(57)【要約】【課題】  接続部材のターミナルホルダへの嵌め込みを容易にし、組み立て作業の効率を向上させることができるモータを提供する。【解決手段】  ステータ１６の巻線コイル４６の端末同士を電気的に接続するには、端末にターミナル５０を形成してターミナルホルダ４４に埋設し、ターミナル５０同士を接続する導電性の接続部材５４をターミナルホルダ４４に設けた保持溝５２に嵌め込んでいる。ターミナルホルダ４４では、保持溝５２を接続部材５４より幅広としたことにより、嵌め込みが容易となり組み立て作業の作業効率が向上し、さらに突起６０を設けたことにより接続部材５４を安定して保持することもできる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の鉄心の周方向に沿って均等に分割された領域のそれぞれに巻線コイルが配置され、当該複数の巻線コイルの端末同士を電気的に接続して電機子を構成し、前記各巻線コイルへ所定のローテーションで通電することにより磁界を発生するステータと、
前記ステータの内周面又は外周面に対して同軸的に対向配置され、交互に磁極が異なる永久磁石が周方向に沿って配置され、前記磁界の変化に基づいて回転するロータと、で構成されるモータであって、
前記ステータが、
前記ステータに対して同軸的に端面同士を突き合わせて装着され、前記複数の巻線コイルの端末に形成されたターミナルがそれぞれ埋設され、当該ターミナルの間を空間的に連通するように筋状の溝部が形成された絶縁性のターミナル支持部材と、
前記溝部に遊嵌され、所定の前記ターミナル同士を電気的に接続する導電性の接続部材と、
前記溝部に遊嵌された前記接続部材の当該溝部内での移動、並びに当該溝部からの脱落を抑制して保持する保持手段と、で構成されていることを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記保持手段が、前記溝部内に所定の間隔毎に前記接続部材と接触するように形成された突起であることを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項３】
前記ターミナルに最も近接する前記突起は、前記接続部材に対して前記ターミナルに面する側の逆側から接触して当該接続部材を前記ターミナル側へ近づけることを特徴とする請求項２記載のモータ。
【請求項４】
前記溝部が、深くなるほど幅が狭くなる形状であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状の鉄心に複数の巻線コイルが配置され、当該複数の巻線コイルの端末に形成されたターミナルがターミナルホルダに埋設され、前記ターミナル同士を電気的に導電性の接続部材により接続したステータと、ステータの内周面又は外周面に交互に磁極が異なる永久磁石を周方向に配置したロータと、で構成されるモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の冷却用ウォータポンプ等に使用されるキャンドモータポンプの駆動源としてブラシレスモータが用いられている。このブラシレスモータにはロータ（回転子）とステータ（固定子）とがあり、ステータには複数の巻線コイルにより電機子が構成されているものがある。例えば、３相ブラシレスモータに用いられる１２個の巻線コイルを備えたステータの場合、各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に４個ずつの巻線コイルがあるため、巻線コイルを電機子として用いるには、１２個の巻線コイルの一方側の端末同士を全て接続して中性点とし、さらに、各相の４個の巻線コイルの他方側の端末同士を接続する必要がある。この巻線コイルの端末同士の接続には、各巻線コイルの両方の端末にそれぞれターミナル（端子）を形成し、このターミナルをターミナルホルダに埋設し、埋設されたターミナル同士を導電性の接続部材で接続することが一般的である。本出願人は、特許文献１に円筒状の鉄心の周方向に沿って複数の巻線コイルを配置し、その複数の巻線コイルの端末に形成したターミナルをターミナルホルダにそれぞれ埋設し、そのターミナル同士を接続部材で接続しているステータを開示した。このターミナルホルダには、接続部材の形状に合わせた溝が予め設けられており、接続部材を嵌め込むことでターミナル同士を電気的に接続することがきるので、組み立て作業が容易となった。
【特許文献１】特開２００１−３２０８４８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に示したターミナルホルダでは、溝の形状を接続部材に合わせてあり、接続部材を溝内の面で全面保持するため、ターミナルホルダの溝、又は接続部材が変形していると接続部材を嵌め込むことが困難となり、組み立ての作業の効率が低下する。このため、ターミナルホルダの溝と接続部材との寸法公差を厳しく設定することが必要となり、部品の製造コストがアップする。
【０００４】
本発明は上記事実を考慮し、接続部材のターミナル支持部材への嵌め込みを容易にし、組み立て作業の効率を向上させることができるモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、円筒状の鉄心の周方向に沿って均等に分割された領域のそれぞれに巻線コイルが配置され、当該複数の巻線コイルの端末同士を電気的に接続して電機子を構成し、前記各巻線コイルへ所定のローテーションで通電することにより磁界を発生するステータと、
前記ステータの内周面又は外周面に対して同軸的に対向配置され、交互に磁極が異なる永久磁石が周方向に沿って配置され、前記磁界の変化に基づいて回転するロータと、で構成されるモータであって、前記ステータが、前記ステータに対して同軸的に端面同士を突き合わせて装着され、前記複数の巻線コイルの端末に形成されたターミナルがそれぞれ埋設され、当該ターミナルの間を空間的に連通するように筋状の溝部が形成された絶縁性のターミナル支持部材と、前記溝部に遊嵌され、所定の前記ターミナル同士を電気的に接続する導電性の接続部材と、前記溝部に遊嵌された前記接続部材の当該溝部内での移動、並びに当該溝部からの脱落を抑制して保持する保持手段と、で構成されていることを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、巻線コイルの端末に形成されターミナルは、ターミナル支持部材に埋設されている。導電性の接続部材は、ターミナル支持部材に埋設された所定のターミナル同士を電気的に接続するため、ターミナル支持部材に設けられた溝部に嵌め込まれる。この溝部の幅は接続部材より幅広であり、嵌め込まれた接続部材との間に空間的な余裕がある。このため、接続部材は溝部に遊嵌される。また、保持手段は、溝部内の接続部材を保持して接続部材が溝部内で移動すること並びに溝部から脱落することを抑制する。
【０００７】
このように、接続部材は溝部内で空間的な余裕があるため、接続部材又は溝部の形状に少しの変形があっても接続部材を溝部に嵌め込むことができる。よって、接続部材のターミナル支持部材への嵌め込みが容易となるため、組み立て作業の効率が向上する。また、嵌め込まれた接続部材は保持手段により安定して保持される。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記保持手段が、前記溝部内に所定の間隔毎に前記接続部材と接触するように形成された突起であることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、接続部材は溝部内で所定の間隔毎に設けられた突起と接触することにより安定して保持される。また、接続部材は突起以外の部分では空間的な余裕のあるため、接続部材のターミナル支持部材への嵌め込みが容易である。さらに、この突起は、形状及び大きさ並びに設ける間隔を適切に調整することにより、接続部材を保持する保持力を変化させることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記ターミナルに最も近接する前記突起は、前記接続部材に対して前記ターミナルに面する側の逆側から接触して当該接続部材を前記ターミナル側へ近づけることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、接続部材は、所定のターミナル同士を電気的に接続しており、溝部に嵌め込まれて所定の間隔毎に設けられた突起により保持される。ここで、ターミナルに最も近接している突起は、接続部材に対してターミナルと面する側の逆側から接触する。これにより、接続部材にはターミナル側への力が加わるため、接続部材をターミナルへ近づけさせることができる。よって、接続部材とターミナルとが接近するため、接続を行うのに好適な状態となる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の発明において、前記溝部が、深くなるほど幅が狭くなる形状であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、溝部は深くなるほど幅が狭くなる形状をしている。これにより、接続部材が深く嵌め込まれると溝部の幅が狭くなっているため、接続部材を保持する保持力を増加させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１には本発明の実施の形態に係るキャンドモータポンプ１０の断面図が示されている。
【００１５】
キャンドモータポンプ１０は、駆動力を発生させるモータ部１２と発生した駆動力で液体を循環させるポンプ部１４とによって構成されている。キャンドモータポンプ１０のモータ部１２にはブラシレスモータが用いられている。モータ部１２はロータ１６（回転子）とステータ１８（固定子）とがキャン２０により仕切られており、液体を循環させる駆動時にはキャン２０により仕切られた内側が液体で満たされた状態となる。このモータ部１２のロータ１６は、キャン２０により仕切られた内側に位置しており、円筒形状の鉄ヨーク２２（図１では軸方向の断面で示している。）と、同じく円筒形状で周方向に交互に磁極が異なる永久磁石を配置したローターマグネット２４（図１では軸方向の断面で示している。）と、樹脂部２６（樹脂材）と、で構成されている。ロータ１６は、肉厚な円筒形状をしており、同軸上に設けられた鉄ヨーク２２と当該鉄ヨーク２２の外周側に重ねられたローターマグネット２４とを樹脂材により覆って一体となるようにモールド形成されている。さらに、ロータ１６にはポンプ部１４と逆側の端面に断面が略コの字型となる溝を周方向に渡って設けており、使用する樹脂材の量を減少させている。
【００１６】
モータ部１２のロータ１６とステータ１８とを仕切っているキャン２０は、ロータ１６と同様に樹脂材で形成されており、ロータ１６の端面に対向している放熱板２８にＯ−リング３０Ａを挟み込んだ状態で固着されて内部の液体が外部へ漏れないように密閉している。このキャン２０は、その一部がステータ１８の外周側にも位置しており、キャンドモータポンプ１０の外部ケース部３２Ａとなっているこの外部ケース部３２Ａはポンプ部１４の外部ケース部３２ＢとＯ−リング３０Ｂを挟み込んだ状態で固着され、キャンドモータポンプ１０の外部ケース３２を構成している。一方、前記放熱板２８は熱伝導性の良い部材で形成されており、内部の液体の熱を外部へ放熱し、液体の温度の上昇を押さえる役目を有している。この放熱板２８のロータ１６側の中央部にはシャフト保持部３４が形成されておりシャフト３６が嵌挿されている。このシャフト３６の外周側には軸受３８が設けられており、前記ロータ１６は内周面の一部が軸受３８に固着されてシャフト３６を軸として回転可能となっている。
【００１７】
このロータ１６にはポンプ部１４のインペラ４０が固着されており、ロータ１６の回転と共にインペラ４０が回転することで、吸入孔４１から液体を吸い込み、ポンプ室４２から液体を排出する構成となっている。
【００１８】
モータ部１２のステータ１８は、外部ケース部３２Ａとキャン２０との間に位置しており、ステータコア４３（鉄心）と、ターミナル支持部材としてのターミナルホルダ４４と、により構成されている。
【００１９】
ステータコア４３は、図２（Ａ）に示すように、円筒形状をしており、各スロット４５に巻線コイル４６が巻装されている。本実施の形態のステータコア４３には１２個のスロット４５があり、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）１２スロットのステータ１８となっている。各巻線コイル４６の両端末にはそれぞれターミナル５０が形成されており、ターミナル５０はステータコア４３の上方へ延びるように引き出され、ターミナルホルダ４４に設けられた貫挿孔４８をそれぞれ貫通して支持されている。ここで、各巻線コイル４６のターミナル５０の一端側をターミナル５０Ａ、他端側をターミナル５０Ｂとする。
【００２０】
ターミナルホルダ４４は、絶縁性の樹脂材からなり、円筒形状に成形されている。ターミナルホルダ４４は、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、前記ステータコア４３の外径と同じの外径を有し、しかもステータコア４３の内径より大きな内径を有しているリング部４４Ａ（図１参照）と、該リング部４４Ａの上端を閉じる底板部４４Ｂとで構成されている。本実施の形態ではステータコア４３に１２個の巻線コイル４６が設けられているため、底板部４４Ｂには巻線コイル４６の一端側のターミナル５０Ａが貫通する貫挿孔４８Ａと、巻線コイル４６の他端側のターミナル５０Ｂが貫通する貫挿孔４８Ｂとが１２個ずつ形成されている。
【００２１】
ここで、ステータコア４３に設けられた１２個の巻線コイル４６はそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相の何れかであり、各相には４個の巻線コイル４６が存在している。この１２個の巻線コイル４６を電機子として用いるには、１２個の巻線コイル４６の一方側のターミナル５０Ａ同士を全て接続して中性点とし、さらに、各相の４個の巻線コイルの他方側のターミナル５０Ｂ同士を接続する必要がある。そこで、ターミナルホルダ４４の底板部４４Ｂの外表面には、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、ターミナル５０同士を結線する接続線を保持する保持溝５２が設けられている。この保持溝５２には、３相の全てのターミナル５０Ａを結ぶ保持溝５２Ｘと、巻線コイル４６のＵ相のターミナル５０Ｂを結ぶ保持溝５２Ｕと、Ｖ相のターミナル５０Ｂを結ぶ保持溝５２Ｖと、Ｗ相のターミナル５０Ｂを結ぶ保持溝５２Ｗと、がある。
【００２２】
ここで、図２（Ｂ）に示すように、保持溝５２ＵはＵ相の巻線コイル４６のターミナル５０Ｂを通す４個の貫挿孔４８Ｂを結ぶように設けられており、同様に保持溝５２Ｖ、５２ＷはＶ相、Ｗ相の巻線コイル４６のターミナル５０Ｂを通すそれぞれ４個の貫挿孔４８Ｂを結ぶように設けられている。また、保持溝５２Ｘは、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のターミナル５０Ａ通す１２個の貫挿孔４８Ａを結ぶように設けられている。この各保持溝５２は底板部４４Ｂの周方向に湾曲して形成され、貫挿孔４８及び他の保持溝５２と交差しないように一部が屈曲している。
【００２３】
ターミナル５０同士を電気的に接続する接続線には、導電性のある金属のプレートにより形成された接続部材５４（図２（Ａ）参照）が使用される。この接続部材５４は、保持溝５２の形状に合わせて屈曲しており、保持溝５２Ｕには接続部材５４Ｕが対応し、同様に、保持溝５２Ｖ、５２Ｗ、５２Ｘには接続部材５４Ｖ、５４Ｗ、５４Ｘが対応している。また、この各接続部材５４は、図３に示すように、保持溝５２に嵌め込まれて接続線の役目を持つ連結部５８と、保持溝５２から突出してターミナル５０Ａ、５０Ｂに固着されるターミナル当接部５６と、から構成されている。接続部材５４Ｕ、５４Ｖ、５４Ｗ、５４Ｘはそれぞれ保持溝５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗ、５２Ｘに嵌め込まれ、各ターミナル当接部５６が貫挿孔４８を貫通したターミナル５０Ａ、５０Ｂに当接して固着されるため、巻線コイル４６の端末同士の結線に用いることができる。
【００２４】
また、図２（Ａ）示すように、に接続部材５４Ｕ、５４Ｖ、５４Ｗが嵌め込まれた各保持溝５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗには、導電性の電極プレート５９Ｕ、５９Ｖ、５９Ｗか挿入されている。この電極プレート５９Ｕ、５９Ｖ、５９Ｗは図示しない駆動回路と接続されており、駆動回路から電極プレート５９Ｕ、５９Ｖ、５９Ｗに所定のローテーションで通電されることにより、接続部材５４Ｕ、５４Ｖ、５４Ｗ、５４Ｘで接続された各相の巻線コイル４６に通電が行われ、磁界を発生させることができる。この磁界の変化に基づいてロータ１６（図１参照）は回転する。
【００２５】
ここで、図４に保持溝５２に嵌め込まれた接続部材５４の拡大図を示す。接続部材５４は所定の幅（本実施の形態では０．８ｍｍ）を持って形成されており、保持溝５２は接続部材５４の幅より幅広（本実施の形態では１．５ｍｍ）に形成されているため、接続部材５４を保持することがでない。そこで、保持溝５２には溝内の周面から径方向へ保持手段としての三角形状の突起６０が設けられており、接続部材５４と点接触することにより保持している。この突起６０は、接続部材５４を安定して保持するのに適切な所定の間隔毎に複数設けられている。また、巻線コイル４６のターミナル５０に最も近い突起６０は、ターミナル当接部５６が巻線コイル４６のターミナル５０と当接するのを支えるように接続部材５４に対してターミナル５０と面する側の逆側に設けられている。すなわち、図５（Ａ）に示すように、貫挿孔４８が保持溝５２に対して外周側の場合は、最も近い突起６０を保持溝５２の内周側の周面から径方向外側に向かって設けることにより、突起６０から接続部材５４に径方向外側への力が加わるため、接続部材５４のターミナル当接部５６のターミナル５０への当接を支えることができる。また、図５（Ｂ）に示すように、貫挿孔４８が保持溝５２に対して内周側の場合は、最も近い突起６０を溝の外周側の周面から径方向内側に向かって設けることにより、接続部材５４のターミナル当接部５６のターミナル５０への当接を支えることができる。さらに、図５（Ｃ）に示すように、貫挿孔４８が保持溝５２に対して内周側と外周側の両方がある場合は、内周側の貫挿孔４８に最も近い突起６０を外周側の周面から径方向内側に向かって設け、外周側の貫挿孔４８に最も近い突起６０を内周側の周面から径方向外側に向かって設けることにより、接続部材５４のターミナル当接部５６のターミナル５０への当接を支えることができる。なお、図５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）では４本ある保持溝５２の内１本の保持溝５２のみを示しており、他の保持溝５２は省略している。
【００２６】
また、各保持溝５２は図６に示すように深さが増すほど溝の幅が狭くなる所謂テーパ形状をしている。これにより、嵌め込まれた接続部材５４の連結部５８は、溝の幅方向の厚みに応じて、溝内での位置が安定する。また、連結部５８は深く嵌め込まれると溝の幅が狭くなるため、連結部５８を保持する保持力が増し、接続部材５４を確実に保持できる。
【００２７】
次に本実施の形態の作用を説明する。
【００２８】
モータ部１２のステータ１８（図２（Ａ）参照）の組み立て作業では、ステータコア４３の各スロット４５に巻線コイル４６を巻装し、巻線コイル４６の端末に形成されたターミナル５０Ａ、５０Ｂをターミナルホルダ４４の貫挿孔４８Ａ、４８Ｂに貫通させ、ステータコア４３にターミナルホルダ４４を装着する。
【００２９】
ターミナルホルダ４４では、貫挿孔４８Ａ、４８Ｂに貫通したターミナル５０Ａ、５０Ｂの接続を行うため接続部材５４Ｕ、５４Ｖ、５４Ｗ、５４Ｘをそれぞれ対応する保持溝５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗ、５２Ｘに嵌め込む。この際、保持溝５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗ、５２Ｘは、接続部材５４Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗ、５２Ｘより幅広であるため、接続部材５４Ｕ、５４Ｖ、５４Ｗ、５４Ｘ又は保持溝５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗ、５２Ｘに少しの変形があったとしても嵌め込みを容易に行うことができる。また、嵌め込まれた接続部材５４Ｕ、５４Ｖ、５４Ｗ、５４Ｘは、保持溝５２Ｕ、５２Ｖ、５２Ｗ、５２Ｘ内の突起６０（図４参照）と接触するため安定して保持される。
【００３０】
嵌め込まれた接続部材５４Ｕ、５４Ｖ、５４Ｗ、５４Ｘの各ターミナル当接部５６（図２（Ａ）参照）は、各巻線コイル４６のターミナル５０Ａ、５０Ｂに当接して固着されることで、接続部材５４Ｘは１２個の巻線コイル４６の一方側の端末を接続した中性点となり、接続部材５４Ｕ、５４Ｖ、５４Ｗは巻線コイル４６の同一相の他方側の端末同士の接続する接続線となり、３相１２スロットのステータ１８を構成することができる。
【００３１】
このように、本実施の形態のターミナルホルダ４４によれば、保持溝５２を接続部材５４より幅広にしたことにより、組み立ての作業が容易となり作業効率が向上し、さらに突起６０を設けたことにより接続部材５４を安定して保持することもできる。また、接続部材５４と保持溝５２との寸法公差を厳しく設定する必要がなくなるので部品の製造コストが低下する。
【００３２】
なお、本実施の形態の突起６０は三角形状として接続部材５４と点接触を行うようにしたが、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように半円形状、矩形形状等の他の形状であってよい。また、突起６０を保持溝５２の深さ方向に連続してリブ状に設け、接触部分を線接触や面接触するようにしてもよい。また、図８に示すように、保持溝５２の内部に樹脂材により爪形状のホルダ７０を設け、接続部材５４を挟みこんで保持するようにしてもよい。
【００３３】
また、本実施の形態では、ブラシレスモータを例としたが他のモータの巻線コイル４６のターミナル５０が埋設されたターミナルホルダ４４に保持溝５２と保持手段と設けて接続部材５４で結線するようにしてもよい。
【００３４】
また、本実施の形態では接続部材５４をプレート状としたが、導線や他の接続線を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施の形態に係るキャンドモータポンプの断面図である。
【図２】本実施の形態に係るステータの斜視図（Ａ）及びターミナルホルダの平面図（Ｂ）である。
【図３】本実施の形態に係る接続部材の斜視図である。
【図４】本実施の形態に係る接続部材を嵌め込んだ保持溝の拡大図である。
【図５】本実施の形態に係る保持溝に設ける突起の位置パターン図である。
【図６】本実施の形態に係る図４のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】本実施の形態に係る保持溝に設ける突起の形状パターン図である。
【図８】本実施の形態に係る爪形状の設けた保持溝を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  キャンドモータポンプ、１２  モータ部、１４  ポンプ部、１６  ロータ、１８  ステータ、２０  キャン、２２  鉄ヨーク、２４  ローターマグネット、２６  樹脂部、２８  放熱板、３０Ａ  Ｏ−リング、３０Ｂ  Ｏ−リング、３２  外部ケース、３４  シャフト保持部、３６  シャフト、３８  軸受、４０  インペラ、４１  吸入孔、４２  ポンプ室、４３  ステータコア（鉄心）、４４  ターミナルホルダ（ターミナル支持部材）、４４Ａ  リング部、４４Ｂ  底板部、４５  スロット、４６  巻線コイル、４８  貫挿孔、５０  ターミナル、５２  保持溝（溝）、５４  接続部材、５６  ターミナル当接部、５８  連結部、５９  電極プレート、６０  突起（保持手段）、７０  ホルダ
【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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【図７】
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【図８】
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