KR20020071513A - Linear motor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 직선 왕복운동하는 리니어 모터에 관한 것으로, 본 발명의 리니어 모터의 코어 결합구조는 특히 리니어 모터의 코일절연체를 이용하여 외측코어의 조립성을 개선하고, 외측코어의 내주면의 진원도 및 원통도를 향상시킨 리니어 모터의 외측코어 결합구조에 관한 것이다.The present invention relates to a linear motor reciprocating linearly, the core coupling structure of the linear motor of the present invention improves the assembly of the outer core using the coil insulator of the linear motor in particular, the roundness and cylinder degree of the inner peripheral surface of the outer core It relates to an outer core coupling structure of the linear motor with improved.
일반적으로 직선 왕복운전 하는 리니어 모터는 내측코어와 외측코어 사이에 소정의 폭을 갖은 공극을 두고 마그네트가 설치되고, 상기 외측코어에서 발생되는 유도전류에 의해 마그네트가 왕복운동을 하게 된다. 이때, 상기 외측코어의 진원도가 정밀할수록 마그네트와 외측코어 사이의 공극을 최소화 시킬 수 있게 되어 리니어 모터의 운전효율을 향상시킬 수 있게 된다.In general, a linear motor for linear reciprocating operation has a magnet installed with a gap having a predetermined width between an inner core and an outer core, and the magnet reciprocates by an induced current generated in the outer core. At this time, as the roundness of the outer core is more accurate, the gap between the magnet and the outer core can be minimized, thereby improving the driving efficiency of the linear motor.
종래의 리니어 모터는 도 1a에 도시한 바와 같이, 원통형의 코일절연체(5)에 권선되는 모터코일(3)과, 상기 코일절연체(5)에 끼워져 결합되는 코어철심(6)으로 구성된 외측코어(2)와, 상기 외측코어(2)의 내주면과 소정의 폭을 갖은 공극을 마련하고 방사상으로 원통형이 되게 설치되는 내측코어(1)와, 상기 외측코어(2)와 내측코어(1)사이에 설치되는 마그네트(4)로 구성된다.As shown in FIG. 1A, a conventional linear motor includes an outer core including a motor coil 3 wound around a cylindrical coil insulator 5, and a core iron core 6 fitted and coupled to the coil insulator 5. 2) between the inner core 1 and the inner core 1 which is provided to form a void having a predetermined width with the inner peripheral surface of the outer core 2 so as to be radially cylindrical, and between the outer core 2 and the inner core 1. It consists of a magnet 4 to be installed.
상기 외측코어(2)는 도 2a와 도 2b에 도시한 바와 같이, 소정개의 코어철심(6)을 적층하여 코어단체(2a)를 구성하고, 상기 코어단체(2a)를 모터코일(3)에 권선된 코일절연체(5)의 외주면에 끼워져 고정된다. 즉, 중앙에 소정의 폭을 갖은 개구부가 마련된 코어철심(6)을 소정의 높이로 적층하여 구성된 코어단체(2a)를 원통형으로 형성된 코일절연체(5)의 외주면에 개구부가 끼워져 결합되거나, 상기 코일절연체(5)가 없이 원통형으로 권선된 모터코일(3)의 외주면에 끼워져 결합된다.As shown in FIGS. 2A and 2B, the outer core 2 is formed by stacking a predetermined core iron core 6 to form a core body 2a, and attaching the core body 2a to the motor coil 3. It is fitted to the outer circumferential surface of the wound coil insulator 5 and fixed. That is, an opening is fitted to the outer circumferential surface of the coil insulator 5 formed in a cylindrical shape in which the core body 2a formed by stacking the core iron core 6 having an opening having a predetermined width in the center at a predetermined height is coupled or the coil It is fitted to the outer peripheral surface of the motor coil (3) wound in a cylindrical shape without the insulator (5).
그러나, 상기와 같은 종래 리니어 모터의 외측코어(2) 구조는 이의 내주면의 진원도 및 원통도를 정밀하게 관리하기가 어렵고, 리니어 모터의 효율 및 생산성에 문제가 있었다.However, the structure of the outer core 2 of the conventional linear motor as described above is difficult to precisely manage the roundness and the cylindricality of the inner circumferential surface thereof, and there is a problem in the efficiency and productivity of the linear motor.
즉, 접착제와 별도 조립장치를 사용하여 외측코어(2)를 제작하는 방식은 여러개의 코어철심(6)을 내주면과 외주면이 원호가 형성되게 적층하여 단체코어(2a)를 구성하고, 상기 외측코어(2)의 내주면이 원통형이 되게 하기 위해 소정개의 단체코어(2a)를 방사상이 되게 설치하는 과정에서 외측코어(2)의 내주면의 진원도 및 원통도 관리가 어렵게 된다. 이와 같이 외측코어(2)의 진원도 및 원통도가 정밀하지 못하게 되면 내측코어(1)와 외측코어(2)사이의 소정의 폭을 갖은 공극을 최소화 시킬 수 없게 되어 리니어 모터의 운전효율이 저하되는 문제점을 가지고 있다.That is, the method of manufacturing the outer core (2) using an adhesive and a separate assembly device to form a single core (2a) by stacking a plurality of core iron core (6) so that the inner and outer peripheral surface is formed an arc arc, the outer core It is difficult to manage the roundness and the cylinder degree of the inner circumferential surface of the outer core 2 in the process of radially installing the predetermined single core 2a so that the inner circumferential surface of (2) becomes cylindrical. As such, when the roundness and the cylindricality of the outer core 2 are not accurate, the air gap having a predetermined width between the inner core 1 and the outer core 2 cannot be minimized, and the operation efficiency of the linear motor is lowered. I have a problem.
또한 접착제를 사용하여 코어철심(6)을 고정시키는 방식은 조립과정에서 작업공수가 많아 생산성이 저하되고, 제품에 신뢰성이 저하되는 문제점을 안고 있다.In addition, the method of fixing the core core 6 using an adhesive has a problem that productivity is lowered and reliability is lowered on the product due to a large number of labor in the assembling process.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 외측코어의 내주면의 진원도 및 원통도를 향상시켜 내측코어와 외측코어 사이의 공극을 균일하게 하여 모터의 전기적 손실을 줄이고, 모터코일이 감겨진 코일절연체에 마련된 조립위치에 코어단체가 정확하고 용이하게 결합되게 하여 리니어 모터의 생산성 및 신뢰성을 향상시킨 외측코어의 결합구조를 제공함에 있다.The present invention is to solve the conventional problems as described above, the object of the present invention is to improve the roundness and cylindricalness of the inner circumferential surface of the outer core to equalize the air gap between the inner core and the outer core to reduce the electrical loss of the motor Further, the present invention provides a coupling structure of an outer core that improves the productivity and reliability of a linear motor by allowing a core unit to be accurately and easily coupled to an assembly position provided on a coil insulator on which a motor coil is wound.
도 1은 종래의 리니어 모터의 구조를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional linear motor.
도 2a는 종래 리니어 모터의 외측코어 결합구조를 도시한 평면도.Figure 2a is a plan view showing an outer core coupling structure of a conventional linear motor.
도 2b는 종래 리니어 모터의 외측코어 결합구조를 도시한 단면도.Figure 2b is a cross-sectional view showing the outer core coupling structure of a conventional linear motor.
도 3은 본 발명에 따른 리니어 모터의 구조를 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view showing the structure of a linear motor according to the present invention.
도 4a는 본 발명에 따른 코일절연체를 도시한 평면도.Figure 4a is a plan view showing a coil insulator according to the present invention.
도 4b는 도 4a의 B-B'부 절단면을 도시한 단면도.FIG. 4B is a cross-sectional view illustrating a cut line B-B 'of FIG. 4A; FIG.
도 5a는 본 발명에 따른 외측코어의 결합구조를 도시한 평면도.Figure 5a is a plan view showing a coupling structure of the outer core according to the present invention.
도 5b는 도 5a의 A-A'부 절단면을 도시한 단면도.FIG. 5B is a cross-sectional view illustrating a cut plane taken along the line AA ′ of FIG. 5A;
도 6a은 본 발명의 다른 실시예에 따른 외측코어의 결합구조를 도시한 단면도.Figure 6a is a cross-sectional view showing a coupling structure of the outer core according to another embodiment of the present invention.
도 6b는 도 6a의 B-B'부 절단면을 도시한 단면도.FIG. 6B is a cross-sectional view illustrating a cut plane taken along the line BB ′ in FIG. 6A; FIG.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
11...내측코어 12...외측코어11 ... inner core 12 ... outer core
13...모터코일 14...마그네트13 ... motor coil 14 ... magnet
15...코일절연체 15a...가이드리브15 ... coil insulator 15a ... guided
15b...고정턱 106...절연베이스15b ... Fixed jaw 106 ... Insulated base
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 양측면에 소정개의 가이드리브가 서로 대칭되게 각각 형성되어 코어단체삽입홈이 마련되고 외주면에 모터코일홈이 마련된 원통형의 코일절연체와, 상기 코일절연체의 모터코일홈에 권선된 모터코일과, 양측면에 자극부가 마련되고 이의 자극부사이에 소정의 공간을 갖는 개구부가 형성된 코어철심과, 상기 소정개의 코어철심을 적층하여 코어단체를 구성하고, 상기 모터코일이 권선된 코일절연체의 코어단체삽입홈에 상기 코어단체의 개구부를 끼워 결합시킴으로써 외측코어가 구성되는 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 외측코어 결합구조이다.In order to achieve the above object, the present invention provides a cylindrical coil insulator having a plurality of guide ribs formed on both sides of the guide ribs symmetrically with each other to provide a core insert groove, and a motor coil groove on an outer circumferential surface thereof, and a motor coil of the coil insulator. A motor coil wound in a groove, a core iron core having a magnetic pole portion provided on both sides thereof, and having an opening having a predetermined space therebetween, and the predetermined core iron core laminated to form a core body, and the motor coil wound The outer core coupling structure of the linear motor, characterized in that the outer core is configured by inserting the opening of the core unit into the core unit insertion groove of the coil insulator.
이하에서는 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명 한다.Hereinafter, one preferred embodiment according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 리니어 모터의 전적인 구조를 나타낸 단면도이고, 도 4a와 도 4b는 외측코어의 코일절연체를 도시한 평면도와, 도 4a의 B-B'부의 절단면을 도시한 단면도이고, 도 5a와 도 5b는 본 발명에 따른 외측코어의 결합구조를 도시한 평면도와, 도 5a의 A-A'부의 절단면을 도시한 단면도이다. 그리고 도 6a와 도 6b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 외측코어의 결합구조를 나타낸 단면도와 도 6b의 B-B'부의 절단면을 도시한 단면도이다.Figure 3 is a cross-sectional view showing the entire structure of the linear motor according to the present invention, Figures 4a and 4b is a plan view showing a coil insulator of the outer core, and a cross-sectional view showing a cross section of the B-B 'portion of Figure 4a, 5A and 5B are a plan view showing the coupling structure of the outer core according to the present invention, and a cross-sectional view showing a cut surface of the AA ′ portion of FIG. 5A. 6A and 6B are cross-sectional views illustrating a coupling structure of an outer core according to another exemplary embodiment of the present invention, and a cross-sectional view of the cut line BB ′ of FIG. 6B.
본 발명의 리니어 모터의 외측코어 결합구조는 이에 도시된 바와 같이, 리니어 모터의 외측코어(12)는 양측면에 고정턱(15b)이 성형된 소정개의 가이드리브(15a)가 서로 대칭되게 각각 형성되어 코어단체삽입홈(15e)이 마련되고 외주면에 모터코일홈(15a)이 마련된 원통형의 코일절연체(15)와, 상기 코일절연체(15)에 형성된 모터코일홈(15d)에 원통형으로 권선된 모터코일(13)과, 상기 모터코일(13)이 권선된 코일절연체(15)의 코어단체삽입홈(15e)에 소정개의 코어철심(16)이 적층되어 구성된 코어단체(12a)가 안착 결합되어 구성된다.In the outer core coupling structure of the linear motor of the present invention, as shown therein, the outer core 12 of the linear motor has a predetermined guide rib 15a in which fixed jaws 15b are formed on both side surfaces thereof, respectively, to be symmetrically formed. A cylindrical coil insulator 15 having a core unit insertion groove 15e and a motor coil groove 15a provided on an outer circumferential surface thereof, and a motor coil wound in a cylindrical shape in a motor coil groove 15d formed in the coil insulator 15. (13) and the core unit 12a formed by stacking a predetermined core iron core 16 in the core unit insertion groove 15e of the coil insulator 15 on which the motor coil 13 is wound is mounted. .
상기 코어철심(16)은 중앙에 소정의 폭과 깊이를 갖는 개구부(16b)가 형성되고 상기 개구부(16b)의 양쪽에 자극부(16c)가 각각 마련되며, 또한 외측코어(12)가 정확한 고정위치에 고정되게 하기 위해 마련된 고정부재(미도시)와 결합을 용이하게 하기 위해서 소정의 폭과 깊이를 갖은 철심고정홈(16a)이 양단부에 각각 성형되기도 한다.The core core 16 has an opening 16b having a predetermined width and depth in the center thereof, and magnetic pole portions 16c are provided on both sides of the opening 16b, and the outer core 12 is fixed accurately. In order to facilitate coupling with a fixing member (not shown) provided to be fixed in position, iron core fixing grooves 16a each having a predetermined width and depth may be formed at both ends.
상기 코일절연체(15)의 코어단체삽입홈(15e)에 안착 고정된 코어단체(12a)는 상기 소정개의 코어철심(16)을 내주면이 외측코어(12)의 내주면과 동일한 원호의 크기가 되게 적충시켜 형성되는 것으로, 이때 상기 코어단체(12a)의 외주면의 원호의 크기는 내주면의 원호의 크기와 동일하게 된다.The core body 12a seated and fixed in the core body insertion groove 15e of the coil insulator 15 is appropriately loaded so that the inner circumferential surface of the predetermined core iron core 16 is the same size as the inner circumferential surface of the outer core 12. In this case, the size of the arc of the outer circumferential surface of the core unit 12a is equal to the size of the arc of the inner circumferential surface.
상기 모터코일(13)이 권선되고 코어단체(12a)가 결합된 원통형의 코일절연체(15)는 도 4a와 도 4b에 도시된 바와 같이 외주면에 모터코일(13)이 권선되는 모터코일홈(15d)이 마련되고, 양측면에 소정개의 가이드리브(15a)가 서로 대칭되게 각각 형성되어 코어단체(12a)가 안착 고정되는 코어단체삽입홈(15e)이 마련되며, 상기 가이드리브(15a)의 일측 단부에 코어단체삽입홈(15e)에 안착된 코어단체(12a)의 외주면을 고정시키게 되는 고정턱(15b)이 각각 형성되어 코어단체삽입홈(15e)에 안착된 코어단체(12a)를 정확한 위치에 견고하게 고정되게 한다. 또한 상기 코어단체(12a)가 설치되지 않은 가이드리브(15a)사이에 외측코어(12)를 고정하기 위해 마련된 고정부재(미도시)와 체결을 위한 체결홈(15c)이 각각 형성되어 있다.The cylindrical coil insulator 15 in which the motor coil 13 is wound and the core body 12a is coupled to the motor coil groove 15d in which the motor coil 13 is wound around the outer circumferential surface as shown in FIGS. 4A and 4B. ) Is provided, and predetermined guide ribs 15a are formed on both sides of the guide ribs 15a to be symmetrical with each other, thereby providing a core unit insertion groove 15e for seating and fixing the core unit 12a. One end of the guide rib 15a is provided. Fixed jaws 15b for fixing the outer circumferential surface of the core body 12a seated in the core body insertion groove 15e are respectively formed in the core body 12a seated in the core body insertion groove 15e at the correct position. Make sure it is firmly fixed. In addition, a fastening member (not shown) provided for fixing the outer core 12 and a fastening groove 15c for fastening are formed between the guide ribs 15a in which the core body 12a is not installed.
그리고, 상기 코어절연체의 재질은 절연프라스틱 또는 전기가 통하지 않은 부도체성 재료가 적용된다.The core insulator is made of an insulating plastic or a non-conductive material that is not electrically conductive.
다음은 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 리니어 모터의 동작을 설명한다.The following describes the operation of the linear motor according to the present invention configured as described above.
먼저, 상기와 같이 구성된 리니어 모터의 외측코어(12)는 도 3에 도시된 바와 같이, 모터코일(13)이 권선된 코일절연체(15)에 코어철심(16)이 적층된 고어단체(12a)가 결합된 것으로, 상기 외측코어(12)의 내주면과 소정의 폭을 갖은 공극을 두고 상기 외측코어(12)에서 발생되는 유도전류의 흐름을 원활하게 해주기 위해 내측코어(11)가 방사상으로 원통형이 되게 설치되고, 상기 외측코어(12)와 내측코어(11) 사이에 마그네트(14)가 설치되어 직선왕복운동을 하게 된다. 즉 외측코어(12)의 코어철심(16)에 마련된 자극부(16c)에서 발생되는 유도전류와 상기 외측코어(12)와 내측코어(11)사이에 설치된 마그네트(14)의 상호작용에 의해 상기 마그네트(14)가 축방향으로 직선왕복운동을 하게 된다.First, as shown in FIG. 3, the outer core 12 of the linear motor configured as described above has a core core 16 stacked on the coil insulator 15 on which the motor coil 13 is wound. The inner core 11 is radially cylindrical in order to smoothly flow the induced current generated in the outer core 12 with a gap having a predetermined width with the inner circumferential surface of the outer core 12. It is installed so as to, the magnet 14 is installed between the outer core 12 and the inner core 11 is a linear reciprocating motion. That is, the interaction between the induced current generated in the magnetic pole portion 16c provided in the core iron core 16 of the outer core 12 and the magnet 14 provided between the outer core 12 and the inner core 11 causes the interaction. The magnet 14 makes a linear reciprocating motion in the axial direction.
이와 같이 전술한 본 발명에 대한 리니어 모터의 기술적 사상은 전술한 것에 국한하지 않고, 본 발명의 다른 실시 예에서, 도 6a와 도 6b에 도시한 바와 같이 상측코어(102a)와 하측코어(102b)로 구분된 리니어 모터의 외측코어(102) 결합구조를 설명하면 다음과 같다.As described above, the technical idea of the linear motor according to the present invention is not limited to the above description, and in another embodiment of the present invention, the upper core 102a and the lower core 102b as shown in FIGS. 6A and 6B. Referring to the outer core 102 coupling structure of the linear motor divided as follows.
전술한 본 발명의 실시 예에서는, 상기 모터코일(13)이 권선된 원통형의 코일절연체(15)의 외주면 양측면에 가이드리브(15a)와 이의 가이드리브(15a)의 외측 단부에 고정턱(15b)이 형성되어 상기 코어철심(16)이 적층된 코어단체(12a)를 정확하고 견고하게 결합된 외측코어(12)를 구성한 것을 특징으로 하나, 본 발명의 다른 실시 예에서는, 도 6a와 도 6b에 도시한 바와 같이, 상측코어(102a)와 하측코어(102b)사이의 공간에 코일절연체(105)가 마련되고 이의 코일절연체(105)에 모터코일(103)이 감겨진 외측코어(102)를 구성한 것으로, 상기 코일절연체(105)의 양측면에 고정턱(105c)이 형성된 가이드리브(105a)를 소정개소씩 형성하여 상측코어(102a) 및 하측코어(102b)가 이의 가이드리브(105a)사이에 안착 고정되게 하며, 상기 상측코어(102a) 및 하측코어(102b)가 설치되지 않은 가이드리브(105a)사이에 외측코어(102)를 고정하기 위해 마련된 고정부재(미도시)와 체결을 위한 코어고정홈(105b)이 각각 형성되고, 또한 상기 상측코어(102a) 및 하측코어(102b)의 내주면의 단부에 상측코어(102a) 와 하측코어(102b)가 서로 전류가 유도되는 것을 방지하기 위해 소정의 폭과 깊이를 갖은 공간(105d)을 코일절연체(105)의 원주면에 형성된다.In the above-described embodiment of the present invention, the fixing jaw 15b is provided at both ends of the outer circumferential surface of the cylindrical coil insulator 15 on which the motor coil 13 is wound, and at the outer end of the guide rib 15a thereof. The outer core 12 is formed so that the core single core 12a on which the core iron core 16 is stacked is accurately and firmly coupled thereto. In another embodiment of the present invention, FIGS. 6A and 6B As shown in the drawing, the coil insulator 105 is provided in the space between the upper core 102a and the lower core 102b and the outer core 102 having the motor coil 103 wound around the coil insulator 105 is formed. Guide ribs 105a having fixed jaw 105c formed on both sides of the coil insulator 105 are formed at predetermined positions so that the upper core 102a and the lower core 102b are seated between the guide ribs 105a. The guy to be fixed, the upper core 102a and the lower core 102b is not installed A fixing member (not shown) provided for fixing the outer core 102 and a core fixing groove 105b for fastening are formed between the drib 105a, and the upper core 102a and the lower core 102b are respectively formed. The upper core 102a and the lower core 102b are formed on the circumferential surface of the coil insulator 105 with a space 105d having a predetermined width and depth at the ends of the inner circumferential surface of the coil). .
상기 상측코어(102a) 및 하측코어(102b)를 견고하게 고정되게 하기위해 외측 코어(102)의 양측면에, 중심부가 공간이 마련된 원판형의 절연베이스(106)가 설치되고, 상기 절연베이스(106)의 일측면에 소정개의 고정턱(106a)을 형성시켜 상기 코일절연체(105)에 형성된 고정턱(105c)과 결합되고, 상기 절연베이스(106)에 상기코일절연체(105)에 형성된 코어고정홈(105b)과 연통되게 코어체결공(106b)이 마련된다.In order to firmly fix the upper core 102a and the lower core 102b, a disk-shaped insulating base 106 having a center is provided on both sides of the outer core 102, and the insulating base 106 is provided. The core fixing groove formed in the coil insulator 105 in the insulation base 106 is coupled to the fixing jaw 105c formed in the coil insulator 105 by forming a predetermined fixing jaw 106a on one side of The core fastening hole 106b is provided in communication with the 105b.
즉, 상기 외측코어(102)의 코어철심 형상이 상이할 뿐 근본 사상은 전술한 본 발명과 동일하다.That is, only the core core shape of the outer core 102 is different, the basic idea is the same as the present invention described above.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 리니어 모터의 외측코어 결합구조는 절연프라스틱 또는 전기가 통하지 않은 부도체성 재료로 형성된 코일절연체에 모터코일이 권선되고, 상기 코일절연체의 양측면에 서로 대칭되게 각각 형성된 가이드리브에 의해 마련된 코어단체삽입홈에 코어철심을 적층하여 구성된 코어단체를안착시키고, 상기 가이드리브의 외측 단부에 형성된 고정턱으로 코어단체의 외주면을 견고하게 고정시킴으로써, 외측코어를 구성하는데 특별한 조립장치 없이 조립됨으로 조립공수를 절감할 수 있으며, 코일절연체에 형성된 코어단체삽입홈에 코어단체가 정확하게 안착 고정됨으로 외측코어에 형성된 내주면의 진원도 관리가 용이하게 됨으로써, 내측코어와 외측코어 사이에 형성된 공극을 균일하게 관리할 수 있어 리니어 모터의 효율을 향상시키게 된다.As described above, in the outer core coupling structure of the linear motor according to the present invention, a motor coil is wound around a coil insulator formed of an insulating plastic or a non-conductive material that is not electrically conductive, and is formed to be symmetrical to each other on both sides of the coil insulator. The core assembly is formed by stacking core cores in the core unit insertion groove provided by the guide ribs, and by fixing the outer peripheral surface of the core unit firmly with a fixing jaw formed at the outer end of the guide rib, the assembly is special for constructing the outer core. The assembly work can be reduced by the assembly without the device. The core body is fixed and fixed to the core group insertion groove formed in the coil insulator, so that the roundness of the inner circumferential surface formed on the outer core can be easily managed, thereby forming a gap formed between the inner and outer cores Linearly Managed Evenly Thereby improving the efficiency of the emitter.
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