JP2000228855A - 可動磁石型リニアモータ - Google Patents
可動磁石型リニアモータInfo
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- JP2000228855A JP2000228855A JP11030506A JP3050699A JP2000228855A JP 2000228855 A JP2000228855 A JP 2000228855A JP 11030506 A JP11030506 A JP 11030506A JP 3050699 A JP3050699 A JP 3050699A JP 2000228855 A JP2000228855 A JP 2000228855A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 励磁コイル１６を有する固定子鉄心枠１８の
磁気空隙２０に可動磁石体２２を軸方向に変位可能に配
置したリ可動磁石型ニアモータ１０において、可動磁石
体２２は複数の保持片２８，２８…を等間隔で筒状に配
置した非磁性金属の磁石保持枠３０と複数個に分割され
た磁石片３２を含み、この各磁石片３２を磁石保持枠３
０の各保持片２８に形成した溝部３８に挿入保持すると
共に、リング状ホルダ３６を各保持片２８の端部に固定
して各磁石片３２を支持する。 【効果】 この発明によれば、可動磁石体２２の強度が
高くなると共に、円周方向の渦電流が磁石保持枠３０の
各保持片２８および複数個に分割された磁石片３２によ
り遮断されるために渦電流損が低減され推力が向上しモ
ータ効率が改善される。
磁気空隙２０に可動磁石体２２を軸方向に変位可能に配
置したリ可動磁石型ニアモータ１０において、可動磁石
体２２は複数の保持片２８，２８…を等間隔で筒状に配
置した非磁性金属の磁石保持枠３０と複数個に分割され
た磁石片３２を含み、この各磁石片３２を磁石保持枠３
０の各保持片２８に形成した溝部３８に挿入保持すると
共に、リング状ホルダ３６を各保持片２８の端部に固定
して各磁石片３２を支持する。 【効果】 この発明によれば、可動磁石体２２の強度が
高くなると共に、円周方向の渦電流が磁石保持枠３０の
各保持片２８および複数個に分割された磁石片３２によ
り遮断されるために渦電流損が低減され推力が向上しモ
ータ効率が改善される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、可動磁石型リニアモ
ータに関し、特にたとえば固定子鉄心の磁気空隙に配置
される可動磁石体を軸方向に変位せしめる可動磁石型リ
ニアモータに関する。
ータに関し、特にたとえば固定子鉄心の磁気空隙に配置
される可動磁石体を軸方向に変位せしめる可動磁石型リ
ニアモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の可動磁石（ＭＭ）型リニアモータ
は、外側コアとこの外側コアとの間に所定空間を存して
配置される内側コアおよび外側コアの内面側に設けられ
た励磁コイルを有する固定子鉄心と、この固定子鉄心の
磁気空隙に軸方向に変位可能に配置される可動磁石体と
により構成される。そして、この可動磁石体１の具体的
な構成は、例えば特表平１０−５１２４３７号公報［Ｈ
０２Ｋ ４１／０２］に開示されている。すなわち、図
１２および図１３に示す様に円周方向をまわり等間隔に
配置された複数の長手方向スロット２ａ，２ａ…を有す
る円筒状の金属製支持スリーブ２と、長手方向スロット
２ａおよび２ａを夫々跨いで接着剤等で固定される長手
方向に伸びる複数個の磁石セグメント３，３…とにより
構成されている。このような構成において、励磁コイル
に電流を流すと固定子鉄心には図１に示す磁束の流れと
同様な流れが生じ、一方、可動磁石体１には長手方向ス
ロット２ａにより隣接する磁石セグメント３、３間に空
隙が形成されているので、この空隙により円周方向に流
れる渦電流が遮断されて渦電流損失を低減する。
は、外側コアとこの外側コアとの間に所定空間を存して
配置される内側コアおよび外側コアの内面側に設けられ
た励磁コイルを有する固定子鉄心と、この固定子鉄心の
磁気空隙に軸方向に変位可能に配置される可動磁石体と
により構成される。そして、この可動磁石体１の具体的
な構成は、例えば特表平１０−５１２４３７号公報［Ｈ
０２Ｋ ４１／０２］に開示されている。すなわち、図
１２および図１３に示す様に円周方向をまわり等間隔に
配置された複数の長手方向スロット２ａ，２ａ…を有す
る円筒状の金属製支持スリーブ２と、長手方向スロット
２ａおよび２ａを夫々跨いで接着剤等で固定される長手
方向に伸びる複数個の磁石セグメント３，３…とにより
構成されている。このような構成において、励磁コイル
に電流を流すと固定子鉄心には図１に示す磁束の流れと
同様な流れが生じ、一方、可動磁石体１には長手方向ス
ロット２ａにより隣接する磁石セグメント３、３間に空
隙が形成されているので、この空隙により円周方向に流
れる渦電流が遮断されて渦電流損失を低減する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数個
の磁石セグメント３、３…を片側のみの薄い金属製支持
スリーブ２が支持しているために可動磁石体１はラジア
ル方向（径方向）の力に対して強度が低く変形の可能性
がある。また、その強度を高めるために金属製支持スリ
ーブ２を厚くすると、固定子鉄心の磁気空隙（ギャッ
プ）が広くなり、可動磁石体１の推力が低下するという
問題がある。
の磁石セグメント３、３…を片側のみの薄い金属製支持
スリーブ２が支持しているために可動磁石体１はラジア
ル方向（径方向）の力に対して強度が低く変形の可能性
がある。また、その強度を高めるために金属製支持スリ
ーブ２を厚くすると、固定子鉄心の磁気空隙（ギャッ
プ）が広くなり、可動磁石体１の推力が低下するという
問題がある。
【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、可
動磁石体の強度を大きくして推力の向上を図る共に、渦
電流損も低減することができる、可動磁石型リニアモー
タを提供することである。
動磁石体の強度を大きくして推力の向上を図る共に、渦
電流損も低減することができる、可動磁石型リニアモー
タを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、励磁コイル
を有する筒状の固定子鉄心の磁気空隙に可動磁石体を軸
方向に変位可能に配置した可動磁石型リニアモータにお
いて、可動磁石体は、中心に軸部を設け周辺に複数の保
持片を筒状に配置する磁石保持枠、この保持枠の各保持
片間に取り付けられる複数個の磁石片、および磁石保持
枠の少なくとも一端に取り付けられて各磁石片を支持す
るホルダを備えることを特徴とする、可動磁石型リニア
モータである。
を有する筒状の固定子鉄心の磁気空隙に可動磁石体を軸
方向に変位可能に配置した可動磁石型リニアモータにお
いて、可動磁石体は、中心に軸部を設け周辺に複数の保
持片を筒状に配置する磁石保持枠、この保持枠の各保持
片間に取り付けられる複数個の磁石片、および磁石保持
枠の少なくとも一端に取り付けられて各磁石片を支持す
るホルダを備えることを特徴とする、可動磁石型リニア
モータである。
【０００６】
【作用】固定子鉄心の磁気空隙に配置されて軸方向に変
位可能な可動磁石体は、たとえば金属非磁性体で構成さ
れる磁石保持枠の各保持片の間に複数個に分割された磁
石片を取り付け保持すると共に、この保持枠の一端に取
り付けたホルダにより各磁石片の端部を支持するから、
可動磁石体の強度が高くなり、また円周方向に流れる渦
電流も途中で遮断される。
位可能な可動磁石体は、たとえば金属非磁性体で構成さ
れる磁石保持枠の各保持片の間に複数個に分割された磁
石片を取り付け保持すると共に、この保持枠の一端に取
り付けたホルダにより各磁石片の端部を支持するから、
可動磁石体の強度が高くなり、また円周方向に流れる渦
電流も途中で遮断される。
【０００７】
【発明の効果】この発明によれば、可動磁石体の強度が
向上すると共に、円周方向に流れる渦電流が遮断される
ために渦電流損失が低減され推力も向上する。この発明
の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面
を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明ら
かとなろう。
向上すると共に、円周方向に流れる渦電流が遮断される
ために渦電流損失が低減され推力も向上する。この発明
の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面
を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明ら
かとなろう。
【０００８】
【実施例】この発明の一実施例を図１〜図４に基づいて
説明する。図１において、この発明の一実施例であある
可動磁石型リニアモータ１０は、底部１２ａ、側部１２
ｂおよび前部１２ｃを有する断面形状が略Ｃ字型をした
円筒状の外側コア１２と、一端部が外側コア１２の底部
１２ａに接続一体化されて他端部が外側コア１２の前部
１２ｃと所定空間を形成する円筒状の内側コア１４およ
び外側コア１２の内面側空間に配置収納される励磁コイ
ル１６とにより構成される固定子鉄心１８、この固定子
鉄心１８に形成される円筒状の磁気空隙２０に配置され
て軸方向に変位可能な筒状の可動磁石体２２を含む。
説明する。図１において、この発明の一実施例であある
可動磁石型リニアモータ１０は、底部１２ａ、側部１２
ｂおよび前部１２ｃを有する断面形状が略Ｃ字型をした
円筒状の外側コア１２と、一端部が外側コア１２の底部
１２ａに接続一体化されて他端部が外側コア１２の前部
１２ｃと所定空間を形成する円筒状の内側コア１４およ
び外側コア１２の内面側空間に配置収納される励磁コイ
ル１６とにより構成される固定子鉄心１８、この固定子
鉄心１８に形成される円筒状の磁気空隙２０に配置され
て軸方向に変位可能な筒状の可動磁石体２２を含む。
【０００９】この可動磁石体２２は図３に示す様に、中
心に軸部２４を貫通した円板部２６を有しかつこの円板
部２６の周縁部より等間隔で軸部２４を取り囲むように
平行に延びる８本の保持片２８、２８、…を一体形成し
た円筒状の磁石保持枠３０と、相隣る一対の保持片２８
および２８の間にそれぞれ挿入保持される８個の磁石片
３２，３２…と、各保持片２８の端部にネジ３４等によ
り固定されて各磁石片３０を支持するリング状ホルダ３
６とにより構成されている。
心に軸部２４を貫通した円板部２６を有しかつこの円板
部２６の周縁部より等間隔で軸部２４を取り囲むように
平行に延びる８本の保持片２８、２８、…を一体形成し
た円筒状の磁石保持枠３０と、相隣る一対の保持片２８
および２８の間にそれぞれ挿入保持される８個の磁石片
３２，３２…と、各保持片２８の端部にネジ３４等によ
り固定されて各磁石片３０を支持するリング状ホルダ３
６とにより構成されている。
【００１０】磁石保持枠３０は非磁性金属体で構成され
ると共に、図４に示すように各保持片２８の両側および
円板部２６には各磁石片３２の３辺を挿入する一連の溝
部３８がコ字状に形成されている。また、各磁石片３２
は断面が弧状に形成されると共に、半径方向に逆向きの
磁化ベクトルを有する一対の永久磁石片３２ａおよび３
２ｂをいずれも軸方向に並べて突合せ状態で接合して構
成されている。
ると共に、図４に示すように各保持片２８の両側および
円板部２６には各磁石片３２の３辺を挿入する一連の溝
部３８がコ字状に形成されている。また、各磁石片３２
は断面が弧状に形成されると共に、半径方向に逆向きの
磁化ベクトルを有する一対の永久磁石片３２ａおよび３
２ｂをいずれも軸方向に並べて突合せ状態で接合して構
成されている。
【００１１】更に、リング状ホルダ３６は金属製の同じ
形状の部品３６ａ、３６ａ…を８個連結して構成してい
る。なお、磁石保持枠３０の各保持片２８，２８間に保
持される各磁石片３２およびリング状ホルダ３６は相互
に絶縁材で絶縁され、また、リング状ホルダ３６を構成
する８個の部品３６ａ、３６ａ…も相互に絶縁材により
絶縁されている。
形状の部品３６ａ、３６ａ…を８個連結して構成してい
る。なお、磁石保持枠３０の各保持片２８，２８間に保
持される各磁石片３２およびリング状ホルダ３６は相互
に絶縁材で絶縁され、また、リング状ホルダ３６を構成
する８個の部品３６ａ、３６ａ…も相互に絶縁材により
絶縁されている。
【００１２】上述の構成において、励磁コイル１６に交
流電流を通電すると、その電流の向きに応じて電流によ
り発生する磁束が可動磁石体２２の各磁石片３２に作用
し、磁束が強められる側に各磁石片３２が移動して可動
磁石体２２が右方向または左方向に変位する。したがっ
て、このＭＭ型リニアモータ１０の軸部２４に、たとえ
ば往復動式圧縮機のシリンダー内を摺動するピストンを
連結することにより、空気や冷媒を圧縮することが可能
となる。
流電流を通電すると、その電流の向きに応じて電流によ
り発生する磁束が可動磁石体２２の各磁石片３２に作用
し、磁束が強められる側に各磁石片３２が移動して可動
磁石体２２が右方向または左方向に変位する。したがっ
て、このＭＭ型リニアモータ１０の軸部２４に、たとえ
ば往復動式圧縮機のシリンダー内を摺動するピストンを
連結することにより、空気や冷媒を圧縮することが可能
となる。
【００１３】次に可動磁石体２２の変形例を図５および
図６に基づいて説明する。この変形例は、上述の実施例
における金属製の磁石保持体枠３０を各保持片２８と円
板部２６に分割すると共に、この円板部２６をさらに軸
部２２を保持する軸受部４０ａと８個の扇形体４０ｂ、
４０ｂ…に分割して円板状ホルダ４０としたもので、ネ
ジ３４…を用いて８個の磁石片３２は各保持片２８、円
板状ホルダ４０およびリング状ホルダ３６により保持さ
れる。この場合にも、円板状ホルダ４０を構成する８個
の扇形体４０ｂ、４０ｂ…は絶縁材で相互に絶縁されて
いるので、円板状ホルダ４０の周囲部分を流れる矢印の
渦電流は低減される。
図６に基づいて説明する。この変形例は、上述の実施例
における金属製の磁石保持体枠３０を各保持片２８と円
板部２６に分割すると共に、この円板部２６をさらに軸
部２２を保持する軸受部４０ａと８個の扇形体４０ｂ、
４０ｂ…に分割して円板状ホルダ４０としたもので、ネ
ジ３４…を用いて８個の磁石片３２は各保持片２８、円
板状ホルダ４０およびリング状ホルダ３６により保持さ
れる。この場合にも、円板状ホルダ４０を構成する８個
の扇形体４０ｂ、４０ｂ…は絶縁材で相互に絶縁されて
いるので、円板状ホルダ４０の周囲部分を流れる矢印の
渦電流は低減される。
【００１４】また、図７に示す第２実施例は、第１実施
例の可動磁石体２２において、金属製の磁石保持枠３０
の各保持片２８，２８間に挿入保持される各磁石片３２
の内外両側に磁性金属板４２および４２を装着したもの
である。この磁性金属板４２および４２により可動磁石
体２２の強度は高くなる。また、ギャップが小さくなり
推力が向上する。なお、この磁性金属板４２は各磁石片
３２の片側だけに装着してもよい。
例の可動磁石体２２において、金属製の磁石保持枠３０
の各保持片２８，２８間に挿入保持される各磁石片３２
の内外両側に磁性金属板４２および４２を装着したもの
である。この磁性金属板４２および４２により可動磁石
体２２の強度は高くなる。また、ギャップが小さくなり
推力が向上する。なお、この磁性金属板４２は各磁石片
３２の片側だけに装着してもよい。
【００１５】さらに、図８に示す第３実施例は、第１実
施例の可動磁石体２２において、金属製の磁石保持枠３
０に形成した複数の保持片２８の厚みを各磁石片３２の
厚みと同等にして薄くする。そして、各保持片２８の両
側に設けられる溝部３８をＶ字状に形成すると共に、各
磁石片３２の両側端面をこのＶ字状溝部３８に係合する
ように断面Ｖ字状の突条に形成している。この構成によ
り、固定子鉄心枠１８の磁気空隙２０のギャップを小さ
くでき、励磁コイル１６に交流電流を通電した場合、可
動磁石体２２に作用する推力が向上する。この実施例に
おいては、各磁石片３２の両側にＶ字状溝部を形成し、
このＶ字状溝部に係合する断面Ｖ字状突条を各保持片２
８の両側端面に形成しても、同様の効果を得ることがで
きる。
施例の可動磁石体２２において、金属製の磁石保持枠３
０に形成した複数の保持片２８の厚みを各磁石片３２の
厚みと同等にして薄くする。そして、各保持片２８の両
側に設けられる溝部３８をＶ字状に形成すると共に、各
磁石片３２の両側端面をこのＶ字状溝部３８に係合する
ように断面Ｖ字状の突条に形成している。この構成によ
り、固定子鉄心枠１８の磁気空隙２０のギャップを小さ
くでき、励磁コイル１６に交流電流を通電した場合、可
動磁石体２２に作用する推力が向上する。この実施例に
おいては、各磁石片３２の両側にＶ字状溝部を形成し、
このＶ字状溝部に係合する断面Ｖ字状突条を各保持片２
８の両側端面に形成しても、同様の効果を得ることがで
きる。
【００１６】また、図９に示す第４実施例は、金属製の
磁石保持枠３０に形成した複数の保持片２８，２８…の
厚みを各磁石片３２の厚みと同等にして相隣る一対の磁
石片３２，３２の間に介在すると共に、各磁石片３２お
よび各保持片２８の両面を夫々複数枚の磁性金属板４２
で被覆している。この各磁性金属板４２は保持片２８を
介在する一対の磁石片３２および３２を跨いで装着され
ている。この場合は、磁石片３２の径（ラジアル）方向
が全て金属（磁性体）であるから、磁束を多く通すこと
ができ、推力がさらに向上する。この場合においても、
金属製の保持枠３０、各磁石片３２および磁性金属板４
２は絶縁材で相互に絶縁されている。
磁石保持枠３０に形成した複数の保持片２８，２８…の
厚みを各磁石片３２の厚みと同等にして相隣る一対の磁
石片３２，３２の間に介在すると共に、各磁石片３２お
よび各保持片２８の両面を夫々複数枚の磁性金属板４２
で被覆している。この各磁性金属板４２は保持片２８を
介在する一対の磁石片３２および３２を跨いで装着され
ている。この場合は、磁石片３２の径（ラジアル）方向
が全て金属（磁性体）であるから、磁束を多く通すこと
ができ、推力がさらに向上する。この場合においても、
金属製の保持枠３０、各磁石片３２および磁性金属板４
２は絶縁材で相互に絶縁されている。
【００１７】また、図１０に示す第５実施例は、筒状の
磁石保持枠３０を非金属製とし、かつ８個の磁石片３２
の間にも非金属製の保持片２８が介在している。この場
合は、可動磁石体２２の強度が構造（形状）的に高くな
るものである。さらに、図１１に示す第６実施例は、磁
石保持枠３０を繊維強化樹脂のような強度の高い樹脂材
料を用いて形成すると共に、８個に分割された断面が円
弧状の磁石片３２を円筒状に配置して磁石片間に絶縁材
を介在し、これらの磁石片３２を磁石保持枠３０で保持
する。この場合は、各磁石片３２の間に間隙を必要とし
ないから、磁石量を多くできることになり、推力がなお
一層向上する。
磁石保持枠３０を非金属製とし、かつ８個の磁石片３２
の間にも非金属製の保持片２８が介在している。この場
合は、可動磁石体２２の強度が構造（形状）的に高くな
るものである。さらに、図１１に示す第６実施例は、磁
石保持枠３０を繊維強化樹脂のような強度の高い樹脂材
料を用いて形成すると共に、８個に分割された断面が円
弧状の磁石片３２を円筒状に配置して磁石片間に絶縁材
を介在し、これらの磁石片３２を磁石保持枠３０で保持
する。この場合は、各磁石片３２の間に間隙を必要とし
ないから、磁石量を多くできることになり、推力がなお
一層向上する。
【００１８】なお、いずれの実施例においても、金属製
の保持枠３０、各保持片２８、各磁石片３２および金属
製のリング状ホルダ３６は相互に絶縁材により絶縁され
ることは説明した通りであるが、予め絶縁皮膜でこれら
の各部材等を被覆しておいてもよい。
の保持枠３０、各保持片２８、各磁石片３２および金属
製のリング状ホルダ３６は相互に絶縁材により絶縁され
ることは説明した通りであるが、予め絶縁皮膜でこれら
の各部材等を被覆しておいてもよい。
【図１】この発明の一実施例を示す可動磁石型リニアモ
ータの要部図解図である。
ータの要部図解図である。
【図２】図１の横断面を示す図解図である。
【図３】図２における可動磁石体の斜面図である。
【図４】図３において、磁石片を除く分解斜面図であ
る。
る。
【図５】図３に相当する他の変形例の斜面図である。
【図６】図５の右側面図である。
【図７】図２に相当する第２実施例の図解図である。
【図８】図７に相当する第３実施例の図解図である。
【図９】図８に相当する第４実施例の図解図である。
【図１０】図９に相当する第５実施例の図解図である。
【図１１】図１０に相当する第６実施例の図解図であ
る。
る。
【図１２】従来例の可動磁石型リニアモータにおける可
動磁石体の要部縦断面である。
動磁石体の要部縦断面である。
【図１３】図１２におけるＡ−Ａ線矢視の断面図であ
る。
る。
１０ …可動磁石型リニアモータ １６ …励磁コイル １８ …固定子鉄心枠 ２０ …磁気空隙 ２２ …可動磁石体 ２４ …軸部 ２８ …保持片 ３０ …磁石保持枠 ３２ …磁石片 ３６ …リング状ホルダ ３８ …溝部 ４０ …円板状ホルダ ４２ …磁性金属板
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H633 BB08 BB10 GG02 GG04 GG09 HH03 HH07 HH13 HH22 5H641 BB14 BB19 GG02 GG08 GG18 GG19 HH03 HH17
Claims (12)
- 【請求項１】励磁コイルを有する筒状の固定子鉄心の磁
気空隙に可動磁石体を軸方向に変位可能に配置した可動
磁石型リニアモータにおいて、 前記可動磁石体は、中心に軸部を設け周辺に複数の保持
片を筒状に配置する磁石保持枠、 前記保持枠の各保持片間に取り付けられる複数個の磁石
片、および前記保持枠の少なくとも一端に取り付けられ
て前記各磁石片を支持するホルダを備えることを特徴と
する、可動磁石型リニアモータ。 - 【請求項２】前記各保持片、前記磁石片および前記ホル
ダは相互に絶縁されている、請求項１記載の可動磁石型
リニアモータ。 - 【請求項３】前記各保持片は前記磁石片を取り付けるた
めの溝部を含む、請求項１または２記載の可動磁石型リ
ニアモータ。 - 【請求項４】前記保持枠は金属体で構成する、請求項１
ないし３のいずれかに記載の可動磁石型リニアモータ。 - 【請求項５】前記保持枠は非金属体で構成する、請求項
１ないし３のいずれかに記載の可動磁石型リニアモー
タ。 - 【請求項６】前記非金属体は合成樹脂材を含む、請求項
５記載の可動磁石型リニアモータ。 - 【請求項７】前記ホルダは前記保持枠の両端に取り付け
られている、請求項１ないし６のいずれかに記載の可動
磁石型リニアモータ。 - 【請求項８】前記ホルダは金属体で構成する、請求項１
ないし７のいずれかに記載の可動磁石型リニアモータ。 - 【請求項９】前記ホルダは非金属体で構成する、請求項
１ないし７のいずれかに記載の可動磁石型リニアモー
タ。 - 【請求項１０】前記ホルダはリング状に形成する、請求
項１ないし９のいずれかに記載の可動磁石型リニアモー
タ。 - 【請求項１１】前記ホルダは複数の部品を連結して構成
する、請求項１０記載の可動磁石型リニアモータ。 - 【請求項１２】前記各磁石片の少なくとも片側に磁性金
属板を備える、請求項４記載の可動磁石型リニアモー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11030506A JP2000228855A (ja) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | 可動磁石型リニアモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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