KR100716401B1 - 박형 시트 부재의 접속에 적합한 커넥터 - Google Patents

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Abstract

박형 시트 부재(50)를 상대측 대상물에 접속하기 위한 커넥터에서, 도전성 셀부(30, 40)가 소정 방향으로 베이스 절연체(10)와 커버 절연체(20)를 통합적으로 덮고 있다. 베이스 절연체는 소정 방향으로 그곳을 관통하는 스루홀(3)을 가진다. 커버 절연체는 베이스 절연체와 협력하여 소정방향으로 박형 시트 부재를 유지하기 위한 것이다. 셀부는 스루홀을 통하여 박형 시트부재와 가압접촉하게 되는 제1 스프링부분(31)과 상기 박형 시트부재를 향하여 상기 커버 절연체를 가압하기 위한 제2 스프링부분(41)을 가진다.

Description

박형 시트 부재의 접속에 적합한 커넥터{CONNECTOR SUITABLE FOR CONNECTION OF A THIN SHEET MEMBER}
도 1은, 본 발명의 제1 실시예에 따르는 커넥터에 가요성 평탄 케이블(flexible flat cable)이 접속된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 2A는 도 1의 상태를 나타내는 평면도이다.
도 2B는 도 1의 상태를 나타내는 정면도이다.
도 2C는 도 1의 상태를 나타내는 측면도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 커넥터와 가요성 케이블을 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는 도 2A의 IV-IV선을 따른 단면도이다.
도 5는 도 2A의 V-V선을 따른 확대 단면도이다.
도 6은 도 1에 나타낸 커넥터에 접속되는 상대측 커넥터의 사시도이다.
도 7은 도 1의 커넥터와 도 6의 상대측 커넥터를 접속하는 접속 동작을 설명하기 위한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따르는 커넥터의 접속동작을 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따르는 커넥터의 접속 동작을 설명하기 위한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따르는 커넥터의 접속 동작을 설명하기 위한 단면도이다.
본원 일본 특허 출원 제2004-367494호의 우선권 주장 출원으로서, 상기 개시 내용은 본 명세서에 참조로서 병합된다.
본 발명은 가요성 평탄 케이블(FFC) 또는 가요성 인쇄회로 기판(FPC)과 같은 박형 시트부재를 전자기기 등에 접속하기 위한 커넥터에 관한 것이다.
이러한 형태의 커넥터는, 예컨대 일본 특개평 11-135203호에 개시되어 있으며, FPC의 상면 및 하면 상에 각각 배치되며, 서로 결합된 상측 부재와 하측 부재를 포함한다. 상기 FPC는 상측 부재와 하측부재로 덮이지 않고 노출된 전방 단면(front end face)을 가진다. 따라서, 커넥터가 상대측 커넥터에 접속될 때, 상대측 커넥터가 FPC의 전방 단면과 충돌하여, FPC로부터 분리되거나 박리될 수 있다.
일본 특허 공개 제2003-243071호 공보에서는 FPC를 접속하기 위한 다른 커넥터를 개시하고 있다. 상기 커넥터는 FPC의 전방 단면을 덮는 구조를 가진다. 이러한 구조에 의하면, 커넥터가 상대측 커넥터와 접속할 때, 상대측 커넥터의 충돌에 의한 FPC의 분리 위험은 적다.
그러나, FPC에는 커넥터에 FPC를 신뢰성 있게 고정하기 위한 스루홀이 설치 되어 있다. 상기 스루홀의 존재로 인하여, FPC의 도전체 와이어가 부분적으로 방해를 받는다. 결과적으로, 동일한 폭을 가지며 스루홀이 없는 FPC와 비교하여 신호라인의 수가 줄어든다.
한편, 서로 대향하는 평탄 상면 및 하면을 가지는 박형 시트 베이스 부재, 상기 상면 상에 배치된 복수의 도전체 와이어, 및 상기 하면상에 배치된 차단층을 포함하는 박형 시트 부재가 제안된 바가 있었다. 이 박형 시트 부재는 베이스 부재의 상면 및 하면 사이의 적어도 하나의 스루홀을 통하여 도전체 와이어 중 적어도 하나에 차단층이 전기적으로 접속된 상태에서 사용될 수 있다. 이러한 상태에서 차단층에 접속된 도전체 와이어는 접지라인으로 이용되는 한편, 나머지 도전체 와이어는 신호라인으로서 이용된다. 따라서, 신호 라인으로 이용된 도전체 와이어의 수가 줄어든다.
어떠한 경우에도, 신호라인의 수가 감소되기 때문에 FFC 또는 FPC와 같은 평탄 부재에 스루홀을 형성하고 접지 라인으로서 도전체 와이어를 이용하는 것은 커넥터의 사이즈 저감에는 바람직하지 못하다.
따라서, 본 발명의 목적은 신호라인으로서 이용된 도전체 와이어의 수를 감소시키지 않고 박형 시트 부재를 용이하게 접속하고 신뢰성 있게 고정할 수 있으며, 사이즈가 감소될 수 있는 커넥터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 박형 시트 부재의 차단 부재가 도전체 와이어에 접속되지 않고 접지라인으로서 사용될 수 있는 커넥터를 제공하는 것이다.
그외의 본 발명의 목적은 이하의 상세한 설명에 의해 더욱 명백하게 될 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 박형 시트 부재를 상대측 대상물에 접속하기 위한 커넥터가 제공된다. 상기 커넥터는 소정 방향으로 그곳을 관통하는 스루홀을 가지는 베이스 절연체, 소정방향으로 박형 시트부재를 유지하기 위하여 베이스 절연체와 협력하는 커버 절연체, 상기 소정방향으로 상기 베이스 절연체와 커버 절연체를 통괄적으로 덮는 도전성 셀부를 포함하고, 상기 셀부는 상기 스루홀을 통하여 상기 박형 시트 부재와 가압 접촉하게 되는 제1 스프링부분과 상기 박형 시트 부재를 향하여 상기 커버 절연체를 가압하기 위한 제2 스프링부분을 가진다.
도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따르는 커넥터에 대하여 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 4에 있어서, 참조 부호 101로 나타낸 커넥터는 전자기기 또는 회로 기판에 대하여 박형 시트 부재(thin sheet member)로서 가요성 평탄 케이블(FFC)(50)을 접속하기 위한 것이다.
도 5에 잘 나타낸 바와 같이, FFC(50)는 접착층(54)을 통하여 절연시트(55)로 덮이고 서로 나란하게 베이스 부재(51)의 상면에 배치된 길고 얇은 다수의 도전체 와이어(52)와 절연 베이스 부재(51)를 포함한다. 한편, 베이스 부재(51)의 하면에는 도전성 막을 포함하는 차단층(56)이 동일한 참조 부호 54로 나타낼 다른 접착층을 통하여 형성된다. 베이스 부재(51)의 두께와 도전성 와이어(52)의 두께와 폭 은 임피던스 정합을 확립시키도록 선택된다.
커넥터(101)는, 이하에 상술하게 되는 절연체부(insulator portion)와 셀부( cell portion)를 포함한다. 절연체부는 베이스 절연체(10)와 베이스 절연체(10)에 결합된 커버 절연체(20)를 포함한다. 셀부는 베이스 절연체(10)를 덮는 도전성 베이스 셀(30)과, 커버 절연체(20)를 덮는 도전성 커버 셀(40)을 포함한다.
커넥터(101)에서, 셀부로 덮인 절연체부는 소정 방향으로 FFC(50)의 일단을 클램핑하여 유지한다. FFC(50)의 전방 단부(57)에서의 도전체 와이어(52)는 노출되고, 접속 대상물인 상대측 커넥터(도 6 참조)의 상대측 컨택에 직접 접속되는 컨택 부재(contacting member)로 이용된다. 따라서, 도 5에 나타낸 FFC(50)의 전방 단부(57)에서의 도전체 와이어(52)는 커버 절연체(20)와 베이스 절연체(10)에 의해 클램핑되어, 컨택 부재로 이용된다.
도 3에 잘 나타난 바와 같이, 베이스 절연체(10)는 평판 형상의 케이블 지지부(2)와, 상기 케이블 지지부(2)의 마주보는 양쪽에 형성된 커넥터(101)와 상대측 커넥터(도 6 참조) 사이의 접속 상태를 로크하기 위한 한 쌍의 로크부(locking portion)(11)를 구비한다. 각각의 로크부(11)에, 로크 레버(lock lever)(15)가 수용된다.
케이블 지지부(2)는 FFC(50)를 수용하도록 소정 방향으로 움푹하게 들어간 편평부(2a)가 설치된 상면을 가진다. 케이블 지지부(2)는 전체적으로 돌출형상을 나타내며 톱니 모양부(indented portion)가 설치된 전방 단부(돌출부)(1)를 가진다. 전방 단부(1)는 케이블 유지부(2)의 상면보다 높다. 바람직하게는, 톱니 모양부는 FFC(50)를 클램핑하도록 케이블 지지부(2)의 후방단부(6)에 형성된다.
케이블 지지부(2)의 중심에, 베이스 셀(30)의 복수의 스프링부분(spring part)(31)의 단부를 수용하기 위한 복수의 스루홀(3)이 스프링부분(31)의 간격에 대응하는 간격으로 FFC(50)의 폭방향을 따라서 형성된다. 케이블 지지부(2)는 그 마주보는 양쪽에 형성되며 로크부(11)에 도달하도록 외측을 향하여 움푹하게 패인 직사각형의 오목부(4)를 가진다. 오목부(4)는 FFC(50)의 전방 단부 근처에 형성된 돌기(58)와 커버 절연체(20)의 대향하는 양쪽의 직사각형 돌기(21)를 수용한다. 케이블 지지부(2)의 정면측에, 로크 홈(5)이 케이블 지지부(2)와 로크부(11) 사이의 대향하는 양측에 형성된다. 로크 홈(5)은 커버 셀(40)을 고정하도록 커버셀(40)의 마주보는 양쪽에 형성된 로크 부분(42)을 수용한다.
커버 절연체(20)는 긴 직사각형 형상의 절연 평판을 포함한다. 커버 절연체(20)는 커버셀(40)의 스프링부분(41)을 수용하기 위하여 직사각형 오목부(22)가 설치된 상면을 가진다.
도 3에서, 베이스 셀(30)은 반전된 자세로 나타낸다. 베이스 셀(30)은 상대측 커넥터의 차단부와 접촉하게 되는 접촉부(32)와, 베이스 절연체(10)에 대향하며 접촉부(32)와 일체로 된 제1 본체(60)를 가진다. 접촉부(32)는 L자 형상 단면을 가지며 그 대향하는 양측에 형성된 한 쌍의 돌기(36)를 구비하여, FFC(50)의 위치를 결정한다. 바람직하게는, 본체(60)의 후방단에는 톱니 모양부(indented portion)가 설치되어 있다.
베이스 셀(30)은 그 대향하는 양쪽에 형성되고 로크부(11)의 외형(outer contour) 형상과 매칭되는 한 쌍의 돌기(35)를 가진다. 베이스 셀(30)의 본체(60)에는 절단하여 형성된 스프링부분(31)이 설치된다.
커버셀(40)은, 전방 단부(43)와, 커버 절연체(20)에 대향하며 전방 단부(43)와 일체로 된 제2 본체(70)를 가진다. 전방 단부(43)는 톱니모양 에지(indented edge)를 가지는 것이 바람직하다. 본체(70)의 에지(44)에는 톱니모양부가 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 커버셀(40)은 베이스 절연체(10)에 끼워지도록 그 양쪽에 전방으로 돌출하여 하방으로 구부러지며, 전방 단부(43)에 인접하여 형성된 로크부(42)와, 그 후방측 상에 형성된 돌기(45)를 가진다.
제2 본체(70)에는 절단하여 형성되며 폭방향으로 동일한 간격을 두고 있는 스프링부분(41)이 설치되어 있다. 스프링부분(41)은 FFC(50)가 커버 절연체(20)와 베이스 절연체(10)에 의해 클램핑될 때 가압 접촉력을 제공하기 위하여 커버 절연체(20)의 오목부(22)를 가압한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 도전체 와이어(52)는 FFC(50)의 전방 단부(57)에서 노출되어 있다. 돌기(58)는 종방향으로 전방 단부(47)에 인접하여, FFC(50)의 양측에 절단하여 형성된다. 돌기(58)는 베이스 절연체(10)의 오목부(4)에 수용되어 커버 절연체(20)의 양쪽 돌기(21)에 의해 가압되어 고정된다. 구성이 유사하면, FFC(50) 대신에 가요성 인쇄회로 기판(FPC)이 유사하게 이용될 수 있다.
다음으로, 상술한 커넥터(101)의 조립에 대하여 설명하기로 한다.
FFC(50)의 돌기(58)는 베이스 절연체(10)의 오목부(4)에 삽입된다. 이후에, 커버 절연체(20)의 돌기(21)가 오목부(4)에 삽입되어, 돌기(58)는 베이스 절연체(10)와 돌기(21)에 의해 클램핑된다. 또한, 베이스 셀(30)은 베이스 절연체(10)에 부착된다. 커버셀(40)의 돌기(42)는 베이스 절연체(10)의 로크홈(5)에 끼워진다. 따라서, 커버 절연체(20), 베이스셀(30), 및 커버셀(40)이 베이스 절연체(10)에 결합되어 고정된다. 결과적으로, 도 1 및 도 2에 나타낸 커넥터(101)가 완성된다.
이렇게 얻은 커넥터(101)는 도전성 막을 포함하는 차단층(56)을 가지는 FFC(50)가 베이스 절연체(10)와 커버 절연체(20)에 의해 클랭핑되고, 또 커버셀(20) 및 베이스셀(30)에 의해 클램핑되는 구조를 가진다. 여기서, 베이스셀(30)의 스프링부분(31)은 FPC(50)의 차단층(56)과 접촉하여 베이스셀(30)이 차단층(56)에 전기적으로 접속된다.
도 6을 참조하여, 상대측 커넥터를 설명하기로 한다.
도 6에서, 참조부호 201로 나타낸 상대측 커넥터는 다수의 도전성 컨택(81)과 절연체(미도시)를 통하여 컨택(81)을 둘러싸는 도전성 차단부(82)를 포함한다. 도전성 차단부(82)에 스프링부분(83)을 가지는 금속 부재(84)가 결합된다. 상대측 커넥터(201)가 회로 기판(미도시)에 장착될 때, 금속 부재(84)가 회로 기판의 접지회로에 전기적으로 접속되며, 컨택(81)은 회로 기판의 전기회로에 전기적으로 접속된다.
도 1에 나타낸 커넥터(101)가 상대측 커넥터(201)에 끼워지면, 컨택(81)은 도전체 와이어(52)와 각각 접촉하게 되어, 다수의 신호라인이 형성된다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 베이스 절연체(10)의 전방 단부(1)는 FFC(50)보다 높다. 따라서, 도전체 와이어(52)가 컨택(81)에 의해 떨어져 나가는 것(peeled off)이 방지된다.
한편, 스프링부분(83)이 베이스셀(30)의 접촉부(32)와 가압접촉하게 된다. 결과로서, FFC(50)의 차단층(56)이 베이스셀(30)과 스프링부분(83)을 통하여 금속 부재(84)에 전기적으로 접속된다. 따라서, 접지라인이 형성된다. 임피던스 정합이 확립되며 노이즈가 차단된다.
도 8을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따르는 커넥터에 관하여 설명하기로 한다. 유사한 부분에 대해서는 비슷한 참조부호로 나타내며, 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 8에서 참조부호 102로 나타낸 커넥터에 있어서, 커버 절연체(20)에는 몇개의 도전체 와이어(52a)에 대응하는 복수의 스루홀(22a)이 설치된다. 나머지 도전체 와이어(52b)는 커버 절연체(20)로 덮인다. 한편, 커버셀(40)은 복수의 추가 스프링부분(41a)을 구비하여 스루홀(22a)을 통하여 도전체 와이어(52a)와 접촉하게 된다.
상기 커넥터(102)를 이용함으로써, 도전체 와이어(52b)가 신호라인으로 사용되는 한편, 도전체 와이어(52a)는 접지라인으로 사용된다. 따라서, 상기 커넥터(102)가 장착되는 경우에 당해 기술분야에서 공지된 EMI(전자기 간섭)에 대한 델리케이트한 보호가 얻어지며, 설계의 자유도가 증가된다.
도 9를 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따르는 커넥터에 대하여 설명하기로 한다. 유사한 부분에 대해서는 유사한 참조부호를 붙이며 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 9에서, FFC(50)는 차단층(56) 뿐만 아니라, 절연시트(55) 상에 형성된 추가의 도전성 차단층(56a)을 가진다. 참조 부호 103으로 나타낸 커넥터의 커버 절연체(20)에는 복수의 스루홀(22b)이 설치된다. 한편, 커버셀(40)은 복수의 추가 스프링부분(41b)을 구비하여, 스루홀(22b)을 통하여 추가의 차단층(56a)과 접촉하게 된다.
상기 커넥터(103)를 이용함으로써, 차단층(56)에 더하여 추가의 차단층(56a)이 접지라인으로 이용된다. 따라서, 노이즈 발신 및 수신에 대하여 강고한 보호가 가능하다.
도 10을 참조하여, 본 발명의 제4 실시예에 따르는 커넥터에 대하여 설명하기로 한다. 유사한 부분에 대해서는 유사한 참조 부호를 붙이고 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 10에서, FFC(50)는 도 9에 나타낸 구조에 더하여, 절연시트(55)와 추가의 차단층(56a) 사이의 추가의 절연시트(57)를 가진다. FFC(50)에는 추가의 차단층(56a)과 추가의 절연시트(57)를 관통하는 구멍부(59)가 설치되어, 몇 개의 도전체 와이어(52a)를 노출한다. 나머지 도전체 와이어(52b)는 추가의 절연 시트(57)와 추가의 차단층(56a)으로 덮인다. 한편, 참조 부호(104)로 나타낸 커넥터의 커버셀(40)은 스루홀(22a)을 통하여 도전체 와이어(52a)와 접촉하게 되는 추가의 스프링부분(41a)과 스루홀(22b)을 통하여 추가의 차단층(56a)과 접촉하게 되는 추가의 스프링부분(41b)을 가진다.
상기 커넥터(104)를 사용함으로써, 도전체 와이어(52b)가 신호라인으로 사용 되며, 도전체 와이어(52a)가 접지라인으로서 사용된다. 따라서, 커넥터(104)가 장착되는 경우에 EMI에 대한 보호가 가능하며 설계에 있어서의 자유도가 증가된다. 또한, 추가 차단층(56a)이 차단층(56)에 더하여 접지라인으로서 사용될 수 있다. 따라서, 노이즈 발신 및 수신에 대한 강고한 보호를 얻을 수 있다.
지금까지 본 발명에 대하여 몇 가지의 바람직한 실시예와 결합하여 설명하였지만, 본 발명은 다른 다양한 방식으로 변형될 수 있다. 예컨대, 박형 시트 부재는 FFC로 제한되는 것은 아니며, FPC도 가능하다. 또한, 다양한 종류의 가요성 필름형 케이블이 박형 시트 부재로서 사용될 수 있다.
본 발명에 의하면, 절연체의 전방 단부가 FFC보다 조금 높게 되어 있기 때문에, 커넥터 결합시에 상대측의 컨택이 FFC의 전방 단부에 충돌하지 않으므로, 박리(剝離)의 위험성이 작게 되어, 단순히 절연체에 FFC를 부착하는 것만으로, 떨어져 나가지 않는 커넥터를 제공할 수 있다.

Claims (13)

  1. 박형 시트 부재를 상대측 대상물에 접속하기 위한 커넥터로서,
    소정 방향으로 그곳을 관통하는 스루홀을 가지는 베이스 절연체와,
    상기 소정 방향으로 박형 시트부재를 유지하기 위한 베이스 절연체와 협력하는 커버 절연체와,
    상기 소정 방향으로 베이스 절연체와 커버 절연체를 통합적으로 덮는 도전성 셀부를 포함하며,
    상기 도전성 셀부는,
    상기 스루홀을 통하여 상기 박형 시트 부재와 가압접촉하게 되는 제1 스프링부분과,
    상기 박형 시트 부재쪽으로 커버 절연체를 가압하기 위한 제2 스프링부분을 가지는 커넥터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 도전성 셀부는
    상기 소정방향으로 베이스 절연체에 대향하는 제1 본체와,
    상기 소정방향으로 커버 절연체에 대향하는 제2 본체를 더 가지며,
    상기 제1 스프링부분은 상기 제1 본체에 결합되며, 상기 제2 스프링부분은 상기 제2 본체에 결합되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 도전성 셀부는 상기 제1 및 제2 본체를 서로 전기적으로 접속하는 접속부를 더 가지는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1 본체는 상대측 커넥터에 접속하게 되는 접촉부를 가지는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  5. 제2항에 있어서, 상기 커버 절연체, 제1 본체 및 제2 본체는 상기 소정방향으로 베이스 절연체와 걸림결합되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  6. 제1항에 있어서, 상기 베이스 절연체는 상기 박형 시트 부재를 수용하기 위한 움푹 패인 부분(depressed portion)을 가지는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  7. 제1항에 있어서, 상기 베이스 절연체는 상기 소정 방향에 수직인 방향으로 움푹 패인 부분의 대향 단부에 형성된 한 쌍의 로크부를 더 가지며, 상기 로크부는 커넥터와 상대측 대상물 사이의 접속 상태를 로크하기 위한 것임을 특징으로 하는 커넥터.
  8. 제1항에 있어서, 상기 커버 절연체는 제2 스프링부분을 수용하는 오목부(recessed portion)를 가지는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  9. 제1항에 있어서, 상기 베이스 절연체는 박형 시트 부재의 단면(an end face)에 대향하는 돌출부를 가지며, 상기 돌출부는 상기 박형 시트 부재의 두께보다 더 큰 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  10. 제1항에 있어서, 상기 커버 절연체는 상기 소정 방향으로 관통하는 스루홀을 가지며, 상기 도전성 셀부는 상기 커버 절연체의 스루홀을 통하여 상기 박형 시트 부재와 가압 접촉하게 되는 추가의 스프링부분을 갖는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  11. 제1항에 있어서, 상기 박형 시트 부재는
    박형 시트 베이스 부재와,
    상기 베이스 부재의 일표면에 배치된 복수의 도전체 와이어와,
    상기 베이스 부재의 대향 표면에 배치된 차단층을 포함하며,
    상기 베이스 절연체는 상기 차단층에 대향하며, 상기 커버 절연체는 상기 도전체 와이어에 대향하는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  12. 제11항에 있어서, 상기 커버 절연체는 상기 소정 방향으로 그곳을 관통하는 스루홀을 가지고, 상기 도전성 셀부는 상기 커버 절연체의 스루홀을 통하여 도전체 와이어중 적어도 하나와 가압 접촉하게 되는 적어도 하나의 추가 스프링부분을 가지는 것을 특징으로 하는 커넥터.
  13. 제11항에 있어서, 상기 박형 시트 부재는 절연체를 통하여 도전체 와이어를 덮는 추가의 차단층을 더 가지고, 상기 커버 절연체는 상기 소정 방향으로 그곳을 관통하는 스루홀을 가지며, 상기 도전성 셀부는 상기 커버 절연체의 스루홀을 통하여 상기 추가의 차단층과 접촉하게 되는 적어도 하나의 추가 스프링부분을 가지는 것을 특징으로 하는 커넥터.
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