(57)【要約】【課題】絶縁体樹脂部とバスバーとの保持強度を確保することが可能なバスバーモジュール、及びワイヤーハーネスを提供する。【解決手段】バスバーモジュールは、フラットケーブル１０とバスバー２０とを備えている。フラットケーブル１０は、ケーブル部１１と絶縁体樹脂部１２とを備えている。ケーブル部１１は、平面上に所定間隔で並列配置された複数本の導体線１１ａ、及び、複数本の導体線１１ａを絶縁樹脂により一括して被覆する被覆部１１ｂを有している。絶縁体樹脂部１２は、ケーブル部１１に対して並列して設けられ、被覆部１１ｂと同一樹脂によって構成されている。バスバー２０は、絶縁体樹脂部１２に対して加締め固定される。また、平面に直交する方向の長さを厚さとした場合、絶縁体樹脂部１２の厚さＴ１が０．５ｍｍ以上であり、厚さＴ１をバスバー２０の厚さＴ２により除した値が０．５以上２．３８以下である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面上に所定間隔で並列配置された複数本の導体線、及び、並列配置された複数本の導体線を絶縁樹脂により一括して被覆する被覆部を有したケーブル部と、前記平面上において前記ケーブル部に対して並列して設けられ、前記被覆部と同一樹脂によって構成される絶縁体樹脂部とを備えたフラットケーブルと、
前記絶縁体樹脂部に対して加締め固定されるバスバーと、を備え、
前記平面に直交する方向の長さを厚さとした場合、前記絶縁体樹脂部の厚さが０．５ｍｍ以上であり、前記絶縁体樹脂部の厚さを前記バスバーの厚さにより除した値が０．５以上２．３８以下である
ことを特徴とするバスバーモジュール。
【請求項２】
前記絶縁体樹脂部の断面積は、９．５ｍｍ２以下である
ことを特徴とする請求項１に記載のバスバーモジュール。
【請求項３】
前記バスバーの厚さが０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である
ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のバスバーモジュール。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のバスバーモジュールを含む
ことを特徴とするワイヤーハーネス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バスバーモジュール、及びワイヤーハーネスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載されるバッテリとして電池モジュールが知られている。電池モジュールは、複数の電池セルをその厚さ方向に積層し、これをケースに収容することにより構成されている。電池セルは、例えばリチウムイオン電池や二次電池が用いられる。この電池モジュールには、個々の電池セルの電極端子同士を電気的に接続するバスバーや、個々の電池セルの電圧状態を検知するための電圧検知線が設けられている。
【０００３】
このような電池モジュールとの電気接続を行うために、バスバーや電圧検知線を一体としたバスバーモジュールが提案されている（特許文献１参照）。このバスバーモジュールにおいては、一側に複数本の導体線を有するケーブル部が設けられると共に、他側に平板導体が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−２４９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載のバスバーモジュールは、複数本の導体線を有するケーブル部と、バスバーとなる平板導体とが一体に成型されることから、成型スピードが遅くなってしまい、生産性が決して高いとはいえない。
【０００６】
そこで、本件出願人は、バスバーを固定させるための絶縁体樹脂部を備えたフラットケーブルを用いることを検討している。すなわち、本件出願人は、例えば特許文献１に記載のバスバーモジュールの平板導体に代えて、樹脂からなる絶縁体樹脂部を形成しておき、後工程において絶縁体樹脂部にバスバーを加締め固定して、バスバーモジュールを形成することを検討している。
【０００７】
しかし、このようなバスバーモジュールにおいて絶縁体樹脂部が薄くなると、バスバーを加締め接続した際の保持力が弱くなってしまい、衝撃が加わると絶縁体樹脂部が破断してバスバーが外れてしまう可能性があった。
【０００８】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その発明の目的とするところは、絶縁体樹脂部とバスバーとの保持強度を確保することが可能なバスバーモジュール、及びワイヤーハーネスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のバスバーモジュールは、平面上に所定間隔で並列配置された複数本の導体線、及び、並列配置された複数本の導体線を絶縁樹脂により一括して被覆する被覆部を有したケーブル部と、前記平面上において前記ケーブル部に対して並列して設けられ、前記被覆部と同一樹脂によって構成される絶縁体樹脂部とを備えたフラットケーブルと、前記絶縁体樹脂部に対して加締め固定されるバスバーと、を備え、前記平面に直交する方向の長さを厚さとした場合、前記絶縁体樹脂部の厚さが０．５ｍｍ以上であり、前記絶縁体樹脂部の厚さを前記バスバーの厚さにより除した値が０．５以上２．３８以下であることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、絶縁体樹脂部の厚さが０．５ｍｍ以上であり、絶縁体樹脂部の厚さをバスバーの厚さにより除した値が０．５以上２．３８以下である。ここで、本件発明者は絶縁体樹脂部の厚さが０．５ｍｍ未満となると、保持力が目標値（例えば５０Ｎ）を達成できなくなることを見出した。よって、絶縁体樹脂部の厚さを０．５ｍｍ以上とすることで、保持力の目標値を達成し易くすることができる。さらに、本件発明者は、絶縁体樹脂部の厚さをバスバーの厚さにより除した値が０．５未満となると、バスバーに対して絶縁体樹脂部が薄くなり過ぎてしまい、保持力の目標値を保てなくなる可能性があることを見出した。加えて、上記値が２．３８を超えると、バスバーに対して絶縁体樹脂部が厚くなり過ぎてしまい、加締め作業が困難となることに起因して加締めが不完全となり、保持力の目標値を保てなくなる可能性があることを見出した。よって、上記値を０．５以上２．３８以下とすることで、保持力の目標値を保ち易くすることができる。以上により、絶縁体樹脂部とバスバーとの保持強度を確保することができるバスバーモジュールを提供することができる。
【００１１】
また、本発明のバスバーモジュールにおいて、前記絶縁体樹脂部の断面積は、９．５ｍｍ２以下であることが好ましい。
【００１２】
ここで、本件発明者は、絶縁体樹脂部の断面積が大きくなると、ケーブル部の各導体線が並ぶ平面に対して、絶縁体樹脂部が自重によって垂れ下がるようになってしまい、電池パックにバスバーを固定する際に組み付け性が悪くなってしまうことを見出した。そこで、絶縁体樹脂部の断面積を９．５ｍｍ２以下とすることで、垂れ下がり量を４ｍｍ以下とし、極端な組み付け性の低下を防止することができる。
【００１３】
また、本発明のバスバーモジュールにおいて、前記バスバーの厚さが０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１４】
さらに、本件発明者は、バスバーの厚さが０．８ｍｍ未満であると、バスバーの加工性が低下することを見出した。さらに、バスバーの厚さが１．５ｍｍを超えると、バスバーの搭載スペース上取り回しが悪くなってしまうことを見出した。そこで、バスバーの厚さを０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下とすることで、バスバーの加工性の低下を抑えると共に、バスバーの搭載スペース上取り回しの悪化を抑えることができる。
【００１５】
また、本発明のワイヤーハーネスは、上記のいずれか１つに記載のバスバーモジュールを含むことを特徴とする。
【００１６】
このワイヤーハーネスによれば、絶縁体樹脂部とバスバーとの保持強度を確保したバスバーモジュールを有したワイヤーハーネスを提供することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、絶縁体樹脂部とバスバーとの保持強度を確保することが可能なバスバーモジュール、及びワイヤーハーネスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係るバスバーモジュールを含むワイヤーハーネスの上面斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るバスバーモジュールを含むワイヤーハーネスの下面斜視図である。
【図３】図１及び図２に示したバスバーモジュールの分解斜視図である。
【図４】図１〜図３に示すフラットケーブルの断面図である。
【図５】本実施形態に係るバスバーモジュールの断面図である。
【図６】実施例を示す図表である。
【図７】比較例を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係るバスバーモジュールを含むワイヤーハーネスの上面斜視図であり、図２は、本発明の実施形態に係るバスバーモジュールを含むワイヤーハーネスの下面斜視図である。図１及び図２に示すように、ワイヤーハーネスＷＨは、バスバーモジュール１と、コネクタＣとを備えて構成されている。
【００２１】
バスバーモジュール１は、フラットケーブル１０と、複数のバスバー２０とによって構成されている。コネクタＣは、フラットケーブル１０の端部に設けられており、電池電圧を監視する監視装置側のコネクタに接続されるものである。なお、フラットケーブル１０は、複数本の導体線（後述の符号１１ａ）を有し、特定の導体線が特定のバスバー２０に接続される。
【００２２】
図３は、図１及び図２に示したバスバーモジュール１の分解斜視図であり、図４は、図１〜図３に示すフラットケーブル１０の断面図である。図１〜４に示すように、フラットケーブル１０は、ケーブル部１１と、絶縁体樹脂部１２とを備えている。ケーブル部１１は、複数本の導体線１１ａと、被覆部１１ｂとを備えている。
【００２３】
複数本の導体線１１ａは、例えば断面積が０．３５ｓｑとなる撚線銅導体によって構成されており、平面上に所定間隔で並列配置されている。これら複数本の導体線１１ａは、いわゆる電圧検知線となるものである。なお、導体線１１ａは、アルミニウム又は銅やアルミニウムの合金から構成されていてもよい。被覆部１１ｂは、並列配置された複数本の導体線１１ａを絶縁樹脂により一括して被覆するものである。本実施形態において絶縁樹脂は例えばポリ塩化ビニル樹脂であるが、これに限られるものではない。
【００２４】
絶縁体樹脂部１２は、絶縁樹脂のみによって構成される部位であって、本実施形態においては被覆部１１ｂを構成する絶縁樹脂と同一樹脂によって構成されている。この絶縁体樹脂部１２は、複数本の導体線１１ａが並列配置される平面上において、複数本の導体線１１ａに対して並列して設けられるものである。この絶縁体樹脂部１２には、所定距離間隔で２つの接続孔１２ａが形成されており、図１〜図３に示すように、２つの接続孔１２ａを介してバスバー２０が加締め固定されるようになっている。また、複数本の導体線１１ａは、それぞれが長手方向に引き裂かれて１本ずつとされ、それらの１本ずつが特定のバスバー２０に溶接等により接続される。
【００２５】
図１〜図３に示すように、バスバー２０は、導電性材料から成る平板状のバスバー本体２１と、バスバー本体２１の一側（フラットケーブル１０側）に設けられた加締め部２２とを備えている。
【００２６】
バスバー本体２１は、２つの貫通孔２１ａが形成されている。２つの貫通孔２１ａには、それぞれバッテリ側の＋端子及び−端子が挿入の上、ボルト締めされるようになっている。また、バスバー本体２１には、導体線１１ａの接続部２１ｂが形成されている。導体線１１ａは、この接続部２１ｂに対して溶接等により接続される。
【００２７】
加締め部２２は、一対の加締め片２２ａを備えている。一対の加締め片２２ａは、２つの接続孔１２ａに対して挿入の上、加締め（折り曲げ）られるものである。なお、一対の加締め片２２ａは互いに近づく方向に折り曲げ加締めされるが、加締め方向はこれらに限られるものではない。また、加締め片２２ａについては一対（２つ）のものに限らず、１つ又は３つ以上であってもよいし、その形状構成についても図１〜図３に示すものに限られない。加えて、図３に示す加締め片２２ａの先端を鋭利な形状とすれば、絶縁体樹脂部１２には接続孔１２ａが形成されていなくともよい。
【００２８】
このようなバスバーモジュール１においては、絶縁体樹脂部１２が薄くなる場合など、バスバー２０を加締め接続した際の保持力（絶縁体樹脂部１２に対するバスバー２０の保持力）が弱くなってしまい、衝撃が加わると絶縁体樹脂部１２が破断してバスバー２０が外れてしまう可能性があった。
【００２９】
そこで、本実施形態に係るバスバーモジュール１は以下の構成を備えている。図５は、本実施形態に係るバスバーモジュール１の断面図である。まず、本実施形態において、絶縁体樹脂部１２はその厚さＴ１が０．５ｍ以上とされている。絶縁体樹脂部１２の厚さＴ１が０．５ｍｍ未満となると、絶縁体樹脂部１２が薄すぎることに起因して、保持力が目標値（例えば５０Ｎ）を達成できなくなるからである。
【００３０】
さらに、本実施形態において、絶縁体樹脂部１２の厚さＴ１をバスバー２０の厚さＴ２により除した値が０．５以上２．３８以下とされている。ここで、絶縁体樹脂部１２の厚さＴ１をバスバー２０の厚さＴ２により除した値が０．５未満となると、バスバー２０に対して絶縁体樹脂部１２が薄くなり過ぎてしまい、保持力の目標値を保てなくなる可能性がある。加えて、上記値が２．３８を超えると、バスバー２０に対して絶縁体樹脂部１２が厚くなり過ぎてしまい、加締め作業が困難となることに起因して加締めが不完全となり、保持力の目標値を保てなくなる可能性がある。
【００３１】
以上より、本実施形態において絶縁体樹脂部１２の厚さＴ１は０．５ｍ以上であり、絶縁体樹脂部１２の厚さＴ１をバスバー２０の厚さＴ２により除した値が０．５以上２．３８以下とされている。
【００３２】
なお、絶縁体樹脂部１２の幅Ｗは、５．０ｍｍ以上であることが好ましい。幅Ｗが小さすぎるとバスバー２０との接続作業性が悪化してしまうからである。
【００３３】
さらに、本実施形態において絶縁体樹脂部１２の断面積（フラットケーブル１０の長手方向に直交する平面での断面積）は、９．５ｍｍ２以下であることが好ましい。本件発明者は、絶縁体樹脂部１２の断面積が大きくなると、ケーブル部１１の各導体線１１ａが並ぶ平面に対して、絶縁体樹脂部１２が自重によって垂れ下がるようになってしまい、垂れ下がった状態でバスバー２０が加締め固定されることにより、電池パックにバスバー２０を固定する際に組み付け性が悪くなってしまうことを見出した。そこで、絶縁体樹脂部１２の断面積を９．５ｍｍ２以下とすることで、垂れ下がり量を４ｍｍ以下とでき、この範囲の垂れ下がり量であれば、極端な組み付け性の低下を防止することができる。
【００３４】
加えて、本実施形態においてバスバー２０の厚さＴ２は０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが好ましい。ここで、本件発明者は、バスバー２０の厚さＴ２が０．８ｍｍ未満であると、バスバー２０の加工性が低下することを見出した。さらに、バスバー２０の厚さＴ２が１．５ｍｍを超えると、バスバー２０の搭載スペース上取り回しが悪くなってしまうことを見出した。そこで、バスバー２０の厚さを０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下とすることで、バスバー２０の加工性の低下を抑えると共に、バスバー２０の搭載スペース上取り回しの悪化を抑えることができる。
【００３５】
次に、本発明の実施例及び比較例を説明する。図６は、実施例を示す図表であり、図７は、比較例を示す図表である。
【００３６】
まず、実施例１〜６及び比較例１〜４において、複数本の導体線は断面積０．３５ｓｑ（厚さ１．１ｍｍ）の銅撚線とした。さらに、実施例１〜６及び比較例１〜４において、絶縁体樹脂部はポリ塩化ビニルにより構成し、バスバーについてはアルミニウムにより構成した。
【００３７】
絶縁体樹脂部の厚さは、実施例１〜６及び比較例１〜４の順に、１．１ｍｍ、１．５ｍｍ、０．５ｍｍ、０．５ｍｍ、１．９ｍｍ、１．９ｍｍ、１．８ｍｍ、１．８ｍｍ、０．４ｍｍ及び０．３ｍｍとした。絶縁体樹脂部の断面積は、実施例１〜６及び比較例１〜４の順に、６．８ｍｍ２、９．５ｍｍ２、３．０ｍｍ２、２．５ｍｍ２、９．５ｍｍ２、９．５ｍｍ２、１０．８ｍｍ２、１０．８ｍｍ２、２．４ｍｍ２、及び２．０ｍｍ２とした。
【００３８】
バスバーの厚さについては、実施例１〜６及び比較例１〜４の順に、１．０ｍｍ、１．０ｍｍ、１．０ｍｍ、０．８ｍｍ、１．０ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．２ｍｍ、１．０ｍｍ及び０．８ｍｍとした。
【００３９】
ここで、上記の絶縁体樹脂部の厚さとバスバーの厚さとからすると、前者を後者で除した値は、実施例１〜６及び比較例１〜４の順に、１．１０、１．５０、０．５０、０．６３、１．５０、２．３８、２．００、２．２５、０．４０、及び０．３８となった。
【００４０】
このような実施例１〜６及び比較例１〜４について保持力及び垂れ下がり量を測定した。保持力については、絶縁体樹脂部にバスバーを加締めた後に、バスバーを固定した状態で、絶縁体樹脂部を１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引っ張り、引っ張り方向にズレやガタが生じるまでの力の最大値を測定した。なお、図６において保持力５０Ｎ以上を「〇」とし、保持力５０Ｎ未満を「×」とした。
【００４１】
また、垂れ下がり量については、複数本の導体線が並ぶ平面を水平面と一致させ、絶縁体樹脂部の端部（バスバー側の端部）が鉛直下方に垂れ下がる距離を測定した。図６において垂れ下がり量４ｍｍ以下を「〇」とし、垂れ下がり量４ｍｍ超を「×」とした。
【００４２】
実施例１〜６及び比較例１〜４から明らかなように、絶縁体樹脂部の厚みが０．５ｍｍ以上、及び、絶縁体樹脂部の厚さをバスバーの厚さを除した値が０．５以上２．３８以下を満たさない比較例３，４については、保持力が「×」となった。これに対して、絶縁体樹脂部の厚みが０．５ｍｍ以上、及び、絶縁体樹脂部の厚さをバスバーの厚さを除した値が０．５以上２．３８以下を満たす実施例１〜６及び比較例１，２については、保持力が「〇」となった。
【００４３】
また、絶縁体樹脂部の断面積が９．５ｍｍ２以下を満たさない比較例１，２については、垂れ下がり量が「×」となった。これに対して、絶縁体樹脂部の断面積が９．５ｍｍ２以下を満たす実施例１〜６及び比較例３，４については、垂れ下がり量が「〇」となった。
【００４４】
このようにして、本実施形態に係るバスバーモジュール１によれば、絶縁体樹脂部１２の厚さＴ１を０．５ｍｍ以上とし、絶縁体樹脂部１２の厚さＴ１をバスバー２０の厚さＴ２により除した値を０．５以上２．３８以下とする。ここで、本件発明者は絶縁体樹脂部１２の厚さＴ１が０．５ｍｍ未満となると、保持力が目標値（例えば５０Ｎ）を達成できなくなることを見出した。よって、絶縁体樹脂部１２の厚さＴ１を０．５ｍｍ以上とすることで、保持力の目標値を達成し易くすることができる。さらに、本件発明者は、絶縁体樹脂部１２の厚さＴ１をバスバー２０の厚さＴ２により除した値が０．５未満となると、バスバー２０に対して絶縁体樹脂部１２が薄くなり過ぎてしまい、保持力の目標値を保てなくなる可能性があることを見出した。加えて、上記値が２．３８を超えると、バスバー２０に対して絶縁体樹脂部１２が厚くなり過ぎてしまい、加締め作業が困難となることに起因して加締めが不完全となり、保持力の目標値を保てなくなる可能性があることを見出した。よって、上記値を０．５以上２．３８以下とすることで、保持力の目標値を保ち易くすることができる。以上により、絶縁体樹脂部１２とバスバー２０との保持強度を確保することができるバスバーモジュール１を提供することができる。
【００４５】
また、絶縁体樹脂部１２の断面積を９．５ｍｍ２以下とする。ここで、本件発明者は、絶縁体樹脂部１２の断面積が大きくなると、ケーブル部１１の各導体線１１ａが並ぶ平面に対して、絶縁体樹脂部１２が自重によって垂れ下がるようになってしまい、電池パックにバスバー２０を固定する際に組み付け性が悪くなってしまうことを見出した。そこで、絶縁体樹脂部１２の断面積を９．５ｍｍ２以下とすることで、垂れ下がり量を４ｍｍ以下とし、極端な組み付け性の低下を防止することができる。
【００４６】
また、バスバー２０の厚さＴ２を０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下とする。ここで、本件発明者は、バスバー２０の厚さＴ２が０．８ｍｍ未満であると、バスバー２０の加工性が低下することを見出した。さらに、バスバー２０の厚さＴ２が１．５ｍｍを超えると、バスバー２０の搭載スペース上取り回しが悪くなってしまうことを見出した。そこで、バスバー２０の厚さＴ２を０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下とすることで、バスバー２０の加工性の低下を抑えると共に、バスバー２０の搭載スペース上取り回しの悪化を抑えることができる。
【００４７】
また、本実施形態に係るワイヤーハーネスＷＨによれば、絶縁体樹脂部１２とバスバー２０との保持強度を確保したバスバーモジュール１を有したワイヤーハーネスＷＨを提供することができる。
【００４８】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、周知及び公知の技術を組み合わせてもよい。
【００４９】
例えば、上記実施形態において絶縁体樹脂部１２は断面矩形状であるが、矩形状に限らず、楕円状や長円状など、バスバー２０を固定可能な形状であれば、これに限られるものではない。なお、この場合における絶縁体樹脂部１２の厚さＴ１は、バスバー２０が加締め固定される箇所付近の厚さが採用される。
【００５０】
また、フラットケーブル１０において各導体線１１ａは同じサイズであるが、これに限らず、一部のサイズが異なっていてもよい。加えて、被覆部１１ｂ及び絶縁体樹脂部１２に用いられる絶縁樹脂はポリ塩化ビニルに限らず、他の絶縁樹脂であってもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１      ：バスバーモジュール
１０    ：フラットケーブル
１１    ：ケーブル部
１１ａ  ：導体線
１１ｂ  ：被覆部
１２    ：絶縁体樹脂部
１２ａ  ：接続孔
２０    ：バスバー
２１    ：バスバー本体
２１ａ  ：貫通孔
２１ｂ  ：接続部
２２    ：加締め部
２２ａ  ：加締め片
Ｃ      ：コネクタ
ＷＨ    ：ワイヤーハーネス
【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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