JP2015222718A - コネクタ、コネクタ・アセンブリ、および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コネクタの放熱効果を向上させる。【解決手段】回路基板２００の第１の面に取り付け可能なコネクタは、底部ケージを有するケージ１００と、底部ケージ上に位置する放熱器３００とを備える。放熱器３００の一方の側が、底部ケージに形成された開口部を通過してケージ１００内に突出し、放熱器３００の他方の側が、回路基板２００に形成された開口部を通過して、第１の面とは反対側に位置する回路基板２００の第２の面から突出する。弾性把持部４００が回路基板２００の開口部に取り付けられ、放熱器３００が弾性把持部４００により回路基板２００に取り付けられる。コネクタの上部ケージから独立した追加の熱放散通路が、コネクタの底部ケージと装置ハウジングとの間に設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、コネクタ、コネクタを備えるコネクタ・アセンブリ、およびコネクタ・アセンブリを備える装置に関する。

先行技術において、データ通信用のコネクタは、一般に、以下の熱放散方法により冷却される。
（１）コネクタのチップ上部と外部環境との間の空間に固形物がなく、空気のみが空間に存在する。かかるコネクタについて、チップと外部ハウジングとの間の空間は非常に狭いことが多く、空気の伝導率が非常に低い。したがって、このような狭い空間で効果的な対流を達成することができず、チップにより発生する熱を効果的に放散することができず、チップの温度が高くなりすぎるおそれがある。
（２）熱伝導性材料が、コネクタのチップ上部と外部ハウジングとの間に設けられる。先行技術において、一般に、伝導性材料はプリント回路基板（ＰＣＢ）から離れたコネクタの上部ケージに設けられる。この熱放散の解決策は、単層のポートのみを有するコネクタには有効であるが、複数層のポートを有するコネクタには有効でない。なぜなら、ＰＣＢ近くの底部層のポートを効果的に冷却することができないからである。したがって、底部層のポートでチップにより発生した熱を効果的に放散させることができず、チップの温度が高くなりすぎるおそれもあり、コネクタが過熱によって故障するおそれがある。

本発明は、上述の欠点の少なくとも１側面を克服または軽減するためになされたものである。

本発明の目的によれば、回路基板に面するコネクタの底部ケージに放熱器（radiator）が設けられて、コネクタの放熱効果を向上させる、コネクタ、コネクタを備えるコネクタ・アセンブリ、およびコネクタ・アセンブリを備える装置が提供される。

本発明の他の目的によれば、回路基板に面するコネクタの底部ケージに放熱器が設けられ、回路基板の後面と装置ハウジングの内壁との間の空間が放熱器の複数の熱フィンを内部に受容するのに十分な大きさであるため、放熱器の複数の熱フィンがこの空間に位置する、コネクタ、コネクタを備えるコネクタ・アセンブリ、およびコネクタ・アセンブリを備える装置が提供される。その結果、追加の効果的な熱放散通路がコネクタ用に設けられて、コネクタの放熱効果を向上させる。

本発明の態様によれば、回路基板の第１の面に取り付け可能なコネクタが提供される。このコネクタは、回路基板の第１の面に面する底部ケージを有するケージと、底部ケージ上に位置する放熱器とを備える。このコネクタでは、放熱器の一方の側が、底部ケージに形成された開口部を通過してケージ内に突出し、放熱器の他方の側が、回路基板に形成された開口部を通過して、第１の面とは反対側に位置する回路基板の第２の面から突出する。そして、弾性把持部は上記した回路基板の開口部に取り付けられ、放熱器が弾性把持部により回路基板に取り付けられる。

本発明の例示的な実施形態によれば、放熱器が、ペース・プレートと、ペース・プレートの一方の面に形成された複数の熱フィンと、一方の面とは反対側に位置する、ペース・プレートの他方の面に形成されたコンタクト・ボスとを備える。

本発明の他の例示的な実施形態によれば、複数のポートがケージに画成される。

本発明の他の例示的な実施形態によれば、放熱器のコンタクト・ボスが、底部ケージに形成された開口部を通ってポート内に突出して、ポートに挿入された相手側コネクタに接触する。

本発明の他の例示的な実施形態によれば、弾性把持部が、一対の横方向エンドフレームおよび一対の長手方向エッジフレームが互いに接続されて形成されたフレームと、横方向エンドフレームの各々の内側に形成された第１の弾性片と、長手方向エッジフレームの各々の内側に形成された第２の弾性片とを備える。第１の弾性片および第２の弾性片の一方が、回路基板の開口部の縁部に弾性的にスナップ留めされるように構成され、第１の弾性片および第２の弾性片の他方が、放熱器に弾性的にスナップ留めされるように構成される。

本発明の他の例示的な実施形態によれば、弾性把持部の第２の弾性片が、回路基板の開口部の長手方向縁部に弾性的にスナップ留めされて、弾性把持部を回路基板の開口部に取り付けるように構成される。

本発明の他の例示的な実施形態によれば、凹部が放熱器のコンタクト・ボスの各端部に形成され、弾性把持部の第１の弾性片が、放熱器の凹部に弾性的にスナップ留めされて、放熱器を弾性把持部により回路基板の開口部に取り付けるように構成される。

本発明の他の例示的な実施形態によれば、互いに分離された一対の第１の弾性片が、弾性把持部の各横方向エンドフレームの内側に形成され、互いに分離された一対の凹部が、放熱器のコンタクト・ボスの各端部に形成される。

本発明の他の例示的な実施形態によれば、第２の弾性片が回路基板の開口部の長手方向縁部に沿って延びる。第２の弾性片は、回路基板の開口部の長手方向縁部の長さに等しい長さ、またはそれよりもわずかに小さい長さを有する。

本発明の他の例示的な実施形態によれば、複数のポートの各々に対応するケージの底部の位置に、１つの放熱器が設けられる。

本発明の他の例示的な実施形態によれば、複数のポートが、ケージの高さ方向の１つまたは複数の層に配置される。

本発明の他の例示的な実施形態によれば、別の放熱器がケージの上部に設けられ、別の放熱器がばねクランプによりケージの上部外面に取り付けられる。

本発明の他の態様によれば、回路基板の第１の面に取り付け可能なコネクタが提供される。このコネクタは、回路基板の第１の面に面する底部ケージを有するケージと、底部ケージ上に位置する放熱器とを備える。このコネクタでは、放熱器の一方の側が、ケージの底部ケージに当接し、放熱器の他方の側が、回路基板に形成された開口部を通過して、第１の面とは反対側に位置する回路基板の第２の面から突出する。そして、弾性把持部が回路基板の開口部に取り付けられ、放熱器が弾性把持部により回路基板に取り付けられる。

本発明の一態様によれば、回路基板と、前記コネクタとを備えたコネクタ・アセンブリが提供される。この回路基板は、第１の面、第１の面とは反対側に位置する第２の面、および内部に形成された開口部を有する。前記コネクタは、回路基板の第１の面に取り付けられる。上記したコネクタ・アセンブリにおいて、放熱器は、回路基板に形成された開口部を通過して回路基板の第２の面から突出する。

本発明の一態様によれば、ハウジングと前記コネクタ・アセンブリとを備えた装置が提供される。この装置では、コネクタ・アセンブリの回路基板がハウジングに取り付けられ、放熱器の複数の熱フィンは、回路基板の第２の面とハウジング内壁との間の空間に位置する。

本発明の種々の例示的な実施形態において、放熱器がコネクタの底部ケージに設けられて、コネクタの放熱効果を向上させる。本発明において、コネクタの上部ケージから独立した追加の熱放散通路が、コネクタの底部ケージと装置ハウジング（例えば、コンピュータ・ハウジング）との間に形成される。一般に、コネクタのケージは、装置ハウジング内の回路基板に取り付けられる。装置ハウジングをどのように設計しても、回路基板の後面と装置ハウジングの内壁との間にある空間を常に残して、回路基板の表面の金属溶接ポットおよび素子のピンが装置の金属ハウジングに接触しないようにし、空間が放熱器の複数の熱フィンを受容するのに十分な大きさになるようにする。このようにして、追加の熱放散通路が形成され、コネクタの放熱効果を向上させる。

本発明の上記した特徴およびその他の特徴が、添付図面を参照しながら例示的な実施形態を詳細に説明することにより、さらに明らかになろう。

本発明の例示的な実施形態による、上層ポートおよび下層ポートを有するコネクタ・ケージの例示的な図であり、コネクタ・ケージが回路基板に取り付けられ、コネクタ・ケージの一部を切り取って、コネクタの底部ケージに設けられた放熱器を示す図である。 本発明の例示的な実施形態による、放熱器を回路基板に取り付けるための弾性把持部の例示的な斜視図である。 本発明の例示的な実施形態による、回路基板の局所図である。 弾性把持部が回路基板に取り付けられた後の、図２の弾性把持部および図３の回路基板の正面図である。 弾性把持部が回路基板に取り付けられた後の、図２の弾性把持部および図３の回路基板の後面図である。 弾性把持部が取り付けられた図４および図５の回路基板に放熱器を取り付ける、例示的な図である。 弾性把持部により放熱器と回路基板とを組み付ける、例示的な図である。

添付図面を参照しながら、本開示の例示的な実施形態について、以下で詳細に説明する。図中、類似の参照符号は類似の要素を示す。ただし、本開示は、多くの異なる形態で具体化することができ、本明細書に記載される実施形態に限定されるものと解釈すべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底した完全なものであり、かつ、開示の概念を当業者に十分に伝えるように提供される。

以下の詳細な説明において、開示された実施形態の徹底した理解をもたらすために、説明の目的で多くの特定の詳細を述べる。しかしながら、これらの特定の詳細なしで、１つまたは複数の実施形態を実施してもよいことが明らかであろう。他の例では、図面を簡略化するために、周知の構造およびデバイスが概略的に示される。

本発明の一般的な概念によれば、回路基板２００の第１の面に取り付け可能なコネクタが提供される。コネクタは、回路基板２００の第１の面に面する底部ケージを有するケージ１００と、底部ケージ上に位置する放熱器３００とを備える。放熱器３００の一方の側は、底部ケージに形成された開口部を通過してケージ１００内に突出する。放熱器３００の他方の側は、回路基板２００に形成された開口部２０１を通過して、第１の面とは反対側に位置する回路基板２００の第２の面から突出する。弾性把持部４００が回路基板２００の開口部２０１に取り付けられ、放熱器３００が弾性把持部４００により回路基板２００に取り付けられる。

図１は、本発明の例示的な実施形態による、上層および下層のポート１０１を有するコネクタ・ケージ１００の例示的な図であり、コネクタ・ケージ１００が回路基板２００の第１の面（前面）に取り付けられ、コネクタ・ケージ１００の一部を切り取って、コネクタの底部ケージに設けられた放熱器３００を示す図である。

図１に示すように、コネクタ・ケージ１００は、回路基板２００に面する底部ケージと、底部ケージの上方に位置する上部ケージと、底部ケージおよび上部ケージの間に位置する仕切り部材とを備える。仕切り部材は、底部ケージおよび上部ケージの間の内部空間を複数のポート１０１に分割する。例示した実施形態では、複数のポート１０１が２つの層に配置され、ポートの各層が３つのポート１０１を備える。

図１に示すように、コネクタは、コネクタの底部ケージにフィン状の放熱器３００をさらに備える。放熱器３００の一方の側は、底部ケージに形成された開口部（図示せず）を通過してケージ１００内に突出する。放熱器３００の他方の側は、回路基板２００に形成された開口部２０１（図３参照）を通過して、第１の面とは反対側に位置する回路基板２００の第２の面（後面）から突出する。

本発明は図１に示す実施形態に限定されず、例えば、本発明に開示された前記熱放散構成は、単層のポートのみを有するコネクタにも適合され、すなわち、放熱器３００は、単層のポートを有するコネクタの底部ケージに設けられていてもよいことに注目されたい。

図６に示すように、例示した実施形態において、放熱器３００は、ペース・プレート３２０と、ペース・プレート３２０の一方の面に形成された複数の熱フィン３３０と、一方の面とは反対側に位置するペース・プレート３２０の他方の面に形成されたコンタクト・ボス３１０とを備える。

図１および図６に示すように、放熱器３００のコンタクト・ボス３１０は、底部ケージに形成された開口部を通ってポート１０１内に突出して、ポート１０１に挿入された相手側コネクタ（図示せず）に接触する。放熱器３００の複数の熱フィン３３０が、回路基板２００に形成された開口部２０１（図３参照）を通って回路基板２００の後面から突出する。

図２は、本発明の例示的な実施形態による、放熱器３００を回路基板２００に取り付けるための弾性把持部４００の例示的な斜視図である。図３は、本発明の例示的な実施形態による、回路基板２００の局所図である。図４は、弾性把持部４００が回路基板２００に取り付けられた後の、図２の弾性把持部４００および図３の回路基板２００の正面図である。図５は、弾性把持部４００が回路基板２００に取り付けられた後の、図２の弾性把持部４００および図３の回路基板２００の後面図である。

図２〜図５に示すように、例示した実施形態において、弾性把持部４００は、フレームと、第１の弾性片４１１と、第２の弾性片４２１とを備える。このフレームは、一対の横方向エンドフレーム４１０、４１０および一対の長手方向エッジフレーム４２０、４２０が互いに接続されて形成される。第１の弾性片４１１は、横方向エンドフレーム４１０、４１０の各々の内側に形成される。第２の弾性片４２１は、長手方向エッジフレーム４２０、４２０の各々の内側に形成される。

実施形態において、図２〜図５に示すように、第１の弾性片４１１および第２の弾性片４２１の一方が、回路基板２００の開口部２０１の縁部２２１に弾性的にスナップ留めされるように構成される。また、第１の弾性片４１１および第２の弾性片４２１の他方が、放熱器３００に弾性的にスナップ留めされるように構成される。このようにして、放熱器３００を弾性把持部４００により回路基板２００に取り付けることができる。

実施形態において、図２〜図５に示すように、弾性把持部４００の第２の弾性片４２１が、回路基板２００の開口部２０１の長手方向縁部２２１に弾性的にスナップ留めされて、弾性把持部４００を回路基板２００の開口部２０１に取り付けるように構成される。例示した実施形態において、弾性把持部４００は、弾性把持部４００を回路基板２００の前面から回路基板２００の開口部２０１に単に押し込むことによって、回路基板２００の開口部２０１に取り付けられる。

実施形態において、図４および図５に示すように、第２の弾性片４２１は、回路基板２００の開口部２０１の長手方向縁部２２１に沿って延びる。第２の弾性片４２１は、回路基板２００の開口部２０１の長手方向縁部２２１の長さに等しい長さ、またはそれよりもわずかに小さい長さを有する。

図２〜図５を再び参照すると、実施形態において、凹部３１１が放熱器３００のコンタクト・ボス３１０の各端部に形成される。弾性把持部４００の第１の弾性片４１１が、放熱器３００の凹部３１１に弾性的にスナップ留めされて、放熱器３００を弾性把持部４００により回路基板２００の開口部２０１に保持するように構成される。

実施形態において、図２〜図５に示すように、互いに分離された一対の第１の弾性片４１１が、弾性把持部４００の各横方向エンドフレーム４１０の内側に形成される。また、互いに分離された一対の凹部３１１が、放熱器３００のコンタクト・ボス３１０の各端部に形成される。

図６は、弾性把持部４００が取り付けられた図４および図５の回路基板２００に放熱器３００を取り付ける、例示的な図である。図７は、弾性把持部４００により放熱器３００と回路基板２００とを組み付ける、例示的な図である。

図６および図７に示すように、弾性把持部４００が回路基板２００の開口部２０１に取り付けられた後、弾性把持部４００は、放熱器３００のコンタクト・ボス３１０を回路基板２００の後面から弾性把持部４００に押し込むことによって、放熱器３００に弾性的にスナップ留めされる。このようにして、放熱器３００と回路基板２００とが組み付けられる。

図示しないが、実施形態において、複数のポート１０１の各々に対応するケージ１００の底部の位置に、１つの放熱器３００を設けることができる。

図示しないが、実施形態において、別の放熱器をケージ１００の上部に設けることができ、別の放熱器をばねクランプによりケージ１００の上部外面に保持することができる。このようにして、放熱器がケージの上部および底部に設けられるため、コネクタの放熱効果がさらに向上する。

実施形態において、コネクタのケージ１００を金属、例えば、鉄またはアルミニウムから作製することができる。

本発明の他の概念によれば、図１に示すように、コネクタ・アセンブリが提供される。コネクタ・アセンブリは、第１の面、第１の面とは反対側に位置する第２の面、および内部に形成された開口部２０１を有する回路基板２００と、回路基板２００の第１の面に取り付けられた前記コネクタとを備える。放熱器３００は、回路基板２００に形成された開口部２０１を通過して回路基板２００の第２の面から突出する。

本発明の他の概念によれば、回路基板の第１の面に取り付け可能なコネクタが提供される。コネクタは、回路基板２００の第１の面に面する底部ケージを有するケージ１００と、底部ケージ上に位置する放熱器３００とを備える。放熱器３００の一方の側は、ケージ１００の底部ケージに当接する。放熱器３００の他方の側は、回路基板２００に形成された開口部２０１を通過して、第１の面とは反対側に位置する回路基板２００の第２の面から突出する。弾性把持部４００は回路基板２００の開口部２０１に取り付けられ、放熱器３００は弾性把持部４００により回路基板２００に保持される。

図示しないが、本発明の他の概念によれば、ハウジングと前記コネクタ・アセンブリとを備える装置が提供される。コネクタ・アセンブリの回路基板２００がハウジングに取り付けられ、放熱器３００の複数の熱フィン３３０が回路基板２００の第２の面とハウジング内壁との間の空間に位置する。

当業者は、上記実施形態が例示のためのものであり、限定的なものではないことを理解すべきである。例えば、当業者が上記実施形態に多くの修正を行うことができ、異なる実施形態で述べた種々の特徴を、構成または原理において矛盾することなく互いに自由に組み合わせることができる。

いくつかの例示的な実施形態について図示し説明したが、その開示の原理および精神から逸脱することなく、種々の変更および修正をこれらの実施形態に加えることができることを当業者は理解するだろう。当該開示の範囲は、特許請求の範囲およびその均等物で定義される。

本明細書で使用される場合、単数形で挙げられた要素および単語「ａ」または「ａｎ」に続く要素は、特に明記のない限り、複数の前記要素またはステップを排除しないものと理解すべきである。さらに、本発明の「一実施形態」への言及は、挙げられた特徴をも組み込んだ追加の実施形態の存在を排除するものと解釈されるものではない。さらに、特に反する記載のない限り、特定の特性を持つ１つまたは複数の要素を「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、その特性を持たない追加のこのような要素を含むことができる。

Claims (15)

1. 回路基板の第１の面に取り付け可能なコネクタであって、
   前記回路基板（２００）の前記第１の面に面する底部ケージを有するケージ（１００）と、
   前記底部ケージ上に位置する放熱器（３００）とを備え、
   前記放熱器（３００）の一方の側が、前記底部ケージに形成された開口部を通過して前記ケージ（１００）内に突出し、
   前記放熱器（３００）の他方の側が、前記回路基板（２００）に形成された開口部（２０１）を通過して、前記第１の面とは反対側に位置する前記回路基板（２００）の第２の面から突出し、
   前記放熱器（３００）が、前記回路基板（２００）の前記開口部（２０１）の弾性把持部（４００）によって、前記回路基板（２００）に取り付けられるように構成されるコネクタ。
2. 前記放熱器（３００）が、
   ペース・プレート（３２０）と、
   前記ペース・プレート（３２０）の一方の面に形成された複数の熱フィン（３３０）と、
   前記一方の面とは反対側に位置する前記ペース・プレート（３２０）の他方の面に形成されたコンタクト・ボス（３１０）とを備える、請求項１に記載のコネクタ。
3. 複数のポート（１０１）が前記ケージ（１００）に画成される、請求項２に記載のコネクタ。
4. 前記放熱器（３００）の前記コンタクト・ボス（３１０）が、前記底部ケージに形成された前記開口部を通って前記ポート（１０１）内に突出して、前記ポート（１０１）に挿入された相手側コネクタに接触する、請求項３に記載のコネクタ。
5. 前記弾性把持部（４００）が、
   互いに接続された一対の横方向エンドフレーム（４１０、４１０）および一対の長手方向エッジフレーム（４２０、４２０）により形成されたフレームと、
   前記横方向エンドフレーム（４１０、４１０）の各々の内側に形成された第１の弾性片（４１１）と、
   前記長手方向エッジフレーム（４２０、４２０）の各々の内側に形成された第２の弾性片（４２１）とを備え、
   前記第１の弾性片（４１１）および前記第２の弾性片（４２１）の一方が、前記回路基板（２００）の前記開口部（２０１）の縁部（２２１）に弾性的にスナップ留めされるように構成され、
   前記第１の弾性片（４１１）および前記第２の弾性片（４２１）の他方が、前記放熱器（３００）に弾性的にスナップ留めされるように構成される、請求項４に記載のコネクタ。
6. 前記弾性把持部（４００）の前記第２の弾性片（４２１）が、前記回路基板（２００）の前記開口部（２０１）の長手方向縁部（２２１）に弾性的にスナップ留めされて、前記弾性把持部（４００）を前記回路基板（２００）の前記開口部（２０１）に取り付けるように構成される、請求項５に記載のコネクタ。
7. 凹部（３１１）が前記放熱器（３００）の前記コンタクト・ボス（３１０）の各端部に形成され、
   前記弾性把持部（４００）の前記第１の弾性片（４１１）が、前記放熱器（３００）の前記凹部（３１１）に弾性的にスナップ留めされて、前記放熱器（３００）を前記弾性把持部（４００）により前記回路基板（２００）の前記開口部（２０１）に取り付けるように構成される、請求項６に記載のコネクタ。
8. 互いに分離された一対の第１の弾性片（４１１）が、前記弾性把持部（４００）の各横方向エンドフレーム（４１０）の内側に形成され、
   互いに分離された一対の凹部（３１１）が、前記放熱器（３００）の前記コンタクト・ボス（３１０）の各端部に形成される、請求項７に記載のコネクタ。
9. 前記第２の弾性片（４２１）が前記回路基板（２００）の前記開口部（２０１）の前記長手方向縁部（２２１）に沿って延び、
   前記第２の弾性片（４２１）が、前記回路基板（２００）の前記開口部（２０１）の前記長手方向縁部（２２１）の長さに等しい長さ、またはそれよりもわずかに小さい長さを有する、請求項８に記載のコネクタ。
10. 前記複数のポート（１０１）の各々に対応する前記ケージ（１００）の底部の位置に、１つの放熱器（３００）が設けられる、請求項９に記載のコネクタ。
11. 前記複数のポート（１０１）が、前記ケージ（１００）の高さ方向の１つまたは複数の層に配置される、請求項１０に記載のコネクタ。
12. 別の放熱器が前記ケージ（１００）の上部に設けられ、前記別の放熱器がばねクランプにより前記ケージ（１００）の上部外面に取り付けられる、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のコネクタ。
13. 回路基板の第１の面に取り付け可能なコネクタであって、
    前記回路基板（２００）の前記第１の面に面する底部ケージを有するケージ（１００）と、
    前記底部ケージ上に位置する放熱器（３００）とを備え、
    前記放熱器（３００）の一方の側が、前記ケージ（１００）の前記底部ケージに当接し、
    前記放熱器（３００）の他方の側が、前記回路基板（２００）に形成された開口部（２０１）を通過して、前記第１の面とは反対側に位置する前記回路基板（２００）の第２の面から突出し、
    弾性把持部（４００）が前記回路基板（２００）の前記開口部（２０１）に取り付けられ、前記放熱器（３００）が前記弾性把持部（４００）により前記回路基板（２００）に取り付けられるコネクタ。
14. 第１の面、前記第１の面とは反対側に位置する第２の面、および内部に形成された開口部（２０１）を有する回路基板（２００）と、
    前記回路基板（２００）の前記第１の面に取り付けられた、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のコネクタとを備え、
    放熱器（３００）が、前記回路基板（２００）に形成された開口部（２０１）を通過して前記回路基板（２００）の前記第２の面から突出するコネクタ・アセンブリ。
15. ハウジングと、
    請求項１４に記載のコネクタ・アセンブリとを備え、
    前記コネクタ・アセンブリの回路基板（２００）が前記ハウジングに取り付けられ、
    前記放熱器（３００）の複数の熱フィン（３３０）が前記回路基板（２００）の前記第２の面と前記ハウジングの内壁との間の空間に位置する装置。

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