JP2015025868A - 光コネクタ及び光接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で且つ光接続を精度良く行うことができる光コネクタ及び光接続構造を提供する。
【解決手段】光コネクタ３は、光ファイバＦ１ａを保持するフェルール１０と、フェルールを保持するフェルール保持部１２と、フェルール保持部１２の後方に位置する基部２４と、基部２４の側方から前方に延在すると共に、先端に係止爪２６ａ，２７ａを有する一対の係止部２６，２７とを有する係止部材１４と、フェルール保持部１２と基部２４との間に配置されたコイルばね１６とを備え、一対の係止部２６，２７は、フェルール保持部１２をその延在方向に移動可能に挟持している。
【選択図】図２

Description

本発明は、光コネクタ及び光接続構造に関する。

特許文献１には、フェルール接続機構が開示されている。特許文献１に記載のフェルール接続機構は、一対のフェルールの少なくとも一方に設けられ、複数の溝部を備えた外周面を有するフランジ部と、フランジ部の溝部に嵌合可能であり、光ファイバの軸線回りにおけるフェルールの回転位置を保持する位置保持部材と、割りスリーブに対して着脱可能であり、軸線に垂直に向かう方向に弾性力により割りスリーブを押圧して保持する割りスリーブ保持部材と、一対のフェルールの接続端面同士が突き合わされる方向に、弾性力により一対のフェルールを押圧して保持する突き合わせ保持部材とを備えている。

特開２０１０−２２４３５３号公報

光接続構造では、構成の小型化が求められていると共に、マルチコア光ファイバの光軸周りの回転角度の調整や偏波保存光ファイバの光軸周りの回転角の調整が必要な光ファイバにおいて、互いに相対角度を精度良く保持することが求められている。

本発明は、小型で且つ光接続を精度良く行うことができる光コネクタ及び光接続構造を提供することを目的とする。

本発明に係る光コネクタは、光ファイバを有する光ファイバ心線の先端に接続される光コネクタであって、光ファイバを保持する保持部材と、保持部材を保持する保持部と、保持部の後方に位置する基部と、当該基部の側方から前方に延在すると共に、先端に係止爪を有する複数の係止部と、を有する係止部材と、保持部と基部との間に配置されたコイルばねと、を備え、複数の係止部は、保持部をその延在方向に移動可能に挟持している。

この光コネクタでは、保持部材を保持する保持部が複数の係止部により挟持されているため、保持部材の回転が規制されている。この構成において、光コネクタでは、複数の係止部の先端に設けられた係止爪で接続対象物を挟んで係止すると共に、コイルばねにより接続対象物側に保持部材が付勢（押圧）される。これにより、光コネクタでは、保持部材と接続対象物の保持部材との相対角度の変動を抑制でき、光コネクタの光ファイバと接続対象物の光ファイバとの相対角度を精度良く保持することができる。したがって、光コネクタでは、光接続を精度良く行うことができる。また、光コネクタでは、保持部を係止部材の係止部で挟持する簡易な構成としている。これにより、光コネクタでは、小型化を図ることができる。

一実施形態においては、保持部は、複数の凹部を有し、複数の係止部がそれぞれ複数の凹部に位置していてもよい。これにより、光コネクタでは、保持部の回転が係止部によって規制される。したがって、光コネクタでは、相対角度の変動を抑制できる。

一実施形態においては、保持部の複数の凹部のうちの２つは、互いに対向する位置に配置されていてもよい。これにより、光コネクタでは、保持部の回転が係止部によってより一層規制される。したがって、光コネクタでは、相対角度の変動を抑制できる。

一実施形態においては、複数の係止部のそれぞれは、その互いに近づく側に突出する突出部を有しており、突出部は、保持部の前方に配置されていてもよい。これにより、光コネクタでは、保持部の前方への移動を突出部により規制できる。

本発明に係る光接続構造は、上記の光コネクタと、光コネクタと連結される接続対象物とを備え、２本の光ファイバを互いに光学的に接続する光接続構造であって、光コネクタは、一方の光ファイバを保持部材で保持し、接続対象物は、他方の光ファイバを保持する保持部材と、当該保持部材を保持する保持部とを有し、光コネクタの保持部材と接続対象物の保持部材とを同軸で保持するスリーブを備え、光コネクタの複数の係止部は、接続対象物の保持部を挟んで係止している。

この光接続構造では、光コネクタは、保持部材を保持する保持部が複数の係止部により挟持されているため、保持部材の回転が規制されている。光接続構造では、複数の係止部が接続対象物の保持部を挟んで、係止爪により接続対象物を係止すると共に、コイルばねにより接続対象物側に光コネクタの保持部材が付勢される。これにより、光接続構造では、光コネクタの保持部材と接続対象物の保持部材との相対角度の変動を抑制でき、光コネクタの光ファイバと接続対象物の光ファイバとの相対角度を精度良く保持することができる。したがって、光接続構造では、光接続を精度良く行うことができる。また、光コネクタでは、保持部を係止部材の係止部で挟持する簡易な構成としている。これにより、光接続構造では、小型化を図ることができる。

一実施形態においては、接続対象物の保持部は、複数の凹部を有し、複数の係止部が接続対象物の複数の凹部に位置していてもよい。これにより、光接続構造では、接続対象物の保持部の回転が係止部によって規制される。したがって、光接続構造では、相対角度の変動を抑制できる。

本発明によれば、小型で且つ光接続を精度良く行うことができる。

一実施形態に係る光接続構造を示す斜視図である。 光接続構造を示す斜視図である。 光コネクタと光プラグとが連結された状態を示す斜視図である。 光接続構造において光コネクタを分解した状態を示す斜視図である。 光コネクタのフェルール保持部の分解斜視図である。 光プラグのフェルール保持部の分解斜視図である。 光プラグの他の形態を示す斜視図である。 他の実施形態に係る光接続構造を示す斜視図である。 他の実施形態に係る光接続構造を示す斜視図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、一実施形態に係る光接続構造を示す斜視図である。図２は、光接続構造を示す斜視図である。図３は、光コネクタと光プラグとが連結された状態を示す斜視図である。図４は、光接続構造において光コネクタを分解した状態を示す斜視図である。以下の説明において、「前」及び「後」は、光コネクタ３及び光プラグ５それぞれの前後方向を示している。

図１〜図４に示すように、光接続構造１は、光コネクタ３と、光プラグ（接続対象物）５と、スリーブ７と、を備えている。光接続構造１は、例えば、光学的な接続の際に中心軸周りの回転角度の調整が必要な光ファイバＦ１ａ，Ｆ２ａ（例えばマルチコア光ファイバや偏波保持光ファイバなど）を互いに光学的に接続するための構造である。

［光コネクタの構成］
最初に、光コネクタ３の構成について説明する。光コネクタ３は、フェルール（保持部材）１０と、フェルール保持部（保持部）１２と、係止部材１４と、コイルばね１６と、を備えている。光コネクタ３は、光ファイバ心線Ｆ１の先端部に取り付けられる。光ファイバ心線Ｆ１は、光ファイバ（ガラスファイバ）Ｆ１ａと、光ファイバＦ１ａを被覆する被覆部Ｆ１ｂとからなる。

フェルール１０は、光ファイバＦ１ａの先端部を保持する。フェルール１０は、略円柱状の部材であり、例えばジルコニア（酸化ジルコニウム：Ｚ_ｒＯ_２）や金属等といった材料からなる。本実施形態のフェルール１０は、先端部が先細りのテーパー形状を呈している。光ファイバＦ１ａの先端部を保持する保持部材は、例えばキャピラリであってもよい。

フェルール保持部１２は、フェルール１０を保持している。フェルール保持部１２は、例えばＳＵＳ等といった金属材料からなる。図５は、光コネクタのフェルール保持部を示す分解斜視図である。図５に示すように、フェルール保持部１２は、鍔部２０と、筒状部２２と、を有している。鍔部２０は、嵌入孔２０ａと、複数（ここでは２つ）の凹部２０ｂ，２０ｃと、を有している。

嵌入孔２０ａは、鍔部２０を貫通して形成されており、略円形形状を呈している。嵌入孔２０ａには、後述する筒状部２２の嵌入部２２ａが嵌入される。一対の凹部２０ｂ，２０ｃは、嵌入孔２０ａを挟んだ位置に互いに対向して配置されている。凹部２０ｂ，２０ｃは、鍔部２０の外縁部分において外側に開口して形成されており、嵌入孔２０ａの軸方向から見て、略矩形形状を呈している。

筒状部２２は、フェルール１０の基端部側を保持する。図４に示すように、筒状部２２は、鍔部２０から後方に突出している。筒状部２２は、嵌入部２２ａと、フランジ部２２ｂと、筒部２２ｃと、を有している。

嵌入部２２ａは、鍔部２０の嵌入孔２０ａに嵌入される部分であり、円筒状をなしている。嵌入部２２ａの外径は、嵌入孔２０ａの内径と略同等とされている。フランジ部２２ｂは、嵌入部２２ａの後部に位置している。フランジ部２２ｂの外径は、嵌入部２２ａの外径よりも大きい。これにより、フランジ部２２ｂは、筒状部２２が鍔部２０に取り付けられたとき（嵌入孔２０ａに嵌入部２２ａが嵌入されたとき）に鍔部２０に当接する。筒部２２ｃは、フランジ部２２ｂの後部に位置している。筒部２２ｃは、円筒状をなしており、フランジ部２２ｂから後方に延在している。筒部２２ｃの外径は、フランジ部２２ｂの外径よりも小さい。

筒状部２２には、フェルール１０を保持すると共に、光ファイバ心線Ｆ１が挿入される保持孔２２ｈが設けられている。保持孔２２ｈは、嵌入部２２ａ、フランジ部２２ｂ及び筒部２２ｃにわたって同軸に設けられている。フェルール保持部１２は、鍔部２０の嵌入孔２０ａに筒状部２２の嵌入部２２ａが嵌入されて構成されている。

係止部材１４は、光プラグ５を光コネクタ３に対して係止する。係止部材１４は、例えばＳＵＳ等といった金属材料からなる。係止部材１４は、略Ｕ字形状を呈しており、基部２４と、複数（ここでは２つ）の係止部２６，２７と、を有している。基部２４及び係止部２６，２７は、一体に設けられている。基部２４は、板状をなしており、略中央部に位置する開口部２４ａを有している。開口部２４ａは、基部２４を貫通する貫通孔であり、略円形形状を呈している。開口部２４ａには、フェルール保持部１２の筒状部２２の筒部２２ｃが挿通されて位置する。

係止部２６，２７は、基部２４の両端部から前方に延在している。係止部２６，２７は、フェルール保持部１２を挟んで互いに対向しており、互いに略平行に延在している。係止部２６，２７のそれぞれは、鍔部２０の凹部２０ｂ，２０ｃにそれぞれ位置し、鍔部２０（フェルール保持部１２）を挟持している。係止部２６，２７の幅は、フェルール保持部１２の鍔部２０の凹部２０ｂ，２０ｃの幅と略同等とされている。フェルール保持部１２は、係止部２６，２７の延在方向に沿って移動可能とされている。係止部２６，２７の先端には、係止爪２６ａ，２７ａが設けられている。係止爪２６ａ，２７ａは、互いに近づくように、係止部２６，２７から内側に向かって突出している。

係止部２６，２７には、突出部２６ｂ，２７ｂが設けられている。突出部２６ｂ，２７ｂは、一対の係止部２６，２７の対向方向における内側、すなわち、互いに近づく方向に突出している。突出部２６ｂ，２７ｂは、係止部２６，２７が内側に屈曲して形成されている。すなわち、係止部２６，２７は、突出部２６ｂ，２７ｂの部分の間隔が他の部分の間隔よりも狭くなっている。これにより、フェルール保持部１２は、突出部２６ｂ，２７ｂにより、前方への移動が規制されている。

コイルばね１６は、係止部材１４の基部２４とフェルール保持部１２との間に配置されている。詳細には、コイルばね１６は、フェルール保持部１２の筒部２２ｃに挿通されており、係止部材１４の基部２４と筒状部２２のフランジ部２２ｂとの間に位置している。コイルばね１６は、基部２４に対してフェルール保持部１２（フェルール１０）を前方に付勢（押圧）する。

上記構成を有する光コネクタ３の組立て方法について説明する。まず、光ファイバ心線Ｆ１を係止部材１４の基部２４の開口部２４ａに挿通する。次に、光ファイバＦ１ａをフェルール１０に挿入して固定し、フェルール１０の端面を研磨する。次に、フェルール１０をフェルール保持部１２の保持孔２２ｈに挿入する。このとき、光ファイバＦ１ａの軸周りの回転角と鍔部２０の凹部２０ｂ，２０ｃの位相とを調整する。そして、フェルール保持部１２を係止部材１４に取り付ける。以上により、光コネクタ３が組立てられる。

［光プラグの構成］
続いて、光プラグ５の構成について説明する。光プラグ５は、フェルール３０と、フェルール保持部３２と、を有している。光プラグ５は、光ファイバ心線Ｆ２の先端部に取り付けられる。光ファイバ心線Ｆ２は、光ファイバＦ２ａと、光ファイバＦ２ａを被覆する被覆部Ｆ２ｂとからなる。

フェルール３０は、光ファイバＦ２ａの先端部を保持する。フェルール３０は、略円柱状の部材であり、例えばジルコニアや金属等といった材料からなる。

フェルール保持部３２は、鍔部３４と、筒状部３６と、を有している。鍔部３４は、嵌入孔３４ａと、一対の凹部３４ｂ，３４ｃと、を有している。嵌入孔３４ａは、鍔部３４を貫通して形成されており、略円形形状を呈している。嵌入孔３４ａには、後述する筒状部３６の嵌入部３６ｂが嵌入される。一対の凹部３４ｂ，３４ｃは、嵌入孔３４ａを挟んだ位置に互いに対向して配置されている。凹部３４ｂ，３４ｃは、鍔部３４の外縁部分において外側に開口して形成されており、嵌入孔３４ａの軸方向から見て、略矩形形状を呈している。

筒状部３６は、フェルール３０を保持する。図６に示すように、筒状部３６は、大筒部３６ａと、嵌入部３６ｂと、小筒部３６ｃと、を有している。

大筒部３６ａは、円筒状をなしている。大筒部３６ａは、筒状部３６にフェルール３０が保持された状態で、フェルール３０を囲うようにフェルール３０の径方向の外側に位置している。嵌入部３６ｂは、鍔部３４の嵌入孔３４ａに嵌入される部分であり、円筒状をなしている。嵌入部３６ｂは、大筒部３６ａから後方に延在している。嵌入部３６ｂの外径は、大筒部３６ａの外径よりも小さく、嵌入孔３４ａの内径と略同等とされている。小筒部３６ｃは、円筒状をなしている。小筒部３６ｃは、嵌入部３６ｂから後方に延在している。小筒部３６ｃの外径は、嵌入部３６ｂの外径よりも小さい。

筒状部３６には、フェルール３０を保持すると共に、光ファイバ心線Ｆ２が挿入される保持孔３６ｈが設けられている。保持孔３６ｈは、大筒部３６ａ、嵌入部３６ｂ及び小筒部３６ｃにわたって同軸に設けられている。フェルール保持部３２は、鍔部３４の嵌入孔３４ａに筒状部３６の嵌入部３６ｂが嵌入されて構成されている。

上記構成を有する光プラグ５の組立て方法について説明する。まず、光ファイバＦ２ａをフェルール３０に挿入して固定し、フェルール１０の端面を研磨する。次に、フェルール３０をフェルール保持部３２の保持孔３６ｈに挿入する。このとき、光ファイバＦ２ａの軸周りの回転角と鍔部３４の凹部３４ｂ，３４ｃの位相とを調整する。以上により、光プラグ５が組立てられる。

［スリーブの構成］
スリーブ７は、円筒状の部材であり、フェルール１０及びフェルール３０を挿入される。スリーブ７には、スリット７ａが設けられている。スリーブ７の内径は、フェルール１０，３０の直径と略同等、或いは、フェルール１０，３０の直径よりもわずかに小さくてもよい。スリーブ７は、スリット７ａを広げることにより、内径を大きくすることが可能とされている。スリーブ７は、図３に示すように光コネクタ３と光プラグ５とが連結されたときに、フェルール１０とフェルール３０とを同軸で固定することにより、光ファイバＦ１ａ，Ｆ２ａの端面同士を光学的に結合する。

続いて、光接続構造１の組立て方法について説明する。最初に、光コネクタ３と、光プラグ５と、スリーブ７とを準備する。次に、光コネクタ３のフェルール１０をスリーブ７に挿入する。このとき、スリーブ７の内径がフェルール１０の直径と略同等或いはその直径よりもわずかに小さいため、スリーブ７がフェルール１０に固定される。

続いて、光プラグ５のフェルール３０をスリーブ７に挿入すると共に、係止部材１４の係止部２６，２７を、フェルール保持部３２の鍔部３４の凹部３４ｂ，３４ｃに位置させ、係止部２６，２７を押し込む。これにより、光プラグ５の鍔部３４（フェルール保持部３２）が係止爪２６ａ，２７ａで係止される。このとき、スリーブ７内では、フェルール１０とフェルール３０とが当接し、光コネクタ３のコイルばね１６の付勢力により、光ファイバＦ１ａ，Ｆ２ａの端面同士が光学的に結合される。なお、なお、光プラグ５のフェルール３０をスリーブ７に挿入し、その後に、光コネクタ３のフェルール１０をスリーブ７に挿入してもよい。

以上説明したように、本実施形態の光接続構造１では、光コネクタ３は、フェルール１０を保持するフェルール保持部１２が一対の係止部２６，２７により挟持されているため、フェルール１０の回転が規制されている。光接続構造１では、光コネクタ３の一対の係止部２６，２７が光プラグ５の鍔部３４の凹部３４ｂ，３４ｃを挟んで、係止爪２６ａ，２７ａにより光プラグ５のフェルール保持部３２を光コネクタ３に係止している。また、光接続構造１では、光コネクタ３のフェルール１０（フェルール保持部１２）は、コイルばね１６により光プラグ５側に付勢（押圧）されている。

これにより、光接続構造１では、フェルール１０及びフェルール３０の回転が規制されているため、光コネクタ３のフェルール１０と光プラグ５のフェルール３０との相対角度の変動を抑制でき、光コネクタ３の光ファイバＦ１ａと光プラグ５の光ファイバＦ２ａとの相対角度を精度良く保持することができる。したがって、光接続構造１では、光接続を精度良く行うことができる。

本実施形態の光接続構造１では、光コネクタ３は、フェルール保持部１２を係止部材１４の係止部２６，２７で挟持する簡易な構成としている。これにより、光コネクタ３は、小型化を図ることができる。

（変形例）
図７は、光プラグの他の形態を示す斜視図である。図７（ａ）に示すように、光プラグ５Ａは、鍔部３４Ａの形状が上記の光プラグ５と異なっている。鍔部３４Ａは、一対の平坦面Ｓ１，Ｓ２を有している。光コネクタ３の係止部２６，２７は、平坦面Ｓ１，Ｓ２の位置で光プラグ５Ａ（鍔部３４Ａ）を係止する。

図７（ｂ）に示すように、光プラグ５Ｂは、鍔部３４Ｂの形状が上記の光プラグ５と異なっている。鍔部３４Ｂは、略円形形状を呈している。光コネクタ３の係止部２６，２７は、鍔部３４Ｂの任意の位置で光プラグ５Ｂ（鍔部３４Ｂ）を係止する。光プラグ５Ｂは、例えば光ファイバの光軸周りの回転角の調整が不要な場合に用いられる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、光コネクタ３の接続対象物として光プラグ５を一例に説明したが、接続対象物はこれに限定されない。接続対象物としては、例えば図８に示すように、受発光モジュール４０であってもよい。受発光モジュール４０は、受発光部４２と、受発光部４２に取り付けられた光プラグ４４と、を有している。光プラグ４４は、上記実施形態に光プラグ５と同様の構成を有している。受発光モジュール４０と光コネクタ３との光接続構造においても、光接続を精度良く行うことができる。

また、接続対象としては、例えば図９に示すように、受発光モジュール５０であってもよい。光コネクタ３と受発光モジュール５０とはスリーブ５２を介して連結されている。なお、図９では、光コネクタ３の構成が、上記実施形態の光コネクタ３の構成と一部異なっているが（係止部材１４の係止部２６，２７の構成等）、図９に示す光コネクタ３と図１に示す光コネクタ３とは、実質的に同様の構成を有している。

上記実施形態では、光コネクタ３のフェルール保持部１２が鍔部２０及び筒状部２２を有している構成を一例に説明したが、フェルール保持部１２は、鍔部と筒状部とが一体に設けられたものであってよい。また、光プラグ５のフェルール保持部３２が鍔部３４及び筒状部３６を有している構成を一例に説明したが、フェルール保持部３２は、鍔部と筒状部とが一体に設けられたものであってもよい。

上記実施形態では、係止部材１４に２つの係止部２６，２７が設けられている構成を一例に説明したが、係止部の数はこれに限定されるものではなく、例えば、係止部は３つ以上設けられていてもよい。フェルール保持部１２の鍔部２０の凹部の数も、係止部の数に対応して設定されればよい。

また、フェルール保持部１２の鍔部２０の凹部の数は、係止部材１４の係止部の数よりも少なくてもよい（凹部の数＜係止部の数）。この場合、凹部の少なくとも一箇所に、係止部が位置していればよい。好ましくは、フェルール保持部１２の鍔部２０の凹部の数が、係止部材１４の係止部の数よりも多い（凹部の数＞係止部の数）ことである。更に好ましくは、凹部の数と係止部の数とが同じ（凹部の数＝係止部の数）であることである。

上記実施形態では、係止部材１４の係止部２６，２７が互いに対向する位置に配置されていると共に、フェルール保持部１２の鍔部２０の凹部２０ｂ，２０ｃが互いに対向する位置に配置されている構成を一例に説明したが、係止部２６，２７及び凹部２０ｂ，２０ｃのそれぞれは互いに対向して配置されていなくてもよい。係止部２６，２７の対応する位置に凹部２０ｂ，２０ｃ（凹部２０ｂ，２０ｃの対応する位置に係止部２６，２７）が配置されていればよい。

１…光接続構造、３…光コネクタ、５，５Ａ，５Ｂ…光プラグ（接続対象物）、７，５２…スリーブ、１０…フェルール、１２…フェルール保持部（保持部）、１４…係止部材、１６…コイルばね、２４…基部、２６，２７…係止部、２６ａ，２７ａ…係止爪、２６ｂ、２７ｂ…突出部、３０…フェルール（保持部材）、３２…フェルール保持部（保持部）、４０，５０…受発光モジュール（接続対象物）、Ｆ１，Ｆ２…光ファイバ心線、Ｆ１ａ，Ｆ２ａ…光ファイバ。

Claims (6)

1. 光ファイバを有する光ファイバ心線の先端に接続される光コネクタであって、
   前記光ファイバを保持する保持部材と、
   前記保持部材を保持する保持部と、
   前記保持部の後方に位置する基部と、当該基部の側方から前方に延在すると共に、先端に係止爪を有する複数の係止部と、を有する係止部材と、
   前記保持部と前記基部との間に配置されたコイルばねと、を備え、
   前記複数の係止部は、前記保持部をその延在方向に移動可能に挟持している、光コネクタ。
2. 前記保持部は、複数の凹部を有し、
   前記複数の係止部がそれぞれ前記複数の凹部に位置している、請求項１記載の光コネクタ。
3. 前記保持部の前記複数の凹部のうちの２つは、互いに対向する位置に配置されている、請求項２記載の光コネクタ。
4. 前記複数の係止部のそれぞれは、その互いに近づく側に突出する突出部を有しており、
   前記突出部は、前記保持部の前方に配置されている、請求項１〜３のいずれか一項記載の光コネクタ。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の光コネクタと、
   前記光コネクタと連結される接続対象物とを備え、２本の光ファイバを互いに光学的に接続する光接続構造であって、
   前記光コネクタは、一方の光ファイバを前記保持部材で保持し、
   前記接続対象物は、他方の光ファイバを保持する保持部材と、当該保持部材を保持する保持部とを有し、
   前記光コネクタの前記保持部材と前記接続対象物の前記保持部材とを同軸で保持するスリーブを備え、
   前記光コネクタの前記複数の係止部は、前記接続対象物の前記保持部を挟んで係止している、光接続構造。
6. 前記接続対象物の前記保持部は、複数の凹部を有し、
   前記複数の係止部が前記接続対象物の前記複数の凹部に位置している、請求項５記載の光接続構造。

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