(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブルなフォイルと１つ以上の導線をはめこむためのレシーバがついている誘電ケーシングを備え、本質的にはフレキシブルなフォイルに入っている１つ以上の導線との結合を作るための電気的コネクタにおいて、
１つ以上の導線（１５）との電気的接触を作るために１つ以上の接触ピン（５）があり、その際、接触ピン（５）は、電気的導線（１５）、および／またはフレキシブルなフォイル（１４）に、ある力を及ぼし、その力によって接触ピン（５）に導線（１５）が機械的に接近し、電気的接触も確実にされ、ひずみ除去のための第一の仕掛け（１３）によって、導線（１５）、または導線（１５）とともにフォイル（１４）を、機械的に支え、接触ピン（５）が入り込むと導線（１５）が、またはフォイル（１４）と導線（１５）が、ともに、本質的にリング状になっている領域（１３）で機械的に止められ、取り付けられた状態の接触ピン（５）において、導線（１５）、または導線（１５）とフレキシブルなフォイル（１４）がともに、接触ピン（５）にも、誘電ケーシング（２）のリングショルダ（２０）にも接し、ノッチ要素（２４）を有するひずみ除去のための第二の仕掛け（２３，２４）が、接触ピン（５）と同じ方向にずれるように配置されており、ひずみ除去する取り付け位置になると、フレキシブルなフォイル（１４）に一定の曲がりがもたらされ、取り付けられてひずみ除去される状態になると、そのノッチ要素（２４）が第二のひずみ除去のライダ（２３）を止めることを特徴とする電気的コネクタ。
【請求項２】
接触ピン（５）が電気的導線（１５）、または電気的導線（１５）とフレキシブルなフォイル（１４）の一部に作用し、導線（１５）および／またはフレキシブルなフォイル（１４）に本質的に定めた曲げがもたらされるようになることを特徴とする、請求項１に記載の電気的コネクタ。
【請求項３】
支えるための第一の仕掛け（１３）には側面ショルダ（１３）がついており、それは１つ以上の接触ピン（５）を押しこむ際に、下方へ、側面へ押されるので、電気的導線（１５）と、および／またはフレキシブルなフォイル（１４）との間で、レシーバ（１６）内の押しシートになることを特徴とする、請求項１に記載の電気的コネクタ。
【請求項４】
取り付けられた状態の接触ピン（５）は、フォイル（１４）および導線（１５）の割り当てられた開口部（１７）または薄い部分（１９）に入り込むように置かれていることを特徴とする、前記請求項の何れかに記載の電気的コネクタ。
【請求項５】
接触ピン（５）は、少なくとも、取り付け前に電気的導線（１５）に向けられる端部は円錐形であるか、または先端をとがらせてあることを特徴とする、前記請求項の何れかに記載の電気的コネクタ。
【請求項６】
取り付けた状態の接触ピン（５）は、事前に開くことのない導線部分（１９）にはいり込むように置かれていることを特徴とする、請求項５に記載の電気的コネクタ。
【請求項７】
接触ピン（５）にも、ひずみ除去のための第二の仕掛け（２３，２４）にもプレ取り付け位置が割り当てられており、その位置から、ひずみ除去仕掛け（２３，２４）と接触ピン（５）が同じ方向で、最終取り付け位置に動くようになっていることを特徴とする，前記請求項の何れかに記載の電気的コネクタ。
【請求項８】
チャネル壁への静止摩擦で１つ以上の接触ピン（５）を支えるための、コネクタ（１）の誘電ケーシング（２）にある１つのチャネル（３）を特徴とする、前記請求項の何れかに記載の電気的コネクタ。
【請求項９】
１つの割り当てられたバーにコネクタ（１）を固定し、永続的に安定させるための支え（９，１０，１１）を特徴とし、それらの支えはコネクタのケーシングの下側面で、縦軸が接触ピン（５）の移動方向に飛び出しており、ケーシングから離れている支えの端部はノッチを支えるような、前記請求項の何れかに記載の電気的コネクタ。
【請求項１０】
コネクタの側面運搬支え（６，７）を特徴とし、その運搬支えは電気的コネクタ（１）のケーシング（２）をずらすことでレリーズできるような、前記請求項の何れかに記載の電気的コネクタ。
【請求項１１】
電気的導線（１５）を導くフレキシブルなフォイル（１４）と、コネクタ（１）特に前記請求項の何れかで定義したようなコネクタとの電気的結合を作る方法において、
接触ピン（５）がプレ取り付け位置から最終の取り付け位置に押しこまれる際、一定の変形が電気的導線（１５）に、あるいはフレキシブルなフォイル（１４）に入っている電気的導線（１５）の１つ以上の領域に生じ、接触ピン（５）と電気的導線（１５）の間に持続的な電気的結合が作られ、前記接触ピン（５）の押し込みプロセスの少なくとも１部が進行している間に、ひずみ除去のための第一の仕掛け（１３）が、そのプレ取り付け位置から、ひずみ除去される取り付け位置に移動した後止まり、ひずみ除去のための第二の仕掛け（２３，２４）が、押しこみプロセスの少なくとも１部が進行している間に、そのプレ取り付け位置から、はめこまれ、最終的に取り付けられ、ひずみ除去される位置に移動することを特徴とする方法。
【請求項１２】
接触ピン（５）の端部が、誘電ケーシングから出され、プリントされた回路バーの開口部にはめ込まれることを特徴とする、請求項１１に記載の電気的結合を作る方法。
【請求項１３】
電気的コネクタが、請求項１１及び請求項１２に記載の１つのプロセスの前に、あるいはそのプロセスの間に、あるいはその後に、運搬支えから取り出されることを特徴とする、請求項１１及び請求項１２に記載の電気的結合を作る方法。
【請求項１４】
電気的コネクタ（１）が、運搬支えから取り出されると、位置固定のための支え（８，９，１０，１１）で、ノッチ支えのためのレシーバに入れられることを特徴とする、請求項１３に記載の電気的結合を作る方法。
【請求項１５】
請求項１１から請求項１４までの全体のプロセスが一回の作業ステップで、特に一回の移動で行われることを特徴とする、請求項１１から請求項１４の何れかに記載の電気的結合を作る方法。
【請求項１６】
コネクタ（１）の縦に移動する要素の静止摩擦係数と、接触ピン（５）が導線（１５）に、またはフォイル（１４）に入った導線（１５）に入る際の力によって、移動プロセスの間に、一定の作業ステップが進行することを特徴とする、請求項１５に記載の電気的結合を作る方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、請求項１の上位概念に沿った電気的コネクタ、ならびに請求項１６の上位概念に沿って電気的結合を作る方法に関する。
電気的コネクタは、特に自動車分野では、さまざまな機能要素を相互に電気的に結合するためにますます多種多様に利用されるようになっている。自動車でのエレクトロニクス利用がますます拡大するに伴って、さまざまな構成要素を永続的に、かつ確実に相互に結合するために、信頼できる電気結合方法の需要は高まっている。しかし、使用される環境によってはさまざまな障害が生じる。たとえば、急激な温度変化、強い振動、埃や汚れ、結露水があるような環境では腐食が生じることがある。
自動車市場での競争が激しくなるに伴い、製造コスト引き下げの圧力は強くなったが、品質を低下させたり、あるいは永続的な耐久性を低減させることは許されていない。その結果、電気伝導の分野と接触の分野で、一層の改良が常に進められてきた。個別に敷設された導線、または作られた導線束が、フレックス・フォイルと呼ばれるフォイル導線に移行したことは、特に表示装置と部品の分野で著しい進歩をもたらした。基本的に複数の導線が平面的に配置されているこのようなフレキシブルなフォイルは、振動抵抗のある状況においても、また、導線を曲げたり、導線を自由に成形することが極めて困難な条件があっても導入できる。さらに、接触面の寸法を、部品またはプリントされた導線プレートとの接続端子に完全に一致させるようになった。しかし、こうした導線に関して電気結合を作る従来の方法では時間がかかり、コストがかかる。基本的にフレックス・フォイルの接触面ははんだ付けによって電気的に、また、機械的にも結合されていた。その場合、はんだ付け結合の際の振動力によってはんだ付けが割れるか、きわめて微細な裂け目に湿気が生じ、それによって腐食が生じるという短所がある。
本発明の基本的課題は、上記の短所を回避し、コスト面で好都合であり、簡単に結合できる電気的コネクタ、および電気的コネクタを作る方法を提供することである。今後は、最少の組み立て費用で高品質で耐久性のある電気コネクタを作らねばならない。
こうした課題は、非常に簡単に、請求項１および請求項１６の特徴部分に記載の方法によって解決される。
少なくとも１つの導線への電気的接点を作るための接触ピンによってある力がもたらされ、その力は、導線が接触ピンに機械的に接近することを確実にし、また電気的接触の準備をすることをも確実にするならば、はんだ結合は一般的に回避できる。接触ピンの設置は、原則的に、フレキシブルなフォイルのない部分、あるいは、たとえば導線の裏側でフォイルがコーティングしてある部分で行うことができる。導線のフリーな開口部が接触ピンとの接触のために残されている場合にかぎり、導線の前方の接触面の一部にもフォイルをコーティングできる。
接触ピンが、本質的に定めた曲がりが導線に、および／またはフレキシブルなフォイルに生じるように、電気的導線を貫通するか、またはフレキシブルなフォイルの一部と電気的導線を貫通するならば、復元力のある、予定した曲がりモーメントを作ることができ、それは少なくとも部分的には、導線、および／またはフォイルの柔軟な曲がりの範囲内にある。それによって、フォイルに入り込んだ振動または衝撃は柔軟に受け入れられ、伝導結合は中断されない。信号内容を把握するために、ナノ秒の領域の信号フランク（側面）が使われるデジタルの信号伝送の領域では、時間的に中断されない結合は大きな長所になる。
取り付けられた接触ピンの場合には、導線、またはフレキシブルなフォイルのついた導線が、接触ピンに接近し、また、コネクタの誘電ケーシングのリングショルダにも接近するならば、リングショルダに予定した丸みをつけることによって折れを確実に回避できるようになり、また、導線およびフレキシブルなフォイルを漏斗状に柔らかく曲げられるようになる。漏斗状の曲げは大きい長所である。なぜなら、まず始めに、フォイルの平面の両方向で柔軟な復元力が準備され、さらに、漏斗の角度が広がることによって、次いで、接触ピンに対応する導線が損傷なしに移動することによって、軸方向での移動が柔軟に受け入れられるからである。
導線を、または導線とともにフォイルを機械的に支える仕掛けには利点があり、接触ピンが入り込むと、導線は本質的にリング状の領域で機械的に、レシーバで支えられる。支えるためのこの仕掛けに、サイドのショルダがついているなら、そのショルダは接触ピンが入り込む時、下に向けて、及び、サイドに押されるので、電気的導線とレシーバの間に押しシートが作られ、軸方向での振動力も完全に受け止められる。同時に、押しシート内部に接続されたボリュームが創出され、それによって電気的接点での湿気または汚れの発生、およびその後の腐食が永続的に排除される。
好適な方法では、接触ピンがはまった状態になると漏斗状に広がった開口部またはフォイルの開いた薄い部分に収まるように、接触ピンを、割り当てられた１つの開口部に、またはフォイルに押しこむ。接触ピンの先を円錐形にするか、またはとがらせるならば、その接触ピンは、カットクランプの場合のように、本発明の形になり、電気的導線を入れたフレキシブルなフォイルの任意の領域で動作させることも可能になり、その結果、フォイルも導線も押さえられ、また、接触ピンの直径を、導線と接触ピンの間に希望する力が生じるように設計することが可能になる。
さらに、ひずみを除去するために設ける第二の仕掛けには長所があり、これは主に、接触ピンと同じ方向で動くように配置されており、ひずみ除去のためのこの第二の仕掛けはフレキシブルなフォイルに一定の曲げをもたらし、それは、特に好適な形になると９０度曲がる。それによってフォイルの平面で生じる振動またはパルスは、丸みをつけた接触端部には伝わらなくなる。
フォイルの接続部分をＬ型に作ることは本発明の範囲内であり、Ｌの角の辺の間の折れ目によって、機械的な力の伝達がさらに低減される。
本発明の特に好適な形にすると、接触ピンにも、またひずみ除去用の第二の仕掛けにも、プレ取り付け位置が割り当てられ、接触ピンと第二の仕掛けは、その位置にはめ込まれることによって、または静止摩擦によって支えられることによって、それら２つともその位置から同じ方向に動き、最終の取り付け位置の方に動かされる。このことを、特に、コネクタの誘電ケーシング内のチャネルに入った接触ピンの固着、および、第二のひずみ除去のためのライダのノッチ要素によってさらに確実になり、これによって、予定された位置での望ましくない磨耗に対する抵抗がもたらされる。
さらに、電気的コネクタ取り付けの簡略化が望まれているが、簡略化は、割り当てられたバーにコネクタを固定し、永続的に安定させるための支えをコネクタに設けることよって達成できるが、その際、ケーシングの下側の支えは、接触ピンの移動方向で縦に飛び出ており、ケーシングから離れた端部のノッチを支えており、それらは、バーまたは割り当てられたレシーバとのノッチ結合になる。これによって、希望する取り付け位置にコネクタを押しこむだけで簡単にコネクタを取り付けることが可能になる。
コネクタを支えるケーシングから離れた端部が円錐形になっているならば、自動中心決め作用が機能し、それによって自動化も進展し、また製造安全性も向上する。
電気的コネクタに、さらに、ケーシングの移動によってレリーズできるような側面の運搬支え具を設けるならば、全体の取り付けプロセス、つまり、コネクタを取り付け支えから取り出し、接触領域を包み込むことによって電気的な接触を作り、機械的に支え、第一のひずみ除去仕掛けと第二のひずみ除去仕掛けを閉じ、電気的コネクタを最終の取り付け位置に置き、コネクタとプリントされた導線プレートとを電気的に結合するというプロセスが、一回の作業ステップで実行できる。その際、コネクタと導線プレートまたは割り当てられた電機子との電気的接触は、プリントされた導線プレートまたは電機子の接触した開口部に接触ピンがはまることによって作られる。
本発明を、以下のような好適な実施形態にして、添付した図面を参照しながら詳しく説明する。
図面の説明
図１は、電気的コネクタの本発明の第一の実施形態の斜視図である。
図２は、電気的コネクタの本発明の第二の実施形態の斜視図である。
図３は、電気的コネクタの本発明の第三の実施形態の斜視図である。
図４は、プレ取り付け位置にある接触ピンと第二のひずみ除去仕掛けのライダを付けて動く誘電ケーシング内の接触ピン部分の断面図である。
図５は、図４に沿った断面図であり、第一のひずみ除去仕掛けがとりつけてあり、ひずみ除去された状態になっており、接触ピンと導線との最初の電気的接触が作られている。
図６は、図４に沿った断面図であり、接触ピンは完全に、電気的導線に入り込んでおり、導線との電気的接触が作られている。
図７は、接触ピン用のチャネルの外部で、図４に平行にカバーされた平面での断面図である。
図８は、第二のひずみ除去仕掛けが閉じている本発明の電気的コネクタの側面図である。
以下の詳細な説明では、理解しやすいように、同じ構成要素、または類似の構成要素には同じ参照番号がつけてある。
まず、図１について説明すると、ここでは本発明のコネクタ全体に１の番号をつけてあり、これが斜視図的に斜め上から見て表現されている。主に噴射成形で作った誘電ケーシング２には、接触ピン５を受け入れるための、実質的に円筒形になっている２つのチャネル３，４がついてある。チャネル３，４には、少なくとも１つの一定の直径をもつ部分があり、その内側で接触ピン５が一定の静止摩擦で止まっている。
コネクタの２つの側面の端部では、誘電ケーシング２の側面に向いて開いた案内チャネル６，７があり、これらのチャネルは、コネクタ１のための運搬支え具になるように、割り当てられた運搬支え具のなかで静止摩擦で支えられるか、またはノッチにはまって支えられる。運搬支え具は図４の矢印Ａで表した接触ピン５の移動方向にずらすことでレリーズできる。
ケーシング２の下側には、図には示してないが、１つのバーまたはレシーバと、コネクタを確実に固定するための支え８，９，１０，１１があり、そのバーまたはレシーバには、支え８，９，１０，１１に割り当てられる開口部がある。支え８，９，１０，１１の縦軸も同様に矢印Ａで示した移動方向に伸びており、その際、支え８と１０の、ケーシングから離れている端部は、図には示されてないが、バーまたは割り当てられたレシーバと結合させるノッチを支える。このノッチはめこみは、コネクタ１を矢印Ａの方向に移動させ、割り当てられた開口部またはレシーバに入れることによって行われる。
図１、図２、および図３には側面の端部の支えだけが示してあるが、多くの接触ピン５をつけるような実施形態にして、ケーシング２の中心または複数の場所にもコネクタ１を支えるための支えを設定することは、本発明の範囲内にある。
図２および図３からさらに、接触ピン５の１２または１８をチャネル３，４に入れるような本発明の実施形態を推定できる。
ケーシング２の前側面には刻み込み１２があり、これはケーシング２の安定化または中心決めのために、図には示されていない運搬レシーバで、動作させるか、または最終的に固定された位置での運搬支えからケーシング２を引き出すためのツールとして使うことができる。
さらに、レシーバ１６の一つを空けておくような刻み込み１２を入れることによって、ストッパー１８でのフレキシブルなフォイル１４の状態を、視覚的にも、機械的にも、および／または電気的にも把握することができる。
次に、図４から図６までに関連して説明するが、ここでは電気的接点を作るプロセスおよび第一のひずみ除去仕掛け１３を閉じるプロセスが、接触領域１４を閉じ込めることによって実行されることを示す。接触ピン５を矢印Ａの方向に押すとその下の円錐形端部、またはとがった端部が第一のひずみ除去仕掛け１３にあたり、これがリング状に動くショルダになり、これによってチャネル３の内法が狭くなる。電気的導線１５が入っているフレキシブルなフォイル１４は、スリット状のレシーバ１６の中に入り込むので、導線１５とフォイル１４の開口部１７は、同心円的にチャネル３の下にくる。
こうした配置はフレキシブルなフォイルを適切に成形することによって簡単に実行でき、その際、フォイルは前部側面のストッパー１８に接し、また、図に示していないが、スリット状のレシーバ１６の側面にふちをつけることによって中心決めがなされる。
図５に示すように、下向きに進む接触ピン５は、リング状の第一のひずみ除去仕掛け１３を下に広げ、横に広げるので、フレキシブルなフォイル１４とその中の導線１５がともにスリット状のレシーバ１６の下側面に押され、それによってフレキスブルなフォイル１４とケーシング２のレシーバ１６の間に機械的に強固なストップがもたらされる。本発明をその他の形にすれば、こうした押さえシートに、密閉し、閉じ込める機能を持たせることができる。
接触ピン５がさらに下に進むと、接触ピンの下部の円錐形端部が、フレキシブルなフォイル１４と電気的導線１５のの開口部１７に入り込み、図６に示すようにフォイル１４と電気的導線１５は漏斗のように変形する。
接触ピン５がはまりこむと、フォイル１４の下側面はリングショルダ２０に接し、ショルダには一定の丸みがついているので、フレキシブルなフォイル１４および電気的導線１５にそれぞれ一定の変形が生じる。これによって裂け目と折れが防止され、定められた柔軟な曲がりを生じるようになり、接触領域２１内でのその復元力によって電気的導線１５は接触ピン５に常に確実に接するようになる。
さらに、開口部１７の代わりに、開口部１７のない、薄くした部分１９を、先端がとがっている接触ピン５で使うことも本発明の範囲内にあり、そのとがった下側端部はそれ自体でフォイル１４と導線１５に穴をあける。接触ピン５の直径およびフォイル１４と導線１５の厚さは、作られる接触領域２１によって、接触ピン５と導線１５が確実に望ましい接近をするような直径と厚さにして、相互に調整する。
その他の本発明の形を選択すると、チャネル３の下側端部に絞り２２が設けられ、それによって接触ピン５への距離が狭くなるか、または密になるので、接触領域２１は実質的に外側に対して気密に密閉されている。
接触ピン５が幅広のツールでさらに下に動くならば、そのツールはライダ２３の上部縁の領域に入り、そのライダは第二のひずみ除去仕掛けの一部になり、それと接触ピン５をともに下に移動させる。
図４に示したように、ライダ２３と接触ピン５がプレ取り付け位置に取り付けられていると、両方が下へずれることは確実に防止される。接触ピン５の静止摩擦がチャネル３の中のピンを保持し、ライダ２３のノッチ出っ張り２４がケーシング２のくさび状の出っ張り部分に接する。
ライダ２３の、接触ピン５に向いている断面はＴ型になっており、その部分もケーシング２のＴ型の凹部分に、矢印Ａの方向で縦に移動するように配置されている。
取り付けツールがその下側面で矢印Ａの方向にさらに進むならば、図７および図８に示したように、ライダ２３はその下のノッチはめこみ位置の方に押され、そこではノッチ出っ張り２４が、ケーシング２の実質的にＬ型になっている断面２５にはまる。
図８に示したように接触ピン５とライダ２３を取り付けると、フレキシブルなフォイル１４はその中に入れた導線１５とともに実質的に９０度曲がり、その際、フレキシブルなフォイル１４と導線１５の内部での振動または衝撃は実際にはもはやケーシング２には伝わらない。その他の本発明の形にすれば、フレキシブルなフォイル１４とその中に入れた導線１５の断面をＬ型にすることが可能になり、その断面は９０度曲がるために振動または衝撃の伝達がさらに少なくなる。
図８に示したように取り付けると、接触ピン５はケーシング２から下に押され、その結果、図には示してないが、縦貫接触される開口部のあるバーに、接触ピン５が狭くラジアルに接近するようになる。その他の本発明の形にすると、接触ピン５のはんだ付けが可能となり、または縦貫接触される開口部のラジアルで柔軟な復元力によって電気的接触が確実に行われるようになる。接触ピン５の側面軸に垂直に作用する力または振動は、ピンを取り付けた状態になると、ケーシング２の支え８，９，１０，１１によって確実に受け入れられる。
コネクタ１を導線１５付きのフレキシブルなフォイル１４に取り付けることは、数回の作業ステップで、あるいは１回のステップで実行できる。
１回で取り付ける場合は、接触ピン５のチャネル３の内部での静止摩擦、および接触ピン５を押す際にフォイル１４またはライダ１５によって生じる力を、接触ピン５が開口部１７に、または薄くなった領域１９に接するまで、その運搬支えの中にとどまる間だけ、ケーシング２が矢印Ａの方向で下向きに進む取り付けツールの影響を受けるように調整し、それによって、導線１５の入ったフォイル１４がレシーバ１６の中に固定され、その後、ケーシング２は運搬支えから取り出され、下に押され、支え８，９，１０，１１はバーの開口部にはまるか、または割り当てられたレシーバに入るようになり、その際、支え９，１１はその円錐形の領域で、自動中心決めの調整機能をガイドする。その後、ケーシング２を機械的に固く配置することによって、バーで、または割り当てられたレシーバ内で、第一のひずみ除去仕掛けを閉鎖する際、および電気的導線１５とフレキシブルなフォイル１４を広げる際に強まる力は、バーまたは割り当てられたレシーバによって受け入れられる。その結果、接触ピン５とバーとの電気的結合が作られる。
本発明の方法で、フレキシブルなフォイルとプレ調整されたコネクタをも運搬支えから押しだし、バーにはめ込むことができる。
＜参照番号＞
１  電気的コネクタ
２  誘電ケーシング
３，４  チャネル
５  接触ピン
６，７  運搬デバイスの案内チャネル
８，９，１０，１１  支え
１２  刻み込み
１３  第一のひずみ除去仕掛け
１４  フレキシブルなフォイル
１５  電気的導線
１６  レシーバ
１７  開口部
１８  ストッパー
１９  薄くなった部分
２０  リングショルダ
２１  接触領域
２２  絞りまたは密閉材
２３  ライダ
２４  ノッチの出っ張り
２５  Ｌ型部分
【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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