JPH08182267A - 永久磁石形回転子 - Google Patents
永久磁石形回転子Info
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- JPH08182267A JPH08182267A JP6336480A JP33648094A JPH08182267A JP H08182267 A JPH08182267 A JP H08182267A JP 6336480 A JP6336480 A JP 6336480A JP 33648094 A JP33648094 A JP 33648094A JP H08182267 A JPH08182267 A JP H08182267A
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- JP
- Japan
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- magnetic pole
- permanent magnet
- iron core
- slits
- rotor
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- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁束分布の歪みを小さくし、トルクリップル
の少ない永久磁石形回転子を提供する。 【構成】 回転子鉄心１の円周方向に等間隔に回転子の
極数の個数設けた装着穴１１と、装着穴１１に装着した
永久磁石２と、永久磁石２の磁極面と回転子鉄心１の外
周との間に形成した鉄心磁極部１２と、永久磁石２の外
周側の磁極面から生じる磁気回路に沿って鉄心磁極部１
２に形成したスリット１３とを備えた永久磁石形回転子
において、永久磁石２の磁極面を径方向に向けて配置
し、極ピッチをθ0 、１極のスリット数をＮ、１極内の
スリットのピッチをｐ（電気角）、鉄心磁極部の数を
Ｐ、隣接する鉄心磁極部のスリットとの周方向のずれ角
をΔθ（電気角）、隣接する鉄心磁極部のスリットとの
極間のスリットピッチをθ1 としたとき、 θ1 ＝θ0 ＋Δθ、 ただし、Δθ＝ｐ／Ｐ＝１８０°／｛（Ｎ＋１）・Ｐ｝ の関係になる位置にスリット１３を設けたものである。
の少ない永久磁石形回転子を提供する。 【構成】 回転子鉄心１の円周方向に等間隔に回転子の
極数の個数設けた装着穴１１と、装着穴１１に装着した
永久磁石２と、永久磁石２の磁極面と回転子鉄心１の外
周との間に形成した鉄心磁極部１２と、永久磁石２の外
周側の磁極面から生じる磁気回路に沿って鉄心磁極部１
２に形成したスリット１３とを備えた永久磁石形回転子
において、永久磁石２の磁極面を径方向に向けて配置
し、極ピッチをθ0 、１極のスリット数をＮ、１極内の
スリットのピッチをｐ（電気角）、鉄心磁極部の数を
Ｐ、隣接する鉄心磁極部のスリットとの周方向のずれ角
をΔθ（電気角）、隣接する鉄心磁極部のスリットとの
極間のスリットピッチをθ1 としたとき、 θ1 ＝θ0 ＋Δθ、 ただし、Δθ＝ｐ／Ｐ＝１８０°／｛（Ｎ＋１）・Ｐ｝ の関係になる位置にスリット１３を設けたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回転子鉄心の中に永久
磁石を備えた電動機の永久磁石形回転子に関する。
磁石を備えた電動機の永久磁石形回転子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、回転子鉄心の中に複数の永久磁石
を備えた電動機の永久磁石形回転子は、円筒状の回転子
鉄心の外周付近の円周方向に等間隔に装着穴を設け、そ
の装着穴に永久磁石を装着してある。永久磁石のＮ，Ｓ
の両磁極面または一方の磁極面に密着する鉄心部分に鉄
心磁極部を形成し、回転子鉄心の外周に永久磁石が生成
するＮ，Ｓの鉄心磁極部を円周方向に交互に形成してあ
る。鉄心磁極部には空隙を介して対向する電機子の磁束
によって電機子反作用の磁気回路が生じる。この電機子
反作用により、鉄心磁極部を通る磁束の流れが歪めら
れ、電動機の出力トルクにトルクリップルを発生する。
この電機子反作用を弱めるため、例えば８極の回転子で
は図５に示すように構成されている。１は回転子鉄心、
１１は回転子鉄心１に円周方向に等間隔に設けた８個の
装着穴、１２は装着穴１１と回転子鉄心１の外周との間
に形成した鉄心磁極部（磁極番号〜）である。２は
装着穴１１に装着した永久磁石である。１３は鉄心磁極
部１２に設けられ、永久磁石２の磁極面から生じる磁気
回路Φmに沿って、回転子鉄心１の外周に対してほぼ直
角方向に伸びるスリットで、電機子反作用によって生じ
る破線で示すような磁気回路Φa を分断するように、同
数のスリットをほぼ等間隔に設けてある。（例えば、実
開昭６２−１０４５６０号、実開平５−９１４７号）。
を備えた電動機の永久磁石形回転子は、円筒状の回転子
鉄心の外周付近の円周方向に等間隔に装着穴を設け、そ
の装着穴に永久磁石を装着してある。永久磁石のＮ，Ｓ
の両磁極面または一方の磁極面に密着する鉄心部分に鉄
心磁極部を形成し、回転子鉄心の外周に永久磁石が生成
するＮ，Ｓの鉄心磁極部を円周方向に交互に形成してあ
る。鉄心磁極部には空隙を介して対向する電機子の磁束
によって電機子反作用の磁気回路が生じる。この電機子
反作用により、鉄心磁極部を通る磁束の流れが歪めら
れ、電動機の出力トルクにトルクリップルを発生する。
この電機子反作用を弱めるため、例えば８極の回転子で
は図５に示すように構成されている。１は回転子鉄心、
１１は回転子鉄心１に円周方向に等間隔に設けた８個の
装着穴、１２は装着穴１１と回転子鉄心１の外周との間
に形成した鉄心磁極部（磁極番号〜）である。２は
装着穴１１に装着した永久磁石である。１３は鉄心磁極
部１２に設けられ、永久磁石２の磁極面から生じる磁気
回路Φmに沿って、回転子鉄心１の外周に対してほぼ直
角方向に伸びるスリットで、電機子反作用によって生じ
る破線で示すような磁気回路Φa を分断するように、同
数のスリットをほぼ等間隔に設けてある。（例えば、実
開昭６２−１０４５６０号、実開平５−９１４７号）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術で
は、各鉄心磁極部に設けたスリットが磁極間で同じ位置
に設けてあるため、スリットのある同じ電気角の位置で
空隙磁束密度が低下し、図６に示すように、磁束分布に
歪みが生じる。したがって、誘起電圧波形に高調波成分
が生じ、トルクリップルの原因となり、電動機の応答性
やトルク特性が低下するという問題があった。本発明
は、スリットの配置を改善して磁束分布の歪みを小さく
し、トルクリップルの少ない永久磁石形回転子を提供す
ることを目的とするものである。
は、各鉄心磁極部に設けたスリットが磁極間で同じ位置
に設けてあるため、スリットのある同じ電気角の位置で
空隙磁束密度が低下し、図６に示すように、磁束分布に
歪みが生じる。したがって、誘起電圧波形に高調波成分
が生じ、トルクリップルの原因となり、電動機の応答性
やトルク特性が低下するという問題があった。本発明
は、スリットの配置を改善して磁束分布の歪みを小さく
し、トルクリップルの少ない永久磁石形回転子を提供す
ることを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明は、回転子鉄心の円周方向に等間隔に回転子
の極数の個数設けた装着穴と、前記装着穴に装着した永
久磁石と、前記永久磁石の磁極面と前記回転子鉄心の外
周との間に形成した鉄心磁極部と、前記永久磁石の外周
側の磁極面から生じる磁気回路に沿って前記鉄心磁極部
に形成したスリットとを備えた永久磁石形回転子におい
て、前記永久磁石の磁極面を径方向に向けて配置し、極
ピッチをθ0 、１極のスリット数をＮ、１極内のスリッ
トのピッチをｐ（電気角）、鉄心磁極部の数をＰ、隣接
する鉄心磁極部のスリットとの周方向のずれ角をΔθ
（電気角）、隣接する鉄心磁極部のスリットとの極間の
スリットピッチをθ1 としたとき、 θ1 ＝θ0 ＋Δθ、 ただし、Δθ＝ｐ／Ｐ＝１８０°／｛（Ｎ＋１）・Ｐ｝ の関係になる位置に前記スリットを設けたものである。
また、前記装着穴の個数を回転子の極数の１／２とし
て、隣接する前記装着穴の間に永久磁石を有しない鉄心
磁極部を設け、前記装着穴に装着した永久磁石の内側の
磁極面から磁気回路に沿って湾曲して隣接する前記永久
磁石を有しない鉄心磁極部の外周に向かうスリットを設
けたものである。また、前記スリットの湾曲した最も回
転子の中心に近い部分に、隣接する鉄心磁極部を接続す
る接続部を設けたものである。
め、本発明は、回転子鉄心の円周方向に等間隔に回転子
の極数の個数設けた装着穴と、前記装着穴に装着した永
久磁石と、前記永久磁石の磁極面と前記回転子鉄心の外
周との間に形成した鉄心磁極部と、前記永久磁石の外周
側の磁極面から生じる磁気回路に沿って前記鉄心磁極部
に形成したスリットとを備えた永久磁石形回転子におい
て、前記永久磁石の磁極面を径方向に向けて配置し、極
ピッチをθ0 、１極のスリット数をＮ、１極内のスリッ
トのピッチをｐ（電気角）、鉄心磁極部の数をＰ、隣接
する鉄心磁極部のスリットとの周方向のずれ角をΔθ
（電気角）、隣接する鉄心磁極部のスリットとの極間の
スリットピッチをθ1 としたとき、 θ1 ＝θ0 ＋Δθ、 ただし、Δθ＝ｐ／Ｐ＝１８０°／｛（Ｎ＋１）・Ｐ｝ の関係になる位置に前記スリットを設けたものである。
また、前記装着穴の個数を回転子の極数の１／２とし
て、隣接する前記装着穴の間に永久磁石を有しない鉄心
磁極部を設け、前記装着穴に装着した永久磁石の内側の
磁極面から磁気回路に沿って湾曲して隣接する前記永久
磁石を有しない鉄心磁極部の外周に向かうスリットを設
けたものである。また、前記スリットの湾曲した最も回
転子の中心に近い部分に、隣接する鉄心磁極部を接続す
る接続部を設けたものである。
【０００５】
【作用】上記手段により、回転子鉄心の中に設けた永久
磁石から生じる磁気回路に沿って、永久磁石の磁極面か
ら回転子鉄心の外周に向かって伸びるスリットを鉄心磁
極部に設け、そのスリットの極間のピッチをずらしてあ
るので、電機子反作用によって生じる磁気回路を分断す
るとともに、各鉄心磁極部のスリットの位置が同じ電気
角で重なることがなく、スリットによって生じる磁束の
歪みは同じ電気角で重畳されずに円周方向に分散され、
スリットによって生じる空隙磁束の磁束分布は、円滑な
曲線状となり、歪みが極めて小さくなる。
磁石から生じる磁気回路に沿って、永久磁石の磁極面か
ら回転子鉄心の外周に向かって伸びるスリットを鉄心磁
極部に設け、そのスリットの極間のピッチをずらしてあ
るので、電機子反作用によって生じる磁気回路を分断す
るとともに、各鉄心磁極部のスリットの位置が同じ電気
角で重なることがなく、スリットによって生じる磁束の
歪みは同じ電気角で重畳されずに円周方向に分散され、
スリットによって生じる空隙磁束の磁束分布は、円滑な
曲線状となり、歪みが極めて小さくなる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明を図に示す実施例について説明
する。図１は本発明の第１の実施例を示す正面図で、８
極の永久磁石形回転子を示している。図２はその空隙磁
束の磁束分布を示す説明図である。図において、１は回
転子鉄心、１１は回転子鉄心１に円周方向に等間隔に設
けた極数だけ設けた８個の装着穴、１２は装着穴１１と
回転子鉄心１の外周との間に形成した鉄心磁極部（磁極
番号〜）で、極ピッチθ0 は電気角で１８０°であ
る。２は装着穴１１に装着した永久磁石で、径方向にＮ
またはＳ磁極が向くように配置してある。１３は鉄心磁
極部１２に設け、永久磁石２の磁極面から生じる磁気回
路Φm に沿うように回転子鉄心１の外周に対してほぼ直
角方向に伸びるスリットである。スリット１３の数Ｎ
は、各鉄心磁極部１２の中にそれぞれ５本設けてあり、
１極内のスリットのピッチｐは電気角で１８０°／（Ｎ
＋１）で設けてある。この場合、ｐ＝１８０°／（５＋
１）＝３０°となっている。また、鉄心磁極部１２の数
をＰとすると、隣接する極ごとに、電気角でずれ角Δθ
＝３０°／Ｐだけずらしてある。この場合、３０°／８
＝３．７５°となっている。したがって、隣接する鉄心
磁極部１２のスリット１３との極間のスリットピッチθ
1 は、θ1 ＝θ0 ＋Δθ＝１８０＋３．７５＝１８３．
７５°となっている。このようなスリットの構成によ
り、電機子反作用によって生じる破線で示すような磁気
回路Φa を分断するとともに、各鉄心磁極部のスリット
の位置が同じ電気角で重なることがなく、スリットによ
って生じる磁束の歪みは同じ電気角で重畳されずに円周
方向に分散されるので、スリットによって生じる空隙磁
束の磁束分布は、図２に示すように、円滑な曲線状とな
り、歪みが極めて小さくなる。
する。図１は本発明の第１の実施例を示す正面図で、８
極の永久磁石形回転子を示している。図２はその空隙磁
束の磁束分布を示す説明図である。図において、１は回
転子鉄心、１１は回転子鉄心１に円周方向に等間隔に設
けた極数だけ設けた８個の装着穴、１２は装着穴１１と
回転子鉄心１の外周との間に形成した鉄心磁極部（磁極
番号〜）で、極ピッチθ0 は電気角で１８０°であ
る。２は装着穴１１に装着した永久磁石で、径方向にＮ
またはＳ磁極が向くように配置してある。１３は鉄心磁
極部１２に設け、永久磁石２の磁極面から生じる磁気回
路Φm に沿うように回転子鉄心１の外周に対してほぼ直
角方向に伸びるスリットである。スリット１３の数Ｎ
は、各鉄心磁極部１２の中にそれぞれ５本設けてあり、
１極内のスリットのピッチｐは電気角で１８０°／（Ｎ
＋１）で設けてある。この場合、ｐ＝１８０°／（５＋
１）＝３０°となっている。また、鉄心磁極部１２の数
をＰとすると、隣接する極ごとに、電気角でずれ角Δθ
＝３０°／Ｐだけずらしてある。この場合、３０°／８
＝３．７５°となっている。したがって、隣接する鉄心
磁極部１２のスリット１３との極間のスリットピッチθ
1 は、θ1 ＝θ0 ＋Δθ＝１８０＋３．７５＝１８３．
７５°となっている。このようなスリットの構成によ
り、電機子反作用によって生じる破線で示すような磁気
回路Φa を分断するとともに、各鉄心磁極部のスリット
の位置が同じ電気角で重なることがなく、スリットによ
って生じる磁束の歪みは同じ電気角で重畳されずに円周
方向に分散されるので、スリットによって生じる空隙磁
束の磁束分布は、図２に示すように、円滑な曲線状とな
り、歪みが極めて小さくなる。
【０００７】図３は本発明の第２の実施例を示す正面図
で、８個の鉄心磁極部１２のうち、一極置きに４個の鉄
心磁極部１２に永久磁石２を設け、各永久磁石２の外周
側をＮまたはＳ極の同極とし、他の４個の鉄心磁極部１
２’には永久磁石を設けず、隣接する永久磁石２の内側
から出る磁束を通すようにして、回転子鉄心１の外周に
交互に異極を配列した８極の回転子を形成したものであ
る。この場合、永久磁石２を設けた鉄心磁極部１２には
外周に対してほぼ直角方向に伸びるスリット１３を設
け、永久磁石２の無い各鉄心磁極部１２’には、隣接す
る鉄心磁極部１２に設けた永久磁石２から出る磁気回路
に沿って、外周から内側に向かって伸び、湾曲して隣接
する永久磁石２の内側の磁極に近づくようにスリット１
３’を設けてある。永久磁石のある鉄心磁極部１２と永
久磁石の無い鉄心磁極部１２’にそれぞれ設けたスリッ
ト１３、１３’の隣接する鉄心磁極部１２のスリット１
３との極間のスリットピッチθ1 は、第１の実施例と同
じく、θ1 ＝θ0 ＋Δθ＝１８０＋３．７５＝１８３．
７５°となっている。したがって、スリットによって生
じる磁束の歪みは同じ電気角で重畳されずに円周方向に
分散されるので、スリットによって生じる空隙磁束の磁
束分布は、第１の実施例と同じく、円滑な曲線状とな
り、歪みが極めて小さくなる。図４は本発明の第３の実
施例を示す正面図で、第２の実施例において、永久磁石
の無い鉄心磁極部１２’に設けたスリット１３’の湾曲
して最も回転子の中心に近い部分に、隣接する鉄心磁極
部１２、１２’を接続する接続部１４を設けたものであ
る。この構成により、永久磁石を設けない鉄心磁極部の
遠心力に対する強度を増すことができる。なお、上記実
施例では８極の場合について説明したが、磁極の数は８
極に限るものではない。
で、８個の鉄心磁極部１２のうち、一極置きに４個の鉄
心磁極部１２に永久磁石２を設け、各永久磁石２の外周
側をＮまたはＳ極の同極とし、他の４個の鉄心磁極部１
２’には永久磁石を設けず、隣接する永久磁石２の内側
から出る磁束を通すようにして、回転子鉄心１の外周に
交互に異極を配列した８極の回転子を形成したものであ
る。この場合、永久磁石２を設けた鉄心磁極部１２には
外周に対してほぼ直角方向に伸びるスリット１３を設
け、永久磁石２の無い各鉄心磁極部１２’には、隣接す
る鉄心磁極部１２に設けた永久磁石２から出る磁気回路
に沿って、外周から内側に向かって伸び、湾曲して隣接
する永久磁石２の内側の磁極に近づくようにスリット１
３’を設けてある。永久磁石のある鉄心磁極部１２と永
久磁石の無い鉄心磁極部１２’にそれぞれ設けたスリッ
ト１３、１３’の隣接する鉄心磁極部１２のスリット１
３との極間のスリットピッチθ1 は、第１の実施例と同
じく、θ1 ＝θ0 ＋Δθ＝１８０＋３．７５＝１８３．
７５°となっている。したがって、スリットによって生
じる磁束の歪みは同じ電気角で重畳されずに円周方向に
分散されるので、スリットによって生じる空隙磁束の磁
束分布は、第１の実施例と同じく、円滑な曲線状とな
り、歪みが極めて小さくなる。図４は本発明の第３の実
施例を示す正面図で、第２の実施例において、永久磁石
の無い鉄心磁極部１２’に設けたスリット１３’の湾曲
して最も回転子の中心に近い部分に、隣接する鉄心磁極
部１２、１２’を接続する接続部１４を設けたものであ
る。この構成により、永久磁石を設けない鉄心磁極部の
遠心力に対する強度を増すことができる。なお、上記実
施例では８極の場合について説明したが、磁極の数は８
極に限るものではない。
【０００８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、回
転子鉄心の中に設けた永久磁石から生じる磁気回路に沿
って、永久磁石の磁極面から回転子鉄心の外周に向かっ
て伸びるスリットを鉄心磁極部に設け、そのスリットの
極間のピッチをずらすことにより、空隙磁束の磁束分布
を円滑な曲線状として、歪みを極めて小さくしているの
で、誘起電圧波形の高調波成分を減少させ、トルクリッ
プルの少ない永久磁石形回転子を提供できる効果があ
る。
転子鉄心の中に設けた永久磁石から生じる磁気回路に沿
って、永久磁石の磁極面から回転子鉄心の外周に向かっ
て伸びるスリットを鉄心磁極部に設け、そのスリットの
極間のピッチをずらすことにより、空隙磁束の磁束分布
を円滑な曲線状として、歪みを極めて小さくしているの
で、誘起電圧波形の高調波成分を減少させ、トルクリッ
プルの少ない永久磁石形回転子を提供できる効果があ
る。
【図１】 本発明の第１の実施例を示す正面図である。
【図２】 本発明の実施例の磁束分布を示す説明図であ
る。
る。
【図３】 本発明の第２の実施例を示す正面図である。
【図４】 本発明の第３の実施例を示す正面図である。
【図５】 従来例を示す正面図である。
【図６】 従来例の磁束分布を示す説明図である。
１ 回転子鉄心、１１ 装着穴、１２、１２’ 鉄心磁
極部、１３、１３’スリット、１４ 接続部、 ２ 永
久磁石
極部、１３、１３’スリット、１４ 接続部、 ２ 永
久磁石
Claims (3)
- 【請求項１】 回転子鉄心の円周方向に等間隔に回転子
の極数の個数設けた装着穴と、前記装着穴に装着した永
久磁石と、前記永久磁石の磁極面と前記回転子鉄心の外
周との間に形成した鉄心磁極部と、前記永久磁石の外周
側の磁極面から生じる磁気回路に沿って前記鉄心磁極部
に形成したスリットとを備えた永久磁石形回転子におい
て、前記永久磁石の磁極面を径方向に向けて配置し、極
ピッチをθ0 、１極のスリット数をＮ、１極内のスリッ
トのピッチをｐ（電気角）、鉄心磁極部の数をＰ、隣接
する鉄心磁極部のスリットとの周方向のずれ角をΔθ
（電気角）、隣接する鉄心磁極部のスリットとの極間の
スリットピッチをθ1 としたとき、 θ1 ＝θ0 ＋Δθ、 ただし、Δθ＝ｐ／Ｐ＝１８０°／｛（Ｎ＋１）・Ｐ｝ の関係になる位置に前記スリットを設けたことを特徴と
する永久磁石形回転子。 - 【請求項２】 前記装着穴の個数を回転子の極数の１／
２として、隣接する前記装着穴の間に永久磁石を有しな
い鉄心磁極部を設け、前記装着穴に装着した永久磁石の
内側の磁極面から磁気回路に沿って湾曲して隣接する前
記永久磁石を有しない鉄心磁極部の外周に向かうスリッ
トを設けた請求項１記載の永久磁石形回転子。 - 【請求項３】 前記スリットの湾曲した最も回転子の中
心に近い部分に、隣接する鉄心磁極部を接続する接続部
を設けた請求項２記載の永久磁石形回転子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33648094A JP3424774B2 (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 永久磁石形回転子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33648094A JP3424774B2 (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 永久磁石形回転子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08182267A true JPH08182267A (ja) | 1996-07-12 |
| JP3424774B2 JP3424774B2 (ja) | 2003-07-07 |
Family
ID=18299573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33648094A Expired - Fee Related JP3424774B2 (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 永久磁石形回転子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3424774B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2004070918A1 (en) * | 2003-02-06 | 2004-08-19 | Università Degli Studi Di Padova | Synchronous motor with permanent magnet rotor |
| EP1670119A1 (en) * | 2004-12-08 | 2006-06-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Motor with Improved flux distribution |
| US7282827B2 (en) | 2003-09-19 | 2007-10-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Permanent magnet motor |
| JP2008245384A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Hitachi Ltd | 永久磁石式回転電機及びそれを用いた圧縮機 |
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