KR20100041154A - 액츄에이터와 이를 구비한 하드 디스크 드라이브 - Google Patents

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KR20100041154A
KR20100041154A KR1020080100194A KR20080100194A KR20100041154A KR 20100041154 A KR20100041154 A KR 20100041154A KR 1020080100194 A KR1020080100194 A KR 1020080100194A KR 20080100194 A KR20080100194 A KR 20080100194A KR 20100041154 A KR20100041154 A KR 20100041154A
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load beam
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장흥성
이행수
황지호
김태화
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삼성전자주식회사
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Abstract

액츄에이터와 이를 구비한 하드 디스크 드라이브가 개시된다. 개시된 액츄에이터는, 베이스 부재에 회전 가능하게 설치된 스윙 아암과; 스윙 아암의 선단부에 결합된 로드 빔과, 로드 빔에 결합된 플렉셔와, 플렉셔에 부착되어 지지되며 읽기/쓰기 헤드를 탑재한 슬라이더를 포함하는 헤드 짐발 조립체와; 스윙 아암을 회전시키기 위한 보이스 코일 모터;를 구비하며, 상기 슬라이더는 상기 디스크의 최외측 트랙에 대한 스큐각도가 실질적으로 O도가 되도록 배치된다. 상기 슬라이더가 플렉셔와 함께 로드 빔의 중심선에 대해 소정 각도만큼 기울어도록 설치되거나, 상기 헤드 짐발 조립체가 스윙 아암의 중심선에 대해 소정 각도 기울어지도록 스윙 아암의 선단부에 결합될 수 있다.

Description

액츄에이터와 이를 구비한 하드 디스크 드라이브{Actuator and hard disk drive having the same}
본 발명은 하드 디스크 드라이브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 읽기/쓰기 헤드를 디스크 상의 소정 위치로 이동시키기 위한 액츄에이터와 이를 구비한 하드 디스크 드라이브에 관한 것이다.
정보 저장 장치들 중의 하나인 하드 디스크 드라이브(HDD; Hard Disk Drive)는 읽기/쓰기 헤드(read/write head)를 사용하여 디스크에 데이터를 기록하거나, 디스크에 저장된 데이터를 재생하는 장치이다. 이러한 하드 디스크 드라이브에 있어서, 읽기/쓰기 헤드는 회전하는 디스크의 기록면으로부터 소정 높이 부상한 상태로 액츄에이터에 의해 원하는 위치로 이동하면서 그 기능을 수행하게 된다.
도 1은 종래의 하드 디스크 드라이브와 액츄에이터를 도시한 평면도이고, 도 2는 디스크의 랜딩존에 랜딩된 슬라이더를 확대하여 도시한 평면도이다.
도 1과 도 2를 함께 참조하면, 하드 디스크 드라이브의 베이스 부재(10)에는 디스크(20)를 회전시키기 위한 스핀들 모터(12)와, 읽기/쓰기 헤드를 디스크(20) 상의 원하는 위치로 이동시키는 액츄에이터(30)가 설치되어 있다.
상기 액츄에이터(30)는, 액츄에이터 피봇(31)에 회전 가능하게 결합된 스윙 아암(32)과, 스윙 아암(32)의 선단부에 설치되어 읽기/쓰기 헤드가 탑재된 슬라이더를 디스크의 표면쪽으로 탄성 바이어스되게 지지하는 헤드 짐발 조립체(40)와, 스윙 아암(32)을 회전시키기 위한 보이스 코일 모터(VCM; Voice Coil Motor)(36)를 포함한다.
상기 헤드 짐발 조립체(40)는, 스윙 아암(32)의 선단부에 결합된 로드 빔(42)과, 상기 로드 빔(42)에 결합되어 읽기/쓰기 헤드가 탑재된 슬라이더(46)를 지지하는 플렉셔(44)를 포함한다. 상기 보이스 코일 모터(36)는 스윙 아암(32)의 후단부에 결합된 VCM 코일(37)과, 상기 VCM 코일(37)과 대면하도록 배치된 마그네트(38)를 포함한다.
그리고, 디스크(20) 바깥쪽에는 액츄에이터(30)를 파킹시키기 위한 램프(50)가 설치되어 있으며, 로드 빔(42)의 선단부에는 상기 램프(50)에 접촉되는 팁-탭(tip-tab)(48)이 연장 형성되어 있다. 또한, 스윙 아암(32)의 후단부 가까이에는 액츄에이터(30)를 파킹 위치에 고정시키기 위한 래치 장치(60)가 설치되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 디스크(20)의 바깥쪽 가장자리 부분에는 슬라이더(46)가 랜딩되는 랜딩존(22)이 소정 폭으로 형성되어 있고, 상기 랜딩존(22)의 안쪽에는 데이터가 기록되는 데이터존(24)이 마련되어 있다. 상기 랜딩존(22)은 램프(50)로부터 디스크(20) 표면상으로 슬라이더(46)가 랜딩될 때, 슬라이더(46)와 디스크(20)의 표면이 충돌할 염려가 있는 영역에 마련되고, 이러한 충돌로 인한 데 이터의 손상을 미연에 방지하기 위해 상기 랜딩존(22)에는 데이터가 기록되지 않는다.
상기한 바와 같이 회전형 액츄에이터(30)를 채용한 하드 디스크 드라이브에 있어서는, 액츄에이터(30)의 회전 각도에 따라, 즉 디스크(20) 표면상의 슬라이더(46)의 위치에 따라, 슬라이더(46)의 중심선(Cs)과 트랙(To) 사이에는 소정의 스큐각도(α)가 존재하게 된다. 슬라이더(46)의 중심선(Cs)을 따라 배치된 읽기 헤드와 쓰기 헤드 사이에는 소정의 간격이 존재하므로, 스큐각도(α)가 커질수록 트랙의 중심선에 대한 읽기 헤드와 쓰기 헤드의 옵셋은 커지게 되어 트랙의 폭이 넓어져야 한다. 이와 같이, 스큐각도(α)는 디스크(20)의 데이터 저장 용량에 영향을 미치게 된다. 그러나, 회전형 액츄에이터(30)를 채용한 경우에는 디스크(20) 상의 모든 트랙에 대해 스큐각도(α)를 0도로 맞추는 것은 불가능하다.
종래의 하드 디스크 드라이브에 있어서는, 통상적으로 디스크(20)의 대략 중간부 트랙에 대해 스큐각도(α)가 0도가 되도록 맞추어져 있다. 그런데, 이 경우에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 램프(50)로부터 디스크(20)의 랜딩존(22)으로 랜딩하는 슬라이더(46)와 데이터존(24)의 최외측 트랙(To) 사이의 스큐각도(α)가 비교적 큰 값을 가지게 된다. 즉, 랜딩하는 슬라이더(46)가 최외측 트랙(To)에 대해 스큐각도(α)만큼 기울어져 있고, 이에 따라 슬라이더(46)와 디스크(20) 표면의 충돌 가능 영역이 증가하게 되어, 랜딩존(22)이 비교적 넓은 폭을 가져야 한다.
상기한 바와 같이, 종래의 하드 디스크 드라이브에 있어서는 디스크(20)의 랜딩존(22)이 비교적 넓은 폭을 가져야 하므로, 그만큼 데이터존(24)이 좁아지게 되므로, 디스크(20)의 데이터 저장 용량을 증가시키기 위해서는 디스크(20)의 랜딩존(22)의 폭을 가능한 한 좁힐 필요가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 특히 디스크의 랜딩존의 폭을 좁혀 디스크의 데이터 저장 용량을 증가시키기 위해 디스크의 최외측 트랙에 대한 스큐각도가 최소화되도록 배치된 슬라이더를 가진 액츄에이터와 이를 구비한 하드 디스크 드라이브를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터는,
읽기/쓰기 헤드를 디스크 상의 원하는 위치로 이동시키는 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터에 있어서,
베이스 부재에 회전 가능하게 설치된 스윙 아암; 상기 스윙 아암의 선단부에 결합된 로드 빔과, 상기 로드 빔에 결합된 플렉셔와, 상기 플렉셔에 부착되어 지지되며 상기 읽기/쓰기 헤드를 탑재한 슬라이더를 포함하는 헤드 짐발 조립체; 및 상기 스윙 아암을 회전시키기 위한 보이스 코일 모터;를 구비하며,
상기 슬라이더는 상기 디스크의 최외측 트랙에 대한 스큐각도가 실질적으로 O도가 되도록 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 슬라이더는 상기 플렉셔와 함께 상기 로드 빔의 중심선에 대해 소정 각도만큼 기울어도록 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 슬라이더의 중심선과 상기 플렉셔의 중심선은 일치할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 헤드 짐발 조립체는 상기 스윙 아암의 중심선에 대해 소정 각도 기울어지도록 상기 스윙 아암의 선단부에 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 슬라이더, 플렉셔 및 로드 빔의 중심선들은 모두 일치하되, 상기 중심선들은 상기 스윙 아암의 중심선에 대해 소정 각도 기울어질 수 있다.
그리고, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 하드 디스크 드라이브는,
베이스 부재에 설치된 스핀들 모터; 상기 스핀들 모터에 장착되어 회전되는 적어도 하나의 디스크; 및 읽기/쓰기 헤드를 상기 디스크상의 원하는 위치로 이동시키는 것으로 상기한 구성을 가진 액츄에이터;를 구비한다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 따른 액츄에이터와 이를 구비한 하드 디스크 드라이브에 의하면, 램프로부터 디스크의 랜딩존으로 랜딩하는 슬라이더와 데이터존의 최외측 트랙 사이의 스큐각도가 최소화되므로, 랜딩하는 슬라이더의 측면과 최외측 트랙이 평행하게 된다. 따라서, 랜딩존의 폭이 종래에 비해 좁아질 수 있게 되어, 디스크의 데이터 저장 용량이 증가하게 된다.
그리고, 데이터 저장 용량이 가장 큰 최외측 트랙에 대한 슬라이더의 스큐각도가 최소화 내지 실질적으로 0도가 되므로, 스큐각도로 인한 읽기/쓰기 헤드의 옵셋을 보상하는 서보 제어의 신뢰성이 향상된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 액츄에이터와 이 를 구비한 하드 디스크 드라이브에 대해 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액츄에이터를 구비한 하드 디스크 드라이브를 도시한 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 액츄에이터의 슬라이더가 디스크의 랜딩존에 랜딩된 상태를 확대하여 도시한 평면도이다.
도 3과 도 4를 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브는, 베이스 부재(110)에 설치된 스핀들 모터(112)와, 스핀들 모터(112)에 장착되어 회전하는 적어도 하나의 디스크(120)와, 데이터의 기록 및 재생을 위한 읽기/쓰기 헤드를 디스크(120) 상의 소정 위치로 이동시키기 위한 액츄에이터(130)를 구비한다. 상기 액츄에이터(130)는, 베이스 부재(110)에 설치된 액츄에이터 피봇(131)에 회전 가능하게 결합된 스윙 아암(swing arm, 132)과, 스윙 아암(132)의 선단부에 설치되어 상기 읽기/쓰기 헤드가 탑재된 슬라이더를 디스크(120)의 표면쪽으로 탄성 바이어스되게 지지하는 헤드 짐발 조립체(140)와, 상기 스윙 아암(132)을 회전시키기 위한 보이스 코일 모터(VCM; Voice Coil Motor)(136)를 구비한다.
상기 보이스 코일 모터(136)는 스윙 아암(132)의 후단부에 결합된 VCM 코일(137)과, 상기 VCM 코일(137)과 대면하도록 배치된 마그네트(138)를 포함한다. 상기 보이스 코일 모터(136)는 서보 제어 시스템에 의해 제어되며, VCM 코일(137)에 입력되는 전류와 마그네트(138)에 의해 형성된 자기장의 상호 작용에 의해 플레밍의 왼손 법칙에 따르는 방향으로 액츄에이터(130)의 스윙 아암(132)을 회전시키 게 된다. 즉, 하드 디스크 드라이브의 전원이 온(on)되어 디스크(120)가 회전하기 시작하면, 보이스 코일 모터(136)는 스윙 아암(132)을 반시계 방향으로 회전시켜 읽기/쓰기 헤드를 디스크(120) 상으로 이동시킨다. 반대로, 하드 디스크 드라이브의 전원이 오프(off)되어 디스크(120)의 회전이 정지하면, 보이스 코일 모터(136)는 스윙 아암(132)을 시계 방향으로 회전시켜 읽기/쓰기 헤드가 디스크(120)를 벗어나도록 한다. 디스크(120)의 기록면을 벗어난 읽기/쓰기 헤드는 디스크(120)의 바깥에 마련된 램프(ramp, 150)에 파킹된다.
그리고, 스윙 아암(32)의 후단부 가까이에는 액츄에이터(30)를 파킹 위치에 고정시키기 위한 래치 장치(60)가 설치될 수 있다.
상기 헤드 짐발 조립체(140)는 액츄에이터(130)의 스윙 아암(132)의 선단부에 결합된 로드 빔(142)과, 상기 로드 빔(142)에 결합된 플렉셔(144)와, 상기 플렉셔(144)에 부착되어 지지되며 읽기/쓰기 헤드를 탑재한 슬라이더(146)를 포함한다. 그리고, 상기 로드 빔(142)의 선단부에는 팁-탭(148)이 연장 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 헤드 짐발 조립체(140)의 슬라이더(146)는 디스크(120)의 최외측 트랙(To)에 대한 스큐각도가 최소화되도록, 바람직하게는 실질적으로 O도가 되도록 배치된다. 즉, 상기 슬라이더(146)는 그 중심선(Cs)이 최외측 트랙(To)과 평행하게 되도록 설치된다. 구체적으로, 슬라이더(146)의 중심선(Cs)과 슬라이더(146)를 지지하는 플렉셔(144)의 중심선(Cf)은 일치하되, 슬라이더(146)와 플렉셔(144)가 로드 빔(142)의 중심선(Cb)에 대해 소정 각도(β)만큼 기울어도록 설치될 수 있다.
이에 따라, 램프(150)로부터 디스크(120)의 랜딩존(122)으로 랜딩하는 슬라이더(146)의 측면이 최외측 트랙(To)과 평행하게 되므로, 슬라이더(146)와 디스크(120) 표면의 충돌 가능 영역이 감소하게 된다. 이와 같은 구성에 의하면, 랜딩존(122)의 폭이 종래에 비해 좁아지게 되고, 이와 반대로 데이터존(124)이 넓어지게 됨으로써, 디스크(120)의 데이터 저장 용량이 증가되는 장점이 있다.
그리고, 데이터 저장 용량이 가장 큰 최외측 트랙(To)에 대한 슬라이더(146)의 스큐각도가 최소화 내지 실질적으로 0도가 되면, 스큐각도로 인한 읽기/쓰기 헤드의 옵셋을 보상하는 서보 제어에 있어서의 오류가 줄어들어, 하드 디스크 드라이브의 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액츄에이터를 구비한 하드 디스크 드라이브를 도시한 평면도이고, 도 6은 도 4에 도시된 액츄에이터의 슬라이더가 디스크의 랜딩존에 랜딩된 상태를 확대하여 도시한 평면도이다. 도 5와 도 6에 도시된 하드 디스크 드라이브는 헤드 짐발 조립체를 제외하고는 도 3과 도 4에 도시된 하드 디스크 드라이브와 구성이 동일하므로, 이하에서는 차이점에 대해서만 설명하기로 한다.
도 5와 도 6을 함께 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브에 있어서, 상기 액츄에이터(130)의 스윙 아암(132)의 선단부에 결합되는 헤드 짐발 조립체(240)는 액츄에이터(130)의 스윙 아암(132)의 선단부에 결합된 로드 빔(242)과, 상기 로드 빔(242)에 결합된 플렉셔(244)와, 상기 플렉셔(244)에 부착되어 지지되며 읽기/쓰기 헤드를 탑재한 슬라이더(246)를 포함한다. 그리고, 상 기 로드 빔(242)의 선단부에는 팁-탭(248)이 연장 형성될 수 있다.
상기 헤드 짐발 조립체(240)의 슬라이더(246)는 디스크(120)의 최외측 트랙(To)에 대한 스큐각도가 최소화되도록, 바람직하게는 실질적으로 O도가 되도록 배치된다. 즉, 상기 슬라이더(246)는 그 중심선(Cs)이 최외측 트랙(To)과 평행하게 되도록 설치된다. 구체적으로, 상기 헤드 짐발 조립체(240)는 스윙 아암(132)의 중심선(Ca)에 대해 소정 각도(δ) 기울어지도록 스윙 아암(132)의 선단부에 결합된다. 즉, 헤드 짐발 조립체(240)를 구성하는 슬라이더(246), 플렉셔(244) 및 로드 빔(242)의 중심선들(Cs, Cf, Cb)은 모두 일치하되, 이 중심선들(Cs, Cf, Cb)은 스윙 아암(132)의 중심선(Ca)에 대해 소정 각도(δ) 기울어지게 되는 것이다.
이와 같은 배치 구조에 의해서도, 램프(150)로부터 디스크(120)의 랜딩존(122)으로 랜딩하는 슬라이더(246)의 측면이 최외측 트랙(To)과 평행하게 되므로, 슬라이더(246)와 디스크(220) 표면의 충돌 가능 영역이 감소하게 되며, 랜딩존(122)의 폭이 종래에 비해 좁아지게 되고, 이에 따라 디스크(120)의 데이터 저장 용량이 증가될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 종래의 하드 디스크 드라이브와 액츄에이터를 도시한 평면도이고, ㄷ도 2는 디스크의 랜딩존에 랜딩된 슬라이더를 확대하여 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액츄에이터를 구비한 하드 디스크 드라이브를 도시한 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 액츄에이터의 슬라이더가 디스크의 랜딩존에 랜딩된 상태를 확대하여 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액츄에이터를 구비한 하드 디스크 드라이브를 도시한 평면도이고, 도 6은 도 4에 도시된 액츄에이터의 슬라이더가 디스크의 랜딩존에 랜딩된 상태를 확대하여 도시한 평면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 ...베이스 부재 112...스핀들 모터
120...디스크 122...랜딩존
124...데이터존 130...액츄에이터
131...액츄에이터 피봇 132...스윙 아암
136...보이스 코일 모터 137...VCM 코일
138...마그네트 140,240...헤드 짐발 조립체
142,242...로드 빔 144,244...플렉셔
146,246...슬라이더 148,248...팁-탭
150...램프 160...액츄에이터 래치

Claims (10)

  1. 읽기/쓰기 헤드를 디스크 상의 원하는 위치로 이동시키는 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터에 있어서,
    베이스 부재에 회전 가능하게 설치된 스윙 아암;
    상기 스윙 아암의 선단부에 결합된 로드 빔과, 상기 로드 빔에 결합된 플렉셔와, 상기 플렉셔에 부착되어 지지되며 상기 읽기/쓰기 헤드를 탑재한 슬라이더를 포함하는 헤드 짐발 조립체; 및
    상기 스윙 아암을 회전시키기 위한 보이스 코일 모터;를 구비하며,
    상기 슬라이더는 상기 디스크의 최외측 트랙에 대한 스큐각도가 실질적으로 O도가 되도록 배치된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 슬라이더는 상기 플렉셔와 함께 상기 로드 빔의 중심선에 대해 소정 각도만큼 기울어도록 설치된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 슬라이더의 중심선과 상기 플렉셔의 중심선은 일치하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 헤드 짐발 조립체는 상기 스윙 아암의 중심선에 대해 소정 각도 기울어지도록 상기 스윙 아암의 선단부에 결합된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 슬라이더, 플렉셔 및 로드 빔의 중심선들은 모두 일치하되, 상기 중심선들은 상기 스윙 아암의 중심선에 대해 소정 각도 기울어진 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 액츄에이터.
  6. 하드 디스크 드라이브에 있어서,
    베이스 부재에 설치된 스핀들 모터;
    상기 스핀들 모터에 장착되어 회전되는 적어도 하나의 디스크; 및
    읽기/쓰기 헤드를 상기 디스크상의 원하는 위치로 이동시키는 액츄에이터;를 구비하며,
    상기 액츄에이터는,
    상기 베이스 부재에 회전 가능하게 설치된 스윙 아암과;
    상기 스윙 아암의 선단부에 결합된 로드 빔과, 상기 로드 빔에 결합된 플렉셔와, 상기 플렉셔에 부착되어 지지되며 상기 읽기/쓰기 헤드를 탑재한 슬라이더를 포함하는 헤드 짐발 조립체와;
    상기 스윙 아암을 회전시키기 위한 보이스 코일 모터;를 포함하며,
    상기 슬라이더는 상기 디스크의 최외측 트랙에 대한 스큐각도가 실질적으로 O도가 되도록 배치된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 슬라이더는 상기 플렉셔와 함께 상기 로드 빔의 중심선에 대해 소정 각도만큼 기울어도록 설치된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 슬라이더의 중심선과 상기 플렉셔의 중심선은 일치하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 헤드 짐발 조립체는 상기 스윙 아암의 중심선에 대해 소정 각도 기울어지도록 상기 스윙 아암의 선단부에 결합된 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 슬라이더, 플렉셔 및 로드 빔의 중심선들은 모두 일치하되, 상기 중심 선들은 상기 스윙 아암의 중심선에 대해 소정 각도 기울어진 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브.
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