JP4206426B1 - 長尺状体巻取りリール装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ダウンサイジングが可能な長尺状体巻取りリールの提供を図る。
【解決手段】ケーシングに対して回動するロータ30と、このロータ30の外周側に設けられたフリーローラ22と、内側に形成された内巻取り部23とを備える。長尺状体は、内巻取り部23の外周に一方向に巻き取られると共に、内巻取り部から伸びる上記の長尺状体が反転ローラ21で反転してフリーローラ22の外周に他方向に巻き取られてロータの外周へ引き出される。内巻取り部23はロータ30に対して回動可能に設けられ、この内巻取り部23の回動軸がロータ30の回動の中心軸11と異なる位置に配位される。ロータ30の回動と内巻取り部23の回動とが逆方向で実質的に同一角速度となるように内巻取り部23を回動させる内巻取り部回動装置を備える。
【選択図】図1

Description

本願発明は、長尺状体巻取りリールに関するものである。ここで、長尺状体とは、電源コード、通信用ケーブルの他、水や空気の等の流体を流すホースや、糸や紐や金属線などを含む。

従来より、電気や通信用のコードやケーブルを巻き取るために、コードリールが広く用いられている。このコードリールは、巻取りのロータ側に接続されて回転する回転側のコードと、ケーシング等の固定側に設けられるコードとを分離し、接点によって電気的に接続のみを行う接点式と、上記の両者のコードを分離せずに実質的に一連のコードを用いる無接点式とに大別される。

特許文献1、2に示すように、無接点式について、外巻取り部と内巻取り部との2つの巻取り部を備えたものが提案されている。このリールは、中心軸を中心に回動するロータと、このロータの外周側に設けられた外巻取り部と、このロータの上記の中心軸と同軸に形成された内巻取り用ローラとを備え、長尺状体が内巻取り部の外周に一方向に巻き取られると共に、内巻取り部から伸びる上記の長尺状体が反転ローラを経由することにより外巻取り部の外周に他方向に巻き取られてロータの外周へ引き出されるようにしたものである。内巻取り用ローラと反転用ローラとは、その半径を大きく設定する方が、コードを極端に歪曲する必要がなく、コードへの負担が小さく、操作も円滑となる。ところが、内巻取り用ローラをロータの中心に配位した場合、その外周を反転用ローラがロータに取り付けられた状態で回転する構造となるため、これらが占有する部分は、内巻取り用ローラの半径と反転用ローラの直径との和よりも大きな半径を備えた円となる。即ち、装置の小型化を図ったとしても、この円の面積は、最低限、必要になってしまう。

特開平12−126145号公報 特開2004−328985号公報

本願発明は、中心軸を中心に回動するロータと、このロータの外周側に設けられた外巻取り部と、このロータの内周側であって上記の外巻取り部の内側に形成された内巻取り部とを備え、長尺状体が内巻取り部の外周に一方向に巻き取られると共に、内巻取り部から伸びる上記の長尺状体が反転して外巻取り部の外周に他方向に巻き取られてロータの外周へ引き出される長尺状体巻取りリールにおいて、リールの小型化を図ることを目的とする。

本願の請求項1に係る発明は、基体に対して回動するロータと、このロータの外周側に設けられた外巻取り部と、このロータの内周側であって上記の外巻取り部の内側に形成された内巻取り部とを備え、長尺状体が内巻取り部の外周に一方向に巻き取られると共に、内巻取り部から伸びる上記の長尺状体が反転して外巻取り部の外周に他方向に巻き取られてロータの外周へ引き出される長尺状体巻取りリールにおいて、上記の内巻取り部は上記のロータに対して回動可能に設けられ、この内巻取り部の回動軸が上記のロータの回動の中心軸と異なる位置に配位され、ロータに対して内巻取り部を相対的に回動させる内巻取り部回動装置を備えたことを特徴とする長尺状体巻取りリールを提供する。
本願の請求項2に係る発明は、上記の内巻取り部回動装置は、上記のロータの回動の回動方向と逆方向に内巻取り部を回動させるものであることを特徴とする請求項1記載の長尺状体巻取りリールを提供する。
本願の請求項3に係る発明は、上記の外巻取り部と上記の内巻取り部との間に上記の長尺状体を反転させる反転ローラがロータに対して回動可能に設けられ、上記の外巻取り部の半径が、上記の反転ローラの直径と上記の内巻取り部の半径との和よりも小さいことを特徴とする請求項1又は2記載の長尺状体巻取りリールを提供する。
本願の請求項4に係る発明は、上記の外巻取り部は、複数のフリーローラと反転ローラとが間隔を空けて環状に配置されたものであり、上記の内巻取り部に巻回された長尺状体は反転ローラの外周にて反転され、反転ローラに巻回されることによって、内巻取り部における長尺状体の巻取り方向と巻回方向と外巻取り部における長尺状体の巻取り方向とが逆方向となるものであり、上記の長尺状体は、内部に金属線を備えた電源・通信用のコードであり、上記のロータを一回転方向に付勢するゼンマイバネを備え、このゼンマイバネの弾性によってロータを回転させることにより上記のコードを巻き取るものであることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の長尺状体巻取りリールを提供する。
本願の請求項5に係る発明は、内巻取り部には複数周のコードが同巻き取り部の半径方向に重なるように巻回されるものであり、外巻取り部には複数周のコードが同巻き取り部の軸方向に重なるように巻回されるものであることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の長尺状体巻取りリールを提供する。

本願発明は、中心軸を中心に回動するロータと、このロータの外周側に設けられた外巻取り部と、このロータの内周側であって上記の外巻取り部の内側に形成された内巻取り部とを備え、長尺状体が内巻取り部の外周に一方向に巻き取られると共に、内巻取り部から伸びる上記の長尺状体が反転して外巻取り部の外周に他方向に巻き取られてロータの外周へ引き出される長尺状体巻取りリールにおいて、内巻取り用部の中心をロータの回転の中心軸上に配置する必要がなくなったため、設計の自由度が高まり、装置の小型化も可能となる長尺状体巻取りリール装置を提供することができたものである。

以下、図面に基づき本願発明の実施の形態を説明する。
図1は第1の実施の形態にかかるリール装置の平面図、図2は同側面からみた構造説明図である。

この実施の形態にかかるコードリールは、支持軸11を中心に回動する円盤状のロータ30と、このロータ30の上面における外周側に設けられた反転ローラ21及びフリーローラ22と、このロータ30の内周側に形成された内巻取り部23とを備える。このロータ30は基体としてのケーシング51に対して回動可能に配置されれるもので、この例では図2に示すように支持軸11へ嵌挿される嵌挿孔31を中心部に備え、この嵌挿孔31がケーシング51の支持軸11に嵌挿されることにより、ロータ30がケーシング51内に回動自在に収納される。

反転ローラ21とフリーローラ22は、外巻取り部を構成するもので、略環状に(より望ましくは反転ローラ21とフリーローラ22とが正多角形の頂点に位置するように)配列されており、その外周面にコード12が巻回される。この反転ローラ21及びフリーローラ22は、ロータ30上面に設けられた軸によって自由に回転可能に設けられたものである。この反転ローラ21及びフリーローラ22は、必ずしも回転するものでなくてもよく、摩擦係数の低い素材によって構成された環状の壁面としてもよいが、コード12がその外周を滑り移動するため、回転可能なものとすることがコード12の繰り出し巻き戻しを円滑にしてコード12の寿命を伸ばすにも有利である。

反転ローラ21及びフリーローラ22の個数は、反転ローラ21は1個、フリーローラ22は2個以上を設けて、これらが多角形の頂点を構成するものであればよい。反転ローラ21及びフリーローラ22を設ける間隔は、等しくすることが望ましいが、必ずしも等しく設定する必要はない。

反転ローラ21の半径はフリーローラ22の半径と等しく設定することもできるが、フリーローラ22よりも大きく設定することが望ましい。これは、内巻取り部23外周に巻囲されるコード12の巻囲方向が、反転ローラ21にて反転されて反転ローラ21及びフリーローラ22の外周に巻囲されるものであるため、内巻取り部23と匹敵するほどの十分に大きな径として実施しておくことが、円滑な巻取り巻き戻しとコード寿命の点から望ましい。他方、フリーローラ22は摩擦抵抗を小さくするためにローラを採用したもので、ダウンサイジングの観点から比較的小さなものとして実施することができる。

内巻取り部23は、平面視円形をなし、その円の中心に回動軸25を備え、この回動軸25によってロータ30に対して回転可能に設けられている。この回動軸25は、ロータ30の支持軸11とは異なる位置に設けられている。この内巻取り部23には、これと同体に回転するように内巻取り部歯車26が設けられており、この内巻取り部歯車26は、中間歯車27を介して、ロータ歯車28に歯合している。内巻取り部歯車26はロータ30の上面に回動可能に設けられている。ロータ歯車28は支持軸11(ひいてはケーシング51)と一体に設けられたものであり、回動するロータ30に反して固定状態にある。この内巻取り部歯車26とロータ歯車28とは、その歯車の数は同一に設定されているため、同一の回転数で回転し、且つ、一つの中間歯車27を介して接続されているため、同一方向に回動する関係となる。

即ち、内巻取り部歯車26、中間歯車27、ロータ歯車28が特許請求の範囲に言う内巻取り部回動装置となるものであり、ロータ歯車28は、その中心軸がロータ30の中心軸に一致してケーシング51(基体)と一体とされおり、内巻取り部歯車26は、その中心軸が内巻取り部23の中心軸に一致して内巻取り部23に一体とされており、中間歯車27は上記の両歯車28、26との間に設けられ回転力を伝達するものである。その結果、ロータ30が反時計回りに回転すると、ケーシング51と一体に設けられたロータ歯車28は回転しない(ロータ30に対して相対的に時計回りに回転する)。中間歯車27はロータ歯車28と歯合しつつ、反時計回り回転する。内巻取り部歯車26は中間歯車27と歯合しつつ、時計回りに回転し、内巻取り部歯車26と同体の内巻取り部23も時計回りに回転する。

ここで、ロータ歯車28と内巻取り部歯車26とのギア比で、内巻取り部歯車26(ひいては内巻取り部23)のロータ30に対する相対的な回転速度が決まる。この例では、両者のギア比は実質的に等しく設定されていることによって、ロータ30と内巻取り部23とは逆方向に実質的に同一角速度で回転することとなる。
内巻取り部回動装置としては、ギアの他、チェーンによる伝達構造、タイミングベルトによる伝達構造など、機械的又は電気的に同調して内巻取り部23をロータ30に対して相対的に逆回転させる手段であれば、適宜変更して実施し得る。特に、ロータ30と内巻取り部23とは逆方向に実質的に同一角速度で回転するようにすることにより、ロータ30が支持軸11を中心に回転しても、内巻取り部23は自転せずに、ロータ30の回転に伴って、支持軸11を中心に回転移動するだけである。その結果、コード12にねじれが生ずるおそれを解消できる。この内巻取り部回動装置は、ロータ30の上面側に設ければよいが、コード12等との接触を防止するために、ロータ30に凹部を形成して、この凹部内に配置したり、ロータ30を2重構造として、2重構造の内部に収納するようにしてもよい。
上記のように、内巻取り部23は、ロータ30の回転方向と逆方向に実質的に同一角速度で回転させることが望ましいが、コード12のねじれを緩和することが出来、使用に際して支承が生じないものであれば、必ずしも同一角速度で回転させる必要は無い。特に、コードの滑り具合などで、内外の巻取り部の巻取り両が若干異なる場合があり、このような場合には、両者の回転速度を完全に同一とせず、若干調整することが望ましい。
このように、コードのねじれを防止するのは、コードを切断することなく一連の連続したものとして無接点のコードリールとして実施する際に特に重要であるが、接点を有するコードリールとして実施することを妨げるものではない。その場合には、ケーシング51から導出される付近で、コード12をケーシング内外で分断し、回転しても接続を維持することができる接点で分断したコード12同士を電気的に接続するようにすればよい。

この内巻取り部23には、コード12の固定部24が形成される。この固定部24は、コード12の基端寄りを内巻取り部23に固定しておくもので、内巻取り部23の外周部分からその内部にコード12を導き入れて固定する。図2に示すように、コード12のさらに基端側は、内巻取り部23の中央部から上方へ導き出されケーシング51に設けられた電源接続部13に接続される。この電源接続部13は、種々の形態の端子として実施し得るもので、差し込みプラグに対して接続できるものであってもよく、ハンダやビス等による固定が可能な端子であってもよい。

固定部24から導出されたコード12は反転ローラ21の周囲を巻回して反転し、前述したとおりフリーローラ22の外周に巻回され、ケーシング51に設けられた引き出し口14から外部に引き出される。なお図示は略するが、この引き出し口14の先端には差し込みプラグ等が接続される等、従来のコードリールと同様の先端部を構成する。

ここで、ロータ30が支持軸11を中心に1回転すると、支持軸11を中心に内巻取り部23も1回転することとなり、コード12は、内巻取り部23の外周と、外巻取り部(反転ローラ21及びフリーローラ22)の外周に、それぞれ1周が巻回される。さらにロータ30の回転回数に応じて、両巻取り部への巻回回数がそれぞれ増えていくことになる。その際、両巻取り部への巻き数は、径方向に複数周のコード12を重ねていくが(図2)、円滑なコード12の巻取りや繰り出しを考慮すると図3、図4に示すように、軸方向に複数周のコード12を重ねていく事が望ましい。

図3に示すように、軸方向に複数周のコード12を重ねていく場合には、内巻取り部23と外巻取り部(反転ローラ21及びフリーローラ22)のそれぞれを軸方向に複数本のコード12が配位できるように、軸方向に長く形成する。望ましくは、内巻取り部23とフリーローラ22とのそれぞれには、コード12を案内するための凹部32、33を形成しておく。この内巻取り部23の凹部32は、その外周面をらせん状に進むものとしておく。また、フリーローラ22の凹部24はフリーローラ22群全体でらせん状に進むように徐々に高さを変化させておく。さらに望ましくは、凹部32、33と凹部32、33との間の凸部34、35は、十分に径方向に突出したものとしておき、軸方向に重ねられるコード12同士が接触しないようにして、摩擦によってコード12の表面が劣化することを防止する。但し、このような規制をせずに、巻き取りがコード12の自由に任せて行われるようにしてもよい。

一周目の周回については、内巻取り部23は固定部24に近い上方側から巻取りがなされて周回を重ねるにしたがって下方へ重なるように周回がなされるのに対して、フリーローラ22については、下方側から巻取りがなされて周回を重ねるにしたがって上方へ重なるように周回がなされる。

反転ローラ21は、内巻取り部23とフリーローラ22との間をつなぐものとして、これに巻かれるコード12は、上下位置が変化する。そのため、凹凸を反転ローラ12に形成しておくと、コード12の上下位置の変化を阻害してしまうことになり、その外周は平滑にしておくことが望ましい。

また、内巻取り部23と外巻取り部(反転ローラ21及びフリーローラ22)の径方向には1本のみが配置されるように、内巻取り部23の外側を取り囲むように間隔規制ローラ29を配置すればよい。この間隔規制ローラ29は、図4に示すようにケーシング51側に支持させることが望ましい。また図示は省略するが、ローラ29に変えて、ケーシング51の壁面などの回転しないものを採用してもよい。

また、コード12が軸方向高さを変化させながら円滑に導入されるように、引き出し口14から外巻取り部への導入箇所に、移動ガイド41を設けておいてもよい(図3参照)。この移動ガイド41はギアやリンクによってロータ30の回転にしたがって軸方向に移動するようにしたものなどが例示でき、より確実に軸方向に複数周のコード12が重ねられるように案内するものである。
図7及び図8はこの移動ガイド41の一例を示したもので、その一端には、コード12の案内部42が略半円状に設けられており、この案内部42にコード12を案内させて、引き出し口14から外巻取り部への導入箇所に、導くものである。この移動ガイド41は、平面視においてフリーローラ22群が描く円と略等しい半径の円弧状をなしており、その内面側が複数のフリーローラ22の凹部33に係合して、案内されるものであり、正面視においては、上記のフリーローラ22群全体で形成するコードのらせん状のリード角に等しい角度に形成されている(図8(C)において、yはフリーローラ20の中心軸の方向、xはyに直交する仮想平面を示すもので、移動ガイド41は仮想平面xと上記リード角をもって交差している)。さらにこの移動ガイド41は、外周側に軸方向の被案内部43を備えている。この被案内部43は、ケーシング51に設けられた支柱44によって案内され、上下動するように構成されている。これによって、フリーローラ22を備えたロータ30が支持軸11を中心に回転すると、移動ガイド41の内周面が順次フリーローラ22の凹部33によって送られて、支柱44によって上下動する。これにより、コード12はロータ30の回転にしたがって軸方向に移動するように案内され、綺麗ならせんを描いて巻回され得るものである。

次に、図6は他の実施の形態を示すもので、この例では、内巻取り部23は半径方向にコードを重ねて巻回し、外巻取り部(反転ローラ21及びフリーローラ22)には軸方向にコードを重ねて旋回するようにしたものである。また、図示は省略するが、これとは逆に、内巻取り部23は軸方向にコードを重ねて巻回し、外巻取り部には半径方向にコードを重ねて旋回するようにしてもよい。なお、本願発明において、コード12の長さは自由であり、内巻取り部23と外巻取り部(反転ローラ21及びフリーローラ22)にそれぞれ1周以上複数周巻回されるものであってもよいが、逆にこれらを半周程度しか巻回しない短いものであってもよい。

以上のように、内巻取り部23をロータ30と同軸上に設けないことによるメリットの一つとして、装置の小型化を挙げることができるが、外巻取り部の半径(正確には、ロータ30の中心からフリーローラ22の外側までの距離)が、反転ローラ21の直径と上記の内巻取り部23の半径との和よりも小さい場合に、小型化の特徴があらわれる。外巻取り部の半径(正確には、ロータ30の中心からフリーローラ22の外側までの距離)が、反転ローラ21の直径と上記の内巻取り部23の半径との和よりも大きい場合には、内巻取り部23とロータ30とを同軸に設けた場合と、全体の大きさはほとんど変わらなくなる。

次に、ロータの回転駆動手段について説明する。この回転駆動手段は、一般のコードリールと同様のものを適宜選択して用いることができる。具体的には、ゼンマイバネなどのバネ、手動のハンドル、電動機などを例示できる。ゼンマイバネを用いた機構については、コードの引き出し時にゼンマイが巻き締められて力を蓄えた状態で一時停止し、この力を開放してコードの巻き取りを行うものが例示できるが、逆の場合であってもよい。ゼンマイの一時停止の構造としては、ラチェット機構を備えたもの(具体的には、ロータ30の外周ラチェット歯を形成し、このラチェット歯と接近離反する係合子によってロータ30の逆転を防止するものとし、この係合子をボタン操作などの手動でラチェット歯から開放させることによって、ロータ30をゼンマイの力で回転させるもの)や、溝とストップレバーによる停止機構を備えたものを例示し得る。以下に、溝とストップレバーによる停止機構を備えたゼンマイバネによる回転構造を示す。

ロータ30の下面側には、図2、図4に示すように径内側に配位されたゼンマイバネ38と、径外側に配位されたストップレバー37とが付設されている。ゼンマイバネ38は、外周端がロータ30に係止され、内周端が、支持軸11に設けられたゼンマイバネ係止用溝11aに係止されている。これによりコード12の引き出しによって、ロータ30の時計方向側への回動に伴って巻き締められ、ロータ30を付勢する。コード12の引き出しを止めて自由状態とすると、ゼンマイバネ38によってロータ30を時計回りに回転させてコード12を巻き取る。

ストップレバー37は、基端側がロータ30に回動自在に取り付けられ、先端下面に摺動片37aを備えており、ロータ30の回動に伴って摺動片37aが、ケーシング51の底壁52における上面に設けられた図5に示す径内側の引き出し用溝52a、径外側の引き戻し用溝52b、これらの間に形成された係止用溝52c、52cを順次摺動するようになされている。

次に、このコードリールの作動について、簡単に説明する。まず、コード12をケーシング51から引っ張って引き出す。これにより、ロータ30のストップレバー37が底壁52の引き出し用溝52aを摺動してロータ30が時計方向側に回動し、この回動に伴ってコード12がロータ30から巻き解かれ、コード12をケーシング51から引き出すことができる。又、このコード12の引き出しに伴うロータ30の時計方向側への回動に際し、ゼンマイバネ38が巻き締められてロータ30を反時計方向側に付勢する。そして、コード12の引き出しを止めると、ゼンマイバネ38の付勢力によってロータ30は反時計方向側に回動しようとするが、ストップレバー37が引き出し用溝52aから係止用溝52cに入り込んでロータ30の回動が停止し、その状態を維持する。一方、この停止状態からコード12をやや引き出すと、ストップレバー37が係止用溝52cから出て引き戻し用溝52bに入る。そして、この状態で、引っ張り操作しているコード12を離すと、ゼンマイバネ38の付勢力によってロータ30は反時計方向側に回動し始め、その回動に際してストップレバー37が引き戻し用溝52bを摺動してロータ30は回動を続け、コード12を巻回する。これにより、ケーシング51から引き出したコード12を、ケーシング51内に引き戻すことができる。

以上、本願発明は請求項の記載に従い種々変更して実施することができるもので、たとえば、被巻取り物としてのコード12は、電源コード、通信用コードの他、電気以外の水や空気の等の流体を流すホースや、糸や紐や金属線など、種々の長尺状体に変更して実施するができる。

第1の実施の形態にかかるリール装置の平面図。 同側面からみた構造説明図。 第2の実施の形態にかかるリール装置の平面図。 同側面からみた構造説明図であり(A)は1周目の状態、(B)は5周目の状態を示す。 ケーシング底部の平面図。 第3の実施の形態にかかるリール装置の側面から見た説明図である。 移動ガイドの使用状態を示す斜視図である。 移動ガイドを示すもので、(A)は斜視図、(B)は平面図、(C)は正面図である。

符号の説明

11 支持軸
12 コード
13 電源接続部
14 引き出し口
21 反転ローラ
22 フリーローラ
23 内巻取り部
24 固定部
25 回動軸
26 内巻取り部歯車
27 中間歯車
28 ロータ歯車
29 間隔規制ローラ
30 ロータ
31 嵌挿孔
32 凹部
33 凹部
34 凸部
35 凸部
41 移動ガイド
37 ストップレバー
38 ゼンマイバネ
51 ケーシング

Claims (5)

  1. 基体に対して回動するロータと、このロータの外周側に設けられた外巻取り部と、このロータの内周側であって上記の外巻取り部の内側に形成された内巻取り部とを備え、長尺状体が内巻取り部の外周に一方向に巻き取られると共に、内巻取り部から伸びる上記の長尺状体が反転して外巻取り部の外周に他方向に巻き取られてロータの外周へ引き出される長尺状体巻取りリールにおいて、
    上記の内巻取り部は上記のロータに対して回動可能に設けられ、この内巻取り部の回動軸が上記のロータの回動の中心軸と異なる位置に配位され、
    ロータに対して内巻取り部を相対的に回動させる内巻取り部回動装置を備えたことを特徴とする長尺状体巻取りリール。
  2. 上記の内巻取り部回動装置は、上記のロータの回動の回動方向と逆方向に内巻取り部を回動させるものであることを特徴とする請求項1記載の長尺状体巻取りリール。
  3. 上記の外巻取り部と上記の内巻取り部との間に上記の長尺状体を反転させる反転ローラがロータに対して回動可能に設けられ、
    上記の外巻取り部の半径が、上記の反転ローラの直径と上記の内巻取り部の半径との和よりも小さいことを特徴とする請求項1又は2記載の長尺状体巻取りリール。
  4. 上記の外巻取り部は、複数のフリーローラと反転ローラとが間隔を空けて環状に配置されたものであり、
    上記の内巻取り部に巻回された長尺状体は反転ローラの外周にて反転され、反転ローラに巻回されることによって、内巻取り部における長尺状体の巻取り方向と巻回方向と外巻取り部における長尺状体の巻取り方向とが逆方向となるものであり、
    上記の長尺状体は、内部に金属線を備えた電源・通信用のコードであり、上記のロータを一回転方向に付勢するゼンマイバネを備え、このゼンマイバネの弾性によってロータを回転させることにより上記のコードを巻き取るものであることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の長尺状体巻取りリール。
  5. 内巻取り部には複数周のコードが同巻き取り部の半径方向に重なるように巻回されるものであり、外巻取り部には複数周のコードが同巻き取り部の軸方向に重なるように巻回されるものであることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の長尺状体巻取りリール。
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