JP7359792B2 - 重量センサ及びこれを収容するセンサユニット - Google Patents
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Description
ケース体と、
センサカバーと、
前記ケース体及び前記センサカバーで囲まれた空間に配されたセンサと、
該センサ側に荷重を伝達し、一部が前記センサカバーから突出した重量検知部と、を備える重量センサ。
冷蔵庫100は、前方が開口した箱体101(外箱)にて外郭を構成している。箱体101の前方には、開口部を開閉する扉102が備えられている。箱体101は上部を構成する天板101aと、底部を構成する底板101bと、左右側部を構成する側板101cと、背部を構成する背面板101dから構成されている。箱体101の内部には内箱103が備えられている。箱体101と内箱103との間には、発泡断熱材140が充填されている。
冷蔵庫100のシステム構成について図5を用いて説明する。主制御基板109には操作基板113が接続され、使用者が設定する温調用ボリューム113aの情報を取得する。また、主制御基板109には、庫内温度センサ110が接続され、庫内104の温度を検出する。主制御基板109は、温調用ボリューム113aの情報と庫内温度センサ110が検出する庫内温度を基に、圧縮機107を制御する。
まず、上段センサユニット220a、中段センサユニット220bの構成について説明する。図6は上段センサユニットを取り外した状態の外観斜視図である。図7は図6の上段センサユニットに容器を載置した状態を示す外観斜視図である。図8はカバー部材を外した状態の上段センサユニットの上面図である。なお、中段センサユニット220bは上段センサユニット220aと同一の構成であるので、説明は省略する。また、第一取付部221a側と第二取付部221b側との構成は同様にできる。
次にセンサユニット220(上段センサユニット220a、中段センサユニット220b)の冷蔵庫への固定方法について説明する。図9は図8に内箱103や固定部材229などを追加した場合のIX-IX線断面図(センサユニット220(取付部本体223とカバー部材224)の内箱103側への固定状態を示す断面図)である。図10は2つのセンサユニットの下方側を視野に入れた斜視図である。図11は図10のXI-XI線断面図である。図12は図10のXII-XII線断面図である。
次に重量センサの構成について図9、図11、図13、図14を用いて説明する。図13は重量センサの外観斜視図であり、図14は重量センサの分解斜視図である。
次にセンサユニット220(上段センサユニット220a、中段センサユニット220b)に配置された配線227を箱体101側へ引き込む方法について説明する。
下段ユニットの構成について説明する。図18は下段センサユニットの上面図、図19はカバー部材を外した状態の下段センサユニットの上面図であり、図20は下段センサユニットにトレーと容器を載置した状態を示す冷蔵庫の右半分を削除した断面斜視図であり、図21は下段センサユニットにトレーを載置した状態を示す冷蔵庫の右半分を削除した断面斜視図である。
次に下段センサユニット220cに配置された配線247を箱体101側へ引き込む方法について説明する。
次に重量センサ200に対する容器105の載置方法について、図6、図7、図27~図33を用いて説明する。図27は容器の左側面図であり、図28は図27のXXVIII部拡大図であり、図29は図3のXXIX部拡大図(重量センサに容器を載置した状態を示す正面図)であり、図30は図29のXXX部拡大図であり、図31は容器を下方斜めから見た下方斜視図である。図32は図4のXXXII部拡大図であり、図33は図4のXXXIII部拡大図である。なお、以下の説明は、上段センサユニット220a、中段センサユニット220bに対するものである。下段センサユニット220cでも同様にし得る。
図32に示すように、内箱103には庫内に冷気を吹き出す吐出口108が形成されている。吐出口108は、吹き出す冷気125の向きが内箱103の庫内中央に向くように設置している。すなわち、実施例1では吐出口108から吹き出す冷気125が、重量センサ200に直接当たるのを抑制している。このように構成することにより、実施例1では重量センサ200の温度による影響を受け難くし、重量センサ200の検出精度を確保することができる。吐出口108からの冷気の吹出し方向は、例えば、吐出口108からの風速が略最高の向きと考えることができる。
図34は収容物を載置した容器105の側面図である。ここでは左側面視である。容器105の前側には、収容物が載置されている。重量センサ200の重量検知部206は、容器105の支持点であるから、容器105の傾きを抑制するために、上面視で、収容物が載置されるスペースよりも外側に位置させることが好ましい。しかしながら、使用者の使用状況によっては重量検知部206の外側に収容物が載置される可能性がある。そのため、重量検知部206の外側の位置に収容物が載置された場合であっても、容器105が傾かないように設計することが好ましい。
従って、重量センサ200の位置、容器105の設計にあたっては、容器105に載置される収容物の最大重さを考慮し、上記式を満たすようにX1、X2、W2を設定すれば良い。
図35は冷蔵庫の側面を透過した側面図であり、図36は図35のXXXVI-XXXVI線断面図である。図35では右側面を描いている。冷蔵庫100の側面には、箱体101への結露を抑制するために、冷凍サイクル中で圧縮機によって圧縮された冷媒が流通するホットガスパイプ130が配置されている。箱体101と内箱103との間にはウレタンフォーム等の発泡断熱材140が充填されている。ホットガスパイプ130は箱体101側に寄せて配置されている。ホットガスパイプ130には高温の冷媒が流れるため、重量センサ200がホットガスパイプ130からの熱の影響を受ける可能性がある。そこで、実施例1ではホットガスパイプ130を箱体101側に寄せて、ホットガスパイプ130と内箱103(重量センサ200)との間に発泡断熱材140を配置している。このため、ホットガスパイプ130からの熱は、発泡断熱材140によって緩和されるので、重量センサ200が受ける熱の影響を抑制し、重量センサ200の検出精度を維持することができる。
本願は、次の思想を包含する。
特開2007-010208号公報に記載の技術においては、冷蔵室3を形成する内箱2の側壁に前後方向に亙って凸形成された棚受けビード2aの4隅に圧力センサ11を固着している(0012,0013、図2,3等)。
特開2013-124798号公報は、棚上段54と棚下段55と、これらの隙間空間に設けた歪ゲージセンサ56や電気配線が一部材の棚とされている。電気配線は、棚の背面側に設けられたセンサ側防水コネクタ58に嵌装されると共に、冷蔵庫51の本体側防水コネクタ59に接続される(0026,0027,0031,0032、図2等)。棚上段54、棚下段55、及び隙間空間が一体となって引き出される構造である(0032)。単一の歪ゲージセンサ56によって重量検知を行うことを前提としている(0012,0036等)。
棚受けの4隅又はこの近傍それぞれの一部又は全部にセンサを設置するにあたっては、センサと制御回路部を電気的に接続する必要があるが、特開2007-010208号公報に記載の技術においては、センサの収容方法や配線の接続方法については考慮されていなかった。
特開2013-124798号公報は、棚上段54の中央に単一の歪ゲージセンサ56を配する方式での検知精度改善のための収容構造を開示するものであり、複数のセンサを前提とした方式については何ら記載も示唆もしていない。
前方が開口した貯蔵室を形成する内箱と、
前記貯蔵室に配された棚又は容器と、
前記棚又は前記容器に載置された収容物の重量を受ける複数の重量センサと、
センサユニットと、を備え、
前記センサユニットは、
前記重量センサの少なくとも1つと、該重量センサに接続する配線の少なくとも一部とを収容し、前記貯蔵室の壁面に沿った方向に延在する第一取付部と、
該第一取付部に接続されており、前記重量センサの少なくとも他の1つと、該重量センサに接続する配線の少なくとも一部とを収容する第二取付部と、を備え、
前記センサユニットは、前記棚又は前記容器より下方に設けられ、該棚又は該容器とは別体である収容庫。
付記1-1において、
前記センサユニットは、カバー部を備え、
前記重量センサの重量検知部は、前記カバー部よりも上側に露出または突出しており、それ以外の部分の少なくとも一部が前記センサユニットにおける前記カバー部の下方の空間に収容されている収容庫。
付記1-1において、
前記センサユニットは、前記第一取付部及び前記第二取付部を繋ぎ、前記第一取付部及び前記第二取付部とは異なる方向に延在している接続部を備え、
前記接続部は、前記配線の少なくとも一部を収容している収容庫。
付記1-1において、
前記貯蔵室の壁面に沿って設けられた固定部材を備え、
前記センサユニットは前記固定部材に固定された収容庫。
付記1-4において、
前記固定部材は、前後方向に沿って設けられた金属製の部材であり、
前記センサユニットの下方には、前方先端部を後方に向かって折り返した折り返し部を備え、
前記固定部材の先端部は前記センサユニットの下面と前記折り返し部との間に配置した収容庫。
付記1-1において、
前記センサユニットには、前記配線を引き出す接続部開口が形成され、
前記収容庫の壁面には、別の配線を引き出す切欠き開口が形成され、
前記接続部開口と前記切欠き開口を繋ぐ1つ以上の配線カバーを備え、
前記センサユニット又は前記配線カバーには、前記配線及び/又は前記別の配線に取付けられたコネクタが収容されている収容庫。
付記1-1において、
前記貯蔵室の壁面の左右には、前後方向に延びた内箱上リブ及び内箱下リブを備え、
前記容器を備え、
前記容器の左側面及び/又は右側面には、左右方向に向かって該左側面及び/又は右側面から突出し、前後方向に沿って形成された側面リブを備え、
前記側面リブは、前記内箱上リブと前記内箱下リブの間に位置させた収容庫。
付記1-1において、
前記センサユニットの左右それぞれに設けられた前記第一取付部及び前記第二取付部の上部には、前後方向に延び、上方に向かって突出したガイドレールを備え、
前記ガイドレールには、一部が切欠かれた切欠き部を備え、
前記重量センサは前記切欠き部の位置に配置した収容庫。
付記1-1において、
前記重量センサは、前記センサユニットの左右それぞれに設けられた前記第一取付部及び前記第二取付部の前後側それぞれに備えられ、
前記第一取付部及び前記第二取付部の上部には、前後方向に延び、上方に向かって突出したガイドレールを備え、
前記ガイドレールには、一部が切欠かれた切欠き部を備え、
前記重量センサは前記ガイドレールの後端部側の位置に配置した収容庫。
付記1-2において、
前記重量検知部は、可動であり、
前記センサユニットのうち、前記重量検知部の周辺に位置する部分には、上方に向けて突出した突出部が形成され、
前記重量検知部の外周部と前記突出部との間には、隙間を形成した収容庫。
付記1-10において、
前記第一取付部及び前記第二取付部の上部には、前後方向に延び、上方に向かって突出したガイドレールを備え、
前記突出部には、一部が切欠かれた排水部が形成され、前記排水部を前記ガイドレールの前記切欠き部に位置させた収容庫。
前方が開口した貯蔵室を形成する内箱と、
前記貯蔵室に配された棚又は容器と、
前記棚又は前記容器に載置された収容物の重量を受ける複数の重量センサと、
センサユニットと、を備え、
前記センサユニットとして、
前記重量センサの少なくとも1つと、該重量センサに接続する配線の少なくとも一部とを収容する第一取付部と、
該第一取付部に接続されており、前記重量センサの少なくとも他の1つと、該重量センサに接続する配線の少なくとも一部とを収容する第二取付部と、を備え、
前記センサユニットは、前記棚又は前記容器に取り付けられており、
前記棚又は前記容器を支持する固定部材を備え、
前記重量センサの重量検知部が下方を向いて設けられていて、前記固定部材に接触可能な収容庫。
付記1-12において、
前記センサユニットには、前記配線を引き出す接続部開口が形成され、
当該収容庫の壁面には、別の配線を引き出す切欠き開口が形成され、
前記接続部開口と前記切欠き開口を繋ぐ1つ以上の配線カバーを備え、
前記センサユニット及び前記配線カバーは、離間している収容庫。
付記1-12において、
前記センサユニットは、取付部本体を備え、
前記重量センサの重量検知部は、前記取付部本体よりも下側に露出または突出している収容庫。
付記1-1又は1-12において、
前記容器を備え、該容器の側壁高さは3cm以上9cm以下である収容庫。
上述の特開2007-010208号公報は、圧力センサや歪みゲージセンサが板状のロードセルを備えるタイプのものとしては検討されておらず、このようなタイプのセンサを収容庫中に配置するに際して、重量検知精度や収容庫中の貯蔵スペースの好適な確保に寄与する態様については何ら開示していない。
ケース体と、
ロードセルと、
該ロードセルの長手方向の一方側で、前記ケース体側に接続した第1台座と、
該ロードセルの長手方向の他方側で、前記ケース体とは反対側に接続した第2台座と、
該第2台座のうち、前記ロードセルに取り付けられている部分から前記ロードセルの長手方向の一方側に延在した部分に接続した重量検知部と、を備える重量センサと、
該重量センサが配された貯蔵室と、
前記ケース体を支持するセンサユニット取付面と、を備え、
鉛直方向に延びる、前記第1台座の中心線は、前記センサユニット取付面を通過する収容庫。
ケース体と、
ロードセルと、
該ロードセルの長手方向の一方側で、前記ケース体側に接続した第1台座と、
該ロードセルの長手方向の他方側で、前記ケース体とは反対側に接続した重量検知部と、を備える重量センサと、
該重量センサが配された貯蔵室と、
前記ケース体を支持するセンサユニット取付面と、を備え、
鉛直方向に延びる、前記第1台座の中心線は、前記センサユニット取付面を通過する収容庫。
ケース体、
ロードセル、及び
重量検知部を備え、
前記重量検知部から、前記ロードセルの他方側、前記ロードセルの一方側を経て、前記ケース体に接続した第1台座まで機械的に接続している重量センサと、
前記ケース体を支持するセンサユニット取付面と、を備え、
鉛直方向に延びる、前記第1台座の中心線は、前記センサユニット取付面を通過する収容庫。
付記2-1乃至2-3何れか一項において、
前記重量センサは、貯蔵室の左壁側又は右壁側に設けられ、
前記貯蔵室の前方は、開口しており、
前記ロードセルの長手方向は、前記貯蔵室の左壁又は右壁に沿って配置されている収容庫。
付記2-1乃至付記2-3何れか一項において、
前記重量センサは、貯蔵室の最下段に配される棚又は容器に対応する位置に配されており、
前記貯蔵室の前方は、開口しており、
前記ロードセルの長手方向は、前記貯蔵室の左右方向に沿って配置されている収容庫。
冷蔵庫の貯蔵室には、貯蔵室内の温度を検知する温度センサが通常配されている。また、重量センサの検知値は周囲温度にも依存するため、重量センサが配されている貯蔵室内の温度センサを用いて検知値を補正することが望ましい。
しかし、貯蔵室には冷気を供給する吐出口が設けられており、冷蔵庫壁面には冷蔵庫外との温度差による結露を抑制するためのホットガスパイプ等が設けられている。これらによって与えられる温度影響が、重量センサと温度センサとで大きく異なってしまうと、補正が精確に行えない。このような点について上述の特開2007-010208号公報は何ら検討していない。
貯蔵室と、
該貯蔵室に配された重量センサと、
前記貯蔵室に配された庫内温度センサと、
前記貯蔵室に冷気を供給する吐出口と、を備え、
該吐出口の冷気吐出方向は、前記重量センサ及び前記庫内温度センサを避けた向きである冷蔵庫。
貯蔵室と、
該貯蔵室に配された重量センサと、
前記貯蔵室に配された庫内温度センサと、
圧縮された冷媒が流通するホットガスパイプが這わされた面と、を備え、
前記重量センサの一部又は全部と前記庫内温度センサとは、前記面の正面視で前記ホットガスパイプと重ならない位置に配されている冷蔵庫。
付記3-1又は3-2において、
前記庫内温度センサは、前記重量センサの検知値の補正と、前記貯蔵室への送風に用いられる冷却ファン及び/又は冷媒を圧縮する圧縮機の制御に使用される冷蔵庫。
貯蔵室と、
該貯蔵室に配された重量センサと、
前記貯蔵室の温度を検知し、前記貯蔵室への送風に用いられる冷却ファン及び/又は冷媒を圧縮する圧縮機の制御に使用される庫内温度センサと、
前記貯蔵室に冷気を供給する吐出口と、
前記重量センサの検知値の補正に用いられ、前記庫内温度センサとは異なる温度センサと、を備え、
前記重量センサと前記温度センサは、前記吐出口の冷気吐出方向を、ともに避けた位置又はともに避けない位置に配されている冷蔵庫。
貯蔵室と、
該貯蔵室に配された重量センサと、
圧縮された冷媒が流通するホットガスパイプが這わされた面と、
前記貯蔵室の温度を検知し、前記貯蔵室への送風に用いられる冷却ファン及び/又は冷媒を圧縮する圧縮機の制御に使用される庫内温度センサと、
前記重量センサの検知値の補正に用いられ、前記庫内温度センサとは異なる温度センサと、を備え、
前記重量センサと前記温度センサは、前記面の正面視において、前記ホットガスパイプに重なる位置にともに配されている又は重ならない位置にともに配されている冷蔵庫。
上述の特開2007-010208号公報は、重量センサを棚や容器とは別体のセンサユニットで収容する場合、センサユニットの取付構造については何ら開示していない。
前方が開口した貯蔵室を形成する内箱と、
該内箱の壁面側に配され、前後に延在する固定部材と、
該固定部材に設けられたセンサユニットと、を備え、
前記センサユニットは、前記固定部材の前側の先端部を覆う折り返し部を備える収容庫。
付記4-1において、
前記折り返し部は、前記先端部の上側、前側、及び下側に亘っている収容庫。
付記4-1において、
前記折り返し部は、前記先端部よりもやわらかい材料で形成されている収容庫。
上述の特開2007-010208号公報は、ビード2aから圧力センサ11がその高さ寸法分突出しているから、圧力センサ11上に棚10を載置するには、圧力センサ11の概ね真上を経由して、使用者が棚10を持ち上げた状態で移動させることになると推察される。使用者にとってはビード2a上を摺動させて棚10を移動させるのが容易であると考えられるところ、このようにすると、棚10が圧力センサ11の前面に衝突し、圧力センサ11を破損させる虞があるし、結局、圧力センサ11の手前で一度棚10を持ち上げる等する必要がある。
前方が開口した室と、
該室に配される棚又は容器と、
重量検知部を備える重量センサと、
前記棚又は前記容器に備えられ、前記重量検知部に接触可能なセンサ接触部と、
ガイドレールと、を備え、
前記棚又は前記容器が前記ガイドレールを摺動して前記重量センサより前方の位置から後方に移動すると、前記センサ接触部は、前記重量センサより高い高さで後方に移動して前記重量検知部に接近し、該重量検知部に上方から接触する収容庫。
付記5-1において、
前記棚又は前記容器が前記ガイドレールを摺動して前記重量センサより前方の位置から後方に移動すると、前記センサ接触部は、前記重量センサより高い高さから後方に移動して前記重量検知部に接近し、さらに下方に移動して、該重量検知部に上方から接触する収容庫。
付記5-2において、
前記重量センサは、前後に並んで複数が配されており、
前記センサ接触部として、前側の前記重量センサの重量検知部に接触可能な前側センサ接触部と、後側の前記重量センサの重量検知部に接触可能な後側センサ接触部と、を有し、
前記棚又は前記容器が前記ガイドレールを摺動して、前側の前記重量センサより前方の位置から前記後側センサ接触部が後方に移動すると、前該後側センサ接触部は前側の前記重量センサ上を通過し、後側の前記重量センサ上で下方に移動して、後側の該重量センサの重量検知部に上方から接触する収容庫。
付記5-1において、
前記棚又は前記容器は、側方に突出した側面リブを側面に備え、
前記室の側壁は、前記側面リブの下方に突出した下リブを備え、
前記棚又は前記容器が前記ガイドレールを摺動している場合、及び、前記センサ接触部が前記重量検知部に接触している場合、前記側面リブは、前記下リブから離間しており、
前記下リブは、前記棚又は前記容器が前記ガイドレールを摺動している場合、又は、前記センサ接触部が前記重量検知部に接触している場合に、前記棚又は前記容器が傾いたとき、前記側面リブに接触する位置に配されている収容庫。
付記5-1において、
前記棚又は前記容器は、側方に突出した側面リブを側面に備え、
前記室の側壁は、前記側面リブの下方に突出した下リブを備え、
前記棚又は前記容器が前記ガイドレールを摺動している場合、及び、前記センサ接触部が前記重量検知部に接触している場合、前記側面リブは、前記下リブから離間しており、
前記ガイドレールとは別に、該ガイドレールより上方に、別の棚又は別の容器を支持可能な構造を備え、
前記下リブは、上下方向について、前記ガイドレールと前記構造との間に配されている収容庫。
付記5-1において、
前記棚又は前記容器は、側方に突出した側面リブを側面に備え、
前記室の側壁は、前記側面リブの上方に突出した上リブを備え、
前記棚又は前記容器が前記ガイドレールを摺動している場合、及び、前記センサ接触部が前記重量検知部に接触している場合、前記側面リブは、前記下リブから離間しており、
前記ガイドレールとは別に、該ガイドレールより上方に、別の棚又は別の容器を支持可能な構造を備え、
前記上リブは、上下方向について、前記ガイドレールと前記構造との間に配されている収容庫。
人の手操作等による圧力の変化を検出して制御する機器に使用される感圧センサに係る特開平9-139148号公報は、感圧ゴム12を導体パターンに押圧するための弾性押圧体13を開示する(0001,0010、図1)。
特開平9-139148号公報は、人の手操作のレベルの力が付与される前提の構造である。一方、冷蔵庫等の収容庫において、収容食材の重量を検知する用途に用いられる重量センサを想定すると、食品荷重として特開平9-139148号公報より大きなレベルの力を想定する必要が生じる。
発明者らは、荷重を検知する構造としても、特開平9-139148号公報に比して大きい傾向にある荷重を受けるセンサ側の構成として、例えばロードセルを用いたような、特開平9-139148号公報とは別タイプの構造を含めて検討した。結果、食品を収容する棚や容器がセンサカバーに擦れると、センサカバーを硬い材料にするとセンサカバーが荷重の一部を受けてしまい、センサカバーと接触する他部品に、センサ側に伝達される荷重が分散されて検知精度が低下すること、センサカバーを柔らかい材料にするとセンサカバーの破損の虞が増大すること、という課題を見出した。
ケース体と、
センサカバーと、
前記ケース体及び前記センサカバーで囲まれた空間に配されたセンサと、
該センサ側に荷重を伝達し、一部が前記センサカバーから突出した重量検知部と、を備える重量センサ。
付記6-1において、
前記センサカバーは、硬度70以下及び/又は厚さ2.5mm以下である重量センサ。
付記6-1又は6-2に記載の重量センサを収容するセンサユニットであって、
前記センサカバーのうち、前記ケース体に接触している端部を挟んで、前記ケース体と反対側に位置するカバー部材を備え、
該カバー部材は、前記端部を前記ケース体に向けて押圧しているセンサユニット。
付記6-1又は6-2において、
前記センサカバーのうち、前記重量検知部の側面に対向する縁は、該重量検知部に対して隙間を備える重量センサ。
付記6-1又は6-4において、
前記縁は、前記重量検知部の周囲360°には亘らずに、以て一部が排水孔として機能する重量センサ。
付記6-1又は6-2において、
前記センサカバーと前記重量検知部との間にワッシャーを介している重量センサ。
Claims (6)
- ケース体と、
硬度70以下のセンサカバーと、
前記ケース体及び前記センサカバーで囲まれた空間に配されたセンサと、
該センサ側に荷重を伝達し、一部が前記センサカバーから突出した重量検知部と、を備える重量センサを収容するセンサユニットであって、
前記センサカバーのうち、前記ケース体に接触している端部を挟んで、前記ケース体と反対側に位置するカバー部材を備え、
該カバー部材は、前記端部を前記ケース体に向けて押圧しているセンサユニット。 - 請求項1において、
前記カバー部材のうち、前記重量検知部の側面に対向する縁は、該重量検知部に対して隙間を備えるセンサユニット。 - 請求項2において、
前記縁は、前記重量検知部の周囲360°には亘らずに、以て一部が排水孔として機能するセンサユニット。 - 請求項1において、
前記センサカバーと前記重量検知部との間にワッシャーを介しているセンサユニット。 - 請求項1において、
前記センサカバーは、厚さ2.5mm以下であるセンサユニット。 - ケース体と、
硬度70以下のセンサカバーと、
前記ケース体及び前記センサカバーで囲まれた空間に配されたセンサと、
前記センサ及び前記センサカバーの上方を覆うカバー部材と、
該センサ側に荷重を伝達し、一部が前記センサカバー及び前記カバー部材から突出した重量検知部と、を備え、
前記カバー部材のうち、前記重量検知部の側面に対向する縁は、該重量検知部に対して隙間を備え、
前記縁は、前記重量検知部の周囲360°には亘らずに、以て一部が排水孔として機能する重量センサ。
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