JPS63127836A - Clamping mechanism for minute article - Google Patents

Clamping mechanism for minute article

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JPS63127836A
JPS63127836A JP61272784A JP27278486A JPS63127836A JP S63127836 A JPS63127836 A JP S63127836A JP 61272784 A JP61272784 A JP 61272784A JP 27278486 A JP27278486 A JP 27278486A JP S63127836 A JPS63127836 A JP S63127836A
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spring
minute
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千葉 孜
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三男 田中
Minoru Nomura
稔 野村
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薫 吉野
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Abstract

PURPOSE:To clamp all article at a constant position by installing a driving cam for transferring the first and second clamp members in the opposite outward direction from a clamp standard position and a stopper for allowing the first clamp member to stop at a standard position. CONSTITUTION:A minute article 1 set at the clamp standard position between the first and second clamp members 12 and 13 at the opened position by a cam 22, and the cam 22 is turned. Then, the first and second clamp members 12 and 13 shift in the opposite inward direction by the spring action of a pressing spring 16 and the first and second parallel spring members 17 and 18, and the first clamp member 12 abuts a stopper member 27, and stops at the clamp standard position. The second clamp member 13 presses the minute article 1 onto the first clamp member 12 by the spring action, and the minute article is clamped. When the cam 22 is turned from this clamp position, the first and second clamp members 12 shift in succession, and the article 1 is released.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、数10μm〜数100μm程度の微小物体、
例えば、発光ダイオード(LED)や半導体レーザ(L
D)の光半導体素子を、光ファイバー等の先導波路と光
軸を合せて組み付ける場合のハンドリング装置に用いる
クランプ機構に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention is directed to micro objects of several tens of micrometers to several hundred micrometers,
For example, light emitting diodes (LEDs) and semiconductor lasers (L
This invention relates to a clamp mechanism used in a handling device for assembling the optical semiconductor device (D) with its optical axis aligned with a leading waveguide such as an optical fiber.

(従来の技術) 従来、例えば、第5図に示すように、LDチップにヒー
トシンクを予じめハンダ付けしであるLD組立としての
微小物体1をハンドリングして、光ファイバー2と光軸
を合せてハンダ3付する際のハンドリングには、主に真
空チャック4が用いられている。
(Prior art) Conventionally, for example, as shown in FIG. 5, a minute object 1 as an LD assembly, in which a heat sink is soldered to an LD chip in advance, is handled and the optical axis is aligned with an optical fiber 2. A vacuum chuck 4 is mainly used for handling when applying the solder 3.

(発明が解決しようとする問題点) ところが、上記真空チャック4によるハンドリング構造
では、微小物体1が、数10μm〜数100μmと微小
なため、真空チャック4先端のキャピラリ(毛細管)の
吸引口径dを大きく出来ない。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the handling structure using the vacuum chuck 4 described above, since the minute object 1 is as small as several tens of micrometers to several hundreds of micrometers, the suction aperture d of the capillary at the tip of the vacuum chuck 4 must be I can't make it big.

そのため、物体の保持力が弱く、物体1を保持して位置
決めした後、ハンダ3付けや接着を行なう際、そのハン
ダや接着剤の表面張力や粘着力及びそれらが固体化する
時に発生する収縮力のため、物体1が、真空チャッチク
4からズレる又は親藩する等の問題点がある。また、保
持力を強くする目的で微小物体をクランプツメで挟みつ
ける方法があるが(図示せず)微小物体1のクランプを
開放する際固定された物体1に微小な力が加わっても光
軸がズしてしよう虞れがある。
Therefore, the holding power of the object is weak, and when soldering or gluing after holding and positioning the object 1, the surface tension and adhesive force of the solder or adhesive, and the shrinkage force that occurs when they solidify. Therefore, there is a problem that the object 1 may shift from the vacuum chuck 4 or become attached to it. In addition, there is a method of clamping a minute object with clamp claws for the purpose of strengthening the holding force (not shown), but even if a minute force is applied to the fixed object 1 when the clamp of the minute object 1 is released, the optical axis may There is a risk that it will be lost.

本発明は以上のような点に鑑みてなされたもので、微小
物体の保持力が強力で、しかも微小物体の開放が静的な
状態で行なわれて同物体に力が加わらない微小物体のク
ランプ機構を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and provides a clamp for a minute object that has a strong holding force and that releases the minute object in a static state so that no force is applied to the object. The purpose is to provide a mechanism.

(問題点を解決するための手段) 上記の目的を達成するための、本発明に係るクランプ機
構の構成を、実施例に対応する第1〜4図を参照して説
明する。
(Means for Solving the Problems) The structure of a clamp mechanism according to the present invention for achieving the above object will be described with reference to FIGS. 1 to 4 corresponding to embodiments.

すなわち、本発明の微小物体のクランプ機構は、微小物
体1を、そのクランプ基準位置においてクランプするた
めに対向配置される第1と第2のクランプ部材12.1
3と、 前記第1と第2のクランプ部材を、前記クランプ基準位
置に押圧移動する押圧スプリング16と、 前記第1と第2のクランプ部材を、互いに対向方向に平
行移動可能に保持する第1と第2の平行バネ部材17.
18と、 前記第1と第2のクランプ部材を、その前記クランプ基
準位置から対向外方に移動させる駆動カム22と、 前記第1と第2のクランプ部材の、いずれか一方を、前
記クランプ基準位置に停止させるストッパ部材27と、 を備えたことを特徴としている。
That is, the clamping mechanism for a minute object of the present invention includes first and second clamp members 12.1 that are arranged opposite to each other in order to clamp the minute object 1 at its clamp reference position.
3; a pressing spring 16 that presses and moves the first and second clamp members to the clamp reference position; and a first spring that holds the first and second clamp members so that they can move in parallel in opposite directions. and second parallel spring member 17.
18; a drive cam 22 for moving the first and second clamp members outwardly from their clamp reference positions; and a drive cam 22 for moving either the first or second clamp members from the clamp reference positions. It is characterized by comprising a stopper member 27 for stopping at a certain position.

(作 用) 上記の構成において、カム22により開放された位置に
ある第1と第2のクランプ部材12゜13中間のクラン
プ基準位置に微小物体1を置いて、カム22を回転させ
る。
(Function) In the above configuration, the minute object 1 is placed at the clamp reference position between the first and second clamp members 12 and 13, which are in the position opened by the cam 22, and the cam 22 is rotated.

すると押圧スプリング16と第1と第2の平行バネ部材
17.18によるバネ作用によって、第1と第2のクラ
ンプ部材12.13は対向内方に移動するが、この時、
第1のクランプ部材12がストッパ部材27に当接して
クランプ基準位置に停止し、第2のクランプ部材13が
、微小物体1を、上記のバネ作用によって第1のクラン
プ部材12に押し付けるようにしてクランプさせる。
Then, the first and second clamp members 12.13 move inwardly toward each other due to the spring action of the pressing spring 16 and the first and second parallel spring members 17.18, but at this time,
The first clamp member 12 comes into contact with the stopper member 27 and stops at the clamp reference position, and the second clamp member 13 presses the minute object 1 against the first clamp member 12 by the above-described spring action. Clamp it.

このクランプ位置から、カム22が回動すると、第1及
び第2のクランプ部材12が順次移動して、物体1が開
放される。
When the cam 22 rotates from this clamping position, the first and second clamping members 12 move sequentially, and the object 1 is released.

(実施例) 第1の実施例 第1図及び第2図は、本発明に係るクランプ機構の第1
の実施例を示すもので、これは本発明の原理的な構成を
示すものである。
(Embodiment) FIGS. 1 and 2 show a first embodiment of the clamp mechanism according to the present invention.
This example shows the basic structure of the present invention.

このクランプ機構は、積載治具11上のクランプ基準位
置にある微小物体1をクランプするために、同微小物体
1の左右に対向配置された第1と第2のクランプ部材1
2.13とを有している。
This clamp mechanism includes first and second clamp members 1 that are disposed opposite to each other on the left and right sides of the micro object 1 in order to clamp the micro object 1 located at a clamp reference position on the loading jig 11.
2.13.

この第1と第2のクランプ部材12.13は、夫々第1
と第2のアーム14.15の一部に設けられていて、同
第1と第2のアーム14.15には、押圧スプリング1
6が張設されており、この押圧スプリング16により、
上記第1と第2のクランプ部材12.13は対向内方向
に移動付勢されて、上記微小物体1のクランプ基準位置
に押圧移動、されるようになっている。
The first and second clamping members 12,13 each have a first
and a part of the second arm 14.15, and a pressing spring 1 is provided on the first and second arms 14.15.
6 is tensioned, and by this pressing spring 16,
The first and second clamping members 12 and 13 are urged to move inwardly toward each other, and are pressed to the reference position for clamping the minute object 1.

また、上記第1と第2のアーム14.15は、夫々第1
と第2の平行バネ部材17.18により基板19に、互
いに対向方向に平行移動可能に取り付けられ、これによ
り上記第1と第2のクランプ部材12.13も互いに対
向方向に平行移動するようになっている。
Further, the first and second arms 14.15 each have a first
and a second parallel spring member 17.18 are attached to the substrate 19 so as to be movable in parallel in opposite directions to each other, so that the first and second clamp members 12.13 are also movable in parallel in opposite directions to each other. It has become.

上記第1と第2のアーム14.15の対向部の一部には
第1と第2の従動部’20.21が形成され、この第1
と第2の従動部20.21は、その中間に設けられた駆
動カム22の外周に当接されて、カム22の回動により
、上記第1及び第2のクランプ部材12.13と共に内
外方向に移動自在となっている。
First and second driven parts '20.21 are formed in a part of the opposing parts of the first and second arms 14.15, and the first and second driven parts '20.
and the second driven part 20.21 are brought into contact with the outer periphery of a drive cam 22 provided between them, and due to the rotation of the cam 22, the second driven part 20.21 is moved in the inner and outer directions together with the first and second clamp members 12.13. It can be moved freely.

上記カム22は、モータ23により回転駆動されると共
に、これと連動される検出板24の回動位置を検出する
回転角度検出器25からの角度信号を受けてモータ22
を制御する制御器26により、上記カム22は、その回
動のタイミングと回動位置が設定される。
The cam 22 is rotationally driven by a motor 23, and receives an angle signal from a rotation angle detector 25 that detects the rotational position of a detection plate 24 that is interlocked with the motor 23.
The rotation timing and rotation position of the cam 22 are set by the controller 26 which controls the cam 22.

27はストッパ一部材であり、第1のアーム14の内壁
部に対設されて、同第1のアーム14及びこれと一体の
第1のクランプ部材12が上記クランプ基準位置となっ
たときに、第1のアーム14と当接して、第1のアーム
14及び第1のクランプ部材12の内方向への移動を停
止させる。
Reference numeral 27 denotes a stopper member, which is disposed opposite to the inner wall of the first arm 14, so that when the first arm 14 and the first clamp member 12 integrated therewith are at the clamp reference position, The first arm 14 is brought into contact with the first arm 14 to stop the first arm 14 and the first clamp member 12 from moving inward.

28は、第1のアーム14を、上記ストッパー27の方
向に移動付勢させる位置決めばねであるが、これはなく
てもさしつかえない。
Reference numeral 28 denotes a positioning spring that urges the first arm 14 to move in the direction of the stopper 27, but this may be omitted.

次に、上記クランプ機構の動作を説明する。Next, the operation of the above-mentioned clamp mechanism will be explained.

第1図Aは、非クランプ位置を示し、これは、被クラン
プ物体としての微小物体1が、ht a治具11上のク
ランプ基準位置にあり、且つカム22の最大径部分の対
向カム面に、第1と第2の従動部20.21が当接され
た状態である。この第1図Aの位置では、第1及び第2
のクランプ部材12.13は、最も離れており、その中
間の微小物体1と第1のクランプ部材12との間隔f+
は、ストッパ部材27と第1のアーム14との間隔nI
に等しい。また微小物体1と第2のクランプ部材13と
の間隔は11+Δ1となりている。
FIG. 1A shows a non-clamped position, in which the minute object 1 as the object to be clamped is at the clamping reference position on the hta jig 11 and on the opposing cam surface of the maximum diameter part of the cam 22. , the first and second driven parts 20.21 are in contact with each other. In the position shown in FIG. 1A, the first and second
The clamp members 12 and 13 are the farthest apart, and the distance f+ between the intermediate minute object 1 and the first clamp member 12 is
is the distance nI between the stopper member 27 and the first arm 14
be equivalent to. Further, the distance between the minute object 1 and the second clamp member 13 is 11+Δ1.

第1図Bは、クランプ位置を示し、これは、上記第1図
Aの非クランプ位置から、カム22が90度回転して、
カム22の最小径部分の対向カム面に、第1と第2の従
動部20.21が対面された状態である。この第1図B
の位置では、カム22の上記最大径カム面と最小径カム
面の高低差12が、I12≧11+Δ11>42+、と
なフていることから、第1のクランプ部材12が、これ
と一体の第1のアーム14を介してストッパ部材27の
当接された状態で、第1及び第2のクランプ部材12.
13は、微小物体1の対向面に当接されてこれをクラン
プする。
FIG. 1B shows the clamped position, which means that the cam 22 has been rotated 90 degrees from the unclamped position of FIG. 1A above.
The first and second driven portions 20.21 are in a state where the opposing cam surfaces of the minimum diameter portion of the cam 22 face each other. This figure 1B
At the position, since the height difference 12 between the maximum diameter cam surface and the minimum diameter cam surface of the cam 22 is I12≧11+Δ11>42+, the first clamp member 12 With the stopper member 27 in contact with the first arm 14 , the first and second clamp members 12 .
13 is brought into contact with the facing surface of the minute object 1 and clamps it.

上記の構成によれば、微小物体1のクランプ力が、押圧
スプリング16及び第1と第2の平行バネ部材17.1
8によるバネ圧により設定されているためその保持力を
大きくすることが出来る。
According to the above configuration, the clamping force of the minute object 1 is applied to the pressing spring 16 and the first and second parallel spring members 17.1.
8, the holding force can be increased.

また、ストッパ部材27により第1のクランプ部材I2
が位置決めされた状態で、クランプされるためクランプ
位置が一定となる。さらに、微小物体1の開放時には、
第2のクランプ部材13が物体から離れた後に、定位置
にある第1のクランプ部材12が離れていることになり
物体1に力が加わらないから、物体が基準位置からずれ
ることがない。
Also, the stopper member 27 causes the first clamp member I2 to
Since it is clamped in the state in which it is positioned, the clamp position becomes constant. Furthermore, when the minute object 1 is released,
After the second clamp member 13 is separated from the object, the first clamp member 12 in the fixed position is separated and no force is applied to the object 1, so that the object does not shift from the reference position.

第2の実施例 第3図及び第4図は、本発明に係るクランプ機構の第2
の実施例を示すもので、これは、上記第1の実施例の構
成を実用的にさらに具体化したものである。
Second Embodiment FIGS. 3 and 4 show a second embodiment of the clamp mechanism according to the present invention.
This embodiment is a practical embodiment of the configuration of the first embodiment.

然して、この第2の実施例において、第1の実施例と共
通するか所には共通の符号を付し、第1の実施例と相違
する点を主として説明する。
However, in this second embodiment, parts that are common to the first embodiment are given the same reference numerals, and the points that are different from the first embodiment will be mainly explained.

このクランプ機構では、第1及び第2のアーム14.1
5が、夫々クランプ部材側アーム14a、15aと従動
部側アーム14a、15bに分割され、クランプ部材側
アーム14a、15a間に張設された押圧スプリング!
6に引かねて、クランプ部材側アーム14a、15aの
各基端の当接部14c、15cが、従動部側7−ム14
b。
In this clamping mechanism, the first and second arms 14.1
5 is divided into clamp member side arms 14a, 15a and driven part side arms 14a, 15b, respectively, and a pressing spring stretched between the clamp member side arms 14a, 15a!
6, the contact portions 14c and 15c at the base ends of the clamp member side arms 14a and 15a are pressed against the driven portion side 7-m 14.
b.

15bの対向基端に常時当接されている。また、上記第
1のアーム14側の当接部14cは、ボルトにより形成
されて、その当接先端位置が螺回調整自在となっている
It is always in contact with the opposite base end of 15b. Further, the abutting portion 14c on the first arm 14 side is formed of a bolt, and the position of the abutting tip can be adjusted by screwing.

その他の構成部分については、上記第1の実施例と基本
的に同じであるので、詳細な説明は省略する。
The other components are basically the same as those in the first embodiment, so detailed explanations will be omitted.

次に、上記の構成における、カム22と第1゜第2のク
ランプ部材12.13との、作動タイミングの詳細を、
第3図の、1〜■にょワて説明するが、これは、基本的
には上記第1の実施例と同じである。
Next, details of the operation timing of the cam 22 and the first and second clamp members 12.13 in the above configuration are as follows.
The explanation will be given in terms of numbers 1 to 2 in FIG. 3, which are basically the same as the first embodiment.

さて工の初期状態では、第1と第2の従動部20.21
が、カム22の最小径部分のカム面に対面して、第1と
第2のクランプ部材12.13の間隔は最小となってい
る。このI状態では、第1のクランプ部材12は、その
第1のアーム14がストッパ一部材27に当接されて、
これに対応する第1の従動部20とカム22との間に隙
間を置いて位置決めされ、第3図では第2のクランプ部
材13に対応する第2の従動部21はカム22面に当接
されて位置決めされている。然しながら、実際には、第
4図に示されるように、第2の従動部21とカム22と
の間には、モータのイナーシャを考慮に入れたガタを設
けることが望ましく、このガタは押圧スプリング16の
バネ力に対抗する同等の力を第2の平行バネ18のバネ
力にもたせ第2の従動部21に作用する荷重を0にする
ことによって保持されている。
Now, in the initial state of the construction, the first and second driven parts 20.21
However, facing the cam surface of the smallest diameter portion of the cam 22, the distance between the first and second clamp members 12, 13 is the minimum. In this I state, the first clamp member 12 has its first arm 14 in contact with the stopper member 27,
The first driven part 20 corresponding to this and the cam 22 are positioned with a gap between them, and in FIG. 3, the second driven part 21 corresponding to the second clamp member 13 is in contact with the surface of the cam 22. and has been positioned. However, in reality, as shown in FIG. 4, it is desirable to provide a play between the second driven part 21 and the cam 22 that takes into account the inertia of the motor, and this play is created by the pressing spring. This is maintained by applying a force equivalent to the spring force of the second parallel spring 18 to counteract the spring force of the second parallel spring 16, thereby reducing the load acting on the second driven portion 21 to zero.

次に、■の状態では、カム22がやや回動し、第2のク
ランプ部材13が右に開く。
Next, in the state (■), the cam 22 rotates slightly and the second clamp member 13 opens to the right.

■の状態では、カム22の最大径部分のカム面によって
押されて、第1及び第2のクランプ部材12.13は左
右に開き、その間隔が最大となる。
In the state (2), the first and second clamp members 12, 13 are opened left and right by being pushed by the cam surface of the maximum diameter portion of the cam 22, and the distance between them becomes maximum.

この時クランプ基準位置に微小物体1を置く。At this time, the minute object 1 is placed at the clamp reference position.

■の状態では、第1のクランプ部材には、ストッパ部材
27によって規制された基準位置に移動して停止し、第
2のクランプ部材13がさらに左へ移動する。尚■の状
態では、物体1と第1のクランプ部材12との間には実
際には微小な隙間がある。
In the state (2), the first clamp member 13 moves to the reference position regulated by the stopper member 27 and stops, and the second clamp member 13 further moves to the left. In the state (2), there is actually a small gap between the object 1 and the first clamp member 12.

■の状態では、第2のクランプ部材13が、物体lを第
1のクランプ部材12の方向に押し出すようにして、荷
重0の状態で物体1を挟む。
In the state (2), the second clamp member 13 pushes out the object 1 in the direction of the first clamp member 12 and holds the object 1 in the state with zero load.

■の状態で、カム22は、工の初期状態から180度回
転して、元の位置と実質的に同等の位置となり、物体1
は、バネ力により確実にクランプされる。この■の状態
が数分程度持続されて、この間物体1のハンダ付等の作
業が行なわれる。
In the state (2), the cam 22 rotates 180 degrees from the initial state of machining to a position that is substantially the same as the original position, and the object 1
is securely clamped by spring force. This state (2) continues for several minutes, and during this time work such as soldering the object 1 is performed.

次に、物体1をクランプした上記■の状態から、第1及
び第2のクランプ部材12.13が順次間いて、物体1
が開放されるが、この特売に第2のクランプ部材13が
開いてから、静かに第1のクランプ部材12が開くこと
になる。
Next, from the state (2) above where the object 1 is clamped, the first and second clamp members 12 and 13 are successively separated, and the object 1 is
However, after this special sale, the second clamp member 13 opens, and then the first clamp member 12 quietly opens.

・(効 果) 本発明は、以上説明したように、微小物体のクランプ力
をバネ圧によって大きくすることが出来、また一方のク
ランプ部材がストッパ部材により位置決めされた状態で
クランプされあるいは開放されるため、クランプ位置が
一定となり、さらに上記物体の開放時に物体が移動する
ことがない。
- (Effects) As explained above, the present invention can increase the clamping force for a minute object by using spring pressure, and also allows one clamp member to be clamped or released while being positioned by the stopper member. Therefore, the clamp position remains constant, and the object does not move when the object is released.

従7て、本発明によれば、微小物体を正確な位置に位置
決め固着させるためのクランプ機構として、実用上優れ
た効果がある。
Therefore, according to the present invention, there is an excellent practical effect as a clamp mechanism for positioning and fixing a minute object at an accurate position.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図A、Bは、本発明の第1の実施例に係るクランプ
機構の作動状態を示す正面図、第2図は、第1図の側面
図、第3図は、同第2の実施例に係るクランプ機構の作
動状態を示す正面図、第4図は同カムと従動部の詳細を
示す図、第5図は、従来のクランプ方法を説明する図で
ある。 1−・微小物体、12.13−第1と第2のクランプ部
材、16−・・押圧スプリング、17.18−第1と第
2の平行バネネ部材、22・−カム、27・−ストッパ
部材。 代理人・弁理士  西 村 教 光 第2図 1つ 第4図   第5図 第3図
1A and 1B are front views showing the operating state of the clamp mechanism according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of FIG. 1, and FIG. 3 is the second embodiment of the same. FIG. 4 is a front view showing the operating state of the clamping mechanism according to the example, FIG. 4 is a diagram showing details of the cam and the driven part, and FIG. 5 is a diagram illustrating a conventional clamping method. 1--Minute object, 12.13-First and second clamp members, 16--Press spring, 17.18-First and second parallel spring members, 22--Cam, 27--Stopper member . Agent/Patent Attorney Norimitsu Nishimura Figure 2 Figure 4 Figure 5 Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】  微小物体を、そのクランプ基準位置においてクランプ
するために対向配置される第1と第2のクランプ部材と
、 前記第1と第2のクランプ部材を、前記クランプ基準位
置に押圧移動する押圧スプリングと、前記第1と第2の
クランプ部材を、互いに対向方向に平行移動可能に保持
する第1と第2の平行バネ部材と、 前記第1と第2のクランプ部材を、その前記クランプ基
準位置から対向外方に移動させる駆動カムと、 前記第1と第2のクランプ部材の、いずれか一方を、前
記クランプ基準位置に停止させるストッパ部材と、 を備えたことを特徴とする微小物体のクランプ機構。
[Scope of Claims] First and second clamp members arranged opposite to each other in order to clamp a minute object at its clamp reference position, and pressing the first and second clamp members to the clamp reference position. a pressing spring that moves; first and second parallel spring members that hold the first and second clamp members so that they can move in parallel in opposite directions; The present invention is characterized by comprising: a drive cam that moves the clamp member outwardly from the clamp reference position; and a stopper member that stops either one of the first and second clamp members at the clamp reference position. Clamping mechanism for minute objects.
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