(57)【要約】【課題】複数の給電線を並列接続して構成した一つの給電ラインにおける各給電線に流れる電流のバランスをとることができる非接触給電システムを提供する。【解決手段】複数の給電線２１，２２，２３，２４を並列接続して一つの給電ライン２０が構成されている。給電ライン２０に、複数の給電線の周囲を囲むインダクタンス調整コア６０が接続され、インダクタンス調整コア６０においてピックアップコア４１における開放部に近い給電線を開放部より遠い給電線に比べて磁気結合を高くしてピックアップコア４１と各給電線２１，２２，２３，２４との磁気結合の違いによって生じる各給電線２１，２２，２３，２４のインダクタンスのバラツキを調整して各給電線２１，２２，２３，２４に流れる電流が調整されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の給電線を並列接続して一つの給電ラインを構成し、
前記給電ラインの各給電線に高周波電流を印加する高周波電源を備え、
前記給電ラインに、複数の給電線の周囲を囲み、かつ、一部が開放されたピックアップコア及び当該ピックアップコアに巻回したピックアップコイルで構成されるピックアップ部を接続するとともに、複数の給電線の周囲を囲むインダクタンス調整コアを接続し、
前記インダクタンス調整コアにおいて前記ピックアップコアにおける開放部に近い給電線を前記開放部より遠い給電線に比べて磁気結合を高くして前記ピックアップコアと各給電線との磁気結合の違いによって生じる各給電線のインダクタンスのバラツキを調整して各給電線に流れる電流を調整したことを特徴とする非接触給電システム。
【請求項２】
前記インダクタンス調整コアは前記複数の給電線に共通であることを特徴とする請求項１に記載の非接触給電システム。
【請求項３】
前記ピックアップコアはＥ型コアであり、前記インダクタンス調整コアはＥ型コアであり、かつ、前記ピックアップコアにおいては中央磁脚と両側磁脚との間に形成される溝における開放部に近い給電線がインダクタンス調整コアにおいては中央磁脚と両側磁脚との間に形成される溝における開放部から遠くなるように前記インダクタンス調整コアを前記ピックアップコアとは逆向きに配置したことを特徴とする請求項２に記載の非接触給電システム。
【請求項４】
前記インダクタンス調整コアは前記各給電線に個別に設けられることを特徴とする請求項１に記載の非接触給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触給電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１等に非接触給電システムが開示されている。このシステムを無人搬送車に適用した場合の主な構成を図７に示す。高周波電源１００から高周波の電流を給電線１１０に流し、その高周波電流により交番磁界を発生させる。その交番磁界を非接触で図８に示すピックアップコア（例えば、フェライトコア）１３０で受け、電磁誘導の原理を利用して電力をピックアップし、移動体（機台）１２０に電力を供給する。詳しくは、Ｅ型ピックアップコア１３０の中央磁脚１３０ａに巻回したコイル１３１を通じて電力が取り出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３３８１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記非接触給電システムにおいて、給電電力を大きくすべく給電線１１０に流す電流を大きくすると給電線１１０の発熱が大きくなる。この給電線１１０の発熱を低減するために、図９に示すように複数の給電線（１１１，１１２，１１３，１１４）を用いて分流させることが考えられる。なお、図９では４本の給電線１１１，１１２，１１３，１１４に分流させた場合を示している。
【０００５】
このように複数の給電線（１１１，１１２，１１３，１１４）を用いて分流させた場合、次に示す問題が生じる。
複数の給電線１１１，１１２，１１３，１１４上に置かれた図１０，１１に示すピックアップコア１４０において、各給電線１１１，１１２，１１３，１１４とピックアップコア１４０との磁気結合に差がある。具体的には、給電線１１１はピックアップコア１４０の開放部（開口部）１４０ａ，１４０ｂから最も遠く、ピックアップコア１４０との磁気結合が最も高い。給電線１１４はピックアップコア１４０の開放部（開口部）１４０ａ，１４０ｂに最も近く、ピックアップコア１４０との磁気結合が最も低い。このような各給電線１１１，１１２，１１３，１１４に対するピックアップコア１４０の磁気結合の違いから、各給電線１１１，１１２，１１３，１１４のインダクタンス（インピーダンス）に違いが生じ、給電線１１１，１１２，１１３，１１４の電流値にアンバランスが生じる。即ち、コア開放部（開口部）１４０ａ，１４０ｂに近い給電線１１４の方がコア開放部（開口部）１４０ａ，１４０ｂから遠い給電線１１１に比べて電流が流れやすくなる。その結果、給電線の許容電流値を越える電流が流れたり、電流値の違いに伴い磁束も変化するためピックアップコア１４０を通る磁束が減少してピックアップコイル１４１によるピックアップ電力の低下を招くことがある。
【０００６】
本発明は、このような背景の下になされたものであり、その目的は、複数の給電線を並列接続して構成した一つの給電ラインにおける各給電線に流れる電流のバランスをとることができる非接触給電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明では、複数の給電線を並列接続して一つの給電ラインを構成し、前記給電ラインの各給電線に高周波電流を印加する高周波電源を備え、前記給電ラインに、複数の給電線の周囲を囲み、かつ、一部が開放されたピックアップコア及び当該ピックアップコアに巻回したピックアップコイルで構成されるピックアップ部を接続するとともに、複数の給電線の周囲を囲むインダクタンス調整コアを接続し、前記インダクタンス調整コアにおいて前記ピックアップコアにおける開放部に近い給電線を前記開放部より遠い給電線に比べて磁気結合を高くして前記ピックアップコアと各給電線との磁気結合の違いによって生じる各給電線のインダクタンスのバラツキを調整して各給電線に流れる電流を調整したことを要旨とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、複数の給電線を並列接続して構成した一つの給電ラインにピックアップコアとは別にインダクタンス調整コアを接続してインダクタンス調整コアにおいてピックアップコアにおける開放部に近い給電線を開放部より遠い給電線に比べて磁気結合を高くしてピックアップコアと各給電線との磁気結合の違いによって生じる各給電線のインダクタンスのバラツキを調整して各給電線に流れる電流を調整することにより、給電ラインにおける各給電線に流れる電流のバランスをとることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の非接触給電システムにおいて前記インダクタンス調整コアは前記複数の給電線に共通であることを要旨とする。
請求項２に記載の発明によれば、コアの数を少なくでき、少ない数のコアで各給電線に流れる電流のバランスをとることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の非接触給電システムにおいて、前記ピックアップコアはＥ型コアであり、前記インダクタンス調整コアはＥ型コアであり、かつ、前記ピックアップコアにおいては中央磁脚と両側磁脚との間に形成される溝における開放部に近い給電線がインダクタンス調整コアにおいては中央磁脚と両側磁脚との間に形成される溝における開放部から遠くなるように前記インダクタンス調整コアを前記ピックアップコアとは逆向きに配置したことを要旨とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、各給電線に流れる電流のバランスをとる上で好ましい。
請求項４に記載の発明では、請求項１に記載の非接触給電システムにおいて、前記インダクタンス調整コアは前記各給電線に個別に設けられることを要旨とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、各給電線に流れる電流を個別に調整することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複数の給電線を並列接続して構成した一つの給電ラインにおける各給電線に流れる電流のバランスをとることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態における非接触給電システムの全体構成図。
【図２】ピックアップコアとインダクタンス調整コアの配置箇所における要部拡大斜視図。
【図３】図２においてＡ方向からピックアップコアおよびインダクタンス調整コアを見たときの図。
【図４】（ａ）はピックアップコアおよび給電線を示す図、（ｂ）はインダクタンス調整コアおよび給電線を示す図。
【図５】第２実施形態におけるピックアップコアとインダクタンス調整コアの配置箇所における要部拡大斜視図。
【図６】（ａ），（ｂ）はインダクタンス調整コアの側面図。
【図７】従来技術を説明するための非接触給電システムの全体構成図。
【図８】ピックアップコアを示す側面図。
【図９】複数の給電線を並列接続して一つの給電ラインを構成した場合の説明図。
【図１０】ピックアップコアの配置箇所における要部拡大斜視図。
【図１１】ピックアップコアを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態における非接触給電システムの全体構成図であり、本実施形態では無人搬送車の非接触給電システムに具体化している。図２には、無人搬送車の非接触給電システムにおける要部を拡大した斜視図を示す。図３は図２におけるＡ矢視図である。
【００１６】
図１において、高周波電源１０と、給電ライン（給電線）２０と、移動体３０と、ピックアップ部４０と、地上コントローラ５０とを備えている。高周波電源１０から高周波の電流が給電ライン２０に流される。具体的には、例えば１０ｋＨｚ、１５０アンペアで流れる。そして、この給電ライン２０に流される高周波電流により交番磁界が発生する。給電ライン２０には、図１，２，３に示すように、ピックアップコア４１及びピックアップコア４１に巻回したピックアップコイル４２で構成されるピックアップ部４０が接続されている。そして、交番磁界を非接触にてピックアップ部４０で受けて電磁誘導の原理を利用して電力がピックアップされる。詳しくは、Ｅ型ピックアップコア（例えば、フェライトコア）４１の中央磁脚４１ｂに巻回したコイル４２を通じて電力が取り出される。
【００１７】
ピックアップコイル４２には移動体（機台）３０が接続され、ピックアップ部４０でピックアップされた電力が移動体（機台）３０に動力源として供給される。ピックアップ部４０は移動体と３０と共に移動する。また、移動体（機台）３０は地上コントローラ５０と光通信機等の通信手段により通信できるようになっている。この通信により移動体（機台）３０に設けた電動モータが駆動されて無人搬送車の車輪が回転して移動することができる。
【００１８】
さらに、図１，２に示すように、複数の給電線（２１，２２，２３，２４）を並列接続して一つの給電ライン２０を構成している。本実施形態では４つの給電線２１，２２，２３，２４を並列接続して一つの給電ライン２０を構成している。そして、給電ライン２０の各給電線（２１〜２４）に高周波電源１０により高周波電流を印加し、給電ライン２０には、複数の給電線の周囲を囲み、かつ、一部が開放されたピックアップコア４１及びピックアップコア４１に巻回したピックアップコイル４２で構成されるピックアップ部４０が接続されている。これにより、給電ライン２０での発熱を抑えつつ給電ライン２０に大きな電流を流して無人搬送車への供給電力を大きくすることができる。つまり、給電電力を大きくすべく、１本の給電線で構成された給電ラインに流す電流を大きくすると給電ラインの発熱が大きくなるが、複数の給電線２１，２２，２３，２４を用いて分流させることにより給電ライン２０の発熱を抑制することができる。
【００１９】
図１，２に示すように、ピックアップコア４１とは別にインダクタンス調整コア６０が設けられている。インダクタンス調整コア６０は複数のコア６１を並設して構成している。インダクタンス調整コア６０は高周波電源１０の内部等の走行路以外の場所に設けられている。つまり、インダクタンス調整コア６０の設置場所としては移動体３０（ピックアップコア４１）と干渉しない場所であればよい。インダクタンス調整コア６０において、ピックアップコア４１における開放部に近い給電線を開放部より遠い給電線に比べて磁気結合を高くしており、ピックアップコア４１と各給電線２１，２２，２３，２４との磁気結合の違いによって生じる各給電線２１，２２，２３，２４のインダクタンスのバラツキを微調整して、各給電線２１，２２，２３，２４に流れる電流値が調整されている（各給電線２１，２２，２３，２４に流れる電流が制限されている）。
【００２０】
インダクタンス調整コア６０について、インダクタンス調整コア６０の材質は磁性材料とし、形状はピックアップコア４１と略同一する。また、インダクタンス調整コア６０の長さ方向は任意の長さとし、インダクタンスの微調整に必要な個数分を連ねて使用する。図２では２つのインダクタンス調整コア６１を並設している。
【００２１】
図３は、図２においてＡ方向からピックアップコア４１およびインダクタンス調整コア６０（６１）を見たときの図であるが、図２，３に示すように、インダクタンス調整コア６０（６１）はピックアップコア４１と同様にＥ型コアを用いている。図４（ａ）にはピックアップコア４１および給電線２１，２２，２３，２４を示し、図４（ｂ）にはインダクタンス調整コア６０および給電線２１，２２，２３，２４を示す。
【００２２】
Ｅ型ピックアップコア４１は、図４（ａ）に示すように、六面体の本体部４１ａと、本体部４１ａの一つの面の中央部において突出する中央磁脚４１ｂと、本体部４１ａの一つの面の端部において中央磁脚４１ｂとそれぞれ平行に突出する両側磁脚４１ｃ，４１ｄとからなる。ピックアップコア４１において中央磁脚４１ｂと両側磁脚４１ｃとの間に溝Ｓ１が形成され、溝Ｓ１は開放部（開口部）４１ｅを有している。また、中央磁脚４１ｂと両側磁脚４１ｄとの間に溝Ｓ２が形成され、溝Ｓ２は開放部（開口部）４１ｆを有している。ピックアップコア４１の溝Ｓ１，Ｓ２に給電線２１〜２４が配置され、ピックアップコア４１は給電線２１〜２４の周囲を一部が切れた状態で囲んでいる。溝Ｓ１内の給電線２１，２２，２３，２４は往路側給電線であり、溝Ｓ２内の給電線２１，２２，２３，２４は復路側給電線である。
【００２３】
図３、図４（ａ）の場合、溝Ｓ１，Ｓ２の奥から開放部（開口部）４１ｅ，４１ｆに向って給電線２１、給電線２２、給電線２３、給電線２４の順に並んでいる。
ピックアップコア４１の溝Ｓ１，Ｓ２が開放部（開口部）４１ｅ，４１ｆを有することにより給電線２１〜２４の固定部材がピックアップコア４１と干渉（接触）することはない。
【００２４】
一方、Ｅ型インダクタンス調整コア６０（６１）は、図４（ｂ）に示すように、六面体の本体部６０ａと、本体部６０ａの一つの面の中央部において突出する中央磁脚６０ｂと、本体部６０ａの一つの面の端部において中央磁脚６０ｂとそれぞれ平行に突出する両側磁脚６０ｃ，６０ｄとからなる。インダクタンス調整コア６０において中央磁脚６０ｂと両側磁脚６０ｃとの間に溝Ｓ１１が形成され、溝Ｓ１１は開放部（開口部）６０ｅを有している。また、中央磁脚６０ｂと両側磁脚６０ｄとの間に溝Ｓ１２が形成され、溝Ｓ１２は開放部（開口部）６０ｆを有している。インダクタンス調整コア６０の溝Ｓ１１，Ｓ１２に給電線２１〜２４が配置され、インダクタンス調整コア６０は給電線２１〜２４の周囲を一部が切れた状態で囲んでいる。溝Ｓ１１内の給電線２１，２２，２３，２４は往路側給電線であり、溝Ｓ１２内の給電線２１，２２，２３，２４は復路側給電線である。
【００２５】
図３、図４（ｂ）の場合、溝Ｓ１１，Ｓ１２の奥から開放部（開口部）６０ｅ，６０ｆに向って給電線２４、給電線２３、給電線２２、給電線２１の順に並んでいる。
このようにして、ピックアップコア４１およびインダクタンス調整コア６０はＥ型コアであり、かつ、ピックアップコア４１においては中央磁脚４１ｂと両側磁脚４１ｃ，４１ｄとの間に形成される溝Ｓ１，Ｓ２における開放部（開口部）４１ｅ，４１ｆに近い給電線２４がインダクタンス調整コア６０においては中央磁脚６０ｂと両側磁脚６０ｃ，６０ｄとの間に形成される溝Ｓ１１，Ｓ１２における開放部（開口部）６０ｅ，６０ｆから遠くなるようにインダクタンス調整コア６０がピックアップコア４１とは逆向きに配置されている。
【００２６】
次に、非接触給電システムの作用、特に、インダクタンス調整コア６０の作用について説明する。
４つの給電線２１，２２，２３，２４上に置かれたピックアップコア４１において各給電線２１，２２，２３，２４とピックアップコイル４２との磁気結合に差が生じる。具体的には、給電線２１はピックアップコア４１の開放部（開口部）４１ｅ，４１ｆから最も遠く、ピックアップコア４１との磁気結合が最も高い。これに対し給電線２４はピックアップコア４１の開放部（開口部）４１ｅ，４１ｆに最も近く、ピックアップコア４１との磁気結合が最も低い。各給電線２１，２２，２３，２４に対するピックアップコア４１の磁気結合の違いによって、各給電線２１，２２，２３，２４のインダクタンス（インピーダンス）に違いが生じ、給電線２１，２２，２３，２４の電流値にアンバランスが生じる（コア開放部（開口部）４１ｅ，４１ｆに近い給電線２４の方がコア開放部（開口部）４１ｅ，４１ｆから遠い給電線２１に比べて電流が流れやすくなる）。
【００２７】
本実施形態においては、複数の給電線２１〜２４を並列接続して構成した一つの給電ライン２０に対しピックアップコア４１とは別に、ピックアップコア４１と略同一形状のインダクタンス調整コア６０を給電線２１，２２，２３，２４上に設置することで、各給電線２１，２２，２３，２４のインダクタンスを略同一にすることができる。つまり、給電線２１，２２，２３，２４上にピックアップコア４１を設置したことに伴うピックアップコア４１との磁気結合の違いによる各給電線２１，２２，２３，２４のインダクタンスの違いをインダクタンス調整コア６０により調整する。これにより、各給電線２１，２２，２３，２４の電流アンバランスを制限して給電ラインにおける各給電線２１〜２４に流れる電流のバランスをとることができる。
【００２８】
その結果、給電線の許容電流値を越える電流が流れることが防止できる。また、インダクタンス調整コア６０を設けない場合においては給電線２１〜２４での電流値の違いに伴い磁束も変化してピックアップコア４１を通る磁束が減少してピックアップ電力の低下を招くが、インダクタンス調整コア６０を設けることによって給電線２１〜２４におけるインピーダンスを調整することにより電流位相を調整して各給電線２１〜２４の電流位相をそろえることができる。よって、インダクタンス調整コア６０を設けない場合に比べてピックアップ電力の低下を回避することができる。
【００２９】
以上のごとく本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）給電ライン２０にピックアップコア４１とは別にインダクタンス調整コア６０を設けた。つまり、給電ライン２０に、複数の給電線の周囲を囲むインダクタンス調整コア６０を接続し、インダクタンス調整コア６０においてピックアップコア４１における開放部に近い給電線を開放部より遠い給電線に比べて磁気結合を高くしてピックアップコア４１と各給電線２１，２２，２３，２４との磁気結合の違いによって生じる各給電線２１，２２，２３，２４のインダクタンスのバラツキを調整して各給電線２１，２２，２３，２４に流れる電流を調整した。これにより、複数の給電線２１〜２４を並列接続して構成した一つの給電ラインにおける各給電線２１，２２，２３，２４に流れる電流のバランスをとることができる。
【００３０】
（２）インダクタンス調整コア６０は複数の給電線２１，２２，２３，２４に共通であるので、コアの数を少なくでき、少ない数のコアで各給電線に流れる電流のバランスをとることができる。
【００３１】
（３）ピックアップコア４１およびインダクタンス調整コア６０はＥ型コアであり、かつ、ピックアップコア４１においては中央磁脚４１ｂと両側磁脚４１ｃ，４１ｄとの間に形成される溝Ｓ１，Ｓ２における開放部（開口部）４１ｅ，４１ｆに近い給電線２４がインダクタンス調整コア６０においては中央磁脚６０ｂと両側磁脚６０ｃ，６０ｄとの間に形成される溝Ｓ１１，Ｓ１２における開放部（開口部）６０ｅ，６０ｆから遠くなるようにインダクタンス調整コア６０をピックアップコア４１とは逆向きに配置している。こうすると、各給電線２１，２２，２３，２４に流れる電流のバランスをとる上で好ましい。
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態を、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００３２】
第１の実施の形態では、インダクタンス調整コア６０を複数の給電線２１，２２，２３，２４に対して配置して各給電線２１，２２，２３，２４のインダクタンスを同時に調整している。
【００３３】
これに対し本実施形態においては、図５に示すように、インダクタンス調整コア９０は各給電線２１，２２，２３，２４に個別に設けられている。このことで、各給電線２１，２２，２３，２４のインダクタンス、つまりは各給電線２１，２２，２３，２４の電流値を個別に調整することが可能となる（各給電線２１〜２４に流れる電流を個別に調整することができる）。その結果、給電線２１，２２，２３，２４の電流アンバランスを制限することができる。
【００３４】
図５において、給電線２１には単位のコア９０はなく、給電線２２には単位のコア９０が一個設けられ、給電線２３には単位のコア９０が二個設けられ、給電線２４には単位のコア９０が三個設けられている。単位のコア９０の数が多いとインダクタンスが大きくなる。インダクタンスが小さいほど電流が多く流れる。つまり、各給電線２１，２２，２３，２４のインダクタンスを個別に調整することで、例えばピックアップコア４１との磁気結合が高い給電線（図４（ａ）における給電線２１）の電流値を相対的に大きくすることができる。また、各給電線２１，２２，２３，２４における電流位相をそろえることにより、インダクタンス調整コア９０を設けない場合に比べてピックアップ電力の低下を回避することができる。
【００３５】
インダクタンス調整コア９０の材質は磁性材料とし、断面形状は図６（ａ）に示すコ字状、または、図６（ｂ）に示す四角枠状とする。
このようにして、インダクタンス調整コア９０を各給電線２１，２２，２３，２４に個別に設けることで、各給電線２１，２２，２３，２４のインダクタンス、つまりは各給電線２１，２２，２３，２４に流れる電流を個別に調整することができる。
【００３６】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・前記各実施形態では４本の給電線２１，２２，２３，２４に分流させたが、これに限るものではなく、２本、３本、５本以上に分流させるようにしてもよい。
【００３７】
・前記各実施形態では無人搬送車の非接触給電システムに具体化したが、これに限るものではない。
【符号の説明】
【００３８】
２０…給電ライン、２１，２２，２３，２４…給電線、４０…ピックアップ部、４１…ピックアップコア、４１ｂ…中央磁脚、４１ｃ，４１ｄ…両側磁脚、４１ｅ，４１ｆ…開放部（開口部）、６０…インダクタンス調整コア、６０ｂ…中央磁脚、６０ｃ，６０ｄ…両側磁脚、６０ｅ，６０ｆ…開放部（開口部）、９０…インダクタンス調整コア、Ｓ１，Ｓ２…溝、Ｓ１１，Ｓ１２…溝。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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