CN211655918U - 一种电磁阻尼机构及其线性马达 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电磁阻尼机构及其线性马达，属于电机领域。该电磁阻尼机构通过在上盖板组件内添加金属导磁材质的阻尼片，来为动子组件提供电磁阻尼，这样可消除当前线性振动马达采用磁性流体阻尼所存在的问题。该线性马达中，中框组件与其相配合的上盖板组件以及下盖板组件相互分离，中框本体为方形框，四周封闭，这样动子组件放入中框本体时能保证上、下吸力均衡，可确保动子组件在中框本体内的位置居中对称，从而提升了产品良率及可靠性。

Description

一种电磁阻尼机构及其线性马达

技术领域

本实用新型属于电机领域，具体涉及一种电磁阻尼机构及其线性马达。

背景技术

线性振动元件在动子振动时需要一定的阻尼来限制动子的运动振幅，如果没有阻尼会存在以下几点问题：

(1)振幅过大的动子会加大其外侧弹簧的压缩量，使得弹簧应力上升，容易引发弹簧变形或弹簧断裂风险，从而导致产品失效；

(2)振幅过大的动子组件会与中框本体的内壁面产生撞击而发出杂音，影响体验效果；

(3)停止速度慢，当马达停止通电后，动子组件在惯性的带动下不能快速停止，影响触觉体验。

目前常规产品的线性振动马达采用的阻尼方式是在动子组件与上盖板组件的间隙处添加磁性流体，磁性流体有一定的磁性和粘度，能在动子运动时能起到一定的阻尼作用。但是磁性流体有以下几个致命的问题：

(1)磁性流体温度敏感性极强，它在常温时起到的阻尼效果和在高低温环境下起到阻尼效果差异非常大。高温时，磁性流体的粘度随温度升高急剧下降，温度每升高10℃～15℃，磁性流体的粘度要下降一倍，这会导致阻尼效果失效，进而引发弹簧变形、断裂或噪音等问题，影响使用体验；低温时，磁性流体的粘度又随温度的降低急剧上升，温度每降低10℃～15℃，磁性流体的粘度要升高一倍，急剧上升的阻尼会使马达因阻尼过大而无法振动，从而失去振动体验；

(2)磁性流体添加过程技术难度大，添加量的一致性不好把握，需要重复的添加或吸取，使得产品一致性差；

(3)磁性流体为液态，产品在经过各种跌落等破坏性试验后会出现流失或减少的现象，进而降低阻尼效果，影响产品品质；

(4)磁性流体价格昂贵，导致产品成本上升。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种电磁阻尼机构及其线性马达，以解决当前线性振动马达采用磁性流体阻尼所存在的问题。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种电磁阻尼机构，包括中框组件，中框组件主要由中框本体以及设置在中框本体内的动子组件组成；还包括阻尼片以及线圈；阻尼片为铜或是软磁材料制成，动子组件间隔设置在阻尼片与线圈之间。

进一步，还包括导磁板Ⅰ与导磁板Ⅱ，阻尼片固接在导磁板Ⅰ的下端面上，线圈固接在导磁板Ⅱ的上端面上；阻尼片设置在动子组件的上端面上方，线圈对应设置在动子组件的下端面下方。

进一步，动子组件包括振子部件以及簧片；其中振子部件主要由挡板、振子本体以及磁钢组成；

振子本体为矩形框体结构，其框体的中部处间隔并行设有两个磁钢安装槽；在框体的四个外周侧面上，其中一组对面上对应设有限位台阶Ⅰ与限位台阶Ⅱ，以实现框体在X向运动的限位，另外一组对面上对应设有限位台阶Ⅲ与限位台阶Ⅳ，以实现框体在Y向运动的限位；在框体的上端面上，设有上凸台Ⅰ与上凸台Ⅱ，相对设置的上凸台Ⅰ与上凸台Ⅱ同框体的上端面配合形成阻尼让位槽；在框体的下端面上，设有下凸台Ⅰ与下凸台Ⅱ，相对设置的下凸台Ⅰ与下凸台Ⅱ同框体的下端面配合形成线圈让位槽；两个磁钢对应固定在振子本体的两磁钢安装槽内，挡板固设在振子本体的上端面上并将两磁钢封堵在磁钢安装槽内；

簧片有两个且均以半包形式相对设置在振子本体的外周处，两个簧片均为U型结构，各簧片的其中一个端头固连在振子本体的外周侧面上，另一个端头则对应固连在中框本体的内壁面上；固连在振子本体外周面上的两个簧片的端头位置呈对角关系布置。

进一步，上凸台Ⅰ与上凸台Ⅱ对应设置在框体的上端面的一对角处；下凸台Ⅰ与下凸台Ⅱ对应设置在框体的下端面的一对边处。

进一步，振子本体为高密度钨合金材质。

进一步，振子部件居中设置在中框本体内，且振子本体上对应设置的限位台阶Ⅰ、限位台阶Ⅱ、限位台阶Ⅲ以及限位台阶Ⅳ均间隔中框本体的内壁面一定距离。

进一步，中框组件中还包括对应设置在各簧片两端头处的定位片，在与振子部件相固连的端头处，定位片设置在簧片的外侧面处，在与中框本体相固连的端头处，定位片设置在簧片的内侧面处。

一种线性马达，包括上盖板本体、下盖板本体、设置在下盖板本体上的垫块以及柔性电路板；还包括如上述的电磁阻尼机构；带有阻尼片的导磁板Ⅰ的上端面固接在上盖板本体的下方构成上盖板组件；带有线圈的导磁板Ⅱ的下端面固接在下盖板本体的上方，与垫块以及柔性电路板共同构成下盖板组件；上盖板组件对应扣盖在中框组件的上端面上且上盖板本体与中框本体相固接，下盖板组件对应封堵在中框组件的下端面上且下盖板本体与中框本体相固接。

进一步，上盖板本体、下盖板本体以及中框本体均由导磁材料制成。

进一步，阻尼片、磁钢以及线圈由上至下依次正对设置。

本实用新型的有益效果在于：

(1)阻尼片为金属导磁材质，稳定性强，不会存在磁性流体的温度敏感性问题，常温、高温、低温性能一致，产品稳定性好；

(2)阻尼片为金属材质，可加工性强，可根据需要加工成各种各样的形状，加工精度可得到保障，产品一致性高；

(3)阻尼片通过激光或胶水与上盖板组件中的导磁板Ⅰ固定，强度有保障，在经过各种跌落等破坏性试验后产品不变化，产品可靠性强；

(4)导磁板和阻尼片均为通用材料制成，价格低，可有效的节约成本；

(5)采用导磁板加铜质阻尼片的方案可有效收敛磁力线，提高磁钢利用率，提升产品性能，并能减少漏磁量，从而降低与其他部件的磁干扰；

(6)振子本体将配重、连接固定、让位、限位保护等功能集中为一体，这样不仅能减少材料数量、有效降低成本，还能减少振子本体的加工工序，从而有效降低产品的工艺成本；

(7)中框组件与其相配合的上盖板组件以及下盖板组件相互分离，中框本体为方形框，四周封闭，这样动子组件放入中框本体时能保证上、下吸力均衡，从而确保动子组件在中框本体内的位置居中对称，可提升产品良率及可靠性。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：

图1为线性马达的结构示意图；

图2为线性马达的爆炸图；

图3为中框组件的俯视图；

图4为图3的A-A剖面图；

图5为振子本体的结构示意图(上端面结构)；

图6为振子本体的结构示意图(下端面结构)。

附图标记：

中框组件—1、上盖板组件—2、下盖板组件—3；

中框组件中：中框本体—11、动子组件—12；

动子组件中：振子部件—121、簧片—122、定位片—123；

振子部件中：磁钢—1211、振子本体—1212、挡板—1213；

振子本体中：磁钢安装槽—12121、限位台阶Ⅰ—12122、限位台阶Ⅱ—12123、限位台阶Ⅲ—12124、限位台阶Ⅳ—12125、上凸台Ⅰ—12126、上凸台Ⅱ—12127、下凸台Ⅰ—12128、下凸台Ⅱ—12129；

上盖板组件中：阻尼片—21、导磁板Ⅰ—22、上盖板本体—23；

下盖板组件中：线圈—31、导磁板Ⅱ—32、柔性电路板—33、垫块—34、下盖板本体—35。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1～图6。一种电磁阻尼机构，包括中框组件1，中框组件1主要由中框本体11以及设置在中框本体11内的动子组件12组成；还包括阻尼片21以及线圈31；阻尼片21为铜或是软磁材料制成，动子组件12间隔设置在阻尼片21与线圈31之间。

该电磁阻尼机构中，中框组件1是由中框本体11以及动子组件12构成，而动子组件12则主要由振子部件121以及簧片122组成；在振子部件121中，磁钢1211固定在振子本体1212中，磁钢1211随着动子组件12的运动而运动。线圈31是固定在下盖板本体35上的，属于下盖板组件3中的一部分，阻尼片21固设在上盖板本体23上，属于上盖板组件2中的一部分，而磁钢1211又居于线圈31和阻尼片21之间。

给线圈31供电，当线圈31产生的驱动力使动子组件12向左运动时，动子组件12中的磁钢1211与阻尼片做切割磁力线，产生朝右的电磁力，阻止动子组件过度振幅；当线圈31产生的驱动力让动子组件12向右运动时，动子组件中的磁钢1211与阻尼片做切割磁力线，产生朝左的电磁力，阻止动子组件过度振幅。线圈31断电，动子组件12在惯性作用下继续运动，动子组件12中的磁钢1211与阻尼片切割磁力线，产生与动子组件12运动方向相反的电磁力，使得动子组件12能快速停止运动。

本实施例中的阻尼片21为铜片，当然，也可选用软磁材料制成，软磁材料可以是铁硅合金(硅钢片)以及各种软磁铁氧体等。选择铜片作为阻尼片时，其具有产品稳定性好、可靠性强、加工精度易保证、价格低等优点。

该电磁阻尼机构通过(在上盖板组件内)添加铜材质的阻尼片，来为动子组件12提供电磁阻尼，当动子组件12停止供电后需要快速停止时，因惯性原因还在继续横向运动的动子组件(中的磁钢)与上盖板组件上的阻尼(铜)片做切割磁力线，使得产生与动子组件运动方向相反的电磁力，该电磁力能有效阻止运动，使得动子组件能快速停止运动。

需要说明的是：该阻尼(铜)片产生的反向电磁力在动子组件正常供电时，也能对动子组件的运动振幅起到限制作用，从而防止动子组件振幅过大导致的撞击噪音或是因振幅过大导致簧片断裂等风险的发生。

作为上述方案的进一步优化，还包括导磁板Ⅰ22与导磁板Ⅱ32，阻尼片21固接在导磁板Ⅰ22的下端面上，线圈31固接在导磁板Ⅱ32的上端面上；阻尼片21设置在动子组件12的上端面上方，线圈31对应设置在动子组件12的下端面下方。通过在上盖板组件2内添加导磁板Ⅰ22，在下盖板组件3内添加导磁板Ⅱ32，导磁板Ⅰ22与导磁板Ⅱ32能有很好的收敛磁力线，提高磁性的利用率，并能有效锁定磁力线外泄，降低产品漏磁，从而使得该电磁阻尼机构对其他磁敏感元件的干扰降低到最低。

动子组件12中的振子部件121主要由挡板1213、振子本体1212以及磁钢1211组成。其中振子本体1212为矩形框体结构，其框体的中部处间隔并行设有两个磁钢安装槽12121；在框体的四个外周侧面上，其中一组对面上对应设有限位台阶Ⅰ12122与限位台阶Ⅱ12123，以实现框体在X向运动的限位，另外一组对面上对应设有限位台阶Ⅲ12124与限位台阶Ⅳ12125，以实现框体在Y向运动的限位；在框体的上端面上，设有上凸台Ⅰ12126与上凸台Ⅱ12127，相对设置的上凸台Ⅰ12126与上凸台Ⅱ12127同框体的上端面配合形成阻尼让位槽；在框体的下端面上，设有下凸台Ⅰ12128与下凸台Ⅱ12129，相对设置的下凸台Ⅰ12128与下凸台Ⅱ12129同框体的下端面配合形成线圈让位槽；两个磁钢1211对应固定在振子本体1212的两磁钢安装槽12121内，挡板1213固设在振子本体1212的上端面上并将两磁钢1211封堵在磁钢安装槽12121内。

簧片122有两个且均以半包形式相对设置在振子本体1212的外周处，两个簧片122均为U型结构，各簧片122的其中一个端头固连在振子本体1212的外周侧面上，另一个端头则对应固连在中框本体11的内壁面上；固连在振子本体1212外周面上的两个簧片122的端头位置呈对角关系布置。

具体的，两个磁钢1211通过点胶固定在磁钢安装槽中。振子本体1212上的限位台阶Ⅰ12122与限位台阶Ⅱ12123负责动子组件12在X向运动时的限位，当X向振幅过大时可有效保护振子本体1212外周处的簧片等部件不被损伤。对应的，限位台阶Ⅲ12124与限位台阶Ⅳ12125负责动子组件在Y向运动时的限位，当Y向振幅过大时可有效的保护簧片等部件不被损伤。上凸台Ⅰ12126与上凸台Ⅱ12127负责动子组件12在正常振动时给阻尼片21让位，在动子组件12经历落摔等可靠性要求时，起到保护阻尼片避免其受到损伤。对应的，下凸台Ⅰ12128与下凸台Ⅱ12129负责动子组件12在正常振动时给线圈31让位，在动子组件12经历落摔等可靠性要求时，避免线圈受到砸伤。

优选的，上凸台Ⅱ12127与下凸台Ⅰ12128对应设置在框体的上端面的一对角处；下凸台Ⅰ12128与下凸台Ⅱ12129对应设置在框体的下端面的一对边处。通过对角、对边的设置形式，既能实现让位功能，又能通过上下凸台与阻尼片以及线圈的配合，起到对阻尼片、线圈安装位置以及对振子本体1212振幅的约束。

具体的，该电磁阻尼机构中，动子组件12包括振子部件121和簧片122，振子部件121和簧片122通过激光焊接固定；簧片122又与中框本体11的内壁面间通过激光焊接固定，动子组件12可在簧片122的牵引下在中框本体内横向自由运动；上盖板组件2固定在中框组件1的上方，其通过激光焊接将上盖板本体23固定在中框本体11上；下盖板组件3固定在中框组件1的下方，其通过激光焊接将下盖板本体35固定在中框本体11上。该动子组件12应用在横向振动的线性马达中，主要起到配重、固定连接、让位和限位保护等作用，其中配重是线性(振动)马达的主要作用，是给用户提供振感，起到提醒或触觉体验的作用，而振感的产生需要一定的振动频率、振幅及配重。该振子本体1212优选为高密度钨合金材质，能在很小体积的基础上具有较大重量，从而达到大的振感。该振子本体同时作为线性(振动)马达的主要连接固定件，其通过激光焊接将挡板1213固定在振子本体上，通过胶水粘结将磁钢1211固定在磁钢安装槽12121中，通过激光焊接将两个簧片122固定在振子本体上，从而形成了完整的动子组件。

优选的，该振子本体1212为一体式的框体结构，各限位台阶以及凸台与框体为一个整体，即将配重、连接固定、让位、限位保护等功能集中为一体，这样不仅能减少材料数量、有效降低成本，还能减少振子本体1212的加工工序，从而有效降低产品的工艺成本。

作为上述方案的进一步优化，振子部件121居中设置在中框本体11内，且振子本体1212上对应设置的限位台阶Ⅰ12122、限位台阶Ⅱ12123、限位台阶Ⅲ12124以及限位台阶Ⅳ12125均间隔中框本体11的内壁面一定距离。

优选的，中框组件1中还包括对应设置在各簧片122两端头处的定位片123，在与振子部件121相固连的端头处，定位片123设置在簧片122的外侧面处，以形成位于簧片122外壁面与中框本体内壁面之间的状态；在与中框本体11相固连的端头处，定位片123设置在簧片122的内侧面处，以形成位于簧片122内壁面与振子本体外壁面之间的状态。定位片通过激光焊接固定在簧片上，以起到保护簧片的作用。

该振子部件是通过磁钢与线圈产生的驱动力在簧片的牵引下做往复运动。动子组件中的配重块(振子本体)是高密度合金，有一定的重量，往复运动的动子组件在一定的运动幅度及供电频率下产生振感；簧片负责牵引振子部件振动，当振子部件往右运动时，簧片给振子部件一个往左的拉力，使得振子部件再往左运动；当振子部件往左运动时，簧片再给振子一个往右的拉力，配合供电信号的切换，即可使得振子部件持续左右往复运动。

该电磁阻尼机构中，中框组件1与其相配合的上盖板组件2以及下盖板组件3相互分离，中框本体11方形框，四周封闭，这样动子组件放入中框本体时能保证上、下吸力均衡，从而确保动子组件在中框本体内的位置居中对称，可提升产品良率及可靠性。振子部件中的振子本体除了以往单纯配重的作用外，还增加了避位及限位结构，以起到保护线圈和阻尼片的效果，通过这种集成设置，可简化产品结构，减少工艺流程，从而降低成本。

一种线性马达，包括上盖板本体2、下盖板本体3、设置在下盖板本体3上的垫块34以及柔性电路板(FPC)33；还包括如上述的电磁阻尼机构；带有阻尼片21的导磁板Ⅰ22的上端面固接在上盖板本体23的下方构成上盖板组件2；带有线圈31的导磁板Ⅱ32的下端面固接在下盖板本体35的上方，与垫块34以及柔性电路板33共同构成下盖板组件3；上盖板组件2对应扣盖在中框组件1的上端面上且上盖板本体23与中框本体11相固接，下盖板组件3对应封堵在中框组件1的下端面上且下盖板本体35与中框本体11相固接。

具体的，阻尼片、磁钢以及线圈由上至下依次正对设置。导磁板Ⅰ22通过激光焊接在上盖板本体23上，阻尼片21通过激光焊接或胶水粘结在导磁板Ⅰ22上。垫块34通过激光焊接在下盖板本体35的相对位置上，导磁板Ⅱ32通过激光焊接在下盖板本体35上，FPC通过自带的背胶粘结在下盖板本体35上，线圈31通过胶水粘结在导磁板Ⅱ32上，线圈31的两根引线通过电子焊与FPC上的焊盘焊接固定，焊接后的引线和焊点通过点胶进行补强保护；FPC上的两位两个PAD位置用于给线圈31供电。上盖板本体23、下盖板本体35以及中框本体11均由导磁材料制成。导磁材料能有很好的收敛磁力线，提高磁性的利用率，并有效的锁定磁力线外泄，降低产品漏磁，使得该线性马达对其他磁敏感元件的干扰降低到最低。将该线性马达安装于手机等电子元件中，即可起到来电提醒或特定的振动体验。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种电磁阻尼机构，包括中框组件，中框组件主要由中框本体以及设置在中框本体内的动子组件组成；其特征在于：还包括阻尼片以及线圈；阻尼片为铜或是软磁材料制成，动子组件间隔设置在阻尼片与线圈之间。

2.根据权利要求1所述的电磁阻尼机构，其特征在于：还包括导磁板Ⅰ与导磁板Ⅱ，阻尼片固接在导磁板Ⅰ的下端面上，线圈固接在导磁板Ⅱ的上端面上；阻尼片设置在动子组件的上端面上方，线圈对应设置在动子组件的下端面下方。

3.根据权利要求1或2所述的电磁阻尼机构，其特征在于：动子组件包括振子部件以及簧片；其中振子部件主要由挡板、振子本体以及磁钢组成；

振子本体为矩形框体结构，其框体的中部处间隔并行设有两个磁钢安装槽；在框体的四个外周侧面上，其中一组对面上对应设有限位台阶Ⅰ与限位台阶Ⅱ，以实现框体在X向运动的限位，另外一组对面上对应设有限位台阶Ⅲ与限位台阶Ⅳ，以实现框体在Y向运动的限位；在框体的上端面上，设有上凸台Ⅰ与上凸台Ⅱ，相对设置的上凸台Ⅰ与上凸台Ⅱ同框体的上端面配合形成阻尼让位槽；在框体的下端面上，设有下凸台Ⅰ与下凸台Ⅱ，相对设置的下凸台Ⅰ与下凸台Ⅱ同框体的下端面配合形成线圈让位槽；两个磁钢对应固定在振子本体的两磁钢安装槽内，挡板固设在振子本体的上端面上并将两磁钢封堵在磁钢安装槽内；

簧片有两个且均以半包形式相对设置在振子本体的外周处，两个簧片均为U型结构，各簧片的其中一个端头固连在振子本体的外周侧面上，另一个端头则对应固连在中框本体的内壁面上；固连在振子本体外周面上的两个簧片的端头位置呈对角关系布置。

4.根据权利要求3所述的电磁阻尼机构，其特征在于：上凸台Ⅰ与上凸台Ⅱ对应设置在框体的上端面的一对角处；下凸台Ⅰ与下凸台Ⅱ对应设置在框体的下端面的一对边处。

5.根据权利要求4所述的电磁阻尼机构，其特征在于：振子本体为高密度钨合金材质。

6.根据权利要求3所述的电磁阻尼机构，其特征在于：振子部件居中设置在中框本体内，且振子本体上对应设置的限位台阶Ⅰ、限位台阶Ⅱ、限位台阶Ⅲ以及限位台阶Ⅳ均间隔中框本体的内壁面一定距离。

7.根据权利要求6所述的电磁阻尼机构，其特征在于：中框组件中还包括对应设置在各簧片两端头处的定位片，在与振子部件相固连的端头处，定位片设置在簧片的外侧面处，在与中框本体相固连的端头处，定位片设置在簧片的内侧面处。

8.一种线性马达，包括上盖板本体、下盖板本体、设置在下盖板本体上的垫块以及柔性电路板；其特征在于：还包括如权利要求4～7任一所述的电磁阻尼机构；带有阻尼片的导磁板Ⅰ的上端面固接在上盖板本体的下方构成上盖板组件；带有线圈的导磁板Ⅱ的下端面固接在下盖板本体的上方，与垫块以及柔性电路板共同构成下盖板组件；上盖板组件对应扣盖在中框组件的上端面上且上盖板本体与中框本体相固接，下盖板组件对应封堵在中框组件的下端面上且下盖板本体与中框本体相固接。

9.根据权利要求8所述的线性马达，其特征在于：上盖板本体、下盖板本体以及中框本体均由导磁材料制成。

10.根据权利要求8所述的线性马达，其特征在于：阻尼片、磁钢以及线圈由上至下依次正对设置。

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