JP3682268B2 - Disk drive - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高速で回転するディスクを備えた磁気ディスク装置等のディスク駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、磁気ディスク装置は、ケース内に配設された磁気ディスク、磁気ディスクを支持および回転駆動するスピンドルモータ、磁気ヘッドを支持したキャリッジアッセンブリ、キャリッジアッセンブリを駆動するボイスコイルモータ、基板ユニット等を備えて構成されている。
【0003】
スピンドルモータは円筒状のハブを有し、このハブに、複数枚の磁気ディスクおよびスペーサリングが交互に積層されている。そして、これらの磁気ディスクおよびスペーサリングは、ハブの先端に取り付けられたディスククランパによりハブ外周に固定されている。
【0004】
このような磁気ディスク装置において、高速なデータ処理を行うためには磁気ディスクの回転数を上げる必要がある。そのため、近年、高速回転型の磁気ディスク装置が研究されている。しかし、磁気ディスクが高速回転すると、磁気ディスクと同一回転方向の気流が発生し、この気流の乱れにより磁気ディスクが振動するディスクフラッタと呼ばれる現象が生じる。この場合、磁気ディスクに対する磁気ヘッドの位置決め精度が低下し、記録密度の向上に支障を生じる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような問題を解決するため、例えば、特開平10−162548号公報に開示された磁気ディスク装置によれば、磁気ディスク近傍において、磁気ディスク回転時に内周から外周に向かう強制流を発生させる循環流路を形成し、気流の乱れを抑えることによりディスクフラッタ低減を図っている。
【0006】
この磁気ディスク装置では、循環流路を形成するために、スピンドルモータのハブおよびスペーサに空気を通す切欠きあるいはテーパ部を加工し、同時に、これらの切欠きあるいはテーパ部に気流を導入するため、磁気ディスク装置のベースおよびトップカバーに空気導入路を合わせて形成している。
【0007】
しかしながら、高記録密度を求められる磁気ディスク装置において、個々の部品の加工精度は装置性能に直接影響を及ぼす。そのため、循環流路を形成するために個々の部品を加工する場合、加工箇所の増加に伴い加工、仕上げコストの増加は避けられない。
【0008】
また、前述したディスクフラッタを防止するため、トップカバーの形状を変更したり、あるいは、別部品を設置した磁気ディスク装置も提案されているが、いずれの装置も大幅な形状変更や部品点数の増加、組立精度の確保等、解決しなければならない問題が多い。
【0009】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、製造コストの上昇を抑制しつつ、ディスクの振動を低減しディスクに対するヘッド位置決め精度の向上を図ることが可能なディスク駆動装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の形態に係るディスク駆動装置は、ディスクをモータのハブに固定しているディスククランパの外径を大型化し、このディスククランパとディスクとの間隔を最適に維持した状態で、ディスクと一体回転する構成とすることにより、ディスク付近の気流を整流し、ディスクフラッタを効果的に低減している。
【0011】
すなわち、この発明の形態に係るディスク駆動装置は、上部開口を有したベース、および上記ベースの上部開口を閉塞したトップカバーを有したケースと、回転自在なハブを有し上記ベースに取り付けられたモータと、それぞれ上記ハブが挿通された内孔を有し上記ハブの外周に嵌合されたディスクと、上記ハブの端部に固定され、上記ディスクを上記ハブに保持したディスククランパと、上記ディスクに対して情報の記録再生を行うヘッドと、上記ベースに設けられ上記ヘッドを上記ディスクの表面上を移動自在に支持したキャリッジアッセンブリと、を備え、上記ディスククランパは、上記ハブの端部に固定されて上記ディスクの中心部を保持したクランプ部と、クランプ部から径方向外方に延出し上記ディスクの表面と隙間を置いて対向しているとともに上記トップカバーと隙間を置いて対向したほぼ環状の整流部とを一体に備え、上記ディスククランパの整流部と上記ディスクの表面との間隔は、上記ディスク表面と上記整流部との間を移動する上記ヘッドが上記整流部に接触しない最小の間隔とし、0.85mm以下に設定され、上記トップカバーと整流部との間隔は、トップカバーと整流部とが接触しない最小の間隔とし、0.7mm以下に設定されていることを特徴としている。
【0012】
上記のように構成されたディスク駆動装置によれば、モータのハブと一体に回転するディスククランパに整流部を設けることにより、トップカバーの形状を変更したり、専用の別部材を追加することなく、ディスク表面上の気流を整流することが可能となる。その結果、ディスクが高速で回転した場合でも、ディスク付近で発生する気流の乱れを低減し、ディスクフラッタを低減することができる。これにより、製造コストの上昇を抑制しつつ、磁気ディスクの振動を低減し磁気ディスクに対するヘッド位置決め精度が向上したディスク駆動装置を得ることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら、この発明の実施の形態に係る磁気ディスク装置としてハードディスクドライブ(以下、HDDと称する)について詳細に説明する。図1および図2に示すように、HDDはケース10を備え、このケースは、上面の開口した矩形箱状のベース12と、複数のねじによりベースにねじ止めされてベースの上端開口を閉塞したトップカバー11とで構成されている。
【0014】
ケース10内には、ベース12の底壁に取り付けられたスピンドルモータ18と、このスピンドルモータによって支持および回転駆動される2枚の磁気ディスク16a、16bとが配設されている。また、ケース10内には、磁気ディスク16a、16bに対して情報の記録、再生を行なう複数の磁気ヘッド、これらの磁気ヘッドを磁気ディスク16a、16bに対して移動自在に支持したキャリッジアッセンブリ22、キャリッジアッセンブリを回動および位置決めするボイスコイルモータ(以下VCMと称する)24、磁気ヘッドが磁気ディスクの最外周に移動した際、磁気ヘッドを磁気ディスクから離間した退避位置に保持するランプロード機構25、およびプリアンプ等を有する基板ユニット21が収納されている。
【0015】
また、ベース12の底壁外面には、基板ユニット21を介してスピンドルモータ18、VCM24、および磁気ヘッドの動作を制御する図示しないプリント回路基板がねじ止めされている。
【0016】
図1および図2に示すように、キャリッジアッセンブリ22は、ベース12の底壁上に固定された軸受部26と、軸受部から延出した複数のアーム32と、を備えている。これらのアーム32は、磁気ディスク16a、16bの表面と平行に、かつ、互いに所定の間隔を置いて位置しているとともに、軸受部26から同一の方向へ延出している。また、キャリッジアッセンブリ22は、弾性変形可能な細長い板状のサスペンション38を備えている。サスペンション38は、板ばねにより構成され、その基端がスポット溶接あるいは接着によりアーム32の先端に固定され、アームから延出している。なお、各サスペンション38は対応するアーム32と一体に形成されていてもよい。
【0017】
サスペンション38の延出端には磁気ヘッド40が取り付けられている。磁気ヘッド40は、ほぼ矩形状のスライダとこのスライダに形成された記録再生用のMR(磁気抵抗)ヘッドとを有し、サスペンション38の先端部に形成されたジンバル部に固定されている。それぞれサスペンション38に取り付けられた4つの磁気ヘッド40は、2個ずつ互いに向かい合って位置し、各磁気ディスクを両面側から挟むように配設されている。
【0018】
一方、キャリッジアッセンブリ22は、軸受部26からアーム32と反対の方向へ延出した支持枠45を有し、この支持枠により、VCM24の一部を構成するボイスコイル47が支持されている。支持枠45は、合成樹脂によりボイスコイル47の外周に一体的に成形されている。ボイスコイル47は、ベース12上に固定された一対のヨーク49間に位置し、これらのヨーク、および一方のヨークに固定された図示しない磁石とともにVCM24を構成している。そして、ボイスコイル47に通電することにより、軸受部26の回りでキャリッジアッセンブリ22が回動し、磁気ヘッド40は磁気ディスク16a、16bの所望のトラック上に移動および位置決めされる。
【0019】
ランプロード機構25は、ベース12の底壁に設けられているとともに磁気ディスク16a、16bの外側に配置されたランプ51と、各サスペンション38の先端から延出したタブ53と、を備えている。キャリッジアッセンブリ22が、磁気ディスク16a、16bの外側の退避位置まで回動する際、各タブ53は、ランプ51に形成されたランプ面と係合し、その後、ランプ面の傾斜によって引き上げられ、磁気ヘッドのアンロード動作を行う。
【0020】
図1および図2に示すように、磁気ディスク16a、16bは、直径65mm(2.5インチ)に形成され、その中央部に内孔42を有し、上面および下面に磁気記録層を有している。スピンドルモータ18はアウターロータ型のスピンドルモータにより構成されている。スピンドルモータ18は、ロータとして機能する円筒形状のハブ44を備え、このハブには、2枚の磁気ディスク16a、16bはハブに互いに同軸的に嵌合され、ハブの軸方向に沿って所定の間隔をおいて積層されている。そして、磁気ディスク16a、16bは、スピンドルモータ18により所定の速度でハブ44と一体に回転駆動される。
【0021】
詳細に説明すると、回転自在なハブ44の下端部外周には、ディスク受け部として機能するフランジ50が形成されている。そして、スピンドルモータ18は、モータブラケット52をベース12の底壁にねじ止めすることにより、ケース10内の所定位置に固定配置されている。
【0022】
2枚の磁気ディスク16a、16bは、その内孔42にハブ44が挿通された状態でハブの外周面に嵌合され、フランジ50上に積層されている。また、ハブ44の外周にはスペーサリング54が嵌合され、磁気ディスク16、16b間に挟まれた状態で積層されている。そして、これらの磁気ディスク16a、16bおよびスペーサリング54は、ハブ44の上端面にねじ止めされたディスククランパ56によりハブ44に締結固定されている。そして、ディスククランパ56は、ハブ44および磁気ディスク16a、16bと一体に回転駆動される。
【0023】
ディスククランパ56は、ハブ44の径よりも僅かに大きな外径を有する円盤状のクランプ部58と、クランプ部から径方向外方に延出しほぼ環状の整流部60とを一体に備えている。このディスククランパ56は、例えば、板厚0.6mm程度のステンレス板を折り曲げて一体成形されている。
【0024】
クランプ部58は、ねじ57によってハブ44にねじ止め固定され、ハブの上端面に密着している。そして、クランプ部58の外周部が上段の磁気ディスク16aの中央部上面に当接し、2枚の磁気ディスク16a、16bおよびスペーサリング54をハブ44のフランジ50に向かって押圧している。それにより、磁気ディスク16a、16bおよびスペーサリング54は、フランジ50とクランプ部58との間に挟持され、互いに密着した状態でハブ44に固定保持されている。
【0025】
また、ディスククランパ56の整流部60は、クランプ部58よりも一段高く形成され、磁気ディスク16aの表面と所定の隙間を置いて対向している。整流部60の磁気ディスク16aと対向する表面は平滑な平面に形成されている。そして、整流部60と磁気ディスク表面との間隔は、磁気ディスク16a上を移動する磁気ヘッド40およびキャリッジアッセンブリ22と整流部60とが干渉しない範囲で最小に設定されている。例えば、この間隔は、0.85mm以下に設定され、本実施の形態では0.85mmに設定されている。更に、整流部60とトップカバー11内面との間隔は、整流部とトップカバーとが接触しない最小の隙間とし、その寸法は0.7mm以下に設定されている。本実施の形態では0.7mmに設定されている。
【0026】
整流部60の外周半径dは、整流部の整流効果および他の構成部品との干渉等を考慮して、磁気ディスクの外周半径Dの50ないし110%、望ましくは、磁気ディスク外径の75ないし100%に形成されている。本実施の形態において、整流部60の外周半径dは磁気ディスク16a、16bの外周半径Dの約90%に設定されている。
【0027】
上記のように構成されたHDDによれば、磁気ディスク16a、16bを固定しているディスククランパ56の外周半径を磁気ディスクの外周半径と同程度まで大型化することにより、磁気ディスクとトップカバー11との間の空間をディスククランパによって効果的に減少させることができる。同時に、磁気ヘッド40およびキャリッジアッセンブリ22と干渉しない範囲で、ディスククランパ56の整流部60を磁気ディスク16aに接近している。また、ディスククランパ56はハブ44にねじ止めされ、磁気ディスク16a、16bと一体に回転する。そのため、トップカバーの形状を変更したり、専用の別部材を追加することなく、整流部60を有したディスククランパ56により、磁気ディスク表面上の気流を整流することが可能となる。
【0028】
その結果、磁気ディスク16a、16bが高速で回転した場合でも、磁気ディスク付近で発生する気流、特に、磁気ディスクとトップカバーとの間における気流を整流し、気流の乱れによるディスクフラッタを低減することができる。これにより、製造コストの上昇を抑制しつつ、磁気ディスクの振動を低減し磁気ディスクに対するヘッド位置決め精度が向上したHDDを得ることができる。
【0029】
上述した実施の形態に係るディスククランパを備えたHDDと従来のディスククランパを備えたHDDとを用意し、それぞれのHDDについて、磁気ディスク表面に対して垂直な方向のディスクフラッタを測定した。本実施の形態に係るHDDの測定結果を図3(a)に、従来のHDDの測定結果を図3(b)にそれぞれ示す。また、これら測定結果の丸印Aで示された部分を拡大して比較した結果を図4に示す。ディスクフラッタの測定には、レーザドップラー振動計(LDV)を使用し、FFTアナライザにより各周波数のスペクトルを測定した。
【0030】
図3(a)および図3(b)において、スペクトルのピークは、磁気ディスク表面のうねり等による回転速度の整数倍のものと、気流の乱れに起因する振動のディスクフラッタ成分と、を含んでいる。図4において、丸印で示した3ヶ所は、ディスクフラッタ成分によるピークであり、従来のHDDに比較して、本実施例に係るHDDはディスクフラッタが約5%程度減少していることが解る。
【0031】
なお、この発明は上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で更に種々変形可能である。例えば、上述した実施の形態においては、2枚の磁気ディスクを備えた構成について説明したが、磁気ディスクの枚数は必要に応じて増減可能である。また、この発明は、磁気ディスク装置に限らず、他のディスク駆動装置にも適用可能である。
【0032】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、製造コストの上昇を抑制しつつディスクの振動を低減し、ディスクに対するヘッドの位置決め精度向上を図ることが可能なディスク駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態に係るHDDの内部を示す平面図。
【図2】上記HDDのケース、スピンドルモータ、磁気ディスクを示す断面図。
【図3】上記実施の形態に係るHDDおよび従来のHDDのディスクフラッタの測定結果をそれぞれ示す図。
【図4】上記実施の形態に係るHDDおよび従来のHDDのディスクフラッタの測定結果を比較して示す図。
【符号の説明】
10…ケース
11…トップカバー
12…ベース
16a、16b…磁気ディスク
18…スピンドルモータ
22…キャリッジアッセンブリ
40…磁気ヘッド
44…ハブ
56…ディスククランパ
58…クランプ部
60…整流部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a disk drive device such as a magnetic disk device including a disk that rotates at high speed.
[0002]
[Prior art]
Generally, a magnetic disk device includes a magnetic disk disposed in a case, a spindle motor that supports and rotationally drives the magnetic disk, a carriage assembly that supports a magnetic head, a voice coil motor that drives the carriage assembly, a substrate unit, and the like. Configured.
[0003]
The spindle motor has a cylindrical hub, and a plurality of magnetic disks and spacer rings are alternately stacked on the hub. These magnetic disk and spacer ring are fixed to the outer periphery of the hub by a disk clamper attached to the tip of the hub.
[0004]
In such a magnetic disk device, it is necessary to increase the rotational speed of the magnetic disk in order to perform high-speed data processing. Therefore, in recent years, high-speed rotation type magnetic disk devices have been studied. However, when the magnetic disk rotates at a high speed, an airflow in the same rotational direction as the magnetic disk is generated, and a phenomenon called disk flutter in which the magnetic disk vibrates due to the disturbance of the airflow occurs. In this case, the positioning accuracy of the magnetic head with respect to the magnetic disk is lowered, and the recording density is hindered.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In order to solve the above problems, for example, according to the magnetic disk device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-162548, a forced flow from the inner periphery to the outer periphery is generated in the vicinity of the magnetic disk when the magnetic disk rotates. The disk flutter is reduced by forming a circulation channel and suppressing the turbulence of the airflow.
[0006]
In this magnetic disk apparatus, in order to form a circulation flow path, a notch or a taper part for passing air is processed into the hub and spacer of the spindle motor, and at the same time, an air flow is introduced into these notch or taper part. An air introduction path is formed to match the base and top cover of the magnetic disk device.
[0007]
However, in a magnetic disk device that requires a high recording density, the processing accuracy of individual components directly affects the device performance. For this reason, when individual parts are processed to form a circulation flow path, an increase in processing and finishing costs is unavoidable as the number of processing points increases.
[0008]
In addition, in order to prevent the disk flutter described above, a magnetic disk device in which the shape of the top cover is changed or a separate part is installed has been proposed. There are many problems that must be solved, such as ensuring assembly accuracy.
[0009]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a disk drive device capable of reducing the vibration of the disk and improving the head positioning accuracy with respect to the disk while suppressing an increase in manufacturing cost. There is to do.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the disk drive device according to the embodiment of the present invention increases the outer diameter of the disk clamper that fixes the disk to the motor hub, and maintains the distance between the disk clamper and the disk optimally. In such a state, the structure in which the disk rotates integrally with the disk rectifies the airflow in the vicinity of the disk and effectively reduces the disk flutter.
[0011]
That is, a disk drive device according to an embodiment of the present invention has a base having an upper opening, a case having a top cover that closes the upper opening of the base, and a rotatable hub and is attached to the base. A motor, an inner hole through which the hub is inserted, and a disc fitted to the outer periphery of the hub; a disc clamper fixed to the end of the hub and holding the disc on the hub; and the disc And a carriage assembly provided on the base and movably supported on the surface of the disk. The disk clamper is fixed to the end of the hub. and is in the center clamp portion holding the above disc is, pairs at the surface and gaps extending out the disc from the clamp portion radially outward And a substantially annular rectifying portion that is opposed to the top cover with a gap therebetween, and the distance between the rectifying portion of the disc clamper and the surface of the disc is set between the disc surface and the rectifying portion. The distance between the head and the rectification unit is set to 0.85 mm or less, and the distance between the top cover and the rectification unit is the minimum interval at which the head cover and the rectification unit do not contact each other. , 0.7 mm or less.
[0012]
According to the disk drive device configured as described above, by providing a rectifying unit in the disk clamper that rotates integrally with the motor hub, the shape of the top cover is not changed, or a dedicated separate member is not added. It becomes possible to rectify the airflow on the disk surface. As a result, even when the disk rotates at high speed, the turbulence of the airflow generated near the disk can be reduced, and the disk flutter can be reduced. Accordingly, it is possible to obtain a disk drive device that suppresses an increase in manufacturing cost, reduces vibration of the magnetic disk, and improves head positioning accuracy with respect to the magnetic disk.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a hard disk drive (hereinafter referred to as an HDD) will be described in detail as a magnetic disk device according to an embodiment of the present invention with reference to the drawings. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the HDD includes a
[0014]
A
[0015]
A printed circuit board (not shown) that controls operations of the
[0016]
As shown in FIGS. 1 and 2, the carriage assembly 22 includes a
[0017]
A
[0018]
On the other hand, the carriage assembly 22 has a
[0019]
The
[0020]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0021]
More specifically, a
[0022]
The two
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
The rectifying
[0026]
The outer peripheral radius d of the rectifying
[0027]
According to the HDD configured as described above, the magnetic disk and the top cover 11 are increased by increasing the outer peripheral radius of the
[0028]
As a result, even when the
[0029]
HDDs equipped with the disk clamper according to the above-described embodiment and HDDs equipped with a conventional disk clamper were prepared, and the disk flutter in the direction perpendicular to the magnetic disk surface was measured for each HDD. FIG. 3A shows the measurement result of the HDD according to the present embodiment, and FIG. 3B shows the measurement result of the conventional HDD. Moreover, the result of having expanded and compared the part shown by the circle A of these measurement results is shown in FIG. The disk flutter was measured using a laser Doppler vibrometer (LDV), and the spectrum of each frequency was measured with an FFT analyzer.
[0030]
In FIG. 3A and FIG. 3B, the spectrum peak includes an integral multiple of the rotational speed due to the undulation of the magnetic disk surface and the like, and a disk flutter component of vibration caused by airflow turbulence. Yes. In FIG. 4, the three locations indicated by circles are peaks due to the disk flutter component, and it can be seen that the disk flutter in the HDD according to the present embodiment is reduced by about 5% as compared with the conventional HDD. .
[0031]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the configuration including two magnetic disks has been described. However, the number of magnetic disks can be increased or decreased as necessary. The present invention is not limited to a magnetic disk device, but can be applied to other disk drive devices.
[0032]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a disk drive device capable of reducing the vibration of the disk while suppressing an increase in manufacturing cost and improving the positioning accuracy of the head with respect to the disk. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing the inside of an HDD according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing the HDD case, spindle motor, and magnetic disk.
FIG. 3 is a diagram showing measurement results of disk flutter of the HDD according to the embodiment and the conventional HDD, respectively.
FIG. 4 is a diagram showing a comparison of measurement results of disk flutter of the HDD according to the embodiment and the conventional HDD.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
回転自在なハブを有し上記ベースに取り付けられたモータと、
それぞれ上記ハブが挿通された内孔を有し上記ハブの外周に嵌合されたディスクと、
上記ハブの端部に固定され、上記ディスクを上記ハブに保持したディスククランパと、
上記ディスクに対して情報の記録再生を行うヘッドと、
上記ベースに設けられ上記ヘッドを上記ディスクの表面上を移動自在に支持したキャリッジアッセンブリと、を備え、
上記ディスククランパは、上記ハブの端部に固定されて上記ディスクの中心部を保持したクランプ部と、クランプ部から径方向外方に延出し上記ディスクの表面と隙間を置いて対向しているとともに上記トップカバーと隙間を置いて対向したほぼ環状の整流部とを一体に備え、
上記ディスククランパの整流部と上記ディスクの表面との間隔は、上記ディスク表面と上記整流部との間を移動する上記ヘッドが上記整流部に接触しない最小の間隔とし、0.85mm以下に設定され、
上記トップカバーと整流部との間隔は、トップカバーと整流部とが接触しない最小の間隔とし、0.7mm以下に設定されていることを特徴とするディスク駆動装置。A base having an upper opening, and a case having a top cover closing the upper opening of the base;
A motor having a rotatable hub and attached to the base;
Discs each having an inner hole through which the hub is inserted and fitted to the outer periphery of the hub;
A disk clamper fixed to the end of the hub and holding the disk on the hub;
A head for recording and reproducing information to and from the disk;
A carriage assembly provided on the base and movably supporting the head on the surface of the disk,
The disc clamper includes a clamping portion which is fixed to an end portion of the hub holds the center of the disc, with faces at a surface gap extending out the disc from the clamp portion radially outward The top cover and a substantially annular rectifying unit facing each other with a gap between them are integrally provided,
The distance between the rectifying part of the disk clamper and the surface of the disk is set to 0.85 mm or less, with the minimum distance at which the head moving between the disk surface and the rectifying part does not contact the rectifying part. ,
2. The disk drive device according to claim 1, wherein the distance between the top cover and the rectifying unit is set to a minimum interval at which the top cover and the rectifying unit do not contact each other and is set to 0.7 mm or less.
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