JP2002247809A - モータのコア積層方法及びその積層構造 - Google Patents

モータのコア積層方法及びその積層構造

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    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
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    • H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/09—Magnetic cores comprising laminations characterised by being fastened by caulking

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数個のラミネーションシートを積層して形
成されてボビンに結合される積層体の曲率変更を可能に
すると共に、構造が簡単で、製作を簡便に行い得るモー
タのコア積層方法及びその積層構造を提供する。 【解決手段】 薄板により形成される所定形状のラミネ
ーションシートL’を複数個積層して所定厚さを有する
単位積層コア110を形成し、この単位積層コア110を構成
する各ラミネーションシートL’には、隣接するラミネ
ーションシートL’同士が移動可能になるように一方向
に型合わせさせる結合手段Kが形成され、この結合手段K
により上記の各ラミネーションシートL’を固定して結
合してコア積層構造を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータのコア積層
方法及びその積層構造に係るもので、詳しくは、複数個
のラミネーションシートを積層して形成されてボビンに
結合される積層体の曲率変更を可能にするだけでなく、
構造が簡単で、製作を簡便に行い得るモータのコア積層
方法及びその積層構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、リニアモータ（Linear Moto
r）は、立体的構造を有する通常のモータの磁束を平面
形態に形成するもので、平面形態の可動部が平面の固定
部上に形成される磁束（Flux）の変化に従って平面上を
直線運動するようにしたものである。
【０００３】このような従来のリニアモータは、図11及
び図12に示したように、アウターコア（Outer Core）1
0及びこのアウターコア10の内部に挿入されるように円
筒形に形成されたインナーコア（Inner Core）20から
なる固定子Sと、アウターコア10またはインナーコア20
の内部に結合される巻線コイル30と、永久磁石41が具備
されてアウターコア10とインナーコア20間に移動可能に
挿入される可動子40と、を包含して構成される。図面で
は、巻線コイル30がアウターコア10の内部に結合された
構造を示している。
【０００４】以下、このように構成された従来のリニア
モータの作動について説明する。
【０００５】先ず、電源が印加されて巻線コイル30に電
流が流れると、この巻線コイル30に流れる電流によって
巻線コイル30の周辺に形成された磁束が、固定子Sのア
ウターコア10及びインナーコア20に沿って閉ループ（Cl
osed Loop）を形成する。
【０００６】次いで、アウターコア10及びインナーコア
20に形成された磁束と永久磁石41により形成される磁束
との相互作用により永久磁石41が軸方向の力を受けるの
で、可動子40はアウターコア10とインナーコア20の間で
軸方向に直線運動を行い、このとき、巻線コイル30に印
加される電流の方向を交互に変更させると、可動子40が
直線往復運動を行うようになる。
【０００７】ここで、固定子Sを構成するアウターコア1
0は、所定形状に形成されたラミネーションシートLを複
数個積層して所定厚さに形成された単位積層コア11が、
内部にコイル30が巻線された環形のボビン50に、所定間
隔を有して複数個が放射状に結合されて構成される。
【０００８】詳しくは、ボビン50に放射状に結合される
複数個の単位積層コア11の内周面は、ボビン50の外周面
に対応した所定曲率を有する円形に形成され、また、各
単位積層コア11が所定間隔を有して位置するため、それ
らの単位積層コア11が配置されないボビン50の外側面は
外部に露出される。
【０００９】ここで、単位積層コア11は、断面が“コ”
の字状に形成されて、磁束の経路（Path）を形成するパ
ス部aと、このパス部aの両端に三角形状にそれぞれ形成
されるポール部bと、からなる薄板により形成され、そ
れらのポール部b及びパス部aにより形成される開口溝H
の内部に前記のボビン50が位置し、このボビン50にはコ
イルが多層に巻線された巻線コイル30が結合される。
【００１０】また、単位積層コア11の製作方法において
は、図13に示したように、薄板を用いてラミネーション
シートLを切断加工した後、このラミネーションシートL
を所定厚さになるように積層し、積層された積層体の両
方の側面が所定の曲面を成すようにジグ（Jig）を利用
して曲面を形成させ、この曲面が形成された積層体をこ
の積層体の厚さ方向である上下方向に溶接して製作す
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】然るに、このような従
来のモータのコア積層方法及びその積層構造において
は、溶接によりラミネーションシートLの積層体を固定
して結合させるため、製作工程が煩雑であると共に、製
作時間が長くて生産性が低下するという不都合な点があ
った。
【００１２】また、溶接により上記のラミネーションシ
ートLの積層体を固定して結合させて単位積層コア11を
製作するので、ボビンの外周面曲率が設計上の理由で変
更される場合、上記の単位積層コアの曲率変更が容易で
ないという不都合な点があった。
【００１３】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたもので、複数個のラミネーションシートを積層
して形成する積層体の曲率変更が可能であると共に、製
作を簡便に行い得る、モータのコア積層方法及びその積
層構造を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明に係るモータのコア積層方法において
は、薄板を使用して結合手段が形成された所定形状のラ
ミネーションシートを製作する段階と、上記のラミネー
ションシートの一方側面に形成された結合手段が一方向
を成すように型合わせされる複数個のラミネーションシ
ートを所定厚さに固定して積層する段階と、上記の複数
個のラミネーションシートが所定厚さを有して固定して
積層された積層体の両側面部に曲面部を形成する段階
と、を順次行うことを特徴とする。
【００１５】そして、本発明に係るモータのコア積層構
造においては、薄板により形成される所定形状のラミネ
ーションシートを複数個積層して所定厚さを有する積層
体を形成し、前記積層体を構成する各ラミネーションシ
ートには、隣接するラミネーションシート同士が移動可
能になるように一方向に型合わせさせる結合手段が形成
されて、該結合手段によって前記各ラミネーションシー
トを固定して結合することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。
【００１７】本発明に係るモータのコア積層構造の第1
実施形態が適用されたリニアモータは、図１及び図2に
示したように、アウターコア100及びこのアウターコア1
00の内部に挿入されるように円筒形に形成されたインナ
ーコア20からなる固定子Sと、アウターコア100またはイ
ンナーコア20の内部に結合される巻線コイル30と、永久
磁石41が具備されてアウターコア100とインナーコア20
の間に移動可能に挿入される可動子40と、を備えて構成
される。
【００１８】そして、上記の固定子Sを構成するアウタ
ーコア100は、所定の形状に形成されたラミネーション
シートL’を複数個積層して所定厚さに形成される単位
積層コア110が、内部にコイル30が巻線された環形のボ
ビン50に、所定間隔を有して放射状に複数個結合されて
形成される。
【００１９】また、ボビン50に放射状に結合される複数
個の単位積層コア110の内周面はボビン50の外周面に対
応して所定曲率を有する円形に形成され、各単位積層コ
ア110が所定間隔を有して位置するため、それらの単位
積層コア110が配置されないボビン50の外側面は外部に
露出される。
【００２０】ここで、単位積層コア110は、図3に示した
ように、所定形状の薄板により形成されるラミネーショ
ンシートL’が所定厚さを有するように複数個積層され
て形成される。
【００２１】また、単位積層コア110を構成する各ラミ
ネーションシートL’の一方側面には、隣接するラミネ
ーションシートL’同士を一方向に型合わせして固定さ
せるための複数個のコーキング（caulk）部Kが形成さ
れ、それらのコーキング部Kにより単位積層コア110を構
成する上記の各ラミネーションシートL’が固定されて
結合される。
【００２２】即ち、単位積層コア110を構成する上記の
ラミネーションシートL’は、断面が“コ”の字状に形
成されるパス部aと、このパス部aの両端に三角形状にそ
れぞれ形成されるポール部bと、パス部aまたはポール部
bの一方側面に形成される上記の複数個のコーキング部K
と、を包含する薄板により形成される。
【００２３】そして、ラミネーションシートL’を積層
する際、パス部a及びポール部bの内部空間により形成さ
れる開口溝Hに前記のボビン50が配置される。
【００２４】また、ラミネーションシートL’の一方側
面に形成される上記の各コーキング部Kは、所定間隔を
有して貫通して形成された2つの移動穴120bと、それら
の移動穴120bの間であって、折り曲げられる部分を形成
する折り曲げ結合部120aと、により構成される。
【００２５】ここで、上記のコーキング部Kの長さ方向
は、パス部aの長さ方向と同一方向を有するように形成
される。
【００２６】一方、インナーコア20は、所定形状のラミ
ネーションシート21が円筒形状を有するように放射状に
積層された積層体により構成される。
【００２７】また、可動子40は、複数個の永久磁石41に
より構成され、それらの永久磁石41は、円筒形に形成さ
れた永久磁石ホルダ42に装着されて、固定子Sのアウタ
ーコア100とインナーコア20間に所定の間隙を有して挿
入される。
【００２８】以下、本発明に係るモータコアの積層方法
に対し、図4に基づいて説明する。
【００２９】先ず、第1段階として、薄板を用いてコー
キング部Kが形成された所定形状のラミネーションシー
トL’を製作する。
【００３０】次いで、第２段階で、上記の製作されたラ
ミネーションシートL’のコーキング部Kが一方向を形成
するように複数個のラミネーションシートL’を連続し
てコーキングしながら所定厚さに積層して単位積層コア
110を完成する。
【００３１】次いで、第3段階で、単位積層コア110の側
面にジグを使用して曲面部を形成し、このように製作さ
れた複数個の単位積層コア110をボビン50に放射状に結
合する。
【００３２】一方、本発明に係るモータのコア積層構造
の第2実施形態が適用されたリニアモータは、図6及び図
7に示したように、アウターコア200及びこのアウターコ
ア200の内部に挿入されるように円筒形に形成されたイ
ンナーコア20からなる固定子Sと、アウターコア200の内
部に結合される巻線コイル30と、永久磁石41が具備され
てアウターコア200とインナーコア20の間に移動可能に
挿入される可動子40と、を包含して構成される。
【００３３】そして、固定子Sを構成するアウターコア2
00は、所定形状の薄板により形成された多数個のラミネ
ーションシートL”を所定厚さを有するように積層した
複数個の単位積層コア210で構成され、このとき、単位
積層コア210を構成する上記の各ラミネーションシート
L”には、隣接するラミネーションシートL”同士が相対
的に移動できるように型合わせして固定させるための結
合部213がそれぞれ突出形成され、コーキング作業時に
それらラミネーションシートL”の各結合部213の型合わ
せによって単位積層コア210が固定して結合される。
【００３４】また、複数個の単位積層コア210は、環形
に形成されたボビン50に放射状に結合される。ここで、
ボビン50に放射状に結合される複数個の単位積層コア21
0の内周面は、ボビン50の外周面に対応した所定曲率を
有する円形に形成され、各単位積層コア210が所定間隔
を有して位置するため、それらの単位積層コア210が配
置されないボビン50の外側面は外部に露出される。
【００３５】更に、単位積層コア210を構成する上記の
ラミネーションシートL”は、図8に示したように、所定
幅及び長さを有する縦板211aと、この縦板211aの両端に
それぞれ折れ曲がって延長された第1、第2横板211b、21
1cと、により“コ”の字状に形成されて、それらの縦板
211a及び第1、第2横板211b、211cの内部にコイルが巻線
されたボビン50の一部分が配置されるパス部211と、こ
のパス部211の第1、第2横板211b、211cの両方の端にそ
れぞれ形成されてポールを形成するポール部212と、パ
ス部211の第1、第2横板211b、211cの一方側に所定幅及
び長さを有するようにプレッシングされてそれぞれ突出
形成された結合部213と、により構成される。
【００３６】そして、パス部211に形成される上記の結
合部213は、パス部211の一方側に、このパス部211の板
に対して傾斜して所定長さを有するように折り曲げられ
た第1、第2傾斜板213a、213bと、それら第1、第2傾斜板
213a、213bの両方の端を連結する連結平板213cと、によ
り形成される。
【００３７】ここで、第1、第2傾斜板213a、213b及び連
結平板213cは、断面が杓子状を有するように片方側に突
出して形成され、連結平板213cの内側面の長さe1が外側
面の長さe2よりも長く形成される。
【００３８】また、結合部213の長さ方向は、パス部211
の第1、第2横板211b、211cの長さ方向と同一方向を有す
るように形成される。即ち、結合部213の第1傾斜板213
a、連結平板213c及び第2傾斜板213bが前記第1、第2横板
211b、211cの長さ方向に連続して形成され、結合部213
の突出した面側の突出幅e3は凹まされた面側の凹み幅e4
よりも小さく形成される。
【００３９】インナーコア20は、所定形状のラミネーシ
ョンシート21が円筒形を形成するように放射状に積層さ
れた積層体により構成される。
【００４０】可動子40は、複数個の永久磁石41により構
成され、それらの永久磁石41は、円筒形に形成された永
久磁石ホルダ42に装着されて、固定子Ｓのインナーコア
20と複数個の単位積層コア210からなるアウターコア200
の間に挿入される。
【００４１】一方、単位積層コア210の製作方法におい
ては、先ず、所定面積を有する薄板を用いて結合部213
が形成された所定形状のラミネーションシートL”を複
数個製作し、それらのラミネーションシートL”を所定
厚さを有するように積層して結合させて単位積層コア21
0を形成する。
【００４２】このとき、上記の各ラミネーションシート
L”にそれぞれ形成された各結合部213がコーキング時に
相互に型合わせされて結合される。
【００４３】次いで、単位積層コア210をボビン50、ま
たは、このボビン50の外径に相応する曲率を有する別途
のジグに密着させて、ボビン50の外周面に接触する面及
びその反対側面が曲面を形成するように曲面部Rを形成
する。
【００４４】このとき、前記の各ラミネーションシート
L”中、隣接するラミネーションシートL”同士の各結合
部213が相互に少しずつ押されながら移動して単位積層
コア210の曲面部Rを形成するようになる。
【００４５】即ち、単位積層コア210の中心に位置する
ラミネーションシートL”の結合部213を中心にその一方
側に位置する各ラミネーションシートL”は、図9に示し
たように、それらの結合部213の第1傾斜板213a側に少し
ずつ押されて移動するが、他方側に位置する各ラミネー
ションシートL”は、図10に示したように、それらの結
合部213の第2傾斜板213b側に少しずつ押されて移動する
ようになって、全体的にボビン50の外周面の曲率に相応
する曲率を有する曲面部Rを形成するようになる。この
ように製作された複数個の単位積層コア210がボビン50
の外周面に放射状に結合される。
【００４６】一方、外径が一層大きいボビン50に単位積
層コア210を結合させる場合は、それらの単位積層コア2
10を構成する各ラミネーションシートＬ”の結合部213
の移動程度を小さくすることによって各単位積層コア21
0の曲面部Rの曲率を大きくし、よって、ボビン50の外周
面の曲率に相応して結合させることができる。
【００４７】以下、このように構成された本発明に係る
モータのコア積層構造の各実施形態の作動について説明
する。
【００４８】先ず、本発明に係るコア積層構造を有する
各アウターコア100（200）及びインナーコア20により固
定子Sが構成され、この固定子Sのアウターコア100（20
0）とインナーコア20の間に可動子40が挿入され、アウ
ターコア100（200）の内部に結合される巻線コイル30に
電流が流されると、この電流によって形成される磁束が
固定子Sに沿って流れ、よって、この固定子Sに形成され
る磁束と可動子40を構成する永久磁石41により形成され
る磁束との相互作用によって可動子40が直線運動を行う
ようになる。
【００４９】そして、巻線コイル30に供給される電流の
方向を交互に変更させると、可動子40が直線往復運動を
行う。
【００５０】本発明に係るモータのコア積層構造の第1
実施形態によると、コーキング部Kがそれぞれ形成され
た複数個のラミネーションシートL’を、図5に示したよ
うに、上記の各コーキング部Kが型合わせされて積層さ
れることによって、各ラミネーションシートL’が固定
して結合されて単位積層コア110を形成するようにな
る。
【００５１】従って、各単位積層コア110の両方側面部
に曲面部Rを形成する場合、それらの単位積層コア110を
構成する各ラミネーションシートL’に形成されたコー
キング部Kの折り曲げ結合部120aをコーキングした後、
相互に隣接するラミネーションシートL’の各コーキン
グ部Kの移動穴120bにより少しずつ一定に移動させるこ
とによって、それらの単位積層コア110の両方側面に曲
面部Rを自由に形成することができる。
【００５２】また、単位積層コア110を形成する積層体
は、各ラミネーションシートL’に形成されたコーキン
グ部Kのコーキング作業によって順次的に連続して固定
して結合されて形成されるので、単位積層コア110の製
作工程及び製作された単位積層コア110をボビン50に結
合させるための組立工程が簡便になる。
【００５３】また、本発明に係るモータのコア積層構造
の第2実施形態によると、複数個のラミネーションシー
トL”は、それらのラミネーションシートL”にそれぞれ
形成された各結合部213が相互に移動するようにコーキ
ングされて型合わせされて固定されるので、それらのラ
ミネーションシートL”を積層して結合させる積層作業
が一層簡便になる。
【００５４】また、上記の型合わせ構造によりラミネー
ションシートの側面方向への移動が可能になるので、単
位積層コア210の両方側面に所望の曲率を有する曲面部R
を形成することが容易になる。
【００５５】更に、単位積層コア210を構成する複数個
のラミネーションシートL”の各結合部213がプレッシン
グされて突出した形状に形成されるので、それらの結合
部213の加工が容易で、それらの結合部213の形状が単純
な杓子状に形成されるので、構造が簡単になる効果があ
る。
【００５６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るモー
タのコア積層方法及びその積層構造においては、複数個
のラミネーションシートを積層して形成された積層体で
ある単位積層コアの曲率変更が容易になるので、単位積
層コアの活用度が向上し、また、組立工程が簡便になっ
て製作時間及び費用が低減されて生産性を向上し得ると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るモータのコア積層構造の第1実施
形態が適用されたリニアモータを示した正断面図であ
る。
【図２】図1の側面図である。
【図３】図1のアウターコアの組立過程を示した斜視図
である。
【図４】本発明に係るモータのコア積層方法を示したフ
ローチャートである。
【図５】本発明に係るモータのコア積層構造の第1実施
形態が適用されたコーキング部の結合状態を示した部分
側断面図である。
【図６】本発明に係るモータのコア積層構造の第2実施
形態が適用されたリニアモータを示した正断面図であ
る。
【図７】図6の側面図である。
【図８】図6のアウターコアの組立過程を示した斜視図
である。
【図９】本発明に係るモータのコア積層構造の第2実施
形態が適用された結合部の結合状態を示した部分側断面
図である。
【図１０】本発明に係るモータのコア積層構造の第2実
施形態が適用された結合部の結合状態を示した部分側断
面図である。
【図１１】従来のリニアモータを示した正断面図であ
る。
【図１２】図11の側面図である。
【図１３】図11のアウターコアの組立過程を示した斜視
図である。
【符号の説明】
10、100、200…アウターコア 20…インナーコア S…固定子 30…巻線コイル 40…可動子 41…永久磁石 L、L’、L”…ラミネーションシート 50…ボビン 11、110、210…単位積層コア K…コーキング部 a、211…パス部 b、212…ポール部 H…開口溝 120a…折り曲げ結合部 120b…移動穴 213…結合部 211a…縦板 211b、211c…第1、第2横板 213a、213b…第1、第2傾斜板 213c…連結平板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H002 AA07 AB01 AC08 AE05 5H615 AA01 BB01 BB14 PP01 PP06 SS06 SS19 TT13 5H633 BB08 BB10 GG02 GG04 GG05 GG08 GG16 HH03 HH06 HH18 HH21 HH22

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 薄板を使用して結合手段が形成された所
    定形状のラミネーションシートを製作する段階と、 前記ラミネーションシートの一方側面に形成された前記
    結合手段が一方向を成すように型合わせされる複数個の
    ラミネーションシートを所定厚さに固定して積層する段
    階と、 前記複数個のラミネーションシートが所定厚さを有して
    固定して積層された積層体の両側面部に曲面部を形成す
    る段階と、 を順次行うことを特徴とするモータのコア積層方法。
  2. 【請求項２】 前記積層体は、単位積層コアであること
    を特徴とする請求項1に記載のモータのコア積層方法。
  3. 【請求項３】 前記固定して積層する段階は、コーキン
    グによってそれぞれの前記ラミネーションシートを順次
    的に固定して結合させることを特徴とする請求項1に記
    載のモータのコア積層方法。
  4. 【請求項４】 薄板により形成される所定形状のラミネ
    ーションシートを複数個積層して所定厚さを有する積層
    体を形成し、 前記積層体を構成する前記の各ラミネーションシートに
    は、隣接するラミネーションシート同士が移動可能にな
    るように一方向に型合わせさせる結合手段が形成され
    て、該結合手段によって前記各ラミネーションシートを
    固定して結合することを特徴とするモータのコア積層構
    造。
  5. 【請求項５】 前記各ラミネーションシートに形成され
    た結合手段は、コーキングによって順次的に固定して結
    合されることを特徴とする請求項4に記載のモータのコ
    ア積層構造。
  6. 【請求項６】 前記結合手段は、 前記各ラミネーションシートの一方側に所定間隔を有し
    て貫通形成される二つの移動穴と、該移動穴の間であっ
    て、コーキング作業時に折り曲げられる折り曲げ結合部
    と、により構成されるコーキング部であることを特徴と
    する請求項4に記載のモータのコア積層構造。
  7. 【請求項７】 前記コーキング部の長さ方向は、前記ラ
    ミネーションシートを構成するパス部の長さ方向と同一
    方向を有するように形成されることを特徴とする請求項
    6に記載のモータのコア積層構造。
  8. 【請求項８】 前記結合手段は、前記積層体を構成する
    前記の各ラミネーションシートの隣接するラミネーショ
    ンシート同士が相対移動できるように型合わせさせる結
    合部がそれぞれ突出して形成され、該ラミネーションシ
    ートの前記の各結合部の型合わせによって前記積層体が
    固定して結合されることを特徴とする請求項4に記載の
    モータのコア積層構造。
  9. 【請求項９】 前記積層体を構成するラミネーションシ
    ートは、 所定幅及び長さを有する縦板と、該縦板の両端からそれ
    ぞれ折れ曲がって延長された第1、第2横板と、により
    “コ”の字状に形成されて、コイルが巻線されたボビン
    の一部分が該“コ”の字状の内部に位置されるパス部
    と、 前記第1、第2横板の両方の端にそれぞれ形成されてポー
    ルを形成するポール部と、 前記パス部の第1、第2横板の一方側に、所定幅及び長さ
    を有するようにプレッシングにより突出して形成される
    結合部と、 により構成されることを特徴とする請求項8に記載のモ
    ータのコア積層構造。
  10. 【請求項１０】 前記結合部は、 前記パス部の一方側に、該パス部の板に対して傾斜して
    所定長さを有するように折り曲げれた第1、第2傾斜板
    と、 前記第1、第2傾斜板の両方の端を連結する連結平板と、 により構成されることを特徴とする請求項9に記載のモ
    ータのコア積層構造。
  11. 【請求項１１】 前記第1、第2傾斜板及び連結平板は、
    断面が杓子状を有するように一方側に突出した形態に形
    成され、前記連結平板の内側面の長さが外側面の長さよ
    りも長く形成されることを特徴とする請求項10に記載の
    モータのコア積層構造。
  12. 【請求項１２】 前記結合部の長さ方向は、前記パス部
    の第1、第2横板の長さ方向と同一方向を有するように形
    成されることを特徴とする請求項9に記載のモータのコ
    ア積層構造。
  13. 【請求項１３】 前記結合部の長さ方向の断面は杓子状
    に形成され、その突出した面側の突出幅が凹まされた面
    側の凹み幅よりも小さく形成されることを特徴とする請
    求項9に記載のモータのコアの積層構造。
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