(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接する電源ユニット同士を、互いに連結可能に、かつ脱着自在なコネクタを介して電気的に接続して構成され、
前記電源ユニットは交流入力を直流出力に変換する回路を備えるとともに、交流入力用バスラインと直流出力側バスラインとを備え、交流入力用バスラインのコネクタ連結部と直流出力側バスラインのコネクタ連結部とを電源ユニット同士における隣接方向での側面に臨む状態で形成し、
前記コネクタは、前記コネクタ連結部に電気的接続を行う接続用端子を備えるとともに、隣接する電源ユニットのそれぞれに対向する牽制ピンを備え、
前記各電源ユニットの前記コネクタ連結部には、複数のピン挿入孔を形成するとともに、これらピン挿入孔のうちのいずれかを閉塞部材で閉塞して、前記牽制ピンの挿入が可能なピン挿入孔の位置を選択可能とした電源装置、
に用いられる電源ユニットの連結構造において、
前記牽制ピンは、前記コネクタの本体に設けた案内溝に沿ってスライドおよび位置決め自在に構成している電源ユニットの連結構造。
【請求項２】
隣接する電源ユニット同士を、互いに連結可能に、かつ脱着自在なコネクタを介して電気的に接続して構成される電源装置であって、
前記電源ユニットは交流入力を直流出力に変換する回路を備えるとともに、交流入力用バスラインと直流出力側バスラインとを備え、交流入力用バスラインのコネクタ連結部と直流出力側バスラインのコネクタ連結部とを電源ユニット同士における隣接方向での側面に臨む状態で形成し、
前記各電源ユニットにおける前記コネクタ連結部が、隣接する電源ユニットの対向する側面に凹入形成してあり、
前記コネクタは、該コネクタの本体から突出して連結された電源ユニット間から電源ユニットの外側に露出する表示部を備えるととに、
前記コネクタは、前記コネクタ連結部に電気的接続を行う接続用端子を備えるとともに、隣接する電源ユニットのそれぞれに対向する牽制ピンを備え、
前記牽制ピンは、前記コネクタの本体に設けた案内溝に沿ってスライドおよび位置決め自在に構成し、
前記各電源ユニットの前記コネクタ連結部には、複数のピン挿入孔を形成するとともに、これらピン挿入孔のうちのいずれかを閉塞部材で閉塞して、前記牽制ピンの挿入が可能なピン挿入孔の位置を選択可能とした電源装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電源装置において、
３以上電源ユニットを連結した構成のうち特定の電源ユニット同士を接続する前記コネクタの前記直流出力側バスラインのコネクタ連結部に接続する端子部および前記牽制ピンを取り外している電源装置。
【請求項４】
隣接する電源ユニット同士を、互いに連結可能に、かつ脱着自在なコネクタを介して電気的に接続して構成される電源装置であって、
前記電源ユニットは交流入力を直流出力に変換する回路を備えるとともに、交流入力用バスラインと直流出力側バスラインとを備え、交流入力用バスラインのコネクタ連結部と直流出力側バスラインのコネクタ連結部とを電源ユニット同士における隣接方向での側面に臨む状態で形成し、
前記コネクタは、前記コネクタ連結部に電気的接続を行う接続用端子を備えるとともに、隣接する電源ユニットのそれぞれに対向する牽制ピンを備え、
前記各電源ユニットの前記コネクタ連結部には、複数のピン挿入孔を形成するとともに、これらピン挿入孔のうちのいずれかを閉塞部材で閉塞して、前記牽制ピンの挿入が可能なピン挿入孔の位置を選択可能とし、
３以上電源ユニットを連結した構成のうち特定の電源ユニット同士を接続する前記コネクタの前記直流出力側バスラインのコネクタ連結部に接続する端子部および前記牽制ピンを取り外している電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源ユニット同士の連結に好適な連結構造およびそのような連結構造で電源ユニットを連結して構成される電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在のスイッチング電源等においては、工場の各種機械設備等に多用されており、その種類も各種であり、同一出力電圧であっても電源容量（出力Ｗ）が異なる複数の電源シリーズが使用されている現状となっている。このような電源の使用現状において、メーカー側にとっては、例えば同一出力電圧の電源シリーズとして異なる容量のものを個別に開発製造し、また、シリーズ毎にもそれぞれの容量に対応したものを個別に開発製造して、それらをユーザー側に販売提供している。
【０００３】
しかしながら、同一シリーズであっても容量が異なると、それぞれの容量に対応して回路基板構成やトランスの配置やその他を新たに開発設計する必要があってそれぞれに開発コストがかかる分、電源の販売価格に影響することが余儀なくされる。
【０００４】
また、それらシリーズの電源を購入して使用するユーザーにとっても同一シリーズであっても使用負荷などの各種用途に応じてそのシリーズ内の各種電源を個別に購入する必要があり電源台数も増え、購入コストがかかる、などの不具合があることも指摘されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本件出願人は、特願２０００−３０４６０２号「電源モジュールおよびこれを用いる電源ユニット」（平成１２年１０月４日提出）において、同一シリーズ内において或る容量の電源ユニットをモジュール化し、このモジュール化された電源ユニットを任意の台数で増減組み合わせ可能として任意の容量の電源を得られるようにすれば、メーカーにとっては或る容量を有する電源ユニットの開発コストだけですみ、また、ユーザーにとっては用途に応じてその容量を有する電源ユニットを一つ、あるいは、複数、安価に購入して使用できるものとなる、という提案をした。
【０００６】
かかる提案に基づく電源装置の一例が図１６および図１７に示されている。この電源装置は、モジュール化された電源ユニット６１の一つあるいは複数をＤＩＮレール６２に並列して装着支持するようになっており、電源ユニット６１単体に、交流入力端子６３、直流出力端子６４、交流入力を直流出力に変換する電源回路６５、交流入力側のバスラインＬ(i)、直流出力側のバスラインＬ(o)、などが装備されている。そして、複数の電源ユニット６１を並列して接続するとともに、端部の電源ユニット６１を、交流電源に接続されるマスタ電源ユニットとすることにより、共通の交流入力が交流入力側のバスラインＬ(i)を介して各電源ユニット６１に供給されるとともに、直流出力が直流出力側のバスラインＬ(o)を介して並列に接続されるようになっている。
【０００７】
このようにモジュール化された電源装置によれば、複数の電源ユニット６１を増設することによって、電源容量を任意に拡張することができ、これによって、同一出力電圧で異なる電源容量の電源を個別に開発する必要がなくなるものとなる。
【０００８】
しかし、このようなバスラインを有する複数の電源ユニット６１を連結する構成では、異なる出力電圧の電源ユニット６１が誤って接続されたような場合には、直流出力側のバスラインＬ(o)を介して高い出力電圧が低い出力電圧回路に回り込み、負荷に高い電圧が印加されるとともに、低圧側の電源回路６５自体にも高い電圧が印加されて焼損事故などが発生するおそれがある。
【０００９】
本発明は、このような点に着目してなされたものであって、仕様の異なる電源ユニット同士の誤った接続を未然に回避することができるようにすることを主たる目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記目的を達成するために、次のように構成している。
【００１１】
本発明は、隣接する電源ユニット同士を、互いに連結可能に、かつ脱着自在なコネクタを介して電気的に接続して構成され、前記電源ユニットは交流入力を直流出力に変換する回路を備えるとともに、交流入力用バスラインと直流出力側バスラインとを備え、交流入力用バスラインのコネクタ連結部と直流出力側バスラインのコネクタ連結部とを電源ユニット同士における隣接方向での側面に臨む状態で形成し、前記コネクタは、前記コネクタ連結部に電気的接続を行う接続用端子を備えるとともに、隣接する電源ユニットのそれぞれに対向する牽制ピンを備え、前記各電源ユニットの前記コネクタ連結部には、複数のピン挿入孔を形成するとともに、これらピン挿入孔のうちのいずれかを閉塞部材で閉塞して、前記牽制ピンの挿入が可能なピン挿入孔の位置を選択可能とした電源装置、に用いられる電源ユニットの連結構造において、前記牽制ピンは、前記コネクタの本体に設けた案内溝に沿ってスライドおよび位置決め自在に構成している。
【００１２】
本発明によると、同じ仕様のユニットのコネクタ連結部は同一であり、同仕様のユニット同士にはこの仕様に対応するコネクタを連結することができるが、このコネクタに異なった仕様のユニットを連結することはできず、同仕様のユニットのみが所定のコネクタを介して連結することができるようになる。また、或る仕様のユニットに他の仕様に対応するコネクタを連結することも不能となる。従って、仕様の違うユニット同士を誤って連結することが未然に回避される。
【００１４】
本発明によると、同仕様のユニットのコネクタ連結部には同じ位置でピン挿入孔が形成されることになり、コネクタをコネクタ連結部に連結する際に牽制ピンがピン挿入孔に合わなければ、そのユニットは仕様の異なったものであることが容易に認識できる。また、ユニットにおけるコネクタ連結部の仕様設定が、ピン挿入孔の位置を設定するだけの簡単なものとなる。
【００１６】
本発明によると、ユニットのケースを複数種の仕様のユニットに対して共用し、その仕様ごとに牽制ピンの挿入が可能なピン挿入孔の位置を異ならせておくことで、コネクタ連結部をユニットの仕様ごとに異なったものにすることができる。
【００１８】
本発明によると、牽制ピンの位置を選択することで、同じ形態のコネクタを異なった仕様のユニットに対応したものに使い分けることができる。
【００１９】
また、本発明は、隣接する電源ユニット同士を、互いに連結可能に、かつ脱着自在なコネクタを介して電気的に接続して構成される電源装置であって、前記電源ユニットは交流入力を直流出力に変換する回路を備えるとともに、交流入力用バスラインと直流出力側バスラインとを備え、交流入力用バスラインのコネクタ連結部と直流出力側バスラインのコネクタ連結部とを電源ユニット同士における隣接方向での側面に臨む状態で形成し、前記各電源ユニットにおける前記コネクタ連結部が、隣接する電源ユニットの対向する側面に凹入形成してあり、前記コネクタは、該コネクタの本体から突出して連結された電源ユニット間から電源ユニットの外側に露出する表示部を備えるととに、前記コネクタは、前記コネクタ連結部に電気的接続を行う接続用端子を備えるとともに、隣接する電源ユニットのそれぞれに対向する牽制ピンを備え、前記牽制ピンは、前記コネクタの本体に設けた案内溝に沿ってスライドおよび位置決め自在に構成し、前記各電源ユニットの前記コネクタ連結部には、複数のピン挿入孔を形成するとともに、これらピン挿入孔のうちのいずれかを閉塞部材で閉塞して、前記牽制ピンの挿入が可能なピン挿入孔の位置を選択可能としてもよい。さらに、本発明に係る電源装置においては、３以上電源ユニットを連結した構成のうち特定の電源ユニット同士を接続する前記コネクタの前記直流出力側バスラインのコネクタ連結部に接続する端子部および前記牽制ピンを取り外しているものとしてもよい。
【００２０】
本発明によると、コネクタは隣接するユニットの対向する側面の間に挟み込まれた状態で保持されることになり、コネクタが不用意に外れることはなく、また、凹入形成されたコネクタ連結部にコネクタを没入支持することで、隣接するユニット同士を接合状態コンパクトに並列配備することができる。
【００２２】
本発明によると、隣接されたユニットの間のコネクタ連結部は見えないが、ここに所定のコネクタが存在しているか否かを、露出した表示部から容易に目視認識するすることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、増設可能な電源ユニットに適用した実施態様の一例を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１に、電源ユニットを正面側から見た斜視図が、図２に、電源ユニットを背面側から見た斜視図が、図３に、分解された電源ユニット１を底面側から見た斜視図がそれぞれ示されている。
【００２５】
各電源ユニット１は同一の仕様に構成されており、そのケーシング２は、正面から見て左側に位置する主ケース２ａと、右側に位置するサイドカバーケース２ｂと、これらの正面に位置するフロントケース２ｃとを互いに嵌合連結して、左右に小幅で上下および前後に深い箱形に構成され、その内部に電源回路等の回路部分３が組み込まれている。
【００２６】
また、図２に示すように、ケーシング２の背面には、ＤＩＮレール４に係合される上下幅広の装着溝５が左右水平に形成されるとともに、ＤＩＮレール４の下縁に係合離脱自在な取付け片６が上下スライド操作可能に装着されている。また、ケーシング２の左右側面の上下には、隣接する電源ユニット１同士を機械的に連結するためのフック７とこれが挿入される係合孔８が備えられ、係合孔８に隣接する電源ユニット１のフック７を挿入した状態で、ケーシング上面に装備したロックノブ９をスライド操作することで、フック７の抜け出しが阻止されるようになっている。
【００２７】
図４に示すように、回路部分３には、左右に面する大型の主基板１１と、その前側寄り箇所に直交して連結された小型のフロント基板１２が備えられている。主基板１１には、交流入力を直流出力に変換する電源回路を構成する主要な電子部品が搭載されるとともに、フロント基板１２には、モニターランプおよび出力電圧調整ボリュームなどの電子部品の他に、入力側ソケット１３、出力側ソケット１４、および、両基板１１，１２の回路を電気的に接続する接続金具１５などが装着されており、電源ユニット１単体として図５に示す電気回路構造が構成されている。
【００２８】
ここで、前記接続金具１５はバネ性を有する導電金属板を打抜きプレスして形成されたものであり、主基板１１に挿入されハンダ付け連結される接続用ピン１５ａ、フロント基板１２に挿入されハンダ付け連結される接続用ピン１５ｂを備えるとともに、左右方向に向かう一対づつの弾性接触片１５ｃ，１５ｄを連設したものに構成されている。
【００２９】
そして、これら接続金具１５群のうちの上方の２個の接続金具１５は、入力側ソケット１３の交流入力端子１６に接続された交流入力用バスラインＬ(i)を形成するものであり、それぞれの弾性接触片１５ｃ，１５ｄは、隣接する電源ユニット１の各交流入力用バスラインＬ(i)同士を接続するコネクタ端子として機能する。
【００３０】
また、接続金具１５群のうちの下方の４個の接続金具１５は、出力側ソケット１４の直流出力端子１７に接続された一対の直流出力側バスラインＬ(o)と、入力側ソケット１３のグランド端子１８に接続されたグランドバスラインＬ(g)と、交流を直流に変換する電源回路１９に接続された制御信号ラインＬ(c)を形成するものであり、それぞれの弾性接触片１５ｃ，１５ｄは、隣接する電源ユニット１の各バスラインＬ(o)，Ｌ(g)，(c)同士を接続するコネクタ端子として機能する。
【００３１】
上記のように構成された電源ユニット１は単体としても利用できるが、１台をマスタ電源ユニットとして、これに任意の台数の電源ユニット１を並列増設して、所望の電源容量の電源装置を構成することができる。
【００３２】
図６は、連結姿勢に配置した２台の電源ユニット１を示し、また、図７は、左端の電源ユニット１を交流電源に接続されるマスタ電源ユニットとして、これに拡張用の３台の電源ユニット１を並列増設し、同一電圧で多数の出力を行うことのできる電源装置を構成してＤＩＮレール４に組付けた場合を示し、その回路接続構造が図８に示されている。また、図１０には、並列増設した電源装置の一部を縦断した正面図が、さらに、図１１および図１２には、
図１０におけるａ−ａ線およびｂ−ｂ線の断面図がそれぞれ示されている。
【００３３】
上記のような電源装置を構成するに際しては、各電源ユニット１同士の電気的な接続に、図９に示すコネクタ２１が利用される。このコネクタ２１は、上側の２個の接続金具１５における弾性接触片１５ｃ，１５ｄに挿入接触される接続端子２２と、下側の４個の接続金具１５における弾性接触片１５ｃ，１５ｄに挿入接触される接続端子２３が、縦長形状に樹脂成形された本体としてのボディ２４の左右側面から突設されるとともに、接続端子２２の上下に保護突片２５が突設され、さらに、ボディ２４における左右側面の上下中間箇所から牽制ピン２６が突設された構造となっている。また、ボディ２４における前面の上下中間箇所から前方に向けて左右に薄い脚部２７が突設されるとともに、その前端に正面に向けて扁平な表示部２８が形成されている。
【００３４】
他方、各電源ユニット１の左右側面には、図１，図２等に示されるように、上記コネクタ２１が没入する深さのコネクタ連結部３１がそれぞれ凹入形成されるとともに、このコネクタ連結部３１の底に、前記接続端子２２，２３群を挿入する端子挿入孔３２，３３、保護突片２５群を挿入するガイド孔３４、および、牽制ピン２６を挿入するピン挿入孔３５が形成されている。そして、端子挿入孔３２，３３の内奥に、前記接続金具１５の弾性接触片１５ｃ，１５ｄが臨設配備されており、コネクタ２１をコネクタ連結部３１に係入装着することで、各接続端子２２，２３が対応する弾性接触片１５ｃ，１５ｄに差込み接触されるようになっている。
【００３５】
そして、各電源ユニット１における左側のコネクタ連結部３１の奥には、図４に示される主基板１１が位置しており、左側の弾性接触片１５ｃは、主基板１１に形成された開口３６を通してコネクタ連結部３１の端子挿入孔３２，３３に臨んでいる。
【００３６】
ここで、前記牽制ピン２６は、出力電圧が同一の電源ユニット１同士のみの接続を可能にし、出力電圧が異なる電源ユニット１の接続を牽制阻止するためのものであり、牽制ピン２６の位置を選択移動することで、複数種の仕様に対応することができるようになっている。
【００３７】
すなわち、図９に示すように、前記牽制ピン２６は、ボディ２４に形成した案内溝４１に上下スライド可能に装着された可動片４２から突設されており、可動片４２に備えた小突起４３を案内溝４１の上下３箇所に形成した位置決め凹部４４のいずれかに選択係入することで、牽制ピン２６を上下３個所のいずれかに選択保持することが可能となっている。
【００３８】
これに対して、各電源ユニット１における各コネクタ連結部３１に形成されたピン挿入孔３５は、牽制ピン２６の移動位置に対応して３個形成されるとともに、主基板１１にも左側のコネクタ連結部３１のピン挿入孔３５に対向して３個のピン挿入孔４５が形成されている。
【００３９】
そして、前記フロント基板１２の左右に、図４および図１０に示されるように、ブロック状の閉塞部材４６を取付けて、主基板１１の３個のピン挿入孔４５のうちの２箇所、および、左側のコネクタ連結部３１の３個のピン挿入孔３５のうちの２箇所をそれぞれ閉塞し、牽制ピン２６と同じ高さ位置の１箇所のピン挿入孔４５，３５のみを開放しておくことで、一種の仕様のコネクタ２１のみをコネクタ連結部３１に連結することができるよう構成されている。なお、図示した例の場合は、最下方位置に設定された牽制ピン２６に対応して、最下方のピン挿入孔４５，３５のみが開放されている。
【００４０】
以上のように、コネクタ２１に牽制ピン２６を備えるとともに、電源ユニット側に牽制ピン２６の位置に対応したピン挿入孔４５，３５を設定することで、同一仕様（同一出力電圧）の電源ユニット１のみを増設することが可能となっているのである。
【００４１】
なお、各電源ユニット１の左右側面には、図６などに示されるように、各コネクタ連結部３１に連通する浅溝４７が形成されており、この浅溝４７を通してコネクタ２１の脚部２７が左右に隣接する電源ユニット１の間から前方に挿通されて、図７に示されるように、表示部２８が正面に露出されるようになており、これによってコネクタ２１が適正に装着されているか否か、すなわち、装着忘れはないか、あるいは、正しい仕様のコネクタが装着されているか否かを容易に目視確認することができるようになっている。
【００４２】
上記のようにして連結された複数の電源ユニット１のうち、マスタ電源ユニットとしての左端の電源ユニット１の前面上部には、入力用ソケット１３にネジ止めされた入力用端子台４９が配備されるとともに、各電源ユニット１の前面下部には、出力用ソケット１４にネジ止めされた出力用端子台５０が配備されて、交流電源および負荷装置に配線接続できるようになっている。
【００４３】
なお、本発明は、以下のような形態で実施することもできる。
【００４４】
（１）図１３に示すように、右端の電源ユニット１に通信ユニット５１を接続して、この通信ユニット５１に内臓したマイクロコンピュータ５２に電源ユニット１の制御信号ラインＬ(c)を接続することにより、外部との通信内容に従って各電源ユニット１の電源制御を行うことができる。
【００４５】
（２）図１４に示すように、牽制ピン２６および出力用の接続端子２３を取外したコネクタ２１Ａを利用することで、図１５に示すように、仕様（出力電圧）の異なる電源ユニット１Ａを、交流入力のみを共用する状態で接続することもできる。また、コネクタ２１Ａの表示部２８には、上述のコネクタ２１と区別するための表示を付すようにすればよい。
【００４６】
（３）コネクタ２１として、所定位置に牽制ピン２６を固設した仕様のものを複数種準備しておき、電源ユニット１に対応した仕様のコネクタ２１を選択して利用することもできる。
【００４７】
（４）主基板１１に一個のピン挿入孔４５のみを出力仕様に合せて形成して実施することもできる。
【００４８】
（５）コネクタ連結部３１にピン挿入孔用の抜き型を複数個成形しておき、電源ユニット１の仕様に合わせて単一のピン挿入孔３５を所定の位置に打抜き形成することもできる。
【００４９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、異なった仕様のユニット同士の連結は不能となり、内装した回路や、出力端子に接続された回路にトラブルが発生することが未然に回避される。
【図面の簡単な説明】
【図１】電源ユニット単体を正面側から見た斜視図
【図２】電源ユニット単体を背面側から見た斜視図
【図３】分解された電源ユニットの斜視図
【図４】回路部分の斜視図
【図５】電源ユニット単体の電気回路構成図
【図６】接続姿勢に配置された２台の電源ユニットおよびコネクタを示す斜視図
【図７】４台の電源ユニットを並列接続してＤＩＮレールに装着した電源装置の斜視図
【図８】４台の電源ユニットを並列接続した電源装置の電気回路構成図
【図９】電源ユニット接続に利用されるコネクタの斜視図および正面図
【図１０】電源ユニットを並列接続した電源装置の一部を縦断した正面図
【図１１】図１０におけるａ−ａ線断面図
【図１２】図１０におけるｂ−ｂ線断面図
【図１３】別の実施形態の電源装置の電気回路構成図
【図１４】他の実施形態のコネクタの斜視図
【図１５】他の実施形態の電源装置の電気回路構成図
【図１６】比較例の増設型電源装置の正面図
【図１７】比較例の増設型電源装置の電気回路構成図
【符号の説明】
１            ユニット（電源ユニット）
２１          コネクタ
２６          牽制ピン
２８          表示部
３１          コネクタ連結部
３５          ピン挿入孔
４６          閉塞部材
【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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【図１２】
0003925089.tif 000013
【図１３】
0003925089.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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