CN105408752A - 分流电阻式电流传感器 - Google Patents

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Abstract

一种分流电阻式电流传感器(1)，包括汇流条(10)、电路板(20)、电压检测端子(41、42)和电压检测IC(30)，用于检测施加到汇流条(10)的电压的大小。汇流条(10)由如下构成：要连接到电池极柱(71)的通孔(11)；要连接到用以固定线束的双头螺栓(77)的通孔(12)；以及分流电阻部(13)，该分流电阻部位于用于电池极柱(71)的通孔(11)与用于线束W的通孔(12)之间。汇流条(10)构造成使得包括通孔(12)的区域和包括通孔(11)的区域经由弯曲部(14)而以台阶的方式形成。

Description

分流电阻式电流传感器
技术领域
本发明涉及一种分流电阻式电流传感器。
背景技术
已经提出一种分流电阻式电流传感器，其中，为了检测脉冲电流、大的AC电流等，使待测电流流入具有已知电阻值的分流电阻中，并且检测分流电阻两端产生的电压降，从而测量待测电流的大小。例如，在诸如汽车这样的车辆中，有时使用称作汇流条的金属片用于功率分配，并且汇流条对应于电流路径的一部分用作分流电阻。电路板安置在汇流条上。为了检测流经汇流条的待测电流的大小，电路板安装了电压检测IC等用于检测施加到分流电阻的电压的大小。
专利文献1公开一种电流传感器，其中汇流条设置有平坦部，电路板安装在平坦部上，并且基于汇流条中的电压降和已知的电阻值获得流入汇流条的电流。该汇流条在其一端处设置有要连接到电池极柱的连接部，并且在其另一端处设置有要经由双头螺栓连接到线束的连接部。汇流条安置在电池的存在电池极柱的上表面上。
文献列表
专利文献
专利文献1：JP-A-2012-78328
发明内容
技术问题
然而，根据专利文献1中公开的技术，由于双头螺栓存在于远离电池的上表面的位置处，所以产生从电池到罩盖的距离变短的问题。从而，由于罩盖与双头螺栓之间的空隙小，所以相对于载荷输入，可能不能确保罩盖的变形量是大的。
鉴于前述情况作出本发明，并且本发明的目的是提供一种分流电阻式电流传感器，其能够降低安置在汇流条处的双头螺栓的相对装接位置。
问题解决方案
为解决前述问题，根据本发明的分流电阻式电流传感器具有以下特征(1)至(5)。
(1)一种分流电阻式电流传感器，包括：
汇流条，该汇流条包括：第一连接部，该第一连接部要连接到电池极柱；第二连接部，该第二连接部要连接到用于固定线束的双头螺栓；以及分流电阻部，该分流电阻部位于所述第一连接部与所述第二连接部之间，并且充当待测电流的路径；
电路板，该电路板安置成与所述汇流条对置；
一对端子，该一对端子电连接所述汇流条与所述电路板；以及
电压检测器，该电压检测器安装在所述电路板上，并且检测施加在所述一对端子之间的电压的大小，以便检测流经所述汇流条的待测电流量，其中
所述汇流条构造成使得包括所述第二连接部的区域和包括所述第一连接部的区域经由弯曲部而以阶梯的方式形成，并且所述第二连接部设定在比所述第一连接部低的位置处。
(2)具有(1)的构造的分流电阻式电流传感器，其中
所述弯曲部设定在所述分流电阻部与所述第二连接部之间，并且所述电路板安置成与所述分流电阻部的下表面侧对置。
(3)具有(2)的构造的分流电阻式电流传感器，还包括：
外壳，该外壳通过插入成型形成在所述汇流条中，以具有用于将所述电路板组装到所述汇流条的凹形空间，以及
密封部，该密封部通过将成型材料填充在所述外壳的所述凹形空间内而形成，其中
外壳设定成使得凹形空间面向下方。
此外，在本发明中：
(4)具有(1)的构造的分流电阻式电流传感器，其中
所述弯曲部设定在所述第一连接部与所述分流电阻部之间，并且所述电路板安置成与所述分流电阻部的上表面侧对置。
(5)具有(4)中描述的构造的分流电阻式电流传感器，还包括：
外壳，该外壳通过插入成型形成在所述汇流条中，以具有用于将所述电路板组装到所述汇流条的凹形空间，以及
密封部，该密封部通过将成型材料填充在所述外壳的所述凹形空间内而形成，其中
所述外壳设定成使得凹形空间面向上方。
发明的有益效果
根据本发明，由于弯曲部设置在汇流条处，所以第二连接部能够设定在比第一连接部低的位置处。通过这样，与汇流条整体设定为平坦形状的情况相比，要连接到第二连接部的双头螺栓能够相对降低。从而，能够在电池上方的罩盖与双头螺栓之间确保需要的空间。结果，由于能够将罩盖的变形量确保为相对载荷输入是大的，所以能够提高相对于载荷的冲击吸收性能。
附图说明
图1是示意性地示出根据第一实施例的分流电阻式电流传感器的顶视图。
图2是示意性地示出根据第一实施例的分流电阻式电流传感器的侧视图。
图3是示意性地示出根据第一实施例的分流电阻式电流传感器的侧视图。
图4是包括外壳的分流电阻式电流传感器的说明图。
图5是包括外壳的分流电阻式电流传感器的说明图。
图6是示意性地示出分流电阻式电流传感器的使用状态的说明图。
图7图示出示意性地示出分流电阻式电流传感器的使用状态的说明图，其中图7(a)示出包括外壳的状态，并且图7(b)示出不包括外壳的状态。
图8是示意性地示出根据第二实施例的分流电阻式电流传感器的顶视图。
图9是包括外壳的分流电阻式电流传感器的说明图。
参考表及列表
1分流电阻式电流传感器
10汇流条
11通孔(第一连接部)
12通孔(第二连接部)
13分流电阻部
14弯曲部
20电路板
30电压检测IC(电压检测器)
35温度传感器
41电压检测端子
42电压检测端子
43接地端子
60外壳
61连接器
70电池
71电池极柱
75螺母
76螺栓
77双头螺栓
78螺母
具体实施方式
(第一实施例)
图1是示意性地示出根据该实施例的分流电阻式电流传感器1的顶视图。图2是示意性地示出根据实施例的分流电阻式电流传感器1的侧视图，并且示出从相对于纸面的下侧观看的图1所示的分流电阻式电流传感器1的状态。图3是示意性地示出根据实施例的分流电阻式电流传感器1的侧视图，并且示出从相对于纸面的右方观看的图1所示的分流电阻式电流传感器1的状态。根据实施例的分流电阻式电流传感器1用作电池端子，并且主要由汇流条10和电路板20构成。
汇流条10是大致平板状的导电部件，并且由例如铜锰合金、铜镍合金等构成。分流电阻部13设定在汇流条10的一部分处。汇流条形成为当电流在汇流条10中流过时使待测电流流经分流电阻部13。通过对平板状钢材压制成型使汇流条10形成为具有期望的形状。
例如，汇流条10形成为从上方观看时的大致U形。通孔11和12分别形成在汇流条的两端部处。一个通孔11是充当第一连接部的孔，该第一连接部要与电池极柱相连接。固定螺栓76和螺母75能够装接到该孔的周围。另一通孔12是充当第二连接部的孔，用于固定线束的双头螺栓要连接到该第二连接部。分流电阻部13定位在两个通孔11与12之间。
作为该实施例的一个特征，汇流条10形成为使得：包括用于线束的通孔12的区域和包括用于电池极柱的通孔11的区域经由曲柄状的弯曲部14而以台阶的方式形成。在该实施例中，弯曲部14设定在分流电阻部13与用于线束的通孔12之间。由于该弯曲部14的存在，用于线束的通孔12设定在比用于电池极柱的通孔11低的位置处。顺便提及，用于线束的通孔12与用于电池极柱的通孔11之间的高度相对关系根据汇流条10连接到电池极柱的状态而决定。
分流电阻式电流传感器1包括分别对应于正电极和负电极的一对电压检测端子41和42。每个电压检测端子41和42都电连接在电路板20与汇流条10之间，并且还相对于汇流条10保持电路板20。在分流电阻式电流传感器1用作电池端子并且装接到电池的负电极侧上的电池极柱的情况下，一个电压检测端子41对应于正电极侧的电压检测端子，并且另一电压检测端子42对应于负电极侧的电压检测端子。电压检测端子41和42设置在分别与分流电阻部13的两端相对应的位置处。
每个电压检测端子41和42都构造成从汇流条10的对应的边缘部延伸的带状延伸片。电压检测端子41和42从各自的边缘部在相反方向上交替地延伸，以互相对置并且平行并列。电压检测端子41和42以通过冲压加工与汇流条10同时形成的方式与汇流条10一体地形成。
每个电压检测端子41和42都以大致L形构成。即，这些电压检测端子的每个电压检测端子均以方式构成：汇流条10的相应边缘部延伸，而后向位于下方的电路板20侧弯曲。到弯曲位置的末端侧部分直线地延伸，并且其末端区域贯通电路板20(见图2)。
特别地，每个电压检测端子41和42都由连接到汇流条10的基部和位于基部的末端侧处的末端部构成。基部设定成具有与汇流条10相同的板厚，并且在其中间向电路板20侧弯曲。另一方面，末端部设定成具有比汇流条小的板厚，并且具有比汇流条小的宽度。末端部贯通电路板20。末端部例如通过用于减小其板厚的减厚加工而形成。该减厚加工是用于实现通过小孔贯通电路板20的预加工，并且先于基部处的弯曲加工而进行。
在这方面，由于形成在电路板20处的通孔的内径匹配末端部的外径，所以基部不能够进入该通孔内。从而，在汇流条10与电路板20之间，存在与从弯曲位置到末端部的长度相对应的缝隙。以该方式，电压检测端子41和42以与汇流条10分离的方式保持电路板20。
分流电阻式电流传感器1还包括接地端子43。接地端子43电连接在汇流条10与电路板20之间，并且还如一对电压检测端子41和42一样，相对于汇流条10保持电路板20。接地端子43关于流经汇流条10的待测电流的电流路径安置在一对电压检测端子41和42的外侧。换言之，接地端子43比分流电阻部13安置在外部。在该实施例中，接地端子43设置在另一电压检测端子42与用于电池极柱的通孔11之间。
接地端子43以使汇流条10的边缘部分延伸而后向电路板20侧弯曲的方式而构造成从汇流条10的边缘部分延伸的带状延伸片，并且其末端区域贯通电路板20。由于接地端子43的具体构造与各个电压检测端子41和42的构造大致相同，所以将省略其具体说明。
电路板20安置成以其间的预定空间与汇流条10对置。在该实施例中，电路板安置成与分流电阻部13的下表面侧对置。一对电路图案(未示出)形成在电路板20上。一对电路图案的各自的一端部连接到分别贯通电路板20的电压检测端子41和42。一对电路图案的各自的另一端部连接到后文描述的电压检测IC30。此外，接地图案(未示出)形成在电路板20上。接地图案的一端部连接到贯通电路板20的接地端子43，并且其另一端部连接到电压检测IC30。例如，各个电压检测端子41、42与电路图案之间的连接和接地端子43与接地图案之间的连接通过焊接而进行。
电压检测IC30安装在电路板20上，并且连接到各自形成在电路板20上的电路图案和接地图案。主要由CPU、ROM、RAM和I/O接口构成的微计算机能够用作电压检测IC30。为检测流经汇流条10的待测电流量，电压检测IC30(电压检测器)检测经由一对电压检测端子41、42施加到电路板20的电压。即，电压检测IC30检测在汇流条10的分流电阻部13两端产生的电压降，并且然后基于该电压降检测流经汇流条10的待测电流量。
电压检测IC30根据后文描述的温度传感器35的测量结果进行修正。具体地，电压检测IC30根据温度检测结果修正分流电阻部13的电阻值，从而不检测由于温度改变而受电阻值改变影响的错误的电流值。
温度传感器35设置在电路板20的与汇流条10的分流电阻部13相对置的一个表面上。在该实施例中，温度传感器设置在电路板20的与其安装电压检测IC30的另一表面相反的一个表面上。温度传感器35(温度检测器)检测与其自身对置的汇流条10(分流电阻部13)的温度。由温度传感器35检测的温度输出到电压检测IC。
顺便提及，为了提高温度传感器5的检测精度，优选地电路板20与汇流条10之间的距离是短的。鉴于此，每个电压检测端子41、42和接地端子43都经受弯曲加工，在其与汇流条10连续的根部处向上弯曲。
图4和5是包括外壳60的分流电阻式电流传感器1的说明图。分流电阻式电流传感器1还包括外壳60。外壳60形成为覆盖汇流条10的所需部分。如图5所示，外壳60具有用于将电路板20组装到汇流条10的凹形空间。在该实施例中，凹形空间设定成面向下方。
外壳60通过插入成型形成在汇流条10中。从而，在形成外壳60之后，电路板20连接到电压检测端子41、42和接地端子43，并且然后电路板20安置在凹形空间内。模制材料填充在外壳60的凹形空间内并且从而形成密封部50。能够通过该密封部50实现安装在电路板20上的元件的保护等。要连接到电路板20的连接器61能够装接到外壳60，并且从而电压检测IC30能够与外部装置连通。
图6和7是示意性地示出根据实施例的分流电阻式电流传感器1的使用状态的说明图。在图7中，图7(a)示出包括外壳60的状态，并且图7(b)示出不包括外壳60的状态。根据实施例的分流电阻式电流传感器1的汇流条10用作能够用于电池70的电池端子。例如，汇流条10的一个通孔11利用螺栓76和螺母75连接到电池极柱71的负电极侧。此外，双头螺栓77贯通另一通孔12，并且然后线束W利用螺母78固定到双头螺栓77。在该情况下，双头螺栓77从下方向上贯通汇流条10的通孔12。
以该方式，根据实施例，分流电阻式电流传感器1包括：汇流条10；电路板20，其安置成与汇流条10对置；电压检测端子41、42,和接地端子43，其电连接在汇流条10与电路板20之间；以及电压检测IC30，其安装在电路板20上，并且为了检测流经汇流条10的待测电流量，检测施加到汇流条10的电压的大小。在该方面，汇流条10由以下构成：要连接到电池极柱71的通孔11；要连接到双头螺栓77以固定线束W的通孔12；以及位于用于电池极柱71的通孔11与用于线束W的通孔12之间的分流电阻部13，其充当待测电流的路径。汇流条10构造成使得：包括用于线束W的通孔12的区域和包括用于电池极柱71的通孔11的区域经由曲柄状的弯曲部14以台阶的方式形成，并且使得用于线束W的通孔12设定在比用于电池极柱71的通孔11低的位置。
由于构成分流电阻式电流传感器1的汇流条10设置有弯曲部14，所以用于线束W的通孔12能够设定在比用于电池极柱71的通孔11低的位置处。通过这样，与汇流条10整体地设定成平坦形状的情况相比，双头螺栓77能够相对电池70侧降低。从而，能够在电池上方的罩盖与双头螺栓77之间确保需要的空间。结果，由于能够将罩盖的变形量确保为相对载荷输入是大的，所以能够提高相对于载荷的冲击吸收性能。
此外，在该实施例中，弯曲部14设定在分流电阻部13与用于线束W的通孔12之间，并且电路板20安置成以与分流电阻部13的下表面侧对置。
为了抑制由于干扰噪声和来自电路板20的噪声辐射导致的检测精度的劣化，电路板20期望地安置在电池70与汇流条10之间。在这方面，根据实施例，由于弯曲部14定位在分流电阻部13的端部处，所以能够在分流电阻部13的下表面侧上确保用于安置电路板20的充分的处理空间。结果，在避免弯曲部14与电路板20之间的干涉的同时，电路板20能够安置在分流电阻部13的下表面侧上。
此外，在该实施例中，分流电阻式电流传感器1还包括：外壳60，其通过插入成型形成在汇流条10中，以具有用于将电路板20组装到汇流条10的凹形空间；以及密封部50，其通过将成型材料填充在外壳60的凹形空间中而形成。外壳60设定成使得凹形空间面向下方。
根据这样的构造，外壳60能够保护电路板20。此外，由于外壳60以在其内容纳电路板20的凹形空间面向下方的方式设置，所以能够与密封部50一起抑制诸如水这样的液体的进入。
(第二实施例)
下面将说明根据第二实施例的分流电阻式电流传感器1。根据第二实施例的分流电阻式电流传感器1与第一实施例的不同之处在于弯曲部14的设定位置。图8是示意性地示出根据该实施例的分流电阻式电流传感器1的顶视图。图9是包括外壳60的分流电阻式电流传感器1的说明图。
作为该实施例的一个特征，汇流条10的弯曲部14设定在分流电阻部13与用于电池极柱的通孔11之间。如第一实施例一样，由于弯曲部14的存在，用于线束的通孔12设定在比用于电池极柱的通孔11低的位置处。
另一方面，电路板20安置成与汇流条10对置，且在该电路板20余汇流条10之间具有预定空间。在该实施例中，电路板20安置成与分流电阻部13的上表面侧对置。如第一实施例一样，电路板20能够安置成与分流电阻部13的下表面侧对置。然而，在该情况下，由于从电路板20到汇流条10的最上表面的高度变为大的，所以为了满足厚度减小的需求，该配置是优选的。
每个电压检测端子41、42和接地端子43都形成为大致L状。即，这些端子均以如下方式形成：汇流条10的相应边缘部延伸，而后向弯位于上方的电路板20侧弯曲。在各个电压检测端子41、42和接地端子43中，到弯曲位置的末端侧部直线地延伸，并且其末端区域贯通电路板20。
外壳60形成为覆盖汇流条10的所需的部分。如图9所示，外壳60具有用于将电路板20组装到汇流条10的凹形空间。在该实施例中，凹形空间设定成面向下方。模制材料填充在外壳60的凹形空间内并且从而形成密封部50。够通过该密封部50实现安装在电路板20上的元件的保护等。要连接到电路板20的连接器61能够装接到外壳60，使得电压检测IC能够与外部装置连通。
由于弯曲部14设置在构成分流电阻式电流传感器1的汇流条10处，所以用于线束W的通孔12能够设定在比用于电池极柱71的通孔11低的位置处。通过这样，与汇流条10整体地设定成平坦形状的情况相比，双头螺栓77能够相对电池70侧降低。从而，能够在电池上方的罩盖与双头螺栓77之间确保需要的空间。结果，由于能够将罩盖的变形量确保为相对载荷输入是大的，所以能够提高相对于载荷的冲击吸收性能。
此外，在该实施例中，弯曲部14设定在用于电池极柱71的通孔11与分流电阻部13之间，并且电路板20安置成与分流电阻部13的上表面侧对置。
为了抑制分流电阻式电流传感器1的整体高度，相比于汇流条10的下表面侧，电路板20优选地安置在汇流条10的上表面侧上。在这方面，根据实施例，由于弯曲部14定位在分流电阻部13的端部处，所以能够在分流电阻部13的上表面侧上确保用于安置电路板20的充分的安置空间。结果，在避免弯曲部14与电路板20之间的干涉的同时，电路板20能够安置在分流电阻部13的上表面侧上。
此外，在该实施例中，分流电阻式电流传感器1还包括：外壳60，其通过插入成型形成在汇流条10中，以具有用于将电路板20组装到汇流条10的凹形空间；以及密封部50，其通过将成型材料填充在外壳60的凹形空间中而形成。外壳60设定成使得凹形空间面向上方。
根据这样的构造，外壳60能够保护电路板20。此外，虽然外壳60以在其内容纳电路板20的凹形空间面向上方的方式设置，但是能够通过设置密封部50抑制诸如水这样的液体的进入。
如上所述，虽然说明了根据实施例的分流电阻式电流传感器，但是本发明不限于这些实施例，而是能够在发明的范围内以各种方式改变。例如，虽然在前述实施例中设定弯曲部以避免分流电阻部，但是鉴于降低双头螺栓的相对位置，弯曲部设定在第一连接部与第二连接部之间就是足够的。
此处，将在以下[1]至[5]中简要概括并且列出上述根据本发明的分流电阻式电流传感器的实施例的特征。
[1]一种分流电阻式电流传感器(1)，包括：
汇流条(10)，该汇流条包括：要连接到电池极柱(71)的第一连接部(11)；要连接到用于固定线束的双头螺栓(77)的第二连接部(12)；以及分流电阻部(13)，其位于所述第一连接部(11)与所述第二连接部(12)之间，并且充当待测电流的路径；
电路板(20)，该电路板安置成与所述汇流条(10)对置；
一对端子(电压检测端子41、42)，该一对端子分别电连接在所述汇流条(10)与所述电路板(20)之间；以及
电压检测器(电压检测IC30)，该电压检测器安装在所述电路板(20)上，并且检测施加在所述一对端子(41、42)之间的电压的大小，以检测流经所述汇流条(10)的待测电流量，其中
所述汇流条(10)构造成使得包括所述第二连接部(12)的区域和包括所述第一连接部(11)的区域经由弯曲部(14)而以台阶的方式形成，并且
所述第二连接部(12)设定在比所述第一连接部(11)低的位置处。
[2]在[1]中描述的分流电阻式电流传感器(1)，其中
所述弯曲部(14)设定在所述分流电阻部(13)与所述第二连接部(12)之间，并且
所述电路板(20)安置成与所述分流电阻部(13)的下表面侧对置。
[3]在[2]中描述的分流电阻式电流传感器(1)，还包括：
外壳(60)，该外壳通过插入成型形成在所述汇流条(10)中，以具有用于将所述电路板(20)组装到所述汇流条(10)的凹形空间，以及
密封部(50)，该密封部通过将成型材料填充在所述外壳(60)的所述凹形空间内而形成，其中
所述外壳(60)设定成使得所述凹形空间面向下方。
[4]在[1]中描述的分流电阻式电流传感器(1)，其中
所述弯曲部(14)设定在所述第一连接部(11)与所述分流电阻部(13)之间，并且
所述电路板(20)安置成与所述分流电阻部(13)的上表面侧对置。
[5]在[4]中描述的分流电阻式电流传感器(1)，还包括：
外壳(60)，该外壳通过插入成型形成在所述汇流条(10)中，以具有用于将所述电路板(20)组装到所述汇流条(10)的凹形空间，以及
密封部(50)，该密封部通过将成型材料填充在所述外壳(60)的所述凹形空间内而形成，其中
所述外壳(60)设定成使得所述凹形空间面向上方。
已经参考特定实施例给出本发明的具体说明，但是本领域技术人员应了解，能够在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种改变和变形。
本发明是基于2013年7月25日提交的日本专利申请(日本专利申请No.2013-154143)，该专利申请的内容通过引用并入本文。
工业适用性
根据本发明，有益地，能够降低安置在汇流条处的双头螺栓的相对装接位置。产生该有益效果的本发明在分流电阻式电流传感器中是有用的。

Claims (5)

1.一种分流电阻式电流传感器，包括：
汇流条，该汇流条包括：第一连接部，该第一连接部要连接到电池极柱；第二连接部，该第二连接部要连接到用于固定线束的双头螺栓；以及分流电阻部，该分流电阻部位于所述第一连接部与所述第二连接部之间，并且充当待测电流的路径；
电路板，该电路板安置成与所述汇流条对置；
一对端子，该一对端子电连接所述汇流条与所述电路板；以及
电压检测器，该电压检测器安装在所述电路板上，并且检测施加在所述一对端子之间的电压的大小，以便检测流经所述汇流条的待测电流量，其中
所述汇流条构造成使得包括所述第二连接部的区域和包括所述第一连接部的区域经由弯曲部而以阶梯的方式形成，并且所述第二连接部设定在比所述第一连接部低的位置处。
2.根据权利要求1所述的分流电阻式电流传感器，其中
所述弯曲部设定在所述分流电阻部与所述第二连接部之间，并且
所述电路板安置成与所述分流电阻部的下表面侧对置。
3.根据权利要求2所述的分流电阻式电流传感器，还包括：
外壳，该外壳通过插入成型形成在所述汇流条中，以具有用于将所述电路板组装到所述汇流条的凹形空间，以及
密封部，该密封部通过将成型材料填充在所述外壳的所述凹形空间内而形成，其中
所述外壳设定成使得所述凹形空间面向下方。
4.根据权利要求1所述的分流电阻式电流传感器，其中
所述弯曲部设定在所述第一连接部与所述分流电阻部之间，并且
所述电路板安置成与所述分流电阻部的上表面侧对置。
5.根据权利要求4所述的分流电阻式电流传感器，还包括：
外壳，该外壳通过插入成型形成在所述汇流条中，以具有用于将所述电路板组装到所述汇流条的凹形空间，以及
密封部，该密封部通过将成型材料填充在所述外壳的所述凹形空间内而形成，其中
所述外壳设定成使得所述凹形空间面向上方。
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