JP6567894B2 - 基板収納構造、および基板収納構造を備える電子機器、探知装置 - Google Patents

Description

この発明は、複数の基板を筐体内に収納する基板収納構造に関するものである。

従来から、複数の基板を一つの筐体内に収納する電子機器が実用化されている（例えば特許文献１〜３参照）。

例えば、特許文献１には、放熱板が固定された複数のプリント基板を主基板であるプリント基板に並列に固定した放熱板固定装置が開示されている。特許文献２には、並列に配置した多数枚のプリント基板を密閉筐体内に収納した構造が開示されている。また、特許文献３には、並列に配置した複数の基板を親基板に対して直交するように差し込まれた構造の超音波診断装置が開示されている。

このような電子機器は、複数の基板を筐体内に収納する場合に、筐体に対して一方向から抜き差しする構造が一般的である。

特開平６−０３７４１９号後方 実開平５−０６７０８１号公報 特開２００４−３０５４１６号公報

しかし、基板はその用途によって形状や構造が異なる。例えば放熱板や大型ファン等の構造体が基板の端に接続されている場合、このような基板を筐体内に収納すると上記構造体が障害物となって他の基板の抜き差しの妨げとなる。

また、上記構造体が他の基板の抜き差しの妨げにならないように基板同士の間隙を広くすると、同じ大きさの筐体内に収納できる基板の枚数が少なくなるため、筐体を大型化する必要がある。

本発明の目的は、筐体内に複数の基板を収納でき、かつ、筐体を大型化することなく夫々の基板を容易に抜き差しできる構造を提供することにある。

本発明の基板収納構造は、第１面および第２面を有する筐体と、前記筐体に収納される第１基板と、前記筐体に収納される第２基板と、前記第１基板の端に略垂直に接続される板状の第１構造体と、前記第２基板の端に略垂直に接続される板状の第２構造体と、を備え、前記筐体の前記第１面は、第１方向に沿って前記第１基板を抜き差しする第１開口部を有し、前記筐体の前記第２面は、前記第１方向と異なる第２方向に沿って前記第２基板を抜き差しする第２開口部を有し、前記第１基板および第２基板を前記筐体に収納した状態で、前記第１面と前記第１構造体、および、前記第２面と前記第２構造体とがそれぞれ略平行であり、かつ、前記第１基板と前記第２基板とが互いに略平行であることを特徴とする。

この構成では、第１基板および第２基板が、互いに異なる方向に抜き差しされ、かつ、互いに筐体の異なる面から抜き差しされる。また、第１基板および第２基板を筐体に収納した状態で、第１面と第１構造体、および、第２面と第２構造体とがそれぞれ略平行であり、かつ、第１基板と第２基板とが互いに略平行になっている。そのため、第１基板と第２基板とは互いに抜き差しの妨げにならない。したがって、この構成により、筐体内に複数の基板を収納でき、かつ、筐体を大型化することなく夫々の基板を容易に抜き差しできる基板収納構造を実現できる。

この発明によれば、筐体内に複数の基板を収納でき、かつ、筐体を大型化することなく夫々の基板を容易に抜き差しできる基板収納構造を実現できる。

図１は、本発明の基板収納構造を備える電子機器１０１の分解斜視図である。 図２は、本発明の基板収納構造を備える電子機器１０１の外観斜視図である。 図３は、筐体カバー１を取り外した状態の電子機器１０１の外観斜視図である。 図４は、電子機器１０１に係る筐体２の外観斜視図である。 図５は、電子機器１０１に係る筐体２の分解斜視図である。 図６は、別の視点から視た電子機器１０１に係る筐体２の分解斜視図である。 図７は、第１基板１１の構造を示す平面図である。 図８は、第１基板１１の構造を示す右面図である。 図９は、第１基板１１の構造を示す背面図である。 図１０は、第２基板１２の構造を示す平面図である。 図１１は、第２基板１２の構造を示す右面図である。 図１２は、第２基板１２の構造を示す底面図である。 図１３は、第２基板１２の構造を示す背面図である。

図１は、本発明の基板収納構造を備える電子機器１０１の分解斜視図である。図２は、本発明の基板収納構造を備える電子機器１０１の外観斜視図である。図３は、筐体カバー１を取り外した状態の電子機器１０１の外観斜視図である。図４は、電子機器１０１に係る筐体２の外観斜視図である。図５は、電子機器１０１に係る筐体２の分解斜視図である。図６は、別の視点から視た電子機器１０１に係る筐体２の分解斜視図である。図１では、構造を分かりやすくするために、筐体カバー１の図示を省略している。図５では、構造を分かりやすくするために、仕切り板２４の図示を省略している。また、図６では、構造を分かりやすくするために、仕切り板２６の図示を省略している。

電子機器１０１は、第１面ＶＳ１および第２面ＶＳ２を有する直方体状である。電子機器１０１は、筐体２、第１基板１１、第２基板１２、放熱板１３、放熱板１４および筐体カバー１を備える。本実施形態の電子機器は、例えば超音波の送受波器および信号処理回路を備えた魚群探知機等のような探知装置に用いられる。放熱板１３は、本発明の「第１構造体」の一例であり、「第１放熱機能部」に相当する。また、放熱板１４は、本発明の「第２構造体」の一例であり、「第２放熱機能部」に相当する。

本実施形態の基板収納構造は、筐体２、第１基板１１、第２基板１２、放熱板１３および放熱板１４で構成される。

筐体２は、第１面ＶＳ１および第２面ＶＳ２を有する直方体状である。筐体２は、第１面ＶＳ１に第１開口部ＯＰ１を有し、第２面ＶＳ２に第２開口部ＯＰ２を有する。筐体２は、底面板２１、側面板２２、側面板２３、仕切り板２４、仕切り板２５および仕切り板２６を有する。

底面板２１、側面板２２および側面板２３は、平面形状が矩形の金属製の平板である。筐体２の底面には、底面板２１が配置される。筐体２の縦方向（第１方向）の両側面には、側面板２２および側面板２３が夫々配置される。底面板２１の主面は、縦方向（第１方向）および横方向（第３方向）のいずれに対しても平行である。側面板２２および側面板２３は、底面板２１の主面に対して直交するように、底面板２１の縦方向（第１方向）の両端に夫々接続される。そのため、底面板２１、側面板２２および側面板２３は、横方向（第３方向）から視て、コの字状（Ｕ字状）に接続される。

側面板２２は、厚み方向（第２方向）に配列された２つの位置決めピン３１Ａを有する。位置決めピン３１Ａは、円柱状のピンであり、第１開口部ＯＰ１近傍に配置される。また、位置決めピン３１Ａは、側面板２２の第一面（図４における側面板２２の手前側の面）に設けられている。すなわち、位置決めピン３１Ａは、筐体２の第１面ＶＳ１に露出する。

側面板２３は、図５に示すように、厚み方向（第２方向）に配列された２つの位置決めピン３１Ｂを有する。位置決めピン３１Ｂは、円柱状のピンであり、側面板２３の第一面（図５における側面板２３の手前側の面）に設けられている。すなわち、位置決めピン３１Ｂは、筐体２の内部に設けられる。

仕切り板２４、仕切り板２５および仕切り板２６は、平面形状が矩形の金属製の平板である。仕切り板２４、仕切り板２５および仕切り板２６は、３つの辺が夫々底面板２１の主面、側面板２２の主面および側面板２３の主面に接続される。仕切り板２４、仕切り板２５および仕切り板２６の主面は、縦方向（第１方向）および厚み方向（第２方向）のいずれに対しても平行であり、横方向（第３方向）に配列されている。すなわち、仕切り板２４、仕切り板２５および仕切り板２６の主面は、側面板２２の主面および側面板２３の主面に対して直交するように配置されている。後に詳述するように、仕切り板２４と仕切り板２５との間には、第１基板１１が収納され、仕切り板２５と仕切り板２６との間には、第２基板１２が収納される。そのため、仕切り板２４および仕切り板２５は、横方向（第３方向）に対して、第１基板１１を挿通できる間隔をあけて配列される。また、仕切り板２５および仕切り板２６は、横方向（第３方向）に対して、第２基板１２を挿通することができる間隔をあけて配列される。

仕切り板２５は、図６に示すように、２つの位置決めピン３２Ａおよび２つの引掛け部３２Ｂを有する。位置決めピン３２Ａは、円柱状のピンであり、第２開口部ＯＰ２近傍に配置されている。引掛け部３２Ｂは、平面形状がＬ字形の金属製の平板であり、底面板２１近傍に配置されている。引掛け部３２Ｂおよび仕切り板２５は、所定の間隔をあけて接続される。そのため、引掛け部３２Ｂの主面および仕切り板２５の主面は、互いに平行である。

図７は、第１基板１１の構造を示す平面図である。図８は、第１基板１１の構造を示す右面図である。図９は、第１基板１１の構造を示す背面図である。

第１基板１１は、平面形状が矩形の金属製の平板である。第１基板１１の第一辺（図７における第１基板１１の下辺）に、放熱板１３が略垂直に接続される。放熱板１３は、基板１３Ａおよび複数の放熱フィン１３Ｂを有する。基板１３Ａは、平面形状が矩形の金属製の平板である。平板１３Ａの正面（図８における基板１３Ａの左側の面）には、上記正面に対して垂直に複数の平板状の放熱フィン１３Ｂが接続（または一体化）されている。すなわち、第１基板１１の第一辺は、基板１３Ａの背面（図８における基板１３Ａの右側の面）に接続される。第１基板１１は、例えば電源供給用基板である。

第１基板１１の背面には、第１基板１１を筐体２に収納した状態で、位置決めピン３１Ｂの位置に対応する位置に、２つのピン挿入口４１Ｂが設けられている。ピン挿入口４１Ｂは、位置決めピン３１Ｂの外径よりも大きな外径を有する円形状の開口である。位置決めピン３１Ｂは、第１基板１１を筐体２に収納した状態で、ピン挿入口４１Ｂに挿通される。また、放熱板１３の背面（基板１３Ａの背面）には、第１基板１１を筐体２に収納した状態で、位置決めピン３１Ａの位置に対応する位置に、２つのピン挿入口４１Ａが設けられている。ピン挿入口４１Ａは、位置決めピン３１Ａの外径よりも大きな外径を有する円形状の開口である。位置決めピン３１Ａは、第１基板１１を筐体２に収納した状態で、ピン挿入口４１Ａに挿通される。

このようにして、第１基板１１を筐体２に収納した状態で、第１基板１１の位置が固定される。本実施形態では、これら位置決めピン３１Ａ、位置決めピン３１Ｂ、ピン挿入口４１Ａおよびピン挿入口４１Ｂが、第１基板１１を固定する「位置決め機構」に相当する。

図１０は、第２基板１２の構造を示す平面図である。図１１は、第２基板１２の構造を示す右面図である。図１２は、第２基板１２の構造を示す底面図である。図１３は、第２基板１２の構造を示す背面図である。

第２基板１２は、平面形状が矩形の金属製の平板である。第２基板１２の第二辺（図１０における第２基板１２の上辺）に、放熱板１４が略垂直に接続される。放熱板１４は、平面形状が矩形の平板である。放熱板１４は、第２基板１２と共に筐体２に収納され、筐体２の内部（底面板２１）に当接する。第２基板１２は、例えば探知装置のエコー信号を処理する信号処理用基板である。

第２基板１２の正面には、第２基板１２を筐体２に収納した状態で、位置決めピン３２Ａの位置に対応する位置に、２つのピン挿入口４２Ａが設けられている。ピン挿入口４２Ａは、位置決めピン３２Ａの外径よりも大きな外径を有する円形状の開口である。位置決めピン３２Ａは、第２基板１２を筐体２に収納した状態で、ピン挿入口４２Ａに挿通される。また、第２基板１２の底面には、第２基板１２を筐体２に収納した状態で、引掛け部３２Ｂの位置に対応する位置に、２つの引掛け部４２Ｂが設けられている。引掛け部３２Ｂは、第２基板１２を筐体２に収納した状態で、第２基板１２と引掛け部４２Ｂとの間に挿通される。なお、引掛け部３２Ｂは、第２基板１２と引掛け部４２Ｂとの間に挿通されるだけでなく、第２基板１２と引掛け部４２Ｂとで狭持される構造であってもよい。

このようにして、第２基板１２を筐体２に収納した状態で、第２基板１２の位置が固定される。本実施形態では、これら位置決めピン３２Ａ、ピン挿入口４２Ａ、引掛け部３２Ｂおよび引掛け部４２Ｂが、第２基板１２を固定する「位置決め機構」に相当する。

また、第２基板１２は、ケーブル等を接続するための２つのコネクタ５１を有する。コネクタ５１は、第２基板１２の第一辺（図１０における第２基板１２の下辺）の近傍に配置されている。そのため、コネクタ５１は、図３に示すように、第２基板１２を筐体２に収納した状態で、第２開口部ＯＰ２の近傍に配置される。コネクタ５１は、例えば他の基板との接続を行う端末（通信用コネクタ）である。

なお、第２開口部ＯＰ２の「近傍」とは、第２開口部ＯＰ２の極近傍のみを言うものではない。第２基板１２を筐体２に収納した状態で、第２開口部ＯＰ２から手作業が可能な範囲をいうものである。例えば、第２開口部ＯＰ２から厚み方向（第２方向）に向かって、第２基板１２の厚み方向（第２方向）の全長１／３までの範囲を、第２開口部ＯＰ２の「近傍」という。

筐体カバー１は、底面（図２における下面）以外の面に平板が形成された直方体状の筐体である。筐体カバー１は、第１基板１１および第２基板１２を収納した状態の筐体２に対して、第２面ＶＳ２側から厚み方向（第２方向）に向かって装着される。筐体カバー１は、例えば金属製のボックスである。

次に、第１基板１１および第２基板１２を筐体２に収納する方法について図を参照して説明する。

第１基板１１は、筐体２の第１面ＶＳ１に形成された第１開口部ＯＰ１から、縦方向（第１方向）に沿って抜き差しされる（図１中の矢印参照）。放熱板１３は、図１および図３に示すように、第１基板１１を筐体２に収納した状態で、第１面ＶＳ１に露出する。

第１基板１１は、仕切り板２４と仕切り板２５との間に挿通される。仕切り板２４の主面および仕切り板２５の主面は、縦方向（第１方向）および厚み方向（第２方向）のいずれに対しても平行である。そのため、第１基板１１は、第１基板１１の主面が仕切り板２４の主面および仕切り板２５の主面のいずれに対しても平行になるように、筐体２に収納される。そして、筐体２に収納された第１基板１１は、位置決めピン３１Ａ、位置決めピン３１Ｂ、ピン挿入口４１Ａおよびピン挿入口４１Ｂによって、位置が固定される。このように、仕切り板２４および仕切り板２５は、第１基板１１の挿通方向をガイドする治具部材として機能する。

第２基板１２は、筐体２の第２面ＶＳ２に形成された第２開口部ＯＰ２から、厚み方向（第２方向）に沿って抜き差しされる（図１中の矢印参照）。放熱板１４は、図１および図３に示すように、第２基板１２と共に筐体２に収納され、筐体２の内部に当接する。

第２基板１２は、仕切り板２５と仕切り板２６との間に挿通される。仕切り板２５の主面および仕切り板２６の主面は、縦方向（第１方向）および厚み方向（第２方向）のいずれに対しても平行である。そのため、第２基板１２は、第２基板１２の主面が仕切り板２５の主面および仕切り板２６の主面のいずれに対しても平行になるように、筐体２に収納される。そして、筐体２に収納された第２基板１２は、位置決めピン３２Ａ、ピン挿入口４２Ａ、引掛け部３２Ｂおよび引掛け部４２Ｂによって、位置が固定される。このように仕切り板２５および仕切り板２６は、第２基板１２の挿通方向をガイドする治具部材として機能する。

したがって、第１基板１１の主面および第２基板１２の主面は、図３に示すように、第１基板１１および第２基板１２を筐体２に収納した状態で、互いに平行であり、かつ、縦方向（第１方向）および厚み方向（第２方向）のいずれに対しても平行である。また、第１基板１１を抜き差しする縦方向（第１方向）と、第２基板１２を抜き差しする厚み方向（第２方向）とは、横方向（第３方向）から視て、直交している。

本実施形態の基板収納構造によれば次のような効果を奏する。

（ａ）本実施形態の基板収納構造では、第１基板１１および第２基板１２が、互いに異なる方向（第１方向と第２方向）に抜き差しされ、かつ、互いに筐体２の異なる面（第１面ＶＳ１と第２面ＶＳ２）から抜き差しされる。また、第１基板１１および第２基板１２を筐体２に収納した状態で、第１面ＶＳ１と放熱板１３、および、第２面ＶＳ２と放熱板１４とがそれぞれ略平行であり、かつ、第１基板１１と第２基板１２とが互いに略平行になっている。そのため、第１基板１１と第２基板１２とは互いに抜き差しの妨げにならない。したがって、筐体２内に複数の基板を収納し、かつ、筐体を大型化することなく夫々の基板を容易に抜き差しできる基板収納構造を実現できる。

（ｂ）本実施形態の基板収納構造の筐体２は、第１基板１１用の位置決め機構（位置決めピン３１Ａ、位置決めピン３１Ｂ、ピン挿入口４１Ａおよびピン挿入口４１Ｂ）を有し、第２基板１２用の位置決め機構（位置決めピン３２Ａ、ピン挿入口４２Ａ、引掛け部３２Ｂおよび引掛け部４２Ｂ）を有する。そのため、筐体２に収納する第１基板１１および第２基板１２の位置が固定され、実装精度を高めることができる。

（ｃ）また、第１基板１１用の位置決め機構（位置決めピン３１Ａ）は、筐体２の第１面ＶＳ１に露出している。第１基板１１用の位置決め機構を筐体２の外部に設けることにより、第１基板１１用の位置決め機構を筐体２の内部のみに設けた場合と比べて、筐体２に収納する第１基板１１の実装精度をさらに高めることができる。

（ｄ）本実施形態の基板収納構造を備える電子機器１０１は、第２基板を筐体２に収納した状態で、放熱板１４が筐体２に当接する構造である。このように、第２放熱機能部を筐体に当接することにより、筐体２を放熱機能部の一部として利用できるため、放熱機能部を筐体２から露出させるスペースを別途設ける必要はない。したがって、複数の放熱機能部を備える構造であっても、電子機器の小型化が実現できる。

（ｅ）本実施形態の基板実装構造を備える電子機器１０１では、第２基板１２に設けられたコネクタ５１が、第２基板１２を筐体２に収納した状態で、第２開口部ＯＰ２の近傍に配置されている。したがって、第２開口部ＯＰ２からのケーブル等の接続作業が容易となり、結果的に筐体２に収納される第２基板１２の抜き差しが容易となる。

なお、上述の実施形態では、一つの第１基板１１および一つの第２基板１２を備える基板収納構造について示したが、この構成に限定されるものではない。基板収納構造は、複数の第１基板１１を備える構成であってもよいし、複数の第２基板１２を備える構成であってもよい。

上述の実施形態では、第１基板１１を抜き差しする第１方向と、第２基板１２を抜き差しする第２方向とが、第３方向から視て、直交している基板収納構造について示したが、この構成に限定されるものではない。第１方向および第２方向は、筐体２内に複数の基板を収納し、かつ、筐体を大型化することなく夫々の基板を容易に抜き差しできるという作用効果を奏する範囲において、適宜変更可能である。その場合において、第１基板１１の主面および第２基板１２の主面が、第１基板１１および第２基板１２を筐体２に収納した状態で、互いに平行であり、かつ、第１方向および第２方向のいずれに対しても平行であることが好ましい。

上述の実施形態では、仕切り板２４、仕切り板２５および仕切り板２６が、第１基板１１および第２基板１２の挿通方向をガイドする治具部材として機能する基板収納構造について示したが、この構成に限定されるものではない。第１基板１１および第２基板１２の挿通方向をガイドする治具部材は必須の構成ではない。すなわち、仕切り板２４、仕切り板２５および仕切り板２６は必須の構成ではない。また、仕切り板２４、仕切り板２５および仕切り板２６を用いずに、ピンやボルト、サポート用の鋼材等で治具部材を構成してもよい。

なお、上述の実施形態では、第２放熱機能部に相当する放熱板１４を第２基板１２に接続する構成を示したが、この構成に限定されるものではない。例えば放熱板１４を第１基板１１に接続する構成であってもよい。

また、上述の実施形態では、第２基板１２に設けられたコネクタ５１が、第２基板１２を筐体２に収納した状態で、第２開口部ＯＰ２の近傍に配置されている例を示したが、この構成に限定されるものではない。コネクタ５１は第１基板１１に設けられていてもよい。コネクタ５１は、第１基板１１および第２基板１２の両方に設けられていてもよい。また、第１基板１１に設けられたコネクタ５１が、第１基板１１を筐体２に収納した状態で、第２開口部ＯＰ２の近傍に配置されていてもよい。第２基板１２に設けられたコネクタが、第２基板１２を筐体２に収納した状態で、第１開口部ＯＰ１の近傍に配置されていてもよい。

上述の実施形態では、位置決め機構（位置決めピン３１Ａ）が第１面ＶＳ１に露出する構成を示したが、この構成に限定されるものではない。第２基板１２用の位置決め機構が、第２面ＶＳ２に露出する構成であってもよい。

上述の実施形態では、位置決め機構を位置決めピンや引掛け部等で構成した電子機器１０１について示したが、この構成に限定されるものではない。上述の実施形態に係る位置決め機構はあくまで例示である。第１基板１１および第２基板１２を筐体２に収納した状態で、第１基板１１および第２基板１２の位置が固定できるという作用効果を奏する範囲において、適宜変更可能である。

上述の実施形態では、電子機器１０１が探知装置である例を示したが、これに限定されるものではない。基板収納構造は、複数の基板を筐体内に収納する電子機器全般に広く利用することができる。

なお、上述の実施形態では、直方体状の筐体２を備える基板収納構造について示したが、この構成に限定されるものではない。筐体２の形状は、筐体内に複数の基板を収納し、かつ、筐体を大型化することなく夫々の基板を容易に抜き差しできるという作用効果を奏する範囲において、適宜変更可能である。

ＯＰ１…第１開口部
ＯＰ２…第２開口部
ＶＳ１…第１面
ＶＳ２…第２面
１…筐体カバー
２…筐体
１１…第１基板
１２…第２基板
１３…第１構造体（放熱板）
１４…第２構造体（放熱板）
２１…底面板
２２，２３…側面板
２４，２５，２６…仕切り板
３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ…位置決めピン（筐体側）
３２Ｂ…引掛け部（筐体側）
４１Ａ，４１Ｂ…ピン挿入口（第１基板側）
４２Ａ…ピン挿入口（第２基板側）
４２Ｂ…引掛け部（第２基板側）
５１…コネクタ
１０１…電子機器

Claims (6)

1. 第１面および第２面を有する筐体と、
   前記筐体に収納される第１基板と、
   前記筐体に収納される第２基板と、
   前記第１基板の端に略垂直に接続される板状の第１構造体と、
   前記第２基板の端に略垂直に接続される板状の第２構造体と、
   を備え、
   前記筐体の前記第１面は、第１方向に沿って前記第１基板を抜き差しする第１開口部を有し、
   前記筐体の前記第２面は、前記第１方向と異なる第２方向に沿って前記第２基板を抜き差しする第２開口部を有し、
   前記第１基板および前記第２基板を前記筐体に収納した状態で、前記第１面と前記第１構造体、および、前記第２面と前記第２構造体とがそれぞれ略平行であり、かつ、前記第１基板と前記第２基板とが互いに略平行であり、
   前記第１構造体は、第１放熱機能部であり、
   前記第２構造体は、第２放熱機能部であり、
   前記第２放熱機能部は、前記第２基板を前記筐体に収納した状態で、前記筐体に当接することを特徴とする基板収納構造。
2. 請求項１に記載の基板収納構造であって、
   前記筐体は、前記第１基板および前記第２基板の少なくとも１つを固定する位置決め機構を有する、
   基板収納構造。
3. 請求項２に記載の基板収納構造であって、
   前記位置決め機構の少なくとも一部は、前記筐体の前記第１面および前記第２面の少なくとも一方に露出している、
   基板収納構造。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の基板収納構造であって、
   前記第１基板および前記第２基板の少なくとも１つは、コネクタを有し、
   前記コネクタは、前記第１基板または前記第２基板を前記筐体に収納した状態で、前記第１開口部または前記第２開口部の近傍に配置されている、
   基板収納構造。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の基板収納構造を備えた電子機器であって、
   前記第１基板は、電源用基板である、
   電子機器。
6. 請求項５に記載の電子機器と、
   超音波を送受波する送受波器と、
   前記送受波器で得られた前記超音波の信号を処理する信号処理回路と、
   を備えた探知装置。

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