(57)【要約】【課題】回転角検出部を固定する締結体の離脱を抑制することができるモータ装置を提供すること。【解決手段】第１カバー１１に設けられる第１レゾルバ７１は、レゾルバロータ７１ａと、レゾルバステータ７１ｂとを備えている。第２カバー１２に設けられる第２レゾルバ７２は、レゾルバロータ７２ａと、レゾルバステータ７１ｂとを備えている。レゾルバステータ７１ｂは、固定部材７１ｃにより軸方向におけるモータ２０側へ向けて押される。固定部材７１ｃは、ボルト７３により第１カバー１１に対して固定されている。レゾルバステータ７２ｂは、円環状の固定部材７２ｃにより軸方向におけるモータ２０と反対側へ向けて押される。固定部材７２ｃは、ボルト７４により第２カバー１２に対して固定されている。第１カバー１１および第２カバー１２を互いに取り付けた状態において、ボルト７３とボルト７４とは、互いに同軸上に設けられている。【選択図】図１
2018093669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータ、前記ステータの内周側に設けられたロータ、および前記ロータと一体回転可能に挿通された回転軸、を有するモータと、
前記モータを収容する有底筒状のハウジングと、
前記ハウジングの開口部を塞ぐように設けられ、前記回転軸が貫通している第１カバーと、
前記回転軸の軸方向において、前記第１カバーの前記ハウジングと反対側に設けられ、その開口部を前記第１カバーに突き合わせた状態で前記第１カバーに取り付けられる有底筒状の第２カバーと、
前記第１カバーと前記第２カバーとに囲まれる空間において、前記第１カバーに第１締結体で固定され、前記回転軸の回転を検出する第１回転角検出部と、を備え、
前記第２カバーには、前記回転軸の軸方向において前記第１締結体と対向する係止部が設けられ、
前記第１締結体と前記係止部との軸方向における距離は、前記第１締結体が前記第１カバーにねじ込まれている部分の軸方向長よりも短く設定されているモータ装置。
【請求項２】
前記係止部は、前記回転軸の軸方向において、前記第１締結体と同軸上に設けられている請求項１に記載のモータ装置。
【請求項３】
前記第２カバーには、第２回転角検出部が第２締結体により固定されており、
前記第１回転角検出部および前記第２回転角検出部は、前記回転軸と一体回転可能に設けられる円筒状のレゾルバロータと、前記レゾルバロータの外周面に設けられる円筒状のレゾルバステータと、をそれぞれ有し、
前記第１回転角検出部のレゾルバステータは前記第１カバーに、前記第２回転角検出部のレゾルバステータは前記第２カバーに、それぞれ固定部材を介して前記第１締結体および前記第２締結体により固定され、
前記第２カバーにねじ込まれている前記第２締結体は、前記係止部として前記回転軸の軸方向において前記第１締結体と対向している請求項１または請求項２に記載のモータ装置。
【請求項４】
前記第１回転角検出部は、前記回転軸の端部に設けられる磁石と、前記回転軸の軸方向において、前記磁石と対向するように設けられる制御基板と、前記制御基板の前記磁石側の面に前記磁石と対向するように設けられる磁気センサとを有し、
前記制御基板は、前記回転軸の軸方向において、前記第１カバーに前記第１締結体で固定されており、
前記第２カバーの内底面には、前記係止部としての突部が設けられている請求項１または請求項２に記載のモータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１および特許文献２に記載されたモータ装置が知られている。
上記のモータ装置は、回転軸と一体回転するロータと、巻線が巻回され、ロータの外周に設けられる円筒状のステータと、ロータおよびステータを内部に収容するハウジングと、回転軸の回転角を検出する回転角検出部と、を有している。特許文献１のモータ装置のロータの外周面には、界磁導線が巻回されている。特許文献２のモータ装置のロータの外周面には、円筒状のマグネットが設けられている。ステータの巻線に電力が供給されることで、ステータの内周面とロータの外周面との間における磁界が変化し、ロータは回転軸と一体に回転する。
【０００３】
特許文献１において、回転角検出部は、回転軸の端部に一体回転可能に設けられた円筒状のレゾルバロータと、レゾルバロータの外周面に設けられたレゾルバステータとを有している。レゾルバステータの内周面には、磁性を有するステータコアが配置されている。レゾルバステータには、レゾルバコイルが巻回されている。レゾルバロータの回転によって、レゾルバロータとレゾルバステータとの間における磁束が変化する。レゾルバステータのレゾルバコイルは、この磁束の変化を検出することで、回転軸の回転角を検出している。尚、レゾルバステータは、固定用部材を介してハウジングに対してねじ固定されている。
【０００４】
特許文献２において、回転角検出部は、回転軸の端部に設けられたマグネットと、回転軸の軸方向においてマグネットと対向するように設けられる基板と、基板のマグネット側の面にマグネットと対向するように設けられる磁気センサと、を有している。回転軸の回転に応じて、マグネットと磁気センサとの間における磁束が変化する。磁気センサは、この磁束の変化を検出することで、回転軸の回転角を検出している。尚、基板は、ハウジングに固定されている台座に締結具にて固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−９９０１２
【特許文献２】特開２０１５−２７２００
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１および特許文献２のモータ装置の構成では、ロータの回転によるモータ装置の振動、および外部からのモータ装置に対する衝撃により、回転角検出部を固定しているねじ、および締結具が緩み、離脱するおそれがある。このため、特許文献１のモータ装置では、レゾルバステータのレゾルバロータに対する位置ずれ、特許文献２のモータ装置では、磁気センサのマグネットに対する位置ずれが生じることにより、回転角検出部の回転角の検出精度が低下するおそれがある。
【０００７】
本発明の目的は、回転角検出部を固定する締結体の離脱を抑制することができるモータ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成し得るモータ装置は、ステータと、前記ステータの内周側に設けられたロータと、前記ロータと一体回転可能に挿通された回転軸と、を有するモータと、前記モータを収容する有底円筒状のハウジングと、前記ハウジングの開口部を塞ぐように設けられ、前記回転軸が貫通している第１カバー、および前記回転軸の軸方向において、前記第１カバーの前記ハウジングと反対側に設けられ、その開口部を前記第１カバーに突き合わせた状態で前記第１カバーに取り付けられる有底円筒状の第２カバー、を有するカバーと、前記第１カバーと第２カバーとに囲まれる空間に設けられ、前記回転軸の回転を検出する回転角検出部と、前記回転角検出部を前記回転軸の軸方向において、前記カバーの内部に固定する複数のボルトと、を備えることを前提としている。前記カバーの内部には、前記回転軸の軸方向において前記ボルトの頭部と対向する係止部が設けられ、前記ボルトの頭部と前記係止部との軸方向における距離は、前記ボルトが前記カバーにねじ込まれている部分の軸方向長よりも短く設定されている。
【０００９】
上記構成によれば、ボルトの頭部と係止部との軸方向における距離がボルトがカバーにねじ込まれている部分の軸方向長よりも短く設定されている。このため、回転軸およびロータの回転による振動や外部からの衝撃により、ボルトが緩み、カバーから離脱しようとしても、ボルトの頭部と係止部が当接することにより、ボルトがカバーから離脱することが規制される。
【００１０】
前記係止部は、前記回転軸の軸方向において、前記ボルトと同軸上に設けられていることが好ましい。
上記構成によれば、係止部とボルトとが、回転軸の軸方向において同軸上に設けられることにより、ボルトの軸方向における移動をより規制することができる。したがって、ボルトが第１カバーと第２カバーとに囲まれる空間内において離脱することをより抑制することができる。
【００１１】
前記回転角検出部は、第１回転角検出部と第２回転角検出部とを有し、前記第１回転角検出部および前記第２回転角検出部は、前記回転軸と一体回転可能に設けられる円筒状のレゾルバロータと、前記レゾルバロータの外周面に設けられる円筒状のレゾルバステータと、をそれぞれ有し、前記第１回転角検出部のレゾルバステータは前記第１カバーに、前記第２回転角検出部のレゾルバステータは前記第２カバーに、それぞれ固定部材を介して前記ボルトで固定され、前記第１カバーに締め付けられる前記ボルトの頭部と、前記第２カバーに締め付けられる前記ボルトの頭部とは、互いに前記係止部として前記回転軸の軸方向において互いに対向していることが好ましい。
【００１２】
上記構成によれば、第１カバーに締め付けられるボルトと第２カバーに締め付けられるボルトとは、回転軸の軸方向において互いに対向している。このため、回転軸およびロータの回転による振動や外部からの衝撃により、第１カバーに締め付けられるボルトおよび第２カバーに締め付けられるボルトが緩み、第１カバーまたは第２カバーから離脱しようとしても、第１カバーに締め付けられるボルトの頭部，第２カバーに締め付けられるボルトの頭部が互いに当接することにより、ボルトが第１カバー１１および第２カバー１２から離脱することが規制される。また、ボルトの緩み止めするために、脱落を抑制できる構成を別途設ける必要がない。このため、モータ装置の構成を簡単にできる。
【００１３】
前記回転角検出部は、前記回転軸の端部に設けられる磁石と、前記回転軸の軸方向において、前記磁石と対向するように設けられる制御基板と、前記制御基板の前記磁石側の面に前記磁石と対向するように設けられる磁気センサとを有し、前記制御基板は、前記回転軸の軸方向において、前記第１カバーまたは前記第２カバーに前記ボルトで固定されており、前記制御基板が固定されていない前記第１カバーまたは前記第２カバーの内底面には、前記係止部としての突部が設けられていることが好ましい。
【００１４】
上記構成によれば、制御基板は、第１カバーまたは第２カバーにボルトによって固定されている。ボルトが緩んで第１カバーまたは第２カバーから離脱しようとしても、ボルトの頭部が第２カバーまたは第１カバーの突部に当接することにより、ボルトは、第２カバーまたは第１カバーの突部により、その軸方向への移動が規制される。したがって、ボルトの第１カバーまたは第２カバーからの離脱が抑制される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のモータ装置によれば、回転角検出部を固定する締結体の離脱を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】モータ装置の第１の実施形態を示す断面図。
【図２】図１の２−２断面指示線にて切断したときの第１カバーにおけるボルトの取り付け位相を示した断面図。
【図３】図１の３−３断面指示線にて切断したときの第２カバーにおけるボルトの取り付け位相を示した断面図。
【図４】モータ装置の第２の実施形態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜第１の実施形態＞
以下、モータ装置の一実施形態を説明する。
図１に示すように、モータ装置１は、開口部を有する有底円筒状のハウジング１０と、開口部を有する有底円筒状の第１カバー１１、および開口部を有する有底円筒状の第２カバー１２を有するカバー３０と、モータ２０とを有している。第１カバー１１は、その開口部をハウジング１０と反対側に向けた状態でハウジング１０の開口部に嵌合されている。また、第２カバー１２は、その開口部を第１カバー１１の開口部へ突き合わせるかたちで、第１カバー１１に取り付けられている。第１カバー１１および第２カバーには、それらの外周面に設けられた円環状のフランジ部において、互いにボルトで固定されている。第１カバー１１の底面と第２カバー１２の底面との間には、それらに囲まれることにより空間Ｓが形成されている。
【００１８】
ハウジング１０の内部には、モータ２０が収容されている。モータ２０は、ハウジング１０の内周面に嵌合された円筒状のステータ４０と、ステータ４０の内周に隙間を空けて配置された円筒状のロータ５０と、ロータ５０の内周に嵌合された回転軸４３と、を備えている。回転軸４３は、ロータ５０を貫通している。回転軸４３の第１の端部（図１中の上端部）は、第１カバー１１を貫通して空間Ｓに位置している。回転軸４３の第２の端部（図１中の下端部）は、ハウジング１０の外部に位置している。回転軸４３は、第１カバー１１に設けられた軸受４４およびハウジング１０の底部に設けられた軸受４５を介して、ハウジング１０に対して回転可能に支持されている。
【００１９】
ロータ５０は、回転軸４３に外嵌されて、回転軸４３と一体回転する円筒状のロータコア４１と、ロータコア４１の外周に固定された複数の永久磁石４２とを備えている。各永久磁石４２は、ロータコア４１の周方向に異なる磁性（Ｎ極、Ｓ極）が交互に並ぶように設けられている。
【００２０】
ステータ４０は、ステータコア４６、インシュレータ４７、およびモータコイル４８を有している。ステータコア４６は、ハウジング１０の内周面に固定されている。また、モータコイル４８は、ステータコア４６のティースにインシュレータ４７を介して巻回されている。モータコイル４８の引き出し線（接続端部）４９は、バスバー６１を介してハウジング１０の外部に設けられる制御装置に接続される。
【００２１】
第１カバー１１および第２カバー１２の間の空間Ｓには、回転軸４３の回転角を検出する回転角検出部７０が設けられている。回転角検出部７０は、第１回転角検出部としての第１レゾルバ７１および第２回転角検出部としての第２レゾルバ７２を有している。  
【００２２】
第１レゾルバ７１は、第１カバー１１の底壁１４に設けられた円筒状の収容穴１１ａに収容されている。第１レゾルバ７１は、円筒状のレゾルバロータ７１ａと、円筒状のレゾルバステータ７１ｂと、を備えている。レゾルバロータ７１ａは、回転軸４３の外周面に一体回転可能に嵌合されている。レゾルバステータ７１ｂは、レゾルバロータ７１ａの外周面との間に隙間を持って設けられている。レゾルバステータ７１ｂは、第１カバー１１の収容穴１１ａの内周面に固定されている。レゾルバステータ７１ｂは、第１カバー１１および第２カバー１２と比較して底の浅い有底円筒状の固定部材７１ｃにより回転軸４３の軸方向におけるモータ２０側へ向けて押されている。レゾルバステータ７１ｂのモータ２０側への移動は、レゾルバステータ７１ｂの外周面に設けられた円環状のフランジ部が第１カバー１１の底壁１４に当接することにより規制されている。固定部材７１ｃは、第１締結体としての複数のボルト７３により第１カバー１１に対して固定されている。すなわち、レゾルバステータ７１ｂは、固定部材７１ｃを介してボルト７３にて第１カバー１１に固定されている。固定部材７１ｃの中央部分には貫通孔が設けられており、回転軸４３が挿通されている。
【００２３】
第２レゾルバ７２は、第２カバー１２の底壁１５に設けられた円筒状の収容穴１２ａに収容されている。第２レゾルバ７２は、円筒状のレゾルバロータ７２ａと、円筒状のレゾルバステータ７２ｂと、を備えている。レゾルバロータ７２ａは、回転軸４３の外周面に一体回転可能に嵌合されている。レゾルバステータ７２ｂは、レゾルバロータ７２ａの外周面との間に隙間を持って設けられている。レゾルバステータ７２ｂは、第１カバー１１および第２カバー１２と比較して底の浅い有底円筒状の固定部材７２ｃにより回転軸４３の軸方向におけるモータ２０と反対側へ向けて押されている。レゾルバステータ７２ｂのモータ２０と反対側への移動は、レゾルバステータ７２ｂの外周面に設けられている円環状のフランジ部が第２カバー１２の底壁１５に当接することにより規制される。固定部材７２ｃは、係止部および第２締結体としての複数のボルト７４により第２カバー１２に対して固定されている。すなわち、レゾルバステータ７２ｂは、固定部材７２ｃを介してボルト７４にて第２カバー１２に固定されている。
【００２４】
また、ボルト７３とボルト７４とは、同種類のものを使用している。回転軸４３の軸方向において、ボルト７４の頭部７４ａとボルト７３の頭部７３ａとの間には、隙間が設けられている。ボルト７３の頭部７３ａとボルト７４の頭部７４ａとの間の軸方向における隙間の距離Ｌ１は、ボルト７３，７４の軸部（第１カバー１１および第２カバー１２にねじ込まれている部分）の軸方向長Ｌ２よりも短く設定されている。また、ボルト７３の頭部７３ａとボルト７４の頭部７４ａとの間の軸方向における隙間の距離Ｌ１は、第１カバー１１および第２カバー１２のねじ穴１１ｂ，１２ｂの深さＬ３よりも短く設定されている。
【００２５】
尚、モータ装置１では、主として第１レゾルバ７１により検出される回転角がモータ２０の制御に使用される。第２レゾルバ７２は、第１レゾルバ７１が安定的に回転角を検出できない場合の冗長用として使用される。
【００２６】
ここで、第１カバー１１および第２カバー１２におけるボルト７３，７４の取り付け位相について説明する。
図２に示すように、回転軸４３の軸方向から（正確には、回転軸４３の第１の端部側から）みて、ボルト７３は、第１カバー１１の周方向において４つ設けられており、それぞれが等間隔に配置されている。
【００２７】
図３に示すように、回転軸４３の軸方向から（正確には、モータ２０側から）みて、ボルト７４は、第２カバー１２の周方向において４つ設けられており、それぞれが等間隔に配置されている。各ボルト７４は、第１カバー１１のボルト７３と対応する位置に配置されている。
【００２８】
すなわち、図１に示すように、第１カバー１１および第２カバー１２を互いに取り付けた状態において、ボルト７３とボルト７４とは、互いに回転軸４３の軸方向において同軸上に設けられている。
【００２９】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。
（１）ボルト７３とボルト７４とは、回転軸４３の軸方向において同軸上に位置している。ボルト７３とボルト７４との軸方向における距離Ｌ１がボルト７３，７４の軸部の軸方向長Ｌ２（ねじ穴１１ｂ，１２ｂの深さＬ３）よりも短く設定されている。このため、回転軸４３およびロータ５０の回転による振動やモータ装置１の外部からの衝撃により、ボルト７３，７４が緩み、第１カバー１１または第２カバー１２から離脱しようとしても、ボルト７３，７４の頭部７３ａ，７４ａ同士が当接することにより、ボルト７３，７４が第１カバー１１および第２カバー１２から離脱することが規制される。また、ボルト７３，７４の緩み止めするために、脱落を抑制できる構成を別途設ける必要がない。このため、モータ装置１の構成を簡単にできる。
【００３０】
（２）第１レゾルバ７１を第１カバー１１へ固定するボルト７３と第２レゾルバ７２を第２カバー１２へ固定するボルト７４とは、互いにそれぞれの軸方向への移動を規制し合う。そのため、ボルト７３，７４の第１カバー１１および第２カバー１２からの離脱を抑制しつつも、第１レゾルバ７１および第２レゾルバ７２を第１カバー１１および第２カバー１２に固定できる。また、モータ２０の回転角を検出する機能を冗長化することができる。
【００３１】
＜第２の実施形態＞
つぎに、モータ装置の第２の実施形態を説明する。尚、第１の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付す。
【００３２】
図４に示すように、第１カバー１１の中心部分には、回転軸４３が貫通する貫通孔が設けられている。また、第１カバー１１には、モータ２０側から延びるバスバー６１が貫通し、第１カバー１１および第２カバー１２により囲まれている空間Ｓに位置している。
【００３３】
第２カバー１２の底部には、外部電源に接続されるコネクタ９０が設けられている。コネクタ９０は、第２カバー１２の底部を貫通している接続端子９１を有している。接続端子９１の一方の端部はモータ装置１の外部に位置し、他方の端部は第１カバー１１および第２カバー１２により囲まれている空間Ｓに位置している。
【００３４】
第１カバー１１および第２カバー１２により囲まれている空間Ｓには、第１回転角検出部としての回転角検出部８０が収容されている。回転角検出部８０は、磁石８１と、磁気センサ８２と、制御基板８３と、を有している。磁石８１は、回転軸４３の第１の端部（図４中の上端部）の先端に取り付けられている。制御基板８３は、２つの円筒状のスペーサ８５を介して第１締結体としての２つのボルト８４により第１カバー１１に固定されている。制御基板８３には、コネクタ９０の接続端子９１と、バスバー６１が接続されている。
【００３５】
磁気センサ８２は、回転軸４３の軸方向において、磁石８１と対向している。制御基板８３のモータ２０側の面に取り付けられている磁気センサ８２は、磁石８１の回転に伴い変化する磁界に応じた電気信号を生成する。この電気信号は、回転軸４３の回転角の演算に使用される。
【００３６】
図４に示すように、第２カバー１２の内底面には、係止部としての円柱状の２つの突部１３が設けられている。２つの突部１３は、２つのボルト８４の頭部８４ａにそれぞれ対応する位置に設けられている。２つの突部１３は、２つのボルト８４のそれぞれと同軸上に位置している。回転軸４３の軸方向において、突部１３とボルト８４との間には隙間が設けられている。突部１３とボルト８４の頭部８４ａとの軸方向における隙間の距離Ｌ４は、ボルト８４の軸部（第１カバー１１にねじ込まれている部分）の軸方向長Ｌ５よりも短く設定されている。また、突部１３とボルト８４の頭部８４ａとの軸方向における隙間の距離Ｌ４は、第１カバー１１のねじ穴１１ｂの深さＬ６よりも短く設定されている。
【００３７】
本実施形態によれば、次の効果が得られる。
（３）制御基板８３は、第１カバー１１にボルト８４によって固定されている。ボルト８４が緩んで第１カバー１１から離脱しようとしても、ボルト８４の頭部８４ａが第２カバー１２の突部１３に当接することにより、ボルト８４は、第２カバー１２の突部１３により、その軸方向への移動が規制される。ボルト８４の第１カバー１１からの離脱が抑制される。
【００３８】
尚、第１および第２の実施形態は、技術的に矛盾が生じない範囲で以下のように変更してもよい。
・第１の実施形態では、ボルト７３とボルト７４とを回転軸４３の軸方向において同軸上に設け、第２の実施形態では、ボルト８４と突部１３とを回転軸４３の軸方向において同軸上に設けていたが、これに限らない。例えば、第１の実施形態においては、ボルト７３とボルト７４とを同軸上に設けなくてもよい。この場合、ボルト７３の第１カバー１１における取り付け位相と、ボルト７４の第２カバー１２における取り付け位相が異なる状態になるが、ボルト７３およびボルト７４の数を多くすることによって、ボルト７３同士の間の間隔、およびボルト７４同士の間の間隔を狭くする。このようにすることで、回転軸４３の軸方向において、１つのボルト７３を２つのボルト７４によって、１つのボルト７４を２つのボルト７３によって軸方向への移動を規制できる。また、例えば、第２の実施形態において、ボルト８４と突部１３とを同軸上に設けなくてもよい。この場合、突部１３の一部が少なくともボルト８４の頭部８４ａの軸方向における移動の軌跡上に重なっていればよい。すなわち、ボルト７３とボルト７４、およびボルト８４と突部１３は、回転軸４３の軸方向において、その一部が互いに干渉することによって脱落を防ぐ構成であればよい。
【００３９】
・また、第１および第２の実施形態において、ボルト７３とボルト７４、およびボルト８４と突部１３は、互いに隙間を持って設けられていたが、互いに当接させてもよい。すなわち、ボルト７３とボルト７４、およびボルト８４と突部１３は、回転軸４３の軸方向において、その一部が互いに干渉することによって脱落を防ぐ構成であればよい。
【００４０】
・第１および第２の実施形態において、ボルト７３およびボルト７４は４つずつ、ボルト８４および突部１３は２つずつ設けられていたが、モータ装置１の使用によって適宜変更してもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１…モータ装置、１０…ハウジング、１１…第１カバー、１２…第２カバー、１３…突部、２０…モータ、３０…カバー、４０…ステータ、４３…回転軸、５０…ロータ、７０，８０…回転角検出部、７１…第１レゾルバ、７２…第２レゾルバ、７１ａ，７２ａ…レゾルバロータ、７１ｂ，７２ｂ…レゾルバステータ、７１ｃ，７２ｃ…固定部材、７３，７４，８４…ボルト、７３ａ，７４ａ，８４ａ…頭部、８１…磁石、８２…磁気センサ、８３…制御基板、Ｓ…空間、Ｌ１，Ｌ４…距離、Ｌ２，Ｌ５…軸方向長、Ｌ３，Ｌ６…深さ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2018093669.tif 000005
【図４】
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