KR101473248B1 - Method for manufacturing a cylinderical linear motor linear motor - Google Patents

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김홍윤
안인식
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(주)티피씨 메카트로닉스
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Abstract

Disclosed is a method for manufacturing a cylindrical linear motor. According to an embodiment of the present invention, the method for manufacturing a cylindrical linear motor comprises: a first molding process to wire coils using a coil-wiring jig and cover the exterior of the coils with a molding in order to place the coils at the inside, and form an armature coil part equipped with a hollow part exposing the interior of the coils (S100); a second molding process to cover the interior of the coils in the first-molding-covered armature coil part with a molding using a coil interior molding jig, and form a secondary armature coil part (S200); and a process of manufacturing a cylindrical linear motor using the armature coil part whose interior and exterior are covered with the moldings (S300).

Description

원통형 선형 전동기 제조 방법{Method for manufacturing a cylinderical linear motor linear motor}Technical Field [0001] The present invention relates to a method of manufacturing a cylindrical linear motor,

본 발명은 원통형 선형 전동기 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of manufacturing a cylindrical linear motor.

산업용 로봇에는 공구 등의 이동체를 Z축 방향으로 이동시키고, 또한 Z축 주위의 θ 방향으로 회전 운동시키는 직선 및 회전 복합 액츄에이터가 조립되는 경우가 있다. 예를 들어, 칩 마운트의 헤드축에는, 전자 부품을 흡착하는 흡착 패드, 공구 등의 이동체를 Z축 방향으로 직선 이동시키고, 또한 Z축의 주위를 회전시키는 것이 요구된다. 이동체의 Z축 방향으로의 직선 운동은, 프린트 기판의 표면에 전자 부품을 실장하는 데 필요해지고, 이동체의 θ방향으로의 회전운동은, 전자 부품의 회전 각도를 위치 결정하는데 필요해진다.In the industrial robot, a linear and rotary hybrid actuator that moves a moving object such as a tool in the Z-axis direction and rotates in the θ direction around the Z-axis may be assembled. For example, on the head shaft of the chip mount, it is required to linearly move a moving body such as an adsorption pad or a tool for attracting an electronic component in the Z-axis direction and to rotate around the Z-axis. The linear movement of the moving body in the Z-axis direction is necessary for mounting the electronic component on the surface of the printed board, and the rotational movement in the direction of the moving body of the moving body is necessary for positioning the rotation angle of the electronic component.

이러한 직선 및 회전 복합 액츄에이터로서 알려진 원통형 선형 전동기는 크게 고정자와 가동자로 구성된다.A cylindrical linear motor known as such a linear and rotary hybrid actuator largely consists of a stator and a mover.

고정자는 프레임과 전기자 코일부로 구성되며, 가동자는 샤프트와 영구자석부로 구성된다.The stator consists of a frame and an armature coil part, and the mover consists of a shaft and a permanent magnet part.

고정자를 구성하는 프레임은 외부 케이스로 사용되며, 프레임의 내측으로 전기자 코일부가 조립될 수 있다.The frame constituting the stator is used as an outer case, and the armature coil portion can be assembled to the inside of the frame.

가동자는 영구자석부가 샤프트의 외주면에 조립된 후, 고정자의 전기자 코일부의 내측으로 조립되어 원통형 선형 전동기를 구성한다.The mover is assembled to the inside of the armature coil part of the stator after the permanent magnet part is assembled to the outer peripheral surface of the shaft to constitute a cylindrical linear motor.

이와 같이 구성된 종래의 원통형 선형 전동기는 고정자의 전기자 코일부에 대한 방수, 방진의 대응 방안이 없고, 전기자 코일부의 코일 제작 시, 중심축을 정확하게 맞추는 것이 매우 어려우며, 가동자의 마찰에 코일 결선이나 이상 전류가 흘러서 열이 발생하는 문제가 있다.
In the conventional cylindrical linear motor having such a structure, there is no countermeasure against waterproofing and dustproofing of the armature part of the stator, and it is very difficult to precisely align the center axis when the coil of the armature part is manufactured. There is a problem that heat is generated due to the flow of heat.

(특허문헌 1) 유럽특허공보 제1404012B1호(공고일 2013.4.17)(Patent Document 1) European Patent Publication No. 1404012B1 (Published on April 17, 2013)

(특허문헌 2) 미국등록특허 제7,834,488호(특허일 2010.11.16)
(Patent Document 2) United States Patent No. 7,834,488 (Patent Date 2010.11.16)

본 발명은 상기와 같은 종래의 원통형 선형 전동기의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 원통형 선형 전동기의 프레임에 조립되는 전기자 코일부를 비전도체를 이용하여 전기적으로 연결되도록 결선시키기 위한 원통형 선형 전동기 제조 방법을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a cylindrical linear motor for connecting a portion of an armature coil assembled to a frame of a cylindrical linear motor to be electrically connected using a non- And a method for manufacturing the same.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 원통형 선형 전동기 제조 방법은 코일 결선용 지그를 이용하여 내부에 코일이 위치되도록 코일을 결선한 후, 코일의 외면을 몰딩하고, 코일 내면이 노출되도록 중공부가 형성된 전기자 코일부를 형성하는 1차 몰딩 공정(S100); 코일 내면 몰딩 지그를 이용하여 상기 1차 몰딩된 전기자 코일부의 코일 내면이 몰딩된 2차 전기자 코일부를 형성하는 2차 몰딩 공정(S200); 및 내외면이 몰딩된 전기자 코일부를 이용하여 원통형 선형 전동기를 제작하는 공정(S300)을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a cylindrical linear motor, comprising the steps of: connecting a coil so that a coil is positioned inside by using a jig for connecting a coil, molding an outer surface of the coil, A primary molding step (S100) of forming an armature coil portion having a hollow portion to be exposed; A secondary molding step (S200) of forming a secondary armature coil part in which the inner surface of the coil of the armature coil part of the primary molding is molded by using a coil inner molding jig; And a step S300 of fabricating a cylindrical linear motor by using an armature coil part having an inner and outer surfaces molded therein.

상기 코일 결선용 지그 및 코일 내면 몰딩 지그에는 각각 중공축이 수직부착될 수 있고, 상기 코일 결선용 지그의 중공축의 직경은 상기 전기자 코일부에 형성된 중공부의 직경과 동일하되, 상기 코일 내면 몰딩 지그의 중공축의 직경보다는 큰 것을 특징으로 한다.Wherein a hollow shaft is vertically attached to each of the coil connection jig and the coil inner molding jig, the diameter of the hollow shaft of the coil connection jig being the same as the diameter of the hollow portion formed in the armor coil portion, And is larger than the diameter of the hollow shaft.

상기 1차 몰딩 공정은 비전도체 중공축이 수직 부착된 코일 결선용 지그를 고정한 후, 상기 중공축의 외주면에 코일을 영구자석의 피치에 맞게 배열하여 상기 전기자 코일부를 결선한 다음 와이어를 상기 코일 결선용 지그의 반대측으로 빼내는 단계; 상기 중공축의 외주면에 결선된 상기 전기자 코일부가 내부에 위치하도록 상기 전기자 코일부의 외부에 1차 몰드 하우징을 조립하여 상기 전기자 코일부와 1차 몰드 하우징의 사이에 몰딩액을 붓는 단계; 및 소정의 시간이 경과된 후, 상기 코일 결선용 지그와 1차 몰드 하우징을 분리하여 외부는 몰딩되고, 내부는 중공부가 형성된 전기자 코일부를 제작하는 단계를 포함할 수 있다.The first molding process comprises fixing a jig for winding a coil having a nonconductive hollow shaft vertically attached thereto, arranging coils on the outer circumferential surface of the hollow shaft so as to match the pitch of the permanent magnets, connecting the armature coil portions, Withdrawing it to the opposite side of the jig; Assembling a first mold housing on the outside of the armature coil portion so that the armature coil portion connected to the outer circumferential surface of the hollow shaft is located inside the armature coil portion, and pouring a molding liquid between the armature coil portion and the first mold housing; And a step of separating the coil connection jig from the primary mold housing to manufacture an armature coil portion molded outside and having a hollow portion formed therein, after a predetermined time has elapsed.

상기 2차 몰딩 공정은 비전도체 중공축이 수직 부착된 코일 내부 몰딩용 지그를 고정한 후, 상기 중공축에 상기 1차 몰딩된 전기자 코일부를 삽입하여 고정하는 단계; 및 상기 전기자 코일부의 중공부와 중공축의 사이에 몰딩액을 부어 상기 전기자 코일부의 내부를 몰딩하는 단계를 포함할 수 있다.
Wherein the second molding process comprises fixing a jig for in-coil molding with a non-conductive hollow shaft vertically attached thereto, and then inserting and fixing the first molded armature coil part into the hollow shaft; And molding the inside of the armature coil part by pouring a molding liquid between the hollow part and the hollow shaft of the armature coil part.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 비전도체 중공축 지그를 이용함으로써 중심축이 정확하게 맞추어지면서도 코일을 전기적으로 용이하게 결선시킬 수 있어, 조립 작업 시의 신뢰성을 개선함과 동시에, 결선 작업의 오류로 인한 내전압 테스트 시 발생하는 문제에 대해서도 수정이 용이하며, 코일 내외부에 대한 몰딩에 의해 방수및 방진 효과도 얻을 수 있는 이점이 있다.
According to the embodiment of the present invention, by using the nonconductive hollow shaft jig, the coils can be electrically and easily connected while the center axis is precisely aligned, thereby improving the reliability in assembly work, It is easy to correct a problem that occurs during the withstand voltage test due to the inductance of the coil, and the waterproof and dustproof effect can be obtained by molding the coil inside and outside.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 선형 전동기 제조 방법의 순서도이고,
도 2는 도 1 원통형 선형 전동기 제조 방법에 따른 코일 결선 및 몰딩을 나타내는 도면이고,
도 3은 본 발명의 원통형 선형 전동기 제조 방법에 따라 제작된 원통형 선형 전동기의 모델을 나타내는 도면이다.1 is a flowchart of a method of manufacturing a cylindrical linear motor according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a view showing coil wiring and molding according to the method of manufacturing a cylindrical linear motor of FIG. 1,
3 is a view showing a model of a cylindrical linear motor manufactured according to the method of manufacturing a cylindrical linear motor of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운영자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The terms used below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the user, the intention or custom of the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 선형 전동기 제조 방법의 코일 결선 및 몰딩을 나타내는 사진과 순서도이다.1 and 2 are a photograph and a flow chart showing coil wiring and molding of a cylindrical linear motor manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 선형 전동기 제조 방법은 코일 결선용 지그(10)를 이용하여 내부에 코일이 위치되도록 코일을 결선한 후, 코일의 외면을 몰딩하고, 코일 내면이 노출되도록 중공부(24)가 형성된 전기자 코일부(20)를 형성하는 1차 몰딩 공정(S100)과, 코일 내면 몰딩 지그(40)를 이용하여 1차 몰딩된 전기자 코일부(20)의 코일 내면이 몰딩된 전기자 코일부(20)를 형성하는 2차 몰딩 공정(S200) 및 내외면이 몰딩된 전기자 코일부(20)를 이용하여 원통형 선형 전동기를 제작하는 공정(S300)을 포함한다.As shown in the drawings, in a method of manufacturing a cylindrical linear motor according to an embodiment of the present invention, a coil is connected so that a coil is positioned inside by using a jig 10 for coil connection, the outer surface of the coil is molded, A first molding step S100 of forming an armature coil part 20 in which a hollow part 24 is formed so as to expose the coil part 20 of the first armature coil part 20 by using the coil inner molding jig 40, And a step S300 of manufacturing a cylindrical linear motor by using a secondary molding process S200 forming an armature coil portion 20 molded with an inner surface and an armature coil portion 20 molding an inner and outer surfaces.

코일 결선용 지그(10) 및 코일 내면 몰딩 지그(40)에는 각각 중공축(12)(42)이 수직부착될 수 있고, 코일 결선용 지그(10)의 중공축(12)의 직경은 전기자 코일부(20)에 형성된 중공부(24)의 직경과 동일하지만, 코일 내면 몰딩 지그(40)의 중공축(42)의 직경보다는 크다.The hollow shaft 12 and the hollow shaft 12 can be vertically attached to the coil connecting jig 10 and the coil inner molding jig 40 and the diameter of the hollow shaft 12 of the jig 10 for connecting the coils can be increased, Is equal to the diameter of the hollow portion 24 formed in the portion 20 but larger than the diameter of the hollow shaft 42 of the inner surface molding jig 40.

본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 선형 전동기 제조 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.A method of manufacturing a cylindrical linear motor according to an embodiment of the present invention will now be described in detail.

먼저 도 2a에 도시된 바와 같이, 비전도체 중공축(12)이 수직 부착된 코일 결선용 지그(10)를 고정한 후, 중공축(12)의 외주면에 코일을 영구자석의 피치에 맞게, 예를 들어 UVWU'V'W'로 배열하여 전기자 코일부(20)를 결선한 다음 와이어(22)을 지그(10)의 반대측으로 뺀다.2A, after fixing the jig 10 for winding the coil with the nonconductive hollow shaft 12 vertically fixed, the coil is fitted to the outer circumferential surface of the hollow shaft 12 in accordance with the pitch of the permanent magnets, The wire 22 is arranged on the opposite side of the jig 10 after arranging the armature coil part 20 by arranging the wire 22 in the form of UVWU'V'W '.

다음으로, 도 2b에 도시된 바와 같이 중공축(12)의 외주면에 결선된 전기자 코일부(20)가 내부에 위치하도록 전기자 코일부(20)의 외부에 1차 몰드 하우징(30)을 조립한 후, 도 2c에 도시된 바와 같이 전기자 코일부(20)와 1차 몰드 하우징(30)의 사이에 에폭시 몰딩액(M)을 붓는다.Next, as shown in FIG. 2B, the primary mold housing 30 is assembled to the outside of the armature coil portion 20 such that the armature coil portion 20 connected to the outer circumferential surface of the hollow shaft 12 is located inside The epoxy molding liquid M is poured between the armature coil part 20 and the primary mold housing 30 as shown in Fig. 2C.

이어서, 소정의 시간이 경과된 후, 도 2d에 도시된 바와 같이, 코일 결선용 지그(10)와 1차 몰드 하우징(30)을 분리하여 외부는 몰딩되고, 내부는 중공부(24)가 형성된 전기자 코일부(20)를 제작한다.2 (d), the coil wire jig 10 and the primary mold housing 30 are separated from each other to be molded, and the inside is formed with a hollow portion 24 The armature coil portion 20 is manufactured.

계속해서, 도 2e에 도시된 바와 같이, 코일 결선용 지그(10)와 마찬가지로 비전도체 중공축(42)이 수직 부착된 코일 내부 몰딩용 지그(40)를 고정한 후, 중공축(42)에 전기자 코일부(20)를 삽입하여 고정한 다음, 도 2f에 도시된 바와 같이, 전기자 코일부(20)의 중공부(24)와 중공축(42)의 사이에 몰딩액(M)을 부어 전기자 코일부(20)의 내부를 몰딩한다.Subsequently, as shown in Fig. 2E, after fixing the jig 40 for in-coil molding with the vertical non-conductive hollow shaft 42 attached thereto in the same manner as the jig 10 for wire connection, And then the molding liquid M is poured between the hollow portion 24 of the armature coil portion 20 and the hollow shaft 42 as shown in Figure 2F, (20).

마지막으로, 소정의 시간이 경과된 후, 코일 내부 몰딩용 지그(40)를 분리하게 되면, 내외부가 몰딩되어 모듈화된 전기자 코일부(20)가 얻어지며, 이러한 모듈화된 전기자 코일부(20)를 이용하여 도 3에 도시된 바와 같은 원통형 선형 전동기를 제작할 수 있다.Finally, after the predetermined period of time has elapsed, when the jig 40 for molding the coil is removed, the inner and outer portions are molded to obtain a modularized armature coil portion 20, A cylindrical linear motor as shown in FIG. 3 can be manufactured.

이와 같이 구성된 본 발명의 원통형 선형 전동기 제조 방법은 코일 결선용 지그에 코일을 영구자석의 피치에 맞게 배열하여 결선을 행함으로써, 코일을 중심축에 정확하게 맞추어 전기적으로 용이하게 결선시킬 수 있으므로, 조립 작업 시, 신뢰성을 개선시킴과 동시에, 결선작업의 오류로 인하여 내전압 테스트 시 발생되는 문제를 쉽게 수정할 수 있다.In the method of manufacturing a cylindrical linear motor of the present invention having the above-described structure, since the coils are aligned with the pitch of the permanent magnets in the coil connection jig and are connected to each other, It is possible to improve the reliability at the same time and to easily correct the problems caused by the withstand voltage test due to an error in the wiring operation.

또한 전기자 코일부의 내외부를 에폭시 몰딩하여 모듈화시킴으로써, 와이어 및 코일부분이 차폐됨에 따라 방수 및 방진 효과를 가지며, 이러한 모듈화된 코일 부품을 이용하여 다양한 제품에 접목시킬 수 있다.Further, by modularizing the inner and outer portions of the armor coil portion by epoxy molding, the wire and coil portions are shielded, thereby having a waterproof and dustproof effect, and these modularized coil parts can be used in various products.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 원통형 선형 전동기 제조 방법의 하나의 바람직한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않는 것이므로, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다. 그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.
The above description is only one preferred embodiment of the method of manufacturing a cylindrical linear motor according to the present invention, and thus the present invention is not limited to the above-described embodiment, and therefore, It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. It should be understood that many other modifications and applications are possible within the scope of the basic technical idea of the present invention.

10 : 코일 결선용 지그 12, 42 : 중공축
20 : 전기자 코일부 22 : 와이어
24 : 중공부 30 : 1차 몰드 하우징
40 : 코일 내부 몰딩용 지그10: Jig for coil connection 12, 42: Hollow shaft
20: armature coil part 22: wire
24: hollow part 30: primary mold housing
40: Jig for molding in coil

Claims (4)

코일 결선용 지그를 이용하여 내부에 코일이 위치되도록 코일을 결선한 후, 코일의 외면을 몰딩하고, 코일 내면이 노출되도록 중공부가 형성된 전기자 코일부를 형성하는 1차 몰딩 공정(S100);
코일 내면 몰딩 지그를 이용하여 상기 1차 몰딩된 전기자 코일부의 코일 내면이 몰딩된 2차 전기자 코일부를 형성하는 2차 몰딩 공정(S200); 및
내외면이 몰딩된 전기자 코일부를 이용하여 원통형 선형 전동기를 제작하는 공정(S300)을 포함하고,
상기 코일 결선용 지그 및 코일 내면 몰딩 지그에는 각각 중공축이 수직부착될 수 있고, 상기 코일 결선용 지그의 중공축의 직경은 상기 전기자 코일부에 형성된 중공부의 직경과 동일하되, 상기 코일 내면 몰딩 지그의 중공축의 직경보다는 큰 것을 특징으로 하는
원통형 선형 전동기 제조 방법.
A primary molding step (S100) of forming an armature coil portion having a hollow portion such that an outer surface of the coil is exposed and an inner surface of the coil is exposed after the coil is connected by using a jig for wire connection;
A secondary molding step (S200) of forming a secondary armature coil part in which the inner surface of the coil of the armature coil part of the primary molding is molded by using a coil inner molding jig; And
(S300) of fabricating a cylindrical linear motor using a part of an armature coil having an inner and outer surfaces molded therein,
Wherein a hollow shaft is vertically attached to each of the coil connection jig and the coil inner molding jig, the diameter of the hollow shaft of the coil connection jig being the same as the diameter of the hollow portion formed in the armor coil portion, Is larger than the diameter of the hollow shaft
A method of manufacturing a cylindrical linear motor.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 1차 몰딩 공정은
비전도체 중공축이 수직 부착된 코일 결선용 지그를 고정한 후, 상기 중공축의 외주면에 코일을 영구자석의 피치에 맞게 배열하여 상기 전기자 코일부를 결선한 다음 와이어를 상기 코일 결선용 지그의 반대측으로 빼내는 단계;
상기 중공축의 외주면에 결선된 상기 전기자 코일부가 내부에 위치하도록 상기 전기자 코일부의 외부에 1차 몰드 하우징을 조립하여 상기 전기자 코일부와 1차 몰드 하우징의 사이에 몰딩액을 붓는 단계; 및,
소정의 시간이 경과된 후, 상기 코일 결선용 지그와 1차 몰드 하우징을 분리하여 외부는 몰딩되고, 내부는 중공부가 형성된 전기자 코일부를 제작하는 단계를 포함하는 원통형 선형 전동기 제조 방법.
The method according to claim 1,
The primary molding process
A coil connecting jig having a nonconductive hollow shaft vertically attached is fixed, a coil is arranged on the outer circumferential surface of the hollow shaft so as to match the pitch of the permanent magnet to connect the armature coil part, and then the wire is pulled out to the opposite side of the coil connection jig step;
Assembling a first mold housing on the outside of the armature coil portion so that the armature coil portion connected to the outer circumferential surface of the hollow shaft is located inside the armature coil portion, and pouring a molding liquid between the armature coil portion and the first mold housing; And
And after the predetermined time has elapsed, separating the jig for connecting the coil and the primary mold housing to manufacture an armature coil portion molded outside and having a hollow portion formed therein.
제 1 항에 있어서,
상기 2차 몰딩 공정은
비전도체 중공축이 수직 부착된 코일 내부 몰딩용 지그를 고정한 후, 상기 중공축에 싱기 1차 몰딩된 전기자 코일부를 삽입하여 고정하는 단계; 및
상기 전기자 코일부의 중공부와 중공축의 사이에 몰딩액을 부어 상기 전기자 코일부의 내부를 몰딩하는 단계를 포함하는 원통형 선형 전동기 제조 방법.
The method according to claim 1,
The secondary molding process
Fixing a jig for in-coil molding with a non-conductive hollow shaft vertically attached thereto, and inserting and fixing a part of the armature primary-molded armature coil into the hollow shaft; And
And pouring a molding liquid between the hollow portion of the armature coil portion and the hollow shaft to mold the inside of the armature coil portion.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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