JP2005220613A - 除雪機 - Google Patents

Abstract

【課題】 電動化された除雪機の重量バランスを確保することで良好に雪上走行することができる除雪機を提供する。
【解決手段】 除雪機１０は、機体としての伝動ケース１１の幅方向中央に駆動源としてのエンジン１４を備え、このエンジン１４の下方で、かつ伝動ケース１１の両側に左右の走行部２６，２６を備え、これらの走行部２６，２６の前方で、かつ伝動ケース１１の前部に除雪装置１５を備える。この除雪機１０は、エンジン１４の左右側のいずれか一方にバッテリ６５を配置するとともに、他方にスタータモータ５５および発電機４６を配置したものである。
【選択図】 図２

Description

本発明は除雪機に係り、特に、駆動源としてのエンジンを機体に備え、機体の左右側に走行部を備え、左右の走行部の前方で、かつ機体の前部に除雪装置を備えた除雪機に関する。

除雪機として、機体の前部にオーガ、ブロアおよびシュータを備え、オーガで雪を掻き集め、掻き集めた雪をブロアで蹴り上げ、蹴り上げた雪をシュータで投雪するものがある。
この除雪機は、雪上を良好に走行させるために、除雪機の重量バランスを考慮して構成部品のレイアウトが決められている（例えば、特許文献１参照。）。
特開昭６４−２１１０８号公報（第２図）

特許文献１を以下の図面に基づいて説明する。
図５は従来の基本構成を説明する図である。
除雪機１００は、機体１０１に、シリンダ１０２を左側に傾斜させた状態でエンジン１０３を備え、エンジン１０３の右側にスタータモータ（図示せず）を備え、エンジン１０３の上方に、マフラー１０４および燃料タンク１０５を機体１０１の前後方向に沿って備える。
このように、エンジン１０３、スターモータ、マフラー１０４および燃料タンク１０５を配置することで、除雪機１００の重量バランスを確保する。

ところで、除雪機のなかには、操作性を高めるなどの目的で電動化を図ったものがある。この除雪機は、電動モータや大型の発電機などの電動化を図るための部材を新たに備える必要があり、従来の除雪機とは異なった部材のレイアウトが要求される。
特に、小型除雪機においては、重量バランスを確保しようとすると、除雪機の構成部品を配置する空間を確保することが難しく、この観点から改良の余地が残されていた。

本発明は、電動化された除雪機の重量バランスを確保することで良好に雪上走行することができる除雪機を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、機体の幅方向中央に駆動源としてのエンジンを備え、このエンジンの下方で、かつ機体の両側に左右の走行部を備え、これらの走行部の前方で、かつ機体の前部に除雪装置を備えた除雪機において、前記エンジンの左右側のいずれか一方にバッテリを配置するとともに、他方にスタータモータおよび発電機を配置したことを特徴とする。

機体の幅方向略中央にエンジンを配置することで、エンジンの左右側に空間を設ける。そして、エンジンの左右側の空間のうち、一方側の空間にバッテリを配置し、他方側の空間にスタータモータおよび発電機を配置する。
ここで、バッテリ、スタータモータおよび発電機の電装品は比較的重量物であるが、これらの電装品のなかで、バッテリは特に重量物である。
そこで、エンジンの左右側の空間のうち、一方側の空間にバッテリを配置し、他方側の空間にスタータモータおよび発電機を配置することで、除雪機の左右方向の重量バランスを好適に確保する。

請求項２に係る発明において、エンジンは、クランクシャフトを縦置きにした形式のバーチカルエンジンであることを特徴とする。

ここで、除雪機に搭載するエンジンを、クランクシャフトを横置きとするホリゾンタルエンジンとした場合、シリンダが縦向きになる。このため、シリンダが上方に突出して、エンジンの重心位置は高くなる。
よって、除雪機の重心位置を低く抑えるために、エンジンを下方に下げて配置する傾向にある。

しかし、除雪機は、機体の前後方向中心の部位に、ブロアやオーガの回転軸を備えているので、エンジンを下げるためには、エンジンを除雪機の幅方向中央から側方にオフセットさせる必要がある。
このため、エンジンの重心位置が、除雪機の幅方向中央から側方にずれてしまい、除雪機の左右方向の重量バランスを確保することが難しい。

そこで、請求項２において、クランクシャフトを縦置きにした形式のバーチカルエンジンを除雪機に搭載することにした。
バーチカルエンジンは、シリンダが横向きのエンジンである。シリンダを横向きにすることで、シリンダが上方に突出することを防ぐ。シリンダが上方に突出することを防ぐことで、エンジンの重心位置を低く抑えることができる。

よって、バーチカルエンジンによれば、エンジンを幅方向中央から側方にずらして下方に配置しなくても、除雪機の重心位置を低く抑えることができる。
これにより、除雪機の重心位置を低く抑えながら、除雪機の幅方向中央にエンジンを配置することが可能になる。

請求項１に係る発明では、除雪機の左右方向の重量バランスを好適に確保することで、除雪機の走行安定性をより好適に保つことができるという利点がある。

請求項２に係る発明では、バーチカルエンジンを採用することで、除雪機の重心位置を低く抑えながら、幅方向中央にエンジンを配置することが可能になり、除雪機の走行安定性をより一層高めることができるという利点がある。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。また、「前」、「後」、「左」および「右」は作業者から見た方向に従う。

図１は本発明に係る除雪機を示す側面図である。
除雪機１０は、機体としての伝動ケース１１の下部左右側にそれぞれ走行用の電動モータ（図示せず）を取り付け、左右の電動モータに走行装置１３を連結するとともに、伝動ケース１１の下部に走行装置１３を備え、伝動ケース１１の上部に駆動源としてのエンジン１４を備え、エンジン１４で駆動する除雪装置１５を伝動ケース１１の前部に備え、除雪装置１５の後部およびエンジン１４をカバー体１８で覆い、伝動ケース１１の上部から後上方へ左右の操作ハンドル２１，２２（図２も参照）を延ばし、これら左右の操作ハンドル２１，２２間に操作盤２３を取り付け、作業者が左右の操作ハンドル２１，２２のグリップ２４，２５（図２も参照）を握った状態で操作盤２３の後から連れ歩く、自力走行式の歩行型作業機である。

走行装置１３は、左側の電動モータ（図示せず）の外側に左側走行部２６を備え、右側の電動モータ（図示せず）の外側に右側走行部２６を備える。
すなわち、左右の走行部２６，２６をエンジン１４の下方で、かつ伝動ケース１１の両側に備える。さらに、左右の走行部２６，２６の前方に除雪装置１５を備える。
なお、左右の走行部２６，２６は同じ構成部材なので同一符合を付して、左側の走行部２６の説明を省略する。

右側走行部２６は、右側の電動モータに連結する右側の駆動輪２７を備え、この駆動輪２７の後方に右側の遊転輪２８を回転自在に備え、右側の駆動輪２７および遊転輪２８に右側のクローラベルト２９を巻き掛けたものである（図２も参照）。
また、除雪装置１５は、オーガ部１６、ブロア部１７およびシュータ１９などで構成したものである。

この除雪機１０によれば、左右の電動モータを駆動して、左右の駆動モータで左右の駆動輪２７，２７を駆動することにより、左右の駆動輪２７，２７で左右のクローラベルト２９，２９を回転する。
左右のクローラベルト２９，２９が回転することで除雪機１０が走行する。
この状態で、エンジン１４で除雪装置１５、すなわちオーガ部１６およびブロア部１７を駆動して除雪作業をおこなう。

伝動ケース１１は、除雪機１０の機体を兼ねる部材であって、除雪機１０の略中央に備え、平面視で略矩形状（図４参照）に形成したものである。
この伝動ケース１１の下方左右側にそれぞれ左右側の走行部２６，２６を設け、伝動ケース１１の前部に除雪装置１５を設け、伝動ケース１１の上部にエンジン１４を設け、伝動ケース１１の下方左右側から左右の操作ハンドル２１，２２をそれぞれ後方に延ばす（図２、図４も参照）。

カバー体１８は、上カバー部３１と下カバー部３２とからなり、下カバー部３２でエンジン１４の底面を覆い、上カバー部３１でエンジン１４の上方を覆うことで、エンジン１４を全体に覆うように構成したものである（図２も参照）。

図２は本発明に係る除雪機を示す分解斜視図である。
伝動ケース１１（図１も参照）の上部中央に収納凹部３３を形成し、この収納凹部３３の周囲に４個の取付ボス３５…（後側の２個のみを図示する）を立設し、伝動ケース１１に下カバー部３２を取り付け、下カバー部３２の中央開口部３６から４個の取付ボス３５…を突出させる。

突出させた４個の取付ボス３５…に、エンジン１４の４個の張出部３７…（左後方の張出部３７は図示せず）を載せ、張出部３７…をボルト３８…（１個のみ図示する）で取付ボス３５…に固定する。
これにより、エンジン１４を伝動ケース１１の幅方向略中央に配置する。

このエンジン１４は、クランクシャフト４１を縦置きにした形式のバーチカルエンジンであり、シリンダ（シリンダブロック）４２を後方に向けて配置したものである（図４も参照）。
なお、この図においては、理解を容易にするために、クランクシャフト４１の下端部４１ａをエンジン１４側から破断し、伝動ケース１１側に配置した。

クランクシャフト４１の下端部４１ａには駆動プーリ４３を取り付け、駆動プーリ４３および従動プーリ４４に駆動ベルト４５（従動プーリ４４および駆動ベルト４５は図４参照）をかける。
従動プーリ４４を発電機４６の駆動軸４７（図４参照）に取り付け、発電機４６を前後の取付ブラケット４８，４９（図４参照）を介して伝動ケース１１の上部に取り付ける。
これにより、発電機４６を、エンジン１４の左側に配置する。

発電機４６は、エンジン１４のクランクシャフト４１を回転させた際に、クランクシャフト４１の回転が、駆動プーリ４３、駆動ベルト４５および従動プーリ４４（図４参照）介して駆動軸４７（図４参照）に伝えられ、駆動軸４７を回転させることで発電するように構成した部材である。
発電機４６で発電した電気を、前記左右の電動モータ（図示せず）に供給することで、左右の電動モータを駆動する。発電機４６で、左右の電動モータを駆動する比較的多量の電気を発電する必要があり、発電機４６は比較的大型になる。

なお、クランクシャフト４１の下端部４１ａに電磁クラッチ３９を連結し、電磁クラッチ３９を伝動ケース１１の収納凹部３３内に収納する。
クランクシャフト４１の回転を電磁クラッチ３９を介して前記左右の電動モータ（図示せず）に伝え、左右の駆動モータを駆動して、左右の駆動モータで駆動輪２７，２７（右側のみを図示する）を駆動することにより左右のクローラベルト２９，２９を回転する。左右のクローラベルト３３を回転することで除雪機１０を走行させる。

発電機４６とエンジン１４との間、具体的にはエンジン１４の左側近傍にスタータモータ５５を取付ボルト（図示せず）で取り付ける。
スタータモータ５５は、駆動軸にピニオン５６を取り付け、このピニオン５６にギヤ５７（図４参照）を噛み合わせたものである。ギヤ５７をクランクシャフト４１に取り付ける。
スタータモータ５５を駆動することにより、スタータモータ５５の駆動力をピニオン５６を介してギヤ５７に伝え、クランクシャフト４１を回転させる。

以上、説明したように、エンジン１４の左側（すなわち、エンジン１４の左右側の他方）にスタータモータ５５および発電機４６を配置する。

スタータモータ５５の後方には、シュータ首振り駆動部６１を配置し、シュータ首振り駆動部６１を下カバー部３２の底部６２に取り付ける。これにより、シュータ首振り駆動部６１を、エンジン１４の左側で、かつシリンダ４２の左側に配置する。
なお、シュータ首振り駆動部６１については図３で詳しく説明する。

一方、エンジン１４の左側にはバッテリ６５を備える。具体的には、エンジン１４の左側に受皿６６（図１参照）を設け、この受皿６６にバッテリ６５を載置し、バッテリ６５の上面に固定プレート６７を載せ、固定プレート６７の両端の取付孔に取付ボルト６８，６８を差し込み、固定プレート６７から突出した取付ボルト６８，６８にナット６９，６９をねじ結合する。

取付ボルト６８，６８の下端部は、受皿６６に連結されている。よって、取付ボルト６８，６８にナット６９，６９をねじ結合することで、固定プレート６７でバッテリ６５の上面を押圧してバッテリ６５をエンジン１４の左側に保持する。
これにより、エンジン１４の右側（すなわち、エンジン１４の左右側の一方）にバッテリ６５を配置する。

なお、バッテリ６５の保持手段は、受皿６６、固定プレート６７、一対の取付ボルト６８，６８および一対のナット６９，６９に限るものではなく、その他の保持手段でバッテリ６５を保持することも可能である。

バッテリ６５の後方には吸気部５１を配置する。吸気部５１は、エアクリーナ５２および気化器５３などで構成したものである。この吸気部５１を、エンジン１４の右側で、かつシリンダ４２の右側に取付ボルト（図示せず）で取り付ける。
吸気部５１のエアクリーナ５２は、内部にフィルタを備え、エアクリーナ５２の内部に取り入れた外気をフィルタ（図示せず）を通して浄化し、浄化したエアを気化器５３内に導くものである。
吸気部５１の気化器５３は、エアクリーナ５２から導いたエアと、燃料とを混合させて混合ガスとし、この混合ガスをエンジン１４の燃料室に導くものである。

発電機４６、吸気部５１、スタータモータ５５およびシュータ首振り駆動部６１を下カバー部３２の上方に配置することで、下カバー部３２に上カバー部３１を組み付けることにより、発電機４６、吸気部５１、スタータモータ５５およびシュータ首振り駆動部６１をカバー体１８内に収納する。

伝動ケース１１の前部に、除雪装置１５のブロア部１７を設け、ブロア部１７の前部にオーガ部１６を設ける。
ブロア部１７のブロアハウジング６４の上部左側６４ａにシュータ１９を取り付ける。上部左側６４ａのうち、シュータ１９の前近傍にはシュータ旋回駆動部７１を備える。
シュータ旋回駆動部７１は、ピニオン７１ａ（図４参照）を備え、このピニオン７１ａを、シュータ１９のフランジ７２に形成したギヤ７２ａに噛み合わせる。

シュータ旋回駆動部７１によれば、図４に示す駆動モータ７１ｂを正・逆転することで、駆動モータ７１ｂの駆動力をウォームギヤ（図示せず）およびピニオン７１ａを介してギヤ７２ａに伝える。
これにより、フランジ７２と一体にシュータ１９を矢印ｇ方向、矢印ｈ方向に旋回する。

また、ブロアハウジング６４の上部右側６４ｂ、すなわちシュータ１９の右側には制御部８３および照明部８４を備える。
制御部８３は、ブロアハウジング６４の上部右側６４ｂに横置きに配置したもので、左右の電動モータ（図示せず）、シュータ首振り駆動部６１やスタータモータ５５などの電装部品を制御するための部材である。
照明部８４は、ブロアハウジング６４の上部右側６４ｂに取付ブラケット８４ａを介して制御部８３の上方に配置した部材である。

図３は本発明に係る除雪機のシュータ首振り駆動部を示す斜視図である。
シュータ首振り駆動部６１は、除雪装置１５を構成するシュータ１９のシュータキャップ１９ａ（図２参照）を操作するものである。
すなわち、このシュータ首振り駆動部６１は、下カバー部３２（図２参照）の底部６２にブラケット７３を取り付け、ブラケット７３に支持軸７４を介してギヤ７５およびドラム７６を取り付け、ギヤ７５にピニオン７７を噛み合わせ、ピニオン７７を軸部材７８を介してケース７９内のウォームギヤ（図示せず）に連結し、ウォームギヤを駆動する駆動モータ８１を備える。

ギヤ７５およびドラム７６は、支持軸７４を中心にして一体に回転するように構成した部材である。
よって、駆動モータ８１を正・逆転することで、駆動モータ８１の駆動力をウォームギヤ、軸部材７８およびピニオン７７を介してギヤ７５に伝え、ギヤ７５を矢印ａ方向、矢印ｂ方向に回転する。

ギヤ７５を矢印ａ方向、矢印ｂ方向に回転することで、ギヤ７５と一体にドラム７６を矢印ａ方向、矢印ｂ方向に回転する。
これにより、ドラム７６に連結したケーブル８２を、ドラム７６に巻き取ることや、ドラム７６から巻き戻すことが可能になる。
ケーブル８２をドラム７６に巻き取ることで、ケーブル８２を矢印ｃ方向に引っ張ることが可能になり、ケーブル８２をドラムにから巻き戻すことで、ケーブル８２を矢印ｄ方向に引き出すことが可能になる。

このケーブル８２の先端はシュータ１９のシュータキャップ１９ａ（図２参照）に連結されている。
よって、ケーブル８２を矢印ｃ方向に引っ張ることで、図２に示すシュータ１９のシュータキャップ１９ａをばね（図示せず）の付勢力に抗して矢印ｅ方向に下げる。

一方、ケーブル８２を矢印ｄ方向に引き出すことで、図２に示すシュータ１９のシュータキャップ１９ａをばね（図示せず）の付勢力で矢印ｆ方向に上げる。
なお、シュータ首振り駆動部６１の構成は、上記構成に限定するものではなく、構成を任意に決めることができる。

シュータ首振り駆動部６１を、エンジン１４の左側で、かつシリンダ４２の左側に配置した理由は次の通りである。
すなわち、シュータ首振り駆動部６１のケーブル８２をシュータ１９まで延ばすことを考慮すると、シュータ首振り駆動部６１をシュータ１９から離れない位置に設けることが好ましい。

ここで、図２に示すように、シュータ１９はブロアハウジング６４の上部左側６４ａに取り付けられている。
そこで、シュータ首振り駆動部６１を、図２に示すようにエンジン１４の左側で、かつシリンダ４２の左側に配置した。

図４は本発明に係る除雪機の平面図である。
伝動ケース１１は平面視で略矩形状の部材で、この電動ケース１１の幅方向（左右方向）略中央にエンジン１４を備える。
伝動ケース１１の幅方向略中央にエンジン１４を配置することで、エンジン１４の左右側にそれぞれ左右の空間８６，８７を比較的簡単に確保することが可能になる。
エンジン１４は、クランクシャフト４１（図２も参照）を縦置きにした形式のバーチカルエンジンである（図２も参照）。

エンジン１４をバーチカルエンジンとした理由は以下の通りである。
すなわち、除雪機に搭載するエンジンを、クランクシャフトを横置きとする形式のホリゾンタルエンジンとした場合、シリンダが縦向きになり上方に突出するので、エンジンの重心位置が高くなる。
よって、除雪機の重心位置を低く抑えるために、エンジンを下方に下げて配置する傾向にある。

しかし、除雪機は、機体の前後方向中心の部位に、ブロアやオーガの回転軸を備えているので、エンジンを下げるためには、エンジンを除雪機の幅方向中央から側方にオフセットさせる必要がある。
このため、エンジンの重心位置が、除雪機の幅方向中央から側方にずれてしまい、除雪機の左右方向の重量バランスを確保することが難しい。

そこで、エンジン１４を、クランクシャフト４１を縦置きにした形式のバーチカルエンジンとし、このエンジン１４を除雪機１０に搭載することにした。
バーチカルエンジン１４は、シリンダ４２が横向きのエンジンである。シリンダ４２を横向きにすることで、エンジン１４の重心位置を低く抑えることができる。

よって、バーチカルエンジン１４によれば、エンジン１４を幅方向中央から側方にずらして下方に配置しなくても、除雪機１０の重心位置を低く抑えることができる。
これにより、除雪機１０の重心位置を低く抑えながら、除雪機１０の幅方向中央にエンジンを配置することが可能になる。
除雪機１０の幅方向中央にエンジン１４を配置するとともに、エンジン１４のシリンダ４２を後方に向けることで、エンジン１４の左右のバランスを確保する。

エンジン１４の左側空間８６に、スタータモータ５５、発電機４６およびシュータ首振り駆動部６１を配置する。
具体的には、エンジン１４の左側近傍にスタータモータ５５を配置し、スタータモータ５５の外側に発電機４６を配置し、発電機４６およびスタータモータ５５の後方で、かつシリンダ４２の左側にシュータ首振り駆動部６１を配置する。

ここで、スタータモータ５５と、エンジン１４に発電機４６を連結する駆動ベルト４５との上下の位置関係について説明する。
スタータモータ５５のピニオン５６はギヤ５７に噛み合う。ギヤ５７は、エンジン１４の上端に設けられている。このため、スタータモータ５５はエンジン１４の上半分に位置する。

一方、発電機４６は、従動プーリ４４が下向きになるように配置される。よって、従動プーリ４４および駆動プーリ４３にかけた駆動ベルト４５は、エンジン１４の下側、すなわちスタータモータ５５より下方に位置する。
このため、従動プーリ４４および駆動プーリ４３に駆動ベルト４５をかけたとき、駆動ベルト４５がスタータモータ５５に干渉することを防ぐ。

また、エンジン１４の右側空間８７に、バッテリ６５および吸気部５１を配置する。
具体的には、エンジン１４の右側近傍にバッテリ６５を配置し、バッテリ６５の後方で、かつシリンダ４２の右側に吸気部５１（エアクリーナ５２および気化器５３）を配置する。
これにより、エンジン１４の周囲の左右の空間８６，８７に、スタータモータ５５、発電機４６、シュータ首振り駆動部６１、バッテリ６５および吸気部５１をバランスよく振り分けて配置する。

ところで、バッテリ６５、スタータモータ５５および発電機４６の電装品は比較的重量物であるが、これらの電装品のなかで特にバッテリ６５は重量物である。
そこで、エンジン１４の左右側の空間８６，８７のうち、一方側（右側）の空間８７にバッテリ６５を配置し、他方側（左側）の空間８６にスタータモータ５５および発電機４６を配置することで、除雪機１１の左右方向の重量バランスを好適に確保する。

なお、前記実施の形態では、エンジン１４としてバーチカルエンジンを例に説明したが、これに限らないで、ホリゾンタルエンジンを採用することも可能である。

また、前記実施の形態では、エンジン１４の左側空間８６にスタータモータ５５、発電機４６およびシュータ首振り駆動部６１を配置し、エンジン１４の右側空間８７にバッテリ６５および吸気部５１を配置した例について説明したが、これらの部品の配置は、これに限定するものではない。
その他の配置例として、例えば、エンジン１４の左側空間８６にバッテリ６５および吸気部５１を配置し、エンジン１４の右側空間８７にスタータモータ５５、発電機４６およびシュータ首振り駆動部６１を配置しても同様の効果を得る。

さらに、前記実施の形態では、エンジン１４の左側空間８６のうち、前側の空間に発電機４６を配置し、後側の空間にシュータ首振り駆動部６１を配置した例について説明したが、これに限らないで、エンジン１４の左側空間８６のうち、前側の空間にシュータ首振り駆動部６１を配置し、後側の空間に発電機４６を配置しても同様の効果を得ることができる。
エンジン１４の左側空間８６のうち、後側の空間にはスタータモータ５５が設けられていない。このため、エンジン１４の左側空間８６のうち、後側の空間を比較的大きく確保することができる。
よって、発電機４６が、特に大型の場合には、エンジン１４の左側空間８６のうち、後側の空間に発電機４６を備えることで、発電機４６を取り付ける空間を容易に確保することができる。

加えて、前記実施の形態では、除雪機１０として自力走行式の歩行型作業機を例に説明したが、これに限らないで、本発明を乗員搭載型作業機に適用することも可能である。

本発明は、雪上を良好に走行するために重量バランスの確保が必要な除雪機に好適である。

本発明に係る除雪機を示す側面図である。 本発明に係る除雪機を示す分解斜視図である。 本発明に係る除雪機のシュータ首振り駆動部を示す斜視図である。 本発明に係る除雪機の平面図である。 従来の基本構成を説明する図である。

符号の説明

１０…除雪機、１１…伝動ケース（機体）、１３…走行装置、１４…エンジン（駆動源）、１５…除雪装置、２６…左右の走行部（走行部）、４１…クランクシャフト、４６…発電機、５５…スタータモータ、６５…バッテリ、８６…左側空間、８７…右側空間。

Claims (2)

1. 機体の幅方向中央に駆動源としてのエンジンを備え、このエンジンの下方で、かつ機体の両側に左右の走行部を備え、これらの走行部の前方で、かつ機体の前部に除雪装置を備えた除雪機において、
   前記エンジンの左右側のいずれか一方にバッテリを配置するとともに、他方にスタータモータおよび発電機を配置したことを特徴とする除雪機。
2. 前記エンジンは、クランクシャフトを縦置きにした形式のバーチカルエンジンであることを特徴とする請求項１記載の除雪機。
   

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