JP2009240119A - ステータ、モータおよび圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】配線の突起部への乗り上がりを防止して、隣り合う配線の接触や配線の損傷を回避して、品質が向上するステータを提供する。
【解決手段】インシュレータ５１の壁部５７の外面には、複数の突起部５８が設けられている。突起部５８の面取り部５８ａは、壁部５７の外面に這わされる配線５０ａを、環状部５５側に位置するように案内する。
【選択図】図３

Description

この発明は、ステータ、モータおよび圧縮機に関する。

従来、ステータとしては、ステータコアと、このステータコアの軸方向の端面に取り付けられたインシュレータと、上記ステータコアおよび上記インシュレータに巻回されたコイルとを備えたものがある（特許第３８２４００１号公報：特許文献１参照）。

上記インシュレータは、環状部と、この環状部の内周面から径方向内側に突出すると共に周方向に配列された複数の歯部と、この環状部の軸方向の端面に立てられた円筒状の壁部とを有する。

上記コイルの一部の配線は、上記壁部の外面に這わされている。この配線は、例えば、リード線や渡り線である。

上記壁部の外面には、複数の突起部が設けられ、この突起部は、上記配線の軸方向への移動を規制して、隣り合う配線が接触しないようにしている。この突起部の形状は、単純な直方体であった。
特許第３８２４００１号公報

しかしながら、上記従来のステータでは、上記突起部の形状は、単純な直方体であるので、図８Ａの正面図および図８Ｂの側面図に示すように、配線５０ａを壁部５５７に這わすときに、配線５０ａが突起部５５８へ乗り上がる問題があった。このため、隣り合う配線５０ａの接触や配線５０ａの損傷が発生して、品質が劣る問題があった。

そこで、この発明の課題は、配線の突起部への乗り上がりを防止して、隣り合う配線の接触や配線の損傷を回避して、品質が向上するステータ、このステータを用いたモータ、および、このモータを用いた圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のステータは、
ステータコアと、
このステータコアの軸方向の端面に取り付けられたインシュレータと、
上記ステータコアおよび上記インシュレータに巻回されたコイルと
を備え、
上記インシュレータは、
環状部と、
この環状部の内周面から径方向内側に突出すると共に周方向に配列された複数の歯部と、
この環状部の軸方向の端面に立てられた円筒状の壁部と
を有し、
上記壁部の外面には、複数の突起部が設けられ、
上記突起部は、上記壁部の外面に這わされる上記コイルの一部の配線を、所定の位置に案内する面取り部を有することを特徴としている。

ここで、上記配線とは、例えば、リード線や渡り線である。上記リード線とは、例えば基板に接続されて、外部から電流を供給される配線である。上記渡り線とは、上記コイルの各相を接続する配線である。

この発明のステータによれば、上記突起部は、上記壁部の外面に這わされる上記配線を、所定の位置に案内する面取り部を有するので、上記配線を上記壁部に這わすときに、上記配線の上記突起部への乗り上がりを防止する。このため、隣り合う上記配線の接触や上記配線の損傷を回避して、品質が向上する。

また、上記突起部の上記面取り部により上記配線の上記突起部への乗り上がりを防止するので、コイルの配線の径が変わる等ステータの種類が変わっても、配線の突起部への乗り上がりを防止するために、コイルの巻線プログラムや突起部の位置を変更する必要がない。このように、ステータの種類に関わらず、コイルの巻線プログラムや突起部の位置を一定にできて、生産性が向上する。

また、一実施形態のステータでは、上記面取り部は、上記配線を、上記環状部側に位置するように案内する。

この実施形態のステータによれば、上記面取り部は、上記配線を、上記環状部側に位置するように案内するので、上記配線の上記突起部への乗り上がりを確実に防止する。

また、一実施形態のステータでは、上記面取り部は、上記配線における上記壁部の内面から外面に引き出される部分である引き出し部、または、上記配線における上記壁部の外面から内面に引き入れられる部分である引き入れ部を、上記環状部側に位置するように案内する。

この実施形態のステータによれば、上記面取り部は、上記引き出し部または上記引き入れ部を、上記環状部側に位置するように案内するので、上記配線の上記突起部への乗り上がりを確実に防止する。

また、一実施形態のステータでは、上記面取り部は、上記配線を、軸直交方向からみて軸直交方向平面に対して斜め方向に延びるように案内する。

この実施形態のステータによれば、上記面取り部は、上記配線を、軸直交方向からみて軸直交方向平面に対して斜め方向に延びるように案内するので、上記配線の上記突起部への乗り上がりを確実に防止する。

また、一実施形態のステータでは、
上記突起部における上記環状部側の一面は、上記壁部に直交し、
上記面取り部は、この一面に連なって、上記壁部の反対側および上記環状部側を向くように形成され、
上記一面における上記壁部に直交する方向の高さは、上記配線の線径の１／２以上である。

この実施形態のステータによれば、上記突起部の上記一面の高さは、上記配線の線径の１／２以上であるので、上記環状部側に位置している上記配線を、上記一面に引っ掛けて、上記配線が上記環状部の反対側に抜け出ることを防止する。

この発明のモータによれば、上記ステータを備えるので、上記ステータの品質を向上できて、モータの品質を向上できる。

この発明の圧縮機によれば、上記モータを備えるので、上記モータの品質を向上できて、圧縮機の品質を向上できる。

この発明のステータによれば、上記突起部は、上記壁部の外面に這わされる上記配線を、所定の位置に案内する面取り部を有するので、配線の突起部への乗り上がりを防止して、隣り合う配線の接触や配線の損傷を回避して、品質が向上する。

この発明のモータによれば、上記ステータを備えるので、上記ステータの品質を向上できて、モータの品質を向上できる。

この発明の圧縮機によれば、上記モータを備えるので、上記モータの品質を向上できて、圧縮機の品質を向上できる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、この発明の圧縮機の一実施形態である縦断面図を示している。この圧縮機は、密閉容器１と、この密閉容器１内に配置された圧縮機構部２およびモータ３とを備えている。この圧縮機は、ロータリ圧縮機である。

上記密閉容器１の下側側方に、吸入管１１を接続する一方、密閉容器１の上側に吐出管１２を接続している。上記吸入管１１から供給される冷媒は、上記圧縮機構部２の吸込側に導かれる。この冷媒は、二酸化炭素であるが、Ｒ４１０ＡやＲ２２等であってもよい。

上記モータ３は、上記圧縮機構部２の上側に配置され、上記圧縮機構部２を回転軸４を介して駆動する。上記モータ３は、上記圧縮機構部２から吐出された高圧の冷媒が満たされる上記密閉容器１内の高圧領域に配置されている。

上記圧縮機構部２は、シリンダ状の本体部２０と、この本体部２０の上下の開口端のそれぞれに取り付けられた上端部８および下端部９とを備える。

上記回転軸４は、上端部８および下端部９を貫通して、本体部２０の内部に挿入されている。上記回転軸４は、圧縮機構部２の上端板８に設けられた軸受２１と、圧縮機構部２の下端部９に設けられた軸受２２により回転自在に支持されている。

上記本体部２０内の回転軸４にクランクピン５が設けられ、このクランクピン５に嵌合されて駆動されるピストン６とそれに対応するシリンダとの間に形成された圧縮室７により圧縮を行う。ピストン６は、偏芯した状態で回転し、または、公転運動を行い、圧縮室７の容積を変化させる。

図１と図２に示すように、上記モータ３は、上記回転軸４に固定された円筒形状のロータ３０と、上記ロータ３０の外周側を囲むように配置されたステータ４０とを有する。上記ステータ４０は、上記ロータ３０の径方向外側にエアギャップを介して配置されている。つまり、上記モータ３は、インナーロータ型のモータである。

上記ロータ３０は、ロータコア３１と、このロータコア３１に軸方向に埋め込まれると共に周方向に配列された６つの磁石３２とを有する。

上記ロータコア３１は、円筒形状であり、例えば積層された電磁鋼板からなる。上記ロータコア３１の中央の孔部には、上記回転軸４が取り付けられている。上記磁石３２は、平板状の永久磁石である。

上記ステータ４０は、ステータコア４１と、このステータコア４１の軸方向の両端面に取り付けられたインシュレータ５１と、上記ステータコア４１および上記インシュレータ５１に巻回されたコイル５０とを有する。なお、図２では、上記コイル５０および上記インシュレータ５１を一部省略して描いている。

上記ステータコア４１は、例えば積層された電磁鋼板からなり、円筒部４５と、この円筒部４５の内周面から径方向内側に突出すると共に周方向に配列された９つのティース部４６とを有する。

上記ステータコア４１は、内周側に開口すると共に周方向に配列された９つのスロット部４７を有する。つまり、このスロット部４７は、隣り合う上記ティース部４６の間に形成される。

上記コイル５０は、複数の上記ティース部４６に渡って巻かれておらず各ティース部４６に巻かれている集中巻きである。上記モータ３は、いわゆる６極９スロットである。上記コイル５０に電流を流して上記ステータ４０に発生する電磁力によって、上記ロータ３０を、上記回転軸４と共に、回転させる。

上記インシュレータ５１は、上記ステータコア４１と上記コイル５０との間に挟持され、上記ステータコア４１と上記コイル５０とを絶縁している。

上記インシュレータ５１は、環状部５５と、この環状部５５の内周面から径方向内側に突出すると共に周方向に配列された９つの歯部５６と、上記環状部５５の軸方向の端面に立てられた円筒状の壁部５７とを有している。

上記インシュレータ５１の上記環状部５５は、上記ステータコア４１の上記円筒部４５に対向して接触し、上記インシュレータ５１の上記複数の歯部５６は、それぞれ、上記ステータコア４１の上記複数のティース部４６に対向して接触している。

上記ステータコア４１の上記ティース部４６と、上記インシュレータ５１の上記歯部５６とは、上記ステータコア４１の軸方向からみて、略同じ形状である。

図３に示すように、上記壁部５７の外面には、上記コイル５０の一部の配線５０ａが周方向に這わされている。図３は、上記インシュレータ５１の外周側の展開図である。

ここで、上記配線５０ａとは、例えば、リード線や渡り線である。上記リード線とは、例えば図示しない基板に接続されて、外部から電流を供給される配線である。上記渡り線とは、上記コイルの各相を接続する配線である。この渡り線には、それぞれ、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の三相の電流が流される。

上記壁部５７には、複数の切り込み部５７ａが設けられている。この切り込み部５７ａは、上記環状部５５の反対側から上記環状部５５側に向かって切り込まれている。この複数の切り込み部５７ａは、上記壁部５７の周方向に並んで、配列されている。上記配線５０ａは、この切り込み部５７ａを通して、上記壁部５７の内面側と外面側とを、往来する。

上記壁部５７の外面には、複数の突起部５８が設けられ、この突起部５８は、上記配線５０ａの軸方向への移動を規制する。上記壁部５７の高さ方向に隣り合う上記突起部５８の間の間隔は、上記配線５０ａの線径以上である。上記配線５０ａの線径は、例えば、０．５ｍｍ〜１．２ｍｍである。

図３、図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃに示すように、上記突起部５８は、上記配線５０ａを、所定の位置に案内する面取り部５８ａを有する。図４Ａは、正面図を示し、図４Ｂは、図４ＡのＸ方向からみた側面図を示し、図４Ｃは、図４ＡのＹ方向からみた底面図を示す。図４Ｃは、壁部および配線を省略して描いている。

上記面取り部５８ａは、上記配線５０ａを、上記環状部５５側（図４Ａ中の下側）に位置するように案内する。上記突起部５８における上記環状部５５側の一面５８ｂは、上記壁部５７に直交している。上記面取り部５８ａは、この一面５８ｂに連なって、上記壁部５７の反対側および上記環状部５５側を向くように形成されている。つまり、上記面取り部５８ａは、直方体における環状部５５側の面と壁部５７と反対側の面とが交わる一辺を面取りして、平面に形成される。

上記一面５８ｂにおける上記壁部５７に直交する方向の高さｈは、上記配線５０ａの線径Ｄの１／２以上である。

上記構成のステータによれば、上記突起部５８は、上記壁部５７の外面に這わされる上記配線５０ａを、所定の位置に案内する面取り部５８ａを有するので、上記配線５０ａを上記壁部５７に這わすときに、上記配線５０ａの上記突起部５８への乗り上がりを防止する。このため、隣り合う上記配線５０ａの接触や上記配線５０ａの損傷を回避して、品質が向上する。

また、上記突起部５８の上記面取り部５８ａにより上記配線５０ａの上記突起部５８への乗り上がりを防止するので、コイル５０の配線５０ａの径が変わる等ステータの種類が変わっても、配線５０ａの突起部５８への乗り上がりを防止するために、コイル５０の巻線プログラムや突起部５８の位置を変更する必要がない。このように、ステータの種類に関わらず、コイル５０の巻線プログラムや突起部５８の位置を一定にできて、生産性が向上する。

また、上記面取り部５８ａは、上記配線５０ａを、上記環状部５５側に位置するように案内するので、上記配線５０ａの上記突起部５８への乗り上がりを確実に防止する。

また、上記突起部５８の上記一面５８ｂの高さは、上記配線５０ａの線径Ｄの１／２以上であるので、上記環状部５５側に位置している上記配線５０ａを、上記一面５８ｂに引っ掛けて、上記配線５０ａが上記環状部５５の反対側に抜け出ることを防止する。

上記構成のモータによれば、上記ステータ４０を備えるので、上記ステータ４０の品質を向上できて、モータの品質を向上できる。

上記構成の圧縮機によれば、上記モータ３を備えるので、上記モータ３の品質を向上できて、圧縮機の品質を向上できる。

（第２の実施形態）
図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃは、この発明のステータの第２の実施形態を示している。上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第２の実施形態では、突起部の面取り部の形状が相違する。なお、その他の構造は、上記第１の実施形態と同じであるため、その説明を省略する。

図５Ａ〜図５Ｃに示すように、この第２の実施形態のステータでは、突起部１５８の面取り部１５８ａは、配線５０ａの引き出し部Ａを、環状部５５側（図５Ａ中の下側）に位置するように案内する。図５Ａは、正面図を示し、図５Ｂは、図５ＡのＸ方向からみた側面図を示し、図５Ｃは、図５ＡのＹ方向からみた底面図を示す。図５Ｃは、壁部および配線を省略して描いている。

上記引き出し部Ａは、配線５０ａにおける壁部５７の内面から外面（突起部１５８側）に引き出される部分である。

上記突起部１５８は、上記壁部５７の切り込み部５７ａの近傍に設けられている。つまり、上記配線５０ａは、上記切り込み部５７ａを通して、壁部５７の内面から外面に引き出されるため、上記突起部１５８は、上記引き出し部Ａの近傍に位置し、上記面取り部１５８ａは、上記引き出し部Ａ側に設けられている。

上記面取り部１５８ａは、上記壁部５７の周方向（切り込み部５７ａ側）および上記環状部５５側を向くように形成されている。つまり、上記面取り部１５８ａは、直方体における環状部５５側の面と壁部５７の周方向（切り込み部５７ａ側）の面とが交わる一辺を面取りして、平面に形成される。

上記構成のステータによれば、上記面取り部１５８ａは、上記引き出し部Ａを、上記環状部５５側に位置するように案内するので、上記配線５０ａの上記突起部１５８への乗り上がりを確実に防止する。上記引き出し部Ａは、特に、上記突起部１５８に乗り上がり易いが、上記面取り部１５８ａにより、上記引き出し部Ａの上記突起部１５８への乗り上がりを、有効に、防止する。

なお、図示しないが、突起部を配線の引き入れ部の近傍に位置し、面取り部を配線の引き入れ部側に設けるようにしもよい。引き入れ部は、配線における壁部の外面から内面に引き入れられる部分である。したがって、面取り部は、配線における壁部の外面から内面に引き入れられる部分である引き入れ部を、環状部側に位置するように案内する。

（第３の実施形態）
図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃは、この発明のステータの第３の実施形態を示している。上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第３の実施形態では、突起部の面取り部の形状が相違する。なお、その他の構造は、上記第１の実施形態と同じであるため、その説明を省略する。

図６Ａ〜図６Ｃに示すように、この第３の実施形態のステータでは、面取り部２５８ａは、配線５０ａを、軸直交方向からみて軸直交方向平面に対して斜め方向に延びるように案内する。図６Ａは、正面図を示し、図６Ｂは、図６ＡのＸ方向からみた側面図を示し、図６Ｃは、図６ＡのＹ方向からみた底面図を示す。図６Ｃは、壁部および配線を省略して描いている。

一方の面取り部２５８ａは、配線５０ａを環状部５５側（図６Ａ中の下側）に案内する。他方の面取り部２５８ａは、配線５０ａを環状部５５と反対側（図６Ａ中の上側）に案内する。

上記一方の面取り部２５８ａは、上記壁部５７の周方向の一方側および上記環状部５５側を向くように形成されている。つまり、上記一方の面取り部２５８ａは、直方体における環状部５５側の面を、壁部５７の周方向の一方側を向くように、斜めに形成される。

上記他方の面取り部２５８ａは、上記壁部５７の周方向の他方側および上記環状部５５と反対側を向くように形成されている。つまり、上記他方の面取り部２５８ａは、直方体における環状部５５と反対側の面を、壁部５７の周方向の他方側を向くように、斜めに形成される。

上記構成のステータによれば、上記面取り部２５８ａは、上記配線５０ａを、軸直交方向からみて軸直交方向平面に対して斜め方向に延びるように案内するので、上記配線５０ａの上記突起部２５８への乗り上がりを確実に防止する。上記配線５０ａを斜めに引き回すと、上記突起部２５８に乗り上がり易いが、上記面取り部２５８ａにより、上記配線５０ａの上記突起部２５８への乗り上がりを、有効に、防止する。

（第４の実施形態）
図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃは、この発明のステータの第４の実施形態を示している。上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第４の実施形態では、突起部の面取り部の形状が相違する。なお、その他の構造は、上記第１の実施形態と同じであるため、その説明を省略する。

図７Ａ〜図７Ｃに示すように、この第４の実施形態のステータでは、突起部３５８は、第１の面取り部３５８ａ、第２の面取り部３５８ｂおよび第３の面取り部３５８ｃを有する。図７Ａは、正面図を示し、図７Ｂは、図７ＡのＸ方向からみた側面図を示し、図７Ｃは、図７ＡのＹ方向からみた底面図を示す。図７Ａ〜図７Ｃは、壁部および配線を省略して描いている。

上記第１の面取り部３５８ａは、上記第１の実施形態の上記面取り部５８ａと同様であり、配線５０ａを、環状部５５側（図７Ａ中の下側）に位置するように案内する。

上記第２の面取り部３５８ｂは、上記第２の実施形態の上記面取り部１５８ａと同様であり、配線５０ａの引き出し部Ａを、環状部５５側（図７Ａ中の下側）に位置するように案内する。

上記第３の面取り部３５８ｃは、上記第３の実施形態の上記面取り部２５８ａと同様であり、配線５０ａを、軸直交方向からみて軸直交方向平面に対して斜め方向に延びるように案内する。

上記構成のステータによれば、上記面取り部３５８ａは、第１の面取り部３５８ａ、第２の面取り部３５８ｂおよび第３の面取り部３５８ｃを有するので、上記第１〜上記第３の実施形態の作用効果を有する。

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、圧縮機構部として、ロータリタイプ以外に、スクロールタイプやレシプロタイプを用いてもよい。また、面取り部の数量の増減は、自由である。また、面取り部を、平面でなく、凸曲面となるように、形成してもよい。上記第１〜上記第３の実施形態の上記面取り部５８ａ〜２５８ａの何れか２つ以上を組み合わせて、突起部を形成するようにしてもよい。

本発明の圧縮機の一実施形態を示す縦断面図である。 圧縮機のモータ付近の横断面図である。 本発明のステータの第１実施形態を示すと共にインシュレータの外周側の展開図である。 突起部の正面図である。 図４ＡのＸ方向からみた側面図である。 図４ＡのＹ方向からみた底面図である。 本発明のステータの第２実施形態を示すと共に突起部の正面図である。 図５ＡのＸ方向からみた側面図である。 図５ＡのＹ方向からみた底面図である。 本発明のステータの第３実施形態を示すと共に突起部の正面図である。 図６ＡのＸ方向からみた側面図である。 図６ＡのＹ方向からみた底面図である。 本発明のステータの第４実施形態を示すと共に突起部の正面図である。 図７ＡのＸ方向からみた側面図である。 図７ＡのＹ方向からみた底面図である。 従来のステータを示すと共に突起部の正面図である。 図８ＡのＸ方向からみた側面図である。

符号の説明

１ 密閉容器
２ 圧縮機構部
３ モータ
４ 回転軸
５ クランクピン
６ ピストン
７ 圧縮室
８ 上端部
９ 下端部
１１ 吸入管
１２ 吐出管
２０ 本体部
２１，２２ 軸受
３０ ロータ
３１ ロータコア
３２ 磁石
４０ ステータ
４１ ステータコア
４５ 円筒部
４６ ティース部
４７ スロット部
５０ コイル
５０ａ 配線
５１ インシュレータ
５５ 環状部
５６ 歯部
５７ 壁部
５７ａ 切り込み部
５８，１５８，２５８，３５８ 突起部
５８ａ，１５８ａ，２５８ａ 面取り部
５８ｂ 一面
３５８ａ 第１の面取り部
３５８ｂ 第２の面取り部
３５８ｃ 第３の面取り部
Ａ 引き出し部
Ｄ （配線の）線径
ｈ （突起部の一面の）高さ

Claims (7)

1. ステータコア（４１）と、
   このステータコア（４１）の軸方向の端面に取り付けられたインシュレータ（５１）と、
   上記ステータコア（４１）および上記インシュレータ（５１）に巻回されたコイル（５０）と
   を備え、
   上記インシュレータ（５１）は、
   環状部（５５）と、
   この環状部（５５）の内周面から径方向内側に突出すると共に周方向に配列された複数の歯部（５６）と、
   この環状部（５５）の軸方向の端面に立てられた円筒状の壁部（５７）と
   を有し、
   上記壁部（５７）の外面には、複数の突起部（５８，１５８，２５８，３５８）が設けられ、
   上記突起部（５８，１５８，２５８，３５８）は、上記壁部（５７）の外面に這わされる上記コイル（５０）の一部の配線（５０ａ）を、所定の位置に案内する面取り部（５８ａ，１５８ａ，２５８ａ，３５８ａ，３５８ｂ，３５８ｃ）を有することを特徴とするステータ。
2. 請求項１に記載のステータにおいて、
   上記面取り部（５８ａ，３５８ａ）は、上記配線（５０ａ）を、上記環状部（５５）側に位置するように案内することを特徴とするステータ。
3. 請求項１または２に記載のステータにおいて、
   上記面取り部（１５８ａ，３５８ｂ）は、上記配線（５０ａ）における上記壁部（５７）の内面から外面に引き出される部分である引き出し部（Ａ）、または、上記配線（５０ａ）における上記壁部（５７）の外面から内面に引き入れられる部分である引き入れ部を、上記環状部（５５）側に位置するように案内することを特徴とするステータ。
4. 請求項１から３の何れか一つに記載のステータにおいて、
   上記面取り部（２５８ａ，３５８ｃ）は、上記配線（５０ａ）を、軸直交方向からみて軸直交方向平面に対して斜め方向に延びるように案内することを特徴とするステータ。
5. 請求項２に記載のステータにおいて、
   上記突起部（５８）における上記環状部（５５）側の一面（５８ｂ）は、上記壁部（５７）に直交し、
   上記面取り部（５８ａ）は、この一面（５８ｂ）に連なって、上記壁部（５７）の反対側および上記環状部（５５）側を向くように形成され、
   上記一面（５８ｂ）における上記壁部（５７）に直交する方向の高さ（ｈ）は、上記配線（５０ａ）の線径（Ｄ）の１／２以上であることを特徴とするステータ。
6. ロータ（３０）と、
   このロータ（３０）の外周側を囲むように配置された請求項１から５の何れか一つに記載のステータ（４０）と
   を備えることを特徴とするモータ。
7. 密閉容器（１）と、
   この密閉容器（１）内に配置された圧縮機構部（２）と、
   上記密閉容器（１）内に配置されると共に上記圧縮機構部（２）を駆動する請求項６に記載のモータ（３）と
   を備えることを特徴とする圧縮機。

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