JP5838958B2 - 基板を備える電気機器 - Google Patents

Description

本発明は、ケースに収容された基板とこの基板に接続される電線とを備える電気機器に関する。

このような電気機器としては、例えば下記特許文献１に記載されるものが公知である。特許文献１に記載の機器は、基板を保護するケースに、基板と電気的に接続された端子の一端が位置するコネクタ部を設けることにより、ケースに収容された基板と電線（ワイヤハーネス）とを電気的に接続可能に構成したものである。

特開２０１１−１４１９９１号公報

上記特許文献１に記載の機器は、基板をケースに収容した上で電線をコネクタに接続しなければならず組立に時間がかかる、機器が平面方向に大きくなるために配置スペースが大きくなってしまう、などといった種々の問題がある。

本発明は、ケースに保護された基板とそれに接続される電線を備える機器の組立工数を減らすことを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明にかかる基板を備える電気機器は、導電パターンが形成された基板と、この基板が収容される一方が開口した収容空間が形成されたケース部材と、前記基板の導電パターンに電気的に接続された中継端子に接続可能な接続端子を有する端子付電線と、この端子付電線の接続端子が固定された前記収容空間内に位置する端子固定部、および前記接続端子が前記中継端子に接続された状態において前記収容空間の開口を覆う蓋部が一体的に形成されたカバー部材と、を備え、前記ケース部材の前記収容空間に面する壁面には、前記接続端子が前記中継端子に接続される位置まで前記端子固定部を案内する第一ガイド部が形成されていることを特徴とする。

前記中継端子は、前記基板の導電パターンに接続され、前記基板に沿う平面に略直交する方向に延びる基板側部位と、この基板側部位から屈曲し、前記基板に沿う平面に略平行かつ前記収容空間の開口の方向に延びる接続端子側部位と、を有し、前記端子固定部に固定された接続端子が前記中継端子の接続端子側部位に接続されることにより、前記基板と前記接続端子とが前記基板に沿う平面に略直交する方向において重なった状態で前記収容空間内に収容されているとよい。

前記基板には絶縁材料で形成された台座が固定されており、この台座に少なくとも前記基板側部位が固定されることにより当該台座に前記中継端子が支持されていればよい。

前記蓋部の縁部には、前記接続端子が前記中継端子に接続される位置に前記端子固定部を位置させたときに、前記ケース体に形成された係止部に係止される被係止部が設けられているとよい。

前記ケース部材には、前記基板の導電パターンに電気的に接続されたコネクタ端子が位置する箇所に、コネクタ部が形成されているとよい。

一方が開口した空間が形成された絶縁性材料からなる基材に、前記複数の導電性部材が固定された導電性部材組をさらに備え、この導電性部材組が、前記空間内に前記磁性体が位置するように前記基板に支持されていればよい。

前記コネクタ端子は、前記基板の導電パターンに接続され、前記基板に沿う平面に略直交する方向に延びる基板側部位と、この基板側部位から屈曲し、少なくとも一部が前記コネクタ部に位置するコネクタ側部位と、を有し、前記台座に少なくとも前記コネクタ端子の基板側部位が固定されることにより当該台座に前記コネクタ端子が支持されていればよい。

前記ケース部材の前記収容空間に面する壁面には、前記開口から前記収容空間に挿入される基板を所定位置まで案内する第二ガイド部が形成されているとよい。

上記本発明にかかる基板を備える電気機器は、基板が収容される収容空間が形成されたケース部材には、基板を挿入するための開口が形成される。そして、その開口は、端子付電線の接続端子を固定するための端子固定部と一体的に形成された蓋部によって覆われる。つまり、端子固定部が固定された接続端子を中継端子に接続する（中継端子を介して基板（導電パターン）と接続端子を電気的に接続する）作業を行えば、自動的に収容空間の開口が覆われる。このように、上記電気機器によれば、基板が収容された収容空間の開口の封鎖作業および電線と基板の電気的接続作業を同時に行うことができる。つまり、従来よりも組立工数を減らすことができる。
また、上記のような第一ガイド部が設けられていれば、接続端子と中継端子を接続する作業が容易になる。延いては、蓋部によって収容空間の開口を覆う作業が容易になる。

また、上記のような基板側部位と接続端子側部位とを有する中継端子を用いれば、基板と接続端子（端子固定部）とが基板に沿う平面に略直交する方向に重なった状態とした上で、両者を収容空間内に収容することができる。つまり、基板に沿う平面方向における電気機器の大きさを小さくすることによる配置スペースの低減に寄与する。

また、上記のように中継端子が屈曲している場合には、上記のような台座を用いることにより中継端子が安定した状態で支持される。例えば、中継端子（接続端子側部位）に接続端子が抜き差しされるときの中継端子の位置ずれなどが防止される。

また、上記のような係止部が係止される被係止部が設けられていれば、蓋部がケース体から外れてしまうことを防止できる。また、蓋部がケース体から外れてしまわない限り、接続端子と中継端子の接続が解消してしまうことはないため、上記構成は接続端子と中継端子の接続の維持にも寄与する。

また、ケース部材に上記のようなコネクタ部が形成されていれば、別の電線などを基板に接続することが容易である。例えば、電線と電線の間に基板が介在された機器を容易に作製できる。

また、上記のようにコネクタ端子が屈曲している場合には、中継端子が支持される上記の台座にコネクタ端子を安定した状態で支持させることができる。例えば、コネクタ端子（コネクタ側部位）に相手方端子が抜き差しされるときのコネクタ端子の位置ずれなどが防止される。

また、上記のような第二ガイド部が設けられていれば、基板を収容空間内に収容する作業が容易になる。

本発明の一実施形態にかかる基板を備える電気機器の外観図である。 本発明の一実施形態にかかる基板を備える電気機器をカバー部材側から見た平面図である。 図２に示したＡ−Ａ線断面を模式的に示した図である。 ケース部材に対し、基板および台座（台座に支持された中継端子、コネクタ端子を含む）が挿入される様子を断面で模式的に示した図である。 基板および台座（台座に支持された中継端子、コネクタ端子を含む）が収納されたケース部材に対し、カバー部材が取り付けられる様子を断面で模式的に示した図である。 台座における中継端子およびコネクタ端子が支持された箇所（溝および貫通孔）を拡大して示した図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において単に左右方向とは図示したＸ方向を、幅方向とは図示したＹ方向を、高さ方向（上下方向）とは図示したＺ方向をいうものとする。本実施形態にかかる基板を備える電気機器１は、基板１０と、ケース部材２０と、端子付電線３０と、カバー部材４０と、を備える。以下、各構成について図１〜図６を用いて詳細に説明する。

基板１０には導電パターン１１および実装された電気部品により回路が形成されている。基板１０の当該一方側の面上には絶縁性材料からなる台座５０が固定されている。

中継端子６０は導電性材料からなる略Ｌ字状に屈曲した部材である。具体的には、上下方向に延びる基板側部位６１、およびこの基板側部位６１から屈曲し左右方向に延びる接続端子側部位６２を有する。図６に示すように、台座５０には、左右方向に延びる溝５１、およびこの溝５１の底から延びて台座５０を上下方向に貫く貫通孔５２が形成されている。中継端子６０は基板側部位６１が貫通孔５２に通され、接続端子側部位６２が溝５１に通されることにより台座５０に支持される。具体的には、中継端子６０は、基板側部位６１が基板１０に沿う平面に略直交する方向（上下方向）に延び、接続端子側部位６２が基板１０に沿う平面に略平行かつ後述する収容空間２１の開口２１１の方向に延びる状態で台座５０に支持されている。基板側部位６１の先端は台座５０の下方側端面から突出し、当該突出した部分が基板１０の導電パターン１１（ランド）にはんだ付けされている。つまり、中継端子６０と導電パターン１１は電気的に接続されている。

台座５０と基板１０の固定方法は特定の方法に限定されない。はんだ付けによる導電パターン１１（ランド）と中継端子６０の接合力のみにより基板１０上に台座５０が固定された構成としてもよいし、これとは別にネジ留めなどにより台座５０と基板１０を固定してもよい。この基板１０および中継端子６０が固定された台座５０はケース部材２０に形成された収容空間２１内に収容される。

ケース部材２０は、絶縁性材料で一体成形された部材である。ケース部材２０に形成された収容空間２１は、詳細を後述するカバー部材４０が組付けられていない状態においては、一方（本実施形態では図３〜図５における左側）が開口した空間である。ケース部材２０における収容空間２１に面する幅方向両側の内壁面には、収容空間２１に向かって突出する突起（幅方向の一方側の突起と他方側の突起は同じ高さに位置する）と収容空間２１に面する上側の内壁面との間の溝である第一ガイド部２２が形成されている。この第一ガイド部２２には詳細を後述するカバー部材４０の端子固定部４１の幅方向両側縁が嵌り込む。また、当該内壁面における第一ガイド部２２よりも下には、収容空間２１に向かって突出する二つの突起（幅方向の一方側の二つの突起と他方側の二つの突起は同じ高さに位置する）の間の溝である第二ガイド部２３が形成されている。この第二ガイド部２３には基板１０の幅方向両側縁が嵌り込む。

ケース部材２０における収容空間２１の開口２１１側には、幅方向両側の壁を貫く貫通孔である基板係止孔２４および蓋係止孔２５（本発明における係止部に相当する）が形成されている。基板係止孔２４は、幅方向の一方側および他方側の両方における第二ガイド部２３と同じ高さに形成されている（溝である第二ガイド部２３と連なる貫通孔である）。基板１０の幅方向両端には幅方向外側に向かって突出した基板被係止突起１２が形成されており、基板１０が第二ガイド部２３に沿って収容空間２１内に挿入され、所定位置に到達すると基板被係止突起１２が基板係止孔２４に嵌り込む。蓋係止孔２５は、基板係止孔２４よりも開口２１１側に位置しており、詳細を後述するカバー部材４０の蓋部４２に形成された蓋被係止突起４２１が嵌り込む孔である。本実施形態では、幅方向の一方側に二つ、他方側に二つの計四つの蓋係止孔２５が形成されている。

ケース部材２０における収容空間２１の開口２１１が位置する側の反対側には、図３〜図５における右側に向かって突出するコネクタ部２６が形成されている。コネクタ部２６は、相手方コネクタ９０（図３参照）が嵌合可能なメスコネクタ部である。また、ケース部材２０には、コネクタ部２６の底（コネクタ部２６の開口の反対側）から収容空間２１の底（収容空間２１の開口２１１の反対側）までを貫く貫通孔であるコネクタ端子挿通孔２７が形成されている。コネクタ部２６（コネクタ部２６を構成する壁に囲まれる空間内）には、コネクタ端子７０が位置する。具体的には、コネクタ端子７０は、上下方向に延びる基板側部位７１、およびこの基板側部位７１から屈曲し左右方向に延びるコネクタ側部位７２を有し、コネクタ側部位７２が上記コネクタ端子挿通孔２７を通ってその先端側の一部がコネクタ部２６に位置する。

コネクタ端子７０は上記台座５０に支持されている。上述したように、台座５０には左右方向に延びる溝５１、およびこの溝５１の底から延びて台座５０を上下方向に貫く貫通孔５２が形成されている（図６参照）。コネクタ端子７０は基板側部位７１が貫通孔５２に通され、コネクタ側部位７２が溝５１に通されることにより台座５０に支持される。具体的には、コネクタ端子７０は、基板側部位７１が基板１０に沿う平面に略直交する方向（上下方向）に延び、コネクタ側部位７２が基板１０に沿う平面に略平行かつコネクタ部２６側に延びる状態で台座５０に支持されている。さらに詳しくは、コネクタ端子７０の基板側部位７１は中継端子６０の基板側部位６１と同様に基板１０に沿う平面に略直交する方向（上下方向）に延びるとともに台座５０の幅方向に沿って並び、コネクタ端子７０のコネクタ側部位７２は中継端子６０の接続端子側部位６２と同様に基板１０の平面に沿うものの、中継端子６０の接続端子側部位６２とは反対方向に延びるように固定されている。コネクタ端子７０の基板側部位７１の先端は台座５０の下方側端面から突出し、当該突出した部分が基板１０の導電パターン１１（ランド）にはんだ付けされている。つまり、コネクタ端子７０と基板１０の導電パターン１１は電気的に接続されている。

端子付電線３０は、端部で露出した電線３１の芯線に接続端子３２（本実施形態ではメス端子）がかしめられてなるものである。当該接続端子３２の形状や、かしめの構造などは公知の構成が適用できるから簡略化して図示し、説明は省略する。

カバー部材４０は、端子固定部４１および蓋部４２が一体的に形成された絶縁性材料からなる部材である。端子固定部４１は、端子付電線３０の接続端子３２が収容可能な端子収容空間４１１が形成された部分である。端子固定部４１における端子収容空間４１１側には、図示されない端子係止部が設けられている。端子収容空間４１１は一方が開口しており、当該開口から接続端子３２が端子収容空間４１１内に挿入されることにより端子係止部が接続端子３２の所定部位に引っ掛かり、接続端子３２が容易に引き抜くことのできない状態となる。すなわち、接続端子３２が端子収容空間４１１内に固定された状態となる。本実施形態では、三つの端子固定部４１が並んで設けられている。

カバー部材４０の蓋部４２は、端子固定部４１における端子収容空間４１１の開口縁から端子収容空間４１１の長手方向に対して直交する方向に延びる平板状の部分である。蓋部４２の平面方向の大きさ（当該方向において端子固定部４１が占める部分を含む）は、ケース部材２０の収容空間２１の開口２１１の大きさと略同じである。蓋部４２の幅方向両側縁には、外側に向かって突出する蓋被係止突起４２１（本発明における被係止部に相当する）が形成されている。蓋被係止突起４２１は、幅方向の一方側に二つ、他方側に二つ形成されている。

このような構成を備える基板を備える電気機器１は、例えば次のような手順で組み立てることができる。

基板１０に対し台座５０およびそれに支持される中継端子６０とコネクタ端子７０を固定し、基板１０と両端子の部組（基板−端子組）を得る。基板１０に対する台座５０（両端子）の固定方法は上述した通りである。図４に示すように、得られた基板−端子組における基板１０の幅方向両側縁を第二ガイド部２３に係合させて基板−端子組をケース部材２０の収容空間２１に挿入する。収容空間２１の奥まで挿入すると、基板−端子組のコネクタ端子７０がコネクタ端子挿通孔２７を通り、コネクタ側部位７２がコネクタ部２６に位置した状態となる。また、基板１０に形成された基板被係止突起１２が基板係止孔２４に嵌り込み、収容空間２１内における当該位置にて基板−端子組が固定された状態となる。これにより、ケース、基板１０、中継端子６０、およびコネクタ端子７０の部組（ケース−基板−端子組）が得られる。

一方で、端子付電線３０の接続端子３２をカバー部材４０の端子収容空間４１１内に挿入し、端子固定部４１に固定する。これにより、端子付電線３０とカバー部材４０の部組（電線−カバー組）を得る。この工程は、上記ケース−基板−端子組を得る工程とは別に行うこと（先後は問わない）ができる。

図５に示すように、得られた電線−カバー組を、カバー部材４０の端子固定部４１の幅方向両側縁を第一ガイド部２２に係合させてケース−基板−端子組のケース部材２０の収容空間２１に挿入する。収容空間２１の奥まで挿入すると、台座５０に支持された中継端子６０の接続端子側部位６２が、端子固定部４１に固定された接続端子３２のキャビティ（端子の内側の空間）に嵌り込む。これにより、電線３１（接続端子３２）と基板１０（導電パターン１１）が中継端子６０を介して電気的に接続された状態となる。また、蓋部４２に形成された蓋被係止突起４２１がケース部材２０に形成された蓋係止孔２５に嵌り込み、収容空間２１の開口２１１の周囲で蓋部４２がケース部材２０に固定される。上述したように、蓋部４２の平面方向の大きさ（当該方向において端子固定部４１が占める部分を含む）は、ケース部材２０の収容空間２１の開口２１１の大きさと略同じであるため、蓋部４２によって収容空間２１の開口２１１が覆われる。つまり、最終的には、ケース部材２０と蓋部４２によって形成される壁に囲まれた空間内に、基板１０とそれに電気的に接続された接続端子３２（端子固定部４１）が収容された電気機器１が得られる。

本実施形態では、第二ガイド部２３の上に第一ガイド部２２が形成されている。そのため、蓋部４２に形成された蓋被係止突起４２１がケース部材２０に形成された蓋係止孔２５に嵌り込み、端子固定部４１に固定された接続端子３２が中継端子６０の接続端子側部位６２に接続され、両者が収容空間２１内に収容された状態（組立が完了した状態）においては、基板１０と接続端子３２（端子固定部４１）とが基板１０に沿う平面に略直交する方向（上下方向）において重なる。

このようにして得られた電気機器１のコネクタ部２６には、当該コネクタ部２６に嵌合可能なコネクタを有する機器が接続可能である。例えば、図３に点線で示すようなコネクタ９０付電線がコネクタ部２６に接続されると、その電線と基板１０（導電パターン１１）がコネクタ端子７０を介して電気的に接続されることとなる。本実施形態では、中継端子６０とコネクタ端子７０が別の部材である（直接電気的に接続されていない）ため、各端子付電線３０の電線３１と各コネクタ９０付電線の電線が、基板１０に形成された回路を経由して接続された状態となる。なお、中継端子６０とコネクタ端子７０は一体に構成してもよい。この場合は上下方向に延びる基板側部位、その上端から収容空間２１の開口２１１側に屈曲する接続端子側部位、およびコネクタ部２６側に屈曲するコネクタ部側部位が導電性材料で一体的に形成された略Ｔ字状の部材とすればよい。そうすると、各端子付電線３０の電線３１と各コネクタ９０付電線の電線が電気的に接続されるとともに、当該接続された各電線間を橋渡しするように基板１０に形成された回路が接続されることとなる。

以上説明した本実施形態にかかる基板を備える電気機器１によれば、次のような作用効果が奏される。

本実施形態にかかる電気機器１は、基板１０が収容される収容空間２１が形成されたケース部材２０には、基板１０を挿入するための開口２１１が形成される。そして、その開口２１１は、端子付電線３０の接続端子３２を固定するための端子固定部４１と一体的に形成された蓋部４２によって覆われる。つまり、端子固定部４１が固定された接続端子３２を中継端子６０に接続する（中継端子６０を介して基板１０（導電パターン１１）と接続端子３２を電気的に接続する）作業を行えば、自動的に収容空間２１の開口２１１が覆われる。このように、上記電気機器１によれば、基板１０が収容された収容空間２１の開口２１１の封鎖作業および電線３１と基板１０の電気的接続作業を同時に行うことができる。つまり、従来よりも組立工数を減らすことができる。

また、基板１０と接続端子３２とは、基板１０に沿う平面に略直交する方向（上下方向）に重なった状態で収容空間２１内に収容される。そのため、基板１０に沿う平面方向における電気機器１の大きさを小さくすること、すなわち配置スペースを小さくすることができる。

また、中継端子６０およびコネクタ端子７０が略Ｌ字状に屈曲した形状とされた上で、上下方向に延びる両端子の基板側接続部位が台座５０に形成された貫通孔５２に通された構成であるため、中継端子６０やコネクタ端子７０に相手方の端子が抜き差しされるときの位置ずれなどが防止される。

また、第一ガイド部２２が設けられているため、接続端子３２と中継端子６０を接続する作業が容易である。さらに本実施形態では、接続端子３２を固定する端子固定部４１に蓋部４２が一体的に形成され、収容空間２１への端子固定部４１の挿入と、収容空間２１の開口２１１を覆う作業とが同時に行われる構成であるため、第一ガイド部２２は蓋部４２による収容空間２１の開口２１１を覆う作業の容易化にも寄与する。

また、第二ガイド部２３が設けられているため、基板１０を収容空間２１内に収容する作業が容易である。

また、蓋部４２にはケース部材２０に形成された蓋係止孔２５に係止される蓋被係止突起４２１が形成されているため、一旦ケース部材２０に固定された蓋部４２がケース体から外れてしまうことを防止できる。また、蓋部４２と端子固定部４１が一体であるため、蓋部４２がケース体から外れてしまわない限り、接続端子３２と中継端子６０の接続が解消してしまうことはない。つまり、蓋係止孔２５とそれに係止される蓋被係止突起４２１は、接続端子３２と中継端子６０の接続の維持にも寄与する。

また、ケース部材２０にはコネクタ部２６が形成されているため、別の電線などを基板１０に接続することが容易である。例えば、電線と電線の間に基板１０が介在された機器を容易に作製できる。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

以上の実施の形態に関しさらに、以下の付記を開示する。

（付記１）
電線と、この電線が接続された接続端子と、この接続端子を収容する端子固定部と蓋部で構成されたカバー部材と、を備えた端子付き電線であって、
導電パターンが形成された基板、この基板が収容される一方が開口した収容空間が形成されたケース部材、該基板の導電パターンに電気的に接続された中継端子と備えた電気機器に対し、
前記カバー部材は、前記端子固定部を前記収容空間に挿入して前記接続端子が前記中継端子に接続された状態とすることにより前記収容空間の開口を前記蓋部が覆うように構成されている
ことを特徴とする端子付き電線。

１ 基板を備える電気機器
１０ 基板
１１ 導電パターン
１２ 基板被係止突起
２０ ケース部材
２１ 収容空間
２１１ 開口
２２ 第一ガイド部
２３ 第二ガイド部
２４ 基板係止孔
２５ 蓋係止孔
２６ コネクタ部
３０ 端子付電線
３１ 電線
３２ 接続端子
４０ カバー部材
４１ 端子固定部
４１１ 端子収容空間
４２ 蓋部
４２１ 蓋被係止突起
５０ 台座
５２ 貫通孔
６０ 中継端子
６１ （中継端子の）基板側部位
６２ 接続端子側部位
７０ コネクタ端子
７１ （コネクタ端子の）基板側部位
７２ コネクタ側部位

Claims (7)

1. 導電パターンが形成された基板と、
   この基板が収容される一方が開口した収容空間が形成されたケース部材と、
   前記基板の導電パターンに電気的に接続された中継端子に接続可能な接続端子を有する端子付電線と、
   この端子付電線の接続端子が固定された前記収容空間内に位置する端子固定部、および前記接続端子が前記中継端子に接続された状態において前記収容空間の開口を覆う蓋部が一体的に形成されたカバー部材と、
   を備え、
   前記ケース部材の前記収容空間に面する壁面には、前記接続端子が前記中継端子に接続される位置まで前記端子固定部を案内する第一ガイド部が形成されていることを特徴とする基板を備える電気機器。
2. 前記中継端子は、
   前記基板の導電パターンに接続され、前記基板に沿う平面に略直交する方向に延びる基板側部位と、
   この基板側部位から屈曲し、前記基板に沿う平面に略平行かつ前記収容空間の開口の方向に延びる接続端子側部位と、
   を有し、
   前記端子固定部に固定された接続端子が前記中継端子の接続端子側部位に接続されることにより、前記基板と前記接続端子とが前記基板に沿う平面に略直交する方向において重なった状態で前記収容空間内に収容されていることを特徴とする請求項１に記載の基板を備える電気機器。
3. 前記基板には絶縁材料で形成された台座が固定されており、この台座に少なくとも前記中継端子の基板側部位が固定されることにより当該台座に前記中継端子が支持されていることを特徴とする請求項２に記載の基板を備える電気機器。
4. 前記蓋部の縁部には、前記接続端子が前記中継端子に接続される位置に前記端子固定部を位置させたときに、前記ケース体に形成された係止部に係止される被係止部が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の基板を備える電気機器。
5. 前記ケース部材には、前記基板の導電パターンに電気的に接続されたコネクタ端子が位置する箇所に、コネクタ部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の基板を備える電気機器。
6. 前記コネクタ端子は、
   前記基板の導電パターンに接続され、前記基板に沿う平面に略直交する方向に延びる基板側部位と、
   この基板側部位から屈曲し、少なくとも一部が前記コネクタ部に位置するコネクタ側部位と、
   を有し、
   前記台座に少なくとも前記コネクタ端子の基板側部位が固定されることにより当該台座に前記コネクタ端子が支持されていることを特徴とする請求項３を引用する請求項５に記載の基板を備える電気機器。
7. 前記ケース部材の前記収容空間に面する壁面には、前記開口から前記収容空間に挿入される基板を所定位置まで案内する第二ガイド部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の基板を備える電気機器。

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