CN1417775A - 具有间隔间距机构的磁盘装置 - Google Patents

Abstract

一种磁盘装置，包括：其中记录了信息的磁盘；末梢上配置了磁头滑动块的托架臂，在读/写操作期间该托架臂在磁盘上方移动，且在磁盘装置暂停运行期间该托架臂被置于磁盘区域之外的撤出位置上；一个支承底座；以及一个惯性锁存器，当磁盘装置受到冲击时，该锁存器对冲击力做回应而在支承底座上从原来的位置向锁存位置滑动以便锁住托架臂，且在冲击力消失之后该锁存器由于松开托架臂而在支承底座上从锁存位置返回到原来位置，其特征在于：支承底座与惯性锁存器通过至少一个抬高部分而彼此接触，该部分防止支承底座与惯性锁存器之间被单一的表面对表面的接触所主导。

Description

具有间隔间距机构的磁盘装置

技术领域

本发明一般涉及磁盘装置，尤其是涉及带有托架臂的磁盘装置，该臂的末梢处具有磁头滑动块，且该臂被底盘支承以便能够摆动。

背景技术

其中含有磁存储信息的硬盘驱动器，通常用作电脑中的内部部件。笔记本型便携式电脑，当意外地被击打或掉落时，往往会受到冲击。因此，作为内部部件配置在笔记本型电脑中的硬盘驱动器，比起桌面型电脑配置的硬盘驱动器来，就要求更经得起冲击。

作为笔记本型电脑内部部件的硬盘驱动器，采用了斜坡负载方案( ramp-load scheme)，在该方案中，当硬盘驱动器被暂停时，磁头滑动块撤出磁盘空间，从而提高抗冲击的性能。此外，也采用惯性锁存器，当大的冲击顺着托架臂行进的方向施加时，该锁存器就运行。惯性锁存器锁住托架臂以防止它转动，从而防止磁头滑动块跳到停止了的磁盘上并防止它在磁盘上滑动而摧毁记录在那上面的数据。

当有冲击发生时，惯性锁存器需要可靠地运行，且还需要随后可靠地释放托架臂。如果释放还未完成，当装入指令下达时，托架臂就不能摆动，于是导致硬盘驱动器出故障。

图1A和1B的示意图，显示了配置在硬盘驱动器中的相关技术的惯性锁存器。图中显示了底盘座10、盖子11，以及用于锁住托架臂的锁存臂12。锁存臂12上具有轴承12a，它与站立在底盘座10上的固定轴13配合，以便锁存臂12能围着固定轴13摆动。

锁存臂12被动臂机构的磁路中泄出的磁通量所吸引，以便处于松锁位置上。当较大的冲击发生时，锁存臂12就摆动并到达锁存位置，在该位置上它锁住托架臂，从而防止托架臂转动。当冲击力消失，锁存臂12又被磁通量吸引而返回到原来的位置。

锁存臂12的轴承12a，具有分别在该轴承下端与上端上的圆形平坦表面12a1与12a2。圆形平坦表面12a1被安置于固定轴13的凸缘部分13a的圆形平坦表面13a1上。以此方式，锁存臂12的轴承12a，就与固定轴13的凸缘部分13a保持表面对表面的接触。锁存臂12由于滑动而摆动，克服由于表面接触的摩擦而产生的阻力。锁存臂12的圆形平坦表面12a1与凸缘部分13a的圆形平坦表面13a1，具有由于表面接触所产生的较大的摩擦。这可能会不合要求地阻碍锁存臂12的流畅转动。

如果锁存臂12在冲击力消失后返回其原来位置的转动完不成，释放被锁存的托架臂最终也就不会完成。这样，就导致当装入指令下达时托架臂不能摆动，从而引起硬盘驱动器的故障。

发明内容

本发明的一般目的，是提供一种硬盘装置，它基本上排除了由于相关技术的局限性和缺点所引起的一个或多个难题。

本发明的各个性能和优点，从说明书和附图中就会看得明白，或者可以通过符合说明书所述学说而对本发明的实施来理解。本发明的各个目的以及其他性能与优点，通过磁盘装置就会被理解和达到，该磁盘装置尤其是在说明书中，以充分、清晰、简练及精确的术语指出了，这样指出就能使普通的专业人员能实施该发明。

为了达到与本发明的目标相一致的这些及其他优点，这些优点在此加以体现并广泛地说明，符合本发明的磁盘装置，包括：其中记录了信息的磁盘；末梢上配置了磁头滑动块的托架臂，在读/写操作期间该托架臂在磁盘上方移动，且在磁盘装置暂停运行期间该托架臂被置于磁盘区域之外的撤出位置上；一个支承底座；以及惯性锁存器，该锁存器对冲击力做回应而在支承底座上从原来的位置向锁存位置滑动，以便当磁盘装置受冲击时锁住托架臂，且在冲击力消失之后该锁存器由于松开托架臂而在支承底座上从锁存位置返回到原来位置，其特征在于：支承底座与惯性锁存器通过至少一个抬高部分而彼此接触，该部分防止支承底座与惯性锁存器之间被单一的表面对表面的接触所主导。

抬高了的那个或那些部分，是由于形成了点式接触、线形接触或多个不连续的表面接触，从而减小支承底座与惯性锁存器之间的接触面积，来防止支承底座与惯性锁存器之间被单一的表面对表面的接触所主导的。这样会减小滑动摩擦，且有利于顺畅的滑动移动，从而提高惯性锁存器的可靠性。

按照本发明的另一个方面，磁盘装置包括：其中记录了信息的磁盘；末梢上配置了磁头滑动块的托架臂，在读/写操作期间该托架臂在磁盘上方移动，且在磁盘装置暂停运行期间该托架臂被置于磁盘区域之外的撤出位置上；驱动托架臂的磁路；支承底座；以及惯性锁存器，该锁存器对冲击力做回应而在支承底座上从原来的位置向锁存位置滑动，以便当磁盘装置受冲击时锁住托架臂，且在冲击力消失之后该锁存器由于松开托架臂而对吸引力做回应就在支承底座上从锁存位置返回到原来位置，惯性锁存器包括一个由合成树脂混合了金属颗粒制成的部分，这些金属颗粒对于磁路所产生的磁力做回应，以便产生吸引力。

在上述磁盘装置中，惯性锁存器的一个部分是由合成树脂混合了金属颗粒制成的，且该部分因此就能被模铸成足够精确的合乎要求的形状及尺寸。使用这个部分，就可以精确地安排各个机械部件，以便能使该部分与磁路之间的间隙变小，从而增大磁路用以吸引惯性锁存器的力。

本发明的其他目的及其他性能，在结合附图阅读下述详细的说明时，就会明白了。

附图说明

图1A与1B的示意图，显示硬盘驱动器中所配置的相关技术的惯性锁存器；

图2A与2B的示意图，显示符合本发明一个实施例的硬盘驱动器；

图3的示意图，显示本发明涉及的惯性锁存器；

图4是沿着图2A中线段IV-IV截取绘成的惯性锁存器的剖视图；

图5A至5C的示意图，显示当硬盘驱动器受到冲击时惯性锁存器的运行情况；

图6A与6B的示意图，显示当冲击力消失之后惯性锁存器的运行情况；

图7A与7B的示意图，显示轴承的第一变体；

图8A与8B的示意图，显示轴承的第二变体；

图9A与9B的示意图，显示轴承的第三变体；

图10A至10C的示意图，显示轴构件及盖子的变体；

图11的示意图，显示锁存臂的变体；以及

图12A与12B的示意图，显示采用变体的锁存臂的场合下惯性锁存器的运行情况。

具体实施方式

在下文中，要参照附图说明本发明的各个实施例。

图2A与2B的示意图，显示符合本发明一个实施例的2.5英寸的硬盘驱动器20。该硬盘驱动器配置在笔记本型电脑中作为内部部件。图2A显示盖子去除了的硬盘驱动器20。图2B显示沿着图2A中线段B-B截取绘成的硬盘驱动器20的剖视图。X1-X2表示纵向方向，而Y1-Y2表示横向方向，Z1-Z2则代表沿着高度的方向。

硬盘驱动器20包括：具有浅的凹陷部分的底盘座21、底盘座21上的主轴电机22、直径为2.5英寸且固定在主轴电机22的转子上的两个磁盘23、被支承得便于围着配置在底盘座21上的轴25而摆动的托架臂26、配置在托架臂26末梢处的磁头滑动块27、配置在底盘座21的上表面上并具有音圈电机构形以便使托架臂26来回摆动的动臂机构28、固定地安装在底盘座21上的斜坡构件39，以及配置在底盘座21的上表面上的惯性锁存器29。底盘座21和上盖30一起形成磁盘封装31，该封装是个密封的空间。磁盘23被容纳在磁盘封装31内。动臂机构28包括下部磁头组35，以及覆盖着磁铁36的上部磁头组37。磁头组35、磁铁36以及磁头组37一起构成了磁路。磁头滑动块27的末端表面上具有一个磁头。

硬盘驱动器20被用作笔记本型个人电脑的内部部件，且它接受来自电池的电力以便运行。其运行情况如下文所述。

磁盘23被主轴电机22以几千转/分钟的速度顺着A所指方向转动。动臂机构28顺着B1-B2所指方向摆动托架臂26，使得磁头滑动块27顺着径向方向由于悬空浮动而在磁盘23的上表面上方移动。这样就可以扫描所要扫描的转向( truck)，从而使磁头进行对信息的读/写。

当从笔记本型个人电脑下达卸下指令时，托架臂26就顺着朝向B1的方向摆动，以便被置于如图2A所示的撤出位置上。托架臂26的末梢由斜坡构件39支承，以便磁头滑动块27处于磁盘23区域之外的撤出状态。另外，磁盘的主轴电机22暂停运行，从而把硬盘驱动器20置于暂停模式。

如果在暂停模式期间下达装入指令，主轴电机22就开始转动，且动臂机构28也开始被驱动。结果，托架臂26就被顺着B2的方向摆动，且从斜坡构件39上松开，以便磁头滑动块27被装到正在转动的磁盘23上。磁头滑动块27在磁盘23表面上方悬空浮动，从而参与对信息的读和写。

在下文中，要说明惯性锁存器29。

图3的示意图显示惯性锁存器29。惯性锁存器29包括惯性平衡臂50以及充当锁存构件的锁存臂51。锁存臂51锁住托架臂26。当冲击施加在硬盘驱动器20上，其施加方向使得托架臂26摆动时，即当冲击是顺着与底盘座21所延伸的X-Y平面相平行的方向施加时，惯性平衡臂50就停在同样的位置上。于是，与底盘座21一起移动的锁存臂51就被围着轴构件80摆动。

托架臂26的底座部分26a具有一个角状部分26b，该部分实际上是顺着图2A中X2的方向突出的。锁存臂51与角状部分26b相配合。

如图3所示，锁存臂51是一个合成树脂的模铸产品，且它包括轴承60、从轴承60顺着一个方向延伸的臂61、从轴承60顺着相反的方向延伸的臂62、顺着Z2的方向在臂61的末梢处突出的突起部61a、顺着Z1的方向在臂62的末梢处突出的突起部62a，以及顺着Z1的方向在臂62的基底上突出的突起部62b。在臂62的基底上的突起部62b具有一个配合在其中的U形钢构件63。

在Z2一侧上的轴承60的末端，具有顺着Z2的方向突出的突起部60a，其横截面外形是以r1为半径的半圆形的且具有环形形状，如图4所示那样。

在Z1一侧上的轴承60的末端，具有顺着Z1的方向突出的突起部60b，其横截面外形是以r2为半径的半圆形的且具有环形形状，如图4所示那样。

锁存臂51被支承得能够围着轴构件80摆动，该轴构件具有凸缘部分80a，在那儿，轴构件80从底盘座21处伸出，使底盘座的底座被埋置在其中，如图2A与图4所示那样。当锁存臂51逆时针地摆动得接近动臂机构28时，臂61就进入轨道90中，使得当托架臂26逆时针摆动时，角状部分26b就沿着该轨道移动。

如图3所示，惯性平衡臂50包括：一个长的臂状体70；一个轴承71，它由合成树脂制成，并在面对着Y2的方向在接近臂状体70的末端处形成该臂状体的惯性部分；一个平衡块72，它在面对着Y2的方向在臂状体70的末端处固定在该臂状体的底部表面上；以及销子73与74，它们分别牢固地连接在臂状体70的Y1末端上和离Y1末端有一段距离处。惯性平衡臂50的尺寸和形状，是对应于摆动移动而围着轴承71而加以平衡的，且具有较大的惯性力矩。

轴承71的Z2末端具有顺着Z2的方向突出的突起部71a，其横截面外形是以r3为半径的半圆形的且具有环形形状，如图4所示那样。

轴承71的Z1末端具有顺着Z1的方向突出的突起部71b，其横截面外形是以r4为半径的半圆形的且具有环形形状，如图4所示那样。

如图2A与图4所示，惯性平衡臂50被支承得围着轴构件81摆动，该轴构件具有凸缘部分81a，在那儿，轴构件81从底盘座21处伸出，使底盘座的底座被埋置在其中。惯性平衡臂50被定位得靠近动臂机构28。惯性平衡臂50摆动所在的那个平面，是X-Y平面，托架臂26就在同一个平面中摆动。

在下文中，要说明惯性锁存器29的运行情况。

当施加于硬盘驱动器20的冲击，是在图2A所示硬盘驱动器暂停模式期间，顺着一个使托架臂26逆时针摆动的方向而进行时，惯性锁存器29就运行了。

当硬盘驱动器20处于暂停模式时，惯性锁存器29被定位得如图2A与图5A所示那样。当钢构件63被动臂机构28的磁路中泄漏出的磁通量吸引时，锁存臂51就被顺时针推动，于是突起部61a就与底盘座21的台阶21a相接触，且锁存臂51的进一步摆动受到限制。臂61位于轨道90之外。惯性平衡臂50的销子74与臂61的X2一侧的横向表面相接触。靠近臂状体70的Y1末端处的一个部分跨过臂62，且销子73面对着臂62的X1一侧的横向表面。

当冲击顺着X-Y平面施加于硬盘驱动器20而加快逆时针的移动时，托架臂26就试图从图2A与图5A所示位置处逆时针地摆动。

然而，如图5B所示，惯性平衡臂50由于其惯性的缘故而试图停留在原来位置上，于是锁存臂51就被销子74逆时针地摆动，导致臂61进入轨道90中。当角状部分26b与臂61的突起部61a配合时，已经开始逆时针摆动的托架臂26就如图5B所示那样被锁住，而且在随后，进一步的摆动移动就停止了。结果，磁头滑动块就不会跳到停止了的磁盘23上而损坏磁盘23上所记录的数据。

在冲击力消失后，钢构件63被动臂机构28的磁路中泄漏出的磁通量所吸引，导致锁存臂51顺时针摆动，这是随同惯性平衡臂50逆时针摆动的相关移动而进行的，如图6A所示那样。最后，惯性锁存器29会如图6B所示那样返回到其原来位置上。由于锁存臂51摆动，角状部分26b的锁存被解开了，且臂61移出轨道90，导致出现了托架臂26能够逆时针摆动的状态。

锁存臂51的突起部60a与轴构件80的凸缘部分80a是接触的，从而就提供了如图4所示的圆形线性接触100。以同样的方式，惯性平衡臂50的突起部71a与轴构件81的凸缘部分81a是接触的，从而就提供了圆形线性接触101。

在冲击消失后，当惯性锁存器29从图5C所示状态，经由图6A所示状态而返回到图6B所示状态时，锁存臂51就由于滑动而摆动，克服了突起部60a与凸缘部分80a之间的圆形线性接触所产生的摩擦。这种滑动摩擦，小于由于图1所示相关技术构形的表面对表面的接触所引起的滑动摩擦。另外，惯性平衡臂50由于滑动而摆动，克服了突起部71a与凸缘部分81a之间的圆形线性接触所产生的摩擦。这种滑动摩擦，小于由于表面对表面的接触所引起的滑动摩擦。因此，有了这种条件，锁存臂51及惯性平衡臂50的滑动就变得顺畅了，从而，惯性锁存器29就能无故障地从图5C所示状态，经由图6A所示状态而返回到图6B所示状态。相应地，托架臂26就回应装入指令而摆动，确保了硬盘驱动器20的可靠运行。

另外，由于突起部61a和71a的横截面外形是半圆形的而非三角形的，就不会出现多少磨损，从而很少会由于磨损而产生尘埃。

如果惯性平衡臂50被定位得是头朝下的，锁存臂51上的突起部60b就会与盖子30的内表面接触，于是就形成圆形线性接触110。以同样的方式，惯性平衡臂50的突起部71a就与盖子30的内表面接触，从而提供圆形线性接触。相应地，锁存臂51及惯性平衡臂50承受摩擦，这种摩擦小于表面对表面接触的摩擦。因此，锁存臂51及惯性平衡臂50就能形成顺畅的滑动，从而确保惯性锁存器29从图5C所示状态，经由图6A所示状态返回到图6B所示状态。

本发明的使滑动移动的摩擦减小的构形，能应用于一种情况下，在该情况下，用于锁存托架臂26的构件，是沿着直线行进的，而不是围着既定的轴而摆动。

在下文中，要说明锁存臂51及惯性平衡臂50的轴承的变体。

图7A与7B的示意图，显示轴承的第一变体。图7A显示了轴承120，该轴承提供了不连续的线性接触。轴承120包括突起部121a、121b以及121c，它们彼此是不连续的。突起部121a、121b以及121c具有半圆形的横截面外形，并沿着周边形成了按相等间隔而安置的弧形。该轴承120如图7B所示那样，以其弧形122a、122b以及122c而与凸缘部分80a相接触，这样就提供了不连续的线性接触。轴承120滑动于凸缘部分80a上而产生的摩擦，比起表面对表面的接触产生的摩擦来，被减小了。

图8A与8B的示意图，显示轴承的第二变体。图8A显示了轴承130，该轴承提供了点式接触。轴承130包括半球131a、131b以及131c，它们沿着周边被按相等间隔而安置。轴承130如图8B所示那样，以其那些点132a、132b以及132c而与凸缘部分80a相接触，这样就提供了点式接触。轴承130滑动于凸缘部分80a上而产生的摩擦，比起表面对表面的接触产生的摩擦来，被减小了。

图9A与9B的示意图，显示轴承的第三变体。图9A显示了轴承140，它包括具有平坦顶部表面的弧形表面部分142a、142b以及142c，它们在圆形边缘上被凹陷部141分隔开而按相等间隔安置。弧形表面部分142a、142b以及142c彼此是不连续的。轴承140如图9B所示那样，以其那些不连续的表面143a、143b以及143c而与凸缘部分80a相接触。轴承140滑动于凸缘部分80a上而产生的摩擦，比起表面对表面的接触产生的摩擦来，被减小了。

在下文中，要参照图10A至10C，来说明盖子以及支承锁存臂的轴构件的变体。

该变体被调整为一种构形，以形成于轴构件及盖子上的突起部，来提供线性接触。

如图10A、10B及10C所示，锁存臂12的轴承12a，具有分别在底部末端与顶部末端上的圆形平坦表面12a1与12a2。

如图10A、10B及10C所示，配有凸缘部分80Aa的轴构件80A，具有形成于凸缘部分80Aa上的突起部80Aa1，在该部分上的突起部80Aa1为环形的并具有顺着Z1方向突出的半圆形横截面外形。锁存臂12的轴承12a的圆形平坦表面12a2与环形突起部80Aa1相接触，从而形成线性接触。在此情况下，轴承12a滑动于凸缘部分80Aa上而产生的摩擦，比起表面对表面的接触产生的摩擦来，被减小了。

如图10A、10B及10C所示，盖子30A具有形成于面对着轴承12a处的位置上的环形突起部30Aa，在该位置上的环形突起部30Aa，具有顺着Z2方向突出的半圆形的横截面外形。

如果硬盘驱动器20是头朝下的，锁存臂12的轴承12a的圆形平坦表面12a1就会与环形突起部30Aa接触，从而形成线性接触。在此情况下，轴承12a滑动于盖子30A上而产生的摩擦，比起表面对表面的接触产生的摩擦来，被减小了。

在下文中，要参照图11来说明锁存臂的一个变体。

图11所示锁存臂51A，其构造形状为，当锁存臂51A被动臂机构28中泄漏的磁通量吸引时，它受到增大了的吸引力顺时针的影响。

锁存臂51A的构形基本上与图3所示锁存臂51的构形相同，且其配对部件以同样的标号加上后缀“A”来表示。锁存臂51是一种两个部分的模铸产品。除了突起部62Ab之外的一个部分首先由合成树脂的模铸而制成，接着，以阴影显示的突起部62Ab由混合了金属颗粒的合成树脂的模铸制成，该金属颗粒展现磁性。在此种构形中，未采用图3所示的U形钢构件63。

由于突起部62Ab是模铸的，就可以形成任何形状，这样就提供了比起用钢构件63的配合结构来更大的宽度( latitude)。而且，这样也为改进形状及尺寸的精确性提供了基础。因此，在如图12A所示的常规及例行的位置上，突起部62Ab与动臂机构28之间的间隙g10，能被设定得窄于图5A所示间隙g1。按比例来看，图12B所示突起部62Ab与动臂机构28之间的间隙g11，该间隙是当惯性锁存器29在运行中遇到冲击时被观察到的，就比图5C所示间隙g2更窄。结果，动臂机构28中泄漏出的磁通量，比起图3所示采用锁存臂51的情况来，就以比较强的力，顺时针吸引锁存臂51A。

相应地，在冲击力消失之后，锁存臂51A就如图12A所示那样，摆动并返回其原来位置。

另外，本发明并不局限于这些实施例，而只要不背离本发明的范围，就可以进行各种各样的变动与修改。

本申请是根据2001年11月8日向日本专利局提交的日本先前的第2001-343655号申请而提出的，在此，该申请的整个内容一并作为参考。

Claims (8)

1.一种磁盘装置，包括：

一个其中记录了信息的磁盘；

一个托架臂，其末梢上配置了磁头滑动块，该磁头滑动块在读/写操作期间在该磁盘上方移动，且在该磁盘装置暂停期间被置于该磁盘区域之外的撤出位置上；

一个支承底座；以及

一个惯性锁存器，当该磁盘装置受到冲击时，它在上述支承底座上对冲击力回应而从原来位置滑动到锁存位置，以便锁住上述托架臂，并在该冲击力消失之后，由于松开该托架臂而在该支承底座上从锁存位置滑动到原来位置，其中该支承底座与该惯性锁存器通过至少一个抬高部分而彼此接触，该抬高部分防止支承底座与惯性锁存器之间被单一的表面对表面的接触所主导。

2.根据权利要求1所述的磁盘装置，其特征在于：该惯性锁存器围着轴构件摆动，并具有被该轴构件支承的并在该支承底座上滑动的轴承，该轴承具有与该支承底座形成线性接触的抬高部分。

3.根据权利要求2所述的磁盘装置，其特征在于：该轴承具有环形的抬高部分，该部分与该支承底座形成线性接触。

4.根据权利要求1所述的磁盘装置，其特征在于：该惯性锁存器围着轴构件摆动，并具有被该轴构件支承的并在该支承底座上滑动的轴承，该轴承具有多个突起部，这些突起部与该支承底座形成点式接触。

5.根据权利要求1所述的磁盘装置，其特征在于：该惯性锁存器围着轴构件摆动，并具有被该轴构件支承的并在该支承底座上滑动的轴承，该轴承具有多个抬高部分，每个这种部分与该支承底座形成表面对表面的接触。

6.根据权利要求1所述的磁盘装置，其特征在于：该惯性锁存器围着轴构件摆动，并具有被该轴构件支承的并在该支承底座上滑动的轴承，该支承底座具有与该轴承形成线性接触的抬高部分。

7.根据权利要求1所述的磁盘装置，还包括一条驱动上述托架臂的磁路，其特征在于：惯性锁存器包括用合成树脂混合了与磁性对应的金属颗粒制成的一个部分，在上述冲击力由于被该磁路所产生的磁通量所吸引而消失之后，该惯性锁存器从锁存位置返回到原来位置。

8.一种磁盘装置，包括：

一个其中记录了信息的磁盘；

一个托架臂，其末梢上配置了磁头滑动块，该磁头滑动块在读/写操作期间在该磁盘上方移动，且在该磁盘装置暂停期间被置于该磁盘区域之外的撤出位置上；

一个驱动该托架臂的磁路；

一个支承底座；以及

一个惯性锁存器，当该磁盘装置受到冲击时，它在上述支承底座上对冲击力回应而从原来位置滑动到锁存位置，以便锁住上述托架臂，并在该冲击力消失之后，由于松开该托架臂而响应于一个吸引力，在该支承底座上从锁存位置滑动到原来位置，该惯性锁存器包括用合成树脂混合了金属颗粒制成的一个部分，该金属颗粒回应该磁路所产生的磁性以便产生上述吸引力。

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