(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外方部材の内周面または内方部材の外周面のいずれか一方に複数の傾斜カム面を設け、他方を円筒面に形成し、前記各カム面と対向する位置にころを収容し、これらのころを係合子として弾性体により前記カム面に係合される方向へ付勢した一方向クラッチにおいて、前記カム面を設けた外方部材の内周面または内方部材の外周面に、その軸方向に延びる溝を少なくとも一つ設け、前記弾性体をこの溝に係止して、この弾性体を係止した周方向位置に、前記ころよりも小径の補助ころを介在させ、前記各ころを周方向両側で、直接相互に当接させるか、または前記補助ころを介して相互に当接させて配し、前記弾性体の付勢力を前記相互に当接するころを介して、全てのころに伝達するようにし、前記溝に係止した弾性体の、溝に沿う方向の端部を先細に形成したことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
外方部材の内周面または内方部材の外周面のいずれか一方に複数の傾斜カム面を設け、他方を円筒面に形成し、前記各カム面と対向する位置にころを収容し、これらのころを係合子として弾性体により前記カム面に係合される方向へ付勢した一方向クラッチにおいて、前記カム面を設けた外方部材の内周面または内方部材の外周面に、その軸方向に延びる溝を少なくとも一つ設け、前記弾性体をこの溝に係止して、この弾性体を係止した周方向位置に、前記ころよりも小径の補助ころを介在させ、前記各ころを周方向両側で、直接相互に当接させるか、または前記補助ころを介して相互に当接させて配し、前記弾性体の付勢力を前記相互に当接するころを介して、全てのころに伝達するようにし、これらのころの両端面を案内する側板の少なくとも一方を、前記外方部材または内方部材の端面に係止する手段を設けたことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項３】
前記ころの少なくとも１本を、前記ころと外径が同じで、形状の異なる係合子で置換した請求項１または２に記載の一方向クラッチ。
【請求項４】
前記形状の異なる係合子が、前記ころの円筒面に少なくとも１つの環状溝を設けた溝付きころである請求項３に記載の一方向クラッチ。
【請求項５】
前記形状の異なる係合子が、前記ころよりも長さが短い短尺ころである請求項３に記載の一方向クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ころを係合子として用いた一方向クラッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ころを係合子とする一方向クラッチとして、特開昭４７−４３６４５号公報に開示されたものがある。この一方向クラッチは、図１３および図１４に示すように、外部中空部材（外方部材）５１の内周面と内部軸部材（内方部材）５２の外周面との間に、ころ５３が相互に当接し合うように内部軸部材５２を取り囲んで、いわゆる総ころ状態で収容され、各ころ５３が外部中空部材５１の内周面に設けられた複数の傾斜カム面５４に楔効果で一方向に係合されるようにしたものである。外部中空部材５１を時計回りに回転するか、または内部軸部材５２を反時計回りに回転するときに、各ころ５３が各カム面５４に係合され、トルクが伝達される。
【０００３】
図１３に示す一方向クラッチは、ころ５３が内部軸部材５２の全周を囲む状態で収容され、外部中空部材５１または内部軸部材５２が前記回転方向に回転するときのこれらの回転部材ところ５３との間の摩擦力により、ころ５３をカム面５４に係合させるようにしている。この実施例ではいずれか一つのころ５３に摩擦力が作用すると、相互のころ５３の係合で全てのころ５３がカム面５４に係合されるとしている。
【０００４】
図１４に示す一方向クラッチは、前記総ころ状態で収容されたころ５３の一つをばねローラ５５で置き換えたものであり、その弾性変形に伴う弾性力でばねローラ５５と当接するころ５３を押圧することにより、相互に当接し合う全てのころ５３をカム面５４に係合させる。なお、ばねローラ５５の替わりに、ゴム等の弾性ローラや板ばね等の弾性体を使用してもよいとしている。
【０００５】
これらの総ころ形式の一方向クラッチは、ころの配置本数を増加させてトルク伝達能力を増大するとともに、ころの保持器を不要としてコンパクトな設計を可能とすることを狙いとするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の総ころ形式の一方向クラッチは、以下の問題点を有する。すなわち、図１３に示した一方向クラッチは、前記摩擦力の発生が不安定であるので、傾斜カム面にころを確実に係合させることができず、クラッチが作用しない場合がある。
【０００７】
一方、図１４に示した形式の一方向クラッチは、総ころ状態で収容されたころの間に介在するばねローラ等の弾性体が、弾性変形により過大に縮むことがあるので、いずれかのころ同士の間、または弾性体ところとの間に隙間が生じ、前記弾性体の押圧力を確実、かつ瞬時に全てのころに伝達することができず、トルク伝達能力の低下や、クラッチ入切の遅れが生じる問題がある。
【０００８】
これらの問題点を解消するため、本発明者は、特願２０００−３４８１１号に記載した一方向クラッチを発明した。すなわち、この一方向クラッチは、係合子としてのころをカム面に係合される方向へ付勢する弾性体を外輪（外方部材）の内周面または内輪（内方部材）の外周面に係止することにより、弾性体をころの間に介在させず、総ころ状態で収容された全てのころが常に直接または補助ころを介して相互の当接状態を保てるようにし、弾性体の付勢力を確実、かつ瞬時に全てのころに伝達できるようにしたものである。
【０００９】
このような総ころ形式の一方向クラッチを組み立てる際には、外方部材と内方部材の間にころを組み込んだのち、前記ころを付勢する弾性体を軸方向から挿入して、外方部材の内周面または内方部材の外周面に係止している。このため、狭い隙間に弾性体を挿入するために、弾性体を撓ませて保持しながら挿入する必要があり、弾性体の組み込みに手間がかかる問題があった。
【００１０】
また、ころの両端面を案内する側板は外方部材や内方部材と分離されているので、一方向クラッチを組み立てる際に、組み込まれたころが抜け落ちやすい問題もあった。
【００１１】
そこで、この発明の課題は、トルク伝達能力とクラッチ入切の応答性に優れ、かつ、組み立てが容易な総ころ形式の一方向クラッチを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明は、外方部材の内周面または内方部材の外周面のいずれか一方に複数の傾斜カム面を設け、他方を円筒面に形成し、前記各カム面と対向する位置にころを収容し、これらのころを係合子として弾性体により前記カム面に係合される方向へ付勢した一方向クラッチにおいて、前記カム面を設けた外方部材の内周面または内方部材の外周面に、その軸方向に延びる溝を少なくとも一つ設け、前記弾性体をこの溝に係止して、この弾性体を係止した周方向位置に、前記ころよりも小径の補助ころを介在させ、前記各ころを周方向両側で、直接相互に当接させるか、または前記補助ころを介して相互に当接させて配し、前記弾性体の付勢力を前記相互に当接するころを介して、全てのころに伝達するようにし、前記溝に係止した弾性体の、溝に沿う方向の端部を先細に形成した構成を採用した（請求項１）。
【００１３】
すなわち、ころを付勢する弾性体を外方部材の内周面または内方部材の外周面に係止し、弾性体をころの間に介在させず、全てのころが常に直接または補助ころを介して相互の当接状態を保つようにして、弾性体の付勢力を確実、かつ瞬時に全てのころに伝達可能とするとともに、前記溝に係止する弾性体の軸方向端部を先細に形成することにより、弾性体をこの先細の端部からその組み込み部の隙間に沿わせて挿入し、弾性体を強制的に撓ませて保持することなくスムーズに組み込めるようにした。
【００１４】
また、この発明は、外方部材の内周面または内方部材の外周面のいずれか一方に複数の傾斜カム面を設け、他方を円筒面に形成し、前記各カム面と対向する位置にころを収容し、これらのころを係合子として弾性体により前記カム面に係合される方向へ付勢した一方向クラッチにおいて、前記カム面を設けた外方部材の内周面または内方部材の外周面に、その軸方向に延びる溝を少なくとも一つ設け、前記弾性体をこの溝に係止して、この弾性体を係止した周方向位置に、前記ころよりも小径の補助ころを介在させ、前記各ころを周方向両側で、直接相互に当接させるか、または前記補助ころを介して相互に当接させて配し、前記弾性体の付勢力を前記相互に当接するころを介して、全てのころに伝達するようにし、これらのころの両端面を案内する側板の少なくとも一方を、前記外方部材または内方部材の端面に係止する手段を設けた構成も採用した（請求項２）。
【００１５】
すなわち、ころを付勢する弾性体を外方部材の内周面または内方部材の外周面に係止し、弾性体をころの間に介在させず、全てのころが常に直接または補助ころを介して相互の当接状態を保つようにして、弾性体の付勢力を確実、かつ瞬時に全てのころに伝達可能とするとともに、ころの両端面を案内する側板の一方を外方部材または内方部材の端面に係止する手段を設けることにより、ころの組み込み時にこの一方の側板を外方部材または内方部材の端面に係止し、組み込まれるころの抜け落ちを防止して、一方向クラッチの組み立てを容易にした。
【００１６】
前記側板を係止する手段は、側板の周方向複数箇所に凸部を設け、この凸部を前記外方部材または内方部材の端面に設けた凹部に係止するものを採用することができる。
【００１７】
前記弾性体としては、前記ころを押圧する舌片を有する鋼板製のばねを採用することができる。
【００１８】
前記補助ころを、前記弾性体が係止される位置に介在させることにより、弾性体を係止するスペースを広く確保し、より大寸法の弾性体を用いて、前記ころの付勢力を大きくすることができる。
【００１９】
前記ころの少なくとも１本を、前記ころと外径が同じで、形状の異なる係合子で置換することにより（請求項３）、前記カム面および円筒面におけるグリースやオイルの保持能力を向上させ、一方向クラッチの空転トルクを低減することができる。
【００２０】
前記形状の異なる係合子としては、前記ころの円筒面に少なくとも１つの環状溝を設けた溝付きころ（請求項４）、および前記ころよりも長さが短い短尺ころ（請求項５）を採用することができる。
【００２１】
前記外方部材の外径に、トルク伝達手段を一体に形成することにより、部品点数を減らすとともに、クラッチの組み込み作業を簡素化することができる。
【００２２】
前記トルク伝達手段は、前記外方部材の外径に形成した凹凸とすることができる。
【００２３】
前記外方部材または内方部材の少なくとも一方を、焼結金属で形成したもの、または鋼板を打ち抜き加工したもので形成したものとすることにより、外方部材や内方部材を安価に製造することができる。
【００２４】
前記打ち抜き加工を、前記鋼板を外方部材または内方部材の製品仕上がり寸法にファインブランキングするものとすれば、シェービング等の仕上げ加工を不要にできるとともに、熱処理時の熱ひずみ発生の恐れも少なくすことができる。
【００２５】
【実施の形態】
以下、この発明の実施形態を説明する。図１および図２は、第１の参考例を示す。この一方向クラッチは、図１に示すように、外方部材としての焼結金属製の外輪１の内周面に複数の傾斜カム面２が設けられ、これらのカム面２と内方部材としての回転軸３の円筒面との間にころ４が総ころ状態で収容されている。外輪１の内周面に設けられた溝５には、弾性体としての鋼板製のばね６が係止され、その舌片７に当接されたころ４ａがカム面２で係合される方向に押圧され、この舌片７の押圧による付勢力が相互に当接するころ４を介して全てのころ４に伝達され、各ころ４がカム面２で一方向に係合されるようになっている。各カム面２は、１つの平面で形成されている。
【００２６】
前記外輪１の外径にはトルク伝達手段としての複数の突条８が一体に形成されており、この参考例では、回転軸３が時計回りに回転すると、全てのころ４がカム面２で係合されて、回転軸３のトルクが外輪１に伝達され、この外輪１に伝達されるトルクが突条８と係合する部材に伝わる。回転軸３が反時計回りに回転する場合は、各ころ４とカム面２との係合が外れ、トルクは伝達されず、空転状態となる。
【００２７】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ばね６は、鋼板を曲げ加工して長細形状に形成されたものであり、前記舌片７の一端側がカットされ、このカット部９が先細に形成されている。ばね６は、外輪１と回転軸３の間に各ころ４を組み込んだのち、カット部９が形成された側を先端側として、外輪１の端面側から外輪１ところ４の間の隙間に挿入され、溝５に係止される。したがって、先細のカット部９をころ４ａの外周面に沿わせて隙間に挿入することにより、舌片７が自然に撓み、舌片７を強制的に撓ませて保持することなくスムーズにばね６を組み込むことができる。
【００２８】
図３および図４は、第２の参考例を示す。図３に示すように、この一方向クラッチも外方部材としての外輪１を焼結金属製としたものであり、ころ４をカム面２で係合される方向に付勢する弾性体をゴム１０とした点が第１の参考例と異なる。その他の部分は第１の参考例と同じであるので、図１と同じ符号で表示した。
【００２９】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ゴム１０は、コーナ部を丸めた長細の角棒状とされ、その一端側に先細のテーパ部１１が形成されている。なお、１つのコーナは面取１３が施されており、この隣のコーナ部１２ａがころ４ａに当接され、他の２つのコーナ部１２ｂが溝５に嵌め込まれる。面取１３は、コーナ部１２ａがころ４ａとの当接で弾性変形したときに、ゴム１０がころ４ａと反対側のころ４に接触するのを防止するために施されている。
【００３０】
このゴム１０も、外輪１と回転軸３の間に各ころ４を組み込んだのち、テーパ部１１を設けた側を先端側として、外輪１の端面側から外輪１ところ４の間の隙間に挿入され、溝５に係止される。したがって、先細のテーパ部１１が挿入に伴って隙間になじむように自然に弾性変形し、ゴム１０を無理に撓ませて保持することなくスムーズに組み込むことができる。
【００３１】
図５および図６は、第３の参考例を示す。図５に示すように、この一方向クラッチも外方部材としての外輪１を焼結金属製としたものであり、その溝３４に係止する弾性体をコイルばね３５とした点が上記各参考例と異なる。その他の部分は第１および第２の参考例と同じであるので、図１および図３と同じ符号で表示した。
【００３２】
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、コイルばね３５も一端側が先細に形成されており、この先細に形成された側を先端側として、外輪１の端面側から外輪１ところ４の間の隙間にスムーズに挿入され、溝３４に係止される。
【００３３】
図７乃至図９は、第１の実施形態を示す。この一方向クラッチは、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、外方部材としての外輪１４と内方部材としての内輪１５が、鋼板をファインブランキングして形成されており、内輪１５の外周面に複数の傾斜カム面１６が設けられ、これらのカム面１６と外輪１４の内周円筒面１７との間に、ころ１８が総ころ状態で相互に当接し合って収容されている。
【００３４】
前記外輪１４の両端面には、ころ１８の端面を案内する側板１９が取り付けられている。側板１９は、図８に示すように、ころ１８が収容された空間を覆うようにリング状に形成され、その片面側の外周端近くに、周方向に９０°の位相で４つの突起２０が設けられている。各側板１９は、これらの突起２０を外輪１４の両端面に設けられた環状の凹溝２１に嵌め込んで係止することにより、着脱可能に外輪１４に取り付けられている。
【００３５】
前記内輪１５の外周面には２ヵ所に溝２２が設けられ、各溝２２に弾性体としての鋼板製のばね２３が係止されており、その舌片２４に当接されたころ１８ａがカム面１６で係合される方向に押圧されている。各ばね２３の係止位置には、小径の補助ころ２５が外輪１４側に押し当てられて、両側のころ１８ａ、１８ｂの間に介在している。したがって、この補助ころ２５の介在部では、各ばね２３の押圧によるカム面１６と係合側への付勢力が補助ころ２５を介して伝達される。その他の部分では、第１乃至第３の参考例と同様に、相互に当接するころ１８を介して付勢力が全てのころ１８に伝達される。
【００３６】
前記外輪１４の外径にはトルク伝達手段としての複数の突条２６が一体に形成され、内輪１５内径のコーナを丸められた矩形孔２７に回転軸の軸端部が嵌合されるようになっている。この実施形態では、内輪１５が時計回りに回転するか、外輪１４が反時計回りに回転すると、全てのころ１８がカム面１６で係合され、内輪１５または外輪１４がこれらと逆向きに回転すると、係合が解除される。各カム面１６は、２つの平面を組み合わせて形成されている。
【００３７】
図９（ａ）、（ｂ）に示すように、各ばね２３は、鋼板を曲げ加工して長細形状に形成されたものであり、舌片２４の一端側は三角形状に内方へ折り曲げられ、この折り曲げ部２８の形成により先細になっている。このばね２３も、外輪１４と内輪１５の間に各ころ１８を組み込んだのち、折り曲げ部２８が形成された側を先端側として、内輪１５と各ころ１８ａ、１８ｂ、２５との間の隙間に挿入され、各溝２２に係止される。したがって、折り曲げ部２８をころ１８ａの外周面に沿わせて挿入することにより、舌片２４が自然に撓み、舌片２４を強制的に撓ませて保持することなくスムーズにばね２３を組み込むことができる。
【００３８】
図１０および図１１は、第２の実施形態を示す。この一方向クラッチは、図１０に示すように、基本的な構成は第１の実施形態と同じであり、前記各側板１９の突起２０を係止する外輪１４両端面の環状凹溝２１の替わりに、４つの穴２９が周方向に９０°の位相で設けられている点と、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、総ころ状態で収容されたころ１８が、外径が同じで円筒面に環状溝３０を有する溝付きころ３１で１本おきに置換されている点とが異なる。その他の部分は第１の実施形態と同じであるので、図７と同じ符号で表示した。
【００３９】
前記溝付きころ３１は、ころ１８を収容する空間を形成するカム面１６や円筒面１７におけるグリースやオイルの保持能力を向上させるために置換したものである。この溝付きころ３１は、必ずしも１本おきに置換する必要はなく、適宜１本以上のころ１８に対して置換することにより、グリースやオイルの保持能力を向上させ、一方向クラッチの空転トルクを低減することができる。
【００４０】
図１２（ａ）、（ｂ）は、図１１に示したころ１８の置換の変形例を示す。図１２（ａ）は、ころ１８を１本おきに、外径が同じで長さが短い短尺ころ３２で置換した例、（ｂ）は、１本のころ１８を、ころ１８の外径と等しい２つのボール３３で置換した例である。
【００４１】
上述した第１および第２の実施形態では、ころの両端面を案内する両側の側板を、外方部材としての外輪に係止したが、内方部材としての内輪に係止することもでき、その係止をいずれか一方の側板のみとしてもよい。
【００４２】
上述した各実施形態では、ころと係合するカム面を１つの平面または２つの平面を組み合わせたもので形成したが、曲面で形成することもできる。また、各実施形態における総ころ状態のころは、厳密には相互間に僅かの隙間を許容されており、この隙間の許容量は、一方向クラッチの定格負荷時におけるころや内外輪の弾性変位量以下に設定され、定格負荷時に全てのころが当接状態を保てるようになっている。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、この発明の一方向クラッチは、ころを付勢する弾性体を、外方部材の内周面または内方部材の外周面に設けた溝に、少なくとも１つ係止し、弾性体を総ころ状態で収容されたころの間に介在させずに、全てのころが常に直接または補助ころを介して相互の当接状態を保つようにして、弾性体の付勢力を確実、かつ瞬時に全てのころに伝達可能とするとともに、前記溝に係止する弾性体の軸方向端部を先細に形成して、弾性体をこの先細の端部からその組み込み部の隙間に沿わせて挿入し、弾性体を撓ませて保持することなく、スムーズに組み込めるようにしたので、トルク伝達能力とクラッチ入切の応答性に優れ、かつ、その組み立ても容易に行うことができる。
【００４４】
また、この発明の一方向クラッチは、ころを付勢する弾性体を外方部材の内周面または内方部材の外周面に係止し、弾性体をころの間に介在させず、全てのころが常に直接または補助ころを介して相互の当接状態を保つようにして、弾性体の付勢力を確実、かつ瞬時に全てのころに伝達可能とするとともに、ころの両端面を案内する側板の少なくとも一方を、外方部材または内方部材の端面に係止する手段を設けることにより、ころの組み込み時に一方の側板を外方部材または内方部材の端面に係止し、組み込まれるころの抜け落ちを防止したので、同様に、トルク伝達能力とクラッチ入切の応答性に優れ、かつ、その組み立ても容易に行うことができる。
【００４５】
さらに、前記弾性体の係止位置に、各ころよりも小径の補助ころを介在させることにより、弾性体を係止するスペースを広く確保し、より大寸法の弾性体を用いて、ころの付勢力を大きくすることができる。
【００４６】
前記ころの少なくとも１本を、ころと外径が同じで、形状の異なる係合子で置換することにより、前記カム面および円筒面におけるグリースやオイルの保持能力を向上させ、一方向クラッチの空転トルクを低減することができる。
【００４７】
前記外輪の外径に、トルク伝達手段を一体に形成することにより、部品点数を減らすとともに、クラッチの組み込み作業を簡素化することができる。
【００４８】
前記内輪や外輪に、焼結金属で形成したもの、または鋼板を打ち抜き加工して形成したものを採用することにより、クラッチの製造コストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の参考例の一方向クラッチを示す正面図
【図２】ａは図１のばねを示す正面図、ｂはａの側面図
【図３】第２の参考例の一方向クラッチを示す正面図
【図４】ａは図３のゴムを示す正面図、ｂはａの側面図
【図５】第３の参考例の一方向クラッチを示す正面図
【図６】ａは図５のコイルばねを示す正面図、ｂはａの側面図
【図７】ａは第１の実施形態の一方向クラッチを示す側面断面図、ｂはａの側板を外した状態を示す正面図
【図８】図７の側板を示す正面図
【図９】ａは図７のばねを示す正面図、ｂはａの側面図
【図１０】第２の実施形態の一方向クラッチの側板を外した状態を示す正面図
【図１１】ａは図１０の要部拡大正面図、ｂはａのころの展開図
【図１２】ａ、ｂは、それぞれ図１１のころの配置の変形例を示す展開図
【図１３】従来の一方向クラッチを示す一部省略断面図
【図１４】他の従来の一方向クラッチを示す一部省略断面図
【符号の説明】
１  外輪
２  カム面
３  回転軸
４、４ａ  ころ
５  溝
６  ばね
７  舌片
８  突条
９  カット部
１０  ゴム
１１  テーパ部
１２ａ、１２ｂ  コーナ部
１３  面取
１４  外輪
１５  内輪
１６  カム面
１７  円筒面
１８、１８ａ、１８ｂ  ころ
１９  側板
２０  突起
２１  凹溝
２２  溝
２３  ばね
２４  舌片
２５  補助ころ
２６  突条
２７  矩形孔
２８  折り曲げ部
２９  穴
３０  環状溝
３１  溝付きころ
３２  短尺ころ
３３  ボール
３４  溝
３５  コイルばね
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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