(57)【要約】【課題】作業ミス等により、配線接続が不完全な場合に、端子台での発煙、発火の発生が生じる前に、接続不良を検出することができる、端子台を得ること。【解決手段】本発明の端子台は、凹部１ｃを有する端子台本体１と、端子台本体１の凹部１ｃに固定され、配線部の一端にある端子に接続される端子締結部と、凹部１ｃを覆う端子保護カバー１０Ｆとを有する。端子締結部は、凹部１ｃに形成された螺子穴を有するナット２２と、螺子穴に対して螺合する螺子溝を有するボルトと、ボルトに挿通される弾性体であるスプリングワッシャー２５とを有し、螺子穴に螺合して締め付け規定位置まで締結され、正常な締結状態を構成するボルトヘッド２０ａが端子保護カバー１０Ｆに当接することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部を有する端子台本体と、
前記端子台本体の凹部に固定され、配線部の一端に設けられた端子に接続される端子締結部と、
前記凹部を覆う端子保護カバーとを有し、
前記端子締結部は、弾性体を介して前記凹部に形成された螺子穴と、
前記螺子穴に対して螺合する螺子山を有する螺子と、
前記螺子に挿通される弾性体とを有し、
前記螺子穴に螺合して締め付け規定位置まで締結され、正常な締結状態を構成する前記螺子の頭部が前記端子保護カバーに当接することを特徴とする端子台。
【請求項２】
前記端子締結部は、前記凹部に形成された螺子穴と、
前記螺子穴に対して螺合する螺子山を外表面に備えるとともに、前記弾性体が挿通された螺子とで、接続すべき導体部を挟み込むことにより、端子接続をなし、
前記螺子は、前記端子締結部が前記正常な締結状態のときに、前記端子の頭部が当接するように、前記端子保護カバーが前記端子台本体に装着可能であり、
前記端子締結部が正常に締結状態されていない場合には、前記螺子の頭部が、前記端子保護カバーに干渉し前記端子保護カバーが装着不能となることを特徴とする請求項１に記載の端子台。
【請求項３】
前記弾性体は、前記端子台に設けられた前記螺子穴に、締め付け規定位置まで締めたときに規定以上のトルクが前記端子側に加わるスプリングワッシャーで構成されており、
前記螺子の締め付け規定位置まで締めた場合、前記頭部が前記凹部内に収まることを特徴とする請求項２に記載の端子台。
【請求項４】
前記端子保護カバーと前記端子台本体とは、嵌合部を有し、前記頭部が、前記端子保護カバーに干渉していない場合のみ嵌合可能であることを特徴とする請求項３に記載の端子台。
【請求項５】
前記端子台本体は、前記端子保護カバーとの当接部分に設けられたスプリングを具備し、前記端子保護カバーは、前記スプリングの復元力によって解放可能であることを特徴とする請求項４に記載の端子台。
【請求項６】
前記端子締結部は、
一次側端子に接続される一次側端子締結部と、
二次側端子に接続される二次側端子締結部と、
前記一次側端子締結部と前記二次側端子締結部とをつなぐ導電板と、
を具備し、
太陽光発電システムにおけるパワーコンディショナの端子台を構成することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の端子台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端子台に係り、特に配線作業時の作業確認機能を有する端子台に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電システムの普及に伴い、太陽光発電システム用のパワーコンディショナを住宅に設置するケースが増えている。パワーコンディショナを設置する作業には、主に太陽電池モジュールからの直流（ＤＣ）ラインの配線接続、または系統電源からの交流（ＡＣ）ラインの配線接続がある。直流ラインおよび交流ラインの配線接続はパワーコンディショナ内に設置された端子台に現地の施工工事業者が実施することになる。
【０００３】
太陽光発電システムの導入が増大するとともに、施工工事業者および加工工事数は年々増えており、より簡単で、安全な配線接続方法が求められている。しかし、配線接続方法は長年変化がなく、端子台に接続する方法において、完全な接続を可能にする技術はさほど進んでいないのが現状である。よって、不完全な接続に気づかず、発煙、発火等の不具合を発生する事故が頻発している。
【０００４】
不具合の発生を防ぐためには、端子台の配線接続時に作業ミスが分かるようにする必要がある。たとえば、パワーコンディショナのように、屋内に設置する配電装置の場合、現地での直流ライン、交流ラインの端子台接続配線工事が必要になる。ここで配線作業は主に太陽光モジュールのＤＣ配線をパワーコンディショナ内の端子台に接続する作業と、系統配線をパワーコンディショナ内の端子台に配線する作業とを必要とする。
【０００５】
端子台構造を完全なものとするとともに、配線作業において、注意を注いだとしても、必ず完全な接続状態になるわけではなく、工事作業における端子締結部の螺子のゆるみなどの人為的ミスにより、配線接続が不完全な状態になる場合も考えられる。
【０００６】
配線接続が不完全な状態でパワーコンディショナが動作した場合、接続が不完全な部分、おもに端子台の端子接続部において、空中放電するなど、アーク放電が発生し、端子台の端子接続部が高温になる可能性がある。
【０００７】
また、高温状態が持続すると、端子台より発煙、発火し、場合によっては端子台上にて短絡不良が発生する可能性もある。特に、太陽電池側は高圧のＤＣ電圧が発生しており、十分注意が必要である。
【０００８】
そこで、異常時のアーク放電を検知する方法として、特許文献１では、端子台の配線接続カバーに示温インクを混入する方法が開示されている。端子台接続不具合に発生する熱により、示温インクが混入された配線接続カバーが色変化を生じることで、色変化の確認により、端子台接続不具合を検知することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】実用新案登録第３１６３５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１の技術では、端子台の配線接続カバーの色が変化した時点で不具合が発生しており、また色が変化しても、端子台がケース等の中にあれば、人が即時に確認できず、温度が上がり、焼損に至る場合もある。従って、発熱状態になる前に、端子台接続不具合を発見し、対応を行う必要がある。端子台の端子部分の温度が上昇する原因の多くは配線作業ミスによる、端子締結部の螺子の締め忘れ、または螺子の締め不足によるものである。
【００１１】
実際の現場での確実な接続作業を考えると、現場での端子台配線接続時に接続不良が簡単に確認出来ることが強く望まれている。特に、太陽光発電用パワーコンディショナの太陽電池からのＤＣライン、または系統電源からのＡＣラインの端子台配線においては、高圧で危険が伴うため、対策が必要である。
【００１２】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、作業ミス等により、配線接続が不完全な場合に、端子台での発煙、発火の発生が生じる前に、接続不良を検出することができる、端子台を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の端子台は、凹部を有する端子台本体と、端子台本体の凹部に固定され、配線部の一端に設けられた端子に接続される端子締結部と、凹部を覆う端子保護カバーとを有し、端子締結部は、弾性体を介して凹部に形成された螺子穴と、螺子穴に対して螺合する螺子溝を有する螺子と、螺子に挿通される弾性体とを有し、螺子穴に螺合して締め付け規定位置まで締結され、正常な締結状態を構成する螺子の頭部が端子保護カバーに当接することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成によれば、配線作業時に端子締結部の接続不良を発見でき、危険を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施の形態１の端子台の外観を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施の形態１の端子台における端子締結部を示す要部拡大説明図であり、（ａ）はボルトとナットを示す図、（ｂ）は締結状態を示す説明図である。
【図３】図３は、実施の形態１の端子台における端子締結部の締結状態を示す説明図であり、（ａ）は正常状態を示す図、（ｂ）および（ｃ）は緩んだ状態を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１の端子台を示す斜視図である。
【図５】図５は、実施の形態１の端子台を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態１．
以下に、本発明にかかる端子台の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態により本発明が限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。
【００１７】
本実施の形態１の端子台は、施工時の端子螺子の緩みにより異常発熱が生じるおそれのある端子締結部の締結のためのボルト２０に、ボルトの締め付け規定トルク位置まで締めたときに、ボルトの先端部が端子台本体内におさまるようにしたものである。ボルト２０に、弾性体としてスプリングワッシャー２５を挿通することで、弾性力により端子締結のための必要トルク状態を保持する。ボルト２０の締め付け規定トルク位置まで締めつけられず、端子締結部が正常に締結状態されていない場合には、ボルト２０の先端部が、端子保護カバー１０Ｆに干渉して装着できないようにすることで締結不良を検知できるようにしたものである。
【００１８】
図１は、実施の形態１の端子台の外観を示す斜視図、図２は、実施の形態１の端子台における端子締結部を示す要部拡大説明図であり、（ａ）は、端子締結部を構成するボルトとナットを示す図、（ｂ）は締結状態を示す説明図である。本実施の形態１の端子台は、施工時の端子螺子の緩みにより異常発熱が生じるおそれのある一次側端子締結部２ａと二次側端子締結部２ｂとで、一次側端子および二次側端子の先端部に形成される圧着端子３０と導電板４とを締結するボルト２０に、弾性体を構成するスプリングワッシャー２５を挿通する。圧着端子３０と導電板４とを締結するためのボルト２０に、必要トルク状態を保持する、スプリングワッシャー２５を挿通することで、弾性的に固定し、端子締結部が締め付け規定トルク位置まで正常に締結されていない場合には、ボルト２０の第２端部である先端部の頭部を構成するボルトヘッド２０ａが、端子保護カバー１０Ｆに干渉するように構成されたことを特徴とする。
【００１９】
本実施の形態の端子台では、凹部１ｃを有する樹脂成型体からなる端子台本体１と、端子台本体１の凹部１ｃに固定され、配線部の一端を構成する端子である圧着端子３０に接続される端子締結部と、凹部１ｃを覆う端子保護カバー１０Ｆとを有する。端子締結部である一次側端子締結部２ａおよび二次側端子締結部２ｂは、いずれも端子台本体１の凹部１ｃに配置されたナット２２と、螺子を構成するボルト２０とによって締結がなされる。ナット２２の螺子穴に形成された螺子溝２２Ｎと、螺子溝２２Ｎに対して、スプリングワッシャー２５が挿通されたボルト本体部２０ｂの外表面に形成された螺子山２０Ｎとを螺合するとともに、接続すべき導体部を挟み込むことにより、端子接続を実現する。ここで、接続すべき導体部は、圧着端子３０と導電板４である。ボルト２０の長さは、端子締結部が正常な締結状態のときに、ボルトヘッド２０ａが、凹部１ｃの上縁部にくるように、凹部１ｃの深さに対応して形成される。従って、ボルトヘッド２０ａが干渉することなく、端子保護カバー１０Ｆが端子台本体１の収納されたケース本体１０に装着可能であり、端子締結部が正常に締結状態されていない場合には、ボルトヘッド２０ａが、端子保護カバー１０Ｆに干渉するように構成されている。端子保護カバー１０Ｆ，端子台本体１およびケース本体１０には、ポリカーボネート樹脂などの耐熱性樹脂が用いられる。
【００２０】
図４は、実施の形態１の端子台を示す斜視図である。図５は、実施の形態１の端子台を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。一次側端子締結部２ａでは、一次側圧着端子３０ａと導電板４とが端子螺子によって締結される。一次側圧着端子３０ａは一次側配線３２ａに接続され、例えば太陽電池モジュールなどの図示しない電源部に接続される。一方、二次側端子締結部２ｂでは、二次側圧着端子３０ｂと導電板４とが端子螺子によって締結される。二次側圧着端子３０ｂは二次側配線３２ｂに接続され、分電盤を介して住宅内の負荷電源に接続される。３１ａ，３１ｂは圧着チューブである。ここでは一次側配線部３ａは、一次側圧着端子３０ａと一次側配線３２ａとを備え、二次側配線部３ｂは、二次側圧着端子３０ｂと二次側配線３２ｂとを備える。そして導電板４を介して一次側配線部３ａと二次側配線部３ｂとが接続される。以下一次側圧着端子３０ａと二次側圧着端子３０ｂとを合わせて圧着端子３０という。８はカバーである。カバー８の下に、図示しない端子台固定部を有し、パワーコンディショナーの筐体への固定がなされる。
【００２１】
本実施の形態における一次側端子締結部２ａおよび二次側端子締結部２ｂにおいて端子締結は図２（ａ）に示すように、締結のための端子螺子を構成するボルト２０とナット２２によってなされる。ボルト２０は、ボルトヘッド２０ａとボルト本体部２０ｂとで構成されており、ボルトヘッド２０ａは、ボルト本体部２０ｂよりも径大となっている。ボルト本体部２０ｂには螺子山２０Ｎが形成されており、外周にはスプリングワッシャー２５が挿通されている。ボルト本体部２０ｂの螺子山２０Ｎに螺合する螺子溝２２Ｎを内部に形成したナット２２に螺合させることで、締結がなされる。なお、図２（ａ）は側面を示す図であるが、理解を容易にするために、ナット２２は内面の螺子溝２２Ｎが見えるように記載している。締結に際しては、図２（ｂ）に示すように、端子台本体１に形成された凹部１ｃにナットをはめ込み、導電板４、一次側配線部３ａまたは二次側配線部３ｂの先端に形成された圧着端子３０、スプリングワッシャー２５、平板状のワッシャー２１を挿通したボルト２０を、ナット２２に螺合させて固定する。ボルト２０の螺子山２０Ｎをナット２２の螺子溝２２Ｎに螺合させることで、一次側端子締結部２ａおよび二次側端子締結部２ｂにおいてそれぞれ端子締結が行われる。ここで圧着端子３０は一次側配線部３ａまたは二次側配線部３ｂの先端に形成され、ボルト本体部２０ｂを挿通するとともにボルトヘッド２０ａと干渉することで締結が可能となるための挿通穴を有している。導電板４は、一次側配線部３ａの圧着端子と二次側配線部３ｂの圧着端子とをそれぞれ接続する板状体である。導電板４は、ボルト本体部２０ｂを挿通するための挿通穴を有しており、ボルト２０とナット２２との締結により導電板４を介して、一次側配線部３ａと二次側配線部３ｂとの接続がなされる。
【００２２】
具体的な構造は、端子台の端子固定螺子であるボルト２０はボルト本体部２０ｂと螺子頭であるボルトヘッド２０ａで構成される。ボルト本体部２０ｂには端子台に締めたときに規定以上のトルクが圧着端子３０側に加わる弾性体であるスプリングワッシャー２５が装着されており、規定トルクがかかる位置まで締めた場合、ボルトヘッド２０ａが飛び出さず、端子台本体１の凹部１ｃの中におさまる構造となっている。
【００２３】
図３（ａ）に示すように、端子台本体１に装着されるケース本体１０にはボルトヘッド２０ａを抑えるように装着される端子保護カバー１０Ｆを具備しており、端子保護カバー１０Ｆはケース本体１０の蓋体を構成する。
【００２４】
図３（ｂ）および（ｃ）に示すように、ボルト２０の締め付けが不十分で、ボルトヘッド２０ａがケース本体１０の中に収まらず飛び出ている場合、端子保護カバー１０Ｆに干渉し、完全にカバーを閉めることができない。
【００２５】
ケース本体１０と端子保護カバー１０Ｆとの接続は、ケース本体１０に設けられた凹部１０Ｃに端子保護カバー１０Ｆに設けられた係合爪１０Ｔが嵌合することで達成される。端子台の配線終了後、端子保護カバー１０Ｆを嵌合位置まで押して、固定し、完了である。仮にボルトヘッド２０ａが端子台本体１０の凹部１ｃより、飛び出している場合は、端子保護カバー１０Ｆを嵌合位置まで押して固定することが出来ない状態となる。かかる構成をとることにより、端子保護カバー１０Ｆを装着する時点で作業者は螺子締め不十分に気付くことができる。
【００２６】
また、ケース本体１０に設けられた凹部１０Ｃに、端子保護カバー１０Ｆに設けられた係合爪１０Ｔが嵌合していない場合、端子台１の上面に設けられた穴６に装着されたスプリング５の復元力により端子保護カバー１０Ｆが、開く構造とすることで、より確実に作業者に不具合を知らせることができる。端子台本体１は、端子保護カバー１０Ｆとの当接部分に設けられた穴６に収容可能なスプリング５を具備している。凹部１０Ｃに、端子保護カバー１０Ｆの係合爪１０Ｔが嵌合しているとき、スプリング５は穴６内に収納状態となり、端子保護カバー１０Ｆと干渉しない。嵌合状態が解除されると、スプリング５の復元力で、端子保護カバー１０Ｆは、スプリング５の復元力によって開いた状態となり、外観上、締結部が正常に締結されていないことがわかる。
【００２７】
端子保護カバー１０Ｆに「確実にカバーを閉めること、螺子がゆるんでいる場合閉まらないことがあります」などの表記をしておくことにより、より早く作業者に不具合を知らせることができる。
【００２８】
さらに、外側にケースを設ける場合、端子保護カバー１０Ｆが完全に閉まってない場合、最外郭のケースの蓋も干渉して、閉まらない構造状態を形成するものであれば、より効果的である。
【００２９】
本実施の形態では通常の電気配線用端子台より、ケーブル側端子を端子台に固定するボルト２０はボルト本体部２０ｂの長さが十分に長いものを用いる。ボルト２０は端子台の端子締結部で締めたときに規定以上のトルクがケーブル端子側に加わるスプリングワッシャー２５を具備している。そして、固定するボルト２０の締め付け規定トルク位置まで締めた場合、ボルトヘッド２０ａが飛び出さず、ケース本体１０の中におさまる構成となっている。また端子台にはボルトヘッド２０ａ上部に来る端子保護カバー１０Ｆを具備しており、ボルト２０の締め付けが不十分で、ボルトヘッド２０ａが端子台ベース部分の中に収まらず飛び出ている場合、端子保護カバー１０Ｆに干渉し、完全に端子保護カバー１０Ｆを閉めることができない。
【００３０】
本実施の形態の端子台は、組み立てに際しては、まず、一次側端子締結部２ａおよび二次側端子締結部２ｂにおいて、図２（ｂ）に示すように、端子台本体１に形成された凹部１ｃにまず、ナット２２をはめ込む。そして、導電板４、一次側配線３２ａまたは二次側配線３２ｂの先端に形成された圧着端子３０、ワッシャー２１、スプリングワッシャー２５を順次重ね合わせる。重ね合わされた導電板４、圧着端子３０、ワッシャー２１、スプリングワッシャー２５に、ボルト２０を挿通する。そしてボルト２０の螺子山２０Ｎをナット２２の螺子溝２２Ｎに螺合させて押し込み固定する。ボルト２０の螺子山２０Ｎをナット２２の螺子溝２２Ｎに螺合させることで、一次側端子締結部２ａおよび二次側端子締結部２ｂにおいてそれぞれ端子締結が行われる。本実施の形態では一次側端子締結部２ａで５か所、二次側端子締結部２ｂで５か所の計１０カ所での端子締結を行う。
【００３１】
端子台を用いた配線作業において、作業ミスにより、螺子の締め忘れあるいは締め不足など、配線接続が不完全な場合に、通電時、接続が不完全な部分にて空中放電するなど、接続部が高温になる可能性がある。これが持続すると、当該端子台より発煙、発火し、端子台上にてショートする可能性もあるが、本実施の形態によれば、配線作業時に螺子などの端子締結部材の締め忘れを発見することができ、危険を回避することが出来る。特にパワーコンディショナ内部の端子台においては太陽電池からの直流電圧が存在し、危険であるため特に有効である。
【００３２】
また、実施の形態では、弾性体としてスプリングワッシャーを用いたが、スプリングワッシャーに限定されることなく、スプリング形状以外にも弾性を有する部材であればよい。スプリングワッシャーのような金属製の弾性体を用いることで、高温下でも耐久性が高く、信頼性の向上を図ることができる。
【００３３】
さらにまた、端子保護カバー１０Ｆに復元力を与えるためのスプリング５については、端子保護カバーの構造に応じて、設置位置および構造を変更可能である。例えば端子保護カバーが、１辺を軸として開閉される構造の場合には軸の近傍にスプリングを設ければよい。
【００３４】
実施の形態２．
実施の形態２として、端子保護カバー１０Ｆに補助部材を装着し、ボルトヘッド２０ａの高さが低い場合に干渉を生ぜしめ、端子締結部のゆるみが検出できるようにした構成について説明する。実施の形態では、端子保護カバー１０Ｆのボルトヘッド２０ａ側の面は平坦面で構成したが、ボルトヘッド２０ａが低く形成されている場合には、端子保護カバー１０Ｆのボルトヘッド２０ａと対向する位置に、突出した補助部材を装着し、端子締結部が正常な締結状態のときに、ボルトヘッド２０ａと補助部材とが接触し、ボルトヘッド２０ａが高いと補助部材が干渉し端子保護カバー１０Ｆが、正しく装着できないようにする。つまりボルトヘッド２０ａが高いと補助部材を介して端子保護カバー１０Ｆが正しく装着できないという構成である。
【００３５】
かかる構成により、端子台本体の形状、ボルトヘッドの形状、ボルト本体部の長さに限定されることなく、補助部材を装着するだけで、端子締結部の緩みを検出することができる。
【００３６】
また、端子保護カバー１０Ｆのボルトヘッド２０ａと対向する位置に凹部を形成し、凹部にボルトヘッド２０ａが入り込むようにし、正常な締結状態の時に、ちょうど端子保護カバー１０Ｆが、端子台本体１に装着されたケース本体１０の凹部１０Ｃに係止されるようにしてもよい。つまり、端子保護カバー１０Ｆ側のボルトヘッド２０ａとの対向面の形状を調整することで、高さ調整が可能である。
【００３７】
また、実施の形態１，２では、端子台本体部の凹部にナット２２を装着したが、端子台本体部の直接螺子溝を形成しても良い。
【００３８】
本発明の実施の形態を説明したが、実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のように、本発明にかかる端子台は、締結時の緩みにより発熱を生じやすい端子締結部に有用であり、特に、パワーコンディショナなどの入出力部に適している。
【符号の説明】
【００４０】
１  端子台本体、１ｃ  凹部、２ａ  一次側端子締結部、２ｂ  二次側端子締結部、３ａ  一次側配線部、３ｂ  二次側配線部、４  導電板、５  スプリング、６  穴、８  カバー、１０  ケース本体、１０Ｆ  端子保護カバー、２０  ボルト、２０ａ  ボルトヘッド、２０ｂ  ボルト本体部、２０Ｎ  螺子山、２１  ワッシャー、２２  ナット、２２Ｎ  螺子溝、３０  圧着端子、３０ａ  一次側圧着端子、３０ｂ  二次側圧着端子、３１ａ  圧着チューブ、３１ｂ  圧着チューブ、３２ａ  一次側配線、３２ｂ  二次側配線。
【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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