JPH03118749A - 永久磁石界磁型電動機 - Google Patents
永久磁石界磁型電動機Info
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- JPH03118749A JPH03118749A JP1257345A JP25734589A JPH03118749A JP H03118749 A JPH03118749 A JP H03118749A JP 1257345 A JP1257345 A JP 1257345A JP 25734589 A JP25734589 A JP 25734589A JP H03118749 A JPH03118749 A JP H03118749A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、回転子に永久磁石界磁を備えた電動機に関す
る。
る。
回転子に永久磁石界磁を備えた電動機において、その界
磁を製作する場合、一般には永久磁石材を着磁コイルを
備えた着磁装置にセットし、この着磁コイルに通電する
ことにより永久磁石化して製作している。ところが上記
界磁を取り付けた回転子を電動機ハウジングに組み込む
までの工程において、永久磁石化された界磁に鉄粉等が
付着して回転障害を生じる原因となったり、回転子が磁
性体の治具等に吸着して扱い難いといった問題があった
。また電動機の制御機器の故障等によって固定子コイル
に異常な大電流が流れて永久磁石が減磁した場合、電動
機が取り付けられている装置によっては、再着磁のため
の電動機の取り外し及び分解が困難な場合も多い。
磁を製作する場合、一般には永久磁石材を着磁コイルを
備えた着磁装置にセットし、この着磁コイルに通電する
ことにより永久磁石化して製作している。ところが上記
界磁を取り付けた回転子を電動機ハウジングに組み込む
までの工程において、永久磁石化された界磁に鉄粉等が
付着して回転障害を生じる原因となったり、回転子が磁
性体の治具等に吸着して扱い難いといった問題があった
。また電動機の制御機器の故障等によって固定子コイル
に異常な大電流が流れて永久磁石が減磁した場合、電動
機が取り付けられている装置によっては、再着磁のため
の電動機の取り外し及び分解が困難な場合も多い。
上記課題を有する電動機の場合、電動機としての組み立
て完了後に、この電動機の固定子コイルを着磁コイルと
して流用することにより、この固定子に対向配置された
回転子の界磁に着磁を施すいわゆる組み込み着磁と称さ
れる方法が一般に採用されている。
て完了後に、この電動機の固定子コイルを着磁コイルと
して流用することにより、この固定子に対向配置された
回転子の界磁に着磁を施すいわゆる組み込み着磁と称さ
れる方法が一般に採用されている。
この組み込み着磁は、例えば特開昭５７−１４２１６５
号公報に開示される方法が知られている。
号公報に開示される方法が知られている。
これは第４図及び第５図に示すように、三相Ｙ結線され
た固定子コイルＣｕ、Ｃｖ、Ｃ−の各口出部Ｔｕ 、Ｔ
ｖ、Ｔ−を図のような結線で着磁電源Ｅへ接続すること
によりなされるものである。第４図の結線は固定子の三
相コイルのすべてを使用する場合、また第５図の結線は
特定の２相を使用する場合をそれぞれ示しており、第４
図の結線の場合は第５図のものに比べて回路の抵抗値が
減少するため、着磁電源Ｅの容量が軽減されている。
た固定子コイルＣｕ、Ｃｖ、Ｃ−の各口出部Ｔｕ 、Ｔ
ｖ、Ｔ−を図のような結線で着磁電源Ｅへ接続すること
によりなされるものである。第４図の結線は固定子の三
相コイルのすべてを使用する場合、また第５図の結線は
特定の２相を使用する場合をそれぞれ示しており、第４
図の結線の場合は第５図のものに比べて回路の抵抗値が
減少するため、着磁電源Ｅの容量が軽減されている。
着磁時においては固定子コイルに強烈なインパルス電流
が通電されるため、必然的にコイルに加わる電磁的衝撃
も多大なものとなる。コイルを形成する各電線の隣接す
る相互においては、相互に同一方向の電流が通電された
場合は吸引力が作用し、反対に逆方向の電流が通電され
た場合は反発力となって作用する。特に上記反発力の影
響は、コイルを支える部材に乏しい固定そのコイルエン
ド部において顕著に現れる。例えば、界磁を構成する永
久磁石材としてストロンチウムフェライト磁石を使用し
た場合、その着磁に際して約２２０００エルステツドの
磁界を必要とし、着磁電流によるコイルエンド相間の反
発力は、１馬力クラスの電動機の場合約６０に８程度に
達する。着磁に要する磁界の強さは、サマリウムコバル
ト磁石の場合で約２５０００エルステツド、ネオジウム
−鉄−ボロン系磁石の場合で約３００００エルステツド
程度となり、これら電動機の高効率化を目的とした高グ
レード磁石の使用に伴って上記相間の反発力はさらに大
きなものとなる。
が通電されるため、必然的にコイルに加わる電磁的衝撃
も多大なものとなる。コイルを形成する各電線の隣接す
る相互においては、相互に同一方向の電流が通電された
場合は吸引力が作用し、反対に逆方向の電流が通電され
た場合は反発力となって作用する。特に上記反発力の影
響は、コイルを支える部材に乏しい固定そのコイルエン
ド部において顕著に現れる。例えば、界磁を構成する永
久磁石材としてストロンチウムフェライト磁石を使用し
た場合、その着磁に際して約２２０００エルステツドの
磁界を必要とし、着磁電流によるコイルエンド相間の反
発力は、１馬力クラスの電動機の場合約６０に８程度に
達する。着磁に要する磁界の強さは、サマリウムコバル
ト磁石の場合で約２５０００エルステツド、ネオジウム
−鉄−ボロン系磁石の場合で約３００００エルステツド
程度となり、これら電動機の高効率化を目的とした高グ
レード磁石の使用に伴って上記相間の反発力はさらに大
きなものとなる。
コイルエンドにて隣接する異相コイル間に逆方向の着磁
電流が通電されると、コイル閏の反発力によってコイル
エンドの整形形状が崩されて、内層側のコイルエンドは
固定子の内径側へ、また外層側のコイルエンドは固定子
の外径側へそれぞれ倒れを生じる問題があった。そして
コイルエンドが内径側へ倒れる場合はコイルが回転子や
軸受部等と接触し、外径側へ倒れる場合はコイルが電動
機ハウジング等と接触し、それぞれ耐圧不良をひき起こ
すものであった。
電流が通電されると、コイル閏の反発力によってコイル
エンドの整形形状が崩されて、内層側のコイルエンドは
固定子の内径側へ、また外層側のコイルエンドは固定子
の外径側へそれぞれ倒れを生じる問題があった。そして
コイルエンドが内径側へ倒れる場合はコイルが回転子や
軸受部等と接触し、外径側へ倒れる場合はコイルが電動
機ハウジング等と接触し、それぞれ耐圧不良をひき起こ
すものであった。
本発明は、永久磁石化されるべき界磁を備えた回転子に
、三相Ｙ結線されたコイルを備えた固定子を対向配置し
て組み立てた後、固定子の三相コイルを流用して前記界
磁に着磁を施して構成する永久磁石界磁型電動機におい
て、次のような特徴を具備させて構成する。
、三相Ｙ結線されたコイルを備えた固定子を対向配置し
て組み立てた後、固定子の三相コイルを流用して前記界
磁に着磁を施して構成する永久磁石界磁型電動機におい
て、次のような特徴を具備させて構成する。
即ち、第４図に示すように三相コイルの各相口出部を着
磁電源へ接続するものにおいては、コイルＣｗの着磁電
流値が大きくなるため、このコイルＣｗのコイルエンド
を他のコイルエンドに比べて多重に結束して構成する。
磁電源へ接続するものにおいては、コイルＣｗの着磁電
流値が大きくなるため、このコイルＣｗのコイルエンド
を他のコイルエンドに比べて多重に結束して構成する。
また第５図に示すように三相コイルのうち特定の２相の
口出部を着磁電源へ接続するものにおいては、コイルＣ
ｖとＣｖに着磁電流が通電されるため、このコイルＣｖ
とＣｗのコイルエンドが相互に重なる部分を他のコイル
エンドに比べて多重に結束して構成するものである。
口出部を着磁電源へ接続するものにおいては、コイルＣ
ｖとＣｖに着磁電流が通電されるため、このコイルＣｖ
とＣｗのコイルエンドが相互に重なる部分を他のコイル
エンドに比べて多重に結束して構成するものである。
コイルエンドにおいて、隣接する異相コイルの相互に逆
方向の着磁電流が流れて相間に反発力が生じる箇所が、
結束によって補強されて、コイルエンドの倒れ等の変形
が抑止される。
方向の着磁電流が流れて相間に反発力が生じる箇所が、
結束によって補強されて、コイルエンドの倒れ等の変形
が抑止される。
第２図は圧縮機用同期電動機等に代表される永久磁石界
磁型電動機の一般的構成を示す断面図であり、３０は固
定子、４０は回転子を示している。
磁型電動機の一般的構成を示す断面図であり、３０は固
定子、４０は回転子を示している。
回転子４０は、厚肉円筒状の鉄製ヨーク４１の外周部に
単数乃至複数の永久磁石よりなるリング状の界磁４２を
取り付け、軸方向両端に界磁保護用の端板４３，４３．
−を装着して構成されている。また必要に応じて、界磁
４２の外周部に筒状キャン又はバインド等の保護部材を
装着する場合もある。
単数乃至複数の永久磁石よりなるリング状の界磁４２を
取り付け、軸方向両端に界磁保護用の端板４３，４３．
−を装着して構成されている。また必要に応じて、界磁
４２の外周部に筒状キャン又はバインド等の保護部材を
装着する場合もある。
ヨーク４１は内径部がシャフト４４に圧入固着され、シ
ャフト４４は軸受部４５に支持されて、これにより回転
子４０が回動自在に支持されている。
ャフト４４は軸受部４５に支持されて、これにより回転
子４０が回動自在に支持されている。
固定子３０は、鉄心３１の内径部に環状・に配設された
複数のスロットに絶縁紙を介してコイル３２を装着して
構成されており、鉄心３１の外径部が図示しないハウジ
ングに圧入固着されて、回転子４０との間に所定のエア
ギャップを形成して対向配置されている。鉄心３１の両
端から突出するコイルエンド３３．３３は内外径部へ出
っ張ることのないように整形されて、それぞれ縛り紐に
よって結束固定されている。
複数のスロットに絶縁紙を介してコイル３２を装着して
構成されており、鉄心３１の外径部が図示しないハウジ
ングに圧入固着されて、回転子４０との間に所定のエア
ギャップを形成して対向配置されている。鉄心３１の両
端から突出するコイルエンド３３．３３は内外径部へ出
っ張ることのないように整形されて、それぞれ縛り紐に
よって結束固定されている。
第３図は上記固定子コイル３２０巻装構成の一例を示し
、１〜２４はスロット番号を示している。
、１〜２４はスロット番号を示している。
図の構成は三相４極の同心巻であり、コイルＣｕｌとＣ
ｕ２によってＵ相コイルＣｕを、コイルＣｖｌとＣｕ２
によってＶ相コイルＣｖを、またコイルＣνｌとＣｕ２
によってＷ相コイルＣｗをそれぞれ形成しており、各相
コイルの一端をＹ接続して中性点とし、他端を口出部Ｔ
ｕ 、Ｔｖ 、Ｔ−として形成されている。
ｕ２によってＵ相コイルＣｕを、コイルＣｖｌとＣｕ２
によってＶ相コイルＣｖを、またコイルＣνｌとＣｕ２
によってＷ相コイルＣｗをそれぞれ形成しており、各相
コイルの一端をＹ接続して中性点とし、他端を口出部Ｔ
ｕ 、Ｔｖ 、Ｔ−として形成されている。
上記のように組み立てられた電動機は、その固定子コイ
ル３２の各口出部から引き出された口出線３４を着磁電
源に接続し、固定子コイルにインパルス電流を通電する
ことにより回転子界磁４２に着磁が施される。この場合
の結線は第４図又は第５図に示す通りであり、これらの
図においてＣｕ、Ｃｖ及びＣｗの各コイルは、第３図に
おけるコイルＣｕｌとＣｕ２の並列回路、コイルＣｖｌ
とＣｕ２の並列回路及びコイルＣｗｌとＣｕ２の並列回
路をそれぞれ示すものとする。
ル３２の各口出部から引き出された口出線３４を着磁電
源に接続し、固定子コイルにインパルス電流を通電する
ことにより回転子界磁４２に着磁が施される。この場合
の結線は第４図又は第５図に示す通りであり、これらの
図においてＣｕ、Ｃｖ及びＣｗの各コイルは、第３図に
おけるコイルＣｕｌとＣｕ２の並列回路、コイルＣｖｌ
とＣｕ２の並列回路及びコイルＣｗｌとＣｕ２の並列回
路をそれぞれ示すものとする。
いま各口出部Ｔｕ 、Ｔｖ 、Ｔｖを第４図に示すよう
に接続した場合、コイルＣｗｌとＣｕ２に流れる電流は
、コイルＣｕｌとＣｕ２及びコイルＣｖｌとＣｕ２に流
れる電流の２倍となり、この結果、着磁電流通電時にコ
イルＣｗｔとＣν２に加わる力は特に大きなものとなる
。特に第３図に符号Ｐｉ 、 Ｐ２ 、 Ｐ３、Ｐ４で
示すコイルエンド部分においては、着磁時の電流方向が
相開で逆方向となるため、相開に強い反発力が作用する
ことになる。従って上記ＰＩ 、Ｐ２ 、Ｐ３ 、Ｐ４
の各箇所でコイルエンドを多重に結束することにより、
コイルエンドは補強され、その変形が抑止される。
に接続した場合、コイルＣｗｌとＣｕ２に流れる電流は
、コイルＣｕｌとＣｕ２及びコイルＣｖｌとＣｕ２に流
れる電流の２倍となり、この結果、着磁電流通電時にコ
イルＣｗｔとＣν２に加わる力は特に大きなものとなる
。特に第３図に符号Ｐｉ 、 Ｐ２ 、 Ｐ３、Ｐ４で
示すコイルエンド部分においては、着磁時の電流方向が
相開で逆方向となるため、相開に強い反発力が作用する
ことになる。従って上記ＰＩ 、Ｐ２ 、Ｐ３ 、Ｐ４
の各箇所でコイルエンドを多重に結束することにより、
コイルエンドは補強され、その変形が抑止される。
第１図は本発明による電動機固定子の概略を示す平面図
であり、第３図に示したコイル構成を有する固定子を反
口出線側から見た状態を示している。日出線側に間して
は、日出線が存在する以外は鉄心３１を挟んで略対称な
均等構成となっている。固定子３０の各コイルは、Ｃｕ
２． Ｃｕ２． Ｃｕ２を外層に、またＣｕｌ、 Ｃｖ
ｌ、 Ｃｗｌを内層にそれぞれ配置してあり、それらの
コイルエンド３３は、ポリエステル等の縛り紐３５によ
って亀甲縛り等の方法で結束されている。モして着磁時
にコイルエンドに加わる力が特に大きな箇所であるＰ３
とＰ４の両箇所のコイルエンドは、他の部分に比べてコ
イルエンドが多重に結束されて、縛り紐の多重部分３６
．３６が形成されて補強されている。
であり、第３図に示したコイル構成を有する固定子を反
口出線側から見た状態を示している。日出線側に間して
は、日出線が存在する以外は鉄心３１を挟んで略対称な
均等構成となっている。固定子３０の各コイルは、Ｃｕ
２． Ｃｕ２． Ｃｕ２を外層に、またＣｕｌ、 Ｃｖ
ｌ、 Ｃｗｌを内層にそれぞれ配置してあり、それらの
コイルエンド３３は、ポリエステル等の縛り紐３５によ
って亀甲縛り等の方法で結束されている。モして着磁時
にコイルエンドに加わる力が特に大きな箇所であるＰ３
とＰ４の両箇所のコイルエンドは、他の部分に比べてコ
イルエンドが多重に結束されて、縛り紐の多重部分３６
．３６が形成されて補強されている。
図に示すように、コイルエンドの縛り紐３５を利用して
特定の箇所を単に多重に結束する構成であるため、製作
は容易であり、また縛り紐の多重部分３６．３６のうち
の一つを縛りの起点とすることにより、この部分に関し
ては従来製法において必然的に多重結束がなされるため
、工数増加を最小限にとどめることができ、さらには縛
り紐の端末処理において紐の締め上げがなされるため、
多重部分３６の結束効果が促進される利点がある。
特定の箇所を単に多重に結束する構成であるため、製作
は容易であり、また縛り紐の多重部分３６．３６のうち
の一つを縛りの起点とすることにより、この部分に関し
ては従来製法において必然的に多重結束がなされるため
、工数増加を最小限にとどめることができ、さらには縛
り紐の端末処理において紐の締め上げがなされるため、
多重部分３６の結束効果が促進される利点がある。
特定の箇所を多重に結束する手段としては、この他に例
えば結束バンドや熱収縮率の大きな紐等の別部品を用い
てコイルエンドを締め付ける構成としてもよく、この場
合は結束効果がさらに促進される。
えば結束バンドや熱収縮率の大きな紐等の別部品を用い
てコイルエンドを締め付ける構成としてもよく、この場
合は結束効果がさらに促進される。
尚、第１図の実施例においては、着磁時にコイルエンド
に加わる力が特に大きなＰＩ 、 Ｐ２ 、 Ｐ３、Ｐ
４の各箇所のうち、Ｐ３とＰ４の２箇所のみ多重結束し
て補強を施しであるが、これは一般にコイルエンドが外
径側へ拡げて整形しであるために外径側よりも内径側へ
倒れ易く、さらに第２図に示した電動機のように、反口
出線側のコイルエンド３３の内径側に近接して鉄製の軸
受部４５が存在する場合、着磁時にこの軸受部４５とコ
イルエンド３３との間に生じる吸引力によってコイルエ
ンド３３が内径側へ倒れ易くなるため、着磁電流値の大
きなＣｕｔとＣｗ２の両コイルエンドのうち内層に配置
される０％、ｌｌＯ方が変形し易く、且つ回転子４０と
近接しているために回転子４０との接触等致命的な影響
が発生し易いためである。従ってコイルエンド３３の外
径部にハウジング等が近接して存在する場合は、ＰＩと
Ｐｌの両箇所も多重に結束して補強すべきことは勿論で
ある。つまり電動機の構成上の特徴から、多重結束する
箇所は、ＰＩとＰｌの２箇所、又はＰ３とＰ４の２箇所
、又はＰＩ 、Ｐｌ 、Ｐ３ 、Ｐ４の４箇所より適宜
選択して構成する。
に加わる力が特に大きなＰＩ 、 Ｐ２ 、 Ｐ３、Ｐ
４の各箇所のうち、Ｐ３とＰ４の２箇所のみ多重結束し
て補強を施しであるが、これは一般にコイルエンドが外
径側へ拡げて整形しであるために外径側よりも内径側へ
倒れ易く、さらに第２図に示した電動機のように、反口
出線側のコイルエンド３３の内径側に近接して鉄製の軸
受部４５が存在する場合、着磁時にこの軸受部４５とコ
イルエンド３３との間に生じる吸引力によってコイルエ
ンド３３が内径側へ倒れ易くなるため、着磁電流値の大
きなＣｕｔとＣｗ２の両コイルエンドのうち内層に配置
される０％、ｌｌＯ方が変形し易く、且つ回転子４０と
近接しているために回転子４０との接触等致命的な影響
が発生し易いためである。従ってコイルエンド３３の外
径部にハウジング等が近接して存在する場合は、ＰＩと
Ｐｌの両箇所も多重に結束して補強すべきことは勿論で
ある。つまり電動機の構成上の特徴から、多重結束する
箇所は、ＰＩとＰｌの２箇所、又はＰ３とＰ４の２箇所
、又はＰＩ 、Ｐｌ 、Ｐ３ 、Ｐ４の４箇所より適宜
選択して構成する。
次に三相コイルの各口出部Ｔｕ 、Ｔｖ 、Ｔνを第５
図に示すように接続した場合、コイルＣｕｌとＣｕ２に
は通電されず、コイルＣｖｌとＣｖ２及びコイルＣｗｌ
とＣｗ２に各々同一値の電流が流れる。この場合はこれ
ら通電されるコイルである■相とＷ相のコイルエンドに
おいて電流方向が相開で逆方向となるため、第１図及び
第３図において符号Ｐ１及びＰ３で示す部分、即ちＶ相
とＷ相が相互に重なる相間において強い反発力が作用す
る。従ってこの場合は、第１図におけるＰｌとＰ３の２
箇所のみ多重結束してコイルエンドを補強して構成する
ものである。
図に示すように接続した場合、コイルＣｕｌとＣｕ２に
は通電されず、コイルＣｖｌとＣｖ２及びコイルＣｗｌ
とＣｗ２に各々同一値の電流が流れる。この場合はこれ
ら通電されるコイルである■相とＷ相のコイルエンドに
おいて電流方向が相開で逆方向となるため、第１図及び
第３図において符号Ｐ１及びＰ３で示す部分、即ちＶ相
とＷ相が相互に重なる相間において強い反発力が作用す
る。従ってこの場合は、第１図におけるＰｌとＰ３の２
箇所のみ多重結束してコイルエンドを補強して構成する
ものである。
本発明によれば、着磁電流によって特に大きな力を受け
る固定子コイルエンドの特定の箇所を予め補強して構成
するため、着磁時にコイルエンドの倒れ等の変形が生じ
ることもなくその整形形状が維持されて、製作又は修理
に際して有益な鞘み込み着磁法を用いた永久磁石界磁型
電動機の品質を向上させることができる。
る固定子コイルエンドの特定の箇所を予め補強して構成
するため、着磁時にコイルエンドの倒れ等の変形が生じ
ることもなくその整形形状が維持されて、製作又は修理
に際して有益な鞘み込み着磁法を用いた永久磁石界磁型
電動機の品質を向上させることができる。
第１図は本発明の実施例を示す電動機の平面図、第２図
は永久磁石界磁型電動機の一般的構成を示す正面断面図
、第３図は第１図の固定子コイルの巻装構成を示す展開
接続図、第４図及び第５図はそれぞれ異なる例を示す着
磁時の固定子コイルの結線図である。 １〜２４・・・スロット、３０・・・固定子、３２・・
・コイル、３３・・・コイルエンド、３５・・・縛り紐
、４゜・・・回転子、４２・・・界磁、４４・・・シャ
フト、Ｔｕ。 Ｔｖ 、Ｔｗ・・・口出部、Ｅ・・・着磁電源。 第１図 第 ２ 図 第 図 第 図
は永久磁石界磁型電動機の一般的構成を示す正面断面図
、第３図は第１図の固定子コイルの巻装構成を示す展開
接続図、第４図及び第５図はそれぞれ異なる例を示す着
磁時の固定子コイルの結線図である。 １〜２４・・・スロット、３０・・・固定子、３２・・
・コイル、３３・・・コイルエンド、３５・・・縛り紐
、４゜・・・回転子、４２・・・界磁、４４・・・シャ
フト、Ｔｕ。 Ｔｖ 、Ｔｗ・・・口出部、Ｅ・・・着磁電源。 第１図 第 ２ 図 第 図 第 図
Claims (2)
- （１）永久磁石化されるべき界磁を備えた回転子に、三
相Ｙ結線されたコイルを備えた固定子を対向配置して組
み立てた後、前記固定子の三相コイルの各相口出部を着
磁電源へ接続することにより前記界磁に着磁を施して構
成する電動機において、着磁電流値の大きな特定のコイ
ルエンドを他のコイルエンドに比べて多重に結束したこ
とを特徴とする永久磁石界磁型電動機。 - （２）永久磁石化されるべき界磁を備えた回転子に、三
相Ｙ結線されたコイルを備えた固定子を対向配置して組
み立てた後、前記固定子の三相コイルのうち特定の２相
の口出部を着磁電源へ接続することにより前記界磁に着
磁を施して構成する電動機において、前記特定の２相の
コイルエンドが相互に重なる部分を他のコイルエンドに
比べて多重に結束したことを特徴とする永久磁石界磁型
電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1257345A JP2881314B2 (ja) | 1989-10-02 | 1989-10-02 | 永久磁石界磁型電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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-
1989
- 1989-10-02 JP JP1257345A patent/JP2881314B2/ja not_active Expired - Lifetime
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