KR100983957B1 - 바닥 청소기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사용자의 사용 편의성이 극대화되었을 뿐만 아니라 사용 도중에 발생하는 진동 및 소음을 최소화한 자동 바닥 청소기에 관한 것으로서, 본 발명의 바닥 청소기는 지지부재; 상기 지지부재 상에 위치하는 구동부; 상기 구동부로부터 제공되는 회전운동을 직선 왕복 운동을 위한 동력으로 변환시키는 동력 변환부; 상기 지지부재의 하부에 위치하며 상기 동력 변환부로부터 상기 동력을 전달받아 직선 왕복 운동을 하는 이동부재; 및 상기 이동부재의 직선 왕복 운동을 안내하는 경로 제공 수단을 포함한다.
청소기, 슬라이딩 부재, 가이드 부재

Description

바닥 청소기{APPARATUS FOR CLEANING FLOOR}
본 발명은 바닥 청소기에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, 사용자의 사용 편의성이 극대화되었을 뿐만 아니라 사용 도중에 발생하는 진동 및 소음을 최소화한 자동 바닥 청소기에 관한 것이다.
주택이나 사무실 바닥을 청소할 때 물걸레 청소를 하게 되는데, 종래의 물걸레 청소는 아직까지 사람의 노동에 상당 부분 의존하고 있다. 즉, 종래의 물걸레 기구를 이용할 때는 사용자가 힘을 가하면서 물걸레 기구를 왕복운동시켜 청소 작업을 수행하여야 했기 때문에 장시간 청소 시에는 인체에 무리가 따를 뿐만 아니라 작업이 능률적이지 못하였다.
특히, 화장실 또는 베란다의 타일 바닥에 대한 물청소를 할 경우에는 사용자가 인위적으로 브러쉬를 바닥에 가압한 상태에서 수 회 반복하여 문질러 주어야만 찌든 때가 제거된다는 점에서 과중한 노동이 요구된다는 문제점이 있었다.
한편, 최근 들어 바닥 청소 용도로 스팀 청소기가 개발되었으나, 이것 역시도 바닥을 청소기로 반복하여 문지르기 위한 인간의 노동력이 요구된다는 문제점을 여전히 내포하고 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 청소기 밑면에 바퀴를 설치함으로써 바닥과 청소기 사이의 마찰력을 최소화하려는 시도가 있었다. 그러나, 이러한 시도는 바닥과 청소기 사이의 마찰력에 의해 바닥의 때가 제거된다는 점을 고려할 때 바닥 청소 본연의 목적을 희생시키는 결과를 야기한다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 사용자의 사용 편의성이 극대화되었을 뿐만 아니라 사용 도중에 발생하는 진동 및 소음을 최소화한 자동 바닥 청소기를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면으로서, 본 발명의 바닥 청소기는 지지부재; 상기 지지부재 상에 위치하는 구동부; 상기 구동부로부터 제공되는 회전운동을 직선 왕복 운동을 위한 동력으로 변환시키는 동력 변환부; 상기 지지부재의 하부에 위치하며 상기 동력 변환부로부터 상기 동력을 전달받아 직선 왕복 운동을 하는 이동부재; 및 상기 이동부재의 직선 왕복 운동을 안내하는 경로 제공 수단을 포함한다.
본 발명에 의한 바닥 청소기에 의하면, 걸레 또는 브러쉬가 바닥을 자동으로 직선왕복운동함으로써 별다른 사람의 노동력을 요구하지 않고 큰 청소 효과를 나타낼 수 있고, 걸레 또는 브러쉬가 바닥을 자동으로 직선왕복운동을 할 때 사용자가 유의미한 진동 또는 요동을 느끼지 않고 용이하게 방향 전환을 하면서 바닥 청소를 수행할 수 있다. 또한, 걸레 또는 브러쉬가 부착된 이동부재의 경로 이탈을 방지하고 정확한 직선운동을 담보함으로써 청소 작업 중에 발생하는 진동과 소음을 최소화하는 효과를 갖는다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바닥 청소기를 개략적으로 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바닥 청소기는 본체(10), 상기 본체(10)의 덮개(20), 상기 덮개(20)에 피봇(pivot) 가능하게 연결되어 있으며 상기 본체(10)에 전력을 공급하기 위한 전원부(30), 청소기의 온/오프를 제어하는 스위치(51)를 포함하는 손잡이부(50), 및 상기 전원부(30)와 상기 손잡이부(50)를 연결하며 그 길이가 가변될 수 있는 연결부(40)를 포함한다.
물에 잠긴 상태에서도 누전 없이 정상적으로 청소기를 작동시키기 위해서, 상기 전원부(30)에 내장되는 배터리는 방수 충전 배터리(미도시)인 것이 바람직하다. 상기 전원부(30)는 손잡이부(50)에 위치하는 스위치(51)가 온(on) 상태일 때 본체(10)에 전원을 공급한다.
본 발명의 바닥 청소기 본체(10)는 개략적으로, 지지부재, 상기 지지부재 상에 위치하는 구동부, 상기 구동부로부터 제공되는 회전운동을 직선왕복운동을 위한 동력으로 변환시키는 동력 변환부, 상기 동력 변환부로부터 제공되는 동력을 전달받아 직선왕복운동을 하는 이동부재, 상기 이동부재의 직선왕복운동을 안내하는 경로 제공 수단, 상기 구동부의 방수를 위한 방수부, 및 상기 이동부재로(부터) 청소부재를 탈부착시키기 위한 벨크로를 포함한다.
이하에서는 본 발명의 바닥 청소기 본체(10)를 더욱 구체적으로 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 청소기 본체(10)의 분해 사시도이다.
본 발명의 바닥 청소기 본체(10)는 지지부재(100) 및 상기 지지부재(100) 상에 위치하는 구동부를 포함한다. 상기 구동부는 손잡이부(50)의 스위치(51)의 온(on) 동작에 의해 전원부(30)로부터 전원을 공급받는 구동모터(210)를 포함한다. 모터 풀리(220)가 구동모터(210)의 샤프트에 연결되어 있어 구동모터(210)의 작동에 의해 회전한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 청소기의 구동부는 모터 풀리(220)의 회전운동을 모터 타이밍 벨트(230)를 통해 전달받아 회전하는 감속용 풀리(240)를 포함한다. 상기 감속용 풀리(240)는 모터 풀리(220)보다 큰 직경을 가지고 있어 그 회전속도가 모터 풀리(220)의 회전속도보다 느리다.
감속용 풀리(240)에는 제1 연동 풀리(261)가 회전축을 공유하도록 결합되어 있어 감속용 풀리(240)와 연동하여 회전한다. 선택적으로, 감속용 풀리(240)와 제1 연동 풀리(261)는 일체로 형성될 수도 있다. 본 발명의 구동부는 제1 연동 풀리(261)의 회전운동을 연동 타이밍 벨트(250)를 통해 전달받아 회전하는 제2 연동 풀리(262)를 포함한다. 상기 제1 및 제2 연동 풀리(261, 262)는 동일한 직경을 가지고 있어 동일한 속도로 회전하는 것이 중요하다.
본 발명의 구동부는 풀리와 타이밍 벨트 대신에 기어를 이용하여 구동모터(210)의 회전운동을 전달할 수도 있으나, 바닥 청소기의 특성상, 발생하는 소음을 최소화하기 위하여 풀리와 타이밍 벨트 방식을 채택하는 것이 바람직하다.
상기 제1 연동 풀리(261)의 중심에는 제1 연동 풀리 샤프트(271)가 결합되어 있어 제1 연동 풀리(261)와 연동하여 회전한다. 마찬가지로, 제2 연동 풀리(262)의 중심에는 제2 연동 풀리 샤프트(272)가 결합되어 있어 제2 연동 풀리(262)와 연동하여 회전한다. 제1 및 제2 연동 풀리 샤프트(271, 272)는 지지부재(100)에 형성된 샤프트 홀(110)을 관통하여 후술할 동력 변환부에 연결된다.
한편, 상기 제1 및 제2 연동 풀리 샤프트(271, 272)의 상부에는 후술할 방수 커버(610)와의 마찰 저항을 감소시키기 위한 제1 및 제2 상부 베어링(281, 282)이 제공된다. 또한, 상기 제1 및 제2 연동 풀리 샤프트(271, 272)의 하부에는 지지부재(100)와의 마찰 저항을 감소시키기 위한 제1 및 제2 하부 베어링(291, 292)이 제공된다.
본 발명의 바닥 청소기의 동력 변환부는, 상기 제1 연동 풀리 샤프트(271)의 회전운동을 직선왕복운동을 변환시켜 제1 이동부재(410)를 직선왕복운동시키는 제1 동력 변환 부재(310), 및 상기 제2 연동 풀리 샤프트(272)의 회전운동을 직선왕복운동을 변환시켜 제2 이동부재(420)를 직선왕복운동시키는 제2 동력 변환 부재(320)를 포함한다.
상기 제1 동력 변환 부재(310)는, 상기 지지부재(100)의 샤프트 홀(110)을 관통한 제1 연동 풀리 샤프트(271)와 일측이 결합하여 동일한 회전축을 중심으로 회전하는 제1 캠(311), 일측이 상기 제1 캠(311)의 타측과 회전 가능하게 결합되어 있는 제1 캠 로드(312), 및 상기 제1 캠 로드(312)의 타측에 회전 가능하게 결합되어 있으며 상기 제1 이동부재(410)와 고정결합되는 제1 고정부재(313)를 포함한다.
상기 제2 동력 변환 부재(320)는, 상기 지지부재(100)의 샤프트 홀(110)을 관통한 제2 연동 풀리 샤프트(272)와 일측이 결합하여 동일한 회전축을 중심으로 회전하는 제2 캠(321), 일측이 상기 제2 캠(321)의 타측과 회전 가능하게 결합되어 있는 제2 캠 로드(322), 및 상기 제2 캠 로드(322)의 타측에 회전 가능하게 결합되어 있으며 상기 제2 이동부재(420)와 고정결합되는 제2 고정부재(323)를 포함한다.
제1 및 제2 이동부재(410, 420)가 동일 직선상에서 서로 반대 방향으로 직선왕복운동을 하도록, 상기 제1 및 제2 캠(311, 321)이 상기 제1 및 제2 연동 풀리 샤프트(271, 272)와 각각 결합하는 형태가 서로 대칭적이어야 한다. 즉, 본 발명의 바닥 청소기는 이와 같은 대칭적 결합과 더불어 상기 제1 및 제2 연동 풀리(261, 262)의 직경이 동일하다는 사실로 인해, 제1 및 제2 이동부재(410, 420)가 동일 직선상에서 서로 반대 방향으로 직선왕복운동을 할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 제1 및 제2 이동부재(410, 420)는 직선왕복운동 중에 바닥과의 마찰력에 의해 생기는 진동을 서로 상쇄시킬 수 있고, 따라서 지지부재(100)를 비롯한 바닥 청소기 전체에 아주 미세한 진동만이 느껴지게 되어 사용자가 더욱 용이하게 청소기를 사용할 수 있는 효과를 나타낸다.
한편, 본 발명의 바닥 청소기는 상기 제1 및 제2 이동부재(410, 420)가 정확한 직선운동을 하는 것을 보장하기 위하여 직선왕복운동을 안내하는 경로 제공 수단(500)들을 더 포함한다. 도 2 및 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 및 제2 이동부재(410, 420) 각각은 2개씩의 경로 제공 수단(500)에 의해 직선왕복운동의 경로 안내를 받고 있으나, 그 개수에 의해 본 발명의 기술적 사상이 제한되지는 않는다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 이동부재의 직선왕복운동을 안내하기 위한 경로 제공 수단을 나타낸다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 경로 제공 수단(500)은, 제1 또는 제2 이동부재(410, 420)에 장착되어 함께 직선왕복운동을 하는 슬라이딩 부재(510), 및 상기 지지부재(100)에 고정되어 있으며 상기 슬라이딩 부재(510)의 직선왕복운동을 안내하는 가이드 부재(520)를 포함한다.
상기 슬라이딩 부재(510)는, 샤프트(511), 및 이동부재(410, 420)와의 마찰로 인한 소음을 줄이기 위하여 상기 샤프트 양단에 장착되는 제1 완충부(512)를 포함한다.
상기 가이드 부재(520)는, 상기 샤프트(511)가 삽입되는 중공이 형성된 실린더(521), 및 상기 실린더(521)를 상기 지지부재(100)에 고정하기 위한 브래킷(523)을 포함한다. 상기 브래킷(523)은 나사결합에 의해 상기 지지부재(100)와 결합한다. 지지부재(100)의 하면에는 가이드 부재(520)가 삽입될 수 있는 수용부(120)가 형성되어 있어 상기 가이드 부재(520)가 움직임을 방지한다.
한편, 상기 실린더(521)와 상기 브래킷(523) 사이에 제2 완충부(524)를 두어 샤프트(511)의 직선왕복운동에 따른 진동 및 소음을 감소시키는 것이 바람직하다.또한, 실린더(521)에 삽입된 샤프트(511)가 직선왕복운동을 더욱 원활히 할 수 있도록 하기 위하여 마찰력 감소를 위한 베어링(522)이 실린더(521)의 양 말단부에 삽입되는 것이 바람직하다.
상기 슬라이딩 부재(510)는 이동부재(410, 420)의 측면에 형성된 슬라이딩 부재 삽입 홀(421) 및 상기 실린더(521)를 순차적으로 관통함으로써 상기 이동부재(410, 420)에 장착된다. 이어서, 상기 슬라이딩 부재(510)가 상기 슬라이딩 부재 삽입 홀(421)을 통해 이탈하는 것을 방지하기 위하여 고정바(430)로 상기 홀(421)을 폐쇄한다.
한편, 본 발명의 바닥 청소기는 바닥 청소기 본체(10)가 수중에서도 누전 없이 정상적으로 작동할 수 있도록 상기 구동부의 방수를 위한 방수부를 더 포함한다.
본 발명의 방수부는 지지부재(100)와 결합하는 방수 커버(610)를 포함한다. 방수커버(610)와 지지부재(100)이 결합함에 따라 구동부가 지지부재(100)와 방수 커버(610) 사이에 위치하게 된다. 방수 커버(610)와 지지부재(100) 사이의 틈으로 물이 유입되는 것을 방지하기 위하여 방수 커버(610)와 지지부재(100) 사이에 O-링과 같은 방수링(620)을 위치시킨 상태에서 이들을 결합한다.
방수 커버(610)에는 구동 모터(210)에 전력을 공급하기 위한 전선(미도시)이 관통하는 홀(611)이 형성되어 있다. 이 홀(611)을 통한 물의 유입을 방지하기 위하여, 탄성부재(630)가 압입용 브래킷(640)을 통해 상기 홀(611)에 삽입 고정된다. 상기 탄성부재(630)에는 전선이 관통하는 전선 홀(631)이 형성되어 있다. 전선이 삽입되지 전의 전선 홀(631)의 직경은 전선의 직경보다 작다.
또한, 본 발명의 방수부는, 지지부재(100) 상에 형성된 샤프트 홀(110)을 통한 구동부로의 물 유입을 방지하기 위한 샤프트 방수 부재(650)을 더 포함한다. 사기 샤프트 방수 부재(650)에는 연동 풀리 샤프트(271, 272)가 관통할 수 있는 홀이 형성되어 있다.
본 발명의 바닥 청소기는 물걸레와 같은 청소부재(미도시)를 이동부재(410, 420)에(로부터) 탈부착하기 위한 벨크로(700)를 더 포함한다. 상기 벨크로(700)는 이동부재(410, 420)에 고정된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동부재 및 이에 고정되는 벨크로를 나타낸다.
본 발명의 바닥 청소기 본체가 수중에서 작동할 경우 상기 벨크로(700)가 이동부재(410, 420)로부터 떨어져 나가는 것을 방지하기 위하여, 본 발명의 이동부재(410, 420)에는 제1 및 제2 홀(412, 413)이 형성되어 있다. 상기 제1 및 제2 홀(412, 413) 사이에는 체결 리브(414)가 존재하게 된다. 벨크로는 제1 홀(412)을 통해 인입된 후 제2 홀(413)을 통해 인출되는 방식으로 이동부재(410, 420)에 각각 결합한다. 따라서, 벨크로는 체결 리브(414)에 의해 고정되어 이동부재(410, 420)으로부터 이탈되는 것이 물리적 힘으로 방지되게 된다. 하나의 벨크로(700)가 복수개의 체결 리브(414)에 의해 고정되는 것이 바람직하다.
이동부재(410, 420)의 양단 각각에는 고정홀(415)이 형성되어 있어, 벨크로(700)의 양단이 상기 고정홀(415)에 각각 인입되어 이동부재(410, 420)의 반대 쪽 면에 고정된다. 벨크로(700)의 양단이 이동부재(410, 420)의 반대 쪽 면에 접착제로 고정될 수도 있으나, 접착제를 이용한 고정은 청소기의 수중 작동이 계속되면서 그 접착력이 약해질 위험이 있으므로 상기 벨크로(700)의 양단은 가압부재(미도시)에 의해 이동부재(410, 420)의 반대 쪽 면에 가압 고정되는 것이 바람직하다.
한편, 제1 및 제2 이동부재(410, 420) 각각의 하면에는 상기 벨크로(700)를 수용하기 위한 그루브(416)가 형성되는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 본 발명의 바닥 청소기의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 예시에 불과한 것으로 본 발명의 권리범위를 한정하지는 않는다.본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 하며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 바닥 청소기를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 청소기 본체의 분해 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 이동부재의 직선왕복운동을 안내하기 위한 경로 제공 수단을 나타낸 도면이고;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동부재 및 이에 고정되는 벨크로를 나타낸 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 >
10 : 본체 20 : 덮개
30 : 전원부 40 : 연결부
50 : 손잡이부 51 : 스위치
100 : 지지부재 110 : 샤프트 홀
120 : 가이드 부재 수용부 210 : 구동모터
220 : 모터 풀리 230 : 모터 타이밍 벨트
240 : 감속용 풀리 250 : 연동 타이밍 벨트
261, 262 : 제1 및 제2 연동 풀리
271, 272 : 제1 및 제2 연동 풀리 샤프트
281, 282 : 제1 및 제2 상부 베어링
291, 292 : 제1 및 제2 하부 베어링
310, 320 : 제1 및 제2 동력 변환 부재
311, 321 : 제1 및 제2 캠 312, 322 : 제1 및 제2 캠 로드
313, 323 : 제1 및 제2 고정부재
410, 420 : 제1 및 제2 이동부재 412, 413 : 제1 및 제2 홀
414 : 체결 리브 415 : 고정홀
416 : 그루브 421 : 슬라이딩 부재 삽입홀
430 : 고정바
500 : 경로 제공 수단 510 : 슬라이딩 부재
511 : 샤프트 512 : 제1 완충부
520 : 가이드 부재 521 : 실린더
522 : 베어링 523 : 브래킷
524 : 제2 완충부
610 : 방수 커버 611 : 전선 관통홀
620 : 방수 링 630 : 탄성부재
631 : 전선홀 640 : 압입용 브래킷
650 : 샤프트 방수부재
700 : 벨크로

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 지지부재;
    상기 지지부재 상에 위치하는 구동부;
    상기 구동부로부터 제공되는 회전운동을 직선 왕복 운동을 위한 동력으로 변환시키는 동력 변환부;
    상기 지지부재의 하부에 위치하며, 상기 동력 변환부로부터 상기 동력을 전달받아 직선 왕복 운동을 하는 이동부재; 및
    상기 이동부재의 직선 왕복 운동을 안내하는 경로 제공 수단을 포함하되,
    상기 경로 제공 수단은, 상기 이동부재에 장착되어 함께 직선 왕복 운동을 하는 슬라이딩 부재; 및 상기 지지부재에 고정되어 있으며, 상기 슬라이딩 부재의 직선 왕복 운동을 안내하는 가이드 부재를 포함하고,
    상기 슬라이딩 부재는, 샤프트; 및 상기 샤프트 양단에 장착되어 진동에 따른 충격 및 소음을 완충시키는 제 1 완충부를 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 청소기.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 가이드 부재는,
    상기 샤프트가 삽입될 중공이 형성된 실린더; 및
    상기 실린더를 상기 지지부재에 고정하기 위한 브래킷을 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 청소기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 브래킷은 나사결합에 의해 상기 지지부재와 결합하는 것을 특징으로 하는 바닥 청소기.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 가이드 부재는, 상기 샤프트가 직선 왕복 운동을 원활히 할 수 있도록 하기 위하여 상기 실린더의 중공에 베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 청소기.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 가이드 부재는, 상기 샤프트의 직선 왕복 운동에 따르는 진동을 감소시키기 위하여 상기 실린더와 상기 브래킷 사이에 제 2 완충부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 청소기.
  8. 지지부재;
    상기 지지부재 상에 위치하는 구동부;
    상기 구동부로부터 제공되는 회전운동을 직선 왕복 운동을 위한 동력으로 변환시키는 동력 변환부;
    상기 지지부재의 하부에 위치하며, 상기 동력 변환부로부터 상기 동력을 전달받아 직선 왕복 운동을 하는 이동부재; 및
    상기 이동부재의 직선 왕복 운동을 안내하는 경로 제공 수단을 포함하되,
    상기 경로 제공 수단은, 상기 이동부재에 장착되어 함께 직선 왕복 운동을 하는 슬라이딩 부재; 및 상기 지지부재에 고정되어 있으며, 상기 슬라이딩 부재의 직선 왕복 운동을 안내하는 가이드 부재를 포함하고,
    상기 이동부재에는 상기 슬라이딩 부재를 삽입하기 위한 홀이 형성되어 있으며,
    상기 이동부재에 장착된 상기 슬라이딩 부재가 상기 홀을 통해 이탈하는 것을 방지하기 위하여 상기 홀을 커버하도록 상기 이동부재에 결합되는 고정바를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 청소기.
  9. 제 3 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 지지부재의 하면에는 상기 가이드 부재가 삽입될 수 있는 수용부가 형성된 것을 특징으로 하는 바닥 청소기.
  10. 제 3 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 이동부재는 동일 직선상에서 상반되는 방향으로 직선 왕복 운동을 하는 제 1 이동부재 및 제 2 이동부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 청소기.
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