(57)【要約】      （修正有）【課題】高真空環境下での高周波信号を含む複数種の信号伝送を容易に可能にした、経済的に有利で、かつ任意長に加工できる汎用性に富む耐真空用可撓性複合ケーブルの製造方法および耐真空用可撓性複合ケーブルを提供する。【解決手段】耐真空用可撓性複合ケーブル２０は、真空中において線間および芯線に空気溜まりが生じないよう、また不要ガスが放出されないよう線材および製法を考慮して製造されるもので、編組シールドを外皮とし、フッ素系樹脂を中心導体２１ａの絶縁材とした同軸芯線２１と、フッ素系樹脂を導体の絶縁材および外皮とした他の芯線２２とを撚り合わせて編組管２３に通した後、編組管２３内で同軸芯線２１と、他の芯線２２との撚りを戻して各芯線間を粗密にし、ベーキング処理を施すことにより製造される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高真空環境で用いられる可撓性複合ケーブルの製造方法であって、
編組シールドを外皮とし、フッ素系樹脂を中心導体の絶縁材とした同軸芯線と、フッ素系樹脂を導体の絶縁材および外皮とした他の芯線とを撚り合わせて編組管に通した後、前記編組管内で前記同軸芯線と他の芯線とを撚り戻して、ベーキング処理を施すことを特徴とする耐真空用可撓性複合ケーブルの製造方法。
【請求項２】
前記各芯線は、撚り線を導体とした可撓性ケーブルであることを特徴とする請求項１記載の耐真空用可撓性複合ケーブルの製造方法。
【請求項３】
前記各芯線の導体、編組シールド、編組管の少なくともいずれかを銀メッキ線にしたことを特徴とする請求項１または２記載の耐真空用可撓性複合ケーブルの製造方法。
【請求項４】
編組シールドを外皮とし、フッ素系樹脂を中心導体の絶縁材とした同軸芯線と、フッ素系樹脂を導体の絶縁材および外皮とした他の芯線とを撚り合わせ、編組管で引き揃えたことを特徴とする耐真空用可撓性複合ケーブル。
【請求項５】
前記同軸芯線と前記他の芯線とをそれぞれ複数本設けた請求項４記載の耐真空用可撓性複合ケーブル。
【請求項６】
高真空環境下に置かれた耐真空カメラを大気側に設けた機器に回路接続するための可撓性を有する耐真空用可撓性複合ケーブルであって、
シールド編組管と、
前記シールド編組管に緩挿され、撚り線を中心導体とし、フッ素系樹脂を中心導体の絶縁材とし、編組シールドを外皮とした複数本の同軸芯線と、
前記シールド編組管に緩挿され、撚り線を導体とし、フッ素系樹脂を導体の絶縁材とした複数本の他の芯線と
を具備したことを特徴とする耐真空複合ケーブル。
【請求項７】
真空環境に置かれた筐体内に設けられ大気環境で動作するＣＣＤを前記真空環境で回路接続する耐真空用可撓性複合ケーブルであって、
前記ＣＣＤの高周波信号伝送に用いる、フッ素系樹脂を絶縁材とし編組シールドを外皮とした同軸芯線と、前記ＣＣＤの他の信号伝送に用いる、フッ素系樹脂を外皮とした複数の信号線とをシールド編組管に緩挿し、真空ベーキング処理を施したことを特徴とする耐真空用可撓性複合ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高真空環境下で複数の回路配線を必要とする場合、例えば真空環境に置かれた筐体内に設けられ大気環境で動作するＣＣＤを前記真空環境で回路接続する場合に用いて好適な耐真空用可撓性複合ケーブルの製造方法および耐真空用可撓性複合ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
真空雰囲気中で使用されるケーブルに対しては、ケーブルの被覆材や構造等に起因して発生し残留するガスを極力抑制することが要求される。
【０００３】
従来、高真空環境下で複数の回路配線を必要とする場合、例えばカブトンチューブ（カブトンは登録商標）に銀メッキ銅線を通した構造のケーブルを各配線毎に個別に用意して用いていた。しかしながら、この種、耐真空用ケーブルは、経済性の面で問題があるとともに、ケーブルの長さが規定され、可撓性に難があることから汎用性に乏しいという問題があった。さらに、真空環境下に置かれた高周波信号を扱う電子機器類、例えば真空環境に置かれた筐体内に設けられ大気環境で動作するＣＣＤを上記真空環境で回路接続する耐真空用カメラ機器に於いて、ＣＣＤを駆動する高周波信号、出力映像信号等の伝送路上に於ける周波数特性（特性インピーダンス）を精確に管理できないという電気特性上の問題もあった。
【特許文献１】特開２００４−６３３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、従来の耐真空用ケーブルは、経済性の面で問題があるとともに、ケーブルの長さが規定され、可撓性に難があることから汎用性に乏しいという問題があった。さらに、真空環境下に置かれた高周波信号を扱う耐真空用カメラ等の電子機器類への適用に対して電気特性上の問題があった。
【０００５】
本発明は上記実情に鑑みなされたもので、高真空環境下での高周波信号を含む複数種の信号伝送を容易に可能にした、経済的に有利で、かつ任意長に加工できる汎用性に富む耐真空用可撓性複合ケーブルの製造方法および耐真空用可撓性複合ケーブル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】
【０００６】
本発明は、高真空環境で用いられる可撓性複合ケーブルの製造方法であって、編組シールドを外皮とし、フッ素系樹脂を中心導体の絶縁材とした同軸芯線と、フッ素系樹脂を導体の絶縁材および外皮とした他の芯線とを撚り合わせて編組管に通した後、前記編組管内で前記同軸芯線と他の芯線とを撚り戻して、ベーキング処理を施すことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、編組シールドを外皮とし、フッ素系樹脂を中心導体の絶縁材とした同軸芯線と、フッ素系樹脂を導体の絶縁材および外皮とした他の芯線とを撚り合わせ、編組管で引き揃えた耐真空用可撓性複合ケーブルを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、高真空環境下に置かれた耐真空カメラを大気側に設けた機器に回路接続するための可撓性を有する耐真空用可撓性複合ケーブルであって、シールド編組管と、前記シールド編組管に緩挿され、撚り線を中心導体とし、フッ素系樹脂を中心導体の絶縁材とし、編組シールドを外皮とした複数本の同軸芯線と、前記シールド編組管に緩挿され、撚り線を導体とし、フッ素系樹脂を導体の絶縁材とした複数本の他の芯線とを具備したことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、真空環境に置かれた筐体内に設けられ大気環境で動作するＣＣＤを前記真空環境で回路接続する耐真空用可撓性複合ケーブルであって、前記ＣＣＤの高周波信号伝送に用いる、フッ素系樹脂を絶縁材とし編組シールドを外皮とした同軸芯線と、前記ＣＣＤの他の信号伝送に用いる、フッ素系樹脂を外皮とした複数の信号線とをシールド編組管に緩挿し、真空ベーキング処理を施したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
高真空環境下での高周波信号を含む複数種の信号伝送を容易に可能にした、経済的に有利で、かつ任意長に加工できる汎用性に富んだ耐真空用可撓性複合ケーブルが提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。  
本発明の実施形態に係る耐真空用可撓性複合ケーブルを用いたカメラ装置全体の構成を図１に示す。  
本発明の実施形態に係る耐真空用カメラ１０は、１０−６［Ｐａ］程度の高真空環境にある真空チャンバー（例えば真空室）１の内部に於いて、耐真空用可撓性複合ケーブル２０を用いることにより、真空室１内で任意の位置および姿勢制御による被検査体（被写体）２の観察（監視）が可能な構造としている。上記耐真空用カメラ１０と、耐真空用可撓性複合ケーブル２０との接続インタフェースに耐真空用多極貫通コネクタが用いられる。
【００１２】
この耐真空用可撓性複合ケーブル２０を用いた耐真空用カメラ１０により、真空室１内に於いて、被検査体（被写体）２の位置合わせ、アライメント調整等、被検査体近傍での自由な位置取り、角度設定を可能にした観察用テレビカメラを実現可能にしている。また、電気的特性は一般用カメラと同等でありながら、１０−６［Ｐａ］程度の高真空環境下に於いても真空環境へのガス放出がほぼゼロのカメラケーブル付耐真空用カメラを実現している。この耐真空用カメラを実現するため、耐真空用カメラ１０、および耐真空用可撓性複合ケーブル２０は、それぞれ真空度１０−６［Ｐａ］の高真空に晒されても安定に動作し、かつ真空空間への不純物放出（不要ガス放出）を最小限に抑えた構造および材料構成としている。
【００１３】
真空室１には、耐真空用可撓性複合ケーブル２０の接続インタフェースをもつ貫通コネクタ３０を備えた密閉構造のフランジ４０が設けられる。真空室１内に置かれた耐真空用カメラ１０は、耐真空用可撓性複合ケーブル２０、およびフランジ４０に設けられた貫通コネクタ３０を介して真空室１の外部（大気側）に設けられた制御器５０に回路接続される。フランジ４０は真空室１の規格および寸法に準じた形状および強度とする。貫通コネクタ３０は気密性の高い構造とする。制御器５０は、耐真空用カメラ１０に設けられた撮像素子に駆動信号を送出し、撮像素子の出力信号に従う映像信号を外部へ出力する。
【００１４】
真空室１内に設けられる耐真空用カメラ１０は、撮像素子を収容したカメラ筐体と、撮像素子に結像するレンズを装着するレンズマウントと、撮像素子を回路接続する耐真空用多極貫通コネクタおよびこのコネクタを覆うジャケットとを有し、レンズマウントおよびコネクタジャケットを隔壁にカメラ筐体を密閉した構造としている。これにより真空域内に於いてカメラ筐体に収容された撮像素子は大気側の環境に置かれる。
【００１５】
耐真空用カメラ１０の真空中に晒される外筐は、真空中に於いてガス放出が非常に少ない金属材料を用いて構成される。ここでは耐真空用カメラ１０の外筐を構成する、カメラ筐体、レンズマウント、ジャケットをすべてステンレス鋼を用いて構成している。この耐真空用カメラ１０の具体的な構造については図４乃至図１１を参照して後述する。
【００１６】
真空室１内に設けられる耐真空用可撓性複合ケーブル２０は、本発明の実施形態に係る耐真空用多極貫通コネクタ（図７乃至図１１の符号１４参照）に接続される信号ケーブルを構成するもので、真空中での不純物放出を最小限に抑える材料と構造を採用し、定インピーダンスの信号線（同軸芯線）を含んだ多芯ケーブル構造により高周波信号を含んだカメラ信号（ＣＣＤ直接駆動信号）の理想的伝送を可能にしている。
【００１７】
この耐真空用可撓性複合ケーブル２０の断面構造を図２および図３に示し、ケーブルコネクタを設けた同ケーブルを図８に示している。
【００１８】
耐真空用可撓性複合ケーブル２０は、真空中において線間および芯線に空気溜まりが生じないよう、また不要ガスが放出されないよう線材および製法を考慮して製造されるもので、図２および図３に示すように、編組シールド２１ｃを外皮とし、フッ素系樹脂を中心導体２１ａの絶縁材２１ｂとした同軸芯線２１，２１，…と、フッ素系樹脂を導体２２ａの絶縁材および外皮２２ｂとした他の芯線２２，２２，…とを撚り合わせて編組管２３に通した後、前記編組管２３内で前記同軸芯線２１，２１，…と、他の芯線２２，２２，…との撚りを戻して各芯線間を粗密にし、ベーキング処理を施すことにより製造される。
【００１９】
なお、上記各芯線２１，２２は、柔軟性を保ち、かつ長期間の使用に耐えるよう、内部導体２１ａ，２２ａに撚り線を用いた可撓性ケーブル構造であり、大気中で用いられる通常の可撓性ケーブルとほぼ同様の可撓性を有している。
【００２０】
また、上記各芯線２１，２２の絶縁材２１ｂ，２２ｂにフッ素系樹脂を用い、各芯線２１，２２の導体２１ａ，２２ａ、編組シールド２１ｃ、編組管２３に銀メッキ線を用いて真空中に不要ガスを放出しない材料構成としている。上記ベーキングの処理では、約２００℃で十数時間乃至数十時間の真空ベーキングを行い、樹脂内の不要なガス成分を除去している。
【００２１】
このようにして製造した耐真空用可撓性複合ケーブル２０は、樹脂絶縁のケーブルであり、ケーブル自体が非常に柔らかに撓ることから、大気中において使用される一般的なカメラケーブルと同様な可撓性を実現でき、被写体に合わせた真空室１内でのカメラの移動、ハンドリングが自由に行える。また上記各芯線２１，２２を編組管２３により収束することで電磁遮蔽効果を向上させている。このようなケーブル構造により、経済的に有利な構成で、電気的特性は、一般用のカメラケーブルと同等でありながら、１０−６［Ｐａ］に於いても真空環境へのガス放出がほぼゼロの耐真空用可撓性カメラケーブルが実現できる。
【００２２】
上記した耐真空用可撓性複合ケーブル２０の一端には、図４および図８に示すように、耐真空用カメラ１０の筐体に設けられた耐真空用多極貫通コネクタ（図７乃至図１１の符号１４参照）に結合するケーブルコネクタ２８が設けられ、他端には、フランジ４０の貫通コネクタ３０に結合するケーブルコネクタが設けられる。
【００２３】
上記した耐真空用可撓性複合ケーブル２０とともに真空室１内に設けられる耐真空用カメラ１０の各部の組み立て構造を図４乃至図１１に示している。耐真空用カメラ１０全体の外観構造を図４に示し、耐真空用カメラ１０のカメラヘッド部の組み立て構造を図５および図６に示し、耐真空用多極貫通コネクタおよびこのコネクタを覆うジャケット部の取付構造を図７および図８に示し、上記コネクタ嵌着されるケーブルコネクタ２８を設けた耐真空用可撓性複合ケーブル２０を図８に示し、耐真空用多極貫通コネクタの組み立て構造を図９乃至図１１に示している。
【００２４】
真空室１内に設けられる耐真空用カメラ１０は、図４乃至図８に示すように、撮像素子（この実施形態ではＣＣＤ）で構成したカメラ本体１１を収容するカメラ筐体１２と、撮像素子に結像するレンズを装着するレンズマウント１３と、撮像素子を回路接続する耐真空用多極貫通コネクタ１４およびこの貫通コネクタ１４を覆うコネクタジャケット（コネクタケース）１５とを有して構成される。
【００２５】
さらにカメラ筐体１２の外周部には、図４に示すように、真空室１内において、耐真空用カメラ１０を図示しないカメラ移動機構（マニピュレータ）に装着するためのクランプ金具１８が取り付けられる。この図４では、コネクタジャケット１５内に設けられた耐真空用多極貫通コネクタ１４に、耐真空用可撓性複合ケーブル２０の一端に設けたケーブルコネクタ２８が嵌着された状態を例示している。
【００２６】
これら耐真空用カメラ１０の外筐を構成するカメラ筐体１２、レンズマウント１３、およびコネクタジャケット１５と、クランプ金具１８、およびケーブルコネクタ２８の外筐等、真空域に晒される金属材部分は、それぞれステンレス鋼により構成される。なお、図ではレンズマウント１３に装着されるレンズおよびレンズケースを示していないが、レンズマウント１３に装着されるレンズケースについてもステンレス鋼により構成される。
【００２７】
図５および図６に示すように、レンズマウント１３の撮像面部１３ｂに、機密保持用のＯリング１３３、フロントガラス１３４、スリップ板１３５を配置してガラス押さえ１３２を撮像面部１３ｂに螺合することで、レンズマウント１３にフロントガラス１３４が取着される。さらにレンズマウント１３の撮像面部１３ｂに、図６に示すように、レンズケース（図示せず）を装着するためのマウントアダプタ１３６を螺合し締め付けねじで固定することにより、レンズマウント１３にマウントアダプタ１３６が取着される。このレンズマウント１３を撮像面側からみた取付状態を図６（ｂ）に示している。
【００２８】
図５及び図６に示すように、カメラ本体１１をレンズマウント１３のカメラ装着部１３ａに嵌挿し、カメラ押さえ１３１をレンズマウント１３に螺合して、レンズマウント１３のカメラ装着部１３ａにカメラ本体１１を装着した後、図７に示すように、レンズマウント１３の筐体接合部１３ｃに、機密保持用のＯリング１３７を介在して、筒状カメラ筐体１２の一端をねじ止めし、カメラ本体１１の周囲にカメラ筐体１２を取り付けることにより、耐真空用カメラ１０のカメラヘッド部が構成される。さらに、図７および図８に示すように、カメラ筐体１２の他端に、機密保持用のＯリング１５１を介在して、耐真空用多極貫通コネクタ１４を設けたコネクタジャケット１５をねじ止めし、カメラ筐体１２にコネクタジャケット１５を取着することにより、カメラ筐体１２を密閉構造にした耐真空用カメラ１０が構成される。なお、図７に示す符号１９は、耐真空用カメラ１０内でカメラ本体１１と耐真空用多極貫通コネクタ１４とを回路接続する内部配線である。
【００２９】
コネクタジャケット１５に設けられる耐真空用多極貫通コネクタ１４は、図９乃至図１１に示すように、複数の孔ａ，…を有する一対のインシュレータ１４１，１４２と、このインシュレータ１４１，１４２の孔ａ，…を貫通した複数のピンコンタクト１４３，…と、インシュレータ１４１，１４２の相互の間に充填された接着剤１４５とにより構成される。インシュレータ１４１，１４２は、ポリエーテル・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ）樹脂により成形される。ピンコンタクト１４３，…には、金メッキ若しくはＳｎ、Ｚｎ成分を含まない無電解ニッケルメッキが施されている。接着剤１４５には二液混合型エポキシ系接着剤が用いられる。インシュレータ１４１には、インシュレータ１４２と接合する面側に凹陥部Ａが形成され、この凹陥部Ａの底部にピンコンタクト取付用の複数の孔ａ，…が設けられている。凹陥部Ａには高い鍔部Ｂと、低い鍔部Ｃが形成され、鍔部Ｃが、上記凹陥部Ａに塗布した接着剤１４５の余剰分の逃げ溝となっている。
【００３０】
この耐真空用多極貫通コネクタ１４は、複数のピンコンタクトが貫通する孔を有した一対のインシュレータ１４１，１４２のうち、カメラ本体側の一方のインシュレータ１４１にエポキシ系接着剤１４５を塗布した後、インシュレータ１４１の孔ａ，…に、鍔つきのピンコンタクト１４３，…を嵌挿し、さらにインシュレータ１４１の孔ａ，…に嵌挿されたピンコンタクト１４３，…を他方のインシュレータ１４２の孔ａ，…に嵌挿して、一対のインシュレータ１４１，１４２を密着させ、一対のインシュレータ１４１，１４２の間、およびピンコンタクト１４３，…とインシュレータ１４１，１４２との間にエポキシ系接着剤１４５を充填して硬化させることによって製造される。接着剤１４５を硬化させる工程では、後のコネクタ接続の馴致性を考慮して、図１１に示すように、後に耐真空用可撓性複合ケーブル２０に接続して用いるケーブルコネクタ２８に仮嵌着して硬化させている。
【００３１】
この耐真空用多極貫通コネクタ１４のインシュレータ周部にエポキシ系接着剤を塗布し、耐真空用多極貫通コネクタ１４を、図７および図８に示すように、コネクタジャケット１５のコネクタ装着部１５ａに嵌挿して、コネクタ押さえ１５３をコネクタ装着部１５ａに螺合することにより、耐真空用多極貫通コネクタ１４とコネクタ装着部１５ａとの間隙にエポキシ系接着剤が充填された状態で耐真空用多極貫通コネクタ１４がコネクタジャケット１５に取着される。
【００３２】
これにより真空側と大気側とを耐真空用多極貫通コネクタ１４で隔離したコネクタジャケット１５が構成される。なお、上記した耐真空用多極貫通コネクタ１４の構造は、耐真空用カメラ１０の貫通コネクタだけでなく、例えば密閉構造のフランジ４０に設けられた貫通コネクタ３０にも適用することができる。
【００３３】
上記した本発明の実施形態に係る耐真空用可撓性複合ケーブル２０を耐真空用カメラ１０に適用することにより、真空域内における被検査体（被写体）の位置合わせ、アライメント調整等、被検査体近傍での自由な位置取り、角度設定を可能にした、経済的に有利な構成の監視・観察用テレビカメラを実現することができる。この耐真空用可撓性複合ケーブル２０を用いた耐真空用カメラ１０は、例えば、真空成膜装置（成膜蒸着、スパッタリングなど）やその他の真空設備など各種の産業用真空装置に適用できる。
【００３４】
また、上記耐真空用可撓性複合ケーブル２０に、照明用配線を設け、上記耐真空用多極貫通コネクタ１４に照明用配線のピンコンタクトを設け、上記レンズマウント１３にＬＥＤ設けることで、照明機能をもつ耐真空用カメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態に係る耐真空用可撓性複合ケーブルを用いた耐真空用カメラの構成を示すブロック図。
【図２】上記実施形態に係る耐真空用可撓性複合ケーブルの断面構造を示す図。
【図３】上記図２に示す耐真空用可撓性複合ケーブルに含まれる同軸芯線の断面構造を示す図。
【図４】上記実施形態に係る耐真空用可撓性複合ケーブルを用いた耐真空用カメラの外観構造を示す図。
【図５】上記実施形態に係る耐真空用可撓性複合ケーブルを用いた耐真空用カメラの組立構造を示す図。
【図６】上記実施形態に係る耐真空用可撓性複合ケーブルを用いた耐真空用カメラの組立構造を示す図。
【図７】上記実施形態に係る耐真空用可撓性複合ケーブルを用いた耐真空用カメラの組立構造を示す図。
【図８】上記実施形態に係る耐真空用可撓性複合ケーブルと同ケーブル端に設けたケーブルコネクタの組立構造を示す図。
【図９】上記実施形態に係る耐真空用可撓性複合ケーブルを用いた耐真空用カメラのコネクタ組立構造を示す図。
【図１０】上記実施形態に係る耐真空用可撓性複合ケーブルを用いた耐真空用カメラのコネクタ組立構造を示す図。
【図１１】上記実施形態に係る耐真空用可撓性複合ケーブルを用いた耐真空用カメラのコネクタ組立構造を示す図。
【符号の説明】
【００３６】
１…真空チャンバー（例えば真空室）、２…被検査体（被写体）、１０…耐真空用カメラ、１１…カメラ本体（ＣＣＤユニット）、１２…カメラ筐体、１３…レンズマウント、１４…耐真空用多極貫通コネクタ、１５…コネクタジャケット（コネクタケース）、１８…クランプ金具、２０…耐真空用可撓性複合ケーブル、２１…同軸芯線、２１ａ…中心導体、２１ｂ…絶縁材、２１ｃ…編組シールド、２２…他の芯線、２２ａ…導体、２２ｂ…絶縁材、２３…編組管、２８…ケーブルコネクタ、３０…貫通コネクタ、４０…フランジ、５０…制御器。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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