JP2011103751A - 集中巻きモータの絶縁構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】集中巻きモータにおける絶縁性能の向上と絶縁作業工数の削減をする。
【解決手段】分割鉄心１には、固定子巻線２が集中巻きされて固定子コイル３０が形成されたボビンが挿入される。絶縁紙１００は、固定子コイル３０の外周面のうち３つの面を覆うとともに、絶縁紙１００の回転子側の挿入絶縁部が、ボビンの鍔部２ｂと固定子コイル３０との間に挿入され、絶縁紙１００の反回転子側の挿入絶縁部が、ボビンの鍔部２ｃと分割鉄心１との間に挿入される。そして、固定子コイル３０の外周面の残りの面にテープ２００を貼って絶縁紙１００を固定する。
【選択図】図１
【解決手段】分割鉄心１には、固定子巻線２が集中巻きされて固定子コイル３０が形成されたボビンが挿入される。絶縁紙１００は、固定子コイル３０の外周面のうち３つの面を覆うとともに、絶縁紙１００の回転子側の挿入絶縁部が、ボビンの鍔部２ｂと固定子コイル３０との間に挿入され、絶縁紙１００の反回転子側の挿入絶縁部が、ボビンの鍔部２ｃと分割鉄心１との間に挿入される。そして、固定子コイル３０の外周面の残りの面にテープ２００を貼って絶縁紙１００を固定する。
【選択図】図１
Description
本発明は集中巻きモータの絶縁構造に関し、絶縁性能を向上すると共に絶縁作業工数を削減できるように工夫したものである。
電動機の高出力化を図るために、固定子鉄心を周方向の複数箇所で分割した分割鉄心を用いると共に、固定子電線を集中巻きした電動機が実用化されている。
図５は、上記のような電動機に用いられている、固定子電線が巻回された分割鉄心の従来構造を示す斜視図であり、図６はその断面図である。
両図に示すように、分割鉄心１は、電動機の固定子鉄心の一部を構成するものであり、このような構成となっている複数の分割鉄心１を周方向に沿い連結・結合していくことにより、固定子鉄心が構成される。逆に言えば、分割鉄心１は、固定子鉄心を周方向の複数箇所で分割したものである。
両図に示すように、分割鉄心１は、電動機の固定子鉄心の一部を構成するものであり、このような構成となっている複数の分割鉄心１を周方向に沿い連結・結合していくことにより、固定子鉄心が構成される。逆に言えば、分割鉄心１は、固定子鉄心を周方向の複数箇所で分割したものである。
ボビン２は、筒状をなすボビン本体２ａと、ボビン本体２ａの一端面側（回転子側の端面）に形成された鍔部２ｂと、ボビン本体２ａの他端面側（反回転子側の端面）に形成された鍔部２ｃとにより構成されている。
このボビン２には、集中巻きの巻線方式により固定子電線３が巻回（直巻き）されている。このようにして固定子電線３を巻回することにより、固定子コイル３０が形成される。
固定子電線３が巻回されたボビン２は、分割鉄心１に挿入・装着されて分割鉄心２に固定される。
このボビン２には、集中巻きの巻線方式により固定子電線３が巻回（直巻き）されている。このようにして固定子電線３を巻回することにより、固定子コイル３０が形成される。
固定子電線３が巻回されたボビン２は、分割鉄心１に挿入・装着されて分割鉄心２に固定される。
このようにして固定子電線３が巻回されたボビン２が固定されている分割鉄心２を、図７に示すように、複数個、周方向に沿い連結・結合していくことにより固定子が形成される。
なお図５において、符号「３ａ」は固定子電線３の「巻き始め口線」を示し、符号「３ｂ」は固定子電線３の「巻き終わり口線」を示している。
また、巻回されている固定子電線３、即ち、固定子コイル３０の外周面の位置を特定するため、図５において巻回ずみの固定子電線３（即ち「固定子コイル３０」）の外周面のうち手前側の面を軸方向の一方の端面Ａ、この端面Ａの反対側を軸方向の他方の端面Ｂ、図５において左側の面を周方向の一方の端面Ｃ、この端面Ｃの反対側を周方向の他方の端面Ｄとして説明する。
また、巻回されている固定子電線３、即ち、固定子コイル３０の外周面の位置を特定するため、図５において巻回ずみの固定子電線３（即ち「固定子コイル３０」）の外周面のうち手前側の面を軸方向の一方の端面Ａ、この端面Ａの反対側を軸方向の他方の端面Ｂ、図５において左側の面を周方向の一方の端面Ｃ、この端面Ｃの反対側を周方向の他方の端面Ｄとして説明する。
ところで上記の従来技術では次のような問題があった。
（１）巻き終わり口線３ｂ（図５参照）の固定が困難であり、ツナギ作業時に、反ツナギ側（図５，図６の例では軸方向の他方の端面Ｂ側）の固定子電線３に電線浮きが発生する。
（２）隣の固定子コイル３０との相互間の絶縁空間距離α（図７参照）の確保が困難である。
（３）鉄心（分割鉄心１）と電線３との沿面距離β（図７参照）の確保が困難である。
（４）隣接する固定子コイル３０間に、長方形の絶縁紙を挟むことにより、隣接する固定子コイル３０相互間の絶縁を確保しようとした場合には、絶縁紙が抜けるおそれがあるため、抜け防止策を施さなくてはならない。このような絶縁紙の抜け防止策を施すと、絶縁作業工数が増加するとともに、絶縁構造が複雑化すると共に、電動機の大型化を招来してしまう。
（５）絶縁テープを用いて絶縁を施そうとすると、絶縁工数が大幅にアップしてしまう。
（１）巻き終わり口線３ｂ（図５参照）の固定が困難であり、ツナギ作業時に、反ツナギ側（図５，図６の例では軸方向の他方の端面Ｂ側）の固定子電線３に電線浮きが発生する。
（２）隣の固定子コイル３０との相互間の絶縁空間距離α（図７参照）の確保が困難である。
（３）鉄心（分割鉄心１）と電線３との沿面距離β（図７参照）の確保が困難である。
（４）隣接する固定子コイル３０間に、長方形の絶縁紙を挟むことにより、隣接する固定子コイル３０相互間の絶縁を確保しようとした場合には、絶縁紙が抜けるおそれがあるため、抜け防止策を施さなくてはならない。このような絶縁紙の抜け防止策を施すと、絶縁作業工数が増加するとともに、絶縁構造が複雑化すると共に、電動機の大型化を招来してしまう。
（５）絶縁テープを用いて絶縁を施そうとすると、絶縁工数が大幅にアップしてしまう。
本発明は上記従来技術に鑑み、絶縁性能を向上できると共に絶縁作業工数の削減ができる、集中巻きモータの絶縁構造を提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明の構成は、筒状をなすボビン本体と、前記ボビン本体のうち回転子側の端面に形成された一方の鍔部と、前記ボビン本体のうち反回転子側の端面に形成された他方の鍔部とにより構成されているボビンに、固定子電線が集中巻きの巻線方式により巻回されて固定子コイルが形成され、
前記固定子電線が巻回されている前記ボビンが、分割鉄心に挿入・装着されている集中巻きモータの絶縁構造において、
前記固定子コイルの外周面のうち、前記固定子電線の巻き始め口線及び巻き終わり口線が位置する面を軸方向の一方の端面とし、この一方の端面の反対側を軸方向の他方の端面とし、残りの２面を周方向の一方の端面及び周方向の他方の端面とした場合に、
周方向の一方の端面を覆う絶縁距離確保用第１絶縁部と、周方向の他方の端面を覆う絶縁距離確保用第２絶縁部と、軸方向の他方の端面に配置される共に前記絶縁距離確保用第１絶縁部と前記絶縁距離確保用第２絶縁部を連結する連結部と、前記絶縁距離確保用第１絶縁部のうち回転子側の辺から延在すると共に前記絶縁距離確保用第１絶縁部との境界線に沿い折り曲げられて前記固定子コイルと前記一方の鍔部との間に挿入される第１挿入絶縁部と、前記絶縁距離確保用第１絶縁部のうち反回転子側の辺から延在すると共に前記絶縁距離確保用第１絶縁部との境界線に沿い折り曲げられて前記分割鉄心と前記他方の鍔部との間に挿入される第２挿入絶縁部と、前記絶縁距離確保用第２絶縁部のうち回転子側の辺から延在すると共に前記絶縁距離確保用第２絶縁部との境界線に沿い折り曲げられて前記固定子コイルと前記一方の鍔部との間に挿入される第３挿入絶縁部と、前記絶縁距離確保用第２絶縁部のうち反回転子側の辺から延在すると共に前記絶縁距離確保用第２絶縁部との境界線に沿い折り曲げられて前記分割鉄心と前記他方の鍔部との間に挿入される第４挿入絶縁部とからなる絶縁紙と、
前記絶縁距離確保用第１絶縁部と、前記固定子コイルの軸方向の一方の端面と、前記絶縁距離確保用第２絶縁部とに渡り配置されて接着する絶縁性のテープと、
により絶縁を施していることを特徴とする。
前記固定子電線が巻回されている前記ボビンが、分割鉄心に挿入・装着されている集中巻きモータの絶縁構造において、
前記固定子コイルの外周面のうち、前記固定子電線の巻き始め口線及び巻き終わり口線が位置する面を軸方向の一方の端面とし、この一方の端面の反対側を軸方向の他方の端面とし、残りの２面を周方向の一方の端面及び周方向の他方の端面とした場合に、
周方向の一方の端面を覆う絶縁距離確保用第１絶縁部と、周方向の他方の端面を覆う絶縁距離確保用第２絶縁部と、軸方向の他方の端面に配置される共に前記絶縁距離確保用第１絶縁部と前記絶縁距離確保用第２絶縁部を連結する連結部と、前記絶縁距離確保用第１絶縁部のうち回転子側の辺から延在すると共に前記絶縁距離確保用第１絶縁部との境界線に沿い折り曲げられて前記固定子コイルと前記一方の鍔部との間に挿入される第１挿入絶縁部と、前記絶縁距離確保用第１絶縁部のうち反回転子側の辺から延在すると共に前記絶縁距離確保用第１絶縁部との境界線に沿い折り曲げられて前記分割鉄心と前記他方の鍔部との間に挿入される第２挿入絶縁部と、前記絶縁距離確保用第２絶縁部のうち回転子側の辺から延在すると共に前記絶縁距離確保用第２絶縁部との境界線に沿い折り曲げられて前記固定子コイルと前記一方の鍔部との間に挿入される第３挿入絶縁部と、前記絶縁距離確保用第２絶縁部のうち反回転子側の辺から延在すると共に前記絶縁距離確保用第２絶縁部との境界線に沿い折り曲げられて前記分割鉄心と前記他方の鍔部との間に挿入される第４挿入絶縁部とからなる絶縁紙と、
前記絶縁距離確保用第１絶縁部と、前記固定子コイルの軸方向の一方の端面と、前記絶縁距離確保用第２絶縁部とに渡り配置されて接着する絶縁性のテープと、
により絶縁を施していることを特徴とする。
本発明によれば、絶縁紙を固定子コイルに捲くと共に、絶縁紙の挿入絶縁部をボビンとの隙間に挿入するだけで、絶縁作業が完了するため、絶縁作業工数が低減する。
また、絶縁紙の絶縁距離確保用第１絶縁部及び絶縁距離確保用第２絶縁部を施すことにより、隣接する固定子コイル間の絶縁強度が向上する。
また連結部により巻き終わり口線とは反対側の面を押えることにより、ツナギ作業時において電線浮きの発生を防止することができる。
更に、絶縁紙の挿入絶縁部を、ボビンの鍔部と固定子コイルとの間、ボビンの鍔部と分割鉄心との間に挿入することにより、絶縁性能（沿面距離）の向上と絶縁紙の固定を容易に行うことができる。
また、絶縁紙の絶縁距離確保用第１絶縁部及び絶縁距離確保用第２絶縁部を施すことにより、隣接する固定子コイル間の絶縁強度が向上する。
また連結部により巻き終わり口線とは反対側の面を押えることにより、ツナギ作業時において電線浮きの発生を防止することができる。
更に、絶縁紙の挿入絶縁部を、ボビンの鍔部と固定子コイルとの間、ボビンの鍔部と分割鉄心との間に挿入することにより、絶縁性能（沿面距離）の向上と絶縁紙の固定を容易に行うことができる。
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき詳細に説明する。なお従来技術と同一機能を果たす部分には、同一符号を付して説明をする。
図１及び図２は本発明の実施例に係る、集中巻きモータの絶縁構造を示す。両図に示すように、電動機の固定子鉄心の一部を構成する分割鉄心１には、固定子電線３が巻回されたボビン２が挿入・装着されて固定される。
なお、ボビン２は、筒状をなすボビン本体２ａと、ボビン本体２ａの一端面側（回転子側の端面）に形成された鍔部２ｂと、ボビン本体２ａの他端面側（反回転子側の端面）に形成された鍔部２ｃとにより構成されている。また、ボビン２は、軸方向の中央部分で径方向に沿い２分割された２つの分割ボビンを、組み合わせて構成されたものである。
ボビン２には、集中巻きの巻線方式により固定子電線３が巻回（直巻き）されて、固定子コイル３０が形成される。
なお、ボビン２は、筒状をなすボビン本体２ａと、ボビン本体２ａの一端面側（回転子側の端面）に形成された鍔部２ｂと、ボビン本体２ａの他端面側（反回転子側の端面）に形成された鍔部２ｃとにより構成されている。また、ボビン２は、軸方向の中央部分で径方向に沿い２分割された２つの分割ボビンを、組み合わせて構成されたものである。
ボビン２には、集中巻きの巻線方式により固定子電線３が巻回（直巻き）されて、固定子コイル３０が形成される。
固定子電線３の巻き始め口線３ａ及び巻き終わり口線３ｂは、固定子コイル３０の軸方向の一方の端面Ａに位置している。
ここまで説明した構成は、図５，図６に示す従来技術と同様である。
本実施例では、図３に展開図で示す絶縁紙１００と、絶縁性のテープ２００により、絶縁を施している。
絶縁紙１００は、図１〜図３に示すように、絶縁距離確保用第１絶縁部１０１と、絶縁距離確保用第２絶縁部１０２と、連結部１１０と、第１〜第４の挿入絶縁部１２１〜１２４により構成されている。
絶縁距離確保用第１絶縁部１０１は、固定子コイル３０の外周面のうち、周方向の一方の端面Ｃを覆うものである。
絶縁距離確保用第２絶縁部１０２は、固定子コイル３０の外周面のうち、周方向の他方の端面Ｄを覆うものである。
連結部１１０は、固定子コイル３０の外周面のうち、軸方向の他方の端面Ｂを覆うものであり、絶縁距離確保用第１絶縁部１０１と絶縁距離確保用第２絶縁部１０２とを連結している。
絶縁距離確保用第２絶縁部１０２は、固定子コイル３０の外周面のうち、周方向の他方の端面Ｄを覆うものである。
連結部１１０は、固定子コイル３０の外周面のうち、軸方向の他方の端面Ｂを覆うものであり、絶縁距離確保用第１絶縁部１０１と絶縁距離確保用第２絶縁部１０２とを連結している。
第１挿入絶縁部１２１は、絶縁距離確保用第１絶縁部１０１のうち回転子側（図３では上側）の辺から延在すると共に絶縁距離確保用第１絶縁部１０１との境界線（図３では点線で示している線）に沿い折り曲げられて固定子コイル３０と一方の鍔部２ｂとの間に挿入されるものである。
第２挿入絶縁部１２２は、絶縁距離確保用第１絶縁部１０１のうち反回転子側（図３では下側）の辺から延在すると共に絶縁距離確保用第１絶縁部１０１との境界線（図３では点線で示している線）に沿い折り曲げられて分割鉄心１と他方の鍔部２ｃとの間に挿入されるものである。
第３挿入絶縁部１２３は、絶縁距離確保用第２絶縁部１０２のうち回転子側（図３では上側）の辺から延在すると共に絶縁距離確保用第２絶縁部１０２との境界線（図３では点線で示している線）に沿い折り曲げられて固定子コイル３０と一方の鍔部２ｂとの間に挿入されるものである。
第４挿入絶縁部１２４は、絶縁距離確保用第２絶縁部１０２のうち反回転子側（図３では下側）の辺から延在すると共に絶縁距離確保用第２絶縁部１０２との境界線（図３では点線で示している線）に沿い折り曲げられて分割鉄心１と他方の鍔部２ｃとの間に挿入されるものである。
絶縁を施す際には、図１及び図２に示すように、絶縁距離確保用第１絶縁部１０１により周方向の一方の端面Ｃを覆い、絶縁距離確保用第２絶縁部１０２により周方向の他方の端面Ｄを覆い、連結部１１０により軸方向の他方の端面Ｂを覆うようにして、絶縁紙１００を固定子コイル３０に巻き付ける。
更に、第１挿入絶縁部１２１は、絶縁距離確保用第１絶縁部１０１との境界線（図３では点線で示している線）に沿い折り曲げて、固定子コイル３０と一方の鍔部２ｂとの間に挿入する。
第２挿入絶縁部１２２は、絶縁距離確保用第１絶縁部１０１との境界線（図３では点線で示している線）に沿い折り曲げて、分割鉄心１と他方の鍔部２ｃとの間に挿入する。
第３挿入絶縁部１２３は、絶縁距離確保用第２絶縁部１０２との境界線（図３では点線で示している線）に沿い折り曲げて、固定子コイル３０と一方の鍔部２ｂとの間に挿入する。
第４挿入絶縁部１２４は、絶縁距離確保用第２絶縁部１０２との境界線（図３では点線で示している線）に沿い折り曲げて、分割鉄心１と他方の鍔部２ｃとの間に挿入する。
第２挿入絶縁部１２２は、絶縁距離確保用第１絶縁部１０１との境界線（図３では点線で示している線）に沿い折り曲げて、分割鉄心１と他方の鍔部２ｃとの間に挿入する。
第３挿入絶縁部１２３は、絶縁距離確保用第２絶縁部１０２との境界線（図３では点線で示している線）に沿い折り曲げて、固定子コイル３０と一方の鍔部２ｂとの間に挿入する。
第４挿入絶縁部１２４は、絶縁距離確保用第２絶縁部１０２との境界線（図３では点線で示している線）に沿い折り曲げて、分割鉄心１と他方の鍔部２ｃとの間に挿入する。
そして、絶縁距離確保用第１絶縁部１０１と、固定子コイル３０の軸方向の一方の端面Ａと、絶縁距離確保用第２絶縁部１０２とに渡り、絶縁性のテープ２００を配置して接着することにより、絶縁処理が完了する。
図１に示す状態のように絶縁が施された分割鉄心１を、図４に示すように、複数個、周方向に沿い連結・結合していくことにより固定子が形成される。
本実施例では、絶縁紙１００の絶縁距離確保用第１絶縁部１０１，連結部１１０及び絶縁距離確保用第２絶縁部１０２を、固定子コイル３０に巻きつけ、第１〜第４の挿入絶縁部１２１〜１２４を、ボビン２の鍔部２ｂと巻線３０との隙間や、ボビン２の鍔部２ｃと分割鉄心１との隙間に差し込んだだけで、絶縁作業が完了する。このため、絶縁作業が容易になり絶縁作業工数を削減することができる。
また連結部１１０により、固定子コイル３０の外周面のうち軸方向の他方の端面Ｂを押え、軸方向の一方の端面Ａをテープ３０により固定することにより、巻き終わり口線３ｂの固定ができ、ツナギ作業時において端面Ｂ側の固定子電線３の電線浮きの発生を防止することができる。
更に、絶縁距離確保用第１絶縁部１０１及び絶縁距離確保用第２絶縁部１０２を備えることにより、隣接する固定子コイル３０間の絶縁強度を向上させることができる。
また、第１挿入絶縁部１２１と第３挿入絶縁部１２３を、固定子コイル３０と一方の鍔部２ｂとの間に挿入することにより、絶縁紙１００が固定子の外に飛び出すのを防止することができる。
また、第２挿入絶縁部１２２と第４挿入絶縁部１２４を、分割鉄心１と他方の鍔部２ｃとの間に挿入することにより、沿面距離の確保ができるとともに、絶縁紙１００の固定と、固定子電線３が絶縁紙１００から漏れ出ることを防止できる。
また、第１挿入絶縁部１２１と第３挿入絶縁部１２３を、固定子コイル３０と一方の鍔部２ｂとの間に挿入することにより、絶縁紙１００が固定子の外に飛び出すのを防止することができる。
また、第２挿入絶縁部１２２と第４挿入絶縁部１２４を、分割鉄心１と他方の鍔部２ｃとの間に挿入することにより、沿面距離の確保ができるとともに、絶縁紙１００の固定と、固定子電線３が絶縁紙１００から漏れ出ることを防止できる。
１ 分割鉄心
２ ボビン
２ａ ボビン本体
２ｂ，２ｃ 鍔部
３ 固定子電線
３ａ 巻き始め口線
３ｂ 巻き終わり口線
３０ 固定子コイル
１００ 絶縁紙
１０１ 絶縁距離確保用第１絶縁部
１０２ 絶縁距離確保用第２絶縁部
１０３ 連結部
１２１ 第１挿入絶縁部
１２２ 第２挿入絶縁部
１２３ 第３挿入絶縁部
１２４ 第４挿入絶縁部
２００ テープ
Ａ 軸方向の一方の端面
Ｂ 軸方向の他方の端面
Ｃ 周方向の一方の端面
Ｄ 周方向の他方の端面
α 絶縁空間距離
β 沿面距離
２ ボビン
２ａ ボビン本体
２ｂ，２ｃ 鍔部
３ 固定子電線
３ａ 巻き始め口線
３ｂ 巻き終わり口線
３０ 固定子コイル
１００ 絶縁紙
１０１ 絶縁距離確保用第１絶縁部
１０２ 絶縁距離確保用第２絶縁部
１０３ 連結部
１２１ 第１挿入絶縁部
１２２ 第２挿入絶縁部
１２３ 第３挿入絶縁部
１２４ 第４挿入絶縁部
２００ テープ
Ａ 軸方向の一方の端面
Ｂ 軸方向の他方の端面
Ｃ 周方向の一方の端面
Ｄ 周方向の他方の端面
α 絶縁空間距離
β 沿面距離
Claims (1)
- 筒状をなすボビン本体と、前記ボビン本体のうち回転子側の端面に形成された一方の鍔部と、前記ボビン本体のうち反回転子側の端面に形成された他方の鍔部とにより構成されているボビンに、固定子電線が集中巻きの巻線方式により巻回されて固定子コイルが形成され、
前記固定子電線が巻回されている前記ボビンが、分割鉄心に挿入・装着されている集中巻きモータの絶縁構造において、
前記固定子コイルの外周面のうち、前記固定子電線の巻き始め口線及び巻き終わり口線が位置する面を軸方向の一方の端面とし、この一方の端面の反対側を軸方向の他方の端面とし、残りの２面を周方向の一方の端面及び周方向の他方の端面とした場合に、
周方向の一方の端面を覆う絶縁距離確保用第１絶縁部と、周方向の他方の端面を覆う絶縁距離確保用第２絶縁部と、軸方向の他方の端面に配置される共に前記絶縁距離確保用第１絶縁部と前記絶縁距離確保用第２絶縁部を連結する連結部と、前記絶縁距離確保用第１絶縁部のうち回転子側の辺から延在すると共に前記絶縁距離確保用第１絶縁部との境界線に沿い折り曲げられて前記固定子コイルと前記一方の鍔部との間に挿入される第１挿入絶縁部と、前記絶縁距離確保用第１絶縁部のうち反回転子側の辺から延在すると共に前記絶縁距離確保用第１絶縁部との境界線に沿い折り曲げられて前記分割鉄心と前記他方の鍔部との間に挿入される第２挿入絶縁部と、前記絶縁距離確保用第２絶縁部のうち回転子側の辺から延在すると共に前記絶縁距離確保用第２絶縁部との境界線に沿い折り曲げられて前記固定子コイルと前記一方の鍔部との間に挿入される第３挿入絶縁部と、前記絶縁距離確保用第２絶縁部のうち反回転子側の辺から延在すると共に前記絶縁距離確保用第２絶縁部との境界線に沿い折り曲げられて前記分割鉄心と前記他方の鍔部との間に挿入される第４挿入絶縁部とからなる絶縁紙と、
前記絶縁距離確保用第１絶縁部と、前記固定子コイルの軸方向の一方の端面と、前記絶縁距離確保用第２絶縁部とに渡り配置されて接着する絶縁性のテープと、
により絶縁を施していることを特徴とする集中巻きモータの絶縁構造。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
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