JP3162692B2 - Inductors and transformers - Google Patents
Inductors and transformersInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はインダクター及びトランスに関し、特に、小
型化、高周波化が可能なインダクター及びトランスに関
する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an inductor and a transformer, and more particularly, to an inductor and a transformer that can be reduced in size and increased in frequency.
近年、産業上の要請から、電子部品の小型化が広く行
われてきている。In recent years, miniaturization of electronic components has been widely performed due to industrial requirements.
また、スイッチング電源に代表されるように、高周波
化によって、高効率化を目指すことが広く行われている
が、このためには、インダクターやトランスの高周波化
が必要となる。Further, as typified by a switching power supply, it is widely practiced to increase the efficiency by increasing the frequency, but for this purpose, it is necessary to increase the frequency of an inductor or a transformer.
ところが、インダクターやトランス等の小型化、高周
波化はまだまだ不十分な状態にあり、特に小型化を実現
するためには、機械的な微細加工法や、微小巻線方法等
の獲得が必要である。However, the miniaturization and high frequency of inductors and transformers are still inadequate, and it is necessary to acquire a mechanical micromachining method, a micro-winding method, etc. in order to realize the miniaturization. .
このため、従来の機械的な微細加工法から離れて、薄
膜プロセスにより磁性薄膜からなる磁気コアを形成し、
インダクタ及びトランスの小型，高周波化を実現しよう
とする試みがなされている（第12回日本応用磁気学会学
術講演概要集（1988）30pG−4,P88）。For this reason, apart from the conventional mechanical fine processing method, a magnetic core composed of a magnetic thin film is formed by a thin film process,
Attempts have been made to reduce the size and frequency of inductors and transformers (The 12th Annual Meeting of the Japan Society of Applied Magnetics (1988) 30pG-4, P88).
しかしながら、薄膜プロセスによって磁気コアを形成
する方式では、量産時の作製工程等が高度化、複雑化
し、困難さが増大する。また、磁性薄膜で磁気コアを形
成する場合、コアの厚みが不十分となり、磁束の空間へ
の漏れ等の問題も発生し、好ましくない。However, in the method of forming a magnetic core by a thin film process, the manufacturing process and the like at the time of mass production become sophisticated and complicated, and the difficulty increases. Further, when the magnetic core is formed of a magnetic thin film, the thickness of the core becomes insufficient, and problems such as leakage of magnetic flux into the space occur, which is not preferable.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、小
型で且つ高周波特性が改善されたインダクター及びトラ
ンスを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an inductor and a transformer that are small and have improved high-frequency characteristics.
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、
磁気コアに絶縁被覆された導体を巻回してなるインダク
ター及びトランスにおいて、上記磁気コアは、粒径が30
1〜500μｍのセンダスト微粒子を、樹脂材料とセンダス
ト微粒子の重量比が1:99.5から90:10の範囲内で樹脂中
に分散してなるセンダスト複合材料を用い、このセンダ
スト複合材料を樹脂成型によって厚みが0.21mmから5mm
のフラットな板状あるいは帯状に形成したセンダスト複
合材料層と、該センダスト複合材料層と積層される非磁
性層とからなることを特徴とする。In order to achieve the above object, in the invention according to claim 1,
In an inductor and a transformer formed by winding a conductor coated with insulation on a magnetic core, the magnetic core has a particle size of 30.
Sendust fine particles of 1 to 500 μm, using a sendust composite material in which the weight ratio of the resin material and the sendust fine particles is dispersed in the resin within the range of 1: 99.5 to 90:10, the thickness of the sendust composite material by resin molding. Is from 0.21mm to 5mm
And a non-magnetic layer laminated with the sendust composite material layer formed in a flat plate or band shape.
また、請求項２記載の発明では、請求項１記載のイン
ダクター及びトランスにおいて、磁気コアは、上記セン
ダスト複合材料を樹脂成型によって厚みが0.21mmから5m
mのフラットな板状に形成したセンダスト複合材料層か
らなる上層と下層の間に、フラットな板状に形成した非
磁性層を挾んで接合したフラットな板状のサンドイッチ
構造体からなることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the inductor and the transformer according to the first aspect, the magnetic core has a thickness of 0.21 mm to 5 m by resin molding of the sendust composite material.
It consists of a flat, plate-shaped sandwich structure with a non-magnetic layer formed into a flat plate and sandwiched between an upper layer and a lower layer consisting of a sendust composite material layer formed into a flat, m-shaped plate. And
さらに、請求項３記載の発明では、磁気コアに絶縁被
覆された導体を巻回してなるインダクター及びトランス
において、上記磁気コアとして、粒径が301〜500μｍの
センダスト微粒子を、樹脂材料とセンダスト微粒子の重
量比が1:99.5から90:10の範囲内で樹脂中に分散してな
るセンダスト複合材料を用い、このセンダスト複合材料
を樹脂成型によって厚みが0.21mmから5mmのフラットな
板状に形成し、該板状のセンダスト複合材料を上部ヨー
ク層及び下部ヨーク層とし、前記上部ヨーク層及び下部
ヨーク層の両端部及び中央部を中間層によって連結する
構成とし、両端部に位置する中間層は上部ヨーク層及び
下部ヨーク層と同じセンダスト複合材料によって形成さ
れ、中央部に位置する中間層は非磁性材料によって形成
されている磁気コアを用いることを特徴とする。Further, in the invention according to claim 3, in the inductor and the transformer formed by winding a conductor covered with an insulating coating on a magnetic core, sendust fine particles having a particle size of 301 to 500 μm are used as the magnetic core. Using a sendust composite material with a weight ratio of 1: 99.5 to 90:10 dispersed in the resin, this sendust composite material is formed into a flat plate with a thickness of 0.21 mm to 5 mm by resin molding, The plate-shaped sendust composite material is made into an upper yoke layer and a lower yoke layer, and both ends and a center part of the upper yoke layer and the lower yoke layer are connected by an intermediate layer. Use a magnetic core made of the same sendust composite material as the layer and the lower yoke layer, and the middle layer located in the center is made of a non-magnetic material It is characterized by.
本発明によれば、磁気コアは、粒径が301〜500μｍの
センダスト微粒子を、樹脂材料とセンダスト微粒子の重
量比が1:99.5から90:10の範囲内で樹脂中に分散してな
るセンダスト複合材料を用い、このセンダスト複合材料
を樹脂成型によって厚みが0.21mmから5mmのフラットな
板状あるいは帯状に形成したセンダスト複合材料層と、
該センダスト複合材料層と積層される非磁性層からなる
ことにより、フラットで小型なインダクター及びトラン
スを形成することができる。また、微細加工性，高周波
特性が向上され、インダクター及びトランスの小型化、
高周波化が容易に実現可能となる。尚、本発明では、セ
ンダスト微粒子の粒径を301〜500μｍとしたので、この
粒子寸法であると、センダスト微粒子内に単磁区が形成
されて、磁気特性が格段によくなり、高周波磁気特性が
改善される。また、センダスト複合材料を樹脂成型によ
って厚みが0.21mmから5mmのフラットな板状あるいは帯
状に形成したので、厚みがあって且つ磁気特性が格段に
よくなることから、インダクタやトランス材として、高
周波において、ある程度大きな電力を扱うことが可能と
なる。According to the present invention, the magnetic core is a sendust composite in which sendust fine particles having a particle size of 301 to 500 μm are dispersed in a resin in a weight ratio of the resin material to the sendust fine particles of 1: 99.5 to 90:10. Using a material, this Sendust composite material layer formed into a flat plate or band shape with a thickness of 0.21 mm to 5 mm by resin molding,
A flat and small inductor and transformer can be formed by the non-magnetic layer laminated with the sendust composite material layer. In addition, fine workability and high-frequency characteristics have been improved, miniaturization of inductors and transformers,
Higher frequency can be easily realized. In the present invention, since the particle size of the sendust fine particles is 301 to 500 μm, with this particle size, a single magnetic domain is formed in the sendust fine particles, the magnetic properties are significantly improved, and the high-frequency magnetic properties are improved. Is done. In addition, since the Sendust composite material was formed into a flat plate or band shape with a thickness of 0.21 mm to 5 mm by resin molding, it was thick and magnetic properties became much better, so as inductors and transformer materials at high frequencies, It is possible to handle a relatively large power.
以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第１図は本発明の一実施例を示すトランスの概略的斜
視構成図であって、磁気コア１に絶縁被覆された導体２
を巻回した構成となっており、図示の例では、磁気コア
１に二系統の導体２を巻回して１次側コイルと２次側コ
イルとを設けたトランス構成となっている。尚、１次コ
イルだけにすればインダクターとして機能する。FIG. 1 is a schematic perspective view showing a transformer according to an embodiment of the present invention.
In the example shown in the figure, the transformer has a structure in which two conductors 2 are wound around a magnetic core 1 to provide a primary coil and a secondary coil. If only the primary coil is used, it functions as an inductor.
ここで、本実施例においては、磁気コア１として、セ
ンダスト微粒子を樹脂中に分散してなるセンダスト複合
材料を用い、このセンダスト複合材料を樹脂成型等によ
って厚みが0.21mmから5mmのフラットで薄い板状に形成
した例である。Here, in the present embodiment, a sendust composite material in which sendust fine particles are dispersed in a resin is used as the magnetic core 1, and this sendust composite material is formed into a flat thin plate having a thickness of 0.21 mm to 5 mm by resin molding or the like. This is an example in which the shape is formed.
また、センダスト複合材料を構成するセンダスト微粒
子の粒径は301〜500μｍの範囲で選定され、且つ、樹脂
材料とセンダスト微粒子の重量比は、1:99.5から90:10
の範囲内で定められるが、これらは、必要とされる磁気
コアの特性に応じて選定される。The particle size of the sendust fine particles constituting the sendust composite material is selected in the range of 301 to 500 μm, and the weight ratio between the resin material and the sendust fine particles is 1: 99.5 to 90:10.
Are selected in accordance with the required characteristics of the magnetic core.
尚、第１図では、磁気コア１の形状としてフラットで
薄い板状に形成した例を示したが、磁気コアの材料は樹
脂材料とセンダスト微粒子であるから、樹脂成型によっ
て帯状や環状等、任意の形状の磁気コアを形成すること
ができ、特殊形状のインダクターやトランスの作製が可
能である。FIG. 1 shows an example in which the shape of the magnetic core 1 is formed in a flat and thin plate shape. However, since the material of the magnetic core is a resin material and sendust fine particles, the magnetic core 1 can be formed into an arbitrary shape such as a band or ring by resin molding. A magnetic core having a special shape can be formed, and an inductor and a transformer having a special shape can be manufactured.
次に、第２図は本発明によるインダクター及びトラン
スに用いられる磁気コアの別の構成例を示し、この例で
は、上層部３と下層部５を、センダスト微粒子を樹脂中
に分散してなるセンダスト複合材料をフラットな板状に
形成したもので構成し、中層部４を、フラットな板状の
非磁性体で構成したものであり、このように、センダス
ト複合材料層3,5で非磁性層４を挾んだサンドイッチ構
造とすることにより、高周波特性を向上することができ
る。Next, FIG. 2 shows another example of the structure of the magnetic core used in the inductor and the transformer according to the present invention. In this example, the upper layer 3 and the lower layer 5 are made of Sendust particles formed by dispersing Sendust fine particles in a resin. The composite material is made of a flat plate, and the middle layer 4 is made of a flat nonmagnetic material. Thus, the sendust composite material layers 3, 5 are made of a nonmagnetic layer. By adopting a sandwich structure sandwiching 4, high frequency characteristics can be improved.
尚、複合材料層3,5と非磁性層４との接合は、焼結や
特殊な接着剤等は必要でなく、比較的低温での熱接合
や、一般的な有機系接着剤等で十分可能である。The bonding between the composite material layers 3 and 5 and the non-magnetic layer 4 does not require sintering or a special adhesive, and thermal bonding at a relatively low temperature or a general organic adhesive is sufficient. It is possible.
次に、第３図は本発明の別の実施例を示すトランスの
概略的斜視構成図であって、このトランスは、フラット
な板状に形成された上部ヨーク層6,下部ヨーク層７と、
上・下部のヨーク層6,7の両端部及び中央部を連結する
中間層8a,8b,8cとによって構成された磁気コア１の、上
部ヨーク層６に、二系統の導体２を巻回し、１次コイル
と２次コイルとを形成したものである。Next, FIG. 3 is a schematic perspective view of a transformer showing another embodiment of the present invention. The transformer has an upper yoke layer 6 and a lower yoke layer 7 formed in a flat plate shape.
The two-system conductor 2 is wound around the upper yoke layer 6 of the magnetic core 1 constituted by the intermediate layers 8a, 8b, 8c connecting the both ends and the center of the upper and lower yoke layers 6, 7, A primary coil and a secondary coil are formed.
ここで、上・下部のヨーク層6,7及び両端部に位置す
る中間層8a,8bはセンダスト微粒子を樹脂中に分散して
なるセンダスト複合材料によって形成されており、中央
部に位置する中間層8cは非磁性材料によって形成されて
いる。従って、第３図に示す構造の磁気コア１は磁気回
路上閉磁路構造となっており、図示のように１次、２次
のコイルを設けることによりＯ型フラットコアトランス
が形成でき、第１図及び第２図に示した磁気コア構造の
ものより、磁気特性の向上が図れ、トランスの高性能化
が図れる。Here, the upper and lower yoke layers 6, 7 and the intermediate layers 8a, 8b located at both ends are formed of a sendust composite material in which sendust fine particles are dispersed in a resin. 8c is formed of a non-magnetic material. Therefore, the magnetic core 1 having the structure shown in FIG. 3 has a closed magnetic circuit structure on the magnetic circuit, and an O-type flat core transformer can be formed by providing primary and secondary coils as shown in FIG. Compared with the magnetic core structure shown in FIGS. 2 and 3, the magnetic characteristics can be improved, and the performance of the transformer can be improved.
尚、第３図に示す磁気コアの各層の接合は、第２図に
示した構造の磁気コアと同様に、比較的低温での熱接合
や、一般的な有機系接着剤等で十分可能である。The bonding of the respective layers of the magnetic core shown in FIG. 3 can be sufficiently performed by thermal bonding at a relatively low temperature, a general organic adhesive, or the like, similarly to the magnetic core having the structure shown in FIG. is there.
さて、以上実施例に基づいて説明したように、本発明
によれば、磁気コアは、粒径が301〜500μｍのセンダス
ト微粒子を、樹脂材料とセンダスト微粒子の重量比が1:
99.5から90:10の範囲内で樹脂中に分散してなるセンダ
スト複合材料を用い、このセンダスト複合材料を樹脂成
型によって厚みが0.21mmから5mmのフラットな板状ある
いは帯状に形成したセンダスト複合材料層と、該センダ
スト複合材料層と積層される非磁性層とからなることに
より、フラットで小型なインダクター及びトランスを形
成することができ、また、高周波特性の向上をも図るこ
とができる。By the way, as described above based on the embodiments, according to the present invention, the magnetic core has sendust fine particles having a particle size of 301 to 500 μm, and the weight ratio of the resin material to the sendust fine particles is 1:
Using a Sendust composite material dispersed in resin within the range of 99.5 to 90:10, this Sendust composite material is formed into a flat plate or band with a thickness of 0.21 mm to 5 mm by resin molding. And the non-magnetic layer laminated with the sendust composite material layer, a flat and small inductor and transformer can be formed, and the high-frequency characteristics can be improved.
特に、本発明では、センダスト微粒子の粒径を301〜5
00μｍとしたので、この粒子寸法であると、センダスト
微粒子内に単磁区が形成されて、磁気特性が格段によく
なり、高周波磁気特性が改善される。また、センダスト
複合材料を樹脂成型によって厚みが0.21mmから5mmのフ
ラットな板状あるいは帯状に形成したので、厚みがあっ
て且つ磁気特性が格段によくなることから、インダクタ
やトランス材として、高周波においても、ある程度大き
な電力を扱うことができる。また、シールド材として用
いた場合にも、厚みがあることから、シールド効果が高
まる。そして、0.21mmから5mmの厚みであれば、内部の
静電容量で決まる共振周波数を数GHz以上とすることが
可能となる。In particular, in the present invention, the particle size of sendust fine particles is 301 to 5
Since the particle size is 00 μm, with this particle size, a single magnetic domain is formed in the sendust fine particles, the magnetic characteristics are significantly improved, and the high-frequency magnetic characteristics are improved. In addition, the Sendust composite material is formed into a flat plate or strip with a thickness of 0.21 mm to 5 mm by resin molding, so it is thick and has magnetic properties that are much better. , Can handle a large amount of power. Also, when used as a shielding material, the shielding effect is enhanced because of the thickness. If the thickness is 0.21 mm to 5 mm, the resonance frequency determined by the internal capacitance can be set to several GHz or more.
ここで、第４図はセンダスト複合材料を用いた磁気コ
アと、通常のフェライトを用いた磁気コアの高周波特性
を比較したもので、センダスト複合材料を用いた磁気コ
アの方が、高周波特性が良いことが判る。Here, FIG. 4 is a comparison of the high-frequency characteristics of the magnetic core using the sendust composite material and the magnetic core using the normal ferrite. The magnetic core using the sendust composite material has better high-frequency characteristics. You can see that.
また、本発明によれば、焼結が必要なフェライトコア
に比べて、はるかにコア形状の自由度があり、種々のコ
ア形状を有するインダクターやトランスの作製が容易で
あり、また、第３図に示したような閉磁路構造を取る場
合にも、製作工程の簡素化を容易に図ることができる。Further, according to the present invention, there is much more freedom in core shape as compared with a ferrite core which requires sintering, and it is easy to manufacture inductors and transformers having various core shapes. In the case where the closed magnetic circuit structure shown in FIG. 1 is adopted, the manufacturing process can be simplified easily.
また、高周波特性を向上させる上で、第２図や第３図
に示したように、磁気コアの中間層に非磁性層を挾み込
むことが有効であるが、本発明によれば、センダスト複
合材料と非磁性層多を積層して接合することで容易に構
成することができる。In order to improve the high frequency characteristics, it is effective to sandwich a nonmagnetic layer between the intermediate layers of the magnetic core as shown in FIGS. 2 and 3. A composite material and many nonmagnetic layers can be easily formed by laminating and joining.
以上のように、本発明によれば小型化，高周波化が容
易に図れ、且つ製造工程の簡素化、製造コストの低減を
も図れるインダクター及びトランスを提供することがで
き、当初の目的を達成することができる。As described above, according to the present invention, it is possible to provide an inductor and a transformer that can easily achieve miniaturization and high frequency, can simplify the manufacturing process, and can reduce the manufacturing cost, and achieve the original object. be able to.
第１図は本発明の一実施例を示すトランスの概略的斜視
構成図、第２図は本発明の別の実施例を示す磁気コア部
の概略的斜視構成図、第３図は本発明のさらに別の実施
例を示すトランスの概略的斜視構成図、第４図はセンダ
スト複合材料からなる磁気コアとフェライトからなる磁
気コアの高周波特性の比較結果を示す図である。 １……磁気コア、２……導体、3,5,6,7,8a,8b……セン
ダスト複合材料層、4,8c……非磁性材料層。FIG. 1 is a schematic perspective view of a transformer showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic perspective view of a magnetic core part showing another embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a schematic perspective view of a transformer showing still another embodiment, and FIG. 4 is a diagram showing a comparison result of high frequency characteristics of a magnetic core made of sendust composite material and a magnetic core made of ferrite. 1 ... magnetic core, 2 ... conductor, 3,5,6,7,8a, 8b ... sendust composite material layer, 4,8c ... nonmagnetic material layer.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−96245（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−122805（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−152004（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−172216（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−96245（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−50410（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−173112（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−57704（ＪＰ，Ｕ)Continuation of front page (56) References JP-A-63-96245 (JP, A) JP-A-55-122805 (JP, A) JP-A-61-152004 (JP, A) JP-A-59-172216 (JP, A) JP-A-63-96245 (JP, A) JP-A-57-50410 (JP, A) JP-A-61-173112 (JP, U) JP-A-61-57704 (JP, U)
Claims (3)
なるインダクター及びトランスにおいて、 上記磁気コアは、粒径が301〜500μｍのセンダスト微粒
子を、樹脂材料とセンダスト微粒子の重量比が1:99.5か
ら90:10の範囲内で樹脂中に分散してなるセンダスト複
合材料を用い、このセンダスト複合材料を樹脂成型によ
って厚みが0.21mmから5mmのフラットな板状あるいは帯
状に形成したセンダスト複合材料層と、該センダスト複
合材料層と積層される非磁性層とからなることを特徴と
するインダクター及びトランス。1. An inductor and a transformer comprising a magnetic core wound with a conductor coated with insulation, wherein the magnetic core comprises sendust fine particles having a particle size of 301 to 500 μm, and a weight ratio of resin material to sendust fine particles of 1: Using a Sendust composite material dispersed in resin within the range of 99.5 to 90:10, this Sendust composite material is formed into a flat plate or band with a thickness of 0.21 mm to 5 mm by resin molding. And a non-magnetic layer laminated with the sendust composite material layer.
において、 磁気コアは、上記センダスト複合材料を樹脂成型によっ
て厚みが0.21mmから5mmのフラットな板状に形成したセ
ンダスト複合材料層からなる上層と下層の間に、フラッ
トな板状に形成した非磁性層を挾んで接合したフラット
な板状のサンドイッチ構造体からなることを特徴とする
インダクター及びトランス。2. The inductor and the transformer according to claim 1, wherein the magnetic core comprises an upper layer and a lower layer, each of which comprises a sendust composite material layer formed by molding the sendust composite material into a flat plate having a thickness of 0.21 mm to 5 mm by resin molding. An inductor and a transformer, comprising a flat plate-like sandwich structure in which a non-magnetic layer formed in a flat plate shape is sandwiched therebetween.
なるインダクター及びトランスにおいて、 上記磁気コアとして、粒径が301〜500μｍのセンダスト
微粒子を、樹脂材料とセンダスト微粒子の重量比が1:9
9.5から90:10の範囲内で樹脂中に分散してなるセンダス
ト複合材料を用い、このセンダスト複合材料を樹脂成型
によって厚みが0.21mmから5mmのフラットな板状に形成
し、該板状のセンダスト複合材料を上部ヨーク層及び下
部ヨーク層とし、前記上部ヨーク層及び下部ヨーク層の
両端部及び中央部を中間層によって連結する構成とし、
両端部に位置する中間層は上部ヨーク層及び下部ヨーク
層と同じセンダスト複合多材料によって形成され、中央
部に位置する中間層は非磁性材料によって形成されてい
る磁気コアを用いることを特徴とするインダクター及び
トランス。3. An inductor and a transformer in which a magnetic core is wound with a conductor coated with insulation, wherein the magnetic core comprises sendust fine particles having a particle size of 301 to 500 μm, and a weight ratio of resin material to sendust fine particles of 1: 9
Using a sendust composite material dispersed in resin within the range of 9.5 to 90:10, this sendust composite material is formed into a flat plate shape with a thickness of 0.21 mm to 5 mm by resin molding, and the plate-shaped sendust The composite material is an upper yoke layer and a lower yoke layer, and both ends and a center of the upper yoke layer and the lower yoke layer are connected by an intermediate layer.
The intermediate layers located at both ends are formed of the same sendust composite material as the upper yoke layer and the lower yoke layer, and the intermediate layer located at the center uses a magnetic core formed of a non-magnetic material. Inductors and transformers.
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH03129804A JPH03129804A (en) | 1991-06-03 |
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