JP2004045429A - Timepiece - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転錘を有した時計の部品配置に関するものである。 The present invention relates to a component arrangement of a timepiece having a rotating weight.
電子時計には、特開昭62−49785号公報のように、回転錘の動きにより小型発電機で発電し、それを2次電源に充電し、そのエネルギーで時計を駆動する自動巻発電時計が発明されている。
この時計の場合、回転錘の片重り量が大きいほど入力エネルギーが大きくなり、発電量も大きくなるので、いかにスペース効率よく片重り量を確保するかが課題である。
片重り量とは、回転錘の重量と、回転中心から回転錘重心までの距離の積で表されるものである。従って、重量が同じであるなら、回転錘の重量をできるだけ回転中心から離し構成することが有効といえる。
2. Description of the Related Art As an electronic timepiece, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-49885, there is an automatic winding timepiece that generates power by a small generator by the movement of a rotating weight, charges it to a secondary power source, and drives the watch with the energy. Has been invented.
In the case of this timepiece, the input energy increases and the power generation amount increases as the weight of the rotating weight increases, so the problem is how to secure the weight of the rotating weight efficiently.
The single weight is represented by the product of the weight of the oscillating weight and the distance from the center of rotation to the center of gravity of the oscillating weight. Therefore, if the weight is the same, it can be said that it is effective to make the weight of the rotary weight as far away from the center of rotation as possible.
そのため従来例では、ムーブメントを構成する輪列、コイルを初めとする内臓部品を中心側に構成し、その外側には部品を配置せず、内臓部品部より厚みを薄くし、その部分に回転錘厚肉部を配置するようにし、内臓部品部上側には回転錘薄肉部を配置している。 For this reason, in the conventional example, the internal parts such as the train wheel and the coil that constitute the movement are configured on the center side, no parts are arranged outside thereof, the thickness is made thinner than the internal parts, and the rotating weight is attached to that part. The thick part is arranged, and the rotating weight thin part is arranged above the built-in part.
これは、効率的な配置であるといえるが、ムーブメントの内臓部品を、回転錘厚肉部より小さな径の範囲に集約する必要がある。 い え る This is an efficient arrangement, but it is necessary to consolidate the internal components of the movement in a range of diameter smaller than the thick part of the rotating weight.
しかるに、時計の小型、薄型化を実現しようとすると、以下のような問題が生じてくる。 However, when trying to realize a small and thin watch, the following problems arise.
自動巻発電時計の小型、薄型化をするには、ムーブメント直径が小さくても、いかに回転錘の片重り量を確保するかが課題であり、そのためにはムーブメント内臓部品の締める範囲を極力小さくする必要がある。 In order to make the self-winding watch smaller and thinner, it is important to secure a single weight of the oscillating weight, even if the diameter of the movement is small. For that purpose, the tightening range of the internal components of the movement should be as small as possible. There is a need.
一般の水晶時計の中には、直径10mm程度の物もあり、充分可能性はあるが、自動巻発電時計であるがため次の制約を受ける。 Some general quartz watches have a diameter of about 10 mm, and although there is ample possibility, since they are self-winding watches, they are subject to the following restrictions.
携帯して動かし続けるためには、又、エネルギーの蓄積に余裕を持たせるためには、モータ消費電力を極力小さくし、かつ、発電電力を極力大きくし、消費量より発電量をより多く確保する必要がある。 In order to carry around and carry, and to have a margin of energy storage, reduce the motor power consumption as much as possible and increase the generated power as much as possible to secure more power generation than consumption. There is a need.
そのためモータに関する有効な手段として、コイルの起磁力を確保しながらコイル抵抗を高くする方法があるが、これはコイル体積を大きくする方向となる。 た め Therefore, as an effective means for the motor, there is a method of increasing the coil resistance while securing the magnetomotive force of the coil, but this tends to increase the coil volume.
又、発電コイルに関しては、高い誘起電圧を発生させると共に、それを電流として有効に取り出して、2次電源に充電してやる必要がある。誘起電圧は、磁束の鎖交する巻数と磁束の変化量に比例する事から、コイルの巻数を多くすることが有利である。それを電流として有効に取り出すには、コイルインピーダンス、つまりコイル抵抗を低くしてやる必要がある。これも、時計用コイルと同様に発電コイル体積を大きくする方向となる。 In addition, regarding the power generation coil, it is necessary to generate a high induced voltage, effectively extract the voltage as a current, and charge the secondary power supply. Since the induced voltage is proportional to the number of turns of the magnetic flux and the amount of change in the magnetic flux, it is advantageous to increase the number of turns of the coil. To effectively extract it as a current, it is necessary to lower the coil impedance, that is, the coil resistance. This also tends to increase the volume of the power generation coil, similarly to the timepiece coil.
従って、小型、薄型化のためにムーブメント内臓部品範囲をそのまま小さくすると、発電性能を著しくて低下させることになり、実使用にそぐわない物となる。 Therefore, if the range of the built-in parts of the movement is reduced as it is for miniaturization and thinning, the power generation performance will be remarkably reduced, which is unsuitable for actual use.
本発明の腕時計は、少なくとも、電源、回路、棒状に巻き回したコイル、ムーブメントのほぼ中央付近に位置する時計輪列部、回転可能な片重り形状よりなる回転錘を有し、
前記回転錘は外周側に厚肉部が、回転中心側に薄肉部が形成され、回転したときに前記電源、回路、コイル、輪列部と重なる如く、かつ、前記輪列部が薄肉部の回転軌跡範囲に、前記コイルの一部が厚肉部の回転軌跡範囲に位置する如く配置されたことを特徴とする。
The wristwatch of the present invention has at least a power supply, a circuit, a coil wound in a bar shape, a clock wheel train located near the center of the movement, a rotating weight having a rotatable single weight shape,
The oscillating weight has a thick portion on the outer peripheral side, a thin portion formed on the rotation center side, such that the power supply, the circuit, the coil, the train wheel portion overlap when rotated, and the train wheel portion has a thinner portion. It is characterized in that a part of the coil is disposed in the rotation locus range of the thick portion in the rotation locus range.
又、少なくとも、回転可能な片重り形状よりなる回転錘、該回転錘と同軸で回転する回転錘車、該回転錘車と噛み合い回転を伝える伝達輪列、永久磁石を持ち前記伝達輪列と噛み合い回転する発電ロータを有し、前記回転錘が第1のボールベアリングで軸受けされると共に、前記伝達輪列もしくは発電ロータの少なくとも1箇所を第2のボールベアリングで軸受けしたことを特徴とする。 In addition, at least a rotating weight having a rotatable one-weight shape, a rotating wheel that rotates coaxially with the rotating weight, a transmission wheel train that meshes with the rotating wheel and transmits rotation, and has a permanent magnet and meshes with the transmission wheel train A rotating power generating rotor is provided, wherein the rotating weight is supported by a first ball bearing, and at least one of the transmission wheel train and the power generating rotor is supported by a second ball bearing.
又、少なくとも、地板、軸方向に操作可能な外部操作部材、該外部操作部材と係合し位置規制するおしどり、ムーブメントのほぼ中央付近に位置する時計輪列部、回転可能な片重り形状よりなる回転錘を有し、 前記おしどりと前記回転錘は前記地板の同一面側に配置され、 前記回転錘は外周側に厚肉部が、回転中心側に薄肉部が形成され、回転したときに前記外部操作部材、おしどり、時計輪列部と重なり、 前記輪列部が前記回転錘薄肉部の回転軌跡範囲に、前記おしどりの一部が前記回転錘厚肉部の回転軌跡範囲に位置する如く配置されたことを特徴とする。 In addition, at least the main plate, an external operating member that can be operated in the axial direction, a brace that engages with the external operating member and regulates the position, a clock wheel train located near the center of the movement, and a rotatable single-weight shape. A rotating weight, the weight and the rotating weight are arranged on the same surface side of the base plate, the rotating weight has a thick portion on the outer peripheral side, a thin portion on the rotation center side, and An external operating member, a weighing device, and a timepiece wheel train portion overlap with each other, and the wheel train portion is disposed in a rotation trajectory range of the rotating weight thin portion, and a part of the weight is positioned in a rotation trajectory range of the rotating weight thick portion. It is characterized by having been done.
以上の発明により、小型、薄型化のためにムーブメント内臓部品範囲をそのまま小さくしても、発電性能を著しくて低下させることがなく、実使用に適した物となる。 According to the above invention, even if the range of the internal components of the movement is reduced as it is for miniaturization and thinning, the power generation performance is not remarkably reduced, and the product is suitable for actual use.
図1は本発明実施例の組立平面図、図2〜図7は同じく組立断面図を示す。 FIG. 1 is an assembly plan view of an embodiment of the present invention, and FIGS.
図において、1はムーブメントのベースをなす地板、2は時計用コイル、3はステータ、4はロータを示す。ロータ4の回転は、五番車5を介して四番車7、三番車8、二番車9、日の裏車10、筒車11へと伝達される。又、日の裏車 10は小鉄車12と噛み合っている。これら輪列群は、輪列受け13により軸支されている。
In the drawing, reference numeral 1 denotes a main plate serving as a base of the movement, 2 denotes a watch coil, 3 denotes a stator, and 4 denotes a rotor. The rotation of the rotor 4 is transmitted to the fourth wheel 7, the third wheel 8, the second wheel 9, the
片重りの回転錘20は、回転錘受21に固着されたボールベアリング22に回転錘ネジ23で、固定されている。回転錘20の下には、回転錘車24が有り、同様に固定されている。回転錘車24は、かな部25aと歯車部25bを持つ発電ロータ伝え車25のかな部と噛み合い、又、歯車部25bは発電ロータ26のかな部26aと噛み合い、回転錘の回転を伝達する。回転錘車24から発電ロータ26までの輪列は、30から200倍程度に増速されており、回転錘20の回転により発電ロータ26は高速で回転することになる。尚、増速比は発電機の性能や、時計の仕様により、自由に設定することが可能である。発電ロータ26には、永久磁石27が固着されているので、回転のたびに方向の異なる磁束が発電ステータ28を経由し、発電コイル29に流れ、コイルに誘起電圧が発生する。
発電コイル29の端末は、コイルリード基板39のパターンに接続され、止めねじ44で回路押え板38を介して回路基板37と圧接し、回路と導通されている。発電コイル29と発電ステータ28は止めねじ46、47で圧接され、磁気経路を形成しているが、前記コイルリード基板39と回路基板37の接続を平面的に外し、薄くしている。
The single-weight
The end of the
次に回路関係として、31が水晶ユニット、32がMOSICチップ、33が補助コンデンサ、34が整流のためのダイオード、35、36は昇圧コンデンサを示す。これら素子は、フレキシブルな回路基板37に実装されている。回路基板37は、ばね部をを有した回路押え板38で上から押さえられ、ねじ固定されている。40は2次電源のキャパシタであり、それぞれの電極はプラス端子(図示せず)、マイナス端子により、回路基板37のパターンと電気接続されている。本例の回路は、2次電源40の電圧を昇圧コンデンサ36で昇圧し、補助コンデンサ33に蓄え時計を駆動する特開昭60−203887の方式を採用している。
Next, as the circuit relation, 31 indicates a crystal unit, 32 indicates a MOSIC chip, 33 indicates an auxiliary capacitor, 34 indicates a diode for rectification, and 35 and 36 indicate boosting capacitors. These elements are mounted on a
14は外部操作部材で、この操作を制御するおしどり15は、外部操作部材14の溝と係合し、かんぬき16により位置規制されている。カンヌキ16は、外部操作部材14に案内されたつづみ車17の溝と係合している。又、外部操作部材14の動きに連動して、輪列を規正すると共に、回路をリセットする規正レバーを所有しているが、図示はしていない。おしどり15とかんぬき16は、止めねじ45で固定されたおしどり押え18により、上方向を決められている。これら切換の作動については、周知であるので説明を省く。
前述において、回転錘20は外周部に厚肉部20aを有し、ムーブメントを構成するほとんどの内臓部品の外側を回転する軌跡をとっている。その厚肉部に対し、発電コイル29は少なくとも一部が、本案ではコイル巻線部が平面的に重なっている。又、発電コイル29の巻線部は、発電ロータ伝え車25の歯車25bと重なっている。又、回路を構成するMOSICチップ32及び回路基板37と重なっている。
In the above description, the
図7において、発電輪列を構成する発電ロータ伝え車25の上ほぞは、回転錘受21に固着された軸受ボールベアリング50により、案内されている。軸受ボールベアリング50は、外輪50aが回転錘受21と固定され、複数のボール50bが直に発電ロータ伝え車25の上ほぞと係合している。発電ロータ伝え車25の上方向の位置決めは、外輪50aに固定された押え輪50Cにより行われている。又、外輪50aは、非磁性の材料で作られている。これは、発電機に及ぼす磁気的影響を減少させるためであるが、影響の無視できる場合はスチールなどの磁性材でも良い。又、影響の大きい場合には、外輪だけでなく他の部分についても非磁性材に変えることも考えられる。又、発電ロータ26の下ほぞ側にも軸受ベアリング51を使用している。こちらも材料については、前述同様磁性材、非磁性材を使い分ける必要があるが、磁石近傍ということもあり、少なくとも外輪は非磁性材にすることが、望ましい。軸受ベアリング51は外輪51a,ボール51b、押え輪51Cからなり、外輪51aで発電ロータ26のアガキを決めている。
In FIG. 7, the upper tenon of the power generation
軸受ベアリング50、51は共にリテーナを使用せず、小型化、低コスト化を狙っているが、リテーナを使用しても問題ない。軸受けベアリング50は、外輪51aの穴付近がボール50b側に突出し、押え輪50cとのスキマがボール50bの外径より小さくなっている。そのため、発電ロータ伝え車25の組み込み前であっても、ボール50bが外れてしまうことはない。又、発電ロータ伝え車25の組み込み前、ボールがある程度ずれるので、外輪50aとのスキマがあき、洗浄で汚れが落ち易くなっている。軸受ベアリング51についても、外輪51a、押え輪51cにあいている穴が、ボール51bの外径より小さいので、ボールの外れはなく同様の効果を持つ。前記ベアリングは両方とも径方向の効果を主としているので、上下方向のガタは大きくても良い。
Bearings Both the
本例では、発電ロータ伝え車25の上と、発電ロータ26の下にベアリングを使用しているが、これは以下の理由による。発電ロータ伝え車25は、回転錘車24と噛み合わせるために、回転錘受け21の上側にかな部25aが飛び出している。従って、受と地板で上下から案内する一般の構成をとるには、軸受部径をかな外径より大きくすることになり、軸受負荷が増大する。又、発電ロータ26と磁石27が発電ステータ28に引きつけられており、その力が下ほぞ側に加わるので、負荷が増大する。これらの部分にベアリングを用いることにより、軸受負荷を減らし発電効率をアップさせる効果がある。尚、発電ロータ伝え車の下や、発電ロータの上についても採用すれば、より効率よくなる。
ベ ア リ ン グ In this example, the bearings are used above the power generation
以上の発明により、以下の効果を有する。 The above invention has the following effects.
発電量は、コイルに発生した誘起電圧を電流として取り出している。誘起電圧はコイル線の巻数と、磁束の変化量に比例しているため、コイルの巻数が多いほど高く発生させられ、有利である。又、その誘起電圧を電流として取り出せる量は、コイルのインピーダンスに反比例し、誘起電圧に比例し、かつ、コイルのインピーダンスは周知の通りコイル抵抗が高いほど大きくなるので、コイル抵抗は小さい方が有利といえる。 For the amount of power generation, the induced voltage generated in the coil is extracted as a current. Since the induced voltage is proportional to the number of turns of the coil wire and the amount of change in the magnetic flux, the higher the number of turns of the coil, the higher the generated voltage, which is advantageous. The amount of the induced voltage that can be taken out as a current is inversely proportional to the impedance of the coil, proportional to the induced voltage, and the impedance of the coil increases as the coil resistance increases, as is well known. It can be said that.
従来例の場合、発電コイル29が回転錘外周厚肉部20aの回転軌跡内側に配置されているので、回転錘径が小さくなると、コイル長さも短くなり、巻数が減少し、誘起電圧も減少する。これを防ぐために、線径の細いコイル線を巻いて巻数を確保しようとすると、コイル抵抗の増加となり、発電量が減少することになる。しかるに本案では、コイル巻線部と回転錘の厚肉部を重ねてあるので、コイル巻部の厚みは薄くなるが、長さは多くとれる。
In the case of the conventional example, since the
細く長いコイルと、太く短いコイルを比較すると、同じ巻数では前者の方がコイル線長さを短くでき、コイル抵抗も下げられる。従って、その分だけ発電に対して有利な設定が可能となる。従来構造では、発電コイル29と発電ロータ伝え車25の歯車29bを重ねることは不可能であるので、発電コイルに制約されて、歯車外径は大きくできない。そのため、回転錘車24から発電ロータ26までの増速比が小さくなったり、増速比を確保するために輪列を一段増やしたりすることになる。しかるに本案では、発電ロータ伝え車25の歯車25bと発電コイル29が重ねられるので、歯車外径を大きくすることができ、発電に充分な増速比を確保できる。同様に、MOSICチップ32をコイルと重ねられるので、絶対面積の少ない女持ちムーブメントの平面レイアウトに有利である。
比較 Comparing a thin and long coil with a thick and short coil, with the same number of turns, the former can shorten the coil wire length and lower the coil resistance. Therefore, it is possible to make an advantageous setting for power generation. In the conventional structure, since it is impossible to overlap the
本案は、発電コイルを回転錘厚肉部の下に配置しているが、時計用コイルを同様に配置することも可能である。しかし一般的に、コイルを巻いている磁心長さが長くなると、耐磁性に対し弱くなるといわれているので、磁心断面を大きくしたり、別な耐磁手段の検討が必要である。 案 In the present invention, the power generation coil is arranged below the thick portion of the rotating weight, but the clock coil can be arranged similarly. However, it is generally said that the longer the core length around which the coil is wound, the weaker the anti-magnetic property becomes. Therefore, it is necessary to increase the cross section of the magnetic core or to examine other anti-magnetic means.
又、発電輪列に軸受ボールベアリング50、51を用いているので、発電効率の上昇にもなっている。軸受ボールベアリングは、発電ロータ伝え車25及び発電ロータ26の高さ決めを、回転錘受21もしくは地板1に固定された部分で行っている。一般的に固定部分で高さ決めを行うということは、負荷の増加となり、実施されていないが、時計の場合高さ方向に加わる負荷は、輪列の自重だけであり、発電時に加わる横方向の力が圧倒的に強く、又、発電ロータについては発電ステータに引かれる磁力により浮上しており、衝撃時以外は当たらないので、高さ方向は無視できる。これにより、ベアリングに内輪を設ける必要がなく、構造が簡単となり、安価でかつ小型化ができる。
Because the bearing
切換については、おしどりが回転錘外周の厚肉部と重なるごとくムーブメント内臓部品部より、外側に配置してある。おしどりは、外部操作部材の高さ位置に制約されるものであり、回転錘厚肉部は外部操作部材を、高さ方向で逃げているので、高さ方向の逃げは比較的容易である。これにより切換に要するスペースは、ムーブメントの外周側に配置できるので、その部分に補助コンデンサ33やダイオード34など、比較的厚い電気素子を配置することができ、小型化に効果を上げている。
The switching is arranged outside the internal parts of the movement so that the weight overlaps the thick part on the outer periphery of the rotary weight. The setting is restricted by the height position of the external operation member, and the rotary weight thick portion escapes the external operation member in the height direction, so that the escape in the height direction is relatively easy. As a result, the space required for switching can be arranged on the outer peripheral side of the movement, so that a relatively thick electric element such as the auxiliary capacitor 33 or the
小型、薄型化のためにムーブメント内臓部品範囲をそのまま小さくしても、発電性能を著しくて低下させることがなく、実使用に適した発電時計となる。 し て も Even if the range of the internal components of the movement is reduced as it is for miniaturization and thinning, the power generation performance is not significantly reduced and the power generation clock is suitable for actual use.
1 地板、2 時計用コイル、3 ステータ、4 ロータ、5 五番車、7 四番車、8 三番車、9 二番車、10 日の裏車、11 筒車、12 小鉄車、13 輪列受、14 外部操作部材、15 おしどり、16 かんぬき、17 つづみ車、18 おしどり押え、20 回転錘、21 回転錘受、22 ボールベアリング、23 回転錘ねじ、24 回転錘車、25 発電ロータ伝え車、26 発電ロータ、27 磁石、28 発電ステータ、29 発電コイル、31 水晶ユニット、32 MOSICチップ、33 補助コンデンサ、34 ダイオード、35、36 昇圧コンデンサ、37 回路基板、38 回路押え板、39 コイルリード基板、40 2次電源、41 マイナス端子、44、45、46、47 止めねじ、50 軸受ボールベアリング、51 軸受ボールベアリング
1 Ground plate, 2 watch coils, 3 stators, 4 rotors, 5th wheel, 7th wheel, 8 third wheel, 9 second wheel, 10th wheel, 11 cylinder wheel, 12 small iron wheel, 13 wheels Row bearings, 14 External operating members, 15 Bolts, 16 Bolts, 17 Wheels, 18 Bolt holders, 20 Rotating weights, 21 Rotating weight receivers, 22 Ball bearings, 23 Rotating weight screws, 24 Rotating weight wheels, 25 Generator rotor transmission Car, 26 generator rotor, 27 magnet, 28 generator stator, 29 generator coil, 31 crystal unit, 32 MOSIC chip, 33 auxiliary capacitor, 34 diode, 35, 36 boost capacitor, 37 circuit board, 38 circuit holding plate, 39 coil lead Substrate, 40 Secondary power supply, 41 Negative terminal, 44, 45, 46, 47 Set screw, 50 Bearing ball bearing, 51 Bearing ball bearing
Claims (3)
前記回転錘は外周側に厚肉部が、回転中心側に薄肉部が形成され、回転したときに前記電源、回路、コイル、輪列部と重なる如く、かつ、前記輪列部が薄肉部の回転軌跡範囲に、前記コイルの一部が厚肉部の回転軌跡範囲に位置する如く配置されたことを特徴とする回転錘付腕時計。 At least, a power supply, a circuit, a coil wound in a rod shape, a watch wheel train located near the center of the movement, a wristwatch having a rotating weight having a rotatable single weight shape,
The oscillating weight has a thick portion on the outer peripheral side, a thin portion formed on the rotation center side, such that the power supply, the circuit, the coil, the train wheel portion overlap when rotated, and the train wheel portion has a thinner portion. A wristwatch with a rotary weight, wherein a part of the coil is arranged in a rotation locus range of the thick part.
前記回転錘が第1のボールベアリングで軸受けされると共に、前記伝達輪列もしくは発電ロータの少なくとも1箇所を第2のボールベアリングで軸受けしたことを特徴とする回転錘付電子時計。 At least a rotating weight having a rotatable one-weight shape, a rotating wheel that rotates coaxially with the rotating weight, a transmission wheel train that meshes with the rotating wheel and transmits rotation, and has a permanent magnet and rotates with the transmission wheel train. In a wristwatch having a generator rotor,
An electronic timepiece with a oscillating weight, wherein the oscillating weight is supported by a first ball bearing, and at least one of the transmission wheel train and the power generation rotor is supported by a second ball bearing.
前記おしどりと前記回転錘は前記地板の同一面側に配置され、
前記回転錘は外周側に厚肉部が、回転中心側に薄肉部が形成され、回転したときに前記外部操作部材、おしどり、時計輪列部と重なり、
前記輪列部が前記回転錘薄肉部の回転軌跡範囲に、前記おしどりの一部が前記回転錘厚肉部の回転軌跡範囲に位置する如く配置されたことを特徴とする回転錘付腕時計。
At least a main plate, an external operating member that can be operated in the axial direction, a brace that engages and regulates the position of the external operating member, a clock wheel train located near the center of the movement, and a rotatable weight having a rotatable single-weight shape. In an electronic timepiece having
The weight and the rotating weight are arranged on the same surface side of the main plate,
The oscillating weight has a thick portion on the outer peripheral side, a thin portion formed on the rotation center side, and overlaps with the external operation member, the weighing device, the watch wheel train portion when rotated,
A wristwatch with a oscillating weight, wherein the train wheel portion is arranged in the range of the rotation trajectory of the thin portion of the oscillating weight, and a part of the balance is positioned in the range of the trajectory of rotation of the thick portion of the oscillating weight.
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Legal Events
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---|---|---|---|
A761 | Written withdrawal of application |
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