JP2008194821A - 手工具装置 - Google Patents

Abstract

【課題】往復打撃を行う際の回転振動に起因するグリップへの振動伝達を防ぐ手工具装置を得る。
【解決手段】第１空間軸線ｚ方向に延在する作動軸線Ａに沿って往復運動可能とした作動手段１２をベースハウジング４が収容し、作動軸線Ａは、第１空間軸線ｚに直交する第２空間軸線ｙ方向に、手工具装置２の重心ＳＰから離間し、防振手段をベースハウジング４と外側ハウジング１８との間に取り付けた手工具装置２において、防振手段として、第１空間軸線ｚおよび第２空間軸線ｙが存在する平面Ｅyzに直交する向きで投影した際に、重心に隣接するように配置した第１軸受装置１９を設け、この第１軸受装置１９を介して、外側ハウジング１８をベースハウジング４に対して、第１空間軸線ｚ方向に移動可能に、また回動可能に保持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前段に示す特徴を有する手工具装置に関するものである。この手工具装置はベースハウジングを有し、このベースハウジング内に作動装置を収納し、この作動装置は作動中、第１空間軸線方向に延在する作動軸線に沿って往復運動可能とする。この作動軸線は、第１空間軸線に直交する第２空間軸線方向において、重心から離間して位置し、この重心は、例えば工具を固定した状態または工具なしの状態における手工具装置の重心によって決まる。さらに手工具装置には外側ハウジングを設け、これは平面上において少なくとも部分的に互いに離間させた、弾性防振手段を介してベースハウジングに保持する。この外側ハウジングには、メイングリップおよび側方グリップ連結手段を固定し、側方グリップ連結手段は、一体型側方グリップの場合は固着により、取り外し可能な側方グリップの場合はハウジング側面の連結手段で構成し、これには、例えばねじ山または収容領域をグリップ側の締め付けバンドを固定するために設ける。

この種の手工具装置では、作動中、作動軸線から重心まで距離があるため、作動軸線の振動のほかに、往復移動する回転振動がベースハウジングに生じ、この回転振動は重心の周りにおいて生ずる。ベースハウジングに対して外側ハウジングを弾性的に設けることで、この軸線方向の回動振動および回転振動が、メイングリップおよび側方グリップに伝わることを回避できる。双方のグリップを、外側ハウジングに固着することで、双方間の相対運動が減少し、手工具装置の取り扱いが好適に行えるようになる。さらに、防振質量が比較的増大し、ベースハウジングとグリップと間の振動減少に有効に作用する。

このとき、振動軽減は、十分振動遮断を行う懸架により全ての空間方向になされ、作動中に発生する振動のほとんどをグリップから遮断し、さらには使用するばね手段に応じて、多かれ少なかれ緩衝作用を持つ。この結果、これは緩衝作用の大きさにかかわらず、防振（振動遮断）よりは簡易なものと言える。

特許文献１（独国特許出願公開第１９７３０３５６号）にはドリルハンマーが記載されている。このドリルハンマーはハンマーハウジングを有し、この周囲を外側壁が空間を介して包囲し、外側壁には第１および第２グリップを設ける。さらに、複数の弾性的なヒンジ連結部を、ハンマーハウジングと外側壁との間に設ける。これらのヒンジ連結部には、それぞれボルトを、ハウジング側のスリーブ内にゴム状弾性材料を介在させて係合する。

この既知の防振手段の構造において、安定したガイドと同時に、打撃方向への高い緩衝作用が達成される。
独国特許出願公開第１９７３０３５６号明細書

しかし、この既知の手工具装置は、ハウジングに発生する回転振動をグリップに対して十分に遮断できない点において不都合である。多くの場合、回転振動は、記載されたヒンジ連結部の３点支持構成と、全てのヒンジ連結部において回転方向に作用するゴム状弾性材料の伸張度が僅かであるため、ハウジングから外側壁に、ほとんど緩衝されずに伝達される。このため、作動中は、特に第２空間軸線方向に比較的大きな振動が発生する。

したがって、本発明の課題は、前述の手工具装置において、前述の欠点を回避し、回転振動に起因するグリップへの振動伝達を防ぐことを目的とする。

この課題は、請求項１の後段に記載する特徴を備える手工具装置によって解決される。この手工具装置において、防振手段として、第１および第２の空間軸線が存在する平面に直交する向きで投影した際に、重心に隣接するように配置した第１軸受装置を設け、この第１軸受装置を介して、外側ハウジングをベースハウジングに対して、第１空間軸線方向に移動可能に、また回転振動の回転方向に回動可能に保持する。

この外側ハウジングは、第１軸受装置によって、第１空間軸線に平行に移動可能、または第１空間軸線方向に回動可能である。どちらの場合においても、外側ハウジングは、この軸線方向の移動可能性に加えて、平面に平行に回動可能であり、この際「回動可能」とは回転可能性もしくは傾動可能性を指す。このように外側ハウジングを、ベースハウジングに対して２種類の動きを可能とした取り付け方により、作動中にベースハウジングにおいて第１空間軸線方向に作用する振動の他に、回転振動に起因して第２空間軸方向に発生する振動成分を、外側ハウジングおよび双方のグリップに対して効果的に遮断することが可能となる。よって、ベースハウジングからグリップへの振動伝達は最小限まで抑えることができるので、手工具装置の快適な使用を可能とする。

好適には、防振手段として、ベースハウジングと外側ハウジングとの間に、第１空間軸線方向に作用する第一ばね装置を設ける。こうすることで、外側ハウジングを、作動中ベースハウジングで発生する、第１空間軸線方向の回動動作から効果的に遮断することができる。このとき、このばね装置の第一ばね剛性は、その回転振動に対して接線方向に作用する横方向の剛性よりも数倍大きい。

特に好適な実施形態において、防振装置として、さらに、第１軸受装置および第１ばね装置から離間し位置に第２軸受装置を設ける。この第２軸受装置には弾性手段を設け、この弾性手段の第１ばね剛性は、回転方向に作用する。作動中、ベースハウジングの回転振動は重心の周りにおいて回転方向に生ずる。弾性手段のばね剛性は、ばね装置が回転方向に作用するばね剛性を有する限り、回転方向に作用する第１ばね装置の第２ばね剛性よりも数倍大きくする。双方の軸受装置およびばね装置により、一方では、外側ハウジングをベースハウジングに安定して取り付けることができ、他方ではメイングリップのどこをどの強さで握っても、十分な防振（振動遮断）を得ることができる。さらに、第２軸受装置を、第１軸受装置およびこれに隣接する重心から距離をおいて設けることで、特に好適な振動遮断を得ることができる。

好適には、第１軸受装置に回動手段を設け、この回動手段は第１空間軸線に沿って重心から一定距離離れて位置し、この距離は、ベースハウジングの背面から重心までの距離の０．４倍以下とする。この構成によれば、作動中、重心の周りにおいて発生するベースハウジングの回転振動をとくに好適に外側ハウジングから遮断できる。

このとき、回動手段は、有効に作用する回動軸線または回転軸線を有するものとすると、とくに好適である。この回動軸線は、第２空間軸線に沿って、重心と作動軸線との間に配置することで、防振（振動遮断）に特に効果的な、外側ハウジングとベースハウジングのとくに好適な相対運動を実現する。

好適には、第１および第２の軸受装置のうち少なくとも一方に、対をなすよう配置した防振手段を設け、これら防振手段は平面に直交する第３空間軸線方向に互いに離して設ける。第３空間軸線方向に互いに離して設けた防振手段は、作動中、外側ハウジングをベースハウジングに対してとくに側方の案内を安定させ、手工具装置の好適なガイドを実現する。この代案として、軸受装置を、適切に安定した実施例の場合、それぞれ各側面に設けることもできる。

好適な形態において、ベースハウジングと外側ハウジングとの間に、これらハウジングのうち一方のハウジングに連結したピンを設ける。このピンを、一方ではハウジングのうち他方のハウジングに設けた第１空間軸線方向のガイドに沿って移動可能とし、他方では、このガイドに対して回転可能とする。この構成によれば、外側ハウジングは、ほぼ抵抗のない回転方向軸受だけでなく、ほぼ抵抗のない軸線方向軸受が得ることができる。そのため、軸線方向の回動動作は、第１空間軸線方向にとくに好適に遮断可能となる。

このとき、ガイドを、外側ハウジングに形成した長孔として形成し、ピンをベースハウジングの伝動装置を収納する部分に連結すると、とくに好適であり、こうすることで、第１軸受装置をとくに安定して、また安価に製造することができる。

好適には、ガイドを第１空間軸線に対して屈曲可能に構成する。こうすることで、外側ハウジングは、ベースハウジングに対してとくに抵抗少なく回転振動可能となる。

さらに、ばね装置は、ピンを直接押圧するばね手段を有する構成にすると好適である。こうすることで、第１軸受装置およびばね装置は、同じ領域に取り付けることができるので、防振手段が占有する空間を小さくできる。さらに、ばね手段を回動軸受の一部分をなすピンに直接取り付けることで、その第２空間軸線方向の傾きが小さくなり、そのため外側ハウジングは、第２軸受装置により、回転方向にさらに好適に防振（振動遮断）可能となる。

代案として、第１軸受装置は、継手アームを有する構成とし、この継手アームは、ベースハウジングに対する第１回転連結部と、外側ハウジングに対する第２回転連結部とを有する構成にする。この構成によれば、第１軸受装置は、外側ハウジングをベースハウジングに対して、とくに回転方向に抵抗のない回動軸受が得られるため、回転振動を外側ハウジングに対してとくに好適に遮断することができ、回転方向に作用するばね剛性を小さく抑えることができる。

他の実施形態として、第１軸受装置は、板ばね手段を有する構成とする。この板ばね手段は、ベースハウジングと外側ハウジングとの間で、第１空間軸線に沿って回転方向に弾性的に変形可能とし、第１軸受装置の安価な製造を可能とする。

このとき、板ばね手段をＵ字状の板ばね素子で一体構成にすると、とくに好適である。この板ばね素子は、ベースハウジングを作動軸線からの高さで包囲するものとする。この構成により、第１軸受装置は、安価に製造可能であり、組み立ても簡単となる。

さらに、外側ハウジングにスライド面を設け、ベースハウジングにはこのスライド面と係合動作する対向スライド面を設けると好適である。これらのスライド面および対向スライド面は、平面に平行に構成する。この構成によれば、コンパクトな構成ながらも、外側ハウジングをベースハウジングに対して、とくに側方を安定して案内できる。

このとき、スライド面には、エラストマー体等の手段を設けることもできる。この手段は、第３空間軸線方向にばね作用するようにし、この構成によれば、全ての空間方向への振動遮断が可能となる。

図１は、ドリルハンマーとしての手工具装置２を示す。この手工具装置２には、ベースハウジング４を設け、このベースハウジング内に伝動装置６および打撃装置８を収納し、これらは図示しない方法でモータ１０により駆動可能とする。この場合、浮動ピストンとしての作動手段１２は、第１空間軸線ｚを規定する作動軸線Ａに沿って往復運動する。この作動手段１２は、工具ホルダ１４に取り付けた、ドリルとしての工具１６を、打撃エネルギーにより繰り返し打撃する。

ベースハウジング４は、ほぼ完全に外側ハウジング１８によって包囲し、この外側ハウジング１８は、防振（振動遮断）手段として働く第１軸受装置１９、ばね装置２０；２０´、および第２軸受装置２１を介して、ベースハウジング４に距離を置いて取り付ける。手工具装置２の作動方向ＡＲに関する外側ハウジング１８の後方端部２２は、メイングリップを構成する。さらに外側ハウジング１８は、作動方向ＡＲに関する前方端部２６に、筒状受容面としての側方グリップ連結手段２８を構成し、この側方グリップ連結手段２８には、必要に応じて側方グリップ３０を固着することができる。

工具１６を固定した手工具装置２全体の重心ＳＰは、第１空間軸線ｚに直交する第２空間軸線ｙ方向に軸線Ａから離れて位置する。このため、作動中、作動手段１２が往復運動する際に、回転方向ＤＲの回動が重心ＳＰの周りに発生することになり、また回転方向ＤＲは、第１空間軸線ｚおよび第２空間軸線ｙが存在する平面Ｅyzに平行である。

作動中、グリップ２４，３０の第１空間軸線ｚ上および作動方向ＡＲへの振動を最適に防振するため、第１軸受装置１９により、ベースハウジング４を外側ハウジングに対して、矢印ＡＢで示すように、第１空間軸線ｚに沿う往復運動可能とする。

同時に、作動中外側ハウジング１８は、第１軸受装置１９により、ベースハウジング４に対して回動方向ＤＲの相対運動可能とし、これにより外側ハウジング１８は、ベースハウジング４の回転振動、または第２空間軸線ｙ方向の振動から防振される。さらに、第１軸受装置１９を重心ＳＰに隣接して設け、また、全体的に回動手段３２として示した手段を、効果的な回動軸線ｗＳを構成する回動軸受または回転軸受として設ける。このことにより、ベースハウジング４は外側ハウジング１８に対して相対的に、矢印ＳＢで示すように平面Ｅyzに沿って回動運動または回転運動を行えるようになる。このとき、作動中に発生する、重心ＳＰの周りの回転振動は、回動手段３２から重心ＳＰまでの第１軸線ｚ方向の距離ａｓを、重心ＳＰから、後方端部２２側のベースハウジング４の背面３４までの軸線方向距離ａｒの０．４倍以下とするとき、外側ハウジング１８によって、とくに良好に振動を遮断することができる。

さらに図１に示すように、ばね装置２０を、例えばコイルばねで構成し、外側ハウジング１８を、打撃装置８を収納したベースハウジング４の上方部分４０に対して第１空間軸線ｚ方向に支持する。このとき、点線で示すように、ばね装置２０´を直接回動手段３２に係合させることもできる。同時に第２軸受装置２１を、例えば湾曲させた板ばねにより構成し、回動軸受およびばね手段としても同時に機能させる。この代案として、第２軸受装置の回動軸受機能およびばね機能は、別個の手段で実現してもよい。

第２軸受装置２１は、第１軸受装置１９およびばね装置２０；２０´から離れたところで、モータ１０を収納したベースハウジング４の下方部分４２と外側ハウジング１８との間に取り付ける。この第２軸受装置２１の第１ばね剛性ＦＳ１は回転方向ＤＲに作用し、回転方向に作用するばね装置２０；２０´の第２ばね剛性ＦＳ２の数倍大きいものとする。

図示の実施例において、第２ばね剛性ＦＳ２は、コイルばねが回転方向ＤＲに対して基本的に横向きであるため、ほぼゼロとなる。さらに、回動手段３２により、第１軸受装置１９に回転方向ＤＲに作用する力もしくはモーメントは、ほとんど考慮されない。このため、作動中に発生する重心ＳＰの周りにおける回転振動は、その大部分が第２軸受装置２１により吸収され、外側ハウジング１８に対して遮断される。

さらに図１に示すように、外側ハウジング１８には複数のスライド面３６を設け、これらスライド面３６は、平面Ｅyzに直交する第３空間軸線ｘに沿ってベースハウジング４の対向スライド面３８に当接させる。スライド面３６および対向スライド面３８を設けることで、外側ハウジング１８を、第空間軸線x方向に両側からベースハウジング４に支持し、平面Ｅyzに対して平行に移動可能となる。このとき、スライド面３６もしくは対向スライド面３８には弾性手段を設けることもでき、またはスライド面３６もしくは対向スライド面３８自身をエラストマー体等の弾性手段で構成することもできる。このようにすることで、３個の空間軸線（ｚ，ｙ，ｘ）方向への振動遮断が可能となる。

図２および図３は、第１軸受装置１９の第１実施例を示す。この第１実施例では、ばね装置２０´を例えば直接ピン４６に係合させる。このとき回動手段３２は、２個のピン４６で構成し、これらピン４６は互いにベースハウジング４の両側の背反面から第３空間軸線ｘ方向に突出させ、それぞれガイド４８内で回転可能とする。双方のガイド４８は第１空間軸線ｚ方向に整列させて、外側ハウジング１８における長孔として形成する。この代案として、ガイド４８をベースハウジング４に形成し、ピン４６を外側ハウジング１８から内側に突出させることもできる。さらに、ガイド４８を、図示しない屈曲可能な連結リンクにより構成することもできる。

図４および図５は、第１軸受装置１９の第２実施例である。図中の符号は図２および図３に示す第１実施例と対応している。

ここでは回動手段３２は、Ｕ字状に構成し、軸線Ａからの高さでベースハウジング４の周囲を囲む板ばね素子５４のウェブ５２で構成する。双方のウェブ５２を連結する中間領域５６において、板ばね素子５４をねじ連結５８により外側ハウジング１８に固定する。一方、ウェブ５２の各遊端６０を、対応するベースハウジング４の受け部６２に固定する。板ばね素子５４の弾性的な変形可能性により、第１空間軸線ｚに関して、基本的に位置固定の回動動作および軸線方向の動作成分を加え、矢印ＡＢのような運動を生ずる。さらに、板ばね素子５４が規定する効果的な回動軸線ｗＳの周りにおける回動動作ＳＢが可能となり、この回動動作ＳＢは、作動中に発生する回転振動の回転方向ＤＲに沿って生ずる。

図６および図７は第１軸受装置の第３実施例を示す。図中の符号は図２〜５に示す第１実施例および第２実施例と対応している。

ここでは、回動手段３２は２個の継手アーム６４により構成する。これら継手アーム６４は、第３空間軸線ｘ方向に互いに離間させ、それぞれベースハウジング４の互いに背反する面に取り付け、ベースハウジング４に対する第１回転連結部６６、および外側ハウジング１８に対する第２回転連結部６８を設ける。第１軸受装置１９をこのように構成することで、ベースハウジング４と外側ハウジング１８との間には、第空間軸線ｚに関して位置固定の回動動作に、作動由来の軸線方向の動作成分を加えた矢印ＡＢのような動作と、第１回転連結部６６に規定される効果的な回動軸ｗＳの周りにおける回動運動ＳＢとが可能となる。

本発明手工具装置の線図的説明図である。 図１に示す本発明手工具装置の斜視図である。 図２に示す第１軸受装置の横断面図である。 第１軸受装置の第２実施例における斜視図である。 図４に示す軸受装置の横断面図である。 第１軸受装置の第３実施例における斜視図である。 図６に示す軸受装置の横断面図である。

符号の説明

２ 手工具装置
４ ベースハウジング
６ 伝動装置
８ 打撃装置
１０ モータ
１２ 作動手段
１４ 工具ホルダ
１６ 工具
１８ 外側ハウジング
１９ 第１軸受装置
２０；２０´ ばね装置
２１ 第２軸受装置
２２ 後方端部
２４ メイングリップ
２６ 端部
２８ 側方グリップ連結手段
３０ 側方グリップ
３２ 回転手段
３４ 背面
３６ スライド面
３８ 対向スライド面
４０ 上方部分
４２ 下方部分
４６ ピン
４８ ガイド
５２ ウェブ
５４ 板ばね素子
５６ 中間領域
５８ ねじ連結
６０ 遊端
６２ フレーム
６４ 継手アーム
６６ 第１回転連結部
６８ 第２回転連結部
Ａ 作動軸線
ＡＲ 作動方向
ＡＢ 矢印
ａｓ 軸線方向距離
ａｒ 軸線方向距離
ＤＲ 回転方向
Ｅyz 平面
ＦＳ１ 第１ばね剛性
ＦＳ２ 第２ばね剛性
ＳＢ 回動動作
ＳＰ 重心
ｗＳ 回動軸線
ｘ 第３空間軸線
ｙ 第２空間軸線
ｚ 第１空間軸線

Claims (15)

1. 内部に作動手段（１２）を設けたベースハウジング（４）であって、この作動手段（１２）は、第１空間軸線（ｚ）方向に延在する作動軸線（Ａ）に沿って往復運動可能とし、この作動軸線（Ａ）を、第１空間軸線（ｚ）に直交する第２空間軸線（ｙ）方向に、手工具装置（２）の重心（ＳＰ）から離間して設けた該ベースハウジング（４）と、
   防振手段を介してベースハウジング（４）に取り付け、また、メイングリップ（２４）および側方グリップ連結手段（２８）を固着した外側ハウジング（１８）と、
   を有する手工具装置（２）において、
   前記防振手段として、前記第１空間軸線（ｚ）および前記第２空間軸線（ｙ）が存在する平面（Ｅyz）に直交する向きで投影した際に、前記重心に隣接するように配置した第１軸受装置（１９）を設け、この第１軸受装置（１９）を介して、前記外側ハウジング（１８）を前記ベースハウジング（４）に対して、前記第１空間軸線（ｚ）方向に移動可能に、また回動可能に、保持したことを特徴とした手工具装置。
2. 前記防振手段として、前記ベースハウジング（４）と前記外側ハウジング（１８）との間に、前記第１空間軸線（ｚ）方向に作用するばね装置（２０）を設けた請求項１に記載する手工具装置。
3. 前記防振手段として、さらに、前記第１軸受装置（１９）および前記ばね装置（２０；２０´）から離れた位置に第２軸受装置（２１）を設け、この第２軸受装置（２１）の第１ばね剛性（ＦＳ１）は、ベースハウジング（４）の動作中回転振動する回転方向（ＤＲ）に作用し、回転方向（ＤＲ）に作用する前記ばね装置（２０；２０′）の第２ばね剛性（ＦＳ２）よりも数倍大きいものとした請求項２に記載する手工具装置。
4. 前記第１軸受装置（１９）に回動手段（３２）を設け、この回動手段（３２）は、前記第１空間軸線（ｚ）に沿って前記重心（ＳＰ）から一定距離（ａｓ）離れて位置し、この距離（ａｓ）は、ベースハウジング（４）の背面（３４）から前記重心（ＳＰ）までの距離（ａｒ）の０．４倍以下とした請求項１〜３のうちいずれか一項に記載した手工具装置。
5. 前記回動手段（３２）は、有効に作用する回動軸線（ｗＳ）を有するものとし、この回動軸線（ｗＳ）を、第２空間軸線（ｙ）に沿って、前記重心（ＳＰ）と前記作動軸線（Ａ)との間に配置した請求項４記載の手工具装置。
6. 前記第１および第２の軸受装置（１９，２１）のうち少なくとも一方に、対をなすよう配置した防振手段を設け、これら防振手段は平面（Ｅyz）に直交する第２空間軸線（ｘ）方向に互いに離して設けた請求項１〜５のうちいずれか一項に記載した手工具装置。
7. 前記ベースハウジング（４）と前記外側ハウジング（１８）との間に、これらハウジングのうち一方のハウジング（４；１８）に連結したピン（４６）を設け、このピン（４６）を、前記ハウジングのうち他方のハウジング（１８；４）に設けたガイド（４８）に沿って移動可能とし、また、このガイド（４８）に対して回転可能とした請求項１〜６のうちいずれか一項に記載した手工具装置。
8. 前記ガイド（４８）を、外側ハウジング（１８）に形成した長孔（５０）として構成し、前記ピン（４６）を、前記ベースハウジング（４）の伝動装置（６）を収容する部分に連結した請求項７記載の手工具装置。
9. 前記ガイド（４８）を、前記第１空間軸線（ｚ）に対して屈曲可能に構成した請求項７または８に記載の手工具装置。
10. 前記ばね装置（２０´）は、前記ピン（４６）を直接押圧するばね手段を有する構成とした請求項３記載の手工具装置。
11. 前記第１軸受装置（１９）は継手アーム（６４）を有する構成とし、この継手アーム（６４）は、前記ベースハウジング（４）に対する第１回転連結部（６６）と、前記外側ハウジング（１８）に対する第２回転連結部（６８）とを有するものとした請求項１〜６のうちいずれか一項に記載した手工具装置。
12. 前記第１軸受装置（１９）は板ばね手段を有する構成とし、この板ばね手段は、前記ベースハウジング（４）と前記外側ハウジング（１８）との間で、前記第１空間軸線（ｚ）に沿って、また回転方向（ＤＲ）に弾性的に変形可能とした請求項１〜６のうちいずれか一項に記載した手工具装置。
13. 前記板ばね手段を、Ｕ字状の板ばね素子（５４）で構成し、この板ばね素子（５４）は前記作動軸線（Ａ)からの高さ位置で前記ベースハウジング（４）を包囲するものとした請求項１２記載の手工具装置。
14. 前記外側ハウジング（１８）にスライド面（３６）を設け、前記ベースハウジング（４）は、このスライド面（３６）と係合動作する対向スライド面（３８）を設け、これら前記スライド面（３６）および前記対向スライド面（３８）は、前記平面（Ｅyz）に平行に構成した請求項１〜１３のうちいずれか一項に記載した手工具装置。
15. 前記スライド面（３６）に、前記第３空間軸線（ｘ）に沿ってばね作用する手段を設けた請求項１４記載の手工具装置。

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