JP2012500122A - インパクト機構 - Google Patents

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Abstract

駆動モータと共に使用されるインパクト機構は、駆動係合部材と、駆動係合部材と動作可能に連結された工具ビット保持部材とを備える。工具ビット保持部材は、本体部と、本体部にしっかりと取り付けられて本体部と共回転するアンビル部および工具ビット保持部とを有する。ハンマは、長軸を中心としてモーメントを生じるようにハンマからアンビル部へ力が伝達されるアンビル接触位置と、ハンマがアンビル部から一時的に取り外される解放位置との間のガイド運動が可能となるように駆動係合部材の1つに搭載されている。バネは、ハンマをアンビル接触位置に付勢する。選択的可調バネ圧縮機構は、バネの選択的圧縮を可能にする。使用に際して、長軸を中心とした駆動係合部材の回転により、ハンマがそのアンビル接触位置からその解放位置に向かって移動し、それにより前記バネにポテンシャルエネルギが保存される。ハンマが解放位置に到達すると、前記ハンマが前記バネと前記駆動係合部材の回転とにより強制的に推進されて前記アンビル部に対して衝撃を与えることにより、前記工具ビット保持部材が前記長軸を中心として強制的に回転されるように促される。

Description

関連出願の参照
本出願は、2008年4月22日出願された米国特許仮出願第61/047101号に基づく優先権を主張する本出願であり、かかる先の仮出願は、引用することにより本明細書の開示の一部となる。
本発明は、インパクト機構に関し、更に詳細には、電気ドリルの上に選択的に搭載可能なインパクト機構に関する。
アンビル部材上でハンマ部材の一連の打撃を利用して、インパクトドライバにおいて大きな力および効率の高い回転力を提供することは周知である。しかしながら、従来技術では、ネジ式留め具を回転させてひとつの木片のような収容物に入れるか、または共動ネジ軸からネジ式留め具を取り外すなどのための高衝撃回転力を提供する、電気ドリルなどのチャックと動作可能に係合できる携帯用組立体を提供することは知られていない。また従来技術では、インパクトドライバの衝撃回転力が容易に調整できることも知られていない。
本発明は、高衝撃回転力を提供する、電気ドリルなどのチャックと動作可能に係合可能な携帯用インパクトドライバを提供することを目的とする。
本発明はまた、電気ドリルなどのチャックと動作可能に係合可能な携帯用インパクトドライバであって、自体の衝撃回転力を容易に調整できる携帯用インパクトドライバを提供することを目的とする。
本発明の1つの観点によれば、駆動モータと共に使用される新規なインパクト機構が開示される。インパクト機構は、駆動モータの回転出力口を係合して長軸を中心としてそれと共に回転するための駆動係合部材を備えている。工具ビット保持部材は、長軸を中心として駆動係合部材に対して、駆動係合部材と動作可能に相互に接続されて回転する。工具ビット保持部材は、本体部と、本体部にしっかりと取り付けられて本体部と共回転するアンビル部と、本体部にしっかりと取り付けられて本体部と共回転する工具ビット保持手段とを有する。ハンマ部材は、駆動係合部材と工具ビット保持部材のうちの1つに搭載され、長軸を中心としてモーメントを生じるようにハンマ部材からアンビル部へ力が伝達されるアンビル接触位置と、ハンマ部材がアンビル部から一時的に取り外される解放位置との間で移動できる。駆動係合部材が工具ビット保持部材に対して回転すると、アンビル接触位置と解放位置の間でハンマ部材を移動させるガイド手段が設けられている。バネ手段は、駆動係合部材とハンマ部材との間で動作可能に連結されて、前記ハンマ部材を前記アンビル接触位置に対して付勢するようになっている。選択的可調バネ圧縮機構が、バネ手段の選択的圧縮を可能にするように設けられている。使用に際して、長軸を中心とした駆動係合部材の回転により、前記ハンマ部材がそのアンビル接触位置からその解放位置に向かって移動し、それにより前記バネ手段にポテンシャルエネルギーが保存される。ハンマ部材が解放位置に到達すると、前記ハンマ部材が前記バネ手段と前記駆動係合部材の回転とにより強制的に推進されて前記アンビル部に対して衝撃を与えることにより、前記工具ビット保持部材が前記長軸を中心として強制的に回転されるように促される。
本発明のその他の利点、特色および特徴のみならず、構造的な関連要素の操作方法およびその機能、部品の組み合わせ、および製造経済性は、添付図面を参照した以下の詳細な説明および添付の特許請求の範囲を考慮することにより、更に明らかになるであろう。後者を以下において簡単に説明する。
本発明によるインパクト機構の特徴であると考えられている新規の特色、その構造、組織、使用および操作方法、さらには、その目的および利点は、本発明の好ましい実施形態が例示される以下の図面から更に良く理解されるであろう。しかしながら、図面は、例示および説明のみを目的とし、本発明を限定することを意図していないことが明瞭に理解される。添付の図面は、以下の通りである。
本発明によるインパクト機構の第1の好ましい実施形態を前部から見た斜視図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態を後部から見た斜視図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態の側面図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態の前端面図である。 図4の断面線5−5に沿った、図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態の断面側面図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態の駆動係合部材の斜視図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態の駆動係合部材の側面図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態の駆動係合部材の上面平面図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態の駆動係合部材の前端図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態の駆動係合部材の後端図である。 図8の断面線11−11に沿った、図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態の駆動係合部材の断面側面図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態の工具ビット保持部材の斜視図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態の工具ビット保持部材の左側面図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態の工具ビット保持部材の右側面図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態の工具ビット保持部材の前端図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態の工具ビット保持部材の後端図である。 図13の断面線17−17に沿った、図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態の工具ビット保持部材の断面側面図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態のハンマ部材を前部から見た斜視図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態のハンマ部材を後部から見た斜視図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態のハンマ部材の側面図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態のハンマ部材の前端図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態のハンマ部材の後端図である。 図21の断面線23−23に沿った、図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態のハンマ部材の断面側面図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態のハウジングを前部から見た斜視図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態のハウジングを後部から見た斜視図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態のハウジングの側面図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態のハウジングの前端図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態のハウジングの後端図である。 図26の断面線29−29に沿った、図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態のハウジングの断面側面図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態のハウジングの後端壁を前部から見た斜視図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態のハウジングの後端壁を後部から見た斜視図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態のハウジングの後端壁の前端図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態のハウジングの後端壁の後端図である。 図33の断面線34−34に沿った、図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態のハウジングの後端壁の断面側面図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態の環状本体部材を前部から見た斜視図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態の環状本体部材の前端図である。 図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態の環状本体部材の後端図である。 図38の断面線39−39に沿った、図1のインパクト機構の第1の好ましい実施形態の環状本体部材の断面側面図である。 本発明によるインパクト機構の第2の好ましい実施形態の側面図である。 図40のインパクト機構の第2の好ましい実施形態の他の側面図である。 図40のインパクト機構の第2の好ましい実施形態の後端面図である。 図41の断面線43−43に沿った、図40のインパクト機構の第2の好ましい実施形態の断面側面図である。 図41の断面線44−44に沿った、図41のインパクト機構の第2の好ましい実施形態の断面端面図である。 図40のインパクト機構の第2の好ましい実施形態の駆動係合部材の斜視図である。 図45の駆動係合部材の側面図である。 図45の駆動係合部材の他の側面図である。 図45の駆動係合部材の前端面図である。 図45の駆動係合部材の後端面図である。 図47の断面線50−50に沿った、図45の駆動係合部材の断面側面図である。 図40のインパクト機構の第2の好ましい実施形態の工具ビット保持部材の斜視図である。 図51の工具ビット保持部材の側面図である。 図51の工具ビット保持部材の前端面図である。 図52の断面線54−54に沿った、図51の工具ビット保持部材の断面側面図である。 図52の断面線55−55に沿った、図51の工具ビット保持部材の断面端面図である。 他の実施形態の工具ビット保持部材の斜視図である。 図56の他の実施形態の工具ビット保持部材の側面図である。 図56の他の実施形態の工具ビット保持部材の前端面図である。 図56の断面線59−59に沿った、図56の他の実施形態の工具ビット保持部材の断面側面図である。 図56の断面線60−60に沿った、図56の他の実施形態の工具ビット保持部材の断面端面図である。
図1〜図60において、図1〜図39は本発明のインパクト機構の第1の好ましい実施形態を説明し、図40〜図55は、本発明のインパクト機構の第2の好ましい実施形態を説明し、図56〜図60は、本発明のインパクト機構の第3の好ましい実施形態を説明している。
図1〜図39は、本発明のインパクト機構の第1の好ましい実施形態を示しており、このインパクト機構は、参照符号20により示されている。インパクト機構20は、駆動モータと共に使用される。インパクト機構20は、電気ドリルのような駆動モータによる駆動力として、チャックのような回転出力口を係合する駆動係合部材30を備えており、長軸「L」を中心として駆動係合部材30が回転し、その駆動係合部材と共に回転出力口が回転するようになっている。
図示されているような第1の好ましい実施形態では、駆動係合部材30は、ドリルのチャックに係合するチャック係合可能部32を備えている。好ましくは、チャック係合可能部32は、六角形状、またはそれと共に回転するドリルのチャックにしっかりと係合する他の好適な形状である。
また、駆動係合部材30と動作可能に連結された工具ビット保持部材40も設けられており、長軸を中心として駆動係合部材30に対して回転するようになっている。図から明らかなように、駆動係合部材30は、工具ビット保持部材40のすぐ後部に配置されている。工具ビット保持部材40は、本体部42と、本体部42にしっかりと取り付けられて本体部42と共回転するアンビル部44と、本体部42にしっかりと取り付けられて本体部42と共回転する工具ビット保持手段46とを有する。
工具ビット保持部材40の本体部42は、長手方向に細長いと共に、細長貫通経路41および前方シリンダ部43を有する。この前方シリンダ部は、好ましくは縮径しているものである。駆動係合部材30の前方シリンダ部34もまた、好ましくは縮径しているものであり、工具ビット保持部材40の本体部42の細長貫通経路41内で収容され保持される。駆動係合部材30の前方シリンダ部34の最前部36は、工具ビット保持部材40の本体部42から前方外部に突出している。
インパクト機構20は、駆動係合部材30の前端上に配置された拡張停止部材38を更に備え、駆動係合部材30と工具ビット保持部材40との相対的縦移動を制限する。好ましくは、拡張停止部材38は、インパクト機構20の組み立て後、または少なくとも駆動係合部材30が工具ビット保持部材40内に挿入された後、強度および剛性を確保するために、駆動係合部材30の最前部に溶接される。図6〜図11において、拡張停止部材38は、駆動係合部材30とは切り離して示されている。
図12〜図17から最もよく分かるように、アンビル部44は、工具ビット保持部材40と一体的に形成されている。好ましくは、アンビル部44は、工具ビット保持部材40の後端部に配置された第1、第2角形アンビル44a、44bを備えている。第1、第2角形アンビル44a、44bそれぞれは、工具ビット保持部材40の本体部42から半径方向に外側に突出している。
ハンマ部材50は、駆動係合部材30と工具ビット保持部材40のうちの1つに搭載され、アンビル接触部と解放位置との間で移動するようになっている。アンビル接触位置では、長軸を中心としてモーメントが生じるように、力が、ハンマ部材50からアンビル部44に伝達される。解放位置では、ハンマ部材50は、アンビル部44から一時的に取り外される。
好ましくは、ハンマ部材50は、環状本体52および環状本体52から前方に突出している少なくともひとつのハンマ頭部54とを備えている。第1の好ましい実施形態では、図示の通り、少なくともひとつのハンマ頭部54は、環状本体52から前方に突出している第1および第2ハンマ頭部54a、54bを備えている。環状本体52および第1、第2ハンマ頭部54a、54bは、製造の容易性および構造的強度と剛性の面から、互いに一体的に形成されている。好ましくは、ハンマ部50は、工具ビット保持部材40のアンビル部44よりも大きく、ハンマ部50がアンビル部44を打撃するときにアンビル部44に十分なエネルギを与えることができるようになっている。
また、駆動係合部材30が工具ビット保持部材40に対して回転するとき、アンビル接触位置と解放位置との間にハンマ部材50を移動させるガイド手段60が設けられている。ガイド手段60は、前面軸部34上に配置され、駆動係合部材30の外面31に第1および第2のV字形溝62a、62bを備え、ハンマ部材50の内面53において第1および第2の案内溝51a、51bを共動させる。第1ボールベアリング64aは、第1のV字形溝62aおよび第1の案内溝51aに動作可能に係合される。同様に、第2のボールベアリング64bは、第2のV字形溝62bおよび第2の案内溝51bに動作可能に係合される。図4〜図7から分かるように、ハンマ部材50は、駆動係合部材30を包囲し、第1および第2のボールベアリング64a、64bによって駆動係合部材30から離れて保持される。
駆動係合部材30とハンマ部材50とを動作可能に連結するバネ手段70が設けられており、ハンマ部材50をアンビル接触位置に対して付勢するようになっている。好ましくは、バネ手段70は、コイルバネを備えているが、別法として、その他の適切な種類のバネを備えていてもよい。コイルバネ70の搭載については、後で更に詳細に説明する。
インパクト機構20は、チャック係合可能部32の前方の駆動係合部材30、工具ビット保持部材40のアンビル部44,ハンマ部材50およびバネ手段70を実質的に包囲しているハウジング80を更に備えている。ハウジング80は、前方が正面壁部84で終端し、後方が背面開口部85で終端している環状本体部82を備えている。また、取り外し可能かつ交換可能にハウジング80の環状本体部82に搭載可能な後端壁86も設けられている。後端壁86は、ハウジング80の環状本体部82の後端の開口部81aを介して延び、後端キャップ86の共動開口部86bに螺合するネジ式留め具81(1個のみ図示)によって、定位置に保持される。
インパクト機構20は、参照符号90により示されている、コイルバネ70の選択的圧縮を可能にするように、選択的可調バネ圧縮機構を更に備えている。選択的可調バネ圧縮機構90は、環状本体部材92を備えており、この環状本体部材92は右雌ネジ94と前方縮径部96と環状リップ97とを有する。環状本体部材92は、駆動係合部材30上で共動する右雄ネジ38に螺合される。
コイルバネ70は、環状本体部材92とハンマ部材50との間に動作可能に連結される。より具体的には、コイルバネ70の後部は、環状本体部材92の前方縮径部96を包囲するよう配置される。このように接続されたコイルバネ70は、環状本体部材92の回転によりコイルバネ70の選択的圧縮を可能にするが、これについては以下に説明する。
環状本体部材92はまた、ハウジング80の後端壁86における共動開口部を通って伸長する手動把持可能部98をも備えており、手動把持可能部98がハウジング80に対して外部に配置されている。手動把持可能部98が時計方向に回転すると、環状本体部材92は、駆動係合部材30に沿って前方に前進するので、コイルバネ70を更に圧縮する。逆に手動把持可能部98が反時計方向に回転すると、環状本体部材92は駆動係合部材30に沿って後退するので、コイルバネ70の拡張が可能となる。
図40〜図60は、本発明のインパクト機構の第2の好ましい実施形態を示している。このインパクト機構は、参照符号220により示されている。第2の好ましい実施形態であるインパクト機構220は、駆動係合部材230が工具ビット保持部材240全体を通り抜けて伸長していないことを除いて、第1の好ましい実施形態であるインパクト機構20と同様である。代わりに、工具ビット保持部材240は、細長貫通経路ではなく、その後端にオリフィス241を有している。オリフィス241は、駆動係合部材230と共動可能となるように造形された前方軸部234のために、断面が円形である。工具ビット保持部材240は、240内で共動するボアホール247を通過して伸長し、前面軸部234の環状切片239に係合する2つのピン245によって駆動係合部材230上に保持され続ける。
図56〜図60は、その前端部で工具ビットを収容する六角形状のオリフィス241’を有する工具ビット保持部材240’の別の実施形態を示している。
上記の説明および添付の図面から理解できるように、本発明は、電気ドリルなどのチャックと動作的に係合可能な携帯用インパクトドライバを提供する。これらの携帯用インパクトドライバは、高衝撃回転力を備え、携帯用インパクトドライバの衝撃回転力は容易に調整することが可能である。これらの特徴の全ては、従来技術では知られていない。
本技術分野の当業者にとれば上記原理の変形例も明らかである。従って、そのような変更例も本発明の範囲内と考えられる。さらに、その他の変更例および代替例も、添付の請求項の精神および範囲から逸脱することなしに、本発明のインパクト機構の設計および製造に用いられてもよい。

Claims (25)

  1. 駆動モータと共に使用されるインパクト機構であって、
    駆動モータの回転出力口を係合して長軸を中心としてそれと共に回転するための駆動係合部材と、
    前記長軸を中心として前記駆動係合部材に対して、前記駆動係合部材と動作可能に連結して回転できるようにされた工具ビット保持部材であり、本体部と、前記本体部にしっかりと取り付けられて、前記本体部と共回転できるようにされたアンビル部と、前記本体部にしっかりと取り付けられて前記本体部と共回転できるようにされた工具ビット保持手段と、を備えた工具ビット保持部材と、
    前記駆動係合部材と前記工具ビット保持部材のうちの1つに搭載されたハンマ部材であり、前記長軸を中心としてモーメントを生じるように前記ハンマ部材から前記アンビル部へ力が伝達されるアンビル接触位置と、前記ハンマ部材が前記アンビル部から一時的に取り除かれる解放位置との間で移動できるようになっているハンマ部材と、
    前記駆動係合部材が前記工具ビット保持部材に対して回転されるときに、前記アンビル接触位置と前記解放位置との間で前記ハンマ部材を移動させるガイド手段と、
    前記駆動係合部材と前記ハンマ部材との間で動作可能に連結して、前記ハンマ部材を前記アンビル接触位置に対して付勢するようになっているバネ手段と、
    前記バネ手段を選択的に圧縮することを可能にする選択的可調バネ圧縮機構、とを備え、
    使用に際して、前記長軸を中心とした前記駆動係合部材の回転により、前記ハンマ部材がそのアンビル接触位置からその解放位置に向かって移動し、それにより前記バネ手段にポテンシャルエネルギを保存し、そして
    前記ハンマ部材が前記解放位置に到達すると、前記ハンマ部材が前記バネ手段と前記駆動係合部材の回転とにより強制的に推進されて前記アンビル部に対して衝撃を与えることにより、前記工具ビット保持部材が前記長軸を中心として強制的に回転されるように促される、インパクト機構。
  2. 前記選択的可調バネ圧縮機構は、雌ねじを有し且つ前記駆動係合部材上の共動雄ねじに螺合している、環状本体部材を備えており、前記バネ手段が前記環状本体部材および前記ハンマ部材との間に動作可能に連結されており、それにより前記バネ手段が前記手動操作ハンドルの回転により選択的に圧縮されるようになっているものである、請求項1に記載のインパクト機構。
  3. 前記バネ手段が、コイルバネを備えているものである、請求項2に記載のインパクト機構。
  4. 前記環状本体部材が、前方縮径部を有するものである、請求項3に記載のインパクト機構。
  5. 前記コイルバネの後部が、前記環状本体部材の前方縮径部を包囲するように配置されているものである、請求項3に記載のインパクト機構。
  6. 前記チャック係合可能部の前方の前記駆動係合部材と、前記工具ビット保持部材の前記アンビル部と、前記ハンマ部材と、前記バネ手段とを実質的に包囲しているハウジングを更に備えている、請求項2に記載のインパクト機構。
  7. 前記環状本体部材が、前記ハウジングに対して外部に配置された手動把持可能部を有するものである、請求項6に記載のインパクト機構。
  8. 前記ハウジングが、前方が正面壁部で終端し、後方が背面開口部で終端する環状本体部を備え、そして前記ハウジングの前記環状本体部に取り除き可能かつ交換可能に搭載可能な後端壁を更に備えているものである、請求項7に記載のインパクト機構。
  9. 前記手動把持可能部が、前記ハウジングの前記後端壁の共動開口部を介して伸長するものである、請求項8に記載のインパクト機構。
  10. 前記工具ビット保持部材の前記本体部が、長手方向に細長いと共に、細長い貫通経路を有し、前記駆動係合部材の前方シリンダ部が前記工具ビット保持部材の前記本体部の細長貫通経路に収容され且つ保持されるものである、請求項2に記載のインパクト機構。
  11. 前記駆動係合部材の前記前方シリンダ部の最前部が、前記工具ビット保持部材の前記本体部から前方外部に突出しているものである、請求項10に記載のインパクト機構。
  12. 前記駆動係合部材の前端上に配置して前記駆動係合部材と前記工具ビット保持部材との相対的縦移動を制限する拡張停止部材を更に備えている、請求項11に記載のインパクト機構。
  13. 前記駆動係合部材の前記前方シリンダ部が、縮径しているものである、請求項10に記載のインパクト機構。
  14. 前記駆動係合部材が、チャック係合可能部を備えているものである、請求項1に記載のインパクト機構。
  15. 前記駆動係合部材が、前記工具ビット保持部材のすぐ後部に配置されているものである、請求項1に記載のインパクト機構。
  16. 前記ガイド手段が、前記雄ネジと、前記工具ビット保持部材の前記本体部の前記細長貫通経路内に収容され、且つ、保持される前記駆動係合部材の前記前方シリンダ部との間の駆動係合部材に配置されているものである、請求項10に記載のインパクト機構。
  17. 前記ガイド手段が、前記前方軸部の外面におけるV字形溝と、前記ハンマ部材の内面の案内溝と、前記V字形溝および前記案内溝を動作可能に係合するボールベアリングとを備えているものである、請求項16に記載のインパクト機構。
  18. 前記ハンマ部材が、環状本体と、前記環状本体から前方に突出している少なくともひとつのハンマ頭部とを備えているものである、請求項1に記載のインパクト機構。
  19. 前記少なくともひとつのハンマ頭部が、前記環状本体から前方に突出している第1、第2ハンマ頭部を備えているものである、請求項18に記載のインパクト機構。
  20. 前記環状本体および前記第1、第2ハンマ頭部が、互いに一体的に形成されているものである、請求項19に記載のインパクト機構。
  21. 前記ハンマ部材が、前記工具ビット保持部材の前記アンビル部よりも大きなものである、請求項1に記載のインパクト機構。
  22. 前記インパクト機構が静止しているとき、前記バネ手段は圧縮状態にある、請求項1に記載のインパクト機構。
  23. 前記アンビル部が、前記工具ビット保持部材と一体的に形成される、請求項1に記載のインパクト機構。
  24. 前記アンビル部が、前記工具ビット保持部材の本体部からそれぞれ半径方向外側に突出している第1、第2角形アンビルを備えているものである、請求項23に記載のインパクト機構。
  25. 前記第1、第2角形アンビルが、前記工具ビット保持部材の後端に配置されているものである、請求項24に記載のインパクト機構。
JP2011505327A 2008-04-22 2009-04-22 インパクト機構 Active JP5405559B2 (ja)

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