JPH05340475A - 電磁シールドガスケット組立体 - Google Patents

電磁シールドガスケット組立体

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JPH05340475A
JPH05340475A JP3206058A JP20605891A JPH05340475A JP H05340475 A JPH05340475 A JP H05340475A JP 3206058 A JP3206058 A JP 3206058A JP 20605891 A JP20605891 A JP 20605891A JP H05340475 A JPH05340475 A JP H05340475A
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JP
Japan
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electromagnetic shield
wedge
gasket
shield gasket
gasket assembly
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JP3206058A
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English (en)
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Peter J Balsells
ピーター・ジェイ・バルセルス
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/02Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/08Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
    • F16J15/0887Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing the sealing effect being obtained by elastic deformation of the packing
    • F16J15/0893Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing the sealing effect being obtained by elastic deformation of the packing the packing having a hollow profile
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00Springs
    • F16F1/02Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/04Wound springs
    • F16F1/045Canted-coil springs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/648Protective earth or shield arrangements on coupling devices, e.g. anti-static shielding  
    • H01R13/658High frequency shielding arrangements, e.g. against EMI [Electro-Magnetic Interference] or EMP [Electro-Magnetic Pulse]
    • H01R13/6581Shield structure
    • H01R13/6582Shield structure with resilient means for engaging mating connector
    • H01R13/6583Shield structure with resilient means for engaging mating connector with separate conductive resilient members between mating shield members
    • H01R13/6584Shield structure with resilient means for engaging mating connector with separate conductive resilient members between mating shield members formed by conductive elastomeric members, e.g. flat gaskets or O-rings
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
    • H05K9/0007Casings
    • H05K9/0015Gaskets or seals
    • H05K9/0016Gaskets or seals having a spring contact
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S277/00Seal for a joint or juncture
    • Y10S277/92Seal including electromagnetic shielding feature

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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電磁シールドガスケットのコイルを負荷する
ことにより、シールド効果を増大させる。 【構成】 電磁シールドガスケット組立体30は電磁波
の伝播を遮断するためのコイルバネを有する。コイルバ
ネは互いに相互連結され、コイルバネの中心線で傾斜し
た関係で配置され、電磁波の伝播を遮断する個々のコイ
ル32を有する。個々のコイルは、個々のコイルをたわ
ませ連続する円形バネの内径において個々のコイルを当
接させるためのくさび部分を備えた溝90内に配置でき
る連続する円形バネを形成するような方法で相互連結す
るとよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、傾斜コイルバネ及びシ
ールに関し、特に、バネの引き続きの負荷のために選択
した方位でバネを保持するようにバネのコイルとキャビ
ティとの間の干渉を生じさせるような状態で、キャビテ
ィ内に保持された傾斜コイルバネに関する。主軸線又は
副軸線で負荷するようにバネを方位決めすることによ
り、バネの引き続きの負荷に応じて、特定の選択した弾
力特性や荷重/たわみ(偏向)特性を得ることができ
る。
【0002】後述するが、キャビティは所望の形状を有
する直線状又は連続状のもの、円形又はその他の形状の
ものでよいことに留意されたい。円形のキャビティに対
しては、バネはガーター型の傾斜コイルバネを形成する
ように溶着された端部コイルを有するとよい。
【0003】
【従来の技術及びその問題点】関心の的は、ピストン及
びボアの如きシャフトとハウジングとの間の電磁波をシ
ールするためのガスケットである。この場合、ガスケッ
トは、電磁波がシャフト又はボアを通るのを阻止するよ
うに、半径方向に負荷を受ける。
【0004】電磁的な伝達は波理論により説明でき、更
に、自由空間内で互いに90度の角度だけずれた位相関
係で発生する電場及び磁場に関して説明できる。波理論
は波長及び振幅の点から電磁エネルギを説明する。
【0005】本明細書においては、電磁エネルギは電磁
エネルギ周波数の全スペクトル帯域を含む一般用語とし
て使用することに留意されたい。一般的に言えば、電磁
干渉(EMI)及びラジオ周波数干渉(RFI)は、装
置の指定の部品に対して出入りする不当な電磁エネルギ
又はラジオ周波数エネルギにより生起される干渉を説明
するために使用される。
【0006】部品に対する電磁エネルギの出入りを遮断
(シールド)する能力をシールド効果と呼ぶことが多
い。
【0007】一般に、約100KHzないし約300G
Hzの周波数を有するマイクロ波エネルギをマイクロ波
という。マイクロ波の周波数のスペクトルは、3つの一
般的な帯域、即ち、100Kzないし10GHzの商業
用(コマーシャル)帯域、10GHzないし50GHz
の軍事用帯域及び50GHzないし300GHzのミリ
メートル帯域に分けることができる。
【0008】任意の特定の周波数範囲のシールド効果
は、電磁界の放射を許容するギャップ又は開口を横切る
電流の連続性が確保されない場合は、このようなギャッ
プ又は開口により著しい影響を受ける。もちろん、開口
の重要性は衝突する電磁エネルギの周波数に依存する。
シールド効果はデシベル(dB)単位で測定したEMI
ガスケットの効率の関数であり、シールド効果が大きい
程、ガスケットが一層有効になることを諒解されたい。
このようなシールド効果はコイル間の開口により影響を
受け、本明細書においては、この開口の最大直線寸法
(面積ではない)を「アパーチャ」と定義する。アパー
チャの寸法が大きい程、シールド効果は減少する。アパ
ーチャはシールド開口の最大直線寸法である。それ故、
ガスケットにおいては、最大シールド効果を得るために
アパーチャの寸法をできるだけ小さくするのが望まし
い。
【0009】本発明に関連するバネガスケットには2つ
の型式がある。一方の型式では、負荷したときにコイル
間に間隔が生じるものであり、他方の型式においては、
負荷時にコイルが当接するものである。当接したコイル
は、最小のアパーチャ従って最大シールド効果を提供す
る。
【0010】バネガスケットにおけるアパーチャの長さ
は、ワイヤ直径、その比D/d及びコイル間の間隔によ
り影響を受ける。
【0011】一般原則として、商業上での使用における
有効なシールドにとっては、開口の寸法は電磁エネルギ
の波長を20で割った値より小さくすべきである。軍事
用の帯域に対しては、開口の寸法は波長を50で割った
値より小さくすべきであり、ミリメートル帯域に対して
は、開口寸法は波長を200で割った値より小さくすべ
きである。波長に対する依存性のため、ガスケットの効
率は、特定の周波数において、その開口又はアパーチャ
の寸法により決定される。
【0012】従来、シールド効果にとって許容できない
ような不当なギャップの形成を阻止べく装置の全寿命に
わたって寸法上の安定性を提供するためにガスケットを
使用してきた。組立てを必要とする部品間のEMI又は
RFIを阻止するためにガスケットを伴った繰り返しの
組立体て及び解体を必要とするような情況において、特
にそのようなガスケットが使用されてきた。
【0013】
【発明の構成並びに作用効果】しかし、本発明のガスケ
ットは、複数個の導電性ワイヤコイルを使用することに
より有効な電磁シールドを提供し、電磁シールドを提供
するためにコイルの円周に沿った選択した領域でコイル
間隔を調整できるような方法で、複数個のコイルを負荷
する手段を提供する。更に、本発明のガスケットは、ト
ルク負荷、偏心、不規則により発生する可能性のある変
化その他の変化を吸収するに十分な偏倚能力をも提供す
る。
【0014】本発明によれば、弾性電磁シールドガスケ
ットは、中心線に沿って複数個の個々の傾斜コイルを有
し、通過する電磁波の伝播を遮断するためのコイルバネ
手段と、コイルバネ手段の電磁シールド効果を制御する
ような方位で複数個のコイルを支持するための支持手段
とを具備する。
【0015】また、支持手段と共働し、電磁波が伝播で
きるコイルバネ手段のアパーチャを制御するように複数
個のコイルを負荷するための手段も提供される。
【0016】本発明の一実施例においては、個々のコイ
ルを互いに当接させるための手段としてくさびを使用す
る。
【0017】更に、後角度(バックアングル)手段を設
けて、中心線に垂直な垂直線に関する各コイルの後端部
分の位置を画定すると共に、ガスケットの作動弾性範囲
を決定するとよい。前角度(フロントアングル)手段を
設けて、この前角度手段を後角度手段より大きくした状
態で、垂直線に関する各コイルの前端部分の位置を画定
するとよい。
【0018】本発明の好ましい実施例においては、後角
度手段は、ガスケットがそのたわみに応答してほぼ一定
の力を発揮するような作動弾性範囲を画定する。これに
より、適合部品間の間隔に影響を与える可能性のある小
さな変化、公差、偏心、または温度及び環境条件による
変化は、ガスケットにより提供される負荷又はシール力
に影響を及ぼさない。これが、電磁シールドガスケット
として従来使用されてきたものと本発明のガスケットと
を区別する。
【0019】巻回角度で複数個のコイルを方位付ける手
段を設けて、選択したたわみ範囲内でほぼ一定な力の大
きさを制御するとよい。
【0020】複数個のコイルの全体形状は直線状でも任
意の幾何学形状でもよいが、円形形状の連続的なガスケ
ットを形成するような方法でこれらのコイルを相互連結
するとよい。この場合、後端部分がガスケットの内径に
沿い前端部分がガスケットの外径に沿うような方法でコ
イルを相互連結してもよく、または、後端部分をガスケ
ットの外径に沿って位置させ、前端部分をガスケットの
内径に沿って位置させてもよい。
【0021】本発明の別の実施例においては、複数個の
コイルを負荷又は前負荷(プレロード)する手段は、複
数個のコイルを保持するための溝を画定する手段と、副
軸線に沿って複数個のコイルをたわませるためのくさび
手段とで構成するとよい。くさび手段を溝手段内で懸架
し、複数個のコイルにより対向負荷表面に接するように
くさび手段を偏倚してもよく、または、対向負荷表面に
くさび手段を固定してもよいし、溝内にくさびを固定し
てもよい。
【0022】上記円形形状においては、各コイルのシー
ル負荷部分は共働して負荷円を画定し、くさび手段は負
荷円を減少させるために副軸線に沿って円形の軸方向に
弾性のガスケットを圧縮するように作動する。
【0023】軸方向に弾性的な電磁シールドガスケット
又は半径方向に弾性的な電磁シールドガスケットを提供
するように、コイルを相互連結してもよい。
【0024】本発明の他の実施例においては、コイル間
に間隔を伴うバネとは異なり、負荷時においてバネコイ
ルを当接させると、アパーチャが小さくなり、シールド
効果が増大する。
【0025】
【実施例】本発明に係る弾性電磁シールドガスケットは
その荷重/たわみ特性を基に説明できる。
【0026】応用に応じて多数の荷重/たわみ特性を利
用できる。しかし、特定の応用に対しては、ガスケット
はそのたわみに応じてほぼ一定の力を与える。この特徴
のため、本発明のガスケットは、間に電磁シールドを介
在させたい適合表面における変化に順応できる。このよ
うな変化は、表面の不規則性、公差、温度及び圧力効果
により生じるものである。シールドガスケットは、温度
及び圧力の効果に拘わらず、全時間にわたって一貫した
方法で電磁放射をシールドでき、適合部品の繰り返しの
組立てや解体を許容する安定した長寿命のガスケットを
提供する。
【0027】所望の荷重/たわみ特性を説明するため、
例示的な荷重/たわみ曲線10を図1に示す。図示のよ
うに、ガスケットに荷重を加えたとき、ガスケットが最
小荷重地点14に到達するまで、ガスケットは直線12
にて示すようなほぼ一次元的な態様でたわむ。最小荷重
地点は、初期のたわみ後に荷重がたわみ始め、荷重が比
較的一点に維持され始める地点を表す。
【0028】軸方向に弾性的なガスケット(後述)に対
しては、荷重は軸方向に加えられ、半径方向に弾性的な
ガスケット(後述)に対しては、荷重は半径方向に加え
られることを諒解されたい。
【0029】最小荷重地点14と最大作動荷重地点16
との間では、荷重/たわみ曲線は一定でもよく、または
図1に示すように僅かに増大を示すようなものでもよ
い。最小荷重地点14と最大作動荷重地点16との間の
領域は作動たわみ範囲18として知られている。
【0030】電磁シールドを目的とする本発明に係る典
型的なガスケットに対しては、地点20にて示すよう
に、ガスケットはこの範囲内で作動するように通常負荷
を受ける。ガスケットは適合する表面間にシールを提供
するものであってもよい。
【0031】最大荷重地点16を越えてガスケットを負
荷すると、突合せ地点22に到達するまでは急激なたわ
み応答となり、オーバーロード(過負荷)の結果として
ガスケットに恒久的な硬化が生じる。また、図1には、
無負荷ガスケットと最大作動荷重地点16との間でのた
わみとして定義される合計たわみ範囲24も示す。
【0032】後述するが、本発明のガスケットは種々の
形をとることができる。例えば、ガスケットは直線状の
ものであっても任意の不規則形状のものであってもよ
く、または、後述するように、円形、楕円形その他の連
続形状を呈するように相互連結してもよい。
【0033】まず、図2に示すような軸方向に弾性的な
電磁シールド即ちガスケット30は、後端部分34(図
3)がガスケット30の内径36に沿い前端部分38が
ガスケット30の外径40に沿うような方法で相互連結
された複数個のコイル32を有する。図2は相互連結さ
れコイルを右回りに傾斜させた状態で巻かれたガスケッ
ト30を示す。別の実施例(図示せず)では、図2、3
に示すものと類似であるが、左回りに傾斜したコイルを
有し、図4に示すように左回り方向に巻かれたガスケッ
トとしてもよい。
【0034】図3から、バックアングル即ち後角度42
は中心線46に垂直な線44に関する各コイルの後端部
分34の位置を画定する手段を提供し、フロントアング
ル即ち前角度48は垂直線50に関する各コイルの前端
部分38の位置を画定する手段を提供することが分か
る。更に、米国特許第4,826,144号明細書及び
同第4,915,366号明細書に開示されているよう
に、後角度42はガスケットの作動弾性範囲を決定す
る。ガスケットの弾性範囲を決定するための後角度の使
用についての詳細は上記米国特許明細書に開示されてい
るので、ここでは詳細に説明しない。
【0035】図4、5には、軸方向に弾性的な円形ガス
ケット60を示し、このガスケットは、左回りに傾斜し
たコイルを提供するような態様で相互連結された複数個
のコイル62を有し、図5に示すように、ガスケット6
0の外径68に沿って後端部分66を画定する後角度6
4と、ガスケットの内径74に沿って前端部分72を画
定する前角度70とを有する。
【0036】図4は相互連結され左回りに傾斜したコイ
ルを提供するように巻かれたガスケット60を示す。別
の実施例(図示せず)においては、図4、5と類似であ
るが、右回り(図2)方向に傾斜したガスケットとして
もよい。更に、巻き方向を逆にしてもよい。
【0037】図6に示すように、本発明の他の実施例で
は、電磁ガスケット80は、中心線84に沿って傾斜
し、半径方向に弾性的な円形ガスケットを提供するよう
に相互連結された複数個の導電性コイル82を有する。
ガスケット80の負荷は負荷矢印86にて示すように半
径方向において行う。
【0038】図7には、溝90内に位置した軸方向に弾
性的なガスケット30の断面図を示し、溝90はバネ
(コイル)の内径の円周に沿ってコイルを離間させる
(コイル間に間隔を与える)ように複数個のコイル32
をプレロード即ち前負荷するための手段を提供する。内
径98に沿っての負荷を小さくすれば、上記間隔は各コ
イル32のシール荷重92で漸進的に増大し、バネの外
径の方へ更に増大する。
【0039】シール荷重部分92に沿ってのコイルの間
隔は、選択した値よりも大きな波長での電磁エネルギの
通過を制限するように、選定する。
【0040】シール荷重部分92の関係を一層明確に示
すため、負荷円96に沿っての概略斜視図を図8に示
す。負荷線/円96はコイル32のシール荷重部分92
により画定される。
【0041】図8はコイル間に間隔を伴った状態での負
荷位置におけるガスケット30を示す。
【0042】図7に示すように、1度ないし90度(4
5度が好ましい)の負荷巻回角度αで溝90内にガスケ
ット30を配置した場合には、荷重シール点100は負
荷円96に一致する。ガスケット30は「円錐」形状と
して示してあり、ガスケットの内径36(図2)にほぼ
沿って位置する小さな負荷円を生じさせる。溝90内で
のガスケット30の組立ての後、ガスケットはフランジ
110により負荷を受ける。
【0043】図7、8に示すバネによる最良のシールド
効果は、ワイヤの直径が最大で直径比D/dが最小でコ
イル間の間隔が最大のときに生じるようなアパーチャの
最小時に、達成される。
【0044】溝の幅112はコイルの高さ114より小
さくても、等しくても、大きくてもよい。しかし、バネ
の負荷時にバネの損傷の可能性が一層少なくなるので、
溝の幅はコイルの高さより大きい方が好ましい。
【0045】図7に示す形状においては、ガスケット3
0は、作動たわみ範囲内で力がほぼ一定となる力対たわ
みの関係を提供する力/たわみ特性を有する。しかし、
組立体の巻回角度(図35)が70度より大きい場合
は、バネがスナップする傾向が生じ、溝の幅がコイルの
高さと等しいかそれより小さい場合、特に、バネの後角
度が外径部分に位置していて、力対たわみ曲線を一定力
以上に急激に上昇させる(これは、ガスケットの疲れが
生じることを表す)場合に、このバネのスナップが生じ
る。
【0046】図8aはコイル32が当接するように負荷
を受けたガスケット30の断面を示し、隣接し当接した
コイル32の表面に対じする最小領域102及び負荷表
面106を示す。導電性ワイヤ108は、電磁エネルギ
の通過を更に制限するためのインサート(挿入体)手段
を提供するように領域102内で当接コイル32間に位
置してもよいし、当接コイル32間に位置してもよい。
インサートとしての導電性ワイヤ108は、領域102
を一層完全に占めるように、円形断面又はV字状断面を
呈するとよい。
【0047】図9には、本発明の更に別の実施例を示
し、この実施例においては、負荷位置にて示された軸方
向に弾性的なガスケット120は、1度ないし90度の
負荷巻回角度を有し、図では、好ましい45度の負荷巻
回角度を示す。ガスケットは逆円錐形を呈し、ガスケッ
トの位置は軸方向の円錐ガスケットと同じであるが、円
錐位置から180度の角度だけ逆になった位置でキャビ
ティ内に組立てられる点が異なる。
【0048】負荷円122は軸方向の円錐バネ(ガスケ
ット)30の場合より実質上大きく、負荷円122にお
いてはコイル間の間隔は一層大きくなる。この型式のガ
スケットの力対たわみ特性は図1に示すが、組立体の巻
回角度α(図35)が70度より大きく、バネの後角度
が内径部分ではなく外径部分に位置している場合は、一
定力以上の一層高い初期ピークを有する。
【0049】図10には、副軸線42に沿って負荷を受
けた軸方向に弾性的なガスケット140を示す。この場
合、溝の幅Gwはコイルの幅Cwより大きい。
【0050】軸方向に弾性的な円錐ガスケット150の
別の位置決めを図11に示し、この場合、軸方向の巻回
角度は0度ないし30度であり、負荷円152に沿って
の負荷はガスケット150の副軸線154に沿って行わ
れる。溝内でのコイルの前負荷及び負荷については後に
詳説する。
【0051】図12、13には、ハウジング168及び
シャフト170にそれぞれ形成した溝164、166内
にそれぞれ位置した本発明に係る半径方向に弾性的なガ
スケット160、162をそれぞれ示す。
【0052】それぞれの溝164、166内でのバネ
(ガスケット)160、162の位置決めに関する後述
のパラメータは、軸方向又は半径方向に弾性的なガスケ
ット30、120、140、150に関連して後述する
ように、溝/バネ関係に類似している。
【0053】図12aは、ハウジング168aとシャフ
ト170との間でキャビティ169を画定するためのく
さび168dを備えた2つの部分168b、168cを
有するハウジング168a内に位置したバネ160を示
す。組立てたとき、くさび168dは、バネ160の内
径から外径に向かって漸進的にバネ160を当接させる
ような方法で、キャビテイ169内で負荷を受ける。
【0054】図13aは、バネ162をたわませかつ内
径から外径に向かって漸進的にバネ162を当接させる
ような図31に示す方法でバネを負荷するキャビティ1
71を画定するくさび部分170bを有するピストン1
70a内に位置したバネ162を示す。
【0055】図14は、溝即ちキャビティ174内に位
置した軸方向に弾性的な電磁シールドガスケット172
の拡大図であり、溝174内で懸架されたくさび176
を有し、このくさびは、負荷位置にあるときの206で
のバネガスケットの内径に沿っての(隣接コイルの周辺
に沿う)コイル間隔を周辺に沿っての他のコイル部分1
84に沿うコイル間隔よりも小さくするように、複数個
のコイル178により対向負荷表面180に接するよう
に偏倚されている。負荷円190において、負荷を受け
たときのコイル間の間隔は周辺におけるコイル間隔より
若干大きく、このコイル間隔は、負荷を受けたときに、
バネ周辺の内径から外径に向かって漸進的に増大する。
【0056】くさび171の重要な特徴は、溝174内
でのコイル178の回転を変更させてフランジ110及
びハウジング110a(図7)の繰り返しの組立て及び
解体時にガスケット172のシールド効果を減少させる
ようなコイルの疲れ即ち恒久的な硬化を生じさせずに、
コイル178の当接を可能にすることである。このくさ
びは巻回角度を増大させるような方法でコイル178の
回転による疲れを阻止する。
【0057】コイルのための溝及びくさびの寸法を適正
に選択することにより、コイルは、周辺の他のコイル部
分184に沿っての離間関係を維持したまま、負荷円に
沿って当接させることができる。くさび176は別体の
部品として示してあるが、負荷表面180と一体の部分
として作ってもよい。
【0058】くさび176がバネガスケット172によ
りたわまされるほど十分な可撓性を有する場合は、別体
のくさびは、それ自体キャビティ174に適合でき図1
2a、13aに示す一体のくさびよりも実質上良好なシ
ールド効果を提供するという優れた利点を有する。
【0059】一方、一体のくさびは、くさび及び負荷手
段が1つのユニットではなく、製造、組立て及び装填が
容易であるという優れた利点を有する。
【0060】図14に示すように、溝の幅Gwは溝の深
さGD に等しくてよく、例えば、これらの寸法は0.1
5インチ(約3.81mm)程度でよい。ガスケット1
72はほぼ45度の巻回角度196でのコイル高さ19
4と、約0.168インチ(約4.27mm)のコイル
幅198とを有し、約0.16インチ(約4.06m
m)の直径ワイヤから形成するとよい。
【0061】ガスケット172をくさび176により溝
174内で負荷したとき、バネは45度の負荷角度19
6から突合せ巻回角度202へ回転する。負荷円190
は突合せ点にある状態で示してある。コイルの巻回体が
負荷円を減少させ、それ故、開口間隔を著しく減少させ
ると、コイルの高さ194は減少することが分かる。バ
ネ172がたわんだとき、コイル178は最小内側直径
206で当接を開始する。負荷円に沿って負荷が生じる
と、コイルは外径208に向かって漸進的に当接する。
【0062】当接コイルを示す図14bに示すように、
コイルが当接したときにコイル間に最小間隔が生じる。
この場合、露出した空間102の最大寸法はワイヤの直
径に等しい。
【0063】図15に示す本発明の他の実施例において
は、ガスケット220は溝222内に位置し、高さより
も大きな幅を有するくさび224により偏倚せしめられ
ている。くさび224は上述のように負荷表面と一体の
部分として作ることができる。例えば図15に示すよう
な異なる形状のくさび224を使用すると、ガスケット
172に関連して上述したような内径から外径へ向かっ
てコイルの当接速度(割合)を変えることができる。こ
れにより、種々の溝幅Gw及び溝深さGD で、荷重/た
わみ特性を得ることができる。
【0064】ガスケット及び溝の寸法の特定の許容範囲
内で、負荷円に沿って、コイルが当接関係に近付くか当
接関係を維持することは重要なことである。内径から外
径に向かってコイルが当接するという事実により、溝及
びガスケットの変化及び公差に対して、バネを損傷させ
るようなコイルの完全な当接を防止できる。
【0065】図16、17、18は溝242、244、
246及びくさび248、250、252とそれぞれ組
合せた軸方向に弾性的なガスケット240を示す。上述
のように、くさび248、250、252は、負荷表面
と一体の部分として形成してもよい。これらの別の実施
例は、溝の幅を修正するために使用できる脚部分254
を有するくさび248を示す。
【0066】代わりに、図17に示すように、溝244
は副軸線258に沿ってバネ240を圧縮するためのテ
ーパ部分256を有してもよい。図18に示す更に別の
実施例では、くさび250はV字状を呈し、バネ240
を偏倚するためにくさび252と共働する。
【0067】図19、20、21は、溝272、27
4、276内に配置されくさび278、280、282
により負荷を受けた半径方向に弾性的なガスケット27
0を示す。ガスケット270はハウジング290に装着
する型式のものでも、ピストン292に装着する型式の
ものでもよい。更に、溝272、274、276は単一
のハウジング又はピストン(図示せず)内に配置しても
よいし、代わりに、適合部材300、302、304に
関連して形成してもよい。軸方向に弾性的なガスケット
240の装着と同様に、傾斜縁306を適合部材304
内へ組み込むときには、くさび状のガスケット282を
使用してもよい。
【0068】図22、23に示す実施例と同様、図16
ー21に示すすべての実施例は、その作動原理をガスケ
ット30、170に関連して既に完全に説明してあるの
で、概略的に示し、簡単に説明するにとどめる。
【0069】例えば、図22は、ガスケット110及び
クリップ部材318により偏倚を行う位置に保持された
適合部材314、316により形成された溝312内に
位置したガスケット310を示す。図23は、右側及び
左側の部材336、338により形成された溝334内
でガスケット332を偏倚するための一体のくさび33
0を示し、ガスケット332はフランジ340により負
荷を受ける。
【0070】図24は、図14に関する説明で述べた寸
法を有する本発明のガスケットに対する特定の負荷/た
わみ曲線を示す。この例においては、バネは直径0.0
22インチ(約0.56mm)の円形断面を有するワイ
ヤで形成してあり、コイルの高さは約0.16インチ
(約4.06mm)、後角度は約13ないし15度、前
角度は約29ないし31度、コイル間隔は約0.19な
いし0.17インチ(約4.83ないし4.32mm)
である。
【0071】概略的に示す図25ー26には、無負荷状
態、及び負荷円356に沿って表面352、354間で
負荷された複数個のコイル350をそれぞれ示す。最大
直線寸法即ちアパーチャLでの最終前角度358は電磁
波の電波に利用する。図27はコイル350の外径での
負荷表面352との接触点360から負荷表面254に
接触するコイル350の頂部362まで延びるアパーチ
ャLを示す1つのコイルの拡大図である。
【0072】アパーチャLは一層小さくでき、それ故、
コイルワイヤの直径dを増大させることにより一定の周
波数に対してシールド効果を増大させることができるこ
とが分かる。これについては図28に示す。コイルの直
径Dもまた、適当な寸法をとる。一定のワイヤ直径dに
対して、コイル直径Dが増大すると、一定周波数でのシ
ールド効果が増大することが分かる。この結果、個々の
コイルが当接していない本発明のガスケットに対して
は、ワイヤ直径dが大きい程及びコイル350の直径D
が小さい程、シールド効果が大きくなる。
【0073】コイル370が当接している本発明の別の
実施例を図30、31に示す。図30は自由状態即ち無
負荷状態でのコイルを示し、図31は表面372、37
4間でコイル370が互いに当接した状態を示す。負荷
円376と最終前角度378をも示す。図32は電磁波
の伝播に利用する最大直線寸法即ちアパーチャLの拡大
図である。
【0074】コイル370を当接させた際のアパーチャ
Lは図26ー27に示す離間したコイル350の場合の
アパーチャLより著しく小さいことが分かる。一例とし
て、同じワイヤ直径d及びコイル高さDに対しては、当
接したコイル370を有するガスケットは、当接してい
ないコイル350の場合よりも、最大4倍のシールド効
果を有する。
【0075】また、当接したコイル370を有するガス
ケットの設計において、アパーチャLが個々のワイヤコ
イル384、386の中心間を延びているので、ワイヤ
直径が大きくなる程、一定に周波数に対するシールド効
果が大きくなる(図33)ことに注意することは重要な
ことである。
【0076】図34に示すコイル直径とワイヤ直径との
比D/dに対しては、逆もまた真である。
【0077】上述のように、シールド効果は、負荷時に
コイル32(図8)が離れているかコイル350(図2
6)が当接しているかによって部分的に決定されるアパ
ーチャLにより、左右される。
【0078】表1に示す仕様のバネ400のシールド効
果の計算した比較を、当接していないコイル(図35ー
36)と当接したコイル(図37ー38)とについて、
図39に示す。
【0079】 表1 バネのパラメータ ワイヤ直径 0.003インチ(約0.08mm) コイル高さ 0.025インチ(約0.64mm) コイル幅 0.023インチ(約0.58mm) 後角度 12° コイル間の間隔 0.0035インチ(約0.089mm) バネの内径 0.063インチ(約1.60mm) コイル数# 35 図35において、バネ400は幅CW及び高さGHを有
する溝402内に配置され、約70°の組立て巻回角度
αAPと約45°の負荷巻回角度αLPとを有する。LCは
軸方向に負荷を受けたバネ400のための負荷円を表
す。コイル間の間隔410は図36に明示し、この図に
は、溝の内径412、外径414及び負荷円LCをも示
す。
【0080】図37はくさび420により当接位置へ負
荷されたコイル404を有するバネ400を示す。この
場合、溝422は内側高さGWIより大きな外側高さG
WOを有する。コイル404は約70°の組立て巻回角
度αAPと約55°の負荷巻回角度αLPとを有する。図3
8に示すように、コイルは、矢印430にて示すよう
に、溝の内径412から負荷円LCに向かって当接す
る。
【0081】種々の溝1.D.に対する当接したコイル
404及び離間したコイルのための平均アパーチャを表
2に示す。
【0082】 表2 当接コイル 離間コイル 平均アパーチャ 平均数 平均アパーチャ 平均数 (インチ) # (インチ) # 溝I.D. (インチ) 0.063 0.0056 35.5 0.0257 35.5 0.125 0.0065 61.0 0.0264 61.0 0.250 0.0071 111.5 0.0268 111.5 0.500 0.0074 213.0 0.0271 213.0 当接したコイル404及び当接していないコイルについ
てのシールド効果対平面波及び磁場の関係を図39に示
す。
【0083】図39に示すように、10GHzの周波数
に対して、負荷により離間したコイル404(図35ー
36)では、平面波について80.2dBのシールド効
果が達成され、当接したコイル(図37ー38)では、
そのシールド効果は93.5dBであり、2つのバネの
シールド効果の差は13.3dBである。この差13.
3dBは負荷時にコイル404が当接する場合よりも
6.6倍大きなシールド効果の増大に相当する。
【0084】磁場に対しても、シールド効果の差は1
3.3dBであり、それ故、当接コイルよりも当接して
いないコイルの方が6.6倍大きなシールド効果を有す
る。
【0085】以上、本発明の電磁シールドガスケットの
特定の実施例につき説明したが、本発明はこれらの実施
例のみに限定されないことは言うまでもない。従って、
本発明の要旨を逸脱することなく、種々の変形、修正が
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電磁シールドガスケットの種々のパラ
メータを示す理論的な荷重/たわみ曲線のグラフであ
る。
【図2】軸方向に弾性的なコイルガスケットを形成する
ような方法で右回りに傾斜するように相互連結されたコ
イルを有する本発明の電磁シールドガスケットの部分平
面図である。
【図3】バネの後角度と前角度との相対位置を示す図2
の3ー3線における断面図である。
【図4】軸方向に弾性的な電磁シールドガスケットを画
定するように左回りに傾斜する状態で相互連結されたコ
イルを有する本発明の電磁シールドガスケットの部分平
面図である。
【図5】バネの後角度と前角度との相対位置を示す図4
の5ー5線における断面図である。
【図6】半径方向に弾性的な電磁ガスケットを形成する
ように相互連結されたコイルを有する本発明の電磁ガス
ケットを示す図である。
【図7】円錐位置に配置され変更可能な(図では45°
で示す)負荷巻回角度を有する軸方向に弾性的な電磁ガ
スケットを示す図である。
【図8】図8は負荷線に沿って見た互いに離間したコイ
ルを有する図7の軸方向に弾性的な電磁ガスケットの斜
視図で、負荷線又は負荷円をも示す図である。図8aは
前負荷時又は負荷時に当接するコイルを有する別の実施
例の断面図である。
【図9】逆円錐位置に配置され変更可能な(図では45
°で示す)負荷巻回角度を有する軸方向に弾性的な電磁
ガスケットを負荷位置において示す図である。
【図10】ほぼ0度のバネ負荷巻回角度で副軸線に沿っ
て負荷される軸方向に弾性的な電磁ガスケットを示す図
である。
【図11】0度ないし30度(図では15°で示す)の
負荷巻回角度を有し、円錐を形成するように副軸線に沿
って負荷される軸方向に弾性的な電磁ガスケットを負荷
位置において示す図である。
【図12】図12はハウジングの溝内に位置した半径方
向に弾性的な電磁ガスケットを示す図である。図12a
は内径から外径に向かってコイルを漸進的に当接させる
ように外径から内径に向かってコイルを負荷するための
くさび提供手段を備えたハウジング溝内に組立てられた
電磁シールドガスケットを示す図である。
【図13】図13はシャフトの溝に位置した半径方向に
弾性的な電磁ガスケットを示す図である。図13aは内
径から外径に向かってコイルをたわませ漸進的に当接さ
せるようにコイルを負荷するためのくさび提供手段を備
えたピストン溝内に組立てられた電磁シールドガスケッ
トを示す図である。
【図14】ガスケットの負荷を示し、副軸線に沿って当
接角度位置へガスケットをたわませるためのくさびを示
す軸方向に弾性的な電磁ガスケットの線図である。
【図15】本発明の他の実施例を示す図である。
【図16】異なる形状のくさび及び溝を使用する本発明
の他の実施例を示す図である。
【図17】異なる形状のくさび及び溝を使用する本発明
の他の実施例を示す図である。
【図18】異なる形状のくさび及び溝を使用する本発明
の他の実施例を示す図である。
【図19】半径方向に弾性的な電磁ガスケットを圧縮す
るための位置におけるくさびをも示す本発明の他の実施
例を示す図である。
【図20】半径方向に弾性的な電磁ガスケットを圧縮す
るための位置におけるくさびをも示す本発明の他の実施
例を示す図である。
【図21】半径方向に弾性的な電磁ガスケットを圧縮す
るための位置におけるくさびをも示す本発明の他の実施
例を示す図である。
【図22】本発明の実施例の典型的な応用を示す断面図
である。
【図23】第3の適合部材により負荷を行う前に前負荷
を行うため適合部材により画定された溝に関連する本発
明の別の実施例を示す断面図である。
【図24】本発明の典型的な軸方向に弾性的な電磁コイ
ルバネのための軸方向又は半径方向の荷重/たわみ曲線
を示すグラフである。
【図25】無負荷状態即ち自由状態でのコイルバネを示
す図である。
【図26】個々のコイル間に間隔を有する負荷時の図2
5のコイルを示す図である。
【図27】電磁波の伝播に利用する最大直線寸法即ちア
パーチャLを示す図26の負荷コイルの1つのコイルの
拡大断面図である。
【図28】ワイヤ直径(d)と図26のコイルのシール
ド効果との関係を示すグラフである。
【図29】コイルの直径(D)と図26のコイルのシー
ルド効果との関係を示すグラフである。
【図30】無負荷状態即ち自由状態でのコイルバネを示
す図である。
【図31】個々のコイルが当接する負荷時の図30のコ
イルを示す図である。
【図32】電磁波の伝播に利用する最大直線寸法Lを示
す隣接コイルの部分拡大断面図である。
【図33】ワイヤ直径(d)と図31のコイルのシール
ド効果との関係を示すグラフである。
【図34】コイルの直径(D)と図31のコイルのシー
ルド効果との関係を示すグラフである。
【図35】負荷時にコイル間に間隔を与えるために安全
負荷を行うようにたわんだ軸方向のバネガスケットを示
す図である。
【図36】負荷時にコイル間に間隔を与えるために安全
負荷を行うようにたわんだ軸方向のバネガスケットを示
す図である。
【図37】負荷円で当接するようにくさびで負荷された
図35、36のバネガスケットを示す図である。
【図38】負荷円で当接するようにくさびで負荷された
図35、36のバネガスケットを示す図である。
【図39】図35−38のバネガスケットに対して、負
荷時に当接するコイルと負荷時に当接しないコイルとの
差を示す、平面波及び磁場での周波数対シールド効果の
関係のグラフである。
【符号の説明】
30、 60、 80、110、120、140、15
0、160、162、172、220、240、27
0、282、332、400 電磁シールドガスケ
ット 32、62、82、178、350、370、404
コイル 34、66 後端部分 36、74、412 内径 38、72 前端部分 40、68、414 外径 42、64 後角度 46、84 中心線 48、70、358、378 前角度 90、164、166、174、222、242、24
4、246、272、274、276、312、33
4、402、422 溝 96、122、152、190、356、376、LC
負荷円 106、180、352、354 負荷表面 108、384、386 ワイヤ 154、258 副軸線 168、168a、290 ハウジング 170 シャフト 168d、176、224、248、250、252、
278、280、282、330 くさび 300、302、304 適合部材
【手続補正書】
【提出日】平成5年7月21日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図14
【補正方法】変更
【補正内容】
【図14】
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図24
【補正方法】変更
【補正内容】
【図24】
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図28
【補正方法】変更
【補正内容】
【図28】
【手続補正5】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図29
【補正方法】変更
【補正内容】
【図29】
【手続補正6】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図33
【補正方法】変更
【補正内容】
【図33】
【手続補正7】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図34
【補正方法】変更
【補正内容】
【図34】
【手続補正8】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図39
【補正方法】変更
【補正内容】
【図39】

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電磁シールドガスケット組立体におい
    て、 中心線に沿って傾斜した複数個の別個のコイルを有し、
    電磁波の伝播を遮断するためのコイルバネ手段と;前記
    コイルバネ手段の電磁シールド効果を制御するような方
    位で前記複数個のコイルを支持するための支持手段と;
    前記支持手段と共働し、電磁波を伝播する前記コイルバ
    ネ手段の作動を制御するために前記複数個のコイルを負
    荷するための手段と;を備えたことを特徴とする電磁シ
    ールドガスケット組立体。
  2. 【請求項2】 前記個々のコイルが、連続する円形コイ
    ルバネを形成するように相互連結していることを特徴と
    する請求項1の電磁シールドガスケット弁組立体。
  3. 【請求項3】 前記個々のコイルが、所望のシールド効
    果を得るように選択した直径dのワイヤでできており、
    このシールド効果が前記ワイヤの直径の増大につれて増
    大することを特徴とする請求項2の電磁シールドガスケ
    ット組立体。
  4. 【請求項4】 前記個々のコイルが、所望のシールド効
    果を得るように選択した直径Dのワイヤでできており、
    このシールド効果が前記ワイヤの直径の比D/dの増大
    につれて増大することを特徴とする請求項3の電磁シー
    ルドガスケット組立体。
  5. 【請求項5】 前記個々のコイルが、0度より大きな巻
    回角度を有する連続する円形コイルバネを形成するよう
    に相互連結しており、前記支持手段が、電磁波を伝播さ
    せる前記円形コイルバネの開口を制御して前記コイルバ
    ネ手段の電磁シールド効果を制御するため、前記連続す
    る円形コイルバネの巻回角度を増大させるための負荷及
    び溝手段を有することを特徴とする請求項1の電磁シー
    ルドガスケット弁組立体。
  6. 【請求項6】 前記個々のコイルが、所望のシールド効
    果を得るように選択した直径dのワイヤでできており、
    このシールド効果が前記ワイヤの直径の増大につれて増
    大することを特徴とする請求項5の電磁シールドガスケ
    ット組立体。
  7. 【請求項7】 前記個々のコイルが、所望のシールド効
    果を得るように選択した直径Dのワイヤでできており、
    このシールド効果が前記ワイヤの直径の比D/dの増大
    につれて増大することを特徴とする請求項6の電磁シー
    ルドガスケット組立体。
  8. 【請求項8】 前記コイルバネ手段を収納するための溝
    手段を更に備え;前記支持手段が前記個々のコイルを互
    いに当接させるための当接手段を有することを特徴とす
    る請求項1の電磁シールドガスケット組立体。
  9. 【請求項9】 前記個々のコイルが、連続する円形コイ
    ルバネを形成するように相互連結していることを特徴と
    する請求項8の電磁シールドガスケット弁組立体。
  10. 【請求項10】 前記個々のコイルが所望のシールド効
    果を得るように選択した直径dのワイヤでできており、
    このシールド効果が前記ワイヤの直径の増大につれて増
    大することを特徴とする請求項9の電磁シールドガスケ
    ット組立体。
  11. 【請求項11】 前記個々のコイルが、所望のシールド
    効果を得るように選択した直径Dのワイヤでできてお
    り、このシールド効果が前記ワイヤの直径の比D/dの
    増大につれて増大することを特徴とする請求項10の電
    磁シールドガスケット組立体。
  12. 【請求項12】 前記当接手段がくさびから成ることを
    特徴とする請求項9の電磁シールドガスケット組立体。
  13. 【請求項13】 前記くさびが前記溝手段と一体になっ
    ていることを特徴とする請求項12の電磁シールドガス
    ケット組立体。
  14. 【請求項14】 前記くさびが前記溝手段内に位置して
    いて、該溝手段に固定されていないことを特徴とする請
    求項12の電磁シールドガスケット組立体。
  15. 【請求項15】 前記くさびが、前記溝手段内に位置し
    ており、前記個々のコイルの副軸線に沿って該個々のコ
    イルを負荷するため該くさびの外形を画定するための手
    段を有することを特徴とする請求項13の電磁シールド
    ガスケット組立体。
  16. 【請求項16】 前記くさびが、前記溝手段内に位置し
    ており、前記個々のコイルの副軸線に沿って該個々のコ
    イルを負荷するため該くさびの外形を画定するための手
    段を有することを特徴とする請求項14の電磁シールド
    ガスケット組立体。
  17. 【請求項17】 前記くさびが、前記溝手段内に位置し
    ており、前記連続するコイルバネの内径に沿って前記個
    々のコイルを互いに当接させるため該くさびの外形を画
    定するための手段を有することを特徴とする請求項13
    の電磁シールドガスケット組立体。
  18. 【請求項18】 前記コイルバネ手段を収納するための
    溝手段を更に備え;前記支持手段が、疲れを伴わずに前
    記個々のコイルを互いに当接させ、かつ、部品の組立て
    及び解体による電磁シールド効果の損失を伴わずに前記
    電磁シールドガスケット組立体を介在させる部品の繰り
    返しの組立て及び解体を可能にするための手段を有する
    ことを特徴とする請求項1の電磁シールドガスケット組
    立体。
  19. 【請求項19】 前記個々のコイルが連続する円形コイ
    ルバネを形成するように相互連結しており、前記の個々
    のコイルを互いに当接させるための手段がくさびから成
    るいることを特徴とする請求項18の電磁シールドガス
    ケット弁組立体。
  20. 【請求項20】 前記くさびが前記溝手段と一体になっ
    ていることを特徴とする請求項19の電磁シールドガス
    ケット組立体。
  21. 【請求項21】 前記くさびが前記溝手段内に位置して
    いて、該溝手段に固定されていないことを特徴とする請
    求項19の電磁シールドガスケット組立体。
  22. 【請求項22】 前記個々のコイルが連続する円形コイ
    ルバネを形成するように相互連結しており、前記の個々
    のコイルを互いに当接させるための手段がくさびから成
    るいることを特徴とする請求項21の電磁シールドガス
    ケット弁組立体。
  23. 【請求項23】 前記個々のコイルが、所望のシールド
    効果を得るように選択した直径dのワイヤでできてお
    り、このシールド効果が前記ワイヤの直径の増大につれ
    て増大することを特徴とする請求項22の電磁シールド
    ガスケット組立体。
  24. 【請求項24】 前記個々のコイルが所望のシールド効
    果を得るように選択した直径Dのワイヤでできており、
    このシールド効果が前記ワイヤの直径の比D/dの増大
    につれて増大することを特徴とする請求項23の電磁シ
    ールドガスケット組立体。
  25. 【請求項25】 前記くさびが、前記溝手段内に位置し
    ており、前記個々のコイルの副軸線に沿って該個々のコ
    イルを負荷するため該くさびの外形を画定するための手
    段を有することを特徴とする請求項24の電磁シールド
    ガスケット組立体。
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