JP5754381B2 - 保護部付電線及び保護部付電線の製造方法 - Google Patents

保護部付電線及び保護部付電線の製造方法 Download PDF

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本発明は、電線束を外部から保護する技術に関する。
電線束を外部から保護する技術として、特許文献1のワイヤーハーネスが開示されている。このワイヤーハーネスは、フラット回路体を熱可塑性材料からなる2枚の被覆体で挟んで、この被覆体をプレス成形し、被覆体をフラット回路体に密着させると共に被覆体同士を溶着して形成されている。
また、特許文献2、3にも、電線束を外部から保護する技術として、不織布を用いた電線用保護部材、保護部付電線が開示されている。
特開2003−197038号公報 特開2011−160611号公報 特開2011−171098号公報
しかしながら、特許文献1〜3のような方法で電線束を保護する場合、熱可塑性材料(不織布)は、電線束に対して相対移動可能な状態であり、プレス成型されて保護部が形成されるまでの間に電線束を覆う形態がばらついてしまう恐れがある。特に、電線束が断面視円形、楕円形または矩形等の形状に束ねられている電線束を保護対象とする場合には、電線束を覆う熱可塑性材料(不織布)の形態がばらつきやすい。
そこで、本願出願人は、シート状の熱可塑性材料(以下、不織材料)を電線束の外周部に巻き付けた状態で加熱及び加圧することにより、電線束を覆う不織材料の形態のばらつきを抑制する技術を提案している。また、不織材料の巻き付け作業において、不織材料の内側面のうちの巻き付け時の周方向における端部に両面テープを貼り付け、両面テープにより不織材料上に電線束を保持した状態で不織材料を巻き付けることも提案している。
しかしながら、上記方法によると、電線束が両面テープに付着して該両面テープに沿って並んだ状態で、電線束に不織材料が巻き付けられてしまう恐れがある。この場合、不織材料が加熱及び加圧されて保護材が成形された際に、電線束が保護部の中心に集中した形態が得られない恐れがある。
そこで、本発明は、電線束を保護部のより中心に集中させた形態で保護することを目的とする。
第1の態様は、電線束のうちの保護対象部分を保護した保護部付電線であって、前記電線束と、少なくとも一部分で粘着面が外周側を向く形態で、前記電線束のうちの前記保護対象部分の外周部に対して巻き付けられた粘着テープにより形成された結束部と、前記電線束のうちの前記保護対象部分の外周部を前記結束部の上から覆う形態で、不織材料が加熱及び加圧されて形成された保護部とを備える。
第2の態様は、第1の態様に係る保護部付電線であって、前記粘着テープは、片側にのみ粘着面を有する片面粘着テープである。
第3の態様は、第2の態様に係る保護部付電線であって、前記結束部は、前記粘着テープが、前記電線束の外周部に対して、前記粘着面を内周側に向ける形態で少なくとも1周巻き付けられると共に、途中で裏返して前記粘着面を外周側に向ける形態で螺旋状に巻き付けられて形成されている。
第4の態様は、第1の態様に係る保護部付電線であって、前記結束部は、両側に粘着面を有する両面粘着テープである。
第5の態様は、第1〜第4のいずれか一態様に係る保護部付電線であって、前記結束部は、前記粘着テープが、少なくとも一部分で、既に巻き付けられた部位に対して隙間をあける形態で螺旋状に前記電線束の外周部に巻き付けられて形成されている。
第6の態様は、第1〜第4のいずれか一態様に係る保護部付電線であって、前記結束部は、前記粘着テープが、少なくとも一部分で、既に巻き付けられた部位に対して幅方向における少なくとも一部分が重なる形態で螺旋状に前記電線束の外周部に巻き付けられて形成されている。
第7の態様は、第1〜第6のいずれか一態様に係る保護部付電線であって、前記保護部は、シート状の前記不織材料が、前記電線束の外周部に少なくとも1周巻き付けられた形態で加熱及び加圧されて形成されている。
第8の態様は、電線束のうちの保護対象部分を保護した保護部付電線の製造方法であって、(a)少なくとも一部分で粘着面が外周側を向く形態で、前記電線束のうちの前記保護対象部分の外周部に対して粘着テープを巻き付ける工程と、(b)不織材料により、前記電線束のうちの前記保護対象部分の外周部を前記粘着テープの上から覆う工程と、(c)前記不織材料を加熱及び加圧して成形する工程とを備える。
第9の態様は、第8の態様に係る保護部付電線の製造方法であって、前記工程(a)では、片側に粘着面を有する前記粘着テープを、前記電線束の外周部に対して、前記粘着面を内周側に向ける形態で少なくとも一周巻き付けると共に、途中で裏返して前記粘着面を外周側に向ける形態で螺旋状に巻き付ける。
第1の態様に係る保護部付電線によると、結束部が、少なくとも一部分で粘着面が外周側を向く形態で電線束のうちの保護対象部分の外周部に対して巻き付けられた粘着テープにより形成され、この結束部の上から電線束のうちの保護対象部分の外周部を覆う形態で不織材料が加熱及び加圧されて保護部が形成されている。これにより、結束部により電線束が結束されると共に、不織材料が電線束の外周部に貼り付けられた状態で加熱及び加圧されるため、電線束を保護部のより中心に集中させた形態で保護することができる。
第2の態様に係る保護部付電線によると、粘着テープが、片側にのみ粘着面を有する片面粘着テープであるため、電線束と保護部とが全体的に固着されることを抑制し、保護部の端部において電線束が受けるストレスを軽減することができる。
第3の態様に係る保護部付電線によると、結束部は、粘着テープが、電線束の外周部に対して、粘着面を内周側に向ける形態で少なくとも1周巻き付けられると共に途中で裏返して粘着面を外周側に向ける形態で螺旋状に巻き付けられて形成されている。このため、電線束の延在方向において電線束に対する保護部の位置をより確実に固定することができる。
第4の態様に係る保護部付電線によると、結束部が、両側に粘着面を有する両面粘着テープであるため、電線束の結束及び電線束に対する不織材料の固定をより容易に行うことができる。
第5の態様に係る保護部付電線によると、結束部は、粘着テープが少なくとも一部分で既に巻き付けられた部位に対して隙間をあける形態で螺旋状に電線束の外周部に巻き付けられて形成されている。このため、粘着テープの使用量を低減し、材料費の削減に寄与する。
第6の態様に係る保護部付電線によると、結束部は、粘着テープが、少なくとも一部分で、既に巻き付けられた部位に対して幅方向における少なくとも一部分が重なる形態で螺旋状に電線束の外周部に巻き付けられて形成されている。このため、電線束をばらつきを抑制してより確実に保護部の中心に集中させた形態で保護することができる。
第7の態様に係る保護部付電線によると、保護部は、シート状の不織材料が、電線束の外周部に少なくとも1周巻き付けられた形態で加熱及び加圧されて形成されているため、電線束をより中心に集中させた状態で保護することができる。
第8の態様に係る保護部付電線の製造方法によると、結束部が、少なくとも一部分で粘着面が外周側を向く形態で電線束のうちの保護対象部分の外周部に対して粘着テープを巻き付け、不織材料により電線束のうちの保護対象部分の外周部を粘着テープの上から覆った状態で、不織材料を加熱及び加圧して成形する。これにより、結束部により電線束が結束されると共に、不織材料が電線束の外周部に貼り付けられた状態で加熱及び加圧されるため、電線束を保護部のより中心に集中させた形態で保護することができる。
第9の態様に係る保護部付電線の製造方法によると、片側に粘着面を有する粘着テープを、電線束の外周部に対して、粘着面を内周側に向ける形態で少なくとも一周巻き付けると共に、途中で裏返して粘着面を外周側に向ける形態で螺旋状に巻き付けるため、片側に粘着面を有するテープにより電線束の延在方向において電線束に対する保護部の位置をより確実に固定することができる。
保護部付電線の側面図である。 図1のII−II線断面図である。 電線束に粘着テープを巻いた状態を示す図である。 電線束に粘着テープを巻く動作を示す図である。 不織材料を巻き付ける動作を示す図である。 ホットプレスをする動作を示す図である。 変形例に係る結束部を示す図である。 他の変形例に係る結束部を示す図である。
以下、実施形態に係る保護部付電線10の構成及びその製造方法について説明する(図1、図2参照)。本保護部付電線10は、電線束12のうちの保護対象部分を保護した部材である。
<保護部付電線の構成>
保護部付電線10は、電線束12と、結束部20と、保護部30とを備えている。
電線束12は、車両又は電気機器等(ここでは車両の例で説明する)に配索されるワイヤーハーネスであり、複数本の電線(図示省略)を有する線材である。
結束部20は、電線束12を結束する部分である。また、結束部20は、電線束12に対して不織材料301を固定する部分でもある。
結束部20は、少なくとも一部分で粘着面202が外周側を向く形態で、電線束12のうちの保護対象部分の外周部に対して巻き付けられた粘着テープ201により形成されている。ここでは、粘着テープ201として、片側にのみ粘着面202を有する片面粘着テープ201を採用している。
より具体的には、結束部20は、片面粘着テープ201が、電線束12の外周部に対して、粘着面202を内周側に向ける形態で少なくとも一周巻き付けられると共に、途中で裏返して粘着面202を外周側に向ける形態で螺旋状に巻き付けられて形成されている(図4参照)。すなわち、片面粘着テープ201は、電線束12の外周部に対して粘着面202を内周側に向けて巻き付けられた部分では、電線束12に対して貼り付けられて固定されている。また、結束部20は、片面粘着テープ201が、少なくとも一部分で、既に巻き付けられた部位に対して電線束12の延在方向において隙間をあける形態で電線束12の外周部に対して螺旋状に巻き付けられて形成されている(図3参照)。
ここでは、片面粘着テープ201の始端側の部分は、粘着面202が内周側に向く形態で、既に巻き付けられた部分に対して幅方向におけるほぼ全体が重なるように、周方向に沿って巻き付けられている。そして、片面粘着テープ201は、途中で裏返されて、電線束12の外周部に対して、周方向において反対向きに巻き付けられている。片面粘着テープ201の中間部分は、粘着面202が外周側に向く形態で、既に巻き付けられた部分に対して隙間をあけるように螺旋状に巻き付けられている。また、片面粘着テープ201の終端側の部分は、粘着面202が外周側に向く形態のまま、既に巻き付けられた部分に対して幅方向におけるほぼ全体が重なるように、周方向に沿って巻き付けられている。そして、外周側を向く粘着面202上に、粘着面202が外周側を向く形態で終端部が巻き重ねられることにより、片面粘着テープ201は電線束12の外周部に巻き付けられた状態に維持される。
上記形態に形成された結束部20のうち、片面粘着テープ201が電線束12の外周部に対して粘着面202が内周側に向く形態で巻き付けられて形成された部分を表巻部22と称する。また、結束部20のうち、片面粘着テープ201が電線束12の外周部に対して粘着面202が外周側に向く形態で巻き付けられて形成された部分を裏巻部24と称する。
保護部30は、電線束12を外部から保護するための部分である。また、保護部30は、電線束12を、配索経路に沿った形態に維持する機能を担う部分でもある。保護部30は、電線束12のうちの保護対象部分の外周部を結束部20の上から覆う形態で、不織材料301がホットプレス(加熱及び加圧)されて形成されている(図5、図6参照)。ここで、ホットプレスとは、加工対象である不織材料301を一対の金型90間に挟み込み、一対の金型90を加熱した状態で加圧して不織材料301を成型加工することをいう。
ここで採用する不織材料301は、加熱することにより部分的或いは全体的に溶融し或いは軟らかくなって、冷却されることにより固化する材料である。すなわち、この不織材料301は、加熱されて溶融した或いは軟らかくなった状態で成形加工され、冷却されることにより成形された所定の形状を維持することができる。
このような不織材料301として、基本繊維と接着樹脂(バインダとも呼ばれる)とを含むものを用いることができる。接着樹脂は、基本繊維の融点よりも低い融点を有する樹脂である。そして、不織材料301を、基本繊維の融点より低く且つ接着樹脂の融点よりも高い温度に加熱することにより、接着樹脂が溶融されて基本繊維間にしみ込む。この後、不織材料301の温度が低下すると、接着樹脂が凝固する。これにより、不織材料301を加熱時の成形状態に維持することができる。
不織材料301の基本繊維としては、接着樹脂の融点で繊維状態を保ち得ればよく、樹脂繊維の他、ガラス繊維等の各種繊維を用いることができる。また、接着樹脂は、基本繊維の融点より低い融点を有する熱可塑性樹脂繊維を用いることができる。例えば、基本繊維と接着樹脂との組合せとしては、基本繊維をPET(ポリエチレンテレフタレート)の樹脂繊維とし、接着樹脂をPETとPEI(ポリエチレンイソフタレート)との共重合樹脂としたものが挙げられる。
ここでは、矩形状に形成されているシート状の不織材料301(不織布とも呼ばれる)を用いている。また、不織材料301は、電線束12のうちの保護対象部分より幅広で且つ電線束12の外周部の周長と同じかそれより長い(ここでは長い)長さ寸法のものが採用される。
ここでは、保護部30は、シート状の不織材料301が、電線束12の外周部に少なくとも1周(図6ではほぼ2周)巻き付けられた形態でホットプレスされて形成されている。すなわち、シート状の不織材料301は、電線束12の周方向全体において結束部20の裏巻部24(片面粘着テープ201の外周側を向く粘着面202)に対して貼り付けられることにより、電線束12の外周部を覆う形態で保持される。
ここで、不織材料301のうち、電線束12の外周部に巻き付けられる1周目までの部分は結束部20の裏巻部24に張り付いているが、1周目以降の部分は既に巻き付けられた不織材料301上に重なるため自由端となっている。図5には、不織材料301の巻き付け終端部の内周面に、終端部固定用の両面粘着テープ303が貼り付けられている例を示している。そして、不織材料301は、終端部が両面粘着テープ303により、既に電線束12に巻き付けられた部位の上に貼り付け固定されることにより、電線束12の延在方向に直交する断面視において、略円環状に維持される。
これにより、従来と比べ、電線束12に対して不織材料301を固定する両面粘着テープを省略できるため、両面粘着テープの使用量は軽減できる。なお、不織材料301の巻き付け終端部に貼り付けられる両面粘着テープは、省略されてもよい。
そして、電線束12は、延在方向に直交する断面視において、結束部20により略円形に束ねられ、不織材料301のほぼ中心に集中して位置する(図6参照)。
この状態で、不織材料301を一対の金型90によりホットプレスして成形する。ここでは、電線束12の延在方向に直交する断面視において、外形が略円形となる形状に成形している。そして、電線束12は、延在方向に直交する断面視において、結束部20により略円形に束ねられ、成形された保護材30のほぼ中心に集中して位置する(図2参照)。
<製造方法>
次に、上記保護部付電線10の製造方法について説明する。なお、上記構成に関する説明で詳細を述べているため、詳細については省略し、ここでは製造工程の順序に注目して説明する。
まず、少なくとも一部分で粘着面202が外周側を向く形態で、電線束12のうちの保護対象部分の外周部に対して片面粘着テープ201を巻き付ける(工程(a)、図3、図4参照)。ここでは、片側に粘着面202を有する片面粘着テープ201を、電線束12の外周部に対して、粘着面202を内周側に向ける形態で少なくとも一周巻き付けると共に、途中で裏返して粘着面202を外周側に向ける形態で螺旋状に巻き付ける。また、片面粘着テープ201のうちの螺旋状に巻き付ける部分では、既に巻き付けられた部位に対して幅方向に隙間をあける形態で巻き付ける。
次に、シート状の不織材料301により、電線束12のうちの保護対象部分の外周部を片面粘着テープ201の上から覆う(工程(b)、図5参照)。ここでは、シート状の不織材料301を電線束12の外周部に巻き付ける。そして、不織材料301の巻き付け終端部を、既に電線束12の外周部に巻き付けられた部分に対して両面粘着テープ303により貼り付け固定する。
最後に、電線束12の外周部を覆う不織材料301を一対の金型90によりホットプレス(加熱及び加圧)して成形する(工程(c)、図6参照)。ここでは、電線束12の延在方向に直交する断面視において外周部が略円形になるように、一対の金型90の成形面は、突き合わせ時に断面視略円形を成す形状に形成されている。
以上の工程により、図1、図2に示す保護部付電線10が製造される。
上記実施形態に係る保護部付電線10及びその製造方法によると、結束部20が、少なくとも一部分で粘着面202が外周側を向く形態で電線束12のうちの保護対象部分の外周部に対して巻き付けられた片面粘着テープ201により形成され、この結束部20の上から電線束12のうちの保護対象部分の外周部を覆う形態で不織材料301が加熱及び加圧されて保護部30が形成されている。これにより、結束部20により電線束12が結束されてばらつきを抑制できると共に、不織材料301が電線束12の外周部に貼り付けられた状態でホットプレスされて不織材料の形態のばらつき抑制できるため、電線束12を保護部30のより中心に集中させた形態で保護することができる。そして、保護部30が局部的に肉薄になることを抑制し、耐摩耗性を確保して保護性能の低下を抑制することができる。
また、片面粘着テープ201が、片側にのみ粘着面202を有する片面粘着テープ201であるため、電線束12と保護部30とが全体的に固着されることを抑制し、保護部30の端部において電線束12が受けるストレスを軽減することができる。片面粘着テープ201により電線束12を結束すると共に電線束12に対する不織材料301の固定を行うことができるため、不織材料301に対する両面粘着テープの貼り付けを一部省略することができる。そして、一般的に、片面粘着テープ201より高価である両面粘着テープの使用量を低減することができ、コスト削減に寄与する。
また、結束部20は、片面粘着テープ201が、電線束12の外周部に対して、粘着面202を内周側に向ける形態で少なくとも1周巻き付けられると共に途中で裏返して粘着面202を外周側に向ける形態で螺旋状に巻き付けられて形成されている。このため、電線束12の延在方向において電線束12に対する保護部30の位置をより確実に固定することができる。
また、結束部20は、片面粘着テープ201が少なくとも一部分で既に巻き付けられた部位に対して隙間をあける形態で螺旋状に電線束12の外周部に巻き付けられて形成されている。このため、片面粘着テープ201の使用量を低減し、材料費の削減に寄与する。
また、保護部30は、シート状の不織材料301が、電線束12の外周部に少なくとも1周巻き付けられた形態でホットプレスされて形成されているため、電線束12をより中心に集中させた状態で保護することができる。
また、保護部30が、不織材料301による単一材料で構成されているため、材料費の低減、取り付け工数削減及びこれに伴うコスト低減、部品管理の簡便化にも寄与する。
これまで、片面粘着テープ201のうちの螺旋状に巻き付ける部分では、既に巻き付けられた部位に対して幅方向に隙間をあける形態で巻き付ける例で説明してきたが、これに限られるものではない。図7に示すように、結束部20は、片面粘着テープ201が、少なくとも一部分で、既に巻き付けられた部位に対して幅方向における少なくとも一部分が重なる形態で螺旋状に電線束12の外周部に巻き付けられて形成されていてもよい。図7では、片面粘着テープ201のうちの電線束12の外周部に足しいて螺旋状に巻き付けられた部分が、既に巻き付けられた部分に対して幅寸法の半分ずつ重ねて巻き付けられている例を示している。これにより、周方向全体において、電線束12の延在方向に連続した裏巻部24を有する結束部120が形成される。
この構成によると、電線束12を、ばらつきを抑制してより確実に保護部30の中心に集中させた形態で保護することができる。
また、結束部は、片面粘着テープ201が、全体的に粘着面202を外周側に向ける形態で電線束12の外周部に巻き付けられて形成されていてもよい(外観は図8と同様)。この場合にも、不織材料301がホットプレスされることにより、電線束12の外周部に沿った形状の保護材が形成され、保護材の電線束12に対する位置決めは成される。
また、粘着テープは、片側のみに粘着面202を有する片面粘着テープ201に限らず、両側に粘着面202を有する両面粘着テープ205であってもよい(図8参照)。すなわち、この両面粘着テープ205は、巻き付けられた電線束12の外周部に貼り付いて全体的に固定されると共に、全体的に不織材料301に対して貼り付いて電線束12の外周部を覆う形態で不織材料301を固定する。この両面粘着テープ205を用いる場合、片面粘着テープ201のような裏返しは必要ない。これにより、結束部220が形成される。なお、図8では、両面粘着テープ205が、電線束12の外周部に対して、既に巻き付けられた部分に対して幅方向に隙間をあけた形態で巻き付けられている例を示しているが、既に巻き付けられた部分に対して幅方向において少なくとも一部分が重なる形態で巻き付けられてもよい。
この構成によると、電線束12の結束及び電線束12に対する不織材料301の固定をより容易に行うことができる。
また、結束部は、粘着テープとして片面粘着テープ201及び両面粘着テープ205の両方を用いて形成されていてもよい。例えば、電線束12のうちの保護対象部分の両端部に両面粘着テープ205が巻き付けられ、中間部に片面粘着テープ201が粘着面202を内周側又は外周側に向ける形態で巻き付けられていてもよい。
また、不織材料301によって電線束12の外周部を覆う形態として、不織材料301を電線束12の外周部に巻き付ける例で説明してきたが、これに限られるものではない。例えば、一対のシート状の不織材料により、電線束12を両側から挟んで覆ってもよい。この場合にも、一対の不織材料が電線束12の外周部に巻き付けられた粘着テープのうちの略半周ずつに張り付いた状態で維持される。そして、一対の不織材料によって電線束12を挟んだ状態で、一対の不織材料を一対の金型により挟み込んで成形するとよい。
以上のように、保護部付電線10及びその製造方法は詳細に説明されたが、上記した説明は、全ての局面において例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。また、上述した各種変形例は、相互に矛盾しない限り組み合わせて適用可能である。そして、例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
10 保護部付電線
12 電線束
20、120、220 結束部
30 保護部
201 片面粘着テープ
202 粘着面
205 両面粘着テープ
301 不織材料

Claims (9)

  1. 電線束のうちの保護対象部分を保護した保護部付電線であって、
    前記電線束と、
    少なくとも一部分で粘着面が外周側を向く形態で、前記電線束のうちの前記保護対象部分の外周部に対して巻き付けられた粘着テープにより形成された結束部と、
    前記電線束のうちの前記保護対象部分の外周部を前記結束部の上から覆う形態で、不織材料が加熱及び加圧されて形成された保護部と、
    を備える、保護部付電線。
  2. 請求項1に記載の保護部付電線であって、
    前記粘着テープは、片側にのみ粘着面を有する片面粘着テープである、保護部付電線。
  3. 請求項2に記載の保護部付電線であって、
    前記結束部は、前記粘着テープが、前記電線束の外周部に対して、前記粘着面を内周側に向ける形態で少なくとも1周巻き付けられると共に、途中で裏返して前記粘着面を外周側に向ける形態で螺旋状に巻き付けられて形成されている、保護部付電線。
  4. 請求項1に記載の保護部付電線であって、
    前記結束部は、両側に粘着面を有する両面粘着テープである、保護部付電線。
  5. 請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の保護部付電線であって、
    前記結束部は、前記粘着テープが、少なくとも一部分で、既に巻き付けられた部位に対して隙間をあける形態で螺旋状に前記電線束の外周部に巻き付けられて形成されている、保護部付電線。
  6. 請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の保護部付電線であって、
    前記結束部は、前記粘着テープが、少なくとも一部分で、既に巻き付けられた部位に対して幅方向における少なくとも一部分が重なる形態で螺旋状に前記電線束の外周部に巻き付けられて形成されている、保護部付電線。
  7. 請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の保護部付電線であって、
    前記保護部は、シート状の前記不織材料が、前記電線束の外周部に少なくとも1周巻き付けられた形態で加熱及び加圧されて形成されている、保護部付電線。
  8. 電線束のうちの保護対象部分を保護した保護部付電線の製造方法であって、
    (a)少なくとも一部分で粘着面が外周側を向く形態で、前記電線束のうちの前記保護対象部分の外周部に対して粘着テープを巻き付ける工程と、
    (b)不織材料により、前記電線束のうちの前記保護対象部分の外周部を前記粘着テープの上から覆う工程と、
    (c)前記不織材料を加熱及び加圧して成形する工程と、
    を備える、保護部付電線の製造方法。
  9. 請求項8に記載の保護部付電線の製造方法であって、
    前記工程(a)では、片側に粘着面を有する前記粘着テープを、前記電線束の外周部に対して、前記粘着面を内周側に向ける形態で少なくとも一周巻き付けると共に、途中で裏返して前記粘着面を外周側に向ける形態で螺旋状に巻き付ける、保護部付電線の製造方法。
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