(57)【要約】【課題】組み付け作業を容易とすることができるモータを提供する。【解決手段】ステータコア２７の軸方向長さより長く形成された円筒状の保持ケース３０を用い、その保持ケース３０の内周面にステータ１６を固定し、該ステータ１６を固定した保持ケース３０をロータ１７が先に組み付けられたモータハウジング１５の収容凹部１５ａ内に嵌挿して組み付ける構成とした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアにコイルが巻装されてなる環状のステータと、そのステータの内側に配置されロータ磁石を有してなるロータとを備え、有底円筒状のハウジング内側に形成された収容凹部内に前記ロータを回転可能に組み付けた後に、前記ステータを前記ハウジングの収容凹部内に挿入配置して構成されるモータであって、
前記ステータコアの軸方向長さより長く形成された円筒状の保持ケースを用い、その保持ケースの内周面に前記ステータを固定するとともに、前記ステータを固定した前記保持ケースを前記ハウジングの収容凹部に嵌挿させて構成されたことを特徴とするモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のモータにおいて、
前記ハウジングの収容凹部の開口側に装着され、モータ駆動のための駆動回路が構成される装着部材を有するものであり、
前記保持ケースは、前記装着部材に固定されたことを特徴とするモータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のモータにおいて、
前記ハウジングは、アルミ系金属製であり、
前記保持ケースは、鉄系金属製であることを特徴とするモータ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータと、
前記モータのハウジング内側の収容凹部内に収容され、前記モータのロータと一体回転可能に連結されそのロータの回転運動を軸方向の往復直線運動に変換して出力する直動変換部と
を備えたアクチュエータであって、
前記直動変換部は、前記ハウジングに軸受にて片持ちで回転可能に支持されており、
前記ロータは、前記軸受より軸方向一側において前記直動変換部と連結されて構成されたことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項５】
請求項４に記載のアクチュエータにおいて、
前記直動変換部の出力にて、内燃機関の吸排気バルブの少なくとも一方のリフト量を調整するバルブリフト制御装置のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータコアにコイルが巻装されてなる環状のステータと、ステータの内側に配置されロータ磁石を有してなるロータとで構成されたブラシレスモータ等のモータ及びそのモータを駆動源とするアクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のモータは、例えば特許文献１に示されるように、ロータ磁石を有するロータをハウジングに回転可能に組み付けた後に、ステータコアにコイルが巻装されてなるステータを組み付けるように構成されたモータ（アクチュエータ）が知られている。
【特許文献１】特開２００６−３０７７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１のような構成のモータ（アクチュエータ）では、コイルが巻装されたステータコアをハウジング内に挿入して固定する際、先に組み付けられているロータの磁石の吸着力が、後から組み付けようとするステータコアに作用してしまう。これにより、ステータコアがハウジングに対して傾いてしまい、その傾いた状態でハウジング内に無理に挿入されて組み付けると、ステータコアがハウジング内周面を削ったり、ステータコアが変形してコイルの断線等を引き起こして、不良品となることが懸念される。そのため、このような不具合が生じないような慎重な組み付けが要求されるため、ステータコアの組み付け作業は煩雑なものとなっている。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、組み付け作業を容易とすることができるモータ及びアクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ステータコアにコイルが巻装されてなる環状のステータと、そのステータの内側に配置されロータ磁石を有してなるロータとを備え、有底円筒状のハウジング内側に形成された収容凹部内に前記ロータを回転可能に組み付けた後に、前記ステータを前記ハウジングの収容凹部内に挿入配置して構成されるモータであって、前記ステータコアの軸方向長さより長く形成された円筒状の保持ケースを用い、その保持ケースの内周面に前記ステータを固定するとともに、前記ステータを固定した前記保持ケースを前記ハウジングの収容凹部に嵌挿させて構成されたことをその要旨とする。
【０００６】
この発明では、ステータコアの軸方向長さより長く形成された円筒状の保持ケースが用いられ、その保持ケースの内周面にステータが固定され、該ステータを固定した保持ケースがハウジングの収容凹部に嵌挿されて組み付けられる。即ち、先にハウジング内に組み付けられたロータに備えられるロータ磁石の吸着力がステータ（ステータコア）に作用しても、ステータコアの軸方向長さより長く形成された保持ケースは、ハウジングの収容凹部の内周面に案内されて傾くことなく嵌挿され、ステータがハウジング内の所定位置に配設される。これにより、ステータのハウジングへの組み付け作業が容易となる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータにおいて、前記ハウジングの収容凹部の開口側に装着され、モータ駆動のための駆動回路が構成される装着部材を有するものであり、前記保持ケースは、前記装着部材に固定されたことをその要旨とする。
【０００８】
この発明では、ハウジングの収容凹部の開口側に装着され駆動回路が構成される装着部材に保持ケースが固定される。即ち、ステータ（コイル）と駆動回路とのモータにおける電気的構成部分がアセンブリ化されるため、モータ組み付け前の状態でも導通検査等を行うことが可能となる。また、この電気的構成部分を除いた機械的構成部分のみの検査も容易に行うことが可能となる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のモータにおいて、前記ハウジングは、アルミ系金属製であり、前記保持ケースは、鉄系金属製であることをその要旨とする。
この発明では、アルミ系金属製のハウジングに対し、保持ケースが鉄系金属製よりなる。ここで、ステータコアは鉄系金属製が一般的であり、その鉄系金属製のステータコアをアルミ系金属製のハウジングに直接固定する場合では、互いの熱膨張差の関係から圧入による固定手法を用いることができず、ボルト等の締結部材を用いて固定するのが一般的である。これに対し、上記のように保持ケースを用いる場合、その保持ケースをステータコアと同じく鉄系金属製とすることで互いの熱膨張差が小さくなるため、圧入等の締結部材を用いない固定手法を用いることが可能となる。これにより、締結部材を用いることによる部品数の増加や大型化等を防止できる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータと、前記モータのハウジング内側の収容凹部内に収容され、前記モータのロータと一体回転可能に連結されそのロータの回転運動を軸方向の往復直線運動に変換して出力する直動変換部とを備えたアクチュエータであって、前記直動変換部は、前記ハウジングに軸受にて片持ちで回転可能に支持されており、前記ロータは、前記軸受より軸方向一側において前記直動変換部と連結されて構成されたことをその要旨とする。
【００１１】
この発明では、アクチュエータは、モータと、そのモータのロータの回転運動を軸方向の往復直線運動に変換して出力する直動変換部とを備え、直動変換部はハウジングに軸受にて片持ちで回転可能に支持され、ロータはその軸受より軸方向一側において直動変換部と連結されてなる。即ち、ステータを固定した保持ケースをハウジング内に嵌挿するだけで、ステータをロータと径方向に対向するように配設することが容易な構造となる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のアクチュエータにおいて、前記直動変換部の出力にて、内燃機関の吸排気バルブの少なくとも一方のリフト量を調整するバルブリフト制御装置のアクチュエータである。
【００１３】
この発明では、内燃機関の吸排気バルブの少なくとも一方のリフト量を調整するバルブリフト制御装置のアクチュエータの組み付け作業が容易となる。
【発明の効果】
【００１４】
従って、上記記載の発明によれば、組み付け作業を容易とすることができるモータ及びアクチュエータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施の形態のアクチュエータ１１を示す。本実施の形態のアクチュエータ１１は、内燃機関の吸気バルブ及び排気バルブを作動させるバルブリフト制御装置（図示略）に備えられ、その吸排気バルブの少なくとも一方のリフト量を調整するリフト量調整機構１０を作動させるものである。リフト量調整機構１０は、アクチュエータ１１の出力軸１２の往復直線駆動により、対象となるバルブのリフト量を内燃機関の運転状況に応じて可変とし、その時々の機関運転状況に適したバルブ特性となるように調整している。
【００１６】
アクチュエータ１１は、ブラシレスモータにて構成されるモータ１３と、該モータ１３の回転運動を前記出力軸１２の軸方向の直線運動に変換する直動変換部１４とを備えてなる。
【００１７】
図１及び図２に示すように、モータ１３は、有底円筒状よりなるアルミ系金属製のモータハウジング１５を有している。モータハウジング１５の内側には、ステータ１６、ロータ１７及び該ロータ１７に一体に組み付けられる直動変換部１４を収容するための断面円形状の収容凹部１５ａが形成されている。モータハウジング１５の底部１５ｂには、略円柱状をなす直動変換部１４をモータハウジング１５に対して回転可能に支持するための軸受１８が配設されている。軸受１８は、複列アンギュラ玉軸受よりなり、内輪１８ａが直動変換部１４の長手方向中央部に固定され、外輪１８ｂが軸受固定部材１９によりモータハウジング１５の底部１５ｂに固定されている。軸受固定部材１９は、モータハウジング１５の底部１５ｂ部分に略嵌合する円環状をなしており、その径方向内側には軸受１８の外輪１８ｂと嵌合する嵌合支持部１９ａが設けられている。嵌合支持部１９ａは、軸受１８の径方向への移動を規制するとともに、モータハウジング１５の底部１５ｂと協働して軸方向への移動を規制する。軸受固定部材１９は、嵌合支持部１９ａよりも径方向外側部分が取付部１９ｂとなっており、該取付部１９ｂがモータハウジング１５の底部１５ｂに複数の取付ボルト２０（図１等では１つのみ図示）の締結により固定される。これにより、直動変換部１４は、モータハウジング１５に回転可能に支持される。
【００１８】
モータハウジング１５の底部１５ｂ中央には、軸方向外側に円筒状に膨出する筒状収容部１５ｃが設けられており、該筒状収容部１５ｃ中央には、挿通孔１５ｄが形成されている。筒状収容部１５ｃには直動変換部１４の先端側が挿入され、該直動変換部１４の先端部から同軸的に突出する前記出力軸１２がその筒状収容部１５ｃの挿通孔１５ｄから外部に突出している。筒状収容部１５ｃの内周面には、円環状のシール部材２１が取り付けられている。シール部材２１は、その内周部が直動変換部１４の回転を許容しつつその外周面に密着して直動変換部１４と筒状収容部１５ｃ（モータハウジング１５）との間をシールし、筒状収容部１５ｃの挿通孔１５ｄからハウジング１５内への異物の入り込みを防止している。
【００１９】
筒状収容部１５ｃの挿通孔１５ｄには、円環状をなす回転規制部材２２が回転不能に取着されており、該回転規制部材２２の中央部に前記出力軸１２が挿通されている。ここで、出力軸１２における回転規制部材２２の挿通部分の外周面には、軸方向に延びるスプライン歯１２ａが周方向に複数設けられている。これに対し、回転規制部材２２の内周部にも出力軸１２のスプライン歯１２ａと凹凸嵌合するスプライン歯２２ａが複数形成されている。つまり、回転規制部材２２は、出力軸１２の回転を規制しつつ軸方向への移動を許容して該出力軸１２を支持している。従って、モータ１３の駆動により直動変換部１４が回転されると、回転規制部材２２にて支持された出力軸１２は軸方向に移動し、この出力軸１２の軸方向移動に基づいて前記リフト量調整機構１０が作動し、バルブリフト量が調整されるようになっている。
【００２０】
直動変換部１４の基端側には、モータ１３のロータ１７が固定されている。ロータ１７は、直動変換部１４の基端側外周面に固定される略円筒状のロータコア２５の外周面に、４個の永久磁石よりなるロータ磁石２６が周方向に等間隔に固定されてなる（図３参照）。
【００２１】
ロータ１７の外周側には、円環状のステータ１６が配設されている。ステータ１６は、鉄系金属製のコア材を複数枚積層してなるステータコア２７を有している。ステータコア２７は、外周面が円周面にて形成される環状連結部２７ａと、該環状連結部２７ａから径方向内側に延びる１２個のティース部２７ｂとを備え、各ティース部２７ｂが周方向に等間隔に配置されてなる（図３参照）。ステータコア２７には、コイル２８との絶縁を図るためのインシュレータ２９が装着され、コイル２８がインシュレータ２９を介して各ティース部２７ｂにそれぞれ巻装されている。各コイル２８は、Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相の３組に分けられて結線され、各相それぞれに対応した位相の駆動電流が供給される。これにより、ステータ１６に回転磁界が生じ、この回転磁界の発生を受けてロータ１７が回転し、出力軸１２の軸方向移動のための回転力が直動変換部１４に伝達される。
【００２２】
ステータ１６（ステータコア２７）は、ステータコア２７と同じく鉄系金属製の円筒状の保持ケース３０の内周面に、該保持ケース３０と同軸的に固定されている。この場合、ステータ１６（ステータコア２７）は、圧入にて保持ケース３０に固定される。保持ケース３０は、その外径がモータハウジング１５の収容凹部１５ａの内径と略同じに設定されている。保持ケース３０は、モータハウジング１５の収容凹部１５ａの開口部１５ｅ側に取り付けられるエンドプレート３１に対して固定されるものであり、その固定のために、エンドプレート３１との対向端部から軸方向（筒状部分の延出方向）に沿って延びる複数の固定片３０ａ（図１等では１つのみ図示）が設けられている。
【００２３】
エンドプレート３１は、モータハウジング１５と同じくアルミ系金属よりなり、中央部に断面円形状の貫通孔３１ａを有する略円板状に形成されている。エンドプレート３１には、保持ケース３０の固定片３０ａを挿通すべく軸方向に沿って貫通形成された固定孔３１ｂが設けられている。保持ケース３０の固定片３０ａは固定孔３１ｂに挿通された後、該固定片３０ａ先端に設けた二股状の係止部３０ｂが互いに広げられて固定孔３１ｂから抜け出し不能にかしめられることで（図４参照）、ステータ１６の固定された保持ケース３０がエンドプレート３１に対して固定される。因みに、エンドプレート３１とステータコア２７とは平行に配置される。エンドプレート３１には保持ケース３０に内嵌する環状支持壁３１ｃが立設されており、該支持壁３１ｃにて保持ケース３０が安定して保持される。
【００２４】
そして、エンドプレート３１のモータハウジング１５への取り付けに伴い、保持ケース３０がモータハウジング１５の収容凹部１５ａの内周面に案内されつつ嵌挿され、各ティース部２７ｂ先端がロータ１７のロータ磁石２６と径方向に対向するようにステータ１６がモータハウジング１５内に配設される。このとき、保持ケース３０は、その円筒部分がステータコア２７の軸方向長さ（厚さ）よりも十分長く形成されているため、モータハウジング１５への組み付け挿入時にステータ１６（ステータコア２７）にロータ磁石２６の吸着力が作用しても、該ハウジング１５の収容凹部１５ａ内周面にて案内されて傾くことなく嵌挿されるようになっている。尚、モータハウジング１５の開口部１５ｅには、開口側に次第に拡径となる導入斜面１５ｆが形成されており、該導入斜面１５ｆにて保持ケース３０の収容凹部１５ａ内への挿入が容易とされている。
【００２５】
エンドプレート３１の反収容凹部１５ａ側の面には、該エンドプレート３１と重なるようにして絶縁樹脂製のベース部材３２が配置され、このベース部材３２及びエンドプレート３１は、モータハウジング１５の開口部１５ｅから径方向外側に延出された取付片１５ｇに対し、複数の取付ボルト３３（図１等では１つのみ図示）の締結により固定される。モータハウジング１５の開口部１５ｅは、ベース部材３２及びエンドプレート３１の取り付けにより閉塞される。尚、モータハウジング１５の開口部１５ｅには、該ハウジング１５とエンドプレート３１との間をシールするＯリング３４が介在され、両部材間からハウジング１５内への異物の入り込みを防止している。因みに、本実施の形態のＯリング３４は、モータハウジング１５の開口部１５ｅ（収容凹部１５ａ）が断面円形状をなしていることから、その形状に倣った一般的な円形タイプのリングが用いられている。
【００２６】
エンドプレート３１中央の貫通孔３１ａ周縁部には、各種回路素子３６が実装された回路基板３５が固定されるとともに、ベース部材３２にも回路基板３５上の回路素子３６より比較的大きな回路素子３７が配設され、これら回路素子３６，３７にてモータ１３の駆動回路３８が構成されている。駆動回路３８は、ターミナル３９を介してステータ１６のコイル２８と電気的に接続され、ベース部材３２に装着されるカバー４０にて保護されている。そして、本実施の形態では、上記したようにステータ１６がエンドプレート３１側に取り付けられることから、同じくエンドプレート３１側に配置される駆動回路３８とステータ１６（コイル２８）とのモータ１３における電気的構成部分がアセンブリ化されている。
【００２７】
また、回路基板３５の前記ロータ１７側の面には一対のホールＩＣ４１が実装されている。これに対し、前記ロータ１７に固定される支持プレート４２には円環状のセンサ磁石４３が固定されている。ホールＩＣ４１は、センサ磁石４３と対向するように近接配置され、ロータ１７とともに回転するセンサ磁石４３の磁界変化を検出し、ロータ１７の回転位置を検出する。そして、駆動回路３８は、このホールＩＣ４１によるロータ１７の回転位置の検出に基づいて、該ロータ１７を回転させるための回転磁界がステータ１６で生じるように各相のコイル２８に供給する駆動電流を外部電源（図示略）から生成し、生成した駆動電流を各コイル２８に供給する。これにより、ステータ１６にて回転磁界が生じてロータ１７が回転し、該ロータ１７の回転力を受けて直動変換部１４にて出力軸１２が軸方向に移動し、その出力軸１２の軸方向移動を受けてリフト量調整機構１０が作動する。
【００２８】
次に、本実施の形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）本実施の形態では、ステータコア２７の軸方向長さより長く形成された円筒状の保持ケース３０が用いられ、その保持ケース３０の内周面にステータ１６（ステータコア２７）を固定し、該ステータ１６を固定した保持ケース３０をモータハウジング１５の収容凹部１５ａに嵌挿して組み付ける構成とした。即ち、先にハウジング１５内に組み付けられたロータ１７に備えられるロータ磁石２６の吸着力がステータ１６（ステータコア２７）に作用しても、ステータコア２７の軸方向長さより長く形成された保持ケース３０は、ハウジング１５の収容凹部１５ａの内周面に案内されて傾くことなく嵌挿され、ステータ１６がハウジング１５内の所定位置に配設される。これにより、ステータ１６のハウジング１５への組み付け作業が容易となり、ひいてはバルブリフト制御装置に用いるアクチュエータ１１の組み付け作業を容易とすることができる。
【００２９】
（２）本実施の形態では、モータハウジング１５の収容凹部１５ａの開口側に装着され駆動回路３８が構成されるエンドプレート３１に保持ケース３０が固定される構成とした。即ち、ステータ１６（コイル２８）と駆動回路３８とのモータ１３における電気的構成部分がアセンブリ化されるため、モータ１３の組み付け前の状態でも導通検査等を行うことができる。また、この電気的構成部分を除いた機械的構成部分、例えば直動変換部１４のみの検査も容易に行うことができる。
【００３０】
（３）本実施の形態では、アルミ系金属製のモータハウジング１５に対し、保持ケース３０をステータコア２７と同じ鉄系金属製とした。ここで、鉄系金属製のステータコアをアルミ系金属製のハウジングに直接固定する場合（例えば特許文献１参照）では、互いの熱膨張差の関係から圧入による固定手法を用いることができず、ボルト等の締結部材を用いて固定するのが一般的である。これに対し、本実施の形態のように保持ケース３０を用いる場合、その保持ケース３０をステータコア２７と同じく鉄系金属製とすることで互いの熱膨張差が小さくなるため、圧入といった締結部材を用いない固定手法を用いることができる。これにより、締結部材を用いることによる部品数の増加や大型化等を防止することができる。
【００３１】
（４）本実施の形態のアクチュエータ１１は、直動変換部１４がモータハウジング１５に軸受１８にて片持ちで回転可能に支持され、ロータ１７はその軸受１８より軸方向一側において直動変換部１４と連結されてなる。即ち、ステータ１６を固定した保持ケース３０をハウジング１５内に嵌挿するだけで、ステータ１６をロータ１７と径方向に対向するように配設することが容易な構造とされている。
【００３２】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のアクチュエータにおいて、前記直動変換部の出力にて、内燃機関の吸排気バルブの少なくとも一方のリフト量を調整するバルブリフト制御装置のアクチュエータである。
【００３３】
尚、本発明の実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、固定片３０ａによるかしめにより保持ケース３０を固定したが、これに限定されるものではなく、例えば図５に示すように、保持ケース４５をネジ４６にてエンドプレート３１に固定してもよい。因みに、この保持ケース４５においても、同じく鉄系金属製とし、ステータ１６（ステータコア２７）を固定する円筒部分がステータコア２７の軸方向長さ（厚さ）よりも十分長く形成され、モータハウジング１５の収容凹部１５ａ内に嵌挿される。保持ケース４５は、軸方向一側において径方向内側に折り曲げられた取付部４５ａを有し、該取付部４５ａにて複数のネジ４６をエンドプレート３１に設けたネジ孔３１ｄに螺入することで該エンドプレート３１に対して固定される。尚、この形態では、エンドプレート３１に保持ケース４５を先に固定し、その後、その保持ケース４５に対してステータ１６が固定される。また、このような保持ケース４５の内周面に、ステータコア２７と係止して該コア２７の位置決めを行う位置決め突起４５ｂを設けてもよい。また、ネジや上記実施の形態のかしめ以外の固定手法を用いて、保持ケースを固定してもよい。
【００３４】
・上記実施の形態では、モータハウジング１５の開口部１５ｅを閉塞するエンドプレート３１に保持ケース３０を固定したが、エンドプレート３１以外にハウジング１５に装着される部材に対して固定してもよい。
【００３５】
・上記実施の形態では、モータハウジング１５をアルミ系金属、保持ケース３０を鉄系金属としたが、これ以外の金属材料や樹脂材料で形成したものであってもよい。
・上記実施の形態では、モータ１３をブラシレスモータで構成したが、ステータコアにコイルが巻装されてなる環状のステータと、ステータの内側に配置されロータ磁石を有してなるロータとで構成された他のモータに実施してもよい。
【００３６】
・上記実施の形態では、直動変換部１４を有するアクチュエータ１１に実施したが、直動変換部１４を有していない単なるモータに実施してもよい。また、バルブリフト制御装置のアクチュエータ１１以外のアクチュエータに実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施の形態のアクチュエータ（モータ）の横断面図である。
【図２】本実施の形態のアクチュエータ（モータ）の組み付けを説明するための横断面図である。
【図３】本実施の形態におけるステータ部分の縦断面図である。
【図４】本実施の形態における保持ケースの固定部分を説明するための図である。
【図５】別例における保持ケースの固定部分を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３８】
１１…アクチュエータ、１３…モータ、１４…直動変換部、１５…ハウジングとしてのモータハウジング、１５ａ…収容凹部、１６…ステータ、１７…ロータ、１８…軸受、２６…ロータ磁石、２７…ステータコア、２８…コイル、３０，４５…保持ケース、３１…装着部材としてのエンドプレート、３８…駆動回路。
【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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