정된다.
상기 고정브래킷(205)은 전체적으로 'L'자형의 형상으로 되어 있어 상기 결합구(206)가 형성되지 않은 다른 면부에는 볼트와 같은 체결수단이 삽입되는 장공(207)이 형성되어 상기 고정브레킷(205)을 지지하는 고정체가 결합된다.
한편, 상기 하부단(203)에 상기 고정브래킷(205)이 결합된 다음에 마찰용 탄성부재(208)가 상기 하부단(203)이 내측으로 들어오도록 결합된다.
상기 마찰용 탄성부재(208)는 앞뒤로 개방되어 상기와 같이 결합부(204)에 끼워지고, 상기 마찰용 탄성부재(208)의 하부를 이루는 바닥부(209)는 상기 결합부(204)의 하부단(203)의 둘레 면부와 동일한 형상으로 이루어져 상기 고정브래킷(205)처럼 상기 하부단(203)에 회전되지 않도록 고정된다.
그리고, 상기 마찰용 탄성부재(208)의 전체적인 형상은 상기 바닥부(209)에서 연장되어 상측으로 갈수록 지름이 연속적으로 작아지는 경사진 면부(210)가 형성되며, 상기 경사진 면부(210) 끝에서 연장되어 일정한 지름을 갖는 원통형의 상부(211)가 형성되어 원추형의 형상을 하고 있다.
한편, 상기 2단의 결합부(204)에 고정된 상기 마찰용 탄성부재(208)의 외측면에 접하여 삽입되도록 결합구(220)가 형성된 회전브래킷(213)은 전체적으로 'L'자형으로 되어 있으며 상기 결합구(220)가 형성되지 않은 다른 면부에는 볼트와 같은 체결수단이 삽입되는 장공(215)이 형성되어 상기 고정브래킷(205)에 고정되는 고정체에 의해서 지지되는 회전체가 결합되도록 되어 있다.
그리고, 상기 회전브래킷(213)은 상기 결합구(220)의 둘레를 따라서 상기 마찰용 탄성부재(208) 반대편으로 돌출된 면부(214)가 연속적으로 지름이 작아져 경사지게 형성되어 상기 마찰용 탄성부재(208)의 경사진 면부(210)와 밀착되도록 이루어져 있다.
상기 마찰용 탄성부재(208)의 외측으로 상기와 같은 회전브래킷(213)이 결합되어 압착이 되는 경우에 상기 마찰용 탄성부재(208)는 어느 정도 수축되어 상기 마찰용 탄성부재(208)의 자체 탄성력으로 상기 회전브레킷(213)의 결합구(220) 주변에 형성된 면부(214)와 후면을 압축함과 더불어 상기 회전브래킷(213)이 회전시에는 마찰이 일어나도록 하여 상기 회전브래킷(213)에 토오크를 가하게 된다.
그래서, 상기 마찰용 탄성부재(208)에 결합된 상기 회전브래킷(213)과 같이 회전되는 상기 회전체의 형상과 무게에 따라서 상기 마찰용 탄성부재에서 요구되는 탄성 변형률 즉 상기 마찰용 탄성부재(208)가 수축되는 정도를 조정하는 홈 내지 구멍이 상기 마찰용 탄성부재(208)의 면부에 길게 부분적으로 형성된다.
즉, 상기 마찰용 탄성부재(208)가 무리한 압착력에 의해서 파단되는 것을 방지하기 위한 것이다.
한편, 상기 회전브래킷(213)이 상기 마찰용 탄성부재(208)의 표면과 마찰을 일으키며 회전시 상기 마찰용 탄성부재(208)의 표면이 상하는 것을 방지하고 상기 회전브래킷(213)의 회전이 원활히 이루어지도록 상기 마찰용 탄성부재(208)의 경사면부(210) 일부에 오일이 저장된 홈이 추가적으로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 회전브래킷(213)에 걸리는 무게가 상당히 큰 경우에 상기 회전브래킷(213)에 인가되는 토오크를 증대시켜 상기 마찰용 탄성부재(208)를 보조하는 수단으로 상기 회전브래킷(213)과 상기 고정브래킷(205) 사이에 상기 마찰용 탄성부재(208)가 내측으로 들어오도록 스프링(216)이 설치된다.
상기 회전브래킷(215)과 고정브래킷(205)은 서로 반대쪽 모서리에 홈이 하나씩 형성되어 상기 스프링의 양단이 걸리도록 하여 상기 스프링(216)이 상기 회전브레킷(215)을 따라서 회전되지 않도록 되어 있다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 회전브래킷(215)과 상기 마찰용 탄성부재(208)가 압착되어 있는 경우에 상기 마찰용 탄성부재(208)의 원통형 상부(211)가 상기 회전브래킷(213)의 결합구(220)를 통해서 돌출된다.
이 경우에 상기 회전브래킷(213)의 외측에서 결합되는 풀림방지용 너트(219)에 의해서 상기 탄상부재(208)의 상부(211)가 손상될 수 있기 때문에 상기 풀림방지용 너트(219)와 상기 회전브래킷(213) 사이에는 별도의 와셔가 추가적으로 설치된다.
우선 상기 회전브래킷(213)의 결합구(220)를 통해서 돌출된 상기 마찰용 탄성부재(208)의 원통형 상부(211)만큼의 높이를 가지는 두꺼운 와셔(217)가 상기 회전브래킷(213) 다음에 상기 결합부(204)에 결합된다.
그리고서, 상기 결합부(204)의 상부단(202)에 끼워질 정도의 구멍을 가진 와셔(218)가 상기 두꺼운 와샤(217)와 상기 풀림방지용 너트(219) 사이에 설치된다.
그리고, 상기 풀림방지용 너트(219)는 상기와 같이 구성된 힌지 조립체를 외측으로부터 가압하여 상기 힌지 조립체의 각 요소들이 상기 샤프트(200) 상에서 이탈되지 않도록 하고 상기 너트(219) 후면에 고무와 같은 탄성체로 이루어진 링이 내측으로 삽입되어 자동으로 풀리지 않도록 되어 있다.
한편, 상기 제 1 실시예의 마찰용 탄성부재형상을 변형하여 좀 더 단순화하고, 상기 회전브래킷과 마찰용 탄성부재사이의 토오크 크기의 조절과 상기 마찰용 탄성부재가 필요 이상으로 압착되는 경우에 상기 회전브래킷과 마찰용 탄성부재사이에서 완충역할을 하는 조정와셔가 더 설치되도록 한 제 2 실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 제 2 실시예는 마찰용 탄성부재(30)와 상기 조정와셔(33)를 제외한 다른 구성요소는 동일하고 상기 제 2 실시예도 스프링(216)이 보조적으로 설치될 수 있다.
상기 제 1 실시예와 같이 샤프트(200) 양측면에 원형봉 형태로 지름을 달리하여 2단으로 형성된 결합부(204)에 고정브래킷(205)이 결합되고 그 다음에 마찰용 탄성부재(208)가 결합된다.
그리고, 상기 마찰용 탄성부재(208)도 상기 제 1 실시예와 같이 앞뒤로 개방되어 상기 결합부(204)에 끼워지도록 되어 있고 상기 마찰용 탄성부재(204)의 하부를 이루는 바닥부도 원형이 아닌 상기 결합부(204)의 하단부(203)와 동일한 형태를 하고 있다.
또한, 상기 마찰용 탄성부재(208)는 상기 바닥부에서 연장되어 연속적으로 지름이 작아지는 경사면부(31)가 형성되고, 상기 경사면부(31) 끝단에서 내측으로 부분적으로 길게 절개부(32)가 형성되어 상기 마찰용 탄성부재(30)의 수축을 효율적으로 조절하도록 되어 있다.
그리고, 상기 마찰용 탄성부재(30)의 역할은 상기 제 1 실시예의 마찰용 탄성부재(30)와 동일하다.
한편, 상기 제 2 실시예의 마찰용 탄성부재(30)는 제 1 실시예와는 다르게 회전브래킷(213)의 결합구(220) 내측으로 들어가는 원통형의 상부가 없고 그 대신에 상기 회전브래킷과 마찰용 탄성부재사이에 조정와셔(33)가 추가적으로 더 설치된다.
상기 회전브래킷(213)은 제 1 실시예의 회전브래킷(213)과 동일하다.
상기 조정와셔(33)는 상기 마찰용 탄성부재(30) 반대편으로 구멍의 둘레를 따라서 돌출된 면부(34)가 연속적으로 지름이 작아져 경사지게 형성되어 후면으로는 상기 마찰용 탄성부재(30)의 경사면부(32)와 밀착되고 전면으로는 상기 회전브래킷(213)의 결합구(220)에 둘레에 형성된 면부(214)와도 밀착되도록 되어 있다.
그래서, 상기 조정와셔(33)는 상기 회전브래킷(213)에 인가되는 토오크를 증가시키기 위하여 상기 회전브래킷(213)을 압착시 일어날 수 있는 상기 마찰용 탄성부재(30)의 파단을 방지하는 완충역할을 수행하며 상기 마찰용 탄성부재(30)와 상기 회전브래킷(213) 사이에서 토오크를 미세하게 조정하는 역할을 수행한다.
즉, 상기 조정와셔(33)는 일반 와셔에 비해 두께가 얇아서 상기 회전브래킷(213)에서 요구되는 토오크가 부족한 경우에는 상기 조정와셔(33)의 개수를 늘려서 상기 회전브래킷(213)과 상기 마찰용 탄성부재(30) 사이에 겹쳐서 설치하고 토오크가 과도한 경우에는 상기 조정와셔(33)의 개수를 줄여서 토오크를 조정한다.
한편, 상기 조정와셔(33)가 필수적인 것은 아니고 상기 마찰용 탄성부재(30)만으로 충분한 토오크를 생성할 수 있는 경우에는 상기 조정와셔(33)가 불필요하다.
하지만, 상기와 같이 구성된 힌지 조립체를 장시간 사용하는 경우에 상기 마찰용 탄성부재(30)의 기능이 저하될 수밖에 없기 때문에 상기와 같은 조정와셔(33)가 설치된다면 상기 힌지 조립체를 장시간 좀 더 효과적으로 사용할 수 있을 것이다.
한편, 상기 회전브래킷(213)의 결합구(200) 둘레에 형성된 돌출 면부(214)가 풀림방지용 너트(219)에 의해서 가압되는 경우에 파단되지 않도록 보호하는 와셔(35)가 상기 제 1 실시예의 두꺼운 와셔(217)와 같이 상기 회전브래킷(213)과 풀림방지용 너트(219) 사이에 더 설치된다.
그리고, 상기 풀림방지용 너트(219) 제 1 실시예와 동일한 역할을 수행한다.
상기와 같이 구성된 각 실시예들의 작용을 설명하면 다음과 같다.
위에서 언급된 바와 같이 힌지 조립체를 조립한 상태에서 상기 힌지 조립체의 외측에 설치된 풀림방지용 너트를 회전시키면 상기 회전브래킷이 밀려 상기 마찰용 탄성부재의 경사면부는 상기 회전브래킷의 결합구 내측과 압착되어 수축되고 상기 수축에 의해서 상기 회전브래킷에 탄성력을 인가함과 더불어 상기 회전브래킷이 회전시에는 마찰이 발생되는 작용에 의하여 상기 회전브래킷에 토오크가 인가된다.
상기와 같은 작용에 인해서 상기 풀림방지용 너트의 회전수 즉 조이는 정도에 따라서 상기 회전브래킷에 인가되는 토오크의 양도 달라진다.
이상에서와 같이, 본 발명은 경사진 마찰용 탄성부재하나만으로 힌지내에서 요구되는 토오크를 발생시킬 수 있기 때문에 상기 힌지에서 요구되는 부품이 줄어들게 되고 그에 따라 상기 힌지의 구조도 간단해진다.
그래서, 상기 힌지의 생산효율이 증가되고 상기 힌지의 생산단가도 낮아지는경제적인 효과가 있다.
그리고, 상기 마찰용 탄성부재에 의해서 종래에 비해 좀 더 정밀한 토오크를 발생시킬 수 있으며 토오크의 재조정이 가능한 구조로 이루어져 있다.

Claims (10)

  1. 일측으로 고정체가 결합되며 샤프트에 고정된 고정브래킷과,
    회전체와 결합되며 상기 샤프트에 삽입되어 상기 샤프트를 회전중심으로 하여 회전되는 회전브래킷과,
    상기 샤프트에 삽입되어 상기 회전브래킷과 상기 고정브래킷 사이에서 상기 회전브래킷에 토오크를 인가하도록 압착되어 마찰이 일어나는 경사면부로 이루어진 마찰용 탄성부재를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 힌지 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전브래킷은 상기 샤프트가 통과하는 구멍의 둘레를 따라서 상기 마찰용 탄성부재 반대편으로 형성된 면부가 연속적으로 지름이 작아져 경사지게 형성되어 상기 마찰용 탄성부재의 둘레면과 밀착되도록 되어 있음을 특징으로 하는 힌지 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    마찰용 탄성부재는;
    상기 샤프트의 끝면에서 단을 이루며 돌출된 원형봉의 하부가 원형이 아닌 형상으로 되어 있어, 상기 원형봉의 하부와 동일한 형상을 갖도록 바닥부가 형성되고 상기 바닥부에서 연장된 면부가 연속적으로 지름이 작아져서 경사를 이루고 상기 경사진 면부의 끝단에서는 원통형으로 연장되어 이루어짐을 특징으로 하는 힌지 조립체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 회전브래킷에 형성된 개방구를 통과한 상기 마찰용 탄성부재의 원통형 상부가 눌려지지 않도록 상기 마찰용 탄성부재의 원통형 상부를 감싸는 두꺼운 와셔가 더 설치됨을 특징으로 하는 힌지 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    마찰용 탄성부재는;
    상기 샤프트의 끝면에서 단을 이루며 돌출된 원형봉의 하부가 원형이 아닌 형상으로 되어 있어, 상기 원형봉의 하부와 동일한 형상을 갖도록 바닥부가 형성되고 상기 바닥부에서 연장된 면부가 연속적으로 지름이 작아져서 경사를 이루고 있음을 특징으로 하는 힌지 조립체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    마찰용 탄성부재는;
    상기 샤프트가 삽입되도록 상기 회전브래킷에 형성된 개방구로 삽입되는 상기 마찰용 탄성부재의 면부가 상단으로부터 길게 일부 절개되어 있음을 특징으로 하는 힌지 조립체.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 마찰용 탄성부재의 둘레와 동일하게 돌출되어 구멍 둘레로 경사진 면부가 형성된 와샤가 상기 회전브래킷과 상기 마찰용 탄성부재 사이에 상호 접하여 더 설치되어 있음을 특징으로 하는 힌지 조립체.
  8. 제 3 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 마찰용 탄성부재의 수축이 원활히 되도록 상기 마찰용 탄성부재의 면부에 길게 홈이 형성되어 있음을 특징으로 하는 힌지 조립체.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤프트의 끝단에 형성된 나사산에 결합되어 상기 고정브래킷, 상기 마찰용 탄성부재, 그리고 상기 회전브래킷을 상기 샤프트의 길이 방향으로 압착하는 풀림 방지 너트가 설치됨을 특징으로 하는 힌지 조립체.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 마찰용 탄성부재가 안쪽에 위치하도록 상기 샤프트에 삽입되어 상기 고정브래킷과 회전브래킷에 양단이 걸려서 상기 회전브래킷에 토오크를 인가하는 스프링이 더 포함되어 구성된 힌지 조립체.
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