JPS614178A - 摺動集電装置 - Google Patents
摺動集電装置Info
- Publication number
- JPS614178A JPS614178A JP59123845A JP12384584A JPS614178A JP S614178 A JPS614178 A JP S614178A JP 59123845 A JP59123845 A JP 59123845A JP 12384584 A JP12384584 A JP 12384584A JP S614178 A JPS614178 A JP S614178A
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- Japan
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- sliding
- current collector
- conductive material
- soft conductive
- soft
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
- H01R39/02—Details for dynamo electric machines
- H01R39/022—Details for dynamo electric machines characterised by the materials used, e.g. ceramics
- H01R39/025—Conductive materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
- H01R39/02—Details for dynamo electric machines
- H01R39/18—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush
- H01R39/20—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush characterised by the material thereof
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は摺動集電装置、特に回転電機のスリップリング
や整流子に好適な摺動集電装置に関する。
や整流子に好適な摺動集電装置に関する。
通常、電気を動力として用いる電気機器では、回転界磁
形交流発電機における界磁電流の供給、回転電機子型直
流電動機尾おける電機子電流の供給、電車における駆動
電力の供給等、電流の授受を行なう摺動集電装置が必要
である。
形交流発電機における界磁電流の供給、回転電機子型直
流電動機尾おける電機子電流の供給、電車における駆動
電力の供給等、電流の授受を行なう摺動集電装置が必要
である。
この摺動集電装置は、相対的に摺動する１対の集電部材
間で電流の授受を行なうよう両者を電気的に接続するも
？であるから、両者の摺動面の接触状態が、その性能と
信頼性に非常に大きな影響を与えることになる。
間で電流の授受を行なうよう両者を電気的に接続するも
？であるから、両者の摺動面の接触状態が、その性能と
信頼性に非常に大きな影響を与えることになる。
こうした摺動集電装置は、長時間使用によって摩耗が生
ずるため、保手や交換作業の点で配慮が払われている。
ずるため、保手や交換作業の点で配慮が払われている。
例えば、修正加工や交換に手間のかかる方の集電部材は
、銅、鋼、鉄等の摩耗しにくい金属材料で構成し、他方
の集電部材は焼結銅粉体等で構成している。しかしなが
ら、こうした構成は電気的極性差や摺動不良等による火
花発生があると、時間の経過と共に損焼が増大したり、
突発的に異常摩耗が生ずるなどの現象が発生した。
、銅、鋼、鉄等の摩耗しにくい金属材料で構成し、他方
の集電部材は焼結銅粉体等で構成している。しかしなが
ら、こうした構成は電気的極性差や摺動不良等による火
花発生があると、時間の経過と共に損焼が増大したり、
突発的に異常摩耗が生ずるなどの現象が発生した。
このような状況の中で、本発明者達は集電装置の１対の
摺動部材として難酸化性の導電性セラミックスを用いる
ことを検討した。 ・導電性セラミックスは、５
ｉＣ（シリコンカーバイト）、５ｉ３Ｎ４（窒化けい素
）のセラミックス基（板に、ＺｒＢ、（シリコニウムポ
ライド）、ＴｉＮ（窒化チタン）、ＨｆＢｔ（ハフニウ
ムポライド）等の導電性添加物を配合し、その配合割合
を変えて高温して高温焼結され、硬い１つの物体となる
。この場合のセラミックスの粒形は、必ずしも球形では
なく尖鋭状のものもある。
摺動部材として難酸化性の導電性セラミックスを用いる
ことを検討した。 ・導電性セラミックスは、５
ｉＣ（シリコンカーバイト）、５ｉ３Ｎ４（窒化けい素
）のセラミックス基（板に、ＺｒＢ、（シリコニウムポ
ライド）、ＴｉＮ（窒化チタン）、ＨｆＢｔ（ハフニウ
ムポライド）等の導電性添加物を配合し、その配合割合
を変えて高温して高温焼結され、硬い１つの物体となる
。この場合のセラミックスの粒形は、必ずしも球形では
なく尖鋭状のものもある。
このような導電性セラミックスを用いた集電装置の一例
を図面によって説明する。
を図面によって説明する。
第１０図は、局所的に配置した集電子１と、運動方向に
連続的に形成した集電環２とから集電装置を構成してお
り、両摺動部材は導電性セラミックスで形成されている
。集電子１は加圧力Ｐで集電環２へ押圧して摺動接触さ
せられている。
連続的に形成した集電環２とから集電装置を構成してお
り、両摺動部材は導電性セラミックスで形成されている
。集電子１は加圧力Ｐで集電環２へ押圧して摺動接触さ
せられている。
、このような構成の集電装置において、牽薫瀬曇千畦接
触電圧降下■を時間Ｔの経過と共に監視したところ、第
１２図に示す如く接触電圧降下■が大きく変動した。こ
の原因を調べたところ、第１０図の摺動面のＢ部拡大図
である第１１図に示すように、導電性セラミックスの粒
形が様々に結合しているため、集電子１と集電環２の接
触面における粒子ｌｃ、２ｃが微小な凹凸を呈しており
、これが原因となって接触電圧降下Ｖが大きく変化した
ことが解った。
触電圧降下■を時間Ｔの経過と共に監視したところ、第
１２図に示す如く接触電圧降下■が大きく変動した。こ
の原因を調べたところ、第１０図の摺動面のＢ部拡大図
である第１１図に示すように、導電性セラミックスの粒
形が様々に結合しているため、集電子１と集電環２の接
触面における粒子ｌｃ、２ｃが微小な凹凸を呈しており
、これが原因となって接触電圧降下Ｖが大きく変化した
ことが解った。
本発明の目的は、導電性セラミックスによって製作する
ことを可能とし、かつ上述の接触電圧降下の変動を抑制
した摺動集電装置を提供するにある。
ことを可能とし、かつ上述の接触電圧降下の変動を抑制
した摺動集電装置を提供するにある。
本発明は、導電性セラミックスによる集電部材の摺動面
に、軟性導電材の膜を形成し、これによって均一な接触
状態にしたことを特徴とする８〔発明の実施例〕 以下本発明の実施例を図面によって説明する。
に、軟性導電材の膜を形成し、これによって均一な接触
状態にしたことを特徴とする８〔発明の実施例〕 以下本発明の実施例を図面によって説明する。
摺動集電装置を構成する１対の集電部材は、一方が固定
で他方が回転形として例示しているが、両者が相対的に
摺動する構成であれば同様に実施できる。第１図に示す
ように導電性セラミックスから成る集電子１は、加圧力
Ｐによって導電性セラミックス製の集電環２へ抑圧接触
され、両者の電気的接続が行なわれている。この構成は
先の第１０、図と同一である。しかし、集電子１と集電
環２の摺動面において異なっている。つまり、第１図の
Ａ部拡大図である第２図に示すように、集電子１と集電
環２の摺動面には軟性導電材からなる膜３゜４が形成さ
れている。従って、集電子１と集電環２の摺動面に存在
していた導電性セラミックスの凹凸は、軟性導電材によ
って埋められてはぼ均一な摺動面となっている。軟性導
電材としては、例えば黒鉛を用いることができ、その他
の良導電材で導電性セラミックスより軟かいものを用い
ることもできる。
で他方が回転形として例示しているが、両者が相対的に
摺動する構成であれば同様に実施できる。第１図に示す
ように導電性セラミックスから成る集電子１は、加圧力
Ｐによって導電性セラミックス製の集電環２へ抑圧接触
され、両者の電気的接続が行なわれている。この構成は
先の第１０、図と同一である。しかし、集電子１と集電
環２の摺動面において異なっている。つまり、第１図の
Ａ部拡大図である第２図に示すように、集電子１と集電
環２の摺動面には軟性導電材からなる膜３゜４が形成さ
れている。従って、集電子１と集電環２の摺動面に存在
していた導電性セラミックスの凹凸は、軟性導電材によ
って埋められてはぼ均一な摺動面となっている。軟性導
電材としては、例えば黒鉛を用いることができ、その他
の良導電材で導電性セラミックスより軟かいものを用い
ることもできる。
このような摺動集電装置において、集電子１と集電環２
の間の接触電圧降下■を測定したところ第３図に示す結
果が得られた。同図から解かるように、接触電圧降下Ｖ
の変動はほとんどな（、はぼ均一な接触が得られている
。
の間の接触電圧降下■を測定したところ第３図に示す結
果が得られた。同図から解かるように、接触電圧降下Ｖ
の変動はほとんどな（、はぼ均一な接触が得られている
。
次に、軟性導電材の膜３，４の形成方法について説明す
る。第４図および第５図は第一の形成方法を示すもので
あり、第４図は集電環２に軟性導電材の膜４を形成する
場合、第５図は集電子ＩＫ軟性導電材の膜３を形成する
場合を示す。
る。第４図および第５図は第一の形成方法を示すもので
あり、第４図は集電環２に軟性導電材の膜４を形成する
場合、第５図は集電子ＩＫ軟性導電材の膜３を形成する
場合を示す。
導電性セラミックスから成る集電環２の摺動面Ｖｃ％加
圧力Ｐで軟性導電材４０を押圧している。この状態で、
集電環２を運転時の回転方向と同じ方向に回転する。す
ると、摺動面に存在する導電性セラミックスによって軟
性導電材４０が削られ、その摩耗粉が集電環２の表面に
付着する。付着した摩耗粉は徐々に堆積し、集電環２が
回転しているので、その表面は光沢のある平滑面となる
。
圧力Ｐで軟性導電材４０を押圧している。この状態で、
集電環２を運転時の回転方向と同じ方向に回転する。す
ると、摺動面に存在する導電性セラミックスによって軟
性導電材４０が削られ、その摩耗粉が集電環２の表面に
付着する。付着した摩耗粉は徐々に堆積し、集電環２が
回転しているので、その表面は光沢のある平滑面となる
。
一方、集電子１については、第５図に示すように導電性
セラミックスから成る集電子１を、集電環２と同様に構
成した軟性導電材３０に加圧力Ｐで押しつけ、軟性導電
材３０を運転時の集電環２の回転方向に回転させる。従
って、集電環２の場合と同様に集電子１における摺動面
の凹凸を利用して軟性導電材３０が削られ、やがて集電
子１の摺動面は平滑面となる。
セラミックスから成る集電子１を、集電環２と同様に構
成した軟性導電材３０に加圧力Ｐで押しつけ、軟性導電
材３０を運転時の集電環２の回転方向に回転させる。従
って、集電環２の場合と同様に集電子１における摺動面
の凹凸を利用して軟性導電材３０が削られ、やがて集電
子１の摺動面は平滑面となる。
このように、導電性セラミックスの摺動面の凹−凸と軟
硬差を利用して電気的に安定な摺動集電面が得られる。
硬差を利用して電気的に安定な摺動集電面が得られる。
特に、この実施例では集電環２の回転方向と一致した回
転を与えて、これを行なっているため、実機に取付けた
初期から安定した接触電圧降下が得られる。つまり、相
対的に摺動する１対の集電部材を用いるとき、相対的摺
動力向に駆動して軟性導電材の膜を形成することによっ
て、実機に取付けた初期から安定した性能が得られ、火
花発生等も防止することができる。
転を与えて、これを行なっているため、実機に取付けた
初期から安定した接触電圧降下が得られる。つまり、相
対的に摺動する１対の集電部材を用いるとき、相対的摺
動力向に駆動して軟性導電材の膜を形成することによっ
て、実機に取付けた初期から安定した性能が得られ、火
花発生等も防止することができる。
第６図は他の実施例による軟性導電材の膜の形成方法を
示しており、集電子１と集電環２へ同時に軟性導電材の
膜３，４を形成するものである。
示しており、集電子１と集電環２へ同時に軟性導電材の
膜３，４を形成するものである。
導電性セラミックス製の集電子１における摺動方向両側
に、軟性導電材５０を配置している。この軟性導電材５
０は集電子１よりも若干突出した下端を有するか、もし
くは集電子ｌと別体で集電子１の加圧力Ｐとは別に加え
た加圧力で集電環２へ押圧している。集電環２はＮ、Ｎ
’の両方向に回転することによって、集電子１と集電環
２の両槽動面に同時に軟性導電材５０の膜３，４を形成
できる。
に、軟性導電材５０を配置している。この軟性導電材５
０は集電子１よりも若干突出した下端を有するか、もし
くは集電子ｌと別体で集電子１の加圧力Ｐとは別に加え
た加圧力で集電環２へ押圧している。集電環２はＮ、Ｎ
’の両方向に回転することによって、集電子１と集電環
２の両槽動面に同時に軟性導電材５０の膜３，４を形成
できる。
第７図に示す実施例は、第６図の軟性導電材５゜の配置
を換えたもので、導電性セラミックス製の集電子ＩＦｃ
孔を形成し、この孔内に配置した軟性導電材５０に、集
電環２へ集電子１の加圧力付与手段とは異なる加圧力付
与手段によって押圧しており、第６図の場合と同様の効
果がある。
を換えたもので、導電性セラミックス製の集電子ＩＦｃ
孔を形成し、この孔内に配置した軟性導電材５０に、集
電環２へ集電子１の加圧力付与手段とは異なる加圧力付
与手段によって押圧しており、第６図の場合と同様の効
果がある。
第８図は更に他の実施例にょる軟性導電材膜の形成法を
示す。この例で集電子１１は板状体であり、けている。
示す。この例で集電子１１は板状体であり、けている。
この吹付けは集電環２の回転方向に沿って摺動部へ供給
され、集電子１１には適度な押圧力Ｐが加えられている
ので、軟性導電材膜６ｏに配向性が与えられ、先の実施
例と同様の効果が得られる。
され、集電子１１には適度な押圧力Ｐが加えられている
ので、軟性導電材膜６ｏに配向性が与えられ、先の実施
例と同様の効果が得られる。
上述した第６図、第７図および第８図に示した実施例は
、軟性導電材５ｏや、軟性導電材膜６ｏの吹付はノズル
５を集電子１，１１と集電環２の摺動面への膜形成のた
めに配置したが、実機にも同様の構成によって備えるな
ら、長時間摺動にわたって安定した特性が得られる。第
９図は、この種の実施例であり、集電環２Ｖｃ相当する
可動側集電部材１２は平面的に摺動する構成である。こ
のような構成においても、摺動部よりも可動側集電部材
１２の反移動方向に軟性導電材５０を適当な加圧力を加
えて可動側集電部材１２へ押圧しておくことにより、軟
性導電材５０を常時補給することができ、長期にわたっ
て安定した性能を得ることができる。
、軟性導電材５ｏや、軟性導電材膜６ｏの吹付はノズル
５を集電子１，１１と集電環２の摺動面への膜形成のた
めに配置したが、実機にも同様の構成によって備えるな
ら、長時間摺動にわたって安定した特性が得られる。第
９図は、この種の実施例であり、集電環２Ｖｃ相当する
可動側集電部材１２は平面的に摺動する構成である。こ
のような構成においても、摺動部よりも可動側集電部材
１２の反移動方向に軟性導電材５０を適当な加圧力を加
えて可動側集電部材１２へ押圧しておくことにより、軟
性導電材５０を常時補給することができ、長期にわたっ
て安定した性能を得ることができる。
以上説明したように本発明は、導電性セラミックスを用
いて成る１対の集電部材の摺動面に、導電性セラミック
スより軟かい軟性導電材の膜を形成したため、摺動部の
接触電圧降下の変動を抑えることができる。また軟性導
電材は導電性セラミックスより軟かい導電性部材である
ため、導電性セラミックスの摺動面の凹凸を利用して画
集室部材の摺動面に軟性導電材の膜を容易に形成するこ
とができる。
いて成る１対の集電部材の摺動面に、導電性セラミック
スより軟かい軟性導電材の膜を形成したため、摺動部の
接触電圧降下の変動を抑えることができる。また軟性導
電材は導電性セラミックスより軟かい導電性部材である
ため、導電性セラミックスの摺動面の凹凸を利用して画
集室部材の摺動面に軟性導電材の膜を容易に形成するこ
とができる。
第１図は本発明の一゛実施例による摺動集電装置の断面
図、第２図は第１図の摺動面のＡ部拡大図、第３図は第
１図の構成における接触電圧降下の時間変化特性図、第
４図〜第９図は本発明の軟性導電材膜のそれぞれ異なる
形成例を示す摺動集電装置の断面図、第１０図は検討前
の摺動集電装置の断面図、第１１図は第１０図の摺動面
のＢ部拡大図、第１２図は第１０図の構成における接触
電圧降下特性図である。 １・・・・・・集電子、２・・・・−集電環、３，４・
・・・・・軟性導電材膜、３０ 、４０ 、５０・・・
・・・軟性導電材。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 ｐ ’Ｐ 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０区 第１１図 第１２図
図、第２図は第１図の摺動面のＡ部拡大図、第３図は第
１図の構成における接触電圧降下の時間変化特性図、第
４図〜第９図は本発明の軟性導電材膜のそれぞれ異なる
形成例を示す摺動集電装置の断面図、第１０図は検討前
の摺動集電装置の断面図、第１１図は第１０図の摺動面
のＢ部拡大図、第１２図は第１０図の構成における接触
電圧降下特性図である。 １・・・・・・集電子、２・・・・−集電環、３，４・
・・・・・軟性導電材膜、３０ 、４０ 、５０・・・
・・・軟性導電材。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 ｐ ’Ｐ 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０区 第１１図 第１２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、相対的に摺動する１対の摺動部材を有し、この摺動
部材間の摺動部を介して電流の授受を行なう摺動集電装
置において、上記両摺動部材は導電性セラミックスによ
り構成し、上記両摺動部材の各摺動面に上記導電性セラ
ミックスより軟らか軟性導電材の膜を形成したことを特
徴とする摺動集電装置。 ２、上記特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、上
記軟性導電材の膜は、上記導電性セラミックスの摺動面
の凹凸に上記軟性導電材を押圧して形成したことを特徴
とする摺動集電装置。 ３、上記特許請求の範囲第２項記載のものにおいて、上
記押圧は、上記両摺動部材の相対的摺動方向の移動と共
に行なったことを特徴とする摺動集電装置。 ４、上記特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、上
記軟性導電材の膜は、一方の上記摺動部材側に設けた上
記軟性導電材を他方の上記摺動部材側へ押圧し、上記両
摺動部材の相対的な摺動によって形成したことを特徴と
する摺動集電装置。 ５、上記特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、上
記軟性導電材の膜は、上記両摺動部材の摺動部へ軟性導
電材粉を吹付けると共に、上記両摺動部材間の相対的な
摺動によって形成したことを特徴とする摺動集電装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59123845A JPS614178A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | 摺動集電装置 |
| DE8585106607T DE3579197D1 (de) | 1984-06-18 | 1985-05-29 | Gleitender stromabnehmer. |
| EP85106607A EP0165515B1 (en) | 1984-06-18 | 1985-05-29 | Sliding current collector |
| US06/744,194 US4657818A (en) | 1984-06-18 | 1985-06-13 | Sliding current collector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59123845A JPS614178A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | 摺動集電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS614178A true JPS614178A (ja) | 1986-01-10 |
| JPH0247826B2 JPH0247826B2 (ja) | 1990-10-23 |
Family
ID=14870812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59123845A Granted JPS614178A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | 摺動集電装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4657818A (ja) |
| EP (1) | EP0165515B1 (ja) |
| JP (1) | JPS614178A (ja) |
| DE (1) | DE3579197D1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0345199A3 (en) * | 1988-04-06 | 1990-05-09 | Nikolaos Tsagas | A device for indicating, on the vehicle's control panel inside the driver's cabinet during driving or stopping, the minimum and the maximum pneumatic pressure limits (lower and upper safety thresholds) in the inflated tyres of the vehicle. |
| JP3536484B2 (ja) * | 1995-11-17 | 2004-06-07 | 株式会社デンソー | 発電機 |
| DE102009029687A1 (de) * | 2009-09-23 | 2011-03-24 | Robert Bosch Gmbh | Kommutator zur Stromübertragung in einer elektrischen Maschine |
| DE102010041867A1 (de) * | 2010-10-01 | 2012-04-05 | Hoffmann & Co. Elektrokohle Ag | Stromübertragungsanordnung für elektromechanische Maschinen und Anlagen |
| WO2021247316A1 (en) * | 2020-06-01 | 2021-12-09 | Cr Flight L.L.C. | Rotary electrical transformer with preferred lubricant |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US3042629A (en) * | 1960-07-11 | 1962-07-03 | Stackpole Carbon Co | Dynamoelectric brush |
| US3153163A (en) * | 1961-03-30 | 1964-10-13 | Gen Electric | Moving electric current collectors |
| DE2025216A1 (de) * | 1970-05-23 | 1971-12-02 | Carbone Ag | Bürste für Elektromotoren und Dynamos |
| US3714482A (en) * | 1971-10-27 | 1973-01-30 | Motorola Inc | Brush wear inhibitor for dynamoelectric machines |
| US4123122A (en) * | 1976-07-06 | 1978-10-31 | The Torrington Company | Bearing element |
| US4409295A (en) * | 1982-01-21 | 1983-10-11 | Olin Corporation | Electrical connector material |
| US4488771A (en) * | 1982-03-08 | 1984-12-18 | Allied Corporation | Fluorosilicone elastomers, method of making such elastomers and electrical connectors including the elastomers |
| JPS59232981A (ja) * | 1983-06-15 | 1984-12-27 | 株式会社日立製作所 | セラミツクスしゆう動材料 |
-
1984
- 1984-06-18 JP JP59123845A patent/JPS614178A/ja active Granted
-
1985
- 1985-05-29 EP EP85106607A patent/EP0165515B1/en not_active Expired
- 1985-05-29 DE DE8585106607T patent/DE3579197D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1985-06-13 US US06/744,194 patent/US4657818A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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