(57)【要約】【課題】電磁シールド作用を得る電気コネクタに必要な止水性能を保持しながら、製造コストを抑えること。【解決手段】電気コネクタ１に用いられ、弾性材料からなるシール部材３は、電気コネクタ１のハウジング１０と、ハウジング１０に所定の嵌合方向Ｄ１に沿って嵌合される相手ハウジング８０との間に押圧されるハウジングシール部３１と、ハウジングシール部３１に対して拡径し、ハウジング１０を囲む金属製のシェル２０とハウジング１０との間に押圧されるシェルシール部３２と、ハウジングシール部３１およびシェルシール部３２を連結し、相手ハウジング８０の嵌合方向Ｄ１の端部８０Ａと、端部８０Ａに対向する支持部１５との間に挟まれる連結部３３とを一体に備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気コネクタに用いられ、弾性材料からなるシール部材であって、
前記電気コネクタのハウジングと、前記ハウジングに所定の嵌合方向に沿って嵌合される相手ハウジングとの間に押圧されるハウジングシール部と、
前記ハウジングシール部に対して拡径し、前記ハウジングを囲む金属製のシェルと前記ハウジングとの間に押圧されるシェルシール部と、
前記ハウジングシール部および前記シェルシール部を連結し、前記相手ハウジングの前記嵌合方向の端部と、前記端部に対向する支持部との間に挟まれる連結部と、を一体に備える、
ことを特徴とする電気コネクタ用のシール部材。
【請求項２】
前記連結部は、前記相手ハウジングの前記端部と、前記ハウジングの前記支持部との間で弾性変形することで振動を抑制する、
請求項１に記載の電気コネクタ用のシール部材。
【請求項３】
前記連結部は、前記ハウジングシール部の後端部および前記シェルシール部の前端部を連結する、
請求項１または２に記載の電気コネクタ用のシール部材。
【請求項４】
端子を保持するハウジングと、
前記ハウジングを囲む金属製のシェルと、
前記ハウジングに所定の嵌合方向に沿って嵌合される相手ハウジング、前記ハウジング、および前記シェルのいずれにも接触し、弾性材料からなるシール部材と、を有し、
前記シール部材は、
前記ハウジングと前記相手ハウジングとの間に押圧されるハウジングシール部と、
前記ハウジングシール部に対して拡径し、前記シェルと前記ハウジングとの間に押圧されるシェルシール部と、
前記ハウジングシール部および前記シェルシール部を連結し、前記相手ハウジングの前記嵌合方向の端部と、前記端部に対向する前記ハウジングの支持部との間に挟まれる連結部と、を一体に備える、
ことを特徴とする電気コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製のシェルを備えた電気コネクタの防水を図るシール部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラグコネクタのハウジングの後端部に配置されて複数の電線の外周部に密着する電線シール（一括ゴム栓）を備えた防水コネクタが知られている（特許文献１）。特許文献１の電線シールは、キャップコネクタのハウジングにその内側から密着されるハウジングシール部と一体に形成されている。
【０００３】
プラグハウジングを囲む金属製のシェルを備えたシールドコネクタでは、プラグハウジングの後端部に配置される電線シールをシールカバーにより押さえている。そして、シェルに接続されるシールド編組線の腐食を防ぐため、シェルとプラグハウジングあるいはキャップハウジングとの間に、電線シールとは別のシール部材を配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５３０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
プラグコネクタの端子とキャップコネクタの端子とが収容される空間への水の浸入を阻止するため、プラグハウジングとキャップハウジングとの間をシール部材により止水し、かつ、電線とプラグハウジングとの間をシール部材により止水する必要がある。
上記に加えて、シールドコネクタの場合は、シェルとキャップハウジングおよびプラグハウジングとの間の経路を通じて、シェルに接続された編組線へと水が侵入するのを阻止するため、シェルとプラグハウジングとの間、あるいはシェルとキャップハウジングとの間をシール部材により止水する必要がある。
【０００６】
以上より、シールドコネクタには、嵌合されるコネクタのハウジング同士の間を止水するシール部材と、電線とプラグハウジングとの間を止水するシール部材と、シェルとプラグハウジングあるいはキャップハウジングとの間を止水するシール部材との少なくとも３つのシール部材が必要である。
これら３つのシール部材を備えていると、部品点数が多いため、組み立てのコストを含め、製造コストが高い。
【０００７】
以上より、本発明は、電磁シールド作用を得る電気コネクタに必要な止水性能を保持しながら、製造コストを抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、電気コネクタに用いられ、弾性材料からなるシール部材であって、電気コネクタのハウジングと、ハウジングに所定の嵌合方向に沿って嵌合される相手ハウジングとの間に押圧されるハウジングシール部と、ハウジングシール部に対して拡径し、ハウジングを囲む金属製のシェルとハウジングとの間に押圧されるシェルシール部と、ハウジングシール部およびシェルシール部を連結し、相手ハウジングの嵌合方向の端部と、端部に対向する支持部との間に挟まれる連結部と、を一体に備えることを特徴とする。
支持部は、例えばハウジングに備わるものであってよい。支持部は、コネクタの嵌合状態において相手ハウジングの端部との間に連結部を挟み込むように支持するものであれば足りる。支持部は、シェルに備えられていてもよい。
【０００９】
本発明のシール部材において、連結部は、相手ハウジングの端部と、ハウジングの支持部との間で弾性変形することで振動を抑制することができる。
【００１０】
本発明のシール部材において、連結部は、ハウジングシール部の後端部およびシェルシール部の前端部を連結することが好ましい。
【００１１】
本発明の電気コネクタは、端子を保持するハウジングと、ハウジングを囲む金属製のシェルと、ハウジングに所定の嵌合方向に沿って嵌合される相手ハウジング、ハウジング、およびシェルのいずれにも接触し、弾性材料からなるシール部材と、を有する。
シール部材は、ハウジングと相手ハウジングとの間に押圧されるハウジングシール部と、ハウジングシール部に対して拡径し、シェルとハウジングとの間に押圧されるシェルシール部と、ハウジングシール部およびシェルシール部を連結し、相手ハウジングの嵌合方向の端部と、端部に対向するハウジングの支持部との間に挟まれる連結部と、を一体に備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、２箇所の止水機能がシール部材に集約されているため、電磁シールド作用を得る電気コネクタに必要な止水性能を保持しながら、製造コストを抑えることができる。
その上、振動抑制の機能をもシール部材に付加されていることで、電気コネクタの小型化およびコストダウンを図ることができる
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る電気コネクタと、相手コネクタとが嵌合した状態を示す側面図である。
【図２】図１に示す電気コネクタおよび相手コネクタの縦断面図である。
【図３】図２に示す相手コネクタ単体を示す断面図である。
【図４】図２に示す電気コネクタ単体を示す断面図である。
【図５】図４に示す電気コネクタに備えられたシール部材を示す斜視図である。
【図６】図４に示す電気コネクタに備えられた電線シールを示す斜視図である。
【図７】図２の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態に係る電気コネクタ１（プラグコネクタ）は、図１および図２に示すように、相手コネクタ８（キャップコネクタ）と嵌合される。
【００１５】
本明細書では、電気コネクタ１において相手コネクタ８と嵌合方向Ｄ１に沿って嵌合される側を「前」、その逆側であって、電線１１が引き出される側を「後」と定義する。相手コネクタ８のハウジング（相手ハウジング８０）は、典型的には機器のケースの一部（金属部材９）と組み付けられる。
【００１６】
電気コネクタ１および相手コネクタ８は、車両に搭載されるＰＣＵ（Power Control Unit）等の高電圧機器の電気的接続に好適である。機器から外部に向けた電磁ノイズの放射や、他の機器からの電磁ノイズの影響を抑制するため、電気コネクタ１および相手コネクタ８は電磁シールド機能を有している。
【００１７】
図１および図２に示すように、電気コネクタ１は、電線１１が引き出されるハウジング１０と、電磁シールド用のシェル２０と、シール部材３（図４、図５）と、電線シール１２（図４、図６）と、シールカバー１３（図４）とを備えている。
【００１８】
本実施形態の電気コネクタ１は、防水を図るため、シール部材３と電線シール１２との２つのシール部材を備えている。これらは、ゴムやエラストマー等の弾性材料から形成されている。
【００１９】
本実施形態では、２つの雌型端子１８（図４）を備えた２極の電気コネクタ１を例示する。電気コネクタ１は、単数または３以上の極を備えるものであってよい。各雌型端子１８には電線１１が接続されている。
【００２０】
電線１１は、電磁シールド用の編組線（図示しない）により覆われている。編組線は、編まれた金属線と、必要に応じて補強材を含んで構成されている。編組線の内側に２本の電線１１が配置されている。
【００２１】
金属製のシェル２０（図１、図２、図４）は、ハウジング１０および相手ハウジング８０において金属部材９の外側に突出した部分を囲む。シェル２０の外側の壁に、電線１１を覆う編組線の端部が電気的に接続される。図４に、シェル２０の外周部において編組線が接続される箇所を１４Ａで示す。シェル２０が金属部材９を介して金属製のケースに接地されることで、電気コネクタ１および相手コネクタ８に電磁シールド機能が与えられる。
【００２２】
相手コネクタ８（図３）は、雌型端子１８と接触するタブ状の雄型端子８１と、雄型端子８１を保持する相手ハウジング８０と、相手ハウジング８０の後端側に組み付けられる後端側ハウジング８２と、雄型端子８１を二次的に係止するリテーナ８３とを備えている。
相手ハウジング８０および後端側ハウジング８２は、金属部材９に形成された孔９Ａに挿入され、相手ハウジング８０の一部が金属部材９の表面から突出する。金属部材９と相手ハウジング８０との間の隙間がリング状のシール８４により塞がれている。
【００２３】
電気コネクタ１の各構成要素を説明する。
〔ハウジング〕
ハウジング１０（図２および図４）は、金属材料からなる雌型端子１８を保持する。ハウジング１０は、絶縁性の樹脂材料から形成されている。
ハウジング１０が相手ハウジング８０（図３）と嵌合されると、ハウジング１０の前端部１０Ａが金属部材９の孔９Ａの内側に配置される。前端部１０Ａを除き、ハウジング１０は孔９Ａの外側に突出する。
【００２４】
ハウジング１０の外周部１０Ｃには、環状に形成されたシール部材３（図５）が装着される。
ハウジング１０の後端部には、電線シール１２を収容する収容部１０Ｂが形成されている。
【００２５】
〔電線シール〕
電線シール１２（図６）は、収容部１０Ｂの底から引き出された電線１１の外周部に密着する電線密着部１２１と、収容部１０Ｂの内周部に密着されるハウジング密着部１２２とを有している。電線シール１２は、電線１１が貫通する収容部１０Ｂの底の開口の周囲にも密着する。電線シール１２により、電線１１とハウジング１０との間が止水される。
電線密着部１２１は、略板状の電線シール１２を厚み方向に貫通する孔の内周部に複数の円環状の突条を有する。
ハウジング密着部１２２は、電線シール１２の径方向の外端に位置する外周部に複数の環状の突条を有する。
電線１１は、電線シール１２およびシールカバー１３を貫通し、後方へと引き出される。
【００２６】
〔シールカバー〕
シールカバー１３（図４）は、電線シール１２を後方からハウジング１０へ押さえる。シールカバー１３には、電線シール１２の凹部に挿入される突起１３１が形成されている。
シールカバー１３に形成されている図示しないロック部により、シールカバー１３がシェル２０に組み付けられると、シールカバー１３と収容部１０Ｂとの間に電線シール１２が押圧される。そして、電線シール１２が各電線１１の外周部とハウジング１０とに密着する。
【００２７】
〔シェル〕
シェル２０（図１、図２、図４）は、ハウジング１０の前端部１０Ａを除いて、ハウジング１０を全体的に囲んでいる。シェル２０とハウジング１０とは、図示しないロック部により係止される。
シェル２０は、アルミニウム合金、亜鉛合金等の金属材料から典型的にはダイカストにより形成されている。シェル２０の材料は、導体であればよく、磁性、非磁性を問わず、適宜な金属材料をシェル２０に用いることができる。電線１１を覆う編組線の材料にも、シェル２０と同様の金属材料を用いることができる。
【００２８】
シェル２０は、ハウジング１０の外周部１０Ｃを包囲する筒状の側壁２１と、側壁２１の前端に連なる取付部２２とを一体に備えている。側壁２１と、ハウジング１０の外周部１０Ｃとの間に、相手ハウジング８０（図３）が挿入される。
【００２９】
側壁２１の前端は開放されており、側壁２１の開口２１０からハウジング１０の前端部１０Ａが突出する。
側壁２１の後端部の内周側には、シールカバー１３が配置される。
【００３０】
取付部２２は、取付部２２を貫通する図示しないボルトにより、金属部材９（図３）に締結される。そのボルトの頭部は絶縁性の樹脂材料からなるカバー２４により覆われる。
ボルトにより締結された取付部２２の裏側の面と、金属部材９の表面とが所定の接圧で接触することで、電磁シールドのためにシェル２０と金属部材９との間に必要な電気的接続が確保される。
【００３１】
本実施形態では、上述の電線シール１２およびシール部材３により、端子が収納されているハウジング内部（ハウジング１０および相手ハウジング８０の内側）への水の浸入を阻止する。
さらに、編組線の腐食、具体的には、シェル２０の外周部への編組線の接続箇所１４Ａ（図４）の腐食を防ぐため、シール部材３により、接続箇所１４Ａへと水が到達するのを阻止する。接続箇所１４Ａは、電線１１および編組線を含んで構成されたバンドルケーブルを収容するグロメット（図示しない）により覆われてはいるものの、グロメットの末端から露出したシェル２０の前端２０Ａ（図４）から、シェル２０と相手ハウジング８０およびハウジング１０との間を通り、編組線の接続箇所１４Ａに向けて水が浸入することを想定する。
【００３２】
ハウジング内部への水の浸入を阻止するためには、ハウジング１０と相手ハウジング８０との間、およびハウジング１０と電線１１との間をそれぞれ止水する必要がある。
シール部材３は、ハウジング１０と相手ハウジング８０との間を止水する。
電線シール１２は、ハウジング１０と電線１１との間を止水する。
【００３３】
編組線の接続箇所１４Ａへの水の浸入を阻止するためには、シェル２０の前端２０Ａから接続箇所１４Ａに至る経路の途中で、シェル２０とハウジング１０との間、あるいはシェル２０と相手ハウジング８０との間を止水する必要がある。本実施形態では、シェル２０に押圧されるシェルシール部３２を備えるシール部材３（図５）により、シェル２０と、シェル２０により覆われるハウジング１０との間を止水する。
【００３４】
以上より、シール部材３は、複数箇所の止水機能を有する複合的なシール部材である。本実施形態は、シール部材３が止水の必要な複数箇所に兼用されること、およびシール部材３には振動を抑止する部位が含まれることに主要な特徴を有する。
【００３５】
図４、図５、および図２を参照し、シール部材３と、シール部材３を支持する構造について説明する。
〔シール部材〕
シール部材３は、ハウジングシール部３１と、ハウジングシール部３１に対して拡径されたシェルシール部３２と、連結部３３と、前縁部３４（図５）とを一体に備えている。
シール部材３は、ハウジング１０、相手ハウジング８０、およびシェル２０のいずれにも接触する。
ハウジングシール部３１、シェルシール部３２、および連結部３３は、互いに近接しており、ハウジング１０、相手ハウジング８０、およびシェル２０の間の僅かな隙間に納まり良く一体に配置される。
【００３６】
ハウジングシール部３１は、ハウジング１０の前端部１０Ａと、電線シール１２が配置されているハウジング１０の後端部との間の中間の位置で、外周部１０Ｃの周りに配置される。ハウジングシール部３１の内周面は平坦に形成されている。ハウジングシール部３１の外周部には、周方向に連続した１つ以上の突条３１１が形成されている。
ハウジングシール部３１の突条３１１と、ハウジングシール部３１を包囲するシェル２０の内壁との間の間隙に、相手ハウジング８０が受容される。
【００３７】
シェルシール部３２は、ハウジングシール部３１の後端部３１Ｂに対して拡径されることで、シェル２０の内壁に接触する。
シェルシール部３２の外周部には、周方向に連続した１つ以上の突条３２１が形成されている。
【００３８】
連結部３３は、ハウジングシール部３１の後端部３１Ｂからシェルシール部３２の前端部３２Ａまで、ハウジング１０の径方向外側に向けて延在している。つまり、連結部３３は、ハウジングシール部３１の後端部３１Ｂとシェルシール部３２の前端部３２Ａとを連結している。
【００３９】
前縁部３４（図５）は、ハウジングシール部３１の前端から前方に連なる。ハウジング１０に係止される抜け止め部材１７（図４）により前縁部３４が保持される。
【００４０】
〔シール部材の支持構造〕
ハウジング１０の外周部１０Ｃには、径方向外側に突出し、シール部材３を支持する支持部１５が形成されている。支持部１５は、外周部１０Ｃから全周に亘り突出している。
シール部材３は、抜け止め部材１７と、それよりも後方の支持部１５との間に保持される。
【００４１】
支持部１５には、前方に向けて突出する突起１５１が形成されている。突起１５１は、ハウジング１０の全周に亘り連続している。
突起１５１は、連結部３３の裏側（後方側）に配置される。
本実施形態の突起１５１の先端部は、嵌合方向Ｄ１に対して傾斜している。突起１５１の先端部に支持される連結部３３の裏側も、突起１５１の先端部の傾斜に倣う向きに傾斜している。
【００４２】
突起１５１と外周部１０Ｃとの間には隙間１６が形成されている。隙間１６は、連結部３３が弾性変形するときの逃げとして機能する。
ハウジング１０の前端部１０Ａにシール部材３を通し、突起１５１に連結部３３を突き当てる。シール部材３の前方への離脱は抜け止め部材１７により規制される。
【００４３】
図４に示すように、ハウジング１０、シェル２０、およびシール部材３を組み付けると、ハウジング１０の外周部１０Ｃとシェル２０の内周部２０Ｃとの間にシール部材３が配置される。
このとき、シェル２０の内周部２０Ｃとハウジング１０の外周部１０Ｃおよび突起１５１との間にシェルシール部３２が挟まれて弾性変形し、シェルシール部３２の突条３２１がシェル２０の内周部に密着する。
これにより、シェル２０とハウジング１０との間の経路を通じて編組線の接続箇所１４Ａへと水が浸入することを阻止できる。
【００４４】
本実施形態では、編組線の接続箇所１４Ａを腐食から保護するための止水箇所をシェル２０とハウジング１０との間に設定しているので、シェル２０と相手ハウジング８０との間に止水箇所を設定する場合とは違い、当該止水箇所のシール部材が、嵌合時にシェル２０の内側に相手ハウジング８０を挿入する際に抵抗しない。そのため、挿入性を十分に確保することができる。
【００４５】
ハウジング１０と相手ハウジング８０とが嵌合されると、図７に示すように、ハウジングシール部３１とシェル２０の側壁２１との間の間隙に相手ハウジング８０の嵌合方向Ｄ１の端部８０Ａが挿入される。すると、端部８０Ａにより押されることでハウジングシール部３１が径方向内方へ弾性変形する。
【００４６】
ハウジングシール部３１がハウジング１０と相手ハウジング８０との間に押圧されることで、突条３１１が相手ハウジング８０の端部８０Ａに密着する。これにより、ハウジング１０と相手ハウジング８０との間を通じてハウジング１０，８０の内部に水が浸入することを阻止できる。
【００４７】
連結部３３は、嵌合されているハウジング１０と相手ハウジング８０との間、つまり、端部８０Ａと、端部８０Ａに対向する支持部１５との間に挟まれる。
この連結部３３は、弾性変形することにより、電気コネクタ１および相手コネクタ８の振動を抑制する。連結部３３は、端部８０Ａと支持部１５との間の間隙のほぼ全域に亘り配置されているので、弾性変形量が十分に確保されている。
車両の走行等により電気コネクタ１および相手コネクタ８に振動が加えられると、連結部３３は、主として嵌合方向Ｄ１に弾性変形することで振動を抑制する。その連結部３３の弾性変形により、電気コネクタ１および相手コネクタ８を構成する部品同士の嵌合方向Ｄ１への相対変位による干渉も抑制される。
連結部３３は、突起１５１と外周部１０Ｃとの間の隙間１６により、スムーズに弾性変形する。
振動時に連結部３３が弾性変形することで、端子１８，８１同士の相対変位が吸収されるため、接続の信頼性を確保することができる。
【００４８】
〔本実施形態による効果〕
本実施形態の電気コネクタ１は、ハウジング１０と相手ハウジング８０との間、およびハウジング１０とシェル２０との間を止水する機能が一つのシール部材３に集約されている分、部品点数が少ない。そのため、ハウジング１０と相手ハウジング８０との間、およびハウジング１０とシェル２０との間に個別にシール部材を配置する場合と比べ、部品コストおよび組み立てコストを含めた電気コネクタ１の製造コストを抑えることができる。
【００４９】
しかも、複数の止水機能部の集約のためにハウジングシール部３１とシェルシール部３２とを連結している連結部３３を振動対策に兼用することができる。
つまり、止水には機能しなくてもシール部３１，３２を一体化ならしめるために必要な連結部３３により、シール部材３に振動抑制の機能が付加されるから、その他の振動対策用の部材が必要ない。この点でも電気コネクタ１の部品点数を減少させて製造コストを抑えることができる。
【００５０】
本実施形態とは異なり、シェル２０と接触するシール部を電線シール１２に一体に形成することも考えられる。しかし、ハウジング１０の後端側にありシェル２０に係止されるロック部や、シールカバー１３のロック部の位置と、シェル２０に接触するシール部の位置とが近接するので、ロック部等の設計が難しい。
それに対し、本実施形態では、ロック部やシールカバー１３からは離れた位置にあり相手ハウジング８０とハウジング１０との間を止水するシール部材に、シェルシール部３２を一体化するため、設計の自由度が高い。
【００５１】
以上より、本実施形態によれば、電気コネクタ１に必要な止水機能を保持し、それによって、端子による接続と、編組線を含むシールド接続との信頼性を確保することができる。
その上、２箇所の止水機能に加えて振動抑制の機能をもシール部材３に付加されていることで、電気コネクタ１の小型化およびコストダウンを図ることができる。
【００５２】
上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１        電気コネクタ
３        シール部材
８        相手コネクタ
９        金属部材
９Ａ      孔
１０      ハウジング
１０Ａ    前端部
１０Ｂ    収容部
１０Ｃ    外周部
１１      電線
１２      電線シール
１２１    電線密着部
１２２    ハウジング密着部
１３      シールカバー
１３１    突起
１４Ａ    編組線の接続箇所
１５      支持部
１５１    突起
１６      隙間
１７      抜け止め部材
１８      雌型端子
２０      シェル
２０Ａ    前端
２０Ｃ    内周部
２１      側壁
２１０    開口
２２      取付部
２４      カバー
３１      ハウジングシール部
３１１    突条
３１Ｂ    後端部
３２      シェルシール部
３２１    突条
３２Ａ    前端部
３３      連結部
３４      前縁部
８０      相手ハウジング
８０Ａ    端部
８１      雄型端子
８２      後端側ハウジング
８３      リテーナ
８４      シール
Ｄ１      嵌合方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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