JPH02126463A - 磁気ディスク装置 - Google Patents

磁気ディスク装置

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JPH02126463A
JPH02126463A JP63278794A JP27879488A JPH02126463A JP H02126463 A JPH02126463 A JP H02126463A JP 63278794 A JP63278794 A JP 63278794A JP 27879488 A JP27879488 A JP 27879488A JP H02126463 A JPH02126463 A JP H02126463A
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JP
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disk
magnetic disk
head
magnetic
floppy disk
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Application number
JP63278794A
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Kazushi Tanimoto
谷本 一石
Makoto Imamura
誠 今村
Yoshiaki Sonobe
義明 園部
Yoichiro Tanaka
陽一郎 田中
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH02126463A publication Critical patent/JPH02126463A/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、可撓性磁気ディスクを用いた磁気ディスク装
置に関する。
(従来の技術) 大容量記憶及び高速アクセスを実現する磁気ディスク装
置として、従来よりハードディスク装置が知られている
が、ハードディスク装置は、媒体自体の慣性が大きいた
めに大型のスピンドルモータを用いなければならず、小
形化し難いうえ、立上がり時間が長いという欠点がある
。また、ハードディスクの場合一般に浮上ヘッドを用い
るが媒体が剛体であるためヘッドが接触した場合の衝撃
が大きいという問題もある。
一方、最近、各種情報機器の小形軽量化、高機能化が進
むに伴い、この種の大容量、高速記憶装置の小形軽量化
、低廉化が求められている。そこで、慣性の小さなフレ
キシブルディスク媒体を用いて小形軽量でしかも低度の
磁気ディスク装置でハードディスク並みの大容量化、高
速化を達成しようとする試みも種々なされている。フロ
ッピーディスク装置で大容量化、高速化を実現する際に
問題となる事項は、高速回転する柔軟構造の媒体と磁気
ヘッドとの間の相対位置関係を如何に正確に維持し得る
かという点にある。従来のフロッピーディスクはカート
リッジやジャケットの内部に収容され、その表面はライ
ナーと常に接触しているので、ディスクの平面性を十分
に確保することができず、要求される性能を満足させる
ことは難しい。
そこで、従来、例えば固定された安定板(ベルヌーイプ
レート)上でフロッピーディスクを高速回転させること
により、ディスクと安定板との間にディスク表面の空気
流による微小空気層を形成してフロッピーディスクを安
定に非接触保持するようにしたフロッピーディスク装置
が提案されている(例えばU、S、P、4,419,7
04 、特開昭59−58285号、特開昭59−14
0669号等)。しかしながら、このフロッピーディス
ク装置は、ディスクが停止している状態ではディスクと
安定板とが接触するため、ディスクの起動、停止時にデ
ィスク表面が損傷するという欠点があった。一方、ディ
スク媒体と微小間隙を介して配置された安定板がディス
ク媒体とともに回転し、両者の間をディスクの中心部か
ら外周部にかけて遠心力で流れる空気流によりディスク
を安定に保持する構造のフロッピーディスク装置も提案
されている( Ll、S、P、4,071,854 。
U、S、P、4,681,875等)。しかし、この構
造では、回転体の慣性が増すという本質的な問題がなん
ら解決されないうえ、ディスクの両面からのヘッドアク
セスが不可能であり、大容量記憶を達成するうえで大き
な制限を受けるという欠点があった。
(発明が解決しようとする課題) このように、従来は高速回転する可撓性磁気ディスクと
磁気ヘッドとの間のヘッドタッチを正確かつ安定に維持
することが困難で、これを実現するため可撓性ディスク
を安定板を用いて非接触保持すると、ディスクを損傷さ
せたり、小形化や両面アクセスが不可能になるという問
題があった。
このため、可撓性磁気ディスクを用いてハードディスク
並みの大容量、高速の磁気ディスク装置を小形軽量かつ
安価に実現することができないという問題があった。
本発明は、上記の問題に鑑みなされたもので、小形軽量
でかつ安価な可撓性磁気ディスクを用いた磁気ディスク
装置にあって、大容量化、高速化を図れるようにした磁
気ディスク装置を提供することを目的とする。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明では、可撓性磁気ディスクを両面から挟み込むよ
うに少なくとも1対の磁気ヘッドを対向配置している。
磁気ヘッドは、磁気ヘッド支持手段に支持され、可撓性
磁気ディスクの回転移動に伴う磁気ディスク表面の空気
流により前記可撓性磁気ディスクの記録面と垂直な向き
の力を受ける。磁気ヘッド支持手段は、磁気ヘッドに加
わる前記空気流による力と反対方向で、かつ前記磁気ヘ
ッドと前記可撓性磁気ディスクとが所定の空隙を保つ力
を前記磁気ヘッドに加えつつ、前記磁気ヘッドを支持す
る。そして、可撓性磁気ディスクは、その回転に伴う前
記1対の磁気ヘッドとの間の動圧により両磁気ヘッド間
の所定位置に位置決めされるものとなっている。
また、前記可撓性磁気ディスクの外周に所定の間隙を介
して整流板を更に配置させるとともに、可撓性磁気ディ
スクの両面に所定の間隙を介して遮蔽板を対向配置させ
るようにすることもできる。
また、前記可撓性磁気ディスクは、同一回転軸に複数枚
設けるようにしてもよい。
更に、磁気ヘッドと一体的に進退し、前記可撓性磁気デ
ィスクの両面と所定の間隙を介して対向する遮蔽部材を
設けることもできる。
(作用) 本発明によれば、磁気ディスクはそれ単体で他の部材と
(よ非接触で回転する。このため磁気ディスクの高速回
転時にはディスクの遠心力によってディスクの内周から
外周へ向かう張力が発生しディスク表面は良好な平面状
態を保つ。高速回転時では磁気ディスクの両側に配置さ
れた1対の磁気ヘッドと磁気ディスクとの間に動圧が発
生する。
このため、磁気ディスクにはその両面から力が及ぶこと
になる。従って、可撓性の磁気ディスクと両磁気ヘッド
との間の相対位置は、両磁気ヘッドから受ける力がバラ
ンスしたところで安定に位置決めされる。これにより、
磁気ディスクと磁気へラドとの間に常に適当なギャップ
が安定に維持されることになる。
この発明によれば、ベルヌーイプレートを用いていない
ため、磁気ディスクが損傷することがない。また、磁気
ヘッドを磁気ディスクの両面から対向配置させているの
で、両面からのアクセスが行なえ大容量化に適している
。更には本発明によれば、可撓性磁気ディスクのみが回
転するので、慣性を小さくでき、モータの小形化、ひい
ては装置全体の小形軽量化が図れる。
なお、可撓性磁気ディスクの外周に所定の間隙を介して
整流板を配置するととともに、可撓性磁気ディスクの両
面に所定の間隙を介して遮蔽板を対向配置させるように
すると、磁気ディスクの中心部から外周部にかけて流れ
る空気流は乱れることなく遮蔽板及び整流板に沿って外
側に移動するので、可撓性磁気ディスクの外周の娠れが
効果的に防止される。なお、この場合、磁気ヘッドの進
退部分には遮蔽板を設けることができないので、磁気ヘ
ッドと一体的に進退し、前記可撓性磁気ディスクの両面
と所定の間隙を介して対向する遮蔽部材を設けるように
すると、磁気ヘッド部分においても上記と同様空気流の
乱れを防止できる。
また、軽量な可撓性磁気ディスクを同一回転軸に複数枚
設けることにより、慣性をそれほど増すことなくハード
ディスクと同程度の大容量記憶が実現される。
(実施例) 以下、添附の図面を参照しながら本発明の好ましい実施
例について説明する。
第1図は本発明の一実施例に係る磁気ディスク装置の概
略構成を示す図である。
フロッピーディスク1は、ディスク固定用ハブ2を介し
て図示しないスピンドルモータに結合されている。フロ
ッピーディスク1の両面には、記録面が形成されており
、これら記録面を両側から挟み込むように、一対の磁気
ヘッド結合体3a。
3bが対向配置され、支持部材4に結合されている。
磁気ヘッド結合体3a、3bは、具体的には第2図に示
すように、ハードディスク装置で用いられる浮上ヘッド
と同様の構成となっている。即ち、支持部材4に締結さ
れるねじ締結用穴11を有するマウントサポート12に
は、ロードばね13の幅広の基端が固着されている。ロ
ードばね13の側端縁部は僅か上方に立ち上げられ、ば
ねの面と直交する方向の剛性を高めるためのロードばね
の羽根部14を形成している。このロードばね13の先
端部には、ヘッドの面内における回転を防止してその姿
勢を一定に保つためのジンバルばね15を介してヘッド
スライダ16が結合されている。ヘッドスライダ16は
、浮上ヘッドに用いられるものとして良く知られた第3
図(a)に示すようなモノリシックタイプ、同図(b)
に示すようなコンポジットタイプ、或は図示しない薄膜
タイプのへラドスライダを用いることができる。これら
のスライダは、第3図に示すように、スライダ本体21
の一端部に磁気ヘッド22を取付けて構成されている。
ヘッドスライダ本体21は、両側縁部に、一端側がテー
バ状に形成されヘッド走行方向に延びるエアベアリング
面(ABS;AirBearing 5urrace 
) 、23を有している。同図(a)のモノリシックタ
イプでは、スライダ本体21がフェライトなどの強磁性
体で形成され、磁気ヘッド22は外付けされる。一方、
同図(b)に示すコンポジットタイプでは、スライダ本
体21はセラミック等の非磁性体で形成され、磁気ヘッ
ド22はこのスライダ本体21の内部に埋め込まれる。
いずれのタイプもギャップ部24は、スライダ本体21
のABS23のテーパ部とは反対の端縁部に設けられる
以上の構成において、いまフロッピーディスク1が静止
している状態では、ヘッドスライダ16のAB323は
、フロッピーディスク2の各面に所定の圧力で接触して
いる。この接触圧は、スライダ16を支持するロードば
ね13のばね圧によって決定される。フロッピーディス
ク1が回転を開始し、その回転数が例えば3600「p
Illの高速回転数に達すると、フロッピーディスク1
は遠心力によってディスク内周から外周へ向かう張力が
発生し、平面性が保たれる。この高速回転時では、第4
図に示すように、フロッピーディスク1とへラドスライ
ダ16との間の相対移動に伴う空気の粘性により発生す
る動圧でヘッドスライダ16a。
16bがフロッピーディスク1上から浮上する。
フロッピーディスク1は、ヘッドスライダ16a。
16bから互いに反対向きの動圧を受けるので、もしそ
の動圧が同じ大きさであれば、フロッピーディスク1は
、両ヘッドスライダ16a、16bから丁度等しい距離
だけ離れた位置に位置決めされる。更に、各ヘッドスラ
イダ16a、16bは、それぞれを支持しているロード
ばね13のばね圧とディスクの回転によって発生した。
動圧とがバランスした位置でその姿勢を維持する。なお
、フロッピーディスク1は、例えば第4図に示すように
、フィルム基板31の両面に、フェライト、Baフェラ
イト、Co−Cr、その他の塗布型あるいは金属の磁性
層32を形成し、更にその両面に例えばシリコン酸化物
等の保護層33を形成した構成となっている。従って、
フロッピーディスク1の回転時のへラドスライダ16a
、16bとフロッピーディスク1との間のギャップGが
、保護層33の厚みを考慮して記録再生特性の劣化が問
題とならない0.02〜0.08.cm程度となるよう
に、ロードばね13のばね圧とへラドスライダ16a。
16bの動圧とを設定するようにすれば良い。
第5図に複数枚のフロッピーディスクを用いたディスク
装置の概略構成を示す。
固定板41に固定されたスピンドルモータ42の垂直に
延びる回転軸43には、ディスク固定用ハブ44によっ
て慢数枚のフロッピーディスク45が軸方向に所定の間
隔をあけて固定されている。これらフロッピーディスク
45には、両面から挟み込むように複数対のヘッド結合
体46がそれぞれ対向配置されている。これらヘッド結
合体46の一つ一つは、第2図に示したヘッド結合体と
同様の構成ををし、支持部材47に共通に固定されてい
る。支持部材47は、ボイスコイルモータ(以下、VC
Mと呼ぶ)48の稼動部に固定され、フロッピーディス
ク45の半径方向に駆動されるものとなっている。各フ
ロッピーディスク45の外周部には、ヘッド結合体46
の移動する部分を除き、ディスク45と径方向に僅かの
隙間を介して整流板52が配置されている。これら整流
板52は周方向の例えば3箇所で支柱53に支持された
ものとなっている。また、ディスク固定用ハブ44には
、その上端部から各フロッピーディスク45の間の空間
へと空気を送り込むための通気孔54が設けられている
以上の構成において、いま、フロッピーディスク45が
静止している状態では各ヘッドスライダ51は、それぞ
れのフロッピーディスク45の各面と接触している。ス
ピンドルモータ42が起動すると、フロッピーディスク
45が回転を始める。
スピンドルモータ42は、複数枚のフロッピーディスク
45を駆動するが、各フロッピーディスク45は軽量で
慣性が小さいため、それほど大きな駆動トルクを必要と
せず、小形のものを用いることができる。そして、フロ
ッピーディスク45の立上がり速度もハードディスクに
比べて十分に短い。従って、フロッピーディスク45は
、直ちに3600.rpmの回転数に達する。フロッピ
ーディスク45が高速回転すると、ヘッドスライダ51
が前述した原理により浮上して、フロッピーディスク4
5が安定位置に保持される。これにより、ヘッドと記録
面との間に所望の安定した間隙が維持される。
ところで、フロッピーディスク45が高速回転すると、
ディスク表面の空気は遠心力によってディスクの内周か
ら外周側へと移動する。このため、ディスクの内周側が
負圧状態となる。この結果、ディスク固定用ハブ44の
上端の開口部から図中点線矢印で示すように通気孔54
の内部へ空気が吸入される。この空気は通気孔54を介
して各フロッピーディスク45間の空間へ供給され、更
にディスクの外周へ向かって移動する。フロッピーディ
スク45の各外周部には、整流板52が配置されている
ので、通気孔54からフロッピーディスク45の外周へ
と移動する空気の流れは、フロッピーディスク45の外
周部で乱されることになく更にその外周へ移動する。し
たがって、フロッピーディスク45の外周部が高速回転
によって振れるのを防止することができる。
このようにフロッピーディスク45が高速回転にも拘ら
ず安定に保持された状態でVCM48を駆動すると、各
ヘッド結合体46の先端に設けられたヘッドスライダ5
1がフロッピーディスク45の記録面上を非接触で移動
する。これにより任意の位置に対する情報の高速読出し
書込みが可能となる。情報は記録再生アンプ54を介し
て外部とやりとりされる。
なお、以上ではへラドスライダが正圧スライダの場合に
ついて説明したが、例えば第6図に示すように、ヘッド
スライダ61a、61bが負圧スライダである場合にも
上記と同様の効果が得られる。
即ち、フロッピーディスク1が静止している状態では、
ロードばねに支持されたヘッドスライダ61a、61b
は、比較的大きなギャップを介してフロッピーディスク
1とは非接触状態を保つている。フロッピーディスク1
が図に示す向きに高速回転すると、これにより発生する
空気流がヘッドスライダ61a、61bをフロッピーデ
ィスク1へ近付ける向きに作用する。そして、空気流に
よる力とロードばねによるばね力とが釣合ったところで
ヘッドスライダ61a、61bは保持される。このとき
、ヘッドスライダ61a、61bのヘッド進行方向先端
側ギャップが同後端側ギャップに比べて小さくなるので
、ヘッドスライダ61a、61bとフロッピーディスク
1とが対向する部分は負圧状態となる。これにより、フ
ロッピーディスク1は両ヘッドスライダ61a。
61bから吸引され、両眼引力がバランスした位置で安
定に保持される。この実施例によれば、フロッピーディ
スク1の静止時においてもヘッドスライダ61a、61
bとフロッピーディスク1とは非接触であるため、ディ
スクの起動・停止時のヘッドによる損傷を防止できる。
また、第7図に示す例は、正圧スライダと負圧スライダ
とを組合わせた例を示す図である。フロッピーディスク
1が回転すると、ヘッドスライダ71aはディスク1か
ら離れる向き、ヘッドスライダ71bはディスク1に近
付く向きにそれぞれ移動する。これに伴い、フロッピー
ディスク1は、ヘッドスライダ71bへ向かう一定の力
を受けるので、フロッピーディスク1の持つ弾性とが釣
合って所定の位置に安定に保持されることになる。
第8図に整流板の他の例を示す。この整流板81は、フ
ロッピーディスク82の外周に配置され、その内周縁部
にV字溝83が形成されたものとなっている。この整流
板81を用いると、フロッピーディスク82の高速回転
時にディスク82の内周から外周にかけて移動する空気
流は、整流板81のv字溝83の部分に止まるので、v
字溝83のフロッピーディスク82で部分される上下空
間の圧力がバランスし、フロッピーディスク1の外周部
の振れを防止できる。
第9図は整流板の更に他の例を示す図である。
この整流板91は、フロッピーディスク82の外周に配
置され、その内周縁部に断面丁字形の壁部92が形成さ
れたものとなっている。この整流板91を用いると、フ
ロッピーディスク82の高速回転時にディスク82の内
周から外周にかけて移動する空気流は、整流板91の上
記壁部92に突き当り、更にこの壁部92に沿って上下
に移動する。これによりフロッピーディスク82の外周
部の上下空間の圧力がバランスし、フロッピーディスク
1の外周部の振れを防止できる。
第10図は整流板の更に他の例を示す図である。
この整流板101は第8図の整流板81のV字溝83の
底から外周へ向かう空気流路102を設けたものとなっ
ている。この構成によれば、フロッピーディスク82の
内周から外周へと向かう空気の流れはV字溝103から
空気流路102を通ってスムーズに流れ、更にディスク
外周を安定に保持できる。
第11図は各フロッピーディスク82間に、空気の交流
を遮断する遮蔽板111を配置した例を示す図である。
この遮蔽板111を設けることによっても、フロッピー
ディスク82の外周部は安定化される。更に、第12図
に示すように、遮蔽板111と整流板52とを組合わせ
て用いるようにしても良い。
ところで、第11図に示した遮蔽板111は、フロッピ
ーディスク82の全周にわたって介挿されるものである
ことが望ましい。しかし、実際にはヘッドが進退する部
分にはこの遮蔽板を設けることはできないので、例えば
第13図に示すように、ヘッド結合体131を支持する
支持部材132に一体的に扇状の遮蔽部材133を設け
るようにしても良い。
これらの遮蔽板111.遮蔽部材133は、フロッピー
ディスク82の静止時においても、これらとは接触しな
い位置に取付けられている。なお、遮蔽部材133は特
に扇状に限定されるものではなく、種々の形状を採用可
能である。
なお、一対のヘッドスライダ−を全く同じ向きで対向さ
せるのではなく、例えば第14図に示すように、ヘッド
スライダ−141a、141bがディスク面内で互いに
僅か回転した位置に対向配置するようにしてもよい。こ
の場合、それらの重心はずれた位置に配置される。この
ように配置すると、静止時のヘッドスライダ−141a
141bとフロッピーディスクとの間の吸着現象を、ヘ
ッドスライダ−を同じ向きで対向配置した場合よりも抑
制できる。更に、両磁気ヘッド142a、142bのア
ジマス角を異ならせることができるので、一方のヘッド
の記録時における他方のヘッドへのクロストークを防止
できる。
また同様の効果は、第15図に示すように、ヘッドスラ
イダ151a、151bを平行移動させた場合にも得ら
れる。この場合、2つのヘッドの中心線のずれ量をA1
溝部の幅の1/2をB1ABS幅をCとすると、本発明
におけるディスクの安定支持という効果を得るためには
、C<A<2Bという条件を満たす必要がある。
また、ヘッド結合体は、第16図に示すように、1対の
へラドスライダ161a、161bを支持する2本の剛
体のアーム162a、162bをばね163によって結
合するような構成としてもよい。この場合には、両ヘッ
ドスライダ161a。
161bに均等に加重をかけられるので、浮上ギャップ
を上下均等にできる効果がある。
更に、第17図に示すように、ディスク固定用ハブ17
1に複数の切欠きを設けてハブとフロッピーディスク8
2とを点で支持せるようにすると、フロッピーディスク
82の固定時にディスクにたわみが発生し難くなり、同
時にディスク周辺の空気の流れをスムーズにできるとい
う効果がある。
また、複数枚のフロッピーディスク82を設置する場合
には、第18図に示すよう、機械的特性の異方性を全て
同じ向きに揃えて温度膨張の方向を揃えるようにすれば
、トラッキングサーボの精度が向上し、記録密度を更に
高めることができる。
[発明の効果] 以上述べたように、本発明によれば、可撓性磁気ディス
ク単体が他の部材とは非接触に高速回転しその張力によ
って平面性が保たれるので回転体の慣性が少なく、小形
軽量で安価な磁気ディスクを提供できる。また、可撓性
磁気ディスクの両側から磁気ヘッドを挟み込むように対
向配置させ、両ヘッドと磁気ディスクとの間の動圧によ
って磁気ディスクが所定の位置に正確に位置決めされる
ので、ハードディスク並みの大容量、高速の磁気ディス
クを小形でかつ安価に提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第4図は本発明の一実施例に係る磁気ディス
クを示す図で、第1図は同装置の概略構成図、第2図は
ヘッド結合体の詳細斜視図、第3図はへラスライダの詳
細斜視図、第4図は動作を説明するための図、第5図は
本発明の他の実施例に係る磁気ディスク装置の構成を示
す図、第6図乃至第18図は本発明の更に他の実施例を
それぞれ説明するための図である。 1.45.82・・・フロッピーディスク、2゜44.
171・・・ディスク固定用ハブ、3a。 3b、46.131・・・ヘッド結合体、4,47゜1
32 ・・・支持部材、16,16a、16b。 51.61a、61b、71a、71b、134゜61
 a。 b・・・ヘラ ドスライダ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)可撓性磁気ディスクと、 この可撓性磁気ディスクを回転駆動するモータと、 この可撓性磁気ディスクを両面から挟み込むように対向
    配置され、前記可撓性磁気ディスクの回転移動に伴う磁
    気ディスク表面の空気流により前記可撓性磁気ディスク
    の記録面と垂直な向きの力を受ける少なくとも1対の磁
    気ヘッドと、これら磁気ヘッドに加わる前記空気流によ
    る力と反対方向で、かつ前記磁気ヘッドと前記可撓性磁
    気ディスクとが所定の空隙を保つ力を前記磁気ヘッドに
    加えつつ、前記磁気ヘッドを支持する磁気ヘッド支持手
    段とを具備し、 前記可撓性磁気ディスクは、その回転に伴う前記1対の
    磁気ヘッドとの間の動圧により両磁気ヘッド間の所定位
    置に位置決めされるものであることを特徴とする磁気デ
    ィスク装置。
  2. (2)前記可撓性磁気ディスクの外周に前記可撓性磁気
    ディスクと所定の間隙を介して整流板を配置するととも
    に、前記可撓性磁気ディスクの両面に所定の間隙を介し
    て遮蔽板を対向配置させたことを特徴とする請求項1記
    載の磁気ディスク装置。
  3. (3)前記可撓性磁気ディスクは、同一回転軸に複数枚
    設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載の
    磁気ディスク装置。
  4. (4)前記磁気ヘッドと一体的に進退し、前記可撓性磁
    気ディスクの両面と所定の間隙を介して対向する遮蔽部
    材を更に設けたことを特徴とする請求項1乃至3記載の
    磁気ディスク装置。
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