JP7464215B2 - コネクタ及び一対のコネクタ - Google Patents

Description

本発明は、コネクタ及び一対のコネクタに関する。

コネクタは、絶縁材料のハウジングとハウジングに装着された単数または複数のコンタクトを有する。コネクタは、電気配線が形成された配線基板の電極にコンタクトが接続されて実装される基板実装用コネクタや、電気配線にコンタクトが接続されるコネクタなど種々のタイプのコネクタがある。

また、コネクタは、オス側コネクタとメス側コネクタを嵌合して、例えば基板間を接続するタイプや、基板と電気配線間を接続するタイプや、電気配線間を接続するタイプなど、種々のタイプがある。オス側コネクタはプラグとメス側コネクタはリセプタクルとそれぞれ称される。例えば、オス側コネクタがメス側コネクタに嵌合され、オス側コネクタのコンタクトがメス側コネクタのコンタクトに接触し、両コネクタのコンタクトが電気的に接続される。

更に、配線基板に実装されるコネクタは、コネクタに設けた単数または複数のコンタクトが、配線基板の電極孔に挿入されハンダ付けされまたは電極に載置されハンダ付けされ、配線基板の電極に電気的に接続される。

コネクタに設けられた単数または複数のコンタクトは、コネクタが実装される相手の構造やコネクタが嵌合される相手の構造などに起因して、様々な長さに設計される。特に、コネクタの外部に露出されるコンタクトが長い場合やコンタクトが細い場合、コンタクトの変形防止や、コネクタ接続時のコンタクト先端の位置ずれを抑制（位置規制）する目的で、露出されたコンタクトの先端にロケータを取り付けることが行われる。ロケータが取り付けられたコネクタについては、例えば、特許文献１に記載されている。

特開平９－３２０７０３号公報

ロケータ付きコネクタでは、ロケータの挿入孔にコネクタのコンタクトを挿入して、コンタクトの変形防止や位置ずれ抑制を行う。しかしながら、上記特許文献１では、ロケータに設けられた凸部がコネクタの凹部に係合してロケータがコネクタに取り付けられるが、コネクタを基板に実装するときのコンタクトの位置合わせを考慮して、ロケータの凸部とコネクタの凹部との間に隙間がある。この隙間により、コネクタを基板に実装した後、基板の振動などによりロケータが移動し振動音が発生し、好ましくない。

そこで、本実施の形態の第1の側面の目的は、コネクタ接続後にロケータの移動が抑制されるロケータ付きのコネクタ及び一対のコネクタを提供することにある。

本実施の形態の第１の側面は、単数または複数のコンタクトと、前記コンタクトが収容されるハウジングとを有するコネクタと、前記ハウジングの外部に露出される前記コンタクトの先端部がそれぞれ挿入される挿入孔を有するロケータを有し、前記コンタクトまたはハウジングに、前記ハウジングから前記ロケータに向かう第１の方向に対して傾いた傾斜面を有するテーパ部が設けられ、前記ロケータに、前記テーパ部を前記第１の方向と交差する方向に荷重をかけるランスが設けられたコネクタである。

第１の側面によれば、コネクタ接続後にロケータの移動が抑制される。

第１の実施の形態におけるロケータ付きコネクタの断面を含む構成を示す第１の方向から見た斜視図である。 第１の実施の形態におけるロケータ付きコネクタとリセプタクル側のコネクタの構成を示す第２の方向から見た斜視図である。 プラグコネクタ１のコンタクト先端部１１Ａがリセプタクルコネクタ３の嵌合孔３１に挿入し始めた状態を示す斜視図である。 プラグコネクタ１がリセプタクルコネクタ３に嵌合した状態を示す斜視図である。 プラグコンタクトのテーパ部１１Ｄとロケータ２のランス２２との関係を示す図である。 第１の実施の形態の変形例を示す図である。 第２の実施の形態におけるロケータ付きコネクタとリセプタクルコネクタの構成例を示す図である。 第３の実施の形態におけるロケータ付きコネクタとリセプタクルコネクタの構成例を示す図である。

［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態におけるロケータ付きコネクタの断面を含む構成を示す第１の方向から見た斜視図である。図２は、第１の実施の形態におけるロケータ付きコネクタとリセプタクル側のコネクタの構成を示す第２の方向から見た斜視図である。図２（１）はロケータ付きコネクタとリセプタクル側のコネクタの外観を示し、図２（２）はそれらコネクタの断面を含む外観を示す。図１と図２を参照して、ロケータ付きコネクタの構成について説明する。

ロケータ付きコネクタは、プラグコネクタである第１のコネクタ１と、第１のコネクタ１に設けられたコンタクト１１のコンタクト先端部１１Ａに装着されたロケータ２とを有する。図１、図２の例では、プラグコネクタである第１のコネクタ１（以下、プラグコネクタと称する。）が第１の配線基板４に実装されている。また、プラグコネクタ１のコンタクト先端部１１Ａは、リセプタクルコネクタである第２のコネクタ３（以下、リセプタクルコネクタと称する。）の嵌合孔３１に差し込まれ、プラグコネクタ１とリセプタクルコネクタ３が嵌合される。

プラグコネクタ１は、プラグコンタクト１１と、プラグコンタクトが収容されるプラグハウジング１０とを有する。本実施の形態では、一例としてプラグコネクタ１には２本のプラグコンタクト１１が装着されているが、１本のプラグコンタクト１１が装着されていてもよい。プラグハウジング１０は、略直方体の外観を有し、２本のプラグコンタクト１１が挿入されるコンタクト挿入孔１３を有する。

プラグコンタクト１１のコンタクト先端部１１Ａにロケータ２が装着される。ロケータ２は、コンタクト先端部１１Ａが挿入される挿入孔２１を有するロケータ２を有する。ロケータ２は、２本のプラグコンタクト１１のプラグハウジング１０の外側に露出する部分が鉛直方向に長いため、プラグコンタクト１１の変形を抑止し、コンタクト先端部１１Ａのブレによりリセプタクルハウジング３０の嵌合孔３１への位置合わせが困難になるのを抑止する。

プラグコンタクト１１は、図示されるとおり板状形状を有し、前述のコンタクト先端部１１Ａに加えて、第１の配線基板４の電極孔４１に挿入されハンダ付けされるコンタクト実装片１１Ｂを有する。さらに、プラグコンタクト１１は、プラグハウジング１０のコンタクト挿入孔１３に挿入されるハウジング挿入部１１Ｇを有する。

プラグハウジング１０とロケータ２との間のプラグコンタクト１１は、板状形状を有し、プラグハウジングからロケータに向かう第１の方向に対して傾いた傾斜面を有するテーパ部１１Ｄを有する。

テーパ部１１Ｄは、望ましくは、前記第１の方向に沿って、またはプラグコンタクト１１の長手方向に沿って、第１の方向または長手方向と交差する方向、望ましくは直行する方向の幅１１Ｅが漸次変化する。

具体的には、板状形状の両側縁１１Ｃそれぞれに設けられた左右対称形状の一対のテーパ部１１Ｄにより、前述の第１の方向または長手方向と直行する方向の板状形状の幅１１Ｅが、プラグハウジング１０からロケータ２に向かって漸次減少する。テーパ部１１Ｄは、図１、図２の例では、前記第１の方向または長手方向に対して傾いた直線状の傾斜面を有するが、必ずしも直線状である必要はなく、緩やかな曲線状の傾斜面でもよい。緩やかな曲線状の傾斜面は、板状形状の幅１１Ｅの減少割合が増加するような傾斜面でもよい。

また、プラグコンタクト１１は、コンタクト先端部１１Ａ近傍に、板状形状の両側縁それぞれに設けられた一対の切り欠き部１１Ｆを有する。

一方、ロケータ２は、コンタクト先端部１１Ａがそれぞれ挿入される一対の挿入孔２１を有し、一対の挿入孔２１内には、それぞれ、左右対象の一対のランス２２が設けられる。一対のランス２２は、ロケータ２から突出して、板状形状のプラグコンタクト１１の両側縁を、両側縁から内側に向かう前述の長手方向と交差する方向、望ましくは直行する方向に荷重をかける形状を有する。

図１，２の状態では、ロケータ２内の一対のランス２２の先端は、プラグコンタクト１１の先端部１１Ａに近い両側縁に設けられた切り欠き部１１Ｆに係合し、ロケータ２がプラグコンタクト１１から落下しないようにされている。また、ランス２２のプラグコンタクト１１の両側縁１１Ｃへの前述の長手方向と交差する方向の接圧は、ランス２２が切り欠き部１１Ｆとテーパ部１１Ｄ以外の両側縁１１Ｃに荷重をかけている状態で、ロケータ２がプラグコンタクト１１から落下しない程度の強さに設定される。

リセプタクルコネクタ３は、コンタクト先端部１１Ａがそれぞれ挿入される一対の嵌合孔３１を有するリセプタクルハウジング３０を有し、リセプタクルハウジング３０には、一対のリセプタクルコンタクト３２が装着される。リセプタクルコンタクト３２は、嵌合孔３１内に位置するコンタクトバネ部材３２Ａを有し、コンタクト先端部１１Ａが嵌合孔３１に挿入されたとき、コンタクトバネ部材３２Ａがバネ力によりコンタクト先端部１１Ａに荷重をかけて接した状態にされて、電気的接触が形成される。

上記のプラグハウジング１０，ロケータ２及びリセプタクルハウジング３０は、例えば、樹脂などの絶縁性材料を一体成型することで制作される。

本実施の形態では、例えば、プラグコネクタ１は電源用のコネクタであり、２本のプラグコンタクト１１は、第１の配線基板４に形成されたグランド用電極と電源用電極（共に図示せず）にそれぞれ接続される。また、リセプタクルコネクタ３も電源用のコネクタであり、２本のリセプタクルコンタクト３２は、第２の配線基板５に形成されたグランド用電極と電源用電極（共に図示せず）にそれぞれ接続される。例えば、第１の配線基板４には電源回路デバイスが実装され、その電源回路デバイスが出力するグランド電圧及び電源電圧が、両コネクタ１，３を経由して第２の配線基板５に実装された電子回路デバイスに供給される。

図２は、第１の配線基板４に実装されたロケータ付きコネクタ１を、第２の配線基板５に実装されたリセプタクルコネクタ３に嵌合（プラグイン）するために、コンタクト先端部１１Ａをリセプタクルコネクタ３に近づけた状態を示している。

一方、図３は、プラグコネクタ１のコンタクト先端部１１Ａがリセプタクルコネクタ３の嵌合孔３１に挿入し始めた状態を示す斜視図である。図３では、プラグハウジング１０とロケータ２とリセプタクルハウジング３０の断面が現れている。

図２に示したロケータ２のランス２２がプラグコンタクト１１の切り欠き部１１Ｆに係合していた状態から、プラグコネクタ１をリセプタクルハウジング３０に近づけると、ロケータ２がリセプタクルハウジング３０の上端に達し、図３に示されるように、ロケータのランス２２が切り欠き部１１Ｆから外れる。そして、コンタクト先端部１１Ａがリセプタクルコネクタ３の嵌合孔３１に挿入し、リセプタクルコンタクト３２のコンタクトバネ部材３２Ａに接触する。

図４は、プラグコネクタ１がリセプタクルコネクタ３に嵌合した状態を示す斜視図である。図４（１）はプラグコネクタとリセプタクルコネクタの嵌合状態の外観を示し、図４（２）は嵌合状態の両コネクタの断面を含む外観を示す。

本実施の形態では、プラグコンタクト１１のハウジング挿入部１１Ｇとコンタクト先端部１１Ａとの間の両側縁１１Ｃに一対のテーパ部１１Ｄを有する。プラグコネクタ１をリセプタクルコネクタ３に嵌合する動作過程で、ロケータ２の一対のランス２２は、プラグコンタクト１１の両側縁１１Ｃに両端側から内側に向かって接圧（接触圧力）をかけながら両側縁１１Ｃ上を移動し、やがて、一対のテーパ部１１Ｄに達する。さらに、一対のランス２２は、一対のテーパ部１１Ｄに内側に向かって接圧をかけながらテーパ部上を移動する。

図５は、プラグコンタクトのテーパ部１１Ｄとロケータ２のランス２２との関係を示す図である。前述のとおり、ロケータ２の一対のランス２２は、プラグコンタクト１１の両側縁の一対のテーパ部１１Ｄに対して、プラグコンタクト１１の長手方向に交差する、望ましくは直行する方向１１Ｅに接圧Ｆ１を印加する。テーパ部１１Ｄは、図中水平方向との角度θが９０°未満と前述の長手方向に対して傾いた端面であり、垂直方向の矢印６の方向に沿ってプラグコンタクト１１の横幅が漸次小さくなる形状を有する。そのため、テーパ部１１Ｄにかけられた接圧Ｆ１に起因して、ランス２２が設けられたロケータ２は、リセプタクルハウジング３０の天面に押し付けられる。ロケータ２は、リセプタクルハウジング３０への押付力Ｆ２を、ランス２２がテーパ部１１Ｄ上を移動する間、常に受け続ける。

図４に示されるとおり、プラグコンタクト１１のコンタクト先端部１１Ａがリセプタクルハウジング３０の最下面に達した両コネクタの嵌合状態で、ランス２２はテーパ部１１Ｄのいずれかの位置に接圧Ｆ１を印加している。そのため、嵌合状態でも、ロケータ２はリセプタクルハウジング３０の天面に押し付けられる。これにより、両コネクタが嵌合状態で、ロケータ２とリセプタクルコネクタ３との間の隙間がなくなり、ロケータ２がプラグコンタクト１１に沿って上下方向に振動することが抑制され、嵌合状態の振動音が抑制される。

上記のとおり、ロケータ２がリセプタクルハウジング３０の天面に押し付けられるので、図４の両コネクタが嵌合した状態では、プラグハウジング１０とロケータ２との間に隙間がある状態となる。

本実施の形態例において、プラグコンタクト１１の長手方向の所定の長さに渡りテーパ部１１Ｄを設けることで、第１の配線基板４と第２の配線基板５との距離Ｌに所定のマージンをもたせることができる。すなわち、第１の配線基板４と第２の配線基板５が、図示しない装置内に取り付けられる等の場合、基板間の距離Ｌには設計値に対する多少のズレが生じる。このような距離Ｌのズレが発生しても、両コネクタの嵌合状態で、ロケータ２のランス２２が所定長さのテーパ部１１Ｄのいずれかの位置で接圧Ｆ１を印加するため、ロケータ２をリセプタクルハウジング３０の天面に押し付けることができる。

また、両コネクタを嵌合するときのロケータ２のプラグコンタクト１１上の移動距離を、プラグコンタクト１１のテーパ部１１Ｄの位置と長さで調整できるので、様々な基板間の距離Ｌに対応することができる。

［第１の実施の形態の変形例］
図６は、第１の実施の形態の変形例を示す図である。図６の変形例では、プラグコンタクト１１に設けられた一対のテーパ部１１Ｄが、プラグコンタクト１１の長手方向と交差する、望ましくは直行する方向の幅が、長手方向の下方向に向かって漸次増大する形状である。つまり、一対のテーパ部１１Ｄの形状が、図１乃至図４で示した形状とは上下逆である。

このように、プラグコンタクト１１に設けた一対のテーパ部１１Ｄの形状が図１乃至図４の形状と上下逆の場合、両コネクタの嵌合動作中にランス２２がテーパ部１１Ｄに達すると、一対のランス２２による一対のテーパ部１１Ｄへの水平方向の接圧により、ロケータ２はプラグハウジング１０の底面に押し当てられる。その結果、両コンタクトが嵌合した状態で、ロケータ２はプラグハウジング１０の底面に押し当てられ、両ハウジングの間の隙間はなくなり、嵌合状態でロケータ２が振動することが抑制される。

上記のとおりであるので、図６の嵌合状態では、ロケータ２とリセプタクルコネクタ３との間に隙間が生じる。したがって、両基板４、５間の距離Ｌの設計値からのズレは、所定長さのテーパ部により許容され、ロケータ２とリセプタクルコネクタ３との間の隙間に吸収される。

［第２の実施の形態］
図７は、第２の実施の形態におけるロケータ付きコネクタとリセプタクルコネクタの構成例を示す図である。図７（１）は、プラグコネクタ１とリセプタクルコネクタ３とを嵌合開始の状態を示す斜視図であり、図７（２）は、両コネクタが嵌合した状態を示す斜視図である。

本実施の形態では、プラグハウジング１０の側面からロケータ２側に突出し、テーパ部１２Ｄを有する板状部材１２がプラグハウジングに設けられる。テーパ部１２Ｄは、板状部材１２の両側縁に、プラグハウジング１０からロケータ２に向かう第１の方向に沿って、第１の方向と交差する、望ましくは直行する方向の幅を漸次減少させる一対のテーパ部である。一方、ロケータ２の側面にテーパ部１２Ｄに荷重をかけるランス２２が設けられる。ランス２２は、テーパ部１２Ｄの両側縁を内側に荷重をかける一対のランスを有する。

図７の例では、プラグハウジング１０の正面側と背面側の側壁に、プラグハウジング１０からロケータ側に突出する一対の板状部材１２が形成される。一方、前記一対の板状部材１２に対応するロケータ２の正面側及び背面側の側壁に、それぞれ一対のランス２２がロケータ２から突き出るように形成される。プラグハウジング１０には、正面側と背面側の側壁の２本のプラグコンタクト１１の間に、一対のテーパ部を有する板状部材１２が設けられる。同様に、ロケータ２には、正面側と背面側の側壁の２本のプラグコンタクト１１の挿入孔の間に、一対のランス２２が設けられる。

プラグハウジング１０の一対の板状部材１２は、プラグハウジング１０の左右の側面に設けられ、それに対応して、ロケータ２の一対のランス２２は、ロケータ２の左右の側面に設けられてもよい。また、１個の板状部材１２とそれに対応する１個のランス２２が設けられる構成でもよい。

本実施の形態では、図７（１）の状態から図７（２）の状態に向かって、プラグコネクタ１がリセプタクルコネクタ３に嵌合される過程で、ロケータ２がリセプタクルハウジング３０の天面に達した後プラグハウジング１０の方向に移動し、板状部材のテーパ部１２Ｄがランス２２の間に挿入する。その結果、左右一対のランス２２がテーパ部１２Ｄの両側縁を内側に向かって荷重をかけ、先端に向かって細くなるテーパ部１２Ｄの形状とランス２２の接圧とにより、ロケータ２がリセプタクルハウジング３０の天面に押し付けられる。

そして、プラグコンタクト１１の先端部１１Ａがリセプタクルハウジングの最下点に達して嵌合状態となり、ランス２２が板状部材１２のテーパ部１２Ｄを接圧し続け、ロケータ２がリセプタクルハウジング３０の天面に押し付けられ、両者の間の隙間はなくなる。これにより、嵌合状態で、ロケータ２が振動することが抑制され、振動音の発生が抑制される。

本実施の形態の場合も、プラグハウジング１０に形成した板状部材１２のテーパ部１２Ｄの長さを適切に調整することで、第１の配線基板４と第２の配線基板５との間の距離が設計値からずれても、ランス２２がテーパ部１２Ｄのいずれかの位置で嵌合状態になり、ロケータ２がリセプタクルコネクタ３に押し付けられる状態にすることができる。

また、本実施の形態では、プラグコンタクト１１にテーパ部を形成する必要がないので、プラグコンタクト１１を細くすることができる。第１の実施の形態のように、プラグコンタクト１１を板状形状にする必要はない。

［第３の実施の形態］
図８は、第３の実施の形態におけるロケータ付きコネクタとリセプタクルコネクタの構成例を示す図である。本実施の形態では、プラグハウジング１０やプラグコンタクト１１にはテーパ部は形成されておらず、ロケータ２の側面からプラグハウジング１０に向かってランス２２が形成される。このランス２２は、例えば、ロケータ２の正面側と背面側にランス先端が左右対称になるように形成されていてもよい。

本実施の形態の場合、図示されるように、プラグコネクタ１がリセプタクルコネクタ３に嵌合された状態で、ロケータ２に形成されたランス２２が、プラグハウジング１０の底面に荷重をかけて、ロケータ２がリセプタクルハウジング３０の天面に押し付けられる。その結果、ロケータ２がプラグコンタクトに沿って振動することが抑制され、ロケータの振動音の発生が抑制される。

ロケータ２０形成するランス２２は、図８と異なり、ロケータ２の側面からリセプタクルハウジングに向かって形成されてもよい。その場合、ランス２２は、両コネクタを嵌合した状態で、ロケータ２をプラグコネクタ１の底面に押し付けることになる。

また、ロケータ２に形成するランス２２は、ロケータの左右の側面の一方または両方に形成してもよい。

第３の実施の形態のロケータ付きコネクタは、例えば、以下のようにまとめることができる。
［第３の実施の形態］単数または複数のコンタクトと、前記コネクタが収容される第１のハウジングとを有するコネクタと、
前記第１のハウジングの外部に露出される前記コンタクトの先端部がそれぞれ挿入される挿入孔を有するロケータを有し、
前記ロケータの第２のハウジングの側面に、前記第１のハウジングの底面にまたは前記コネクタと嵌合する嵌合先コネクタの第２のハウジングの天面に荷重をかけるランスが設けられたコネクタ。

以上、第１乃至第２の本実施の形態によれば、プラグコネクタのコンタクトにテーパ部が設けられ、ロケータにランスが設けられ、プラグコネクタをリセプタクルコネクタに嵌合したとき、ランスがコンタクトのテーパ部に荷重をかけて、ロケータをリセプタクルコネクタのハウジング側またはプラグコネクタのハウジング側に押し付ける。これによりコネクタを嵌合した状態でロケータの振動を抑制し、振動音の発生を抑制できる。

また、第３の実施の形態によれば、ロケータの側面からプラグコネクタに突出するランスまたは、リセプタクルコネクタに突出するランスを設ける。これによりコネクタを嵌合した状態でロケータの振動を抑制し、振動音の発生を抑制できる。

１：第１のコネクタ（プラグコネクタ） １０：プラグハウジング
１１：プラグコンタクト １１Ａ：コンタクト先端部
１１Ｂ：コンタクト実装片 １１Ｃ：両側縁 １１Ｄ：テーパ部
１１Ｅ：長手方向に交差する方向 １１Ｆ：切り欠き部
１１Ｇ：ハウジング挿入部
１２：板状部材 １２Ｄ：テーパ部 １３：コンタクト挿入孔
２：ロケータ ２１：挿入孔 ２２：ランス
３：第２のコネクタ（リセプタクルコネクタ） ３０：リセプタクルハウジング
３１：嵌合孔 ３２：リセプタクルコンタクト ３２Ａ：コンタクトバネ部材
４：第１の配線基板 ４１：電極孔 ５：第２の配線基板
Ｆ１：接圧 Ｆ２：押し付け力

Claims (4)

1. 単数または複数のコンタクトと、前記コンタクトが収容されるハウジングとを有するコネクタと、
   前記ハウジングの外部に露出される前記コンタクトの先端部がそれぞれ挿入される挿入孔を有するロケータを有し、
   前記コンタクトに、前記ハウジングから前記ロケータに向かう第１の方向に対して傾いた傾斜面を有するテーパ部が設けられ、
   前記ロケータの前記挿入孔内に、前記テーパ部に前記第１の方向と交差する方向に荷重をかけるランスが設けられたコネクタ。
2. 前記コンタクトが板状形状を有し、前記コンタクトの先端部と前記ハウジングとの間の前記板状形状の両側縁に、前記第１の方向に沿って前記第１の方向と交差する方向の幅を漸次減少または増加させる一対の前記テーパ部が設けられ、
   前記ランスは、前記一対のテーパ部にそれぞれ内側方向に荷重をかける一対のランスを有する、請求項１に記載のコネクタ。
3. 単数または複数のコンタクトと、前記コンタクトが収容されるハウジングとを有するコネクタと、
   前記ハウジングの外部に露出される前記コンタクトの先端部がそれぞれ挿入される挿入孔を有するロケータを有し、
   前記ハウジングの側面から前記ロケータ側に突出する板状部材を有し、前記板状部材の両側縁に、前記ハウジングから前記ロケータに向かう第１の方向に沿って前記第１の方向と交差する方向の幅を漸次減少させる一対のテーパ部が設けられ、
   前記ロケータの側面に設けられ、前記一対のテーパ部それぞれに前記第１の方向と交差する内側方向に荷重をかける一対のランスが設けられたコネクタ。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の第１のコネクタと、
   前記コンタクトが挿入される嵌合孔を有し、前記コンタクトが前記嵌合孔に挿入されて前記コネクタと嵌合する第２のコネクタを有し、
   前記第１のコネクタが前記第２のコネクタに嵌合するとき、前記ランスから前記テーパ部への接圧により前記ロケータが前記第２のコネクタ側または前記第１のコネクタ側に押し付けられる、一対のコネクタ。

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