CN112420251A - 用于可动部的电缆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于可动部的电缆，能够抑制屏蔽层的损伤。一种用于可动部的电缆(1)，具备多根电线(2)、在多根电线(2)周围将条带部件(31)呈螺旋状缠绕而成的条带层(3)、以覆盖条带层(3)周围的方式设置的、由多根金属裸线构成的屏蔽层(4)以及覆盖屏蔽层(4)周围的护套(5)，条带层(3)以条带部件(31)进入在圆周方向上相邻的电线(2)彼此之间的方式配置，在条带部件(31)进入电线(2)彼此之间的部分，屏蔽层(4)与条带层(3)之间具有空隙(9)。

Description

用于可动部的电缆

技术领域

本发明涉及用于可动部的电缆。

背景技术

以往，已知具备多根电线、在前述多根电线周围将条带部件呈螺旋状缠绕而成的条带层、以覆盖条带层周围的方式设置的由对金属裸线进行编织而得的编织屏蔽物构成的屏蔽层以及覆盖屏蔽层周围的护套的电缆(例如参照专利文献1)。

作为条带层中使用的条带部件，一般使用的是聚乙烯条带等树脂条带。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014－191883号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在将上述现有电缆用作反复进行弯曲的用于可动部的电缆的情况下，存在下述可能：通过反复弯曲，在电缆弯曲的部分中，树脂条带的边缘部分(树脂条带宽度方向上的一个端部，在重叠卷绕中为上侧一侧的端部)损伤屏蔽层的金属裸线，屏蔽层受损而导致噪音屏蔽功能下降。

因此，本发明的目的在于，提供一种能够抑制屏蔽层的损伤的用于可动部的电缆。

用于解决课题的方法

以解决上述课题为目的，本发明提供一种用于可动部的电缆，其具备多根电线、在前述多根电线周围将条带部件呈螺旋状缠绕而成的条带层、以覆盖前述条带层周围的方式设置的由多根金属裸线构成的屏蔽层以及覆盖前述屏蔽层周围的护套，前述条带层以前述条带部件进入在圆周方向上相邻的前述电线彼此之间的方式配置，在前述条带部件进入前述电线彼此之间的部分，前述屏蔽层与前述条带层之间具有空隙。

发明效果

根据本发明，可以提供能够抑制屏蔽层的损伤的用于可动部的电缆。

附图说明

图1为显示本发明一个实施方式涉及的用于可动部的电缆与长度方向垂直的截面的截面图。

图2为对使以往的电缆弯曲时树脂条带边缘部分的突出进行说明的图。

图3为对弹力试验进行说明的图。

图4为对U形弯曲试验进行说明的图。

符号说明

1：用于可动部的电缆，2：电线，20：对绞线，21：导体，22：绝缘体，3：条带层，31：条带部件，4：屏蔽层，5：护套，6：间隔体，7：集合体，9：空隙。

具体实施方式

以下，按照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1为显示本实施方式涉及的用于可动部的电缆与长度方向垂直的截面的截面图。如图1所示，用于可动部的电缆1具备多根电线2、在多根电线2周围将条带部件31呈螺旋状缠绕而成的条带层3、以覆盖条带层3周围的方式设置的由编织屏蔽物构成的屏蔽层4以及覆盖屏蔽层4周围的护套5。

用于可动部的电缆1配置于反复进行弯曲的可动部。用于可动部的电缆1例如为半导体制造装置中的输送装置的布线等中使用的电缆。用于可动部的电缆1例如在呈U形弯曲的状态下布线，其一端与控制装置等固定部连接，另一端与输送装置等可动部连接而滑动移动。

此外，本实施方式中，对用于可动部的电缆1为通信用电缆(所谓LAN电缆)的情况进行说明。本实施方式涉及的用于可动部的电缆1是5e类的LAN电缆。但不限定于此，用于可动部的电缆1例如也可以为传输传感器等的信号的信号电缆，也可以为传输电源信号的电源电缆，还可以是将它们复合而成的复合电缆。

电线2具有导体21和覆盖导体21周围的绝缘体22。为了提高对于弯曲的耐久性，作为导体21，可以使用由将多根金属裸线集合绞合而成的绞线导体构成的导体。为了提高对于弯曲的耐久性，导体21的外径例如设为0.30mm～3.00mm为好。本实施方式中，使用将多根外径为0.08mm的金属裸线集合绞合而成的导体21。

为了实现用于可动部的电缆1的细径化，优选绝缘体22的厚度尽量薄。例如设为0.10mm～0.30mm左右为好。本实施方式中，使用由能够以薄壁形式挤出成型的氟树脂构成的绝缘体22。作为绝缘体22中使用的氟树脂，可列举FEP(全氟乙烯丙烯共聚物)、PFA(全氟烷氧基烷烃)。此外，作为绝缘体22，也可以使用PP(聚丙烯)。

此外，绝缘体22可以通过管挤出在导体21周围形成。由此，在绝缘体22内，导体21可以在电线2的长度方向上移动，在将用于可动部的电缆1弯曲时，导体21难以发生断裂。

本实施方式中，用于可动部的电缆1具备4根将一对电线2绞合而成的对绞线20，将该4根对绞线20与间隔体6绞合，构成集合体7。需说明的是，集合体7不限定于上述结构，可以根据用于可动部的电缆的用途进行结构变更。例如集合体7除了由一对电线2对绞而成的对绞线20构成以外，还可以由将未进行对绞的多根电线2绞合而成的绞线构成。

各对绞线20中，导体21的扭转方向与对绞线20的扭转方向为相反方向。这是因为，例如在将导体21和对绞线20的扭转方向设为同一方向的情况下，存在下述可能：对绞线20在导体21的拧紧方向上绞合，导体21所含的金属裸线中产生的负荷增大，在将用于可动部的电缆1弯曲时等会发生断线。需说明的是，导体21的扭转方向是从电线2的一端观察时金属裸线从另一端侧向这一端侧旋转的方向。此外，对绞线20的扭转方向是从对绞线20的一端观察时，电线2从另一端侧向这一端侧旋转的方向。

此外，为了抑制串扰，构成集合体7的各对绞线20各自的绞合间距是不同的。各对绞线20的绞合间距例如可以在10mm～20mm的范围内各不相同。本实施方式中，将4根对绞线20的绞合间距分别设为11mm、14mm、17mm和19mm，将各对绞线20绞合间距的差设为2mm以上。需说明的是，导体21的绞合间距设为11mm，设为与绞合间距最小的对绞线20相同的绞合间距。需说明的是，对绞线20的绞合间距是在对绞线20的圆周方向上任意电线2位于同一圆周方向位置的部位沿对绞线20长度方向的间隔。同样地，导体21的绞合间距是在导体21的圆周方向上任意金属裸线位于同一圆周方向位置的部位沿导体21长度方向的间隔。

作为间隔体6，可以使用由聚丙烯、纸、尼龙等构成的线状间隔体。尤其是在抑制吸湿导致的膨胀且抑制用于可动部的电缆1反复弯曲时粉尘的产生的情况下，可以使用由尼龙构成的线状间隔体。如果过度填充间隔体6，则存在条带层3与屏蔽层4密合而屏蔽层4容易磨损，并且用于可动部的电缆1的可挠性降低的可能，因此，间隔体6按各对绞线20周围留有间隙的程度设置为好。本实施方式中，以充满形成于4根对绞线20包围的中央部(电缆中心)的空间8a和形成于在圆周方向上相邻的对绞线20与条带层3之间的4个空间8b的方式，分别各配置有5根由210旦的尼龙构成的线状间隔体6。即，间隔体6是在从电缆中心至条带部件3的范围内，以充满将多根对绞线20(多根电线2)彼此绞合时相邻的电线2彼此之间产生的空间的方式配置的。

集合体7的扭转方向为与对绞线20的扭转方向相反的方向。即，集合体7的扭转方向为与导体21的扭转方向相同的方向。需说明的是，集合体7的扭转方向是，从集合体7的一端观察时，对绞线20从集合体7的另一端侧向这一端侧旋转的方向。

在集合体7周围设有将条带部件31呈螺旋状缠绕而成的条带层3。关于该条带层3的详细情况在下文中描述。

屏蔽层4由多根金属裸线编织而成的编织屏蔽物构成，以覆盖条带层3周围的方式设置。本实施方式中，为了提高用于可动部的电缆1的细径化和可挠性，作为金属裸线，使用外径小于0.10mm的直径细的线。本实施方式中，使用由外径0.08mm的软铜线构成的金属裸线。为了提高对噪音的屏蔽性，屏蔽层4的编织密度优选为85％以上。其中，屏蔽层4可以是将多根金属编织物呈螺旋状横向卷绕(横巻き)而配置的横向卷绕屏蔽物。此外，作为构成屏蔽层4的金属裸线，可以使用由铜、铝或它们的合金构成的裸线，或者使用在纤维线外表面具有金属箔、由金属镀层构成的金属层的裸线等。

护套5以覆盖屏蔽层4周围的方式设置。本实施方式中，作为护套5，使用由聚氯乙烯树脂构成的护套。但护套5的材质不限于此，例如也可以是由以氨基甲酸酯树脂、氟树脂、氟橡胶等中的至少1种树脂为主要成分(基础)的树脂组合物构成的护套。为了易于在小空间内布线，护套5的外径，即用于可动部的电缆1的外径设为7.0mm以下。本实施方式中，将护套5的外径设为6.2mm。

(条带层3的说明)

条带层3发挥抑制集合体7的绞合解开且将集合体7与由编织屏蔽物构成的屏蔽层4隔离的作用。条带层3是将条带部件31以其宽度方向的一部分重叠的方式在集合体7周围呈螺旋状缠绕而构成的。

以往，作为条带层3，一般可以使用由聚乙烯、聚四氟乙烯、尼龙等构成的树脂条带。可是，这样的树脂条带刚性高，恢复至直线状的复原力(弹力)大，因此电缆与长度方向垂直的截面形状会大体呈圆形，与屏蔽层4内面密合，存在使电缆反复弯曲时，树脂条带与屏蔽层4反复摩擦，屏蔽层4容易损伤的课题。

更详细地，如图2所示，如果使使用树脂条带101的以往的电缆100弯曲，则在使电缆100弯曲的部分，树脂条带101的边缘部分(树脂条带101宽度方向上的一个端部，重叠卷绕时为上侧一侧的端部)101a向电缆100的径向外方突出。树脂条带101刚性较高，因此该突出的边缘部分101a在使电缆100反复弯曲时反复干扰编织屏蔽物的金属裸线，由于该干扰，编织屏蔽物的金属裸线磨损，容易发生断裂。尤其在如本实施方式那样使用外径小于0.10mm的直径细的线作为编织屏蔽物的金属裸线的情况下，存在金属裸线容易发生断裂、编织屏蔽物的屏蔽性降低的可能。

因此，本实施方式涉及的用于可动部的电缆1中，使用刚性比树脂条带101低、弯曲时恢复为直线状的复原力(弹力)与树脂条带101相比非常小的条带部件31。如果使用这样的条带部件31，则因为条带部件31以沿集合体7外形的方式缠绕，所以在与电缆长度方向垂直的截面中，条带部件31不呈圆形，屏蔽层4与条带层3之间会形成空隙9。需说明的是，从容易获得后述作用和效果的观点出发，空隙9的大小设为从屏蔽层4内面至条带层3外表面的直线距离的最大值为条带层3厚度(40μm以上120μm以下)的2倍以上为好。空隙9的大小例如通过使用光学显微镜或者电子显微镜对用于可动部的电缆1的横截面(用于可动部的电缆1的与长度方向垂直的截面)进行观察而求出。

即，本实施方式中，使用屏蔽层4与条带层3之间形成空隙9程度的、刚性低、恢复至直线状的复原力(弹力)非常小的条带部件31。由此，即使在屏蔽层4中使用外径小于0.10mm的直径细的金属裸线的情况下，抑制了将用于可动部的电缆1反复弯曲时屏蔽层4由于条带部件31而损伤，因此能够抑制屏蔽层4的屏蔽性的降低。需说明的是，条带部件31的复原力是通过对条带部件31进行与后述用于可动部的电缆1的复原力(电缆回复量)同样的试验方法而求出的，条带部件31的复原力越小，条带部件31的回复量越小。此外，树脂条带为电线、电缆的部件中使用的条带部件，是由聚乙烯、尼龙、氟树脂等树脂构成的条带部件。

此外，通过屏蔽层4与条带层3之间存在空隙9，能够减小将用于可动部的电缆1弯曲时用于可动部的电缆1恢复至直线状的复原力(例如减小后述电缆回复量)。用于可动部的电缆1的电缆回复量例如优选为65mm以下，更优选为50mm以上65mm以下。通过制成这样的减小了复原力的(回复量小)用于可动部的电缆1，能够容易抑制反复弯曲时条带层3导致的屏蔽层4的损伤，因此能够抑制屏蔽层4的屏蔽性的降低。

此外，通过屏蔽层4与条带层3之间具有空隙9，将用于可动部的电缆1弯曲时，各对绞线20在屏蔽层4的更内侧比较自由地运动，因此用于可动部的电缆1的可挠性提高。此外，通过屏蔽层4与条带层3之间具有空隙9，将用于可动部的电缆1弯曲时，抑制了因对绞线20彼此或者对绞线20与条带层3或者条带层3与屏蔽层4的相互摩擦而磨损，用于可动部的电缆1的耐弯曲性提高。

作为条带层3中使用的条带部件31，可以使用由纸条带或无纺布条带构成的部件。由此，容易获得上述大小的空隙9。本实施方式中，条带层3中使用由和纸构成的纸条带。条带部件31的刚性低至容易起皱程度为好，优选在沿着集合体7的外形缠绕在集合体7周围的状态下条带部件31的表面有褶皱。

此外，条带部件31的厚度为60μm以下为好，为20μm以上60μm以下更好。条带部件31的厚度为60μm以下的情况下，与比60μm厚的情况相比，能够容易减小条带层3的刚性，因此能够使屏蔽层4更难损伤。本实施方式中，将条带部件31的厚度设为50μm左右。

此外，条带部件31的卷绕方向与集合体7的扭转方向为同一方向为好。由此，条带部件31容易进入集合体7的凹部，即在圆周方向上相邻的对绞线20之间的谷间部分(空间8b)，减少屏蔽层4与条带部件31的接触面积，能够进一步抑制条带部件31导致的屏蔽层4的损伤。本实施方式中，条带部件31进入在圆周方向上相邻的对绞线20之间的谷间部分，因此在该进入谷间部分的条带部件31与屏蔽层4之间分别形成空隙9。

此外，通过将条带部件31的卷绕方向设为与集合体7的扭转方向相同的方向，在将用于可动部的电缆1弯曲时，条带部件31容易与对绞线20一起运动，使得用于可动部的电缆1容易弯曲。需说明的是，例如在将条带部件31的卷绕方向设为与集合体7的扭转方向相反的方向的情况下，会阻碍对绞线20与条带部件31的相互运动，因此会使得用于可动部的电缆1难以弯曲。其中，条带部件31的卷绕方向是，从一端观察用于可动部的电缆1时，条带部件31从另一端侧向这一端侧旋转的方向。

进一步，作为条带部件31，可以使用其长度方向的拉伸强度比宽度方向的拉伸强度大的部件。通过减小条带部件31的宽度方向的拉伸强度，条带部件31容易沿集合体7的外形配置，通过增加条带部件31的长度方向的拉伸强度，即使在集合体7周围缠绕条带部件31时施加张力，条带部件31也难以破裂。

(弹力试验)

制作将电缆外径设为6.2mm、使用和纸作为条带部件31的实施例的用于可动部的电缆1，进行弹力试验。弹力试验中，如图3所示，将用于可动部的电缆1切成100mm的长度，得到试样400，设为将试样400的一个端部固定、另一端部未固定的状态(初始状态)后，在未固定的端部的前端用细绳安装砝码401，设为在用于可动部的电缆1的前端施加了负荷的状态(负荷状态)。接下来，从用于可动部的电缆1的前端将砝码401除去，测定从将砝码401除去时前端的位置至负荷状态下前端的位置沿垂直方向的直线距离，作为电缆回复量。电缆回复量是测定前端分别安装有200g、300g、400g和500g的砝码时各自的电缆回复量。此外，制作使用由PTFE(聚四氟乙烯)构成的树脂条带作为条带部件31、除此以外设为与实施例同样结构的比较例的用于可动部的电缆，与实施例同样地测定电缆回复量。

(U形弯曲试验)

此外，对实施例和比较例的用于可动部的电缆进行U形弯曲试验。U形弯曲试验中，如图4所示，将试样400的一端固定，同时使另一端以电缆外径(D)4倍的直径(4D)弯曲成U形，以行程长度为300mm的方式使试样400的另一端滑动移动。使试样400的另一端在图示箭头A的方向上滑动移动，其后在箭头B的方向上滑动移动，以1个循环作为1次，以60次/分钟的速度实施滑动动作。测定滑动动作达到1000万次时屏蔽层4的电阻值，将与实施滑动动作前的电阻值相比增加率(电阻增加率)为3％以下的情况设为合格(○)、大于3％的情况设为不合格(×)。将弹力试验和U形弯曲试验的结果汇总示于表1。

[表1]

	实施例	比较例
			电缆外径	6.2mm	6.2mm
条带部件	和纸	树脂(PTFE)条带
			弹力试验(回复量D)	60mm≦D≦65mm	65mm<D≦70mm
U形弯曲试验	○	×

如表1所示，实施例的用于可动部的电缆1中的结果是，电缆回复量为60mm以上65mm以下，电阻增加率为3％以下(2％左右)。而比较例的用于可动部的电缆中的结果是，电缆回复量为大于65mm且为70mm以下，电阻增加率大于3％(20％左右)。根据该结果，认为在实施例的用于可动部的电缆1中，构成条带层3的条带部件31以进入在圆周方向上相邻的电线2彼此之间的方式配置，在条带部件3进入电线2彼此之间的部分，屏蔽层4与条带层3之间具有空隙，通过设为上述电缆结构，在用于可动部的电缆1的U形弯曲的部分，能够防止条带部件31的边缘部分损伤屏蔽层4的金属裸线，因此能够抑制屏蔽层4受到损伤而噪音屏蔽功能下降，而在比较例的用于可动部的电缆中，构成条带层3的条带部件31以不进入在圆周方向上相邻的电线2彼此之间的方式配置，是屏蔽层4与条带层3之间没有空隙的电缆结构。因此认为，在用于可动部的电缆的U形弯曲的部分，树脂条带31的边缘部分会损伤屏蔽层4的金属裸线，屏蔽层4受到损伤而噪音屏蔽功能下降。此外，由表1的结果可见，用于可动部的电缆1的回复量越小(例如为65mm以下)，越能够抑制反复进行U形滑动情况下屏蔽层4的损伤。

(实施方式的作用和效果)

如上所述，本实施方式涉及的用于可动部的电缆1中，屏蔽层4与条带层3之间具有空隙9。

作为条带部件31，使用刚性低至缠绕于集合体7时屏蔽层4与条带层3之间形成空隙9程度的部件，由此，能够抑制将用于可动部的电缆1反复弯曲时屏蔽层4由于条带部件31而受到损伤。其结果是，能够抑制屏蔽层4屏蔽性的降低，能够提高用于可动部的电缆1的耐弯曲性。

此外，像以往那样使用树脂条带作为条带部件31的情况下，存在下述可能：为了抑制构成屏蔽层4的金属裸线的断裂，必须使用外径大的线作为金属裸线，使用昂贵的合金线、铜箔线作为金属裸线，用于可动部的电缆1直径变大，难以在小空间中布线，或者成本高。本实施方式中，能够使用比树脂条带廉价的纸条带、无纺布条带作为条带部件31，且无需使用昂贵的合金线、铜箔线作为构成屏蔽层4的金属裸线，因此能够维持耐弯曲性而以非常低的成本实现用于可动部的电缆1。此外，根据本实施方式，可以使用直径细的线作为构成屏蔽层4的金属裸线，因此维持耐弯曲性而将用于可动部的电缆1细径化，容易在小空间布线。

(实施方式汇总)

接下来，引用实施方式中的符号等，对从以上说明的实施方式理解的技术思想进行记载。但以下记载中的各符号等并非将权利要求中的构成要素限定为实施方式中具体给出的部件等。

[1]一种用于可动部的电缆(1)，具备多根电线(2)、在前述多根电线(2)周围将条带部件(31)呈螺旋状缠绕而成的条带层(3)、以覆盖前述条带层(3)周围的方式设置的由多根金属裸线构成的屏蔽层(4)以及覆盖前述屏蔽层(4)周围的护套(5)，前述条带层(3)以前述条带部件(31)进入在圆周方向上相邻的前述电线(2)彼此之间的方式配置，在前述条带部件(31)进入前述电线(2)彼此之间的部分，前述屏蔽层(4)与前述条带层(3)之间具有空隙(9)。

[2]根据[1]所述的用于可动部的电缆(1)，前述条带部件(31)的复原力比树脂条带(101)的复原力小。

[3]根据[1]或[2]所述的用于可动部的电缆(1)，前述空隙(9)中从前述屏蔽层(4)内面至前述条带层(3)外表面的直线距离的最大值为前述条带层(3)厚度的2倍以上。

[4]根据[1]至[3]中任一项所述的用于可动部的电缆(1)，前述条带部件(31)由纸条带或无纺布条带构成。

[5]根据[1]至[4]中任一项所述的用于可动部的电缆(1)，前述条带部件(31)的厚度为60μm以下。

[6]根据[1]至[5]中任一项所述的用于可动部的电缆(1)，将前述多根电线(2)和线状的间隔体(6)绞合而形成集合体(7)，前述条带层(3)是在前述集合体(7)周围将前述条带部件(31)呈螺旋状缠绕而构成的。

[7]根据[6]所述的用于可动部的电缆(1)，具备多根将一对前述电线(2)绞合而成的对绞线(20)，前述集合体(7)是将多根前述对绞线(20)与前述间隔体(6)绞合而构成的。

[8]根据[6]或[7]所述的用于可动部的电缆(1)，将前述多根电线(2)绞合而成的前述集合体(7)的扭转方向与前述条带部件(31)的卷绕方向为同一方向。

[9]根据[1]至[8]中任一项所述的用于可动部的电缆(1)，前述屏蔽层(4)中使用的前述金属裸线由外径小于0.10mm的软铜线构成。

[10]根据[1]至[9]中任一项所述的用于可动部的电缆(1)，前述护套(5)的外径为7.0mm以下。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但上述记载的实施方式并非对权利要求涉及的发明的限定。此外，应当注意的一点是，不限定实施方式中说明的特征组合全部为用于解决发明课题的方法所必需的。在不脱离其宗旨的范围内，本发明可以适当变形而实施。

Claims (10)

1.一种用于可动部的电缆，具备：

多根电线，

在所述多根电线周围将条带部件呈螺旋状缠绕而成的条带层，

以覆盖所述条带层周围的方式设置的、由多根金属裸线构成的屏蔽层，以及

覆盖所述屏蔽层周围的护套；

所述条带层以所述条带部件进入在圆周方向上相邻的所述电线彼此之间的方式配置，

在所述条带部件进入所述电线彼此之间的部分，所述屏蔽层与所述条带层之间具有空隙。

2.根据权利要求1所述的用于可动部的电缆，其中，

所述条带部件的复原力比树脂条带的复原力小。

3.根据权利要求1或2所述的用于可动部的电缆，其中，

所述空隙中从所述屏蔽层内面至所述条带层外表面的直线距离的最大值为所述条带层厚度的2倍以上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于可动部的电缆，其中，

所述条带部件由纸条带或无纺布条带构成。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于可动部的电缆，其中，

所述条带部件的厚度为60μm以下。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于可动部的电缆，其中，

将所述多根电线与线状间隔体绞合而形成集合体，

所述条带层是在所述集合体周围将所述条带部件呈螺旋状缠绕而构成的。

7.根据权利要求6所述的用于可动部的电缆，其中，

具备多根将一对所述电线绞合而成的对绞线，

所述集合体是将多根所述对绞线与所述间隔体绞合而构成的。

8.根据权利要求6或7所述的用于可动部的电缆，其中，

将所述多根电线绞合而成的所述集合体的扭转方向与所述条带部件的卷绕方向为同一方向。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的用于可动部的电缆，其中，

所述屏蔽层中使用的所述金属裸线由外径小于0.10mm的软铜线构成。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的用于可动部的电缆，其中，

所述护套的外径为7.0mm以下。

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