JP6679934B2 - 電気機器 - Google Patents

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Description

本発明は、電気機器に関し、特に、電線を接続するための接続端子を備えた電気機器に適用して有効な技術に関するものである。
制御盤や操作盤、配電設備、或いは電機機器類などでは、押しボタンスイッチやセレクタスイッチ、或いは表示灯などの電気機器が用いられている。この種の電気機器は、充電部を内蔵し、この充電部に接続され、かつ外部の電線の接続部が接続される接続端子を有するケース体を備えている。特許文献1には、ケース体としての接点ブロック(接点ユニット)を備えた押しボタンスイッチが開示されている。そして、この押しボタンスイッチは、人の指などが端子部に接触しないように接続端子を覆う保護カバー(充電部カバー)の装着が可能となっている。
特開平8−190828号公報
ところで、特許文献1に開示の押しボタンスイッチでは、電線の接続部に設けられた丸形や先開形の圧着端子を、接続端子と、端子ねじに設けられたワッシャーとの間に差し込み、そして、端子ねじを締め付けることにより接続端子に電線の圧着端子を接続するようになっている。
しかしながら、このようなスイッチは、端子ねじの取り外し、電線の差し込み、端子ねじの締め付け、保護カバーの装着などの手作業による工数が掛ってしまうため、電線の接続に時間を要し、容易に接続することが困難であった。特に、制御盤や操作盤などでは多数のスイッチを必要としており、スイッチに電線を接続する回数も多いため、電線の接続時間が制御盤や操作盤などの組み立て時間に大きく影響する。
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に着目してなされたものであり、本発明の目的は、接続端子への電線の接続を容易に行うことが可能な電気機器を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る電気機器の一態様は、充電部を内蔵し、この充電部に接続され、且つ外部の電線の接続部が接続される接続端子を有するケース体と、このケース体に装着され、電線の接続部が接続端子に接続された状態で接続端子を覆う保護カバーとを備えている。そして、保護カバーは、ケース体に装着した状態で接続端子との間で電線の接続部を弾発力で圧接保持する接続保持部を備えている。
本発明の一態様によれば、ケース体の接続端子に電線の接続部を接触させた状態で保護カバーをケース体に装着することにより、接続保持部で電線の接続部を圧接保持することができ、接続端子への電線の接続部の接続を容易に行うことができる。
本発明の一実施形態に係る押しボタンスイッチにおいて、ケース体に保護カバーを取り付けた状態を示す図((a)は押しボタンスイッチ全体の側面図,(b)は(a)のケース体の断面図)である。 図1の接点ユニットの斜視図である。 図1の押しボタンスイッチにおいて、ケース体に保護カバーを開いて仮付けした状態を示す図((a)は押しボタンスイッチ全体の側面図,(b)は(a)のケース体の断面図)である。 図3のケース体の斜視図である。 図4の保護カバーの斜視図である。 図1のケース体において、挟持板と電線の圧着端子との重畳状態を示す平面図である。 図1の押しボタンスイッチにおいて、保護カバーの取り付け方法を説明するための図((a)は押しボタンスイッチ全体の図,(b)は(a)のケース体の断面図)である。 図1の押しボタンスイッチにおいて、保護カバーの取り付け方法を説明するための図((a)は押しボタンスイッチ全体の図,(b)は(a)のケース体の断面図)である。
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
なお、以下の実施形態の説明及び添付図面において、同様の構成には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
また、以下の実施形態で説明される添付図面は、見易く又は理解し易くするために正確なスケール、寸法比で描かれていない。本発明はその要旨を超えない限り、以下に説明する実施形態の記載に限定されるものではない。
以下の実施形態では、本発明の「電気機器」の代表例として押しボタンスイッチに着目して例示的に説明する。
図1(a),(b)、図2、図3(a),(b)及び図4に示すように、本発明の一実施形態に係る押しボタンスイッチ50は、充電部としての接点機構5を内蔵し、この接点機構5に接続され、かつ外部の電線3の接続部3aが接続される接続端子11を有するケース体1と、このケース体1に装着され、電線3の接続部3aが接続端子11に接続された状態で接続端子11を覆う保護カバー2を備えている。そして、保護カバー2は、ケース体1に装着した状態で接続端子11との間で電線3の接続部3aを弾発力で圧接保持する接続保持部20を備えている。ここで、図1(a),(b)及び図2では、ケース体1への保護カバー2の装着により、2つの電線3の各々の接続部3aが接続端子11と接続保持部20との間で重なって圧接保持された状態を示している。一方、図3(a),(b)及び図4では、ケース体1に保護カバー2を開いて仮付けした状態を示している。
また、本発明の一実施形態に係る押しボタンスイッチ50は、手動により操作される操作部6と、この操作部6及びケース体1を連結する連結ユニット7とを備えている。操作部6及びケース体1は、連結ユニット7を挟んで互いに反対側に位置している。
図1(a),(b)及び図2に示すように、電線3の接続部3aには例えば圧着端子4が設けられている。この実施形態では、圧着端子4が電線3の接続部3aとなる。即ち、この実施形態では、電線3の接続部3aとしての圧着端子4が接続端子11と接続保持部20との間で圧接保持されることで、電線3の接続部3aが接続端子11に電気的にかつ機械的に接続される。圧着端子4としては例えば丸形や先開形などの圧着端子を用いることができるが、この実施形態では、図6に示すように、先開形の圧着端子4を用いている。圧着端子4は、主に、接続端子11に圧着接続される圧着接続部4aと、この圧着接続部4aと一体に形成され、かつ電線3の導電部をカシメによって固定するカシメ部4bとを有している。圧着接続部4aは、カシメ部4bと比較して幅広になっている。
図1(b)及び図3(b)に示すように、接点機構5は、固定接触子13と、操作部6によりケース体1の高さ方向に沿う昇降動作が操作される昇降棒19と、この昇降棒19の昇降動作に連動して昇降動作する可動接触子15とを有している。固定接触子13は、接続端子11及び固定接点12を有している。可動接触子15は可動接点14を有している。
また、固定接触子13は、ケース体1の高さ方向と直交して延長する平板部13aと、この平板部13aの一端から引き出し方向上方に傾斜延長し、下面がケース体1から露出する傾斜板部13bとを有している。平板部13aには固定接点12が形成されている。傾斜板部13bには、下面側からエンボス加工によって上方に延長するエンボス部13cが形成され、このエンボス部13cの内周面にめねじ13dが形成されている。この傾斜板部13bが下面に電線3の圧着端子4が固定される接続端子11とされている。
接点機構5は、詳細に図示していないが、互いに電気的に分離された2つ固定接触子13を有している。そして、この2つの固定接触子13の各々は、平面方向において、各々の接続端子11が互いに隣り合い、かつ各々の固定接点12が互いに隣り合うように引き回されている。
可動接点14は、詳細に図示していないが、2つの固定接点12にそれぞれ対向して2つ設けられている。この2つの可動接点14の各々は例えば1つの可動接触子15に設けられている。そして、この可動接触子15は、昇降棒19が降下したときに2つの可動接点14が2つの固定接点12にそれぞれ接触し、昇降棒19が上昇したときに2つの可動接点14が2つの固定接点12から離間するように昇降棒19の昇降動作に連動して昇降するようになっている。すなわち、ケース体1は、充電部として、昇降棒19の昇降動作に伴う2つ可動接点14の昇降動作によって2つの接続端子11の電気的な導通を制御する接点機構5を内蔵している。昇降棒19は、図示していないが、例えば降下したときのばねの弾発力によって上昇するようになっている。固定接触子13及び可動接触子15の各々は、例えば金属性の導電板で形成されている。
図1(a),(b)、図2、図3(a),(b)及び図4に示すように、ケース体1は、一面に開口部1a(図3(b)参照)を有する矩形体で形成されている。そして、ケース体1は、2つの接続端子11の配列方向において互いに反対側に位置する2つの側壁の外側にそれぞれ設けられた2つの可撓性側板部16を更に有している。
2つの可撓性側板部16は、ケース体1の側壁との間に空隙を介して各々の側壁と対向して配置されている。この2つの可撓性側板部16の各々は、ケース体1の上下方向(高さ方向)において、上部側から下部側に向かって延長している。そして、この2つの可撓性側板部16の各々は、上部側がケース体1の側壁に固定され、ケース体1の側壁に対して内側及び外側に作業者の力により容易に撓むようになっている。
2つの可撓性側板部16の各々には、係合孔17がそれぞれ設けられている。この係合孔17には、ケース体1に保護カバー2を装着するときに後述する係合突起27が挿入される。
また、図4に示すように、ケース体1には、係合溝18が設けられている。この係合溝18は、詳細に図示していないが2つ設けられている。この2つの係合溝18には、後述する2つの可撓性フック28の係合突起28aがそれぞれ個別に挿入される。2つの係合溝18は、2つの接続端子11がそれぞれ個別に配置された2つの領域の間の分離領域に配置されている。
ケース体1は、例えば柔軟性に優れたポリアミド(PA)樹脂で形成されている。そして、2つの可撓性側板部16は、ケース体1の側壁に対して内側及び外側(2つの可撓性側板部16の配列方向の内側及び外側)に作業者の力によって容易に撓ませることが可能な可撓性を有している。
図5に示すように、保護カバー2は、背壁部25と、この背壁部25の長手方向の両端から背壁部25の内側に突出して互いに対向する2つの側壁部26と、背壁部25の底辺から背壁部25の内側に突出し、かつ背壁部25の長手方向に併設された2つの底壁部24とを有している。そして、背壁部25には、背壁部25の外側から内側に亘って電線3が通る2つの開口部25aが背壁部25の長手方向に並んで設けられている。この保護カバー2は、ケース体1に装着したとき、人の指などが接続端子に触れないように接続端子11を覆う。
図1(b)、図3(b)及び図5に示すように、接続保持部20は、保護カバー2をケース体1に装着した状態で、接続端子11に対して進退自在に支持された押圧部材21と、この押圧部材21を接続端子11側に付勢する弾性体としての圧縮コイルばね22とを備えている。そして、押圧部材21は、接続端子11に対向する押圧板部21aと、この押圧板部21aの対向端部から接続端子11とは反対方向に延長する一対の側板部21bとで逆U字状に形成され、接続保持部20に対して抜け止めされて案内されている。
圧縮コイルばね22は、伸縮方向において、一端側が押圧部材21の下面側を支持し、他端側が保護カバーの底壁部24の上面に支持されている。そして、押圧部材21は、圧縮コイルばね22の伸縮方向に圧縮コイルばね22の伸縮によって移動するようになっている。
図5に示すように、一対の側板部21bのうち、保護カバー2の背壁部25側とは反対側(ケース体1側)に位置する一方の側板部21bは、保護カバー2の長手方向において対向する対向端部から突出する一対の側板突起21b1を有している。そして、保護カバー2は、一方の側板部21bの対向端部の両側に底壁部24から上方に突出する一対のガイド部24aを有している。そして、一対のガイド部24aの各々には、一対の側板突起21b1がそれぞれ個別に挿入され、かつ側板突起21b1の移動を圧縮スプリングばね22の伸縮方向に案内する長孔24a1が設けられている。
図4及び図5に示すように、保護カバー2は、2つの接続端子に対応して2つの接続保持部20を備えている。2つの接続保持部20は、保護カバー2の長手方向において、互い隣り合うように配置されている。
保護カバー2において、図1(a)及び図5に示すように、2つの可撓性側壁部26の各々の外側面には、この外側面から外方に突出する係合突起27が設けられている。また、背壁部25の内側面には、この内側面から内方に突出する2つの可撓性フック28が保護カバー2の長手方向に併設して設けられている。この2つの可撓性フック28の各々の先端側には、互いに向かい合う側面とは反対側の側面から外方に向かって突出する係合突起28aがそれぞれ設けられている。
保護カバー2は、ケース体1と同様に、例えば柔軟性に優れたポリアミド(PA)樹脂で形成されている。そして、2つの可撓性側壁部26及び2つの可撓性フック28は、互いに近づく方向及び離れる方向(保護カバー2の長手方向において内側を向く方向及び外側を向く方向)に作業者の力によって容易に撓ませることが可能な可撓性を有している。
係合突起27は、ケース体1に保護カバー2を装着するときに、ケース体1の係合孔17に挿入され、係合状態が保たれる。係合突起27の係合孔17への挿入は、可撓性側壁部26が内側へ撓み、可撓性側板部16が外側へ撓むことによって行われる。
また、2つの可撓性フック28の各々は、ケース体1に保護カバー2を装着するときに、ケース体1の2つの係合溝18にそれぞれ個別に挿入され、係合状態が保たれる。係合突起28aの係合溝18への挿入は、可撓性フック28が内側へ撓むことによって行われる。すなわち、保護カバー2は、可撓性側板部16の係合孔17と可撓性側壁部26の係合突起27とのスナップフィット結合及び係合溝18と可撓性フック28の係合突起28aとのスナップフィット結合によってケース体1に装着固定される。
押しボタンスイッチ50は、ケース体1の可撓性側板部16及び保護カバー2の可撓性側壁部26の可撓性を利用して可撓性側板部16の係合孔17に可撓性側壁部26の係合突起27を引っ掛けて係合状態とすることによりケース体1に保護カバー2が装着固定される。また、押しボタンスイッチ50は、接続端子11に押圧部材21の押圧板部21aが近づくように保護カバー2を回動させ、接続端子11と押圧板部21aとの間に電線3の圧着端子4を圧縮スプリングばね22の弾発力で圧接保持した後、ケース体1に向かって保護カバー2を直進移動させることにより、係合孔17に係合突起27が引っ掛けられてケース体1に保護カバー2が装着固定されるとともに、接続端子11と押圧板部21aとの間に電線3の圧着端子4が圧縮スプリングばね22の弾発力で圧接保持される。
図1(a)及び図3(a)に示すように、操作部6は、例えば円筒状の外装ケース6aと、この外装ケース6a内に軸方向に可動可能に配置され、一部が外装ケース6aの一方の端部から突出する押しボタン6bとを有している。外装ケースの軸方向の中段部には雄ねじ6cが形成されており、この中段部に固定ナット6dが螺合している。この操作部6は、押しボタン6bを下方へ押圧すると、昇降棒19を下方へ降下移動させるようになっている。そして、押しボタン6bの押圧を解除すると、昇降棒19は圧縮バネの反発力により上昇して元の位置に戻る。すなわち、この実施形態の押しボタンスイッチ50は、押しボタン6bの操作により、2つの接続端子11の電気的な導通を制御するようになっている。
図4乃至図6に示すように、押圧板部21aは、電線3の圧着端子4側の面に複数の抜け止め溝21a1が設けられている。この複数の抜け止め溝21a1は、ケース体1の開口部1aに電線3の圧着端子4を挿入する挿入方向3x(図6参照)に対して交差する方向に延長している。
図1(b)、図4及び図5に示すように、接続保持部20は、電線3の接続部3aに設けられた圧着端子4の肩部に係合して圧着端子4の抜け止めを行う抜け止め係合部21cを備えている。この抜け止め係合部21cは、図6に示すように、圧着端子4のカシメ部4bを挟むようにして2つ設けられている。この2つの抜け止め係合部21cの間隔は、圧着接続部4aの幅よりも狭く、そして、カシメ部4bの幅よりも広くなっている。抜け止め係合部21cは、圧着接続部4aの端部から保護カバー2の背壁部25に向かって引き出された引き出し部の先端が上方に向かって突出する突起体で構成されている。この抜け止め係合部21cを含む押圧部材21は、導電板に折曲加工を施すことによって容易に形成することができる。
次に、本発明の一実施形態に係る押しボタンスイッチ50の効果について、図面を適宜参照しながら説明する。
押しボタンスイッチ50の接続端子11に電線3の圧着端子4(接続部3a)を接続するには、まず、図3(a),(b)及び図4に示すように、ケース体1の開口部1a側に保護カバー2を仮付けする。保護カバー2の仮付けは、保護カバー2の可撓性側壁部26をケース体1の側壁部と可撓性側板部16との間の空隙部に挿入して行う。
次に、図7(a),(b)に示すように、電線3の圧着端子4をケース体1の開口部1a側から内部に挿入方向3xに沿って挿入し、ケース体1の接続端子11の下面にこの接続端子11と重畳するように圧着端子4を配置する。
次に、圧着端子4と接続端子11との重畳状態を保持した状態で、接続端子11に保護カバー2の接続保持部20が近づく方向、換言すればケース体1の開口部1aを塞ぐ方向に保護カバー2を回動させて、図8(a),(b)に示すように、圧縮コイルばね22の弾発力により接続端子11と押圧部材21との間に圧着端子4を圧接保持する。このとき、圧縮コイルばね22に一定量の圧縮荷重が付加されるように圧着端子4を圧着する。そして、この圧着端子4への圧着力により、圧着端子4は圧縮コイルばね22の弾発力が付加された状態で接続端子11と押圧部材21との間に圧接保持される。
次に、ケース体1に向かって、換言すれば電線3の挿入方向に保護カバー2を前進移動させて、図1(a),(b)に示すように、ケース体1の係合孔17に保護カバー2の係合突起27を挿入してケース体1に保護カバー2を装着する。このとき、ケース体1の係合溝18に保護カバー2の可撓性フック28の係合突起28aも挿入され、ケース体1と保護カバー2との装着固定に寄与する。
ここで、従来の押しボタンスイッチは、電線の圧着端子を接続端子と端子ねじのワッシャーとの間に差し込み、その後、端子ねじを締め付けることにより接続端子に電線が接続されるようになっている。このため、従来の押しボタンスイッチでは、端子ねじの取り外しや端子ねじの締め付け、そして、端子ねじの締め付けトルク管理など端子ねじに関する工数が必要であった。
これに対し、本発明の一実施形態に係る押しボタンスイッチ50において、保護カバー2は、ケース体1に装着した状態で接続端子11との間で電線3の圧着端子4(接続部3a)を弾発力で圧接保持する接続保持部20を備えている。このため、本発明の一実施形態に係る押しボタンスイッチ50は、ケース体1の接続端子11に電線の圧着端子4を接触させた状態で、保護カバー2をケース体1に装着することにより、接続保持部20で電線3の圧着端子4を圧接保持することができるので、従来の押しボタンスイッチでは必要であった、端子ねじの取り外しや端子ねじの締め付け、そして、端子ねじの締め付けトルク管理など端子ねじによる電線の接続に必要であった工数が不要となる。したがって、本発明の一実施形態に係る押しボタンスイッチ50は、ケース体1の接続端子11と電線3の圧着端子4との接続を容易に行うことができる。
また、本発明の一実施形態に係る押しボタンスイッチ50において、押圧部材21の押圧板部21aは、電線3の圧着端子4側の面に複数の抜け止め溝21a1が設けられている。このため、接続端子11と押圧部材21の押圧板部21aとの間に電線3の圧着端子4を圧接保持した後、圧着端子4をケース体から離れる方向に引っ張ったときの引張抵抗が高くなるので、接続端子から圧着端子が抜ける電線抜けを抑制することができる。したがって、本発明の一実施形態に係る押しボタンスイッチ50は、信頼性の向上を図ることができる。
また、本発明の一実施形態に係る押しボタンスイッチ50において、接続保持部20は、電線3の圧着端子4の肩部に係合して抜け止めを行う抜け止め係合部21cを備えている。このため、接続端子11と押圧部材21の押圧板部21aとの間に電線3の圧着端子4を圧接保持した後、電線3の圧着端子4の肩部に抜け止め係合部21cが係合して抜け止めが行われるので、ケース体1の接続端子11から電線3の圧着端子4が抜ける電線抜けを更に抑制することができる。したがって、本発明の一実施形態に係る押しボタンスイッチ50は、信頼性の向上を更に図ることができる。
また、本発明の一実施形態に係る押しボタンスイッチ50において、接続保持部20は保護カバー2に設けられている。したがって、この保護カバー2は、端子ねじのねじ穴が設けられた接続端子を有する既存の押しボタンスイッチにおいても使用することができる。
以上のように、本発明の一実施形態に係る押しボタンスイッチ50によれば、電線3の接続を容易に行うこができる。
なお、上述の一実施形態では、係合孔17をケース体1の可撓性側板部16に設け、係合突起27を保護カバー2の可撓性側壁部26に設けた場合について説明したが、可撓性側板部16に係合突起27、可撓性側壁部26に係合孔17をそれぞれ設けるようにしてもよい。
また、上述の一実施形態では、係合溝18をケース体1に設け、係合突起28aを有する可撓性フック28を保護カバー2に設けた場合について説明したが、係合溝18を保護カバー2に、係合突起28aを有する可撓性フック28をケース体1にそれぞれ設けるようにしてもよい。
また、上述の一実施形態では、電線3の接続部3aとして先開形の圧着端子4を設けた場合について説明したが、本発明は、電線3の接続部3aとして丸形や他の形状の圧着端子を設けた場合においても、接続端子11と接続保持部20との間に圧着端子を圧接保持することができる。そして、本発明は、接続端子11と接続保持部20との間に電線の芯線を直に圧接保持することもできる。
また、上述の一実施形態では、本発明の「電気機器」として押しボタンスイッチを例示的に説明したが、本発明は、電線を接続するための端子部を有するケース体を備えたセレクタスイッチや表示灯などの電気機器に適用するこができる。セレクタスイッチは押しボタンスイッチと同様にケース体として接点機構を内蔵したケース体を備えている。表示灯は、ケース体としてトランス機能を内蔵したケース体を備えている。
以上、本発明を上記一実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記一実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
1…ケース体
1a…開口部
11…接続端子
12…固定接点
13…固定接触子
13a…平板部、13b…傾斜板部、13c…エンボス部、13d…めねじ
14…可動接点
15…可動接触子
16…可撓性側板部
17…係合孔
18…係合溝
19…昇降棒
2…保護カバー
20…接続保持部
21…押圧部材
21a…押圧板部
21b…側板部
21b1…側板突起
21a1…抜け止め溝
21c…抜け止め係合部
22…圧縮コイルばね(弾性体)
24…底壁部
24a…ガイド部
24a1…長孔
25…背壁部、25a…開口部
26…可撓性側壁部
27…係合突起
28…可撓性フック、28a…係合突起
3…電線,3a…接続部
4…圧着端子,4a…接続部,4b…カシメ部
5…接点機構
6…操作部
6a…外装ケース部
6b…押しボタン
6c…雄ねじ
6d…固定ナット
7…連結ユニット
50…押しボタンスイッチ

Claims (7)

  1. 充電部を内蔵し、前記充電部に接続され、かつ外部の電線の接続部が接続される接続端子を有するケース体と、前記ケース体に装着され、前記電線の接続部が前記接続端子に接続された状態で前記接続端子を覆う保護カバーとを備え、
    前記接続端子は、前記保護カバー側から反対側に延長するエンボス部と、前記エンボス部の内周面に形成され、前記接続端子に前記電線の接続部をねじ止め固定するときに端子ねじがねじ込まれるめねじとを備え、
    前記保護カバーは、前記ケース体に装着した状態で前記接続端子との間で前記電線の接続部を弾発力で圧接保持する接続保持部とを備え、
    更に、前記保護カバーは、背壁部と、前記背壁部に設けられ、かつ前記ケース体に前記保護カバーを装着するときに前記背壁部の外側から内側に亘って前記電線が通る開口部とを備えていることを特徴とする電気機器。
  2. 前記保護カバーは、前記ケース体に対してスナップフィット接合されることを特徴とする請求項1に記載の電気機器。
  3. 前記接続保持部は、前記保護カバーを前記ケース体に装着した状態で、前記接続端子に対して進退自在に支持された押圧部材と、前記押圧部材を前記接続端子側に付勢する弾性体とを備えていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電気機器。
  4. 前記押圧部材は、前記接続端子に対向する押圧板部と、前記押圧板部の対向端部から前記接続端子とは反対方向に延伸する一対の側板部とで逆U字状に形成され、前記一対の側板部が前記接続保持部に対して抜け止めされて案内されていることを特徴とする請求項3に記載の電気機器。
  5. 前記弾性体は、圧縮コイルばねで構成されていることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の電気機器。
  6. 前記接続保持部は、前記電線の接続部に設けられた圧着端子の肩部に係合して抜け止めを行う抜け止め係合部を備えていることを特徴とする請求項1から請求項5の何れか1項に記載の電気機器。
  7. 前記充電部は押しボタンスイッチの接点機構であることを特徴とする請求項1から請求項6の何れか1項に記載の電気機器。
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