CN1328935C - 具有注射成型的外壁的电子设备外壳 - Google Patents

具有注射成型的外壁的电子设备外壳 Download PDF

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Abstract

用于电子设备(1)的外壳(10)具有外壁(15)。通过从一组浇口(45)将金属材料注射进金属模具(36)中的模制空间(43)中而形成该外壁(15)。该外壁(15)包括沿着金属材料流动方向位于上游端的第一端部部分(16a)、位于金属材料流动方向的下游端上的第二端部部分(16b)以及形成在第一端部部分(16a)上的注射部分(27)，在注射部分处设有金属模具(36)的所述一组浇口(45)，从而在第一端部部分(16a)和注射部分(27)之间形成一个空间。

Description

具有注射成型的外壁的电子设备外壳
技术领域
本发明涉及一种用于电子设备例如便携式计算机的外壳，更具体地说涉及一种提供更薄外壳的结构。
背景技术
用于提高电子设备例如便携式计算机的商业价值的重要因素在于，它紧凑并具有优异的可携带性。因此，对于封装有各种类型的电子设备例如硬盘驱动设备和液晶显示板的外壳而言，要求尽可能地减小外壳的厚度同时保持设备的强度、刚度和外观。
为了实现上述目的，一般采用相对密度较低的镁合金作为便携式计算机的外壳。传统的外壳是通过所谓的触变模制(thixo molding)方法制成的，其中，将保持在半熔融状态下的镁合金注射进金属模具内的模制空间中。与合成树脂制成的外壳相比，镁合金等同物可以形成为合成树脂的一半或更小的厚度。因此，外壳的整体重量可以减小至采用合成树脂材料的等同物的重量或更小。
在外壳是通过触变注射成型方法形成的情况中，随着外壳厚度减小，则金属模具的模制空间不可避免地变小。因此，当将镁合金注射进模制空间时，流进模制空间中的镁合金受到高阻力，因此镁合金的流动性被消弱。
一般来说，从模制空间的一个端部将镁合金注射进模制空间直到它从位于上述一个端部的相反侧上的另一个端部溢出，这样模制空间就充满了该合金。如果镁合金在模制空间内的流动性较差的话，则镁合金可能不能充满大于B5尺寸面积的A4尺寸面积的整个模制空间，即使在其模制空间为B5尺寸的面积的情况中没有出现任何问题。更具体地说，镁合金具有高热传导性；因此它容易受到金属模具的温度的影响。因此，当从模制空间的一个端部到另一个端部的距离随着模制空间尺寸的增加而增加时，当镁合金达到模制空间的另一个端部时，镁合金的温度减小。因此，镁合金的流动性在模制空间的另一个端部处被削弱，从而在模制空间的这个另一个端部中产生出未填充镁合金的区域。
因此，随着所要形成的外壳变得更薄并且面积更大，经常会出现模制失败。因此，产出率降低，并且生产率和质量受到负面影响。同时，外壳的生产成本不受欢迎地增加。
发明内容
本发明就是在上述情况下作出的，其目的在于提供一种高质量的外壳，可以通过抑制模制错误的出现来提高其生产率，并且其生产成本也降低了。
根据本发明的第一个方面，提供一种用来容纳一种功能部件的外壳，其特征在于包括：用来支撑功能部件并且通过从一组浇口将金属材料注射进金属模具中的模制空间中而形成的支撑壁，其中所述支撑壁包括沿着金属材料的流动方向位于上游端的第一端部部分，位于金属材料的流动方向的下游端的第二端部部分以及形成在第一端部部分上的注射部分，在注射部分处设有金属模具的所述一组浇口，从而在第一端部部分和注射部分之间形成一个空间；注射部分包括第一和第二边缘部分，它们从第一端部部分朝着第二端部部分延伸并且彼此面对着；以及跨接在第一边缘部分的末端和第二边缘部分的末端之间的第三边缘部分；合成树脂制成的盖子，其盖着支撑壁的注射部分，并且该盖子沿着注射部分的第一边缘部分到第三边缘部分由一组位置固定在支撑壁上。
根据本发明的第二个方面，提供一种外壳，其特征在于包括：用来支撑功能部件的支撑壁；一对从支撑壁上以一定间隔突起的突起部分，其中所述支撑壁是通过从一组浇口将金属材料注射进金属模具的模制空间形成的，并且所述支撑壁包括其上设有突起部分的第一端部部分、位于第一端部部分对侧的第二端部部分以及形成在第一端部部分上的注射部分，金属模具的，所述一组浇口位于第一端部部分，从而在第一端部部分和注射部分之间形成一个空间；以及一合成树脂制成的盖子，其盖着支撑壁的注射部分，该盖子固定到支撑壁上，位于突起部分之间。
根据本发明的第三个方面，提供一种电子设备，其特征在于包括：用来容纳功能部件并且通过从一组浇口将金属材料注射进金属模具中的模制空间中而形成的外壳，其中所述外壳包括沿金属材料的流动方向位于上游端的第一端部部分，位于金属材料的流动方向的下游端的第二端部部分以及形成在第一端部部分上的注射部分，在注射部分处设有金属模具的所述一组浇口，从而在第一端部部分和注射部分之间形成一个空间；一合成树脂制成的盖子，其盖住外壳的注射部分，该盖子固定在外壳上。
根据本发明的第四个方面，提供一种显示装置，其特征在于包括：通过从一组浇口将金属材料注射进金属模具中的模制空间中而形成的支撑壁，其中所述支撑壁包括沿着金属材料的流动方向位于上游端的第一端部部分，位于金属材料的流动方向的下游端的第二端部部分以及形成在第一端部部分上的注射部分，在注射部分处设有金属模具的所述一组浇口，从而在第一端部部分和注射部分之间形成一个空间，注射部分包括第一和第二边缘部分，它们从第一端部部分朝着第二端部部分延伸并且彼此面对着；以及跨接在第一边缘部分的末端和第二边缘部分的末端之间的第三边缘部分；以及位于支撑壁的第一端部部分和第二端部部分之间的显示板；合成树脂制成的盖，且盖着支撑壁的注射部分，并且该盖子沿着注射部分的第一边缘部分到第三边缘部分由一组位置固定在支撑壁上。
在以下说明书中将阐明本发明的其它目的和优点，并且部分将从说明书中看出，或者可以通过本发明的实践知道。本发明的目的和优点可以通过在下文中所具体指出的装置和结合来实现并得到。
附图说明
附图是说明书的一部分，用来图解本发明的实施例，并与上述概括说明和下述对实施例的详细说明一起，来说明本发明的原理。
图1的透视图显示出根据本发明的实施方案的便携式计算机，其显示装置转动到打开位置上；
图2的透视图显示出根据本发明的实施方案的便携式计算机，其显示装置转动到关闭位置上；
图3的透视图从其背面显示出便携式计算机，其显示装置转动到打开位置上；
图4的侧视图显示出便携式计算机，说明了显示器外壳和盖子的相对位置；
图5的平面图显示出便携式计算机，说明了计算机主体的上壁、显示器盖和铰接装置的位置；
图6为显示器盖的透视图；
图7为用来通过注射成型形成显示器盖的金属模具和注射成型设备的剖面图；并且
图8的透视图大致地显示出由注射成型形成的产品的形状。
具体实施方式
现在将参照附图对本发明的实施方案进行说明，本发明在这些附图中应用在便携式计算机上。
图1-3披露了便携式计算机1作为电子设备。便携式计算机1包括计算机主体2和由计算机主体2支撑的显示装置3。
计算机主体2具有带有扁平上壁4a的扁平箱形形状。计算机主体2的上壁4a包括手掌托台5和键盘安装部分6。手掌托台5位于计算机主体2的前半部分处。键盘安装部分6位于手掌托台5的后面。键盘7设在键盘安装部分6中。
显示装置3包括显示器外壳10和作为功能部件的液晶显示板11。显示器外壳10在一个端部处具有一对支脚部分12a和12b。支脚部分12a和12b沿着显示器外壳10的宽度方向相互隔开地设置，并且它们从显示器外壳10朝着计算机主体2的上壁4a的后端部分延伸。
显示器外壳10包括显示器盖13和显示器面罩14。显示器盖13和显示器面罩14设置成相互邻接。显示器盖13由例如镁合金制成。显示器盖13包括用作外壁的支撑壁15。支撑壁15具有比液晶显示板11还大的矩形形状。如图5和6中所示，支撑壁15包括用作第一端部部分的下边缘部分16a、用作第二端部部分的上边缘部分16b以及在左右两侧上的侧边缘部分16c和16d。下边缘部分16a和上边缘部分16b沿着显示器盖13的高度方向相互隔开地设置，并在显示器盖13的宽度方向延伸。侧边缘部分16c和16d在显示器盖13的宽度方向上隔开并在显示器盖13的跨越下边缘部分16a和上边缘部分16b上方的高度方向延伸。另外，支撑壁15包括从每个边缘部分16a至16d升起的周壁17。
液晶显示板11安装在显示器盖13和显示器面罩14之间。液晶显示板11位于由支撑壁15的边缘部分16a至16d包围的区域中，并且通过多个螺钉将它固定到支撑壁15的内表面上。
支撑壁15具有一对突起部分18a和18b。突起部分18a和18b从各由支撑壁15的下边缘部分16a以及侧边缘部分16c和16d所限定的拐角部分延伸出。突起部分18a和18b沿着显示器盖13的宽度方向彼此隔开地设置。
显示器面罩14由合成树脂材料例如聚碳酸酯制成。显示器面罩14具有使液晶显示板11的显示屏露出的开口部分19。显示器面罩14包括分别对接在突起部分18a和18b上的盖子部分20a和20b。盖子部分20a和20b与突起部分18a和18b一起起到支脚部分12a和12b的作用。
图5显示除去了显示器面罩14和液晶显示板11的显示器盖13的平面图。从该图中可以看出，显示器外壳10通过一对铰接装置22与计算机主体2的上壁4a连接。每个铰接装置22包括第一托架23、第二托架24和铰接轴25。第一托架23安装在显示器盖13的支撑壁15的侧面部分上。第一托架23的端部部分引导进突起部分18a和18b。
第二托架24通过螺钉固定到计算机主体2的上壁4a的后表面上。第二托架24的端部穿过上壁4a，然后导入显示器外壳10的支脚部分12 a和12b之间。第二托架24与第一托架23相邻。
铰接轴25跨接在第一托架23和第二托架24之间。铰接轴25沿着显示器外壳10的宽度方向水平地延伸，并且穿过显示器外壳12的支脚部分12a和12b的侧面表面。铰接轴25的一端通过螺钉固定到第一托架23上，该铰接轴25的另一个端部可转动地与第二托架24连接。
通过上述结构，将显示器外壳10设置成可在关闭位置和打开位置之间围绕着用作支轴的铰接轴25前后转动。当显示器外壳10转动到如图2中所示的关闭位置时，显示器外壳10在计算机主体2的上壁4a的顶部上，完全地盖住手掌托台5和键盘7。另一方面，当显示器外壳10转动到如图1或3所示的打开位置上时，显示器外壳10相对于计算机主体2竖立，并且暴露出手掌托台5、键盘7和显示屏11a。
在图6中可以最清楚地看出，显示器盖13的支撑壁15包括金属注射部分27。金属注射部分27的形状是这样的：支撑壁15从其下边缘部分16a向上边缘部分16b被切除一部分，该注射部分在支撑壁15的突起部分18a和18b之间沿着显示器盖13的宽度方向延伸。
金属注射部分27包括第一到第三边缘部分28a到28c。第一和第二边缘部分28a和28b从支撑壁15的下边缘部分16a朝着上边缘部分16b延伸，并且它们沿着显示器盖13的宽度方向相互面对着。第三边缘部分28c沿着显示器盖13的宽度方向延伸以跨接在第一边缘部分28a和第二边缘部分28b之间，并且它朝着上边缘部分16b而不是朝着支撑壁15的下边缘部分16a倾斜。
通过如图6所示的上述结构，从金属注射部分27的第三边缘部分28c到支撑壁15的上边缘部分16b的距离L1比从支撑壁15的下边缘部分16a到上边缘部分16b的距离L2更短。距离L1和L2之间的差值等于第一和第二边缘部分28a和28b的长度L3。
还有，支撑壁15具有多个围绕着金属注射部分27的孔29。这些孔29在彼此之间沿着第一到第三边缘部分28a和28c间隔布置。
如图3-5所示，支撑壁15的金属注射部分27被由合成树脂制成的盖子31盖着。盖子31具有沿着金属注射部分27的第一到第三边缘部分28a到28c的周边部分31b。周边部分31b放在支撑壁15的外表面的顶部上。因此形成有多个突起32与盖子31的周边部分31b成一整体。将这些突起32分别插入进孔29中，并且加热并挤压这些突起32的末端，从而将盖子31安装在支撑壁15上。通过这个结构，金属注射部分27的第一到第三边缘部分28a到28c通过盖子31连接在一起。这样，盖子31加强了支撑壁15的对应于金属注射部分27的部分。
显示器盖13是采用触变模制方法注射成型的。在这种注射成型方法中，采用如图7中所示的注射成型设备35和金属模具36。注射成型设备35包括缸37和设置在缸37中的螺杆38。缸37具有一个漏斗39，镁合金制成的颗粒从该漏斗放进缸37中。镁合金在缸37内加热到预定温度，并且转变成半熔融状态。螺杆38在缸37内沿着轴转动方向转动。由于该转动，处于半熔融状态的镁合金朝着位于缸37末端的注射出口37a移动，然后被螺杆38增压。
在触变模制方法中，利用了镁合金的触变性。在处于固液共存状态的镁合金中，通常形成固相的树枝状结晶。因此，在这个状态中，合金的粘度较高。当螺杆38转动并且将剪切力施加在处于半熔融状态的镁合金上时，树枝状结晶被切成细粒。结果，镁合金的可流动性增加，并且从缸37的注射出口37a注射。
金属模具36包括第一模具41和第二模具42。当第一和第二模具41和42放在一起时，在金属模具36内部形成模制空间43。模制空间43具有对应于所要注射的显示器盖13的形状。为了满足降低显示器13的厚度的必要性，模制空间43的间隙G非常窄。
金属模具36具有注射入口44和多个浇45。注射入口44与缸37的注射出口37a相通，并且通过注射出口37a提供半熔融镁合金。浇45被设计成在模制空间43内将提供给注射入口44的镁合金均匀地分散。浇45设置在对应于由图8中箭头所示的支撑壁15的金属注射部分27的位置处。这些浇45间隔地排列，沿着金属注射部分27的第一到第三边缘部分28a到28c。
还有，金属模具36包括多个气孔46和熔融金属储腔47。气孔46和熔融金属储腔47关于模制空间43在浇45的对侧，模制空间43在它们之间。气孔46用来将模制空间43内的气体释放到外面，并且他们位于对应于支撑壁15的上边缘部分16b的位置处。熔融金属储腔47在模制空间43外面的位置处与气孔46相通。
接下来，现在将说明通过注射成型形成显示器盖13的步骤。
首先，从漏斗39将镁合金小球放进缸37中并加热。因此，将镁合金小球转变成半熔融状态。镁合金通过转动螺杆38的剪切力引起触变现象，从而增加了流动性。因此，从缸37的注射出口37a中将半熔融镁合金注射进金属模具36的注射入口44中。
通过浇45强制地将镁合金注射进模制空间43，并且在通过模制空间43之后，合金从气孔46溢出到熔融金属储腔47中。因此镁合金填充在模制空间43内而不会产生空隙，然后它在模制空间43中固化。因此，形成如图8中所示的注射成型产品48。
从金属模具36中将注射成型产品48取出来，然后通过机加工除去产品在这个阶段的几个不必要的结构49，它们对应于入口44、浇口45、气孔46和熔融金属储腔47。这样就完成了显示器盖13的一系列注射成型步骤。
如上所述通过注射成型制成的显示器盖13具有在支撑壁15的下边缘部分16a中的金属注射部分27，在这里设有金属模具36的浇口45。通过这个结构，从浇口45注射进模制空间43中的镁合金从对应于支撑壁15的下边缘部分16a的位置朝着上边缘部分16b流动。因此，支撑壁15的下边缘部分16a沿着镁合金的流动方向位于上游端，而支撑壁15的上边缘部分16b沿着镁合金流动方向位于下游端。
支撑壁15的金属注射部分27具有从下边缘部分16a朝着上边缘部分16b切下来的形状。通过这个结构，从每个浇45到支撑壁15的上边缘部分16b的距离L1变短了一个对应于金属注射部分27的第一和第二边缘部分28a和28b的长度L3的部分。
这样，镁合金在模制空间43内流动的距离可以减小，因此即使模制空间43遵从显示器盖13的变薄的要求而变窄的话，镁合金的流动性仍可以保持在高水平上。
而且，设有浇45的金属注射部分27具有沿着显示器盖13的高度方向延伸的第一和第二边缘部分28a和28b以及沿着显示器盖13的宽度方向延伸的第三边缘部分28c。通过这个结构，浇口45可以沿着支撑壁15的高度和宽度方向直线地布置，因此在模制空间43中的镁合金注射区可得到扩展。
因此，可用镁合金以高密度完全填充模制空间43，在模制空间43内不会形成任何没有填充镁合金的区域。这样，可以抑制次品的出现，并且因此可以提高生产率。因此，可获得具有优质金属外观的高质量盖子13，同时满足显示器盖13的薄化的要求。
还有，盖着金属注射部分27的合成树脂盖子31固定在显示器盖13的支撑壁15上。通过这个盖子31，可加强围绕着支撑壁15的金属注射部分27的结构。采用这个结构，当将显示器外壳10转动到关闭位置或打开位置时，即使有外力扭曲支撑壁15的侧面部分和其上安装铰接装置22的第一托架23的突起18a和18b，该结构也能够完全承受住这种外力。
因此，即使有在靠近铰接装置22的部分处将显示器盖13的支撑壁15切掉一部分这样的这个结构，也可以防止支撑壁15在转动显示器外壳10期间出现变形或断裂。还有，采用这个结构，显示器外壳10可以平稳地转动，因此该设备在打开/关闭显示装置3时的可操作性是优良的。
应该注意的是，在上述实施方案中，显示装置的显示器盖通过注射成型形成；然而本发明并不限于这个实施方案，计算机主体本身还有可能通过注射成型制成。
还有，要被注射进金属模具中的模制空间中的金属材料不限于镁合金，也可以是一些其它金属例如铝合金。
对于那些本领域普通技术人员来说很容易知道其它的优点和改变。因此，本发明在其广义上不限于在这里所示和所述的具体细节和代表性实施方案。因此，在不脱离有附属权利要求和它们的等价物所限定的总体发明内容的精神或范围的情况下可以做出各种改变。

Claims (12)

1.一种用来容纳一种功能部件(11)的外壳，其特征在于包括：用来支撑功能部件(11)并且通过从一组浇口(45)将金属材料注射进金属模具(36)中的模制空间(43)中而形成的支撑壁(15)，其中所述支撑壁(15)包括沿着金属材料的流动方向位于上游端的第一端部部分(16a)，位于金属材料的流动方向的下游端的第二端部部分(16b)以及形成在第一端部部分(16a)上的注射部分(27)，在注射部分处设有金属模具(36)的所述一组浇口(45)，从而在第一端部部分(16a)和注射部分(27)之间形成一个空间；
注射部分(27)包括第一和第二边缘部分(28a，28b)，它们从第一端部部分(16a)朝着第二端部部分(16b)延伸并且彼此面对着；以及跨接在第一边缘部分(28a)的末端和第二边缘部分(28b)的末端之间的第三边缘部分(28c)；
合成树脂制成的盖子(31)，其盖着支撑壁(15)的注射部分(27)，并且该盖子(31)沿着注射部分(27)的第一边缘部分(28a)到第三边缘部分(28c)在一组位置处固定在支撑壁(15)上。
2.一种如权利要求1所述的外壳，其特征在于，功能部件(11)位于支撑壁(15)的第一端部部分(16a)和第二端部部分(16b)之间。
3.一种如权利要求1所述的外壳，其特征在于，金属材料是一种镁合金并且在半熔融状态下被注射进金属模具(36)的模制空间(43)中。
4.一种外壳，其特征在于包括：
用来支撑功能部件(11)的支撑壁(15)；
一对从支撑壁(15)上以一定间隔突起的突起部分(18a，18b)，其中所述支撑壁(15)是通过从一组浇口(45)将金属材料注射进金属模具(36)的模制空间(43)形成的，并且所述支撑壁(15)包括其上设有突起部分(18a，18b)的第一端部部分(16a)、位于第一端部部分(16a)对侧的第二端部部分(16b)以及形成在第一端部部分(16a)上的注射部分(27)，金属模具(36)的所述一组浇口(45)位于第一端部部分(16a)，从而在第一端部部分(16a)和注射部分(27)之间形成一个空间；以及
一合成树脂制成的盖子，其盖着支撑壁(15)的注射部分(27)，该盖子(31)固定到支撑壁(15)上，位于突起部分(18a，18b)之间。
5.一种如权利要求4所述的外壳，其特征在于，支撑壁(15)的第一端部部分(16a)沿着金属材料的流动方向位于上游端，并且支撑壁(15)的第二端部部分(16b)沿着金属材料的流动方向位于下游端。
6.一种如权利要求5所述的外壳，其特征在于，功能部件(11)位于支撑壁(15)的第一端部部分(16a)和第二端部部分(16b)之间。
7.一种电子设备，其特征在于包括：用来容纳功能部件(11)的外壳(10)，所述外壳(10)具有用来支撑功能部件(11)并且通过从一组浇口(45)将金属材料注射进金属模具(36)中的模制空间(43)中而形成的支撑壁(15)，其中所述支撑壁(15)包括沿金属材料的流动方向位于上游端的第一端部部分(16a)，位于金属材料的流动方向的下游端的第二端部部分(16b)以及形成在第一端部部分(16a)上的注射部分(27)，在注射部分处设有金属模具(36)的所述一组浇口(45)，从而在第一端部部分(16a)和注射部分(27)之间形成一个空间；
一合成树脂制成的盖子(31)，其盖住支撑壁(15)的注射部分(27)，该盖子(31)固定在支撑壁(15)上。
8.一种显示装置，其特征在于包括：
通过从一组浇口(45)将金属材料注射进金属模具(36)中的模制空间中而形成的支撑壁(15)，其中所述支撑壁(15)包括沿着金属材料的流动方向位于上游端的第一端部部分(16a)，位于金属材料的流动方向的下游端的第二端部部分(16b)以及形成在第一端部部分(16a)上的注射部分(27)，在注射部分处设有金属模具(36)的所述一组浇口(45)，从而在第一端部部分(16a)和注射部分(27)之间形成一个空间，注射部分(27)包括第一和第二边缘部分(28a，28b)，它们从第一端部部分(16a)朝着第二端部部分(16b)延伸并且彼此面对着；以及跨接在第一边缘部分(28a)的末端和第二边缘部分(28b)的末端之间的第三边缘部分(28c)；
以及位于支撑壁(15)的第一端部部分(16a)和第二端部部分(16b)之间的显示板(11)；
合成树脂制成的盖子，且盖着支撑壁(15)的注射部分(27)，并且该盖子(31)沿着注射部分(27)的第一边缘部分到第三边缘部分(28a，28c)在一组位置处固定在支撑壁(15)上。
9.一种如权利要求8所述的显示装置，其特征在于，金属材料是一种镁合金并且在半熔融状态下被注射进金属模具(36)的模制空间(43)中。
10.一种如权利要求8所述的显示装置，其特征在于显示板(11)是一种液晶显示板。
11.一种形成用于电子设备的外壳的方法，其特征在于包括下列步骤：
提供一种金属材料以形成外壳的支撑壁(15)；
将所述金属材料加热到半熔融状态；
从一组浇口(45)将金属材料注射进金属模具(36)的模制空间(43)中；
形成所述支撑壁(15)，它具有沿着金属材料流动方向位于上游端的第一端部部分(16a)、位于金属材料流动方向的下游端上的第二端部部分(16b)以及形成在第一端部部分(16a)上的注射部分(27)，在注射部分处设有金属模具(36)的所述一组浇口(45)，从而在第一端部部分(16a)和注射部分(27)之间形成一个空间，注射部分(27)包括第一和第二边缘部分(28a，28b)，它们从第一端部部分(16a)朝着第二端部部分(16b)延伸并且彼此面对着；以及跨接在第一边缘部分(28a)的末端和第二边缘部分(28b)的末端之间的第三边缘部分(28c)；
用合成树脂盖子(31)盖住支撑壁(15)的注射部分(27)；并且
沿着注射部分(27)的第一边缘部分到第三边缘部分(28a，28c)将该盖子(31)在一组位置处固定在支撑壁(15)上。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于所述金属材料是一种镁合金。
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