JP2008184931A - モータおよび圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】ステータコアの歪みを低減すると共に、ステータコアから密閉容器への漏れ磁束を低減して、モータの性能を向上した圧縮機を提供する。
【解決手段】ステータコア５１０における密閉容器１と接触する各接触部５１６は、上記密閉容器１との接触面から上記ステータコア５１０の径方向内側に延びる複数のスリット５１８ａを有する。上記ステータコア５１０を上記密閉容器１に焼き嵌めや圧入等で嵌め込む際に、上記ステータコア５１０の上記接触部５１６にかかる応力を、上記スリット５１８ａで吸収できて、上記ステータコア５１０全体の歪みを低減する。また、上記スリット５１８ａにより、上記ステータコア５１０の上記密閉容器１との接触面積を低減できて、上記ステータコア５１０から上記密閉容器１への漏れ磁束を低減する。
【選択図】図４

Description

この発明は、例えば空気調和機や冷蔵庫等に用いられるモータ、および、このモータを有する圧縮機に関する。

従来、圧縮機としては、密閉容器と、この密閉容器内に配置された圧縮要素と、上記密閉容器内に配置されると共に上記圧縮要素をシャフトを介して駆動するモータとを備えたものがある（特開２００４−２９７９３６号公報：特許文献１参照）。

上記モータは、ロータと、このロータの径方向外側に配置されたステータとを有している。上記ステータは、ステータコアと、上記ステータコアに巻かれたコイルとを有している。上記ステータコアは、上記密閉容器に接する複数の接触部を有している。
特開２００４−２９７９３６号公報

しかしながら、上記従来の圧縮機のモータでは、上記ステータコアを上記密閉容器に焼き嵌めや圧入等で嵌め込む際に、上記ステータコアの上記接触部に応力がかかって、上記ステータコア全体に歪みが発生していた。また、上記ステータコアの上記接触部と上記密閉容器との接触により、上記ステータコアから上記密閉容器への漏れ磁束が発生していた。

したがって、上記ステータコアの歪みに起因する鉄損や、上記ステータコアから上記密閉容器への漏れ磁束が、増大して、モータの性能が低下していた。

そこで、この発明の課題は、上記ステータコアの歪みを低減すると共に、上記ステータコアから上記密閉容器への漏れ磁束を低減して、性能を向上したモータ、および、このモータを有する圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のモータは、
密閉容器内に配置された圧縮要素をシャフトを介して駆動するモータであって、
ロータと、このロータの径方向外側に配置されたステータとを有し、
上記ステータは、ステータコアと、上記ステータコアに巻かれたコイルとを有し、
上記ステータコアは、上記密閉容器に接する複数の接触部を有し、
この各接触部は、上記密閉容器との接触面から上記ステータコアの径方向内側に延びる複数のスリットを有することを特徴としている。

この発明のモータによれば、上記ステータコアの上記各接触部は、上記密閉容器との接触面から上記ステータコアの径方向内側に延びる複数のスリットを有するので、上記ステータコアを上記密閉容器に焼き嵌めや圧入等で嵌め込む際に、上記ステータコアの上記接触部にかかる応力を、上記スリットで吸収できて、上記ステータコア全体の歪みを低減する。また、上記スリットにより、上記ステータコアの上記密閉容器との接触面積を低減できて、上記ステータコアから上記密閉容器への漏れ磁束を低減する。

したがって、上記ステータコアの上記密閉容器への固定強度を損ねることなく、上記ステータコアの歪みに起因する鉄損や、上記ステータコアから上記密閉容器への漏れ磁束を、低減して、上記モータの性能を向上する。

また、一実施形態のモータでは、上記各接触部における全ての上記スリットは、上記ステータコアの軸方向からみて、上記ステータコアの径方向に対して傾いている。

この実施形態のモータによれば、上記各接触部における全ての上記スリットは、上記ステータコアの軸方向からみて、上記ステータコアの径方向に対して傾いているので、上記ステータコアの上記密閉容器への固定強度を損ねることなく、上記ステータコアを上記密閉容器に嵌め込む際に上記ステータコアの上記接触部にかかる応力を、上記スリットで確実に吸収できて、上記ステータコア全体の歪みを確実に低減する。

また、一実施形態のモータでは、上記各接触部における上記全てのスリットは、上記ステータコアの軸方向からみて、上記スリットの径方向内側が上記ロータの回転方向側に倒れるように、上記ステータコアの径方向に対して傾いている。

この実施形態のモータによれば、上記各接触部における上記全てのスリットは、上記ステータコアの軸方向からみて、上記スリットの径方向内側が上記ロータの回転方向側に倒れるように、上記ステータコアの径方向に対して傾いているので、上記ステータが、回転している上記ロータから、上記ロータの反回転方向の磁気の反発力を受けても、上記ステータは、上記ロータの反回転方向へ、位置ずれしない。

また、一実施形態のモータでは、
上記各接触部における上記全てのスリットのうちの少なくとも一つの上記スリットは、上記ステータコアの軸方向からみて、上記スリットの径方向内側が上記ロータの回転方向側に倒れるように、上記ステータコアの径方向に対して傾いている一方、
他の上記スリットは、上記ステータコアの軸方向からみて、上記スリットの径方向内側が上記ロータの反回転方向側に倒れるように、上記ステータコアの径方向に対して傾いている。

この実施形態のモータによれば、上記少なくとも一つのスリットは、上記ステータコアの軸方向からみて、上記スリットの径方向内側が上記ロータの回転方向側に倒れるように、上記ステータコアの径方向に対して傾いている一方、上記他のスリットは、上記ステータコアの軸方向からみて、上記スリットの径方向内側が上記ロータの反回転方向側に倒れるように、上記ステータコアの径方向に対して傾いているので、上記少なくとも一つのスリットによって、上記ステータが、回転している上記ロータから、上記ロータの反回転方向の磁気の反発力を受けても、上記ステータは、上記ロータの反回転方向へ、位置ずれしない。一方、上記他のスリットによって、上記ステータは、上記ロータの回転方向へ、位置ずれしない。

また、一実施形態のモータでは、上記各接触部に関して、上記少なくとも一つのスリットの数量は、上記他のスリットの数量よりも、多い。

この実施形態のモータによれば、上記各接触部に関して、上記少なくとも一つのスリットの数量は、上記他のスリットの数量よりも、多いので、上記ロータの反回転方向への上記ステータの位置ずれを、上記ロータの回転方向への上記ステータの位置ずれに比べて、優先的に、防止する。

また、この発明の圧縮機は、密閉容器と、この密閉容器内に配置された圧縮要素と、上記密閉容器内に配置されると共に上記圧縮要素をシャフトを介して駆動する上記モータとを備えることを特徴としている。

この発明の圧縮機によれば、性能の向上した上記モータを備えるので、性能を向上できる。

この発明のモータによれば、上記ステータコアの上記各接触部は、上記密閉容器との接触面から上記ステータコアの径方向内側に延びる複数のスリットを有するので、上記ステータコアの歪みを低減すると共に、上記ステータコアから上記密閉容器への漏れ磁束を低減して、上記モータの性能を向上する。

この発明の圧縮機によれば、性能の向上した上記モータを備えるので、性能を向上できる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、この発明のモータを有する圧縮機の第１実施形態である縦断面図を示している。この圧縮機は、密閉容器１と、この密閉容器１内に配置された圧縮要素２と、上記密閉容器１内に配置され、上記圧縮要素２をシャフト１２を介して駆動するモータ３とを備えている。

この圧縮機は、いわゆる縦型の高圧ドーム型のロータリ圧縮機であって、上記密閉容器１内に、上記圧縮要素２を下に、上記モータ３を上に、配置している。このモータ３のロータ６によって、上記シャフト１２を介して、上記圧縮要素２を駆動するようにしている。

上記圧縮要素２は、アキュームレータ１０から吸入管１１を通して冷媒ガスを吸入する。この冷媒ガスは、この圧縮機とともに、冷凍システムの一例としての空気調和機を構成する図示しない凝縮器、膨張機構、蒸発器を制御することによって得られる。この冷媒は、例えば、二酸化炭素やＨＣやＲ４１０Ａ等のＨＦＣ、Ｒ２２等のＨＣＦＣである。

上記圧縮機は、圧縮した高温高圧の冷媒ガスを、上記圧縮要素２から吐出して密閉容器１の内部に満たすと共に、上記モータ３のステータ５と上記ロータ６との間の隙間を通して、上記モータ３を冷却した後、上記モータ３の上側に設けられた吐出管１３から外部に吐出するようにしている。

上記密閉容器１内の高圧領域の下部には、潤滑油が溜められた油溜まり部９が形成されている。この潤滑油は、上記油溜まり部９から、上記シャフト１２に設けられた（図示しない）油通路を通って、上記圧縮要素２の摺動部に移動して、この摺動部を潤滑する。この潤滑油は、例えば、（ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコール等の）ポリアルキレングリコール系油や、アルキルベンゼン系油や、エーテル系油や、エステル系油や、鉱油である。

上記圧縮要素２は、上記密閉容器１の内面に取り付けられるシリンダ２１と、このシリンダ２１の上下の開口端のそれぞれに取り付けられている上側の端板部材５０および下側の端板部材６０とを備える。上記シリンダ２１、上記上側の端板部材５０および上記下側の端板部材６０によって、シリンダ室２２を形成する。

上記上側の端板部材５０は、円板状の本体部５１と、この本体部５１の中央に上方へ設けられたボス部５２とを有する。上記本体部５１および上記ボス部５２は、上記シャフト１２に挿通されている。

上記本体部５１には、上記シリンダ室２２に連通する吐出口５１ａが設けられている。上記本体部５１に関して上記シリンダ２１と反対側に位置するように、上記本体部５１に吐出弁３１が取り付けられている。この吐出弁３１は、例えば、リード弁であり、上記吐出口５１ａを開閉する。

上記本体部５１には、上記シリンダ２１と反対側に、上記吐出弁３１を覆うように、カップ型のマフラカバー４０が取り付けられている。このマフラカバー４０は、（ボルト等の）固定部材３５によって、上記本体部５１に固定されている。上記マフラカバー４０は、上記ボス部５２に挿通されている。

上記マフラカバー４０および上記上側の端板部材５０によって、マフラ室４２を形成する。上記マフラ室４２と上記シリンダ室２２とは、上記吐出口５１ａを介して、連通されている。

上記マフラカバー４０は、孔部４３を有する。この孔部４３は、上記マフラ室４２と上記マフラカバー４０の外側とを連通する。

上記下側の端板部材６０は、円板状の本体部６１と、この本体部６１の中央に下方へ設けられたボス部６２とを有する。上記本体部６１および上記ボス部６２は、上記シャフト１２に挿通されている。

要するに、上記シャフト１２の一端部は、上記上側の端板部材５０および上記下側の端板部材６０に支持されている。すなわち、上記シャフト１２は、片持ちである。上記シャフト１２の一端部（支持端側）は、上記シリンダ室２２の内部に進入している。

上記シャフト１２の支持端側には、上記圧縮要素２側の上記シリンダ室２２内に位置するように、偏心ピン２６を設けている。この偏心ピン２６は、ローラ２７に嵌合している。このローラ２７は、上記シリンダ室２２内で、公転可能に配置され、このローラ２７の公転運動で圧縮作用を行うようにしている。

言い換えると、上記シャフト１２の一端部は、上記偏心ピン２６の両側において、上記圧縮要素２のハウジング７で支持されている。このハウジング７は、上記上側の端板部材５０および上記下側の端板部材６０を含む。

次に、上記シリンダ室２２の圧縮作用を説明する。

図２に示すように、上記ローラ２７に一体に設けたブレード２８で上記シリンダ室２２内を仕切っている。すなわち、上記ブレード２８の右側の室は、上記吸入管１１が上記シリンダ室２２の内面に開口して、吸入室（低圧室）２２ａを形成している。一方、上記ブレード２８の左側の室は、（図１に示す）上記吐出口５１ａが上記シリンダ室２２の内面に開口して、吐出室（高圧室）２２ｂを形成している。

上記ブレード２８の両面には、半円柱状のブッシュ２５，２５が密着して、シールを行っている。上記ブレード２８と上記ブッシュ２５，２５との間は、上記潤滑油で潤滑を行っている。

そして、上記偏心ピン２６が、上記シャフト１２と共に、偏心回転して、上記偏心ピン２６に嵌合した上記ローラ２７が、このローラ２７の外周面を上記シリンダ室２２の内周面に接して、公転する。

上記ローラ２７が、上記シリンダ室２２内で公転するに伴って、上記ブレード２８は、このブレード２８の両側面を上記ブッシュ２５，２５によって保持されて進退動する。すると、上記吸入管１１から低圧の冷媒ガスを上記吸入室２２ａに吸入して、上記吐出室２２ｂで圧縮して高圧にした後、（図１に示す）上記吐出口５１ａから高圧の冷媒ガスを吐出する。

その後、図１に示すように、上記吐出口５１ａから吐出された冷媒ガスは、上記マフラ室４２を経由して、上記マフラカバー４０の外側に排出される。

図１と図３に示すように、上記モータ３は、上記ロータ６と、このロータ６の径方向外側にエアギャップを介して配置された上記ステータ５とを有する。

上記ロータ６は、ロータコア６１０と、このロータコア６１０に埋設された磁石６２０とを有する。上記ロータコア６１０は、円筒形状であり、例えば積層された電磁鋼板からなる。上記ロータコア６１０の中央の孔部には、上記シャフト１２が取り付けられている。上記磁石６２０は、平板状の永久磁石である。６つの上記磁石６２０が、上記ロータコア６１０の周方向に等間隔の中心角度で、配列されている。

上記ステータ５は、ステータコア５１０と、上記ステータコア５１０の軸５１０ａ方向の両端面のそれぞれに配置されたインシュレータ５３０と、上記ステータコア５１０および上記インシュレータ５３０に共に巻き付けられたコイル５２０とを有する。なお、図３では、上記コイル５２０を一部省略し、上記インシュレータ５３０を省略して描いている。

上記ステータコア５１０は、例えば積層された複数の鋼板からなる。上記ステータコア５１０は、上記密閉容器１の内周面１５に、焼き嵌め等による締まり嵌め嵌合によって、固定されている。上記ステータコア５１０は、環状部５１１と、この環状部５１１の内周面から径方向内側に突出すると共に周方向に等間隔に配列された９つのティース部５１２とを有する。

上記コイル５２０は、上記各ティース部５１２にそれぞれ巻かれて複数の上記ティース部５１２に渡って巻かれていない、いわゆる集中巻きである。上記モータ３は、いわゆる６極９スロットである。上記コイル５２０に電流を流して上記ステータ５に発生する電磁力によって、上記ロータ６を、上記シャフト１２と共に、回転させる。

上記インシュレータ５３０は、上記ステータコア５１０と上記コイル５２０との間に挟持され、上記ステータコア５１０と上記コイル５２０とを絶縁している。

図３と図４に示すように、上記ステータコア５１０の外周面には、周方向に交互に配置された複数の接触部５１６および切欠部５１７が設けられている。上記接触部５１６は、上記ステータコア５１０の最大径を含む部分であり、上記密閉容器１の内周面に接触して締まり嵌めされる締まり嵌め代に相当する。上記切欠部５１７は、コアカットであり、冷媒ガスや潤滑油の通路となる。

上記各接触部５１６は、上記密閉容器１との接触面から上記ステータコア５１０の径方向内側に延びる複数のスリット５１８ａを有する。上記スリット５１８ａは、上記ステータコア５１０の両端面を貫通している。

上記各接触部５１６における全ての上記スリット５１８ａは、上記ステータコア５１０の軸５１０ａ方向からみて、上記ステータコア５１０の径方向に対して傾いている。上記全てのスリット５１８ａは、上記ステータコア５１０の径方向に対して、同じ角度で傾くように、形成されている。

つまり、上記各接触部５１６における上記全てのスリット５１８ａは、上記ステータコア５１０の軸５１０ａ方向からみて、上記スリット５１８ａの径方向内側（底側）が（図４の矢印に示す）上記ロータ６の回転方向側に倒れるように、上記ステータコア５１０の径方向に対して傾いている。

上記構成のモータによれば、上記ステータコア５１０の上記各接触部５１６は、上記密閉容器１との接触面から上記ステータコア５１０の径方向内側に延びる複数のスリット５１８ａを有するので、上記ステータコア５１０を上記密閉容器１に焼き嵌めや圧入等で嵌め込む際に、上記ステータコア５１０の上記接触部５１６にかかる応力を、上記スリット５１８ａで吸収できて、上記ステータコア５１０全体の歪みを低減する。また、上記スリット５１８ａにより、上記ステータコア５１０の上記密閉容器１との接触面積を低減できて、上記ステータコア５１０から上記密閉容器１への漏れ磁束を低減する。

したがって、上記ステータコア５１０の上記密閉容器１への固定強度を損ねることなく、上記ステータコア５１０の歪みに起因する鉄損や、上記ステータコア５１０から上記密閉容器１への漏れ磁束を、低減して、上記モータ３の性能を向上する。

また、上記各接触部５１６における全ての上記スリット５１８ａは、上記ステータコア５１０の軸５１０ａ方向からみて、上記ステータコア５１０の径方向に対して傾いているので、上記ステータコア５１０の上記密閉容器１への固定強度を損ねることなく、上記ステータコア５１０を上記密閉容器１に嵌め込む際に上記ステータコア５１０の上記接触部５１６にかかる応力を、上記スリット５１８ａで確実に吸収できて、上記ステータコア５１０全体の歪みを確実に低減する。

また、上記各接触部５１６における上記全てのスリット５１８ａは、上記ステータコア５１０の軸５１０ａ方向からみて、上記スリット５１８ａの径方向内側が上記ロータ６の回転方向側に倒れるように、上記ステータコア５１０の径方向に対して傾いているので、上記ステータ５が、回転している上記ロータ６から、上記ロータ６の反回転方向の磁気の反発力を受けても、上記ステータ５は、上記ロータ６の反回転方向へ、位置ずれしない。

また、上記構成の圧縮機によれば、性能の向上した上記モータ３を備えるので、性能を向上できる。

（第２の実施形態）
図５は、この発明のモータを有する圧縮機の第２の実施形態を示している。上記第１の実施形態（図４）と相違する点を説明すると、この第２の実施形態では、スリットの向きが相違する。

つまり、この第２の実施形態では、図５に示すように、各接触部５１６における全てのスリット５１８ａ，５１８ｂのうちの少なくとも一つの上記スリット５１８ａ（以下、回転方向スリット５１８ａという）は、上記ステータコア５１０の軸５１０ａ方向からみて、上記スリット５１８ａの径方向内側（底側）が上記ロータ６の回転方向側に倒れるように、上記ステータコア５１０の径方向に対して傾いている。

一方、他の上記スリット５１８ｂ（以下、反回転方向スリット５１８ｂという）は、上記ステータコア５１０の軸５１０ａ方向からみて、上記スリット５１８ｂの径方向内側（底側）が上記ロータ６の反回転方向側に倒れるように、上記ステータコア５１０の径方向に対して傾いている。

上記各接触部５１６において、上記回転方向スリット５１８ａの数量と、上記反回転方向スリット５１８ｂの数量とは、同じである。全ての上記回転方向スリット５１８ａ、および、全ての上記反回転方向スリット５１８ｂは、それぞれ、上記ステータコア５１０の径方向に対して、同じ角度で傾斜している。

したがって、上記回転方向スリット５１８ａによって、上記ステータ５が、回転している上記ロータ６から、上記ロータ６の反回転方向の磁気の反発力を受けても、上記ステータ５は、上記ロータ６の反回転方向へ、位置ずれしない。一方、上記反回転方向スリット５１８ｂによって、上記ステータ５は、上記ロータ６の回転方向へ、位置ずれしない。

（第３の実施形態）
図６は、この発明のモータを有する圧縮機の第３の実施形態を示している。上記第２の実施形態（図５）と相違する点を説明すると、この第３の実施形態では、向きの異なるスリットの数量が相違する。

つまり、この第３の実施形態では、図６に示すように、上記各接触部５１６に関して、上記回転方向スリット５１８ａの数量は、上記反回転方向スリット５１８ｂの数量よりも、多い。

したがって、上記ロータ６の反回転方向への上記ステータ５の位置ずれを、上記ロータ６の回転方向への上記ステータ５の位置ずれに比べて、優先的に、防止する。

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記圧縮要素２として、ローラとブレードが別体であるロータリタイプでもよい。上記圧縮要素２として、ロータリタイプ以外に、スクロールタイプやレシプロタイプを用いてもよい。また、上記圧縮要素２として、２つのシリンダ室を有する２シリンダタイプでもよい。上記圧縮要素２が上、上記モータ３が下に配置されていてもよい。上記モータ３として、６極９スロット集中巻モータ以外に、どのような極数・スロット数でもよく、また分布巻でもよい。

また、上記各接触部の上記全てのスリットにおいて、少なくとも一つのスリットの傾斜角度を、他のスリットの傾斜角度と相違するように、形成してもよい。また、上記接触部毎に、スリットの傾斜角度を相違するように形成してもよい。また、上記スリットの形状や数量は、変更自由である。

本発明のモータを有する圧縮機の第１実施形態を示す縦断面図である。 圧縮機の要部の平面図である。 圧縮機のモータ付近の横断面図である。 圧縮機の要部の拡大断面図である。 本発明のモータを有する圧縮機の第２実施形態を示すと共に要部の拡大断面図である。 本発明のモータを有する圧縮機の第３実施形態を示すと共に要部の拡大断面図である。

符号の説明

１ 密閉容器
２ 圧縮要素
３ モータ
５ ステータ
５１０ ステータコア
５１０ａ 軸
５１１ 環状部
５１２ ティース部
５１６ 接触部
５１７ 切欠部
５１８ａ 回転方向スリット
５１８ｂ 反回転方向スリット
５２０ コイル
５３０ インシュレータ
６ ロータ
１２ シャフト
２１ シリンダ
５０ 上側の端板部材
６０ 下側の端板部材

Claims (6)

1. 密閉容器（１）内に配置された圧縮要素（２）をシャフト（１２）を介して駆動するモータであって、
   ロータ（６）と、このロータ（６）の径方向外側に配置されたステータ（５）とを有し、
   上記ステータ（５）は、ステータコア（５１０）と、上記ステータコア（５１０）に巻かれたコイル（５２０）とを有し、
   上記ステータコア（５１０）は、上記密閉容器（１）に接する複数の接触部（５１６）を有し、
   この各接触部（５１６）は、上記密閉容器（１）との接触面から上記ステータコア（５１０）の径方向内側に延びる複数のスリット（５１８ａ，５１８ｂ）を有することを特徴とするモータ。
2. 請求項１に記載のモータにおいて、
   上記各接触部（５１６）における全ての上記スリット（５１８ａ，５１８ｂ）は、上記ステータコア（５１０）の軸（５１０ａ）方向からみて、上記ステータコア（５１０）の径方向に対して傾いていることを特徴とするモータ。
3. 請求項２に記載のモータにおいて、
   上記各接触部（５１６）における上記全てのスリット（５１８ａ）は、上記ステータコア（５１０）の軸（５１０ａ）方向からみて、上記スリット（５１８ａ）の径方向内側が上記ロータの回転方向側に倒れるように、上記ステータコア（５１０）の径方向に対して傾いていることを特徴とするモータ。
4. 請求項２に記載のモータにおいて、
   上記各接触部（５１６）における上記全てのスリット（５１８ａ，５１８ｂ）のうちの少なくとも一つの上記スリット（５１８ａ）は、上記ステータコア（５１０）の軸（５１０ａ）方向からみて、上記スリット（５１８ａ）の径方向内側が上記ロータの回転方向側に倒れるように、上記ステータコア（５１０）の径方向に対して傾いている一方、
   他の上記スリット（５１８ｂ）は、上記ステータコア（５１０）の軸（５１０ａ）方向からみて、上記スリット（５１８ｂ）の径方向内側が上記ロータの反回転方向側に倒れるように、上記ステータコア（５１０）の径方向に対して傾いていることを特徴とするモータ。
5. 請求項４に記載のモータにおいて、
   上記各接触部（５１６）に関して、上記少なくとも一つのスリット（５１８ａ）の数量は、上記他のスリット（５１８ｂ）の数量よりも、多いことを特徴とするモータ。
6. 密閉容器（１）と、
   この密閉容器（１）内に配置された圧縮要素（２）と、
   上記密閉容器（１）内に配置されると共に上記圧縮要素（２）をシャフト（１２）を介して駆動する請求項１に記載のモータ（３）と
   を備えることを特徴とする圧縮機。

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