KR20210091275A - 자동차 광 모듈용 방열판 - Google Patents

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KR20210091275A
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제트카베 그룹 게엠베하
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Abstract

본 발명은 자동차 광 모듈의 광원을 위한 방열판(1, 100)에 관한 것이며, 상기 방열판(1, 100)은 본체(2)와; 이 본체(2) 상에 배치될 수 있는 냉각판(3, 300)들을; 포함하며, - 냉각판(3, 300)들이 본체(2)와 연결되면, - 냉각판(3, 300)들은 본체(2)와 열 전도 방식으로 접촉하며, 각자의 냉각판(3, 300)은 베이스 측면(31, 310)을 포함하고, 본체(2)는 표면(22) 상에 고정 부재(21)들을 포함하며, 표면(22)은 냉각판(3, 300)들의 베이스 측면(31, 310)들로 향해 있으며, 각자의 베이스 측면(31, 310) 상에는 고정 부재(21)들에 대응하는 상대 부재(32)들이 배치되고, 고정 부재(21)들은 상대 부재(32)들 내로 맞물리도록 형성되며, 고정 부재(21)들은 격자부(23) 내에 배치되며, 상대 부재(32)들은 각각의 베이스 측면(31, 310)들 상에 상호 간에 상대적으로 규칙적인 이격 간격(d1)들로 배치되고, 격자부(23)는 격자 이격 간격(d2)을 보유하며, 격자 이격 간격(d2)은 상대 부재(32)들 간의 이격 간격(d1)보다 더 크다.

Description

자동차 광 모듈용 방열판
본 발명은 자동차 광 모듈, 바람직하게는 자동차 헤드램프 광 모듈의 광원을 위한 방열판(heat sink)에 관한 것이며, 상기 방열판은 본체(main body)와; 이 본체 상에 배치될 수 있는, 바람직하게는 배치되는 냉각판(cooling plate)들을; 포함하며, 바람직하게는 알루미늄과 같은 금속으로 구성되는 냉각판들은 본체와 열 전도 방식으로 접촉하도록 구성되며, 각자의 냉각판은 베이스 측면(base side)을 포함하고, 본체는 표면 상에 고정 부재(fastening element)들을 포함하며, 표면은 냉각판들의 베이스 측면들로 향해 있으며, 각자의 베이스 측면 상에는 고정 부재들에 대응하는 상대 부재(counter element)들이 배치되고, 고정 부재들은 상대 부재들 내로 맞물리도록 형성된다.
냉각판들이 본체와 열 전도 방식으로 접촉하도록 구성된다는 표현은, 냉각판들이 본체 상에 배치되거나, 또는 본체와 연결될 때, 상기 냉각판들이 본체와 열 전도 방식으로 접촉한다는 것을 의미한다.
더 나아가, 본 발명은 적어도 하나의 전술한 방열판을 포함하는 자동차 광 모듈 내지 자동차 헤드램프 광 모듈에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 적어도 하나의 상기 자동차 광 모듈 내지 자동차 헤드램프 광 모듈을 포함하는 자동차 헤드램프에도 관한 것이다.
전술한 유형의 방열판들은 종래 기술로부터 공지되어 있다. 종종, 상기 방열판들은 자동차 광 모듈 내지 자동차 헤드램프 광 모듈의 기본 모듈로서 이용된다. 상기 광 모듈에서, 방열판은 광원의 캐리어로서 이용되며, 그리고 광원이 작동 중일 때에는 광원으로부터 열을 소산시킨다.
자동차 내지 자동차 헤드램프 내에서 광 모듈을 위해 가용한 장착 공간들은 매우 강력하게 자동차 및 자동차 헤드램프의 유형에 따라 결정된다. 여러 자동차 제조업체가 매우 상이하게 형성되는 자동차 헤드램프들을 사용한다는 점은 공지되어 있다.
그러므로 상이한 자동차 제조업체들의 자동차 광 모듈들 내지 자동차 헤드램프 광 모듈들 내에 동일한 방열판을 장착하는 것은 매우 어렵다. 그렇게 하여, 상이하게 형성되고 개발되는 방열판들의 개수뿐만 아니라 비용 역시도 강하게 상승한다.
본 발명의 과제는, 종래 기술의 전술한 단점들을 해소하며, 그리고 자체의 형태가 가변될 수 있고 자동차 광 모듈 내지 자동차 헤드램프의 기설정된 윤곽들에 매칭될 수 있는 것인 방열판을 제공하는 것에 있다.
상기 과제는, 전술한 유형의 방열판에 의해, 본 발명에 따라서 고정 부재들이 격자부(grid)에 배치되며, 상대 부재들은 각각의 베이스 측면들 상에서 상호 간에 상대적으로 규칙적인 이격 간격들로 배치되고 격자부는 격자 이격 간격을 보유하되, 격자 이격 간격은 상대 부재들 간의 이격 간격보다 더 큰 것을 통해 해결된다.
따라서, 본체 상에서 냉각판들의 배치 가능성의 개수는 증가된다. 특히 예컨대 서로 분리되어 형성된 상이한 냉각판들은 방열판 상에서 상이한 위치들에 고정될 수 있다. 이를 위해, 특히 베이스 측면들은 서로 분리되어 형성된다. 달리 말하면, 개별 냉각판들은 상호 간에 일체형으로 형성되는 것이 아니라, 서로 분리되어 있는 개별 부재들로서 형성된다. 그렇게 하여, 개별 냉각판들이 방열판의 표면 상에서 여러 위치에 상호 간에 상대적으로 고정될 수 있다는 장점이 달성된다. 달리 표현하면, 개별 냉각판들은 방열판의 표면 상에서 하나의 방향으로, 바람직하게는 2개의 방향으로, 표면을 따라 상호 간에 오프셋되어 배치되거나 고정될 수 있다. 따라서, 냉각판들은 자동차 광 모듈의 형태를 통한 공간상 제한 내지 설정값에 상응하게 방열판 상에 고정될 수 있다. 그렇게 하여, 본체 상에서 냉각판들을 여러 위치에 조립할 수 있고 그에 따라 다양한 장착 공간 상황들에서 방열판을 장착할 수 있다. 이 경우, 본체와 냉각판들은 예컨대 항상 동일하게 유지될 수 있으며, 이는 제조 비용을 감소시킨다.
"격자부 내에 배치된다"는 용어는, 본 발명과 관련하여, 매트릭스 어레이 유형의 배치를 의미하며, 예컨대 가상의 2차원, 바람직하게는 규칙적인 격자, 특히 정사각형 격자의 모서리점들에서의 배치를 의미한다.
바람직하게는, 베이스 측면들은 본체의 표면에 평행하게 배치되는 평면에 위치할 수 있다.
적합하게는, 고정 부재들 및/또는 상대 부재들은 동일하게 형성될 수 있다.
게다가, 상대 부재들이 바람직하게는 베이스 측면의 종방향을 따라 연장되는 하나의 열로 배치되는 장점이 달성될 수 있다.
특히 바람직한 실시형태에서, 각자의 냉각판은 U자 형태로 형성될 수 있고, 상호 간에 이격되어 실질적으로 상호 간에 평행하게 연장되면서 연결 웨브(connection web)를 통해 연결되는 다리부들의 한 쌍을 포함할 수 있되, 연결 웨브는 베이스 측면을 형성한다.
게다가, 각자의 냉각판은 L자 형태로 형성될 수 있되, 베이스 측면은 L자형 냉각판의 짧은 측면을 통해 형성된다.
또 다른 장점들은, 모든 냉각판에서 상대 부재들 간의 이격 간격이 동일하고 바람직하게는 대략 격자 이격 간격의 반일 때 달성된다. 그렇게 하여, 동일한 방열판과 냉각판들을 포함하는 훨씬 더 많은 변형예가 실현될 수 있다.
유용하게는, 모든 냉각판은 동일하게 형성될 수 있다.
보다 더 바람직한 실시형태의 경우, 냉각판들은 압접(pressure joining)을 통해 본체와 연결될 수 있다.
적합하게는, 고정 부재들은 바람직하게는 본체와 함께 하나의 모놀리식 구조를 형성하는 돌출부들, 예컨대 원통형 돌출부들로서 형성될 수 있고, 상대 부재들은 돌출부들에 대응하는 리세스부들, 바람직하게는 관통공들로서 형성될 수 있다.
또한, 상대 부재들은 바람직하게는 냉각판들과 함께 하나의 모놀리식 구조를 형성하는 돌출부들, 예컨대 원통형 돌출부들로서 형성될 수 있고, 고정 부재들은 돌출부들에 대응하는 리세스부들, 바람직하게는 관통공들로서 형성될 수 있다.
더 나아가, 냉각판들은 본체 상에서 바람직하게는 격자부를 통해 기설정된 방향으로 상호 간에 오프셋되어 배치될 수 있되, 냉각판들은 바람직하게는 다른 방향, 예컨대 기설정된 방향에 대해 직각인 방향으로 상호 간에 등거리로 배치된다.
본 발명은 또 다른 장점들과 함께 하기에서 도면에 도시되어 있는 예시의 실시형태들을 근거로 보다 더 상세하게 설명된다.
도 1a 및 1b는 방열판을 도시한 분해도이다.
도 2는 도 1a의 방열판을 도시한 정면도이다.
도 3은 도 1a 또는 1b의 방열판을 도시한 단면도이다.
도 4는 상호 간에 오프셋되어 배치된 냉각판들을 포함한 방열판을 도시한 분해도이다.
하기의 도면들에서, -다른 방식으로 명시되어 있지 않은 점에 한해- 동일한 도면부호들은 동일한 특징들을 표시한다.
우선, 도 1a 및 1b가 참조된다. 상기 도면들에는, 하나의 본체(2)와; 상이하게 형성되어 본체(2) 상에 배치되고 본체(2)와 열 전도 방식으로 접촉하는 냉각판(3, 300)들을; 포함하는 하나의 방열판(1, 100)이 각각 도시되어 있다.
상기 방열판(1, 100)은 바람직하게는 광 모듈(미도시)의 광원(미도시), 예컨대 반도체 기반 광원, 특히 LED 광원을 냉각시키기 위해 사용되고, 이와 동시에 상기 광원을 위한; 그리고 상황에 따라서는 반사경들, 렌즈(들)를 지지하는 렌즈 홀더, 렌즈계들처럼, 광원을 통해 생성되는 광을 매핑하기 위해 제공되는 다른 요소들을 위한; 캐리어로서 이용될 수 있다. 전술한 광 모듈은 예컨대 자동차 헤드램프 내에, 또는 자동차 내에 장착될 수 있다.
본체(2)뿐만 아니라 냉각판(3, 300)들 역시도, 열 전도성 재료, 바람직하게는 금속으로, 예컨대 Al99.5 또는 Al99.9와 같은 알루미늄으로 구성된다. 이 경우, 알루미늄이란 용어는 AlMg3과 같은 알루미늄 합금들도 포함한다. 예컨대, 본체(2)가 Al99.5 또는 Al99.9로 형성되고 냉각판(3, 300)들은 AlMg3으로 형성되는 점을 생각해볼 수 있다.
각자의 냉각판(3, 300)은 베이스 측면(31, 310)을 포함한다. 본체(2)는 플레이트로서 형성될 수 있다. 베이스 측면(31, 310)들로 향해 있는 본체(2)의 표면(22) 상에는 예컨대 동일하게 형성된 고정 부재(21)들이 배치된다. 바람직하게는, 베이스 측면(31, 310)들은 본체(2)의 표면(22)에 평행하게 배치되는 평면에 위치한다. 각자의 베이스 측면(31, 310) 상에는 예컨대 동일하게 형성된 상대 부재(32)들이 배치되며, 이들 상대 부재들은 고정 부재(21)들에 대응한다. 예컨대 상대 부재(32)들은 각각의 냉각판(3, 300)의 베이스 측면(31, 310)의 종방향 측면을 따르는 하나의 열에 배치될 수 있다. 고정 부재(21)들은 상대 부재(32)들 내로 맞물린다.
이 경우, 고정 부재(21)들은 격자부(23) 내에 배치된다. 상술한 것처럼, 본 발명과 관련하여, "격자부 내에 배치된다"는 용어는 매트릭스 어레이 유형의 배치를 의미하며, 예컨대 가상의 2차원, 바람직하게는 규칙적인 격자, 특히 정사각형 격자의 모서리점들에서의 배치를 의미한다.
상대 부재(32)들은 각각의 베이스 측면(31, 310)들 상에 상호 간에 상대적으로 규칙적인 이격 간격(d1)들로 배치되며, 격자부(23)는, -가상- 격자 라인들 사이에, 또는 가상 격자의 인접한 모서리점들 사이에, 또는 매트릭스 어레이 유형의 배치의 어레이 부재들 사이에 격자 이격 간격(d2)을 보유한다. 격자 이격 간격(d2)은 상대 부재(32)들 사이의 이격 간격(d1)보다 더 크다.
도 1a에는, 각자의 냉각판(3)이 U자 형태로 형성되어 있는 실시형태가 도시되어 있다. 이 경우, 각자의 냉각판(3)은 2개의 다리부(33)를 포함하고, 이들 다리부는 상호 간에 이격되어 상호 간에 실질적으로 평행하게 연장되고 연결 웨브(31)를 통해 연결된다. 베이스 측면은 상기 실시형태의 경우 연결 웨브(31)를 통해 형성된다.
도 1b에는, 각자의 냉각판(3)이 L자 형태로 형성되되, 베이스 측면은 L자형 냉각판(300)의 짧은 측면(310)을 통해 형성되어 있는 실시형태가 도시되어 있다.
U자형 냉각판(3)뿐만 아니라 L자형 냉각판(300) 역시도 본체(2) 상에 배치되어 이 본체와 연결될 수 있다. 예컨대 L자형 냉각판(300)의 짧은 측면(310)과 U자형 냉각판(300)의 연결 웨브(31)는 동일하게 형성될 수 있다.
바람직한 실시형태의 경우, 모든 냉각판(3, 300)에서 상대 부재(33)들 사이의 이격 간격(d1)은 동일할 수 있으며, 그리고 바람직하게는 대략 격자 이격 간격(d2)의 반일 수 있다. 이 경우, 이격 간격(d1)은 예컨대 8㎜와 12㎜ 사이이며, 바람직하게는 9㎜와 11㎜ 사이이다. 특히 이격 간격(d1)은 9.5㎜와 10㎜ 사이이며, 이는 고정 부재(21)들을 포함한 본체(2)들의 제조를 용이하게 한다.
모든 냉각판, 예컨대 U자형 냉각판(3) 또는 L자형 냉각판(300)은 동일하게 형성될 수 있다.
냉각판(3, 300)들은 예컨대 압접 내지 압착(clinching)을 통해 본체(2)와 연결될 수 있다.
본체(2)의 추가 표면(24)은 고정 부재(21)들을 포함하는 표면(22)에 대향하여 위치한다. 도 3에서는, 추가 표면(24)이 고정 부재(21)들을 압착하는데 이용되는 공구의 이용을 통해 형성되면서 고정 부재(21)들에 상응하는 함몰부(25)들을 포함할 수 있는 점도 식별된다. 함몰부(25)들 및 대응하는 고정 부재(21)들의 개수 및/또는 배치는, 열 전달이 저하되지 않는 방식으로 선택될 수 있다. 더 나아가, 표면(24)은, 복수의 LED 광원을 포함하는 인쇄회로기판을 위한 지지 표면으로서 이용될 수 있다. LED 광원들은 인쇄회로기판 상에 예컨대 2x3, 3x3, 3x4 또는 4x4 어레이와 같은 매트릭스 어레이로 배치될 수 있다.
도 2에는, 도 1a의 방열판의 정면도가 도시되어 있고, 도 3에는, 도 1a의 방열판(1) 또는 도 1b의 방열판(100)의 단면도가 도시되어 있다. 도 1a, 1b, 2 및 3에서는, 고정 부재들이 예컨대 원통형이면서 본체(2)와 함께 모놀리식 구조를 형성할 수 있는 돌출부(21)들로서 형성될 수 있는 점이 추론된다. 이 경우, 상대 부재들은 돌출부들에 대응하는 리세스부(32)들, 바람직하게는 관통공들로서 형성될 수 있다.
-도면들에는 도시되어 있지 않은 사항으로- 전적으로, 상대 부재들은, 바람직하게는 냉각판들과 함께 하나의 모놀리식 구조를 형성하는 돌출부들, 예컨대 원통형 돌출부들로서 형성될 수 있다. 이 경우, 적합하게는, 고정 부재들은 돌출부들에 대응하는 리세스부들, 바람직하게는 관통공들로서 형성된다.
도 4에서는, 냉각판(3)들이 본체(2) 상에서 기설정된 방향(X)으로 상호 간에 오프셋되어 배치될 수 있는 점이 식별된다. 방향(X)은 예컨대 격자부(23)를 통해 기설정될 수 있다. 자명한 사실로서, 앞에서 기재한 격자부(23)는 2개의 방향을 기설정한다. 이는, 격자부가 연장되는 방향들이다. 그러나 전적으로, 방향(X)이 격자부(23)를 통해 기설정된 방향과 다른 점도 생각해볼 수 있다. 상기 방향은 표면(22)의 평면에서 예컨대 45° 또는 90°만큼 회전될 수 있다. 더 나아가, 도 4에서는, 중앙에 배치되는 냉각판(3)들이 본체(2)의 테두리보다 더 돌출되는 점도 식별된다. 전체적으로, 본체(2) 상에서 냉각판(3)들의 배치구조는 아치형 프로파일을 나타낸다. 또한, 본체(2) 상에서 냉각판(3)들의 다른 배치구조들 역시도 생각해볼 수 있다. 비록 U자형 냉각판(3)들이 도 4에서 분명하게 식별될 수 있기는 하지만, L자형 냉각판(300)들 또는 다른 형태의 냉각판들이 본체(2) 상에 마찬가지로 오프셋되어 배치될 수도 있다.
냉각판(3, 300)들은 바람직하게는 다른 방향, 예컨대 기설정된 방향(X)에 대해 직각인 방향(Y)으로 상호 간에 등거리로 배치된다.
전술한 기재의 기능은, 오직 분명한 실례들을 제공하고 본 발명의 또 다른 장점들 및 특징들을 명시하는 것에 있을 뿐이다. 따라서, 전술한 기재는 본 발명; 내지 청구범위에서 청구되는 특허권;의 적용 분야의 제한으로서 해석될 수는 없다. 전술한 상세한 기재에서, 예컨대 본 발명의 다양한 특징들은 본원 공개의 간결한 서술을 목적으로 하나 또는 복수의 실시형태로 요약되어 있다. 이런 유형의 공개는, 청구되는 발명이 각자의 청구항에 분명하게 언급되는 것보다 더 많은 특징을 요구한다는 의도를 반영하도록 해석되어서는 안 된다. 오히려, 하기 청구범위에 반영되는 것처럼, 발명의 양태들은 앞에서 기재한 단일의 실시형태의 모든 특징보다 더 적은 특징으로 존재한다.
더 나아가, 비록 본 발명의 기재가 하나 또는 복수의 실시형태 및 정해진 변형안들 및 수정안들의 기재를 포함한다고 하더라도, 다른 변형안들 및 수정안들도 본 발명의 범위에 속하며, 예컨대 본원 공개의 이해에 따라서 통상의 기술자들의 능력 및 지식에 속한다.
청구범위에서 도면부호들은 오직 본 발명의 보다 더 충분한 이해만을 위해 이용될 뿐이며, 그리고 어떠한 경우에도 본 발명의 제한을 의미하지는 않는다.

Claims (14)

  1. 자동차 광 모듈의 광원을 위한 방열판(1, 100)으로서, 상기 방열판(1, 100)은 본체(2)와; 이 본체(2) 상에 배치될 수 있는 냉각판(3, 300)들을; 포함하며, 냉각판(3, 300)들은 본체(2)와 열 전도 방식으로 접촉하도록 구성되며, 각자의 냉각판(3, 300)은 베이스 측면(31, 310)을 포함하고, 본체(2)는 냉각판(3, 300)들의 베이스 측면(31, 310)들로 향해 있는 표면(22) 상에 고정 부재(21)들을 포함하며, 각자의 베이스 측면(31, 310) 상에는 고정 부재(21)들에 대응하는 상대 부재(32)들이 배치되고, 고정 부재(21)들은 상대 부재(32)들 내로 맞물리도록 형성되는, 상기 자동차 광 모듈의 광원용 방열판에 있어서,
    상기 고정 부재(21)들은 격자부(23) 내에 배치되며, 상기 상대 부재(32)들은 각각의 베이스 측면(31, 310)들 상에 상호 간에 상대적으로 규칙적인 이격 간격(d1)들로 배치되고, 상기 격자부(23)는 상기 상대 부재(32)들 간의 이격 간격(d1)보다 더 큰 격자 이격 간격(d2)을 보유하는 것을 특징으로 하는 자동차 광 모듈의 광원용 방열판.
  2. 제1항에 있어서, 각자의 냉각판(3)은 U자형으로 형성되어 2개의 다리부(33)를 포함하며, 상기 다리부들은 상호 간에 이격되어 상호 간에 실질적으로 평행하게 연장되고 연결 웨브를 통해 연결되되, 상기 연결 웨브는 상기 베이스 측면(31)을 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차 광 모듈의 광원용 방열판.
  3. 제1항에 있어서, 각자의 냉각판(300)은 L자형으로 형성되되, 상기 베이스 측면은 상기 L자형 냉각판의 짧은 측면(310)을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 광 모듈의 광원용 방열판.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 모든 냉각판(3, 300)에서 상기 상대 부재(33)들 간의 이격 간격(d1)은 동일한 것을 특징으로 하는 자동차 광 모듈의 광원용 방열판.
  5. 제4항에 있어서, 상기 이격 간격(d1)은 대략 상기 격자 이격 간격(d2)의 반인 것을 특징으로 하는 자동차 광 모듈의 광원용 방열판.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 모든 냉각판(3, 300)은 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 광 모듈의 광원용 방열판.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각판(3, 300)들은 압접을 통해 상기 본체(2)와 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 자동차 광 모듈의 광원용 방열판.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정 부재들은 돌출부(21)들로서, 예컨대 원통형 돌출부들로서 형성되며, 그리고 상기 상대 부재들은 상기 돌출부들에 대응하는 리세스부(32)들, 바람직하게는 관통공들로서 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 광 모듈의 광원용 방열판.
  9. 제8항에 있어서, 상기 고정 부재들은 본체(2)와 함께 하나의 모놀리식 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차 광 모듈의 광원용 방열판.
  10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상대 부재들은 돌출부들로서, 예컨대 원통형 돌출부들로서 형성되며, 그리고 상기 고정 부재들은 상기 돌출부들에 대응하는 리세스부들, 바람직하게는 관통공들로서 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 광 모듈의 광원용 방열판.
  11. 제10항에 있어서, 상기 상대 부재들은 상기 냉각판들과 함께 하나의 모놀리식 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차 광 모듈의 광원용 방열판.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각판(3, 300)들은 상기 본체(2) 상에서 바람직하게는 상기 격자부(23)를 통해 기설정된 방향(X)으로 상호 간에 오프셋되어 배치되되, 상기 냉각판(3, 300)들은 바람직하게는 다른 방향, 예컨대 상기 기설정된 방향(X)에 대해 직각인 방향(Y)으로 상호 간에 등거리로 배치되는 것을 특징으로 하는 자동차 광 모듈의 광원용 방열판.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따르는 적어도 하나의 방열판을 포함하는 자동차 광 모듈 내지 자동차 헤드램프 광 모듈.
  14. 제13항에 따르는 적어도 하나의 자동차 헤드램프 광 모듈 내지 자동차 광 모듈을 포함하는 자동차 헤드램프.
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