JP6984027B2 - 電動機 - Google Patents

Description

本発明は、電動機に関し、特に、電動機の固定子のコイルを形成するワイヤの端末にヒュージングにより電気的に接続されるヒュージング用端子を備えた電動機に関する。

電動機などにおけるワイヤの端末処理方法として、ワイヤ及び端子に設けられワイヤを保持する保持部に電流を流し、その際の熱によりワイヤの絶縁被膜を破壊して、端子とワイヤとを電気的に接続するヒュージングという方法が知られている。

ヒュージング用端子では、ヒュージング時の熱により、ヒュージングが施されたワイヤの強度低下が発生する。そのため、特許文献１では、ヒュージング用端子に第１保持部と第２保持部とを設けた構成が開示されている。具体的には、第１保持部と第２保持部とによりワイヤの端末を挟み込んで保持した後、第１保持部のワイヤをヒュージングしてヒュージング用端子とワイヤとを電気的に接続することが提案されている。

特開２００３−２５７２９７号公報

特許文献１の構成の場合、第１保持部と第２保持部との間に隙間があり、この隙間においてワイヤがむき出しになっている。そのため、電動機の固定子をモールド成形する際に樹脂がこの隙間に流入すると、第１保持部と第２保持部との間のワイヤに樹脂の外力が作用し、ワイヤが断線しやすいという問題点がある。

本発明は、上述のような課題を背景としてなされたものであり、ワイヤが断線しにくい電動機を提供することを目的とする。

本発明に係る電動機は、ワイヤが巻回されたコイルを各々が備えた複数の固定子鉄心を環状に備えた固定子と、前記ワイヤの端末をヒュージングにより固定するヒュージング用端子と、を有する電動機であって、前記ヒュージング用端子は、前記固定子鉄心の外周側に位置するベースに、長手方向の一端が差し込まれた本体と、前記本体の縁から延びる保護板と、前記保護板の一面上に設けられ、前記保護板に連なる部材の折り返し部分において前記ワイヤの端末を前記保護板との間でヒュージングにより固定するヒュージング部と、前記保護板の前記一面上に設けられ、前記保護板に連なる部材の折り返し部分において前記ワイヤの端末と前記コイルとの間に位置する前記ワイヤを前記保護板との間で保持する保持部と、を備え、前記保護板は、前記本体の長手方向に垂直な方向、且つ、前記固定子の環軸に垂直な方向に延びており、前記ヒュージング部及び前記保持部の各々の折り返し部分は、前記保護板が前記本体から延びる方向に垂直な方向、且つ、前記固定子の環軸に平行な方向に折り返されていることを特徴とする。

本発明に係るヒュージング用端子によれば、ヒュージング部と本体との間のワイヤの一部が保護板の第３部分に沿い、他の部分が保持部で保持されている。このため、ヒュージングによりヒュージング部のワイヤの強度が低下していても、ヒュージング部と本体との間のワイヤの断線を抑制することができる。

本発明の実施の形態１に係るヒュージング用端子を備えた電動機の固定子を示す全体図である。 図１の固定子の固定子鉄心の拡大図である。 本発明の実施の形態１に係るヒュージング用端子の斜視図である。 図３からワイヤを除いた図である。 本発明の実施の形態１に係るヒュージング用端子を用いた電動機の内部構成図である。 本発明の実施の形態２に係るヒュージング用端子の斜視図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るヒュージング用端子１を備えた電動機の固定子１００を示す全体図である。本発明の実施の形態１に係るヒュージング用端子１は、例えば、電動機の固定子１００に設けられるコイル７０のワイヤ８０を、センサなどが実装された基板１０１に、電気的に接続するために用いられるものである。

図１に示すように、電動機の固定子１００は、ワイヤ８０が巻回されたコイル７０を備えた複数の固定子鉄心１００ａを備えている。固定子１００は、複数の固定子鉄心１００ａが放射状に配置されて構成されており、平面視で円環状である。固定子１００の軸方向の端部には、センサなどが実装された基板１０１が配置されている。基板１０１は、ヒュージング用端子１により固定子１００のコイル７０と接続されている。

図２は、図１の固定子１００の固定子鉄心１００ａの拡大図である。図２に示すように、固定子鉄心１００ａは、固定子１００の外周側に位置する樹脂製のベース１００ｂと、ベース１００ｂから固定子１００の内周側に突出するティース１００ｃとを備えている。ベース１００ｂには、差込部９０が形成されている。差込部９０には、ヒュージング用端子１が差し込まれている。ティース１００ｃには、ワイヤ８０が巻回されたコイル７０が設けられている。

図３は、本発明の実施の形態１に係るヒュージング用端子１の斜視図である。図４は、図３からワイヤ８０を除いた図を示している。図３及び４に示すように、ヒュージング用端子１は、本体１０と、ヒュージング部１１と、保持部１２と、保護板１３とを備える。ヒュージング用端子１は、銅又はその他の導電性材料の平板から一体形成されている。

本体１０は、例えば、長尺形状である。本体１０は、長手方向の一端側が固定子１００のベース１００ｂの差込部９０に差し込まれる差込端１０ａになっており、他端側が基板１０１に接続される領域になっている。なお、本体１０は、固定子１００と基板１０１とを接続することができる形状であればよく長尺形状に限られないが、以下では説明の便宜上、長尺形状の場合について説明する。

保護板１３は、本体１０の長手方向の縁部１０ｂから、本体１０の長手方向の縁部１０ｂに垂直な方向に延びている。保護板１３は、例えば、本体１０の長手方向の縁部１０ｂに垂直な方向が長手方向となる長尺形状である。保護板１３についても、本体１０から延びる形状であればよく長尺形状に限られないが、以下では説明の便宜上、長尺形状の場合について説明する。

保護板１３は、短手方向の寸法が長手方向にわたって同一な形状である。保護板１３は、保護板１３の長手方向に沿って、第１部分１３ａ、第３部分１３ｃ、及び、第２部分１３ｂを有する。第１部分１３ａと対向してヒュージング部１１が設けられており、第２部分１３ｂと対向して保持部１２が設けられている。第３部分１３ｃは、第１部分１３ａと第２部分１３ｂとの間に延在し、第１部分１３ａと第２部分１３ｂとを繋いでいる。

保持部１２は、保護板１３の第２部分１３ｂの一面上に設けられている。保持部１２は、保護板１３の第２部分１３ｂとの間でコイル７０から本体１０に沿って延びるワイヤ８０を挟み、保持している。保持部１２は、保護板１３の長手方向の縁部に繋がっている。

ヒュージング部１１は、保護板１３の第１部分１３ａの一面上に設けられている。ヒュージング部１１は、保護板１３の第１部分１３ａとの間でワイヤ８０の端末８０ａを挟んでいる。ワイヤ８０の端末８０ａは、コイル７０から延びたワイヤ８０の遠位端である。ヒュージング部１１は、保護板１３の長手方向の縁部に繋がっている。保持部１２とヒュージング部１１とは、本体１０の長手方向の縁部１０ｂと垂直な方向に並んでいる。本体１０とヒュージング部１１との間に保持部１２が位置している。保持部１２とヒュージング部１１とは、なるべく近い位置に配置されている。

ヒュージング部１１には、保護板１３の第１部分１３ａとの間に挟まれたワイヤ８０の端末８０ａがヒュージングにより固定され、電気的に接続されている。ヒュージングでは、ヒュージング部１１に流れる電流によりワイヤ８０の絶縁被覆を溶かし、ワイヤ８０を被覆から露出させる。更に電流を流し、ワイヤ８０をヒュージング部１１と保護板１３との間で圧着して、ワイヤ８０とヒュージング用端子１とを機械的且つ電気的に接続している。

保持部１２が設けられる第２部分１３ｂとヒュージング部１１が設けられる第１部分１３ａとの間には、保護板１３の第３部分１３ｃが延在している。第２部分１３ｂと第１部分１３ａとの間のワイヤ８０は、第３部分１３ｃに沿って延びている。

固定子鉄心１００ａのコイル７０から延びるワイヤ８０は、本体１０側から保護板１３の第２部分１３ｂに設けられた保持部１２を通り、保護板１３の第３部分１３ｃに沿いながら保護板１３の第１部分１３ａに設けられたヒュージング部１１に至っている。ヒュージング部１１では、ワイヤ８０の端末８０ａがヒュージングにより固定され、保持部１２では、ワイヤ８０の端末８０ａとコイル７０との間のワイヤ８０が、ヒュージングが施されることなく保持される。

ヒュージング部１１のワイヤ８０の端末８０ａの強度は、ヒュージングにより低下しているが、ヒュージングが施されない保持部１２により保持されるワイヤ８０には強度低下がない。ワイヤ８０が保持部１２で保持されることで、ヒュージング部１１と本体１０との間のワイヤ８０の断線が抑制される。

次に、ヒュージング用端子１と固定子鉄心１００ａのコイル７０との接続方法について説明する。まず、ヒュージング部１１及び保持部１２が形成される前にヒュージング用端子１の本体１０の差込端１０ａを、固定子鉄心１００ａのベース１００ｂの差込部９０に差し込む。このとき、ヒュージング部１１及び保持部１２となる部分は、保護板１３の長手方向の縁部から保護板１３の長手方向の縁部に垂直な方向に延びている。

そして、固定子鉄心１００ａに形成されたコイル７０のワイヤ８０をヒュージング用端子１の本体１０から保護板１３に沿うように配置する。ワイヤ８０は、本体１０の長手方向の縁部１０ｂに垂直な方向に延びる保護板１３に沿って延びる。

そして、ヒュージング部１１となる保護板１３に連なる部材を、保護板１３の長手方向の縁部に垂直な方向に折り返す。ヒュージング部１１は、保護板１３の第１部分１３ａに接し、保護板１３の第１部分１３ａとの間にワイヤ８０の端末８０ａを挟む。また、保持部１２となる保護板１３に連なる部材を、保護板１３の長手方向に垂直な方向に折り返す。保持部１２は、保護板１３の第２部分１３ｂに接し、保護板１３の第２部分１３ｂとの間にコイル７０側のワイヤ８０を挟む。

ここで、保持部１２とヒュージング部１１とは、なるべく近い位置に設けてあることが望ましい。保持部１２及びヒュージング部１１となる部分は、保持部１２及びヒュージング部１１となる部分を折り曲げ加工することが可能な程度の距離が間に確保されていればよい。また、ヒュージング部１１と保持部１２とは、保護板１３に連なる部材を同時に折り曲げ加工することにより形成すればよい。これにより、加工工程の増加を抑制できる。

そして、ヒュージング部１１にヒュージングを施し、ワイヤ８０の端末８０ａをヒュージング部１１及び保護板１３に電気的に接続する。ワイヤ８０の端末８０ａの余剰な部分は、ヒュージング部１１の保持部１２とは反対の位置において切断する。

これにより、ヒュージング用端子１とコイル７０とが、ワイヤ８０の端末８０ａにおいてヒュージング部１１と保護板１３の第１部分１３ａとの間で電気的に接続される。また、ヒュージング部１１とコイル７０との間のワイヤ８０が、保護板１３の第３部分１３ｃに沿いながら保持部１２に至り、保持部１２と保護板１３の第２部分１３ｂとに挟まれ保持される。

保持部１２及びヒュージング部１１は、保護板１３の長手方向の縁部に垂直な方向に折り返されており、ワイヤ８０が保護板１３の長手方向の縁部に沿って水平に保持されている。そのため、ワイヤ８０の切断面が、ヒュージング用端子１が固定子鉄心１００ａのベース１００ｂの差込部９０に差し込まれる差込方向と同じになり、ワイヤ８０の端末８０ａの余剰な部分の切断が容易になる。

図５は、本発明の実施の形態１に係るヒュージング用端子１を用いた電動機２００の内部構成図である。図１〜図５を用いて電動機２００の製造方法について説明する。

まず、複数の固定子鉄心１００ａを円環状に組み合わせ、固定子１００を形成する。複数の固定子鉄心１００ａには、ヒュージング用端子１が差し込まれている。固定子１００のヒュージング用端子１が差し込まれた面には、基板１０１を配置する。それぞれの固定子鉄心１００ａのコイル７０は、ワイヤ８０の端末８０ａにおいてヒュージング用端子１に接続されている。

次に、ヒュージング用端子１を介し、固定子鉄心１００ａのコイル７０と、基板１０１とを接続する。固定子１００と、ヒュージング用端子１と、基板１０１とは、モールド金型に設置され、モールド金型の内部にモールド樹脂が供給される。モールド樹脂は、モールド金型と固定子１００との隙間、及び、固定子１００と基板１０１との隙間などに流入する。

このとき、モールド樹脂は、ヒュージング用端子１に設けられたヒュージング部１１と保持部１２との間にも流入する。ヒュージング部１１と保持部１２との間には、ワイヤ８０が延びているが、ヒュージング部１１と保持部１２との間のワイヤ８０は、保護板１３の第３部分１３ｃに沿って延びている。そのため、モールド樹脂の流れによる外力が保護板１３に作用することとなり、ヒュージング部１１と保持部１２との間のワイヤ８０への外力の作用が抑制される。

その後、モールド金型に供給したモールド樹脂を硬化させることで、図５に示す、固定子１００、基板１０１及びその他構成部品が一体成形された電動機２００が得られる。

このように、ヒュージング用端子１においては、ヒュージング部１１と保持部１２との間のワイヤ８０が保護板１３の第３部分１３ｃに沿って延びており、ヒュージング部１１及び保持部１２との間でむき出しになっていない。保護板がない場合には、保持部とヒュージング部との間のワイヤがむき出しになり、モールド樹脂の流れによる外力でワイヤが断線し易い。ヒュージング部１１と保持部１２との間のワイヤ８０を保護板１３の第３部分１３ｃに沿わせることで、ヒュージング部１１と保持部１２との隙間に流入したモールド樹脂による外力が保護板１３に作用する。これにより、ワイヤ８０に作用するモールド樹脂の外力が低減され、モールド成形時のワイヤ８０の断線を抑制できる。

以上説明した、本実施の形態に係るヒュージング用端子１によれば、保護板１３の第１部分１３ａにヒュージング部１１を設け、保護板１３の第２部分１３ｂに保持部１２を設け、第１部分１３ａと第２部分１３ｂとの間に第３部分１３ｃが延在している。ヒュージング部１１でヒュージングにより端末８０ａが固定されたワイヤ８０は、保護板１３の第３部分１３ｃに沿いながら保持部１２に至り保持される。これにより、ヒュージングによりヒュージング部１１に固定されるワイヤ８０の端末８０ａの強度が低下していても、本体側のワイヤ８０、つまり、ワイヤ８０のコイル７０側が保持部１２で保持され、ワイヤ８０の断線が抑制される。

また、保持部１２は、保護板１３の第２部分１３ｂとの間でワイヤ８０を挟んでいる。保持部１２のワイヤ８０は、保持部１２にヒュージングされておらずヒュージングによる強度の低下がないため、保持部１２でワイヤ８０が断線することを回避することができる。

また、ヒュージング部１１と保持部１２とは、保護板１３の長手方向の縁部に垂直な方向に折り返されている。これによりワイヤ８０が保護板１３の長手方向に沿ってヒュージング用端子１の差込方向に垂直に延びるため、ワイヤ８０の端末８０ａの切断が容易になる。

また、保持部１２をヒュージング部１１の本体１０側に設けることで、ヒュージング部１１と本体１０との間のワイヤ８０が保持部１２により保持され、ワイヤ８０の端末８０ａに作用する外力を低減することができる。これにより、ヒュージング部１１でワイヤ８０の端末８０ａの強度が低下しても、ワイヤ８０が断線することを抑制することができる。

また、電動機２００において、固定子鉄心１００ａのコイル７０と基板１０１とがヒュージング用端子１を介して接続されている。ヒュージング用端子１では、コイル７０から延びるワイヤ８０の端末８０ａがヒュージング部１１に固定され、コイル７０とヒュージング部１１との間のワイヤ８０が保護板１３に沿いながら保持部１２において保持されている。これにより、ヒュージング部１１においてヒュージングで強度が低下したワイヤ８０の端末８０ａに作用する外力が抑制され、コイル７０と基板１０１との接続をより確実にすることができる。

また、固定子鉄心１００ａと基板１０１との接続にヒュージング用端子１を用いることで、固定子１００のモールド成形時において、モールド樹脂の流れによる外力が保護板１３に作用する。これにより、ヒュージング部１１及び保持部１２の間のワイヤ８０に作用する外力が低減され、ワイヤ８０が断線することを抑制できる。

実施の形態２．
実施の形態２に係るヒュージング用端子について説明する。本実施の形態に係るヒュージング用端子は、ヒュージング部の両側に保持部を備える点で実施の形態１と相違する。なお、本実施の形態では、実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。

図６は、実施の形態２に係るヒュージング用端子４０の斜視図である。ヒュージング用端子４０では、２つのコイル７０ａ、７０ｂの間の経路のワイヤ８０に対しヒュージングが施される。図６に示すように、ヒュージング用端子４０は、保護板４３に設けられたヒュージング部４１、第１の保持部４２ａ及び第２の保持部４２ｂを備えている。第１の保持部４２ａ、ヒュージング部４１、及び、第２の保持部４２ｂは、本体１０の縁部１０ｂの長手方向に垂直な方向に並んでいる。

第１の保持部４２ａ、ヒュージング部４１、及び、第２の保持部４２ｂは、それぞれ、保護板４３の一面上の第２部分４３ｂ、第１部分４３ａ、及び、第４部分４３ｄに設けられている。第１の保持部４２ａ及び第２の保持部４２ｂの間には、ヒュージング部４１が設けられている。第１の保持部４２ａとヒュージング部４１との間、及び、ヒュージング部４１と第２の保持部４２ｂとの間には、保護板４３の第３部分４３ｃ及び第５部分４３ｅが延在している。

第１の保持部４２ａは、保護板４３の第２部分４３ｂとの間で、コイル７０ａから延びるワイヤ８０を挟み、保持している。第２の保持部４２ｂは、保護板４３の第４部分４３ｄとの間で、コイル７０ｂから延びるワイヤ８０を挟み、保持している。

ヒュージング部４１は、保護板４３の第１部分４３ａとの間で、２つのコイル７０ａ、７０ｂの間の経路のワイヤ８０を挟んでいる。ヒュージング部４１で保持されたワイヤ８０には、ヒュージングが施され、ワイヤ８０が電気的に接続されている。

ヒュージング部４１から第１の保持部４２ａに至るワイヤ８０は、第１部分４３ａと第２部分４３ｂとの間に延在する第３部分４３ｃに沿って延びている。ヒュージング部４１から第２の保持部４２ｂに至るワイヤ８０は、第１部分４３ａと第４部分４３ｄとの間に延在する第５部分４３ｅに沿って延びている。

コイル７０ａから延びるワイヤ８０は、保護板４３の第２部分４３ｂに設けられた第１の保持部４２ａを通り、保護板４３の第３部分４３ｃに沿いながら保護板４３の第１部分４３ａに設けられたヒュージング部４１に至っている。

ヒュージング部４１に至ったワイヤ８０は、保護板４３の第５部分４３ｅに沿いながら保護板４３の第４部分４３ｄに設けられた第２の保持部４２ｂで保持され、本体１０側に位置するコイル７０ｂに至る。

このように、ヒュージング用端子４０は、保護板４３の一面側に設けられた第１の保持部４２ａ及び第２の保持部４２ｂを有する。これにより、コイル７０ａ、７０ｂを接続するワイヤ８０がヒュージング部４１においてヒュージングされる場合にも、ワイヤ８０を第１の保持部４２ａ及び第２の保持部４２ｂで保持することができる。そのため、ヒュージング部４１においてヒュージングにより強度が低下したワイヤ８０の断線を低減することができる。

保護板４３の第１部分４３ａと第２部分４３ｂとの間には、保護板４３の第３部分４３ｃが延在している。第３部分４３ｃには、ヒュージング部４１に固定され第１の保持部４２ａで保持されるワイヤ８０が沿っている。また、保護板４３の第１部分４３ａと第４部分４３ｄとの間には、保護板４３の第５部分４３ｅが延在している。第５部分４３ｅには、ヒュージング部４１に固定され第２の保持部４２ｂで保持されるワイヤ８０が沿っている。そのため、電動機２００の形成時にモールド樹脂が流入しても、モールド樹脂による外力が保護板４３に係るためワイヤ８０への外力が低減される。これにより、ヒュージング部４１と第１の保持部４２ａとの間のワイヤ８０、及び、ヒュージング部４１と第２の保持部４２ｂとの間のワイヤ８０のモールド樹脂による断線を抑制することができる。

以上説明した、本実施の形態に係るヒュージング用端子４０によれば、ヒュージング部４１に対しヒュージングにより接続されたワイヤ８０が、ヒュージング部４１の両側の第１の保持部４２ａ及び第２の保持部４２ｂにより保持される。そのため、第１の保持部４２ａ及び第２の保持部４２ｂにより、ワイヤ８０のヒュージングにより強度低下をしている部分以外の部分でワイヤ８０を保持することができる。これにより、ヒュージング用端子４０の両側にコイル７０ａ、７０ｂが接続された場合でもヒュージングにより強度が低下したワイヤ８０の断線を抑制することができる。

１ ヒュージング用端子、１０ 本体、１０ａ 差込端、１０ｂ 縁部、１１ ヒュージング部、１２ 保持部、１３ 保護板、１３ａ 第１部分、１３ｂ 第２部分、１３ｃ 第３部分、４０ ヒュージング用端子、４１ ヒュージング部、４２ａ 第１の保持部、４２ｂ 第２の保持部、４３ 保護板、４３ａ 第１部分、４３ｂ 第２部分、４３ｃ 第３部分、４３ｄ 第４部分、４３ｅ 第５部分、７０、７０ａ、７０ｂ コイル、８０ ワイヤ、８０ａ 端末、９０ 差込部、１００ 固定子、１００ａ 固定子鉄心、１００ｂ ベース、１００ｃ ティース、１０１ 基板、２００ 電動機。

Claims (3)

1. ワイヤが巻回されたコイルを各々が備えた複数の固定子鉄心を環状に備えた固定子と、前記ワイヤの端末をヒュージングにより固定するヒュージング用端子と、
   を有する電動機であって、
   前記ヒュージング用端子は、
   前記固定子鉄心の外周側に位置するベースに、長手方向の一端が差し込まれた本体と、
   前記本体の縁から延びる保護板と、
   前記保護板の一面上に設けられ、前記保護板に連なる部材の折り返し部分において前記ワイヤの端末を前記保護板との間でヒュージングにより固定するヒュージング部と、
   前記保護板の前記一面上に設けられ、前記保護板に連なる部材の折り返し部分において前記ワイヤの端末と前記コイルとの間に位置する前記ワイヤを前記保護板との間で保持する保持部と、
   を備え、
   前記保護板は、前記本体の長手方向に垂直な方向、且つ、前記固定子の環軸に垂直な方向に延びており、
   前記ヒュージング部及び前記保持部の各々の折り返し部分は、前記保護板が前記本体から延びる方向に垂直な方向、且つ、前記固定子の環軸に平行な方向に折り返されていることを特徴とする電動機。
2. ワイヤが巻回されたコイルを各々が備えた複数の固定子鉄心を環状に備えた固定子と、前記ワイヤの端末をヒュージングにより固定するヒュージング用端子と、
   を有する電動機であって、
   前記ヒュージング用端子は、
   前記固定子鉄心の外周側に位置するベースに、長手方向の一端が差し込まれた本体と、
   前記本体の縁から延びる保護板と、
   前記保護板の一面上に設けられ、前記保護板に連なる部材の折り返し部分において前記ワイヤの端末を前記保護板との間で保持する第１保持部と、
   前記保護板の前記一面上に設けられ、前記保護板に連なる部材の折り返し部分において前記ワイヤの端末と前記コイルとの間に位置する前記ワイヤを前記保護板との間で保持する第２保持部と、
   前記保護板の前記一面上に設けられ、前記保護板に連なる部材の折り返し部分において前記第１保持部と前記第２保持部との間の前記ワイヤを前記保護板との間でヒュージングにより固定するヒュージング部と、を備え、
   前記保護板は、前記本体の長手方向に垂直な方向、且つ、前記固定子の環軸に垂直な方向に延びており、
   前記ヒュージング部、前記第１保持部、及び、前記第２保持部の各々の折り返し部分は、前記保護板が前記本体から延びる方向に垂直な方向、且つ、前記固定子の環軸に平行な方向に折り返されていることを特徴とする電動機。
3. 前記固定子の前記コイルが前記ヒュージング用端子を介して接続された基板を更に備え、
   前記固定子と、前記基板とが、モールド樹脂により一体成形されていることを特徴とする
   請求項１又は２に記載の電動機。

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