JP2019052991A - 表示車付時計 - Google Patents
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Abstract
【課題】表示車付時計において、表示車を駆動するトルクを低減しつつ、表示車が不用意に回転するのを防止又は抑制する。【解決手段】時計は、連続的に回転する曜回し車40と、曜回し車40に係合する曜車20とを有し、曜車20に対して、回転を許容する位置と阻止又は抑制する位置との間で変位可能の噛合部を有する弾性部材で形成されたジャンパ90と、を備え、曜回し車40の連続的な回転を曜車20の間欠的な回転に変換する、互いに係合する原動欠歯部材44と従動欠歯部材24とを有し、原動欠歯部材44が曜回し車40に、従動欠歯部材24が曜車20にそれぞれ備えられている。【選択図】図2
Description
本発明は、表示車付時計に関する。
曜日を表示する曜車を備えた時計は、文字板に形成された表示窓から、曜日を表す文字が露出される構成となっている。ここで、文字板の背面側には、リング状に形成され、曜日の文字が周方向に並んで表示された曜車が配置されている。曜車に噛み合っている曜回し車が回転することで曜車が回転し、表示窓から露出される文字(曜日の表示)が順次変わっていく。
ところで、曜車は、曜日が替るときだけ回転し、その他のときは不用意に動かないことが要求される。ここで、カレンダの日付が記載された日車の不用意な回転を抑制するものとして、日車の歯に接して日車の回転を止める躍制レバー(ジャンパ)が知られている(例えば、特許文献1参照)。そこで、曜車に対しても、躍制レバーを備えたものがある。
曜車の躍制レバーは、曜車の停止時だけでなく、曜車の回転時も曜車の歯に接したままであるものもあり、躍制レバーが曜車の歯に接する力が強すぎると、曜回し車を駆動するための駆動源のトルクが大きくなる。駆動源のトルクを小さくするために、躍制レバーが曜車に接する力は比較的弱く設定されている。しかし、このように躍制レバーによる曜車の拘束力が弱いと、曜車を十分に拘束できないため、曜車が不用意に回転するおそれがある。
なお、上述した問題は、曜車を有する時計に限定されたものではなく、曜車以外の日車(日付の数字が周方向に並んで表示された車)や月車(月を示す文字が周方向に並んで表示された車)やムーンフェイズや都市表示車(都市名を示す文字が周方向に並んで表示された車)など、種々の情報を表示する表示車を有する表示車付時計においても同様に起こり得る。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、表示車を駆動するトルクを低減しつつ、表示車が不用意に回転するのを防止又は抑制することができる表示車付時計を提供することを目的とする。
本発明は、連続的に回転する原動車と、前記原動車に係合する表示車と、を備え、前記原動車と前記表示車とは、前記原動車の連続的な回転を前記表示車の間欠的な回転に変換する欠歯機構として互いに係合する原動欠歯部材と従動欠歯部材とを有し、前記原動車は、前記原動欠歯部材を有し、前記表示車は、前記従動欠歯部材をする表示車付時計である。
本発明に係る表示車付時計によれば、表示車を駆動するトルクを低減しつつ、表示車が不用意に回転するのを防止又は抑制することができる。
以下、本発明に係る表示車付時計の実施形態について、図面を用いて説明する。
<電子時計の構成>
図1は本発明に係る表示車付時計の一実施形態であるデイデイト電子時計1(以下、単に時計1という)を示す外観図、図2は時計1の曜日を表示する曜車20を回転させる駆動機構を表した図である。図1の上方は例えば12時の方向、右方は例えば3時の方向である。曜車20を駆動する駆動機構はムーブメント3に設けられている。
図1は本発明に係る表示車付時計の一実施形態であるデイデイト電子時計1(以下、単に時計1という)を示す外観図、図2は時計1の曜日を表示する曜車20を回転させる駆動機構を表した図である。図1の上方は例えば12時の方向、右方は例えば3時の方向である。曜車20を駆動する駆動機構はムーブメント3に設けられている。
時計1は、図1に示すように、時刻の数字又は文字(以下、数字等という)が表示された文字板10(数字、文字の記載は省略)と、文字板10の数字等を指し示す時針16、分針17及び秒針18と、日車8と、ムーブメント3と、曜車20(表示車の一例)と、を備えている。時計1は、これらの他に、動力源となる電池や種々の機能の表示するため小針を備えているが、本発明とは直接的な関係がないため、説明を省略する。時針16、分針17及び秒針18は文字板の中心Cを中心に回転する。
文字板10には、3時の方向に小窓11が開けられている。小窓11は、図1に示すように、日車8に表示されたカレンダの日付(デイト)を表す「1」から「31」までの数字のうちいずれか1つを露出させるとともに、日車8よりも文字板10の半径方向内側に設けられた曜車20に表示された曜日を表す文字を露出させる。日車8についての説明は省略する。
図3は曜車20を上方から見た平面図、図4は曜車20を側方から見た側面図、図5は曜車20を下方から見た底面図である。曜車20は、図4に示すように、円環板状の曜板21(表示板)と環状に形成された従動欠歯部材24とが、軸心C1を一致させて軸心C1方向に並んで一体化されている。曜板21の上面(従動欠歯部材24が形成されていない側の面)には、図3に示すように、曜日(デイ)を表す「MON」、「TUE」、「WED」、「THU」、「FRI」、「SAT」、「SUN」の文字29が周方向の全周に亘って等間隔で表示されている。
曜板21の内周部縁部には、周方向の等角度間隔で、7つの凹部28が形成されている。曜板21の内周縁部は、小窓11から露出しない部分であるため、時計1の外部からは凹部28は視認できない。各凹部28は、この曜車20を樹脂で型により成型した際の、樹脂の注入口であるゲートの痕跡である。したがって、凹部28は、曜車20の成型した段階で形成されている。
曜車20は成型後に、曜板21の表面に「MON」等の文字29を印刷等で表示するが、この表示の際に、文字29を、凹部28の位置と対応する位置に表示することで、後述する欠歯機構(従動欠歯部材24と原動欠歯部材44とを組み合わせた間欠動作の行う機構)による間欠動作の回転停止の期間における小窓11と文字29の位置とを適切に対応づけることができる。
従動欠歯部材24は、曜板21よりも小さく、上面側からは曜板21に覆われて視認できない形状、配置になっている。従動欠歯部材24は、後述する曜回し車40(原動車の一例)の原動欠歯部材44と係合と係合し、原動欠歯部材44と従動欠歯部材24とによって欠歯機構を構成している。欠歯機構は、連続的な回転を間欠的な回転に変換するとともに、間欠的な回転における回転していない期間については、回転しない停止状態を維持する動作を行う機構である。
従動欠歯部材24は、図5に示すように、2つの歯23aを有する歯部23と、軸心C1からの半径方向の内側に凹んだ凹面22とを有している。凹面22は、周方向に等角度間隔で7つ形成されている。歯部23は、隣り合う2つの凹面22,22の間に形成されていて、歯部23も周方向に等角度間隔で7つ形成されている。曜板21に表示された各文字29に対して、歯部23が1つと凹面22が1つの割合で設けられている。これらの歯部23と凹面22については詳しくは後述する。
したがって、1つの歯部23及び1つの凹面22が回転方向に送られて、曜車20が、曜車20の軸心C1回りに回転すると、小窓11から露出した曜日の文字29が1つ分回転方向に送られる。なお、曜車20は、図3に示した文字29の配列から解されるように、反時計回りに回転して、文字29を1つずつ送る。
図6は曜回し車40を示す斜視図、図7は図6に示した曜回し車40を側方から見た側面図、図8は曜回し車40を下方から見た底面図である。ムーブメント3には、図示を省略したステップモータ及び駆動輪列が備えられている。そして、ステップモータの連続的な回転が駆動輪列を介して、曜車20に伝えられる。駆動輪列には、図2に示した曜回し中間車50、曜回し車40及び曜回し車40の原動欠歯部材44とで欠歯機構を構成する曜車20の従動欠歯部材24を含む。曜回し中間車50は、同軸に歯車51とかな52とを一体に備え、ステップモータからの回転は歯車51に伝えられる。
曜回し車40は、図6〜8に示すように、略円板形状の板状体41の一方の面側に歯車47を備え、板状体41の他方の面側に原動欠歯部材44を備えている。つまり、曜回し車40の歯車47と原動欠歯部材44とは軸心方向の異なる位置に一体に形成されている。歯車47は、曜回し中間車50のかな52と噛み合って、曜回し中間車50の連続的な回転が減速して伝達される。原動欠歯部材44は、曜車20の従動欠歯部材24とともに欠歯機構を構成し、原動欠歯部材44の連続的な回転に対して、従動欠歯部材24を間欠的に回転させる。
原動欠歯部材44は、図6に示すように、外周部が、凸状の円弧の面である円弧面42と、3つの曜送りピン43aで形成された歯部43とで形成されている。円弧面42と歯部43とは、それぞれ周方向の2か所に交互に形成されている。2つの円弧面42,42は、回転中心を挟んで対向する(180[度]の等角度間隔の)配置であり、2つの歯部43,43も回転中心を挟んで対向する(180[度]の等角度間隔の)配置である。各歯部43は、円弧面42よりも回転中心C2からの半径方向の寸法が大きく形成されていて、円弧面42よりも半径方向の外側に突出している。
図9,10,11,12は、曜回し車40の原動欠歯部材44と曜車20の従動欠歯部材24との噛み合い状態及びジャンパ90(躍制部材)の噛合部91と従動欠歯部材24の歯部23との噛み合いを示す模式図である。
ここで、図9は原動欠歯部材44の凸状の円弧面42と従動欠歯部材24の凹状の曲面である凹面22とが接して原動欠歯部材44の回転が従動欠歯部材24に伝達されない状態を示し、図10は円弧面42が凹面22から離れ始めて、原動欠歯部材44の曜送りピン43aが凹面22の側面を押し始めた状態を示し、図11は曜送りピン43aと従動欠歯部材24の歯23aとが噛み合って原動欠歯部材44の回転が従動欠歯部材24に伝達される状態を示し、図12は曜送りピン43aが歯23aから離れて円弧面42が凹面22に接し始めた状態を示す。
曜車20の従動欠歯部材24は、曜回し車40の原動欠歯部材44と軸方向の同じ位置に配置されていて、原動欠歯部材44と係合する。従動欠歯部材24の各凹面22の曲率半径は、円弧面42の曲率半径よりも小さい。
原動欠歯部材44と従動欠歯部材24とは図9に示すように係合するが、凹面22の曲率半径が円弧面42の曲率半径よりも小さいため、円弧面42と凹面22とが接した状態では、凹面22の2か所で円弧面42に接し、その接した2か所の間の空間に、円弧面42の凸部が突入した状態となる。
円弧面42は、回転中心C2からの半径が一定であるため、図9,10に示すように、凹面22に接した状態でも回転中心C2回りに回転可能であるが、凹面22は、その突入した円弧面42を乗り越えて回転中心(軸心C1)回りに回転することはできない。したがって、原動欠歯部材44の回転は従動欠歯部材24に伝達されないだけでなく、原動欠歯部材44は従動欠歯部材24を停止した状態に維持する。
原動欠歯部材44が回転して、図11に示すように、円弧面42が従動欠歯部材24の凹面22から離脱すると、従動欠歯部材24の拘束が解除され、その回転中心C1回りの回転が可能となる。そして、円弧面42よりも突出した歯部43が凹面22の側面に当たると、歯部43の曜送りピン43aに押されて従動欠歯部材24がその回転中心C1回りに回転する。さらに原動欠歯部材44が回転すると、原動欠歯部材44の歯部43(曜送りピン43a)が従動欠歯部材24の歯部23(歯23a)と噛み合い、この噛み合いによって、原動欠歯部材44の回転が従動欠歯部材24に伝達されて、従動欠歯部材24は原動欠歯部材44の回転に従って回転する。
原動欠歯部材44の回転が進み、歯部43が歯部23から離れると、従動欠歯部材24の回転は停止し、原動欠歯部材44の円弧面42が従動欠歯部材24の凹面22に接した図12,9の状態となって、原動欠歯部材44は回転を続ける一方、従動欠歯部材24は停止した状態で維持される。このように、原動欠歯部材44と従動欠歯部材24とによって構成された欠歯機構は、原動欠歯部材44の連続的な回転を従動欠歯部材24の間欠的な回転に変換する。
曜車20は、曜板21と従動欠歯部材24とが一体に形成されているため、従動欠歯部材24の間欠的な回転は、曜車20の間欠的な回転となる。従動欠歯部材24の凹面22は、周方向に等間隔に7つ形成されていて、曜車20の回転が停止した状態と、7つの文字29のうちの1つが文字板10の小窓11から露出した状態とが対応するように、凹面22と文字29との位置関係を対応している。このように、凹面22と文字29との位置関係を対応させる際に、曜板21の上面(文字29が表示される面)側からは、凹面22の位置を視認できないため、曜板21に文字29を表示する際に、凹面22の位置と文字29の位置を対応づけるのが困難である。
しかし、本実施形態の時計1は、成型の際にゲートの痕跡である凹部28が、曜板21の上面側から視認可能になっている。従動欠歯部材24の凹面22も、成型で形成されるため、凹面22の位置と凹部28の位置とは対応づけられている。したがって、文字29の表示の際に、凹部28の位置にと対応させて文字29を表示することで、結果的に、文字29と凹面22との位置関係を対応させることができ、間欠動作の停止期間における小窓11と文字29の位置とを適切に対応づけることができる。
ここで、原動欠歯部材44の歯部43は原動欠歯部材44の1周に2か所備えられ、従動欠歯部材24の歯部23は従動欠歯部材24の1周に7か所備えられているため、原動欠歯部材44が1/2回転する間に従動欠歯部材24は1/7回転する。そして、従動欠歯部材24の1/7回転、すなわち曜車20の1/7回転により、曜車20は曜日の文字29の1つ分が反時計回りに送られるように回転する。
ジャンパ90は、樹脂や金属等の弾性部材で形成されている。ジャンパ90は、図9〜12に示すように、略V字状に形成されている。ジャンパ90は、そのV字の屈曲部付近から偏った位置に形成された回転中心C3において支持されている。ジャンパ90は、V字の、屈曲部から2つの先端にそれぞれ延びた部分のうち、回転中心C3が形成された側の先端部に、曜車20の従動欠歯部材24の歯23aと噛み合う噛合部91が形成され、回転中心C3が形成されていない他方に延びた側の先端部に、ムーブメント3の地板等に半径方向の内側から接した押圧部92が形成されている。
ジャンパ90は、押圧部92が地板等に接した状態で、噛合部91が歯23aに噛み合った状態となるよう弾性力によって付勢されている。この付勢力は、曜回し車40がステップモータの駆動力(トルク)で回転し、曜車20の従動欠歯部材24を回転させたとき、従動欠歯部材24の歯23aが、この付勢力に逆らって噛合部91を軸心C1の半径方向外側に向けて押し、ジャンパ90のV字の開きを狭められるように弾性変形させる程度の荷重に設定されている。ジャンパ90が弾性変形すると、噛合部91が歯23aから外れ、従動欠歯部材24の回転が許容される。
<作用>
このように構成された時計1の動作について、以下に説明する。まず、曜車20が停止している状態では、図9に示すように、ジャンパ90は、弾性力によって噛合部91が曜車20の2つの歯23a,23aの間に噛み合わされ、曜車20は回転が阻止又は抑制されている。また、曜回し車40の原動欠歯部材44の円弧面42が、曜車20の従動欠歯部材24の凹面22に接していて、曜回し車40の回転は曜車20に伝達されず、曜車20はジャンパ90の有無に拘わらず停止した状態を維持している。
このように構成された時計1の動作について、以下に説明する。まず、曜車20が停止している状態では、図9に示すように、ジャンパ90は、弾性力によって噛合部91が曜車20の2つの歯23a,23aの間に噛み合わされ、曜車20は回転が阻止又は抑制されている。また、曜回し車40の原動欠歯部材44の円弧面42が、曜車20の従動欠歯部材24の凹面22に接していて、曜回し車40の回転は曜車20に伝達されず、曜車20はジャンパ90の有無に拘わらず停止した状態を維持している。
この状態から、時計1に備えられたプッシュボタンが押される等して、カレンダの曜日を変更する操作が入力されると、その入力を、ムーブメント3に備えられた制御ICが受け付ける。制御ICは、受け付けた操作の入力に対応して、曜車20を図9の反時計回り方向に回転させるために、ステップモータを駆動する指令を出力する。ステップモータは、駆動する指令に応じてステップモータのロータを所定の回転数だけ回転させる。この所定の回転数は、プッシュボタン等が押されている時間に対応して制御ICにより設定されている。
なお、カレンダの曜日は、例えば日付の変わる24時の付近になったとの計時に基づいて、制御ICからの指令により変更される場合も当然にある。この場合は、プッシュボタン等の外部操作は入力されないが、制御ICは、所定の時刻になったことを検出して、曜車20を図9の反時計回り方向に回転させるために、ステップモータを駆動する指令を出力する。ステップモータは、駆動する指令に応じてロータを所定の回転数だけ回転させる。この所定の回転数は、曜日を1日送る分に相当する。
ロータが回転すると、ロータに噛み合った駆動輪列を回転させ、曜回し中間車50が、その回転中心回りに図9の反時計回り方向に連続的に回転する。そして、曜回し中間車50のかな52に歯車47が噛み合った曜回し車40がその回転中心C2回りに図9の時計回り方向に連続的に回転し、図10に示すように、原動欠歯部材44の円弧面42が従動欠歯部材24の凹面22から外れ始め、円弧面42よりも突出した曜送りピン43aが従動欠歯部材24の凹面22の側面を押し始める。これにより、従動欠歯部材24を含む曜車20が回転中心C1回りに反時計回り方向に回転し始める。
曜車20が回転を始めると、従動欠歯部材24の歯23aが、付勢されて噛み合っているジャンパ90の噛合部91を、その付勢力に逆らって軸心C1の半径方向外側に向けて押し、噛合部91が歯23aから外れて、従動欠歯部材24の回転が許容される。このとき、ジャンパ90は回転中心C3回りで図示反時計回りに回転するように弾性変形して、いるため、その弾性変形による弾性力が、噛合部91に作用しており、歯23aからの押圧力が弱くなれば、噛合部91は再び歯23aに噛み合う。
曜回し車40の回転がさらに進み、図11に示すように、原動欠歯部材44の円弧面42が従動欠歯部材24の凹面22から離れ、円弧面42よりも突出した曜送りピン43aが従動欠歯部材24の歯23aに噛み合うと、この噛み合いによって原動欠歯部材44の回転が従動欠歯部材24に伝達され、曜車20は、ジャンパ90を弾性変形させつつ反時計回りに回転する。
曜回し車40に従った曜車20の回転は、図12に示す、原動欠歯部材44の曜送りピン43aが従動欠歯部材24の歯部23から離れ、円弧面42が凹面22に接するまで続き、円弧面42が凹面22に接すると、従動欠歯部材24の回転が拘束される。これにより、曜車20の回転が停止し、ジャンパ90の噛合部91も歯23aと噛み合った状態(図9)に戻り、ジャンパ90によっても、曜車20の回転は阻止又は抑制される。
図10に示した曜車20の回転開始から図12に示した曜車20の回転停止までの間に、曜回し車40は1/2回転し、曜車20が反時計回り方向に1/7回転する。したがって、時計1の小窓11から露出していた曜日の文字29が1個分送られる。
以上のように構成された本実施形態の時計1によれば、曜回し車40の原動欠歯部材44と曜車20の従動欠歯部材24とからなる欠歯機構により、ステップモータの連続的な回転すなわち曜回し中間車50の連続的な回転動作を、曜車20の間欠的な回転動作に変換することができる。
欠歯機構は、原動欠歯部材44の円弧面42が従動欠歯部材24の凹面22と接する2か所の間に形成された凹状の空間に、円弧面42の凸となる部分が突入するため、従動欠歯部材24が停止している状態では、従動欠歯部材24を停止した状態に確実に保持する。したがって、曜車20を駆動するトルクを低減するためにジャンパ90による拘束力が弱くしつつ、曜車20を、停止した状態に確実に維持することができる。なお、ジャンパ90を無くすこともできるが、円弧面42と凹面22とが接触する角度位置のばらつきが生じる場合には、ジャンパ90の噛合部91による停止位置の位置決めを併せて行うのが好ましい。
また、本実施形態の時計1は、曜車20が従動欠歯部材24を有し、曜回し車40が原動欠歯部材44を有して、これら原動欠歯部材44と従動欠歯部材24とにより、曜車20を間欠的に回転させる欠歯機構を構成したことにより、曜車20と曜回し車40の他に、別途、欠歯機構を設ける必要がない。したがって、表示車付時計の構成部品の数を少なくすることができる。
また、本実施形態の時計1は、原動欠歯部材44の歯部43に3つの曜送りピン43aが形成され、この3つの曜送りピン43aに噛み合う2つの歯23aが従動欠歯部材24の歯部23に形成されているため、曜車20の日付の文字29を1個分送るために、3つの曜送りピン43aにトルクを分散することができる。したがって、1つの曜送りピンだけで、曜車20の曜日の文字29を1個分送るものに比べて、曜回し車40の1回転中の負荷変動を低減することができる。したがって、曜回し車40を駆動するステップモータのトルクを低減することができる。
また、本実施形態の時計1は、曜板21に形成された7つの凹部28の、回転中心C1回りの位相と、欠歯機構(従動欠歯部材24と原動欠歯部材44とを組み合わせた間欠動作の行う機構)による間欠動作の回転停止の期間の位相とが対応づけられている。これにより、曜板21に曜日の文字29を印刷等表示する製造工程で、曜板21の上面側から凹面22の形成されている位置が視認できなくても、凹部28の回転中心C1回りの位相を手掛かりにして、文字29を、凹部28の回転中心C1回りの位相に対応する位相の位置に表示することで、小窓11と文字29の位置とを適切に対応づけることができる。
なお、文字29を表示する位置を設定するための手がかりとなる目印としては、曜車20の凹面22と対応づけられて部分(特に、曜車20の単体で上面側から視認可能の部分)であればよく、ゲートの痕跡である凹部28に限定されない。このような目印となる部分は、曜車20の成型の際に凹面22と対応づけられて同時に成型された部分であると、成型の工程とは別の工程で、目印となる部分を形成する手間が増えず、好ましい。
本実施形態の時計1は、曜車20を有する曜車付時計であるが、本発明に係る表示車付時計は、曜車付時計に限定されるものではなく、曜車以外の日車(日付を示す数字が周方向に並んで表示された車)や月車(月(1〜12月)を示す文字が周方向に並んで表示された車)やムーンフェイズや都市表示車(都市名を示す文字が周方向に並んで表示された車)など、種々の情報を表示する表示車を有する表示車付時計においても同様に適用可能である。
1 デイデイト電子時計
20 曜車
21 曜板
22 凹面
23 歯部
23a 歯
24 従動欠歯部材
40 曜回し車
42 円弧面
43 歯部
43a 曜送りピン
44 原動欠歯部材
90 ジャンパ
91 噛合部
C1 軸心
C2,C3 回転中心
20 曜車
21 曜板
22 凹面
23 歯部
23a 歯
24 従動欠歯部材
40 曜回し車
42 円弧面
43 歯部
43a 曜送りピン
44 原動欠歯部材
90 ジャンパ
91 噛合部
C1 軸心
C2,C3 回転中心
Claims (5)
- 連続的に回転する原動車と、前記原動車に係合する表示車と、を備え、
前記原動車と前記表示車とは、前記原動車の連続的な回転を前記表示車の間欠的な回転に変換する欠歯機構として互いに係合する原動欠歯部材と従動欠歯部材とを有し、
前記原動車は、前記原動欠歯部材を有し、
前記表示車は、前記従動欠歯部材を有する表示車付時計。 - 前記表示車は、上面に、周方向に所定の間隔で文字が表示され、前記従動欠歯部材を覆う表示板を備え、
前記表示板の上面の側から視認可能の部分に、前記表示車の間欠的な回転に関わる部分と位相が対応付けられた目印が形成されている請求項1に記載の表示車付時計。 - 前記表示車に対して、回転を許容する位置と回転を阻止又は抑制する位置との間で変位可能の噛合部を有する、弾性部材で形成された躍制部材を備えている請求項1又は2に記載の表示車付時計。
- 前記原動欠歯部材は、前記従動欠歯部材に噛み合って前記従動欠歯部材を回転させる歯部を有し、
前記歯部は、前記原動欠歯部材の前記歯部以外の部分よりも、半径方向に突出している請求項1から3のうちいずれか1項に記載の表示車付時計。 - 前記歯部は、前記従動欠歯部材と噛み合う複数の歯を備えている請求項4に記載の表示車付時計。
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