JP5925924B1 - 防水コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】防水性を向上させることができる防水コネクタを提供する。【解決手段】ハウジング本体１４の背面１４Ａに、それぞれ嵌合方向に突出すると共に複数の第１コンタクト１２と平行に配列された複数の板形状の第１の突起２５が形成され、それぞれの第１コンタクト１２および第２コンタクト１３の付け根部分と複数の第１の突起２５を覆うようにシール材を充填することで防水シール部１９が形成される。【選択図】図６

Description

この発明は、防水コネクタに係り、特に、複数のコンタクトがハウジングに固定された防水コネクタに関する。

近年、各種の電子機器等において、防水機能に対する要求が高く、これに伴い、防水コネクタの開発が進められている。
防水コネクタとしては、コンタクトがハウジングを貫通するように装着され、ハウジングの外部に露出したコンタクトの接点部を相手側コネクタのコンタクトに接触させるものがあり、このタイプのコネクタでは、防水機能を持たせるために、コンタクトの貫通部に対する封止が不可欠となる。

例えば、特許文献１には、図１０に示されるように、筒状のハウジング１の内部に形成された仕切り壁２に複数のコンタクト３を貫通させて固定した防水型のコネクタが開示されている。

ハウジング１の一部が電子機器４に埋没するように、ハウジング１は電子機器４に取り付けられる。ハウジング１の仕切り壁２には、複数のコンタクト３を囲み且つ図示しない相手側コネクタに向かって嵌合軸の方向に突出する筒状のリブ５が形成されている。
リブ５と仕切り壁２が形成する空間に弾性シール部材６を充填することにより、仕切り壁２を貫通する複数のコンタクト３の根本部分および複数のコンタクト３の間に位置する仕切り壁２の表面に弾性シール部材６を接着して、水が電子機器４の外部から内部に浸入することを防止している。

特開２０１４−１５７６７８号公報

しかしながら、コネクタに相手側コネクタを嵌合する際に、相手側コネクタが強く押し込まれた場合、ハウジング１の仕切り壁２が撓むことで弾性シール部材６が仕切り壁２の表面から剥離しやすくなるという問題がある。弾性シール部材６は、リブ５の表面にも接着されているため、リブ５に近接する位置では、リブ５における接着力により補強されることも考えられるが、リブ５から離れた位置では、リブ５による補強を期待することは難しく、弾性シール部材６がハウジング１の仕切り壁２から剥離することを効果的に防止することはできない。

一旦、剥離が生じると、仕切り壁２の表面と弾性シール部材６との間に隙間が形成され、この隙間を通して電子機器４の内部に水が浸入して、コネクタの防水性が損なわれるおそれがある。

この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、防水性を向上させることができる防水コネクタを提供することを目的とする。

この発明に係る防水コネクタは、絶縁性樹脂からなるハウジングと、それぞれ相手側コネクタとの嵌合方向に延びると共に前端部がハウジングの前部において露出し且つ後端部がハウジングの背面から突出するように中央部がハウジングに固定され、嵌合方向に対して交差する方向に配列された複数のコンタクトと、ハウジングの背面上に配置された防水シール部とを備え、ハウジングは、それぞれ背面から嵌合方向に突出し且つ複数のコンタクトの配列方向に並んだ複数の第１の突起、および、複数のコンタクトの配列方向の両端において背面から嵌合方向に張り出す張り出し部を有し、それぞれの張り出し部は、複数のコンタクトに向かって突出する少なくとも１つの第２の突起を有し、防水シール部は、ハウジングの背面から突出する複数のコンタクトの後端部の付け根部分、複数の第１の突起および少なくとも１つの第２の突起を覆うように充填されたシール材から形成されているものである。

第１の突起は、嵌合方向に延びる板形状または棒形状を有するものでもよい。
ハウジングは、複数のコンタクトの配列方向の両端に配置され且つ基板に固定するための一対の基板固定部を有するものでもよい。

第２の突起は、複数のコンタクトの配列方向に延びる板形状または棒形状を有するものでもよい。
ハウジングは、複数の第１の突起を囲むシール材用型枠部を有し、防水シール部は、シール材用型枠部内に充填されたシール材から形成されるように構成してもよい。

この発明によれば、ハウジングが、それぞれ背面から嵌合方向に突出し且つ複数のコンタクトの配列方向に並んだ複数の第１の突起を有し、ハウジングの背面上に配置された防水シール部は、ハウジングの背面から突出する複数のコンタクトの後端部の付け根部分および複数の第１の突起を覆うように充填されたシール材から形成されるので、防水性を向上させることが可能となる。

この発明の実施の形態１に係るコネクタを背面側の斜め上方から見た斜視図である。 実施の形態１に係るコネクタの正面図である。 防水シール部を除いた実施の形態１に係るコネクタを背面側の斜め上方から見た示す斜視図である。 防水シール部を除いた実施の形態１に係るコネクタを背面側の斜め下方から見た示す斜視図である。 実施の形態１に係るコネクタの背面断面図である。 実施の形態１に係るコネクタを第１の突起を通るＸＹ面で切断した平面断面図である。 実施の形態１に係るコネクタを第１のコンタクトを通るＸＹ面で切断した平面断面図である。 実施の形態２に係るコネクタの平面図である。 実施の形態３に係るコネクタに使用される第１の突起の斜視図である。 従来のコネクタを示す断面図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１に、実施の形態１に係るコネクタ１１を斜め後方から見た斜視図を示す。このコネクタ１１は、携帯機器および情報機器等の電子機器内における基板に固定され、嵌合軸Ｃに沿って挿入される図示しない相手側コネクタに接続されるレセプタクルコネクタである。
コネクタ１１は、ハウジングＨ１と、それぞれ嵌合軸Ｃの方向に延び且つ嵌合軸Ｃに対して直交する方向に配列される複数の第１コンタクト１２と、それぞれ嵌合軸Ｃ方向に延び且つ複数の第１コンタクト１２と平行に配列されて複数の第２コンタクト１３を有している。

ここで、便宜上、嵌合軸Ｃに沿ってコネクタ１１の前部から後部に向かう方向をＹ方向、複数の第１コンタクト１２および複数の第２コンタクト１３の配列方向をＸ方向、ＸＹ面に垂直で且つ第２コンタクト１３側から第１コンタクト１２側へ向かう方向をＺ方向と呼ぶこととする。

ハウジングＨ１は、絶縁性樹脂から形成されており、ハウジング本体１４を有している。ハウジング本体１４のＸ方向両端部には、それぞれＸ方向に突出する１対の平板状の基板固定部１５が形成され、１対の基板固定部１５には、それぞれＺ方向に貫通する基板固定孔１６が形成されている。また、ハウジング本体１４の−Ｙ方向端部には、嵌合軸に沿って−Ｙ方向に延びる筒状のハウジング前部１７が形成されている。

複数の第１コンタクト１２および複数の第２コンタクト１３は、ハウジング本体１４を貫通しており、ハウジング本体１４により保持されている。複数の第１コンタクト１２および複数の第２コンタクト１３の−Ｙ方向の前端部は、ハウジング本体１４の前面部から−Ｙ方向に突出し、筒状のハウジング前部１７により覆われている。また、複数の第１コンタクト１２および複数の第２コンタクト１３の＋Ｙ方向の後端部は、ハウジング本体１４の背面１４Ａから＋Ｙ方向に突出している。

ハウジングＨ１は、さらに、ハウジング本体１４の背面１４Ａの＋Ｘ方向端部および−Ｘ方向端部において、それぞれ、背面１４Ａから＋Ｙ方向に張り出す張り出し部１８を有している。
ハウジング本体１４の背面１４Ａの＋Ｘ方向端部における張り出し部１８とハウジング本体１４の＋Ｘ方向端部に接続された基板固定部１５は、互いに連続するように一体に形成されている。同様に、ハウジング本体１４の背面部の−Ｘ方向端部における張り出し部１８とハウジング本体１４の−Ｘ方向端部に接続された基板固定部１５は、互いに連続するように一体に形成されている。

ハウジング本体１４の背面１４Ａの上に、シール材から形成される防水シール部１９が配置されている。防水シール部１９のＸ方向の両端部は、それぞれ対応する張り出し部１８にまで至っている。
ハウジング本体１４の前面部に形成された筒状のハウジング前部１７の外周部には、リング状のガスケット２０が配置されている。

図２に示すように、筒状のハウジング前部１７の内部には、複数の第１コンタクト１２および複数の第２コンタクト１３の−Ｙ方向の前端部を覆うようにＹ方向に沿って延び且つ金属から形成される筒状のシェル２１が配置されている。
シェル２１の内部には、絶縁性樹脂から形成されるインシュレータ２２が配置され、ハウジング本体１４の前面部からハウジング前部１７内に突出するそれぞれの第１コンタクト１２および第２コンタクト１３の−Ｙ方向の前端部がインシュレータ２２により保持されている。インシュレータ２２には、金属から形成されるミッドプレート２３が複数の第１コンタクト１２と複数の第２コンタクト１３の間に位置するように埋め込まれて配置されている。また、金属から形成される１対のグランドプレート２４が、ハウジング前部１７内に突出する複数の第１コンタクト１２および複数の第２コンタクト１３の根本部分をそれぞれ＋Ｚ方向側および−Ｚ方向側から覆うようにインシュレータ２２の表面上に配置されている。
ミッドプレート２３および１対のグランドプレート２４は、シェル２１に電気的に接続されている。

図３に、防水シール部１９を省略したコネクタ１１を背面側の斜め上方から見た斜視図を示す。ハウジング本体１４の背面１４Ａには、それぞれ＋Ｙ方向に突出し且つＺ方向に延びる板形状の複数の第１の突起２５が形成されている。複数の第１の突起２５は、複数の第１コンタクト１２と平行に配列されると共に、複数の第１コンタクト１２に対応し、それぞれ対応する第１コンタクト１２の＋Ｚ方向側に隣接して配置されている。

ハウジング本体１４の背面１４Ａの＋Ｘ方向端部に接続される張り出し部１８には、それぞれ複数の第１コンタクト１２および複数の第２コンタクト１３に向かうように−Ｘ方向に突出し且つＺ方向に延びると共にＹ方向に配列された板形状の少なくとも１つの第２の突起２６が形成されている。
同様に、ハウジング本体１４の背面部の−Ｘ方向端部に接続される張り出し部１８には、それぞれ複数の第１コンタクト１２および複数の第２コンタクト１３に向かうように＋Ｘ方向に突出し且つＺ方向に延びると共にＹ方向に配列された板形状の少なくとも１つの第２の突起２６が形成されている。

図４に、防水シール部１９を省略したコネクタ１１を背面側の斜め下方から見た斜視図を示す。ハウジング本体１４の背面１４Ａには、それぞれ＋Ｙ方向に突出し且つＺ方向に延びる板形状の複数の第１の突起２７が形成されている。複数の第１の突起２７は、複数の第２コンタクト１３と平行に配列されると共に、複数の第２コンタクト１３に対応し、それぞれ対応する第２コンタクト１３の−Ｚ方向側に隣接して配置されている。

防水シール部１９は、図１に示したように、ハウジング本体１４の背面１４Ａから突出するそれぞれの第１コンタクト１２および第２コンタクト１３の＋Ｙ方向の端部の付け根部分の間、ハウジング本体１４の背面１４Ａに形成されたそれぞれの第１の突起２５および第１の突起２７の間に隙間無く連続して充填されることで、これら第１コンタクト１２および第２コンタクト１３の付け根部分と第１の突起２５および２７を覆うと共に、それぞれの張り出し部１８に形成された少なくとも１つの第２の突起２６を覆うようにシール材を充填することにより形成される。

図５に、コネクタ１１の背面断面図を示す。複数の第１コンタクト１２に対応する複数の第１の突起２５は、防水シール部１９の＋Ｚ方向を向いた表面から＋Ｚ方向に露出し、複数の第２コンタクト１３に対応する複数の第１の突起２７は、防水シール部１９の−Ｚ方向を向いた表面から−Ｚ方向に露出している。
それぞれの第１の突起２５の−Ｚ方向側の面は、対応する第１コンタクト１２の付け根部分の＋Ｚ方向側の面に接触している。同様に、それぞれの第１の突起２７の＋Ｚ方向側の面は、対応する第２コンタクト１３の付け根部分の−Ｚ方向側の面に接触している。

図６に示されるように、防水シール部１９は、ハウジング本体１４の背面１４Ａに密着し、また、ハウジング本体１４の背面１４Ａに形成されたそれぞれの第１の突起２５のＸ方向を向いた両側面および＋Ｙ方向を向いた後端面に密着し、さらに、ハウジング本体１４の背面１４Ａに形成された図示しないそれぞれの第１の突起２７のＸ方向を向いた両側面および＋Ｙ方向を向いた後端面にも密着している。
また、防水シール部１９は、双方の張り出し部１８に形成されたそれぞれの第２の突起２６のＸ方向を向いた端面およびＹ方向に向いた両側面にも密着している。

また、図７に示されるように、防水シール部１９は、ハウジング本体１４の背面１４Ａから＋Ｙ方向に突出するそれぞれの第１コンタクト１２の付け根部分の表面に密着し、同様に、ハウジング本体１４の背面１４Ａから＋Ｙ方向に突出するそれぞれの第２コンタクト１３の付け根部分の表面にも密着している。

防水シール部１９は、ハウジング本体１４の背面１４Ａおよびそれぞれの張り出し部１８に接触するように配置される図示しない防水シール部成形型を用いて成形することができる。防水シール部成形型は、ハウジング本体１４の背面１４Ａとの間に、図１に示した防水シール部１９に相当するシール材注入空間を有しており、シール材注入空間内にシール材を注入して、乾燥あるいは加熱等により固化することで、防水シール部１９が成形される。
なお、防水シール部１９を成形するシール材としては、例えばエポキシ樹脂を用いることができ、溶融状態のエポキシ樹脂をシール材注入空間内に注入して固化すればよい。エポキシ樹脂の他、防水性を有する各種の樹脂、接着剤を使用することができる。固化した後のシール材の硬度は、限定されるものではなく、ハウジング本体１４の背面１４Ａに密着していれば、硬い防水シール部１９であっても、柔らかい防水シール部１９であってもよい。

この実施の形態１に係る防水コネクタ１１は、１対の基板固定部１５に形成されているそれぞれの基板固定孔１６を利用したネジ留めにより図示しない基板上に搭載されて使用される。このため、嵌合軸Ｃに沿って図示しない相手側コネクタが嵌合される際に、相手側コネクタが強く押し込まれた場合、ハウジング本体１４の背面１４Ａが１対の基板固定孔１６を支点にして弓なりに撓むおそれがある。

ところが、図６に示したように、防水シール部１９がハウジング本体１４の背面１４Ａだけでなく、ハウジング本体１４の背面１４Ａから突出するそれぞれの第１の突起２５および２７のＸ方向を向いた両側面にも密着しているために接着面積が増加している。さらに、それぞれの第１の突起２５および２７のＸ方向を向いた両側面における接着力は、ハウジング本体１４の背面１４ＡのＹ方向の撓みによる影響を受けにくい。このため、防水シール部１９は、ハウジング本体１４に対して高い密着性を有している。
したがって、ハウジング本体１４の背面１４Ａが撓んだ場合でも、防水シール部１９がハウジング本体１４の背面１４Ａから剥離することはなく、防水性を向上させることが可能となる。

また、双方の張り出し部１８に形成されたそれぞれの第２の突起２６のＸ方向を向いた端面およびＹ方向に向いた両側面においても防水シール部１９の接着面積が増加しており、防水シール部１９の接着力が補強されている。このため、防水シール部１９に、防水コネクタ１１の後方、すなわち、＋Ｙ方向へ向かう力が作用しても、防水シール部１９のＸ方向の両端部がハウジング本体１４の背面１４Ａから外れることが防止され、防水性をさらに向上させることができる。

なお、図４に示したように、シェル２１の後端２１Ａがそれぞれの張り出し部１８の−Ｚ方向を向いた表面から−Ｚ方向に突出しており、防水コネクタ１１を図示しない基板上に搭載する際に、シェル２１の後端２１Ａを基板のグランドパターンに接続することで、シェル２１をグランド電位とすることができる。これにより、シェル２１と、シェル２１に電気的に接続されたミッドプレート２３および１対のグランドプレート２４をそれぞれグランド電位とすることが可能となり、電磁波に対するシールドがなされ、電磁波による影響を抑制しつつ信頼性の高い信号伝送を行うことが可能となる。
また、複数の第１の突起２５が防水シール部１９の＋Ｚ方向を向いた表面から＋Ｚ方向に露出し、複数の第１の突起２７が防水シール部１９の−Ｚ方向を向いた表面から−Ｚ方向に露出しているが、これら複数の第１の突起２５および２７は、露出することなく防水シール部１９内に埋まっていてもよい。

実施の形態２
上記の実施の形態１では、図１に示した防水シール部１９がハウジング本体１４の背面１４Ａおよびそれぞれの張り出し部１８に密着するように配置される図示しない防水シール部成形型を用いて成形されるが、防水シール部１９は必ずしも防水シール部成形型により成形される必要はなく、ハウジングに予めシール材用型枠部を形成しておくこともできる。

図８に実施の形態２に係るコネクタ３１を示す。コネクタ３１は、図１に示した実施の形態１のコネクタ１１において、ハウジングＨ１の代わりに、シール材用型枠部３２を有するハウジングＨ２を用いたものである。ハウジングＨ２のハウジング本体１４、１対の基板固定部１５、１対の基板固定孔１６、ハウジング前部１７および１対の張り出し部１８は、実施の形態１に係るハウジングＨ１のハウジング本体１４、１対の基板固定部１５、１対の基板固定孔１６、ハウジング前部１７および１対の張り出し部１８と同じものである。また、コネクタ３１が有する複数の第１コンタクト１２および複数の第２コンタクト１３は、実施の形態１に係るコネクタ１１が有する複数の第１コンタクト１２および複数の第２コンタクト１３と同じものである。

シール材用型枠部３２は、ハウジング本体１４の背面１４Ａから＋Ｙ方向に所定の距離だけ離れた位置に配置され、Ｘ方向およびＺ方向に延びた平板形状を有している。シール材用型枠部３２のＸ方向の両端は、それぞれ対応する張り出し部１８と互いに連続するように一体に連結され、また、シール材用型枠部３２は、ハウジング本体１４の背面１４Ａに形成された複数の第１の突起２５および２７に連続するように一体に形成されている。ハウジング本体１４の背面１４Ａとシール材用型枠部３２の間に、Ｚ方向に貫通するシール材充填空間３３が形成されている。

シール材充填空間３３の＋Ｚ方向に向いた面から−Ｚ方向に、あるいは、−Ｚ方向に向いた面から＋Ｚ方向にシール材が注入されることで、シール材充填空間３３にシール材が充填されて、実施の形態１と同じように防水シール部１９が成形される。
なお、シール材充填空間３３がＺ方向に貫通せず、＋Ｚ方向端部または−Ｚ方向端部が閉じられていてもよい。

防水シール部１９がハウジング本体１４の背面１４Ａだけでなく、ハウジング本体１４の背面１４Ａに形成されたそれぞれの第１の突起２５および２７のＸ方向を向いた両側面にも密着することで背面１４ＡのＹ方向の撓みの影響を受けにくくなり、さらに、シール材用型枠部３２の−Ｙ方向を向いた前端面にも密着して接着面積が増えることで、防水シール部１９の接着力が補強される。
このようにして、防水シール部１９とハウジング本体１４の背面１４Ａの密着性は向上し、防水シール部１９がハウジング本体１４の背面１４Ａから剥離することはなく、防水性を向上させることができる。

なお、図８に示したようなＸＺ面に沿ったシール材用型枠部３２の代わりに、ハウジング本体１４の背面１４Ａの＋Ｚ方向端部および−Ｚ方向端部から複数の第１コンタクト１２および複数の第２コンタクト１３を挟んでそれぞれ＋Ｙ方向に延び且つ互いにＺ方向に対向するようにＸＹ面に沿った１対の平板状のシール材用型枠部を形成することもできる。これら１対の平板状のシール材用型枠部の間に、＋Ｙ方向からハウジング本体１４の背面１４Ａに向かって−Ｙ方向にシール材を注入することで、防水シール部１９が成形される。

実施の形態３
上記の実施の形態１および実施の形態２では、図３および図４に示したように、複数の第１の突起２５および２７は板形状であったが、必ずしも板形状である必要はなく、図９に示すような棒形状の突起４１を用いることもできる。
複数の棒形状の突起４１は、図示しないハウジング本体１４の背面１４Ａから＋Ｙ方向に突出するように形成されると共にＸ方向に配列され、それぞれの突起４１は、Ｘ方向を向いた１対の側面４２と、＋Ｙ方向を向いた後端面４３を有している。

図示しない防水シール部１９が複数の突起４１のＸ方向を向いた１対の側面４２に密着することで背面１４ＡのＹ方向の撓みの影響を受けにくくなると共に接着面積が増えることで防水シール部１９の接着力が補強される。

このようにして、複数の棒形状の突起４１を用いても、実施の形態１および実施の形態２と同じように、防水シール部１９とハウジング本体１４の背面１４Ａの密着性が向上し、防水性を向上させることが可能となる。

また、同様にして、それぞれの張り出し部１８から複数の第１コンタクト１２および複数の第２コンタクト１３に向かうようにＸ方向に突出する少なくとも１つの第２の突起２６を棒形状とすることもできる。
なお、図９に示した突起４１は、角柱形状を有しているが、これに限定されるものではなく、円柱形状とすることもできる。

上記の実施の形態１〜３では、それぞれＸ方向に配列された複数の第１コンタクト１２と複数の第２コンタクト１３が、Ｚ方向に２列に配列されているが、これに限るものではなく、複数のコンタクトが１列に配列されたコネクタにこの発明を適用することもできる。

上記の実施の形態１〜３では、ハウジングＨ１またはＨ２が１対の基板固定部１５を有しているが、これに限るものではなく、ハ基板固定部１５を有する代わりに、例えば、シェル２１の端部をハウジングＨ１またはＨ２から突出させ、この突出した端部を図示しない基板にはんだ付け等により固定することで、防水コネクタ１１または３１を基板に搭載することもできる。

１ ハウジング、２ 仕切り壁、３ コンタクト、４ 電子機器、５ リブ、６ 弾性シール部材、１１，３１ コネクタ、１２ 第１コンタクト、１３ 第２コンタクト、１４ ハウジング本体、１４Ａ ハウジング本体１４の背面、１５ 基板固定部、１６ 基板固定孔、１７ ハウジング前部、１８ 張り出し部、１９ 防水シール部、２０ ガスケット、２１ シェル、２２ インシュレータ、２３ ミッドプレート、２４ グランドプレート、２５，２７ 第１の突起、２６ 第２の突起、３２ シール材用型枠部、３３ シール材充填空間、４１ 突起、Ｈ１，Ｈ２ ハウジング、Ｃ 嵌合軸、Ｘ，Ｙ，Ｚ 方向。

Claims (5)

1. 絶縁性樹脂からなるハウジングと、
   それぞれ相手側コネクタとの嵌合方向に延びると共に前端部が前記ハウジングの前部において露出し且つ後端部が前記ハウジングの背面から突出するように中央部が前記ハウジングに固定され、前記嵌合方向に対して交差する方向に配列された複数のコンタクトと、
   前記ハウジングの前記背面上に配置された防水シール部と
   を備え、
   前記ハウジングは、それぞれ前記背面から前記嵌合方向に突出し且つ前記複数のコンタクトの配列方向に並んだ複数の第１の突起、および、前記複数のコンタクトの配列方向の両端において前記背面から前記嵌合方向に張り出す張り出し部を有し、
   それぞれの前記張り出し部は、前記複数のコンタクトに向かって突出する少なくとも１つの第２の突起を有し、
   前記防水シール部は、前記ハウジングの前記背面から突出する前記複数のコンタクトの後端部の付け根部分、前記複数の第１の突起および前記少なくとも１つの第２の突起を覆うように充填されたシール材から形成されることを特徴とする防水コネクタ。
2. 前記第１の突起は、前記嵌合方向に延びる板形状または棒形状を有する請求項１に記載の防水コネクタ。
3. 前記ハウジングは、前記複数のコンタクトの配列方向の両端に配置され且つ基板に固定するための一対の基板固定部を有する請求項１または２に記載の防水コネクタ。
4. 前記第２の突起は、前記複数のコンタクトの配列方向に延びる板形状または棒形状を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の防水コネクタ。
5. 前記ハウジングは、前記複数の第１の突起を囲むシール材用型枠部を有し、
   前記防水シール部は、前記シール材用型枠部内に充填された前記シール材から形成される請求項１〜４のいずれか一項に記載の防水コネクタ。

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