JP2009235968A - Compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、斜板の傾斜角度を可変することによって冷媒の吐出容量を可変できるコンプレッサに関する。 The present invention relates to a compressor capable of changing a refrigerant discharge capacity by changing an inclination angle of a swash plate.
この種の従来のコンプレッサとしては、特許文献1に開示されたものがある。このコンプレッサ100は、図5に示すように、内部にクランク室101とこれに連通する複数のシリンダボア102が形成されたハウジング103を有する。このハウジング103のクランク室101には駆動軸104が回転自在に配置され、駆動軸104にはロータ105が固定されている。ロータ105にはガイド孔106とガイドピン107によってジャーナル108の一端が連結されている。ジャーナル108はガイドピン107を支点とし、スリーブ109にガイドされつつ揺動することができる。ジャーナル108の外周には斜板110が固定され、この斜板110の外周には連結リンク111を介してピストン112が係合されている。ピストン112はハウジング103内のシリンダボア102に往復移動自在に配置されている。
A conventional compressor of this type is disclosed in
また、コンプレッサ100にはピストンストローク検知手段120が設けられている。ピストンストローク検知手段120は、斜板110の外周端に設けられた強磁性体製の被検知体121と、ハウジング103に設けられた磁気センサ122と、磁気センサ122から得られる電気信号をピストン112のストロークに対応する電気信号に変換して取り出す信号処理部123とを備えている。磁気センサ122は、被検知体121の揺動範囲に対向するハウジング103内に配置された検知アーム122aと、これに巻装されたコイル122bとから構成されている。
The
上記構成において、駆動軸104が回転すると、この回転がロータ105及びジャーナル108に伝達され、ジャーナル108の回転によって斜板110が揺動する。この斜板110の揺動によってピストン112がシリンダボア102内を往復移動し、冷媒が圧縮される。斜板110の傾斜角度はクランク室101の圧力によって可変可能であり、斜板110の傾斜角度が可変されると、ピストン112のストロークが可変され、これによって冷媒の吐出容量が可変される。
In the above configuration, when the
このようなコンプレッサ100の圧縮動作にあって、斜板110とともに揺動する被検知体121と検知アーム122a間の距離が揺動位置に応じて可変し、この距離に基づく磁気回路のインダクタンスの変化よりピストン112のストロークを検知する。検知したピストン112のストローク量は、コンプレッサ100の回転数より冷媒の吐出容量の求めるデータとして使用し、コンプレッサ100を効率良く運転することに使用する。
しかしながら、前記従来例のピストンストローク検知手段120は、被検知体121と検知アーム122a及びコイル122bから成る磁気センサ122を有すると共に面倒な信号処理を行う必要がある信号処理部123とから構成されるため、部品点数が多いという問題がある。
However, the piston stroke detecting means 120 of the conventional example includes a detected
また、前記従来例のピストンストローク検知手段120は、被検知体121と検知アーム122a間の距離が斜板110の揺動位置によって精度良く正確に変化するように設定する必要があり、そのためには被検知体121と磁気センサ122の検知アーム122aを位置精度良く取り付けなければならない。従って、コンプレッサ100へのピストンストローク検知手段120の組み付け性が悪いという問題がある。
In addition, the piston stroke detection means 120 of the conventional example needs to be set so that the distance between the detected
そこで、本発明は、ピストンストローク検知手段を少ない部品点数で構成でき、しかも、ピストンストローク検知手段の組み付け性が良いコンプレッサを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a compressor in which the piston stroke detecting means can be configured with a small number of parts and the piston stroke detecting means is easily assembled.
上記目的を達成する請求項1の発明は、駆動軸の回転で揺動し、且つ、傾斜角度を可変できる揺動部材と、前記揺動部材の揺動によって往復移動し、冷媒を圧縮するピストンと、前記ピストンのストローク量を検知するピストンストローク検知手段とを備えたコンプレッサであって、前記ピストンストローク検知手段は、前記揺動部材に接触し、前記揺動部材の揺動に追従して前記ピストンのストローク方向に変移する検知部材と、前記検知部材の変移量を電気信号に変換する検知部とを備えたことを特徴とする。
The invention according to
請求項2の発明は、請求項1記載のコンプレッサであって、前記検知部は、前記検知部材に固定された強磁性体と、前記強磁性体の外周位置に配置されたコイルとを備え、前記検知部材の変移を誘導起電力として取り出すことを特徴とする。
Invention of
請求項3の発明は、請求項2記載のコンプレッサであって、前記検知部材は、その一端側に回転自在に支持された回転体を有し、前記回転体が付勢手段の付勢力によって前記揺動部材に押圧されていることを特徴とする。 A third aspect of the present invention is the compressor according to the second aspect, wherein the detection member has a rotating body rotatably supported at one end thereof, and the rotating body is moved by the biasing force of the biasing means. It is characterized by being pressed by the swing member.
請求項4の発明は、請求項1〜請求項3のいずれかに記載のコンプレッサであって、前記検知部は、ハウジングの隣り合うシリンダボアの間に配置されたことを特徴とする。 A fourth aspect of the present invention is the compressor according to any one of the first to third aspects, wherein the detection portion is disposed between adjacent cylinder bores of the housing.
請求項1の発明によれば、ピストンストローク検知手段は、揺動部材の揺動に追従して変移する検知部材とこの検知部材の変移を電気信号に変換する検知部とから構成できるため、部品点数が少なくて済み、又、検知部材は揺動部材の揺動に追従するように組み付けすれば良いため、従来例のように精度良く組み付けする必要性がない。以上より、ピストンストローク検知手段を少ない部品点数で構成でき、しかも、ピストンストローク検知手段の組み付け性が良い。 According to the first aspect of the present invention, the piston stroke detection means can be composed of a detection member that changes following the oscillation of the oscillation member and a detection unit that converts the change of the detection member into an electrical signal. Since the number of points is small, and the detection member only needs to be assembled so as to follow the swing of the swing member, there is no need to mount it with high accuracy as in the conventional example. As described above, the piston stroke detection means can be configured with a small number of parts, and the assembly performance of the piston stroke detection means is good.
請求項2の発明によれば、請求項1の発明の効果に加え、検知部は、シンプルな構成によってピストンのストロークに対応する電気信号を得ることができる。又、検知部は、強磁性体をコイル内に配置するよう組み付けすれば良いため、ピストンストローク検知手段の組み付け性の更なる向上になる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、請求項2の発明の効果に加え、揺動部材である斜板に検知部材を追従させる場合にあって、揺動するが回転しない斜板のタイプと、揺動しつつ回転する斜板のタイプがあるが、その両方のタイプに適用できる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、請求項1〜請求項3のいずれかの発明の効果に加え、隣り合うシリンダボアの間はデッドスペースであり、そのデッドスペースに検知部を配置するため、コンプレッサが大型化しない。
According to the invention of claim 4, in addition to the effects of the invention of any one of
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1〜図3は本発明の第1実施形態を示し、図1はコンプレッサの全体断面図、図2(a)は斜板がピストンストローク検知手段より離れた揺動位置に位置する場合のピストンストローク検知手段の状態を示す概略図、図2(b)は斜板がピストンストローク検知手段に近い揺動位置に位置するする場合のピストンストローク検知手段の状態を示す概略図、図3(a)は最小ストローク時と最大ストローク時の出力波形図、図3(b)はピストンの通常ストローク時とピストンの非駆動ストローク時の出力波形図である。
(First embodiment)
1 to 3 show a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is an overall sectional view of a compressor, and FIG. 2 (a) is a piston in a case where a swash plate is located at a swinging position away from a piston stroke detecting means. FIG. 2B is a schematic view showing the state of the stroke detection means, FIG. 2B is a schematic view showing the state of the piston stroke detection means when the swash plate is located at the swing position close to the piston stroke detection means, and FIG. FIG. 3B is an output waveform diagram at the time of the minimum stroke and the maximum stroke, and FIG. 3B is an output waveform diagram at the time of the normal stroke of the piston and the non-drive stroke of the piston.
図1に示すように、コンプレッサ1は、ハウジング2を有する。このハウジング2は、シリンダブロック2aと、このシリンダブロック2aの一方の側面に配置されたフロントヘッド2bと、シリンダブロック2aの他方の側面に弁プレート3を介して配置されたリアヘッド2cとが組み付けられることによって構成されている。
As shown in FIG. 1, the
ハウジング2の中心には駆動軸4が配置されている。駆動軸4は、両側の軸受部5a,5bによってハウジング2に回転自在に支持されている。この駆動軸4は、その一端側がフロントヘッド2bより外に突出し、この突出した箇所に電磁クラッチ6を介してプーリ7が設けられている。プーリ7には、エンジンとの間で掛け渡される駆動伝達ベルト(図示せず)が掛けられている。駆動軸4は、電磁クラッチ6のオン時に、エンジンより駆動力を受けて回転する。
A drive shaft 4 is disposed at the center of the
シリンダブロック2aには複数のシリンダボア8が形成されている。複数のシリンダボア8は、駆動軸4を中心とする円周上に等間隔に形成されている。各シリンダボア8には、ピストン9が摺動自在に配置されている。
A plurality of
フロントヘッド2bには、複数のシリンダボア8に連通するクランク室10が形成されている。クランク室10には、駆動軸4の外周に固定されたロータ11と、駆動軸4の外周に軸方向に移動自在に配置されたスリーブ12と、スリーブ12の外周側に配置され、ロータ11と共に回転するよう連結された揺動部材であるジャーナル13と、ジャーナル13の外周に設けられた揺動部材である斜板15と、この斜板15に連結リンク16を介して係合された各ピストン9の後端側がそれぞれ設けられている。
A
スリーブ12はジャーナル13に一対の回転支持ピン12aを介して回転自在に支持されており、ジャーナル13をスムーズに傾斜角度を可変するよう案内する。スリーブ12の両端には、第1及び第2バネS1,S2がそれぞれ配置され、この第1及び第2バネS1,S2のバネ力の均衡によって、運転停止後に斜板15が初期駆動位置に戻される。ジャーナル13とロータ11は、ロータ11のガイド孔11aにジャーナル13に固定されたガイドピン13aが挿入されることによって連結されている。このガイドピン13aを支点としてジャーナル13及び斜板15が揺動する。
The
斜板15は、ジャーナル13にラジアル軸受部14aとスラスト軸受部14bによって回転自在に設けられている。
The
駆動軸4が回転すると、ロータ11及びジャーナル13によって斜板15に回転が伝達され、斜板15が回転することなく揺動する。この斜板15の揺動によって各ピストン9がシリンダボア8内を往復移動する。又、斜板15の傾斜角度によって各ピストン9のストロークが可変され、冷媒の吐出容量が可変される。斜板15の傾斜角度が調整されるメカニズムについては、作用の箇所で説明する。
When the drive shaft 4 rotates, the rotation is transmitted to the
リアヘッド2cには、冷媒ガスの吸入室20と吐出室21とが形成されている。吸入室20は、吸入ポート(図示せず)を介して冷凍サイクルのエバポレータの出口側に接続されている。吐出室21は、吐出ポート(図示せず)を介して冷凍サイクルの凝縮器の入口側に接続されている。又、吸入室20と吐出室21は、各シリンダボア8に弁プレート3を介して仕切られている。双方の室を仕切る弁プレート3の箇所には、吸入弁付きの吸入孔と吐出弁付きの吐出孔24がそれぞれ形成されている。
A refrigerant
また、クランク室10と吸入室20との間には、常時連通する抽気通路が形成されている。クランク室10と吐出室21との間には、給気通路が形成されている。給気通路には圧力制御弁が配置されている。圧力制御弁の開度を制御することによってクランク室10の圧力を調整できるよう構成されている。
In addition, a bleed passage that is always in communication is formed between the
更に、コンプレッサ1には、ピストンストローク検知手段30が設けられている。このピストンストローク検知手段30は、図1及び図2(a),(b)に示すように、クランク室10に配置された検知部材31と、シリンダブロック2aの隣り合うシリンダボア8の間に収容された検知部32と、検知部32の出力信号を処理する信号処理部(図示せず)を備えている。検知部材31は、その一端に回転自在に支持された回転体33を有し、この回転体33が付勢手段であるスプリング34のスプリング力によって斜板15側に付勢されている。これによって検知部材31の一端側の回転体33は、斜板15に押圧されている。
Further, the
検知部32は、検知部材31の他端側に固定された強磁性体35と、この強磁性体35が移動自在に収容されたコイル36とから構成されている。このコイル36には直流電流が供給可能に構成されていると共にコイル36に発生する誘導起電力を検知する起電力検知部(図示せず)が接続されている。この起電力検知部の検知した起電力波形は、図2(a),(b)に示すように、その振幅がピストン9のストロークに対応する値を示す。
The
信号処理部(図示せず)は、起電力検知部の起電力波形よりピストン9のストローク量を演算する。
A signal processing unit (not shown) calculates the stroke amount of the
上記構成において、駆動軸4が回転すると、この回転力によりジャーナル13が回転し、このジャーナル13の回転によって斜板15が回転することなく揺動する。この斜板15の揺動によって、複数のピストン9がシリンダボア8内を往復動する。そして、ピストン9の吸入行程(上死点から下死点に移動する行程)では、シリンダボア8内の減圧によって吸入孔(図示せず)が開口する。これによって、冷媒ガスが吸入室20よりシリンダボア8に供給される。
In the above configuration, when the drive shaft 4 rotates, the
ピストン9の圧縮行程(下死点から上死点に移動する行程)では、吸入孔(図示せず)が閉口し、ピストン9によってシリンダボア8内の冷媒ガスが圧縮される。この圧縮された高温高圧の冷媒ガスが吐出孔24より吐出室21に排出される。吐出室21に吐出された高温高圧の冷媒は、吐出ポート(図示せず)よりコンプレッサ1外に吐出される。吐出された冷媒は、冷凍サイクルを循環して冷房等に供されて再びコンプレッサ1に戻ってくる。
In the compression stroke of the piston 9 (stroke moving from the bottom dead center to the top dead center), the suction hole (not shown) is closed, and the refrigerant gas in the cylinder bore 8 is compressed by the
このようなコンプレッサ1の駆動時にあって、冷凍サイクルの熱負荷が大きくなると、圧力制御弁によって給気通路を介してクランク室10に送られる冷媒量が減らされ、クランク室10の圧力が低圧側に調整される。すると、図1において、各ピストン9の背圧であるクランク室圧及び第1バネS1のバネ力による反時計方向モーメントと、各ピストン9の前面圧及び第2バネS2のバネ力による時計方向モーメントのバランスがくずれ、斜板15とジャーナル13に対しガイドピン13aを中心として斜板15の傾斜角度を大きくする方向の時計方向モーメントが大きくなり、双方のモーメントがバランスする位置まで揺動する。この揺動によって斜板15の傾斜角度が大きくなる。斜板15の傾斜角度が大きくなると、各ピストン9の往復ストロークが大きくなり、冷媒の吐出容量が大きくなって、冷房能力等が大きくなる。
When the
又、冷凍サイクルの熱負荷が小さくなると、圧力制御弁によって給気通路を介してクランク室10に送られる冷媒量が増やされ、クランク室10の圧力が高圧側に調整される。すると、図1において、各ピストン9の背圧であるクランク室圧及び第1バネS1のバネ力による反時計方向モーメントと、各ピストン9の前面圧及び第2バネS2のバネ力による時計方向モーメントのバランスがくずれ、斜板15とジャーナル13に対しガイドピン13aを中心として斜板15の傾斜角度を小さくする方向の反時計方向モーメントが大きくなり、双方のモーメントがバランスする位置まで揺動する。この揺動によって斜板15の傾斜角度が小さくなる。斜板15の傾斜角度が小さくなると、各ピストン9の往復ストロークが小さくなり、冷媒の吐出容量が小さくなって、冷房能力等が小さくなる。コンプレッサ1は、このような運転によって省動力化が図られる。
When the heat load of the refrigeration cycle is reduced, the amount of refrigerant sent to the crank
このようなコンプレッサ1の圧縮動作にあって、斜板15の揺動運動に追従して検知部材31が往復移動し、強磁性体35がコイル36内を往復移動する。この強磁性体35の往復移動によってコイル36には電磁誘導による誘導起電力が発生する。ここで、検知部材31の往復ストロークは、斜板15の傾斜角、ひいてはピストン9の往復ストロークに比例する。具体的には、図3(a)に示すように、ピストン9の往復ストローク(斜板15の傾斜角度)が最小ストロークであれば、誘導起電力の出力波形は小さい振幅の波形となり、ピストン9の往復ストローク(斜板15の傾斜角度)が最大ストロークであれば、誘導起電力の出力波形は大きな振幅の波形となる。以上より、誘導起電力の出力波形の振幅よりピストン9の往復ストロークを検知することができる。
In such a compression operation of the
ピストンストローク検知手段30の検知したピストン9のストローク量は、例えばコンプレッサ1の回転数と併せて冷媒の吐出容量を演算するのに使用される。そして、冷媒の吐出容量は、コンプレッサ1の効率良く運転制御するのに使用される。
The stroke amount of the
又、図3(b)に示すように、電磁クラッチ6がオン時にも拘わらず斜板13が揺動せずピストン9が往復運動しない場合には、誘導起電力の出力波形は一定値となる。従って、ピストンストローク検知手段30は、コンプレッサ1の内部ロック等の異常検知手段としても使用できる。
As shown in FIG. 3B, when the
以上説明したように、ピストンストローク検知手段30は、斜板15に接触し、斜板15の揺動に追従してピストン9のストローク方向に変移する検知部材31と、検知部材31の変移量を電気信号に変換する検知部32とを備えている。このようにピストンストローク検知手段30は、斜板15の揺動に追従して変移する検知部材31とこの検知部材31の変移を電気信号に変換する検知部32とから構成できるため、部品点数が少なくて済む。又、検知部材31は斜板15の揺動に追従するように組み付けすれば良いため、従来例のように精度良く組み付けする必要性がない。以上より、ピストンストローク検知手段30を少ない部品点数で構成でき、しかも、ピストンストローク検知手段30の組み付け性が良い。
As described above, the piston stroke detection means 30 contacts the
この第1実施形態では、検知部32は、検知部材31に固定された強磁性体35と、強磁性体35の外周位置に配置されたコイル36とを備え、検知部材31の変移を誘導起電力として取り出すよう構成されている。従って、検知部32はシンプルな構成によってピストン9のストロークに対応する電気信号を得ることができる。又、検知部32は、強磁性体35をコイル36内に配置するよう組み付けすれば良いため、ピストンストローク検知手段30の組み付け性の更なる向上になる。
In the first embodiment, the
この第1実施形態では、検知部材31は、その一端側に回転自在に支持された回転体33を有し、回転体33がスプリング34のスプリング力によって斜板15に押圧されている。従って、斜板15に検知部材31を追従させる場合にあって、揺動するが回転しない斜板15のタイプ(第1実施形態)と、揺動しつつ回転する斜板15Aのタイプ(第2実施形態)があるが、その両方のタイプに適用できる。
In the first embodiment, the
この第1実施形態では、検知部材31は、斜板15の揺動に追従するよう設けられ、検知部32は、シリンダブロック2aの隣り合うシリンダボア8の間に配置されている。従って、隣り合うシリンダボア8の間はデッドスペースであり、そのデッドスペースに検知部32を配置するため、コンプレッサ1が大型化しない。
In this 1st Embodiment, the
(第2実施形態)
図4は本発明の第2実施形態に係るコンプレッサの全体断面図である。図4に示すように、この第2実施形態のコンプレッサ1Aは、前記第1実施形態のものと比較するに、斜板15Aは、ジャーナル13の外周に一体に固定されている点が相違する。又、斜板15Aには、連結リンクではなく一対のシュー17を介してピストン9が係合されている。他の構成は、ピストンストローク検知手段30の構成を含めて前記第1実施形態と同一であるため、図面の同一構成箇所に同一符号を付してその説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is an overall cross-sectional view of a compressor according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the
このコンプレッサ1Aでは、駆動軸4が回転すると、斜板15Aは揺動しつつ回転する。そして、ピストンストローク検知手段30は、回転する斜板15A上を回転体33が回転しつつ検知部材31が斜板15の揺動に追従して往復移動する。他の動作は、前記第1実施形態と同様である。
In the
この第2実施形態においても、ピストンストローク検知手段30を少ない部品点数で構成でき、しかも、ピストンストローク検知手段30の組み付け性が良いものである。 Also in the second embodiment, the piston stroke detection means 30 can be configured with a small number of parts, and the assembly performance of the piston stroke detection means 30 is good.
(その他)
前記第1及び第2実施形態では、検知部材31は、斜板15に接触し、斜板15の揺動に追従して変移するよう構成されているが、斜板15以外の揺動部材、例えばジャーナル13に接触し、ジャーナル13の揺動に追従して変移するよう構成しても良い。
(Other)
In the first and second embodiments, the
前記第1及び第2実施形態では、検知部32は、強磁性体35とコイル36から構成し、ピストン9のストロークを電磁誘導による誘導起電力によって取り出すよう構成されているが、誘導起電力以外の電気信号によって取り出すようにしても良い。
In the first and second embodiments, the
1,1A コンプレッサ
2 ハウジング
4 駆動軸
8 シリンダボア
9 ピストン
13 ジャーナル(揺動部材)
15 斜板(揺動部材)
30 ピストンストローク検知手段
31 検知部材
32 検知部
34 スプリング(付勢手段)
35 強磁性体
36 コイル
1,
15 Swash plate (swing member)
30 piston stroke detection means 31
35
Claims (4)
前記ピストンストローク検知手段(30)は、前記揺動部材(13),(15)に接触し、前記揺動部材(13),(15)の揺動に追従して前記ピストン(9)のストローク方向に変移する検知部材(31)と、前記検知部材(31)の変移量を電気信号に変換する検知部(32)とを備えたことを特徴とするコンプレッサ(1),(1A)。 The rocking members (13) and (15), which can be swung by the rotation of the drive shaft (4) and whose inclination angle can be varied, and reciprocate by the rocking of the rocking members (13), (15), A compressor (1), (1A) comprising a piston (9) for compressing refrigerant and a piston stroke detecting means (30) for detecting a stroke amount of the piston (9),
The piston stroke detection means (30) is in contact with the swing members (13) and (15), and follows the swing of the swing members (13) and (15), and the stroke of the piston (9). Compressors (1) and (1A), comprising: a detection member (31) that shifts in a direction; and a detection unit (32) that converts a shift amount of the detection member (31) into an electrical signal.
前記検知部(32)は、前記検知部材(31)に固定された強磁性体(35)と、前記強磁性体(35)の外周位置に配置されたコイル(36)とを備え、前記検知部材(31)の変移を誘導起電力として取り出すことを特徴とするコンプレッサ(1),(1A)。 The compressor (1), (1A) according to claim 1,
The detection unit (32) includes a ferromagnetic body (35) fixed to the detection member (31), and a coil (36) disposed at an outer peripheral position of the ferromagnetic body (35), Compressors (1) and (1A) characterized in that the displacement of the member (31) is taken out as an induced electromotive force.
前記検知部材(31)は、その一端側に回転自在に支持された回転体(33)を有し、前記回転体(33)が付勢手段(34)の付勢力によって前記揺動部材(13),(15)に押圧されていることを特徴とするコンプレッサ(1),(1A)。 The compressor (1), (1A) according to claim 2,
The detection member (31) has a rotating body (33) rotatably supported on one end side thereof, and the rotating body (33) is moved by the biasing force of the biasing means (34). ), (15), the compressor (1), (1A).
前記検知部(32)は、ハウジング(2)の隣り合うシリンダボア(8)の間に配置されたことを特徴とするコンプレッサ(1),(1A)。 The compressor (1), (1A) according to any one of claims 1 to 3,
Compressor (1), (1A), wherein said detector (32) is disposed between adjacent cylinder bores (8) of housing (2).
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JP2008081987A Pending JP2009235968A (en) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | Compressor |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2009235968A (en) |
-
2008
- 2008-03-26 JP JP2008081987A patent/JP2009235968A/en active Pending
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