JP4317831B2 - ずれ吸収プリント配線板接続用コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、一対のプリント配線板間を相互に接続するためのずれ吸収プリント配線板接続用コネクタに関するものである。

この種のずれ吸収プリント配線板接続用コネクタは、例えば特許文献１、特許文献２等に記載のものが知られている。

上記従来のコネクタはいずれも、水平に配置されたプリント配線板間を接続するもので、位置ずれを吸収できる機能を備えているけれども、位置ずれを吸収できる範囲が限定されていて、嵌合作業が容易ではない。特に接続するプリント配線板の高さ方向及び／又は横方向の離間距離が大きい場合には対応が困難であった。また、ロック機構がないため、無理に位置ずれを吸収して接続すると、コネクタ嵌合部にねじれが生じて、嵌合外れを招くおそれがあり、確実な導通を確保することが困難であった。
実公平６−１６４２９号公報 特開２００３−１００３９４号公報

本発明は、基本的には上記特許文献１に開示されているずれ吸収プリント配線板接続用コネクタを改良したものであり、嵌合時には、接続する一対のプリント配線板間の高さ方向、横方向の大きな位置ずれを吸収して、嵌合作業が容易に行なえ、しかも嵌合完了後には、不測の嵌合外れを確実に防止して、信頼性の高い導通を確保することができるずれ吸収プリント配線板接続用コネクタを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は、第１のプリント配線板に固装される固定ハウジングと、該固定ハウジングに屈曲自在の複数の細長い可撓導体を介して連結された可動ハウジングとを有し、前記可撓導体の一端に設けられた接続脚が、前記固定ハウジングに並列して収容されていると共に、前記第１のプリント配線板に接続され、前記可撓導体の他端に設けられたプラグコンタクトが前記可動ハウジングに並列して収容されているプラグコネクタと、第２のプリント配線板に固装されるリセプタクルハウジングに前記プラグコンタクトが嵌合接続する接触部を有するリセプタクルコンタクトが、並列して収容されていると共に、前記第２のプリント配線板に接続されるリセプタクルコネクタとから成るプリント配線板接続用コネクタであって、前記可動ハウジングの長手方向の両端部に外方へ弾性変位可能なロックアームが設けられ、該ロックアームはそれぞれ先端に係止片を有し、かつ、前記可動ハウジングの前端の嵌合面側に嵌合プレートが設けられており、前記リセプタクルハウジングの長手方向の両端部に前記ロックアームの前記係止片と係合する係合突部が設けられ、かつ、後壁側に前記嵌合プレートが当接係合するガイドプレートが突設されていると共に、該ガイドプレートの内側下方に前記嵌合プレートが嵌合する位置決め溝が設けられ、前記嵌合プレートが前記ガイドプレートの内面側に当接するのとほぼ同時に、前記両ロックアームも前記係合突部に当接する位置に構成されていることを特徴とする。

前記プラグコンタクトは、平板状であり、前記可動ハウジングの長手方向に整列配設されていると共に、前記リセプタクルコンタクトは、フォーク形状の接触部を有し、前記リセプタクルハウジングの嵌合ブロック内に長手方向に整列配設されており、さらに、前記リセプタクルハウジングの前記ガイドプレートの前側には、前記嵌合ブロックと対向する側壁が設けられていない構成とする。

前記ロックアームは、下端部に下側を開放し、下端にかけて傾斜面を設けたフック状の係止爪を有し、前記係合突部は、前記リセプタクルハウジングの前端側面部の両側に突出して設けられ、下端に前記係合突部の係合面が形成されており、前記可動ハウジングを前記リセプタクルハウジングに嵌合する際、前記係止爪が前記係合突部に沿って外方へ弾性変位しながら下降し、嵌合完了時に、前記係止爪が前記係合面に係合して弾性復元するように構成されている。

前記リセプタクルハウジングの前側下端部に補強タブが設けられ、その上方に前記ロックアームが係止されている構成とする。

前記ガイドプレートは、前記リセプタクルハウジングの前記嵌合ブロック及び接触部の上面より上方へ突出し、その上端面に内側へ傾斜する案内傾斜面が設けられており、前記可動ハウジングを前記リセプタクルハウジングに嵌合する際、前記嵌合プレートが前記案内傾斜面に当接して、前記位置決め溝に案内誘導するように構成されている。

請求項１に係る発明によれば、前記嵌合プレートが前記ガイドプレートの内面側に当接するのとほぼ同時に、前記左右のロックアームも前記係合突部へ当接する位置に構成されているため、嵌合プレートと左右のロックアームの３点がほぼ同時に当接して、前後方向は嵌合プレートとガイドプレートの嵌め合わせによって、左右方向は左右のロックアームと係合突部との嵌め合わせによって、コネクタ嵌合時の誘い込み、嵌合位置合わせが確保され、前記可動ハウジングと前記リセプタクルハウジングが多少ずれていても、容易に嵌合作業を行なうことができる。

請求項２に係る発明によれば、前記リセプタクルハウジングに対して前記可動ハウジングをある程度斜めに持ってきても、ハウジングの干渉が許す範囲で回転方向にずれた斜め嵌合が許容されると共に、プラグコンタクトの斜め嵌合も許容されるので、容易、かつ良好に嵌合作業を行なうことができる。

請求項３に係る発明によれば、前記左右のロックアームが良好に左右のずれを吸収しつつ、誘い込み、左右の位置合わせを弾性的に行なうので、比較的大きなずれがあっても、また、一方のロックアームが先に前記係合突部に当接するようなねじれた状態で嵌合させる場合でも、前記左右のロックアームの弾性で柔軟にずれを吸収しつつ、正規の位置に誘い込むことができる。また、嵌合後に振動や衝撃を受けても、前記左右のロックアームの弾性力で吸収してくれるので、不測の嵌合外れを防止して、信頼性の高い導通を確保することができる。

請求項４に係る発明によれば、前記補強タブが、コネクタ嵌合後において、抜け方向に大きいテンションがかかる前記リセプタクルハウジングの前記固定ハウジング側（前記ガイドプレートと反対側）に設けられているので、より抜け方向の応力に耐え、リセプタクルコネクタのリード部を保護することができる。

請求項５に係る発明によれば、プラグハウジングの可動ハウジングとリセプタクルハウジングの相対位置がずれているときに、嵌合作業が容易に行なえる。前記リセプタクルハウジングの位置が下方向にずれているときに、前記可動ハウジングは前端が下向きにした斜めに挿入され、下向きになった前記嵌合プレートを前記ガイドプレートの案内傾斜面が受け止めて受け入れ角度を大きく許容し、斜め嵌合を容易にする。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

本発明に係るずれ吸収プリント配線板接続用コネクタは、図１及び図２に示すプラグコネクタ１と、図４ないし図６に示すリセプタクルコネクタ２とで構成されている。

プラグコネクタ１は、第１のプリント配線板４１（図８参照）に固装される固定ハウジング３と、該固定ハウジング３に複数の屈曲自在の細長い可撓導体４を介して連結された可動ハウジング５とを有している。固定ハウジング３と可動ハウジング５はＰＰＳ樹脂等の耐熱性、絶縁性合成樹脂材料により輪郭形状が横長の直方体に成形されている。

可撓導体４はリン青銅の薄板を打抜き加工して形成され、一端には接続脚６とその係止片７が設けられ、他端には平板状のプラグコンタクト８が設けられ、該プラグコンタクト８には係止用ランス９が打ち出し加工されている。プラグコネクタ１の極数に対応する多数の可撓導体４が横方向に所定間隔を隔てて並列した状態で絶縁性テープ１０により両側から挟持固定して帯状体の可撓導体群４０として形成されている。該可撓導体群４０は中間部位の２箇所で折り曲げ、折り曲げ部１１，１２が互いに反対側に向くＳ字状の折り曲げ構造にして、伸縮量を加減できるように構成されている。そして、各可撓導体４の接続脚６が固定ハウジング３に横方向へ一定間隔を隔てて設けられた収容部１３に個別的に離隔して、かつ貫通状態に収容して、係止片７を介して係止保持されると共に、平板状のプラグコンタクト８が可動ハウジング５の長手方向に一定間隔を隔てて設けたスリット状収容部１４に個別的に離隔して収容され、ランス９を介してスリット状収容部１４に係止保持することによって、固定ハウジング３と可動ハウジング５が帯状体の可撓導体群４０を介して連結されている。

可動ハウジング５の長手方向の両側面部にはロックアーム１５，１５が設けられている。該ロックアーム１５は下端部に下側を開放し、下端にかけて傾斜面を設けたフック状の係止爪１６（図９参照）を有し、該係止爪１６が支持軸１７，１７を支点に外方へ弾性変位可能になっている。また、ロックアーム１５の上端には操作レバー１８が横方向に突設されている。なお、図３に示す可動ハウジング５は嵌合面が上向きになっているので、ロックアーム１５の係止爪１６が上側に位置し、操作レバー１８が下側に位置しているけれども、後述するリセプタクルコネクタ２との嵌合接続時にはそれぞれ逆向きになる（図９及び図１０参照）。

また、可動ハウジング５の前端の嵌合面側には嵌合プレート１９が設けられている。該嵌合プレート１９は、後述するリセプタクルハウジング２２に設けられる位置決め溝３５に合致嵌合する形状、寸法に形成されており、テーパ状の内側壁面２０がスリット状収容部１４を画定する壁面と案内誘導面を兼ねている。

さらに、可動ハヴング５の前端の嵌合面側上端縁の中央部位には前方へ突出する摘み片２１が設けられている。該摘み片２１は後述するリセプタクルコネクタ２との嵌合接続時に作業者が手指で摘むために使用するものである。

リセプタクルコネクタ２は、図４ないし図７に示すように、ＰＰＳ樹脂等の耐熱性、絶縁性合成樹脂材料により輪郭形状が横長の直方体に成形されたリセプタクルハウジング２２を有している。該リセプタクルハウジング２２は、前面と上面が開放されていて、底部２３と両側壁２４，２４及び後側壁２５により画定されている。底部２３の上面に多数の隔壁２６が横方向に並列して突設され、各隔壁２６の間にプラグコンタクト８が嵌合するスリット２７を有する嵌合ブロックが形成されている。該嵌合ブロックは、前述のように前面側が開放されていて後側壁２５に対向する側壁が設けられていない構成になっている。そして、各スリット２７を横切って相対する隔壁２６，２６から底部２３を貫通するコンタクト収容孔２８が千鳥状に配列して設けられ、該コンタクト収容孔２８にリセプタクルコンタクト２９が個別的に離隔して収容されている。リセプタクルコンタクト２９は、リン青銅の薄板を打抜き加工して形成され、スリット２７を横切って配設される二股のフォーク形状の接触部３０と、その基端に連設され、底部２３を貫通して前後方向へ延出するリード部３１とを有している。

リセプタクルハウジング２２の両側壁２４，２４にはロックアーム１５，１５の係合突部３２，３２が設けられている。該係合突部３２，３２は両側壁２４，２４の前端側面部に横方向へ突出して設けられ、両係合突部３２，３２の上端面は両側壁２４，２４の上端面と同一面上に位置し、かつ該上端面側方に傾斜案内面を有しており、両係合突部３２，３２の下端に係止爪１６，１６の係合面３３，３３が形成されている。また、リセプタクルハウジング２２の後側壁２５には、可動ハウジング５の嵌合プレート１９が当接して係合するガイドプレート３４が突設されていると共に、該ガイドプレート３４の内側下方に後側壁２５と隔壁２６群とにより画定される位置決め溝３５が設けられている。ガイドプレート３４はリセプタクルハウジング２２の上面、すなわち両側壁２４，２４及び後側壁２５の上面より上方へ突出し、その上端には内側、すなわち位置決め溝３５側へ傾斜する案内傾斜面３６が設けられている。そして、可動ハウジング５の嵌合プレート１９がガイドプレート３４の内面側に当接するとほぼ同時に、両ロックアーム１５，１５も係合突部３２，３２に当接するように構成されている。さらに、両側壁２４，２４の前側下端部に補強タブ３７が嵌装されている。該補強タブ３７は係合突部３２の下方に位置し、後述するコネクタ嵌合時に、ロックアーム１５が係止されている係合突部３２と協働して、抜け方向の負荷に対する保持力を高める役割を果たすものである。

図８は、上記のような構成を有するプラグコネクタ１とリセプタクルコネクタ２を用いて、第１のプリント配線板４１と第２のプリント配線板４２を相互に接続した使用例を示しており、（ａ）は第１のプリント配線板４１と第２のプリント配線板４２が高さ方向及び横方向に離間して配置された例で、（ｂ）は水平方向に離間して配置された例である。図８において、リセプタクルハウジング２２は左側が後側壁で、右側が前側である。また、プラグコネクタ１の可動ハウジング５は、左側が前端部で、右側が後端部である。

第１のプリント配線板４１には、プラグコネクタ１の固定ハウジング３に貫通状態に収容して保持された各可撓導体４の接続脚６を回路パターン（図示せず）にはんだ付けして、電気的に接続すると共に、固定ハウジング３が固装される。一方、第２のプリント配線板４２には、リセプタクルコネクタ２のハウジング２２の底面に延出したリセプタクルコンタクト２９のリード部３１を回路パターン（図示せず）にはんだ付けして電気的に接続すると共に、補強タブ３７もはんだ付けして、リセプタクルハウジング２２が第２のプリント配線板４２に固装される。そして、プラグコネクタ１の可動ハウジング５をリセプタクルハウジング２２に嵌合して、プラグコンタクト８をリセプタクルコンタクト２９のフォーク状接触部３０に嵌合接続することによって、両プリント配線板４１，４２が可撓導体４を介して電気的に導通接続される。このとき、可動ハウジング５とリセプタクルハウジング２２は位置ずれを吸収して嵌合されているので、嵌合後においても、図８に矢印Ａで示す可動ハウジング５の抜け方向に相当のテンションがかかっている。

次に、図９ないし図１４を参照して、リセプタクルハウジング２２に対する可動ハウジング５の嵌合接続について説明する。

図９及び図１０は、プラグコネクタ１の可動ハウジング５をリセプタクルハウジング２２に嵌合するために接近させて、対向位置した状態を示している。この状態で、可動ハウジング５を押し下げ、その嵌合プレート１９をリセプタクルハウジング２２のガイドプレート３４の案内傾斜面３６に当接させ、両ロックアーム１５，１５を係合突部３２，３２に係合させて、両ロックアーム１５，１５でリセプタクルハウジング２２を両側から挟み付けるようにして横方向の位置を規制する。このとき、嵌合プレート１９がガイドプレート３４の内面側に当接するとほぼ同時に、両ロックアーム１５，１５も係合突部３２，３２に当接する。そして、嵌合プレート１９と両ロックアーム１５，１５の３点がほぼ同時に当接して、前後方向は嵌合プレート１９とガイドプレート３４の嵌め合わせによって、左右方向は両ロックアーム１５，１５と係合突部３２，３２との係合によって、リセプタクルハウジング２２に対して可動ハウジング５が正しく位置決めされ、誘い込まれる。したがって、可動ハウジング５とリセプタクルハウジング２２が多少ずれていいても、容易に嵌合させることができる。また、リセプタクルハウジング２２に対して可動ハウジング５をある程度斜めに持ってきても、両ハウジング５，２２が干渉しない範囲において回転方向にずれた斜め嵌合も許容されるので、嵌合作業が容易に、かつ良好に行なえる。加えて、両ロックアーム１５，１５が良好に左右のずれを吸収しつつ誘い込み、左右の位置合わせを弾性的に行なうので、比較的大きなずれがあっても、また、一方のロックアーム１５が先に係合突部３２に当接するようなねじれた状態で嵌合させる場合でも、両ロックアーム１５，１５の弾性で柔軟にずれを吸収しつつ、正規の位置に誘い込むことができる。例えば、可動ハウジング５の前端が下向きの姿勢で斜め嵌合された場合においては、ガイドプレート３４の案内傾斜面３６に嵌合プレート１９の前壁が当たり、位置決め溝３５に嵌合プレート１９の先端が進入する。位置決め溝３５は上側が幅広のテーパ状に形成されているから、前後方向の誘い込みが提供される。また、可動ハウジング５の前端が上向きの姿勢で斜め嵌合された場合においては、先ず両ロックアーム１５，１５の先端が係合突部３２，３２に当接して左右の嵌合誘い込みが行なわれ、続いて、ガイドプレート３４の内面側に嵌合プレート１９の先端が当接することで、嵌合プレート１９が位置決め溝３５に挿入される。ほぼ同時に、両ロックアーム１５，１５も係合突部３２，３２を乗り越える。このような斜め嵌合であっても、平板状のプラグコンタクト８のフォーク状接触部３０に対する斜め嵌合は始まっている。さらに、可動ハウジング５が左右方向にずれている場合においては、右方向にずれているときは、左側のロックアーム１５が先に係合突部３２に当接し、係止爪１６の傾斜面によって左方向に変位せしめられ、正規位置に誘い込まれる。左方向にずれているときは、上記の逆動作によって正規位置に誘い込まれる。

このような誘い込みによる位置決め嵌合は、特に接続する第１のプリント配線板４１と第２のプリント配線板４２が高さ方向に離間されているとき、あるいは横方向に大きくずれている場合の嵌合作業を容易にするものである。

このように誘い込み位置決めされた後、さらに可動ハウジング５を押し下げると、図１１及び図１２に示すように、嵌合プレート１９が案内傾斜面３６に案内誘導されて位置決め溝３５に嵌合して、可動ハウジング５とリセプタクルハウジング２２が位置決めされると共に、両係止爪１６，１６が係合突部３２，３２の外側面に摺接し外方へ弾性変位しながら下降する。このとき、各プラグコンタクト８がリセプタクルコンタクト２９のフォーク状接触部３０に部分的に嵌合する。さらに、可動ハウジング５を押し下げ、図１３及び図１４に示すように、可動ハウジング５のリセプタクルハウジング２２に対する嵌合が完了すると、プラグコンタクト８がリセプタクルコンタクト２９の接触部３０に嵌合接続して電気的に接続すると共に、係止爪１６，１６が係合突部３２，３２の係合面３３，３３に係合して元の姿勢に弾性復元する。係止爪１６，１６が復元することで、可動ハウジング５とリセプタクルハウジング２２が正しく嵌合したことを確認できる。

このように、嵌合接続された可動ハウジング５とリセプタクルハウジング２２は、正しく位置決めして嵌合されているので、嵌合時にねじれを生じることがなく、また、ロックアーム１５，１５と係合突部３２，３２とのロック機構によって不測の嵌合外れが確実に防止されているので、信頼性の高い導通が確保される。そして、嵌合時に可動ハウジング５が抜け出す方向に負荷が作用しても、該負荷は両ロックアーム１５，１５が係合するリセプタクルハウジング２２の前側上端部に設けられた係合突部３２，３２と、その下方の前側下端部に設けられた補強リブ３７，３７で受けられ、可動ハウジング５の抜け出しを確実に防止できる。また、嵌合後に振動や衝撃を受けても、両ロックアーム１５，１５の弾性力によって吸収される。さらに、両ロックアーム１５，１５が係合突部３２，３２に対して半係合状態の場合、ロックアーム１５とリセプタクルハウジング２２の側壁面との間に生じる隙間によって容易に検出することが可能である。

一方、第１のプリント配線板４１と第２のプリント配線板４２との間における大きな位置ずれは屈曲自在の可撓導体４の伸縮によって吸収される。

上記した実施の形態において、両ロックアーム１５，１５はアウターロック構造としたが、ロックアーム１５の下側を開放し、下端にかけて傾斜面を設けたフック状の係止爪を有する構造であれば、インナーロック構造を採用することも可能である。

本発明に係るずれ吸収プリント配線板接続用コネクタを構成するプラグコネクタのの正面図である。 図１の２−２線に沿う断面図である。 同上プラグコネクタの可動ハウジングの側面図である。 本発明に係るずれ吸収プリント配線板接続用コネクタを構成するリセプタクルコネクタの一部切欠き正面図である。 同上リセプタクルコネクタの平面図である。 図５の６−６線に沿う断面図である。 リセプタクルハウジングの側面図である。 本発明に係るずれ吸収プリント配線板接続用コネクタの使用例を示す説明図である。 本発明に係るずれ吸収プリント配線板接続用コネクタの主要部である可動ハウジングとリセプタクルハウジングとの嵌合準備状態を示す説明図である。 図９の１０−１０線に沿う断面図である。 同上可動ハウジングとリセプタクルハウジングの嵌合途中を示す説明図である。 図１１の１２−１２線に沿う断面図である。 同上可動ハウジングとリセプタクルハウジングの嵌合完了状態を示す説明図である。 図１３の１４−１４線に沿う断面図である。

１ プラグコネクタ
２ リセプタクルコネクタ
３ 固定ハウジング
４ 可撓導体
５ 可動ハウジング
６ 接続脚
８ プラグコンタクト
１０ 絶縁性テープ
１５ ロックアーム
１６ 係止爪
１７ 支持軸
１８ 操作レバー
１９ 嵌合プレート
２２ リセプタクルハウジング
２４ 両側壁
２５ 後側壁
２９ リセプタクルコンタクト
３０ フォーク状接触部
３１ リード部
３２ 係合突部
３３ 係合面
３４ ガイドプレート
３５ 位置決め溝
３６ 案内傾斜面
３７ 補強タブ
４０ 帯状体の可撓導体群
４１ 第１のプリント配線板
４２ 第２のプリント配線板

Claims (5)

1. 第１のプリント配線板に固装される固定ハウジングと、該固定ハウジングに屈曲自在の複数の細長い可撓導体を介して連結された可動ハウジングとを有し、前記可撓導体の一端に設けられた接続脚が、前記固定ハウジングに並列して収容されていると共に、前記第１のプリント配線板に接続され、前記可撓導体の他端に設けられたプラグコンタクトが前記可動ハウジングに並列して収容されているプラグコネクタと、
   第２のプリント配線板に固装されるリセプタクルハウジングに前記プラグコンタクトが嵌合接続する接触部を有するリセプタクルコンタクトが、並列して収容されていると共に、前記第２のプリント配線板に接続されるリセプタクルコネクタとから成るプリント配線板接続用コネクタであって、
   前記可動ハウジングの長手方向の両端部に外方へ弾性変位可能なロックアームが設けられ、該ロックアームはそれぞれ先端に係止片を有し、かつ、前記可動ハウジングの前端の嵌合面側に嵌合プレートが設けられており、
   前記リセプタクルハウジングの長手方向の両端部に前記ロックアームの前記係止片と係合する係合突部が設けられ、かつ、後壁側に前記嵌合プレートが当接係合するガイドプレートが突設されていると共に、該ガイドプレートの内側下方に前記嵌合プレートが嵌合する位置決め溝が設けられ、
   前記嵌合プレートが前記ガイドプレートの内面側に当接するのとほぼ同時に、前記両ロックアームも前記係合突部に当接する位置に構成されていることを特徴とするずれ吸収プリント配線板接続用コネクタ。
2. 前記プラグコンタクトは、平板状であり、前記可動ハウジングの長手方向に整列配設されていると共に、
   前記リセプタクルコンタクトは、フォーク形状の接触部を有し、前記リセプタクルハウジングの嵌合ブロック内に長手方向に整列配設されており、
   さらに、前記リセプタクルハウジングの前記ガイドプレートの前側には、前記嵌合ブロックと対向する側壁が設けられていないことを特徴とする請求項１記載のずれ吸収プリント配線板接続用コネクタ。
3. 前記ロックアームは、下端部に下側を開放し、下端にかけて傾斜面を設けたフック状の係止爪を有し、前記係合突部は、前記リセプタクルハウジングの前端側面部の両側に突出して設けられ、下端に前記係合突部の係合面が形成されており、
   前記可動ハウジングを前記リセプタクルハウジングに嵌合する際、前記係止爪が前記係合突部に沿って外方へ弾性変位しながら下降し、嵌合完了時に、前記係止爪が前記係合面に係合して弾性復元するように構成されている請求項１又は２記載のずれ吸収プリント配線板接続用コネクタ。
4. 前記リセプタクルハウジングの前側下端部に補強タブが設けられ、その上方に前記ロックアームが係止されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のずれ吸収プリント配線板接続用コネクタ。
5. 前記ガイドプレートは、前記リセプタクルハウジングの前記嵌合ブロック及び接触部の上面より上方へ突出し、その上端に内側へ傾斜する案内傾斜面が設けられており、
   前記可動ハウジングを前記リセプタクルハウジングに嵌合する際、前記嵌合プレートが前記案内傾斜面に当接して、前記位置決め溝に案内誘導するように構成されている請求項１ないし４のいずれかに記載のずれ吸収プリント配線板接続用コネクタ。

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