JP2004103253A - 押下スイッチ及び多方向入力装置 - Google Patents
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Abstract
【構成】多方向入力装置Aにおける押下スイッチ700は、操作部材400の下方に下ケース220の底板部211を貫通して上下方向に移動自在に設けられたキートップ710と、下方向に移動したキートップ710当接される弾性変形可能なドーム型の可動切片720と、基板100上の可動切片720の端部721の下側に設けられた一方の固定電極731と、基板100上の弾性変形した可動切片720の中央部722と接触し得る位置に設けられた他方の固定電極732と、可動切片720の端部721と一方の固定電極731とを電的的に接続するスペーサ740とを具備することを特徴としている。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、押下操作されることにより各種信号の入力を行う押下スイッチ及び多方向入力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ジョイスティックと呼ばれるこの種の多方向入力装置には、操作部材を昇降可能に構成し、その押下操作によって操作される押下スイッチを備えているものがある。この押下スイッチ付き多方向入力装置は、基板上に固定されるケースと、ケース内にXーY方向に回動自在に支持される上下一組の回動部材と、上下一組の回動部材の中央部にそれぞれ設けられたYーX方向に延びる長孔を貫通し、周囲方向に操作されることにより各回動部材を回動させると共に、押下操作が可能とされた操作部材と、操作部材及び/又は回動部材を中立位置に弾性的に保持する保持機構と、各回動部材の回動角度に対応する信号を検出する一組の信号検出手段と、操作部材の押下操作によりスイッチングされる押下スイッチとを備えられている。
【0003】
この押下スイッチは、従来、操作部材の下方にケースの底板部を貫通して上下方向に移動自在に設けられたキートップと、キートップの下方に位置し、操作部材の押下操作に伴って下降したキートップに押下されると、弾性変形するドーム型の可動接片と、前記基板上に形成された接片であって、前記可動接片の端部が固定される一方、弾性変形した可動接片の中央部が接触する固定電極とを有している(特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−84876号公報(第4頁−5頁、図1、7)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記押下スイッチは、可動接片の端部が固定電極に直接固定されているため、弾性変形する前記可動接片のストロークを長くすることができない。このため、前記押下スイッチは、クリック感が悪く、その結果、押下操作の操作性が悪いという欠点を有している。
【0006】
本発明は、かかる事情に鑑みて創案されたものであって、その目的は、押下操作のクリック感を良くし、操作性の良い押下スイッチ及び多方向入力装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る押下スイッチは、基板上に設けられる押下スイッチにおいて、基板上に固定されたケースに上下方向に移動自在に設けられたキートップと、下方向に移動した前記キートップに当接される弾性変形可能な断面視略逆凹字型の可動接片と、前記基板上の前記可動接片の端部の下側に設けられる一方の固定電極と、前記基板上の弾性変形した前記可動接片の中央部と接触し得る位置に設けられる他方の固定電極と、前記可動接片の端部と前記一方の固定電極とを電気的に接続するスペーサとを具備することを特徴としている。
【0008】
このような構成によると、前記可動接片の端部と前記一方の固定電極と間にスペーサを介在させることができるので、弾性変形する前記可動接片の中央部のストロークを長くすることができる。
【0009】
より好ましくは、前記可動接片は略円形のドーム型をしている一方、前記一方の固定電極及び前記スペーサは略環状体であることが望ましい。
【0010】
より好ましくは、前記ケースには、前記押下スイッチの可動接片が嵌まり込む凹部が設けられている一方、前記押下スイッチのスペーサには、前記ケースと係合する係合手段とが設けられていることが望ましい。このような構成によると、前記可動接片は、前記ケースの凹部と前記スペーサによって位置規制されるため、組み込みズレがなくなる。
【0011】
より好ましくは、前記ケースには、前記キートップが摺動可能に嵌合する嵌合部が設けられており、前記嵌合部は前記キートップが前記可動接片の中央部に接触し得るように配設されている。このため、前記キートップは、前記嵌合部に位置規制され、可動接片の中央に配置される。
【0012】
本発明に係る多方向入力装置は、基板上に固定されるケースと、ケース内にXーY方向に回動自在に支持される上下一組の回動部材と、上下一組の回動部材の中央部にそれぞれ設けられたYーX方向に延びる長孔を貫通し、周囲方向に操作されることにより各回動部材を回動させると共に、押下操作が可能とされた操作部材と、操作部材及び/又は回動部材を中立位置に弾性的に保持する保持機構と、各回動部材の回動角度に対応する信号を検出する一組の信号検出手段と、操作部材の押下操作によりスイッチングされる上記押下スイッチとを備えた多方向入力装置において、前記押下スイッチのキートップは、操作部材の下方にケースの底板部を貫通して上下方向に移動自在に設けられていることを特徴としている。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る多方向入力装置について図面を参照しながら説明する。図1は本発明の実施の形態に係る多方向入力装置の概略的断面図、図2は同装置の概略的斜視図、図3は同装置の下ケースを下から見た概略的斜視図、図4は同装置の下ケースを上から見た概略的斜視図、図5は図1のa拡大図、図6は同装置の基板の概略的斜視図、図7は同装置の押下スイッチのスペーサの概略的斜視図、図8は図1のb拡大図である。
【0014】
ここに掲げる多方向入力装置Aは、基板100上に固定されるケース200と、ケース200内にXーY方向に回動自在に支持される上下一組の回動部材310、320と、上下一組の回動部材の中央部にそれぞれ設けられたYーX方向に延びる長孔313、323を貫通し、周囲方向に操作されることにより回動部材310、320を回動させると共に、押下操作が可能とされた操作部材400と、操作部材400及び回動部材310、320を中立位置に弾性的に保持する保持機構500と、回動部材310、320の回動角度に対応する信号を検出する一組の信号検出手段600と、操作部材400の押下操作によりスイッチングされる押下スイッチ700とを備えている。以下、各部を詳しく説明する。
【0015】
基板100に取り付けられるケース200は、その底板部が形成される下ケース220と、これに上方から被せられる上ケース210とを有する2ピース構造になっている。
【0016】
下ケース220は、図3又は4に示すように、ほぼ四角形の底板部221を有している。この底板部221には、4隅のうち対向する2つの隅部に、後述する上ケース210の係止穴(図示しない)に係止される係止片222、222がネジで取り付けられている。また、底板部221の各辺の中央部には、回動部材310、320を支持する支持部223が上方に向けて各々延出されている。
【0017】
底板部221の中央部には、円筒形状の嵌合部224が設けられており、嵌合部224には、後述する押下スイッチ700のキートップ710(図5参照)が上下方向に摺動可能に嵌合する。なお、この嵌合部224は、内周面が断面視略逆凸字状にされている(図5参照)。
【0018】
底板部221の裏面側(基板100の対向面)には、嵌合部224と同心円の円柱形状の凹部225が設けられており、この凹部225には、後述する押下スイッチ700の可動接片720(図5参照)が嵌合する。この凹部225の外周には、凹部225と同心円の円柱形状のスペーサ凹部226が設けられている。このスペーサ凹部226の外周には、底板部221の4隅と対向する位置に、後述する押下スイッチ700のスペーサ740の係合片743(図7参照)と係合する係合穴227が設けられている。また、スペーサ凹部226の面上には、底板部221の4隅と対向する位置に、後述する押下スイッチ700のスペーサ740の位置決め孔744(図7参照)に嵌合する凸部228が設けられている。
【0019】
上ケース210は、下ケース220に被せられる下面が開放された角箱形の本体部211と、本体部211の直交する2側面に一体的に設けられたスライダ収容部212、212とを有している。本体部211の天板部分には、操作部材400の上部を上方に突出させるために開口部213が設けられていると共に、下ケース220の係止片222、222が係止される係止穴(図示しない)が、本体部211の側壁に設けられている。また、本体部211の各側壁には、下ケース220の支持部223が下方から嵌合する切り込み部214が設けられている。
【0020】
スライダ収容部212、212は、直進スライダー800、800をそれぞれ収容する本体部211の下部側面から側方に張り出した直方体状の箱であり、その下面は開口している。各スライダ収容部212、212の上面には、本体部211の側面に沿ったスリット状の開口部215、215が設けられている。
【0021】
下ケース220に上ケース210を被せると、下ケース220の係止片222が上ケース210の本体部211の係止穴に係止される。これにより、下ケース220と上ケース210が固定される。また、下ケース220の支持部223が上ケース210の本体部211の切り込み部214に嵌合することにより、本体部211の各側面には、回動部材310,320の両端軸部を支持するための円形の開口部が形成される。
【0022】
操作部材400は、断面が円形の棒体部410と、棒体部410の下方に連設された回動軸部420と、回動軸部420の更に下方に連設された大径の円板部430と、円板部430の下面中央部に設けられた下に凸の半球状の凸部440とを有している。回動軸部420は、断面が上に凸の半円形をした蒲鉾形で、当該操作部材400に直角な2方向に突出している。回動軸部420の軸心は、下方に凸の半球状の凸部440の中心と交差している。
【0023】
上段の回動部材310は、両端部に断面が円形の回動軸部311、311を有し、その間に、上側へ凸のアーチからなる円弧部312を有している。円弧部312には、回動中心軸方向に延びる長穴313が、操作部材400のガイド孔として設けられている。回動軸部311、311の一方の先端面には、ギヤ部314が一体的に形成されている。ギヤ部314は、上ケース210の本体部211の側方に突出し、一方のスライダ収容部212の開口部215の上方に位置している。ギヤ部314は、ここでは円弧面を下方に向けた扇状部材であり、その円弧面には平歯車状の歯部(図示しない)が形成されている。
【0024】
下段の回動部材320は、上段の回動部材310の下方に直角に組み合わされており、回動部材310とほぼ同様の構成となっている。異なるのは、回動部材320の回動軸部(図示しない)の間に、上に凸の半球部321を有していることである。半球部321には、回動中心軸方向に延びる長孔322が、操作部材400のガイド孔として設けられている。
【0025】
半球部321の下面には、操作部材400の円板部430が嵌合する凹部323が設けられている。凹部323は、操作部材400が回動部材320の長孔322の方向に操作されたときの円板部430の回動を保証する。凹部323の内面には、操作部材400の回動軸部430が嵌合する一対の凹状の軸受部324,324が、長孔322を挟んで設けられている。
【0026】
操作部材400及び回動部材310,320を中立位置に弾性的に保持するための保持機構500は、上ケース210の本体部211内に昇降可能に嵌合する環状体の昇降スライダ510と、回動部材320,320の下方に配置されており且つ昇降スライダ510と下ケース220の底板部221との間に圧縮状態で収容されており、昇降スライダ500を上方に付勢するスプリング520とを有している。
【0027】
昇降スライダ510は、スプリング520の付勢により、操作部材400の円板部430のフラットな下面、及び回動部材310,320の両端軸部の下面に形成されたフラット面に弾性的に面接触することにより、操作部材400及び回動部材310,320を中立位置に直接保持する。なお、ここでは、操作部材400及び回動部材310,320を保持するとしたが、どちらか一方を中立位置に保持すれば良い。
【0028】
操作部材400の押下操作によりスイッチングされる押下スイッチ700は、図5に示すように、操作部材400の下方に下ケース220の底板部211を貫通して上下方向に移動自在に設けられたキートップ710と、下方向に移動したキートップ710当接される弾性変形可能なドーム型の可動接片720と、基板100上の可動接片720の端部721の下側に設けられた一方の固定電極731と、基板100上の弾性変形した可動接片720の中央部722と接触し得る位置に設けられた他方の固定電極732と、可動接片720の端部721と一方の固定電極731とを電的的に接続するスペーサ740とを具備している。これが本願発明の特徴部分である。
【0029】
この押下スイッチ700のキートップ710は、断面視逆凸字型をしており、下ケース220の底板部221の中央部に形成された円筒形状の嵌合部224に、底板部221を貫通して挿入されている。これにより、キートップ710は、可動接片720の中央部722の上方に配置される。なお、下ケース220の嵌合部224は、内周面が断面視逆凸字状であるため、断面視逆凸字型のキートップ710が引っ掛かる。これにより、キートップ710は、自重により下ケース220の底板部221から下方に抜け落ちないようになっている。
【0030】
キートップ710に当接される可動接片720は、円形のドーム型をしており、端部721(外周部)が後述するスペーサ740の環状体741を介して一方の固定電極731に電気的に接続されている一方、中央部722がキートップ710が当接すると、弾性変形するようになっている。可動接片720の直径は、下ケース220の凹部225の直径より小さくされており、これにより、下ケース220の凹部225に嵌合される。なお、可動接片720は、ここでは、円形のドーム型であるとしたが、断面視略逆凹字型のものであればよく、例えばアーチ型等に設計変更可能である。
【0031】
一方の固定電極731は、図6に示すように、基板100上に印刷により環状に形成されており、基板100上に形成された+側電極110に接続されている。一方、他方の固定電極732は、基板100上に印刷により円形に形成されており、一方の固定電極731内に設けられている。他方の固定電極732は、この基板100上に形成された−側電極120に接続されている。なお、一方の固定電極731を−側電極120と、他方の固定電極732を+側電極110と接続することも可能である。
【0032】
スペーサ740は、図5又は7に示すように、導電性を有する金属で構成されており、中央部に開口742が設けられた環状体741を有している。この環状体741の外周には、下ケース220の係合穴227と係合する4つの係合片743(係合手段)が上方に向けて延出されている。また、環状体741には、下ケース220の凸部228と嵌合する4つの位置決め孔744が設けられている。なお、スペーサ740は、環状体741に限定されず、環状に形成された一方の固定電極731の周方向に沿って断続的に設けることも可能である。また、スペーサ740の係合手段は、係合片743だけに限定されず任意であり、例えば、下ケース220から延出された凸樹脂をスペーサ740に設けた孔に挿入した後、熱溶着で固定するようにしても良い。
【0033】
可動接片720を下ケース220の底板部221の凹部225に嵌め込んだ後、図8に示すように、スペーサ740の係合片743を下ケース220の係合穴227に係合させる。すると、下ケース220の凸部228がスペーサ740の位置決め孔744に嵌まり込む。これにより、スペーサ740は、下ケース720の底板部221に取り付けられる。スペーサ740が下ケース220の底板部221に取り付けられると、可動接片720は下ケース220の凹部225とスペーサ740との間に挟まれる。これにより、可動接片720は位置規制されるので、組み込みズレ等を防止でき、その結果、接触不良を防止することができる。
【0034】
スペーサ740を下ケース220の底板部221に取り付けた後、基板100をネジで取り付ける。すると、スペーサ740が可動接片720の端部721と一方の固定電極731との間に介在する。これにより、弾性変形する可動接片720の中央部722のストロークを長くすることができる。スペーサ740の厚さ寸法は、任意であり、スペーサ740の厚さ寸法を変えることで、弾性変形する可動接片720の中央部722のストロークの長さを変えることができる。
【0035】
上ケース210のスライダ収容部212、212に収容された直進スライダ800、800は、上ケース210の本体部211の側面に沿った水平方向に移動可能であり、下ケース220の底板部221の側縁部によって下方への抜け止めがなされている。直進スライダ800、800の上部には、スライダ収容部212、212の上面に設けられたスリット状の開口部215、215を通ってスライダ収容部212、212の上方に突出する凸部810、810が設けられている。凸部810、810の上面には、直進スライダ800、800の移動方向にラックギヤ状の歯部が形成されている。一方の歯部は、回動部材310の一端部に形成された扇状のギヤ部314の歯部に噛み合う。一方、他方の歯部は回動部材320の一端部に形成された扇状のギヤ部の歯部とも同様に噛み合う。
【0036】
直進スライダ800、800の下面には、図2に示すように、接触子900、900が取付けられている。接触子900、900は、スライダ収容部212、212の下面開口部を通して基板100の表面に臨み、その表面に形成された抵抗回路(図示しない)に弾性的に接触する。これにより、ボリュームが構成される。これが信号検出手段600となっている。なお、信号検出手段600としては、ボリュームだけに限定されず、ボリューム以外の電気的センサ、磁気的センサ、光学的センサ等を用いることが可能である。
【0037】
次に、本発明の実施形態に係る多方向入力装置Aの機能について説明する。
【0038】
操作部材400を下段の回動部材320の長孔323の方向に傾動操作すると、上段の回動部材310が回動し、これによる信号検出手段600の作動により、操作量に応じた抵抗値が得られる。即ち、信号検出手段600では、回動部材310の回動によるギヤ部314の回動に伴って直進スライダ800が移動し、接触子900が対応する抵抗回路上を摺動することにより、操作量に応じた抵抗値が得られる。
【0039】
操作部材400を上段の回動部材310の長孔313の方向に傾動操作した場合は、下段の回動部材320が回動し、これによる信号検出手段600の作動により、操作量に応じた抵抗値が得られる。即ち、信号検出手段600では、回動部材320の回動によるギヤ部326の回動に伴って直進スライダ800が移動し、接触子9000が対応する抵抗回路上を摺動することにより、操作量に応じた抵抗値が得られる。
【0040】
これらの組み合わせにより、操作部材400は周囲の任意方向に操作され、その操作方向及び操作量に応じた信号が、当該多方向入力装置Aを使用する電子機器等に入力される。
【0041】
一方、操作部材400を軸方向に押し下げた場合は、操作部材400の下方に設けられた押下スイッチ700が作動する。即ち、操作部材400の押下操作により、キートップ710を介して可動接片720が押し下げられる。押下された可動接片720は、下方に変形し、基板100上の他方の固定接片732に接触する。これにより、一方の固定電極731と他方の固定電極732との間が導通する。
【0042】
ここで、押下スイッチ700は、前記可動接片の端部と前記一方の固定電極と間にスペーサを介在させた構成となっているので、弾性変形する前記可動接片のストロークを長くすることができる。これにより、押下スイッチ700のクリック感をよくすることができ、その結果、多方向入力措置Aの押下操作の操作性の良くすることができる。なお、多方向入力措置Aは、以下のように設計変更することが可能である。
【0043】
多方向入力措置Aは、ここでは、スペーサ740を可動接片720の端部721と一方の固定電極731との間に介在させるとしたが、スペーサ740に替えて、スペーサ740と同様の係合手段が形成された可動接片を可動接片720の端部721と一方の固定電極731との間に介在させるように設計変更することができる。このように設計変更することにより、可動接片720の動作力を高荷重に設定することができる。
【0044】
また、多方向入力措置Aは、押下スイッチ700以外の構成は任意であり、適宜設計変更することが可能である。或いは、押下スイッチ700のみを用い、例えばタクトスイッチとして利用することも当然可能である。
【0045】
【発明の効果】
本発明に係る請求項1記載の押下スイッチは、基板上に設けられる押下スイッチにおいて、基板上に固定されたケースに上下方向に移動自在に設けられたキートップと、下方向に移動した前記キートップに当接される弾性変形可能な断面視略逆凹字型の可動接片と、前記基板上の前記可動接片の端部の下側に設けられる一方の固定電極と、前記基板上の弾性変形した前記可動接片の中央部と接触し得る位置に設けられる他方の固定電極と、前記可動接片の端部と前記一方の固定電極とを電気的に接続するスペーサとを具備することを特徴としている。
【0046】
本発明に係る請求項2記載の押下スイッチは、請求項1記載の押下スイッチにおいて、前記可動接片は略円形のドーム型をしている一方、前記一方の固定電極及び前記スペーサは略環状体であることを特徴とする押下スイッチ。
【0047】
このような請求項1及び2記載の押下スイッチよる場合、前記可動接片の端部と前記一方の固定電極との間にスペーサを介在させているので、弾性変形する前記可動接片の中央部のストロークを長くすることができる。これにより、押下操作のクリック感が良くなり、その結果、操作性が良くなるという顕著な効果を奏する。また、スペーサの厚さ寸法を変えることで、クリック感を変えることができる。
【0048】
本発明に係る請求項3記載の押下スイッチは、請求項1又は2記載の押下スイッチにおいて、前記ケースには、前記押下スイッチの可動接片が嵌まり込む凹部が設けられている一方、前記押下スイッチのスペーサには、前記ケースと係合する係合手段とが設けられている。
【0049】
このような請求項3記載の押下スイッチよる場合、前記可動接片は、前記凹部と前記スペーサとによって、位置決めされる。これにより、前記可動接片の組込ズレがなくなり、その結果、可動接片の接触不良を防止することができる。
【0050】
本発明に係る請求項4記載の押下スイッチは、請求項1、2又は3記載の押下スイッチにおいて、前記ケースには、前記キートップが摺動可能に嵌合する嵌合部が設けられており、前記嵌合部は前記キートップが前記可動接片の中央部に接触し得るように配設されていることを特徴とする押下スイッチ。
【0051】
このような請求項4記載の押下スイッチよる場合、前記嵌合部によって前記キートップは位置決めされる。その結果、前記キートップが、可動接片の中央部に当らないということがなくなる。
【0052】
本発明に係る請求項5記載の多方向入力装置は、基板上に固定されるケースと、ケース内にXーY方向に回動自在に支持される上下一組の回動部材と、上下一組の回動部材の中央部にそれぞれ設けられたYーX方向に延びる長孔を貫通し、周囲方向に操作されることにより各回動部材を回動させると共に、押下操作が可能とされた操作部材と、操作部材及び/又は回動部材を中立位置に弾性的に保持する保持機構と、各回動部材の回動角度に対応する信号を検出する一組の信号検出手段と、操作部材の押下操作によりスイッチングされる請求項1、2、3又は4の押下スイッチとを備えた多方向入力装置において、前記押下スイッチのキートップは、操作部材の下方にケースの底板部を貫通して上下方向に移動自在に設けられている。このような構成による場合、上記押下スイッチと同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る多方向入力装置の概略的断面図である。
【図2】同装置の概略的斜視図である。
【図3】同装置の下ケースを下から見た概略的斜視図である。
【図4】同装置の下ケースを上から見た概略的斜視図である。
【図5】図1のa拡大図である。
【図6】同装置の基板の概略的斜視図である。
【図7】同装置の押下スイッチのスペーサの概略的斜視図である。
【図8】図1のb拡大図である。
【符号の説明】
A 多方向入力装置
100 基板
200 ケース
310、320 回動部材
400 操作部材
500 保護機構
600 信号検出手段
700 押下スイッチ
710 キートップ
720 可動接片
731 一方の固定電極
732 他方の固定電極
740 スペーサ
Claims (5)
- 基板上に設けられる押下スイッチにおいて、基板上に固定されたケースに上下方向に移動自在に設けられたキートップと、下方向に移動した前記キートップに当接される弾性変形可能な断面視略逆凹字型の可動接片と、前記基板上の前記可動接片の端部の下側に設けられる一方の固定電極と、前記基板上の弾性変形した前記可動接片の中央部と接触し得る位置に設けられる他方の固定電極と、前記可動接片の端部と前記一方の固定電極とを電気的に接続するスペーサとを具備することを特徴とする押下スイッチ。
- 請求項1記載の押下スイッチにおいて、前記可動接片は略円形のドーム型をしている一方、前記一方の固定電極及び前記スペーサは略環状体であることを特徴とする押下スイッチ。
- 請求項1又は2記載の押下スイッチにおいて、前記ケースには、前記押下スイッチの可動接片が嵌まり込む凹部が設けられている一方、前記押下スイッチのスペーサには、前記ケースと係合する係合手段が設けられていることを特徴とする押下スイッチ。
- 請求項1、2又は3記載の押下スイッチにおいて、前記ケースには、前記キートップが摺動可能に嵌合する嵌合部が設けられており、前記嵌合部は前記キートップが前記可動接片の中央部に接触し得るように配設されていることを特徴とする押下スイッチ。
- 基板上に固定されるケースと、ケース内にXーY方向に回動自在に支持される上下一組の回動部材と、上下一組の回動部材の中央部にそれぞれ設けられたYーX方向に延びる長孔を貫通し、周囲方向に操作されることにより各回動部材を回動させると共に、押下操作が可能とされた操作部材と、操作部材及び/又は回動部材を中立位置に弾性的に保持する保持機構と、各回動部材の回動角度に対応する信号を検出する一組の信号検出手段と、操作部材の押下操作によりスイッチングされる請求項1、2、3又は4の押下スイッチとを備えた多方向入力装置において、前記押下スイッチのキートップは、操作部材の下方にケースの底板部を貫通して上下方向に移動自在に設けられていることを特徴とする多方向入力装置。
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