JP3334164B2 - 金属蒸気放電灯の封止部構造 - Google Patents
金属蒸気放電灯の封止部構造Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は水銀ランプ、メタルハラ
イドランプ或いはナトリウムランプ等の金属蒸気放電灯
の封止部の構造に関する。
イドランプ或いはナトリウムランプ等の金属蒸気放電灯
の封止部の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱陰極アーク放電の陽極柱での水銀の励
起発光を利用した水銀ランプ、水銀熱陰極アーク放電に
よる熱で金属ハロゲン化物を蒸発させて金属とハロゲン
に解離せしめ、金属特有の色を呈する発光を行なわせる
ようにしたメタルハライドランプ、或いはナトリウム蒸
気の熱陰極アークによるＤ線（589.0nm，589.9nm）の黄
橙色発光を行なわせるようにしたナトリウムランプ等の
金属蒸気放電灯が従来から体育館や工場の照明、ＯＨＰ
やカラー液晶プロジェクタ用の光源、自動車用フォグラ
ンプ等として使用されている。
起発光を利用した水銀ランプ、水銀熱陰極アーク放電に
よる熱で金属ハロゲン化物を蒸発させて金属とハロゲン
に解離せしめ、金属特有の色を呈する発光を行なわせる
ようにしたメタルハライドランプ、或いはナトリウム蒸
気の熱陰極アークによるＤ線（589.0nm，589.9nm）の黄
橙色発光を行なわせるようにしたナトリウムランプ等の
金属蒸気放電灯が従来から体育館や工場の照明、ＯＨＰ
やカラー液晶プロジェクタ用の光源、自動車用フォグラ
ンプ等として使用されている。
【０００３】上記の金属蒸気放電灯にあってはバルブ内
に封入したアマルガム等が外部に洩れることがないよう
にしなければならない。このため従来から各種の封止部
構造が提案されている。例えば特開昭６３−１３６４５
６号公報にあっては、透光性バルブの端部に電極を備え
た閉塞体（キャップ）を熱膨張係数が異なる２種類の封
着材を用いて取付けることで、ろう付け部からのリーク
を防止するようにしている。また特開昭６４−６５７６
８号公報にあっては、透光性バルブの封止部に電極を固
定した導電性セラミックと外部導入体（リード部材）を
固定した導電性セラミックを熱膨張率を異ならせるとと
もに、これら導電性セラミック間に電気伝導度を向上さ
せるためのタングステン層（公報の第５図）を介在せし
めている。更に特開平２−２５６１５４号公報にあって
は、透光性バルブと導電管とをガラス材（フリット）に
て封着し、このガラス材の表面をＡｕ等の金属膜で被覆
することで、フリット中の成分の蒸発を抑制し、透光性
バルブを収めた外管が黒化しないようにしている。
に封入したアマルガム等が外部に洩れることがないよう
にしなければならない。このため従来から各種の封止部
構造が提案されている。例えば特開昭６３−１３６４５
６号公報にあっては、透光性バルブの端部に電極を備え
た閉塞体（キャップ）を熱膨張係数が異なる２種類の封
着材を用いて取付けることで、ろう付け部からのリーク
を防止するようにしている。また特開昭６４−６５７６
８号公報にあっては、透光性バルブの封止部に電極を固
定した導電性セラミックと外部導入体（リード部材）を
固定した導電性セラミックを熱膨張率を異ならせるとと
もに、これら導電性セラミック間に電気伝導度を向上さ
せるためのタングステン層（公報の第５図）を介在せし
めている。更に特開平２−２５６１５４号公報にあって
は、透光性バルブと導電管とをガラス材（フリット）に
て封着し、このガラス材の表面をＡｕ等の金属膜で被覆
することで、フリット中の成分の蒸発を抑制し、透光性
バルブを収めた外管が黒化しないようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の先行技
術のうち、特開昭６３−１３６４５６号公報に開示され
る封止部構造にあっては、２種類の封着材のうち一方は
透光性バルブと熱膨張係数が異なり、他方は閉塞体と異
なることになるので、結局封止部からの洩れが生じやす
い。特開昭６４−６５７６８号公報に開示される封止部
構造にあっては、熱膨張係数が異なる２つの導電性セラ
ミック間にタングステン層を介在させても、このタング
ステン層は硬いため緩衝作用を発揮しにくく、導電性セ
ラミック間の剥離を有効に防止することができない。特
開平２−２５６１５４号公報に開示される封止部構造に
あっては、導電管とガラス材との熱膨張係数が大きく異
なるため、導電管とガラス材との間からリークしやす
い。また、上記の封止部構造に限らず従来の封止部に用
いられるガラス材は、小さな衝撃でクラックが入りやす
く、一箇所にクラックが入るとそれが進展してしまう不
利がある。
術のうち、特開昭６３−１３６４５６号公報に開示され
る封止部構造にあっては、２種類の封着材のうち一方は
透光性バルブと熱膨張係数が異なり、他方は閉塞体と異
なることになるので、結局封止部からの洩れが生じやす
い。特開昭６４−６５７６８号公報に開示される封止部
構造にあっては、熱膨張係数が異なる２つの導電性セラ
ミック間にタングステン層を介在させても、このタング
ステン層は硬いため緩衝作用を発揮しにくく、導電性セ
ラミック間の剥離を有効に防止することができない。特
開平２−２５６１５４号公報に開示される封止部構造に
あっては、導電管とガラス材との熱膨張係数が大きく異
なるため、導電管とガラス材との間からリークしやす
い。また、上記の封止部構造に限らず従来の封止部に用
いられるガラス材は、小さな衝撃でクラックが入りやす
く、一箇所にクラックが入るとそれが進展してしまう不
利がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
願の第１発明に係る封止部構造は、透光性バルブに形成
した筒状開口部にリード部材と電気的に接触し、リード
部材と熱膨張係数の異なる台座を装着し、台座の外側面
に貴金属緩衝層を介して前記バルブと略等しい熱膨張係
数の前記リード部材を接合した。また本願の第２発明に
係る封止部構造は、透光性バルブに形成した筒状開口部
にバルブと略等しい熱膨張係数のリード部材を装着し、
このリード部材に貴金属緩衝層を介して電極を圧入し
た。また本願の第３発明に係る封止部構造は、透光性バ
ルブに形成した筒状開口部に装着されたリード部材と前
記筒状開口部の端部とを封着するガラス材の下に貴金属
緩衝層を設けた。更に本願の第４発明に係る封止部構造
は、透光性バルブに形成した筒状開口部の内周面に雌ネ
ジ部を形成し、この雌ネジ部にリード部材の外周面に形
成した雄ネジ部を螺合せしめ、この螺合部に貴金属緩衝
層を設けた。
願の第１発明に係る封止部構造は、透光性バルブに形成
した筒状開口部にリード部材と電気的に接触し、リード
部材と熱膨張係数の異なる台座を装着し、台座の外側面
に貴金属緩衝層を介して前記バルブと略等しい熱膨張係
数の前記リード部材を接合した。また本願の第２発明に
係る封止部構造は、透光性バルブに形成した筒状開口部
にバルブと略等しい熱膨張係数のリード部材を装着し、
このリード部材に貴金属緩衝層を介して電極を圧入し
た。また本願の第３発明に係る封止部構造は、透光性バ
ルブに形成した筒状開口部に装着されたリード部材と前
記筒状開口部の端部とを封着するガラス材の下に貴金属
緩衝層を設けた。更に本願の第４発明に係る封止部構造
は、透光性バルブに形成した筒状開口部の内周面に雌ネ
ジ部を形成し、この雌ネジ部にリード部材の外周面に形
成した雄ネジ部を螺合せしめ、この螺合部に貴金属緩衝
層を設けた。
【０００６】
【作用】熱膨張係数が異なる部材間に貴金属層を介在せ
しめることで、これら部材間の導通を維持しつつ熱膨張
差を吸収することができる。
しめることで、これら部材間の導通を維持しつつ熱膨張
差を吸収することができる。
【０００７】
【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。ここで、図１は第１発明に係る封止部構造を
適用した金属蒸気放電灯の断面図であり、図では電極間
距離が長いロングアークタイプのメタルハライドランプ
を示している。
説明する。ここで、図１は第１発明に係る封止部構造を
適用した金属蒸気放電灯の断面図であり、図では電極間
距離が長いロングアークタイプのメタルハライドランプ
を示している。
【０００８】このメタルハライドランプは多結晶アルミ
ナからなる筒状の透光性バルブ１内に水銀２及び金属ハ
ロゲン化物３を封入し、更に透光性バルブ１の上下の端
部に筒状開口部４，４を形成し、この開口部４を封止部
としている。
ナからなる筒状の透光性バルブ１内に水銀２及び金属ハ
ロゲン化物３を封入し、更に透光性バルブ１の上下の端
部に筒状開口部４，４を形成し、この開口部４を封止部
としている。
【０００９】開口部４は図２（ａ）に示すように内周面
を研削加工して段部５を形成し、また電極６の軸部が貫
通するアルミナワッシャ７及び電極６の軸部の端部が圧
入される台座８を順次開口部４内に挿入し、次いで、台
座８との対向面にＡｕ，Ｐｔ，Ａｇ或いはこれらにＴｉ
やＣｕ等の活性金属を混合した貴金属層９を付着したＴ
型リード部材１０を重ね、更にリード部材１０の突部を
囲むようにリング状の封着材ペレット１１をセットし、
次いで１０-5ｔｏｒｒ程度まで真空引きした容器内に透
光性バルブ１を配置し、透明窓を介して外部からペレッ
ト１１にレーザ光等を照射して加熱溶融せしめた後、硬
化させて封着ガラス１２とする。
を研削加工して段部５を形成し、また電極６の軸部が貫
通するアルミナワッシャ７及び電極６の軸部の端部が圧
入される台座８を順次開口部４内に挿入し、次いで、台
座８との対向面にＡｕ，Ｐｔ，Ａｇ或いはこれらにＴｉ
やＣｕ等の活性金属を混合した貴金属層９を付着したＴ
型リード部材１０を重ね、更にリード部材１０の突部を
囲むようにリング状の封着材ペレット１１をセットし、
次いで１０-5ｔｏｒｒ程度まで真空引きした容器内に透
光性バルブ１を配置し、透明窓を介して外部からペレッ
ト１１にレーザ光等を照射して加熱溶融せしめた後、硬
化させて封着ガラス１２とする。
【００１０】この実施例にあっては、電極６の材料はＷ
−ＴｈＯ2とし、台座８の材料は電極６と同じ熱膨張係
数のもの例えば同一材料（Ｗ−ＴｈＯ2）とし、圧入し
た電極６が熱膨張差で抜けないようにしている。
−ＴｈＯ2とし、台座８の材料は電極６と同じ熱膨張係
数のもの例えば同一材料（Ｗ−ＴｈＯ2）とし、圧入し
た電極６が熱膨張差で抜けないようにしている。
【００１１】また、台座８及びリード部材１０の貴金属
層９と接触する面は、粗面としておくことで貴金属層９
との接着強度が増し、貴金属層９としてはリード部材１
０に貴金属ろう材を塗布するか、貴金属シートを台座８
とリード部材１０の間に挟持してもよい。
層９と接触する面は、粗面としておくことで貴金属層９
との接着強度が増し、貴金属層９としてはリード部材１
０に貴金属ろう材を塗布するか、貴金属シートを台座８
とリード部材１０の間に挟持してもよい。
【００１２】一方、リード部材１０の材料はアルミナと
熱膨張係数が近いもの、例えばコバール（Ｆｅ−Ｎｉ−
Ｃｏ）を用いる。このようにすると、バルブ１、リード
部材１０及び封着ガラス１２が全て熱膨張係数が近くな
るので、これらの部材間からリークすることがなく且つ
封止部の機械的強度もアップする。尚、台座８とリード
部材１０とは熱膨張係数が大きく異なるが、間に介在す
る貴金属層９がこの熱膨張係数の差を吸収するため、台
座８とリード部材１０との電気的な接触は維持される。
熱膨張係数が近いもの、例えばコバール（Ｆｅ−Ｎｉ−
Ｃｏ）を用いる。このようにすると、バルブ１、リード
部材１０及び封着ガラス１２が全て熱膨張係数が近くな
るので、これらの部材間からリークすることがなく且つ
封止部の機械的強度もアップする。尚、台座８とリード
部材１０とは熱膨張係数が大きく異なるが、間に介在す
る貴金属層９がこの熱膨張係数の差を吸収するため、台
座８とリード部材１０との電気的な接触は維持される。
【００１３】更に、封着ガラス１２内にはアルミナウィ
スカー等の短繊維１２ａが混入されている。このように
短繊維１２ａを混入することで、クラックが入りにくく
なりまた仮りにクラックが入ってもクラックの進展を抑
えることができ、機械的強度が大幅に向上する。
スカー等の短繊維１２ａが混入されている。このように
短繊維１２ａを混入することで、クラックが入りにくく
なりまた仮りにクラックが入ってもクラックの進展を抑
えることができ、機械的強度が大幅に向上する。
【００１４】図３は第２発明に係る封止部構造の断面図
であり、この封止部構造はアルミナと熱膨張係数が近い
コバール等からなるリード部材１０にＷ−ＴｈＯ2電極
６を圧入している。この場合、リード部材１０と電極６
の熱膨張係数の差が大きいので、リード部材１０と電極
６との間に貴金属層１３を設け、熱膨張係数の差を吸収
するようにしている。尚、貴金属層１３は電極６の表面
に貴金属ろう材を付着させたり、リード部材１０に形成
した孔内に貴金属パイプを埋設する。
であり、この封止部構造はアルミナと熱膨張係数が近い
コバール等からなるリード部材１０にＷ−ＴｈＯ2電極
６を圧入している。この場合、リード部材１０と電極６
の熱膨張係数の差が大きいので、リード部材１０と電極
６との間に貴金属層１３を設け、熱膨張係数の差を吸収
するようにしている。尚、貴金属層１３は電極６の表面
に貴金属ろう材を付着させたり、リード部材１０に形成
した孔内に貴金属パイプを埋設する。
【００１５】図４は第３発明に係る封止部構造の断面図
であり、この封止部構造はＭｏＳｉ2からなるリード部
材１０と封着ガラス１２との間に貴金属層１６を介在さ
せ、原子半径の小さい金属のリークの防止と、熱膨張係
数の差を吸収するようにしている。この場合、ＭｏＳｉ
2の熱膨張係数はアルミナに近いため、Ｗ−ＴｈＯ2電極
６との熱膨張係数の差が大きくなるので、リード部材１
０と電極６との間に図３に示したと同様の貴金属層１３
を介在させている。尚、リード部材１０の材料としてＷ
−ＴｈＯ2を選定した場合には貴金属層１３は不要とな
る。
であり、この封止部構造はＭｏＳｉ2からなるリード部
材１０と封着ガラス１２との間に貴金属層１６を介在さ
せ、原子半径の小さい金属のリークの防止と、熱膨張係
数の差を吸収するようにしている。この場合、ＭｏＳｉ
2の熱膨張係数はアルミナに近いため、Ｗ−ＴｈＯ2電極
６との熱膨張係数の差が大きくなるので、リード部材１
０と電極６との間に図３に示したと同様の貴金属層１３
を介在させている。尚、リード部材１０の材料としてＷ
−ＴｈＯ2を選定した場合には貴金属層１３は不要とな
る。
【００１６】図５は第４発明に係る封止部構造の断面図
であり、この封止部構造は電極６が貫通するワッシャー
７及び電極６が圧入されるリード部材１０の外周面に雄
ネジ部１７を形成し、また筒状開口部４の内周面に雌ネ
ジ部１８を形成している。そして、開口部４を封止する
には図５（ａ）に示すように、リード部材１０の上面及
び雄ネジ部１７の表面に貴金属ろう材２０，２１を塗布
し、次いで、ワッシャー７及びリード部材１０を開口部
４の雌ネジ部１８に螺合するとともに、リード部材１０
上に封着ガラスペレット１１をセットし、前記したよう
にこの部分をレーザ光等によって加熱することで図５
（ｂ）に示す封止部構造となる。
であり、この封止部構造は電極６が貫通するワッシャー
７及び電極６が圧入されるリード部材１０の外周面に雄
ネジ部１７を形成し、また筒状開口部４の内周面に雌ネ
ジ部１８を形成している。そして、開口部４を封止する
には図５（ａ）に示すように、リード部材１０の上面及
び雄ネジ部１７の表面に貴金属ろう材２０，２１を塗布
し、次いで、ワッシャー７及びリード部材１０を開口部
４の雌ネジ部１８に螺合するとともに、リード部材１０
上に封着ガラスペレット１１をセットし、前記したよう
にこの部分をレーザ光等によって加熱することで図５
（ｂ）に示す封止部構造となる。
【００１７】図５（ｂ）に示す封止部構造とすることに
より、バルブ１内に配置される一対の電極６，６の軸線
を一致させることができるとともに、貴金属ろう材２
０，２１により熱膨張差の吸収と、リークの防止を図る
ことができる。
より、バルブ１内に配置される一対の電極６，６の軸線
を一致させることができるとともに、貴金属ろう材２
０，２１により熱膨張差の吸収と、リークの防止を図る
ことができる。
【００１８】
【発明の効果】以上に説明した如く本願の第１発明によ
れば、透光性バルブに形成した筒状開口部に電極と同一
素材からなる電極用台座を装着し、台座の外側面に貴金
属緩衝層を介して前記バルブと略等しい熱膨張係数のリ
ード部材を接合し、このリード部材と前記筒状開口部の
端部とをガラス材にて封着したので、封止部からの洩れ
を確実に防止しつつ電極とリード部材との電気的接続を
確保できる。また本願の第２発明によれば、透光性バル
ブに形成した筒状開口部にバルブと略等しい熱膨張係数
のリード部材を装着し、このリード部材に貴金属緩衝層
を介して電極を圧入したので、前記同様に封止と導通を
確保できる。また本願の第３発明によれば、透光性バル
ブに形成した筒状開口部に装着されたリード部材と前記
筒状開口部の端部とを封着するガラス材の下に貴金属緩
衝層を設けたので、Ｌｉ，Ｎｅ等の稀ガスが封止部から
リークすることがなく、しかも熱的な緩衝効果も発揮す
る。更に本願の第４発明によれば、透光性バルブに形成
した筒状開口部の内周面に雌ネジ部を形成し、この雌ネ
ジ部にリード部材の外周面に形成した雄ネジ部を螺合せ
しめ、この螺合部に貴金属緩衝層を設けたので、透光性
バルブ内に配置される一対の電極の軸線を一致させつつ
リークを防止することができる。
れば、透光性バルブに形成した筒状開口部に電極と同一
素材からなる電極用台座を装着し、台座の外側面に貴金
属緩衝層を介して前記バルブと略等しい熱膨張係数のリ
ード部材を接合し、このリード部材と前記筒状開口部の
端部とをガラス材にて封着したので、封止部からの洩れ
を確実に防止しつつ電極とリード部材との電気的接続を
確保できる。また本願の第２発明によれば、透光性バル
ブに形成した筒状開口部にバルブと略等しい熱膨張係数
のリード部材を装着し、このリード部材に貴金属緩衝層
を介して電極を圧入したので、前記同様に封止と導通を
確保できる。また本願の第３発明によれば、透光性バル
ブに形成した筒状開口部に装着されたリード部材と前記
筒状開口部の端部とを封着するガラス材の下に貴金属緩
衝層を設けたので、Ｌｉ，Ｎｅ等の稀ガスが封止部から
リークすることがなく、しかも熱的な緩衝効果も発揮す
る。更に本願の第４発明によれば、透光性バルブに形成
した筒状開口部の内周面に雌ネジ部を形成し、この雌ネ
ジ部にリード部材の外周面に形成した雄ネジ部を螺合せ
しめ、この螺合部に貴金属緩衝層を設けたので、透光性
バルブ内に配置される一対の電極の軸線を一致させつつ
リークを防止することができる。
【図１】第１発明に係る封止部構造を適用した金属蒸気
放電灯の断面図
放電灯の断面図
【図２】（ａ）は図１に示した封止部構造の分解図、
（ｂ）は同封止部構造の拡大図
（ｂ）は同封止部構造の拡大図
【図３】第２発明に係る封止部構造の断面図
【図４】第３発明に係る封止部構造の断面図
【図５】（ａ）は第４発明に係る封止部構造の分解図、
（ｂ）は同封止部構造の拡大図
（ｂ）は同封止部構造の拡大図
１…透光性バルブ、 ４…筒状開口部、 ６…電極、
７…ワッシャー、 ８…台座、 ９，１３，１４，１
５，１６，２０，２１…貴金属、 １０…リード部材、
１２…封着ガラス、 １２ａ…アルミナウィスカー。
７…ワッシャー、 ８…台座、 ９，１３，１４，１
５，１６，２０，２１…貴金属、 １０…リード部材、
１２…封着ガラス、 １２ａ…アルミナウィスカー。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 61/36
Claims (4)
- 【請求項１】 多結晶アルミナ等の透光性材料からなる
金属蒸気放電灯のバルブに設けられる封止部の構造にお
いて、この封止部は前記バルブに形成した筒状開口部に
リード部材と電気的に接触し、リード部材と熱膨張係数
の異なる台座が装着され、この台座には電極が圧入され
るとともに台座の外側面には貴金属緩衝層を介して前記
バルブと略等しい熱膨張係数の前記リード部材が接合さ
れ、このリード部材と前記筒状開口部の端部とがガラス
材にて封着されていることを特徴とする金属蒸気放電灯
の封止部構造。 - 【請求項２】 多結晶アルミナ等の透光性材料からなる
金属蒸気放電灯のバルブに設けられる封止部の構造にお
いて、この封止部は前記バルブに形成した筒状開口部に
バルブと略等しい熱膨張係数のリード部材が装着され、
このリード部材には貴金属緩衝層を介して電極が圧入さ
れ、またリード部材と前記筒状開口部の端部とがガラス
材にて封着されていることを特徴とする金属蒸気放電灯
の封止部構造。 - 【請求項３】 多結晶アルミナ等の透光性材料からなる
金属蒸気放電灯のバルブに設けられる封止部の構造にお
いて、この封止部は前記バルブに形成した筒状開口部に
電極が接触するか電極が圧入されたリード部材が装着さ
れ、このリード部材と前記筒状開口部の端部とがガラス
材にて封着され、更にこのガラス材とリード部材との間
には貴金属緩衝層が設けられていることを特徴とする金
属蒸気放電灯の封止部構造。 - 【請求項４】 多結晶アルミナ等の透光性材料からなる
金属蒸気放電灯のバルブに設けられる封止部の構造にお
いて、この封止部は前記バルブに形成した筒状開口部の
内周面に雌ネジ部が形成され、この雌ネジ部に電極が接
触するか電極が圧入されたリード部材の外周面に形成し
た雄ネジ部が螺合し、この螺合部に貴金属緩衝層が設け
られていることを特徴とする金属蒸気放電灯の封止部構
造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16432092A JP3334164B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 金属蒸気放電灯の封止部構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16432092A JP3334164B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 金属蒸気放電灯の封止部構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05334996A JPH05334996A (ja) | 1993-12-17 |
| JP3334164B2 true JP3334164B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=15790917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16432092A Expired - Fee Related JP3334164B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 金属蒸気放電灯の封止部構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3334164B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19933154B4 (de) | 1999-07-20 | 2006-03-23 | W.C. Heraeus Gmbh | Entladungslampe |
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1992
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