JP6981924B2 - 配線モジュール - Google Patents

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Description

本明細書に開示された技術は、配線モジュールに関する。
従来、複数の電極端子を有する複数の蓄電素子を並べた蓄電素子群に配設する配線モジュールとして、特開2014−49238号公報に記載のものが知られている。この配線モジュールは、バスバーを収容する収容部を配列した第1収容部列と、バスバーを収容する収容部を配列した第2収容部列と、第1収容部列と第2収容部列とを連結する連結部と、を備える。
特開2014−49238号公報
しかしながら、上記の技術においては、第1収容部列を構成する収容部と、第2収容部列を構成する収容部と、を連結する連結部は、合成樹脂により収容部と一体に形成されると共に、直線的に配されている。この結果、従来技術に係る配線モジュールは、収容部が配列された方向と交差する方向について、全体として撓み変形しにくくなっている。このため、電極端子とバスバーとの接続作業を、一つ一つ個別に行うことが困難であるという問題があった。以下に説明する。
一つのバスバーを1つの電極端子に接続すると、このバスバーが収容された収容部は電極面に接近しようとする。しかし、まだ電極端子と接続されていないバスバーが収容された他の収容部は、電極面から離間した位置にとどまったままである。配線モジュールが、電極面と交差する方向について撓み変形しにくい場合、電極端子と接続されていないバスバーが存在する限り、配線モジュールは、全体として、電極面から離間した位置にとどまらざるを得ない。このため、従来技術に係る配線モジュールにおいては、配線モジュールに収容された複数のバスバーを、同時に蓄電素子群に組み付けるという作業が行われていた。この結果、蓄電素子群への配線モジュールの取り付け作業の効率が低下するという問題があった。
本明細書に開示された技術は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、蓄電素子群への取り付け作業の効率が向上された配線モジュールを提供することを目的とする。
本明細書に開示された技術は、複数の電極端子が設けられた電極面を有する複数の蓄電素子が並列方向に沿って並べられた蓄電素子群に配設される配線モジュールであって、前記複数の電極端子の少なくとも1つの電極端子と接続される複数のバスバーと、前記複数のバスバーのそれぞれを収容する複数の第1収容部60が前記並列方向に沿って並べられた第1収容部列と、前記複数のバスバーのそれぞれを収容する複数の第2収容部が前記並列方向に沿って並べられると共に、前記並列方向と交差する交差方向について前記第1収容部列と間隔を空けて配された第2収容部列と、前記第1収容部列と前記第2収容部列との間に位置し、前記第1収容部列と前記第2収容部列とを連結する複数の列間連結部と、を備え、前記複数の第1収容部同士は撓み変形可能な第1撓み部で連結されており、前記複数の第2収容部同士は撓み変形可能な第2撓み部で連結されており、前記複数の連結部のそれぞれは、ねじれ変形可能な変形部を有している。
上記の構成によれば、第1撓み部が撓み変形することにより蓄電素子の電極面と交差する方向に、第1収容部列を撓ませることができる。また、第2撓み部が撓み変形することにより蓄電素子の電極面と交差する方向に、第2収容部列を撓ませることができる。そして、列間連結部の変形部がねじれ変形することにより、第1収容部列の撓み変形と、第2収容部の撓み変形とが、互いに妨げられないようになっている。これにより、配線モジュールを全体として、電極面と交差する方向について容易に撓み変形させることができる。
本明細書に開示された技術の実施態様としては以下の態様が好ましい。
前記変形部は、前記交差方向に伸縮可能である。
上記の構成によれば、変形部が交差方向について伸縮することにより、第1収容部列と第2収容部列との間隔についての公差に対応することができる。
前記複数のバスバーのそれぞれは、前記電極端子と接続される、3つ以上の接続部を有している。
接続部を3つ以上有するバスバーは、2つの接続部を有するバスバーに比べて、並列方向について長くなっている。このバスバーは金属製なので、バスバーが電極面と交差する方向に撓むことはできない。このため、3つ以上の接続部を有するバスバーを用いる場合には、配線モジュールを電極面と交差する方向に撓ませることがより難しくなる。このような場合に、本願発明は特に有効である。
前記複数の第1収容部のうち一の第1収容部と、前記複数の第2収容部のうち前記一の第1収容部と前記交差方向について隣に位置する一の第2収容部とは、前記並列方向についてずれた位置に配されている。
上記の構成によれば、一の第1収容部が電極面と交差する方向に撓み変形する位置と、一の第2収容部が電極面と交差する方向に撓み変形する位置とが、並列方向についてずれることになる。すると、配線モジュールは、全体として、電極面と交差する方向に撓み変形しにくくなることが懸念される。本明細書に開示された技術は、このような場合であっても、配線モジュールを全体として、電極面と交差する方向について容易に撓み変形させることができる。
前記複数の列間連結部のそれぞれは、電線が配索される列間配索部を有している。
上記の構成によれば、列間配索部に電線を配索することにより、第1収容部列と第2収容部列の双方に電線を配索できるので、配線モジュールにおける電線配索の自由度を向上させることができる。
前記複数の列間連結部のそれぞれは、前記電線と係止することにより、前記電線が前記列間配索部から外れることを抑制する電線係止部を有している。
上記の構成によれば、列間配索部から電線が外れることを抑制できる。列間連結部は、変形部によってねじれ変形することが可能になっているため、電線が外れやすくなっているので、特に有効である。
本明細書に開示された技術によれば、配線モジュールを蓄電素子群へ取り付け作業の効率を向上させることができる。
実施形態1に係る配線モジュールを示す斜視図 配線モジュールを示す平面図 配線モジュールを示す一部拡大平面図 図2における一点鎖線で囲まれた領域を示す一部拡大平面図 変形部がねじれ変形した状態を示す一部拡大斜視図 図4におけるVI−VI線断面図 図4におけるVII−VII線断面図 蓄電素子群に配線モジュールを取り付ける状態を示す側面図
<実施形態1>
本明細書に開示された技術の実施形態1を、図1から図8を参照しつつ説明する。本実施形態に係る配線モジュール10は、複数(本実施形態では24個)の蓄電素子11を左右方向(並列方向の一例)に並べてなる蓄電素子群12に取り付けられて蓄電モジュール13を構成する(図8参照)。蓄電モジュール13は、電気自動車又はハイブリッド自動車等の車両(図示せず)に搭載されて、車両を駆動するための動力源として使用される。以下の説明においては、Z方向を上方とし、Y方向を前方とし、X方向を左方として説明する。また、複数の同一部材については、一部の部材に符号を付し、他の部材については符号を省略することがある。
蓄電素子11
本実施形態に係る蓄電素子11は二次電池である。蓄電素子11の内部には図示しない蓄電要素が収容されている。蓄電素子11は略直方体形状をなしている。図3に示すように、蓄電素子11の上面には前後方向(交差方向の一例)の両端部寄りの位置に、一対の電極端子14が形成されている。電極端子14の一方は正極端子であり、他方は負極端子である。本実施形態においては、蓄電素子11の上面が、一対の電極端子14が形成された電極面41とされる(図8参照)。
隣り合う電極端子14の極性が同じになるように並べられた3個の蓄電素子11からなる蓄電素子11の組50が、左右方向に複数個並べられることにより、蓄電素子群12が構成されている。蓄電素子11の組50は、隣り合う蓄電素子11の組50の電極端子14の極性が異なるように並べられている。例えば、一の蓄電素子11の組50において、前側に正極が配され、後側に負極が配されていた場合、一の蓄電素子11の組50と隣り合う他の蓄電素子11の組50においては、前側に負極が配され、後側に正極が配されるようになっている。
図8に示すように、蓄電素子群12の左右両端部には一対のエンドプレート47,47が配されている。一対のエンドプレート47,47は、蓄電素子群12の前側面及び後側面に配されると共にボルト49でエンドプレート47,47に固定された一対の挟持板48,48によって挟持されている。
配線モジュール10
図3に示すように、蓄電素子群12の上面には配線モジュール10が取り付けられている。全体として、配線モジュール10は、左右方向に細長い形状をなしている。
図1及び図2に示すように、配線モジュール10は、複数の接続バスバー17(バスバーの一例)及び複数の出力バスバー18(バスバーの一例)と、複数(本実施形態では4つ)の第1収容部60が左右方向に並べられた第1収容部列61と、複数(本実施形態では5つ)の第2収容部62が左右方向に並べられた第2収容部列63と、第1収容部列61と第2収容部列63と連結する複数(本実施形態では4つ)の列間連結部64と、を備える。
第1収容部列61
第1収容部列61は、絶縁性の合成樹脂からなる複数(本実施形態では4つ)の第1収容部60が、互いに第1撓み部65により連結されてなる。第1収容部60は、上方に開口する箱状に形成されている。第1収容部60内には、第1収容部60の内壁に設けられた係止爪51が上方から接続バスバー17に係止することにより、接続バスバー17が抜け止め状態で収容されるようになっている。接続バスバー17は、上方から見て左右方向に細長い概ね長方形状をなしている。第1収容部60は、接続バスバー17よりもやや大きな形状に形成されている。
第1撓み部65は、板状をなしており、各第1収容部60と一体に形成されている。第1撓み部65は弾性変形可能に形成されており、この第1撓み部65が弾性変形することにより、隣り合う第1収容部60同士の間隔を調整することができるようになっている。また、第1撓み部65が弾性変形することにより、第1収容部列61が、全体として、電極面41と交差する方向に撓むことができるようになっている。
第2収容部列63
第2収容部列63は、絶縁性の合成樹脂からなる複数(本実施形態では5つ)の第2収容部62が、互いに第2撓み部66により連結されてなる。第2収容部列63は、第1収容部列61と、前後方向(並列方向と交差する方向の一例)に間隔を空けて並べられている。
第2収容部列63のうち、左端部及び右端部に位置する第2収容部62には、出力バスバー18が収容されている。出力バスバー18は上方から見てL字状に屈曲している。また、第2収容部列63のうち、左端部と右端部とを除く3つの第2収容部62には、接続バスバー17が収容されている。第2収容部62は、上方に開口する箱状に形成されている。第2収容部62内には、第2収容部62の内壁に設けられた係止爪51が、上方から接続バスバー17及び出力バスバー18に係止することにより、接続バスバー17及び出力バスバー18が抜け止め状態で収容されるようになっている。
第2撓み部66は、板状をなしており、各第2収容部62と一体に形成されている。第2撓み部66は弾性変形可能に形成されており、この第2撓み部66が弾性変形することにより、隣り合う第2収容部62同士の間隔を調整することができるようになっている。また、第2撓み部66が弾性変形することにより、第2収容部列63が、全体として、電極面41と交差する方向に撓むことができるようになっている。
接続バスバー17
図3に示すように、接続バスバー17は、金属板材を所定形状にプレス加工してなる。金属板材としては、銅、銅合金、鉄、鉄合金、アルミニウム、アルミニウム合金等、必要に応じて任意の金属を適宜に選択できる。接続バスバー17は上方から見て左右方向に細長く延びた形状をなしている。
図3に示すように、接続バスバー17には、周囲にねじ山が形成されたスタッドボルト40が挿通される複数(本実施形態では6個)の貫通孔23が接続バスバー17を貫通して形成されている。貫通孔23は、左右方向に一列に並んで形成されている。貫通孔23内にスタッドボルト40が貫通された状態で、スタッドボルト40に図示しないナットが螺合されて、ナットと電極端子14との間に接続バスバー17が挟まれることにより、電極端子14と接続バスバー17とが電気的に接続される。貫通孔23の周囲の領域は、電極端子14と電気的に接続される接続部52とされる。接続バスバー17は、6個の接続部52を有している。
上記の構成により、並列接続された3個の蓄電素子11からなる蓄電素子11の組50と、当該蓄電素子11の組50に隣接すると共に、並列接続された3個の蓄電素子11からなる蓄電素子11の組50とが、接続バスバー17によって直列接続されるようになっている。
出力バスバー18
図2に示すように、出力バスバー18には、スタッドボルト40が挿通される複数(本実施形態では4個)の貫通孔29が出力バスバー18を貫通して接続されている。出力バスバー18は、電極端子14と電気的に接続される3個の接続部52を有している。出力バスバー18のうち、前方に屈曲した端部には、図示しない外部回路と蓄電素子群12とを電気的に接続する外部端子25とされる。
第1収容部60、及び第2収容部62には、接続バスバー17又は出力バスバー18の上に電圧検知端子22が重ねられている。電圧検知端子22は、係止爪51が上方から係止することにより、上方へ抜け止め状態で保持されている。
電圧検知端子22
図3に示すように、電圧検知端子22は、金属板材を所定形状にプレス加工してなる。金属板材としては銅、銅合金、鉄、鉄合金、アルミニウム、アルミニウム合金等、必要に応じて任意の金属を適宜に選択できる
電圧検知端子22には、スタッドボルト40が挿通される貫通孔30が形成されている。電圧検知端子22が、ナットと、接続バスバー17又は出力バスバー18と、の間に挟まれることにより、電圧検知端子22と電極端子14とが電気的に接続されるようになっている。
電圧検知端子22は、バレル部27は、電圧検知線16(電線の一例)の一方の端部に圧着されるバレル部27を有する。電圧検知線16の他方の端部は、例えばECU(Electronic Contrl Unit)のような外部接続機器(図示せず)に接続されている。
なお、ECUは、マイクロコンピュータ、素子等が搭載されたものであって、蓄電素子11の電圧・電流・温度等の検知、各蓄電素子11の充放電コントロール等を行うための機能を備えた周知の構成のものである。
第1配索部67
図3に示すように、第1収容部列61には、各第1収容部60の後方に、左右方向に延びると共に上方に開口する溝状をなす第1配索部67が設けられている。第1配索×67の内部には、第1収容部60内に収容された電圧検知端子22に接続された電圧検知線16が配索されるようになっている。
第2配索部68
第2収容部列63には、各第2収容部62の前方に、左右方向に延びると共に上方に開口する溝状をなす第2配索部68が設けられている。第2配索部68の内部には、第2収容部62内に収容された電圧検知端子22に接続された電圧検知線16が配索されるようになっている。
架橋部69
第1配索部67と第2配索部68との間には、第1配索部67から後方に延びる第1架橋部70の後端部と、第2配索部68から前方に延びる第2架橋部71の前端部とが、前後方向及び上下方向に重なって構成される、架橋部69が設けられている。架橋部69は上方に開口する溝状に形成されており、電圧検知線16を配索することができる。これにより、第1配索部67に配索された電圧検知線16を第2配索部68へと取り回すことができると共に、第2配索部68に配索された電圧検知線16を第1配索部67へと取り回すことができる。
列間連結部64
図2に示すように、第1収容部列61に含まれる第1収容部60と、第1収容部列61に含まれる第2収容部62とは、左右方向についてずれた位置に配されている。本実施形態においては、1つの第1収容部60の後方には、左右方向に並ぶ2つの第2収容部62が、前後方向にオーバーラップして配されている。
図4に示すように、第1収容部列61と、第2収容部列63とは、第1収容部列61と第2収容部列63との間に位置すると共に、前後方向に延びる列間連結部64によって連結されている。列間連結部64は、第1収容部列61の後壁から後方に延びる第1連結部72と、第2収容部列63の前壁から前方に延びる第2連結部73とを備える。図6に示すように、第1連結部72と第2連結部73とは、第2連結部73に形成されたロック部74と第1連結部72に形成されたロック受け部75とが弾性的に係止することにより一体に組み付けられるようになっている。
図7に示すように、第2連結部73は、薄い板状をなすと共に、左右方向に膨出する一対の変形部76を有する。変形部76は上方から見て略U字形状をなしている。変形部76は、前後方向を軸として、ねじれ変形可能に形成されている。図5に示すように、列間連結部64の変形部76が、前後方向を軸線としてねじれ変形することにより、配線モジュール10は、上方(電極面41と交差する方向)に撓み変形することができるようになっている。また、変形部76は、板厚方向に撓み変形することにより、前後方向について伸縮可能に形成されている。
第1連結部72、及び第2連結部73は上方に開口する溝状に形成されている。第1連結部72と第2連結部73とが、ロック部74とロック受け部75とにより組み付けられた状態において、列間連結部64には、上方に開口する溝状をなす列間配索部77が形成されるようになっている。列間配索部77の内部には、電圧検知線16が配索されるようになっている。この列間配索部77により、第1配索部67に配索された電圧検知線16を、第2配索部68へと取り回すことができると共に、第2配索部68に配索された電圧検知線16を、第1配索部67へと取り回すことができる。これにより、配線モジュール10における電圧検知線16の配索の自由度を向上させることができるようになっている。
図4及び図5に示すように、列間配索部77には、電圧検知線16が上方に外れることを抑制する電線係止部78が、互いに対向して突出している。この電線係止部78が上方から電圧検知線16に当接することにより、電圧検知線16が列間配索部77内に保持されるようになっている。
本実施形態の作用、効果
続いて、本実施形態の作用、効果について説明する。本実施形態に係る配線モジュール10は、複数の電極端子14が設けられた電極面41を有する複数の蓄電素子11が並列方向に沿って並べられた蓄電素子群12に配設される配線モジュール10であって、複数の電極端子14の少なくとも1つの電極端子14と接続される複数の接続バスバー17及び出力バスバー18と、複数の接続バスバー17のそれぞれを収容する複数の第1収容部60が並列方向に沿って並べられた第1収容部列61と、複数の接続バスバー17及び出力バスバー18のそれぞれを収容する複数の第2収容部62が並列方向に沿って並べられると共に、並列方向と交差する交差方向について第1収容部列61と間隔を空けて配された第2収容部列63と、第1収容部列61と第2収容部列63との間に位置し、第1収容部列61と第2収容部列63とを連結する複数の列間連結部64と、を備え、複数の第1収容部60同士は撓み変形可能な第1撓み部65で連結されており、複数の第2収容部62同士は撓み変形可能な第2撓み部66で連結されており、複数の列間連結部64のそれぞれは、ねじれ変形可能な変形部76を有している。
上記の構成によれば、第1撓み部65が撓み変形することにより蓄電素子11の電極面41と交差する方向に、第1収容部列61を撓ませることができる。また、第2撓み部66が撓み変形することにより蓄電素子11の電極面41と交差する方向に、第2収容部列63を撓ませることができる。そして、列間連結部64の変形部76がねじれ変形することにより、第1収容部列61の撓み変形と、第2収容部62の撓み変形とが、互いに妨げられないようになっている。これにより、配線モジュール10を全体として、電極面41と交差する方向について容易に撓み変形させることができる。
また、本実施形態によれば、変形部76は、交差方向に伸縮可能に形成されている。
上記の構成によれば、変形部76が交差方向について伸縮することにより、第1収容部列61と第2収容部列63との間隔についての公差に対応することができる。
また本実施形態によれば、複数の接続バスバー17及び出力バスバー18のそれぞれは、電極端子14と接続される、3つ以上の接続部52を有している。
接続部52を3つ以上有する接続バスバー17及び出力バスバー18は、2つの接続部52を有するバスバーに比べて、並列方向について長くなっている。この接続バスバー17及び出力バスバー18は金属製なので、接続バスバー17及び出力バスバー18が電極面41と交差する方向に撓むことはできない。このため、3つ以上の接続部52を有する接続バスバー17及び出力バスバー18を用いる場合には、配線モジュール10を電極面41と交差する方向に撓ませることがより難しくなる。このような場合に、本願発明は特に有効である。
また、本実施形態によれば、複数の第1収容部60のうち一の第1収容部60と、複数の第2収容部62のうち一の第1収容部60と交差方向について隣に位置する一の第2収容部62とは、並列方向についてずれた位置に配されている。
上記の構成によれば、一の第1収容部60が電極面41と交差する方向に撓み変形する位置と、一の第2収容部62が電極面41と交差する方向に撓み変形する位置とが、並列方向についてずれることになる。すると、配線モジュール10は、全体として、電極面41と交差する方向に撓み変形しにくくなることが懸念される。本明細書に開示された技術は、このような場合であっても、配線モジュール10を全体として、電極面41と交差する方向について容易に撓み変形させることができる。
また、本実施形態によれば、複数の列間連結部64のそれぞれは、電圧検知線16が配索される列間配索部77を有している。
上記の構成によれば、列間配索部77に電圧検知線16を配索することにより、第1収容部列61と第2収容部列63の双方に電圧検知線16を配索できるので、配線モジュール10における電圧検知線16の配索の自由度を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、複数の列間連結部64のそれぞれは、電圧検知線16と係止することにより、電圧検知線16が列間配索部77から外れることを抑制する電線係止部78を有している。
上記の構成によれば、列間配索部77から電圧検知線16が外れることを抑制できる。列間連結部64は、変形部76によってねじれ変形することが可能になっているため、電圧検知線16が外れやすくなっているので、特に有効である。
<他の実施形態>
本明細書に開示された技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書に開示された技術の技術的範囲に含まれる。
(1)蓄電素子11はキャパシタでもよい。
(2)本実施形態においては、隣り合う3個の蓄電素子11を並列接続して一組とし、隣り合う蓄電素子11の組同士を直列接続する構成としたが、これに限られず、隣り合う2個の蓄電素子11を一組として並列接続してもよく、隣り合う4個以上の蓄電素子11を一組として並列接続してもよい。また、隣り合う蓄電素子11同士を直列接続する構成としてもよい。
(3)本実施形態においては、列間連結部64に列間配索部77を設ける構成としたが、これに限られず、列間連結部64と異なる位置に列間配索部77を設ける構成としてもよい。
(4)本実施形態においては、接続バスバー17は6個の貫通孔23を有する構成としたが、これに限られず、2個〜5個、又は7個以上の貫通孔を有する構成としてもよい。
(5)本実施形態においては、接続バスバー17は貫通孔23を有する構成としたが、これに限られず、接続バスバー17は貫通孔を有しない構成としてもよい。この場合には接続バスバー17と電極端子14とを溶接、半田付け等により接続することができる。
(6)蓄電素子群12を構成する蓄電素子11の個数は任意とすることができる。
(7)本実施形態においては、電線は電圧検知線16としたが、これに限られず、蓄電素子11の温度を検知するサーミスタに接続された電線でもよく、また、他の機器に接続された電線であってもよい。
(8)本実施形態においては、列間連結部64は、第1収容部列61に設けられた第1連結部72と、第2収容部列63に設けられた第2連結部73とを一体に組み付ける構成としたが、これに限られず、列間連結部64は、第1収容部列61と第2収容部列63の双方に一体に成形された構成としてもよい。
10:配線モジュール
11:蓄電素子
12:蓄電素子群
14:電極端子
16:電圧検知線(電線の一例)
17:接続バスバー(バスバーの一例)
18:出力バスバー(バスバーの一例)
41:電極面
52:接続部
60:第1収容部
61:第1収容部列
62:第2収容部
63:第2収容部列
64:列間連結部
65:第1撓み部
66:第2撓み部
76:変形部
77:列間配索部
78:電線係止部

Claims (4)

  1. 複数の電極端子が設けられた電極面を有する複数の蓄電素子が並列方向に沿って並べられた蓄電素子群に配設される配線モジュールであって、
    前記複数の電極端子の少なくとも1つの電極端子と接続される複数のバスバーと、
    前記複数のバスバーのそれぞれを収容する複数の第1収容部が前記並列方向に沿って並べられた第1収容部列と、
    前記複数のバスバーのそれぞれを収容する複数の第2収容部が前記並列方向に沿って並べられると共に、前記並列方向と交差する交差方向について前記第1収容部列と間隔を空けて配された第2収容部列と、
    前記第1収容部列と前記第2収容部列との間に位置し、前記第1収容部列と前記第2収容部列とを連結する複数の列間連結部と、を備え、
    前記複数の第1収容部同士は撓み変形可能な第1撓み部で連結されており、前記複数の第2収容部同士は撓み変形可能な第2撓み部で連結されており、前記複数の列間連結部のそれぞれは、ねじれ変形可能な変形部を有しており、
    前記複数の列間連結部のそれぞれは、電線が配索される列間配索部を有しており、且つ、前記電線と係止することにより、前記電線が前記列間配索部から外れることを抑制する電線係止部を有している、配線モジュール。
  2. 前記変形部は、前記交差方向に伸縮可能である、請求項1に記載の配線モジュール。
  3. 前記複数のバスバーのそれぞれは、前記電極端子と接続される、3つ以上の接続部を有している、請求項1または請求項2に記載の配線モジュール。
  4. 前記複数の第1収容部のうち一の第1収容部と、前記複数の第2収容部のうち前記一の第1収容部と前記交差方向について隣に位置する一の第2収容部とは、前記並列方向についてずれた位置に配されている、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の配線モジュール。
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