JP2002349718A - 磁性流体シール装置 - Google Patents
磁性流体シール装置Info
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- magnetic fluid
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- pole pieces
- axial direction
- sealing device
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- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造容易で組立作業性の向上を図った磁性流
体シール装置を提供する。 【解決手段】 軸方向に着磁して磁力を発生するマグネ
ット３と、マグネット３を軸方向両端側から挟持すると
共にシャフト７のプレート６と対向する先端部同士を近
接させた一対のポールピース１，２と、から構成される
シール体４と、一対のポールピース１，２の先端部同士
とプレート６との隙間に保持される磁性流体８と、を備
え、一対のポールピース１，２先端部とプレート６と
が、互いに軸方向に垂直な面で対向する。
体シール装置を提供する。 【解決手段】 軸方向に着磁して磁力を発生するマグネ
ット３と、マグネット３を軸方向両端側から挟持すると
共にシャフト７のプレート６と対向する先端部同士を近
接させた一対のポールピース１，２と、から構成される
シール体４と、一対のポールピース１，２の先端部同士
とプレート６との隙間に保持される磁性流体８と、を備
え、一対のポールピース１，２先端部とプレート６と
が、互いに軸方向に垂直な面で対向する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、相対回転運動する
磁性流体シール装置に関するものであり、特に軸偏芯が
大きい場合の使用に好適なものである。
磁性流体シール装置に関するものであり、特に軸偏芯が
大きい場合の使用に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のスラスト型磁性流体シール装置の
構成例を図４に示す。図４において、磁性体からなる一
対のポールピース１，２が同心円上に配置され、一対の
ポールピース１，２の間に径方向に着磁された環状のマ
グネット３が挟持されてシール体４を構成していた。
構成例を図４に示す。図４において、磁性体からなる一
対のポールピース１，２が同心円上に配置され、一対の
ポールピース１，２の間に径方向に着磁された環状のマ
グネット３が挟持されてシール体４を構成していた。
【０００３】シール体４は、外周部を非磁性体からなる
ハウジング５に固定されており、ハウジング５の中央の
貫通孔には、磁性体からなる環状のプレート６を装着さ
れたシャフト７が挿入されている。
ハウジング５に固定されており、ハウジング５の中央の
貫通孔には、磁性体からなる環状のプレート６を装着さ
れたシャフト７が挿入されている。
【０００４】そして、プレート６の軸方向端面である側
面と一対のポールピース１，２の先端部との間に形成さ
れる少なくとも一方の隙間（図４ではプレート６とポー
ルピース１との隙間）に磁性流体８を磁気的に保持する
ことによって、ハウジング５とシャフト７との隙間を封
止していた。
面と一対のポールピース１，２の先端部との間に形成さ
れる少なくとも一方の隙間（図４ではプレート６とポー
ルピース１との隙間）に磁性流体８を磁気的に保持する
ことによって、ハウジング５とシャフト７との隙間を封
止していた。
【０００５】上記図４に示す従来技術のスラスト型磁性
流体シール装置は、磁性流体８の保持されるシール面が
軸方向と垂直な面に形成されているため、特にシャフト
７の偏芯が大きな場合の使用に好適である。
流体シール装置は、磁性流体８の保持されるシール面が
軸方向と垂直な面に形成されているため、特にシャフト
７の偏芯が大きな場合の使用に好適である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術のスラスト型磁性流体シール装置の場合
には、下記のような問題が生じていた。
ような従来技術のスラスト型磁性流体シール装置の場合
には、下記のような問題が生じていた。
【０００７】（１）図４に示す磁性流体シール装置で
は、径方向に着磁された環状マグネット３が使用されて
いるが、一般に環状マグネット３を径方向に磁化するこ
とは軸方向に磁化するよりも手間がかかる（着磁用磁具
の手配等）。
は、径方向に着磁された環状マグネット３が使用されて
いるが、一般に環状マグネット３を径方向に磁化するこ
とは軸方向に磁化するよりも手間がかかる（着磁用磁具
の手配等）。
【０００８】（２）シール性能を維持する上で、一対の
環状ポールピース１，２とマグネット３とは隙間なく接
着する必要がある（仮に隙間が生じると、そこから磁束
が漏洩しシール性の低下を招く）。しかしながら、一対
の環状ポールピース１，２とマグネット３とが同心円上
に異なる径で配置されているため、両部品を隙間なく接
着することは困難である（この隙間発生の防止には両部
品の嵌め合いの管理を厳しくする必要がある）。
環状ポールピース１，２とマグネット３とは隙間なく接
着する必要がある（仮に隙間が生じると、そこから磁束
が漏洩しシール性の低下を招く）。しかしながら、一対
の環状ポールピース１，２とマグネット３とが同心円上
に異なる径で配置されているため、両部品を隙間なく接
着することは困難である（この隙間発生の防止には両部
品の嵌め合いの管理を厳しくする必要がある）。
【０００９】（３）シール体４の設置後（プレート６と
の相対的位置決めの完了後）にシール部への磁性流体８
の注入を実施しなければならないため、作業性が悪い。
の相対的位置決めの完了後）にシール部への磁性流体８
の注入を実施しなければならないため、作業性が悪い。
【００１０】本発明は上記の従来技術の課題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、製造
容易で組立作業性の向上を図った磁性流体シール装置を
提供することにある。
ためになされたもので、その目的とするところは、製造
容易で組立作業性の向上を図った磁性流体シール装置を
提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、互いに相対回転移動可能に組付け
られる２部材の環状隙間をシールする磁性流体シール装
置であって、２部材の内一方の部材に配置された軸方向
に着磁して磁力を発生する磁力発生手段と、該磁力発生
手段を軸方向両端側から挟持すると共に２部材の内他方
の部材と対向する先端部同士を近接させた一対のポール
ピースと、から構成されるシール体と、前記一対のポー
ルピースの先端部同士と他方の部材との隙間に保持され
る磁性流体と、を備え、前記一対のポールピース先端部
と他方の部材とが、互いに軸方向に垂直な面で対向する
ことを特徴とする。
に本発明にあっては、互いに相対回転移動可能に組付け
られる２部材の環状隙間をシールする磁性流体シール装
置であって、２部材の内一方の部材に配置された軸方向
に着磁して磁力を発生する磁力発生手段と、該磁力発生
手段を軸方向両端側から挟持すると共に２部材の内他方
の部材と対向する先端部同士を近接させた一対のポール
ピースと、から構成されるシール体と、前記一対のポー
ルピースの先端部同士と他方の部材との隙間に保持され
る磁性流体と、を備え、前記一対のポールピース先端部
と他方の部材とが、互いに軸方向に垂直な面で対向する
ことを特徴とする。
【００１２】したがって、軸偏芯が大きく生じても、磁
性流体が軸偏芯に追随してシールを行うため、シール性
の悪化が防止される。そして、軸方向に着磁された磁力
発生手段を使用しており、従来よりも磁化し易くなり製
造容易となる。また、磁力発生手段と一対のポールピー
スが軸方向に並んで配置されるため、両部品の接着が容
易となり、組立作業性が向上する。さらに、一対のポー
ルピースの先端部に予め磁性流体を注入しておけるた
め、磁性流体の注入が容易であり、組立作業性が向上す
る。
性流体が軸偏芯に追随してシールを行うため、シール性
の悪化が防止される。そして、軸方向に着磁された磁力
発生手段を使用しており、従来よりも磁化し易くなり製
造容易となる。また、磁力発生手段と一対のポールピー
スが軸方向に並んで配置されるため、両部品の接着が容
易となり、組立作業性が向上する。さらに、一対のポー
ルピースの先端部に予め磁性流体を注入しておけるた
め、磁性流体の注入が容易であり、組立作業性が向上す
る。
【００１３】前記磁性流体は、前記シール体の密封対象
側に保持されることが好適である。
側に保持されることが好適である。
【００１４】これにより、磁性流体が直接外部側に露出
せず、磁性流体の汚染を防止して高耐久なシールができ
る。
せず、磁性流体の汚染を防止して高耐久なシールができ
る。
【００１５】前記一対のポールピースの内一方のポール
ピースが、一方のポールピース先端部を他方のポールピ
ース先端部に近接させるように、曲折することが好適で
ある。
ピースが、一方のポールピース先端部を他方のポールピ
ース先端部に近接させるように、曲折することが好適で
ある。
【００１６】これにより、一方のポールピースが曲折す
るだけで一対のポールピースの互いの先端部を近接させ
ることができ、簡易構成で製造容易となる。
るだけで一対のポールピースの互いの先端部を近接させ
ることができ、簡易構成で製造容易となる。
【００１７】他方の部材の軸方向に垂直な面が、他方の
部材に装着したプレートの軸方向端面であることが好適
である。
部材に装着したプレートの軸方向端面であることが好適
である。
【００１８】これにより、一対のポールピース先端部と
他方の部材とが、互いに軸方向に垂直な面で対向するこ
とができる。
他方の部材とが、互いに軸方向に垂直な面で対向するこ
とができる。
【００１９】他方の部材の軸方向に垂直な面が、他方の
部材に段差を設けた際の段差面であることが好適であ
る。
部材に段差を設けた際の段差面であることが好適であ
る。
【００２０】これにより、一対のポールピース先端部と
他方の部材とが、互いに軸方向に垂直な面で対向するこ
とができる。
他方の部材とが、互いに軸方向に垂直な面で対向するこ
とができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が
ない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣
旨のものではない。
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が
ない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣
旨のものではない。
【００２２】（第１の実施の形態）図１を用いて第１の
実施の形態に係る磁性流体シール装置の構成について説
明する。図１は第１の実施の形態に係る磁性流体シール
装置を示す半断面図である。
実施の形態に係る磁性流体シール装置の構成について説
明する。図１は第１の実施の形態に係る磁性流体シール
装置を示す半断面図である。
【００２３】図１に示す磁性流体シール装置は、回転可
能な２部材としての筒状の非磁性体からなるハウジング
５と、ハウジング５の中央の貫通孔に挿入されたシャフ
ト７と、の間に備えられている。ハウジング５とシャフ
ト７との間では相対回転運動が行われるものであり、本
形態ではシャフト７が回転する。
能な２部材としての筒状の非磁性体からなるハウジング
５と、ハウジング５の中央の貫通孔に挿入されたシャフ
ト７と、の間に備えられている。ハウジング５とシャフ
ト７との間では相対回転運動が行われるものであり、本
形態ではシャフト７が回転する。
【００２４】磁性流体シール装置は、磁性体からなる一
対の環状ポールピース１，２と、一対のポールピース
１，２の間に挟持された軸方向に着磁された環状マグネ
ット３（磁力発生手段）と、が軸方向に並んでシール体
４を構成している。シール体４は、外周部をハウジング
５に固定されている。
対の環状ポールピース１，２と、一対のポールピース
１，２の間に挟持された軸方向に着磁された環状マグネ
ット３（磁力発生手段）と、が軸方向に並んでシール体
４を構成している。シール体４は、外周部をハウジング
５に固定されている。
【００２５】図１に示すように、マグネット３と一対の
ポールピース１，２が軸方向に並んで配置されるため、
両部品の接着が容易となり、組立作業性が向上する。
ポールピース１，２が軸方向に並んで配置されるため、
両部品の接着が容易となり、組立作業性が向上する。
【００２６】ここで、ポールピース１は、内径側がポー
ルピース２方向の軸方向密封対象側（図示右側）へ折り
曲げられ、内径方向であるシャフト７側に延びるポール
ピース２の先端部にポールピース１の先端部が近接され
ている。このため、一方のポールピース１が曲折するだ
けで一対のポールピース１，２の互いの先端部を近接さ
せることができ、簡易構成で製造容易となる。
ルピース２方向の軸方向密封対象側（図示右側）へ折り
曲げられ、内径方向であるシャフト７側に延びるポール
ピース２の先端部にポールピース１の先端部が近接され
ている。このため、一方のポールピース１が曲折するだ
けで一対のポールピース１，２の互いの先端部を近接さ
せることができ、簡易構成で製造容易となる。
【００２７】環状マグネット３としては、軸方向に着磁
された永久磁石を用いている。この様に軸方向に着磁さ
れたマグネット３を使用すると、従来のように径方向に
着磁させたマグネットを使用しなくて済み、磁化し易く
なり製造容易となる。
された永久磁石を用いている。この様に軸方向に着磁さ
れたマグネット３を使用すると、従来のように径方向に
着磁させたマグネットを使用しなくて済み、磁化し易く
なり製造容易となる。
【００２８】また、シャフト７には、磁性体からなる環
状のプレート６が装着されており（なお、プレート６は
シャフト７に一体のものとして一部材として扱う）、プ
レート６の側面（反密封対象側（図示左側）を向く軸方
向端面）と一対のポールピース１，２の互いの先端部と
の間に形成された隙間に磁性流体８が磁気的に保持され
ている。
状のプレート６が装着されており（なお、プレート６は
シャフト７に一体のものとして一部材として扱う）、プ
レート６の側面（反密封対象側（図示左側）を向く軸方
向端面）と一対のポールピース１，２の互いの先端部と
の間に形成された隙間に磁性流体８が磁気的に保持され
ている。
【００２９】この様に、磁性流体８は、シール体４の密
封対象側に保持される。このため、磁性流体８が直接外
部側に露出せず、磁性流体８の汚染を防止して高耐久な
シールができる。
封対象側に保持される。このため、磁性流体８が直接外
部側に露出せず、磁性流体８の汚染を防止して高耐久な
シールができる。
【００３０】磁性流体８としては、Ｆｅ3Ｏ4等の微粒子
を油，水，有機溶媒等の中にコロイド状に分散させたも
のを用いている。
を油，水，有機溶媒等の中にコロイド状に分散させたも
のを用いている。
【００３１】そして、磁性流体８を保持する隙間を構成
する一対のポールピース１，２先端部とプレート６の側
面とが、互いに軸方向に垂直な面で対向する。
する一対のポールピース１，２先端部とプレート６の側
面とが、互いに軸方向に垂直な面で対向する。
【００３２】そして、一対のポールピース１，２の互い
の先端部とプレート６の側面とに保持された磁性流体８
で、ハウジング５とシャフト７間のシールを行う。この
シールの効果は、磁性流体８がプレート６の軸方向に垂
直な側面を滑ることができることから、ハウジング５に
対してシャフト７が軸偏芯した場合にも軸偏芯に追随す
ることで十分発揮される。
の先端部とプレート６の側面とに保持された磁性流体８
で、ハウジング５とシャフト７間のシールを行う。この
シールの効果は、磁性流体８がプレート６の軸方向に垂
直な側面を滑ることができることから、ハウジング５に
対してシャフト７が軸偏芯した場合にも軸偏芯に追随す
ることで十分発揮される。
【００３３】以上の磁性流体シール装置は、シール体４
単独の時における一対のポールピース１，２の互いの先
端部の隙間に予め磁性流体８を充填した状態で、シール
体４がハウジング５とシャフト７の間にワンタッチで容
易に装着される。
単独の時における一対のポールピース１，２の互いの先
端部の隙間に予め磁性流体８を充填した状態で、シール
体４がハウジング５とシャフト７の間にワンタッチで容
易に装着される。
【００３４】即ち、図２に示すように、シール体４単独
で、マグネット３→ポールピース１→ポールピース２→
マグネット３という磁気回路を形成している。したがっ
て、シール体４を所定の位置に設置する前の工程におい
て、図２の様に一対のポールピース１，２の互いの先端
部が形成する隙間に予め所定量の磁性流体８を注入して
おくことができ、磁性流体８の注入が容易であり、組立
作業性が向上する。
で、マグネット３→ポールピース１→ポールピース２→
マグネット３という磁気回路を形成している。したがっ
て、シール体４を所定の位置に設置する前の工程におい
て、図２の様に一対のポールピース１，２の互いの先端
部が形成する隙間に予め所定量の磁性流体８を注入して
おくことができ、磁性流体８の注入が容易であり、組立
作業性が向上する。
【００３５】なお、本実施の形態では、シャフト７にプ
レート６を装着することで、磁性流体８が当接する軸方
向に垂直な面としてプレート６の側面を設けていたが、
この構成でなく、シャフト７自体に一部外部側の径を小
さくして段差を設けた際の段差面を磁性流体８が当接す
る軸方向に垂直な面としても良い。
レート６を装着することで、磁性流体８が当接する軸方
向に垂直な面としてプレート６の側面を設けていたが、
この構成でなく、シャフト７自体に一部外部側の径を小
さくして段差を設けた際の段差面を磁性流体８が当接す
る軸方向に垂直な面としても良い。
【００３６】（第２の実施の形態）図３は第２の実施の
形態に係る磁性流体シール装置を示している。第２の実
施の形態は、シール体４をシャフト７に装着し、ハウジ
ング５に形成された段差を設けた際の段差面に対してシ
ールを行なうものである。その他の構成は第１の実施の
形態と同じ構成である。
形態に係る磁性流体シール装置を示している。第２の実
施の形態は、シール体４をシャフト７に装着し、ハウジ
ング５に形成された段差を設けた際の段差面に対してシ
ールを行なうものである。その他の構成は第１の実施の
形態と同じ構成である。
【００３７】シール体４は、第１の実施の形態と同様に
軸方向に着磁された環状マグネット３を軸方向両側から
一対のポールピース１，２で挟持した構成である。
軸方向に着磁された環状マグネット３を軸方向両側から
一対のポールピース１，２で挟持した構成である。
【００３８】ポールピース１は、外径側がポールピース
２方向の軸方向密封対象側（図示右側）へ折り曲げら
れ、外径方向であるハウジング５側に延びるポールピー
ス２の先端部にポールピース１の先端部が近接されてい
る。
２方向の軸方向密封対象側（図示右側）へ折り曲げら
れ、外径方向であるハウジング５側に延びるポールピー
ス２の先端部にポールピース１の先端部が近接されてい
る。
【００３９】また、ハウジング５自体には、一部外部側
の内周径を大きくして段差を設けた際の軸方向に垂直な
段差面を有しており、段差面と一対のポールピース１，
２の互いの先端部との間に形成された隙間に磁性流体８
が磁気的に保持されている。
の内周径を大きくして段差を設けた際の軸方向に垂直な
段差面を有しており、段差面と一対のポールピース１，
２の互いの先端部との間に形成された隙間に磁性流体８
が磁気的に保持されている。
【００４０】以上の構成の本実施の形態にあっても、第
１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、軸偏芯
が大きく生じても、磁性流体が軸偏芯に追随してシール
を行うため、シール性の悪化が防止される。そして、軸
方向に着磁された磁力発生手段を使用しており、従来よ
りも磁化し易くなり製造容易となる。また、磁力発生手
段と一対のポールピースが軸方向に並んで配置されるた
め、両部品の接着が容易となり、組立作業性が向上す
る。さらに、一対のポールピースの先端部に予め磁性流
体を注入しておけるため、磁性流体の注入が容易であ
り、組立作業性が向上する。
が大きく生じても、磁性流体が軸偏芯に追随してシール
を行うため、シール性の悪化が防止される。そして、軸
方向に着磁された磁力発生手段を使用しており、従来よ
りも磁化し易くなり製造容易となる。また、磁力発生手
段と一対のポールピースが軸方向に並んで配置されるた
め、両部品の接着が容易となり、組立作業性が向上す
る。さらに、一対のポールピースの先端部に予め磁性流
体を注入しておけるため、磁性流体の注入が容易であ
り、組立作業性が向上する。
【００４２】磁性流体は、シール体の密封対象側に保持
されることで、磁性流体が直接外部側に露出せず、磁性
流体の汚染を防止して高耐久なシールができる。
されることで、磁性流体が直接外部側に露出せず、磁性
流体の汚染を防止して高耐久なシールができる。
【００４３】一対のポールピースの内一方のポールピー
スが、一方のポールピース先端部を他方のポールピース
先端部に近接させるように、曲折することで、一方のポ
ールピースが曲折するだけで一対のポールピースの互い
の先端部を近接させることができ、簡易構成で製造容易
となる。
スが、一方のポールピース先端部を他方のポールピース
先端部に近接させるように、曲折することで、一方のポ
ールピースが曲折するだけで一対のポールピースの互い
の先端部を近接させることができ、簡易構成で製造容易
となる。
【００４４】他方の部材の軸方向に垂直な面が、他方の
部材に装着したプレートの軸方向端面であることで、一
対のポールピース先端部と他方の部材とが、互いに軸方
向に垂直な面で対向することができる。
部材に装着したプレートの軸方向端面であることで、一
対のポールピース先端部と他方の部材とが、互いに軸方
向に垂直な面で対向することができる。
【００４５】他方の部材の軸方向に垂直な面が、他方の
部材に段差を設けた際の段差面であることで、一対のポ
ールピース先端部と他方の部材とが、互いに軸方向に垂
直な面で対向することができる。
部材に段差を設けた際の段差面であることで、一対のポ
ールピース先端部と他方の部材とが、互いに軸方向に垂
直な面で対向することができる。
【図１】第１の実施の形態に係る磁性流体シール装置を
示す半断面図である。
示す半断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る磁性流体シール装置の
装着前の状態を示す半断面図である。
装着前の状態を示す半断面図である。
【図３】第２の実施の形態に係る磁性流体シール装置を
示す半断面図である。
示す半断面図である。
【図４】従来技術の磁性流体シール装置を示す半断面図
である。
である。
１，２ ポールピース ３ マグネット ４ シール体 ５ ハウジング ６ プレート ７ シャフト ８ 磁性流体
Claims (5)
- 【請求項１】互いに相対回転移動可能に組付けられる２
部材の環状隙間をシールする磁性流体シール装置であっ
て、 ２部材の内一方の部材に配置された軸方向に着磁して磁
力を発生する磁力発生手段と、該磁力発生手段を軸方向
両端側から挟持すると共に２部材の内他方の部材と対向
する先端部同士を近接させた一対のポールピースと、か
ら構成されるシール体と、 前記一対のポールピースの先端部同士と他方の部材との
隙間に保持される磁性流体と、を備え、 前記一対のポールピース先端部と他方の部材とが、互い
に軸方向に垂直な面で対向することを特徴とする磁性流
体シール装置。 - 【請求項２】前記磁性流体は、前記シール体の密封対象
側に保持されることを特徴とする請求項１に記載の磁性
流体シール装置。 - 【請求項３】前記一対のポールピースの内一方のポール
ピースが、一方のポールピース先端部を他方のポールピ
ース先端部に近接させるように、曲折することを特徴と
する請求項１又は２に記載の磁性流体シール装置。 - 【請求項４】他方の部材の軸方向に垂直な面が、他方の
部材に装着したプレートの軸方向端面であることを特徴
とする請求項１、２又は３に記載の磁性流体シール装
置。 - 【請求項５】他方の部材の軸方向に垂直な面が、他方の
部材に段差を設けた際の段差面であることを特徴とする
請求項１、２又は３に記載の磁性流体シール装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001163357A JP2002349718A (ja) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | 磁性流体シール装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001163357A JP2002349718A (ja) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | 磁性流体シール装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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2001
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