(57)【要約】【課題】基板アセンブリを筐体に高精度に位置決めすることができる電気接続箱を提供する。【解決手段】半導体パワーインテグレーション１は、基板２に端子ブロック８が搭載されて成る基板アセンブリ１０と、この基板アセンブリ１０を収容する合成樹脂製の筐体と、を備えている。筺体は、箱状のケース本体９ａと、該ケース本体９ａの開口部を塞ぐカバーと、で構成されている。ケース本体９ａには、基板２と平行な方向に突出したボス９４が設けられている。端子ブロック８には、ボス９４が挿入される基準孔が設けられている。当該基準孔にボス９４が挿入されることにより、基板アセンブリ１０は、筐体９に対して矢印Ｘ方向及び矢印Ｙ方向に高精度に位置決めされる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に端子ブロックが搭載された基板アセンブリと、それを収容する筐体と、を備えた電気接続箱において、
前記筐体に、前記基板と平行な方向に突出したボスが設けられ、
前記端子ブロックに、前記ボスが挿入される孔が設けられている
ことを特徴とする電気接続箱。
【請求項２】
前記孔が、前記基板に垂直な方向に開口した第１開口部と、前記基板に平行な方向に開口し、前記ボスが通される第２開口部と、前記第２開口部と反対側に開口しかつ前記第１開口部と連なった第３開口部と、を有している
ことを特徴とする請求項１に記載の電気接続箱。
【請求項３】
請求項２に記載の電気接続箱の製造方法であって、
位置決めピンが設けられた治具板に前記基板を固定し、前記位置決めピンを前記第１開口部から前記孔に通して前記端子ブロックを位置決めする
ことを特徴とする電気接続箱の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車に搭載される電気接続箱及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車に搭載されて電源分配を行う電気接続箱には様々な構造のものがあるが、例えば、特許文献１に開示されている電気接続箱のように、基板に端子ブロックが搭載されて成る基板アセンブリを備え、「半導体パワーインテグレーション」と呼ばれるものがある。
【０００３】
図１５は、公知ではないが本願発明者が発明した半導体パワーインテグレーションの平面図である。この半導体パワーインテグレーション３０１は、基板３０２に端子ブロック３０８及び電子部品１１〜１３が搭載されて成る基板アセンブリ３１０と、これらを収容する合成樹脂製又は金属製の筺体３０９（図１５中に一点鎖線で示す。）と、を備えている。
【０００４】
上記端子ブロック３０８は、Ｌ字状に形成された複数の出力端子４、基板３０２に電源を供給する電源バスバ６、故障診断に用いるダイアグ端子７及びこれらを保持した合成樹脂製の端子保持部３０５等で構成されている。
【０００５】
上記複数の出力端子４は、その一端部が基板３０２のスルーホール２１に通されて該基板３０２にはんだ付けされており、他端部がコネクタ嵌合部３ａ，３ｂを構成している。
【０００６】
上記電源バスバ６は、電源コネクタ嵌合部３ｃを構成する電源入力部６０と、基板３０２のスルーホール２１に通されて該基板３０２にはんだ付けされた複数の基板接続部６１〜６３と、電源入力部６０と基板接続部６１〜６３とを繋いだ連結部６６と、を有している。
【０００７】
上記ダイアグ端子７は、その一端部が基板３０２のスルーホール２１に通されて該基板３０２にはんだ付けされている。ダイアグ端子７の他端部は、故障診断時にテスターの導体部が接続される。また、筺体３０９には、前記テスターの導体部を挿入するための貫通孔９５が形成されている。
【０００８】
上記コネクタ嵌合部３ａ，３ｂは、負荷側と接続されたコネクタが嵌合する部分であり、複数の出力端子４の他端部と、端子保持部３０５と、筺体３０９に一体に設けられた枠部９６ａ，９６ｂと、で構成されている。
【０００９】
上記電源コネクタ嵌合部３ｃは、電源側と接続されたコネクタが嵌合する部分であり、電源入力部６０と、端子保持部３０５と、筺体３０９に一体に設けられた枠部９６ｃと、で構成されている。
【００１０】
図１５中の矢印Ｋは、上述した各コネクタが電源コネクタ嵌合部３ｃ及びコネクタ嵌合部３ａ，３ｂに嵌合する方向を表している。また、電源コネクタ嵌合部３ｃに嵌合されたコネクタから電源入力部６０に入力された電源は、複数の基板接続部６１〜６３で分岐されて基板３０２に供給され、基板３０２の配線パターン、電子部品１１〜１３、配線パターン、出力端子４を順に通って、コネクタ嵌合部３ａ，３ｂに嵌合されたコネクタから負荷側に出力される。
【００１１】
上記テスター挿入用の貫通孔９５は、故障診断を行う際の作業性を考慮して、筺体３０９の上面３０９ａに形成されている。このため、筺体３０９は前記貫通孔９５から水が入り易い構造となっている。よって、半導体パワーインテグレーション３０１においては、ダイアグ端子７の他端部を基板３０２の外側に位置付け、かつ、筺体３０９内部を基板３０２を収容する第１収容室９１と、ダイアグ端子７の他端部を収容すると共に貫通孔９５が設けられた第２収容室９２とに区画して、前記貫通孔９５から第１収容室９１内に進入した水が第２収容室９２内の基板３０２に掛からないようにしている。
【００１２】
また、上記電源コネクタ嵌合部３ｃに嵌合されるコネクタが接続された電線は、太くて曲がり難い。このため、半導体パワーインテグレーション３０１においては、電源コネクタ嵌合部３ｃを筺体３０９の上面３０９ａ近傍に配置して前記電線を取り回し易くするために、電源入力部６０を基板３０２の外側かつ筺体３０９の上面３０９ａ近傍に位置付けている。
【００１３】
上述したように、半導体パワーインテグレーション３０１においては、様々な理由から、端子ブロック３０８の一部を基板３０２の外側にはみ出させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−３５９３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記半導体パワーインテグレーション３０１は、基板アセンブリ３１０の外寸と筐体３０９の内寸を揃えることで基板アセンブリ３１０を筐体３０９に位置決めしていた。しかしながら、基板アセンブリ３１０は、複数の部品によって構成されているので、各部品の部品公差や部品同士の組み付け公差が累積され、外寸精度を出すことが困難であった。よって、基板アセンブリ３１０を筐体３０９に高精度に位置決めすることが困難であり、基板アセンブリ３１０を筐体３０９内に収容した状態でがたつきが生じてしまったり、基板アセンブリ３１０を筐体３０９内に挿入し難くなってしまうという問題があった。
【００１６】
特に、上記半導体パワーインテグレーション３０１は、筺体３０９内部を第１収容室９１と第２収容室９２とに区画しているので、基板アセンブリ３１０の外寸にずれが生じると、基板アセンブリ３１０を筐体３０９内に非常に挿入し難くなってしまうという問題があった。
【００１７】
したがって、本発明は、基板アセンブリを筐体に高精度に位置決めすることができる電気接続箱及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
請求項１に記載された発明は、基板に端子ブロックが搭載された基板アセンブリと、それを収容する筐体と、を備えた電気接続箱において、前記筐体に、前記基板と平行な方向に突出したボスが設けられ、前記端子ブロックに、前記ボスが挿入される孔が設けられていることを特徴とする電気接続箱である。
【００１９】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記孔が、前記基板に垂直な方向に開口した第１開口部と、前記基板に平行な方向に開口し、前記ボスが通される第２開口部と、前記第２開口部と反対側に開口しかつ前記第１開口部と連なった第３開口部と、を有していることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項３に記載された発明は、請求項２に記載の電気接続箱の製造方法であって、位置決めピンが設けられた治具板に前記基板を固定し、前記位置決めピンを前記第１開口部から前記孔に通して前記端子ブロックを位置決めすることを特徴とする電気接続箱の製造方法である。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載された発明によれば、前記筐体に、前記基板と平行な方向に突出したボスが設けられ、前記端子ブロックに、前記ボスが挿入される孔が設けられているので、基板アセンブリを筐体に高精度に位置決めすることができる電気接続箱を提供することができる。
【００２２】
請求項２，３に記載された発明によれば、前記孔が、前記基板に垂直な方向に開口した第１開口部と、前記基板に平行な方向に開口し、前記ボスが通される第２開口部と、前記第２開口部と反対側に開口しかつ前記第１開口部と連なった第３開口部と、を有しているので、孔を、基板に対して端子ブロックを位置決めする際の基準として用いた後、基板アセンブリを筐体に位置決めする際の基準として用いることができ、基板アセンブリと筐体との寸法ずれを最小にすることができる。また、前記孔が第３開口部を有しているので、金型で前記孔を形成する際に、当該金型を単純化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態にかかる電気接続箱を示す斜視図である。
【図２】図１に示された筐体のカバーを外した状態を示す斜視図である。
【図３】図２に示された基板アセンブリを筐体のケース本体外に取り出した状態を示す斜視図である。
【図４】図３に示された基板アセンブリの平面図である。
【図５】図３に示された基板アセンブリの底面図である。
【図６】図３に示された基板アセンブリの正面図である。
【図７】図３に示された基板アセンブリの製造方法を説明するための図であり、分断される前の基板が複数連なった基板母材の平面図である。
【図８】図７に示された基板母材に各基板アセンブリを構成する各端子ブロックを重ねた組基板を示す平面図である。
【図９】図８中のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図１０】図９中のＢ部拡大図である。
【図１１】図１０中のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図１２】図１１に示された基準孔に位置決めピンが通された状態を示す断面図である。
【図１３】図１１に示された基準孔に筐体のボスが挿入された状態を示す断面図である。
【図１４】図１１に示された基準孔を形成する金型の断面図である。
【図１５】本願発明の課題を説明するための電気接続箱の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の一実施形態にかかる「電気接続箱」を図１〜１４を参照して説明する。
【００２５】
図１〜３に示す半導体パワーインテグレーション（請求項の「電気接続箱」に相当する。）１は、自動車に搭載されて主に電源分配を行うものであり、基板アセンブリ１０と、これを収容する合成樹脂製の筺体９と、を備えている。
【００２６】
上記基板アセンブリ１０は、図４〜６に示すように、基板２に端子ブロック８及び電子部品１１〜１４が搭載されたものであり、端子ブロック８の一部が基板２の外側にはみ出している。基板２は、絶縁板２０に配線パターン及びスルーホール２１が設けられた周知のプリント基板である。電子部品１１〜１４は、基板２にはんだ付けされている。電子部品１１は、ＦＥＴである。電子部品１２は、ダイオードである。電子部品１３は、コンデンサである。電子部品１４は、セラミックコンデンサである。
【００２７】
上記端子ブロック８は、Ｌ字状に形成された複数の出力端子４、基板２に電源を供給する電源バスバ６、故障診断に用いるダイアグ端子７及びこれらを保持した合成樹脂製の端子保持部５等で構成されている。
【００２８】
上記複数の出力端子４は、その一端部が基板２のスルーホール２１に通されて該基板２にはんだ付けされており、他端部が後述するコネクタ嵌合部３ａ，３ｂを構成している。
【００２９】
上記電源バスバ６は、金属板にプレス加工等が施されて得られるものであり、後述する電源コネクタ嵌合部３ｃを構成する電源入力部６０と、基板２のスルーホール２１に通されて該基板２にはんだ付けされた複数の基板接続部６１〜６３と、電源入力部６０と基板接続部６１〜６３とを繋いだ連結部６６と、を有している。連結部６６は、端子保持部５の上面に重ねられている。電源入力部６０は、連結部６６の長手方向一端部から基板２と平行に延びている。基板接続部６１〜６３は、連結部６６の幅方向一端部において基板２側に直角に曲げられている。
【００３０】
上記ダイアグ端子７は、その一端部が基板２のスルーホール２１に通されて該基板２にはんだ付けされている。ダイアグ端子７の他端部は、故障診断時にテスターの導体部が接続される。また、筺体９には、前記テスターの導体部を挿入するための貫通孔９５が形成されている。
【００３１】
上記コネクタ嵌合部３ａ，３ｂは、ヘッドランプ等の負荷側と接続されたコネクタが嵌合する部分であり、複数の出力端子４の他端部と、端子保持部５と、筺体９に一体に設けられた枠部９６ａ，９６ｂと、で構成されている。
【００３２】
上記電源コネクタ嵌合部３ｃは、バッテリ、オルタネータ等の電源側と接続されたコネクタが嵌合する部分であり、電源入力部６０と、端子保持部５と、筺体９に一体に設けられた枠部９６ｃと、で構成されている。
【００３３】
図１中の矢印Ｋは、上述した各コネクタが電源コネクタ嵌合部３ｃ及びコネクタ嵌合部３ａ，３ｂに嵌合する方向を表している。電源コネクタ嵌合部３ｃ及びコネクタ嵌合部３ａ，３ｂは、矢印Ｋと直交する方向（矢印Ｘ方向）に並んでいる。また、電源コネクタ嵌合部３ｃに嵌合されたコネクタから電源入力部６０に入力された電源は、複数の基板接続部６１〜６３で分岐されて基板２に供給され、基板２の配線パターン、電子部品１１〜１４、配線パターン、出力端子４を順に通って、コネクタ嵌合部３ａ，３ｂに嵌合されたコネクタから負荷側に出力される。
【００３４】
また、上記電源バスバ６の基板接続部６１〜６３は、端子保持部５に設けられた貫通孔５１〜５３を通されて基板２にはんだ付けされている。このことにより、各コネクタが電源コネクタ嵌合部３ｃ及び各コネクタ嵌合部３ａ，３ｂに嵌合する際及び嵌合状態から離脱する際に掛かる力を電源バスバ６で受けることができ、出力端子４と基板２とのはんだ付け箇所に力が掛かることを防止できる。そのため、該はんだ付け箇所にひび割れが生じることを防止できる。さらに、端子保持部５を基板２に固定するネジを廃止することができ、基板２を小型化することができる。
【００３５】
上記貫通孔５１は、端子保持部５における隣り合った電源コネクタ嵌合部３ｃとコネクタ嵌合部３ａの間に設けられている。上記貫通孔５２は、端子保持部５における隣り合ったコネクタ嵌合部３ａとコネクタ嵌合部３ｂの間に設けられている。これら「端子保持部５における隣り合った電源コネクタ嵌合部３ｃとコネクタ嵌合部３ａの間」及び「端子保持部５における隣り合ったコネクタ嵌合部３ａとコネクタ嵌合部３ｂの間」は、各コネクタを電源コネクタ嵌合部３ｃ及び各コネクタ嵌合部３ａ，３ｂに嵌合させる構造において不可避なスペースである。当該スペースに貫通孔５１，５２を設けることにより、半導体パワーインテグレーション１の省スペース化を図ることができる。
【００３６】
上記筺体９は、図１に示すように、箱状のケース本体９ａと、該ケース本体９ａの開口部を塞ぐカバー９ｂと、で構成されている。上記テスター挿入用の貫通孔９５は、故障診断を行う際の作業性を考慮して、車両搭載状態で筺体９の上面をなすカバー９ｂに形成されている。このため、筺体９は貫通孔９５から水が入り易い構造となっている。よって、半導体パワーインテグレーション１においては、ダイアグ端子７の他端部を基板２の外側に位置付け、かつ、筺体９内部を基板２を収容する第１収容室９１と、ダイアグ端子７の他端部を収容すると共に貫通孔９５が設けられた第２収容室９２とに区画して、貫通孔９５から第１収容室９１内に進入した水が第２収容室９２内の基板２に掛からないようにしている。図３に示すように、第１収容室９１には、基板２を矢印Ｚ方向にスライド自在に位置付けるレール９３が設けられている。第２収容室９２には、基板アセンブリ１０を筐体９に位置決めするためのボス９４が設けられている。
【００３７】
また、上記電源コネクタ嵌合部３ｃに嵌合されるコネクタが接続された電線は、太くて曲がり難い。このため、半導体パワーインテグレーション１においては、電源コネクタ嵌合部３ｃを筺体９の上面近傍に配置して前記電線を取り回し易くするために、電源入力部６０を基板２の外側かつ筺体９の上面近傍に位置付けている。
【００３８】
半導体パワーインテグレーション１においては、上述した理由から、ダイアグ端子７の他端部、電源入力部６０及び連結部６６の長手方向一端部、端子保持部５におけるダイアグ端子７及び電源入力部６０を保持した部分を基板２の外側にはみ出させている。これら端子ブロック８における基板２の外側にはみ出した部分は、筐体９の第２収容室９２に収容される。
【００３９】
さらに、図５に示すように、端子保持部５における基板２の外側にはみ出した部分と、基板２における端子ブロック８がはみ出した側と反対側の端部と、には、基板２に対して端子ブロック８を位置決めするのに用いられる基準孔５４，２２が設けられている。また、端子保持部５に設けられた基準孔５４（請求項の「孔」に相当する。）は、基板アセンブリ１０を筐体９に位置決めするのにも用いられる。以下、基準孔５４，２２について説明すると共に上記基板アセンブリ１０及び半導体パワーインテグレーション１の製造方法について説明する。
【００４０】
上記基板アセンブリ１０を製造する際は、図７〜９に示すように、基板２が複数連なった基板母材１０２を用い、当該基板母材１０２に各基板アセンブリ１０を構成する各電子部品１１〜１４及び各端子ブロック８をはんだ付けしてから、当該基板母材１０２を分断して複数の基板アセンブリ１０を形成する。また、図８に示すように、基板母材１０２に各基板アセンブリ１０を構成する各電子部品１１〜１４及び各端子ブロック８が載せられたものを本明細書では、「組基板１００」と称する。
【００４１】
なお、本実施形態では、各基板アセンブリ１０を構成する各電子部品１１〜１４をリフローはんだ付けによって先に基板母材１０２にはんだ付けしておき、それから、各基板アセンブリ１０を構成する各端子ブロック８を基板母材１０２に重ねて、全ての端子ブロック８を基板母材１０２にフローはんだ付けによって一括はんだ付けする方法を採用している。このように、本実施形態では、製造ライン上に流す部品の単位を組基板１００単位とすることができ、製造効率を良くすることができる。
【００４２】
また、各基板アセンブリ１０を構成する各端子ブロック８を基板母材１０２に重ねる際は、複数の位置決めピン１５が設けられた治具板に基板母材１０２を固定すると共に基板母材１０２の各基準孔２２に位置決めピン１５を通す。そして、一の基板アセンブリ１０を構成する端子ブロック８の一部を隣接した基板アセンブリ１０を構成する基板２上に配置すると共に、一の基板アセンブリ１０を構成する端子ブロック８の基準孔５４に、隣接した基板アセンブリ１０を構成する基板２の基準孔２２を通された位置決めピン１５を通して端子ブロック８を位置決めする。こうして端子ブロック８の基準孔５４に位置決めピン１５を通すことにより、端子ブロック８の出力端子４、基板接続部６１〜６３、ダイアグ端子７が基板２のスルーホール２１に挿入される。
【００４３】
なお、図７中の右端（符号が正しく見える方向から見た場合の右端）に位置する基板２については、その右側に隣接する基板２が存在しないので、基準孔２２に通されていない位置決めピン１５を用いて端子ブロック８を位置決めする。また、図７中の左端（符号が正しく見える方向から見た場合の左端）に位置する基板２の基準孔２２は、本実施形態では利用しない。
【００４４】
上述したように、一の基板アセンブリ１０の基板２に設けられた基準孔２２は、基板母材１０２の状態において隣接した基板アセンブリ１０の端子ブロック８を位置決めするためのものである。当該基準孔２２が設けられた基板端部は、電子部品１１〜１４を配置するのには適さない位置であり、元々デッドスペースとなっていた。このデッドスペースに、隣接した基板アセンブリ１０の端子ブロック８の一部を配置することで、基板母材１０２における基板ピッチを最小にでき、無駄の無い基板取りが可能になる。また、基板２に電子部品１１〜１４を搭載したり配線パターンを配索したりする際の配置自由度を高くすることができ、基板サイズを小型化することができる。
【００４５】
上記端子ブロック８の基準孔５４は、端子保持部５における電源入力部６０と基板２外縁との間のスペースに設けられている。当該スペースは、コネクタを電源コネクタ嵌合部３ｃに嵌合させる構造において不可避なスペースである。当該スペースに基準孔５４を設けることにより、半導体パワーインテグレーション１の省スペース化を図ることができる。
【００４６】
さらに、上記端子ブロック８の基準孔５４は、図１０，１１に示すように、基板２に垂直な方向に開口した第１開口部５４ａと、基板２に平行な方向に開口した第２開口部５４ｂと、第２開口部５４ｂと反対側に開口しかつ第１開口部５４ａと連なった第３開口部５４ｃと、を有している。
【００４７】
上述した位置決めピン１５は、図１２に示すように、第１開口部５４ａから基準孔５４に挿入される。このことにより、端子ブロック８は、基板２に対して矢印Ｘ方向及び矢印Ｚ方向に位置決めされる。
【００４８】
上述した手順で製造された基板アセンブリ１０がケース本体９ａ内に挿入され、ケース本体９ａの開口部がカバー９ｂで塞がれることにより、半導体パワーインテグレーション１が製造される。また、筐体９に設けられたボス９４は、基板アセンブリ１０がケース本体９ａ内に挿入されることで、図１３に示すように、第２開口部５４ｂから基準孔５４に挿入される。このことにより、基板アセンブリ１０は、筐体９に対して矢印Ｘ方向及び矢印Ｙ方向に位置決めされる。
【００４９】
このように、半導体パワーインテグレーション１においては、基準孔５４を、基板２に対して端子ブロック８を位置決めする際の基準として用いた後、基板アセンブリ１０を筐体９に位置決めする際の基準として用いているので、基板アセンブリ１０と筐体９との寸法ずれを最小にすることができる。
【００５０】
また、半導体パワーインテグレーション１は、上述したボス９４と基準孔５４とにより基板アセンブリ１０と筐体９とを高精度に位置決めすることができるので、筐体９の内寸を基板アセンブリ１０の外寸に対して大き目に設定しても、基板アセンブリ１０を筐体９内に収容した状態でがたつきが生じることを防止できる。特に、半導体パワーインテグレーション１は、筺体９内部を第１収容室９１と第２収容室９２とに区画しているので、筐体９の内寸を基板アセンブリ１０の外寸に対してタイトに設定すると、基板アセンブリ１０を筐体９内に挿入し難くなってしまうが、前述したように、筐体９の内寸を基板アセンブリ１０の外寸に対して大き目に設定することで、基板アセンブリ１０を筐体９内にスムーズに挿入することができる。
【００５１】
さらに、上記基準孔５４は、第３開口部５４ｃを有しているので、図１４に示す単純な金型１０３，１０４によって当該基準孔５４を形成することができる。金型１０３，１０４は、端子保持部５を形成する金型であり、矢印Ｈ１，矢印Ｈ２は、これら金型１０３，１０４の開き方向を表している。
【００５２】
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１  半導体パワーインテグレーション（電気接続箱）
２  基板
８  端子ブロック
９  筐体
１０  基板アセンブリ
２２  基準孔
５４  基準孔（孔）
１０２  基板母材
【図１】
2015006053.tif 000003
【図２】
2015006053.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015006053.tif 000006
【図５】
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【図６】
2015006053.tif 000008
【図７】
2015006053.tif 000009
【図８】
2015006053.tif 000010
【図９】
2015006053.tif 000011
【図１０】
2015006053.tif 000012
【図１１】
2015006053.tif 000013
【図１２】
2015006053.tif 000014
【図１３】
2015006053.tif 000015
【図１４】
2015006053.tif 000016
【図１５】
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