JP4558568B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、機器内の電子・電気機器やプリンターやカードリーダに使用されるカードコネクタに関するもので、特にカードのＥＳＤ対策や逆挿し防止対策に関するものである。

従来、種々の情報の媒体となる異なるカードが存在し、コネクタを情報機器に取り付け、コネクタを介して媒体の蓄積情報の取り出しまたは蓄積を行なっている。
また、カードとの接続にあたっては、コネクタに所要数のカードが挿入できる複数の嵌合口若しくは複数のカード挿入が共用できる嵌合口を設け、該嵌合口内にコンタクトの接触部を突出させ、該接触部と前記カードが接触することで電気的導通が得られる構造になっている。
挿入されるカードによっては、ＥＳＤ対策が施されてなく、かつ、カードを逆挿入した場合の対策が施されてないものもある。
特許文献１のようにカードの逆挿しを防止する構造のものや特許文献２のようにカードが挿入できる嵌合口を２段に配置したものや特許文献３や特許文献４のように複数のカードが挿入できる嵌合口を有するコネクタ等がある。
特開２００１−１３５３８４の要約によると、ＩＣカードが誤挿入された場合にも破損することがなく、良好な接続信頼性を維持することができることを目的とし、コネクタ本体をＩＣカードの側面を案内する側部と、ＩＣカードの裏面または表面を支持する支持面を有すると共にＩＣカードの裏面支持状態において裏面に形成された凸面部を挿脱方向Ｘに沿って移動可能に嵌合させる段部を形成してなる底部と、ＩＣカードの平面側への浮上を規制する上板部と、を備え、上板部を、ＩＣカードの平面側への浮上を規制する規制面を有すると共に、規制面と裏面との対向状態において裏面の凸面部をＩＣカードの挿脱方向に沿って移動可能に嵌挿させる嵌挿溝を備えているものが開示されている。 特開２００１−３５７９１７の要約によると、カードを複数段挿入でき、基板の占有面積が小さく、容易に複数段のコンタクトを基板に接続できるメモリーカード用コネクタのコンタクト配列方法を提供することを目的とし、例えば、２枚のカードが着脱自在に挿入されるメモリーカード用コネクタであって、２枚のカードが挿入される挿入口を有するハウジングと、このハウジングに保持・固定されるコンタクトとからなる該メモリーカード用コネクタのコンタクト配列方法において、上段に挿入されるカードと接触するコンタクトを該ハウジングの幅方向両側に突出させると共に基板のパターンに接続可能に配置する構造のものが開示されている。図１のように、カードが挿入できる嵌合口が２段に配置されている。 特開２００１−３５１７０９の要約によると、厚みの異なる複数のメモリーカードを同一のコネクタに選択的に挿入して情報機器を操作することを目的とし、コネクタ本体は左右側壁及び奥壁よりなり、左右側壁には使用されるメモリーカードの側壁に合わせた受容部がその全長に亘って形成され、側壁の内側面にはカード識別端子が複数段配置され、奥壁にはカードの蓄積情報を取り出し、叉はカードに電子情報を書き込むための端子が適宜配置され、通常の書込み禁止のための保護端子が他側の側壁の適所に配置され、カード識別端子はばね状の金属帯片からなり、複数段に亘ってコンタクトの一側壁に配置されるとともに、夫々の識別端子の接触によりカードの存在を識別する識別タブが、カードを挿入しない状態では端子と離間して、側壁内に配置されている構造のものが開示されている。図７や図８のようにカードが挿入できる嵌合口が２段に配置されている。カードが挿入できる嵌合口が適宜配置されている。 特願２００４−３２１６４５の要約によると、基板設計やコネクタ設計の自由度を制限されることなく、コンタクトの接続部の配置が複雑にならず、コネクタ組立性や客先での実装性がよいカードコネクタを提供することを目的とし、複数枚のカードが挿抜されるカードコネクタであって、カードと接触する接触部を有する所要数のコンタクトと、コンタクトが保持・配列されるとともにカードが挿入される１又は複数の嵌合口を有するハウジングとを備えるカードコネクタにおいて、コンタクトには少なくとも２以上のカードと接触する接触部を備え、同一コンタクトで少なくとも２以上のカードと接触可能にする構造のものが開示されている。図１のように、共用化している部分はあるが、カードが挿入できる嵌合口が２段に配置されている。

近年、情報機器の小型化が進み、基板の小型化も進む中、基板の占有面積にも限りがある。基板の占有面積の制限は、必然的に基板の複数化となり、また、複数のメモリーカードを交換する際に、別々のコネクタを用意しておくことは、情報機器を大型化することになり、携帯等に不便である。
また、挿入されるカードによってはＥＳＤ対策が施されてなく、そのようなカードをコネクタに挿入するとカードの蓄積された静電気がコンタクトを通して、基板に流れ、基板を破損してしまうという課題があった。
さらに、挿入されるカードによっては逆挿し防止構造の対策が施されてなく、そのようなカードをコネクタに挿入すると、カード自体の破損やコンタクトの破損（座屈等）が発生し、ひいては基板自体を取り替える必要が生じることがあった。
ＥＳＤ対策構造や逆挿し防止構造を別々の構造にしたのでは、上述したコネクタの小型化、ひいては情報機器の小型化に逆行してしまうことに繋がる。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、コネクタの小型化が可能で、ＥＳＤ対策構造や逆挿し防止構造を施したカードコネクタを提供せんとするものである。

上記目的は、少なくとも１枚以上のカード６０が挿抜されるカードコネクタ１０であって、前記カード６０と接触する接触部１４１を有する複数のコンタクト１４と、該コンタクト１４が保持・配列されるとともに前記カード６０が挿入される嵌合口２４を有するハウジング１２とを備えるカードコネクタ１０において、前記ハウジング１２の幅方向の一方に、前記カード６０と基板との導通を図るため、かつ、逆挿しを防止するための端子１６を設置し、前記ハウジング１２の所定の位置に前記端子１６の一部が前記嵌合口２４内に突出する切欠け部２６を設けると共に、前記ハウジング１２の奥行き方向に、１枚の前記カード６０が挿入された際に前記コンタクト１４の変位量を抑制し、前記コンタクト１４の座屈を防止する凸部３０を設けることにより達成できる。

４枚のカード６０が挿入される場合には、４枚のカード６０が挿抜されるカードコネクタ１０であって、前記カード６０と接触する接触部１４１を有する４種類のコンタクト１４と、該コンタクト１４が保持・配列されるとともに前記カード６０が挿入される嵌合口２４を有するハウジング１２とを備えるカードコネクタ１０において、前記ハウジング１２の幅方向の一方に、前記カード６０と基板との導通を図るため、かつ、逆挿しを防止するための端子１６を設置し、前記ハウジング１２の所定の位置に前記端子１６の一部が前記嵌合口２４内に突出する切欠け部２６を設けると共に、前記ハウジング１２の奥行き方向に、１枚の前記カード６０が挿入された際に前記コンタクト１４の変位量を抑制し、前記コンタクト１４の座屈を防止する凸部３０を設けることにより達成できる。

前記カード６０が正規に挿入された際には前記カード６０の側面に前記端子１６が接触することで前記カード６０と基板との導通を図り、前記カード６０が逆に挿入された際には前記端子１６の先端が前記カード６０の端面に当たり逆挿しを防止する。
また、一端側に前記カード６０の側面と接触する接触部１６１と他端側に基板と接続する接続部１６３と該接続部１６３と前記接触部１６１との間に前記ハウジング１２に固定する固定部１６２とを有する略Ｌ字形状をした前記端子１６を設置し、前記ハウジング１２の幅方向のもう一方に、前記カード６０の挿抜を検出するスイッチ機構を設置し、前記ハウジング１２の所定の位置に前記スイッチ機構の一部が前記嵌合口２４内に突出する切欠部２８を設ける。
さらに、請求項１から５項のうちいずれか１項記載のカードコネクタ１０の前記ハウジング１２に、ノイズ対策用の金属製のシェル２２を装着する。

以上の説明から明らかなように、本発明のカードコネクタ１０によると、次のような優れた顕著な効果が得られる。
（１）少なくとも１枚以上のカード６０が挿抜されるカードコネクタ１０であって、前記カード６０と接触する接触部１４１を有する複数のコンタクト１４と、該コンタクト１４が保持・配列されるとともに前記カード６０が挿入される嵌合口２４を有するハウジング１２とを備えるカードコネクタ１０において、前記ハウジング１２の幅方向の一方に、前記カード６０と基板との導通を図るため、かつ、逆挿しを防止するための端子１６を設置し、前記ハウジング１２の所定の位置に前記端子１６の一部が前記嵌合口２４内に突出する切欠け部２６を設けているので、１つの端子１６でＥＳＤ対策と逆挿し防止対策をしているためコネクタ１０の小型化にもなり、コネクタ１０やカード６０や基板の破損に繋がらない。

（２）４枚のカード６０が挿入される場合には、４枚のカード６０が挿抜されるカードコネクタ１０であって、前記カード６０と接触する接触部１４１を有する４種類のコンタクト１４と、該コンタクト１４が保持・配列されるとともに前記カード６０が挿入される嵌合口２４を有するハウジング１２とを備えるカードコネクタ１０において、前記ハウジング１２の幅方向の一方に、前記カード６０と基板との導通を図るため、かつ、逆挿しを防止するための端子１６を設置し、前記ハウジング１２の所定の位置に前記端子１６の一部が前記嵌合口２４内に突出する切欠け部２６を設けているので、１つの端子１６でＥＳＤ対策と逆挿し防止対策をしているためコネクタ１０の小型化にもなり、コネクタ１０やカード６０や基板の破損に繋がらない。

（３）前記カード６０が正規に挿入された際には前記カード６０の側面に前記端子１６が接触することで前記カード６０と基板との導通を図り、前記カード６０が逆に挿入された際には前記端子１６の先端が前記カード６０の端面に当たり逆挿しを防止しているので、逆挿し防止対策をしているためコネクタ１０やカード６０や基板の破損に繋がらない。
（４）一端側に前記カード６０の側面と接触する接触部１６１と他端側に基板と接続する接続部１６３と該接続部１６３と前記接触部１６１との間に前記ハウジング１２に固定する固定部１６２とを有する略Ｌ字形状をした前記端子１６を設置し、前記ハウジング１２の幅方向のもう一方に、前記カード６０の挿抜を検出するスイッチ機構を設置し、前記ハウジング１２の所定の位置に前記スイッチ機構の一部が前記嵌合口２４内に突出する切欠部２８を設けているので、１つの端子１６でＥＳＤ対策と逆挿し防止対策をしているためコネクタ１０の小型化にもなり、コネクタ１０やカード６０や基板の破損に繋がらなし、カード６０を検出するスイッチ機構も設置しているため確実にカード６０が挿入されたかどうかを認識することができる。
（５）前記ハウジング１２の奥行き方向に、１枚の前記カード６０が挿入された際に前記コンタクト１４の変位量を抑制し、コンタクト１４の座屈を防止する凸部３０を設けているので、コンタクト１４が破損することがなく、ひいてはコネクタ１０やカード６０や基板の破損に繋がらない。
（６）請求項１から５項のうちいずれか１項記載のカードコネクタ１０の前記ハウジング１２に、ノイズ対策用の金属製のシェル２２を装着しているので、コネクタ１０のノイズ対策を施すことができる。

図１から図４に基づいて、本発明の一実施例について説明する。図１（Ａ）は嵌合側上方よりみた本発明のカードコネクタの斜視図であり、（Ｂ）は嵌合側下方よりみた本発明のカードコネクタの斜視図である。図２（Ａ）はシェルを取り除いた状態の本発明のカードコネクタの斜視図であり、（Ｂ）はシェルを取り除いた状態でカードが挿入された状態の本発明のカードコネクタの斜視図である。
図３は端子の斜視図である。図４（Ａ）はシェルを取り除いた状態でカードが正規に挿入された状態の本発明のカードコネクタの斜視であり、（Ｂ）はシェルを取り除いた状態でカードが逆に挿入された状態の本発明のカードコネクタの斜視図である。
本発明のカードコネクタ１０は、主に複数種のコンタクト１４とハウジング１２と端子１６とシェル２２と複数種のスイッチ端子１８、２０とを備えている。

構成部品を説明する前に、カード６０について説明する。前記カード６０はプリンターやカードリーダ等に使用されるものであって、前記カード６０には主にコンタクト１４の接触部１４１と接触する接触部と該接触部から回路へ繋がるパターンと該パターン上に搭載されたＩＣやＣＰＵと接続する接続部とを備えている。本発明のカードコネクタ１０に使用されるカード６０としては、マルチメディアカード（登録商標）、ＳＤカード（Secure Digital memory card、登録商標）、Mini−ＳＤカード（Mini Secure Digital memory card、登録商標）、メモリースティック（登録商標）、スマートメディア（登録商標）、コンパクトフラッシュ（登録商標）、ｘDカード（登録商標）、RS−MMCカード（Reduce Size MMC card、登録商標）、Transflashカード（登録商標）、Sカード（S card、登録商標）などのように、ＣＰＵあるいはメモリー用のＩＣが内臓されたＩＣカードが挙げられる。
本実施例のカードコネクタ１０には、ｘＤカードとメモリーステックカードとＳＤカードとマルチメディアカードの４枚が挿入できる構造になっている。

まず、本発明のポイントである端子１６について説明する。この端子１６は金属製であり、公知技術のプレス加工によって製作されている。前記端子１６の材質としては、バネ性や成型性などが要求されるので、黄銅やベリリウム銅やリン青銅等を挙げることができる。
前記端子１６は図３のように、一端側に前記カード６０の側面と接触する接触部１６１と他端側に基板と接続する接続部１６３と該接続部１６３と前記接触部１６１との間に前記ハウジング１２に固定する固定部１６２とを有し、略Ｌ字形状をしている。前記固定部１６２によって、前記端子１６は前記ハウジング１２に圧入によって固定され、前記接続部１６３は本実施例では基板の回路設計を考慮してＳＭＴ（表面実装）タイプにしたが、ディップタイプであってもよい。前記接触部１６１はＳＤカードの側面に接触する部分であって、接触し易いように湾曲させている。前記端子１６はこのようにカード６０の側面と接触し、基板に接続することで、カード６０と基板との導通を図り、ＥＳＤ対策を施している。

前記端子１６の接触部１６１は前記ハウジング１２の切欠け部２６に突出するように設けられている。前記接触部１６１の先端は、前記カード６０に傷つけ難いようにＣ面取りやＲ形状やテーパを設けることが望ましい。前記端子１６は前記カード６０が逆に挿入された場合に、前記端子１６の先端が前記カード６０の端面に当たることで逆挿し防止構造を施している。タイミング的には、前記カード６０が逆に挿入された場合に、前記カード６０が前記コンタクト１４の接触部１４１に接触する前に、前記カード６０の端面が前記端子１６の先端に当たるようになっている。

次に、ハウジング１２について説明する。このハウジング１２は電気絶縁性のプラスチックであり、公知技術の射出成形によって製作され、この材質としては寸法安定性や加工性やコスト等を考慮して適宜選択するが、一般的にはポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）やポリアミド（６６ＰＡ、４６ＰＡ）や液晶ポリマー（ＬＣＰ）やポリカーボネート（ＰＣ）やこれらの合成材料を挙げることができる。前記ハウジング１２には、複数の前記カード６０が挿入される所要数の嵌合口２４が設けられている。本実施例では、前記嵌合口２４の数としては１つ設けている。前記嵌合口２４の大きさは所要数の前記カード６０が挿入でき、前記カード６０が挿入された際にそれぞれのカード６０に対応する前記コンタクト１４や前記第一スイッチ端子１８に接触できるように適宜設計されている。

前記ハウジング１２は、少なくとも下部壁３４と２つの側壁３６、３６と奥行壁３８とを備えている。前記側壁３６の一方側に、前記端子１６の接触部１６１が前記嵌合口２４内に突出できるような切欠け部２６が設けられている。前記切欠け部２６の位置は上述したようなタイミングで前記カード６０が逆に挿入された場合に前記端子１６と前記カード６０とが当たるように適宜設計している。前記切欠け部２６の大きさは前記端子１６の接触部１６１が嵌合口２４内に突出できればよく、前記ハウジング１２の強度や前記カード６０と前記端子１６との接触安定性を考慮して適宜設計している。

前記ハウジング１２のもう一方の側壁３６には、前記カード６０の挿抜を検出する所要数のスイッチ機構が設置している。該スイッチ機構としては、２つの端子（第一スイッチ端子１８と第二スイッチ端子２０）とを備えている。もう一方の前記側壁３６には所定の位置に前記第一スイッチ端子１８の一部が前記嵌合口２４内に突出するような所要数の切欠部２８が設けられている。前記切欠部２８の位置は、それぞれの第一スイッチ端子１８に対応する前記カード６０に押圧され、それぞれの第一スイッチ端子１８と第二スイッチ端子２０とが接触できるように適宜設計している。前記切欠部２８の大きさは前記第一スイッチ端子１８の接点１８４が嵌合口２４内に突出できればよく、前記ハウジング１２の強度や前記カード６０と前記第一スイッチ端子１８との押圧を考慮して適宜設計している。

前記ハウジング１２の奥行き方向には、ＳＤカード６０が挿入された際に前記コンタクト１４の変位量を抑制し、コンタクト１４の座屈を防止する凸部３０が設けられている。該凸部３０の位置及び大きさ、形状はこのような役割を考慮して適宜設計している。本実施例では前記凸部３０の形状を、略三角錐にしている。

前記ハウジング１２には、所要数の前記コンタクト１４が保持・配列される複数種のコンタクト１４に対応した挿入孔３２が設けられている。複数種の前記コンタクト１４は前記ハウジング１２に圧入や一体成型等によって固定されている。

次に、複数種のコンタクト１４について説明する。複数種の前記コンタクト１４も前記端子１６同様に金属製であり、公知技術のプレス加工によって製作されている。複数種の前記コンタクト１４の材質としては、バネ性や導電性などが要求されるので、黄銅やベリリウム銅やリン青銅等を挙げることができる。
複数種の前記コンタクト１４は、少なくとも対応する前記カード６０に接触する接触部１４１と前記ハウジング１２に固定される固定部１４２と基板に接続する接続部１４３とを備えている。前記接触部１４１の形状としては、対応する前記カード６０と接触し易いように湾曲形状にしている。それぞれの前記コンタクト１４の前記接続部１４３は本実施例では基板の回路設計を考慮してＳＭＴ（表面実装）タイプにしたが、ディップタイプであってもよい。
本実施例では、複数種の前記コンタクト１４の配列としては、嵌合側にｘＤカードに対応するコンタクトを、奥行き側（嵌合口と反対側）にメモリースティックカードに対応するコンタクトを、嵌合側と奥行き側のほぼ中間にＳＤカードとマルチメディアカードに対応するコンタクトを、それぞれ配置している。

次に、スイッチ機構について説明する。該スイッチ機構としては、それぞれのカードに対応する２つの端子（第一スイッチ端子１８と第二スイッチ端子２０）とを備えており、それぞれの２つの端子とも金属製であり、公知技術のプレス加工によって製作されている。それぞれのスイッチ機構の２つの端子の材質としては、バネ性や導電性などが要求されるので、黄銅やベリリウム銅やリン青銅等を挙げることができる。
第一スイッチ端子１８と第二スイッチ端子２０は、少なくとも互いのスイッチ端子１８、２０と接触する接触部１８１、２０１と前記ハウジング１２に固定する固定部１８２、２０２と基板に接続される接続部１８３、２０３とを備えている。なお、前記第一スイッチ端子１８には、対応する前記カード６０によって押圧される接点１８４も備えている。該接点１８４は、前記カード６０を傷付け難いように湾曲形状にしている。

前記スイッチ機構としては、前記カード６０が嵌合口に挿入される前は前記第一スイッチ端子１８と前記第二スイッチ機構２０は離間状態で、前記カード６０の挿入が完了した際には前記第一スイッチ端子１８の接点１８４が前記カード６０によって押圧されるために前記第一スイッチ端子１８の接触部１８１と前記第二スイッチ端子２０の接触部２０１とが接触状態になり、第一スイッチ端子１８と第二スイッチ端子２０とが導通されることで前記カード６０が挿入されたことを認識する。本実施例では、それぞれの第一スイッチ端子１８及び第二スイッチ端子２０の接続部１８３、２０３を基板の回路設計を考慮してＳＭＴ（表面実装）タイプにしたが、ディップタイプであってもよい。それぞれのスイッチ機構の位置は、対応するカード６０の大きさや認識としての役割を考慮して適宜設計する。

最後に、シェル２２について説明する。前記シェル２２も金属製であり、公知技術のプレス加工によって製作されている。前記シェル２２の材質としては、寸法安定性や加工性やばね性などが要求されるので、黄銅やベリリウム銅やリン青銅等を挙げることができる。前記シェル２２は略コ字形状をしており、カードコネクタ１０のノイズ対策のためのものであり、前記ハウジング１２の上面側を覆うように、引っ掛けや圧入やカシメ等によって固定されている。

本発明の活用例としては、機器内の電子・電気機器やプリンターやカードリーダに使用されるカードコネクタに活用され、特にカードのＥＳＤ対策や逆挿し防止対策に関するものである。

（Ａ）嵌合側上方よりみた本発明のカードコネクタの斜視図である。（Ｂ）嵌合側下方よりみた本発明のカードコネクタの斜視図である。 （Ａ）シェルを取り除いた状態の本発明のカードコネクタの斜視図である。（Ｂ）シェルを取り除いた状態でカードが挿入された状態の本発明のカードコネクタの斜視図である。 端子の斜視図である。 （Ａ）シェルを取り除いた状態でカードが正規に挿入された状態の本発明のカードコネクタの斜視である。（Ｂ）シェルを取り除いた状態でカードが逆に挿入された状態の本発明のカードコネクタの斜視図である。

１０ カードコネクタ
１２ ハウジング
１４ コンタクト
１６ 端子
１４１，１６１，１８１，２０１ 接触部
１４２，１６２，１８２，２０２ 固定部
１４３，１６３，１８３，２０３ 接続部
１８ 第一スイッチ端子
１８４ 接点
２０ 第二スイッチ端子
２２ シェル
２４ 嵌合口
２６ 切欠け部
２８ 切欠部
３０ 凸部
３２ 挿入孔
３４ 下部壁
３６ 側壁
３８ 奥行壁
６０ カード

Claims (5)

1. 少なくとも１枚以上のカードが挿抜されるカードコネクタであって、前記カードと接触する接触部を有する複数のコンタクトと、該コンタクトが保持・配列されるとともに前記カードが挿入される嵌合口を有するハウジングとを備えるカードコネクタにおいて、
   前記ハウジングの幅方向の一方に、前記カードと基板との導通を図るため、かつ、逆挿しを防止するための端子を設置し、前記ハウジングの所定の位置に前記端子の一部が前記嵌合口内に突出する切欠け部を設けると共に、前記ハウジングの奥行き方向に、１枚の前記カードが挿入された際に前記コンタクトの変位量を抑制し、前記コンタクトの座屈を防止する凸部を設けることを特徴とするカードコネクタ。
2. ４枚のカードが挿抜されるカードコネクタであって、前記カードと接触する接触部を有する４種類のコンタクトと、該コンタクトが保持・配列されるとともに前記カードが挿入される嵌合口を有するハウジングとを備えるカードコネクタにおいて、
   前記ハウジングの幅方向の一方に、前記カードと基板との導通を図るため、かつ、逆挿しを防止するための端子を設置し、前記ハウジングの所定の位置に前記端子の一部が前記嵌合口内に突出する切欠け部を設けると共に、前記ハウジングの奥行き方向に、１枚の前記カードが挿入された際に前記コンタクトの変位量を抑制し、前記コンタクトの座屈を防止する凸部を設けることを特徴とするカードコネクタ。
3. 前記カードが正規に挿入された際には前記カードの側面に前記端子が接触することで前記カードと基板との導通を図り、前記カードが逆に挿入された際には前記端子の先端が前記カードの端面に当たり逆挿しを防止することを特徴とする請求項１又は２記載のカードコネクタ。
4. 一端側に前記カードの側面と接触する接触部と他端側に基板と接続する接続部と該接続部と前記接触部との間に前記ハウジングに固定する固定部とを有する略Ｌ字形状をした前記端子を設置し、前記ハウジングの幅方向のもう一方に、前記カードの挿抜を検出するスイッチ機構を設置し、前記ハウジングの所定の位置に前記スイッチ機構の一部が前記嵌合口内に突出する切欠部を設けることを特徴とする請求項１、２又は３記載のカードコネクタ。
5. 前記ハウジングに、ノイズ対策用の金属製のシェルを装着することを特徴とする請求項１から４項のうちいずれか１項記載のカードコネクタ。

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