CN110242706A - 传动装置 - Google Patents

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CN110242706A CN201910176476.3A CN201910176476A CN110242706A CN 110242706 A CN110242706 A CN 110242706A CN 201910176476 A CN201910176476 A CN 201910176476A CN 110242706 A CN110242706 A CN 110242706A
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rotation axis
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中村江児
岛本光
冲村隆行
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Nabtesco Corp
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Abstract

本发明的传动装置包括：第1齿轮，其连接于驱动源；齿圈，其具有设有与所述第1齿轮啮合的外齿的外周面和设有内齿的内周面；第2齿轮，其与所述齿圈的所述内齿啮合；减速部，其用于使来自所述第2齿轮的输入减速并输出；以及轴承，其配置于比所述内齿靠所述齿圈的径向内侧的位置，用于将所述齿圈支承为能够旋转。

Description

传动装置
技术领域
本发明涉及一种用于将旋转驱动力向对象装置传递的传动装置(例如，减速机)。
背景技术
一直以来，公知用于使来自驱动源的驱动力向对象装置传递的传动装置。对象装置例如是工业用机器人、转台。作为以往的传动装置的一例，在专利文献1公开了一种用于驱动工业用机器人的手腕的驱动机构所使用的行星齿轮减速机。该行星齿轮减速机用于将从作为驱动源的驱动马达输入的旋转驱动力减速而向机器人的手腕传递。
该行星齿轮减速机具有：齿圈，其用于输入来自驱动马达的旋转驱动力；3个小齿轮，其与齿圈啮合；以及减速部，其用于将从该小齿轮输入的旋转减速而向机器人的手腕输出。该齿圈具备外齿和内齿。安装于驱动马达的输出轴的小齿轮与齿圈的外齿啮合。上述的3个小齿轮与齿圈的内齿啮合。齿圈借助设于其径向外侧的轴承以能够旋转的方式支承于壳体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平02-048193号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1所公开的手腕驱动机构中，齿圈的旋转轴线与驱动源的旋转轴线平行地设置。因此，驱动源配置于在沿着齿圈的旋转轴线的方向上自减速机偏移的位置。由此，在上述的以往的减速机中，无法在沿着齿圈的旋转轴线的方向上紧凑地配置减速机和驱动源。
另外，在上述的行星齿轮减速机中，用于将齿圈支承于支承体的轴承配置于该齿圈的径向外侧。因此，行星齿轮减速机的尺寸在齿圈的径向上变大。
本发明的目的在于解决或者缓和上述的问题的至少一部分。本发明的更具体的目的之一在于提供一种能够紧凑化的传动装置。
用于解决问题的方案
本发明的一技术方案的传动装置包括：第1齿轮，其连接于驱动源；齿圈，其具有外周面和内周面，该外周面设有与所述第1齿轮啮合的外齿，该内周面设有内齿；第2齿轮，其与所述齿圈的所述内齿啮合；减速部，其用于使来自所述第2齿轮的输入减速并输出；以及轴承，其配置于比所述内齿靠所述齿圈的径向内侧的位置，用于将所述齿圈支承为能够旋转。
本发明的一技术方案的传动装置包括：第1齿轮，其连接于驱动源；齿圈，其具有外周面和内周面，该外周面设有与所述第1齿轮啮合的外齿，该内周面设有内齿；第2齿轮，其与所述齿圈的所述内齿啮合；基部；减速部，其具有固定部和输出部，该固定部以不会相对于所述基部旋转的方式设置，该输出部以自所述第2齿轮的转速减速而得到的转速相对于所述基部旋转；以及轴承，其在比所述内齿靠所述齿圈的径向内侧的位置将所述齿圈支承为能够相对于所述基部旋转。
本发明的一技术方案的传动装置包括：第1齿轮，其连接于驱动源，并绕第1旋转轴线旋转；齿圈，其具有外周面和内周面，该外周面设有与所述第1齿轮啮合的外齿，该内周面设有内齿，该齿圈绕沿与所述第1旋转轴线不同的方向延伸的第2旋转轴线旋转；第2齿轮，其与所述齿圈的所述内齿啮合；以及减速部，其用于使来自所述第2齿轮的输入减速并输出。
在本发明的一技术方案中，所述内齿配置于在与所述第2旋转轴线正交且穿过所述外齿的第1假想面上比所述外齿靠近所述第2旋转轴线的位置。
在本发明的一技术方案中，传动装置具备基部，所述减速部具有固定部和输出部，该固定部以不会相对于所述基部旋转的方式设置，该输出部设于所述固定部的内侧，并以自所述第2齿轮的转速减速而得到的转速相对于所述基部旋转。
在本发明的一技术方案中，该传动装置具备配置于所述固定部与所述输出部之间的主轴承，所述第1齿轮的至少一部分配置于所述主轴承的外周面与所述固定部的外周面之间。
在本发明的一技术方案中，所述主轴承配置于在与所述第2旋转轴线正交且穿过所述第1齿轮的第2假想面上比所述第1齿轮靠近所述第2旋转轴线的位置。
在本发明的一技术方案中，所述固定部的外周面具有凹部，所述第1齿轮的至少一部分配置于所述凹部。
在本发明的一技术方案中，所述减速部具有利用所述第2齿轮的旋转而摆动的摆动齿轮，所述摆动齿轮配置于在与所述第2旋转轴线正交且穿过所述第1齿轮的第3假想面上比所述第1齿轮靠近所述第2旋转轴线的位置。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的旋转装置的概略图。
图2是概略地表示本发明的一实施方式的旋转装置的内部构造的局部的概略图。
图3是用于说明本发明的一实施方式的旋转装置的详细情况的图。
图4是示意性地表示图3的旋转装置所具备的减速机的截面的剖视图。
图5是放大表示本发明的另一实施方式的齿轮单元的局部的放大图。
附图标记说明
1、第2齿轮(正齿轮)；2、第1齿轮(输入齿轮)；3、齿圈；4、内齿；5、驱动源；6、外齿；7、支承构件；8、环构件；10、减速机；11、壳体；13、轴承；14、螺纹件；15、基部；16、密封构件；100、齿轮单元。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。首先，参照图1～图4说明本发明的一实施方式的传动装置和具备该传动装置的旋转装置。图1是概略地表示具备本发明的一实施方式的传动装置的旋转装置的概略图，图2是概略地表示本发明的一实施方式的旋转装置的内部构造的局部的概略图。图3是示意性地表示沿着图2的A-A线的截面的剖视图，图4是示意性地表示沿着图3的B-B线的截面的剖视图。图示的旋转装置用于例如使工业用机器人的手腕、转台旋转。
图示的旋转装置包括驱动源5和用于使来自该驱动源5的旋转向对象装置传递的减速机10。驱动源5例如是电动马达。减速机10将从驱动源5输入的旋转减速，并向作为驱动对象的对象装置(未图示)输出。能够应用本发明的传动装置不限定于减速机10。
减速机10具有：用于传递来自驱动源5的旋转的齿轮单元100、基部15以及支承于基部15的减速部50。在减速机10设有贯通孔，在该贯通孔设有筒状的中央管25。减速部50将从齿轮单元100输入的旋转减速，并输出减速了的旋转。
接下来，更具体地说明齿轮单元100。齿轮单元100包括：正齿轮1、输入齿轮2以及齿圈3。输入齿轮2连接于驱动源5的驱动轴111，在从驱动源5输入的驱动力的作用下绕第1旋转轴线旋转。
在图示的实施方式中，正齿轮1是直齿圆柱齿轮。能够应用于本发明的正齿轮1不限定于直齿圆柱齿轮。作为正齿轮1，能够使用可将齿圈3的旋转向减速部50(具体而言，后述的曲轴80)传递的任意的齿轮。在图示的实施方式中，齿轮单元100具有3个正齿轮1，但设于齿轮单元100的正齿轮1的数量既可以比3多，也可以比3少。
齿圈3以绕旋转轴线RCX旋转的方式支承于基部15。齿圈3具有支承于基部15的支承构件7和环形状的环构件8。支承构件7具有圆盘形状的主体部7a和从主体部7a的径向内端向X2方向延伸的隆起部7b。隆起部7b具有大致圆筒形状。在图示的实施方式中，支承构件7和环构件8是相互独立的构件，环构件8被螺纹件14连结于支承构件7。支承构件7和环构件8也可以具有一体的单件构造。齿圈3具有内齿4和外齿6。更具体而言，齿圈3的环构件8具有内齿4和外齿6。内齿4沿着环构件8的内周面设置，与正齿轮1啮合。外齿6沿着环构件8的外周面设置，与输入齿轮2啮合。输入齿轮2是权利要求书所记载的第1齿轮的例子。正齿轮1是权利要求书所记载的第2齿轮的例子。
在图3中示出了与旋转轴线RCX正交且穿过外齿6的假想面P1。内齿4和外齿6均配置于该假想面P1上。换言之，假想面P1穿过内齿4和外齿6这两者。假想面P1是权利要求书中的第1假想面的例子。在以往的减速机中，与输入齿轮啮合的齿轮的齿和与正齿轮啮合的齿轮的齿配置于在减速机的中心轴线方向上偏移的位置。相对于此，在图示的实施方式中，与输入齿轮2啮合的外齿6和与正齿轮1啮合的内齿4均配置于假想面P1上，因此能够利用该配置减小减速机10的中心轴线RCX方向上的尺寸。正齿轮1和螺纹件14也配置于该假想面P1上。利用该配置，能够进一步减小减速机10的中心轴线RCX方向上的尺寸。
齿圈3绕旋转轴线RCX(第2旋转轴线)自转。齿圈3配置为其旋转轴线RCX不与输入齿轮2的旋转轴线(第1旋转轴线)平行。在图示的实施方式中，齿圈3的旋转轴线RCX与穿过设于减速机10的中心的圆筒形状的贯通孔的中心的轴线一致。由此，在本说明书中，有时将旋转轴线RCX称为(减速机10的)中心轴线RCX。第2旋转轴线沿与第1旋转轴线不同的方向延伸。因而，利用输入齿轮2和齿圈3来变换来自驱动源5的驱动力的传递方向。在图示的实施方式中，由输入齿轮2和齿圈3构成了锥齿轮。除锥齿轮之外，输入齿轮2和齿圈3也可以是螺旋齿轮、蜗轮蜗杆、或者能够变换动力的传递方向的除上述之外的齿轮。
作为齿轮单元100的构成要素的各齿轮的具体的形状、配置以及数量不限于图示那样。
接下来，更具体地说明减速部50。减速部50具有：与正齿轮1结合的曲轴80、曲轴轴承84、摆动齿轮部70、壳体11、齿轮架60以及销20。
曲轴80具有轴主体80a、偏心部81以及偏心部82。轴主体80a是沿与中心轴线RCX平行的方向延伸的圆柱形状的构件。偏心部81和偏心部82是圆筒形状的构件。偏心部81和偏心部82自轴主体80a偏心。偏心部81的相位和偏心部82的相位彼此错开180°。偏心部82设于在中心轴线RCX方向上比偏心部81靠X2侧的位置。曲轴80固定于正齿轮1。换言之，曲轴80以不会相对于正齿轮1相对旋转的方式设置。
在偏心部81、82的径向外侧设有多个曲轴轴承84。曲轴轴承84例如是滚针轴承。
摆动齿轮部70具有第1摆动齿轮71和设于在中心轴线RCX方向上比第1摆动齿轮71靠X2侧的位置的第2摆动齿轮72。第1摆动齿轮71借助曲轴轴承84安装于偏心部81。同样，第2摆动齿轮72借助曲轴轴承84安装于偏心部82。第1摆动齿轮71在其径向中央具有中央孔71c，在该中央孔71c的周围具有3个轴孔71b。第2摆动齿轮72在其径向中央具有中央孔72c，在该中央孔72c的周围具有3个轴孔72b。第1摆动齿轮71具有外齿71a，第2摆动齿轮72具有外齿72a。第1摆动齿轮71的外齿71a的齿数和第2摆动齿轮72的外齿72a的齿数相同。在图示的实施方式中，销20的数量比外齿71a(外齿72a)的齿数仅多1个。
在摆动齿轮部70的径向外侧设有壳体11。壳体11具有呈圆筒形状的壳体主体11b和设于壳体主体11b的径向外侧的凸缘11a。壳体主体11b具有外周面11b1。壳体主体11b的外周面11b1与凸缘11a的内周面接触。在壳体主体11b的外周面11b1安装有马达凸缘112。驱动源5利用该马达凸缘112安装于壳体主体11b和基部15。在壳体主体11b的外周面11b1设有向径向内侧凹陷的凹部11b2。凹部11b2设于壳体主体11b的外周面11b1中的与驱动源5相对的位置。如图3所示，用于从驱动源5的驱动轴111输入旋转的输入齿轮2的至少一部分收纳于凹部11b2。
在壳体主体11b的内壁设有沿旋转轴线RCX方向延伸的多个槽。在该多个槽分别设有销20。销20是沿旋转轴线RCX方向延伸的圆柱形状的构件。由此，销20被壳体主体11b保持。
凸缘11a利用螺纹件紧固于壳体主体11b和基部15。凸缘11a不会相对于壳体主体11b和基部15相对旋转。壳体11是权利要求书所记载的固定部的例子。
在壳体11的径向内侧设有齿轮架60。齿轮架60具有第1齿轮架体61和第2齿轮架体62。在第1齿轮架体61与第2齿轮架体62之间配置有第1摆动齿轮71和第2摆动齿轮72。第1齿轮架体61和第2齿轮架体62在其中央具有沿中心轴线RCX方向延伸的贯通孔。第1齿轮架体61具有从其下表面向X2方向突出的3个轴63。轴63穿过第1摆动齿轮71的轴孔71b和第2摆动齿轮72的轴孔72b而延伸至第2齿轮架体62的上表面。第2齿轮架体62利用螺纹件64安装于轴63。第1齿轮架体61和第2齿轮架体62不会相对旋转。第1齿轮架体61和第2齿轮架体62也可以具有一体的单件构造。
第1齿轮架体61借助第1主轴承91设于壳体11。第2齿轮架体62借助第2主轴承92设于壳体11。第2主轴承92的外周面的局部也与凸缘11a的内周面接触。由此，第1齿轮架体61和第2齿轮架体62被支承为能够相对于壳体11相对旋转。
齿轮架60与对象装置连结。该对象装置是转台、工业用机器人的臂、或者除上述之外的能够旋转的装置。齿轮架60是权利要求书所记载的输出部的例子。
基部15具有圆盘形状的底部15a和从底部15a的径向内端向X1方向延伸的隆起部15b。基部15在底部15a的径向外端与凸缘11a连结。隆起部15b呈大致圆筒形状。
在基部15的隆起部15b的外周面与支承构件7的隆起部7b的内周面之间设有第1轴承13a和第2轴承13b。第2轴承13b配置于比第1轴承13a靠X2侧的位置。第1轴承13a和第2轴承13b配置于比齿圈3的内齿4靠径向内侧的位置。即，第1轴承13a和第2轴承13b配置于比齿圈3的内齿4靠近中心轴线RCX的位置。像这样，齿圈3以能够绕中心轴线RCX旋转的方式被第1轴承13a和第2轴承13b支承。在以往的减速机中，用于支承齿圈的轴承设于该齿圈的径向外侧。相对于此，在图示的实施方式中，第1轴承13a和第2轴承13b配置于比内齿4靠减速机10的径向的内侧的位置，因此能够利用该配置减小减速机10的径向(与中心轴线RCX正交的方向)的尺寸。
在隆起部15b的内周面与中央管25的外周面之间设有密封构件16。密封构件16配置于第1轴承13a的X1侧的端与第2轴承13b的X2侧的端之间的区域。在图示的实施方式中，用于支承齿圈3的第1轴承13a和第2轴承13b并非直接安装于中央管25，而是安装于在中央管25的径向外侧设置的隆起部15b。通过在该隆起部15b与中央管25之间设置密封构件16，能够将密封构件16配置于与第1轴承13a和第2轴承13b中的至少一者在中心轴线RCX方向上重叠的位置。利用该配置，能够减小减速机10的中心轴线RCX方向上的尺寸。
接下来，说明输入齿轮2的配置。在图3中示出了与旋转轴线RCX正交且穿过第2主轴承92的假想面P2。假想面P2是权利要求书中的第2假想面的例子。第2主轴承92和输入齿轮2均配置于该假想面P2上。换言之，假想面P2穿过第2主轴承92和输入齿轮2这两者。第2主轴承92配置于在假想面P2上比输入齿轮2靠近中心轴线RCX的位置。利用该配置，能够减小减速机10的中心轴线RCX方向上的尺寸。在图示的实施方式中，驱动源5的驱动轴111也配置于假想面P2上。利用该配置，也能够减小减速机10的中心轴线RCX方向上的尺寸。
在图3中示出了与旋转轴线RCX正交且穿过第2摆动齿轮72的假想面P3。假想面P3是权利要求书中的第3假想面的例子。第2摆动齿轮72和输入齿轮2均配置于该假想面P3上。换言之，假想面P3穿过第2摆动齿轮72和输入齿轮2这两者。在图示的例子中，假想面P3穿过输入齿轮2的上端附近。第2摆动齿轮72配置于在假想面P3上比输入齿轮2靠近中心轴线RCX的位置。利用该配置，能够减小减速机10的中心轴线RCX方向上的尺寸。
如图3所示，在与中心轴线RCX正交的方向上，输入齿轮2的至少一部分配置于主轴承91的外周面91a(或者主轴承92的外周面92a)的位置与壳体主体11b的外周面11b1的位置之间。利用该配置，能够减小减速机10的径向(与中心轴线RCX正交的方向)上的尺寸。
接下来，参照图5，说明本发明的另一实施方式的减速机。图5放大表示本发明的另一实施方式的减速机的截面的局部。在图5所示的实施方式中，齿圈3的结构与图3所示的实施方式不同。在图5所示的实施方式中，齿圈3具有：支承构件7、外齿构件8a以及内齿构件8b。外齿构件8a和内齿构件8b均具有环状的形状。在外齿构件8a的外周面设有外齿6，在内齿构件8b的内周面设有内齿4。支承构件7具有圆盘形状的主体部7a和从主体部7a的径向内端向X2方向延伸的隆起部7b。外齿构件8a、内齿构件8b以及支承构件7的主体部7a利用螺纹件14连结。
接下来，说明减速机10的动作。若向输入齿轮2输入来自驱动源5的旋转，则与输入齿轮2的旋转联动地，齿圈3绕中心轴线RCX旋转。该齿圈3的旋转向与齿圈的内齿4啮合的正齿轮1传递。若正齿轮1旋转，则曲轴80的偏心部81和偏心部82偏心旋转。利用该偏心部81和偏心部82的偏心旋转，第1摆动齿轮71和第2摆动齿轮72摆动旋转。此时，第1摆动齿轮71的中心轴线CX1、第2摆动齿轮72的中心轴线CX2绕齿轮架60的旋转中心轴线RCX绕转。因而，第1摆动齿轮71的外齿71a和第2摆动齿轮72的外齿72a与销20啮合，并且第1摆动齿轮71和第2摆动齿轮72在壳体主体11b内绕转移动。曲轴80每转1圈，第1摆动齿轮71相对于壳体11旋转与销20的数量与外齿71a的齿数之差即1个齿相应的量。如此，曲轴80的旋转以“1/外齿71a的齿数”的减速比减速而向齿轮架60传递。由此，齿轮架60以自曲轴80的转速减速而得到的转速相对于壳体11和基部15旋转。像以上这样，从驱动源5输入到减速机10的旋转被减速而从齿轮架60向对象装置输出。
在本说明书中说明的各构成要素的尺寸、材料以及配置不限定于在实施方式中明示地说明的内容，该各构成要素能够以具有本发明的范围所能包含的任意的尺寸、材料以及配置的方式变形。另外，既能够将在本说明书中未明示地说明的构成要素附加于说明了的实施方式，也能够省略在各实施方式中说明了的构成要素的一部分。
上述的各实施方式也可以适当组合。通过组合多个实施方式而实现的形态也能够成为本发明的一实施方式。

Claims (12)

1.一种传动装置，其中，
该传动装置包括：
第1齿轮，其连接于驱动源；
齿圈，其具有外周面和内周面，该外周面设有与所述第1齿轮啮合的外齿，该内周面设有内齿；
第2齿轮，其与所述齿圈的所述内齿啮合；
减速部，其用于使来自所述第2齿轮的输入减速并输出；以及
轴承，其配置于比所述内齿靠所述齿圈的径向内侧的位置，用于将所述齿圈支承为能够旋转。
2.一种传动装置，其中，
该传动装置包括：
第1齿轮，其连接于驱动源；
齿圈，其具有外周面和内周面，该外周面设有与所述第1齿轮啮合的外齿，该内周面设有内齿；
第2齿轮，其与所述齿圈的所述内齿啮合；
基部；
减速部，其具有固定部和输出部，该固定部以不会相对于所述基部旋转的方式设置，该输出部以自所述第2齿轮的转速减速而得到的转速相对于所述基部旋转；以及
轴承，其在比所述内齿靠所述齿圈的径向内侧的位置将所述齿圈支承为能够相对于所述基部旋转。
3.一种传动装置，其中，
该传动装置包括：
第1齿轮，其连接于驱动源，并绕第1旋转轴线旋转；
齿圈，其具有外周面和内周面，该外周面设有与所述第1齿轮啮合的外齿，该内周面设有内齿，该齿圈绕沿与所述第1旋转轴线不同的方向延伸的第2旋转轴线旋转；
第2齿轮，其与所述齿圈的所述内齿啮合；以及
减速部，其用于使来自所述第2齿轮的输入减速并输出。
4.根据权利要求3所述的传动装置，其中，
所述内齿配置于在与所述第2旋转轴线正交且穿过所述外齿的第1假想面上比所述外齿靠近所述第2旋转轴线的位置。
5.根据权利要求3或4所述的传动装置，其中，
该传动装置具备基部，
所述减速部具有固定部和输出部，该固定部以不会相对于所述基部旋转的方式设置，该输出部设于所述固定部的内侧，并以自所述第2齿轮的转速减速而得到的转速相对于所述基部旋转。
6.根据权利要求5所述的传动装置，其中，
该传动装置具备配置于所述固定部与所述输出部之间的主轴承，
所述第1齿轮的至少一部分配置于所述主轴承的外周面与所述固定部的外周面之间。
7.根据权利要求6所述的传动装置，其中，
所述主轴承配置于在与所述第2旋转轴线正交且穿过所述第1齿轮的第2假想面上比所述第1齿轮靠近所述第2旋转轴线的位置。
8.根据权利要求5或6所述的传动装置，其中，
所述固定部的外周面具有凹部，
所述第1齿轮的至少一部分配置于所述凹部。
9.根据权利要求3～8中任一项所述的传动装置，其中，
所述减速部具有利用所述第2齿轮的旋转而摆动的摆动齿轮，
所述摆动齿轮配置于在与所述第2旋转轴线正交且穿过所述第1齿轮的第3假想面上比所述第1齿轮靠近所述第2旋转轴线的位置。
10.一种传动装置，其中，
该传动装置包括：
第1齿轮，其连接于驱动源；
齿圈，其具有外周面和内周面，该外周面设有与所述第1齿轮啮合的外齿，该内周面设有内齿；
第2齿轮，其与所述齿圈的所述内齿啮合；以及
轴承，其配置于比所述内齿靠所述齿圈的径向内侧的位置，用于将所述齿圈支承为能够旋转。
11.一种传动装置，其中，
该传动装置包括：
第1齿轮，其连接于驱动源；
齿圈，其具有外周面和内周面，该外周面设有与所述第1齿轮啮合的外齿，该内周面设有内齿；
第2齿轮，其与所述齿圈的所述内齿啮合；
基部；以及
轴承，其设置于所述基部与所述齿圈之间。
12.一种传动装置，其中，
该传动装置包括：
第1齿轮，其连接于驱动源，并绕第1旋转轴线旋转；
齿圈，其具有外周面和内周面，该外周面设有与所述第1齿轮啮合的外齿，该内周面设有内齿，该齿圈绕沿与所述第1旋转轴线不同的方向延伸的第2旋转轴线旋转；以及
第2齿轮，其与所述齿圈的所述内齿啮合。
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