KR102415973B1 - 스위치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기회로를 온오프하거나 전환하는 기구로 사용되는 스위치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조작노브의 가압부에 접촉부와 비접촉부를 반복해서 교호적으로 형성하여서, 가동단자의 가동판에 도포된 윤활유가 가압부와 가동판의 접촉 마착을 장기간 안정적으로 줄여줄 수 있는 스위치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 스위치는 본체; 베이스단자와 전환단자; 가동단자; 조작노브;를 포함하는 스위치에 있어서, 상기 조작노브는 좌우로 눌림이 가능하도록 회전축이 구비된 누름부와, 상기 누름부의 하부면에서 하부로 돌출되는 가압부를 포함하고, 상기 가동단자는 일단에 상기 전환단자에 접촉되는 접점을 구비하고 중앙부에는 상기 베이스단자의 시소축에 안착되는 시소홈이 형성되는 시소판과, 상기 시소판의 타측에서 'ㄷ'자 모양으로 연결되어 탄성을 제공하는 탄성판과, 상기 탄성판에 연결되며 상기 시소홈 위의 좌우로 배치되고 상기 조작노브의 가압부에 좌측이나 우측이 눌려 상기 시소판이 시소운동하도록 하는 가동판을 포함하되, 상기 가동단자의 가동판에는 윤활유가 도포되고, 상기 조작노부의 가압부에는 상기 가동판에 접촉되는 접촉부와 비접촉되는 비접촉부가 반복하여 교호적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

스위치{Switch}

본 발명은 전기회로를 온오프하거나 전환하는 기구로 사용되는 스위치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조작노브의 가압부에 접촉부와 비접촉부를 반복해서 교호적으로 형성하여서, 가동단자의 가동판에 도포된 윤활유가 가압부와 가동판의 접촉 마착을 장기간 안정적으로 줄여줄 수 있는 스위치에 관한 것이다.

스위치는 전기회로를 개폐하거나 전환하는 용도로 사용되는 기구로서, 끈을 당겨서 조작하는 풀(pull) 스위치, 코드 사이에 들어가는 코드 스위치, 문의 개폐에 사용되는 도어 스위치, 손잡이를 상하 또는 좌우로 움직여서 조작하는 텀블러(tumbler) 스위치, 손잡이를 돌리는 로터리 스위치 및 버튼을 눌러 조작하는 푸시 버튼 스위치 등 다양하다.

이러한 스위치에 관하여는 등록특허 10-1517386 "스위치", 등록특허 10-0787383 "판 스프링 구조의 통전판을 갖는 텀블러 스위치" 등 다양하게 개시되었다.

도1a는 상기 등록특허 10-1517386 "스위치"의 분해 사시도. 도1b는 상기 등록특허 10-1517386 "스위치" 단면도를 도시한 도면이다.

도1a와 도1b를 참조하면, 스위치는 본체(20)와 상기 본체에 내장되면 양측으로 배치되는 전환단자(70)와 베이스단자(60), 상기 베이스단자(60)에 지지되고 시소운동하여 상기 전환단자(70)에 접촉 또는 비접촉되는 가동단자(50)와, 사용자의 조작에 의해 상기 가동단자(50)가 시소운동하도록 하는 조작노브(40)를 포함하여 이루어진다.

상기 가동단자(50)는 시소홈부(51)가 상기 베이스단자(60)의 시소지지부(63)에 지지되어서 가동단자(50)와 베이스단자(60)는 상시 접촉된 상태를 유지하고, 상기 가동단자(50)의 시소운동에 의해서 상기 가동단자(50)의 단부에 구비되는 단자부(54)는 상기 전환단자(70) 접촉 또는 접촉해제 됨으로써 상기 베이스단자(60)와 전환단자(70)는 전기적 연결이 온 또는 오프된다.

상기 가동단자(50)의 시소운동은 상용자가 조작노브(40)의 좌측이나 우측을 누르면 가동돌기(42)가 가동단자(50)의 가동홈부(53)를 누르는 상태로 우측이나 좌측으로 이동하면서 가동단자(50)가 좌우로 시소운동 하도록 한다.

조작노브(40)의 가동돌기(42)는 가동단자(50)의 가동홈부(53) 표면에 접촉된 상태로 좌우로 이동하게 되는데, 이때 발생되는 접촉 마찰을 줄여주기 위해서 가동홈부(53)의 표면에는 윤활유가 도포된다.

그런데 종래기술은 도1a에서 보는 바와 같이 조작노브(40)에서 가동돌기(42)의 단부가 직선형 구조로 이루어져서 단부 전체가 가동단자(50)의 가동홈부(53)에 접촉되는 구조이다. 그래서 가동돌기(42)가 좌우로 이동할 때마다 가동홈부(53)에 도포된 윤활유를 밀어내게 되고, 가동돌기(42)의 좌우 이동이 수십회에서 수백회 반복되면 가동홈부(53)에 도포된 윤활유는 모두 외측으로 밀려서 종국에는 가동돌기(42)와 가동홈부(53)의 접촉 부위에는 윤활유가 남아있지 않게 된다.

종래기술에서 가동단자(50)의 가동홈부(53)는 아래로 오목한 구조로 이루어어진다. 조작노브(40)에서 가동돌기(42)의 단부가 좌우로 이동하는 경로도 하부로 오목한 구조이다.

이처럼 가동단자(50)의 가동홈부(53)의 모양과, 가동홈부(53)의 표면을 누르는 가동돌기(42)의 단부가 좌우로 이동하는 경로가 서로 비슷하게 하부로 오목한 구조를 가지는 경우, 좌우로 이동하는 가동돌기(42)의 단부가 사점을 지나는 순간 가동단자(50)는 즉시 시소운동하여 반대측으로 이동하지 않고 잠시 멈춘 후에 이동하는 멈춤현상이 발생된다.

도1b를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. 조작노브(40)에서 가동돌기(42)의 단부는 좌측으로 이동되어 있고, 가동단자(50)는 좌측이 아래로 이동하여 단자부(54)가 전환단자(70a)에 접촉되어 있다. 이 상태에서 조작노브(40)의 상부 좌측을 누르면 가동돌기(42)의 단부는 좌측에서 우측으로 이동하고, 가동단자(50)는 우측이 아래로 이동하는 시소운동하여 단자부(54)가 전환단자(70a)에서 비접촉된다. 여기서, 가동단자(50)가 우측이 아래로 이동하는 시소운동은 가동돌기(42)의 단부가 사점인 시소지지부(63) 위를 지나는 순간에 멈춤없이 단번에 행해져서 단자부(54)가 전환단자(70a)에서 이탈되어 비접촉되어야 한다. 그런데 가동단자(50)의 가동홈부(53)는 아래로 오목한 구조를 가지면, 가동돌기(42)의 단부가 사점인 시소지지부(63) 위를 지나갈 때 가동돌기(42)의 단부가 가동홈부(53)를 눌러주는 압력이 약해서 가동단자(50)는 단번에 시소운동하지 못하고 멈칫하는 멈춤현상이 발생된다. 멈춤현상의 발생하는 시기에 단자부(54)와 전환단자(70a)의 접촉상태는 불안정해져서 전기부하에 따른 스파크가 발생하고, 스파크의 발생으로 접점은 마모되고 스위치의 수명은 단축된다.

이러한 가동단자(50)의 멈춤현상은 가동단자(50)의 반복된 시소운동으로 가동홈부(53)가 가동돌기(42)에 눌려 변형이 발생되면, 가동돌기(42)의 단부가 가동홈부(53)를 눌러주는 압력이 더 약해져서 멈춤현상은 심화된다.

본 발명은 이처럼 종래기술이 갖는 문제를 해결하기 위해 안출된 발명으로서, 가동단자의 가동판에 도포된 윤활유가 외측으로 밀리지 않고 조작노브의 가압부의 가동범위 내에서 잔존하여서 가압부와 가동판의 접촉 마찰을 장기간 안정적으로 줄여주는 스위치를 제공함을 목적으로 한다.

아울러, 조작노브의 가압부가 사점을 지나는 순간에 가동단자가 멈춤현상 없이 단번에 시소운동하도록 하여 전기적 부하에 따른 스파크의 발생을 예방하고, 그에 따라 접점의 마모를 줄이고 수명단축을 방지할 수 있는 스위치를 제공함을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스위치는

본체;

상기 본체에 내장되는 베이스단자와 전환단자;

상기 베이스단자에 상시 접촉되고, 시소운동으로 상기 전환단자에 접촉 또는 비접촉되어서, 상기 베이스단자와 전환단자를 전기적으로 온오프시키는 가동단자;

상기 본체의 상부에 구비되고, 상기 가동단자를 시소운동시키는 조작노브;를 포함하는 스위치에 있어서,

상기 조작노브는 좌우로 눌림이 가능하도록 회전축이 구비된 누름부와, 상기 누름부의 하부면에서 하부로 돌출되는 가압부를 포함하고,

상기 가동단자는 일단에 상기 전환단자에 접촉되는 접점을 구비하고 중앙부에는 상기 베이스단자의 시소축에 안착되는 시소홈이 형성되는 시소판과, 상기 시소판의 타측에서 'ㄷ'자 모양으로 연결되어 탄성을 제공하는 탄성판과, 상기 탄성판에 연결되며 상기 시소홈 위의 좌우로 배치되고 상기 조작노브의 가압부에 좌측이나 우측이 눌려 상기 시소판이 시소운동하도록 하는 가동판을 포함하되,

상기 가동단자의 가동판에는 윤활유가 도포되고, 상기 조작노부의 가압부에는 상기 가동판에 접촉되는 접촉부와 비접촉되는 비접촉부가 반복하여 교호적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 가동판은 위로 볼록한 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 스위치는 조작노브의 가압부 단부에 접촉부와 비접촉부를 반복하여 교호적으로 형성하여서 가동단자의 가동판에 도포된 윤활유가 비접촉부가 지나가는 자리에 잔존하고, 잔존된 윤활유는 가압부의 접촉부와 가동판의 접촉 부위로 침투하여서 이들의 접촉 마찰을 장기간 안정적으로 줄여준다.

또한, 조작노브의 조작으로 가압부가 사점을 지나는 순간에 가압부는 가동단자의 볼록한 가동판을 보다 강력한 압력으로 눌러주어서 가동단자는 멈춤현상 없이 단번에 시소운동을 하게되고, 그에 따라 스파크 발생을 방지하고, 접점 마모를 줄이고 수명단축을 방지할 수 있다.

도 1a와 도 1b 는 종래기술에 따른 스위치의 분해 사시도와 단면도.
도 2 는 본 발명에 따른 스위치의 사시도.
도 3 은 도2의 분해 사시도.
도 4 는 조작노브의 조작에 따른 가동단자의 작동 모습을 보여주는 도면.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 스위치에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 스위치에 관하여 보다 구체적으로 설명하기에 앞서,

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도2와 도3을 참조하면, 본 발명에 따른 스위치는 본체(110), 상부커버(120), 조작노브(130), 가동단자(140), 베이스단자(150), 전환단자(160), 접속단자(170), 탈착블럭(180)을 포함하여 이루어진다.

상기 본체(110)는 내부에 상기 가동단자(140), 베이스단자(150), 전환단자(160), 접속단자(170) 및 탈착블럭(180)이 내장되고, 상부에 상기 상부커버(120)가 후크식으로 결합된다.

상기 본체(110)의 내부 좌측과 우측에는 각각 베이스단자(150), 전환단자(160), 접속단자(170) 및 탈착블럭(180)이 수용되는 수용공간(111)이 형성되고, 내부 중앙부에는 양측의 수용공간(111)을 연결하며 상기 가동단자(140)가 배치되는 가동공간(113)이 형성된다.

상기 본체(110)의 하부면에는 전원측와 부하측에 각각 연결되는 전원전선과 부하전선이 인입되는 인입공(미도시)이 형성된다.

상기 상부커버(120)는 상기 본체(110)의 상부에 후크식으로 조립결합된다.

상기 상부커버(120)에는 상기 조작노브(130)가 배치되는 개구부(121)가 형성된다.

상기 조작노브(130)는 상기 상부커버(120)의 개구부에 좌우로 젖힘이 가능하게 힌지결합된다.

상기 조작노브(130)는 사용자가 손가락으로 눌려 좌우로 젖히는 누름부(131)와, 상기 누름부(131)의 하부면에서 하부로 길게 돌출되고 단부는 뾰족한 구조로 이루어지는 가압부(133)와, 상기 누름부(131)의 양측에 돌출되어 구비되며 상기 상부커버(120)에 회전 가능하게 결합되는 힌지돌기(135)를 포함한다.

상기 가압부(133)의 단부에는 좌우로 이동시에 상기 가동판(140)의 가동판(147)에 접촉되는 접촉부(137)와 비접촉되는 비접촉부(138)가 반복해서 교호적으로 형성된다.

상기 가동판(140)의 가동판(147)에는 접촉 마찰을 줄이기 위한 윤활유가 도포된다. 상기 비접촉부(138)가 형성되지 않았다면, 상기 가압부(133)의 좌우 이동시에 상기 가동판(147)에 접촉되는 상기 접촉부(137)는 가동판(147)에 도포된 윤활유를 가압부(133)의 좌우 이동 범위 밖으로 밀어내게 된다. 그렇지만 상기 비접촉부(138)가 형성되면, 비접촉부(138)가 이동하는 자리에 도포된 윤활유는 그 자리에 잔존하게 되고, 접촉부(137)가 이동하는 자리에 도포된 윤활유는 접촉부(137)에 의해 이동방향으로 밀리게 되는데 밀리는 중에 윤활유의 일부는 옆으로 밀려 비접촉부(138)의 이동 자리로 이동하여 잔존하게 된다.

그리고 비접촉부(138)가 이동하는 자리에 잔존하는 윤활유는 좌우로 이동하는 접촉부(137)와 가동판(147)의 틈새로 침투하게 되어서 이들의 접촉 마찰을 줄여준다.

이처럼 가압부(133)의 단부에 접촉부(137)와 비접촉부(138)가 반복해서 교호적으로 형성됨으로써, 가동판(47)에 도포된 윤활유 중에서 가압부(133)의 좌우 가동범위를 벗어나도록 밀려나 버려지는 윤활유를 최소화하면서, 윤활유는 접촉부(137)와 가동판(147)의 틈새로 지속적으로 공급된다.

상기 가동단자(140)는 상기 조작노브(130)의 가압부(133) 아래에 배치되도록 상기 본체(110)에 내장된다.

상기 가동단자(140)는 시소판(141), 탄성판(145), 가동판(147)으로 구성된다.

상기 시소판(141)의 중앙부에는 상기 베이스단자(150)의 시소축(151)에 안착되는 시소홈(142)이 형성되어서, 상기 시소판(141)은 시소축(151)을 기준으로 좌우로 시소운동한다.

상기 시소판(141)의 일단(도면기준 좌측 단부)에는 상기 전환단자(160)의 대응접점(163)에 접촉되는 접점(143)이 구비된다.

상기 탄성판(145)은 상기 시소판(141)과 가동판(147)의 타측을 'ㄷ'자 모양으로 연결하여서, 상기 가동판(147)이 눌림과 복원이 되도록 하는 탄성을 제공한다.

상기 가동판(147)은 상기 탄성판(145)에 연결되며, 상기 시소판(141)의 시소홈(142) 상부에 좌우로 배치된다.

상기 가동판(147)의 상부 표면을 타고 상기 조작노브(130)의 가압부(133)가 이동하여 가동판(147)의 좌측이나 우측을 눌러준다.

상기 가동판(147)의 단부에는 상기 조작노브(130)의 가압부(133)가 걸려서 이탈되지 않도록 하는 걸림턱(148)이 형성된다.

상기 가동판(147)은 상부로 볼록한 구조를 갖는다. 가동판(147)이 상부로 볼록한 구조는 하부로 오목한 구조 보다 상기 조작노브(130)의 가압부(133)가 표면을 누르는 가압력이 강하다. 그래서 조작노브(130)의 조작으로 가압부(133)가 가동판(147)의 표면을 따라 좌측에서 우측으로 이동하는 경우, 가압부(133)가 가동판(147)의 사점에 위치하면 가압력은 최대로 되고, 가압부(133)가 가동판(147)의 사점을 지나는 순간에 시소판(141)은 멈춤현상 없이 단번에 시소운동하여 우측으로 넘어가게 된다. 그래서 시소판(141)의 접점(143)은 전환단자(160)의 대응접점(163)에서 한순간 분리이탈되고, 한번 분리이탈된 시소판(141)의 접점(143)이 멈춤현상으로 전환단자(160)의 대응접점(163)에 접촉과 비접촉을 반복하지 않도록 함으로써 스파크의 발생이 방지된다.

상기 시소판(141)에서 시소홈(142)의 옆에는 상부로 돌출된 변형방지 돌출부(144)가 형성된다. 상기 변형방지 돌출부(144)에는 상기 조작노브(130)의 가압부(133)에 눌려 하강하는 상기 가동판(147)의 단부가 걸려서 가동판(147)이 더 이상 하강하지 않도록 한다. 상기 변형방지 돌출부(144)가 상기 가동판(147)이 필요이상으로 하강하지 않도록 하강범위를 제한함으로써, 상기 탄성판(145)이 영구적으로 변형되어서 상기 가동판(147)의 복원력이 약해지는 것을 방지한다. 상기 가동판(147)의 복원력이 약해짐은 그만큼 상기 조작노브(130)의 가압부(133)가 가동판(147)을 누를 압력이 약해지는 것이어서, 상기 시소판(141)의 시소운동시 멈춤현상을 발생시킬 수 있다.

도면기준으로, 상기 베이스단자(150)는 상기 본체(110)의 우측에 내장되고, 상기 전환단자(160)는 상기 본체(110)의 좌측에 내장된다.

상기 접속단자(170)는 상기 베이스단자(150)와 전환단자(160)의 하부 내측에 각각 배치되고, 본체(110)로 인입된 전원전선(미도시) 또는 부하전선(미도시)을 가압하여 상기 베이스단자(150)나 전환단자(160)에 밀착되도록 한다.

상기 탈착블럭(180)은 상기 접속단자(170)의 가압편을 밀어서 상기 베이스단자(150) 또는 전환단자(160)와 가압편 사이로 전원전선이나 부하전선이 투입될 수 있는 공간을 확보하거나, 가압편이 전원전선이나 부하전선을 가압하는 상태를 해제하여서 전원전선이나 부하전선이 상기 베이스단자(150) 또는 전환단자(160)와 가압편 사이에서 이탈될 수 있도록 한다.

상기 베이스단자(150)에는 상기 가동단자(140) 시소판(141)의 시소홈(142)에 단부가 안착되어서, 시소판(141)의 좌우로 시소운동하도록 하는 시소축(151)이 구비되고, 상기 전환단자(160)에는 시소운동하는 상기 시소판(141)의 단부에 구비되는 접점(143)이 접촉되거나 비접촉되는 대응접점(163)이 구비된다.

상기 베이스단자(150)는 상기 시소축(151)을 통해 상기 가동단자(140)에 상시 접촉된 상태를 유지하고, 상기 전환단자(160)는 상기 시소판(141)의 시소운동에 따라 선택적으로 가동단자(140)에 접촉 또는 비접촉된다. 그리하여 베이스단자(150)와 전환단자(160)에 연결되어 있는 전원전선과 부하전선의 전기회로가 온오프된다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 스위치에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

110 : 본체 120 : 상부커버
130 : 조작노브 131 : 누름부
133 : 가압부 135 : 힌지돌기
137 : 접촉부 138 : 비접촉부
140 : 가동단자 141 : 시소판
142 : 시소홈 143 : 접점
144 : 변형방지 돌출부 145 : 탄성판
147 : 가동판 148 : 걸림턱
150 : 베이스단자 160 : 전환단자
170 : 접속단자 180 : 탈착블럭

Claims (2)

1. 본체;
   상기 본체에 내장되는 베이스단자와 전환단자;
   상기 베이스단자에 상시 접촉되고, 시소운동으로 상기 전환단자에 접촉 또는 비접촉되어서, 상기 베이스단자와 전환단자를 전기적으로 온오프시키는 가동단자;
   상기 본체의 상부에 구비되고, 상기 가동단자를 시소운동시키는 조작노브;를 포함하는 스위치에 있어서,
   
   상기 조작노브는 좌우로 눌림이 가능하도록 회전축이 구비된 누름부와, 상기 누름부의 하부면에서 하부로 돌출되는 가압부를 포함하고,
   상기 가동단자는 일단에 상기 전환단자에 접촉되는 접점을 구비하고 중앙부에는 상기 베이스단자의 시소축에 안착되는 시소홈이 형성되는 시소판과, 상기 시소판의 타측에서 'ㄷ'자 모양으로 연결되어 탄성을 제공하는 탄성판과, 상기 탄성판에 연결되며 상기 시소홈 위의 좌우로 배치되고 상기 조작노브의 가압부에 좌측이나 우측이 눌려 상기 시소판이 시소운동하도록 하는 가동판을 포함하고,
   상기 가동단자의 가동판에는 윤활유가 도포되고, 상기 조작노브의 가압부에는 상기 가동판에 접촉되는 접촉부와 비접촉되는 비접촉부가 반복하여 교호적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스위치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 가동판에서 상기 조작노브의 가압부에 눌리는 부위는 위로 볼록한 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스위치.

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