KR20130110369A - 전기자동차용 차체의 제조공법 - Google Patents

전기자동차용 차체의 제조공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기자동차용 차체의 제조공법에 관한 것으로, 프론트프레임, 격벽프레임, 모터서브프레임, 리어프레임, 센터프레임을 제작하는 제작단계와; 상기 프론트프레임과 상기 리어프레임 사이에 센터프레임을 배치하고, 실내와 경계를 이루도록 상기 프론트프레임에 상기 격벽프레임을 배치하며, 상기 프론트프레임의 하부에 모터서브프레임을 위치시키는 배치단계와; 상기 배치된 프론트프레임, 격벽프레임, 모터서브프레임, 리어프레임, 센터프레임의 각각의 연결부위를 용접하여 일체화하여 하부프레임을 완성하는 용접단계와; 상기 하부프레임에 사이드프레임과 루프프레임을 일체화하여 결합시키는 결합단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 차체제작방법을 제공함으로써 차체의 각 파트의 조립공정이 용이하여 간단하여 차체 제작이 쉽고 빠르게 이루어질 수 있는 장점이 있다.

Description

전기자동차용 차체의 제조공법{A method of producting Neighborhood Electric Vehicles body}
본 발명은 전기자동차용 차체의 제조공법에 관한 것이다.
전기자동차용 차체는 중량이 가벼워야 하며 동시에 일정한 강성 또한 요구된다.
특히 근거리 전기자동차용 차체제작에 있어서 전기자동차용 차체제작방법에 서는 다양한 프레임 부품들간의 연결이 매우 중요하다.
전기자동차용 차체가 필요로 하는 비틀림강성이나 굽힘강성이 프레임 연결부에서 저하되는 일이 없도록 하는 것 또한 매우 중요하다.
특히 작은 차체를 가지는 근거리 전기자동차의 차체는 작은 공간에 많은 부품을 수용하면서도 경량화를 이루어야 하기 때문에 구조적 복잡성과 제조에 있어서 곤란한 점이 있다.
선행기술문헌 : 한국공개특허 제2007-0036891호, 한국등록특허 제0537983호
종래기술인 한국공개특허 제2007-0036891호는 차량의 서브프레임 제작방법에 관하여 개시하고 있으나 이는 차량 전체 차체에 관한 것이 아닌 일부분에 관하여만 언급하고 있어 차량 전체 차체를 간단히 제작할 수 있는 기술은 개시하고 있지 아니하다.
종래의 한국등록특허 제0537983호는 자동차용 새시 프레임 제조방법을 개시하고 있으나 특히 경량화를 확보하는 동시에 고강성의 차체를 가능케하는 전기자동차용 차체에는 적합하지 못한 문제가 있다.
따라서 본 발명은 상기 문제를 해결하기 위한 것으로, 전기자동차 차체의 제조공법을 제공하여 특히 근거리용 전기자동차의 차체를 보다 용이하게 제작할 수 있을 뿐만 아니라 각 부품들의 결합부위를 커넥터를 이용하여 차체강성을 높일 수 있도록 하는 것에 그 목적이 있다.
위와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 프론트프레임, 격벽프레임, 모터서브프레임, 리어프레임, 센터프레임을 제작하는 제작단계와; 상기 프론트프레임과 상기 리어프레임 사이에 센터프레임을 배치하고, 실내와 경계를 이루도록 상기 프론트프레임에 상기 격벽프레임을 배치하며, 상기 프론트프레임의 하부에 모터서브프레임을 위치시키는 배치단계와; 상기 배치된 프론트프레임, 격벽프레임, 모터서브프레임, 리어프레임, 센터프레임의 각각의 연결부위를 용접하여 일체화하여 하부프레임을 완성하는 용접단계와; 상기 하부프레임에 사이드프레임과 루프프레임을 일체화하여 결합시키는 결합단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 차체제작방법을 포함한다.
이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
차체의 각 파트의 조립공정이 용이하면서도 간단하여 차체 제작이 쉽고 빠르게 이루어질 수 있는 장점이 있다.
도1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공정흐름도이다.
도2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차체의 정면 전체사시도이다.
도3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차체의 후면 전체사시도이다.
도4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프론트프레임에 대한 사시도이다.
도5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 격벽프레임의 정면도이다.
도6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터서브프레임의 사시도이다.
도7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리어프레임의 사시도이다.
도8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 센터프레임의 사시도이다.
도9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하부프레임의 전체사시도이다.
도10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따르 사이드프레임의 측면도이다.
도11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 루프프레임의 사시도이다.
도12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 바닥지지프레임의 사시도이다.
도13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전체 결합 사시도이다.
이상과 같은 본 발명의 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공정흐름도이다.
도2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차체의 정면 전체사시도이며, 도3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차체의 후면 전체사시도이다.
본 발명의 전체적인 제작 공정은 크게 각각의 부품을 제조하는 제작단계(S1)와 제조된 부품을 배치하는 배치단계(S2), 배치된 부품들을 서로 용접하여 일체화 시켜 하부프레임을 만드는 용접단계(S3)와 하부프레임에 사이드프레임과 루프프레임을 결합하여 전체 차체를 완성하는 결합단계(S4)순으로 이루어진다.
제작단계(S1)는 프론트프레임(S01), 격벽프레임(S02), 모터서브프레임(S03), 리어프레임(S04), 센터프레임(S05)을 제작하는 제작하는 단계이다.
배치단계(S2)는 프론트프레임(S01)과 리어프레임(S04) 사이에 센터프레임(S05)을 배치하고, 실내와 경계를 이루도록 프론트프레임(S01)에 격벽프레임(S02)을 배치하며, 프론트프레임(S01)의 하부에 모터서브프레임(S03)을 위치시키는 단계이다.
용접단계(S3)는 배치된 프론트프레임(S01), 격벽프레임(S02), 모터서브프레임(S03), 리어프레임(S04), 센터프레임(S05)의 각각의 연결부위를 용접하여 일체화하여 하부프레임을 완성하는 단계이다.
결합단계(S4)는 하부프레임에 사이드프레임(S06)과 루프프레임(S07)을 일체화하여 결합시킴으로써 차체를 완성하는 단계이다.
보다 상세하게 설명하면 먼저, 프론트프레임(S01)과 격벽프레임(S02), 모터서브프레임(S03), 리어프레임(S04), 센터프레임(S05)을 순서에 관계없이 모두 제작하는 제작단계(S1)를 거친다.
프론트프레임(S01)은 자동차의 차체의 횡방향으로 설치되는 범퍼부(701)를 형성한다.
프론트프레임(S01)에는 전방 서스펜션 장치가 고정되는 스트럿마운트(520)가 설치되어 있다.
격벽프레임(S02)은 프론트프레임(S01)의 스트럿마운트(520)의 좌측에 고정 설치되어 있다.
모터서브프레임(S03)은 일측이 센터바디(600)에 용접되고 타측이 프론트프레임(S01)에 고정되는 센터프레임(S05)상에 고정되어 모터(미도시)를 지지한다.
센터프레임(S05)은 하부가 센터바디(600)의 하부와 동일 높이를 형성하고 우측으로 갈수록 상부로 라운드져 프론트프레임(S01)의 범퍼부(701) 하단에 고정되면서 프론트바디(700)의 하면을 이룬다.
프론트프레임(S01)의 좌우 측면에는 평판웨브(W2)가 설치되어 있다.
리어프레임(S04)은 아래에서 위로 횡방향으로 나란히 설치되는 제1리어빔(710), 제2리어빔(720)을포함한다.
제1리어빔(710)의 좌우 측면 상단에는 제2리어빔(720)과 연결하는 제2보조빔(820)이 설치되어 있다.
리어프레임(S04)에는 제1크로스빔(610)과 제2크로스빔(620), 제3크로스빔(630)이 위에서 아래 순서으로 차체를 기준하여 각각 횡방향으로 설치되어 있다.
제2리어빔(720)의 좌우측면 상단에는 중공웨브(W1)가 설치된다.
보강빔(800)은 일측이 제1리어빔(710) 하면에 고정되고 제1리어빔(710)을 기준하여 아래로 갈수록 제1리어빔(710)의 하부 방향으로 라운드진 곡률을 갖으면서 타측이 제2크로스빔(620)의 측면에 용접되어 있다.
보강빔(800)이 라운드진 곡률을 갖기 때문에 제1리어빔(710)의 상부에서 전해지는 하중을 보다 원활히 지지할 수 있게 됨으로써 차체의 비틀림강성 및 굽힘강성이 향상된다.
보강빔(800)의 측면에는 체결을 위한 체결공들이 복수 개 형성될 수 있다.
제2보조빔(820)은 제1리어빔(710) 상부에 용접되어 있으며 상부로 갈수록 외측으로 휘어진 라운드부를 갖기 때문에 제1리어빔(710)에서 상부 방향으로 가해지는 하중을 효과적으로 분산시킬 수 있게 된다.
제3보조빔(830)은 리어프레임(S04)의 후방에서 제1리어빔(710)과 제2리어빔(720) 사이에 설치된다.
사이드프레임(S06)은 하부프레임의 측면부에 설치되는데 구체적인 형상은 다음과 같다.
사이드프레임(S06)은 좌측아래에서 차체 길이 방향으로 길게 사이드부(550)가 마련된다.
B필러빔(540)은 사이드부(550)의 좌측에서 상방향으로 길게 설치되어 있고 B필러빔(540)의 좌측에 제1보조빔(810)이 설치되어 있다.
수직사이드빔(560)은 사이드부(550)의 우측에서 상방향으로 수직하게 설치된다.
제1보조빔(810)과 B필러빔(540) 사이에는 평판웨브(W2)가 설치되어 있다.
루프프레임(S07)은 A필러빔(530)과 루프빔(510)과 제1루프크로스빔(511)과 제2루프크로스빔(512)을 포함하여 상부프레임을 이룬다.
A필러빔(530)은 우측으로 갈수록 하향으로 기울기를 가지면서 사이드프레임(S06)의 수직사이드빔(560) 상단과 격벽프레임(S02)의 상측에 각각 용접된다.
A필러빔(530)의 상단 좌측에는 제1커넥터(100)가 설치되어 있다.
제1커넥터(100)는 하부 방향으로 B필러빔(540)이 연결되고 좌측으로는 수평방향으로 연장되는 루프빔(510)이 삽입설치되며, 제1커넥터(100)의 우측에는 A필러빔(530)의 좌측 모서리가 삽입설치된다.
제1루프크로스빔(511)은 천정을 가로지르는 방향으로 제1커넥터(100)에 연결 설치된다.
제2루프크로스빔(512)은 제1루프크로스빔(511)과 나란하게 배치되며 제3커넥터(203)에 연결된다.
제3커넥터(203)는 루프빔(510)과 제2루프크로스빔(512)을 연결한다.
제1서브프레임(211)은 제3커넥터(203)에 연결되어 차체의 하부 방향으로 연장된다.
제2커넥터(200)는 상부에 제1서브프레임(211)이 연결되고 하측으로 제2서브프레임(212)이 연결되며, 우측으로는 제3서브프레임(213)이 연결된다.
제2서브프레임(212)은 제2리어빔(720)의 상단에 고정되고, 제3서브프레임(213)은 B필러빔(540)의 측면에 고정된다.
제2서브프레임(212)의 하면에는 중공웨브(W1)가 부착되어 있다.
제2서브프레임(212)은 제2리어빔(720)과 평행하도록 설치되어 있다.
사이드프레임(S06)은 차체를 정면에서 보았을 때 좌우측면에 대칭으로 설치되어 있다.
바닥지지프레임(S08)은 사이드프레임(S06)의 사이드부(550)에 고정되어 차체의 바닥을 지지하도록 설치된다.
다음으로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 각 파츠에 대하여 첨부한 도면을 참조하면서 상술한다.
도4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프론트프레임(S01)에 대한 사시도이다.
프론트프레임(S01)에는 전체적으로 “ㄷ”자 형상의 프론트 가드빔(147)이 설치되어 있다.
프론트엔드(141)는 프론트 가드빔(147)의 좌측에 설치된다.
스트럿마운트(520)는 프론트 가드빔(147)의 좌우측에서 상부로 향하도록 설치되어 있다.
범퍼부(701)는 프론트 가드빔(147)의 아래에 프론트 가드빔(147)의 전방부와 평행하도록 설치되고, 좌우측에 프론트 수평빈(145)이 설치된다.
프론트 수평빈(145)의 우측단에는 수직방향으로 프론트 수직빔(143)이 설치되고, 프론트 수직빔(143)은 프론트 가드빔(147)에 연결된다.
도5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 격벽프레임(S02)의 정면도이다.
격벽프레임(S02)은 횡방향으로 제2빔(152)이 설치되고, 제2빔(152)의 하단에는 제2빔(152)과 나란하도록 배치되는 제5빔(155)이 설치되어 있다.
제4빔(154)은 제2빔(152)과 제5빔(155)의 중심을 수직으로 연결하고, 제4빔(154)의 우측에는 제2빔(152)과 제5빔(155) 사이를 연결하는 제1빔(151)이 설치되어 있다.
제3빔(153)과 제6빔(157)은 서로 대칭형상을 이루면서 제5빔(155)의 양단에 설치되어 제2빔(152)과 제5빔(155)을 서로 연결한다.
스티어링웨브(156)는 제2빔(152)과 제6빔(157)과 제4빔(154)과 제5빔(155)이 이루는 영역에 배치되고 상부가 제2빔(152)에 고정되고 하단이 제5빔(155)에 고정되어 있으며, 내부에는 중공이 형성되어 중공으로 스티어링로드(미도시)가 삽입되어 지도록 설치된다.
도6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터서브프레임(S03)의 사시도이다.
모터서브프레임(S03)은 모터가 올려질 때 모터를 지지할 수 있도록 되어 있다.
모터서브프레임(S03)은 차체의 길이 방향으로 길게 형성된 제7빔(161)과, 제7빔(161)과 나란하도록 일정간격 이격 배치되는 제9빔(167)을 갖는다.
제9빔(167)은 제7빔(161)과 제8빔(165)에 대해 수직하게 배치되고 제7빔(161)과 제8빔(165)의 좌측단에서 제7빔(161)과 제8빔(165)을 서로 연결한다.
제10빔(163)은 제7빔(161)과 제8빔(165)에 대해 수직하게 배치되고 제7빔(161)과 제8빔(165)의 중간부에서 제7빔(161)과 제8빔(165)을 서로 연결한다.
제9빔(167)과 제10빔(163)의 상부에는 결합 가능한 돌기가 형성되어 있고, 제8빔(165)이 제7빔(161)과 만나는 곳에서 제7빔(161)의 우측방향으로 삼각형의 돌기가 형성된다.
도7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리어프레임(S04)의 사시도이다.
리어프레임(S04)은 차체의 바닥이 지지될 수 있도록 차체의 바닥중심에서 차체의 길이방향으로 배치되는 제1중간빔(175)을 갖는다.
바닥빔(171)은 제1중간빔(175)을 가로지르는 방향으로 제1중간빔(175)의 상부에 설치된다.
바닥빔(171)은 제1중간빔(175)과 만나는 곳에서 라운드지도록 형성되어 있다.
수평사이드빔(173)은 바닥빔(171)의 좌측면이 고정되도록 차체의 좌측 사이드를 이룬다.
수평사이드빔(173)의 좌측전단에는 횡방향으로 두 개의 로드가 각각 제1중간빔(175)의 상부에 얹혀져 설치되어 있다.
제2크로스빔(620)은 리어프레임(S04)의 중간 위치에서 횡방향으로 설치되며 수평사이드빔(173)의 우측단이 고정된다.
보강빔(800)은 제2크로스빔(620)의 측면에 고정되면서 상부로 라운드져 연장되어 제1리어빔(710)의 하부에 고정된다.
제2리어빔(720)은 제2보조빔(820)에 의해서 제1리어빔(710)과 나란하도록 연결되면서 리어프레임(S04)의 후방부를 이룬다.
도8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 센터프레임(S05)의 사시도이다.
센터프레임(S05)에는 차체의 길이 방향으로 제2중간빔(183)이 설치되어 있다.
언더빔(185)은 직사각형의 중공이 복수개 형성된 판상의 빔으로써 제2중간프레임을 지지하여 하부프레임의 센터에 배치된다.
제12빔(187)은 복수개가 언더빔(185)의 좌측면에 나란히 고정되어 좌측 상부로 뻗어 있으며, 프론트프레임(S01)에 고정된다.
복수개의 제12프레임 사이에는 횡방향으로 제11빔(181)이 설치되면서 제12프레임과 제12프레임 사이를 서로 연결 보강한다.
도9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하부프레임의 전체사시도이다.
하부프레임은 앞서 상술한 프론트프레임(S01)과 격벽프레임(S02), 모터서브프레임(S03), 리어프레임(S04), 센터프레임(S05)을 포함하여 이루어져 있다.
도10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따르 사이드프레임(S06)의 측면도이다.
사이드프레임(S06)은 횡방향으로 사이드부가 형성되며, 사이드부의 좌측에는 수직 방향으로 수직사이드빔이 설치되고, 우측에는 상부 방향으로 수직하게 B필러빔(540)이 설치된다.
제1보조빔(810)은 B필러빔(540)의 우측에서 우상향으로 연장되면서 B필러빔(540) 보다 낮게 설치된다.
도11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 루프프레임(S07)의 사시도이다.
루프프레임(S07)은 차체 상부프레임을 이루며 차체의 길이 방향으로 길에 이어지는 A필러빔(530)이 한 쌍 나란히 배치되며, 한 쌍의 A필러빔(530) 사이에는 제1루프크로스빔(511)과 제2루프크로스빔(512)이 일정간격 이격되어 설치된다.
프론트크로스빔은 한 쌍의 A필러빔(530)의 좌측단을 서로 연결하도록 설치되며, 프론트프레임(S01)에 고정된다.
도12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 바닥지지프레임(S08)의 사시도이다.
바닥지지프레임(S08)은 횡방향으로 제13빔(198)이 설치되는데 제13빔(198)의 중간에는 위로 볼록한 볼록부(193)가 마련된다.
볼록부(193)에는 제13빔(198)과 수직방향으로 제14빔(195)과 제15빔(196)이 일정간격 이격되어 설치되어 있다.
제15빔(196)에는 좌측면에 복수개의 걸림돌기(197)가 마련된다.
제14빔(195)에도 우측면에 걸림돌기(197)가 마련될 수 있다.
도13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전체 결합 사시도이다.
차체는 좌측에 프론트프레임(S01)이 설치되고 프론트프레임(S01)의 우측에는 실내과 경계를 이루는 격벽프레임(S02)이 설치된다.
프론트프레임(S01)의 아래에는 모터서브프레임(S03)이 설치된다.
센터프레임(S05)은 일측이 프론트프레임(S01)에 고정되고 타측이 리어프레임(S04)에 고정되어 프론트프레임(S01)과 리어프레임(S04)을 서로 연결시킨다.
차에의 사이드에는 사이드프레임(S06)이 설치된다.
차에의 상부에는 루프프레임(S07)이 설치되어 있다.
다음으로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제작공정을 설명하면 다음과 같다.
먼저 제작단계(S1)에서 프론트프레임(S01), 격벽프레임(S02), 모터서브프레임(S03), 리어프레임(S04), 센터프레임(S05)을 제작하는 제작한다.
다음으로 배치단계(S2)에서 프론트프레임(S01)과 리어프레임(S04) 사이에 센터프레임(S05)을 배치하고, 실내와 경계를 이루도록 프론트프레임(S01)에 격벽프레임(S02)을 배치하며, 프론트프레임(S01)의 하부에 모터서브프레임(S03)을 위치시킨다.
배치단계(S2)는 각각의 부품들을 배치시킨 뒤 위치를 고정하기 위한 지그가 사용될 수 있다.
다음으로 용접단계(S3)에서는 배치된 프론트프레임(S01), 격벽프레임(S02), 모터서브프레임(S03), 리어프레임(S04), 센터프레임(S05)의 각각의 연결부위를 용접하여 일체화하여 하부프레임을 완성시킨다.
끝으로 결합단계(S4)에서는 하부프레임에 사이드프레임(S06)과 루프프레임(S07)을 일체화하여 결합시킴으로써 차체를 완성한다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 됨을 부언한다.
100 : 제1커넥터 141 : 프론트엔드
143 : 프론트 수직빔 145 : 프론트 수평빔
147 : 프론트 가드빔 151 : 제1빔
152 : 제2빔 153 : 제3빔
154 : 제4빔 155 : 제5빔
156 : 스티어링웨브 157 : 제6빔
161 : 제7빔 163 : 제10빔
165 : 제8빔 167 : 제9빔
171 : 바닥빔 173 : 수평사이드빔
175 : 제1중간빔 181 : 제11빔
183 : 제2중간빔 185 : 언더빔
187 : 제12빔 191 : 프론트 크로스빔
193 : 볼록부 195 : 제14빔
196 : 제15빔 197 : 걸림돌기
198 : 제13빔 200 : 제2커넥터
203 : 제3커넥터 211 : 제1서브프레임
212 : 제2서브프레임 213 : 제3서브프레임
510 : 루프빔 511 : 제1루프크로스빔
512 : 제2루프크로스빔 520 : 스트럿마운트
530 : A필러빔 540 : B필러빔
550 : 사이드부 560 : 수직사이드빔
600 : 센터바디 610 : 제1크로스빔
620 : 제2크로스빔 630 : 제3크로스빔
640 : 제4크로스빔 650 : 제5크로스빔
700 : 프론트바디 701 : 범퍼부
710 : 제1리어빔 720 : 제2리어빔
800 : 보강빔 810 : 제1보조빔
820 : 제2보조빔 830 : 제3보조빔
S01 : 프론트프레임 S02 : 격벽프레임
S03 : 모터서브프레임 S04 : 리어프레임
S05 : 센터프레임 S06 : 사이드프레임
S07 : 루프프레임 S08 : 바닥지지프레임
W1 : 중공웨브 W2 : 평판웨브

Claims (1)

  1. 프론트프레임, 격벽프레임, 모터서브프레임, 리어프레임, 센터프레임을 제작하는 제작단계와;
    상기 프론트프레임과 상기 리어프레임 사이에 센터프레임을 배치하고, 실내와 경계를 이루도록 상기 프론트프레임에 상기 격벽프레임을 배치하며, 상기 프론트프레임의 하부에 모터서브프레임을 위치시키는 배치단계와;
    상기 배치된 프론트프레임, 격벽프레임, 모터서브프레임, 리어프레임, 센터프레임의 각각의 연결부위를 용접하여 일체화하여 하부프레임을 완성하는 용접단계와;
    상기 하부프레임에 사이드프레임과 루프프레임을 일체화하여 결합시키는 결합단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 차체제작방법.
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