JP6847902B2 - 自己整列バスバーアセンブリ - Google Patents

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Description

本開示は、2つの電気部品間の電気接続に関し、より具体的には、電気部品への組み立て中のシール完全性を維持する可動バスバーアセンブリに関する。
本明細書で提供される背景説明は、本開示の文脈を一般的に提示することを目的とするものである。本願発明は、この背景のセクションおよび出願時に先行技術として認められていない記述の態様の限りにおいて、 本開示に対する先行技術文献として明白にも暗示的にも認められていない。
一部のハイブリッド車両は、モーター/発電機とインバータを有する電力制御ユニットとの間に電気回路を含むことができる。バスバーは、モーターの電気端子と電力制御ユニットのインバータ端子に接続し、2つの部品の間に電気回路を形成することができる。電気回路を利用してバッテリからモーターに電力を供給し、発生した電力を発電機からバッテリに供給することができる。バスバーに流れる電流を測定するために、バスバーに電流センサーを取り付け、その測定値と電流指令値との比較に基づいてフィードバック電流制御を行うことができる。そして、電力制御ユニットでモーターを希望の回転数とトルクに制御することができる。
しかし、バスバーは、シングルスレッドの端子設計であってもよい。このように、バスバーは剛性があり、組み立て時に電気回路の公差を調整することはできない。さらに、複数のバスバーコネクタが必要になることがあり、パッケージサイズと組立時間が増加する。したがって、このような従来の電気回路は、その意図された目的のために機能するが、組み立て中に調整可能な相互接続を提供する改良されたシステムを提供することが望まれている。
本開示の様々な実施形態では、自己整列バスバーアセンブリが開示される。自己整列バスバーアセンブリは、ハウジングと、第1端子接続端部、第2端子接続端部、およびその間に配置されたジョグ部を有するバスバーと、ハウジングおよびバスバーに結合されるフロントホルダとを含む。フロントホルダは、バスバーの少なくとも一部を受け入れるバスバー受容開口部を画定する内壁と、内壁からバスバー受容開口部内に内部に延びる少なくとも1つの可撓性タブとを含む。少なくとも1つの可撓性タブは、バスバーの少なくとも一部を付勢し、バスバー受容開口部内で中心を合わせるように構成される。少なくとも1つのクリアランスが、内壁とバスバーとの間のバスバー受容開口部に画定され、少なくとも1つのクリアランスにより、バスバーアセンブリの取り付け中に、第1および第2の端子接続端部のうちの少なくとも1つが、公差および/またはばらつきを考慮して動くことができる。
本開示の様々な実施形態において、車両が開示される。車両は、少なくとも1つのモーター端子を有するモーターと、少なくとも1つのインバータ端子を有するインバータモジュールと、少なくとも1つのモーター端子および少なくとも1つのインバータ端子に電気的に結合するように構成された自己整列バスバーアセンブリとを含む。バスバーアセンブリは、ハウジングと、第1端子接続端部、第2端子接続端部、およびそれらの間に配置されたジョグ部を有するバスバーと、ハウジングおよびバスバーに結合されるフロントホルダとを含む。フロントホルダは、バスバーの少なくとも一部を受け入れるバスバー受容開口部を画定する内壁と、内壁からバスバー受容開口部内に内部に延びる少なくとも1つの可撓性タブとを含む。少なくとも1つの可撓性タブは、バスバーの少なくとも一部を付勢し、バスバー受容開口部内で中心を合わせるように構成される。少なくとも1つのクリアランスが、内壁とバスバーとの間のバスバー受容開口部に画定され、少なくとも1つのクリアランスにより、バスバーアセンブリの取り付け中に、第1および第2の端子接続端部のうちの少なくとも1つが、公差および/またはばらつきを考慮して動くことができる。
本開示の適用可能性のさらなる領域は、以下に提供される詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明および特定の実施例は、例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定するものではないことを理解されたい。
本開示は、詳細な説明および添付図面からより完全に理解されるであろう。
本開示のいくつかの実施形態による2つの電気部品を相互接続する例示的なバスバーアセンブリの斜視図である。 図1の例示的なバスバーアセンブリの正面図である。 図1のバスバーアセンブリの分解図である。 図3に示すバスバーアセンブリの斜視図である。 図3に示すバスバーアセンブリの線5−5に沿った断面図である。 図3に示すバスバーアセンブリの線6−6に沿った断面図である。 図3に示すバスバーアセンブリの線7−7に沿った断面図である。 図1〜図7に示すバスバーアセンブリの例示的な端子の斜視図である。 図1〜図7に示すバスバーアセンブリとともに使用され得る別の例示的な端子の斜視図である。
図1は、モーター/発電機12およびインバータモジュール14のような2つの電気部品を結合するように構成された例示的な自己整列バスバーアセンブリ10を示す。しかし、自己整列バスバーアセンブリ10は、様々な他の電気部品を接続するために様々な他のシステムで使用されてもよい。
図1および図2の実施例においては、バスバーアセンブリ10は、モーター12およびインバータモジュール14を電気的に相互接続する。モーター12は、車両(図示せず)の1つ以上の車輪を駆動するように構成され、一般に、ステータ18、ロータ(図示せず)、およびステータ18に電気的に接続され、ステータ18から延びる複数のモーター端子20を含む。
インバータモジュール14は、バスバーアセンブリ10を介してモーター12に電気的に接続され、一般にハウジング26、バスバーアセンブリ支持壁28、および電流センサシステム30を含むことができる。ハウジング26は、電流センサシステム30およびバスバーアセンブリ10の少なくとも一部を収容する。バスバーアセンブリ10は、バスバーアセンブリ支持壁28に結合され、バスバーアセンブリ支持壁28に形成された1または複数の開口部32(図1)を通って延びることができる。インバータモジュール14は、バッテリ(図示せず)からバスバーアセンブリ10を介してモーター12に電力を供給するように構成されている。モーター12が発電機として動作する場合、インバータモジュール14は、モーター12からバスバーアセンブリ10を介してバッテリに電力を供給するように構成される。
図3および図4を参照すると、自己整列バスバーアセンブリ10は、一般に、シール部材38、ハウジング40、複数のバスバー42、およびフロントホルダ44を含む。図示の実施形態では、ハウジング40は、ベースプレート46とバスバー支持部48とを含む。
ベースプレート46は、長手方向軸「A」に沿って延び、上面50および下面52を含み、バスバーアセンブリ支持壁28に対して配置されるように構成されている。ベースプレート46は、複数の取付部材54と、複数のバスバー開口部56(図7には1つのみ示されている)と、内側肩部58(図5)とを画定している。取付部材54は、それぞれ、ベースプレート46を支持壁28に結合するための1つ以上の固定具(例えば、ボルト)を受け入れるように構成された取付開口部60を画定する。バスバー開口部56はそれぞれ、バスバー42の一部分がバスバー支持部48に延びるように、バスバー42の1つを受け入れるように構成される。内側肩部58は、ハウジング40とフロントホルダ44とを分離するように構成されたスペーサ62(図3および図5)を受ける面を画定する。
図3〜図7を参照すると、ベースプレート46は、接続フランジ64と、シールリング凹部66と、凹部68とをさらに画定する。接続フランジ64は、フロントホルダ44内に受容されるように構成され、シールリング凹部66は、シールリング38を受け入れるように構成され、凹部68は、シールリング38(図3参照)のハンガー70を受け入れるように構成される。図3、図5および図6に示すように、接続フランジ64(図5)は、フロントホルダ開口部73(図6)内に受け入れられてフロントホルダ44をベースプレート46に結合するように構成された保持タブ又は機構71を含む。
バスバー支持部48は、ベースプレート下面52に結合され、ベースプレート下面52から軸「A」に対して垂直または実質的に垂直な方向に延びている。続けて図5を参照すると、バスバー支持部48は、一般に、前壁72(図3)、後壁74、および対向側壁76および78を含む。後壁74および側壁76は、バスバー42を少なくとも部分的に囲みかつ支持するように構成された長さL1を有し、側壁78は、図1および図2に示すように、モーター端子20を収容するように長さL1より短い長さL2を有する。壁72,74,76,78は、内壁82を有するバスバー受容チャネル80を集合的に画定する。バスバーシール凹部84が内壁82に形成され、バスバー42とハウジング40との間にシールを確立するように構成されたバスバーシール86を受け入れるように構成される。
図1〜図4に示すように、バスバーアセンブリ10は、3相の電気回路を形成するために並列に配置された3つのバスバー42を含む。しかし、バスバーアセンブリ10は、アセンブリ10が本明細書で定義されるように機能することを可能にする任意の適切な数のバスバー42を有することができる。図8をさらに参照すると、各バスバー42は、第1端子接続端部90と、第2端子接続端部92と、第1ジョグ部94と、第2ジョグ部96とを含む。しかし、バスバー42は、例えば図9に示すように、第1および第2ジョグ部の別の構成を有することができる。
第1端部90は、固定具挿入開口部98を含み、インバータモジュール14のインバータ端子(図示せず)のような電気端子に結合されるように構成される。このように、固定具(図示せず)を開口部98とインバータ端子に挿入することができ、これらを結合する。第2端部92は、固定具挿入開口部100を含み、モーター端子20などの電気端子に結合されるように構成される。このように、固定具(図示せず)を開口部100とモーター端子20に挿入することができこれらを結合する。しかし、バスバー42と端子または他の接続との間の別の結合方法が想定される。さらに、第2端部92は、バスバーシール86の少なくとも一部を受け入れて支持するように形成された対向する凹部またはノッチ102(図5)を含む。
図8の実施例に示すように、第1ジョグ部94は、バスバー第1端部90に結合され、第1部分104と第2部分106とを含む。第1部分104は、第2部分106と第1端部90との間に結合され、第1端部90と第2部分106の両方に直交するかまたは実質的に直交するように延びる。したがって、第1ジョグ部94の向きは、バスバー第1端部90および/または第2端部92が+/−x方向に移動または撓むことを可能にするように構成される(図4および図8参照)。このように、2つの構成要素間(例えば、バスバーアセンブリ10とモーター12およびインバータモジュール14の少なくとも1つとの間)の公差/ばらつきを考慮してバスバーアセンブリ10の取付中にバスバー端部90および/または92の撓みまたは移動が可能になる。
例示的な実施形態では、第2ジョグ部96は、第1ジョグ部94とバスバー第2端部92との間に結合される。第2ジョグ部96は、第1部分108と第2部分110とを含む。第1部分108は、第2部分110と第2部分92との間に結合され、第2端部92と第2部分110の両方に直交するかまたは実質的に直交するように延びる。したがって、第2ジョグ部96の向きは、バスバー第1端部90および/または第2端部92が+/−z方向に移動または撓むことを可能にするように構成される(図4および図8参照)。このように、2つの構成要素間(例えば、バスバーアセンブリ10とモーター12およびインバータモジュール14の少なくとも1つとの間)の交差/ばらつきを考慮してバスバーアセンブリ10の取付中にバスバー端部90および/または92の撓みまたは移動が可能になる。
引き続いて図5、図7および図8を参照すると、バスバー第2端部92は、受容開口部112および1または複数の角度保持機構114をさらに含むことができる。受容開口部112は、フロントホルダ44のアームまたはクリップ116を受け入れて、フロントホルダ44のバスバー42への結合を容易にするように構成されている。角度保持機構114は、フロントホルダ44をバスバー42に固定するためにフロントホルダ44に係合するように構成される。
例示的な実施形態では、フロントホルダ44は、ハウジング40およびバスバー42に結合して、アンカーポイントまたは固定された中間ゾーン「IZ」(例えば、ジョグ部94,96を含む)を確立し、そこからバスバー端部90および/または92が移動または撓むことができる。図5に示すように、フロントホルダ44は、概して、外壁122と、バスバー受容開口部126を画定する内壁124とを有する本体部分120を含む。ホルダフランジ128が外壁122から延び、それらの間に受容チャネル130を画定する。受容チャネル130は、フロントホルダ44をハウジング40に結合するのを容易にするためにベースプレート接続フランジ64を受け入れるように構成される。
フロントホルダ44は、受容肩部132と、1または複数の可撓性フィンガまたはタブ134とを含む。肩部132は、内壁124から内側に延び、バスバー角度保持機構114に対して着座し、バスバー42の‐y方向への移動を防止するように構成される。クリップ116は、+y方向の動きを防止するように構成されている。可撓性タブ134は、内壁124からバスバー受容開口部126に延び、バスバー受容開口部126内でバスバー42を中央に付勢するように構成されている。したがって、可撓性タブ134は、最初の組み立てのためにバスバー42を中央にするが、本明細書で説明するように、バスバー42をx方向に移動または撓めることができるように可撓性である。
バスバーアセンブリ10を組み立てる方法は、シールリング38、ハウジング40、バスバー42、フロントホルダ44、スペーサ62、およびバスバーシール86を設けるステップを含む。ハウジング40、フロントホルダ44、および/またはスペーサ62は、射出成形または他の適切なプロセスによって形成することができる。バスバーシール86は、バスバーシール86を凹部84内に押し込むための硬い平坦な表面を提供することができるスペーサ62によってバスバーシール凹部84に配置することができる。バスバー42は、その後、ハウジングベースプレート46を通ってバスバー支持部48に挿入することができる。あるいは、バスバーシール86をバスバーノッチ102に着座させ、バスバー42をハウジングベースプレート46を通してバスバー支持部48に挿入する。次に、フロントホルダ44を第2ジョグ部96の上に挿入して、可撓性タブ134が開口部126内でバスバー42に係合して中心にし、角度保持機構が受容肩部132に着座し、クリップ116が受容開口部112に延び、接続フランジ64が受容チャネル130内に配置される。そして、シールリング38は、ハウジング40の凹部66内に着座することができる。
本明細書には、可動自己整列バスバーアセンブリのためのシステムおよび方法が記載されている。バスバーアセンブリは、ハウジングと、バスバーと、スペーサと、ハウジングおよびバスバーに結合されたフロントホルダとを含む。フロントホルダは、バスバー受容開口部を含み、バスバー、フロントホルダ、スペーサ、ハウジングの間に計算されたクリアランスが規定される。クリアランスにより、組み立てられた部品間の公差またはばらつきを考慮に入れるために、バスバーは、直交座標系の1つ以上の所定の方向に移動または撓むことができる。フロントホルダは、取付のためにバスバーを中心に付勢させるために内向きに延びる可撓性のタブを含むが、取り付け時には1つ以上の所定の方向に動くことができる。バスバーとハウジングの間に配置されたシールは、バスバーの取り付け時にシールの完全性を維持しながらバスバーの移動が可能になる。このように、バスバーアセンブリにより、インバータモジュールとモーターのような2つの部品間の組み立ての間、バスバーが移動することができ、シールの完全性を保持することを可能にする。
例示的な実施形態は、本開示が徹底され、発明の範囲を当業者に完全に伝えるように提供される。本開示の実施形態の完全な理解を提供するために、特定の構成要素、デバイス、および方法の例など、多くの具体的な詳細が示される。当業者であれば、特定の詳細を採用する必要はなく、例示的な実施形態は多くの異なる形態で実施することができ、いずれも本開示の範囲を限定するものと解釈すべきでないことは明らかであろう。いくつかの例示的な実施形態では、周知の手順、周知のデバイス構造、および周知の技術は詳細には記載されていない。
本明細書で使用される用語は、特定の例示的な実施形態を説明する目的のためのみであり、限定することを意図するものではない。本明細書で使用されている単数形「a」、「an」および「the」は、文脈が明確にそうでないことを示さない限り、複数形も含むことが意図されている。「および/または」という用語には、関連するリストされた項目の1つまたは複数のすべての組み合わせが含まれる。 「comprises, comprising(備える)」 「including(含む)」および「having(有する)」という用語は、包括的であり、従って、記載された特徴、整数、ステップ、動作、要素、および/または構成要素の存在を特定するが、他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および/またはそれらのグループのうちの1つまたは複数の存在または追加を排除するものではない。本明細書に記載された方法ステップ、プロセスおよび操作は、具体的に実行の順番として特定されない限り、必ずしも説明または図示された特定の順序で実行する必要があると解釈されるべきではない。また、追加のステップまたは代替のステップを使用できることも理解されたい。
第1、第2、第3などの用語は、様々な要素、構成要素、領域、層および/またはセクションを記述するために本明細書で使用されるが、これらの要素、構成要素、領域、層および/またはセクションは、これらの用語に限定されるべきではない。これらの用語は、ある要素、構成要素、領域、層、またはセクションを別の領域、層またはセクションと区別するためにのみ使用される。本明細書で使用する「第1」、「第2」などの用語は、文脈によって明白に示されない限り、シーケンスまたは順序を意味するものではない。したがって、以下に説明する第1の要素、構成要素、領域、層、またはセクションは、例示的な実施形態の教示から逸脱することなく、第2の要素、構成要素、領域、層またはセクションと呼ぶことができる。
実施形態の前述の説明は、例示および説明のために提供されたものである。これは網羅的であることを意図するものではなく、開示を限定するものでもない。特定の実施形態の個々の要素または特徴は、一般的に、その特定の実施形態に限定されず、特に示されていないまたは記載されていなくても、適用可能であれば、交換可能であり、選択された実施形態で使用することができる。これらはいろいろな形で変えることができる。このような変更は、開示からの逸脱と見なされるべきではなく、そのような変更のすべては、開示の範囲内に含まれることが意図される。
10 自己整列バスバーアセンブリ
12 モーター/発電機
14 インバータモジュール
18 ステータ
20 モーター端子
26 ハウジング
28 バスバーアセンブリ支持壁
30 電流センサシステム
32 開口部
38 シールリング
40 ハウジング
42 バスバー
44 フロントホルダ
46 ベースプレート
48 バスバー支持部
50 上面
52 下面
54 取付部材
56 バスバー開口部
58 内側肩部
60 取付開口部
62 スペーサ
64 接続フランジ
66 シールリング凹部
68 凹部
70 ハンガー
73 フロントホルダ開口部
80 バスバー受容チャネル
82 内壁
84 バスバーシール凹部
86 バスバーシール
90 第1端子接続端部
92 第2端子接続端部
94 第1ジョグ部
96 第2ジョグ部
102 ノッチ
104 第1部分
106 第2部分
108 第1部分
110 第2部分
112 受容開口部
114 角度保持機構
126 バスバー受容開口部
128 ホルダフランジ
130 受容チャネル
132 受容肩部
134 可撓性タブ

Claims (14)

  1. 自己整列バスバーアセンブリであって、前記バスバーアセンブリは、
    ハウジングと、
    第1端子接続端部、第2端子接続端部、および第1端子接続端部と第2端子接続端部との間に配置され、少なくとも第1撓み部および第2撓み部を備える撓み部を有するバスバーと、
    前記ハウジングおよび前記バスバーと結合されるフロントホルダであって、前記フロントホルダは、前記バスバーの少なくとも一部分を受け入れるバスバー受容開口部を画定する内壁と、前記フロントホルダの二つの対向する前記内壁に設けられ、前記内壁から前記バスバー受容開口部に、前記バスバーの幅方向に内向きに延在する一対の可撓性タブとを含み、前記一対の可撓性タブは、前記バスバー受容開口部内で前記バスバーを前記バスバーの前記幅方向に二つの互いに対向する方向に付勢して、前記バスバー受容開口部内で前記バスバーを前記バスバーの前記幅方向の中央に付勢するように構成されている、フロントホルダと、
    を備え、
    前記バスバー受容開口部内の前記内壁および前記バスバーの間に少なくとも1つのクリアランスが形成され、前記少なくとも1つのクリアランスは、前記バスバーアセンブリの取付中に公差および/またはばらつきを考慮して少なくとも1つの前記第1および第2端子接続端部が移動することができるように構成されており、
    これにより、前記公差および/またはばらつきを考慮した前記バスバーアセンブリの取付中の前記バスバーの撓みまたは移動は、前記バスバーの厚み方向については前記第1撓み部により、また前記バスバーの前記幅方向については、前記第2撓み部および前記可撓性タブにより確保される、
    自己整列バスバーアセンブリ。
  2. 前記ハウジングおよび前記フロントホルダの間で前記バスバーの周りに配置されたスペーサをさらに備える、請求項1に記載のアセンブリ。
  3. 前記撓み部が第1部分および第2部分を含み、前記第1部分が前記第2部分および前記第1端子接続端部の両方に略垂直に延在する、請求項1に記載のアセンブリ。
  4. 前記第2部分および前記第1端子接続端部が略平行である、請求項3に記載のアセンブリ。
  5. 前記第1撓み部が第1部分および第2部分を含み、前記第1部分が前記第2部分および前記第1端子接続端部の両方に略垂直に延在する、請求項に記載のアセンブリ。
  6. 前記第2撓み部が第3部分および第4部分を含み、前記第3部分が前記第4部分および前記第2端子接続端部の両方に略垂直に延在する、請求項に記載のアセンブリ。
  7. 前記第1部分が前記第3部分に略垂直であり、かつ前記第1端子接続端部、前記第2端子接続端部、前記第2部分、および前記第4部分が略平行である、請求項に記載のアセンブリ。
  8. 前記ハウジングおよび前記バスバーの間に配置されたバスバーシールをさらに備え、前記ハウジングが、バスバーシール凹部が中に形成されたバスバー受容チャネルを含み、前記バスバーシール凹部は、前記バスバーシールを少なくとも部分的に支持するように構成されている、請求項1に記載のアセンブリ。
  9. 前記バスバーに形成された一対のノッチをさらに備え、前記一対のノッチは、前記バスバーシールを少なくとも部分的に支持するよう構成されている、請求項に記載のアセンブリ。
  10. 前記フロントホルダが、
    受容肩部が中に形成されたバスバー受容開口部であって、前記バスバーが前記受容肩部に着座するとともに係合するよう構成された少なくとも1つの角度保持機構をさらに含み、前記バスバーから前記フロントホルダが移動するのを防ぐ、バスバー受容開口部と、
    前記ハウジングの保持タブを受け入れるよう構成されたフロントホルダ開口部であって、それにより前記フロントホルダを前記ハウジングに固定する、フロントホルダ開口部と、
    をさらに含む、請求項1に記載のアセンブリ。
  11. 前記ハウジングがベースプレートおよび前記ベースプレートから外向きに延在する接続フランジを含み、かつ前記フロントホルダが本体部分および前記本体部分から外向きに延在するホルダフランジをさらに含み、前記本体部分および前記ホルダフランジの間に受容チャネルを形成し、前記接続フランジが前記受容チャネルに配置される、請求項1に記載のアセンブリ。
  12. 少なくとも1つのモーター端子を有するモーターと、
    少なくとも1つのインバータ端子を有するインバータモジュールと、
    前記少なくとも1つのモーター端子および前記少なくとも1つのインバータ端子を電気的に結合するよう構成された自己整列バスバーアセンブリと、
    を備える車両であって、前記バスバーアセンブリは、
    ハウジングと、
    第1端子接続端部、第2端子接続端部、および前記第1端子接続端部と前記第2端子接続端部との間に配置され、少なくとも第1撓み部および第2撓み部を備える撓み部を有するバスバーと、
    前記ハウジングおよび前記バスバーと結合されるフロントホルダであって、前記フロントホルダは、前記バスバーの少なくとも一部分を受け入れるバスバー受容開口部を画定する内壁と、前記フロントホルダの二つの対向する前記内壁に設けられ、前記内壁から前記バスバー受容開口部に、前記バスバーの幅方向に内向きに延在する一対の可撓性タブとを含み、前記一対の可撓性タブは、前記バスバー受容開口部内で前記バスバーを前記バスバーの前記幅方向に二つの互いに対向する方向に付勢して、前記バスバー受容開口部内で前記バスバーを前記バスバーの前記幅方向の中心に付勢するように構成されている、フロントホルダと、
    を備え、
    前記バスバー受容開口部内の前記内壁および前記バスバーの間に少なくとも1つのクリアランスが形成され、前記少なくとも1つのクリアランスは、前記バスバーアセンブリの取付中に公差および/またはばらつきを考慮して少なくとも1つの前記第1および第2端子接続端部が移動することができるように構成されており、
    これにより、前記公差および/またはばらつきを考慮した前記バスバーアセンブリの取付中の前記バスバーの撓みまたは移動は、前記バスバーの厚み方向については前記第1撓み部により、また前記バスバーの前記幅方向については、前記第2撓み部および前記可撓性タブにより確保される、
    車両。
  13. 前記第1端子接続端部が前記少なくとも1つのインバータ端子に結合され、かつ前記第2端子接続端部が前記少なくとも1つのモーター端子に結合される、請求項12に記載の車両。
  14. 前記ハウジングおよび前記フロントホルダの間で前記バスバーの周りに配置されたスペーサをさらに備える、請求項12に記載の車両。
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