JP5722440B2 - 回転自在のプラグ型コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、対応するプラグとのプラグ接続を形成するように設計されたプラグ側端部と、遮蔽体及び遮蔽体内の少なくとも２つの導体を有するケーブルに、電気的且つ機械的に接続されるように設計されたケーブル側端部と、ハウジングと、を有し、且つ、絶縁部によってハウジング内において少なくとも部分的に保持されると共に相互に電気的に絶縁された少なくとも２つの内部導体部を有する、電流を伝達するためのプラグ型コネクタであって、且つ、個々の接触エリアは、対応するプラグ内の対応する導体部と電気的な接触を実現するように機能し、それぞれの内部導体部は、プラグ型コネクタのケーブル側端部の方向において接触エリアから軸方向に延在すると共にケーブルの導体と電気的且つ機械的に接続されるように設計された接触セクションを有する、請求項１の前文に記載のプラグ型コネクタに関する。

電気的なプラグ接続のための二極又は多極プラグ型コネクタは、プラグ型コネクタの個々の導体が対応するプラグの正しい導体と電気的且つ機械的な接触を実現するために、プラグ及び対応するプラグの正確なアライメントを必要としている。この結果、プラグ型コネクタ及び対応するコネクタは、相互の関係において自由に回転可能ではない。但し、いくつかの用途においては、ケーブルの端部に取り付けられたプラグ型コネクタが、例えば、ハウジングに対して固定された対応するコネクタと１つにプラグ結合された後に、ケーブルの運動が発生したり、或いは、コネクタが正しい極性で対応するコネクタ内にプラグ結合されるように、プラグ型コネクタをケーブルと共に回転させなければならない。これは、望ましくない機械的な引張力をプラグ型コネクタ内及びケーブル内に生成し、この結果、例えば、ケーブルの遮蔽体が損傷することにより、プラグ接続の電磁遮蔽が妨げられる可能性がある。

プラグ及び対応するプラグが相互の関係において自由に回転可能である多極プラグ接続を確立するために、多極ジャックプラグが、例えば、特許文献１に開示されている。この場合には、外周溝がジャックプラグ内に形成されており、対応するコネクタ内に配置された接触スプリングが、この内部にスナップ結合することにより、対応する接触力を生成し、且つ、ジャックプラグを対応するコネクタ内においてロックしている。この結果、接触スプリングは、対応するコネクタ内における導体のうちの１つを構成しており、且つ、溝は、ジャックプラグの接触表面のうちの１つの接触表面内に形成されている。このジャックプラグ接続の利点は、簡単な取扱いと空間を節約する構造設計との組合せである。欠点は、なによりも、短絡プラグ結合操作及び相対的に乏しい接触品質である。対応するコネクタ内の接触スプリング内部のスプリング引張力が時間に伴って低下した場合には、電気的な接触が劣化するのみならず、プラグ接続の機械的な安定性も劣化する。機械的なロック機能の欠如は、例えば、真空管ギターアンプのラウドスピーカ接続の場合のように、プラグ接続の偶発的な切断が損傷をもたらす可能性がある場合には、個々のケースにおいて欠点となり得る。

ジャックプラグ接続の接点負荷は、例えば、６．３５ｍｍのソケット及び結合器の場合には、最大で３Ａであり、スイッチング負荷は、５０Ｖにおいて、０．５Ａである。従って、ジャックプラグは、例えば、１００Ｖ以上の高電圧における２０Ａ以上の電流を伴う大電流の伝達には適していない。

特許文献２は、二重同軸ケーブルをプラグ型コネクタと接続するために使用されるケーブル終端装置を開示している。このケーブル終端装置は、ハウジング内において保持されると共に絶縁部によって相互に電気的に絶縁された２つの内側導体部を有する。

特許文献３は、エアバッグのガス生成器のためのプラグ型コネクタを開示しており、プラグセクションは、ハウジングによって形成されている。内側導体接点は、プラグセクション内に配置されており、且つ、Ｃ字の形態の外側導体接点がプラグセクション上において半径方向に配置されている。

特許文献４は、単一接点を有する多信号プラグ型コネクタを開示している。単一接点は、２つの別個の電気接触表面を提供する相互に電気的に絶縁された２つの導体を有する。この結果、２つの異なる電気信号を単一接点を介して同時に伝達することができる。

特許文献５は、ジャックソケットの形態を有する電気プラグ型コネクタを開示している。チューブの形態の要素は、弾性材料から製造された電気コネクタを担持するスリーブ内に配置されている。導体ワイヤは、スリーブの外周上の溝を通じて電気コネクタまで延在している。ジャックソケット内にプラグ結合されると共に電気コネクタとの電気的な接触を実現するジャックプラグをジャックソケットとの関係において自由に回転させることができる。

東独国特許出願公開第２３６４２０Ａ１号明細書 欧州特許出願公開第００６７７２７Ａ１号明細書 米国特許第６，６４１，４４２Ｂ１号明細書 国際特許出願公開第２００８／０６０４７０Ａ２号明細書 米国特許第３，２４６，２８２号明細書

本発明は、対応するコネクタとの関係において自由に回転可能であり、且つ、同時に、大電流の伝達を実現する上述のタイプのプラグ型コネクタを提供するという課題に基づいている。

この課題は、本発明によれば、請求項１において識別されている特徴を有する上述のタイプのプラグ型コネクタによって解決される。本発明の有利な実施形態については、その他の請求項に記述されている。

本発明によれば、上述のタイプのプラグ型コネクタにおいて、内部導体部が、プラグ側端部において軸方向にハウジングを超えて突出し、前記内部導体部が、軸方向において相互に離隔した状態において、これらがプラグ側端部においてハウジングを超えて突出している領域内で、対応するプラグ内の対応する導体部との電気的な接触を実現するように機能する接触エリアを形成するように、構成及び設計されており、少なくとも１つの第１内部導体部の接触エリアが、空隙によって周方向において中断された第１中空円筒形接触表面の形態を有し、少なくとも１つの第２内部導体部の接触セクションが、第１中空円筒形接触表面から電気的に絶縁された状態で、軸方向において第１中空円筒形接触表面内の空隙を通じて突出することにより、第２内部導体部の接触エリアが、第１内部導体部の接触エリアよりも、軸方向においてプラグ型コネクタのプラグ側端部に近接して配置されるように、設計及び構成されている。

これは、対応するコネクタと１つにプラグ結合された際に、プラグ型コネクタがこの対応するコネクタとの関係において自由に回転可能であり、この結果、プラグ型コネクタ及びこれに接続されたケーブル内の機械的な応力が、プラグ結合された状態において、事実上回避され、且つ、同時に、例えば、２０アンペア以上の大電流をこのプラグ型コネクタを介して機能的に安定した方式で伝達することができるという利点を有する。更には、大きな保持力を伴う対応するコネクタ内におけるプラグ型コネクタの機械的ロック機能を内部導体部を介して簡単且つ機能的に信頼性の高い方式で実現することが可能であり、その理由は、これらの内部導体部が、軸方向における機械的な応力に対する抵抗力を有するように、絶縁部によって保持されるためである。

接触エリアの開放した中空円筒体が、内部導体部を半径方向において絶縁部上に嵌合することによる簡単な組立を実現している。この結果、機械によるプラグ型コネクタとケーブルとの接続の自動製造が可能である。

ハウジングが、電磁遮蔽体を形成し、且つ、ケーブルの遮蔽体との電気的且つ機械的な接続のためにプラグ型コネクタのケーブル側端部上に形成されることにより、ケーブルからプラグ型コネクタ内への電磁遮蔽の継続が実現されている。

少なくとも１つの第２内部導体部の接触エリアが、第２中空円筒形接触表面として形成され、例えば、第２中空円筒形接触表面が、空隙によって周方向において中断され、例えば、第２中空円筒形接触表面が、まっすぐな中空円筒体の形態を有することにより、プラグ型コネクタの特に簡単な製造及び組立が実現されている。

内部導体部の接触エリア及び接触セクションが、まっすぐな円筒体の生成表面によって規定される表面上において離隔して配置されるように、設計及び構成されることにより、プラグ型コネクタの特に良好な電気的伝達特性が実現されている。

電気的に絶縁性のカバーが、空隙を通じて突出する第２内部導体部の接触セクションの１つのセクションを対応するコネクタ内の第１内部導体部に対応する導体部から半径方向において電気的に絶縁するように、構成及び設計されることにより、対応するコネクタが非常に単純な構造を有する場合にも、対応するコネクタと１つにプラグ結合された際の望ましくない短絡に対する内部導体部の電気的な絶縁が実現されている。

カバーが絶縁部上において一体的に形成されることにより、少ない個別のコンポーネントを有するプラグ型コネクタの特に単純な製造及び組立が実現されている。

絶縁部が内部導体部の中空円筒形接触表面を受け入れるために軸方向において離隔した周方向の凹部を有することにより、内部導体部を同時に軸方向において固定することを伴うプラグ型コネクタの単純な組立が実現されている。

絶縁部がプラグ型コネクタのプラグ側端部の端面を形成することにより、対応するコネクタ内におけるプラグ型コネクタ用の軸方向における電気的に中立の止め具が実現されている。

絶縁部が、２つの部分として設計され、絶縁部の第１部分が、内部導体部内において半径方向に配置され、且つ、絶縁部の第２部分が、内部導体部の外側において半径方向に、且つ、ハウジング内において半径方向に、配置されることにより、内部導体部を機能的に信頼性の高い方式によって保持すると共にこれと同時にハウジングとの関係において内部導体部を電気的に絶縁することが実現されている。

カバーが絶縁部の第２部分と一体的に形成されることにより、絶縁部の各部分の配置を通じて第１内部導体部用の対応するコネクタ内の接点から第２内部導体部が自動的に電気絶縁されるようなカバーの構成が実現されている。

絶縁部の第１部分がプラグ型コネクタのプラグ側端部の端面を形成することにより、プラグ型コネクタの特に単純な構造が実現されている。

第１内部導体部の第１中空円筒形接触表面がまっすぐな中空円筒体として設計されることにより、プラグ結合された状態において対応するコネクタとの関係における簡単な回転を実現するプラグ型コネクタのプラグ側端部の半径方向において対称的な形態が実現されている。

対応するコネクタ内へのプラグ型コネクタの機械的なラッチ動作のためのラッチ装置がハウジングの外側面上に配置されることにより、電気的な接触状態からのプラグ接続の機械的なロック状態の解放が実現されている。このラッチ装置は、例えば、ハウジングの外側面上において周方向に延在する溝の形態を有する。

以下、図面を参照し、本発明について更に詳細に説明する。

本発明によるプラグ型コネクタの好適な実施形態の斜視図を示す。 図１に示されている本発明によるプラグ型コネクタの好適な実施形態の分解図を示す。

図１及び図２に示されている電流を伝達するための本発明によるプラグ型コネクタの好適な実施形態は、ハウジング１０と、第１内部導体部１２と、第２内部導体部１４と、既定の位置でハウジング１０内において半径方向に内部導体部１２、１４を保持する絶縁部の第１部分１６と、内部導体部１２、１４とハウジング１０との間において半径方向に配置された絶縁部の第２部分１８と、プラグ型コネクタ及び対応するプラグが電気的且つ機械的に接続されるように、対応するプラグと１つにプラグ結合されるべく設計されたプラグ側端部２０と、外部導体編組の形態の遮蔽体２６、第１導体２８、及び第２導体３０を有するケーブル２４との電気的且つ機械的な接続のために設計されたケーブル側端部２２と、を有する。ハウジング１０は、導電性材料から製造されており、且つ、ハウジング１０がプラグ型コネクタのための電磁遮蔽体を形成するように、ケーブル側端部２２において外部導体編組２６と電気的且つ機械的に接続することができる。プラグ型コネクタのケーブル側端部２２の電気的且つ機械的な接続のために、支持スリーブ３２が設けられている。絶縁部の２つの部分１６、１８は、軸方向においてハウジング１０内にプラグ結合できるように設計されている。絶縁部の第２部分１８は、周方向の溝３４を有するセクションと、軸方向において且つプラグ型コネクタのプラグ側端部の方向にハウジング１０を超えて突出するカバー３６と、を有する。プラグ側端部２０において軸方向にハウジング１０を固定する分割固定リング３８をこの溝３４内に配置することができる。ハウジング１０は、ケーブル側端部２２において、支持スリーブ３２により、軸方向において固定される。

第１内部導体部１２は、対応するコネクタ内の対応する接点との電気的且つ機械的な接触を実現するように設計された第１接触エリア４０と、ケーブル２４の第１導体２８との電気的且つ機械的な接続のために設計されたプラグ型コネクタのケーブル側端部２２の方向において第１接触エリア４０から軸方向に延在する第１接触セクション４２と、を有する。第２内部導体部１４は、対応するコネクタ内の対応する接点との電気的且つ機械的な接触を実現するように設計された第２接触エリア４４と、ケーブル２４の第２導体３０との電気且つ機械的な接続のために設計されたプラグ型コネクタのケーブル側端部２２の方向において第２接触エリア４４から軸方向に延在する第２接触セクション４６と、を有する。

絶縁部の第１部分１６は、プラグ型コネクタのプラグ側端部２０において端面４８を形成している。

ハウジング１０の外側壁上に周方向の溝５０が形成されている。これは、軸方向において偶発的に引き離されないように、１つにプラグ接続された状態のプラグ型コネクタと対応するコネクタとを機械的にロック又はラッチするために、対応するコネクタ上の対応するロック又はラッチメカニズムのためのラッチ装置として機能することができる。

内部導体部１２、１４の第１及び第２接触エリア４０、４４は、個々に、接触エリア４０、４４が開放側部又は空隙５２、５４を有する実質的に環状の構造を有するように、空隙５２、５４によって周方向において中断された第１及び第２中空円筒形接触表面として設計されている。この結果、中空円筒体４０、４４は、まっすぐな中空円筒体として設計されている。内部導体部１２、１４の構成は、第２内部導体部１４の第２接触セクション４６が第１内部導体部１２の空隙５２を通じて突出するように、選択されている。この結果、この構成は、完成した中空円筒体又はリングを形成するように空隙５２の領域内で周方向において中断された第１中空円筒体４０の想像上の完成体が少なくとも第２内部導体部１４の第２接触セクション４６と交差するようなものになっている。図示されている実施形態においては、第２内部導体部１４の第２接触セクション４６は、第１内部導体部１２の第１中空円筒体４０によって保持されたまっすぐな円筒体の生成表面上に配置される。第２内部導体部１４の第２接触セクション４６は、第１内部導体部１２の第１中空円筒形接触表面４０内の空隙５２を通過しており、これにより、これら２つのコンポーネントの間の電気的な接触が妨げられるようになっている。空隙５２の領域内においても、第２内部導体部１４の第２接触セクション４６と第１内部導体部１２の第１中空円筒形接触表面４０の間の対応する距離により、第１及び第２内部導体部１２、１４は、相互に電気的に絶縁された状態に留まっている。

絶縁部の第１部分１６は、内部導体部１２、１４の中空円筒形接触表面４０、４４を収容するための対応する凹部を有する。これらは、内部導体部１２、１４の中空円筒形接触表面４０、４４の空隙又は開放側部５２、５４を通じて外側から半径方向に絶縁部の第１部分１６上に簡単に押し込むか又はプラグ結合することができる。内部導体部１２、１４の対応する弾性設計により、半径方向において絶縁部の第１部分１６上にプラグ結合された際に、中空円筒形接触表面４０、４４は、半径方向においてわずかに拡幅され、且つ、絶縁部の第１部分１６上にクリップ結合し、次いで、これらは、スプリング弾性力の作用により、その基本的な位置に跳ね返る。接触エリア又は中空円筒形接触表面４０、４４は、軸方向において相互に所定の距離で絶縁部の第１部分１６上に配置されている。接触エリア４０、４４を伴う絶縁部の第１部分１６のこのセクションは、図１において観察することができるように、軸方向においてハウジング１０を超えて突出しており、この結果、これらの接触エリア４０、４４は、プラグ型コネクタのプラグ側端部２０において露出し、これにより、対応するコネクタ内の対応する接点との電気的且つ機械的な接触が可能になっている。結果的に得られるプラグ側端部２０における形状は、対応するプラグと１つにプラグ結合された際に、プラグ型コネクタを対応するコネクタとの関係において自由に回転させることができることを意味している。この結果、例えば、対応するコネクタ内の接点は、外側から半径方向において第１接触エリア４０に接触する。対応するコネクタ内におけるこの接点が、同時に、接触セクション４６が空隙５２を通過している領域内において第２内部導体１４とも接触すること防止するために、外部から半径方向において空隙５２の領域内で接触セクション４６のこのセクションを電気的に絶縁するカバー３６が設けられている。これは、第１接触エリア４０のための対応するコネクタ内の対応する接点を周方向において完全に連続した状態となるように設計することができることを意味しており、この結果、第２内部導体１４が、対応するコネクタ内のこの接点と望ましくない方式によって電気的且つ機械的な接触状態になることはない。

プラグ型コネクタのケーブル側端部２２をケーブル２４に嵌合させるためには、外部導体編組２６及び導体２８、３０が露出するように、ケーブル２４の被覆を除去する。支持スリーブ３２をケーブル２４上に押し込み、且つ、この上部に外部導体編組２６を載置する。必要に応じて、支持スリーブ３２をケーブル２４上においてかしめる。例えば、はんだ付け又は溶接により、内部導体部１２、１４をそれぞれ導体２８、３０と電気的且つ機械的に接続する。このように導体２８、３０と接続されたこれらの内部導体部１２、１４を半径方向において外側から絶縁部の第１部分１６上にプラグ結合又はクリップ結合させる。接触エリア４０、４４のための絶縁部の第１部分１６内の対応する受け入れ凹部がこれらを軸方向において相互に電気的に絶縁する。次いで、絶縁部の第２部分１８を絶縁部の第１部分１６上に軸方向において押し込む。この結果、空隙５２内の第２接触セクション４６の自由領域が、カバー３６によって外部から半径方向において電気的に絶縁される。同時に、絶縁部の第２部分１８が、半径方向において内部導体部１２、１４を固定し、且つ、後から嵌合されるハウジング１０から、内部導体部１２、１４を半径方向の外向きに絶縁する。対応するラッチメカニズムが、絶縁部の第２部分１８を軸方向において絶縁部の第１部分１６に対して固定する。次いで、支持スリーブ３２に対して到達する時点まで、ハウジング１０を絶縁部の第２部分１８上において軸方向に押し込む。支持スリーブ３２と同様に導電性材料から製造されているハウジング１０は、支持スリーブ３２を介してケーブル２４の外側導体編組２６と電気的且つ機械的に接続される。ハウジング１０が軸方向において固定されると共にプラグ側端部の方向に引き抜かれることのないように固定されるように、固定リング３８を溝３４内に配置する。以上により、本発明によるプラグ型コネクタは、組立が完了し、且つ、電気的且つ機械的にケーブル２４と接続されている。

Claims (16)

1. 対応するプラグとのプラグ接続を形成するように設計されたプラグ側端部（２０）と、遮蔽体（２６）及び前記遮蔽体（２６）内の少なくとも２つの導体（２８、３０）を有するケーブル（２４）に、電気的且つ機械的に接続されるように設計されたケーブル側端部（２２）と、ハウジング（１０）と、を有し、且つ、絶縁部によって前記ハウジング（１０）内において少なくとも部分的に保持されると共に相互に電気的に絶縁された少なくとも２つの内部導体部（１２、１４）を有する、電流を伝達するためのプラグ型コネクタであって、且つ、個々の接触エリア（４０、４４）は、前記対応するプラグ内の対応する導体部との電気的な接触を実現するように機能し、それぞれの内部導体部（１２、１４）は、前記プラグ型コネクタの前記ケーブル側端部（２２）の方向において前記接触エリア（４０、４４）から軸方向に延在すると共に前記ケーブル（２４）の導体（２８、３０）と電気的且つ機械的に接続されるように設計された接触セクション（４２、４６）を有する、プラグ型コネクタにおいて、
   前記内部導体部（１２、１４）は、前記プラグ側端部（２０）において軸方向に前記ハウジング（１０）を超えて突出し、前記内部導体部（１２、１４）は、軸方向において相互に離隔した状態において、これらが前記プラグ側端部（２０）において前記ハウジング（１０）を超えて突出している領域内で、前記対応するプラグ内の対応する導体部との電気的な接触を実現するように機能する前記接触エリア（４０、４４）を形成するように、構成及び設計されており、少なくとも１つの第１内部導体部（１２）の前記接触エリア（４０）は、空隙（５２）によって周方向において中断された第１中空円筒形接触表面の形態を有し、少なくとも１つの第２内部導体部（１４）の前記接触セクション（４６）は、前記第１中空円筒形接触表面（４０）から電気的に絶縁された状態で、軸方向において前記第１中空円筒形接触表面（４０）内の前記空隙（５２）を通じて突出することにより、前記第２内部導体部（１４）の前記接触エリア（４４）が、前記第１内部導体部（１２）の前記接触エリア（４０）よりも、軸方向において前記プラグ型コネクタの前記プラグ側端部（２０）に近接して配置されるように、設計及び構成されていることを特徴とするプラグ型コネクタ。
2. 前記ハウジング（１０）は、電磁遮蔽体を形成し、且つ、前記ケーブル（２４）の遮蔽体（２６）との電気的且つ機械的な接続のために前記プラグ型コネクタのケーブル側端部（２２）上に形成されることを特徴とする請求項１に記載のプラグ型コネクタ。
3. 少なくとも１つの第２内部導体部（１４）の前記接触エリア（４４）は、第２中空円筒形接触表面として形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラグ型コネクタ。
4. 前記第２中空円筒形接触表面は、空隙（５４）によって周方向において中断されることを特徴とする請求項３に記載のプラグ型コネクタ。
5. 前記第２中空円筒形接触表面は、まっすぐな中空円筒体の形態を有することを特徴とする請求項４に記載のプラグ型コネクタ。
6. 前記内部導体部（１２、１４）の前記接触エリア（４０、４４）及び接触セクション（４２、４６）は、まっすぐな円筒体の生成表面によって規定される表面上において離隔して配置されるように、設計及び構成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のプラグ型コネクタ。
7. 電気的に絶縁性のカバー（３６）が、前記空隙（５２）を通じて突出する前記第２内部導体部（１４）の前記接触セクション（４６）の１つのセクションを対応するコネクタ内の前記第１内部導体部（１２）に対応する導体部から半径方向において電気的に絶縁するように、構成及び設計されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のプラグ型コネクタ。
8. 前記カバー（３６）は、前記絶縁部（１８）上において一体的に構成されることを特徴とする請求項７に記載のプラグ型コネクタ。
9. 前記絶縁部（１６、１８）は、前記内部導体部（１２、１４）の前記中空円筒形接触表面（４０、４４）を受け入れるために軸方向において離隔した周方向の凹部を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のプラグ型コネクタ。
10. 前記絶縁部（１６、１８）は、前記プラグ型コネクタの前記プラグ側端部（２０）の端面（４８）を形成することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のプラグ型コネクタ。
11. 前記絶縁部（１６、１８）は、２つの部分として設計され、前記絶縁部の第１部分（１６）は、前記内部導体部（１２、１４）内において半径方向に配置され、且つ、前記絶縁部の第２部分（１８）は、前記内部導体部（１２、１４）の外側において半径方向に、且つ、前記ハウジング（１０）内において半径方向に、配置されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のプラグ型コネクタ。
12. 前記カバー（３６）は、前記絶縁部の前記第２部分（１８）と一体的に形成されることを特徴とする請求項８及び１１に記載のプラグ型コネクタ。
13. 前記絶縁部の前記第１部分（１６）は、前記プラグ型コネクタの前記プラグ側端部（２０）の前記端面（４８）を形成することを特徴とする、請求項１０と、請求項１１及び１２の少なくともいずれかと、に記載のプラグ型コネクタ。
14. 前記第１内部導体部（１２）の前記第１中空円筒形接触表面（４０）は、まっすぐな中空円筒体として設計されることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載のプラグ型コネクタ。
15. 前記対応するコネクタ内への前記プラグ型コネクタの機械的なラッチ動作のためのラッチ装置（５０）が前記ハウジング（１０）の外側面上に配置されることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載のプラグ型コネクタ。
16. 前記ラッチ装置は、前記ハウジングの外側面上において周方向に延在する溝（５０）の形態を有することを特徴とする請求項１５に記載のプラグ型コネクタ。

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