JP6883602B2 - コネクタ及びコネクタの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、コネクタ及びコネクタの製造方法に関する。
特許文献1には、無線受信機能を備えた電気接続箱として、金属製のアンテナを、プリント回路基板に実装されたコネクタのハウジングの上壁と側壁に跨って延設させた状態で、ハウジングに固定させることで、コネクタのハウジングの上壁や側壁をアンテナの配置領域とすることが記載されている。
また、特許文献2には、プリント回路基板に電力供給等のために取り付けたコネクタの接続端子の一つを空き端子とし、この空き端子をアンテナとして利用して、受信した受信信号を導体パターン、延長コイル等を介して受信機に供給するアンテナ構造について記載されている。このように、コネクタの空き端子をアンテナとして用いれば、専用のアンテナを別個に備えるよりも、部品点数を少なくでき、構造の簡略化及び組立作業性の向上が図れる。
特開2018−148448号公報 特開平8−222924号公報
ところで、プリント回路基板に取り付けたコネクタの空き端子を送信用のアンテナとして用いることも考えられるが、単にコネクタの空き端子に信号線を接続して送信用のアンテナとして用いると、この端子に外部から電線を直接接続するなどの方法により送信電波の強度が上がるため、電波法違反の状態となるおそれがある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、構造の簡略化及び組立作業性の向上が図れたコネクタ及びコネクタの製造方法を提供することにある。
前述した目的を達成するために、本発明に係るコネクタ及びコネクタの製造方法は、下記(1)〜(4)を特徴としている。
(1) プリント回路基板に実装され相手側コネクタに接続されるコネクタであって、
前記プリント回路基板に固定され前記プリント回路基板に対して平行となる複数の端子挿通孔が並列に形成されたハウジングと、
前記端子挿通孔に挿し込まれて前記ハウジングに支持される接続部を有し、前記ハウジングの前記相手側コネクタとの接続側と反対側に前記プリント回路基板に配線される脚部が形成された複数のL字状の端子と、
を備え、
前記端子のうちの少なくとも一つは、前記接続部の長さが前記相手側コネクタに接続される端子の前記接続部の長さよりも短くされたアンテナ用端子とされている
ことを特徴とするコネクタ。
(2) 前記端子は、前記接続部が前記ハウジングにおける前記相手側コネクタとの接続面から延在する接続端部を有し、
前記アンテナ用端子は、前記接続部が前記ハウジングにおける前記相手側コネクタとの接続側へ延在することなく前記ハウジングに支持されている
ことを特徴とする(1)に記載のコネクタ。
(3) 前記ハウジングの前記端子挿通孔は、前記アンテナ用端子を含むいずれの前記端子の前記接続部が挿し込み可能とされている
ことを特徴とする(1)または(2)に記載のコネクタ。
(4) 導電性金属材料からなる棒状体を屈曲させて接続部と脚部とを有する複数の端子を形成する端子作製工程と、
前記接続部を挿し込み可能な複数の端子挿通孔が並列に形成されたハウジングに対して、前記端子の前記脚部を同一方向に揃えて前記端子の前記接続部を前記端子挿通孔に同一方向へ向かって挿し込み、前記接続部の先端側を前記ハウジングから突出させる端子組付け工程と、
少なくとも一つの前記端子における前記ハウジングから突出した前記接続部の先端側を切断してアンテナ用端子とする端子切断工程と、
を含む
ことを特徴とするコネクタの製造方法。
上記(1)の構成のコネクタによれば、接続部がハウジングの端子挿通孔に挿し込まれて組付けられた複数の端子のうちの少なくとも一つを、接続部の長さが短くされたアンテナ用端子としたことで、このアンテナ用端子をアンテナとした無線通信を行うことができる。したがって、別個に作製したアンテナを備える場合と比べて、構造の簡略化及び組立作業性を向上させることができる。また、アンテナ用端子は、他の端子よりも接続部の長さが短くされているので、単に他の不使用の端子をアンテナとして用いた場合に、当該端子に電線を接続し送信電波の強度を上げるなどの行為が実行されることを抑制できる。つまり、電波法を準拠しつつ、構造の簡略化及び組立作業性の向上を図ることができる。
上記(2)の構成のコネクタによれば、アンテナ用端子は、他の端子と比較して相手側コネクタとの接続側へ延在する接続端部がない点のみが差異であるので、他の端子から容易に作製することができる。これにより、汎用性を高めることができ、しかも、製造コストを削減することができる。また、相手側コネクタとの接続側へ延在する接続端子部がないので、相手側コネクタの端子が誤って接続されることもない。
上記(3)の構成のコネクタによれば、端子挿通孔の共通化により、汎用性を高めることができる。
上記(4)の構成のコネクタの製造方法によれば、作製した共通の端子をハウジングに組付け、少なくとも一つの端子の接続部の先端部を切断してアンテナ用端子とする。したがって、作製する端子の共通化により、例えば、端子を加工するための金型を共通化して製造コストを削減することができる。そして、この製造方法で製造されたコネクタでは、別個に作製したアンテナを備える場合と比べて、構造の簡略化及び組立作業性を向上させることができる。また、アンテナ用端子は、他の端子よりも接続部の長さが短くされているので、端子に外部から電線を接続しアンテナからの送信電波の強度を必要以上に上げるなどの行為を抑制できる。
本発明によれば、電波法を準拠しつつ、構造の簡略化及び組立作業性の向上が図れたコネクタ及びコネクタの製造方法を提供できる。
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という。)を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
図1は、プリント回路基板に実装された本実施形態に係るコネクタの斜視図である。 図2は、プリント回路基板に実装された本実施形態に係るコネクタの側面図である。 図3は、コネクタを構成するハウジングを示す図であって、図3(a)は正面図、図3(b)は側面図である。 図4は、電力用端子を示す図であって、図4(a)は正面図、図4(b)は側面図である。 図5は、アンテナ用端子を示す図であって、図5(a)は正面図、図5(b)は側面図である。 図6は、信号用端子を示す図であって、図6(a)は正面図、図6(b)は側面図である。 図7は、電力用端子及びアンテナ用端子の作製手順を示す図であって、図7(a)〜図7(c)は、それぞれ作製途中における側面図である。 図8は、信号用端子の作製手順を示す図であって、図8(a)及び図8(b)は、それぞれ作製途中における側面図である。 図9は、端子組付け工程を示す図であって、図9(a)〜図9(c)は、それぞれ作製途中における側面図である。 図10は、他の端子組付け工程を示す図であって、図10(a)〜図10(c)は、それぞれ作製途中における側面図である。
本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
図1は、プリント回路基板1に実装された本実施形態に係るコネクタの斜視図である。図2は、プリント回路基板1に実装された本実施形態に係るコネクタの側面図である。
図1及び図2に示すように、本実施形態に係るコネクタ10は、ハウジング20と、電力用端子40と、アンテナ用端子50と、信号用端子60と、を備えている。ハウジング20は、絶縁性を有する合成樹脂により成形されている。電力用端子40、アンテナ用端子50及び信号用端子60は、例えば、銅、銅合金、アルミニウムあるいはアルミニウム合金等の導電性金属材料により形成されている。
コネクタ10は、プリント回路基板1に実装されて通信機器を構成する。プリント回路基板1は、導体パターン(図示略)を有しており、この導体パターンによって送受信回路が形成されている。プリント回路基板1にコネクタ10が実装された通信機器は、例えば、Bluetooth(登録商標)やWiFi(登録商標)などの各種の無線通信規格に基づいて他の機器との間で電波を送受信して通信する。
図3は、コネクタ10を構成するハウジング20を示す図であって、図3(a)は正面図、図3(b)は側面図である。
図3(a)及び図3(b)に示すように、ハウジング20は、底面21、上面23、前面25、後面27及び両側面29を有する直方体形状に形成されている。ハウジング20は、底面21がプリント回路基板1に固定される。ハウジング20は、複数の電力用端子挿通孔31と、複数の信号用端子挿通孔33とを有している。これらの電力用端子挿通孔31及び信号用端子挿通孔33は、ハウジング20がプリント回路基板1に固定された状態で、プリント回路基板1に対して平行となるように並列に形成されている。これらの電力用端子挿通孔31及び信号用端子挿通孔33は、ハウジング20を前後に貫通する孔部からなるもので、前面25及び後面27で開口されている。ハウジング20の前面25には、前方へ突出する端子台35が形成されており、電力用端子挿通孔31及び信号用端子挿通孔33は、それぞれ端子台35で開口されている。
図4は、電力用端子40を示す図であって、図4(a)は正面図、図4(b)は側面図である。
図4(a)及び図4(b)に示すように、電力用端子40は、断面視矩形状の棒状に形成されており、脚部41と、接続部43と、を有している。脚部41は、先端へ向かって窄まる先細り形状に形成されている。電力用端子40は、脚部41に対して接続部43が略直交する方向に延在するL字状に形成されている。
図5は、アンテナ用端子50を示す図であって、図5(a)は正面図、図5(b)は側面図である。
図5(a)及び図5(b)に示すように、アンテナ用端子50は、脚部51と、接続部53と、を有している。脚部51は、先端へ向かって窄まる先細り形状に形成されている。アンテナ用端子50は、脚部51に対して接続部53が略直交する方向に延在するL字状に形成されている。このアンテナ用端子50は、電力用端子40の接続部43を切断したもので、接続部53は、接続部43の一部である。
図6は、信号用端子60を示す図であって、図6(a)は正面図、図6(b)は側面図である。
図6(a)及び図6(b)に示すように、信号用端子60は、電力用端子40及びアンテナ用端子50よりも細い断面視矩形状の棒状に形成されており、脚部61と、接続部63と、を有している。信号用端子60は、脚部61に対して接続部63が略直交する方向に延在するL字状に形成されている。
図1及び図2に示すように、ハウジング20の電力用端子挿通孔31には、電力用端子40の接続部43が、脚部41を下方側へ向けた状態で挿し込まれている。そして、電力用端子40の接続部43は、ハウジング20の前面25の端子台35の端面から規定長さLだけ延在している。この電力用端子40は、接続部43におけるハウジング20の前面25の端子台35から延在する部分が、接続端部43aとなっている。
また、ハウジング20の一つの電力用端子挿通孔31には、アンテナ用端子50の接続部53が、脚部51を下方へ向けた状態で挿し込まれている。そして、このアンテナ用端子50は、その接続部53の端部がハウジング20の前面25の端子台35の端面と略同一位置に配置されている。
ハウジング20の信号用端子挿通孔33には、信号用端子60の接続部63が、脚部61を下方側へ向けた状態で挿し込まれている。そして、信号用端子60の接続部63は、ハウジング20の前面25の端子台35の端面から規定長さLだけ延在している。この信号用端子60は、接続部63におけるハウジング20の前面25の端子台35から延在する部分が、接続端部63aとなっている。また、信号用端子60は、その脚部61が、電力用端子40及びアンテナ用端子50の脚部41,51よりもハウジング20側に配置されている。
このように、ハウジング20に、電力用端子40、アンテナ用端子50及び信号用端子60が組付けられたコネクタ10は、プリント回路基板1の実装面1aに実装される。例えば、ハウジング20は、プリント回路基板1にネジ等によって固定される。また、電力用端子40、アンテナ用端子50及び信号用端子60は、それぞれの脚部41,51,61がプリント回路基板1に形成されたスルーホール(図示略)に挿し込まれ、ハンダ3によって導体パターンの一部であるランド部にハンダ付けされる。これにより、電力用端子40、アンテナ用端子50及び信号用端子60が、プリント回路基板1の導体パターンからなる電力線、アンテナ線及び信号線にそれぞれ導通されて通信機器が構成される。
この通信機器では、コネクタ10のハウジング20の前面25側に、相手側コネクタ(図示略)が接続され、電力用端子40の接続端部43a及び信号用端子60の接続端部63aが、相手側コネクタの電力用端子及び信号用端子と電気的に接続され、電力供給及び信号の送受信が可能となっている。また、通信機器では、アンテナ用端子50によって、外部の通信機器との間での電波の送受信による無線通信が可能となっている。
このように、上記構造のコネクタ10によれば、接続部43がハウジング20の電力用端子挿通孔31に挿し込まれて組付けられた複数の電力用端子40のうちの一つを、長さが短い接続部53を有するアンテナ用端子50としたことで、このアンテナ用端子50をアンテナとして無線通信させることができる。したがって、別個に作製したアンテナを備える場合と比べて、構造の簡略化及び組立作業性を向上させることができる。また、アンテナ用端子50は、他の電力用端子40よりも接続部43の長さが短くされているので、単に他の不使用の電力用端子40をアンテナとして用いた場合に電線を接続するなどの手段により送信電波の強度が電波法で定められている上限を超えて上がり過ぎることを抑制できる。つまり、電波法を準拠しつつ、構造の簡略化及び組立作業性の向上を図ることができる。
また、アンテナ用端子50は、他の電力用端子40と比較して相手側コネクタとの接続側へ延在する接続端部43aがない点のみが差異であるので、他の電力用端子40から容易に作製することができる。これにより、汎用性を高めることができ、しかも、製造コストを削減することができる。また、相手側コネクタとの接続側へ延在する接続端部43aがないので、相手側コネクタの端子が誤って接続されることも防止できる。
しかも、ハウジング20の電力用端子挿通孔31は、アンテナ用端子50を含むいずれの電力用端子40の接続部43が挿し込み可能となっている。したがって、電力用端子挿通孔31の共通化により、汎用性を高めることができる。
次に、本実施形態に係るコネクタ10の製造方法について説明する。
図7は、電力用端子40及びアンテナ用端子50の作製手順を示す図であって、図7(a)〜図7(c)は、それぞれ作製途中における側面図である。図8は、信号用端子の作製手順を示す図であって、図8(a)及び図8(b)は、それぞれ作製途中における側面図である。図9は、端子組付け工程を示す図であって、図9(a)〜図9(c)は、それぞれ作製途中における側面図である。
(端子作製工程)
電力用端子40を作製するには、図7(a)に示すように、電力用端子40となる端子用棒体40Aを形成する。この端子用棒体40Aは、長尺の線材を切断したものでもよく、また、金属板に対して打抜き加工して形成してもよい。次に、図7(b)に示すように、端子用棒体40AをL字状に屈曲し、脚部41及び接続部43を有する電力用端子40に加工する。
アンテナ用端子50は、電力用端子40を加工して作製する。具体的には、図7(c)に示すように、電力用端子40の接続部43を切断して接続端部43aとなる部分を除去する。
信号用端子60を作製するには、図8(a)に示すように、信号用端子60となる端子用棒体60Aを形成する。この端子用棒体60Aは、長尺の線材を切断したものでもよく、また、金属板に対して打抜き加工して形成してもよい。次に、図8(b)に示すように、端子用棒体60AをL字状に屈曲し、脚部61及び接続部63を有する信号用端子60に加工する。
(端子組付け工程)
ハウジング20に対して、まず、信号用端子60を組付ける。具体的には、図9(a)に示すように、ハウジング20の後面27側から、信号用端子挿通孔33に、脚部61を下方側へ向けた状態で信号用端子60の接続部63を挿し込んで圧入する。そして、図9(b)に示すように、信号用端子60の接続部63をハウジング20の前面25の端子台35から規定長さLだけ突出させる。これにより、信号用端子60の接続部63は、ハウジング20の前面25の端子台35から突出した部分が接続端部63aとされる。
次に、ハウジング20に対して、電力用端子40を組付ける。具体的には、図9(b)に示すように、ハウジング20の後面27側から、電力用端子挿通孔31に、脚部41を下方側へ向けた状態で電力用端子40の接続部43を挿し込んで圧入する。そして、図9(c)に示すように、電力用端子40の接続部43をハウジング20の前面25の端子台35から規定長さLだけ突出させる。これにより、電力用端子40の接続部43は、ハウジング20の前面25の端子台35から突出した部分が接続端部43aとされる。
その後、ハウジング20に対して、アンテナ用端子50を組付ける。具体的には、図9(c)に示すように、ハウジング20の後面27側から、電力用端子挿通孔31に、脚部51を下方側へ向けた状態でアンテナ用端子50の接続部53を挿し込んで圧入する。このとき、アンテナ用端子50の接続部53の端面がハウジング20の前面25の端子台35の端面に対して面一となるように電力用端子挿通孔31に接続部53を挿し込む。
上記工程により、無線通信のためのアンテナの機能を備えたコネクタ10を容易に製造することができる。なお、ハウジング20に対する電力用端子40、アンテナ用端子50及び信号用端子60の組付け順は、上記の例に限らない。また、アンテナ用端子50の接続部53の端面は、ハウジング20の前面25の端子台35の端面に対して、僅かに突出した位置に配置してもよく、また、僅かに引き込んだ位置に配置してもよい。
次に、コネクタ10の他の製造方法について説明する。
図10は、他の端子組付け工程を示す図であって、図10(a)〜図10(c)は、それぞれ作製途中における側面図である。
(端子作製工程)
端子用棒体40Aを作製し、この端子用棒体40AをL字状に屈曲して脚部41及び接続部43を有する電力用端子40に加工する(図7(a)及び図7(b)参照)。このとき、後の工程でアンテナ用端子50となる電力用端子40も作製しておく。さらに、端子用棒体60Aを作製し、この端子用棒体60AをL字状に屈曲して脚部61及び接続部63を有する信号用端子60に加工する(図8(a)及び図8(b)参照)。
(端子組付け工程)
図10(a)に示すように、ハウジング20の後面27側から、信号用端子挿通孔33に、脚部61を下方側へ向けた状態で信号用端子60の接続部63を挿し込んで圧入する。そして、図10(b)に示すように、信号用端子60の接続部63をハウジング20の前面25の端子台35から規定長さLだけ突出させ、端子台35から突出した部分を接続端部63aとする。
次に、ハウジング20の後面27側から、電力用端子挿通孔31に、脚部41を下方側へ向けた状態で電力用端子40の接続部43を挿し込んで圧入する。そして、図10(c)に示すように、電力用端子40の接続部43をハウジング20の前面25の端子台35から規定長さLだけ突出させ、端子台35から突出した部分を接続端部43aとする。
(端子切断工程)
その後、ハウジング20に組付けた電力用端子40のうちのいずれかをアンテナ用端子50とする。具体的には、アンテナ用端子50とする電力用端子40に対して、ハウジング20の前面25の端子台35から突出した接続部43を、端子台35の端面において切断する。すると、この電力用端子40は、その接続部43の接続端部43aとなる一部が除去され、アンテナ用端子50となる。
上記工程により、無線通信のためのアンテナの機能を備えたコネクタ10を容易に製造することができる。なお、ハウジング20に対する電力用端子40及び信号用端子60の組付け順は、上記の例に限らない。
以上、説明したように、本実施形態に係るコネクタ10の製造方法によれば、作製した共通の電力用端子40をハウジング20に組付け、少なくとも一つの電力用端子40の接続部43の先端部を切断してアンテナ用端子50とする。したがって、作製する端子の共通化により、例えば、端子を加工するための金型を共通化して製造コストを削減することができる。そして、この製造方法で製造されたコネクタ10では、別個に作製したアンテナを備える場合と比べて、構造の簡略化及び組立作業性を向上させることができる。また、アンテナ用端子50は、他の電力用端子40よりも短い接続部53を有するので、他の不使用の電力用端子40に外部から電線を接続し送信電波の強度を上げるという行為を抑制できる。
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
例えば、上記実施形態では、電力用端子40の接続部43の一部を除去することでアンテナ用端子50としたが、アンテナ用端子50の元となる端子は電力用端子40に限らない。
ここで、上述した本発明の実施形態に係るコネクタ及びコネクタの製造方法の特徴をそれぞれ以下[1]〜[4]に簡潔に纏めて列記する。
[1] プリント回路基板(1)に実装され相手側コネクタに接続されるコネクタ(10)であって、
前記プリント回路基板(1)に固定され前記プリント回路基板(1)に対して平行となる複数の端子挿通孔(電力用端子挿通孔31)が並列に形成されたハウジング(20)と、
前記端子挿通孔(電力用端子挿通孔31)に挿し込まれて前記ハウジング(20)に支持される接続部(43)を有し、前記ハウジング(20)の前記相手側コネクタとの接続側と反対側に前記プリント回路基板(1)に配線される脚部(41)が形成された複数のL字状の端子(電力用端子40)と、
を備え、
前記端子(電力用端子40)のうちの少なくとも一つは、前記接続部(43)の長さが前記相手側コネクタに接続される端子の前記接続部(43)の長さよりも短くされたアンテナ用端子(50)とされている
ことを特徴とするコネクタ。
[2] 前記端子(電力用端子40)は、前記接続部(43)が前記ハウジング(20)における前記相手側コネクタとの接続面(前面25)から延在する接続端部(43a)を有し、
前記アンテナ用端子(50)は、前記接続部(53)が前記ハウジング(20)における前記相手側コネクタとの接続側へ延在することなく前記ハウジング(20)に支持されている
ことを特徴とする[1]に記載のコネクタ。
[3] 前記ハウジング(20)の前記端子挿通孔(電力用端子挿通孔31)は、前記アンテナ用端子(50)を含むいずれの前記端子(電力用端子40)の前記接続部(43)が挿し込み可能とされている
ことを特徴とする[1]または[2]に記載のコネクタ。
[4] 導電性金属材料からなる棒状体(端子用棒体40A)を屈曲させて接続部(43)と脚部(41)とを有する複数の端子(電力用端子40)を形成する端子作製工程と、
前記接続部(43)を挿し込み可能な複数の端子挿通孔(電力用端子挿通孔31)が並列に形成されたハウジング(20)に対して、前記端子(電力用端子40)の前記脚部(41)を同一方向に揃えて前記端子(電力用端子40)の前記接続部(43)を前記端子挿通孔(電力用端子挿通孔31)に同一方向へ向かって挿し込み、前記接続部(43)の先端側を前記ハウジング(20)から突出させる端子組付け工程と、
少なくとも一つの前記端子(電力用端子40)における前記ハウジング(20)から突出した前記接続部(43)の先端側を切断してアンテナ用端子(50)とする端子切断工程と、
を含む
ことを特徴とするコネクタの製造方法。
1 プリント回路基板
10 コネクタ
20 ハウジング
31 電力用端子挿通孔(端子挿通孔)
40 電力用端子(端子)
40A 棒状体
41,51 脚部
43,53 接続部
43a,53a 接続端部
50 アンテナ用端子

Claims (4)

  1. プリント回路基板に実装され相手側コネクタに接続されるコネクタであって、
    前記プリント回路基板に固定され前記プリント回路基板に対して平行となる複数の端子挿通孔が並列に形成されたハウジングと、
    前記端子挿通孔に挿し込まれて前記ハウジングに支持される接続部を有し、前記ハウジングの前記相手側コネクタとの接続側と反対側に前記プリント回路基板に配線される脚部が形成された複数のL字状の端子と、
    を備え、
    前記端子のうちの少なくとも一つは、前記接続部の長さが前記相手側コネクタに接続される端子の前記接続部の長さよりも短くされたアンテナ用端子とされている
    ことを特徴とするコネクタ。
  2. 前記端子は、前記接続部が前記ハウジングにおける前記相手側コネクタとの接続面から延在する接続端部を有し、
    前記アンテナ用端子は、前記接続部が前記ハウジングにおける前記相手側コネクタとの接続側へ延在することなく前記ハウジングに支持されている
    ことを特徴とする請求項1に記載のコネクタ。
  3. 前記ハウジングの前記端子挿通孔は、前記アンテナ用端子を含むいずれの前記端子の前記接続部が挿し込み可能とされている
    ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のコネクタ。
  4. 導電性金属材料からなる棒状体を屈曲させて接続部と脚部とを有する複数の端子を形成する端子作製工程と、
    前記接続部を挿し込み可能な複数の端子挿通孔が並列に形成されたハウジングに対して、前記端子の前記脚部を同一方向に揃えて前記端子の前記接続部を前記端子挿通孔に同一方向へ向かって挿し込み、前記接続部の先端側を前記ハウジングから突出させる端子組付け工程と、
    少なくとも一つの前記端子における前記ハウジングから突出した前記接続部の先端側を切断してアンテナ用端子とする端子切断工程と、
    を含む
    ことを特徴とするコネクタの製造方法。
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