JP4834202B2 - 充電式電子時計 - Google Patents

Description

本発明は、充電式電子時計に関し、特に、二次電池の負極に取り付けられたリード板及び平面的に二次電池と重なる状態で配置された接続部材を介して、二次電池と回路基板を電気的に接続することにより、小型化を可能とした充電式電子時計に関する。

近年、ソーラーセル等により発電したエネルギーを、電子時計内に配置した二次電池やキャパシタ等の蓄電体に充電して駆動させる充電式電子時計が数多く製品化されている。
これらの充電式電子時計における蓄電体からの電極の接続は、蓄電体にリード板を熔接し、そのリード板を介して電源を供給する構造が一般的に採用されている。このような構造とすることにより、充電不能な一次電池を誤って組み込んでも、一次電池が充電されて破裂してしまうといった危険性を回避することができる。

（従来例）
図５は、従来例にかかる充電式電子時計を説明するための要部の概略図であり、（ａ）は平面図を、（ｂ）はＸ−Ｘの一部を表す拡大断面図を示している。
同図において、充電式電子時計１００は、繰り返し充放電可能な二次電池２と、二次電池２の負極缶に抵抗溶接されたリード板３と、回路基板１４０と、リード板３と回路基板１４０を電気的に接続する接続部材１５０を備えた構成としてある（たとえば、特許文献１参照）。
なお、同図（ａ）において、理解しやすいように、回路基板１４０の上に取り付けられる回路支持板１７０を省略してある。

二次電池２は、通常の電子時計に使用されるボタン型電池と同じ形状であり、ソーラーセル（図示せず）により発電したエネルギーを蓄電し、時計を駆動させるエネルギー源となっている。二次電池２は、あらかじめリード板３が熔接され、二次電池ブロック２０として取り扱われる。
二次電池ブロック２０は、リード板３の接点部３１が二次電池２の外形の外側まで僅かに引きだされ、その先端が二次電池２の正極方向へほぼ垂直に曲げられている。また、二次電池ブロック２０は、プラスチック製の地板１６０に形成された凹部１６１に組み込まれ、二次電池２の肩部が金属製の回路支持板１７０により支持されている。

接続部材１５０は、リード板３と回路基板１４０を電気的に接続する金属製の板ばねであり、地板１６０のボス１６２により位置決めされている。接続部材１５０は、二次電池２側の接点部１５１が下方向へほぼ垂直に曲げられており、第一の接点として、弾性変形しつつリード板３の接点部３１と圧接する。また、接続部材１５０は、回路基板１４０側の接点部１５２が斜め上方に曲げられており、第二の接点として、弾性変形しつつ回路基板１４０の外部電極（図示せず）と圧接する。
また、回路支持板１７０は、接続部材１５０，回路基板１４０を上面側から押さえ、地板１６０に固定している。

上記構成の充電式電子時計１００は、修理やオーバーホールのときに誤って二次電池２と同形状の一次電池が組み込まれても、一次電池はリード板３が無いために電気的に導通が取れず、充電不能な一次電池が充電されることによる破裂等の事故を確実に防止することができる。
また、二次電池ブロック２０は、リード板３の接点部３１が二次電池２から一ヵ所だけ僅かに突出しているだけなので、他の構造を有する充電式電子時計へも比較的簡単に配置でき、各種の充電式電子時計に使用可能な汎用部品とすることができる。
特開平１０−１２５３５７号公報（２〜４ページ及び図１参照）

しかしながら、従来例にかかる充電式電子時計１００は、接続部材１５０が、回路基板１４０の下面に配置してあるため、そのスペースに電子部品を実装することができず、充電式電子時計１００を小型化することができないといった問題があった。
また、電波による時刻自動修正機能やソーラシステムによる自動充電機能を備えた腕時計においては、これらの機能を実現するための部品（たとえば、アンテナ等）を時計内に収納する必要がある。男性用腕時計は、この課題を克服し製品化に成功している。これに対し、女性用腕時計は、男性用腕時計に対して、その平面の直径がたとえば約７０％であるとすると、部品の実装スペースを男性用腕時計の約４９％にしなければならない。すなわち、女性用腕時計においては、全部品を男性用腕時計の約半分の実装スペースに収納する必要があり、女性用の電波修正腕時計を製品化する上で、時計内部の省スペース化を図り、大幅に小型化する必要があった。

本発明は、以上のような従来の技術が有する問題を解決するために提案されたものであり、二次電池の負極と接続されたリード板及び平面的に二次電池と重なる状態で配置された接続部材を介して、二次電池と回路基板を電気的に接続することにより、小型化を可能とした充電式電子時計の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の充電式時計は、ボタン型又はコイン型の蓄電体を駆動源とする充電式電子時計において、電気部品が実装され電極が形成された回路基板と、前記蓄電体の正極又は負極のいずれか一方に取り付けられ、接点部を備えたリード板と、前記リード板の接点部と電気的に接続する第一の接点と、前記回路基板の電極と電気的に接続する第二の接点及び、前記第一の接点と前記第二の接点との間に中央部が形成された接続部材とを具備し、前記回路基板の電極は、前記蓄電体を挟んで前記リード板の接点部とは反対側に配置されており、前記接続部材は、中央部が前記蓄電体と平面的に重なる状態で配置されるとともに、前記第一の接点を、前記蓄電体の外周より平面的に外側において前記リード板の接点部と接続し、前記第二の接点を、前記蓄電体を挟んで前記第一の接点とは反対側において前記回路基板の電極と電気的に接続するように構成してある。
このようにすると、接続部材を回路基板の実装スペースとほとんど重ならないように配置できるので、回路基板における電子部品の実装領域を増やすことができ、回路基板の平面積を大きくすることなく充電式電子時計を小型化することができる。
また、このようにすると、蓄電池の代わりに誤って一次電池が組み込まれても、一次電池が充電され、破損するといった不具合を確実に防止することができる。

また、本発明の充電式時計は、前記接続部材の中央部が、前記リード板とは水平方向に並べて配置された構成としてある。

また、本発明の充電式時計は、前記接続部材が、所定形状に成形された金属板からなり、前記蓄電体が組み込まれると、前記第一の接点として前記リード板側の板ばね状とした第一の先端部が、下方に弾性変形しつつ前記リード板と圧接する構成としてある。
このようにすると、蓄電体は、リード板を取り付けた標準品を使用することができるし、接続部材が単純な構造となり、製造原価のコストダウンを図ることができる。また、確実に、リード板と接続部材との電気的接続を確実に行うことができる。

また、本発明の充電式電子時計の前記接続部材は、前記回路基板が組み込まれると、前記第二の接点として、斜め上方に折り曲げられた板ばね状の第二の先端部が、下方に弾性変形しつつ前記回路基板の電極と圧接する構成としてある。
このようにすると、単純な構造となり、かつ、回路基板の電極と接続部材を確実に接続することができる。

また、本発明の充電式電子時計の前記接続部材は、前記回路基板が組み込まれると、前記第二の接点として、平板状の第二の先端部が、導電性の圧縮ばねを介して前記回路基板の電極と電気的に接続される構成としてある。
このようにすると、接続部材と回路基板の電極を電気的に確実に接続するとともに、より狭い面積で回路基板と接続部材を導通させることができる。

また、本発明の充電式時計は、前記接続部材の第一の接点が、上方へ曲げて形成した構成としてある。

また、本発明の充電式時計は、前記回路基板に、前記蓄電体を挿入するための切欠が形成された構成としてある。

また、本発明の充電式時計は、前記蓄電体と前記接続部材との間に、絶縁シートを設けた構成としてある。
このようにすると、誤って一次電池を組み込んだ場合であっても、一次電池の負極と接続部材との絶縁をより確実にすることができる。

また、本発明の充電式電子時計は、前記蓄電体が、時計基台となる地板に搭載され、前記接続部材が、前記地板と前記蓄電体の間に設けられるとともに、該接続部材の前記蓄電体と平面的に重なる部分が、前記地板に位置決めされた構成としてある。
このようにすると、回路基板における電子部品の実装領域を減少させることなく、接続部材を位置決めするためのスペースを確保でき、接続部材を確実に位置決めすることができる。

また、本発明の充電式電子時計は、前記リード板が、前記蓄電体の前記地板側に取り付けられており、前記接続部材の所定部分が、前記リード板と平面的に重ならないように設けられた構成としてある。
このようにすると、接続部材をリード板の真下に設けなくてもすむので、地板が薄くなり機械的強度が低下するといった不具合を防止するとともに、充電式時計が厚くなるといった不具合を回避することができる。なお、接続部材の所定部分とは、リード板との接点部付近を除いた部分をいう。

本発明の充電式電子時計によれば、接続部材の実装空間を省スペース化することにより、小型化することができる。また、標準品化されたリード板が取り付けられた二次電池（二次電池ブロック）を使用することができるので、生産性を向上させることができる。

［第一実施形態］
以下、本発明の第一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１ａは、本発明の第一実施形態にかかる充電式電子時計を説明するための要部の概略平面図を示している。
また、図１ｂは、図１ａにおけるＡ−Ａの一部を表す概略拡大断面図を示している。
さらに、図１ｃは、図１ａにおけるＢ−Ｂの一部を表す概略拡大断面図を示している。
なお、同図において、理解しやすいように、主要な構成部品であるリード板３及び接続部材５を実線で示してある。

図１ａ，１ｂ，１ｃにおいて、本実施形態の充電式電子時計１は、コイル１０１，ステータ１０２，水晶振動子１０４，マイコンＩＣ１０５，受信用ＩＣ１０６，及びチップ部品４２が実装される回路基板４と、アンテナ１０７と、巻真１０８と、裏回り１０９と、二次電池ブロック２０と、アナログ輪列１０３とを有し、アナログ輪列１０３を、時計基材である地板６と板状の保持部材である輪列受１１０で軸支保持する構成としてあり、特に、標準電波を受信して時刻を自動修正する電波時計の機能を有している。
また、充電式電子時計１は、従来例の充電式電子時計１００と比較して、回路基板１４０の下面に配置される接続部材１５０の代わりに、平面的に二次電池２と重なる状態で配置され、リード板３と回路基板４の電極（図示せず）とを電気的に接続する接続部材５を設けた点が相違する。

（二次電池ブロック）
二次電池ブロック２０は、二次電池２及びリード板３を従来例のものより小型化してある。ただし、基本的な構成は従来例のものと同様としてあるので、二次電池２にリード板３を溶接により取り付けた標準品を使用することができ、生産管理の観点からすると好適であり、製造原価のコストダウンを図ることができる。
なお、二次電池２は、ボタン型又はコイン型の蓄電体であればよく、たとえば、キャパシタ等であってもよい。

（回路基板）
回路基板４は、縁部に、二次電池２が挿入されるほぼ円形状の切欠が形成され、この切欠による回路基板４の先端部４１に、接続部材５の接点部５２（第二の接点）に対応する電極（図示せず）が形成されている。このようにすると、回路基板４のデッドスペースを有効利用することができ、回路基板４への電子部品実装領域をより広く確保することができる。
なお、本実施形態では、従来例の接続部材１５０が位置した領域に、チップ部品４２を実装しており、回路基板４の実装スペースを有効に活用して、回路基板４を小型化してある。

（地板）
地板６には、従来例と同様に、二次電池２が収納される凹部６１が形成され、さらに、リード板３，接続部材５及び絶縁シート８を収納するくぼみ６３が形成されている。このようにすると、二次電池２が、凹部６１の底面６１１と絶縁シート８の上面上に載置され、安定した状態で凹部６１に収納される。
また、地板６は、くぼみ６３の底面６３１のほぼ中央部に、接続部材５及び絶縁シート８を位置決めする二つのボス６２が突設してある。さらに、リード板３の接点部３１の下方に、接続部材５の接点部５１が下方に弾性変形するための凹部６４が形成され、また、回路基板４の先端部４１の下方に、接続部材５の接点部５２を収納する凹部６５が形成されている。

（接続部材）
接続部材５は、両先端部（接点部５１，５２）が上方に折れ曲がった金属製の板ばねであり、中央部に、ボス６２が装入される円孔５３が形成されている。この接続部材５は、平面的に二次電池２と重なる状態で配置してあり、このようにすると、接続部材５を回路基板４の実装スペースとほとんど重なることなく配置できるので、回路基板４における電子部品の実装面積を増やすことができ、回路基板４の平面積を大きくしなくてもすみ、充電式電子時計１を小型化することができる。なお、「平面的に」とは、平面で見る、という意味である。
また、接続部材５は、二次電池２と直接的に接触しない状態で配置されているとともに、第二の接点となる接続部材５の接点部５２と回路基板４の電極が、平面的に二次電池２の外側に位置している。このようにすると、二次電池２の代わりに誤って一次電池が組み込まれても、一次電池が充電され、破損するといった不具合を確実に防止することができる。

また、接続部材５は、リード板３の接点部３１側の端部が、ほぼＳ字状に曲った平面形状としてあり、二次電池ブロック２０が組み込まれると、第一の接点として、接点部５１がリード板３の接点部３１に押下された状態で、下方に弾性変形しつつ接点部３１と圧接する。このようにすると、二次電池２は、リード板３を取り付けた標準品を使用することができ、接続部材５が単純な構造となり、製造原価のコストダウンを図ることができる。また、リード板３と接続部材５との電気的接続を確実に行うことができる。
なお、板ばね状の接点部５１は、弾性変形する前の状態で、たとえば、二次電池２の陽極と接触しない構造としてある。

さらに、接続部材５は、斜め上方に曲げられた接点部５２を有しており、回路基板４が取り付けられると、第二の接点として、接点部５２が回路基板４に押下された状態で、下方に弾性変形しつつ回路基板４の電極と圧接する。このようにすると、単純な構造となり、かつ、回路基板４の電極と接続部材５との電気的接続を確実に行うことができる。
また、接続部材５が、リード板３と水平方向に並べて配置されることにより、充電式電子時計１を薄型化することができる。
なお、図示してないが、接続部材５は、リード板３のほぼ真下に設ける構成としてもよく、このようにすると、接続部材５が平面的にほぼ直線状となり、接続部材５，地板６及び絶縁シート８の形状を単純化することができる。

（絶縁シート）
絶縁シート８は、通常、樹脂製のシートが用いられ、二次電池２と接続部材５の絶縁を確実にするために、接続部材５を覆う形状としてあり、さらに、ボス６２に係合させるために、円孔８１を形成してある。この絶縁シート８は、二次電池２の負極と接続部材５との間に配置され、二次電池２の負極と接続部材５との絶縁をより確実にする。また、円孔８１とボス６２が係合するので、二次電池２が組み込まれる前に、絶縁シート８や接続部材５が外れないように固定される。

このように、本実施形態の充電式電子時計１は、二次電池２の負極に溶接されたリード板３及び平面的に二次電池２と重なる状態で配置された接続部材５を介して、二次電池２と回路基板４を電気的に接続することにより、回路基板４の実装密度を密にすることができ、小型化することができる。また、二次電池２の代わりに誤って一次電池が組み込まれても、一次電池が充電され、破損するといった不具合を確実に防止することができる。さらに、標準品化された二次電池ブロック２０を使用することができるので、生産性を向上でき、製造原価のコストダウンを図ることができる。

［第二実施形態］
以下、本発明の第二実施形態について、図面を参照して説明する。
図２は、 本発明の第二実施形態にかかる充電式電子時計を説明するための要部の概略拡大図であり、（ａ）は図１ａのＡ−Ａの一部を表す断面図を、（ｂ）は回路基板の先端部の平面図を示している。
同図において、本実施形態の充電式電子時計１ａは、第一実施形態の充電式電子時計１と比較して、回路基板４が組み込まれると、第二の接点として、接続部材５ａの平板状の先端部５２ａが、導電性の圧縮ばね７を介して回路基板４の電極（図示せず）と電気的に接続される点が相違する。他の構成要素は、ほぼ第一実施形態と同様としてある。
したがって、図２において、図１と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

接続部材５ａは、回路基板４の先端部４１側の端部が、細長い平板状の先端部５２ａとしてあり、地板６ａの切欠６５ａに上方から装入される。このようにすると、接続部材５ａの形状を単純化することができる。
また、地板６ａは、接続部材５ａの先端部５２ａと対応する位置に、圧縮ばね７を挿入する丸穴と、この丸穴と凹部６１を垂直方向に連通する、丸穴の直径より狭い幅の連通部とからなる切欠６５ａが形成してある。このようにすると、丸穴と連通部を通って、接続部材５ａの先端部５２ａを装入することができ、また、丸穴に挿入した圧縮ばね７が、連通部の側壁によって二次電池２側に移動できないので、陽極と接触するといった不具合を防止することができる。
さらに、挿入された圧縮ばね７は、回路基板４が取り付けられると、下方向に弾性変形し、先端部５２ａと回路基板４の電極を電気的に接続する。

このように、本実施形態の充電式電子時計１ａは、接続部材５ａの先端部５２ａの長さを短くすることができるので、圧縮ばね７を先端部４１の最先端部に設けることができ、その分、回路基板４の実装スペースを確保することができる。また、この実装スペースの分だけ、充電式電子時計１ａをさらに小型化することができる。さらに、接続部材５ａと回路基板４の電極を電気的により確実に接続することができる。

［第三実施形態］
以下、本発明の第三実施形態について、図面を参照して説明する。
図３は、本発明の第三実施形態にかかる充電式電子時計の要部の概略背面図を示している。
同図において、本実施形態の充電式電子時計１ｂは、第一又は第二実施形態の充電式電子時計１，１ａと比較して、地板６（６ａ）の背面側（充電式電子時計の表示板（図示せず）側）に、ほぼ円盤状のソーラーセル７０を配置し、このソーラーセル７０により発電したエネルギーを、二次電池２に充電する点が相違する。他の構成要素は、ほぼ第一又は第二実施形態と同様としてある。
したがって、図３において、図１，２と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

ソーラーセル７０は、裏面に、アンテナ７２と重ならないように下部が切断された、ほぼ円板状のソーラーセル受板７１が接着されており、あらかじめソーラーセル受板７１とブロック化されている。また、ソーラーセル受板７１は、左右方向の両縁部に、係止部７１１が形成されており、この係止部７１１が地板６（６ａ）に突設されたボス６６と係合することにより、ソーラーセル７０を地板６（６ａ）に固定する。

このように、本実施形態の充電式電子時計１ｂによれば、一次電池などによる人為的なエネルギー供給を行わなくてもすむので、付加価値を向上させることができる。また、上記ソーラーセル受板７１を設けることにより、アンテナ７２の受信性能を確保するとともに、文字板全体に設けられたソーラーセル７０を確実に固定することができる。

以上、本発明の充電式電子時計について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明に係る充電式電子時計は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
なお、本発明は、ボタン型又はコイン型の一次電池を駆動源とする電子時計にも応用でき、例えば、図４に示す電子時計１ｃは、平面的にボタン型の一次電池２ｃと重なる状態で配置され、第一の接点として、一方の接点部５１ｃが下方に弾性変形しつつ一次電池２ｃの負極と圧接し、第二の接点として、他方の接点部５２ｃが下方に弾性変形しつつ回路基板４の電極と圧接する、板ばね状の接続部材５ｃを備えた構成としてもよい。このようにすると、接続部材５ｃの実装領域を省スペース化でき、電子時計１ｃを小型化することができる。

以上説明したように、本発明の充電式電子時計は、リード板が取り付けられた二次電池及び接続部材を省スペース化された状態で実装することができ、この技術は、充電式電子時計に限定されるものではなく、たとえば、小型化が要求される電子機器に対しても、有効に適用することができる。

図１ａは、本発明の第一実施形態にかかる充電式電子時計を説明するための要部の概略平面図を示している。 また、図１ｂは、図１ａにおけるＡ−Ａの一部を表す概略拡大断面図を示している。 さらに、図１ｃは、図１ａにおけるＢ−Ｂの一部を表す概略拡大断面図を示している。 本発明の第二実施形態にかかる充電式電子時計を説明するための要部の概略拡大図であり、（ａ）は図１ａのＡ−Ａの一部を表す断面図を、（ｂ）は回路基板の先端部の平面図を示している。 本発明の第三実施形態にかかる充電式電子時計の要部の概略背面図を示している。 本発明の応用例にかかる電子時計を説明するための要部の概略拡大図であり、（ａ）は平面図を、（ｂ）はＣ−Ｃ断面図を、（ｃ）はＤ−Ｄ断面図を示している。 従来例にかかる充電式電子時計を説明するための要部の概略図であり、（ａ）は平面図を、（ｂ）はＸ−Ｘの一部を表す拡大断面図を示している。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ，１００ 充電式電子時計
１ｃ 電子時計
２ 二次電池
２ｃ 一次電池
３ リード板
４ 回路基板
５，５ａ，５ｃ 接続部材
６，６ａ 地板
７ 圧縮ばね
８ 絶縁シート
２０ 二次電池ブロック
３１ 接点部
４１ 先端部
４２ チップ部品
５１，５１ｃ 接点部
５２，５２ｃ 接点部
５２ａ 先端部
５３ 円孔
６１ 凹部
６３ くぼみ
６２ ボス
６４ 凹部
６５ 凹部
６５ａ 切欠
６６ ボス
７０ ソーラーセル
７１ ソーラーセル受板
７２ アンテナ
８１ 円孔
１０１ コイル
１０２ ステータ
１０３ アナログ輪列
１０４ 水晶振動子
１０５ マイコンＩＣ
１０６ 受信用ＩＣ
１０７ アンテナ
１０８ 巻真
１０９ 裏回り
１１０ 輪列受
１４０ 回路基板
１５０ 接続部材
１５１，１５２ 接点部
１６０ 地板
１６１ 凹部
１６２ ボス
１７０ 回路支持板
６１１ 底面
６３１ 底面
７１１ 係止部

Claims (10)

1. ボタン型又はコイン型の蓄電体を駆動源とする充電式電子時計において、
   電気部品が実装され電極が形成された回路基板と、
   前記蓄電体の正極又は負極のいずれか一方に取り付けられ、接点部を備えたリード板と、
   前記リード板の接点部と電気的に接続する第一の接点と、前記回路基板の電極と電気的に接続する第二の接点及び、前記第一の接点と前記第二の接点との間に中央部が形成された接続部材とを具備し、
   前記回路基板の電極は、前記蓄電体を挟んで前記リード板の接点部とは反対側に配置されており、
   前記接続部材は、中央部が前記蓄電体と平面的に重なる状態で配置されるとともに、前記第一の接点を、前記蓄電体の外周より平面的に外側において前記リード板の接点部と接続し、前記第二の接点を、前記蓄電体を挟んで前記第一の接点とは反対側において前記回路基板の電極と電気的に接続するように構成したことを特徴とする充電式電子時計。
2. 前記接続部材の中央部が、前記リード板とは水平方向に並べて配置されている請求項１に記載の充電式電子時計。
3. 前記接続部材は、所定形状に成形された金属板からなり、前記蓄電体が組み込まれると、前記第一の接点として前記リード板側の板ばね状とした第一の先端部が、下方に弾性変形しつつ前記リード板と圧接する請求項１又は２に記載の充電式電子時計。
4. 前記接続部材は、前記回路基板が組み込まれると、前記第二の接点として斜め上方に折り曲げられた板ばね状の第二の先端部が、下方に弾性変形しつつ前記回路基板の電極と圧接する請求項１〜３のいずれかに記載の充電式電子時計。
5. 前記接続部材は、前記回路基板が組み込まれると、前記第二の接点として平板状の第二の先端部が、導電性の圧縮ばねを介して前記回路基板の電極と電気的に接続される請求項１〜３のいずれかに記載の充電式電子時計。
6. 前記接続部材の第一の接点が、上方へ曲げて形成してある請求項１〜５のいずれかに記載の充電式電子時計。
7. 前記回路基板に、前記蓄電体を挿入するための切欠が形成されている請求項１〜６のいずれかに記載の充電式電子時計。
8. 前記蓄電体と前記接続部材との間に、絶縁シートを設けた請求項１〜７のいずれかに記載の充電式電子時計。
9. 前記蓄電体が、時計基台となる地板に搭載され、前記接続部材が、前記地板と前記蓄電体の間に設けられるとともに、該接続部材の前記蓄電体と平面的に重なる部分が、前記地板に位置決めされていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の充電式電子時計。
10. 前記リード板が、前記蓄電体の前記地板側に取り付けられており、前記接続部材の中央部が、前記リード板と平面的に重ならないように設けられたことを特徴とする請求項９記載の充電式電子時計。

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