TW202132063A - 電子機械式扭力扳手 - Google Patents

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TW202132063A
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寶達精業股份有限公司
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    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
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    • B25B23/142Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers
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Abstract

一種電子機械式扭力扳手,其係具有一本體,該本體內係設有一跳脫機構,該跳脫機構主要具有比鄰設置之一長桿與一短桿,且該長桿與該短桿間係連接有一跳脫件,可供在使用者操作的過程中,讓該長桿與該短桿受到扭矩發生撓曲,並在該扭矩達到預設之扭力值時,讓該跳脫件發生跳脫,以產生機械式聲響與震動提示使用者停止操作,同時該長桿更設有至少一應變感測器,該應變感測器係連接有一顯示模組,可供感測該長桿之變形量,並傳送至該顯示模組,使該顯示模組以數位顯示之方式輸出對應之扭力值。

Description

電子機械式扭力扳手
本發明係與一種扭力扳手有關,特別是指一種兼具有機械式跳脫結構與數位顯示扭力值功能之電子機械式扭力扳手。
由於機械式扭力扳手具有耐用與精準度高之優點,因此仍廣受大眾之喜愛,一般而言,該機械式扭力扳手主要係具有一本體,該本體之一端係設有一工作頭,而該本體之另端則設有一握柄,同時該本體內更設有一跳脫機構,該跳脫機構係連接於該工作頭,藉此,當使用者操作該機械式扭力扳手時,該跳脫機構會承受該工作頭傳遞之扭矩,並於該扭矩大於使用者設定之扭力值時發生跳脫,且伴隨聲響與震動,以提示使用者停止操作,同時該機械式扭力扳手還會設置有一扭力調整機構,該扭力調整機構係包含有一彈簧,可供使用者藉由調整該彈簧之壓縮量以調整扭力值。
然而現有的機械式扭力扳手係具有下列缺點,其一,當使用者施力於該握柄時,該機械式扭力扳手無法同步顯示當前之扭力值,故使用者無法得知從初始施力至該跳脫機構作動之間的扭力值,其二,使用者每次使用完畢後,必須將該習知扭力調整機構之預設扭力值歸零,以避免該彈簧持續壓縮而產生彈性疲乏之現象,然此機制將衍生使用者使用不便之問題,其三,該扭力調整機構通常是設置於該本體之側邊,導致使用者容易在操作過程中誤觸該扭力調整機構,其四,目前常見之跳脫機構,主要係透過該彈簧抵頂於一滾柱,並讓該滾柱抵頂於該工作頭之斜面,俾使扭矩大於該彈簧之彈性力時,讓該滾柱處產生跳脫,但此設計體積龐大,使現有的機械式扭力扳手不存在設置感應器之空間。
本發明之主要目的係提供一種電子機械式扭力扳手,其係具有機械式跳脫結構與數位顯示扭力值功能,而兼具有使用便利性與容易判讀扭力值之優點。
本發明之次要目的係提供一種電子機械式扭力扳手,其係讓使用者必須解除一防誤觸單元才能調整扭力值,以達到防止誤觸之目的。
為達上述主要目的,本發明所提供之電子機械式扭力扳手,其係包含有:一本體,其係具有一中空之管體,且該管體之一端係設有一工作頭,而該管體之另端則設有一握把,其中,該管體內係設有一腔室,同時該管體外則穿設有與該腔室相連通之一固定孔以及一軸孔;以及一跳脫機構,其係具有比鄰設置於該腔室內之一長桿與一短桿,其中,該長桿之一端係連接於該工作頭,另端則對應該軸孔設有一螺孔,而該短桿之一端係連接於該工作頭,另端則設有一受壓部,同時該長桿之中間段係樞接有一可轉動之跳脫件,該跳脫件鄰近該短桿之一側係對應該受壓部設有一壓抵部,而遠離該短桿之另側則延伸有一延伸部,該延伸部與該長桿間係連接有一彈性件,使該跳脫件承受該彈性件提供之彈力,而存有讓該壓抵部持續壓抵於該受壓部之運動趨勢,此外該跳脫機構更具有一設於該固定孔內之抵頂件,該抵頂件係朝該延伸部方向設有一抵頂桿;以及一扭力調整機構,其係具有一穿過該軸孔與該螺孔之螺桿,且該螺桿之一端係凸出該軸孔外並設有一旋鈕,該旋鈕可帶動該螺桿轉動,使該螺桿螺動該長桿,以調整該長桿之位置;還有一數位顯示單元,其係具有一設置於該本體外之顯示模組,且該顯示模組係電性連接有至少一應變感測器,該應變感測器係設置於該長桿之周側,可供感測該長桿之變形量,並傳送至該顯示模組,使該顯示模組以數位顯示之方式輸出對應之扭力值。
為達上述次要目的,本發明所提供之電子機械式扭力扳手,其係包含有:一防誤觸單元,其係具有一設於該管體之限位件,以及一設於該螺桿之操作件,且該操作件僅可沿該螺桿之位移方向軸向滑動,並具有一上鎖位置與一解鎖位置,於該上鎖位置時,該操作件係受到該限位件之限位,使該螺桿無法轉動,而於該解鎖位置時,該操作件係脫離該限位件之限位,使該螺桿可以轉動以調整扭力。
本發明所提供之電子機械式扭力扳手,當使用者欲鎖固一工件而對該握把施力時,該電子機械式扭力扳手之該長桿與該短桿會受到扭矩而產生撓曲,並在該扭矩達到預設之扭力值時,讓該受壓部從該壓抵部跳脫,以產生機械式聲響與震動提示使用者停止操作,由於該跳脫機構之該長桿與該短桿為非彈簧機構,無彈性疲乏問題,當使用者使用完畢,無須將該扭力調整機構之預設扭力值歸零,可大幅提升使用者之使用便利性,同時,可透過該應變感測器感測該長桿之變形量,並傳輸至該顯示模組,以數位顯示的方式顯示扭力值,而可達到兼具有機械式跳脫結構與數位顯示扭力值功能之目的,此外,透過該防誤觸單元,讓使用者必須按壓該操作件,使該操作件進入該解鎖位置,才能轉動該旋鈕以調整扭力值,從而能達到防止誤調扭力之目的。
請參閱第1圖以及第2圖所示,係本發明之較佳實施例之立體圖以及剖視圖,其係揭示有一電子機械式扭力扳手100,該電子機械式扭力扳手100係包含有一本體10,且該本體10係具有一中空之管體11,該管體11之一端係設有一工作頭12,而該管體11之另端則設有一握把13,其中,該管體11內係設有一腔室111,該腔室111內係容置有一跳脫機構20,而該管體11外鄰近該握把13處係設有至少一與該腔室111連通之軸孔112,該軸孔112內係穿設有一扭力調整機構30,同時該管體11外鄰近該握把13處更設有一數位顯示單元40。
請再繼續參閱第2圖所示,該跳脫機構20主要係具有比鄰設置於該腔室111內之一長桿21與一短桿22,其中,該長桿21之一端係穿設連接於該工作頭12之一第一連接孔121內,另端則沿該管體11之軸向延伸至鄰近該軸孔112處,並在對應該軸孔112處穿設有一螺孔211,而該短桿22之一端係穿設連接於該工作頭12之一第二連接孔122內,另端則沿該管體11之軸向延伸至靠近該長桿21之中段位置處,且該短桿22之另一端係設有一受壓部221,另外該跳脫單元20更包含有一跳脫件23,該跳脫件23係位於該長桿21之中間段,且該跳脫件23之一端係透過一樞接銷212樞設於該長桿21而可相對該長桿21轉動,同時該跳脫件23之另端係朝該短桿22方向延伸,並於面對該短桿22之一側對應該受壓部221設有一壓抵部231,該跳脫件23之該壓抵部2321係鄰近該短桿22,以及於相對該壓抵部231之另側係延伸有一延伸部232,該跳脫件23之該延伸部232係遠離該短桿22,此外更包含有一彈性件24,例如壓縮彈簧,該彈性件24之一端係容置於一設於該長桿21之沉孔213內,而另端則連接於該延伸部232,使該跳脫件23承受該彈性件24提供之彈力,而存有讓該壓抵部231持續壓抵於該受壓部221之運動趨勢,此外該管體11更對應該跳脫件23穿設有一與該腔室111連通之固定孔113,而該跳脫機構20則具有一抵頂件25,該抵頂件25係設於該固定孔113內,並朝該延伸部232方向設有一抵頂桿251,藉此,當使用者欲鎖固一工件而對該握把13施力時,該電子機械式扭力扳手100之該長桿21與該短桿22會受到扭矩而產生撓曲,隨著施予的力量增加,該跳脫件23逐漸往該抵頂件25方向靠近,並在扭矩達到預設之扭力值時,該跳脫件23之該延伸部232係受該抵頂件25之擋止而發生順時針轉動,進而讓該受壓部221從該壓抵部231跳脫,並伴隨者發出機械式聲響與輕微震動,以提示使用者停止操作,由於該跳脫機構20之該長桿21與該短桿22為非彈簧機構,無彈性疲乏問題,當使用者使用完畢,無須將該扭力調整機構30之預設扭力值歸零,因此可大幅提升使用者之使用便利性。
請再參閱第3圖所示,係本發明之較佳實施例之扭力調整機構位置處之剖視圖,該扭力調整機構30係具有一穿過該軸孔112與該螺孔211之螺桿31,且該螺桿31之一端係凸出該軸孔112外並設有一旋鈕32,較佳地,該管體11之兩側分別具有彼此對應之軸孔112,該螺桿31之另端設有一端蓋33,該端蓋33係固定於該管體11另一側之該軸孔112,藉此,當使用者透過該旋鈕32帶動該螺桿31轉動時,此時因為由於該螺桿31係螺合於該長桿21之該螺孔211內,所以該長桿21係會受該螺桿31之螺動而沿該螺桿31之穿設方向位移,進而可以調整該電子機械式扭力扳手100之扭力值。
請再參閱第4圖所示,係本發明之較佳實施例之扭力調整機構位置處之分解圖,並請同時參閱第2圖所示,該數位顯示單元40係具有一設置於該本體10外之顯示模組41,且該顯示模組41係電性連接有至少一應變感測器42,該應變感測器42係如第二圖所示設置於該長桿21之周側,可供感測該長桿21之變形量,並傳送至該顯示模組41,使該顯示模組41以數位顯示之方式輸出對應之扭力值,其中,該長桿21之兩端係分別連接該扭力調整機構30及該工作頭12,由於該扭力調整機構30調整扭力時將使該長桿21產生位移,且當該工作頭12欲緊固該工件時,使用者施力亦會使該長桿21產生撓曲,因此在該長桿21及該短桿22之結構基礎下,該應變感測器42必須貼合於該長桿21周側,方能使該數位顯示單元40真實呈現其扭力值,此外,若將該應變感測器42貼合於該短桿22,當達到預定扭力時,該短桿22係跳脫而碰撞該管體11之內緣,碰撞所產生之振動極可能導致該應變感測器42被破壞,另外,本實施例中,該數位顯示單元40係具有複數個應變感測器42,該等應變感測器42係對稱設置於該長桿21之周側,較佳地,該長桿21係具有一朝向該短桿22之上桿面21A,以及一相對該上桿面21A設置之下桿面21B,而該等應變感測器42係部分設置於該上桿面21A ,部分設置於該下桿面21B,由於該長桿21於受力時具有較大變動量之側面為該上桿面21A及該下桿面21B,故該等應變感測器42貼合於上述表面將具有較佳之扭力感測值,此外,該顯示模組41更電性連接有一鄰近該扭力調整機構30設置之位置感測器43,且該位置感測器43與該螺桿31間係透過一連動機構44相連接,於本實施例中,該連動機構44係具有一連接於該螺桿31之第一齒輪441,以及一連接於該位置感測器43之第二齒輪442,還有一樞設於該管體11且嚙合於該第一齒輪441與該第二齒輪442間之第三齒輪443,其中,該第一齒輪441係套設於該螺桿31之桿身,該管體11係設有一樞接孔114,而該第三齒輪443係具有一轉軸4431,該轉軸4431係穿設於該樞接孔114,使該第三齒輪443樞設於該管體11,從而可以感測該螺桿31之變動量,並傳送至該顯示模組41,使該顯示模組41輸出對應之扭力值,藉此,當使用者操作該電子機械式扭力扳手100時,係可透過該數位顯示單元40以數位顯示的方式顯示扭力值,而可便於使用者進行判讀。
請再參閱第5圖與第6圖所示,係本發明之較佳實施例之扭力調整機構位置處之剖視圖以及動作示意圖,並請同時參閱第4圖所示,該管體11於鄰近該軸孔112處係穿設有複數個定位孔115,同時該電子機械式扭力扳手100更包含有一防誤觸單元50,該防誤觸單元50係具有一設置於該管體11外之固定件51,以及設置於該腔室111內之限位件52,其中,該固定件51係對應該軸孔112設有一擴孔511,以及對應該等定位孔115設有複數個貫孔512,而該限位件52係對應該軸孔112設有一多邊形孔521,以及對應該等定位孔112設有複數個鎖孔522,同時更包含有複數個鎖固件53,該等鎖固件53係分別穿設於每一組對應之該貫孔512、該定位孔115與該鎖孔522,以將該固定件51與該限位件52固定於該管體11,此外該旋鈕32之外側係凹設以一容槽321,並於該容槽321之槽底進一步凹設有一深入該螺桿31內部之盲孔311,同時該螺桿31之外周緣係穿設有一與該盲孔311相連通之長條孔312,而該防誤觸單元50則更包含有一設置於該管體11之操作件54,該操作件54係容置於該容槽321並具有一穿入該盲孔311之軸部541,該軸部541係對應該長條孔312設有一穿孔542,該穿孔542係設有一限位銷55,該限位銷55之端部係凸出該穿孔542並位於該長條孔312內,使該操作件54僅可沿該螺桿31之位移方向軸向滑動,並具有一上鎖位置與一解鎖位置,其中,於該上鎖位置時,如第5圖所示,係讓該限位銷55限位於該限位件52之該多邊形孔521內,使該螺桿31無法轉動,而於該解鎖位置時,如第6圖所示,係讓該限位銷55脫離該限位件52之該多邊形孔521的限位,使該螺桿31可以轉動以調整扭力,此外,該軸部541位於該容槽321之一端係外擴形成有一頭部543,同時該防誤觸單元50更包含有一彈簧56,該彈簧56係套設於該軸部541,且該彈簧56之二端係分別抵頂於該頭部543與該容槽321之內壁面,使該操作件54受該彈簧56提供之彈力,而存有由該解鎖狀態進入該上鎖狀態之運動趨勢,藉此,讓使用者必須按壓該操作件54之該頭部543,使該操作件54進入該解鎖位置,才能轉動該旋鈕32以調整扭力值,從而能達到防止誤觸之目的。
茲,再將本發明之特徵及其可達成之預期功效陳述如下:
1、本發明所提供之電子機械式扭力扳手,當使用者在操作該電子機械式扭力扳手時,該長桿與該短桿會受到扭矩發生撓曲,並在該扭矩達到預設之扭力值時,讓該壓抵部跳脫該受壓部,以產生機械式聲響與震動提示使用者停止操作,由於該跳脫機構之長桿與短桿為非彈簧機構,無彈性疲乏問題,使用者使用完畢後無需將該扭力調整機構之預設扭力歸零,可大幅提升使用便利性。
2、本發明所提供之電子機械式扭力扳手,由於該扭力調整機構調整扭力時將使該長桿產生位移,且當該工作頭欲緊固該工件時,使用者施力亦會使該長桿產生撓曲,因此在該長桿及該短桿之結構基礎下,將該應變感測器貼合於該長桿周側,可感測該長桿之變形量,並傳輸至該顯示模組,使該數位顯示單元以數位顯示的方式真實呈現其扭力值,達到兼具有機械式跳脫結構與數位顯示扭力值功能之目的。
3、本發明所提供之電子機械式扭力扳手,當使用者透過該扭力調整單元調整扭力值時,係可透過該位置感測器感測該螺桿之變動量,並傳輸至該顯示模組,以數位顯示的方式顯示扭力值,以便於使用者進行判讀。
4、本發明所提供之電子機械式扭力扳手,透過該防誤觸單元,讓使用者必須按壓該操作件,使該操作件進入該解鎖位置,才能轉動該旋鈕以調整扭力值,從而能達到防止誤調扭力之目的。
綜上所述,本發明在同類產品中實有其極佳之進步實用性,同時遍查國內外關於此類結構之技術資料,文獻中亦未發現有相同的構造存在在先,是以,本發明實已具備發明專利要件,爰依法提出申請。
惟,以上所述者,僅係本發明之一較佳可行實施例而已,故舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效結構變化,理應包含在本發明之專利範圍內。
100:電子機械式扭力扳手 10:本體 11:管體 111:腔室 112:軸孔 113:固定孔 114:樞接孔 115:定位孔 12:工作頭 121:第一連接孔 122:第二連接孔 13:握柄 20:跳脫機構 21:長桿 21A:上桿面 21B:下桿面 211:螺孔 212:樞接銷 213:沉孔 22:短桿 221:受壓部 23:跳脫件 231:壓抵部 232:延伸部 24:彈性件 25:抵頂件 251:抵頂桿 30:扭力調整機構 31:螺桿 311:盲孔 312:長條孔 32:旋鈕 321:容槽 33:端蓋 40:數位顯示單元 41:顯示器 42:應變感測器 43:位置感測器 44:連動機構 441:第一齒輪 442:第二齒輪 443:第三齒輪 4431:轉軸 50:防誤觸單元 51:固定件 511:擴孔 512:貫孔 52:限位件 521:多邊形孔 522:鎖孔 53:鎖固件 54:操作件 541:軸部 542:穿孔 543:頭部 55:限位銷 56:彈簧
第1圖係本發明之較佳實施例之立體圖。 第2圖係本創作之較佳實施例之剖視圖。 第3圖係本創作之較佳實施例之扭力調整單元位置處之剖視圖。 第4圖係本創作之較佳實施例之扭力調整單元位置處之分解圖。 第5圖係本創作之較佳實施例之扭力調整單元位置處之剖視圖。 第6圖係本創作之較佳實施例之動作示意圖。
10:本體
11:管體
111:腔室
112:軸孔
113:固定孔
12:工作頭
121:第一連接孔
122:第二連接孔
20:跳脫機構
21:長桿
21A:上桿面
21B:下桿面
211:螺孔
212:樞接銷
213:沉孔
22:短桿
221:受壓部
23:跳脫件
231:壓抵部
232:延伸部
24:彈性件
25:抵頂件
251:抵頂桿
30:扭力調整機構
31:螺桿
32:旋鈕
33:端蓋
40:數位顯示單元
41:顯示器
42:應變感測器
43:位置感測器
44:連動機構
441:第一齒輪
442:第二齒輪
443:第三齒輪

Claims (10)

  1. 一種電子機械式扭力扳手,其係包含有: 一本體,其係具有一中空之管體,且該管體之一端係設有一工作頭,而該管體之另端則設有一握把,其中,該管體內係設有一腔室,同時該管體外則穿設有與該腔室相連通之一固定孔以及至少一軸孔; 一跳脫機構,其係具有比鄰設置於該腔室內之一長桿與一短桿,其中,該長桿之一端係連接於該工作頭,另端則對應該軸孔設有一螺孔,而該短桿之一端係連接於該工作頭,另端則設有一受壓部,同時該長桿之中間段係樞接有一可轉動之跳脫件,該跳脫件鄰近該短桿之一側係對應該受壓部設有一壓抵部,而遠離該短桿之另側則延伸有一延伸部,該延伸部與該長桿間係連接有一彈性件,使該跳脫件承受該彈性件提供之彈力,而存有讓該壓抵部持續壓抵於該受壓部之運動趨勢,此外該跳脫機構更具有一設於該固定孔之抵頂件,該抵頂件係朝該延伸部方向設有一抵頂桿; 一扭力調整機構,其係具有一穿過該軸孔與該螺孔之螺桿,且該螺桿之一端係凸出該軸孔外並設有一旋鈕,該旋鈕可帶動該螺桿轉動,使該螺桿螺動該長桿,以調整該長桿之位置;以及 一數位顯示單元,其係具有一設置於該本體之顯示模組,且該顯示模組係電性連接有至少一應變感測器,該應變感測器係設置於該長桿之周側,可供感測該長桿之變形量,並傳送至該顯示模組,使該顯示模組以數位顯示之方式輸出對應之扭力值。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之電子機械式扭力扳手,其中,該長桿係具有一朝向該短桿之上桿面,以及一相對該上桿面設置之下桿面,而該數位顯示單元係具有複數個應變感測器,該等應變感測器係部分設置於該上桿面,部分設置於該下桿面。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述之電子機械式扭力扳手,其中,該顯示模組更電性連接有一鄰近該扭力調整機構設置之位置感測器,且該位置感測器與該螺桿間係透過一連動機構相連接,該位置感測器可供感測該螺桿之變動量,並傳送至該顯示模組,使該顯示模組輸出對應之扭力值。
  4. 依據申請專利範圍第3項所述之電子機械式扭力扳手,其中,該連動機構係具有一連接於該螺桿之第一齒輪,以及一連接於該位置感測器之第二齒輪,還有一樞設於該管體且嚙合於該第一齒輪與該第二齒輪間之第三齒輪。
  5. 依據申請專利範圍第4項所述之電子機械式扭力扳手,其中,該管體係設有一樞接孔,而該第三齒輪係具有一轉軸,該轉軸係穿設於該樞接孔,使該第三齒輪樞設於該管體。
  6. 依據申請專利範圍第1項所述之電子機械式扭力扳手,其中,更包含有一防誤觸單元,其係具有一設於該管體之限位件,以及一設於該螺桿之操作件,且該操作件僅可沿該螺桿之位移方向軸向滑動,並具有一上鎖位置與一解鎖位置,於該上鎖位置時,該操作件係受到該限位件之限位而使該螺桿無法轉動,而於該解鎖位置時,該操作件係脫離該限位件之限位,使該螺桿可以轉動以調整扭力。
  7. 依據申請專利範圍第6項所述之電子機械式扭力扳手,其中,該旋鈕之外側係凹設有一容槽,並於該容槽之槽底進一步凹設有一深入該螺桿內部之盲孔,同時該螺桿之外周緣係穿設有一與該盲孔相連通之長條孔,而該操作件係容置於該容槽並具有一穿入該盲孔之軸部,該軸部係對應該長條孔設有一穿孔,該穿孔係設有一限位銷,該限位銷之端部係凸出該穿孔並位於該長條孔內,使該操作件僅可沿該螺桿之位移方向軸向滑動。
  8. 依據申請專利範圍第7項所述之電子機械式扭力扳手,其中,該限位件係對應該軸孔穿設有一多邊形孔,俾使該操作件位於該上鎖位置時,係讓該限位銷限位於該多邊形孔內,使該螺桿無法轉動,而於該解鎖位置時,係讓該限位銷脫離該多邊形孔,使該螺桿可以轉動。
  9. 依據申請專利範圍第7項所述之電子機械式扭力扳手,其中,該軸部位於該容槽之一端係外擴形成有一頭部,同時更包含有一彈簧,該彈簧係套設於該軸部,且該彈簧之二端係分別抵頂於該頭部與該容槽之內壁面,使該操作件承受該彈簧提供之彈力,而存有由該解鎖狀態進入該上鎖狀態之運動趨勢。
  10. 依據申請專利範圍第6項所述之電子機械式扭力扳手,其中,該管體係穿設有複數個定位孔,而該限位件係對應該等定位孔設有複數個鎖孔,同時更包含有一固定件,該固定件係設於該管體外並對應該等定位孔設有複數個貫孔,此外更包含有複數個鎖固件,該等鎖固件係分別穿設於每一組對應之該貫孔、該定位孔與該鎖孔,以將該限位件固定於該管體。
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