CN201381998Y - 具有改良式转速控制模块的风扇及其组成的风扇组 - Google Patents

Abstract

一种具有改良式转速控制模块的风扇，其包含：一定子、一转子及一转速控制模块，该定子具有一驱动单元，该驱动单元产生电流以使该定子产生交变磁场，以驱动该转子相对该定子进行转动。该转速控制模块包含一控制单元及一调速电路，该控制单元产生一控制命令送至该驱动单元，且该控制单元另输出一状态信号，以控制该调速电路决定一脉宽调变信号是否输入该控制单元。

Description

具有改良式转速控制模块的风扇及其组成的风扇组

技术领域

本实用新型是关于一种具有改良式转速控制模块的风扇，特别是关于供组成一风扇组的具有改良式转速控制模块的风扇。

背景技术

请参照图1所示，其绘示现有的转速控制模块，该转速控制模块包含一控制单元91及一信号输出电路92。该控制单元91具有一信号输入端911、一信号输出端912及一控制命令输出端913，该信号输入端911是供连接一脉宽调变信号端PWM，该信号输出端912连接并输出一状态信号至该信号输出电路92，而该控制命令输出端913则连接并输出一控制命令至一风扇的驱动单元93；该信号输出电路92具有一晶体管921作为一电子式开关，以便该信号输出电路92根据该状态信号输出一数位信号。借此，该控制单元91即可由该信号输入端911接收一脉宽调变(PWM)信号，并以该PWM信号产生该控制命令而驱动该风扇，其中该脉宽调变信号由该脉宽调变信号端PWM输入。此外，根据该风扇所呈现的正常或异常运转状态，该信号输出端912所输出的状态信号呈一高准位信号或一低准位信号，再由该信号输出电路92将该状态信号转换为具有较大电压振幅的该数位信号，以供进行后续的运用。

但是，若仅利用简单的电连接方式，将具有上述的现有转速控制模块的数个风扇并联组成一风扇组时，该风扇组的各该风扇各自独立运转，无法针对任一风扇的运转状态调整其他风扇的转速。关于此种风扇组，在任一风扇发生异常或故障时，将导致该风扇组的出风量明显降低。然而，若欲构成可根据任一风扇的运转状态调整风扇转速的风扇组，该风扇组必须另设一控制电路，且该控制电路同时连接于各该转速控制模块的信号输出电路92及各该PWM信号源，以便根据各该转速控制模块所输出的数位信号控制各该PWM信号源，借此调整各该风扇的转速。上述设计不仅因该风扇组必须另设有该控制电路而增加制造成本，且也必须针对具有不同数量的风扇的风扇组设计不同的控制电路。

另，如美国专利第4,988,930号名为《具改进转速控制的多马达风扇系统(Plural Motor Fan System with Improved Speed Control)》的发明所述，其揭示一种具有另一现有转速控制模块的多风扇系统。该现有的转速控制模块供控制一第一直流风扇及一第二直流风扇的转速，其中该二直流风扇相互并联连接，且其中的至少一直流风扇具有两种转速状态；此外，该现有的转速控制模块为一开关电路，且一直流电源通过该开关电路连接该二直流风扇。借此，通过控制该开关电路中的数个开关元件呈导通或断路状态，即可控制该二直流风扇的转速，进而视需求调整该二直流风扇的转速，提高在其转速控制上的裕度。

然而，由于上述多马达风扇系统的该二直流风扇并未将其运转状态反馈至该现有的转速控制模块，导致构成该转速控制模块的开关电路无法针对该二直流风扇的运转状态进行其转速的调整。换言之，该多马达风扇系统的各直流风扇的转速无法自动进行改变，使该多马达风扇系统无法在任一直流风扇的运转状态产生异常时对应提升其他风扇的转速，该现有的风扇转速控制装置显然存在无法针对各直流风扇的状态进行即时反应的缺点。此外，此一现有的风扇转速控制装置仍需要针对该多风扇系统的风扇数量进行电路设计，显然也无法降低制造成本。基于上述原因，有必要进一步改进上述现有的转速控制模块及风扇转速控制装置。

实用新型内容

本实用新型提供一种具有改良式转速控制模块的风扇及其组成的风扇组，其仅借助电连接数个风扇的转速控制模块即可构成一风扇组，且该风扇组可根据任一风扇的运转状态而改变其他风扇的转速，为其主要的发明目的。

本实用新型提供一种具有改良式转速控制模块的风扇及其组成的风扇组，其于该数个风扇之一故障或呈现异常状态时，使其他风扇以一预定转速运转，为其次要的发明目的。

为达到前述发明目的，本实用新型所运用的技术手段及借助该技术手段所能达到的功效包含有：一种具有改良式转速控制模块的风扇，其包含：一定子、一转子及一转速控制模块，该定子具有一励磁件及一驱动单元，该励磁件设有一线圈组与该驱动单元电连接；该转子具有一转轴、一扇轮及一感磁部，该转轴的一端固定结合于该扇轮，而该转轴的另一端可转动的结合于该定子，且该感磁部设置于该扇轮并朝向该定子的励磁件；该转速控制模块具有一控制单元及一调速电路，该控制单元设有一信号输入端、一信号输出端及一控制命令输出端，该信号输入端连接至一脉宽调变信号端，该信号输出端连接至该调速电路，该控制命令输出端连接该驱动单元，该调速电路连接于该信号输出端及该脉宽调变信号端之间。其中，该脉宽调变信号端供一脉宽调变信号输入，该控制单元产生一控制命令送至该驱动单元，且该控制单元另输出一状态信号，以控制该调速电路决定该脉宽调变信号是否输入该控制单元。借此，仅需将数个该风扇的转速控制模块相互电连接即可组成一风扇组，且该风扇组可对应于各该风扇的运转状态即时调整该数个风扇的转速，使本实用新型具有降低成本的功效。

所述的具有改良式转速控制模块的风扇的调速电路具有一第一端点、一第二端点及一电子式开关，该第一端点连接于该信号输出电路，而该第二端点连接于该脉宽调变信号端，该电子式开关呈一导通状态或一截止状态，以控制该脉宽调变信号是否输入该控制单元。借此，仅利用简单的电路布局即可完成该调速电路，使本实用新型可更进一步降低制造成本。

综上所述，本实用新型的有益效果为，本实用新型的转速控制模块借助简单的电路结构，使具有该转速控制模块的风扇仅通过将各该转速控制模块相互电连接，即可构成该风扇组，且该风扇组可对应其中任一风扇的运转状态即时控制其他各风扇的转速。借此，本实用新型的具有改良式转速控制模块的风扇不仅可有效降低该风扇组的制造成本，且也可使该风扇组具有自动调速的功能。

附图说明

图1：现有的风扇转速控制装置的电路示意图。

图2：本实用新型的具有改良式转速控制模块的风扇的立体分解图。

图3：本实用新型第一实施例的具有改良式转速控制模块的风扇的转速控制模块的电路架构示意图。

图4：本实用新型第一实施例的具有改良式转速控制模块的风扇的转速控制模块的电路图。

图5：本实用新型第二实施例的具有改良式转速控制模块的风扇的转速控制模块的电路架构示意图。

图6：本实用新型第二实施例的具有改良式转速控制模块的风扇的转速控制模块的电路图。

图7：本实用新型第三实施例的具有改良式转速控制模块的风扇的转速控制模块的电路架构示意图。

图8：本实用新型第三实施例的具有改良式转速控制模块的风扇的转速控制模块的电路图。

主要元件符号说明：

1定子             11励磁件         111线圈组

12驱动单元        2转子            21转轴

22扇轮             23感磁部             3壳体

31入风口           32出风口             33承载座

4转速控制模块      4’转速控制模块      4”转速控制模块

41控制单元         411信号输入端        412信号输出端

413控制命令输出端  42信号输入电路       421输出端点

422输入端点        43信号输出电路       431输入端点

432输出端点        433晶体管            44调速电路

44’调速电路       441第一端点          441’第一端点

442第二端点        442’第二端点        443晶体管

444二极管          PWM脉宽调变信号端    R1电阻

R2电阻             91控制单元           911信号输入端

912信号输出端      913控制命令输出端    92信号输出电路

93驱动单元

具体实施方式

为让本实用新型的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本实用新型的较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

请参照图2所示，其绘示本实用新型的具有改良式转速控制模块的风扇，该风扇具有一定子1、一转子2、一壳体3及一转速控制模块4。该定子1设有一励磁件11及一驱动单元12，该励磁件11包含一线圈组111，且该线圈组111与该驱动单元12电连接；当该驱动单元12输入电流至该线圈组111而产生交变磁场时，该交变磁场即带动该转子2相对该定子1进行转动。该转子2具有一转轴21、一扇轮22及一感磁部23，该转轴21的一端固定结合于该扇轮22的中央位置，且该转轴21的另一端穿过该定子1的励磁件11，同时可转动的结合于该定子1，而该感磁部23选用一磁铁且设置于该扇轮22的内表面，并朝向该定子1的励磁件11。该壳体3具有一入风口31、一出风口32及一承载座33，该入风口31及出风口32可根据该风扇的类型而设置于该壳体3的任二侧面以供气流通过，而该承载座33则设置于该壳体3内，以供承载该定子1、转子2及转速控制模块4。该转速控制模块4也与该驱动单元12电连接，以便该转速控制模块4将一脉宽调变(PWM)信号转换为一控制命令之后，将该控制命令送至该驱动单元12。其中，该转速控制模块4具有如后所述的电路架构，以达到仅借助电连接各该转速控制模块4即组成可自动调速的一风扇组的目的。

请参照图3所示，其绘示本实用新型第一实施例的转速控制模块4的电路架构，该转速控制模块4包含一控制单元41、一信号输入电路42、一信号输出电路43及一调速电路44。该控制单元41连接于该信号输入电路42及该驱动单元12之间；该信号输入电路42则供连接一脉宽调变信号端PWM，以便接收由该脉宽调变信号端PWM所输入的一PWM信号，且该信号输入电路42将该PWM信号升压为一PWM控制信号；该信号输出电路43也与该控制单元41连接，且该信号输出电路43由该控制单元41接收一状态信号，并将该状态信号转换为一转速命令之后输出；而该调速电路44则连接于该信号输出电路43及该脉宽调变信号端PWM之间，以根据该转速命令决定该PWM信号是否输入该信号输入电路42。借此，若该PWM信号送至该信号输入电路42，该信号输入电路42便将该PWM信号转换为一PWM控制信号，再由该控制单元41将该PWM控制信号转换为一常态控制命令作为该控制命令，并将该常态控制命令送至该驱动单元12；反之，若该PWM信号未送至该信号输入电路42，则该控制单元41即产生一调速控制命令作为该控制命令送至该驱动单元12。

请参照图4所示，其绘示本实用新型第一实施例的转速控制模块4的电路布局，以及利用具有该转速控制模块4的风扇组成该风扇组时，各该风扇的转速控制模块4之间的电连接关系。在本实施例的转速控制模块4中，该控制单元41具有一信号输入端411、一信号输出端412及一控制命令输出端413，其依序分别连接于该信号输入电路42、信号输出电路43及驱动单元12。在本实施例中，该控制单元41于该信号输入端411连接至一低准位电压源或接地时，由该控制命令输出端413输出该调速控制命令，以控制设有该转速控制模块4的风扇提升转速至一预定转速，且该预定转速较佳为该风扇的全速(full speed)，即该转子2相对该定子1旋转时的最大转速。该信号输入电路42具有一输出端点421及一输入端点422，该二端点421、422分别连接于该信号输入端411及该脉宽调变信号端PWM；此外，该信号输入电路42包含一电阻R1，该电阻R1的一端连接至一直流电源Vcc1，且该电阻R1的另一端形成该输出端点421及输入端点422。该信号输出电路43具有一输入端点431连接于该信号输出端412，且该信号输出电路43另具有一输出端点432以供输出该转速命令；另，该信号输出电路43包含作为一电子式开关的晶体管433，且当该晶体管433选用一npn晶体管时，该晶体管433的基极连接该输入端点431，其集电极连接于该输出端点432，而其发射极则连接一接地点；反之，当该晶体管433选用一pnp晶体管时，其基极、集电极及发射极则依序分别连接该输入端点431、该接地点及该输出端点432。此外，该输出端点432经过一电阻R2后连接于一直流电源Vcc2，且该直流电源Vcc2可与该直流电源Vcc1为同一电源。该调速电路44具有一第一端点441及一第二端点442，该第一端点441连接于该信号输出电路43的输出端点432，而该第二端点442则连接于该信号输入电路42的输入端点422。在本实施例中，该调速电路44也包含作为一电子式开关的晶体管443，且当该晶体管443选用一npn晶体管时，该晶体管443的基极连接该第一端点441，其集电极连接于该第二端点442，而其发射极则连接一接地点；反之，当该晶体管443选用一pnp晶体管时，其基极、集电极及发射极则依序分别连接该第一端点441、该接地点及该第二端点442。

请再参照图4所示，当利用具有该转速控制模块4的数个风扇并联连接构成该风扇组时，各该转速控制模块4的输出端点432相互连接。借此，当该二晶体管433、443均选用一npn晶体管，且该风扇组的各该风扇均呈现正常的运转状态时，各该转速控制模块4的控制单元41均输出一高准位信号作为该状态信号，使该晶体管433的集电极及发射极之间呈导通状态，以便该输出端点432输出一低准位电压(接地)。借此，该调速电路44的第一端点441通过该输出端点432及该晶体管433的发射极接地，进而维持该晶体管443的集电极及发射极之间呈截止状态。因此，该PWM信号即持续输入该信号输入电路42，并由该信号输入电路42利用该直流电源Vcc1将该PWM信号升压产生该PWM控制信号，再由该控制单元41依据该PWM控制信号产生该常态控制命令。最后，该风扇即可依据该PWM信号进行转动。

反之，当该风扇组的任一个风扇的运转状态呈现异常时，设于该异常风扇的转速控制模块4的控制单元41即输出一低准位信号作为该状态信号，使该晶体管433的集电极及发射极之间呈截止状态，以便该输出端点432输出该直流电源Vcc2的高准位电压，也即使该调速电路44的第一端点441与该直流电源Vcc2等电位，进而使该晶体管443的集电极及发射极之间呈导通状态。借此，通过该晶体管443的发射极，该脉宽调变信号端PWM及该信号输入端411接地，使该控制单元41即输出该调速控制命令至该驱动单元12。此外，由于各该转速控制模块4的输出端点432相互连接，故针对于该风扇组的其他风扇而言，其他各该转速控制模块4的第一端点441也与该直流电源Vcc2等电位，导致其他各该转速控制模块4的信号输入端411也通过其晶体管443的发射极而接地，而使其控制单元41也输出该调速控制命令至其连接的驱动单元12。因此，除了呈现异常运转状态的风扇无法受控之外，其他风扇均受各该转速控制模块4所输出的调速控制命令控制，而以该预定转速运转。借此，当该风扇组的任一个风扇的运转状态呈现异常甚或因故障而停止运转时，其他风扇即可进行自动调速而以全速运转，以便有效降低该风扇组在故障前后的出风变化量，进而维持该风扇组的效能。

请参照图5所示，其绘示本实用新型第二实施例的转速控制模块4’的电路架构。在前述的第一实施例的转速控制模块4中，由于该信号输入电路42供提高该PWM信号的电压准位，因此若该PWM信号的电压准位已足以带动该控制单元41，即可省略该信号输入电路42。据此，本实用新型第二实施例的转速控制模块4’的控制单元41供该PWM信号直接输入。

请参照图6所示，其绘示本实用新型第二实施例的转速控制模块4’的电路布局，以及利用具有该转速控制模块4’的风扇组成该风扇组时，各该风扇的转速控制模块4’之间的电连接关系。相比于前述的本实用新型第一实施例，本实施例的转速控制模块4’所设置的调速电路44’也具有一第一端点441’及一第二端点442’，且该第一端点441’也连接该输出端点432；但是，该第二端点442’连接该控制单元41的信号输入端411，该调速电路44’包含一二极管444作为该电子式开关，且该二极管444的负极连接于该第一端点441’，而该二极管444的正极则连接于该第二端点442’。此外，当数个风扇构成该风扇组时，该风扇组的各风扇的转速控制模块4’的输出端点432也相互连接。借此，当该晶体管433选用一npn晶体管，且该风扇组的各该风扇均呈现正常的运转状态时，各该转速控制模块4’的控制单元41均输出一低准位信号作为该状态信号，使该输出端点432输出该直流电源Vcc2的高准位电压，也即，使该调速电路44’的第一端点441’与该直流电源Vcc2等电位，进而使该二极管444呈截止状态。因此，该PWM信号持续输入该信号输入电路42，使各该风扇均持续依该PWM信号进行运转。

然而，当该风扇组的任一个风扇的运转状态呈现异常时，设于该风扇的转速控制模块4’的控制单元41即输出一高准位信号作为该状态信号，使该晶体管433的集电极及发射极之间呈导通状态，以便该输出端点432输出该低准位电压。借此，该调速电路44’的第一端点441’通过该输出端点432及该晶体管433的发射极接地，进而使该二极管444呈导通状态。此时，该脉宽调变信号端PWM及该信号输入端411即通过该二极管444及该晶体管433的发射极而接地，而使该控制单元41输出该调速控制命令至该驱动单元12。同理，由于各该转速控制模块4’的输出端点432相互连接，故针对该风扇组中的其他风扇而言，其他各该转速控制模块4’的第一端点441’也通过该晶体管433的发射极接地，而使其他各该转速控制模块4’的二极管444呈导通状态。因此，其他各该转速控制模块4’的控制单元41输出该调速控制命令至其连接的驱动单元12，则其他风扇即可进行自动调速而以全速运转。

须注意的是，在利用上述第一实施例中的风扇所组成的风扇组中，所有该数个风扇的调速电路44可全部置换成为由该二极管444所构成的调速电路44’；同理，以第二实施例的风扇所组成的风扇组，也可使用由该晶体管443所构成的调速电路44。

请参照图7所示，其绘示本实用新型第三实施例的转速控制模块4”的电路架构。相比于第二实施例的转速控制模块4’，本实施例的转速控制模块4”进一步省略该信号输出电路43，并将该调速电路44’置换为由该晶体管443所构成的调速电路44。借此，该控制单元41直接以该状态信号控制该调速电路44，再由该调速电路44决定是否将该PWM信号输入该控制单元41。

请参照图8所示，其绘示本实用新型第三实施例的转速控制模块4”的电路布局，以及利用具有该转速控制模块4”的风扇组成该风扇组时，各该风扇的转速控制模块4”之间的电连接关系。相比于前述的本实用新型第二实施例，本实施例的调速电路44以该第一端点441直接连接该控制单元41的信号输出端412。此外，在该转速控制模块4”中，作为该调速电路44的电子式开关的晶体管443在该调速电路44中的电路配置方式，与第一实施例中所描述的电路配置方式相同。当数个风扇构成该风扇组时，该风扇组的各风扇的转速控制模块4”的信号输出端412相互连接。借此，当该风扇组的各该风扇均呈现正常的运转状态时，各该转速控制模块4”的控制单元41均输出一低准位信号作为该状态信号，以使该调速电路44的晶体管443的集电极及发射极之间呈截止状态。因此，该PWM信号持续输入该控制单元41，使各该风扇均持续依该PWM信号进行运转。反之，当该风扇组的任一个风扇的运转状态呈现异常时，设于该风扇的转速控制模块4”的控制单元41即输出一高准位信号作为该状态信号，以使该调速电路44的晶体管443的集电极及发射极之间呈导通状态，以便该脉宽调变信号端PWM及该信号输入端411通过该晶体管443的发射极接地，而使该控制单元41输出该调速控制命令至该驱动单元12。同理，由于各该转速控制模块4”的信号输出端412相互连接，故针对该风扇组中的其他风扇而言，其他各该转速控制模块4”的晶体管443的集电极及发射极之间也呈导通状态，导致其他各该转速控制模块4”的控制单元41输出该调速控制命令至其连接的驱动单元12。借此，其他风扇即可进行自动调速而以全速运转。

综上所述，相比于现有的转速控制模块需另借助一控制电路达到同时控制数个风扇的目的，或者现有的风扇转速控制装置无法对应于各风扇的运转状态进行即时反应，本实用新型的转速控制模块4、4’、4”借助简单的电路结构，使具有该转速控制模块4、4’、4”的风扇仅通过将各该转速控制模块4、4’、4”相互电连接，即可构成该风扇组，且该风扇组可对应其中任一风扇的运转状态即时控制其他各风扇的转速。借此，本实用新型的具有改良式转速控制模块的风扇不仅可有效降低该风扇组的制造成本，且也可使该风扇组具有自动调速的功能。

Claims (15)

1、一种具有改良式转速控制模块的风扇，其特征在于包含：

一个定子，具有一个励磁件及一个驱动单元，该励磁件设有一个线圈组与该驱动单元电连接；

一个转子，具有一个转轴、一个扇轮及一个感磁部，该转轴的一端固定结合于该扇轮，而该转轴的另一端可转动的结合于该定子，该感磁部设置于该扇轮并朝向该定子的励磁件；及

一个转速控制模块，具有一个控制单元及一个调速电路，该控制单元设有一个信号输入端、一个信号输出端及一个控制命令输出端，该信号输入端连接至一个脉宽调变信号端，该信号输出端连接至该调速电路，该控制命令输出端连接该驱动单元，该调速电路连接于该信号输出端及该脉宽调变信号端之间；

其中，该脉宽调变信号端供一个脉宽调变信号输入，该控制单元产生一个控制命令送至该驱动单元，且该控制单元另输出一个状态信号，以控制该调速电路决定该脉宽调变信号是否输入该控制单元。

2、依权利要求1所述的具有改良式转速控制模块的风扇，其特征在于：另具有一个信号输出电路连接于该信号输出端及该调速电路之间，且该信号输出电路将该状态信号转换为一个转速命令，该调速电路接收该转速命令，以控制该脉宽调变信号是否输入该控制单元。

3、依权利要求1所述的具有改良式转速控制模块的风扇，其特征在于：该调速电路具有一个第一端点、一个第二端点及一个电子式开关，该第一端点连接于该控制单元的信号输出端，而该第二端点连接于该脉宽调变信号端，该电子式开关呈导通状态或截止状态，以控制该脉宽调变信号是否输入该控制单元。

4、依权利要求3所述的具有改良式转速控制模块的风扇，其特征在于：该电子式开关选用一个晶体管。

5、依权利要求2所述的具有改良式转速控制模块的风扇，其特征在于：该调速电路具有一个第一端点、一个第二端点及一个电子式开关，该第一端点连接于该信号输出电路，而该第二端点连接于该脉宽调变信号端，该电子式开关呈导通状态或截止状态，以控制该脉宽调变信号是否输入该控制单元。

6、依权利要求5所述的具有改良式转速控制模块的风扇，其特征在于：该电子式开关选用一个晶体管或一个二极管。

7、依权利要求3所述的具有改良式转速控制模块的风扇，其特征在于：当该信号输入端连接至一个低准位电压源或接地时，由该控制命令输出端输出一个调速控制命令作为该控制命令。

8、依权利要求5所述的具有改良式转速控制模块的风扇，其特征在于：当该信号输入端连接至一个低准位电压源或接地时，由该控制命令输出端输出一个调速控制命令作为该控制命令。

9、依权利要求7或8所述的具有改良式转速控制模块的风扇，其特征在于：该电子式开关选用一个npn晶体管，且该npn晶体管的基极连接该第一端点，该npn晶体管的集电极连接于该第二端点，而该npn晶体管的发射极则连接一个接地点。

10、依权利要求7或8所述的具有改良式转速控制模块的风扇，其特征在于：该电子式开关选用一个pnp晶体管，且该pnp晶体管的基极连接该第一端点，该pnp晶体管的集电极连接一个接地点，而该pnp晶体管的发射极则连接于该第二端点。

11、依权利要求8所述的具有改良式转速控制模块的风扇，其特征在于：该电子式开关选用一个二极管，且该二极管的负极连接于该第一端点，而该二极管的正极则连接于该第二端点。

12、依权利要求1或2所述的具有改良式转速控制模块的风扇，其特征在于：另包含一个信号输入电路连接于该控制单元及该调速电路之间。

13、依权利要求2所述的具有改良式转速控制模块的风扇，其特征在于：该信号输出电路具有一个输出端点，该输出端点连接该调速电路，以将该转速命令传送至该调速电路。

14、一种风扇组，其特征在于：包含数个权利要求1所述的具有改良式转速控制模块的风扇，且各该数个风扇的转速控制模块的控制单元的信号输出端相互电连接。

15、一种风扇组，其特征在于：包含数个权利要求13所述的具有改良式转速控制模块的风扇，且各该数个风扇的转速控制模块的信号输出电路的输出端点相互电连接。

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