JP2013123551A - Motor - Google Patents
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Description
本発明は、モータに関するものである。 The present invention relates to a motor.
従来より、洗濯機には、洗濯槽や洗い羽根を回転させるモータが搭載されている(例えば、特許文献1参照)。洗濯機では、比較的大きな回転トルクが必要とされるため、大型のモータが搭載されている。しかしながら、モータが大型化すると、高速回転時にロータに作用する慣性力が極めて大きくなってしまう。そこで、ロータに作用する慣性力を軽減するために、ロータの軸方向に貫通する複数の抜き孔を形成し、ロータの軽量化を図ることが考えられる。 Conventionally, a motor that rotates a washing tub and washing blades is mounted on the washing machine (see, for example, Patent Document 1). Since a washing machine requires a relatively large rotational torque, a large motor is mounted. However, when the motor is increased in size, the inertial force that acts on the rotor during high-speed rotation becomes extremely large. Therefore, in order to reduce the inertial force acting on the rotor, it is conceivable to form a plurality of through holes penetrating in the axial direction of the rotor to reduce the weight of the rotor.
しかしながら、ロータに複数の抜き孔を形成すると、ステータからロータに向かう磁束が抜き孔側に漏れ出してしまうという問題がある。この磁束漏れによって磁気特性が悪化してしまう。 However, when a plurality of holes are formed in the rotor, there is a problem that the magnetic flux from the stator toward the rotor leaks out to the holes. This magnetic flux leakage deteriorates the magnetic characteristics.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロータに作用する慣性力を軽減するとともに、磁束漏れを抑えて磁気特性を向上させることにある。 The present invention has been made in view of this point, and an object thereof is to reduce the inertial force acting on the rotor and to improve magnetic characteristics by suppressing magnetic flux leakage.
本発明は、ステータと、該ステータに対して回転駆動するロータとを備えたモータを対象とし、次のような解決手段を講じた。 The present invention is directed to a motor including a stator and a rotor that is rotationally driven with respect to the stator, and has taken the following solutions.
すなわち、第1の発明は、前記ロータには、周方向に間隔をあけて軸方向に延びる複数の抜き孔が形成され、前記抜き孔には、樹脂材で構成された中空の筒状部材が嵌合されていることを特徴とするものである。 That is, according to the first aspect of the present invention, the rotor is formed with a plurality of holes extending in the axial direction at intervals in the circumferential direction, and a hollow cylindrical member made of a resin material is formed in the hole. It is characterized by being fitted.
第1の発明では、複数の抜き孔をロータに形成することで、ロータの軽量化を図っている。これにより、ロータに作用する慣性力を軽減することができる。また、複数の抜き孔に、樹脂材で構成された中空の筒状部材を嵌合することで、ステータからロータに向かう磁束が抜き孔側に漏れ出すことを抑えることができる。 In the first invention, the rotor is reduced in weight by forming a plurality of holes in the rotor. Thereby, the inertia force which acts on a rotor can be reduced. Further, by fitting a hollow cylindrical member made of a resin material into the plurality of holes, it is possible to suppress the magnetic flux from the stator toward the rotor from leaking to the holes.
具体的に、ロータに複数の抜き孔を形成すると、ステータからロータに向かう磁束が抜き孔側に漏れ出してしまい磁気特性が悪化してしまうという問題がある。 Specifically, when a plurality of holes are formed in the rotor, there is a problem in that magnetic flux from the stator toward the rotor leaks out to the hole side and the magnetic characteristics are deteriorated.
これに対し、本発明では、樹脂製の筒状部材を抜き孔に嵌合して、抜き孔内の磁気抵抗を高めるようにしたから、筒状部材によって磁束漏れを抑えて磁気特性を向上させることができる。また、中空の筒状部材を用いることで、中実の部材を用いた場合に比べて応力集中を分散させることができるので、強度を確保することができる。また、中空の筒状部材であれば、樹脂材の使用量が少なくて済むことから、製造コストを削減することができる。 On the other hand, in the present invention, since the resin-made cylindrical member is fitted into the punched hole to increase the magnetic resistance in the punched hole, magnetic leakage is suppressed by the tubular member and the magnetic characteristics are improved. be able to. In addition, by using a hollow cylindrical member, it is possible to disperse stress concentration compared to the case where a solid member is used, and thus it is possible to ensure strength. Moreover, if it is a hollow cylindrical member, since the usage-amount of a resin material may be small, manufacturing cost can be reduced.
第2の発明は、第1の発明において、前記ロータの軸方向の一端側には、複数の歯部を有し且つ前記筒状部材と一体成形されたクラッチ部材が設けられていることを特徴とするものである。 A second invention is characterized in that, in the first invention, a clutch member having a plurality of tooth portions and integrally molded with the cylindrical member is provided on one end side in the axial direction of the rotor. It is what.
第2の発明では、ロータの軸方向の一端側に、筒状部材と一体成形されたクラッチ部材を設けるようにしている。具体的に、このモータを洗濯機に搭載する場合には、パルセータのみを回転させる洗い工程と、スピンバスケットとパルセータとを同時に回転させる脱水工程とを切り替えるためのクラッチ機構を設ける必要がある。そこで、クラッチ部材を筒状部材と一体成形した構成とすれば、クラッチ部材をロータに取り付けるための締結ボルト等が必要無くなり、部品点数や取付コストを削減できるとともに、クラッチ機構の小型化を図ることができる。 In the second invention, a clutch member integrally formed with the cylindrical member is provided on one end side in the axial direction of the rotor. Specifically, when this motor is mounted on a washing machine, it is necessary to provide a clutch mechanism for switching between a washing process in which only the pulsator is rotated and a dehydration process in which the spin basket and the pulsator are simultaneously rotated. Therefore, if the clutch member is formed integrally with the cylindrical member, there is no need for a fastening bolt for attaching the clutch member to the rotor, the number of parts and the installation cost can be reduced, and the clutch mechanism can be downsized. Can do.
第3の発明は、第1又は第2の発明において、前記筒状部材の軸方向長さは、前記ロータの軸方向長さの半分以上の長さを有することを特徴とするものである。 A third invention is characterized in that, in the first or second invention, the axial length of the cylindrical member is at least half of the axial length of the rotor.
第3の発明では、ロータの軸方向長さの半分以上の長さに筒状部材が嵌合することで、筒状部材が抜き孔から抜けない程度で且つ磁束漏れを抑えるのに十分な長さを確保するようにしている。さらに、ロータの軸方向の全長にわたって筒状部材を嵌合させる場合に比べて、樹脂材の使用量が少なくて済むことから、製造コストを削減することができる。 In the third aspect of the invention, the tubular member is fitted to a length of half or more of the axial length of the rotor, so that the tubular member does not come out of the punch hole and is long enough to suppress magnetic flux leakage. We are trying to ensure this. Furthermore, compared with the case where the cylindrical member is fitted over the entire length of the rotor in the axial direction, the amount of resin material used can be reduced, so that the manufacturing cost can be reduced.
第4の発明は、第1乃至第3の発明のうち何れか1つにおいて、前記筒状部材は、円筒状に形成されていることを特徴とするものである。 According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, the cylindrical member is formed in a cylindrical shape.
第4の発明では、筒状部材を円筒状に形成することで、台形状、三角状、スポーク状、涙滴状等のその他の形状を採用した場合に比べて、径方向に対する強度を高めるとともに軽量化を図ることができる。 In the fourth invention, by forming the cylindrical member in a cylindrical shape, the strength in the radial direction is increased as compared with the case where other shapes such as a trapezoidal shape, a triangular shape, a spoke shape, and a teardrop shape are adopted. Weight reduction can be achieved.
本発明によれば、空気より磁束が通り易い樹脂製の筒状部材を抜き孔に嵌合して、筒状部材によって磁束が流れる有効面積を増やし磁束漏れを抑えて磁気特性を向上させることができる。また、中空の筒状部材を用いることで、中実の部材を用いた場合に比べて応力集中を分散させることができるので、強度を確保することができる。また、中空の筒状部材であれば、樹脂材の使用量が少なくて済むことから、製造コストを削減することができる。 According to the present invention, it is possible to improve the magnetic characteristics by fitting a resin-made cylindrical member that is more likely to pass magnetic flux than air into the hole, increasing the effective area through which the magnetic flux flows by the cylindrical member, and suppressing magnetic flux leakage. it can. In addition, by using a hollow cylindrical member, it is possible to disperse stress concentration compared to the case where a solid member is used, and thus it is possible to ensure strength. Moreover, if it is a hollow cylindrical member, since the usage-amount of a resin material may be small, manufacturing cost can be reduced.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely illustrative in nature and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.
《実施形態1》
図1は、本発明の実施形態1に係るモータを備えた洗濯機の構成を示す側面断面図である。図1に示すように、洗濯機10は、外部ケーシング11と、外部ケーシング11内に弾性的に懸架支持されたアウトタブ12と、アウトタブ12内に回転自在に収容されたスピンバスケット13とを備えている。
Embodiment 1
FIG. 1 is a side sectional view showing a configuration of a washing machine including a motor according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the
外部ケーシング11は、略四角筒形状に形成されている。また、洗濯水が収容されるアウトタブ12と、洗濯物が収容されるスピンバスケット13とは、それぞれ円筒形状に形成されている。
The
スピンバスケット13には、外部から洗濯物が投入されて収容される。スピンバスケット13の底部には、パルセータ14が設けられている。パルセータ14は、洗濯のための回転水流を発生させるものであり、モータ20の回転軸28に接続されている。スピンバスケット13の壁面には、アウトタブ12と洗濯水を共有するための複数の貫通孔(図示省略)が設けられている。
The
アウトタブ12の下部には、モータ20が配設されている。モータ20は、制御装置(図示省略)のプログラムに従って、スピンバスケット13やパルセータ14を正逆方向に選択的に回転させる。これにより、スピンバスケット13内に収容された洗濯物は、洗濯、濯ぎ、及び脱水行程が順次行われる。
A
ここで、モータ20によってスピンバスケット13とパルセータ14とを同時に回転させるか、パルセータ14のみを回転させるかは、クラッチ機構30によって選択的に切り替えられる。クラッチ機構30は、スピンバスケット13側に設けられたバスケット側クラッチ部材31と、モータ20側に設けられたロータ側クラッチ部材40とで構成されている。
Here, whether the
バスケット側クラッチ部材31は、中心部に貫通孔32aが形成されたバスケット側クラッチ板32と、バスケット側クラッチ板32の中心部から上方に突出した円筒状の円筒軸33と、切替装置36とを備えている。ロータ側クラッチ部材40は、モータ20のロータ25の上部に設けられ、ロータ側クラッチ歯部42を有している。ロータ側クラッチ部材40の詳細については後述する。
The basket-
ロータ25の回転軸28は、バスケット側クラッチ板32の中心部を貫通して円筒軸33の内周側に挿通されている。回転軸28は、円筒軸33の内周側で回転自在となっている。
The rotating
円筒軸33の上部は、スピンバスケット13の底部に取り付けられている。円筒軸33とアウトタブ12の底部との間には、軸受34が設けられている。円筒軸33は、軸受34によって回転自在に支持されている。
The upper part of the
切替装置36は、アウトタブ12の下面側に設けられている。切替装置36は、洗濯機10の内部にある制御装置(図示省略)によってオン状態にするとバスケット側クラッチ板32を上方に移動できるように構成されている。
The switching
バスケット側クラッチ板32の下面側には、ロータ側クラッチ歯部42に係合させる複数のバスケット側クラッチ歯部35が設けられている。ここで、切替装置36によってバスケット側クラッチ板32を引き上げた状態では、バスケット側クラッチ歯部35がロータ側クラッチ歯部42に係合しないため、パルセータ14のみが回転する。一方、バスケット側クラッチ板32を下方に降ろした状態では、バスケット側クラッチ歯部35がロータ側クラッチ歯部42に係合し、スピンバスケット13とパルセータ14とが同時に回転する。
A plurality of basket-side
図2は、図1のA−A矢視断面図、図3はB−B矢視断面図である。図2及び図3に示すように、モータ20は、リング状のステータ21と、ステータ21の内側に回転可能に配設されたロータ25とを備えている。
2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB. As shown in FIGS. 2 and 3, the
ステータ21は、円環状に形成された電磁鋼板を積層した円筒状に構成されている。ステータ21の内周側には、周方向に間隔をあけて径方向内側に突出して軸方向に延びる複数のティース22が設けられている。ティース22には、回転磁界を発生させるためのコイル23が巻回されている。
The
ロータ25は、電磁鋼板を積層して構成されている。ロータ25の外周面には、周方向に間隔をあけて径方向外側に突出し且つ軸方向に延びる複数の突極26が設けられている。突極26は、ステータ21のティース22と所定の隙間を存して対向している。ロータ25の軸心には、軸孔25aが形成されている。軸孔25aには、回転軸28が嵌合されている。ロータ25は、ステータ21内を回転軸28とともに回転する。
The
ロータ25の上部には、ロータ側クラッチ部材40が設けられている。ロータ側クラッチ部材40は、円板状のロータ側クラッチ板41と、ロータ側クラッチ板41の上面側で放射状に延びる突条の複数のロータ側クラッチ歯部42と、ロータ側クラッチ板41の下面側に設けられた複数の筒状部材43とを備えている。ロータ側クラッチ板41、ロータ側クラッチ歯部42、及び筒状部材43は、互いに一体成形された樹脂材で構成されている。樹脂材としては、例えば、ポリプロピレン(polypropylene)が用いられる。
A rotor side
ロータ25には、周方向に間隔をあけて複数の抜き孔27が形成されている。具体的に、抜き孔27は、突極26と軸孔25aとを結んだ中心線上にそれぞれ位置し、軸孔25a側が短辺、突極26側が長辺となる台形状に形成されている。抜き孔27は、ロータ25の軽量化を図るためのものであり、その結果、ロータ25に作用する慣性力を軽減することができる。
In the
抜き孔27には、ロータ側クラッチ部材40の筒状部材43が嵌合されている。筒状部材43は、圧入によって抜き孔27に嵌合されている。なお、筒状部材43の外周面に接着剤等を塗布することによって抜き孔27に嵌合させるようにしてもよい。
A
図4は、モータの回転数とトルクとの関係を示すグラフ図である。図4に示すように、複数の抜き孔27に、樹脂材で構成された中空の筒状部材43を嵌合した本実施形態に係るモータ20の方が、筒状部材43を嵌合していない従来のモータに比べて、モータトルクが高くなっていることが分かる。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the rotational speed of the motor and the torque. As shown in FIG. 4, the
このように、複数の抜き孔27に、樹脂材で構成された中空の筒状部材43を嵌合することで、抜き孔27内の磁路を広げ、ステータ21からロータ25に向かう磁束が抜き孔27側に漏れ出すことを抑えて磁気特性を向上させることができる。また、中空の筒状部材43を用いることで、中実の部材を用いた場合に比べて応力集中を分散させることができるので、強度を確保することができる。また、中空の筒状部材43であれば、樹脂材の使用量が少なくて済むことから、製造コストを削減することができる。
Thus, by fitting the hollow
さらに、ロータ側クラッチ部材40を構成するロータ側クラッチ板41、ロータ側クラッチ歯部42、及び筒状部材43を互いに一体成形させているから、ロータ側クラッチ部材40をロータ25に取り付けるための締結ボルト等が必要無くなり、部品点数や取付コストを削減できるとともに、クラッチ機構30の小型化を図ることができる。
Further, since the rotor-side
このような構成のモータ20は、一般に、スイッチドリラクタンスモータと呼ばれている。このモータ20では、ステータ21のコイル23に通電させることで、ステータ21のティース22とロータ25の突極26との間に磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力により、ロータ25の突極26がステータ21のティース22に対向する方向にトルクが作用し、ロータ25を回転させる。複数のコイル23の通電状態を切り替えることで、ロータ25の回転が継続して行われるようになっている。
The
−クラッチ機構の切替動作−
次に、洗濯機10におけるクラッチ機構30の切替動作について、図1を参照しながら説明する。スピンバスケット13とパルセータ14とを同時に回転させる場合には、切替装置36は、図1に仮想線で示すように、バスケット側クラッチ板32をロータ25に載置させる。これにより、バスケット側クラッチ歯部35とロータ側クラッチ歯部42とが係合する。この状態でモータ20を回転させると、回転軸28が回転するとともに、バスケット側クラッチ板32も回転して円筒軸33も回転する。その結果、スピンバスケット13とパルセータ14とが同時に回転する。
−Clutch mechanism switching operation−
Next, the switching operation of the
一方、パルセータ14のみを回転させる場合には、切替装置36は、図1に実線で示すように、バスケット側クラッチ板32を上方に移動させ、バスケット側クラッチ歯部35とロータ側クラッチ歯部42とを切り離す。これにより、ロータ25のみが回転してバスケット側クラッチ板32が回転しなくなる。つまり、回転軸28が回転すると、パルセータ14のみが回転する。
On the other hand, when only the
《実施形態2》
図5は、本実施形態2に係るロータの構成を示す平面図である。前記実施形態1との違いは、抜き孔27の形状のみであるため、以下、実施形態1と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。
<< Embodiment 2 >>
FIG. 5 is a plan view showing the configuration of the rotor according to the second embodiment. Since the difference from the first embodiment is only the shape of the
図5に示すように、ロータ25には、周方向に間隔をあけて複数の抜き孔27が形成されている。具体的に、抜き孔27は、突極26と軸孔25aとを結んだ中心線上にそれぞれ位置し、円筒状に形成されている。抜き孔27には、ロータ側クラッチ部材40の筒状部材43が嵌合されている。筒状部材43は、円筒状に形成され、圧入によって抜き孔27に嵌合されている。
As shown in FIG. 5, the
このように、筒状部材43を円筒状に形成することで、台形状、三角状、スポーク状、涙滴状等のその他の形状を採用した場合に比べて、径方向に対する強度を高めるとともに軽量化を図ることができる。
Thus, by forming the
《その他の実施形態》
前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
<< Other Embodiments >>
About the said embodiment, it is good also as following structures.
本実施形態では、筒状部材43の軸方向長さは、ロータ25の軸方向長さと略同じであるが、この形態に限定するものではない。例えば、筒状部材43の軸方向長さは、ロータ25の軸方向長さの半分以上の長さを有していればよい。
In the present embodiment, the axial length of the
このように、ロータ25の軸方向長さの半分以上の長さに筒状部材43が嵌合することで、筒状部材43が抜き孔27から抜けない程度で且つ磁束漏れを抑えるのに十分な長さを確保することができる。さらに、ロータ25の軸方向の全長にわたって筒状部材43を嵌合させる場合に比べて、樹脂材の使用量が少なくて済むことから、製造コストを削減することができる。
As described above, the
また、本実施形態では、筒状部材43の形状を、台形状や円筒状とした場合について説明したが、この形態に限定するものではない。例えば、筒状部材43の形状を、三角形状、スポーク形状、涙滴形状としてもよい。
Moreover, although this embodiment demonstrated the case where the shape of the
また、本実施形態では、モータ20を洗濯機10に使用した場合について説明したが、クラッチ操作が必要なその他の装置に対しても、本実施形態に係るモータ20を適用可能である。また、バスケット側クラッチ歯部35及びロータ側クラッチ歯部42の配置、個数、形状等は、あくまでも一例であり、この形態に限定するものではない。つまり、バスケット側クラッチ板32とロータ側クラッチ歯部42とが係合して回転可能であれば、どのような形態のものであってもよい。
Moreover, although this embodiment demonstrated the case where the
また、本実施形態では、モータ20として、スイッチドリラクタンスモータを用いた形態について説明したが、この形態に限定するものではない。例えば、図6〜図8に示すように、ロータ25の周方向に間隔をあけて形成された複数のフラックスバリア45に永久磁石46が埋め込まれたIPM(Interior Permanent Magnet)型のブラシレスDCモータに対しても適用可能である。また、ロータ25の外周面に永久磁石が配置されたSPM(Surface Permanent Magnet)型のモータに対しても同様に適用可能である。
Moreover, although this embodiment demonstrated the form using the switched reluctance motor as the
図6では、フラックスバリア45は、矩形状の嵌合開口部45aと、嵌合開口部45aの両端部から斜め外方に延びる傾斜開口部45bとを有する。嵌合開口部45aには、板状の永久磁石27が嵌合されている。互いに隣接するフラックスバリア45の中間位置と軸孔25aとを結んだ中心線上には、抜き孔27がそれぞれ形成されている。抜き孔27は、軸孔25a側が長辺、外周側が短辺となる台形状に形成されている。抜き孔27には、筒状部材43が嵌合されている。
In FIG. 6, the
図7では、フラックスバリア45は、矩形状にそれぞれ形成され且つ互いに鈍角をなしてV型に配置された一対の嵌合開口部45aを有している。嵌合開口部45aには、板状の永久磁石27が嵌合されている。互いに隣接するフラックスバリア45の中間位置と軸孔25aとを結んだ中心線上には、抜き孔27がそれぞれ形成されている。抜き孔27は、軸孔25a側が長辺、外周側が短辺となる台形状に形成されている。抜き孔27には、筒状部材43が嵌合されている。
In FIG. 7, the
図8では、フラックスバリア45は、湾曲状の嵌合開口部45aで形成されている。嵌合開口部45aには、湾曲板状の永久磁石27が嵌合されている。互いに隣接するフラックスバリア45の中間位置と軸孔25aとを結んだ中心線上には、円筒状の抜き孔27がそれぞれ形成されている。抜き孔27には、筒状部材43が嵌合されている。
In FIG. 8, the
なお、抜き孔27及び筒状部材43の配置、個数、形状等は、あくまでも一例であり、この形態に限定するものではない。
In addition, arrangement | positioning, the number, shape, etc. of the
以上説明したように、本発明は、ロータに作用する慣性力を軽減するとともに、磁束漏れを抑えて磁気特性を向上させることができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。 As described above, the present invention reduces the inertial force that acts on the rotor, and suppresses magnetic flux leakage, thereby improving the magnetic characteristics. The above availability is high.
20 モータ
21 ステータ
25 ロータ
27 抜き孔
40 ロータ側クラッチ部材
42 ロータ側クラッチ歯部
43 筒状部材
20
Claims (4)
前記ロータには、周方向に間隔をあけて軸方向に延びる複数の抜き孔が形成され、
前記抜き孔には、樹脂材で構成された中空の筒状部材が嵌合されていることを特徴とするモータ。 A motor comprising a stator and a rotor that is driven to rotate with respect to the stator,
The rotor is formed with a plurality of punched holes extending in the axial direction at intervals in the circumferential direction,
A motor characterized in that a hollow cylindrical member made of a resin material is fitted into the punched hole.
前記ロータの軸方向の一端側には、複数の歯部を有し且つ前記筒状部材と一体成形されたクラッチ部材が設けられていることを特徴とするモータ。 In claim 1,
A motor having a plurality of teeth and a clutch member integrally formed with the cylindrical member is provided on one end side in the axial direction of the rotor.
前記筒状部材の軸方向長さは、前記ロータの軸方向長さの半分以上の長さを有することを特徴とするモータ。 In claim 1 or 2,
The axial length of the tubular member is at least half the axial length of the rotor.
前記筒状部材は、円筒状に形成されていることを特徴とするモータ。 In any one of claims 1 to 3,
The cylindrical member is formed in a cylindrical shape.
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Cited By (2)
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CN103437124A (en) * | 2013-08-19 | 2013-12-11 | 杭州师范大学 | Foot stepping type washing machine |
CN109962543A (en) * | 2017-12-25 | 2019-07-02 | 北京明诚技术开发有限公司 | Rotor punching, rotor and motor |
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2011
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