KR20190010886A - 보이스 코일 모터 - Google Patents

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Abstract

보이스 코일 모터는 개구가 형성된 베이스; 상기 베이스의 상부에 배치되며 코일 블럭이 외주면에 권선된 보빈을 포함하는 가동자; 상기 코일 블럭과 마주하는 마그네트들 및 상기 가동자와 상기 마그네트들을 감싸며 적어도 일부가 상기 보빈의 내측면과 마주하게 연장된 커버 캔을 포함하는 고정자; 및 상기 가동자를 탄력적으로 지지하는 탄성 부재를 포함한다.

Description

보이스 코일 모터{VOICE COIL MOTOR}
본 발명은 보이스 코일 모터에 관한 것이다.
최근 들어, 휴대폰, 스마트폰 등에는 이미지를 캡쳐 또는 동영상을 촬영할 수 있는 초소형 디지털 카메라가 장착되고 있다.
종래 휴대폰 등에 장착되는 초소형 디지털 카메라의 경우 디지털 이미지를 발생시키는 이미지 센서 및 이미지 센서의 전방에 배치된 렌즈 사이의 거리를 조절할 수 없어 고품질 이미지를 얻기 어려웠다.
최근 들어 이미지 센서 및 렌즈 사이의 거리를 조절할 수 있는 보이스 코일 모터와 같은 렌즈 구동 장치가 개발되어 보다 디지털 카메라로부터 고품질 이미지를 획득할 수 있게 되었다.
종래 보이스 코일 모터는 가동자인 보빈에 권선된 코일 블럭 및 코일 블럭과 마주하는 마그네트 및 마그네트로부터 발생된 자기장의 누설을 방지하는 요크를 필요로 하며, 요크의 일부는 마그네트 및 코일 블럭의 사이에 개재된다.
그러나, 종래 보이스 코일 모터는 마그네트로부터 발생된 자기장의 누설을 방지하기 위한 요크로 인해 보이스 코일 모터의 사이즈가 증가되고, 부품수 및 조립 공정수가 증가되는 문제점을 갖는다.
본 발명은 마그네트로부터 발생된 자기장의 누설을 방지하는 역할을 하는 요크 없이 마그네트로부터 발생된 자기장의 누설을 방지하여 사이즈 감소, 부품수 및 조립 공정수를 감소시키기에 적합한 보이스 코일 모터를 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일실시예로서, 보이스 코일 모터는 개구가 형성된 베이스; 상기 베이스의 상부에 배치되며 코일 블럭이 외주면에 권선된 보빈을 포함하는 가동자; 상기 코일 블럭과 마주하는 마그네트들 및 상기 가동자와 상기 마그네트들을 감싸며 적어도 일부가 상기 보빈의 내측면과 마주하게 연장된 커버 캔을 포함하는 고정자; 및 상기 가동자를 탄력적으로 지지하는 탄성 부재를 포함한다.
본 발명에 따른 보이스 코일 모터에 의하면, 마그네트 또는 코일 블럭으로부터 발생된 자기장의 누설을 방지하여 가동자의 가동 효율을 향상시키고, 커버 캔이 요크의 기능을 함께 수행함으로써 부품수 및 조립 시간을 감소시킬 뿐만 아니라 사이즈도 감소시키는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 조립 부분 절개 단면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 보이스 코일 모터를 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 'A' 부분 확대도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 보이스 코일 모터를 도시한 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 'B' 부분 확대도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 보이스 코일 모터를 도시한 분해 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
실시예 1
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 보이스 코일 모터의 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 조립 부분 절개 단면 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 보이스 코일 모터(600)는 베이스(100), 가동자(200), 고정자(300) 및 탄성 부재(400)를 포함한다.
베이스(100)는 직육면체 플레이트 형상으로 형성되고, 베이스(100)에는 베이스(100)의 후면에 배치되는 이미지 센서로 광이 통과하기에 적합한 개구(110)가 형성된다.
베이스(100)의 상면에는 후술 될 마그네트를 서포트 및 탄성 부재를 고정하기 위해 베이스(100)와 일체로 형성된 서포트 기둥(120)이 형성된다. 이와 다르게, 베이스(100)의 상면에는 마그네트를 서포트 및 탄성 부재를 눌러 고정하는 프레임 형상의 하부 스페이서가 배치되어도 무방하다.
가동자(200)는 렌즈가 내부에 장착되는 보빈(210) 및 코일 블럭(220)을 포함한다.
보빈(210)은, 예를 들어, 렌즈가 내주면에 장착하기 위한 원통 형상으로 형성되며, 보빈(210)의 내주면에는 후술 될 커버 캔의 일부가 배치되는 단턱(215)이 형성된다. 보빈(210)의 내주면에 형성된 단턱(215)을 기준으로 보빈(210)의 내주면 하단에는 렌즈가 장착되기 위한 암나사부(212)가 형성된다.
보빈(210)의 상면 및 하면에는 각각 후술될 탄성 부재와 결합되기 위한 결합돌기 또는 결합 보스가 형성된다.
또한, 보빈(210)의 외주면 하단에는 후술 될 코일 블럭(220)을 서포트하기 위한 코일 블럭 서포트부(230)가 형성된다.
코일 블럭(220)은 보빈(210)의 외측면에 배치되며, 코일 블럭 서포트부(230)에 의하여 서포트된다. 코일 블럭(220)은 보빈(210)의 외측면에 배치되기에 적합한 통 형상으로 형성되며, 코일 블럭(220)은 에나멜 수지와 같은 절연 수지로 코팅된 긴 전선을 권선 하여 형성한다.
코일 블럭(220)은 보빈(210)의 외측면에 직접 권선 또는 권선된 코일 블럭(220)이 보빈(210)의 외측면에 접착제를 매개로 접착될 수 있다.
보빈(210)의 외주면 하단에는 코일 블럭(220)을 서포트하기 위한 코일 블럭 서포트부(230)가 형성된다.
고정자(300)는 마그네트(310) 및 커버 캔(320)을 포함한다.
마그네트(310)는 코일 블럭(220)의 주변에 배치되며, 마그네트(310)는, 예를 들어, 4 개가 코일 블럭(220)의 주변에 배치된다. 본 발명의 일실시예에서, 각 마그네트(310)는 블럭 형상으로 형성된다. 이와 다르게, 마그네트(310)는 플랫 마그네트 또는 곡형 마그네트를 사용하여도 무방하다.
마그네트(310)에서 발생된 자기장 및 코일 블럭(220)으로부터 발생된 자기장에 의하여 발생된 인력 또는 척력에 의하여 가동자(200)는 베이스(100)로부터 이격된다.
커버 캔(320)은 마그네트(310) 및 코일 블럭(220)으로부터 발생된 자기장의 누설을 방지하며, 가동자(200) 및 마그네트(310)를 보호하며, 유해 전자파가 보이스 코일 모터(600)의 외부로 방출되는 것을 방지한다.
본 발명의 일실시예에서, 커버 캔(320)은 금속판을 가공하여 형성된다.
커버 캔(320)은 측면판(312), 상판(314) 및 자속 누설 방지부(316)를 포함한다.
측면판(312)은, 예를 들어, 상면 및 하면이 개구 된 사각 통 형상으로 형성된다. 상판(314)은 측면판(312)의 상면에 형성되며, 상판(314)에는 보빈(210)에 장착되는 렌즈를 노출하는 개구(315)가 형성된다.
본 발명의 일실시예에서, 금속판을 가공하여 형성된 측면판(312)은 베이스(100)에 형성된 접지 단자와 전기적으로 접속될 수 있고, 이로 인해 보이스 코일 모터(600)로부터 발생된 유해 전자파는 전류 형태로 변경되어 접지 단자를 통해 소멸 된다.
자속 누설 방지부(316)는 상판(314)의 개구(315)에 의하여 형성된 내측면으로부터 보빈(210)의 내측면과 마주하게 연장되며, 본 발명의 일실시예에서, 자속 누설 방지부(316)는 상판(314)으로부터 보빈(210)의 내측면을 따라 원통 형상으로 연장된다.
원통 형상으로 연장된 자속 누설 방지부(316)의 단부는 보빈(210)의 내측면에 형성된 단턱(215)의 상부에 배치된다.
자속 누설 방지부(316)는 마그네트(310) 및/또는 코일 블럭(220)으로부터 발생된 자기장의 누설을 차단하여 가동자(200)의 구동 효율을 향상시킨다. 이에 더하여, 자속 누설 방지부(316)는 외부로부터 유입되는 이물질이 이미지 센서로 유입되는 것을 차단하는 역할도 함께한다.
본 발명의 일실시예에서는, 커버 캔(320)이 자기장의 누설을 방지하는 요크로서 역할하기 때문에 보이스 코일 모터(600)의 조립 부품수 및 조립 시간이 크게 감소되며, 보이스 코일 모터(600)의 사이즈도 함께 감소시킬 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 탄성 부재(400)는 제1 탄성 부재(410)들 및 제2 탄성 부재(420)를 포함한다.
제1 탄성 부재(410)는 2 개로 이루어지며, 각 제1 탄성 부재(410)는 대칭된 형상으로 형성되며, 각 제1 탄성 부재(410)들은 보빈(210)의 하면에 형성된 결합 돌기 및 베이스(100)에 형성된 서포트 기둥(120)에 삽입되어 고정된다.
제1 탄성 부재(410)들을 서포트 기둥(120)에 삽입하여 고정할 경우, 제1 탄성 부재(410)들을 고정하기 위한 하부 스페이서를 사용하지 않아도 되기 때문에 추가적으로 보이스 코일 모터(600)를 이루는 부품수 및 조립 시간을 감소시킬 수 있다.
각 제1 탄성 부재(410)는 코일 블럭(220)을 이루는 전선의 양쪽 단부와 전기적으로 연결된다. 즉, 코일 블럭(220)에 인가되는 구동 신호는 제1 탄성 부재(410)들을 통해 코일 블럭(220)으로 인가된다.
제2 탄성 부재(420)는 보빈(210)의 상단에 결합 되며, 제2 탄성 부재(420)는 마그네트(310) 상에 배치된다.
*한편, 마그네트(310)의 상면에 배치된 제2 탄성 부재(420)를 고정 및 가동자(200)의 변위를 확보하기 위하여 마그네트(310)의 상면에 배치된 제2 탄성 부재(420)의 상면에는 스페이서(440)가 배치될 수 있다. 스페이서(440)는 사각 프레임 형상으로 형성될 수 있고, 스페이서(440)의 상면은 커버 캔(320)의 상판(314)에 의하여 고정된다.
제2 실시예
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 보이스 코일 모터를 도시한 분해 사시도이다. 도 4는 도 3의 'A' 부분 확대도이다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 보이스 코일 모터는 보빈 및 커버캔의 결합 관계를 제외하면 앞서 도 1 및 도 2에 도시된 보이스 코일 모터와 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일한 구성 요소에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 보이스 코일 모터(600)는 베이스(100), 가동자(200), 고정자(300) 및 탄성 부재(400)를 포함한다.
가동자(200)는 보빈(210) 및 코일 블럭(220)을 포함하며, 보빈(210)의 내측면에는 후술 될 커버 캔(320)의 자속 누설 방지부(316)를 수납하는 단턱(215)에 형성된 회전 방지홈(222)이 형성된다.
본 발명의 일실시예에서, 회전 방지홈(222)은 적어도 하나, 바람직하게 복수개가 단턱(215)에 형성될 수 있다.
고정자(300)는 마그네트(310) 및 커버 캔(320)을 포함한다.
커버 캔(320)은 측면판(312), 상판(314) 및 자속 누설 방지부(316)를 포함하며, 자속 누설 방지부(316)는 자속의 누설을 방지하기 위해 원통 형상으로 형성된다.
본 발명의 일실시예에서, 자속 누설 방지부(316)의 단부 중 회전 방지홈(222)과 대응하는 위치에는 회전 방지부(317)가 형성되며, 회전 방지부(317)는 회전 방지홈(222) 내에 배치된다.
회전 방지홈(222) 내에 배치되는 회전 방지부(317)는 보빈(210)을 포함하는 가동자(200)가 업-다운되는 도중 보빈(210)이 원주 방향으로 회전되는 것을 방지한다.
제3 실시예
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 보이스 코일 모터를 도시한 분해 사시도이다. 도 6은 도 5의 'B' 부분 확대도이다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 보이스 코일 모터는 보빈 및 커버캔의 결합 관계를 제외하면 앞서 도 1 및 도 2에 도시된 보이스 코일 모터와 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일한 구성 요소에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 보이스 코일 모터(600)는 베이스(100), 가동자(200), 고정자(300) 및 탄성 부재(400)를 포함한다.
가동자(200)는 보빈(210) 및 코일 블럭(220)을 포함하며, 보빈(210)의 내측면에는 후술 될 커버 캔(320)의 자속 누설 방지부(316)를 수납하는 단턱(215)의 상면으로부터 돌출된 회전 방지 돌기(224)가 형성된다.
본 발명의 일실시예에서, 회전 방지 돌기(224)은 적어도 하나, 바람직하게 복수개가 단턱(215)으로부터 돌출될 수 있다.
고정자(300)는 마그네트(310) 및 커버 캔(320)을 포함한다.
커버 캔(320)은 측면판(312), 상판(314) 및 자속 누설 방지부(316)를 포함하며, 자속 누설 방지부(316)는 자속의 누설을 방지하기 위해 원통 형상으로 형성된다.
본 발명의 일실시예에서, 자속 누설 방지부(316)의 단부 중 회전 방지 돌기(224)와 대응하는 위치에는 회전 방지홈(318)이 형성되며, 회전 방지홈(318)은 보빈(210)의 내측면에 형성된 단턱(215) 상에 형성된 회전 방지 돌기(224)와 결합된다.
회전 방지홈(318) 내에 배치되는 회전 방지 돌기(224)는 보빈(210)을 포함하는 가동자(200)가 업-다운되는 도중 탄성 부재(400)에 의하여 보빈(210)이 원주 방향으로 회전되는 것을 방지한다.
제4 실시예
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 보이스 코일 모터를 도시한 분해 사시도이다. 본 발명의 제4 실시예에 따른 보이스 코일 모터는 보빈 및 커버캔의 결합 관계를 제외하면 앞서 도 1 및 도 2에 도시된 보이스 코일 모터와 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일한 구성 요소에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.
도 7을 참조하면, 보이스 코일 모터(600)는 베이스(100), 가동자(200), 고정자(300) 및 탄성 부재(400)를 포함한다.
가동자(200)는 보빈(210) 및 코일 블럭(220)을 포함하며, 보빈(210)의 내측면에는 보빈(210)의 상면으로부터 보빈(210)의 하면을 향해 형성된 회전 방지 홈(226)이 형성되며, 회전 방지홈(226)은 복수개, 바람직하게, 4 개가 보빈(210)의 내측면에 단속적으로 형성된다.
고정자(300)는 마그네트(310) 및 커버 캔(320)을 포함한다.
커버 캔(320)은 측면판(312), 상판(314) 및 자속 누설 방지부(319)를 포함하며, 자속 누설 방지부(319)는 상판(314)의 개구(315)에 의하여 형성된 내측면으로부터 복수개가 단속적으로 돌출되며, 자속 누설 방지부(319)는 보빈(210)의 내측면에 형성된 회전 방지홈(226)과 대응하는 위치에 형성된다.
본 발명의 일실시예에서, 커버 캔(320)의 자속 누설 방지부(319)는 회전 방지홈(226) 내에 배치되기 때문에 마그네트(310) 및 코일 블럭(220)으로부터 발생된 자기장을 차단할 뿐만 아니라 보빈(210)의 가동 동작에서 보빈(210)이 회전하는 것을 방지한다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 마그네트 또는 코일 블럭으로부터 발생된 자기장의 누설을 방지하여 가동자의 가동 효율을 향상시키고, 커버 캔이 요크의 기능을 함께 수행함으로써 부품수 및 조립 시간을 감소시킬 뿐만 아니라 사이즈도 감소시키는 효과를 갖는다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
600...보이스 코일 모터 100...베이스
200...가동자 300...고정자
400...탄성 부재

Claims (16)

  1. 상판과, 상기 상판의 외주로부터 연장되는 측면판을 포함하는 커버;
    상기 커버 내에 배치되는 보빈;
    상기 보빈과 상기 커버 사이에 배치되는 스페이서;
    상기 보빈의 아래에 배치되고 상기 커버의 상기 측면판과 결합되는 베이스;
    상기 보빈에 배치되는 코일;
    상기 코일과 상기 커버의 상기 측면판 사이에 배치되고 상기 코일과 마주보는 마그네트; 및
    상기 보빈의 상부에 결합되는 상부 탄성 부재를 포함하고,
    상기 상부 탄성 부재의 일부는 상기 마그네트와 상기 스페이서 사이에 상기 마그네트와 상기 스페이서에 중첩되도록 배치되고,
    상기 커버는 상기 커버의 상기 측면판 내에 상기 커버의 상판의 아래에 배치되는 회전 방지부를 포함하고,
    상기 보빈은 상기 커버의 상기 회전 방지부와 대응하는 위치에 형성되는 홈을 포함하고,
    상기 커버의 상기 회전 방지부의 적어도 일부는 상기 보빈이 원주 방향으로 회전하는 경우 상기 보빈에 걸리도록 상기 보빈의 상기 홈에 배치되는 보이스 코일 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마그네트는 상기 커버의 코너에 배치되고,
    상기 마그네트는 상기 커버의 4개의 코너에 대응하는 4개의 마그네트를 포함하는 보이스 코일 모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 커버의 상기 측면판은 서로 반대편에 배치되는 제1측면판과 제2측면판과, 상기 제1측면판과 상기 제2측면판 사이에 서로 반대편에 배치되는 제3측면판과 제4측면판을 포함하고,
    상기 마그네트는 상기 제1측면판과 상기 제3측면판 사이에 배치되는 제1마그네트와, 상기 제1측면판과 상기 제4측면판 사이에 배치되는 제2마그네트와, 상기 제2측면판과 상기 제4측면판 사이에 배치되는 제3마그네트와, 상기 제2측면판과 상기 제3측면판 사이에 배치되는 제4마그네트를 포함하는 보이스 코일 모터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1마그네트는 상기 제1측면판에 배치되는 제1면과, 상기 제3측면판에 배치되는 제2면과, 상기 제1면과 상기 제2면을 연결하고 상기 코일과 대향하는 내면과, 상기 제1면과 상기 제2면을 연결하고 상기 내면의 반대편에 배치되는 외면을 포함하고,
    상기 제1마그네트의 상기 외면은 상기 커버와 이격되는 보이스 코일 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 마그네트는 상기 커버의 상기 측면판의 내면에 접촉되는 보이스 코일 모터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보빈의 하부에 결합되는 하부 탄성 부재를 포함하고,
    상기 하부 탄성 부재는 2개의 탄성 유닛을 포함하고,
    상기 하부 탄성 부재의 상기 2개의 탄성 유닛은 상기 코일과 전기적으로 연결되는 보이스 코일 모터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 베이스는 상기 베이스의 상면으로부터 돌출되는 돌기를 포함하고,
    상기 하부 탄성 부재는 상기 베이스의 상기 돌기가 삽입되는 홀을 포함하는 보이스 코일 모터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 상부 탄성 부재는 상기 보빈의 상기 상부에 결합되는 내측부와, 상기 마그네트와 상기 스페이서 사이에 배치되는 외측부와, 상기 내측부와 상기 외측부를 연결하는 연결부를 포함하고,
    상기 커버의 상기 회전 방지부의 상기 적어도 일부는 상기 상부 탄성 부재의 상기 내측부의 위치보다 낮은 위치에 배치되는 보이스 코일 모터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 커버의 상기 회전 방지부의 상기 적어도 일부는 상기 보빈과 상기 원주 방향으로 오버랩되는 보이스 코일 모터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 커버는 상기 상판의 내주로부터 연장되는 자속 누설 방지부를 포함하고,
    상기 회전 방지부는 상기 자속 누설 방지부의 하단에 돌출 형성되는 보이스 코일 모터.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 스페이서는 상기 커버의 상기 상판에 고정되는 보이스 코일 모터.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 보빈은 상기 회전 방지부의 반경 방향에 상기 회전 방지부와 오버랩되도록 배치되는 부분을 포함하는 보이스 코일 모터.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 보빈은 상기 보빈의 내측면에서 내측으로 돌출되는 단턱을 포함하고,
    상기 보빈의 상기 홈은 상기 보빈의 상기 단턱에 형성되는 보이스 코일 모터.
  14. 제1항의 보이스 코일 모터;
    상기 보이스 코일 모터의 상기 보빈에 결합되는 렌즈; 및
    상기 렌즈의 아래에 배치되는 이미지 센서를 포함하는 카메라.
  15. 제14항의 카메라를 포함하는 스마트폰.
  16. 상판과, 상기 상판의 외주로부터 연장되는 측면판을 포함하는 커버;
    상기 커버 내에 배치되는 보빈;
    상기 보빈과 상기 커버 사이에 배치되는 스페이서;
    상기 보빈의 아래에 배치되고 상기 커버의 상기 측면판과 결합되는 베이스;
    상기 보빈에 배치되는 코일;
    상기 코일과 상기 커버의 상기 측면판 사이에 배치되고 상기 코일과 마주보는 마그네트; 및
    상기 보빈의 상부에 결합되는 상부 탄성 부재를 포함하는 보이스 코일 모터.
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