KR20210114505A - 지지 부재 조립체 - Google Patents
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Abstract
지지 부재가 가요성 부재 및 가요성 부재에 선형으로 부착된 복수의 지지 요소를 포함하며, 각각의 지지 요소는 제 1 접촉 부분 및 제 2 접촉 부분을 포함하며, 지지 요소는 각각의 지지 요소의 제 1 접촉 부분이 대응하는 인접한 지지 요소의 제 2 접촉 부분과 마주하도록 가요성 부재 상에 위치된다. 지지 부재는, 각각의 지지 요소의 제 1 접촉 부분이 상기 대응하는 지지 요소의 제 2 접촉 부분에 수용되어, 제 1 접촉 부분과 제 2 접촉 부분이 협력하여 제 1 방향으로의 지지 부재의 굽힘을 제한하는 것인 직선형 구성과, 각각의 지지 요소의 제 1 접촉 부분과 상기 대응하는 지지 요소의 제 2 접촉 부분이 서로 이격되어 가요성 부재가 제 2 방향으로 구부러지도록 허용하는 것인 곡선형 구성 간에 이동 가능하다.
Description
본 발명은 가요성 지지부의 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 전자기 에너지를 전달하도록 설계된 전도체 및/또는 가스 또는 유체를 운반하는 도관과 함께 사용하기 위한 가요성 지지부에 관한 것이다. 본 명세서에 설명된 가요성 지지부는 처짐, 비틀림 및/또는 전단 응력을 제한하면서 일 방향으로의 광범위한 운동을 제공한다. 본 발명은 또한, 가요성 지지부를 포함하는 조립체에 관한 것이다.
산업 기계 분야에서의 이동 가능한 리본 케이블 및 기타 전기 전도체, 광 전도체, 또는 공압식 도관의 조립체를 갖고자 하는 욕구가 이러한 조립체용의 가요성 지지부의 개발로 이어지고 있다. 일 유형의 가요성 지지부는 "케이블 트랙(cable track)"으로 지칭되는 기계적 연동 설계를 기반으로 한다. 케이블 트랙은 일 그룹의 전도체나 도관을 부분적으로 둘러싸 거치시키는 일련의 선형 연동 세그먼트로 형성된다. 연동 세그먼트는 전도체나 도관의 과도한 굽힘 또는 꼬임을 방지하기 위해 케이블 트랙 및 연관된 전도체나 도관의 운동 범위를 제한하도록 상호 작용하는 표면 특징부를 구비하는 경우가 많다. 일부 용례에서, 케이블 트랙의 운동 범위는 평평한 구성으로부터 일 방향으로만 구부러지는 구성까지이다. 케이블 트랙은 부피가 크고 무게가 많이 나가며, 굽힘 반경, 기계적 진동, 전력 소비가 크며, 마모가 빨라 많은 용례에서 제한되고 있다. 청정실 환경에서의 제조와 같은 일부 용례에서, 케이블 트랙 재료가 마모되면 작업 영역 또는 작업 제품을 오염시키는 미립자를 생성하는 경우가 많다.
대안으로서, 가요성 재료에 운동 제한 요소를 고정시켜 형성되는 가요성 지지 부재가 개발되었다. 연동 세그먼트와 유사하게, 이러한 지지 재료는 일 방향으로 광범위한 운동 범위를 갖지만 반대 방향으로는 운동이 제한된다. 이 지지 부재는 전도체와 케이블의 조립체에 통합될 수 있다. 또한, 지지 조립체의 용례로는 장기간에 걸쳐 빠르고 정확한 기계적 이동을 수행하는 기계가 있다. 제조가 더 용이하며 내구성을 갖춘 개선된 지지 부재가 계속 요구되고 있다.
다루어지고 있는 실시예는 본 요약이 아니라 청구범위에 의해 정의된다. 본 요약은 다양한 양태에 대한 높은 수준의 개요이며, 아래의 발명의 상세한 설명의 섹션에서 추가로 설명되는 몇 가지 개념을 소개한다. 본 요약이 청구되고 있는 주제의 주요한 또는 필수적인 특징을 식별하기 위한 의도가 있는 것은 아니며 별개로 청구되고 있는 주제의 범위를 결정하는 데 사용되기 위한 의도가 있는 것도 아니다. 주제는 전체 명세서의 적절한 부분, 임의의 또는 모든 도면, 및 각각의 청구항을 참조하여 이해되어야 한다.
본 개시의 예시적인 실시예는 세장형 가요성 부재 및 길이를 따라 세장형 가요성 부재에 선형으로 부착된 복수의 지지 요소로서, 각각의 지지 요소가 제 1 접촉 부분 및 제 2 접촉 부분을 포함하며, 각각의 지지 요소의 제 1 접촉 부분이 대응하는 인접한 지지 요소의 제 2 접촉 부분과 마주하도록 세장형 부재 상에 위치되는 복수의 지지 요소를 포함하는 지지 부재에 관한 것이다. 지지 부재가, (ⅰ) 각각의 지지 요소의 제 1 접촉 부분이 대응하는 인접한 지지 요소의 제 2 접촉 부분에 수용되어, 각각의 지지 요소의 제 1 접촉 부분과 대응하는 인접한 지지 요소의 제 2 접촉 부분이 협력하여 제 1 방향으로의 지지 부재의 굽힘 및 비틀림을 제한하는 제 1 직선형 구성과, (ⅱ) 각각의 지지 요소의 제 1 접촉 부분 및 대응하는 인접한 지지 요소의 제 2 접촉 부분이 서로 이격되어 세장형 가요성 부재가 제 1 방향으로 구부러지도록 허용하는 제 2 곡선형 구성 간에 이동 가능하며, 각각의 지지 요소의 제 1 접촉 부분은, 80도 내지 100도의 제 1 각도로 만나는 제 1 면과 제 2 면을 구비한 돌출부이며, 각각의 지지 요소의 제 2 접촉 부분은, 80도 내지 100도의 제 2 각도로 만나는 제 3 면과 제 4 면을 구비한 오목부이다.
일 실시예에서, 제 1 각도 및 제 2 각도가 동일하다.
일 실시예에서, 제 1 면과 제 2 면이, 세장형 가요성 부재를 둘러싸는 평면에 수직이며 몸체의 종방향 축선에 평행한 평면에 투영될 때, 제 1 면과 제 2 면은 제 1 면 및 제 2 면의 해당 단부들을 연결하는 기부와 함께 삼각형을 형성한다.
일 실시예에서, 제 1 면과 제 2 면은 기부의 반대편 가장자리에서 만난다.
일 실시예에서, 제 3 면과 제 4 면이, 세장형 가요성 부재를 둘러싸는 평면에 수직이며 몸체의 종방향 축선에 평행한 평면에 투영될 때, 제 3 면과 제 4 면은, 제 3 면 및 제 4 면의 해당 단부들을 연결하는 기부와 함께 삼각형을 형성한다.
일 실시예에서, 제 3 면과 제 4 면은 기부의 반대편 가장자리에서 만난다.
일 실시예에서, 돌출부가 지지 요소의 폭의 적어도 50%에 걸쳐 있다.
일 실시예에서, 오목부가 지지 요소의 폭의 적어도 50%에 걸쳐 있다.
일 실시예에서, 복수의 지지 요소가 각각, 가요성 부재의 동일한 측면에 부착된다.
일 실시예에서, 가요성 부재가 복수의 지지 요소로의 부착을 위한 복수의 홀을 포함한다.
일 실시예에서, 가요성 부재가 금속을 포함한다.
일 실시예에서, 제 1 각도가 90도이다.
일 실시예에서, 제 2 각도가 90도이다.
일 실시예에서, 제 1 접촉 부분이 지지 요소의 폭의 적어도 80%에 걸쳐 있다.
일 실시예에서, 제 2 접촉 부분이 지지 요소의 폭의 적어도 80%에 걸쳐 있다.
일 실시예에서, 제 1 접촉 부분이 지지 요소의 전체 폭에 걸쳐 있다.
일 실시예에서, 제 2 접촉 부분이 지지 요소의 전체 폭에 걸쳐 있다.
일 실시예에서, 가요성 부재가 중합체를 포함한다.
일 실시예에서, 복수의 지지 요소 중 적어도 하나가 금속을 포함한다.
일 실시예에서, 복수의 지지 요소 중 적어도 하나가 중합체를 포함한다.
본 개시의 다른 예시적인 실시예는 제 1 마운트, 제 2 마운트, 제 1 마운트에 결합된 제 1 단부로부터 제 2 마운트에 결합된 제 2 단부로 연장되는 지지 부재로서, 세장형 가요성 부재 및 길이를 따라 세장형 가요성 부재에 선형으로 부착된 복수의 지지 요소로서, 각각의 지지 요소가 제 1 접촉 부분 및 제 2 접촉 부분을 포함하며, 각각의 지지 요소의 제 1 접촉 부분이 대응하는 인접한 지지 요소의 제 2 접촉 부분과 마주하도록 세장형 가요성 부재 상에 위치되는 복수의 지지 요소를 포함하는 지지 부재를 포함하며, 지지 부재가, (ⅰ) 각각의 지지 요소의 제 1 접촉 부분이 대응하는 인접한 지지 요소의 제 2 접촉 부분에 수용되어, 각각의 지지 요소의 제 1 접촉 부분과 대응하는 인접한 지지 요소의 제 2 접촉 부분이 협력하여 제 1 방향으로의 지지 부재의 굽힘을 제한하는 제 1 직선형 구성과, (ⅱ) 각각의 지지 요소의 제 1 접촉 부분 및 대응하는 인접한 지지 요소의 제 2 접촉 부분이 서로 이격되어 세장형 가요성 부재가 제 1 방향으로 구부러지도록 허용하는 제 2 곡선형 구성 간에 이동 가능하며, 각각의 지지 요소의 제 1 접촉 부분은, 80도 내지 100도의 제 1 각도로 만나는 제 1 면과 제 2 면을 구비한 돌출부이며, 각각의 지지 요소의 제 2 접촉 부분은, 80도 내지 100도의 제 2 각도로 만나는 제 3 면과 제 4 면을 구비한 오목부인 것인 지지 시스템에 관한 것이다.
도 1은 일부 실시예에 따른, 마운트 및 지지 부재를 구비한 케이블 견인 시스템의 개략도이다.
도 2는 일부 실시예에 따른, 복수의 지지 요소를 포함하는 도 1의 지지 부재의 일부의 사시도이다.
도 3은 일부 실시예에 따른, 복수의 지지 요소 및 세장형 가요성 부재를 포함하는 도 1의 지지 부재의 일부의 다른 사시도이다.
도 4는 일부 실시예에 따른, 직선형 구성의 도 1의 지지 부재의 측면도이다.
도 5는 일부 실시예에 따른, 곡선형 구성의 도 1의 지지 부재의 측면도이다.
도 6은 일부 실시예에 따른, 도 1의 지지 부재의 예시적인 지지 요소 및 세장형 가요성 부재의 사시도이다.
도 7은 일부 실시예에 따른, 도 1의 지지 부재의 예시적인 지지 요소의 사시도이다.
도 2는 일부 실시예에 따른, 복수의 지지 요소를 포함하는 도 1의 지지 부재의 일부의 사시도이다.
도 3은 일부 실시예에 따른, 복수의 지지 요소 및 세장형 가요성 부재를 포함하는 도 1의 지지 부재의 일부의 다른 사시도이다.
도 4는 일부 실시예에 따른, 직선형 구성의 도 1의 지지 부재의 측면도이다.
도 5는 일부 실시예에 따른, 곡선형 구성의 도 1의 지지 부재의 측면도이다.
도 6은 일부 실시예에 따른, 도 1의 지지 부재의 예시적인 지지 요소 및 세장형 가요성 부재의 사시도이다.
도 7은 일부 실시예에 따른, 도 1의 지지 부재의 예시적인 지지 요소의 사시도이다.
당업자라면 본 개시의 다양한 양태가 의도한 기능을 수행하도록 구성된 임의의 개수의 방법 및 장치에 의해 실현될 수 있다는 것을 쉽게 알 것이다. 또한, 본 명세서에 참조된 첨부 도면이 반드시 축척에 맞게 도시되어 있는 것은 아니며, 본 개시의 다양한 양태를 예시하기 위해 과장될 수도 있으며, 이러한 관점에서, 도면이 제한으로서 해석되어서는 안된다는 점에 유의하여야 한다.
아래에 상세히 논의되는 바와 같이, 본 개시의 지지 부재는 전도체, 도관, 케이블, 채널 또는 기타 구성 요소의 조립체를 지지할 수 있다. 지지 부재는 복수의 지지 요소가 고정된 세장형 가요성 부재를 포함한다. 본 실시예에서, 지지 부재는 인접한 지지 요소를 연결하기 위한 조인트 또는 기계적 연동 세그먼트를 구비하지 않는다. 따라서, 마찰을 야기하는 기계적으로 연동된 부품이 없기 때문에, 본 발명의 실시예는 미립자 축적을 줄이며 지지 부재의 내구성을 증가시킨다.
조인트 또는 연동 지지 요소가 없는 지지 부재의 한 가지 문제는 지지 부재가 그 중량을 포함한 조립체의 하중을 지지하고 있을 때 처질 수도 있다는 점이다. 조립체가 길어질수록 이 문제가 더 심각해진다. 이러한 문제를 극복하기 위해, 본 명세서에 개시된 지지 부재는 조립체가 수평 또는 직선형 구성일 때 서로 접촉하여 지지 부재의 비틀림 제어를 제공하는 지지 요소를 구비한다. 인접한 지지 요소가 서로 접촉함으로써 지지 부재의 길이를 팽팽한 구성으로 유지할 수도 있으며 하중을 지지하는 데 문제를 일으킬 수 있는 수축, 신장, 처짐 또는 변형을 줄일 수도 있다.
일부 실시예에서, 지지 부재가 일 방향으로의 굽힘을 허용한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 지지 요소가 도 1에 도시된 굽힘 축선(b)을 중심으로 최소 굽힘 반경을 형성하며 반대 방향으로의 굽힘을 제한한다. 최소 굽힘 반경은 지지 부재를 일 방향으로 최대한 구부렸을 때의 반경을 의미한다. 지지 부재가 원하는 방향으로 구부러질 수도 있으며, 이러한 굽힘은 지지 요소의 상호 작용에 의해 제한된다. 특히, 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 인접한 지지 요소의 접촉 부분이 서로 접촉할 때 최소 굽힘 반경이 제한된다. 더 긴 조립체의 경우, 넓은 운동 범위를 갖는 것이 특히 유용하다.
조립체가 먼지 발생을 제한하면서 그리고 전도체, 도관, 및 케이블을 보호하면서 반복적으로 구부러지고 신장될 수도 있다. 조립체는 본 명세서에 개시된 지지 부재에 의해 달성되는 반복적인 굽힘에 대한 우수한 피로 저항을 나타낸다.
또한, 지지 부재는 지지 부재 및 지지 부재가 통합되는 조립체의 비틀림 또는 꼬임을 제한하기 위한 비틀림 제어를 제공한다. 더 긴 용례에 사용되는 경우, 지지 부재의 비틀림이 x-방향, y-방향 및 z-방향을 포함한 다수의 방향으로 반경 방향 굽힘 평면을 벗어난 과도한 이동 또는 응력을 생성한다. 조립체가 x-방향으로 그 길이를 따라, y-방향으로 옆으로 또는 z-방향으로 위아래로 이동될 수도 있다. 빠른 이동이 이루어질 수도 있어, 조립체에 가해지는 응력과 비틀림이 더욱 증가할 수 있다. 그러나, 본 명세서에 설명된 일부 실시예에서, 비틀림이 지지 요소에 의해 제한된다. 본 명세서에 설명된 일부 실시예에서, 비틀림이 지지 요소 상의 돌출부에 의해 제한된다. 비틀림을 제한하면 지지 부재의 수명과 내구성이 향상될 수도 있다.
도 1 및 도 2는 세장형 가요성 부재(104)에 고정된 복수의 지지 요소(102)를 구비한 지지 부재(100)를 포함하는 케이블 견인 조립체(10)를 보여준다. 이 실시예에서, 지지 요소(102)가 그 길이를 따라 세장형 가요성 부재(104)에 선형으로 부착된다. 종방향으로 배열된 지지 요소(102)의 개수는 조립체의 길이에 따라 달라지며, 일부 실시예에서, 10 개 내지 1000 개의 단위까지 다양할 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 요소(102)의 개수가 100 개 내지 900 개이다. 다른 실시예에서는, 지지 요소의 개수가 200 개 내지 800 개이다. 다른 실시예에서는, 지지 요소의 개수가 400 개 내지 700 개이다. 다른 실시예에서는, 지지 요소의 개수가 500 개 내지 600 개이다. 다른 실시예에서는, 지지 요소의 개수가 50 개 내지 500 개이다. 다른 실시예에서는, 지지 요소의 개수가 100 개 내지 200 개이다.
케이블 견인 조립체(10)는 종종, 케이블 및 호스용 지지 시스템으로서 선형 공정 경로를 갖는 산업 플랜트에서 사용된다. 일부 실시예에서, 조립체(10)가 반도체 처리 장비와 같은 장비(도시하지 않음)를 연결하며, 그 길이를 따라 임의의 조인트를 포함하지 않는다. 그러나, 조립체(10)는 여전히 가요성이어서, 조립체(10)가 굽힘 축선(b)을 중심으로 일 방향으로 구부러질 수 있다. 지지 부재(100)는 다른 방향으로의 굽힘은 제한하며, 유리하게는, 처짐, 전단 장력뿐만 아니라 비틀림을 감소시킨다. 일 실시예에서, 조립체(10)가 마운트 또는 클램프(12)를 통해 제 위치에 유지된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 클램프(12)가 견인 조립체(10)의 양 단부에 위치된다. 다른 실시예에서는, 조립체(10)가 그 길이를 따라 규칙적인 또는 불규칙적인 간격으로 위치된 클램프(18)를 포함한다.
도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 지지 부재(100)는 세장형 가요성 부재(104)에 고정된 복수의 지지 요소(102)를 포함한다. 지지 요소(102)가 결합 부분(108) 및 몸체(110)를 포함한다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 세장형 가요성 부재(104)가 결합 부분(108)에서 지지 요소(102)에 고정된다. 일부 실시예에서, 결합 부분(108)이 지지 요소(102)를 오버 몰딩함으로써 세장형 가요성 부재(104) 상에 장착된다. 일부 실시예에서, 결합 부분(108)이 세장형 가요성 부재(104)에 가까운 지지 요소(102)의 제 1 면(152)으로부터 연장되는 2 개의 종방향 연장부(150)를 포함한다. 각각의 연장부(150)가 연장부를 관통하여 종방향으로 연장되는 오목부(154)(도 6에 가장 잘 도시됨)를 구비한다. 오목부(154)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 연장부가 세장형 가요성 부재(104)의 측면 가장자리 둘레에 "후크 결합"되도록 오목부를 관통하여 세장형 가요성 부재(104)를 수용하는 크기 및 형상을 갖는다. 다른 실시예에서는, 핀 또는 체결구(148)가, 도 3에 도시된 바와 같이, 세장형 가요성 부재(104)의 홀을 통해 연장함으로써 지지 요소(102)와 세장형 가요성 부재(104)를 함께 고정한다.
일부 실시예에서, 결합 부분(108) 및 몸체(110)가 일체화되어 단일 구성을 갖는다. 일체화됨으로써, 결합 부분(108)과 몸체(110)가 별도로 형성되지 않아 분리 가능하지 않다. 이러한 구성은 조립 단계를 줄이며, 결합 부분(108)을 세장형 가요성 부재(104)에 별도로 연결하거나 세장형 가요성 부재(104)를 영역별로 결합 부분에 장착하기 위해 세장형 가요성 부재에 고정되는 포스트와 같은 다른 부재를 사용할 필요가 없다. 세장형 가요성 부재(104)의 위와 아래에 일체화된 영역을 구비하면 조립 공정 단계를 더 빠르고 쉽게 만들 수도 있다. 또한, 지지 요소(102)의 일체화된 구조는 지지 부재(100)에 더 높은 강성을 제공할 수도 있다.
다른 실시예에서는, 결합 부분(108) 및 몸체(110)가 지지 요소(102)를 형성하기 위해 함께 조립되는 별개의 구성 요소를 포함한다. 예를 들어, 몸체(110)가 세장형 가요성 부재(104) 상에 형성될 수도 있으며(즉, 오버 몰딩 등에 의해), 결합 부분(108)이 몸체에 장착되어 지지 요소(102)를 형성한다. 이 실시예에서, 나사 또는 핀과 같은 체결구(148)가 사용되어 결합 부분(108)과 몸체(110)를 함께 연결한다.
일부 실시예에서, 각각의 지지 요소(102)의 몸체(110)가 실질적으로 직육면체 또는 직사각형 형상이며, 중심 종방향 축선을 따라 제 1 단부로부터 대향하는 제 2 단부로 연장된다. 몸체(110)가, 도 4 내지 도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제 1 측면(140) 및 평행한 제 2 측면(142)에 의해 연결된 제 1 표면(151) 및 평행한 제 2 표면(152)을 포함한다. 제 1 단부가 제 1 접촉 부분(112)을 포함하며, 제 2 단부가 제 2 접촉 부분(114)을 포함한다. 따라서, 조립 구성에서, 각각의 지지 요소(102)의 제 1 접촉 부분(112)이 대응하는 인접한 지지 요소(102)의 제 2 접촉 부분(114)과 마주한다. 대응하는 인접한 지지 요소(102)의 제 1 및 제 2 접촉 부분(112, 114)이, 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 직선형 구성(도 4에 도시됨)에서 서로 협력하여 제 1 방향(Y1)으로의 지지 부재(100)의 굽힘을 제한하도록 구성된다.
예시적인 실시예에서, 각각의 지지 요소(102)의 제 1 접촉 부분(112)이 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이 몸체(110)의 제 1 단부로부터 연장되는 돌출부(128)를 포함한다. 돌출부(128)가 제 1 및 제 2 측면(140, 142)과 직교하며 가장자리(120)에서 만나도록 제 1 및 제 2 표면(151, 152)에 대해 중심 종방향 축선(L)을 향해 각을 이룬 제 1 면(116) 및 제 2 면(118)을 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 돌출부(128)는 몸체(110)의 제 1 측면(140)을 포함하는 평면을 따라 또는 평행하게 연장되는 제 1 측면(170) 및 몸체의 제 2 측면(142)을 포함하는 평면을 따라 또는 평행하게 연장되는 제 2 측면(172)을 추가로 포함하여 제 1 및 제 2 측면(170, 172)이 서로 평행하다. 도 4 및 도 5는 몸체(110)의 종방향 축선(L)에 평행하며 세장형 가요성 부재(104)를 둘러싸는 평면(B)과 직교하는 평면(A)에서 보았을 때의 지지 부재(100)의 일부를 보여준다. 제 1 및 제 2 면(116, 118)이 평면(A)에 투영될 때, 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 면이 가장자리(120)의 반대편에 있는 제 1 및 제 2 면(116, 118)의 개개의 단부를 연결하는 기부(174)와 함께 삼각형을 형성한다. 일 실시예에서, 제 1 및 제 2 면(116, 118)이 80도 내지 100도의 각도를 형성한다. 다른 실시예에서는, 제 1 및 제 2 면(116, 118)이 45도 내지 90도의 각도를 형성한다. 다른 실시예에서는, 제 1 및 제 2 면(116, 118)이 60도 내지 80도의 각도를 형성한다. 다른 실시예에서는, 제 1 및 제 2 면(116, 118)이 90도의 각도를 형성한다.
일부 실시예에서, 돌출부(128)가 지지 요소(102)의 폭의 적어도 50%에 걸쳐 있다. 지지 요소 폭(W)이, 도 7에 도시된 바와 같이, 지지 요소(104)의 2 개의 평행한 측면(140, 142) 사이에서 지지 요소(102)의 종방향 축선(L)과 수직으로 측정된 거리로서 정의된다. 다른 실시예에서는, 돌출부(128)가 지지 요소(102)의 폭의 적어도 60%에 걸쳐 있다. 다른 실시예에서는, 돌출부(128)가 지지 요소(102)의 폭의 적어도 70%에 걸쳐 있다. 다른 실시예에서는, 돌출부(128)가 지지 요소(102)의 폭의 적어도 80%에 걸쳐 있다. 다른 실시예에서는, 돌출부(128)가 지지 요소(102)의 폭의 적어도 90%에 걸쳐 있다. 다른 실시예에서는, 돌출부(128)가 지지 요소(102)의 폭의 100%에 걸쳐 있다.
일부 실시예에서, 돌출부(128)가 지지 요소(102)의 몸체(110)의 높이의 적어도 75%에 걸쳐 있다. 몸체 높이(HB)가, 도 6 및 도 7에 가장 잘 도시된 바와 같이, 지지 요소 몸체(114)의 평행한 제 1 및 제 2 표면(151, 152) 사이에서 지지 요소(102)의 종방향 축선(L)과 수직으로 측정된 거리로서 정의된다. 다른 실시예에서는, 돌출부(128)가 지지 요소(102)의 높이의 적어도 80%에 걸쳐 있다. 다른 실시예에서는, 돌출부(128)가 지지 요소(102)의 높이의 적어도 85%에 걸쳐 있다. 다른 실시예에서는, 돌출부(128)가 지지 요소(102)의 폭의 적어도 90%에 걸쳐 있다. 다른 실시예에서는, 돌출부(128)가 지지 요소(102)의 높이의 적어도 95%에 걸쳐 있다. 다른 실시예에서는, 돌출부(128)가 지지 요소(102)의 높이의 100%에 걸쳐 있다.
예시적인 실시예에서, 각각의 지지 요소(102)의 제 2 접촉 부분(114)이, 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 몸체(110)의 제 2 단부로부터 몸체(110) 내로 연장되는 오목부(130)를 포함한다. 제 2 접촉 부분(114)은 오목부(130)가 돌출부(128)를 수용하도록 제 1 접촉 부분(112)의 프로파일에 대응하는 프로파일을 갖는다. 구체적으로, 오목부(130)가 대응하는 인접한 지지 요소(102)의 돌출부(128)의 제 1 및 제 2 면(116, 118)을 둘러싼다. 예를 들어, 제 2 접촉 부분(114)이 제 1 및 제 2 측면(140, 142)과 수직이며 가장자리(126)에서 만나도록 제 1 및 제 2 표면(151, 152)에 대해 중심 종방향 축선(L)을 향해 각을 이룬 제 1 면(122) 및 제 2 면(124)을 포함한다. 가장자리(126)가 세장형 가요성 부재(104)를 둘러싸는 평면(B)에 평행하게 연장된다. 도 4 및 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 예시적인 일 실시예에서, 제 1 및 제 2 면(122, 124)이 평면(A)에 투영될 때, 제 1 및 제 2 면(122, 124)이 가장자리(126)의 반대편의 제 1 및 제 2 면(122, 124)의 개개의 단부를 연결하는 기부(176)와 삼각형을 형성한다. 일 실시예에서, 제 1 및 제 2 면(116, 118)이 80도 내지 100도의 각도를 형성한다. 다른 실시예에서는, 제 1 및 제 2 면(116, 118)이 45도 내지 90도의 각도를 형성한다. 다른 실시예에서는, 제 1 및 제 2 면(116, 118)이 60도 내지 80도의 각도를 형성한다. 다른 실시예에서는, 제 1 및 제 2 면(116, 118)이 90도의 각도를 형성한다.
오목부(130)의 폭(즉, 지지 요소(104)의 2 개의 측면(140, 142) 사이에서 지지 요소(102)의 종방향 축선(L)에 수직으로 연장되는 치수)이 대응하는 인접한 지지 요소(104)의 돌출부(128)의 폭과 실질적으로 동일하다. 예를 들어, 돌출부(128)가 지지 요소(102)의 폭의 50%에 걸쳐 있는 실시예에서, 오목부(130)가 지지 요소(102) 폭의 50%에 걸쳐 있을 것이다. 또한, 오목부(130)는 오목부(130)의 가장자리(126)가 돌출부(128)의 가장자리(120)와 실질적으로 정렬되도록 지지 요소(102) 상에 위치된다. 일부 실시예에서, 오목부(130)가 지지 요소(102)의 폭의 적어도 50%에 걸쳐 있다. 다른 실시예에서는, 돌출부(128)가 지지 요소(102)의 폭의 적어도 60%에 걸쳐 있다. 다른 실시예에서는, 오목부(130)가 지지 요소(102)의 폭의 적어도 80%에 걸쳐 있다. 다른 실시예에서는, 오목부(130)가 지지 요소(102)의 폭의 적어도 80%에 걸쳐 있다. 다른 실시예에서는, 오목부(130)가 지지 요소(102)의 폭의 적어도 90%에 걸쳐 있다. 다른 실시예에서는, 오목부(130)가 지지 요소(102)의 폭의 100%에 걸쳐 있다.
제 1 접촉 부분(112) 및 제 2 접촉 부분(114)이, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 직선형 구성일 때 인접한 대응하는 지지 요소(102) 간에 대규모 접촉을 제공하도록 구성된다. 지지 요소(102) 사이의 이러한 표면적이 큰 계면에 의해 지지 요소(102)의 비틀림 모멘트가 접촉 부분(112, 114)에 전달될 수 있다. 또한, 지지 요소(102) 사이의 확대된 접촉 면적은 접촉 부분(112, 114)에서 단위 면적당 더 적은 압력을 초래하므로, 지지 부재(100)의 변형이 적다. 즉, 예를 들어, 제 1 면(116, 122) 및 제 2 면(118, 124)과 같이 접촉하고 있는 2 개의 평면 영역에 의해, 압력이 2 개의 제 1 면(116, 122) 사이의 전체 접촉 영역에 걸쳐 퍼진다. 추가적으로, 평면형 접촉 영역은 시스템(10)에 영향을 줄 수도 있는 먼지 또는 기타 부정확성에 대해 더 관대하다. 돌출부(128) 및 대응하는 오목부(130)의 폭이 증가하면 또한, 하나의 지지 요소(102)로부터 다른 대응하는 지지 요소(102)로 강성 모멘트가 전달될 수 있다. 따라서, 지지 요소(102)의 전체 폭에 걸쳐 있는 돌출부(128) 및 대응하는 오목부(130)는 지지 요소(102) 간의 강성 모멘트의 전달을 위한 보다 안정적인 계면을 제공한다.
지지 요소(102)의 돌출부(128)가 인접한 대응하는 지지 요소(102)의 오목부(130)의 내부에 수용되긴 하지만, 오목부에 상호 연결되거나, 고정되거나 잠금 결합되지는 않는다. 이러한 자유로운 연결에 의해, 도 5에 도시된 바와 같이, 지지 부재(100)가 구부러짐에 따라 돌출부(128)가 자유롭게 이동할 수 있게 된다. 일 실시예에서, 지지 요소(102)가 지지 부재(100)를 분리하거나 재구성할 필요 없이 서로 분리 가능하여, 지지 부재(100), 특히, 지지 요소(102)가 손상되거나 마모된 경우 교체될 수 있다.
지지 부재(100)가 도 2 내지 도 4에 도시된 직선형 구성과 도 5에 도시된 곡선형 구성 사이에서 이동 가능하다. 직선형 구성에서, 각각의 지지 요소(102)의 제 1 접촉 부분(112)이 대응하는 인접한 지지 요소(102)의 제 2 접촉 부분(114)에 수용되어, 도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 지지 요소(102)의 제 1 접촉 부분(112)과 대응하는 인접한 지지 요소(102)의 제 2 접촉 부분(114)이 협력하여 제 1 방향(Y1)으로의 지지 부재(100)의 굽힘을 제한한다. 구체적으로, 제 1 접촉 부분(112)의 돌출부(128)가 제 2 접촉 부분(114)의 오목부(130)에 삽입되어, 공차 없이 하나의 지지 요소(102)로부터 다음 지지 요소로의 크기가 큰 연결부를 구축한다. 또한, 세장형 가요성 부재(104)의 기계적 특성에 의해 반경 방향 굽힘이 제한된다. 예를 들어, 세장형 가요성 부재(104)의 탄성 범위에 의해 반경 방향 굽힘이 제한된다.
곡선형 구성에서, 각각의 지지 요소(102)의 제 1 접촉 부분(112) 및 대응하는 인접한 지지 요소(102)의 제 2 접촉 부분(114)이 서로 이격되어 세장형 가요성 부재(104)가 제 2 방향(Y2)으로 구부러지도록 허용한다. 자체적인 잠금을 방지하기 위해, 돌출부(128)와 오목부(130)의 각도(바람직하게는 80도 내지 100도)가 지지 요소 재료의 마찰 계수에 따라 조정될 수도 있다. 다시 말해, 돌출부(128)와 오목부(130)의 각도가 지지 요소 재료의 마찰 계수(마찰 각도)보다 크면, 자체적인 잠금이 제한될 수도 있다. 자체적인 잠금이 방지되면, 제 1 및 제 2 접촉 부분(112, 114) 사이의 연결의 용이한 개폐가 가능해진다. 따라서, 지지 요소(102)가 직선형 구성과 구부러진 구성 간에 이동 가능하다.
일 실시예에서, 지지 부재(100)의 최대 반경 방향 굽힘이 도 1에 도시되어 있다. 복수의 지지 요소(102)가 세장형 가요성 부재(104) 상에 종방향으로 배열된다. 최소 굽힘 반경은, 도 1에 도시된 바와 같이, 지지 부재(100)를 일 방향으로 구부릴 때 최대 반경 방향 굽힘을 초래하는 가능한 가장 좁은 반경(r)을 의미한다. 인접한 대응하는 지지 요소(102)의 접촉 부분(112, 114)이 서로 이격되어, 최대 반경 방향 굽힘을 형성할 때 반경은 좁다. 일부 실시예에서, 최소 굽힘 반경이 40 mm이다. 다른 실시예에서는, 최소 굽힘 반경이 70 mm 내지 80 mm이다. 다른 실시예에서는, 최소 굽힘 반경이 100 mm이다. 다른 실시예에서는, 최소 굽힘 반경이 200 mm이다. 다른 실시예에서는, 최소 굽힘 반경이 300 mm이다. 다른 실시예에서는, 최소 굽힘 반경이 400 mm이다. 다른 실시예에서는, 최소 굽힘 반경이 500 mm이다.
예시적인 실시예에서, 결합 부분(108) 및 몸체(110)를 포함하는 지지 요소(102)가 50 cm 내지 400 cm의 길이(즉, 제 1 접촉 부분(112)의 가장자리(120)로부터 제 2 단부까지 연장되는 치수)를 갖는다. 다른 실시예에서는, 지지 요소(102)가 100 cm 내지 400 cm의 길이를 갖는다. 다른 실시예에서는, 지지 요소(102)가 150 cm 내지 300 cm의 길이를 갖는다. 다른 실시예에서는, 지지 요소(102)가 160 cm 내지 200 cm의 길이를 갖는다.
예시적인 실시예에서, 지지 요소(102)가 15 mm 내지 45 mm의 폭(즉, 지지 요소(102)의 측면 사이의 치수)을 갖는다. 다른 실시예에서는, 지지 요소(102)가 15 mm 내지 40 mm의 길이를 갖는다. 다른 실시예에서는, 지지 요소(102)가 30 mm 내지 45 mm의 길이를 갖는다. 다른 실시예에서는, 지지 요소(102)가 20 mm 내지 30 mm의 길이를 갖는다.
일부 실시예에서, 세장형 가요성 부재(104)가 균일한 폭 및 두께를 갖는 스트립 또는 유사한 재료 조각이다. 예시적인 일 실시예에서, 세장형 가요성 부재(104)의 폭이 11 mm 내지 41 mm이다. 다른 실시예에서는, 세장형 가요성 부재(104)의 폭이 15 mm 내지 35 mm이다. 다른 실시예에서는, 세장형 가요성 부재(104)의 폭이 15 mm 내지 30 mm이다. 다른 실시예에서는, 세장형 가요성 부재(104)의 폭이 16 mm 내지 26 mm이다. 일 실시예에서, 세장형 가요성 부재(104)의 폭이 지지 요소(102)의 폭보다 작다. 다른 실시예에서는, 세장형 가요성 부재(104)의 폭이 지지 요소(102)의 폭보다 크다. 이 실시예에서, 세장형 가요성 부재(104)가 세장형 가요성 부재(104)의 홀을 통해 연장되는 핀 또는 체결구(148)에 의해 지지 요소(102)에 연결된다. 일 실시예에서, 세장형 가요성 부재(104)의 두께가 0.1 mm 내지 0.7 mm이다. 다른 실시예에서는, 세장형 가요성 부재의 두께가 0.2 내지 0.5 mm이다. 다른 실시예에서는, 세장형 가요성 부재의 두께가 0.3 내지 0.4 mm이다. 다른 실시예에서는, 세장형 가요성 부재의 두께가 0.4 내지 0.6 mm이다. 일 실시예에서, 세장형 가요성 부재(104)가 실질적으로 직사각형 둘레를 갖는 수평 방향으로 세장형이다.
일 실시예에서, 세장형 가요성 부재(104)가 복수의 필라멘트 또는 섬유를 포함한다. 일부 실시예에서, 필라멘트 또는 섬유가 이격되어 평면형 구성, 예를 들어, 평행한 정렬로 정렬된다. 일부 실시예에서, 필라멘트 또는 섬유가 중합체성 코팅에 의해 캡슐화된다. 일부 실시예에서, 재료 스트립과 필라멘트 또는 섬유의 조합이 세장형 가요성 부재(104)로서 사용된다.
일부 실시예에서, 세장형 가요성 요소(104)가 금속성 또는 중합체성 재료를 포함한다. 일부 실시예에서, 금속 재료가 스테인리스강, 탄소강, 스프링강, 니켈 및 티타늄 합금을 포함하지만 이것으로 제한되지 않는다. 일부 실시예에서, 중합체성 재료가 폴리에스테르, 열가소성 폴리아미드, 예를 들어 나일론, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리 염화 비닐, 불소 중합체, 불소 열가소성 플라스틱, 천연 및 합성 고무, 아라미드 섬유, 예를 들어 케블라(KEVLAR®) 브랜드 섬유, 유리 섬유, 또는 이들의 복합 보강재를 포함하지만 이것으로 제한되지 않는다. 세장형 가요성 부재(104)가 금속성 및 중합체성 재료의 복합재를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 지지 요소(102)가 금속, 중합체, 또는 이들의 조합과 같은 다양한 재료를 포함한다. 일부 실시예에서, 금속성 및 중합체성 재료가 높은 내압축성 및 우수한 내충격성을 갖는다. 결과적으로, 재료가 견고하고 무게가 가벼우며 저렴하고 형상화 또는 성형이 용이하다. 적합한 금속성 재료의 예는 알루미늄, 황동, 아연, 마그네슘 및 이들 재료의 합금을 포함하지만 이것으로 제한되지 않는다. 일부 실시예에서, 금속이 상이한 양의 알루미늄 및 소량의 구리 및 마그네슘을 갖는 아연계 합금이다. 이들 합금은 제품 번호 ZA-8, ZA-12 및 ZA-27인 상표명 자마크(ZAMACK™)로 뉴욕주 메이브룩 소재 이스턴 얼로이스사(Eastern Alloys, Inc.)로부터 입수 가능하다. 적합한 중합체성 재료는, 일반적으로 액정 폴리머(LCP)로 지칭되는 p-하이드록시벤조산-6 하이드록시-s-나프토산 공중합체, 유리 충전 LCP, 유리 충전 나일론 및 폴리프로필렌, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 탄소 충전과 같은 엔지니어링 열가소성 플라스틱 및 위에서 설명한 재료 및 기타 복합 재료의 섬유 등으로 형성된 에폭시와 같은 열경화성 플라스틱을 포함하지만 이것으로 제한되지 않는다. 예시적인 액정 중합체가 상표명 벡트라(VECTRA®) 액정 중합체로 일본 오사카에 소재한 폴리플라스틱스사(Polyplastics Co., Ltd.)로부터 입수 가능하다. 고체는 성형, 주조, 카빙 및/또는 스탬핑에 의해 형성된다. 열 주입의 예시적인 방법은 일반적으로 인서트 성형이라고도 하는 오버 몰딩이다.
일 실시예에서, 지지 요소(102)가 오버 몰딩 기술에 의해 세장형 가요성 부재(104) 상에 지지 요소(102)를 직접 장착함으로써 세장형 가요성 부재(104)에 고정된다. 일 실시예에서, 세장형 가요성 부재(104)는 지지 요소(102)의 몸체(110)가 형성되어 세장형 가요성 부재(104)에 부착됨에 따라 각각의 지지 요소(102) 사이에 공간을 제공하기 위해 금형에서 곡선형 구성으로 유지된다. 일부 실시예에서, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 지지 요소(102)가 하나 이상의 공동(160)을 갖는다. 이들 공동은 지지 부재(100)의 중량을 감소시키지만, 사출 성형이 사용되는 경우 플라스틱 재료를 경화시키고 중합체의 체적 수축을 감소시키기에 충분한 두꺼운 벽을 제공한다.
본 발명의 범위를 벗어나지 않고 논의된 개시의 처리 시스템의 예시적인 실시예에 대한 다양한 수정 및 추가가 이루어질 수 있다. 위에서 설명된 실시예가 특정 특징을 언급하긴 하지만, 본 발명의 범위에는 또한 위에서 설명된 모든 특징을 포함하지는 않는 실시예 및 특징의 상이한 조합을 갖는 실시예가 포함된다. 본 명세서에 설명된 다양한 실시예 및 예의 특징이 임의의 적절한 조합으로 서로 조합될 수도 있으며 개시된 실시예가 제한적인 것은 아니라는 점이 이해될 것이다. 예를 들어, 일 실시예의 특징이 가능한 경우 다른 실시예에 선택적으로 도입될 수도 있다.
Claims (21)
- 지지 부재로서,
세장형 가요성 부재;
세장형 가요성 부재에 길이를 따라 선형으로 부착된 복수의 지지 요소로서, 각각의 지지 요소는 제 1 접촉 부분 및 제 2 접촉 부분을 포함하며, 각각의 지지 요소의 제 1 접촉 부분이 대응하는 인접한 지지 요소의 제 2 접촉 부분과 마주하도록 세장형 부재 상에 위치되는 복수의 지지 요소
를 포함하며,
상기 지지 부재는, (ⅰ) 각각의 지지 요소의 제 1 접촉 부분이 상기 대응하는 인접한 지지 요소의 제 2 접촉 부분에 수용되어, 각각의 지지 요소의 제 1 접촉 부분과 상기 대응하는 인접한 지지 요소의 제 2 접촉 부분이 협력하여 제 1 방향으로의 지지 부재의 굽힘을 제한하며 지지 부재의 비틀림을 제한하는 것인 제 1 직선형 구성과, (ⅱ) 각각의 지지 요소의 제 1 접촉 부분과 상기 대응하는 인접한 지지 요소의 제 2 접촉 부분이 서로 이격되어 세장형 가요성 부재가 제 2 방향으로 구부러지도록 허용하는 것인 제 2 곡선형 구성 간에 이동 가능하며,
각각의 지지 요소의 제 1 접촉 부분은, 80도 내지 100도의 제 1 각도로 만나는 제 1 면과 제 2 면을 구비한 돌출부이며,
각각의 지지 요소의 제 2 접촉 부분은, 80도 내지 100도의 제 2 각도로 만나는 제 3 면과 제 4 면을 구비한 오목부인 것인 지지 부재. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 각도와 상기 제 2 각도는 동일한 것인 지지 부재. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 면과 상기 제 2 면은, 세장형 가요성 부재를 둘러싸는 평면에 수직이며 몸체의 상기 종방향 축선에 평행한 평면에 투영될 때, 제 1 면과 제 2 면이, 제 1 면 및 제 2 면의 해당 단부들을 연결하는 기부와 함께 삼각형을 형성하는 것인 지지 부재. - 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 및 상기 제 2 면은 상기 기부의 반대편 가장자리에서 만나는 것인 지지 부재. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 3 면과 상기 제 4 면은, 세장형 가요성 부재를 둘러싸는 평면에 수직이며 몸체의 상기 종방향 축선에 평행한 평면에 투영될 때, 제 3 면과 제 4 면이, 제 3 면 및 제 4 면의 해당 단부들을 연결하는 기부와 함께 삼각형을 형성하는 것인 지지 부재. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 3 및 상기 제 4 면은 상기 기부의 반대편 가장자리에서 만나는 것인 지지 부재. - 제 1 항에 있어서,
상기 돌출부는 지지 요소의 폭의 적어도 50%에 걸쳐 있는 것인 지지 부재. - 제 1 항에 있어서,
상기 오목부는 지지 요소의 폭의 적어도 50%에 걸쳐 있는 것인 지지 부재. - 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 지지 요소 각각은, 가요성 부재의 동일한 측면에 부착되는 것인 지지 부재. - 제 1 항에 있어서,
상기 가요성 부재는 복수의 지지 요소로의 부착을 위한 복수의 홀(hole)을 포함하는 것인 지지 부재. - 제 1 항에 있어서,
상기 가요성 부재는 금속을 포함하는 것인 지지 부재. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 각도는 90도인 것인 지지 부재. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 각도는 90도인 것인 지지 부재. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 접촉 부분은 지지 요소의 폭의 적어도 80%에 걸쳐 있는 것인 지지 부재. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 접촉 부분은 지지 요소의 폭의 적어도 80%에 걸쳐 있는 것인 지지 부재. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 접촉 부분은 지지 요소의 전체 폭에 걸쳐 있는 것인 지지 부재. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 접촉 부분은 지지 요소의 전체 폭에 걸쳐 있는 것인 지지 부재. - 제 1 항에 있어서,
상기 가요성 부재는 중합체를 포함하는 것인 지지 부재. - 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 지지 요소 중 적어도 하나가 금속을 포함하는 것인 지지 부재. - 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 지지 요소 중 적어도 하나가 중합체를 포함하는 것인 지지 부재. - 제 1 마운트; 제 2 마운트; 제 1 마운트에 결합된 제 1 단부로부터 제 2 마운트에 결합된 제 2 단부로 연장되는 지지 부재를 포함하는 지지 시스템에 있어서,
상기 지지 부재는,
세장형 가요성 부재;
세장형 가요성 부재에 길이를 따라 선형으로 부착된 복수의 지지 요소로서, 각각의 지지 요소는 제 1 접촉 부분 및 제 2 접촉 부분을 포함하며, 각각의 지지 요소의 제 1 접촉 부분이 대응하는 인접한 지지 요소의 제 2 접촉 부분과 마주하도록 세장형 가요성 부재 상에 위치되는 복수의 지지 요소
를 포함하며,
상기 지지 부재는, (ⅰ) 각각의 지지 요소의 제 1 접촉 부분이 상기 대응하는 인접한 지지 요소의 제 2 접촉 부분에 수용되어, 각각의 지지 요소의 제 1 접촉 부분과 상기 대응하는 인접한 지지 요소의 제 2 접촉 부분이 협력하여 제 1 방향으로의 지지 부재의 굽힘을 제한하며 지지 부재의 비틀림을 제한하는 것인 제 1 직선형 구성과, (ⅱ) 각각의 지지 요소의 제 1 접촉 부분과 상기 대응하는 인접한 지지 요소의 제 2 접촉 부분이 서로 이격되어 세장형 가요성 부재가 제 2 방향으로 구부러지도록 허용하는 것인 제 2 곡선형 구성 간에 이동 가능하며,
각각의 지지 요소의 제 1 접촉 부분은, 80도 내지 100도의 제 1 각도로 만나는 제 1 면과 제 2 면을 구비한 돌출부이며,
각각의 지지 요소의 제 2 접촉 부분은, 80도 내지 100도의 제 2 각도로 만나는 제 3 면과 제 4 면을 구비한 오목부인 것인 지지 시스템.
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