(57)【要約】      （修正有）【課題】ノイズの少ない動作が可能となる電気モータを提供する。【解決手段】ロータシャフト２６はその一端で、回転軸Ａ方向に直角に延在し収納ケース１２の壁３０のひとつに設けられて軸受部材３８にも対応する開口２８を介し、収納ケース１２の外側に延設され、軸受部材３８は、ロータシャフト２６を回転自在に支持する。軸受部材３８は壁３０で作られる凹部３２に収容し、凹部３２および軸受部材３８の周壁との間に減衰部材５４を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
収納ケース（１２）と、回転軸（Ａ）のあるロータシャフト（２６）を有する回転子（１８）と、を含む電気モータ（１０）であって、
前記ロータシャフト（２６）はその一端で、前記回転軸（Ａ）方向に直角に延在し前記収納ケース（１２）の壁（３０）のひとつに設けられている開口（２８）であって軸受部材（３８）とも結びついている開口（２８）を介し、前記収納ケース（１２）の外側まで延設し、前記軸受部材（３８）は、前記ロータシャフト（２６）を回転自在に支持し、
前記軸受部材（３８）は前記回転軸（Ａ）方向に直角に延在する前記壁（３０）内で形成される凹部（３２）に収容され、前記凹部（３２）および前記軸受部材（３８）の周壁との間に減衰部材（５４）が設けられている
ことを特徴とする電気モータ。
【請求項２】
前記ロータシャフト（２６）をその他端から別開口（３４）を介して前記収納ケース（１２）の外側まで延設され、その際にロータシャフト（２６）を回転自在に支持する別軸受部材（４０）が、前記別開口（３４）に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の電気モータ。
【請求項３】
前記ロータシャフト（２６）をその他端に於いて、前記回転軸（Ａ）方向に直角に延在する、前記収納ケースの別壁で回転自在に支持し、その際に前記ロータシャフトを回転自在に支持する別軸受部材が、前記ロータシャフトの前記他端に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の電気モータ。
【請求項４】
前記回転軸（Ａ）方向に直角に延在する前記別壁に作られた凹部（３６）に前記別軸受部材（４０）を収容し、その際に前記凹部（３６）の周壁と前記軸受部材（４０）との間に別減衰部材（５６）が設けられている
ことを特徴とする請求項２または３に記載の電気モータ。
【請求項５】
前記減衰部材（５４）や前記別減衰部材（５６）は、弾性部材であり、好ましくはゴム弾性部材である
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電気モータ。
【請求項６】
前記減衰部材（５４）や前記別減衰部材（５６）が環状の構造である
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電気モータ。
【請求項７】
前記減衰部材（２５４）や前記別減衰部材（２５６）は、前記回転軸（Ａ）方向にほぼ直角に延在する部分（２５４ａ、２６５ａ）を含む
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電気モータ。
【請求項８】
前記軸受部材（３８）や前記別軸受部材（４０）を回転軸（Ａ）方向にスリットを有する構造とし、その際に少なくとも一つのスリット（３８ｂ）は、前記軸受部材（３８）や前記別軸受部材（４０）の回転軸（Ａ）方向の長さの少なくとも一部にわたって延在する
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の電気モータ。
【請求項９】
前記回転子（１８）は、前記軸受部材（３８）や前記別軸受部材（４０）で回転軸（Ａ）方向に直接または間接的に支持される
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の電気モータ。
【請求項１０】
前記回転子（１８）は、前記整流子（２４）に面する側で前記整流子（２４）を介し、前記ロータシャフト（２６）の当該端に関わる前記軸受部材（４０）で直接支持するか、前記回転子（１８）は、前記整流子（２４）とは反対側でシャフト環（４４）を介し、前記ロータシャフト（２６）の当該端に関わる前記軸受部材（３８）で支持する
ことを特徴とする請求項９に記載の電気モータ。
【請求項１１】
前記収納ケース（１２）は、カップ形状に構成された部品（１４）とこれを閉じるカバー部品（１６）とを含む
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の電気モータ。
【請求項１２】
前記収納ケース（１２）は磁性ケースとして構成する
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の電気モータ。
【請求項１３】
前記軸受部材（３８）や前記別軸受部材（４０）はノイズを低減する素材、例えば、合成素材で形成される
ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の電気モータ。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれかに記載の電気モータ（１０）と、出力側で前記電気モータ（１０）のピニオン（４２）に係合している遊星歯車（５８）と、を有する
ことを特徴とするモータ・ギヤ装置（１０・５８）。
【請求項１５】
特に車両の閉鎖部材向けの可変長駆動手段であって、
前記可変長駆動手段は、回転駆動装置と、ねじを切ってあるスピンドルおよびねじを切ってあるナットを有するスピンドル駆動装置とを含み、前記ねじを切ってあるスピンドルおよび前記ねじを切ってあるナットは互いに螺合し、前記回転駆動装置の回転に応じ互いに対して軸方向に変位でき、
前記回転駆動装置は、請求項１乃至１３のいずれかに記載の電気モータ（１０）や請求項１４に記載のモータ・ギヤ装置（１０・５８）を含む
ことを特徴とする可変長駆動手段。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、収納ケースと、回転軸のあるロータシャフトを有する回転子と、を含む電気モータに関するものであって、前記ロータシャフトはその一端が、回転軸方向に直角に延在し前記収納ケースの壁のひとつに設けられて軸受部材にも対応する開口を介し、収納ケースの外側に延設し、前記軸受部材は、前記ロータシャフトを回転自在に支持する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電気モータは、たとえば出願人によってＰＯＷＥＲＩＳＥ(R)の名で販売されている電気機械駆動装置に使用され、例を挙げれば２０１１年に製造された車両であるアウディＡ６リムジンとアウディＡ７の各モデルに搭載されている。
【０００３】
図６は、この種の公知の電気モータの縦方向断面図である。電気モータ９１０は、カップ形状部９１４とカバー部９１６から成る収納ケース９１２を備える。回転子９１８は、収納ケース９１２内に収容される。回転子９１８の回転子巻線９２０は、整流子９２４によって電流方向を替えながら電気的に直流電流を供給すると、永久磁石である固定子磁石９２２とよく知られた原理で作用しあい、収納ケース９１２に対して回転子９１８を回転させる。回転子９１８のロータシャフト９２６は、図６で示すようにその左端が、カップ形状部９１４の壁９３０に（より正確にはこの壁９３０の凹部９３２に）作られる開口９２８を介して、収納ケース９１２の外側に延設され、壁９３０は、ロータシャフト９２６の回転軸Ａ方向に直角に延在する。同様に、図６で示すようにロータシャフト９２６の右端は、カバー部９１６の開口９３４を介して収納ケース９１２の外側に延設される。具体的には、開口９３４も同様にカバー部９１６の凹部９３６に作られる。
【０００４】
焼結金属製の軸受部材９３８および９４０は、それぞれ凹部９３２および凹部９３６に圧入され、ロータシャフト９２６従って回転子９１８を回転自在に収納ケース９１２内で支持する。例えば、ロータシャフト９２６上に配置されたピニオン９４２と電気モータ９１０の下流側にあるギヤ装置（図示せず）が作用し合って生じる可能性のある、回転軸Ａの方向に作用する力に耐えるために、図６に示すように、ロータシャフト９２６の左端部に二つのシャフト環９２８および９４４を固定し、それらの間に軸受部材９３８を収容する。軸受部材９３８とシャフト環９２８および９４４との間の摺動摩擦を低減するために、合成素材で作られたスラスト座金９４８および９５０をそれぞれ、軸受部材９３８と各シャフト環９２８および９４４との間に配置する。同様に合成素材で作られた別スラスト座金９５２を、整流子９２４と軸受部材９４０との間に備える。
【０００５】
この種の電気モータを遊星歯車と組み合わせるときは特に、実際には不快なノイズが発生する。このノイズの発生源は完全に理解されてはいない。しかしこれらを組み合わせた場合、ギヤからロータシャフトに半径方向の力が働かず、結果としてロータシャフトは、軸受遊びの存在により軸受部材内で自由に揺れ動くことができるという事実から、ノイズの発生源はなにかということは当然わかるはずである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、当発明の目的は、ノイズの少ない動作が可能となるように、冒頭で述べたタイプの電気モータを別途開発することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、軸受部材を回転軸方向に直角に延在する壁に作られる凹部に収容するという、冒頭で述べたタイプの電気モータに於いて、前記凹部および前記軸受部材の周壁との間に減衰部材を備えることで達成される。前記減衰部材は、ロータシャフトが軸受部材に対して半径方向に影響を及ぼすとき、その影響を拾って吸収し、その結果として発生するノイズが低減される、ある種の「浮動」軸受となる。
【０００８】
実施形態の変形例としては、ロータシャフトはその他端を別開口を介して収納ケースの外側に延設し、その際にロータシャフトを回転自在に支持する別軸受部材を、前記別開口に設ける。別途開発の変形例の代替案として、ロータシャフトの他端を、回転軸方向に直角に延在する、収納ケースの別壁で回転自在に支持することも可能であり、その際にロータシャフトを回転自在に支持する別軸受部材を、ロータシャフトの前記他端に設ける。別途開発の変形例のいずれに於いても、本発明による前記軸受部材の構成を前記別軸受部材にも実装してもよく、すなわち、回転軸方向に直角に延在する前記別壁に作られた凹部に前記別軸受部材を収容してもよく、その際には前記凹部の周壁と前記軸受部材との間に別減衰部材を備える。
【０００９】
減衰部材や別減衰部材は、弾性部材であり、好ましくはゴム弾性部材であることが好ましい。こうすれば、必要な減衰特性を簡単に得ることができる。減衰部材や別減衰部材が環状の構造であれば、軸受部材をその全周上で、すなわちすべての径方向で減衰することができるので、さらに有効である。
【００１０】
市販されているＯリングは、その中の上記二つの機能を兼ね備えた減衰部材の一例である。しかし、異なる断面形状を有する弾性部材からなる環状減衰部材にも同じことが言える。例えば、減衰部材または別減衰部材は、矩形断面を有していてもよい。
【００１１】
本発明の一つの発展した実施形態として、減衰部材や別減衰部材は、回転軸方向にほぼ直角に延在する部分を含むことを提案したい。装着状態で、この部分を、軸受部材または別軸受部材とそれを収容する凹部の基部との間に配置することで、ロータシャフト軸方向の任意の動きを減衰させる。さらに、または代替として、製造公差を補償するためにこの部分を圧縮するようにしてもよい。
【００１２】
上述の軸受遊びを最小化あるいはゼロまで低減できるようにするためには、軸受部材や別軸受部材を回転軸方向にスリットを有する構造とすれば有効であり、その際に少なくとも一つのスリットは、軸受部材や別軸受部材の回転軸方向長さの少なくとも一部にわたって延在するようにする。減衰部材や別減衰部材をその収容凹部に挿入すると半径方向に圧縮するので、例えば、スリットを狭めることにより軸受遊びを最小化もしくは無くす力が生じる。しかし、環状の減衰部材を使用した場合、この力は、単に軸受部材とその上に載る減衰部材、もしくは別軸受部材とその上に載る別減衰部材とが作用し合って生じるだけである。
【００１３】
本発明の一つの発展した実施形態として、回転子は、軸受部材や別軸受部材で回転軸方向に直接または間接的に支持してもよい。例えば、回転子は、整流子に面する側で整流子を介し、ロータシャフトの当該端に関わる軸受部材で直接支持してもよいし、整流子とは反対側でシャフト環を用いて、ロータシャフトの当該端に関わる軸受部材で支持してもよい。こうすれば、ロータシャフトの出力側に設けられたピニオンに対して、整流子側は押す方向に、整流子の反対側は引く方向に、回転子を支持することができる。従って、図６に示した従来の実施例と比較して、シャフト環９４６を省略することができ、本発明に係る電気モータの構造をさらに簡素化できる。さらにまた、この措置の結果として電気モータの全体の長さを減らすことができる。
【００１４】
よく知られた方法として、本発明に係る電気モータの場合にも、収納ケースは、カップ形状に構成された部品とこれを閉じるカバー部品とを含むようにできる。また、収納ケースは磁性ケースとして構成することができる。
【００１５】
本発明による一つの発展した実施形態では、軸受部材や別軸受部材はノイズを低減する素材、例えば、合成素材で形成してもよい。軸受遊びがあるために軸受部材の中で揺れ動くロータシャフトをこの種の素材からなる軸受部材で支持するという事実は、通常これらの素材は機械的負荷に対し、例えば、従来の軸受部材で使用される焼結金属よりも大幅に低い抵抗を有するので、当業者が期待するものとはそれ自体が正反対である。従って、当業者は、この素材が選択された場合、軸受部材はほんの短い期間動作しただけで故障してしまうと考えるであろう。このように故障するリスクは、軸受部材を収容する凹部の周壁と軸受部材との間に減衰部材を備えることにより、軸受部材の部分があたかも収納ケース内に"浮いている"ように支持すると、大幅に低減されるかあるいは完全に排除できることを認識するに至った本発明者たちの成果と言える。このように電気モータを別開発することにより、その結果として合成スラスト座金を備える必要性がもはや無くなるので、電気モータの構造も簡略化することができる。軸受部材や別軸受部材を製造する素材としては、例えばＰＯＭ（ポリオキシメチレン）、まさにふさわしいＰＡＩ（トーロン(R)のようなポリアミドイミド、特にトーロン(R) ４３０１）、または高耐熱性を有する他の合成素材が挙げられる。
【００１６】
第二の態様によれば、本発明は、本発明に係る電気モータと出力側で発明に係る電気モータのピニオンに係合している遊星歯車とを有するモータ・ギヤ装置に関するものである。
【００１７】
そして、最後の第三の態様によれば、本発明はまた、特に、例えばトランクの蓋、ハッチバック、ドア等の車両の閉鎖部材向けの可変長駆動手段に関するものであって、回転駆動装置と、ねじを切ってあるスピンドルおよびねじを切ってあるナットを備えたスピンドル駆動装置とを含み、そのねじを切ってあるスピンドルおよびねじを切ってあるナットは互いにねじで螺合し、回転駆動装置の回転に応じ互いに対して回転軸方向に変位でき、回転駆動装置は本発明に係る電気モータや本発明に係るモータ・ギヤ装置を含むことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
添付の図面を参照しながら、以下に実施形態を示しつつ本発明をより詳細に説明する。
【００１９】
【図１】は、本発明に係る電気モータの第一実施形態の長さ方向断面図を示している。
【図２】と
【図３】は、本発明に係る電気モータの第二実施形態（図２）と第三実施形態（図３）をそれぞれ図１と同様の図で示している。
【図４】と
【図５】は、スリットを有する軸受部材の二つの変形例の斜視図を示している。
【図６】は、従来技術の電気モータに関して図１と同様の図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、 本発明に係る電気モータ１０の第一実施形態の長さ方向断面図を示している。電気モータ１０は、カップ形状部１４とカバー部１６から成る収納ケース１２を備える。回転子１８は、収納ケース１２内に収容される。回転子１８の回転子巻線２０は、整流子２４によって電流方向を替えながら電気的に直流電流を供給すると、よく知られた原理で永久磁石である固定子磁石２２と作用し合い、収納ケース１２に対して回転子１８を回転させる。回転子１８のロータシャフト２６は、図１で示すようにその左端が、カップ形状部１４の壁３０に、より正確にはこの壁３０内にある凹部３２中に形成された開口２８を介して、収納ケース１２の外側に延設され、そして壁３０は、ロータシャフト２６の回転軸Ａに直角に延在している。同様に、図１に示すようにロータシャフト２６の右端は、カバー部１６の凹部３６の開口３４を介して収納ケース１２の外側に延設される。
【００２１】
二つの軸受部材は凹部３２および３６に収容される、具体的に言うと整流子２４とは反対側の回転子１８の軸受部材３８は凹部３２に、整流子２４に面した側の回転子１８の別軸受部材４０は凹部３６に収容される。軸受部材３８と４０は両方とも、それぞれ周溝３８ａと４０ａとを有し、その周溝の中に減衰部材５４と５６とがそれぞれ収容されている。これらの減衰要素５４と５６があるために、ロータシャフト２６が軸受部材３８と４０に半径方向の力を受けると、軸受部材３８と４０は半径方向の力を受けて動き、減衰部材５４と５６が圧縮する。この結果、軸受部材３８と４０に掛かる負荷を低減することができる。減衰要素５４と５６は、軸受部材３８と４０に元々掛かった力の少ししか収納ケース１２に伝わらないように、半径方向の力を減衰させる。図６に示した従来の電気モータ９１０と比較すると、結果として発生ノイズは大幅に低減される。
【００２２】
図１に示した実施形態では、減衰部材５４と５６は、両方とも弾性素材であり、好ましくはゴム弾性素材からなるОリングの形をしている。その環状構造のために、減衰部材５４と５６は、それぞれの場合に掛かる力の実際の向きに依らず、半径方向の力を確実に捕らえ減衰させる。
【００２３】
図４に示すように、軸受部材３８はスリットを有する構造とすることができ、 そして図４に記載のスリット３８ｂは、軸受部材３８の全長に亘り延在している。このスリットを有する構造にすることで、具体的には適切な構造の環状の減衰要素５４と作用し合って、軸受部材３８は、スリット３８ｂが狭められ、内周壁３８ｃによりロータシャフト２６の外周面２６ａをほぼ遊びが無い状態で支持するまで、減衰要素５４によって圧縮される。ロータシャフト２６と軸受部材３８との間の遊びを無くすことにより、動作中にロータシャフト２６が軸受部材３８に当たって音を発生するのを防止することができる。一方、これにより軸受部３８に機械的負荷が掛かるのを減少し、したがって軸受部材３８の損傷を減少させ、他方では発生ノイズを低減する。当然のことながら、軸受部材４０も同様にスリットを有する構造としてもよい。
【００２４】
しかし、回転軸方向の複数の力も電気モータ１０に作用し、これらの力は例えば、モータシャフト２６上に配置されたピニオン４２と、単に破線で示しているが電気モータ１０の下流にあって好ましくは遊星歯車を備えたギヤ部５８との、相互作用により引き起こされる。図１に示した実施形態では、これらの回転軸方向の複数の力に対し、一方では整流子２４を軸受部材４０で直接支持し（押す方向）、他方ではシャフト環４４を軸受部３８で直接支持することで（引く方向）、耐えることができる。このように直接軸受する方法、すなわちスラスト座金を間に挟む必要がないこの軸受方法は、例えば軸受部材３８および４０が合成素材でできていれば可能となる。スラスト座金４８、５０、５２が不要となるので、本発明に係る電気モータ１０の構造は、従来技術の電気モータ９１０と比べて単純化できる。
【００２５】
図２は、図１に係る実施形態にほぼ一致する、本発明に係る電気モータの第二実施形態を示している。ここで、図２に於いて同様の部品は図１と同じ符号を付してあるが、１００を増分している。さらに、図２に係る電気モータ１１０は、図１に係る電気モータ１０と異なる点のみ以下に記載し、同じ場合はその記載内容を明示的に参照する。
【００２６】
図２に係る電動モータ１１０は、最初のポイントとして、減衰部材１５４および１５６が矩形断面を有するという点で、図１に係る電気モータ１０とは異なる。こうすれば、軸受部１３８および１４０のそれぞれに半径方向の力が掛かっていない状態で、これらの減衰部材はすでに、それぞれの軸受部材１３８および１４０と、それぞれの凹部１３２および１３６の周壁との両方により、比較的大きな軸受面で支持する状態となっている。 この結果、軸受部材１３８および１４０に半径方向の小さな動きがあったとしても、図１に係る減衰部材５４および５６の円形断面に比べて、減衰部材のより多くの部分が圧縮される。従って、図1に係る実施形態と比べて、より堅固な減衰特性が得られる。
【００２７】
当然のことながら、楕円形の断面を有する環状の減衰部材を使用し、楕円の偏心度を適切に選択することにより、中間段階の減衰特性を得ることも可能である。さらに、減衰特性は、減衰部材となる素材の選択にも影響される。
【００２８】
二点目として、図２の実施形態は、軸受部材１３８，１４０には減衰部材１５４，１５６の配置される周溝が無く、装着状態で軸受部１３８，１４０のそれぞれ凹部１３２および１３６の底部とは反対側に配置される、環状フランジ１３８ｄ（図５も参照）および１４０ｄがそれぞれ存在するのみであるという点で図１とは異なっている。こうして、減衰部材１５４および１５６は、それぞれ環状フランジ１３８ｄおよび１４０ｄと、凹部１３２および１３６の底部との間に保持される。
【００２９】
図２に係る実施形態の軸受部材１３８、１４０は、スリットを有する構造とすることもできる（図５も参照）。ここで、一方では複数のスリット１３８ｂを軸受部材１３８の周にわたり分散し、好ましくは均等に分散して配置し、他方ではスリット１３８ｂは軸受部材１３８の全長にわたって延在することはないという点で、図１に係る実施形態と図２に係る実施形態にはさらに違いがある。それでも、ロータシャフト１２６と軸受部材１３８との間の軸受遊びは本変形例でもやはりゼロまで低減することができる。既に述べたように、軸受部材１４０も同様の構造とすることができる。
【００３０】
図３は、図２に係る実施形態にほぼ一致する、本発明に係る電気モータの第三実施形態を示している。このため、図３に於いて同様の部品は図２と同じ符号を付してあるが、１００を増分しており、つまり図１と比べると２００増分している。さらに、図３に係る電気モータ２１０は、図２に係る電気モータ１１０と異なる点のみ以下に記載し、同じ場合はその記載内容を明示的に、具体的には図１に係る実施形態の記載内容を参照する場合も含めて、参照する。
【００３１】
図３に係る電気モータ２１０は、減衰部材２５４、２５６が回転軸Ａに対してほぼ直角に延在する部分２５４ａ、２５６ａをさらに有し、軸受部材２３８、２４０は、この部分２５４ａおよび２５６ａをそれぞれ軸受部材２３８および２４０のそれぞれと凹部２３２および２３６のぞれぞれとの間に収容する充分なスペースを提供するために、回転軸方向にやや短くなるような構造とする点で、図２に記載の電気モータ１１０とは異なる。この配置の結果、装着状態で部分２５４ａおよび２５６ａはそれぞれ，ロータシャフト２２６の回転軸Ａ方向の任意の動きに対して減衰できる。そのことはまた、製造公差を補償するためにも利用できる。
【００３２】
図1に示されているモータ・ギヤ部１０・５８は、例えば自動車分野において、動力車両の閉鎖部材を電動で開閉するために、具体的にはハッチバック、トランクの蓋、ドア等を電動で開閉するために使用される可変長駆動手段の回転駆動として、用途例がある。回転駆動装置と、互いに螺合し回転駆動の回転に応じて互いに対し軸方向に変位できるねじを切ってあるスピンドルとねじを切ってあるナットを備えたスピンドル駆動装置とを有するこれらの可変長駆動手段の構造は、一般に知られているので、ここで別途記載はしないことにする。単に例として、出願人がＰＯＷＥＲＩＳＥ(R)という名称で販売している可変長駆動手段を参照するにとどめる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【外国語明細書】
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