JP2005024318A - 操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】取付安定性や取付信頼性を向上させることが可能な操作装置を提供する。
【解決手段】回路基板５上に配置されるプッシュスイッチ素子１１と、このプッシュスイッチ素子１１を作動させるノブ１０と、このノブ１０を操作可能に保持するホルダ１４とを有し、ホルダ１４をこれの前方に重ねて配置されるケース体（抑え部材）６と、回路基板５との間に狭持したことにより、ホルダ１４の取付安定性、取付信頼性を向上させることができ、耐振に伴う位置ずれやガタツキ、ノブ１０の軸線Ｌに対する傾きといった不具合の発生を抑制することができる。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばオートバイや自動車をはじめとする各種車両用メータに搭載される操作装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の車両のメータにあっては、例えば車両の走行距離や時刻等の情報を表示する表示装置と共に表示情報の種別を切り替えたり、あるいはバックライトの照明輝度等を調整するための操作装置が組み込まれている。
【０００３】
この種の操作装置としては、例えば下記特許文献１に記載されているように、回路基板上に搭載されたプッシュスイッチからなるスイッチ素子と、このスイッチ素子を押動操作により作動させるノブとを有しており、ノブは回路基板上に配置される部品（導光板）に連続して一体形成されたホルダ部に保持されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１５２３３３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の操作装置を組み込み対象（例えばメータ）の中には、部品レイアウトや組付け上の理由から、前記公報のように、回路基板上に配置される部品にホルダ部を設定できないケースがあり、この場合は、ホルダを専用部品とし、適宜固定手段を通じて回路基板に固定すればよいが、ホルダを単に回路基板に固定するだけでは、振動等を考慮すると、取付安定性や取付信頼性の点で不安があった。
【０００６】
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、取付安定性や取付信頼性を向上させることが可能な操作装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、回路基板上に配置されるスイッチ素子と、このスイッチ素子を作動させるノブと、このノブを操作可能に保持するホルダとを有し、前記ホルダをこれの前方に重ねて配置される抑え部材と前記回路基板との間に狭持したことを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、前記ホルダまたは前記抑え部材の少なくとも一方に、前記ホルダと前記抑え部材とを部分接触させる複数の突起部を設けたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１から図６は本発明の実施形態を示すもので、以下、これら図面に基づいて本発明の実施形態による操作装置を例えば自動車に搭載されるメータに適用した場合について説明する。なお、図１は本発明の実施形態による操作装置の正面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図２中、Ｃ領域を拡大して示す要部断面図、図４は同実施形態によるロータリースイッチ素子の断面図、図５は同実施形態によるノブが回転規制された状態を示すノブ及びホルダの背面図、図６は図１のＢ−Ｂ断面図である。
【００１０】
図１において、本実施形態による操作装置を備えたメータは、所定情報として、例えば車速を表示するスピードメータからなる指針式表示部Ｄ１と、エンジン回転数を表示するタコメータからなる指針式表示部Ｄ２と、これら各指針式表示部Ｄ１，Ｄ２間に位置し走行距離や燃料消費、外気温、時刻等の情報を表示する表示素子Ｄ３と、これら指針式表示部Ｄ１，Ｄ２、表示素子Ｄ３の照明色や表示素子Ｄ３の表示情報をユーザーの操作に応じて調整または切り替え動作させる操作機構Ｓとを有する。
【００１１】
各指針式表示部Ｄ１，Ｄ２は、図２に示すように、計器ムーブメントＭによって回転作動する指針１と、この指針１の指示対象となる目盛や文字、マーク等の指標部Ｄ１１（図１参照）が形成された表示板２とで構成され、これら指針１及び表示板２の背後には、それぞれに対応する複数の表示用光源３が配置されている。この場合、指針１は表示用光源３の点灯によりその照射光を受けて発光可能な光透過材料により形成され、また表示板２の指標部Ｄ１１は表示用光源３の点灯によりその照射光を受けて発光するよう光透過性材料により形成されている。また表示素子Ｄ３に対応する表示板２箇所には、表示素子Ｄ３の表示面を露出する開口部２ａが形成されている。
【００１２】
表示素子Ｄ３は、図示しない各種センサ等の検出信号（電気信号）に基づいて、前述した走行距離や燃料消費、外気温、時刻等の情報を表示する例えば液晶表示素子からなり、その背後には表示素子Ｄ３をバックライト照明する光源４が配置されている。
【００１３】
表示用光源３，光源４は、例えば所定色にて発光する発光ダイオードからなり、表示板２の背後に位置する硬質の回路基板５の前面側に装着され、この回路基板５を通じて点灯用電力の供給が行われるようになっている。また回路基板５の背面側には、計器ムーブメントＭが装着され、回路基板５を通じて駆動用電力が供給されるようになっている。
【００１４】
さらに回路基板５の前方側には、例えば白色系の遮光性合成樹脂からなる反射体兼フレーム体機能、並びに後述するホルダを回路基板５側に押圧固定する固定部材としての機能を有するケース体（抑え部材）６が設けられており、このケース体６には、表示用光源３を収納しそれらの光を表示板２及び指針１側に案内する照明室が複数形成されている。
【００１５】
表示素子Ｄ３に対応するケース体６の箇所及びその周囲には、空所が形成され、この空所に表示素子Ｄ３を保持する素子用ホルダ７が配置され、この素子用ホルダ７の底部側に光源４が配置されている。
【００１６】
ケース体６の前方には、表示板２を挟んで見返し部材８が配置されており、この見返し部材８には、各指針式表示部Ｄ１，Ｄ２を露出する窓部８１が形成され、また見返し部材８の前方には、透明または半透明のハウジング９が配置されている。
【００１７】
操作機構Ｓは、ノブ１０と、このノブ１０の押動操作により作動するプッシュスイッチ素子（スイッチ素子）１１（図６参照）と、ノブ１０の回転操作により作動するロータリースイッチ素子（スイッチ素子）１２と、ノブ１０を反押動方向（押動操作方向とは反対方向）に復帰させる弾性部材１３と、この弾性部材１３の復帰力によってノブ１０が前方側（ハウジング９側）に移動するのを抑制するホルダ１４とから構成されている。
【００１８】
ノブ１０は、例えば黒色の合成樹脂からなり、略円柱状に成形され、ホルダ１４、ケース体６、表示板２、見返し部材８、ハウジング９を通じて外部に延びる第１の軸部１０ａと、図３に示すように第１の軸部１０ａからその軸方向とは直交する外周方向（回路基板５の板面方向）に延びるフランジ部１０ｂと、このフランジ部１０ｂから連続して第１の軸部１０ａと同軸方向に延びる第２の軸部１０ｃとを有している。
【００１９】
フランジ部１Ｏｂは、略円板状に形成され、フランジ部１Ｏｂの外周部には、この外周部からフランジ部１Ｏｂの板面方向と同一方向に延びる突出片１５が形成されており（図５参照）、この突出片１５はノブ１０の回転操作時にフランジ部１Ｏｂと共に回転し、ノブ１０を回転可能な最大角度まで回転させるとホルダ１４の後述する回転規制部に当接し、ノブ１０の回転操作を規制するものである。
【００２０】
第２の軸部１０ｃは、その先端側が回路基板５に形成した孔部５１を貫通して回路基板５の背面側に延び、この回路基板５の背面側に露出した第２の軸部１０ｃの端部１６にはロータリースイッチ素子１２が嵌挿されている。
【００２１】
ロータリースイッチ素子１２は略ドーナツ型からなり、図４に示すようにノブＳの回転操作に連動して回転する回転部材１７と、この回転部材１７を収納するフレーム体１８とからなる。
【００２２】
回転部材１７は円環板状からなるベース板１９と、このベース板１９を保持する筒状部２０と、ベース板１９の背後に配置され筒状部２０の回転に連動して回転する接点板２１とを有している。
【００２３】
ベース板１９は薄板状の金属材料からなり、第２の軸部１２と筒状部２０が貫通する孔１９１と、回路基板５側に延び回路基板５に形成した配線パターンに電気接続される端子１９２とを有している。
【００２４】
筒状部２０は合成樹脂からなり、孔１９１の周囲をベース板１９の表裏に渡って保持する凹部２０１と、この凹部２０１に連続形成されベース板１９の背面側に沿って延びるフランジ２０２とを有している。なお本実施形態の場合、フランジ２０２は接点板２１の後述する摺動接点が形成される側とは反対側（図４中、左側）に設けられている。
【００２５】
接点板２１はりん青銅からなり、後述する抵抗体上を摺動する摺動接点２１１を有している。なお本実施形態の場合、フランジ２０２と対向する接点板２１箇所がフランジ２０２に固着されており、このフランジ２０２に固着された接点板２１箇所がベース板１９と筒状部２０との間で狭着され、これによりベース板１９の端子１９２が接点板２１と電気的に接続されている。
【００２６】
フレーム体１８は合成樹脂からなり、円環カップ状に形成され、回転部材１７を収納する収納部材であり、筒状部２０が貫通する孔１８１を有している。そして、回転部材１７とフレーム体１８との間に形成される空所に抵抗板２２が配置されている。
【００２７】
抵抗板２２はセラミックからなり、略円環状に成形され、その表面にはカーボンからなる抵抗体２３が印刷形成されている。なお、２４は抵抗板２２の抵抗体２３と前記配線パターンとを電気接続するための端子である。
【００２８】
弾性部材１３は、図３に示すようにフランジ部１０ｂと回路基板５との間に配置され、軸線Ｌに沿って伸縮する金属性のコイルスプリングからなり、その弾性復帰力によってノブ１０を常時、矢印Ｄ方向に付勢しており、これによりフランジ部１０ｂは前記弾性復帰力によって矢印Ｄ方向（ケース体６側）に押し上げられるが、本実施形態の場合、フランジ部１０ｂとケース体６との間にはホルダ１４が介在しており、このホルダ１４が回路基板５上に固定されることで前記弾性復帰力によって矢印Ｄ方向に付勢されるフランジ部１０ｂをケース体６側に移動するのを抑制している。
【００２９】
ホルダ１４は、合成樹脂からなり、回路基板５側が開口する断面略凹部形状に形成され、フランジ部１０ｂとケース体６との間に介在する凹部の底面となる円形形状からなる平板部１４ａと、この平板部１４ａに連続形成され軸線Ｌと同方向に延びる側壁部１４ｂとを備え、平板部１４ａ及び側壁部１４ｂによって囲まれる空間内にフランジ部１１や弾性部材１３等が収納される。
【００３０】
そして、平板部１４ａの中央部にはノブ１０の第１の軸部１０ａが貫通する貫通孔１４ｃが形成されると共に、この貫通孔１４ｃの周囲であってケース体６との対向面である平板部１４の表面箇所にはケース体６側に延びる複数の突起部１４ｄが形成されており、本実施形態の場合、突起部１４ｄは図５に示すようにフランジ部１０ｂ（第２の軸部１０ｃ）の中心点Ｐを中心とする同心円上に等間隔に３箇所設けられている。これによりホルダ１４上にケース体６が重ねて組み付けられたときには各突起部１４ｄとケース体６とが当接するため、各突起部１４ｄの非形成領域となる平板部１４ａとケース体６との間にはクリアランス２５が形成される。
【００３１】
このようにクリアランス２５を形成しつつホルダ１４の突起部１４ｄとケース体６とを点接触可能に当接させることによって、ホルダ１４のガタつきが防止される。なお、ケース体６をホルダ１４上に重ねて組み付け固定した場合、平板部１４ａ表面には突起部１４ｄを通じてケース体６側からの押圧力がフランジ部１０ｂに均一に作用する。従って、フランジ部１０ｂは前記押圧力と弾性部材１３の前記弾性復帰力とによって平板部１４ａと弾性部材１３との間で安定的に保持されている。すなわち、ノブ１０はフランジ部１０ｂに対する前記押圧力と前記弾性復帰力とによる保持と、ロータリースイッチ素子１２への第２の軸部１０ｃの挿入とによって軸線Ｌに対して傾くことなく安定的に保持されるようになっている。
【００３２】
なお、図４において１４ｅ，１４ｆは側壁部１４ｂの先端側に設けられた一対のフック部であり、各フック部１４ｅ，１４ｆに対応する側壁部１４ｂ箇所と、各フック部１４ｅ，１４ｆの非形成領域となる側壁部１４ｂ箇所との間には、図５中、フック部１４ｅ，１４ｆのそれぞれ上下にスリット１４ｇ、１４ｈが形成されており、スリット１４ｇ、１４ｈによってフック部１４ｅ，１４ｆはこれの腕片となる側壁部１４ｂ箇所が弾性片として作用する。
【００３３】
そして、フック部１４ｅ，１４ｆはこれに一体に設けられた前記腕片（前記弾性片）の弾性変形によって回路基板５の対応位置に形成された２つの孔部５２にそれぞれ挿入されて回路基板５を貫通し、各孔５２を貫通した各フック部１４ｅ，１４ｆは回路基板５の背面において孔部５２の外周縁に係合している。なお、２６はノブ１０の回転操作に応じてロータリースイッチ素子１２を回転可能な最大角度まで回転させたときに、フランジ部１０ｂの突出片１５と当接しノブ１０の前記最大角度以上の回転を規制する回転規制部であり、この回転規制部２６は側壁部１４ｂの内壁面からフランジ部１０ｂ側に向けて略扇形状に隆起形成されている。
【００３４】
また本実施形態では、ノブ１０は後述するように第１の軸部１０ａの回転操作によりロータリースイッチ素子１２を作動させて指針式表示部Ｄ１，Ｄ２、表示素子Ｄ３の照明色を調整する機能を有すると共に、第１の軸部１０ａの押動操作によりプッシュスイッチ素子１１を作動させて表示素子Ｄ３の表示情報を切り替える機能を有している。
【００３５】
具体的には図６に示すように、ノブ１０の押動操作機構はノブ１０とプッシュスイッチ素子１１と弾性部材１３とで構成される。この場合、弾性部材１３の周囲に位置するフランジ部１０ｂの底面外縁部にはプッシュスイッチ素子１１を作動させる押動部２７が形成されている。
【００３６】
プッシュスイッチ素子１１はタクトスイッチからなり、押動部２７によってオン・オフ動作し、表示素子Ｄ３の表示制御を行う図示しない制御部に切替信号を出力する作動部（接点部）２８を有し、この作動部２８を通じて発せられた切替信号が前記制御部に入力されると、前記制御部は表示切替のための出力信号を表示素子Ｄ３に出力し、これにより表示素子Ｄ３に表示されている情報を切り替えたり、あるいはリセットするように構成されている。なお、このようなプッシュスイッチ素子１１→前記制御部→表示素子Ｄ３に到る信号伝送は、回路基板５の前記配線パターンを通じて行われる。
【００３７】
また、この際、作動部２８はノブ１０を矢印Ｅ方向に押動操作することによりオンして切替信号を出力し、ノブ１０の押動を解除することによりノブ１０が弾性部材１３の前記弾性復帰力により元の位置に戻る（オフする）ようになっている。なお、ノブ１０の押動操作及び押動の解除時には第２の軸部１０ｃの端部１６がロータリースイッチ素子１２に対して嵌挿状態を維持しながらロータリースイッチ素子１２内を軸線Ｌに沿って矢印Ｄ，Ｅ方向に移動するものである。
【００３８】
次に、図３、図６に基づいてケース６、ノブ１０、弾性部材１３、並びにホルダ１４の組み付けについて説明する。まず、弾性部材１３の中心軸が軸線Ｌに略一致するようように弾性部材１３を回路基板５上に搭載する。これにより弾性部材１３は回路基板５の孔部５１を取り巻くように配置される。なお、弾性部材１３の一方の端部は回路基板５に設けた図示しない切り欠き部にガイドされている。
【００３９】
次に、フランジ部１０ｂの押動部２７がスイッチ素子１１の作動部２８に対応させた状態でノブ１０の第２の軸部１０ｃ（端部１６）を弾性部材１３の巻線内部及び孔部５１に矢印Ｅ方向に挿入する。さらに、この状態からノブ１０を矢印Ｅ方向に移動させることで、孔部５１を貫通した第２の軸部１０ｃの端部１６はロータリースイッチ素子１２の筒状部２０内に嵌挿される。
【００４０】
次に、ホルダ１４の一対のフック部１４ｅ，１４ｆが回路基板５の孔部５１の周囲に設けた２つの孔部５２にそれぞれ対向するようにホルダ１４と回路基板５とを対向配置させ、且つホルダ１４の貫通孔１４ｃが第１の軸部１０ａを貫通するようにホルダ１４を矢印Ｅ方向に移動させる。このようにホルダ１４を軸線Ｌに沿って矢印Ｅ方向に移動させると、貫通孔１４ｃの孔径はフランジ部１０ｂの外形形状よりも径小に設定されているため、ホルダ１４の平板部１４ａが第１の軸部１０ａとフランジ部１０ｂとの境界面２９に当接する。このとき、フランジ部１０ｂ，弾性部材１３はホルダ１４の平板部１４ａ、側壁部１４ｂとによって囲まれる前記空間に収納されている。
【００４１】
そして、この状態から、さらにホルダ１４を矢印Ｅ方向に移動させると、平板部１４ａがフランジ部１０ｂの境界面２９を押圧することで、フランジ部１０ｂは弾性部材１３を縮ませながら矢印Ｅ方向に移動することになる。これと同時に、一対のフック部１４ｅ，１４ｆの傾斜面が孔部５２の前面側角部に当接することで各フック部１４ｅ，１４ｆが互い近接するように軸線Ｌ側に窄まり（弾性変形し）、この弾性変形によって各フック部１４ｅ，１４ｆが孔部５２をそれぞれ通過する。各孔部５２を通過した各フック部１４ｅ，１４ｆは回路基板５の背面において孔部５２の外周縁に係合する。
【００４２】
従って、各フック部１４ｅ，１４ｆが孔部５２に係合することでノブ１０がホルダ１４を通じて回路基板５上に仮止め固定される。すなわち、このとき、フランジ部１０ｂは弾性部材１３の前記弾性復帰力によって矢印Ｄ方向に付勢されるが、フランジ部１０ｂには前記弾性復帰力に抗してホルダ１４の回路基板５へのフック固定に伴う平板部１４ａの矢印Ｅ方向への前記押圧力が作用しているため、フランジ部１１は平板部１４ａと弾性部材１３との間で保持され、さらにノブ１０の第２の軸部１０ｃがロータリースイッチ素子１２に挿入されていることからノブ１０全体が軸線Ｌ上に沿って保持されている。
【００４３】
そして、ホルダ１４の平板部１４ａ上にケース体６が重ねて組み付けられることでホルダ１４がケース体６によってさらに押圧され、このように抑え部材であるケース体６をホルダ１４に押しつけてながらメータの構成部品となる図示しないカバー等に嵌合固定することによって、ケース６、ノブ１０、弾性部材１３並びにホルダ１４の組み付けが完了する。
【００４４】
従って、ホルダ１４のケース体６による押圧固定に伴い、ホルダ１４の平板部１４ａを通じてフランジ部１０ｂが矢印Ｅ方向に押圧され、弾性部材１３がフランジ部１０ｂを通じて回路基板５側に圧縮された状態となり、このときノブ１０に対しては弾性部材１３による前記弾性復帰力が作用し、フランジ部１０ｂが弾性部材１３と平板部１４ａとの間で安定的に狭持され、ノブ１０が回路基板５上に確実に保持される。これによりノブ１０の回転操作に応じてロータリースイッチ素子１２を作動させることが可能となる。
【００４５】
すなわち、ノブ１０の第１の軸部１０ａを回転操作すると、この第１の軸部１０ａの回転操作に連動して第２の軸部１０ｃが回転し、この第２の軸部１０ｃの回転により第２の軸部１０ｃの端部１６がロータリースイッチ素子１２の筒状部２０を回転させる。そして、この筒状部２０の回転に連動して接点板２１が回転することで接点板２１の摺動接点２１１が抵抗板２２の抵抗体２３上を摺動する。
【００４６】
従って、ノブ１０の回転角度に応じて摺動接点２１１が抵抗体２３上を摺動することで、抵抗体２３と摺動接点２１１との間の抵抗値が変動する。
【００４７】
この抵抗値変動を端子１９２と端子２４を通じて検出信号として出力するものである。この検出信号は前記制御部に入力され、前記制御部を通じて表示用光源３，光源４の照明輝度を制御し、これにより表示用光源３，光源４の照明輝度が前記抵抗値変動に伴って変動し、この表示用光源３，光源４の照明輝度の変動により指針１、表示板２の指標部Ｄ１１、表示素子Ｄ３の輝度をユーザーの好みに応じて自由に設定（調整）可能にしている。なお、このような端子１９２，２４→前記制御部→光源３，４に到る信号伝送は、回路基板５の前記配線パターンを通じて行われる。
【００４８】
このように本実施形態では、ノブ１０がホルダ１４を通じて回路基板５上にフック係合されることで、ノブ１０が回路基板５上に仮固定され、さらにホルダ１４上にケース体６を重ねて組み付けることによってノブ１０が回路基板５上に確実に固定保持される構成であり、かかる構成においてノブ１０の押動操作と回転操作とが兼用されるようになっている。従って、回転操作用の専用のノブを別途設けることなく、単一のノブにて押動操作と回転操作の双方を達成している。
【００４９】
以上のように本実施形態によれば、回路基板５上に配置されるプッシュスイッチ素子１１と、このプッシュスイッチ素子１１を作動させるノブ１０と、このノブ１０を操作可能に保持するホルダ１４とを有し、ホルダ１４をこれの前方に重ねて配置されるケース体（抑え部材）６と、回路基板５との間に狭持したことにより、ホルダ１４の取付安定性、取付信頼性を向上させることができ、耐振に伴う位置ずれやガタツキ、ノブ１０の軸線Ｌに対する傾きといった不具合の発生を抑制することができる。
【００５０】
また本実施形態によれば、ホルダ１４に、ホルダ１４とケース体６とを部分接触させる複数の突起部１４ｄを設けたことにより、ホルダ１４とケース体６とを部分接触（点接触または線接触）させることができ、これにより、ホルダ１４の取付安定性、取付信頼性をさらに向上させている。なお突起部１４ｄは、ケース体６に設けることもできる。
【００５１】
また本実施形態では、ノブ１０を第１，第２の軸部１０ａ，１０ｃを有する一本の軸によって形成したが、軸部は複数に分割形成してもよい。
【００５２】
なお本実施形態では、本発明を自動車のメータに搭載される操作装置に適用した例を示したが、本発明はこれに限定されることはなく、各種電気・電子機器の操作装置に適用してもよい。
【００５３】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、初期の目的を達成することができ、取付安定性や取付信頼性を向上させることが可能な操作装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による操作装置の正面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】図２中、Ｃ領域を拡大して示す要部断面図。
【図４】同実施形態によるロータリースイッチ素子の断面図。
【図５】同実施形態によるノブが回転規制された状態を示すノブ及びホルダの背面図。
【図６】図１のＢ−Ｂ断面図。
【符号の説明】
１ 指針
２ 表示板
３，４ 光源
５ 回路基板
６ ケース体（抑え部材）
１０ ノブ
１０ａ 第１の軸部
１０ｂ フランジ部
１０ｃ 第２の軸部
１１ プッシュスイッチ素子（スイッチ素子）
１２ ロータリースイッチ素子（スイッチ素子）
１３ 弾性部材
１４ ホルダ
１４ｄ 突起部
１４ｅ，１４ｆ フック部
１５ 突出片
２６ 回転規制部
Ｄ１，Ｄ２ 指針式表示部
Ｄ３ 表示素子
Ｌ 軸線

Claims (2)

1. 回路基板上に配置されるスイッチ素子と、
   このスイッチ素子を作動させるノブと、
   このノブを操作可能に保持するホルダとを有し、
   前記ホルダをこれの前方に重ねて配置される抑え部材と前記回路基板との間に狭持したことを特徴とする操作装置。
2. 前記ホルダまたは前記抑え部材の少なくとも一方に、前記ホルダと前記抑え部材とを部分接触させる複数の突起部を設けたことを特徴とする請求項１記載の操作装置。

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