JP2007126104A - シート用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】炎天下に車両を駐車した後に乗車する際およびクールダウンにおける快適性の向上が図れるシート用空調装置を実現する。
【解決手段】表面に空気吹出孔２が形成されたシート１と、車室内空気をシート１内に導いて空気吹出孔２に向けて送風する送風機５１とを備えるシート用空調装置において、送風機５１は正逆回転可能に構成されており、車両の駐車状態もしくは乗車前の操作指令のいずれか一方を検出したときに、送風機５１の回転方向を空気吹出孔２に向けて送風するときとは逆転させることで、空気吹出孔２から車室内空気をシート１内に吸い込むように構成した。これにより、快適性の向上が図れる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用シートに形成された空気吹出孔に向けて冷却された空調風を吹き出すシート用空調装置に関するものであり、特に、車両が炎天下に駐車中におけるシートの冷却に関する。

従来、この種のシート用空調装置として、例えば、特許文献１に示すように、表面に空気吹出孔が形成されたシートと、このシート内に形成された空気吹出孔と連通する通風通路と、この通風通路に配設されたペルチェ素子と、上記空気吹出孔に向けて空気を送風する送風機とを備えている。

そして、通風通路を、ペルチェ素子に接続された仕切り部材により、空気吹出孔に連通する第１通風通路と、車両の外部と連通する排気ダクトと連通する第２通風通路とに区画したことを特徴としている。

これにより、ペルチェ素子の低温側で冷却された冷風を利用して空気吹出孔から吹き出すときには、ペルチェ素子の高温側で加熱された排熱を車両の外部に排気するように構成し、ペルチェ素子の高温側で加熱された温風を利用して空気吹出孔から吹き出すときには、ペルチェ素子の低温側で冷却された排熱を車両の外部に排気するように構成している。
特開平０５−２７７０２０号公報

しかしながら、上記特許文献１によるペルチェ素子では冷却能力に限界を有している。例えば、炎天下に車両を駐車した後に、乗車と同時に車両用空調装置とペルチェ素子とを運転して空調動作を開始しても、シート、およびシート内部の熱容量が大きいため空気吹出孔近傍のシート表面が速やかに冷却されることがない。

つまり、車両用空調装置、もしくはペルチェ素子の空調動作のクールダウンにおいては、乗員への快適性が損なわれる問題がある。しかも、炎天下に車両を駐車した後に乗車する際には、シート面が加熱されていることで不快感を招く問題がある。

そこで、本発明の目的は、上記点を鑑みたものであり、炎天下に車両を駐車した後に乗車する際およびクールダウンにおける快適性の向上が図れるシート用空調装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１ないし請求項５に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、表面に空気吹出孔（２）が形成されたシート（１）と、車室内空気をシート（１）内に導いて空気吹出孔（２）に向けて送風する送風機（５１）とを備えるシート用空調装置において、
車両の駐車状態もしくは乗車前の操作指令のいずれか一方を検出したときに、空気吹出孔（２）から車室内空気をシート（１）内に吸い込むように構成したことを特徴としている。

この発明によれば、乗車前までに空気吹出孔（２）近傍が車室内空気により冷却されることで炎天下に車両を駐車した後に乗車する際の快適性の向上が図れる。また、駐車後の乗車と同時にシート空調装置を冷風モードで作動させたときに空気吹出孔（２）から吹き出される空調風の温度低下が速やかに行われる。これにより、シート用空調装置のクールダウンにおける快適性の向上が図れる。

請求項２に記載の発明では、送風機（５１）は正逆回転可能に構成されており、車両の駐車状態もしくは乗車前の操作指令のいずれか一方を検出したときに、送風機（５１）の回転方向を空気吹出孔（２）に向けて送風するときとは逆転させることで、空気吹出孔（２）から車室内空気をシート（１）内に吸い込むように構成したことを特徴としている。

この発明によれば、別体の送風機（５３）を設けることなく一つの送風機（５１）を活用することができるのでコストアップの低減が図れる。

請求項３に記載の発明では、車両の駐車状態は、イグニッションスイッチの操作情報がＯＦＦ状態、もしくはイグニッションスイッチの操作情報がＯＦＦ状態およびドアロック情報が施錠状態のいずれか一方であり、乗車前の操作指令は、ドアロック情報が施錠から解除された信号、リモート操作による操作指令信号、もしくは予め設定されたタイマー予約信号のいずれか一方であることを特徴としている。

この発明によれば、車両の駐車状態もしくは乗車前の操作指令の検出する手段として、車両に設けられた既存の機能部品を容易に活用することができるのでコストアップの低減が図れる。

請求項４に記載の発明では、乗員が乗車したことを検出したときに、空気吹出孔（２）からの吸い込みを停止するように構成したことを特徴としている。この発明によれば、乗車直前までに、確実に空気吹出孔（２）近傍を冷却することができる。

請求項５に記載の発明では、送風機（５１）と空気吹出孔（２）との間に、ペルチェ効果による熱の発生、吸収を利用して加熱、冷却する冷却、加熱冷却器（５２）が配設されていることを特徴としている。

この発明によれば、この種の加熱冷却器（５２）では、冷却能力がとても小さいため、作動前に空気吹出孔（２）近傍が冷却されていることで、適温となるまでの所要時間を短縮することができる。特に、加熱冷却器（５２）がペルチェ素子の場合には好適である。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態におけるシート用空調装置を図１および図２に基づいて説明する。図１はシート用空調装置の全体構成を示す模式図であり、図２は制御手段であるシート空調制御装置１０の換気モードの制御処理を示すフローチャートである。

シート用空調装置は、図１に示すように、背当て部１ａおよび着座部１ｂからなるシート１と、シート１の下部に形成された空間４に配設された加熱冷却装置５と、この加熱冷却装置５を制御する制御手段であるシート空調制御装置１０とを備えている。

背当て部１ａは内部に空間４と連通する第１ダクト３ａが形成されており、その第１ダクト３ａと連通する空気吹出孔２が複数個形成されている。また、着座部１ｂは内部に空間４と連通する第２ダクト３ｂが形成されており、その第２ダクト３ｂと連通する空気吹出孔２が複数個形成されている。

また、加熱冷却装置５は送風機５１と加熱冷却器であるペルチェ素子５２とから構成しており、送風機５１はシート１内に車室内空気を導いてペルチェ素子５２を介して空気吹出孔２に向けて送風する。

ここで、本実施形態の送風機５１は、回転方向が正回転と逆回転とからなる正逆回転可能に構成されており、加熱冷却装置５の運転モードのうち、冷風モード、温風モードおよび送風モードのときに正回転で回転するようにシート空調制御装置１０により制御され、換気モードのときに逆回転で回転するようにシート空調制御装置１０により制御されるようにしている。

つまり、換気モードのときには、送風機５１を逆回転で作動することで空気吹出孔２から車室内空気を吸い込むように送風されるように構成している（詳しくは後述する）。

そして、ペルチェ素子５２は電力を熱に変換する周知の熱電素子であり、第１熱交換部５２ａと第２熱交換部５２ｂとからなるものであり、図示しない直流電源に電気的に接続されている。

そして、第１熱交換部５２ａおよび第２熱交換部５２ｂは、内部に熱電半導体に接続された電極部（図示せず）と外部に多数の放熱、吸熱フィン部とから構成され、電流の流れる方向により送風機５１で導かれた車室内空気を加熱および冷却するものである。

そして、空間４はシート１外に連通する排気ダクト３ｃが形成されており、この排気ダクト３ｃは上述した第１ダクト３ａおよび第２ダクト３ｂとの間に図示しない仕切り板により区画している。

言い換えれば、第１熱交換部５２ａで加熱、冷却された空調風と、第２熱交換部５２ｂで加熱、冷却された排気とが混合することのないように形成している。また、本実施形態では、排気ダクト３ｃの下流端を車室内に開口しているが、これに限らず、排気ダクト３ｃの下流端を延長して車室外に排気するように構成しても良い。

また、図中に示す符号７および８は温度センサであって、温度センサ７は空気吹出孔２から吹き出される空調風の吹出温度を検出し、温度センサ８は排気ダクト３ｃから排出される排気の排気温度を検出する。そして、これらの温度センサ７、８は検出した温度情報をシート空調制御装置１０に出力するように電気的に接続している。

また、図中に示す符号１１はイグニションスイッチであって、イグニションスイッチ１１のＯＮ／ＯＦＦの操作情報を検出するスイッチである。符号１２はドア開閉センサであって、車両のドアの施錠／解除のドアロック情報を検出するセンサである。そして、これらのスイッチ１１、センサ１２は検出された操作情報をシート空調制御装置１０に出力するように電気的に接続している。

シート空調制御装置１０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵のＲＯＭ（図示せず）には、予め設定された制御プログラムが設けられており、上記温度センサ７、８、上記スイッチ１１、センサ１２の他に、車室内温度を検出する内気温センサ（図示せず）からの温度情報および図示しない操作パネルからの操作情報に基づいて送風機５１とペルチェ素子５２とを制御している。

ところで、以上の構成によるシート用空調装置は、運転モードとして、冷風モード、温風モード、送風モード、および換気モードを有している。

冷風モードは送風機５１で導かれた車室内空気をペルチェ素子５２で冷却された空調風を空気吹出孔２から吹き出すモードであり、温風モードは送風機５１で導かれた車室内空気をペルチェ素子５２で加熱された空調風を空気吹出孔２から吹き出すモードである。

また、送風モードは送風機５１で導かれた車室内空気を空気吹出孔２から吹き出すモードであり、換気モードは送風機５１を逆回転させて車室内空気を空気吹出孔２から吸い込むモードである。

ここで、換気モードは、例えば、車両が炎天下に駐車させたときにおいて、車両に乗車前に、換気モードの操作指令を検出して作動させる運転モードであって、この換気モードを作動させることで日射により加熱されたシート１を車両に乗車前に冷却することができる。

ここで、操作指令として、本実施形態では、ドア開閉センサ１２により検出されたドアロック情報を活用し、例えば、ドアを施錠から解除する信号を用いている（詳しくは後述する）。なお、乗車前に換気モードを作動させたいときは、降車する際に、例えば、換気モード運転スイッチ（図示せず）を操作しておけば良い。

そして、換気モード以外の運転モードは、車両に乗車したときに作動させるモードであって、図示しない操作パネルに設けられた運転モード選択スイッチ（図示せず）を操作することで冷風モード、温風モード、送風モードのいずれか一つを選択することができる。

次に、以上の構成によるシート用空調装置の作動を運転モードに基づいて説明する。まず、冷風モードにおいて、運転モード選択スイッチ（図示せず）を操作して冷風モードを選択する。そして、図示しない運転スイッチを操作すると冷風モードの運転を開始する。

そして、第１熱交換部５２ａ側で車室内空気が冷却され、かつ第２熱交換部５２ｂで車室内空気が加熱されるようにペルチェ素子５２に直流電流を流すとともに、送風機５１を作動させる。これにより、第１熱交換部５２ａで冷却された冷風が空気吹出孔２から吹き出される。一方、第２熱交換部５２ｂで加熱された排気はシート１外に排熱される。なお、冷風は操作パネルからの操作情報に基づいて所望する吹出温度となるように制御される。

そして、温風モードにおいて、運転モード選択スイッチ（図示せず）を操作して温風モードを選択する。そして、図示しない運転スイッチを操作すると温風モードの運転を開始する。

そして、第１熱交換部５２ａ側で車室内空気が加熱され、かつ第２熱交換部５２ｂで車室内空気が冷却されるようにペルチェ素子５２に直流電流を流すとともに、送風機５１を作動させる。これにより、第１熱交換部５２ａで加熱された温風が空気吹出孔２から吹き出される。一方、第２熱交換部５２ｂで冷却された排気はシート１外に排熱される。

そして、送風モードにおいて、運転モード選択スイッチ（図示せず）を操作して送風モードを選択する。そして、図示しない運転スイッチを操作すると送風モードの運転を開始する。そして、送風機５１のみを作動させる。これにより、シート１下から導いた車室内空気が空気吹出孔２から吹き出される。

次に、本実施形態の換気モードは、車両を炎天下に駐車させた後に、乗車前に換気モードを作動させてシート１を冷却するようにしたものである。これを、図２に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、炎天下に駐車したときには、降車前に図示しない換気モード運転スイッチ（図示せず）を作動側に操作しておく。そして、図２に示すように、ステップ１１０にて、イグニッションスイッチ１１の操作情報を判定する。

ここで、イグニッションスイッチ１１の操作情報がＯＦＦ状態であれば、車両が駐車状態であると判定して換気モードの制御処理をスタートする。一方、操作情報がＯＮ状態であれば、車両が駐車状態でないと判定して待ち状態を維持している。ここで、駐車状態であれば、ステップ１２０にて、操作指令を検出したか否かを判定する。

この操作指令は、車両に乗車しなくても換気モードを作動させるための指令を発する手段であって、ここでは、例えば、ドア開閉センサ１２で検出されたドアロック情報を用いて判定している。具体的には、ドアが施錠から解除する信号を検出したか否かを判定する。

ここで、操作指令が検出されないときは待ち状態を維持している。一方、操作指令が検出されれば、ステップ１４０にて、送風機５１を逆回転で作動させる。これにより、換気モードが作動することで空気吹出孔２から車室内空気がシート１内に吸い込まれて、その空気吹出孔２近傍が冷却される。

なお、ステップ１５０では、送風機５１の電源となる図示しないバッテリを監視しており、バッテリの残量が不足となればステップ１７０にて送風機５１を停止させる。ステップ１５０にて、バッテリの残量が大丈夫であれば送風機５１の運転を継続している。そして、ステップ１６０にて、乗員が乗車したか否かを判定する。

具体的には、イグニッションスイッチ１１の操作情報がＯＮ状態であるか否かで判定する。そして、操作情報がＯＮ状態であれば、ステップ１７０にて送風機５１を停止させる。一方、操作情報がＯＦＦ状態であれば、乗員がまだ乗車していないと判定して送風機５１の運転を継続している。

以上の制御処理により、乗員が乗車前に換気モードを作動させることで日射により加熱されたシート１の表面を冷却することができる。また、乗車と同時に加熱冷却器５を冷風モードで運転させたときに、シート１、およびシート内部の熱容量が低下していることで、空気吹出孔２近傍のシート表面が速やかに冷却することができる。

なお、本実施形態では、ステップ１２０にて、操作指令としてドア開閉センサ１２で検出されたドアロック情報を用いて判定するように構成したが、これに限らず、ドアロック情報の他に、例えば、リモコンスイッチ（図示せず）を設けてリモコン操作による操作指令を車外から発信させても良い。また、予約タイマー機能を設け、降車時に予めタイマー予約を設定しておいて、タイマー予約の信号を操作指令として用いても良い。

また、ステップ１６０にて、乗員の乗車の判定手段として、イグニッションスイッチ１１の操作情報を用いたが、これに限らず、着座センサで検出される着座情報を用いても良い。また、上述した予約タイマー機能を用いて、例えば、換気モードの運転時間を予め設定しておいて、設定された時間が経過したときに停止信号を発するように構成しても良い。

また、ステップ１５０にて、バッテリを監視するように構成したことにより、換気モードの作動後にバッテリの容量不足による不具合を生ずることはない。

以上の第１実施形態のシート用空調装置によれば、乗車前の操作指令を検出したときに空気吹出孔２から車室内空気をシート１内に吸い込む換気モードを有することにより、乗員が乗車前までに空気吹出孔２近傍が車室内空気により冷却されることで炎天下に車両を駐車した後に乗車する際の快適性の向上が図れる。

また、駐車後の乗車と同時にシート空調装置を冷風モードで作動させたときに、空気吹出孔２から吹き出される空調風の温度低下が速やかに行われる。これにより、シート用空調装置のクールダウンにおける快適性の向上が図れる。

また、送風機５１は正逆回転可能に構成されており、乗車前の操作指令を検出したときに、送風機５１の回転方向を空気吹出孔２に向けて送風するときとは逆転させることで、空気吹出孔２から車室内空気をシート１内に吸い込むように構成した。

これによれば、別体の送風機５３を設けることなく一つの送風機５１を活用することができるのでコストアップの低減が図れる。

また、操作指令として、ドアロック情報が施錠から解除された信号、リモート操作による操作指令信号、もしくは予め設定されたタイマー予約信号のいずれか一方を用いたことにより、乗車前の操作指令の検出手段として、車両に設けられた既存の機能部品を容易に活用することができるのでコストアップの低減が図れる。

なお、本発明の特徴をペルチェ効果による熱の発生、吸収を利用して加熱、冷却する冷却、ペルチェ素子５２に適用させたことにより、この種のペルチェ素子５２では、冷却能力がとても小さいため、その作動前に空気吹出孔２近傍が冷却されていることで、適温となるまでの所要時間を短縮することができる。特に、加熱冷却装置５がペルチェ素子５２の場合には好適である。

（第２実施形態）
以上の第１実施形態では、乗車前の操作指令を検出したときに、送風機５１の回転方向を空気吹出孔２に向けて送風するときとは逆転させることで、空気吹出孔２から車室内空気をシート１内に吸い込むように構成したが、これに限らず、車両の駐車状態を検出したときに、送風機５１の回転方向を空気吹出孔２に向けて送風するときとは逆転させることで、空気吹出孔２から車室内空気をシート１内に吸い込むように構成しても良い。

また、以上の実施形態では、送風機５１の電源を車両に搭載されるバッテリから供給するように構成したが、これに限らず、送風機５１の電源をソーラ発電機（図示せず）で蓄電された蓄電池（図示せず）から供給するように構成するとともに、その蓄電池の蓄電量に基づいて換気モードを作動させるように構成しても良い。

なお、ソーラ発電機は周知のように太陽熱を受光することで電力を発電する発電装置である。また、図３は、乗車前の操作指令の代わりに車両の駐車状態を検出させて送風機５１の電源を蓄電池（図示せず）から供給したときにおける換気モードのフローチャートである。

ここで、図中に示す制御処理の符号のうち、第１実施形態と同じ制御処理は同一の符号で示すとともに、その制御処理の説明を省略する。まず、降車前に図示しない換気モード運転スイッチ（図示せず）を作動側に操作しておく。

そして、図３に示すように、ステップ１１０にて、イグニッションスイッチ１１の操作情報を判定する。ここで、イグニッションスイッチ１１の操作情報がＯＦＦ状態であれば制御処理がスタートする。

そして、ステップ１３０にて、乗員が降車したか否かを判定する。ここでは、例えば、具体的には、ドア開閉センサ１２により検出されたドアを施錠する信号を検出したか否かを判定する。ここで、乗員が降車しておればステップ１４０にて、送風機５１を逆回転で作動させる。これにより、換気モードが作動することで空気吹出孔２から車室内空気がシート１内に吸い込まれて、その空気吹出孔２近傍が冷却される。

なお、乗員の降車の検出する手段として、ドアロック情報を用いたが、これに限らず、着座センサで検出される着座情報を用いても良い。そして、ステップ１５５にて、蓄電池の蓄電量が所定値以上か否かを判定する。

ここで、蓄電量が所定値以上であれば換気モードの運転を継続する。一方、蓄電量が所定値未満であればステップ１７０にて送風機５１を停止させる。ここで、ソーラ発電機の発電量が少ないときは換気モードの運転が停止される。

そして、ステップ１６０にて、乗員が乗車したか否かを判定する。具体的には、イグニッションスイッチ１１の操作情報がＯＮ状態であるか否かで判定させて、操作情報がＯＮ状態であれば、ステップ１７０にて送風機５１を停止させる。

以上の構成による第２実施形態によれば、第１実施形態では、乗車前に換気モードの作動を行うようにしたが、本実施形態では、炎天下に駐車しているときはソーラ発電機の作動で蓄電量が所定値以上になることで換気モードの運転が確実に行えることができる。

従って、第１実施形態よりも、シート１の表面をより確実に冷却することができることで乗員が乗車前までに空気吹出孔２近傍が車室内空気により冷却されることで炎天下に車両を駐車した後に乗車する際の快適性の向上が図れる。

また、シート空調装置を冷風モードで作動させたときに、第１実施形態よりも空気吹出孔２から吹き出される空調風の温度低下が速やかに行われる。これにより、シート用空調装置のクールダウンにおける快適性の向上が図れる。

なお、本実施形態における送風機５１の電源がソーラ発電機からの蓄電池から供給されることでバッテリの容量不足の不具合は生ずる恐れがない。

（第３実施形態）
以上の実施形態では、送風機５１と空気吹出孔２との間にペルチェ素子５２を設けるとともに、冷風モード、温風モード、送風モード、および換気モードのいずれかの運転モードを作動させるように構成したが、これに限らず、ペルチェ素子５２を設けずに、送風モードもしくは換気モードのいずれかの運転モードを作動させるように構成しても良い。

具体的には、図４に示すように、シート１下方に送風機５１のみを配設している。そして、送風機５１は、回転方向が正回転と逆回転とから構成されており、運転モードのうち、送風モードのときに正回転で回転するようにシート空調制御装置１０により制御され、換気モードのときに逆回転で回転するようにシート空調制御装置１０により制御されるようにしている。

（第４実施形態）
以上の実施形態では、一つの送風機５１を用いて換気モードのときに、空気吹出孔２から車室内空気を吸い込むように構成したが、これに限らず、具体的には、図５に示すように、別体の送風機５３を設けて換気モードのときに、空気吹出孔２から車室内空気を吸い込むように構成しても良い。これによれば、換気モードのときに正回転で回転するように構成できる。

なお、本実施形態では、図２および図３に示すステップ１４０に示す送風機５３の作動を正回転で作動させる。

（他の実施形態）
以上の第２実施形態では、ソーラ発電機（図示せず）を搭載する車両にシート用空調装置を搭載するとともに、その装置の送風機５１の電源をソーラ発電機（図示せず）により蓄電される蓄電池から供給するように構成させたが、これに限らず、例えば、ソーラ発電機を用いて車室内を換気する換気機能を有する車両にシート用空調装置を搭載させても良い。

これによれば、炎天下に駐車しているときに、換気機能で車室内空気を換気することができるとともに、換気モードで空気吹出孔２から車室内空気を吸い込むことでシート１を冷却することができる。

本発明の第１実施形態におけるシート用空調装置の全体構成を示す模式図である。 本発明の第１実施形態における換気モードの制御処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態における換気モードの制御処理を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態におけるシート用空調装置の全体構成を示す模式図である。 本発明の第４実施形態におけるシート用空調装置の全体構成を示す模式図である。

符号の説明

１…シート
２…空気吹出孔
５１…送風機
５２…ペルチェ素子（加熱冷却器）

Claims (5)

1. 表面に空気吹出孔（２）が形成されたシート（１）と、
   車室内空気を前記シート（１）内に導いて前記空気吹出孔（２）に向けて送風する送風機（５１）とを備えるシート用空調装置において、
   車両の駐車状態もしくは乗車前の操作指令のいずれか一方を検出したときに、前記空気吹出孔（２）から車室内空気を前記シート（１）内に吸い込むように構成したことを特徴とするシート用空調装置。
2. 前記送風機（５１）は正逆回転可能に構成されており、車両の駐車状態もしくは乗車前の操作指令のいずれか一方を検出したときに、前記送風機（５１）の回転方向を空気吹出孔（２）に向けて送風するときとは逆転させることで、前記空気吹出孔（２）から車室内空気を前記シート（１）内に吸い込むように構成したことを特徴とする請求項１に記載のシート空調装置。
3. 車両の駐車状態は、イグニッションスイッチの操作情報がＯＦＦ状態、もしくはイグニッションスイッチの操作情報がＯＦＦ状態およびドアロック情報が施錠状態のいずれか一方であり、
   前記乗車前の操作指令は、ドアロック情報が施錠状態から解除された信号、リモート操作による操作指令信号、もしくは予め設定されたタイマー予約信号のいずれか一方であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシート空調装置。
4. 乗員が乗車したことを検出したときに、前記空気吹出孔（２）からの吸い込みを停止するように構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシート空調装置。
5. 前記送風機（５１）と前記空気吹出孔（２）との間に、ペルチェ効果による熱の発生、吸収を利用して加熱、冷却する加熱冷却器（５２）が配設されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のシート空調装置。

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