CN102439734B - 连接端子、端子连接结构及端子盒 - Google Patents
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Abstract
一种端子盒(1)，在盒主体(11)内包括将母线端子(4)与输出电缆(22)的芯线(221)中转连接的连接端子(3)。连接端子(3)在一端部具有供母线端子(4)插入的插入连接部(32)，在另一端部具有对与端子主体(31)连接的输出电缆(22)的芯线(221)进行压接的电缆压接部(39)。插入连接部(32)配置有具有弹性反作用力的弹性接触片(35)，从而能将母线端子(4)压入。
Description
技术领域
本发明涉及一种连接端子、端子连接结构及包括该连接端子的端子盒。
背景技术
近年来，提供有一种通过呈矩阵状配置于建筑物的屋顶等的太阳能电池模块来进行太阳能发电的太阳能发电系统。在这种太阳能发电系统中，为了将相邻的太阳能电池模块彼此电连接，并将通过各太阳能电池模块发电的电力取出，使用太阳能电池模块用的端子盒。
端子盒安装在配有以串联方式连接的多个太阳能电池单元的太阳能电池模块的背面侧。例如，如专利文献1、2等所公开的那样，端子盒在盒主体内配置有多个端子板，并在相邻的端子板之间设置旁通二极管。
这种盒主体被制成由合成树脂材料制且上部敞开的箱形。此外，在盒主体的底面形成有基本横跨全宽的开口部。盒主体内部的多个端子板被排列成前端部分别面向盒主体的开口部。在该开口部穿过与太阳能电池模块的各太阳能电池单元组连接的输出导线。通过焊锡等将穿过的各输出导线与相对应的端子板的前端部连接。
盒主体通过这种方式与太阳能电池模块连接后，在内部填充硅酮树脂等绝缘性树脂。藉此，对盒主体内的端子板及输出导线等进行封闭。此外，盒主体因在敞开的上部安装有盖构件而被密封。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2001-77391号公报
专利文献2：日本专利特开2006-351597号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在上述现有的端子盒中，端子板与太阳能电池模块侧的输出端的连接作业很困难。
具体来说，虽说一般在太阳能电池模块侧的输出端设有铜箔等金属箔，但在将该金属箔与端子板锡焊连接时，在需要一只手使用销套件等来将金属箔固定在端子板的规定位置的同时，还必须用另一只手移动焊烙铁来将它们连接。因此，使端子板与太阳能电池模块侧的输出端的连接变成困难的作业，其需要相当的熟练度。
此外，也可以不通过锡焊的方式，而是通过例如螺纹旋紧等方式来将端子板与太阳能电池模块侧的输出端机械连接。但是，这种情况也与锡焊作业一样，在连接作业时需要劳力和时间。除此之外，在螺纹旋紧的情况下，可能会发生螺钉松脱，很难长期保证是可靠性高的端子盒。
因此，本发明鉴于上述现有的技术问题而作，其目的在于提供一种连接端子及其端子连接结构以及使用上述连接端子的太阳能电池模块用的端子盒，其中，上述连接端子不使用锡焊等需要劳力和时间的连接方法就能容易地与输出端连接，从而能实现在操作性及可靠性上的提高。
解决技术问题所采用的技术方案
为解决上述技术问题，本发明的连接端子是包括将母线端子与输出电缆中转连接的端子主体的连接端子。此外，上述端子主体在一端部具有供母线端子插入的插入连接部，在另一端部具有对与端子主体连接的输出电缆的芯线进行压接的电缆压接部。上述插入连接部包括：与端子主体的一端部一体形成的大致四边形筒状的保持部；以及在该保持部内延伸的弹性接触片。上述弹性接触片因从端子主体的一端部延伸设置且朝另一端部的方向折返、并以与保持部的内表面抵接的方式弯曲形成而具有弹性反作用力，并且在与保持部相对的面上具有突起部。能利用弹性接触片的弹性反作用力而将母线端子压入上述弹性接触片与上述保持部之间，并利用该弹性接触片将母线端子与输出电缆彼此连接。
藉此，能简单且可靠地将母线端子与端子主体的一端部连接，从而能不需要进行焊锡和螺纹旋紧等作业。
此外，在本发明的上述连接端子中，其特征是，上述弹性接触片的作为自由端的端部朝保持部的外侧延伸出而构成向外侧弯曲的形状的杆，能以通过按压上述杆来使弹性接触片离开保持部的内表面的方式进行操作。
藉此，能更简单且可靠地将母线端子与端子主体的插入连接部连接。
此外，在本发明的上述连接端子中，较为理想的是，上述保持部包括与端子主体的左右侧缘部一体延伸设置的一对保持片，并使该保持片折曲成分别呈大致U字形来形成，上述各保持片的端缘彼此以空开间隙的方式相对，从而形成狭缝部。
通过如上所述构成保持部，能与母线端子的大小及形状相适，此外，能适当调整在将母线端子压入插入连接部时的接触压及保持强度。
此外，在本发明的上述连接端子中，较为理想的是，上述插入连接部以弹性接触片朝保持部的内表面方向突出的方式弯曲，并形成为剖面呈大致K字形，从而能良好地对母线端子进行保持固定。
而且，在本发明的上述连接端子中，较为理想的是，在上述插入连接部与电缆压接部之间的中间部，与左右侧缘部一体地立设有二极管支承片，该二极管支承片包括对旁通二极管进行保持的槽部，从而能容易地将旁通二极管配置在盒主体内。
此外，使用上述各技术方案的连接端子的端子连接结构也属于本发明技术思想的范畴。也就是说，本发明的端子连接结构是将母线端子插入端子主体来进行连接的端子连接结构。在上述端子主体一体形成有插入连接部，该插入连接部在大致四边形筒状的保持部内配置有弹性接触片。上述弹性接触片因从端子主体的一端部延伸设置且朝另一端部的方向折返、并以与保持部的内表面抵接的方式弯曲形成而具有弹性反作用力，并且在与保持部相对的面上具有突起部。此外，利用弹性接触片的弹性反作用力将上述母线端子压入弹性接触片与上述保持部之间，从而将上述母线端子保持在弹性接触片与保持部之间，并且该弹性接触片的突起部被压接到母线端子而彼此连接。
此外，使用上述各技术方案的连接端子的端子盒也属于本发明技术思想的范畴。也就是说，本发明的端子盒是安装于太阳能电池模块来将多个太阳能电池模块彼此电连接的端子盒。此外，上述端子盒包括开口的箱状的盒主体和对该盒主体的开口进行关闭的盖体，在盒主体内配置有连接端子，该连接端子对太阳能电池模块的母线端子和将来自母线的输出取出至外部的输出电缆的芯线进行中转连接。上述连接端子在一端部具有供母线端子插入的插入连接部，在另一端部具有对与端子主体连接的输出电缆的芯线进行压接的电缆压接部。上述插入连接部包括：与端子主体的一端部一体形成的大致四边形筒状的保持部；以及在该保持部内延伸的弹性接触片。上述弹性接触片因从端子主体的一端部延伸设置且朝另一端部的方向折返、并以与保持部的内表面抵接的方式弯曲形成而具有弹性反作用力，并且在与保持部相对的面上具有突起部。能利用弹性接触片的弹性反作用力将母线端子压入上述弹性接触片与上述保持部之间，上述母线端子经由在盒主体上开设的连接用开口部而被向盒主体内导入，并形成为能通过压入上述连接端子的插入连接部而与输出电缆连接。
通过上述结构，能不使用锡焊作业这样需要劳力和时间的连接方法和可能出现松脱的螺纹旋紧方法，只要将输出端插入连接端子就能进行连接，从而能在不需要作业熟练度的情况下，谁都能简单地进行实施。
发明效果
根据如上所述构成的本发明，能提供一种不使用锡焊作业这样需要劳力和时间的连接方法和可能出现松脱的螺纹旋紧方法就能将连接端子与输出端连接、不需要作业熟练度、谁都能简单地进行实施的可靠性高的端子连接结构、以及实现在操作性上的提高的连接端子及端子盒。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的端子盒内部的俯视图。
图2是从与图1的端子盒连接的输出电缆的导入方向观察的端子盒的侧视图。
图3是表示在图1中的A-A剖面的盒主体上安装有盖体的状态的剖视图。
图4是表示本发明一实施方式的连接端子的立体图。
图5(a)～图5(d)是通过连接端子及母线的剖面一步步表示将母线端子插入图4的连接端子的情况的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的连接端子、端子连接结构及端子盒的实施方式进行说明。
图1～图3表示本发明一实施方式的端子盒，图1是表示端子盒内部的俯视图，图2是表示端子盒的侧面中的设有输出电缆的导通部的侧面的侧视图。图3是表示在图1中的A-A剖面的盒主体11上安装有盖体16的状态的剖视图。
—对端子盒的说明—
端子盒1例如是安装于在表面上设有彼此电连接的多个太阳能电池单元的太阳能电池模块的构件。这种端子盒1使用于铺设在建筑物的屋顶等上的多个太阳能电池模块来构筑太阳能发电系统。在上述端子盒1中，将相邻设置的太阳能电池模块彼此电连接，并将由各太阳能电池模块发电的电力取出。
端子盒1的盒主体11使用例如改性PPO(聚苯醚)或ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)等具有在耐候性、电绝缘性、耐冲击性、耐热性及难燃性中的任意一点上都优异的特性的合成树脂来成型成大致箱形。
如图1所示，上述盒主体11的一个面开口而敞开，在另一面上形成有连接用开口部12。在此，为了方便起见，将盒主体11的开口侧设为上部、将设有连接用开口部12的一侧设为底部来进行说明。
如图3所示，在盒主体11的底部朝内部方向突出设置有对连接端子3进行固定的固定台14。在所例示的形态中，固定台14从盒主体11的底部侧对连接端子3的端子主体31进行支承。
此外，在盒主体11上设有将连接端子3的前端部支承于盒主体11的底部的支承部15。支承部15包括对连接端子3的插入连接部32进行覆盖的空间。
在安装完连接端子3等所有的部件之后，向盒主体11内部的空间填充硅酮树脂等绝缘性树脂。藉此，将盒主体11内部的电连接部分全部用树脂封闭。如图3所示，盒主体11上部的开口因安装有盖体16而被关闭。另外，在图1及图3中，为了便于看图，以没有填充绝缘性树脂的状态进行表示。
如图1所示，在盒主体11的内部设置有四个连接端子3…3。这四个连接端子3…3以规定间隔排列。各连接端子3的一端部配置成面向盒主体11的连接用开口部12。这些连接端子3的一端部与从太阳能电池模块输出的输出端即母线端子4(参照后述的图5(a)～图5(d))连接。
此外，上述连接端子3…3中配置在两端的两个连接端子3、3在另一端部分别与将来自母线的输出取出至外部的输出电缆22的芯线221连接。如图2所示，在盒主体11的一侧壁形成有两个电缆导通部13、13，输出电缆22、22分别被导入盒主体11内。这些输出电缆22、22的芯线221、221分别连接至连接端子3、3的另一端部。
在输出电缆22、22上覆盖有电缆固定用的固定构件24。各输出电缆22在盒主体11的外部与未图示的外部连接用连接器等连接，并能与在另一太阳能电池模块上设置的端子盒1的输出电缆等彼此连接。
如图3所示，连接端子3配置于盒主体11的固定台14，并通过旋紧螺钉等而一体安装于盒主体11。此时，将连接端子3的一端部的插入连接部32插入支承部15的内部空间来进行配置。
盒主体11内部的相邻的两个连接端子3、3之间配置有旁通二极管20。在例示的形态中，在一个端子盒1中使用的旁通二极管20是三个。各旁通二极管20在两个连接端子3、3之间与太阳能电池模块并联连接。藉此，能事前防止反方向电流向太阳能电池模块流动。
此外，在例示的形态中，作为旁通二极管20，使用由合成树脂等模制形成的封装型二极管。在旁通二极管20中，通过锡焊将旁通二极管20的导线部分与连接端子3连接。
在各输出电缆22上套设有截水套管23。截水套管23不仅能防止水从盒主体11的外部进入内部，还能将输出电缆22固定于盒主体11。
在图3所示的形态中，截水套管23包括大致筒状的内侧套管232和设于该内侧套管232外侧的外侧套管231，它们被成型成一体的形状。内侧套管232与输出电缆22的外周面密接，外侧套管231相对于电缆导通部13密接。藉此，能确保盒主体11的内部与外部的防水性。
在输出电缆22上以靠近截水套管23的方式安装有固定构件24。固定构件24是用于将输出电缆22稳定地固定在盒主体11上的构件。固定构件24由与盒主体11相同的材质形成，其通过超声波焊接等方式与输出电缆22的外周固接。
此外，在图3所示的形态中，在盒主体11的开口上安装有盖体16来进行封闭。在盖体16与盒主体11的嵌合部分设置有O形环或橡胶件等密封构件17，从而可确保防水性。
对于这种端子盒1而言，母线端子4经由开设在盒主体11上的连接用开口部12而被导入盒主体11内，从而与连接端子3的插入连接部32连接。
—对连接端子的说明—
接着，参照附图对配置在端子盒1的盒主体11内的连接端子3进行具体说明。
图4是表示连接端子3的一例的立体图。图5(a)～图5(d)是通过剖面一步步表示将母线端子4插入图4的连接端子3的情况的说明图。
在上述端子盒1中，在内部配置的四个连接端子3…3均是相同形状。各连接端子3在端子主体31的一端部(图中的上方部)具有供母线端子4插入的插入连接部32，并在另一端部(图中的下方部)具有对上述输出电缆22的芯线221进行压接的电缆压接部39。
连接端子3的插入连接部32包括保持部33和弹性连接片35。保持部33与端子主体31的一端部形成为一体，其呈大致四边形筒状的形状。弹性连接片35也与端子主体31的一端部形成为一体，其配置在保持部33的内侧。
在图4所示的形态中，保持部33通过将在端子主体31的左右侧缘部延伸设置的一对保持片331、331分别呈大致U字形折曲来形成。此外，被折曲成大致呈U字形的各保持片331、331的端缘彼此以设置微小尺寸的间隙的方式相对，由此构成狭缝部34。这样，保持部33与端子主体31一体设置，并呈具有狭缝部34的大致四边形筒状的形状。
另外，保持部33也能利用该狭缝部34来进行使保持片33朝更内侧折曲、或折曲成半圆形这样的各种变形。
弹性接触片35从端子主体31的一端部延伸设置。弹性接触片35从该端子主体31的一端部朝向另一端部的方向折返成大致U字形，从而被插入到保持部33的内侧。藉此，如图4所示，弹性接触片35与保持部33的内表面相对配置。此外，弹性接触片35以与保持部33的保持片331、331的内表面抵接的方式弯曲形成。
具体来说，弹性接触片35的在端子主体31的一端部处被折返的部分远离保持部33的内表面。藉此，如图4及图5(a)所示，形成靠端子主体31的一端部较宽、朝向保持部33的内侧变窄的锥状的插入口321。
弹性接触片35因如上所述具有对端子主体31的一端部进行折返的形状，而具有朝保持部33的内表面方向施力的弹性反作用力。此外，在例示的形态中，弹性接触片35在与保持片331、331相对的面上具有圆凸状的突起部36。上述突起部36形成为能正好收纳在保持部33的狭缝部34之间的位置及尺寸。
此外，如图4所示，弹性接触片35的端部为自由端。弹性接触片35的自由端部351朝保持部33的外侧延伸出，并向外侧弯曲，从而构成杆37。上述杆37能作为进行按压的操作部，通过按压，能使弹性接触片35远离保持片331、331的内表面。此外，一旦离开所按压的杆37，其形状就会在弹性接触片35的弹性反作用力的作用下恢复，并再次与保持片331、331的内表面抵接。
而且，插入连接部32以弹性接触片35在保持部33的内侧朝保持片331、331的内表面方向突出的方式弯曲形成。在图5(a)所示的形态中，弯曲的弹性接触片35与保持片331、331的内表面相互作用，而构成为剖面呈大致K字形的弯曲形状。
弹性接触片35的突起部36形成为位于弯曲后的面的顶部。此外，上述弹性接触片35中的弹性反作用力的调整可通过改变保持部33的折曲形状以使弹性接触片35的挠曲量变化来进行。
如上所述，端子盒1设有旁通二极管20。在连接端子3上形成有二极管支承片38，该二极管支承片38包括对旁通二极管20进行保持的槽部381。
如图4所示，二极管支承片38在插入连接部32与电缆压接部39的中间部处一体地立设在端子主体31的左右侧缘部。二极管支承片38在中央具有狭缝状的槽部381，其能供旁通二极管20的导线部分插入来进行保持。
连接端子3的电缆压接部39设置在端子主体31的另一端部。在例示的形态中，立设有端子主体31的左右侧缘部，从而与端子主体31形成为一体。在电缆压接部39配置有输出电缆22的芯线221，从而来进行铆接。此外，端子主体31在电缆压接部39与二极管支承片38之间具有细脖部，该电缆压接部39的部分的宽度形成为比形成有插入连接部32及二极管支承片38的部分的宽度窄。
上述连接端子3能通过插入连接部32的弹性接触片35的弹性反作用力而将母线端子4压入到弹性接触片35与保持部33之间。
即，在连接端子3中，当从图5(a)所示的状态对杆37进行按压时，如图5(b)所示，在插入连接部32中，保持部33与弹性接触片35分开。接着，如图5(c)所示，母线端子4能容易地插入到该弹性接触片35与保持部33之间。一旦完成母线端子4的插入，则离开所按压的杆37。这样，如图5(d)所示，弹性接触片35会在弹性反作用力的作用下回到原来的形状，而使母线端子4夹持在弹性接触片35与保持部33之间。藉此，母线端子4利用端子主体31的弹性接触片35而与输出电缆22彼此连接。
—对端子连接结构的说明—
如图5(d)所示，在本实施方式的端子连接结构中，在设于连接端子3的插入连接部32中，母线端子4被从端子主体31的一端部压入而彼此连接。插入连接部32以弹性接触片35与保持部33抵接的方式相对配置，并在弹性接触片35的弹性反作用力的作用下对母线端子4进行夹持。
在例示的形态中，弹性接触片35在保持部33的内侧以朝保持部33的内表面方向突出的方式弯曲形成，从而朝保持部33的内表面方向对所插入的母线端子4进行按压。
此外，如图5(a)所示，设置于弹性接触片35的突起部36形成为正好收纳在保持部33的狭缝部34之间，并被配置成从保持片331、331的内表面突出的状态。因此，如图5(d)所示，通过将母线端子4插入端子主体31的插入连接部32，从而弹性接触片35不仅被压下与母线端子4的厚度相应的量，还被压下与突起部36的突出量相应的量。其结果是，母线端子4受到弹性接触片35的弹性反作用力而被牢固地保持在弹性接触片35与保持部33之间。能形成为利用保持部33的狭缝部34并通过使狭缝部34向内侧按压变形，从而进一步提高弹性接触片35与母线端子4的接触压力。
通过上述端子连接结构，母线端子4能简单地连接到连接端子3的插入连接部32，且能在强大的弹性反作用力的作用下被夹持。在现有的结构中，在焊锡作业时可能需要劳力和时间，而在螺纹旋紧时可能会出现松脱，但在本实施方式的端子连接结构中，不是使用焊接和螺纹旋紧方式的连接，而只是通过将母线端子4插入到弹性接触片35与保持部33之间，就能完成连接所需要的作业。因此，不需要对母线端子4与连接端子3的连接具有熟练度，谁都能简单且可靠地进行实施，并不用担心因锡焊连接的热而导致的对二极管的影响，从而能实现非常好的端子连接结构。
另外，本发明能在不脱离其精神或主要特征的前提下以其它各种形态来加以实施。因此，上述实施方式在所有点上仅是单纯的例示，而不构成限定性的解释。本发明的范围通过权利要求书表示，丝毫不受说明书正文的局限。而且，属于权利要求范围的等同范围的变形或改变均在本发明的范围内。
本申请要求基于2009年5月20日在日本提出申请的日本专利特愿2009-122293号的优先权。通过提及上述优先权，将其所有内容纳入本申请。
工业上的可利用性
本发明能理想地适用于太阳能发电系统中的太阳能电池模块用的端子盒中，还能理想地利用在端子盒的连接端子及端子连接结构中。
(符号说明)
1端子盒
11盒主体
12连接用开口部
13电缆导通部
14固定台
15支承部
16盖体
17密封构件
20旁通二极管
22输出电缆
221芯线
23截水套管
231外侧套管
232内侧套管
24固定构件
3连接端子
31端子主体
32插入连接部
321插入口
33保持部
331保持片
34狭缝部
35弹性接触片
351自由端部
36突起部
37杆
38二极管支承片
381槽部
39电缆压接部
4母线端子
Claims (7)
1.一种连接端子，包括将母线端子与输出电缆中转连接的端子主体，其特征在于，
所述端子主体在一端部具有供母线端子插入的插入连接部，
所述端子主体在另一端部具有对与端子主体连接的输出电缆的芯线进行压接的电缆压接部，
所述插入连接部包括：与端子主体的一端部一体形成的四边形筒状的保持部、以及在该保持部内延伸的弹性接触片，
所述弹性接触片因从端子主体的一端部延伸设置且朝另一端部的方向折返、并以朝保持部的内表面方向突出的方式弯曲形成而具有弹性反作用力，
所述弹性接触片在与所述保持部相对的面的弯曲顶部具有突起部，所述突起部设置成从所述保持部的所述内表面突出，
能利用弹性接触片的弹性反作用力而将母线端子压入所述弹性接触片与所述保持部之间，并利用该弹性接触片将母线端子与输出电缆彼此电连接。
2.如权利要求1所述的连接端子，其特征在于，所述弹性接触片的作为自由端的端部朝保持部的外侧延伸出而构成向外侧弯曲的形状的杆，能以通过按压所述杆来使弹性接触片离开保持部的内表面的方式进行操作。
3.如权利要求1所述的连接端子，其特征在于，
所述保持部包括与端子主体的左右侧缘部一体延伸设置的一对保持片，并使该保持片折曲成分别呈U字形来形成，
所述各保持片的端缘彼此以空开间隙的方式相对，从而形成狭缝部。
4.如权利要求1至3中任一项所述的连接端子，其特征在于，所述插入连接部以弹性接触片朝保持部的内表面方向突出的方式弯曲，并形成为剖面呈K字形。
5.如权利要求1至3中任一项所述的连接端子，其特征在于，在所述插入连接部与电缆压接部之间的中间部，与左右侧缘部一体地立设有二极管支承片，该二极管支承片包括对旁通二极管进行保持的槽部。
6.一种端子连接结构，将母线端子插入端子主体来进行连接，其特征在于，
在所述端子主体一体形成有插入连接部，该插入连接部在四边形筒状的保持部内配置有弹性接触片，
所述弹性接触片因从端子主体的一端部延伸设置且朝另一端部的方向折返、并以与保持部的内表面方向突出的方式弯曲形成而具有弹性反作用力，
所述弹性接触片在与所述保持部相对的面的弯曲顶部具有突起部，所述突起部设置成从所述保持部的所述内表面突出，
利用弹性接触片的弹性反作用力将所述母线端子压入弹性接触片与所述保持部之间，从而将所述母线端子保持在弹性接触片与保持部之间，并且该弹性接触片的突起部被压接到母线端子而彼此电连接。
7.一种端子盒，其安装于太阳能电池模块来将多个太阳能电池模块彼此电连接，其特征在于，
所述端子盒包括开口的箱状的盒主体和对该盒主体的开口进行关闭的盖体，在盒主体内配置有连接端子，该连接端子对太阳能电池模块的母线端子和将来自母线的输出取出至外部的输出电缆的芯线进行中转连接，
所述连接端子在一端部具有供母线端子插入的插入连接部，在另一端部具有对与端子主体连接的输出电缆的芯线进行压接的电缆压接部，
所述插入连接部包括：与端子主体的一端部一体形成的四边形筒状的保持部、以及在该保持部内延伸的弹性接触片，
所述弹性接触片因从端子主体的一端部延伸设置且朝另一端部的方向折返、并以与保持部的内表面方向突出的方式弯曲形成而具有弹性反作用力，
所述弹性接触片在与所述保持部相对的面的弯曲顶部具有突起部，所述突起部设置成从所述保持部的所述内表面突出，
能利用弹性接触片的弹性反作用力将母线端子压入所述弹性接触片与所述保持部之间，
所述母线端子经由在盒主体上开设的连接用开口部而被向盒主体内导入，并形成为能通过压入所述连接端子的插入连接部而与输出电缆电连接。
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