JP5094162B2 - パック電池 - Google Patents

Description

本発明は、プラスチックを枠形状に成形している枠ケースの内側に角形電池の電池コアを配置して電池組立とし、この電池組立に外装ラベルを付着してなるパック電池に関し、とくに枠ケースを２分割して互いに連結しているパック電池に関する。

角形電池の電池コアの外周を枠ケースでカバーし、その表面に外装ラベルを付着しているパック電池は開発されている。（特許文献１参照）

特許文献１のパック電池の分解斜視図を図１に示す。このパック電池は、以下のようにして組み立てられる。
（１）角形電池８１に出力端子８５を有する回路基板９１が連結されて電池コア８２となる。
（２）電池コア８２が、プラスチックをコ字状に成形している第１の枠ケース８３Ａに連結される。
（３）第１の枠ケース８３Ａに、コ状の第２の枠ケース８３Ｂを連結して、電池組立９２とする。
（４）電池組立９２の表面に外装ラベル８４を付着する。

以上の方法で組み立てられるパック電池は、第１の枠ケース８３Ａに、第２の枠ケース８３Ｂを決められた姿勢で連結する必要がある。それは、第２の枠ケース８３Ｂが表裏を非対称な形状に成形しているからである。表裏に非対称な第２の枠ケース８３Ｂは、パック電池を電気機器から取り出すためのツマミ９０を片側に設けることができ、また電池コア８２の形状を表裏に非対称な形状とすることができる。表裏に非対称な形状の第２の枠ケース８３Ｂは、連結枠８７の表面に、逆挿入阻止マーキング９３を設けて、第１の枠ケース８３Ａに決められた姿勢で連結することができる。組み立てる作業者が逆挿入阻止マーキング９３を確認して、第２の枠ケース８３Ｂを第１の枠ケース８３Ａに連結できるからである。逆挿入阻止マーキング９３は、プラスチック製の第２の枠ケース８３Ｂを成形する工程で、図１に示すように、連結枠８７の表面に凹凸のシボ表示で設けることができる。ただ、成形工程で設けられる逆挿入阻止マーキングは、見えにくくて正確に確認することが難しく、製造工程で間違って第２の枠ケースを逆方向に連結する弊害がある。

この欠点は、第１と第２の枠ケースの両側の連結枠を異なる長さに成形して解消できる。ただ、枠ケースの連結枠を異なる長さとすることは、以下の理由で好ましくない。第１の理由は、パック電池の外形をできる限りコンパクトにするために、細長い連結枠８７をプラスチックで薄く成形することにあり、第２の理由は、第１の枠ケース８３Ａに角形電池８１を入れた状態で、角形電池８１にリード板９４をスポット溶接して接続することにあり、第３の理由は、金型の抜き勾配から、連結枠８７の先端を薄く成形することである。すなわち、第１の枠ケースに角形電池を入れた状態で角形電池にリード板を接続するには、第１の枠ケースに角形電池を入れる状態で角形電池１にリード板をスポット溶接できる構造とする必要がある。このため、第１の枠ケースの連結枠を短くして、第２の枠ケースの連結枠を長くする必要がある。さらに、連結枠を薄く成形することから、両端の連結枠を異なる長さとするには一方の連結枠を長くする必要があり、長い連結枠の先端が極めて薄くなって成形が難しくなる。このため、両側の連結枠を同じ長さに成形する第２の枠ケースは、一方の連結枠の先端が極めて薄くなることがなく、能率よく多量生産できる。

また、第１の枠ケースと第２の枠ケースの先端を、図１に示すように、逆には連結できない連結構造として、逆連結を阻止できるように考えられるが、現実にはこの構造によっては、枠ケースの逆連結を阻止できない。それは、連結枠の先端部の厚さが極めて薄いことから、現実には逆方向にも連結できるからである。さらに、図１のパック電池は、枠ケース８３をしっかりと連結するために、第１の枠ケース８３Ａと第２の枠ケース８３Ｂの連結枠８７を超音波溶着しているので、枠ケース８３の連結にも手間がかかる欠点があった。
特開２００５−１３５７７０号公報

本発明は、さらに以上の欠点を解決することを目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、第２の枠ケースが逆方向に連結されるのを確実に阻止しながら、枠ケースと電池コアとをしっかりと連結できるパック電池を提供することにある。

本発明のパック電池は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
本発明の請求項１のパック電池は、出力端子５を有する角形電池１の電池コア２と、この電池コア２を内側に配置する四角形の枠形である枠ケース３と、この枠ケース３の内側に角形電池１を配置する電池組立１２の表面に付着される外装ラベル４とを備える。枠ケース３は、出力端子５を外部に表出する開口部１９を有する第１の枠ケース３Ａと、この第１の枠ケース３Ａに連結してなる第２の枠ケース３Ｂとを有する。さらに、第１の枠ケース３Ａと第２の枠ケース３Ｂはプラスチック製で、ベース枠６の両側に同じ長さの連結枠７を直角に連結する形状として全体の形状をコ字状とし、かつ第２の枠ケース３Ｂは表裏に非対称な形状であって、第１の枠ケース３Ａへの連結姿勢を特定している。第１の枠ケース３Ａと第２の枠ケース３Ｂは、連結枠７の先端部で互いに連結されて全体形状を枠形状とする枠ケース３を形成している。さらに、パック電池は、第２の枠ケース３Ｂの一方の連結枠７と角形電池１の外周との間に、角形電池１に連結してなる絶縁プレート１５を配設し、この絶縁プレート１５と第２の枠ケース３Ｂの連結枠７には、一方に連結雄部８を設けて、他方にはこの連結雄部８が連結される連結雌部９を設けている。パック電池は、連結雄部８を連結雌部９に連結して、第２の枠ケース３Ｂを第１の枠ケース３Ａに連結すると共に、枠ケース３を電池コア２に連結している。

本発明の請求項２のパック電池は、絶縁プレート１５に連結雄部８を設けて、第２の枠ケース３Ｂの連結枠７に連結雌部９を設けており、この連結雌部９を、連結枠７の連結方向に長いスリットとしている。

さらに、本発明の請求項３のパック電池は、第２の枠ケース３Ｂの連結枠７を第１の枠ケース３Ａの連結枠７よりも長くして、連結雌部９又は連結雄部８を絶縁プレート１５の端部に設けている。

また、本発明の請求項４のパック電池は、第２の枠ケース３Ｂのベース枠６の厚さ方向の片側にツマミ１０を設けている。

さらにまた、本発明の請求項５のパック電池は、絶縁プレート１５を角形電池１の凸部電極側の端面に配設して、凸部電極１Ａに電気接続されるリード板１４と角形電池１の封口板１Ｂとを絶縁している。さらに、この絶縁プレート１５は、凸部電極１Ａを貫通させる貫通孔１８を開口すると共に、凸部電極１Ａの両側をカバーする形状として、一方の端部に連結雄部８を設けている。

本発明のパック電池は、第２の枠ケースが逆方向に連結されるのを阻止しながら、枠ケースと角形電池とをしっかりと連結できる特徴がある。それは、本発明のパック電池が、第２の枠ケースの一方の連結枠と角形電池の外周との間に、角形電池に連結してなる絶縁プレートを配設すると共に、この絶縁プレートと第２の枠ケースの連結枠には、一方に連結雄部を、他方にはこの連結雄部を連結する連結雌部を設けて、連結雄部を連結雌部に連結して、第２の枠ケースを第１の枠ケースに連結し、さらに枠ケースを電池コアに連結するからである。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのパック電池を例示するものであって、本発明はパック電池を以下のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図２ないし図８に示すパック電池は、出力端子５を有する角形電池１の電池コア２と、この電池コア２を内側に配置する四角形の枠形である枠ケース３と、この枠ケース３の内側に角形電池１を配置する電池組立１２の表面に付着される外装ラベル４とを備える。

［電池コア２］
電池コア２は、図４の分解斜視図に示すように、角形電池１に回路基板１１を連結している。回路基板１１は表面に出力端子５を固定しており、この出力端子５を枠ケース３に設けた開口部１９から外部に表出する。回路基板１１は、角形電池１との間に基板ホルダー１６を配設している。この基板ホルダー１６は、表面に回路基板１１を嵌合させ、裏面に角形電池１を嵌合させて、回路基板１１を角形電池１の定位置に配置する。基板ホルダー１６は、リード板１４で角形電池１に連結される回路基板１１と角形電池１との間に挟まれて保持される。図４の電池コア２は、回路基板１１を角形電池１に連結する一方のリード板１４を保護素子１７とする。保護素子１７はＰＴＣである。保護素子１７は、一方のリード板１４を角形電池１の凸部電極１Ａに溶接して固定しており、他方のリード板１４を回路基板１１に連結している。

保護素子１７のリード板１４と角形電池１の封口板１Ｂとの間には絶縁プレート１５を配設している。絶縁プレート１５は、保護素子１７のリード板１４と角形電池１の封口板１Ｂとを絶縁する。角形電池１は、外装缶１Ｃの開口部を封口板１Ｂで閉塞する外形であって、封口板１Ｂに設けた凸部電極１Ａと、封口板１Ｂ及び外装缶１Ｃとを異なる極性としている。図の電池コア２は、保護素子１７を封口板１Ｂの凸部電極１Ａに接続しているので、絶縁プレート１５は封口板１Ｂの表面に配設されて、リード板１４と封口板１Ｂとを絶縁する。リード板は、必ずしも凸部電極に接続されず、外装缶に接続することもあるので、リード板を外装缶に接続する電池コアにあっては、絶縁プレートは外装缶の表面に配設される。図に示す絶縁プレート１５は、絶縁材のプラスチック製で、基板ホルダー１６に一体的に成形している。一体成形される絶縁プレート１５と基板ホルダー１６は、全体の形状をＬ字状として、絶縁プレート１５を角形電池１の端面に沿って配置し、基板ホルダー１６を角形電池１の側面に沿って配置している。この構造は、角形電池１の封口板１Ｂと外装缶１Ｃの両方をリード板１４から絶縁できる。ただ、絶縁プレートは、必ずしも基板ホルダーと一体的に成形する必要はなく、基板ホルダーと別部材とすることもできる。

絶縁プレート１５は、保護素子１７のリード板１４と封口板１Ｂとを絶縁すれば足りる。ただ、図のパック電池は、この絶縁プレート１５に第２の枠ケース３Ｂを連結して、第２の枠ケース３Ｂを第１の枠ケース３Ａに連結する姿勢を特定する。したがって、絶縁プレート１５は、凸部電極１Ａの両側をカバーして、封口板１Ｂのほぼ全面をカバーする形状に成形している。すなわち、絶縁プレート１５の外形を封口板１Ｂの外形としている。この絶縁プレート１５は、凸部電極１Ａを貫通させる貫通孔１８を設けている。

さらに、絶縁プレート１５は、第２の枠ケース３Ｂを連結する連結雄部８を表面に突出して設けている。絶縁プレート１５の連結雄部８を、図４、図６、図７の拡大図、及び、図９ないし図１１に示している。これらの図に示す連結雄部８は、封口板１Ｂに沿って細長く伸びる突出部である。連結雄部８である突出部は、その幅を絶縁プレート１５の幅よりも狭く、図においては、絶縁プレート１５の幅の１／４ないし１／８としている。さらに、連結雄部８の突出部は、細長い形状として、第２の枠ケース３Ｂの挿入方向に向かって登り勾配に傾斜する形状としている。さらに、突出部からなる連結雄部８は、絶縁プレート１５の端部に設けている。この絶縁プレート１５は、第２の枠ケース３Ｂをスムーズに挿入できる特徴がある。それは、連結雄部８からなる突出部を傾斜する姿勢とすると共に、絶縁プレート１５の端部に配設しているからである。絶縁プレート１５の端部にある突出部からなる連結雄部８は、第１の枠ケース３Ａに連結する連結枠７の先端から離れた位置にある。ここに位置する突出部からなる連結雄部８は、連結枠７に設けた後述する連結雌部９であるスリットに案内される。連結雄部８の突出部を連結雌部９のスリットに案内する状態で、第２の枠ケース３Ｂの先端は、突出部で変形されることなく、第１の枠ケース３Ａの連結枠７に無理なく連結される。さらに、第１の枠ケース３Ａに連結された第２の枠ケース３Ｂは、先端部を第１の枠ケース３Ａに連結し、先端から離れた後端部を絶縁プレート１５を介して電池コア２に連結することから、互いに離れた２カ所をしっかりと固定できる特徴も実現する。

［枠ケース３］
枠ケース３は、出力端子５を外部に表出する開口部１９を有する第１の枠ケース３Ａと、この第１の枠ケース３Ａに連結してなる第２の枠ケース３Ｂとからなる。第１の枠ケース３Ａと第２の枠ケース３Ｂはプラスチック製で、ベース枠６の両側に同じ長さの連結枠７を直角に連結する形状として全体の形状をコ字状としている。ベース枠６と連結枠７は、その両側に沿ってひさし２０を設けて、ひさし２０の内側に電池コア２を案内している。

［第１の枠ケース３Ａ］
第１の枠ケース３Ａは、ベース枠６の内側に電池コア２の回路基板１１を配設する。したがって、ベース枠６は、回路基板１１に固定している出力端子５のある位置に開口部１９を設けて、出力端子５をパック電池の外部に表出している。さらに、第１の枠ケース３Ａは、パック電池を電気機器（図示せず）の定位置にセットするために位置決め凸部２１をベース枠６の両端の片側表面に突出して設けている。この構造から、第１の枠ケース３Ａは、表裏に非対称な形状に成形される。また、第１の枠ケース３Ａは、回路基板１１を検査するテスト穴２２をベース枠６に設けて、このテスト穴２２を剥離できるシール２３で閉塞している。さらに、水没を検出する水没検査シール２４を回路基板１１に接着して、この水没検査シール２４を第１の枠ケース３Ａの外部に表出させている。水没検査シール２４を外部に表出させるベース枠６は、水没検査シール２４を外部から確認できる確認窓２９を開口している。ただ、水没検査シールは、ベース枠の表面や内面に接着することもできる。

さらに、図の第１の枠ケース３Ａは、電池コア２に係止構造で連結している。図に示す係止構造は、第１の枠ケース３Ａのひさし２０に開口した係止孔３０と基板ホルダー１６の側面に設けた係止凸部３１である。この第１の枠ケース３Ａは、ひさし２０の内側に電池コア２を案内する状態で、基板ホルダー１６の係止凸部３１を、ひさし２０の係止孔３０に挿入して、電池コア２の定位置に連結する。

さらに、第１の枠ケース３Ａは、連結枠７の長さを、ここに角形電池１を入れる状態で、角形電池１にリード板１４を溶接して連結できるようにする。この連結枠７は、凸部電極１Ａを外部に表出する長さに成形される。第１の枠ケース３Ａが凸部電極１Ａをカバーしないので、凸部電極１Ａは第２の枠ケース３Ｂの連結枠７でカバーする。したがって、図２と図３に示す枠ケース３は、第２の枠ケース３Ｂの連結枠７を第１の枠ケース３Ａの連結枠７よりも長くしている。

［第２の枠ケース３Ｂ］
第２の枠ケース３Ｂは、図９ないし図１１に示すように、ベース枠６の厚さ方向の片側にツマミ１０を設けて表裏に非対称な形状に成形して、第１の枠ケース３Ａへの連結姿勢を特定している。ツマミ１０は、パック電池を電気機器にセットする状態で、ユーザーがここをつかんで簡単に脱着するための突出部である。

第２の枠ケース３Ｂは、第１の枠ケース３Ａに連結枠７の先端部で互いに連結される。第１の枠ケース３Ａと第２の枠ケース３Ｂを連結枠７の先端で連結するために、連結枠７の先端部を係止構造に成形している。図３に示す第１の枠ケース３Ａと第２の枠ケース３Ｂは、一方の連結枠７の先端に連結孔２５を設けて、他方の連結枠７の先端に連結孔２５に挿入される連結凸部２７を設けて係止構造としている。第２の枠ケース３Ｂは、ベース枠６の内面に、互いに平行な姿勢で複数列の補強リブ２７を一体的に成形して設けている。この補強リブ２７は、角形電池１の湾曲する側面に嵌入できる形状に成形している。

さらに、第２の枠ケース３Ｂは、一方の連結枠７、図３において右側の連結枠７に、絶縁プレート１５に設けている連結雄部８の突出部を案内する連結雌部９のスリットを設けている。スリットは、図７の矢印で示す連結枠７の連結方向に長いスリットとしている。図７と図８に示すように、スリットは、突出部よりも長くしている。この構造によると、連結雄部８の突出部を連結雌部９のスリットに案内した後、第２の枠ケース３Ｂの連結枠７の先端を第１の枠ケース３Ａの先端に連結できる。すなわち、第２の枠ケース３Ｂの連結枠７の先端を第１の枠ケース３Ａの連結枠７の先端に連結する状態で、第２の枠ケース３Ｂの連結枠７が突出部で曲げられることがなく、両連結枠７の先端を確実に連結できる位置に配置して連結できる。連結雌部９であるスリットは、連結雄部８である突出部を入れて、第２の枠ケース３Ｂの連結枠７を電池コア２に連結するものであるから、第２の枠ケース３Ｂを第１の枠ケース３Ａに連結する状態で、突出部をスリットに案内できる位置と大きさに開口される。とくに、第２の枠ケース３Ｂの連結枠７の先端を第１の枠ケース３Ａの連結枠７の先端に連結するに先だって、突出部をスリットに入れることができる位置に開口される。

図に示すパック電池は、絶縁プレート１５に連結雄部８の突出部を設けて、第２の枠ケース３Ｂの連結枠７に連結雌部９のスリットを設けている。この構造のパック電池は、枠ケース３の表面に外装ラベル４を接着して、第２の枠ケース３Ｂに設けたスリットを閉塞できる。また、突出部を第２の枠ケース３Ｂの連結枠７の表面から突出しない構造にできる。ただし、本発明のパック電池は、絶縁プレートに連結雌部を設けて、第２の枠ケースの連結枠に連結雄部を設けることができる。また、連結雌部は、スリットのように必ずしも貫通して設けることなく、連結雄部を案内する凹部とすることもできる。

［外装ラベル４］
外装ラベル４は、内面に粘着層を設けたプラスチックシートである。図２の外装ラベル４は、中間でＵ曲する状態に湾曲して、電池組立１２の両面に接着される。さらに、ツマミ１０を外部に突出させるように、ツマミ１０の両側に突出片２８を設けている。突出片２８は、外装ラベル４の表面に付着されて、電池組立１２に確実に付着される。第１の枠ケース３Ａのベース枠６は、外装ラベル４を付着する部分に低く成形する段差部を設けて、ここに外装ラベル４を接着している。

以上のパック電池は以下のようにして組み立てられる。
（１）図４に示すように、角形電池１にリード板１４を介して回路基板１１を連結して電池コア２とする。このとき、回路基板１１と角形電池１との間に基板ホルダー１６を挟着し、また、一方のリード板１４である保護素子１７と封口板１Ｂとの間に絶縁プレート１５を配設する。絶縁プレート１５は、貫通孔１８に凸部電極１Ａを挿入して定位置に配置される。
（２）図９に示すように、電池コア２を第１の枠ケース３Ａに連結する。
（３）図７と図１０に示すように、第２の枠ケース３Ｂを挿入して、連結枠７の先端を第１の枠ケース３Ａの連結枠７の先端に連結して電池組立１２とする。このとき、第２の枠ケース３Ｂの連結枠７に設けた連結雌部９であるスリットに、絶縁プレート１５に設けた連結雄部８の突出部を案内して、第２の枠ケース３Ｂを決められた姿勢で第１の枠ケース３Ａに連結する。
（４）図２に示すように、電池組立１２の表面に外装ラベル４を接着してパック電池とする。

本発明のパック電池は、携帯電話等の携帯機器に脱着できるように装着されて携帯機器に電力を供給する。

従来のパック電池の分解斜視図である。 本発明の一実施例にかかるパック電池の分解斜視図である。 図２に示すパック電池の電池組立の分解斜視図である。 図３に示す電池組立の電池コアの分解斜視図である。 図２に示すパック電池の正面図である。 図５に示すパック電池のＡ−Ａ線の断面図である。 第１の枠ケースに第２の枠ケースを連結する状態を示す電池組立の分解斜視図である。 第１の枠ケースに第２の枠ケースを連結した状態を示す電池組立の斜視図である。 電池コアに第１の枠ケースと第２の枠ケースを連結する状態を示す側面図である。 第１の枠ケースに第２の枠ケースを連結する状態を示す側面図である。 第１の枠ケースに第２の枠ケースを連結した状態を示す電池組立の側面図である。

符号の説明

１…角形電池 １Ａ…凸部電極
１Ｂ…封口板
１Ｃ…外装缶
２…電池コア
３…枠ケース ３Ａ…第１の枠ケース
３Ｂ…第２の枠ケース
４…外装ラベル
５…出力端子
６…ベース枠
７…連結枠
８…連結雄部
９…連結雌部
１０…ツマミ
１１…回路基板
１２…電池組立
１４…リード板
１５…絶縁プレート
１６…基板ホルダー
１７…保護素子
１８…貫通孔
１９…開口部
２０…ひさし
２１…位置決め凸部
２２…テスト穴
２３…シール
２４…水没検査シート
２５…連結孔
２６…連結凸部
２７…補強リブ
２８…突出片
２９…確認窓
３０…係止孔
３１…係止凸部
８１…角形電池
８２…電池コア
８３…枠ケース ８３Ａ…第１の枠ケース
８３Ｂ…第２の枠ケース
８４…外装ラベル
８５…出力端子
８７…連結枠
９０…ツマミ
９１…回路基板
９２…電池組立
９３…逆挿入阻止マーキング
９４…リード板

Claims (5)

1. 出力端子(5)を有する角形電池(1)の電池コア(2)と、この電池コア(2)を内側に配置する四角形の枠形である枠ケース(3)と、この枠ケース(3)の内側に角形電池(1)を配置する電池組立(12)の表面に付着される外装ラベル(4)とを備え、前記枠ケース(3)が、前記出力端子(5)を外部に表出する開口部(19)を有する第１の枠ケース(3A)と、この第１の枠ケース(3A)に連結してなる第２の枠ケース(3B)とからなり、
   第１の枠ケース(3A)と第２の枠ケース(3B)はプラスチック製で、ベース枠(6)の両側に同じ長さの連結枠(7)を直角に連結する形状として全体の形状をコ字状とし、かつ第２の枠ケース(3B)は表裏に非対称な形状であって、第１の枠ケース(3A)への連結姿勢が特定されており、第１の枠ケース(3A)と第２の枠ケース(3B)が連結枠(7)の先端部で互いに連結されて全体形状を枠形状とする枠ケース(3)を形成しており、
   さらに、第２の枠ケース(3B)の一方の連結枠(7)と角形電池(1)の外周との間には、角形電池(1)に連結してなる絶縁プレート(15)が配設され、この絶縁プレート(15)と第２の枠ケース(3B)の連結枠(7)は、一方に連結雄部(8)を設けて、他方にはこの連結雄部(8)が連結される連結雌部(9)を設けており、連結雄部(8)が連結雌部(9)に連結されて、第２の枠ケース(3B)が第１の枠ケース(3A)に連結されると共に、枠ケース(3)を電池コア(2)に連結してなるパック電池。
2. 絶縁プレート(15)が連結雄部(8)を有し、第２の枠ケース(3B)が連結枠(7)に連結雌部(9)を有しており、この有連結雌部(9)が、連結枠(7)の連結方向に長いスリットである請求項１に記載されるパック電池。
3. 第２の枠ケース(3B)の連結枠(7)が第１の枠ケース(3A)の連結枠(7)よりも長く、連結雌部(9)又は連結雄部(8)を絶縁プレート(15)の端部に設けてなる請求項１に記載されるパック電池。
4. 第２の枠ケース(3B)のベース枠(6)が、厚み方向の片側にツマミ(10)を設けている請求項１に記載されるパック電池。
5. 絶縁プレート(15)が角形電池(1)の凸部電極側の端面に配設されて、凸部電極(1A)に電気接続されるリード板(14)と角形電池(1)の封口板(1B)とを絶縁しており、さらに、この絶縁プレート(15)は、凸部電極(1A)を貫通させる貫通孔(18)を開口すると共に、凸部電極(1A)の両側をカバーする形状として、一方の端部に連結雄部(8)を設けている請求項１に記載されるパック電池。

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