JP2009250629A - 回転検出装置および回転検出装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ケーシングの検出素子が内設された側に薄肉に形成した先端壁部の強度低下を抑制することのできる回転検出装置およびその製造方法を得る。
【解決手段】複数の成形ゲート１６ｃ，１６ｄのうちの１つの成形ゲート１６ｃから射出された樹脂でキャビティ１５ａのうちの先端壁部形成用キャビティ部１５ｂを充填することで、ケーシング２のホールＩＣ８が内設される側の先端壁部２ｋを形成する。これにより、先端壁部２ｋにウェルドラインが形成されてしまうのが抑制され、ケーシング２の先端壁部２ｋの強度が低下してしまうのが抑制される。
【選択図】図５

Description

本発明は、回転検出装置および回転検出装置の製造方法に関する。

従来、回転検出装置として、収容凹部を有し、樹脂材料によって形成されたケーシングと、回転部材との間に磁界を形成するマグネットと、当該マグネットによる磁界が回転部材の回転によって変化するのを検出する検出素子と、を備え、検出素子がケーシングの収容凹部内に収容されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−１４６４４号公報

しかしながら、かかる従来技術では、検出素子をケーシングの収容凹部内に収容しているため、ケーシングの検出素子が内設された側の先端壁部を薄肉に形成することで、検出素子の検出感度の向上を図っている。そのため、ケーシングの検出素子が内設された先端壁部の強度が低下してしまうおそれがある。

そこで、本発明は、ケーシングの検出素子が内設された側に薄肉に形成した先端壁部の強度低下を抑制することのできる回転検出装置およびその製造方法を得ることを目的とする。

本発明の回転検出装置の製造方法にあっては、回転体の回転を検出する検出素子が収納される凹部と、前記凹部の先端側に位置する薄肉状の先端壁部と、前記凹部の両側面に位置する側壁部と、が一方側に形成された樹脂製のケーシングと、前記ケーシング内に配置され、一方側の端部が前記検出素子に接続される端子となり、かつ他方側の端部が外部に接続される外部接続点となる複数のターミナルと、を備える回転検出装置の製造方法であって、複数の成形ゲートが設けられた成形金型のキャビティ内に前記ターミナルを配置し、前記複数の成形ゲートから溶融樹脂を前記キャビティ内に射出充填し、前記ターミナルの端子が前記凹部内で露出した状態となるように前記ターミナルと前記ケーシングとを一体成形する一体成形工程と、前記凹部内で露出した前記ターミナルの端子に前記検出素子を組み付ける組付工程と、を有し、前記一体成形工程では、前記キャビティのうちの先端壁部形成用キャビティ部を、前記複数の成形ゲートのうちの１つの成形ゲートから射出された樹脂で充填することを特徴としている。

本発明の回転検出装置にあっては、複数の成形ゲートが設けられた成形金型内で射出成形により形成される樹脂製のケーシングと、前記ケーシングの一方側に配置され、回転体の回転を検出する検出素子と、を備える回転検出装置であって、前記ケーシングは、当該ケーシングの一方側に形成され、前記検出素子が収納される凹部と、当該凹部を囲む壁部とを備え、前記壁部は、前記ケーシングの一方側の先端に薄肉に形成された先端壁部と、前記凹部の両側面に位置する側壁部とを備え、射出成形時に各成形ゲートから成形金型内に流れてきた溶融樹脂同士が合流する部位に形成されるウェルドラインが、前記ケーシングの前記先端壁部から外れた部位に形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、複数の成形ゲートのうちの少なくとも１つの成形ゲートから射出された樹脂で先端壁部形成用キャビティ部を充填することで、ケーシングの先端壁部を形成しているため、当該先端壁部にウェルドラインが形成されてしまうのを抑制することができ、ケーシングの検出素子が内設された側の先端壁部の強度が低下してしまうのを抑制することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。ここでは、自動車の内燃機関等に搭載される回転センサを例示する。

図１は、本実施形態にかかる回転センサを示す平面図、図２は、図１のＡ−Ａ断面図、図３は、回転センサを示す側面図、図４は、回転センサのホールＩＣおよびケーシングの分解斜視図、図５は、ケーシングが射出成形された状態を示す平面図（一部破断図）、図６は、本実施形態の変形例にかかるケーシングが射出成形された状態を示す平面図（一部破断図）、図７は、本実施形態の変形例にかかる回転センサを示す側面図、図８は、ケーシングの先端壁部とホールＩＣを模式的に示した正面図であって、（ａ）は、先端壁部に向けて左右から樹脂が回り込んだ状態を模式的に示す正面図、（ｂ）は、フィラーがウェルドラインと平行に形成された状態を模式的に示す正面図、（ｃ）は、本発明の一実施形態にかかるケーシングの先端壁部とホールＩＣを模式的に示した正面図である。

本実施形態にかかる図１，図２に示す回転センサ１は、合成樹脂（例えば熱可塑性樹脂；ポリアミド等）からなるケーシング２を備えている。本実施形態では、ケーシング２は、合成樹脂からなる基体部３を被覆層２ｅで樹脂モールドして形成されている。なお、本実施形態では、ガラス繊維等のフィラー１７を配合して強度を高めた合成樹脂が用いられている。

そして、ケーシング２は、ボルト等の締結部材を挿通する貫通孔（図示せず）が穿設される取付フランジ部２ａ、内燃機関等に設けられる貫通孔（図示せず）に挿入される略円柱状の挿入部２ｂ、および前記取付フランジ部２ａから外側に張り出すコネクタ部２ｃを備えている。

挿入部２ｂの外周壁には、環状の溝部２ｄが形成されており、この溝部２ｄに装着されたＯリング５によって、挿入部２ｂの外周壁と当該挿入部２ｂが挿入される内燃機関等の貫通穴（図示せず）の内壁との間をシールするようになっている。また、挿入部２ｂの一端近傍（図１において左側）には、後述するホールＩＣ（検出素子）８を収納する凹部２ｆが形成されている。

この凹部２ｆの周囲には、当該凹部２ｆを囲むように壁部２ｇが形成されている。

壁部２ｇは、凹部２ｆの両側面に位置する側壁部２ｉ，２ｉと凹部２ｆの底面に位置する底壁部２ｊとを有する周壁部２ｈと、挿入部２ｂの一端側（ケーシング２の一方側）の先端に薄肉に形成された先端壁部２ｋと、を備えている。

また、基体部３内には、複数本（本実施形態では４本）のターミナル４がインサート成形されており、これらのターミナル４の一端側（図２において左側）の一部が、回転センサ１の装着方向（挿入方向）に沿って広がる表面３ａ上に形成されるとともに、ケーシング２の凹部２ｆ内で露出している。そして、上記の表面３ａ上に現れたターミナル４の所定位置にコンデンサなどの面実装部品（電子部品）６を実装することで、信号処理回路７が形成されている。

複数のターミナル４は、一つの板状部材から打ち抜いて折り曲げ成形し、分離することで得られる。なお、複数のターミナル４の分離を、基体部３の成形（インサート成形）後に行うようにすれば、ターミナル４の取り扱いが容易になって有利である。

基体部３の先端部（図２において左側）には、ホールＩＣ（検出素子）８が取り付けられている。本実施形態では、ホールＩＣ８は、図４に示すように、横長の形状をしており、このホールＩＣ８には磁気検出センサおよびマグネット（いずれも図示せず）が内蔵されている。そして、磁気検出センサとマグネットが回転体１１の歯１２との間に位置するようにホールＩＣ８を取り付けることで、磁気検出センサ（図示せず）が磁界（磁束密度）の変化を検出する。

このホールＩＣ８には、複数本（本実施形態では４本）のリード部９が設けられており、これらのリード部９が基体部３にインサート成形されたターミナル４の一端側に接続されることによって、ホールＩＣ８が信号処理回路７に電気的に接続されて、当該信号処理回路７においてホールＩＣ８の検出信号に所定の処理が施されるようになっている。すなわち、ターミナル４の一方側の端部がホールＩＣ８に接続される端子１３となっている。

リード部９は、図４に示すように、ホールＩＣ８からそれぞれ突出する一対のＧＮＤ端子９ａ，９ａ、出力端子９ｂ、および電源端子９ｃからなり、各端子９ａ，９ａ，９ｂ，９ｃの先端近傍には、側面視で略ハット形状に折曲されて取付姿勢でターミナル４側（図２では下側）に突出する突出部９ｄが設けられている。各突出部９ｄは、対応するターミナル４の溶接ポイントＡにスポット溶接によって接合される。

そして、各ターミナル４の他端側（図２では右側）がハーネス（図示せず）に接続されることで信号処理回路７と外部のマイクロコンピュータ（図示せず）等が電気的に接続される。すなわち、各ターミナル４の他端部はコネクタ部２ｃ内の端子ピン（外部接続点）１０となっており、各端子ピン１０に対応するハーネス（図示せず）を接続することでホールＩＣ８および信号処理回路７と外部のマイクロコンピュータ（図示せず）等が電気的に接続され、当該信号処理回路７での処理結果が、コネクタ部２ｃに接続されたハーネスを経由して外部のマイクロコンピュータ等に向けて出力されるようになっている。

本実施形態では、ケーシング２は、図５，図６に示すように、複数の成形ゲート１６ｃ，１６ｄが設けられた成形金型１５のキャビティ１５ａ内に溶融樹脂を注入することで形成されている。すなわち、ケーシング２は、射出成形により形成されている。

この成形金型１５には、第１の成形ゲート１６ｃを介してキャビティ１５ａ内に溶融樹脂を注入する第１のノズル１６ａと、第２の成形ゲート１６ｄを介してキャビティ１５ａ内に溶融樹脂を注入する第２のノズル１６ｂと、が形成されている。

そして、第１の成形ゲート１６ｃの方が第２の成形ゲート１６ｄよりもキャビティ１５ａの先端壁部形成用キャビティ部１５ｂに近い位置に設けられている。

具体的には、図５に示すように、第１の成形ゲート１６ｃは、先端壁部形成用キャビティ部１５ｂに開口するように設けられており、第２の成形ゲート１６ｄは、取付フランジ部形成用キャビティ部１５ｃに開口するように設けられている。すなわち、本実施形態では、第１の成形ゲート１６ｃが、キャビティの先端壁部形成用キャビティ部に最も近い位置に設けられる１つの成形ゲートに相当するものである。

さらに、本実施形態では、第１の成形ゲート１６ｃを、第１の成形ゲート１６ｃから注入される樹脂の射出方向がターミナル４の端子１３に接合した状態におけるホールＩＣ８の長手方向Ｃと略一致するように開口させている。

なお、第１の成形ゲート１６ｃおよび第２の成形ゲート１６ｄの開口径は、各ゲートから注入される樹脂の量に応じて適宜設定される。例えば、取付フランジ部２ａやコネクタ部２ｃ等多くの樹脂材料を必要とする部位を形成する第２の成形ゲート１６ｄの開口径を第１の成形ゲート１６ｃの開口径よりも大きくすることも可能である。

このように、ケーシング２は、第１の成形ゲート１６ｃおよび第２の成形ゲート１６ｄから溶融樹脂が注入されることで形成されているため、このケーシング２は、射出成形時に複数の成形ゲート１６ｃ，１６ｄに対応する位置にそれぞれ形成される複数の成形痕１４（図３に示す）を有している。

本実施形態では、第１の成形ゲート１６ｃおよび第２の成形ゲート１６ｄに対応する位置、すなわち、先端壁部２ｋの側面（凹部２ｆの近傍）２ｍに第１成形痕１４ａが形成されており、取付フランジ部２ａの表面２ｎに第２成形痕１４ｂが形成されている。

ここで、本実施形態において使用されるターミナル４および基体部３の製造工程ならびにケーシング２の製造工程について説明する。

本実施形態では、図４に示すように、金属板を打ち抜いたり折り曲げ成形したりすることで複数のターミナル４が形成され、これらターミナル４を基体部３内に所定の間隔をあけて並べて配置した状態でインサート成形がなされる。

この成形の際、本実施形態では、複数のターミナル４間に、基体部３の表面３ａ上に、スポット溶接時に発生するスパッタが飛散するのを抑制する３本の隔壁部３ｂが、相互に隣接する複数のターミナル４の溶接ポイントＡ間の領域からリード部９の長手方向に沿って当該領域の外側にはみ出して立設される。なお、ターミナル４の外側にも、それぞれ上記の隔壁部３ｂと同様に、ターミナル４に沿う隔壁部３ｃが立設されている。

次いで、ターミナル４がインサートされた基体部３を成形金型１５のキャビティ１５ａ内に配置する。このとき、ターミナル４がインサートされた基体部３を図示せぬ位置決めピンで固定し、流動樹脂による位置ずれが生じないようにするのが好適である。

そして、成形金型１５に設けられた第１および第２のノズル１６ａ，１６ｂ内を流れる溶融樹脂を、第１および第２の成形ゲート１６ｃ，１６ｄを介してキャビティ１５ａ内に注入してケーシング２を射出成形する。

このとき、図４に示すように、ターミナル４の端子１３が凹部２ｆ内で露出した状態となるようにターミナル４とケーシング２とを一体成形する。

さらに、本実施形態では、キャビティ１５ａの先端壁部形成用キャビティ部１５ｂが第１の成形ゲート１６ｃから注入された樹脂によって充填されるように各成形ゲート１６ｃ，１６ｄから溶融樹脂を注入することでケーシング２を形成している。

このように、先端壁部形成用キャビティ部１５ｂを第１の成形ゲート１６ｃから注入された樹脂によって充填することで、すなわち、ケーシング２の先端壁部２ｋを第１の成形ゲート１６ｃから注入された樹脂のみによって形成することで、射出成形時に第１および第２の成形ゲート１６ｃ，１６ｄから成形金型１５のキャビティ１５ａ内にそれぞれ流れてきた溶融樹脂同士が合流する部位（本実施形態では、図５の実線矢印と破線矢印の合流地点）に形成されるウェルドラインが、ケーシング２の先端壁部２ｋから外れた部位Ｂに形成されることとなる。

次いで、ホールＩＣ８がケーシング２に形成された凹部２ｆ内に挿入されるとともに、複数のリード部９がそれぞれ対応するターミナル４上に載置され、各リード部９の突出部９ｄが対応するターミナル４の溶接ポイントＡにスポット溶接によって接合される。

次いで、ケーシング２の凹部２ｆに、ケーシング２とは異なる熱膨張係数を有する樹脂材料１８（例えば熱硬化樹脂；エポキシ樹脂）を充填して封止し、以て、基体部３、ターミナル４、信号処理回路７、ホールＩＣ８、およびリード部９を当該樹脂で被覆する。

なお、ケーシング２とは異なる熱膨張係数を有する樹脂材料ではなく、金属ケースによって封止することで、基体部３、ターミナル４、信号処理回路７、ホールＩＣ８、およびリード部９を被覆するようにしてもよい。

また、図６に示すように、第１の成形ゲート１６ｃＡを、成形金型１５Ａのキャビティ１５ａのうちの側壁部形成用キャビティ部１５ｄに開口するように設けてもよい。

すなわち、図７に示すように、第１の成形痕１４ｃＡを、凹部２ｆの近傍である側壁部２ｉの表面（外面）２ｌに設けるようにしてもよい。

そして、成形ゲート１６ｃＡから射出された樹脂で先端壁部形成用キャビティ部１５ｂを充填することで、ケーシング２の先端壁部２ｋを形成すれば、図６に示すように、射出成形時に第１および第２の成形ゲート１６ｃＡ，１６ｄから成形金型１５Ａのキャビティ１５ａ内にそれぞれ流れてきた溶融樹脂同士が合流する部位に形成されるウェルドラインを、ケーシング２の先端壁部２ｋから外れた部位（例えば、図７の符号１４ｃＡで示す部位等）に形成することができる。

以上の本実施形態によれば、複数の成形ゲート１６ｃ，１６ｄのうち、キャビティ１５ａの先端壁部形成用キャビティ部１５ｂに最も近い位置に設けられる成形ゲート１６ｃから射出された樹脂で先端壁部形成用キャビティ部１５ｂを充填することで、ケーシング２の先端壁部２ｋを形成しているため、射出成形時に第１および第２の成形ゲート１６ｃ，１６ｄから成形金型１５のキャビティ１５ａ内にそれぞれ流れてきた溶融樹脂同士が合流する部位に形成されるウェルドラインを、ケーシング２の先端壁部２ｋから外れた部位に形成することができる。これは、第２成形ゲート１６ｄから注入される樹脂と第１成形ゲート１６ｃから注入される樹脂の、ケーシング２の先端壁部２ｋへ到達するタイミングをずらすこと、すなわち、先端壁部２ｋは、第１の成形ゲート１６ｃから注入された樹脂によって形成することになり、先端壁部２ｋにウェルドラインが形成されてしまうのを抑制することができ、以て、ケーシング２のホールＩＣ８が内設された側の先端壁部２ｋの強度が低下してしまうのを抑制することができる。

ところで、図８（ａ）に模式的に示すように、ガラス繊維等のフィラー１７を配合して強度を高めた合成樹脂を用いてケーシング２を形成した場合には、先端壁部２ｋに向けて、例えば、左右から樹脂が回り込むことでフィラー１７同士がぶつかり合い、先端壁部２ｋにウェルドラインが形成されてしまう。その場合、フィラー１７は、図８（ｂ）に示すように、当該ウェルドラインと略平行に配置されてしまい、ウェルドラインと平行に加わる応力に対して強度が低下してしまう。

しかしながら、本実施形態のように、先端壁部２ｋにウェルドラインが形成されないようにケーシング２を形成することで、図８（ｃ）に示すように、フィラー１７が先端壁部２ｋに略均一（樹脂の注入方向と略平行）に配置されるため、先端壁部２ｋの強度が低下することが抑制される。なお、図８中の矢印は樹脂の流れる方向を示している。

さらに、本実施形態では、第１の成形ゲート１６ｃを、第１の成形ゲート１６ｃから注入される樹脂の射出方向がターミナル４の端子１３に接合した状態におけるホールＩＣ８の長手方向と略一致するように開口させているため、先端壁部２ｋのフィラー１７が、図７に示すように、幅方向（ホールＩＣ８の長手方向）に沿って配置され、先端壁部２ｋの幅方向の曲げ強度を向上させることができる。

その結果、回転センサ１を車両に取り付けた場合にケーシング２の先端壁部２ｋに車両振動に伴う幅方向の曲げ応力が加わった場合に先端壁部２ｋの強度が低下してしまうのを抑制することができるため、ホールＩＣ８の短手方向に比べて曲げ強度が低いホールＩＣ８の長手方向に曲げ応力が加わるのが抑制され、以て、ホールＩＣ８の損傷を抑制することができるようになる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施形態では、複数の成形ゲートとして２つの成形ゲートが設けられたものを例示したが、これに限らず３つ以上の成形ゲートを設けてもよい。

また、上記実施形態では、先端壁部形成用キャビティに溶融樹脂を注入する成形ゲートを、当該先端壁部形成用キャビティに最も近い位置に設けられた成形ゲートとして説明したが、樹脂の注入圧力、注入開始時間等を適宜設定することで、当該先端壁部形成用キャビティに最も近い位置に設けられていない成形ゲートから注入した樹脂のみで先端壁部を形成することも可能である。

本発明の一実施形態にかかる回転センサを示す平面図。 図１のＡ−Ａ断面図。 本発明の一実施形態にかかる回転センサを示す側面図。 本発明の一実施形態にかかる回転センサのホールＩＣおよびケーシングの分解斜視図。 本発明の一実施形態にかかるケーシングが射出成形された状態を示す平面図（一部破断図）。 本実施形態の変形例にかかるケーシングが射出成形された状態を示す平面図（一部破断図）。 本実施形態の変形例にかかる回転センサを示す側面図。 ケーシングの先端壁部とホールＩＣを模式的に示した正面図であって、（ａ）は、先端壁部に向けて左右から樹脂が回り込んだ状態を模式的に示す正面図、（ｂ）は、フィラーがウェルドラインと平行に形成された状態を模式的に示す正面図、（ｃ）は、本発明の一実施形態にかかるケーシングの先端壁部とホールＩＣを模式的に示した正面図。

符号の説明

１ 回転センサ（回転検出装置）
２ ケーシング
２ｆ 凹部
２ｇ 壁部
２ｉ 側壁部
２ｋ 先端壁部
３ 基体部
４ ターミナル
８ ホールＩＣ（検出素子）
１０ 端子ピン（外部接続点）
１１ 回転板（回転体）
１３ 端子
１４ 成形痕
１４ａ 第１の成形痕
１４ｂ 第２の成形痕
１５，１５Ａ 成形金型
１５ａ キャビティ
１５ｂ 先端壁部形成用キャビティ
１５ｄ 側壁部形成用キャビティ
１６ｃ，１６ｃＡ 第１の成形ゲート
１６ｄ 第２の成形ゲート

Claims (10)

1. 回転体の回転を検出する検出素子が収納される凹部と、前記凹部の先端側に位置する薄肉状の先端壁部と、前記凹部の両側面に位置する側壁部と、が一方側に形成された樹脂製のケーシングと、前記ケーシング内に配置され、一方側の端部が前記検出素子に接続される端子となり、かつ他方側の端部が外部に接続される外部接続点となる複数のターミナルと、を備える回転検出装置の製造方法であって、
   複数の成形ゲートが設けられた成形金型のキャビティ内に前記ターミナルを配置し、前記複数の成形ゲートから溶融樹脂を前記キャビティ内に射出充填し、前記ターミナルの端子が前記凹部内で露出した状態となるように前記ターミナルと前記ケーシングとを一体成形する一体成形工程と、
   前記凹部内で露出した前記ターミナルの端子に前記検出素子を組み付ける組付工程と、
   を有し、
   前記一体成形工程では、前記キャビティのうちの先端壁部形成用キャビティ部を、前記複数の成形ゲートのうちの１つの成形ゲートから射出された樹脂で充填することを特徴とする回転検出装置の製造方法。
2. 前記１つの成形ゲートは、前記複数の成形ゲートのうち前記先端壁部形成用キャビティ部に最も近い位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置の製造方法。
3. 前記１つの成形ゲートは、前記先端壁部形成用キャビティ部に開口するように設けられていることを特徴とする請求項２に記載の回転検出装置の製造方法。
4. 前記１つの成形ゲートは、前記キャビティのうちの側壁部形成用キャビティ部に開口するように設けられていることを特徴とする請求項２に記載の回転検出装置の製造方法。
5. 複数の成形ゲートが設けられた成形金型内で射出成形により形成される樹脂製のケーシングと、前記ケーシングの一方側に配置され、回転体の回転を検出する検出素子と、を備える回転検出装置であって、
   前記ケーシングは、当該ケーシングの一方側に形成され、前記検出素子が収納される凹部と、当該凹部を囲む壁部とを備え、
   前記壁部は、前記ケーシングの一方側の先端に薄肉に形成された先端壁部と、前記凹部の両側面に位置する側壁部とを備え、
   射出成形時に各成形ゲートから成形金型内に流れてきた溶融樹脂同士が合流する部位に形成されるウェルドラインが、前記ケーシングの前記先端壁部から外れた部位に形成されていることを特徴とする回転検出装置。
6. 前記ケーシングは、射出成形時に前記複数の成形ゲートに対応する位置にそれぞれ形成される複数の成形痕を備えており、
   前記複数の成形痕のうち前記先端壁部に最も近い位置に形成された第１の成形痕が、前記凹部の近傍に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の回転検出装置。
7. 前記第１の成形痕が、前記先端壁部の側面に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の回転検出装置。
8. 前記第１の成形痕が、前記側壁部の外面に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の回転検出装置。
9. 前記ケーシング内に形成され、一方側の端部が前記検出素子に接続される端子となり、かつ他方側の端部が外部に接続される外部接続点となる複数のターミナルと、当該ターミナルが一体に成形され、前記ケーシングの射出成形時に前記成形金型内に配置される基体部と、を備え、
   前記ターミナルは、前記基体部に当該ターミナルの一部が前記基体部の表面上に露出するようにインサート成形されており、
   前記ターミナルの露出部分に前記検出素子が実装されることを特徴とする請求項５〜８のうちいずれか１項に記載の回転検出装置。
10. 前記凹部は、前記ケーシングとは異なる熱膨張係数を有する樹脂材料若しくは金属ケースによって封止されていることを特徴とする請求項５〜９のうちいずれか１項に記載の回転検出装置。

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