JP2006230155A - 回転電機 - Google Patents
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Abstract
【課題】機内の冷却性が良く大きい出力の得られるアウターロータ形の回転電機を提供する。
【解決手段】巻線3を巻装され中空軸5の周囲に固着された固定子鉄心2と、中空軸5に固定子鉄心2を挟んで回転自在に取り付けられたブラケット9,10と、筒状をなしブラケット9,10の外周部に取り付けられた回転子胴4とを備えたアウターロータ形の回転電機において、固定子鉄心2の巻線3よりも内周側の軸方向に鉄心通風孔2aが形成され、中空軸5の固定子鉄心2よりも外側に中空軸通風孔5a,5bが形成され、中空軸5の前記固定子鉄心2下に仕切板9,10が設けられ、中空軸5の端部にブロア11が設けられている構成とする。
【選択図】図1
【解決手段】巻線3を巻装され中空軸5の周囲に固着された固定子鉄心2と、中空軸5に固定子鉄心2を挟んで回転自在に取り付けられたブラケット9,10と、筒状をなしブラケット9,10の外周部に取り付けられた回転子胴4とを備えたアウターロータ形の回転電機において、固定子鉄心2の巻線3よりも内周側の軸方向に鉄心通風孔2aが形成され、中空軸5の固定子鉄心2よりも外側に中空軸通風孔5a,5bが形成され、中空軸5の前記固定子鉄心2下に仕切板9,10が設けられ、中空軸5の端部にブロア11が設けられている構成とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、エレベータの巻上機等に使用されるアウターロータ形の回転電機に関する。
エレベータの巻上機等に使用される従来のアウターロータ形の回転電機は、図16に示すように、円管状の中空軸5に固着され巻線3を有する固定子鉄心2と、中空軸5に軸受6,7を介して回転自在に取り付けられた円板状のブラケット9,10と、ブラケット9,10の外縁に固着され固定子鉄心2の外周を覆う円筒状の回転子胴4とを備えている。回転子胴4の内側には磁極4aが取り付けられ、磁極4aの内周面と固定子鉄心2の外周面との間には空隙8が存在する。巻上機として使用する場合には、回転子胴4の外周面にトラクションワイヤが巻回され、回転子胴4の回転によってトラクションワイヤを巻取りあるいは延伸させる。
図16に示した構成の従来のアウターロータ形の回転電機は、稼動されることによって固定子鉄心2、巻線3、磁極4aおよび回転子胴4が発熱する。固定子鉄心2と巻線3の発熱は主に中空軸5を介して冷却されるが、冷却性が十分でなく、従来の回転電機は形格の割に出力が小さいという問題がある。下記特許文献1には、固定子鉄心や巻線の冷却性を向上するために中空軸に設けた孔から機内に冷却風を取り込む構成とした回転電機が開示されている。しかしこの構成は機内が十分に冷却されないという問題がある。
特開平5−344680号公報
そこで本発明は、機内の冷却性が良く大きい出力の得られるアウターロータ形の回転電機を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の請求項1の発明は、巻線を巻装され中空軸の周囲に固着された固定子鉄心と、前記中空軸に前記固定子鉄心を挟んで回転自在に取り付けられたブラケットと、筒状をなし前記ブラケットの外周部に取り付けられた回転子胴とを備えたアウターロータ形の回転電機において、前記固定子鉄心の前記巻線よりも内周側の軸方向に鉄心通風孔が形成され、前記中空軸の前記固定子鉄心よりも外側に中空軸通風孔が形成され、前記中空軸の前記固定子鉄心下に仕切板が設けられ、前記中空軸の端部にブロアが設けられている構成とする。
請求項5の発明は、巻線を巻装され中空軸の周囲に固着された固定子鉄心と、前記中空軸に前記固定子鉄心を挟んで回転自在に取り付けられたブラケットと、筒状をなし前記ブラケットの外周部に取り付けられた回転子胴とを備えたアウターロータ形の回転電機において、前記中空軸の前記固定子鉄心よりも外側に中空軸通風孔が形成され、前記中空軸の前記固定子鉄心下に仕切板が設けられ、前記中空軸の端部にブロアが設けられ、前記中空軸の前記中空軸通風孔よりも外側から前記巻線の頂部に近接する整流板が設けられている構成とする。
請求項7の発明は、巻線を巻装され中空軸の周囲に固着された固定子鉄心と、前記中空軸に前記固定子鉄心を挟んで回転自在に取り付けられたブラケットと、筒状をなし前記ブラケットの外周部に取り付けられた回転子胴とを備えたアウターロータ形の回転電機において、前記固定子鉄心の内周側から外周側に至る複数の鉄心通風孔が形成され、前記中空軸に前記鉄心通風孔に連通する複数の中空軸通風孔が形成され、前記中空軸の前記固定子鉄心端部下に仕切板が設けられ、前記中空軸の端部にブロアが設けられている構成とする。
請求項9の発明は、巻線を巻装され中空軸の周囲に固着された固定子鉄心と、前記中空軸に前記固定子鉄心を挟んで回転自在に取り付けられたブラケットと、筒状をなし前記ブラケットの外周部に取り付けられた回転子胴とを備えたアウターロータ形の回転電機において、前記ブラケットはブラケット通風孔を有し、前記通風孔の近傍にフィンが設けられている構成とする。
請求項14の発明は、巻線を巻装され中空軸の周囲に固着された固定子鉄心と、前記中空軸に前記固定子鉄心を挟んで回転自在に取り付けられたブラケットと、筒状をなし前記ブラケットの外周部に取り付けられた回転子胴とを備えたアウターロータ形の回転電機において、前記ブラケットはブラケット通風孔を有し、前記中空軸の一方の端部に設けられたブロアと、前記中空軸の他方の端部に取り付けられ前記ブラケット通風孔の外周部まで覆う導風カバーとを備えている構成とする。
本発明によれば、機内の冷却性が良く大きい出力の得られるアウターロータ形の回転電機を提供することができる。
以下、本発明の第1乃至第15の実施の形態を図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態の回転電機は、図1に示すように、円管状の中空軸5に固着され巻線3を有する固定子鉄心2と、中空軸5に軸受6,7を介して回転自在に取り付けられた円板状のブラケット9,10と、ブラケット9,10の外縁に固着され内側に磁極4aを備えて固定子鉄心2の外周を覆う円筒状の回転子胴4と、中空軸5の端部にフランジ12を介して取り付けられたブロア11とを備えている。固定子鉄心2には巻線3よりも内径側において軸方向に沿って鉄心通風孔2aが設けられ、中空軸5には固定子鉄心2の端部外側に中空軸通風孔5a,5bが設けられ、中空軸5内には中空軸通風孔5a,5bよりも内側に円板状の仕切板19,20が設けられている。固定子鉄心2と巻線3が固定子を構成し、ブラケット9,10と回転子胴4と磁極4aが回転子を構成する。ブロア11はアキシャルファンからなり、中空軸5内に冷却風13を送り込む。
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態の回転電機は、図1に示すように、円管状の中空軸5に固着され巻線3を有する固定子鉄心2と、中空軸5に軸受6,7を介して回転自在に取り付けられた円板状のブラケット9,10と、ブラケット9,10の外縁に固着され内側に磁極4aを備えて固定子鉄心2の外周を覆う円筒状の回転子胴4と、中空軸5の端部にフランジ12を介して取り付けられたブロア11とを備えている。固定子鉄心2には巻線3よりも内径側において軸方向に沿って鉄心通風孔2aが設けられ、中空軸5には固定子鉄心2の端部外側に中空軸通風孔5a,5bが設けられ、中空軸5内には中空軸通風孔5a,5bよりも内側に円板状の仕切板19,20が設けられている。固定子鉄心2と巻線3が固定子を構成し、ブラケット9,10と回転子胴4と磁極4aが回転子を構成する。ブロア11はアキシャルファンからなり、中空軸5内に冷却風13を送り込む。
本実施の形態の回転電機は、ブロア11によって送り込まれた冷却風13が、中空軸5に形成された中空軸通風孔5b,5aおよび固定子鉄心2に形成された鉄心通風孔2aを通って流れ、固定子鉄心2や巻線3が冷却される。したがって機内の冷却性が良く大きい出力の得られるアウターロータ形の回転電機が得られる。
なお図1はブロア11によって形成される冷却風13が中空軸5内に押し込まれる構成を示したが、冷却風13は中空軸5から吸い出される構成であってもよい。またブロア11を中空軸5の両端に設けた構成であってもよい。さらに、仕切板19,20はいずれか一方だけであってもよい。
(第2の実施の形態)
本実施の形態の回転電機は、図2に示すように、中空軸5の内部に設ける仕切板19,20に傾斜を設けて円錐形とした構成である。その他の構成は図1に示した第1の実施の形態と同じである。
本実施の形態の回転電機は、図2に示すように、中空軸5の内部に設ける仕切板19,20に傾斜を設けて円錐形とした構成である。その他の構成は図1に示した第1の実施の形態と同じである。
本実施の形態の回転電機は第1の実施の形態の回転電機と同様の作用効果を生じるほかに、冷却風13の流れが滑らかになり、通風ロスを改善したアウターロータ形の回転電機を提供することができる。
(第3の実施の形態)
本実施の形態の回転電機は、図3に示すように、中空軸5に取り付けられて巻線3の内周面に近接し固定子鉄心2の通風孔2aおよび中空軸5の通風孔5a,5bの出入口を覆うL字形断面の整流板25,26を設けた構成である。その他の構成は図1に示した第1の実施の形態と同じである。
本実施の形態の回転電機は、図3に示すように、中空軸5に取り付けられて巻線3の内周面に近接し固定子鉄心2の通風孔2aおよび中空軸5の通風孔5a,5bの出入口を覆うL字形断面の整流板25,26を設けた構成である。その他の構成は図1に示した第1の実施の形態と同じである。
本実施の形態の回転電機は第1の実施の形態の回転電機と同様の作用効果を生じるほかに、ブロア11によって中空軸5に送り込まれた冷却風13が内気と混合しないので、汚損の少ない回転電機が得られる。
(第4の実施の形態)
本実施の形態の回転電機は、図4に示すように、中空軸5から立上り巻線3の頂部に近接する円板状の整流板21,22を設けた構成である。その他の構成は図1に示した第1の実施の形態と同じである。
本実施の形態の回転電機は、図4に示すように、中空軸5から立上り巻線3の頂部に近接する円板状の整流板21,22を設けた構成である。その他の構成は図1に示した第1の実施の形態と同じである。
本実施の形態の回転電機は第1の実施の形態の回転電機と同様の作用効果を生じるほかに、整流板21,22によって冷却風13の流れが最適化され、ブロア11の容量低減を図ることができる。
(第5の実施の形態)
本実施の形態の回転電機は、図5に示すように、巻線3を巻装され中空軸5の周囲に固着された固定子鉄心2と、中空軸5に固定子鉄心2を挟んで回転自在に取り付けられたブラケット9,10と、筒状をなしブラケット9,10の外周部に取り付けられた回転子胴4とを備えたアウターロータ形の回転電機において、中空軸5の固定子鉄心2よりも外側に中空軸通風孔5a,5bが形成され、中空軸5の固定子鉄心2下に仕切板9,10が設けられ、中空軸5の端部にブロア11が設けられ、中空軸5の中空軸通風孔5a,5bよりも外側から巻線3の頂部に近接する整流板21,22が設けられている構成としたものである。
本実施の形態の回転電機は冷却風13が空隙8を通るので、固定子鉄心2ばかりでなく磁極4aも効果的に冷却することができる。
本実施の形態の回転電機は、図5に示すように、巻線3を巻装され中空軸5の周囲に固着された固定子鉄心2と、中空軸5に固定子鉄心2を挟んで回転自在に取り付けられたブラケット9,10と、筒状をなしブラケット9,10の外周部に取り付けられた回転子胴4とを備えたアウターロータ形の回転電機において、中空軸5の固定子鉄心2よりも外側に中空軸通風孔5a,5bが形成され、中空軸5の固定子鉄心2下に仕切板9,10が設けられ、中空軸5の端部にブロア11が設けられ、中空軸5の中空軸通風孔5a,5bよりも外側から巻線3の頂部に近接する整流板21,22が設けられている構成としたものである。
本実施の形態の回転電機は冷却風13が空隙8を通るので、固定子鉄心2ばかりでなく磁極4aも効果的に冷却することができる。
(第6の実施の形態)
本実施の形態の回転電機は図6に示すように、図5に示した第5の実施の形態において、整流板21,22の外縁部を巻線3側に曲げた形状とした構成である。
本実施の形態の回転電機は冷却風13を空隙8に効果的に導いて、冷却効率を上げることができる。
本実施の形態の回転電機は図6に示すように、図5に示した第5の実施の形態において、整流板21,22の外縁部を巻線3側に曲げた形状とした構成である。
本実施の形態の回転電機は冷却風13を空隙8に効果的に導いて、冷却効率を上げることができる。
(第7の実施の形態)
本実施の形態の回転電機は図7に示すように、中空軸5の固定子鉄心2下に複数の中空軸通風孔5cを設け、固定子鉄心2のラジアル方向に通風孔5cと連通する複数の鉄心通風孔2bを設け、中空軸5の固定子鉄心2を出はずれた位置に中空軸通風孔5aを設け、中空軸5内のほぼ固定子鉄心2端に対応する位置に仕切板19を設けた構成である。
本実施の形態の回転電機は、通風孔5c,2b、空隙8および通風孔5aを通って冷却風13が流れ、特に固定子鉄心2の冷却性を向上することができる。
本実施の形態の回転電機は図7に示すように、中空軸5の固定子鉄心2下に複数の中空軸通風孔5cを設け、固定子鉄心2のラジアル方向に通風孔5cと連通する複数の鉄心通風孔2bを設け、中空軸5の固定子鉄心2を出はずれた位置に中空軸通風孔5aを設け、中空軸5内のほぼ固定子鉄心2端に対応する位置に仕切板19を設けた構成である。
本実施の形態の回転電機は、通風孔5c,2b、空隙8および通風孔5aを通って冷却風13が流れ、特に固定子鉄心2の冷却性を向上することができる。
(第8の実施の形態)
本実施の形態の回転電機は、図8に示すように、中空軸5の固定子鉄心2下に複数の中空軸通風孔5cを設け、これらの中空軸通風孔5cに連通する複数の鉄心通風孔2bを固定子鉄心2のラジアル方向に設け、中空軸5の固定子鉄心2を出はずれた位置に中空軸通風孔5aを設け、中空軸5内の通風孔5c相互間に中心孔が段階的に変化する複数有孔の円板状の仕切板30を設けた構成である。
本実施の形態の回転電機は、図8に示すように、中空軸5の固定子鉄心2下に複数の中空軸通風孔5cを設け、これらの中空軸通風孔5cに連通する複数の鉄心通風孔2bを固定子鉄心2のラジアル方向に設け、中空軸5の固定子鉄心2を出はずれた位置に中空軸通風孔5aを設け、中空軸5内の通風孔5c相互間に中心孔が段階的に変化する複数有孔の円板状の仕切板30を設けた構成である。
本実施の形態によれば、通風孔5c,2bおよび空隙8への冷却風13が仕切板30によって振り分けられ、固定子鉄心2が均等に冷却されるアウターロータ形の回転電機が得られる。
(第9の実施の形態)
本実施の形態の回転電機は図9に示すように、ブラケット9,10に設けたブラケット通風孔9a,10aの近傍にフィン31,32を設けた構成である。フィン31,32はファンの作用も有し、その送風方向は同じとする。フィン31,32はいずれか一方だけでもよい。
本実施の形態の回転電機は図9に示すように、ブラケット9,10に設けたブラケット通風孔9a,10aの近傍にフィン31,32を設けた構成である。フィン31,32はファンの作用も有し、その送風方向は同じとする。フィン31,32はいずれか一方だけでもよい。
本実施の形態は、ブラケット9,10の回転に伴ってフィン31,32によって生じる冷却風がブラケット通風孔9a,10aを通して機内に通流され、機内がよく冷却されるアウターロータ形の回転電機を提供することができる。
(第10の実施の形態)
本実施の形態の回転電機は、図10に示すように、ブラケット9,10に設けたブラケット通風孔9a,10aの機内側に内部フィン33,34を設けた構成である。内部フィン33,34はファンの働きも有し、その送風方向は同じである。
本実施の形態の回転電機は、図10に示すように、ブラケット9,10に設けたブラケット通風孔9a,10aの機内側に内部フィン33,34を設けた構成である。内部フィン33,34はファンの働きも有し、その送風方向は同じである。
本実施の形態の回転電機はブラケット9,10の回転に伴って内部フィン33,34の作用によってブラケット通風孔9a,10aを通して冷却風が機内に通流され、機内がよく冷却される。
(第11の実施の形態)
本実施の形態の回転電機は、図11に示すように、回転子胴4の両端部内側に内部フィン35,36を設けた構成である。
本実施の形態の回転電機は内部フィン35,36が回転子胴4とともに回転して内気の対流と循環を生じさせ巻線3および機内をよく冷却することができる。
本実施の形態の回転電機は、図11に示すように、回転子胴4の両端部内側に内部フィン35,36を設けた構成である。
本実施の形態の回転電機は内部フィン35,36が回転子胴4とともに回転して内気の対流と循環を生じさせ巻線3および機内をよく冷却することができる。
(第12の実施の形態)
本実施の形態の回転電機は、図12に示すように、回転子胴4の両端部に内部フィン35,36および放熱フィン37,38を設けた構成である。
本実施の形態の回転電機は第11の実施の形態の回転電機と同様の作用効果を生じるほかに、放熱フィン37,38によって回転子胴の熱を外部に放散することができる。
本実施の形態の回転電機は、図12に示すように、回転子胴4の両端部に内部フィン35,36および放熱フィン37,38を設けた構成である。
本実施の形態の回転電機は第11の実施の形態の回転電機と同様の作用効果を生じるほかに、放熱フィン37,38によって回転子胴の熱を外部に放散することができる。
(第13の実施の形態)
本実施の形態の回転電機は、図13に示すように、ブラケット通風孔9a,10aを有するブラケット9,10の外周寄り外側に冷却ファン39,40を設けた構成である。
本実施の形態は冷却ファン39,40によって外気が攪拌され、機内への冷却風の通流が促進されて冷却性のよいアウターロータ形の回転電機が得られる。
本実施の形態の回転電機は、図13に示すように、ブラケット通風孔9a,10aを有するブラケット9,10の外周寄り外側に冷却ファン39,40を設けた構成である。
本実施の形態は冷却ファン39,40によって外気が攪拌され、機内への冷却風の通流が促進されて冷却性のよいアウターロータ形の回転電機が得られる。
(第14の実施の形態)
本実施の形態の回転電機は、図14に示すように、ブラケット9の外周寄り外側に冷却ファン41を設けるとともに、ブラケット10の通風孔10aの外部に冷却ファン42を設けた構成である。
本実施の形態は、冷却ファン41,42によって外気が攪拌され、機内への冷却風43の通流が促進されて冷却性のよいアウターロータ形の回転電機が得られる。
本実施の形態の回転電機は、図14に示すように、ブラケット9の外周寄り外側に冷却ファン41を設けるとともに、ブラケット10の通風孔10aの外部に冷却ファン42を設けた構成である。
本実施の形態は、冷却ファン41,42によって外気が攪拌され、機内への冷却風43の通流が促進されて冷却性のよいアウターロータ形の回転電機が得られる。
(第15の実施の形態)
本実施の形態の回転電機は、図15に示すように、ブラケット9,10にブラケット通風孔9a,10aを設け、中空軸5の一方の端部にブロア11を設け、中空軸5の他方の端部に浅皿状の導風カバー44を設けた構成である。
本実施の形態は、中空軸5内を通り抜けた冷却風13を機内に導いて冷却性のよいアウターロータ形の回転電機を提供することができる。
本実施の形態の回転電機は、図15に示すように、ブラケット9,10にブラケット通風孔9a,10aを設け、中空軸5の一方の端部にブロア11を設け、中空軸5の他方の端部に浅皿状の導風カバー44を設けた構成である。
本実施の形態は、中空軸5内を通り抜けた冷却風13を機内に導いて冷却性のよいアウターロータ形の回転電機を提供することができる。
2…固定子鉄心、2a,2b…鉄心通風孔、3…巻線、4…回転子胴、4a…磁極、5…中空軸、5a,5b,5c…中空軸通風孔、6,7…軸受、8…空隙、9,10…ブラケット、9a,10a…ブラケット通風孔、11…ブロア、12…フランジ、13…冷却風、19,20,30…仕切板、21,22,25,26…整流板、31,32…フィン、33,34,35,36…内部フィン、37,38…放熱フィン、39,40,41,42…冷却ファン、43…冷却風、44…導風カバー。
Claims (14)
- 巻線を巻装され中空軸の周囲に固着された固定子鉄心と、前記中空軸に前記固定子鉄心を挟んで回転自在に取り付けられたブラケットと、筒状をなし前記ブラケットの外周部に取り付けられた回転子胴とを備えたアウターロータ形の回転電機において、前記固定子鉄心の前記巻線よりも内周側の軸方向に鉄心通風孔が形成され、前記中空軸の前記固定子鉄心よりも外側に中空軸通風孔が形成され、前記中空軸の前記固定子鉄心下に仕切板が設けられ、前記中空軸の端部にブロアが設けられていることを特徴とする回転電機。
- 前記中空軸に設けられた仕切板は円錐形であることを特徴とする請求項1記載の回転電機。
- 前記中空軸に前記中空軸通風孔および前記鉄心通風孔を覆う整流板が取り付けられていることを特徴とする請求項1記載の回転電機。
- 前記整流板の外縁部は前記巻線の頂部に近接して設けられていることを特徴とする請求項3記載の回転電機。
- 巻線を巻装され中空軸の周囲に固着された固定子鉄心と、前記中空軸に前記固定子鉄心を挟んで回転自在に取り付けられたブラケットと、筒状をなし前記ブラケットの外周部に取り付けられた回転子胴とを備えたアウターロータ形の回転電機において、前記中空軸の前記固定子鉄心よりも外側に中空軸通風孔が形成され、前記中空軸の前記固定子鉄心下に仕切板が設けられ、前記中空軸の端部にブロアが設けられ、前記中空軸の前記中空軸通風孔よりも外側から前記巻線の頂部に近接する整流板が設けられていることを特徴とする回転電機。
- 前記整流板は前記巻線の頂部を覆って設けられていることを特徴とする請求項5記載の回転電機。
- 巻線を巻装され中空軸の周囲に固着された固定子鉄心と、前記中空軸に前記固定子鉄心を挟んで回転自在に取り付けられたブラケットと、筒状をなし前記ブラケットの外周部に取り付けられた回転子胴とを備えたアウターロータ形の回転電機において、前記固定子鉄心の内周側から外周側に至る複数の鉄心通風孔が形成され、前記中空軸に前記鉄心通風孔に連通する複数の中空軸通風孔が形成され、前記中空軸の前記固定子鉄心端部下に仕切板が設けられ、前記中空軸の端部にブロアが設けられていることを特徴とする回転電機。
- 前記複数の通風孔の中空軸相互間に中心孔径が段階的に変化する複数の仕切板が設けられていることを特徴とする請求項7記載の回転電機。
- 巻線を巻装され中空軸の周囲に固着された固定子鉄心と、前記中空軸に前記固定子鉄心を挟んで回転自在に取り付けられたブラケットと、筒状をなし前記ブラケットの外周部に取り付けられた回転子胴とを備えたアウターロータ形の回転電機において、前記ブラケットはブラケット通風孔を有し、前記通風孔の近傍にフィンが設けられていることを特徴とする回転電機。
- 前記フィンは前記回転子胴の端部内側に設けられていることを特徴とする請求項9記載の回転電機。
- 前記回転子胴の端部外側に放熱フィンを備えていることを特徴とする請求項10記載の回転電機。
- 前記ブラケットの外周寄り外側に前記冷却フィンを備えていることを特徴とする請求項9記載の回転電機。
- 前記フィンは冷却ファンであることを特徴とする請求項9記載の回転電機。
- 巻線を巻装され中空軸の周囲に固着された固定子鉄心と、前記中空軸に前記固定子鉄心を挟んで回転自在に取り付けられたブラケットと、筒状をなし前記ブラケットの外周部に取り付けられた回転子胴とを備えたアウターロータ形の回転電機において、前記ブラケットはブラケット通風孔を有し、前記中空軸の一方の端部に設けられたブロアと、前記中空軸の他方の端部に取り付けられ前記ブラケット通風孔の外周部まで覆う導風カバーとを備えていることを特徴とする回転電機。
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