CN103541850A - 用于起动器的电磁螺线管装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于起动器的电磁螺线管装置。第一螺线管具有第一线圈和第一柱塞。小齿轮被向外推向环形齿轮。第二螺线管具有第二线圈和第二柱塞。设置在电动机的供电电路中的主接触件被闭合。分隔件将第一柱塞在第一线圈内移动的第一移动空间与第二柱塞在第二线圈内移动的第二移动空间分隔开。在第一螺线管布置在分隔件的轴向上的一端而第二螺线管布置在另一端的情况下，第一螺线管和第二螺线管被容置在公共开关架中。分隔件设置有将第一移动空间与第二移动空间连通的通气孔。

Description

用于起动器的电磁螺线管装置

技术领域

本发明涉及一种用于起动器的电磁螺线管装置，该电磁螺线管装置被配置成将第一螺线管和第二螺线管串联设置在公共开关架中。第一螺线管将小齿轮向外推向发动机的环形齿轮。第二螺线管断开和闭合在电动机的供电电路中设置的主接触件。

背景技术

近来，配备有以下系统（在下文中，称为“ISS”）的车辆的数量正在增加：该系统在车辆停止时关闭车辆的发动机以控制二氧化碳的排放并改进燃料效率。

例如，当车辆根据十字路口的交通灯或者由于交通阻塞而停止时，ISS停止向发动机提供燃料以自动停止发动机。此后，如果在用户执行启动操作（例如，松开刹车踏板的操作，换挡至驱动范围的操作）时满足重新启动条件，则ISS自动触发起动器以重新启动发动机。

已知电磁螺线管装置作为适用于ISS的启动系统。该装置包括两个螺线管，并且被称为串联型螺线管。

例如，在JP-A-2009-191843中公开的电磁螺线管装置具有螺线管SL1和螺线管SL2，螺线管SL1通过驱动变速杆将起动器的小齿轮向外推向发动机的环形齿轮，螺线管SL2断开和闭合设置在电动机的供电电路中的主接触件。螺线管SL1和螺线管SL2沿轴向串联设置，并且被容纳在公共开关架中。

通过使用电子控制单元（ECU），电磁螺线管装置可以独立地控制螺线管SL1、SL2的操作。因此，电磁螺线管装置可以适用于ISS。

同时，电磁螺线管装置具有沿着螺线管SL1的线圈（称为“SL1线圈”）的内缘在轴向上移动的柱塞（被称为“SL1柱塞”）以及沿着螺线管SL2的线圈（被称为“SL2线圈”）的内缘在轴向上移动的柱塞（被称为“SL2柱塞”）。SL1柱塞与SL2柱塞之间布置有公共固定芯。也就是说，固定芯将SL1柱塞沿着SL1线圈的内缘移动的空间与SL2柱塞沿着SL2线圈的内缘移动的空间彼此分隔开。

根据以上配置，例如，在发动机启动之后（具体地，在确认发动机点火之后）以及在螺线管SL1的操作停止时，也就是说，当停止激励SL1线圈使得由于失去引力，因弹簧弹力而沿与固定芯相反的方向将SL1柱塞推回时，SL1柱塞与固定芯之间的空间中的压力被暂时地转变为负压状态。在该情况下，因为在SL1柱塞开始返回之后，SL1柱塞的移动立即变慢，所以在发动机点火之后，小齿轮不能快速地与环形齿轮分开。结果，因为环形齿轮旋转转数随着小齿轮分开的延迟而增加，所以容易产生异常噪音，或者在小齿轮与环形齿轮分开时，齿轮可能破裂。

同时，在螺线管SL2中，当闭合主接触件时，也就是说，当激励SL2使得固定芯被磁化从而将SL2柱塞吸引至固定芯时，SL2柱塞与固定芯之间的空气被压缩。因为没有立即释放所压缩的空气，所以SL2柱塞的移动速度受到限制。因此，可能在SL2柱塞的速度已经降低的情况下闭合主接触件。在此情况下，关注的是，在接触件邻接时可能产生过量的电弧，从而接触件可能变得被熔接。

发明内容

本实施方式提供了一种用于起动器的电磁螺线管装置。该装置确保两个柱塞的平稳移动以在发动机点火之后快速地使小齿轮从环形齿轮分离，并且在主接触件闭合时限制电弧的产生。

根据实施方式的一个方面，提供了一种用于起动器的电磁螺线管装置。通过将电动机的转矩传送至与发动机的环形齿轮啮合的小齿轮，起动器启动发动机。该装置包括第一螺线管、第二螺线管以及分隔件。第一螺线管具有：第一线圈，其通过被激励来形成第一电磁体；以及第一柱塞，其被第一电磁体吸引并且沿轴向在第一线圈内移动，由第一柱塞的移动导致小齿轮被向外推向环形齿轮。第二螺线管具有：第二线圈，其通过被激励来形成第二电磁体；第二柱塞，其被第二电磁体吸引并且沿轴向在第二线圈内移动，由第二柱塞的移动导致设置在电动机的供电电路中的主接触件被闭合。分隔件将第一柱塞沿轴向在第一线圈内移动的第一移动空间与第二柱塞沿轴向在第二线圈内移动的第二移动空间分隔开。在第一螺线管布置在分隔件的轴向上的一端而第二螺线管布置在分隔件的轴向上的另一端的情况下，第一螺线管和第二螺线管被容置在公共开关架中，并且分隔件设置有将第一移动空间与第二移动空间连通的通气孔。

附图说明

在附图中：

图1是根据第一实施方式的电磁螺线管装置的截面图；

图2是根据第一实施方式的减速型起动器的截面图；

图3是在轴向上从后侧观察到的图2中示出的减速型起动器的平面图；

图4是起动器的电路图；

图5是根据第二实施方式的电磁螺线管装置的截面图；

图6是根据第三实施方式的电磁螺线管装置的截面图；

图7是示出d/D与SL2柱塞速度之间的关系（第三实施方式）的图；

图8是根据第四实施方式的电磁螺线管装置的截面图；以及

图9是根据第五实施方式的电磁螺线管装置的截面图。

具体实施方式

参照附图，将在下文描述本发明的实施方式。

（第一实施方式）

在第一实施方式中，减速型起动器1使用串联螺线管型电磁螺线管装置2。

如图2所示，减速型起动器1包括电动机3、小齿轮轴5、小齿轮6、减速单元（后面描述）、离合器7以及电磁螺线管装置2。电动机3产生转矩。小齿轮轴5布置成平行于电动机3的电枢轴4。小齿轮6被支撑在小齿轮轴5的外缘上，并且与小齿轮轴5一体地旋转。减速单元降低电动机3的旋转速度以增加驱动转矩。离合器7将所增加的驱动转矩传送给小齿轮轴5。电磁螺线管装置2与小齿轮轴5同轴地布置。

电动机3是包括电磁场磁体（后面描述）、电枢9和电刷10的已知的换向器电动机。电磁场磁体形成磁场。电枢9具有在电枢轴4后端的轴上的换向器8。电刷10布置在换向器8的外缘上。

电磁场磁体包括场磁极13和场线圈14。场磁极13形成磁路并且通过螺钉12固定至磁轭11的内缘，磁轭11也用作电动机3的壳体。场线圈14是通过围绕场磁极13来缠绕矩形线形成的。应当注意，代替电磁场磁体，可以使用其中将多个永磁体设置在磁轭11的内缘上的永磁场磁体。

小齿轮轴5被插入在后面描述的花键管15的内缘内，并且被连接至螺旋状花键。在旋转时，小齿轮轴5可以相对于花键管15在轴向（图2中的左右方向）上移动。

在下文中，在图1和图2中，将（小齿轮轴5和电磁螺线管装置2的）轴向上的左侧称为前侧，而将轴向上的右侧称为后侧。当小齿轮轴5相对于花键管15沿轴向移动时，将右方定义为切换方向，而将左方定义为反切换方向。

如图2所示，在小齿轮轴5的轴向上的中央部分处形成孔以从后侧的端面延伸至前侧。钢珠16被布置在孔内。

小齿轮6经受相对于从花键管15的前侧的端面突出的小齿轮轴5的外缘的直接花键配合，以被小齿轮轴5支撑。此外，通过设置在小齿轮轴5与小齿轮6之间的小齿轮弹簧17来推动小齿轮6抵靠花键管15前侧的端面。

起动器壳体19经由滚珠轴承18旋转支撑花键管15前侧的端部。中央壳体21经由滚珠轴承20旋转支撑花键管15后侧的端部。中央壳体21被布置成与起动器壳体19的后侧相邻。

此外，回位弹簧22被设置在花键管15的内缘与小齿轮轴5的外缘之间。回位弹簧22沿切换方向相对于花键管15偏置小齿轮轴5。

如图2所示，通过包括传动齿轮23、惰轮24和离合器齿轮25的齿轮系来构成减速单元。传动齿轮23形成在电枢轴4的与换向器相反一侧的端部上。惰轮24与传动齿轮23啮合。齿轮系包括与惰轮24啮合的离合器齿轮25。通过齿轮轴24a旋转支撑惰轮24。齿轮轴24a的一端被压装到中央壳体21中形成的装配孔内。齿轮轴24a的另一端插入在起动器壳体19中形成的装配孔中，以被支撑。离合器齿轮25经受相对于具有圆柱形形状的轮毂26的外缘的花键配合，从而附接至轮毂26。轮毂26经由轴承27被相对旋转地支撑在花键管15的外缘上。

离合器7是例如包括外离合器7a、内离合器（后面描述）、滚子7b和弹簧7c的滚子型单向离合器。外离合器7a在其内缘上形成多个凸轮面。内离合器被布置在外离合器7a的内缘侧上。滚子7b被布置在外离合器7a的凸轮面与内离合器的外缘之间。弹簧7c朝向凸轮面来偏置滚子7b。

外离合器7a连接至离合器齿轮25的轮毂26。经由轮毂26传送离合器齿轮25的旋转。内离合器由花键管15形成。也就是说，花键管15还用作内离合器。滚子7b将外离合器7a的旋转传送给内离合器（花键管15）。另外，滚子7b阻挡从内离合器到外离合器7a的动力传送。

接下来，描述电磁螺线管装置2的配置。

电磁螺线管装置2包括第一螺线管（在下文中，被称为“螺线管SL1”）和第二螺线管（在下文中，被称为“螺线管SL2”）。螺线管SL1通过使用电磁体的引力来沿反切换方向推出小齿轮轴5。螺线管SL2断开和闭合连接至电动机3的供电电路的主接触件（后面描述）。

如图1所示，在沿轴向（图1中的左右方向）串联设置螺线管SL1和螺线管SL2的情况下，螺线管SL1和螺线管SL2被一体地容置在后面描述的公共开关架中。应当注意，螺线管SL1被容置在开关架的前侧。螺线管SL2被容置在开关架的后侧。螺线管SL1的移动方向和螺线管SL2的移动方向相同。

如图1所示，开关壳体包括金属框架28、树脂框架29以及金属端框架（端盖）30。金属框架28主要覆盖螺线管SL1的外缘。树脂框架29主要覆盖螺线管SL2的外缘。端框架30封闭树脂框架29的后侧开放端。

金属框架28与中央壳体21是一体的，并且相对于中央壳体21柱状地延伸至后侧。树脂框架29具有圆柱形形状，树脂框架29前侧和后侧的两端都开放。在将橡胶密封垫31置于树脂框架29的前侧开放端与金属框架28的开放端之间的情况下，附接树脂框架29。在将橡胶密封垫32置于端框架30与树脂框架29的后侧开放端之间的情况下，附接端框架30。通过将内螺母33和外螺母34固定在预先用螺钉连接到金属框架28上的多个柱螺栓（未示出）的端部的方式来固定端框架30。

（关于螺线管SL1）

如图1所示，螺线管SL1包括SL1线圈35、SL1柱塞36、SL1固定芯37、环形芯板38、轴39、回位弹簧40以及驱动弹簧41。SL1线圈35通过电传导形成电磁体（第一电磁体）。SL1柱塞36沿轴向（图1中的左右方向）在SL1线圈35的内缘移动。SL1固定芯37被电磁体磁化，以吸引SL1柱塞36。芯板38被布置在SL1线圈35的前侧。轴39经由钢珠16（参见图2）将SL1柱塞36的移动传送至小齿轮轴5。当电磁体的引力减小时，回位弹簧40将SL1柱塞36推回。驱动弹簧41存储用于将小齿轮6推进发动机的环形齿轮G（参见图4）的反作用力。

例如通过围绕树脂绕线筒42缠绕被绝缘涂覆的铜线来形成SL1线圈35。圆柱形套管43插入绕线筒42的内缘内。圆柱形套管43由非磁性金属（例如，不锈钢）制成，并且引导SL1柱塞36的移动。

SL1柱塞36具有阶梯形状，其径向外缘具有阶梯。SL1柱塞36具有通孔44，通孔44穿过在SL1柱塞36的径向上定位的中央部分，并且沿着SL1柱塞36的纵向（图1中的左右方向）延伸。在通孔44前侧形成具有较小直径的小直径孔部分44a。

SL1固定芯37具有环形形状，其中定位在SL1固定芯37的径向上的中央部分呈圆柱形地开放。SL1固定芯37被插入圆柱形套管43前侧端部的内缘中，以在轴向上与SL1柱塞36相对。

如图2所示，芯板38被卷边并且固定至SL1固定芯37，以磁连接至SL1固定芯37。芯板38与位于形成金属框架28的底面的中央壳体21的轴向方向上的端面接触。因此，限制芯板38朝向位于轴向方向上的前侧移动。此外，限制芯板38在周向方向上的旋转。

轴39被插入SL1柱塞36的小直径孔部分44a中，以附接至SL1柱塞36。从小直径孔部分44a进入通孔44后侧的轴39的端部设置有凸缘39a，凸缘39a的外径大于小直径孔部分44a的直径。此外，从通孔44突出的轴39的前侧穿过SL1固定芯37的内缘并且被插入在小齿轮轴5后侧的端面中形成的孔中，以与钢球16（参见图2）接触。

回位弹簧40被设置在从SL1柱塞36的小直径孔部分44a突出的轴39的外缘上。回位弹簧40前侧的端部与钢球16接触以被支撑。回位弹簧40后侧的端部与小直径孔部分44a的外缘部接触。

如图1所示，驱动弹簧41被布置在相对于小直径孔部分44a的后侧处形成的通孔44中。驱动弹簧41后侧的端部与端板45接触以被支撑。驱动弹簧41前侧的端部与轴39的凸缘39a接触以被支撑。

端板45通过熔接或粘接被固定至SL1柱塞36后侧的端面。如图1所示，在位于端板45的径向上的中央部分处形成圆孔45a。

（关于螺线管SL2）

如图1所示，螺线管SL2包括SL2线圈46、SL2柱塞47、SL2固定芯48、环形磁板49以及回位弹簧50。SL2线圈46通过电传导形成电磁体（第二电磁体）。SL2柱塞47沿轴向（图1中的左右方向）在SL2线圈46的内缘移动。SL2固定芯48被电磁体磁化以吸引SL2柱塞47。磁板49布置在SL2线圈46的前侧。当电磁体的引力已经减小时，回位弹簧50将SL2柱塞47推回。

例如通过围绕树脂绕线筒51缠绕被绝缘涂覆的铜线来形成SL2线圈46。圆柱形套管52插入绕线筒51的内缘内。圆柱形套管52由非磁性金属（例如，不锈钢）制成，并且引导SL2柱塞47的移动。

如图1所示，SL2柱塞47具有阶梯形状，其径向外缘具有阶梯。SL2柱塞47具有在其前侧处的端面中开放的圆柱形孔47a。并且SL2柱塞47具有在沿前侧方向突出的外部部分中的突出部分47d。

SL2固定芯48具有环形形状，其中位于SL2固定芯48的径向上的中央部分呈圆柱形地开放。SL2固定芯48被插入在圆柱形套管52前侧处的内缘内，以在轴向上与SL2柱塞47相对。SL2固定芯48在其外部具有邻接部分48a，邻接部分48a通过与突出部分47d邻接来停止SL2柱塞47的移动。

磁板49具有多层钢板的分层结构，该多层钢板通过压制被圆形地冲压。磁板49机械连接且磁连接至SL2固定芯48。

如图1所示，经由形成螺线管SL1和螺线管SL2所共有的磁路的芯固定体53来磁连接磁板49和螺线管SL1的芯板38。

如图1所示，回位弹簧50插入在SL2柱塞47中形成的圆柱形孔47a的内缘内。回位弹簧50前侧的端部通过后面描述的分隔件76的阶梯部分76e来支撑。回位弹簧50后侧的端部通过SL2柱塞47的圆柱形孔47a的底面（位于轴向方向上的端面）来支撑。

如图4所示，通过螺线管SL2断开和闭合的主接触件由移动接触件57和一对固定接触件56形成。固定接触件56经由两个端螺栓54、55（后面描述）连接至电动机3的供电电路。移动接触件57在固定接触件56之间电断开和电闭合。当移动接触件57接触固定接触件56时，经由移动接触件57在固定接触件56之间建立电传导，从而闭合（接通）主接触件。当移动接触件57与固定接触件56分开时，固定接触件56之间的电传导中断，从而断开（关断）主接触件。

两个端螺栓54和55分别是B端螺栓和M端螺栓，端螺栓54和55中的每个的外缘上都具有外螺纹。如图4所示，连接至电池B的正极端子的电池电缆58的端子被连接至B端螺栓54。连接至电动机3的正极侧电刷10的电动机引线59的端子被连接至M端螺栓55。

如图1所示，将B端螺栓54和M端螺栓55中的每个插入轴环60中，轴环60经受相对于树脂框架29的夹物模压。将B端螺栓54和M端螺栓55的外螺纹的端部部分被引至树脂框架29的外部。在每个轴环60与螺母62之间放入垫片61。围绕外螺纹上紧螺母62以固定B端螺栓54和M端螺栓55。

树脂框架29通过树脂模制与连接器壳体29a（参见图3）一体化。连接至SL1线圈35和SL2线圈46的两个传导端子63和64（参见图4）经受相对于连接器壳体29a（参见图3）的夹物模压。

如图4所示，被引至连接器壳体29a的传导端子63和64通过连接器连接至用于将电力从电池B提供给SL1线圈35和SL2线圈46的供电线路65和66。SL1继电器67和SL2继电器68分别连接至供电线路65和供电线路66。ECU（电子控制单元）69电控制SL1继电器67和SL2继电器68的通断操作。

传导端子63和64分别连接至二极管70和71，以在SL1继电器67和SL2继电器68断开时短路从SL1线圈35和SL2线圈46产生的反电动势。二极管70和71分别并联连接至SL1线圈35和SL2线圈46。

分别与B端螺栓54和M端螺栓55间隔开地设置一对固定接触件56和56。例如，B端螺栓54和M端螺栓55的本体被压装进入在接触件56、56中形成的圆孔，从而被固定。或者，可以在B端螺栓54和M端螺栓55的本体上形成锯齿。本体可以被压装进入接触件56、56的圆孔，从而被固定。

应当注意，当观察图1和图2时，从树脂框架29向下引导B端螺栓54。然而，在实践中，如图3所示，从树脂框架29的左侧和右侧引导B端螺栓54和M端螺栓55。也就是说，图1和图2所示的电磁螺线管装置2具有沿着图3所示的II-O-II切割的截面形状。

如图1所示，移动接触件57置于树脂绝缘板72与绝缘衬套73之间以被SL2柱塞47支持。此外，移动接触件57偏置到用于当主接触件闭合时施加接触压力的接触压力弹簧74。接触压力弹簧74前侧处的一端由绝缘衬套73支撑。接触压力弹簧74后侧处的另一端由通过熔接或粘接而固定在SL2柱塞47的后侧端面的凸缘板75来支撑。

应当注意，如图1所示，SL2柱塞47的回位位置（即，在停止SL2线圈46的激励从而失去电磁体的引力的情况下，SL2柱塞47在由于回位弹簧50的反作用力而被推回后停在的位置）受到限制，这是因为设置在绝缘衬套73上的斜面与设置在端盖30上的斜面接触。

接下来，将解释电磁螺线管装置2的特征。

首先，解释SL1柱塞36和SL2柱塞47的形状。关于SL1柱塞36，将位于轴向方向上并且形成有阶梯状的外缘的端面称为阶梯状表面。SL1柱塞36前侧的外径比阶梯状表面的外径大。SL1柱塞36后侧的外径比阶梯状表面的外径小。在下文中，将相对于SL1柱塞36的阶梯状表面的前侧称为柱塞滑动部36a。将相对于SL1柱塞36的阶梯状表面的后侧称为柱塞后端部36b（参见图1）。

关于SL2柱塞47，在SL2柱塞47前侧处的端面中开放的圆柱形孔47a的内径大于柱塞后端部36b的外径。

关于SL1柱塞36和SL2柱塞47，当SL1线圈35和SL2线圈46两者均未被激励时，也就是说，当通过回位弹簧40和50分别推动SL1柱塞36和SL2柱塞47从而在回位位置处静止时，柱塞后端部36b插入在SL2柱塞47中形成的圆柱形孔47a的内缘内，以沿轴向重叠。应当注意，如图1所示，SL1柱塞36的回位位置受到限制，这是因为SL1柱塞36的阶梯状表面与分隔件76的阶梯状部分76e接触。如上所述，SL2柱塞47的回位位置受到限制，这是因为附接至SL2柱塞47的绝缘衬套73的锥面与端盖30的锥面接触。

分隔件76布置在SL1柱塞36和SL2柱塞47之间。分隔件76将SL1柱塞36沿轴向在SL1线圈35的内缘内移动的第一移动空间与SL2柱塞47沿轴向在SL2线圈46的内缘内移动的第二移动空间分隔开。

通过将非磁性金属板（例如，不锈钢板）压进杯状物中，来形成分隔件76。具体地，如图1所示，分隔件76包括分隔圆柱部（后面描述）、分隔底部76a以及分隔凸缘部76b。分隔圆柱部圆柱形地覆盖从SL1线圈35突出至后侧的SL1柱塞36的外缘。分隔底部76a形成分隔圆柱部的底面（位于轴向方向上的端面）。分隔凸缘部76b沿其径向从分隔圆柱部前侧的端部延伸至其外部。

如图1所示，分隔圆柱部包括大直径圆柱部76c和小直径圆柱部76d。大直径圆柱部76c覆盖柱塞滑动部36a的外缘。小直径圆柱部76d覆盖柱塞后端部36b的外缘。阶梯状部分76e设置在大直径圆柱部76c与小直径圆柱部76d之间。并且分隔底部76a用作制动器，该制动器在由于回位弹簧40的反作用力而将SL1柱塞36推回时使SL1柱塞36的移动停止。

此外，通气孔77开在沿分隔底部76a的径向布置的中央部分处。通气孔77连通第一移动空间和第二移动空间。应当注意，通气孔77的内径等于或略微小于在端板45中形成的圆孔45a的内径。

关于分隔件76，例如，将大直径圆柱部76c的外缘压进SL2固定芯48的内缘。此外，将分隔凸缘部76b置于SL1线圈35的绕线筒42与磁板49之间。由此，分隔件76被固定。

接下来，将描述减速型起动器1的操作。

在下文中，当执行怠速停止（怠速减少）的情况的示例时，解释在发动机停止过程期间（在减速时间段期间，通过该减速时间段发动机的旋转完全停止）当发出重新启动请求时所执行的操作。

图4中示出的ECU69是用于在接通启动开关78时被触发的怠速停止系统的电子控制单元。如果在发动机停止过程期间发出重新启动请求，则可以经由SL1继电器67和SL2继电器68来独立地控制螺线管SL1的操作和螺线管SL2的操作。

关于螺线管SL1，如果SL1继电器67由ECU69来控制以被接通，则将电力从电池B提供给传导端子63。从而，激励连接至传导端子63的SL1线圈35，这形成电磁体。因此，SL1柱塞36被吸引至磁化的SL1固定芯37并且向在轴向方向上的前侧移动。由于SL1柱塞36的移动，经由轴39推动钢球16，由此将小齿轮轴5推出至发动机的环形齿轮侧（图2的左侧）。在小齿轮轴5支撑的小齿轮6的侧表面与环形齿轮G的侧表面接触之后，如果减速环形齿轮G已经旋转至环形齿轮G可以与小齿轮6啮合的位置，则通过存储在驱动弹簧41中的反作用力推出小齿轮6。因此，小齿轮6与环形齿轮G相啮合。

关于螺线管SL2，如果SL2继电器68由ECU69来控制以被接通，则将电力从电池B提供给传导端子64。从而，激励连接至传导端子64的SL2线圈46，这形成电磁体。因此，SL2柱塞47被吸引至磁化的SL2固定芯48并且向在轴向方向上的前侧移动。并且SL2柱塞47的突出部47d通过与SL2固定芯48的邻接部分48a邻接来停止该移动。由于SL2柱塞47的移动，移动接触件57与一对固定接触件56接触，并且移动接触件57通过接触压力弹簧74而被偏置，从而闭合主接触件。结果，将电力从电池B提供给电动机3，从而在电枢9中产生转矩。电枢9的转矩通过减速单元增加并且然后被传送至小齿轮轴5。此时，由于小齿轮6已经与环形齿轮G相啮合，所以将电动机3的通过减速单元增加的转矩从小齿轮6传送至环形齿轮G，这快速地启动发动机。

（第一实施方式的优点）

在发动机启动之后，当第一实施方式的电磁螺线管装置2停止螺线管SL1的操作时，即，当停止激励SL1线圈35使得SL1柱塞36由于回位弹簧40的反作用力而被推回时，可以限制在第一移动空间（在分隔件76（特别地，分隔底部76a、小直径圆柱部76d）与SL1柱塞36之间的空间）中的由于SL1柱塞36的移动而产生的压力波动。也就是说，当将SL1柱塞36被推回时，空气通过在分隔底部76a中形成的通气孔77从第一移动空间流向第二移动空间。从而，可以限制第一移动空间中的压力增加。因此，当SL1柱塞36由于回位弹簧40的反作用力而被推回时，SL1柱塞36的移动不在SL1柱塞36开始返回之后立即变慢，并且SL1柱塞36可以平稳地开始返回。结果，因为在发动机点火后小齿轮6可以快速地与环形齿轮G分开，所以可以降低在小齿轮6与环形齿轮G分开时产生的异常噪声。另外，可以防止齿轮破裂。

另外，当螺线管SL2在启动发动机的过程期间进行操作以闭合主接触件时，即，当SL2柱塞47由于被吸引而向磁化的SL2固定芯48移动时，限制第二移动空间（在分隔件76与SL2柱塞47之间的空间）中的由于SL2柱塞47的移动而产生的压力波动。也就是说，如果第二移动空间的体积由于SL2柱塞47的移动而减小，则空气通过在分隔底部76a中形成的通气孔77从第二移动空间流向第一移动空间，这限制第二移动空间中的压力增加。因此，因为没有限制SL2柱塞47的速度，所以SL2柱塞47可以平稳地移动。

结果，主接触件没有在SL2柱塞47的速度已经降低的情况下闭合。主接触件能够在SL2柱塞47具有足够速度的情况下闭合。因此，因为可以防止当主接触件闭合时产生的过量电弧，所以可以消除主接触件被熔接的顾虑。应当注意，用语“主接触件在SL2柱塞47的速度已经降低的情况下闭合”指以下情况：当移动接触件57已经与一对固定接触件56接触时，SL2柱塞47的速度已经变成基本上为零。

应当注意，如果SL2柱塞47当主接触件闭合时具有过高的速度，则主接触件进行接触时所产生的冲击力变大，这可以产生触点颤动。

如果出现触点颤动，则接触件可能由于碰撞而被耗损，或者接触件可能由于电弧而被熔接，这使得接触件的寿命缩短。另外，如果SL2柱塞47的返回（颤动（bounce））由于触点颤动而变大，则附接至SL2柱塞47的绝缘衬套73与金属端框架30碰撞，这产生碰撞噪声。

为了解决这些问题，通过适当地设置在分隔底部76a中形成的通气孔77的直径，可以控制邻接接触件时所获得的SL2柱塞47的移动速度。因此，能够限制产生触点颤动。此外，可以防止绝缘衬套73与端框架30碰撞。或者，碰撞噪声可以更小。

在以下的第二实施方式至第五实施方式中，与第一实施方式相同的附图标记表示相同部件或者具有相同功能的部件。

（第二实施方式）

在第二实施方式中，如图5所示，直径调节阀79附接至在分隔底部76a中形成的通气孔中。使用通气孔来控制压力变化的机制与第一实施方式中的机制相同。

直径调节阀79包括橡胶阀79a和金属环79b。阀口开在沿橡胶阀79a的径向定位的中央部分处。金属环79b经受围绕阀口的夹物模压。金属环79b由其长度随温度变化而变化的可逆形状记忆合金来形成。因此，如果围绕直径调节阀79的环境温度升高，则金属环79b的长度增加，从而增加阀口的孔径面积。如果环境温度降低至室温，则金属环79b的长度减小，从而阀口的孔径面积可以返回到初始值。

因为安装在车辆的发动机舱中的电磁螺线管装置2周围的环境温度显著地变化，所以通过分隔件76分隔开的第一移动空间和第二移动空间中的气压也变化。此外，因为SL1线圈35和SL2线圈46的电阻值随温度变化而变化，所以螺线管SL1和螺线管SL2的引力也变化。例如，如果温度升高，则电阻值增加，这使得SL1线圈35和SL2线圈46的电流值降低，从而导致引力减小。

为了解决以上问题，通过相对于在分隔底部76a中形成的通气孔来附接直径调节阀79，可以响应于环境温度的变化来增加或减小直径调节阀79的阀口的直径。因此，即使在电磁螺线管装置2周围的环境温度显著变化的情况下，SL1柱塞36和SL2柱塞47也能够平稳地进行操作。

（第三实施方式）

在第三实施方式中，在第一实施方式中描述的SL2柱塞47中形成通气孔80。如图6所示，通气孔80沿轴向穿过沿SL2柱塞47的径向定位的中央部分。具体地，通气孔80前侧的一端开放，以连接至在SL2柱塞47中形成的圆柱孔47a的底部。通气孔80后侧的另一端开放，以连接至设置在SL2柱塞47后侧的凹孔47b。SL2柱塞47在SL2柱塞47由于电磁引力而移动的一侧具有端面47c（轴向上的端表面）。使用端面47c、分隔件76和SL2固定芯48来形成第二可移动空间。图6示出了SL2柱塞47未被吸引的情况，并且图6中示出的圆柱孔47a是第二可移动空间。连通孔75a形成在凸缘板75中，凸缘板75被固定在SL2柱塞47后侧的端面，以与凹孔47b连通。因此，其中端面47c被设置在SL2柱塞47的由于电磁引力而移动的一侧的第二移动空间经由通气孔80、凹孔47b和连通孔75a与SL2柱塞47外部的空间连通。因此，第二可移动空间的压力变化被控制。

应当注意，在第一实施方式中描述的通气孔77（参见图1）未形成在用于第三实施方式的电磁螺线管装置2的分隔件76中。

建立以下表达式（1），其中，如图6所示，D是SL2柱塞47的外径，而d是通气孔80的直径。应注意，在凸缘板75中形成的连通孔75a的直径等于或大于在SL2柱塞47中形成的通气孔80的直径d。

0.03≤d/D≤0.08       （1）

通过使用d/D作为参数并且基于其中检查在邻接接触件时产生的颤动频率的测试结果来用公式表示以上表达式（1）。在以下表1中示出了测试结果。

在表1中，由“X”表示颤动的生成频率等于或大于50%的情况，并且由“O”表示颤动的生成频率小于50%的情况。

表1

根据以上测试，在d/D≤0.02以及d/D≥0.09的情况下，颤动生成频率等于或大于50%（通过“X”表示）。在0.03≤d/D≤0.08的情况下，颤动生成频率小于50%（通过“O”表示）。

因此，根据第三实施方式的满足以上表达式（1）的配置，当SL2柱塞47由于被吸引而向磁化的SL2固定芯48移动时，如图7所示，可以将SL2柱塞47调节到适当的移动速度（与0.03≤d/D≤0.08相对应的速度）。也就是说，可以适当地调节移动速度，而不降低SL2柱塞47在邻接接触件时的速度以及过多地增加SL2柱塞47的速度以导致触点颤动。

结果，当邻接接触件时不产生过量的电弧。此外，可以限制触点颤动的产生。限制触点颤动不仅可以防止归因于碰撞或熔接的损耗所引起的接触件寿命的缩短，而且可以限制归因于触点颤动的SL2柱塞47的返回（颤动）。因此，可以防止附接至SL2柱塞47的绝缘衬套73与金属端框架30相碰撞。或者，碰撞噪声会更小。

相对于第三实施方式的配置，在第二实施方式中描述的直径调节阀79（参见图5）可以被附接至SL2柱塞47。应当注意，可以在满足表达式（1）的条件下改变直径调节阀79的阀口。

（第四实施方式）

第四实施方式中描述的电磁螺线管装置2被安装在起动器（没有示出起动器的总体图）中，其经由变速杆（未示出）将小齿轮6向外推向发动机的环形齿轮侧。

如图8所示，在推出小齿轮6的螺线管SL1中，SL1柱塞36由于被吸引而向电磁体移动的方向与SL2柱塞47移动的方向相反。具体地，螺线管SL1具有在SL1柱塞36与SL2柱塞47之间的公共固定铁芯81。如果激励SL1线圈35使得固定铁芯81被磁化，则SL1柱塞36沿图8的右方移动，同时压缩回位弹簧40。固定铁芯81具有沿着外缘边沿设置的环形突出部分81a。并且SL1柱塞36具有朝向环形突出部分81a的面对部分36a。面对部分36a与环形突出部分81a邻接，并停止SL1柱塞36的移动。同时，在断开和闭合主接触件的螺线管SL2中，如果激励SL2线圈46使得固定铁芯81被磁化，则SL2柱塞47沿图8的左方移动，同时压缩回位弹簧50。在图8中，SL2柱塞47的端面47c与固定铁芯81的邻接部分81b邻接，并停止SL2柱塞47的移动。

在电磁螺线管装置2中，通过固定铁芯81将第一移动空间与第二移动空间分隔开。在第一移动空间中，SL1柱塞36沿轴向在SL1线圈35的内缘内移动。在第二移动空间中，SL2柱塞47沿轴向在SL2线圈46的内缘内移动。也就是说，固定铁芯81形成分隔件。固定铁芯81设置有用于连通第一移动空间与第二移动空间的通气孔77。因此，当在启动发动机之后停止螺线管SL1的操作时，即，当停止激励SL1线圈35，通过回位弹簧40的反作用力而将SL1柱塞36推回时，空气从第二移动空间（位于SL2线圈46的内缘内并且在固定铁芯81与SL2柱塞47之间的空间）流向第一移动空间（位于SL1线圈35的内缘内并且在固定铁芯81与SL1柱塞36之间的空间）。因此，可以防止第一移动空间暂时变成处于负压状态。

因此，SL1柱塞36的移动没有在SL1柱塞36开始返回后立即变慢。也就是说，SL1柱塞36可以平稳地开始返回。因此，因为小齿轮6在发动机点火后可以很快地与环形齿轮G分开，所以可以降低在小齿轮6与环形齿轮G分开时所产生的异常噪声。此外，可以防止齿轮破裂。

此外，当螺线管SL2进行操作时，即，当螺线管SL2进行操作以闭合主接触件时，可以获得与第一实施方式相同的优点。具体地，当SL2柱塞47由于被吸引而向磁化的固定铁芯81移动时，空气通过在固定铁芯81中形成的通气孔77从第二移动空间流向第一移动空间。从而，可以限制第二移动空间中的压力增加。

结果，没有限制SL2柱塞47的移动速度，从而SL2柱塞47可以平稳地移动。因此，主接触件不在SL2柱塞的速度已经降低的情况下闭合，而是能够在SL2柱塞47具有适当速度的情况下闭合。因此，可以消除当主接触件闭合时产生过量电弧从而熔接接触件的顾虑。

此外，如同第一实施方式的情况，可以通过适当地设置在固定铁芯81中形成的通气孔77的直径来调节当邻接接触件时SL2柱塞47的移动速度。从而，可以限制触点颤动。

（第五实施方式）

在第五实施方式中，如同第四实施方式的情况，电磁螺线管装置2具有SL1柱塞36与SL2柱塞47之间的公共固定铁芯81。如同第三实施方式的情况，在SL2柱塞47中形成通气孔80。应当注意，固定铁芯81未设置在第四实施方式中描述的通气孔77（参见图8）。

如图9所示，在第五实施方式的电磁螺线管装置2中使用的SL2柱塞47附接至位于沿SL2柱塞47后侧的径向定位的中央部分处的柱塞杆82。此外，通过被接触件压力弹簧74偏置，将移动接触件57推向柱塞杆82的端面。因此，因为不能形成通气孔80以穿过沿SL2柱塞47的径向定位的中央部分，所以通气孔80形成在避开柱塞杆82的位置处。

即使在第五实施方式的电磁螺线管装置2中，如果满足第三实施方式所描述的表达式（1），则可以将SL2柱塞47调节成当SL2柱塞47由于被吸引而向电磁体移动时的适当的移动速度（该速度与图7中所示的0.03≤d/D≤0.08相对应）。也就是说，在以下情况下可以适当地调节移动速度：当邻接接触件时，SL2柱塞47的速度不降低并且不变得过高以导致产生触点颤动。因此，可以获得与第三实施方式相同的优点。

此外，相对于第五实施方式的配置，在第二实施方式中描述的直径调节阀79（参见图5）可以附接至SL2柱塞47。应当注意，可以在满足第三实施方式中所描述的表达式（1）的条件下来改变直径调节阀79的阀口。

应当理解，本发明不并限于上述配置，而是，本领域普通技术人员可以想到的任何或全部修改、变化或等同物应当被认为落在本发明的保护范围内。

在下文中，将总结上述实施方式的方面。

根据实施方式的一个方面，提供了一种用于起动器的电磁螺线管装置。起动器通过将电动机的转矩传送至与发动机的环形齿轮啮合的小齿轮来启动发动机。该装置包括第一螺线管、第二螺线管和分隔件。第一螺线管具有：第一线圈，其通过被激励来形成第一电磁体；以及第一柱塞，其被第一电磁体吸引并且沿轴向在第一线圈内移动，由第一柱塞的移动导致小齿轮被向外推向环形齿轮。第二螺线管具有：第二线圈，其通过被激励来形成第二电磁体；以及第二柱塞，其被第二电磁体吸引并且沿轴向在第二线圈内移动，由第二柱塞的移动导致设置在电动机的供电电路中的主接触件被闭合。分隔件将第一柱塞沿轴向在第一线圈内移动的第一移动空间与第二柱塞沿轴向在第二线圈内移动的第二移动空间分隔开。在第一螺线管被布置在分隔件的轴向上的一端而第二螺线管被布置在分隔件的轴向上的另一端的情况下，第一螺线管和第二螺线管被容置在公共开关架中，并且分隔件设置有将第一移动空间与第二移动空间连通的通气孔。

根据以上配置，在发动机启动之后，当第一螺线管的操作停止时，即，当停止激励第一线圈时，使得第一柱塞由于失去引力而被推回（一般地，通过回位弹簧的反作用力将第一柱塞推回），能够限制第一移动空间中的由于第一柱塞的移动而产生的压力波动。例如，当通过停止激励第一线圈而将第柱一塞推回时以及当第一移动空间的体积减小时，即，当沿第一移动空间的体积减小的方向将第一柱塞推回时，空气通过在分隔件中形成的通气孔从第一移动空间流向第二移动空间。从而，可以限制第一移动空间中的压力增加。

在与以上相反的情况下，即，当沿第一移动空间的体积增加的方向将第一柱塞推回时，空气通过在分隔件中形成的通气孔从第二移动空间流向第一移动空间。从而，能够限制第一移动空间中的压力减小。

结果，当停止激励第一线圈以将第一柱塞推回时，因为可以限制第一移动空间中的由于第一柱塞的移动而产生的压力波动，所以第一柱塞的移动不在第一柱塞开始返回之后立即变慢。因此，小齿轮能够在发动机点火之后快速地与环形齿轮分开。结果，能够降低当小齿轮与环形齿轮分开时产生的异常噪声。此外，能够防止环形齿轮破裂。

同时，当第二螺线管进行操作以在用于启动发动机的过程期间闭合主接触件时，即，当第二柱塞由于被吸引而向第二电磁体移动时，能够限制第二移动空间中的由于第二柱塞的移动而产生的压力波动。也就是说，在第二移动空间的体积在第二线圈被激励以使得第二柱塞被吸引至第二电磁体时（即，当第二柱塞被吸引并且沿第二移动空间的体积减小的方向移动时）减小的情况下，空气通过在分隔件中形成的通气孔从第二移动空间流向第一移动空间。从而，可以限制第二移动空间中的压力增加。因此，因为没有限制第二柱塞的移动速度，所以第二柱塞能够平稳地移动。

结果，主接触件不在第二柱塞的速度已经降低的情况下闭合。主接触件能够在第二柱塞具有适当速度的情况下闭合。因此，因为能够防止当主接触件闭合时产生过量电弧，所以能够消除接触件可能变成熔接的顾虑。

此外，通过适当地设置在分隔件中形成的通气孔的直径，可以控制当邻接接触件时获得的第二柱塞的移动速度。也就是说，如果第二柱塞在主接触件闭合时具有过高的速度，则当主接触件进行接触时产生的冲击力变大，这会产生触点颤动。为了解决该问题，通过适当地设置通气孔的直径，能够控制第二柱塞的移动速度。因此，能够限制触点颤动。

根据实施方式的另一方面，提供了一种用于起动器的电磁螺线管装置。起动器通过将电动机的转矩传送至与发动机的环形齿轮啮合的小齿轮来启动发动机。该装置包括第一螺线管、第二螺线管和分隔件。第一螺线管具有：第一线圈，其通过被激励来形成第一电磁体；以及第一柱塞，其被第一电磁体吸引并且沿轴向在第一线圈内移动，由第一柱塞的移动导致小齿轮被向外推向环形齿轮。第二螺线管具有：第二线圈，其通过被激励来形成第二电磁体；以及第二柱塞，其被第二电磁体吸引并且沿轴向在第二线圈内移动，由第二柱塞的移动导致设置在电动机的供电电路中的主接触件被闭合。分隔件将第一柱塞沿轴向在第一线圈内移动的第一移动空间与第二柱塞的轴向上的端面沿轴向在第二线圈内移动的第二移动空间分隔开。在第一螺线管布置在分隔件的轴向上的一端而第二螺线管布置在分隔件的轴向上的另一端的情况下，第一螺线管和第二螺线管被容置在公共开关架中，并且分隔件设置有将第二移动空间与第二柱塞的外部连通的通气孔。

根据以上配置，当第二螺线管进行操作以在用于启动发动机的过程期间闭合主接触件时，即，当第二线圈被激励以形成第二电磁体并且第二柱塞被吸引至第二电磁体时，可以限制第二移动空间中的由于第二柱塞的移动而产生的压力波动。

例如，当第二移动空间的体积由于第二柱塞的移动减小时，即，当第二柱塞沿第二移动空间的体积减小的方向移动时，空气通过在第二柱塞中形成的通气孔从第二移动空间流向第二柱塞的外部。从而，能够限制第二移动空间中的压力增加。

应当注意，“第二柱塞的外部”指的是在第二移动空间的相对于第二柱塞的相反侧处形成的开关架中的空间。

根据以上配置，因为没有限制由于被吸引而向第二电磁体移动的第二柱塞的速度，所以第二柱塞能够平稳地移动。因此，主接触件不在第二柱塞的速度已经降低的情况下闭合。主接触件能够在第二柱塞具有足够速度的情况下闭合。结果，因为可以防止在主接触件闭合时产生过量电弧，所以可以消除主接触件会变成熔接的顾虑。

此外，通过适当地设置在第二柱塞中形成的通气孔的直径，能够控制当邻接接触件时获得的第二柱塞的移动速度。也就是说，如果第二柱塞当主接触件闭合时具有过高的速度，则当主接触件进行接触时产生的冲击力变大，这会产生触点颤动。

为了解决该问题，通过适当地设置通气孔的直径，因为能够控制第二柱塞的移动速度，所以能够限制触点颤动。具体地，为了满足以下表达式（1），设置通气孔的直径d与第二柱塞的外径D之间的比率（d/D）。

0.03≤d/D≤0.08      （1）

因此，能够适当地调节第二柱塞的移动速度，而不降低第二柱塞在邻接接触件时的速度以及过度增加第二柱塞的速度以导致产生触点颤动。

Claims (11)

1.一种用于起动器的电磁螺线管装置，所述起动器通过将电动机的转矩传送至与发动机的环形齿轮啮合的小齿轮来启动所述发动机，所述电磁螺线管装置包括：

第一螺线管，其具有：第一线圈，其通过被激励来形成第一电磁体；以及第一柱塞，其被所述第一电磁体吸引并且沿轴向在所述第一线圈内移动，由所述第一柱塞的移动导致所述小齿轮被向外推向所述环形齿轮；

第二螺线管，其具有：第二线圈，其通过被激励来形成第二电磁体；以及第二柱塞，其被所述第二电磁体吸引并且沿轴向在所述第二线圈内移动，由所述第二柱塞的移动导致设置在所述电动机的供电电路中的主接触件被闭合；以及

分隔件，其将第一移动空间与第二移动空间分隔开，所述第一柱塞在所述第一移动空间中沿所述轴向在所述第一线圈内移动，所述第二柱塞在所述第二移动空间中沿所述轴向在所述第二线圈内移动，其中

在所述第一螺线管布置在所述分隔件的轴向上的一端而所述第二螺线管布置在所述分隔件的轴向上的另一端的情况下，所述第一螺线管和所述第二螺线管被容置在公共开关架中，并且

所述分隔件设置有将所述第一移动空间与所述第二移动空间连通的通气孔。

2.一种用于起动器的电磁螺线管装置，所述起动器通过将电动机的转矩传送至与发动机的环形齿轮啮合的小齿轮来启动所述发动机，所述电磁螺线管装置包括：

第一螺线管，其具有：第一线圈，其通过被激励来形成第一电磁体；以及第一柱塞，其被所述第一电磁体吸引并且沿轴向在所述第一线圈内移动，由所述第一柱塞的移动导致所述小齿轮被向外推向所述环形齿轮；

第二螺线管，其具有：第二线圈，其通过被激励来形成第二电磁体；以及第二柱塞，其被所述第二电磁体吸引并且沿轴向在所述第二线圈内移动，由所述第二柱塞的移动导致设置在所述电动机的供电电路中的主接触件被闭合；以及

分隔件，其将第一移动空间与第二移动空间分隔开，所述第一柱塞在所述第一移动空间中沿所述轴向在所述第一线圈内移动，所述第二柱塞的在轴向上的端面在所述第二移动空间中沿所述轴向在所述第二线圈内移动，其中

在所述第一螺线管布置在所述分隔件的轴向上的一端而所述第二螺线管布置在所述分隔件的轴向上的另一端的情况下，所述第一螺线管和所述第二螺线管被容置在公共开关架中，并且

所述分隔件设置有将所述第二移动空间与所述第二柱塞的外部连通的通气孔。

3.根据权利要求1所述的电磁螺线管装置，其中

所述分隔件设置有直径调节阀，所述直径调节阀具有直径尺寸能够根据所述直径调节阀周围的环境温度而变化的通气孔。

4.根据权利要求2所述的电磁螺线管装置，其中

建立以下表达式（1）：

0.03≤d/D≤0.08  （1）

其中，D是所述第二柱塞的外径，d是所述通气孔的直径。

5.根据权利要求4所述的电磁螺线管装置，其中

所述第二柱塞设置有直径调节阀，在满足所述表达式（1）的条件下，所述直径调节阀根据所述直径调节阀周围的环境温度来改变所述通气孔的直径。

6.根据权利要求1所述的电磁螺线管装置，其中

被所述第一电磁体吸引而移动的所述第一柱塞的移动方向与被所述第二电磁体吸引而移动的所述第二柱塞的移动方向相同。

7.根据权利要求2所述的电磁螺线管装置，其中

被所述第一电磁体吸引而移动的所述第一柱塞的移动方向与被所述第二电磁体吸引而移动的所述第二柱塞的移动方向相同。

8.根据权利要求1所述的电磁螺线管装置，其中

被所述第一电磁体吸引而移动的所述第一柱塞的移动方向与被所述第二电磁体吸引而移动的所述第二柱塞的移动方向彼此相反。

9.根据权利要求2所述的电磁螺线管装置，其中

被所述第一电磁体吸引而移动的所述第一柱塞的移动方向与被所述第二电磁体吸引而移动的所述第二柱塞的移动方向彼此相反。

10.根据权利要求1所述的电磁螺线管装置，其中

被所述第一电磁体吸引而移动的所述第一柱塞的移动方向与被所述第二电磁体吸引而移动的所述第二柱塞的移动方向彼此相反，

所述第一螺线管和所述第二螺线管具有公共固定铁芯，该公共固定铁芯形成所述第一柱塞与所述第二柱塞之间的所述分隔件，并且

所述通气孔形成在所述固定铁芯中。

11.根据权利要求3所述的电磁螺线管装置，其中

被所述第一电磁体吸引而移动的所述第一柱塞的移动方向与被所述第二电磁体吸引而移动的所述第二柱塞的移动方向彼此相反，

所述第一螺线管和所述第二螺线管具有公共固定铁芯，该公共固定铁芯形成所述第一柱塞与所述第二柱塞之间的所述分隔件，并且

所述通气孔形成在所述固定铁芯中。

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