JPWO2017134739A1 - 流体噴出ガン - Google Patents

Abstract

ガン本体に取り付けられる筒状の支持体と、支持体の内側に設けられる軸受と、軸受に回転可能に支持され、ガン本体から噴出される気体を内部の第１気体通路で流し第１放出口から放出させることにより回転する回転体と、ガン本体から噴出される気体を流し支持体と回転体との間の第２放出口から放出させる第２気体通路と、支持体内の第２放出口の近傍に噴出口を有し第２放出口から放出される気体により生じる負圧で噴出口から液体を噴出させる液体通路と、を備える。

Description

本発明は、流体噴出ガンに関する。

加圧された空気を噴出させることにより回転するチューブを備えたスプレーノズルシステムがある。このスプレーノズルシステムは、回転するチューブの内側にもチューブが設けられており、外側のチューブから空気を噴出させる際に、内側のチューブによってサブ媒体を吸引するようになっている。

米国特許第８４８００１１号明細書 米国特許第８６９００７７号明細書

外側のチューブが回転すると、内側のチューブの耐久性を低下させてしまう。

本発明は、耐久性を向上可能な流体噴出ガンを提供する。

本発明の第１の態様は、気体を噴出させるガン本体と、該ガン本体に取り付けられる筒状の支持体と、該支持体の内側に設けられる軸受と、該軸受に回転可能に支持され、前記ガン本体から噴出される気体を内部の第１気体通路で流し第１放出口から放出させることにより回転する回転体と、前記ガン本体から噴出される気体を流し前記支持体と前記回転体との間の第２放出口から放出させる第２気体通路と、前記支持体内の前記第２放出口の近傍に噴出口を有し前記第２放出口から放出される気体により生じる負圧で前記噴出口から液体を噴出させる液体通路と、を備える。

本発明の第２の態様として、前記回転体は、前記第１放出口を有する頭部と、該頭部よりも小径で前記軸受に支持される胴部とを有しており、前記第２放出口が、前記頭部の前記胴部側の背面に向けて気体を放出させても良い。

本発明の第３の態様として、前記背面には径方向内側から外側に向けて延在する複数の溝が形成されていても良い。

本発明の第４の態様として、前記背面は、前記胴部から離れるほど大径となるテーパ面を有していても良い。

上記した流体噴出ガンによれば、耐久性を向上可能になる。

本発明に係る一実施形態の流体噴出ガンを示す側面図である。 本発明に係る一実施形態の流体噴出ガンの要部を示す断面図である。 本発明に係る一実施形態の流体噴出ガンの回転体の頭部を示す正面図である。 本発明に係る一実施形態の流体噴出ガンの回転体の頭部を示す背面図である。 本発明に係る一実施形態の流体噴出ガンの回転体の頭部を示す側面図である。 本発明に係る一実施形態の流体噴出ガンの回転体の頭部を示す図３のＶＩ−ＶＩ断面図である。

本発明に係る実施形態の流体噴出ガンを図面を参照して以下に説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る流体噴出ガン１０は、ガン本体１１とノズル部１２と液体貯蔵タンク１３とを有している。ノズル部１２は、筒状でありガン本体１１の先端部に取り付けられている。液体貯蔵タンク１３は、ガン本体１１の先端側の下部に取り付けられている。

ガン本体１１は、グリップ部１７と延出部１８とを有するボディ１９を備えている。グリップ部１７は、使用時に使用者の手で把持される部分である。延出部１８は、グリップ部１７の上部から前方に延出している。グリップ部１７の延出部１８とは反対側の端部には、接続部２０が設けられている。接続部２０は、気体供給源としての例えばエアコンプレッサ２５に接続されている。接続部２０にはダイヤル２６が設けられている。接続部２０はダイヤル２６の回転位置に応じてエアコンプレッサ２５からの気体としての加圧空気の導入流量を調整する。延出部１８のグリップ部１７とは反対側の端部の外周部には、図２に示すオネジ２７が形成されている。

図１に示すように、ガン本体１１は、レバー部３１を有している。レバー部３１は、延出部１８に設けられた回動軸３２を中心に回動する。レバー部３１は、延出部１８からグリップ部１７の方向に延出している。レバー部３１は、グリップ部１７の前方にグリップ部１７に沿うように配置されている。

延出部１８の下部には、前方に延出するニードル３５が設けられている。ニードル３５は前後方向に移動可能であり、その前方にレバー部３１が配置されている。ニードル３５は、ボディ１９に内蔵された切替バルブ３６を作動させる。切替バルブ３６は、ボディ１９内に設けられた内部気体通路４１を開閉する。内部気体通路４１は一端が接続部２０に連通されており、他端が延出部１８のグリップ部１７とは反対端の図２に示すガス噴出口４２になっている。

図１に示すレバー部３１は、グリップ部１７に近づくように回動するとニードル３５をグリップ部１７側に押し込む。すると、切替バルブ３６が内部気体通路４１を開くことになる。これにより、接続部２０に接続されたエアコンプレッサ２５からの加圧空気がガス噴出口４２から噴出する。つまり、ガン本体１１は、気体である加圧空気をガス噴出口４２から噴出させる。

ニードル３５は、図示略のバネによって前端位置に位置するように付勢されている。図示略のバネの力でニードル３５が前端位置に位置すると、レバー部３１は、グリップ部１７から離れる。ニードル３５が前端位置に位置すると、切替バルブ３６は、内部気体通路４１を閉じることになる。これにより、接続部２０に接続されたエアコンプレッサ２５からの圧縮空気がガス噴出口４２から噴出することはない。

図２に示すように、ノズル部１２は、支持体５１と軸受５２と軸受５３と回転体５４と円筒体５５を有している。支持体５１は、外側部材６１と内側部材６２と中間部材６３とカバー部材６４とブラシ部材６５とを有している。

外側部材６１は、合成樹脂製であり、円筒状である。外側部材６１には、その軸方向の一端側の内周部にメネジ７１が形成されている。

内側部材６２は、合成樹脂製である。内側部材６２は、その全体が外側部材６１のメネジ７１とは反対側の端部の内周部に嵌合されている。内側部材６２は、ネジ部材７５で外側部材６１に固定されている。ここで、ネジ部材７５を用いずに、内側部材６２を外側部材６１に接着剤で固定しても良い。内側部材６２は、筒状部８１と内フランジ部８２とを有している。筒状部８１は、外側部材６１の内周部に嵌合される部分であり、その軸方向の中間位置から一端までの内周部にメネジ８３が形成されている。内フランジ部８２は、筒状部８１の軸方向の中間位置から径方向内側に突出しており、円環状をなしている。筒状部８１には軸方向に延びるスリット８４が形成されている。スリット８４は、内フランジ部８２を軸方向に跨いで延在している。

支持体５１は、内側部材６２のメネジ８３がガン本体１１のオネジ２７に螺合されることになり、これにより、ガン本体１１の延出部１８に取り付けられている。外側部材６１および内側部材６２とガン本体１１との間には、これらの隙間をシールするＯリング８５が設けられている。

中間部材６３は、合成樹脂製であり、円筒状である。中間部材６３は、大径部９１と小径部９２と内フランジ部９３とを有している。大径部９１は、小径部９２よりも外径が大径であり、これらは軸方向に隣り合っている。小径部９２の外周部にはオネジ９４が形成されており、このオネジ９４が外側部材６１のメネジ７１に螺合されている。この状態で、中間部材６３は、外側部材６１のガン本体１１とは反対側の端部に取り付けられている。大径部９１は、外側部材６１よりもガン本体１１とは反対側に配置されている。大径部９１と外側部材６１との間には、これらの隙間をシールするＯリング９５が配置されている。内フランジ部９３は、大径部９１の小径部９２とは反対側の端部から径方向内側に突出しており、円環状をなしている。

中間部材６３には、大径部９１の軸方向の中間位置の内周面から径方向外方に凹んだ後、大径部９１の小径部９２とは反対側の端面まで延出する通路９６が形成されている。通路９６は大径部９１の内周面における小径部９２と内フランジ部９３との間位置に開口している。通路９６の先端には金属製の直線状の管体９７が嵌合されている。管体９７は、接着剤で中間部材６３に固定されており、大径部９１から小径部９２とは反対の方向に延出している。

カバー部材６４は、合成樹脂製であり、筒状である。カバー部材６４は、小径円筒部１０１とテーパ筒部１０２と大径円筒部１０３とを有している。小径円筒部１０１とテーパ筒部１０２とは軸方向に隣り合っており、大径円筒部１０３はテーパ筒部１０２に対し小径円筒部１０１とは反対側に設けられている。小径円筒部１０１のテーパ筒部１０２とは反対側の内周部に中間部材６３の大径部９１が嵌合されている。カバー部材６４は、ネジ部材１０５で中間部材６３に固定されている。ここで、ネジ部材１０５を用いずに、カバー部材６４を中間部材６３に接着剤で固定しても良い。カバー部材６４は、中間部材６３のガン本体１１とは反対側の大径部９１に取り付けられている。テーパ筒部１０２は、中間部材６３からガン本体１１とは反対側に延出している。

小径円筒部１０１には、その中間部材６３への嵌合部分とテーパ筒部１０２との間位置に、この小径円筒部１０１を径方向に貫通する外気取入口１０６が形成されている。テーパ筒部１０２は小径円筒部１０１から離れるほど大径となっている。

ブラシ部材６５は、ベース部材１２１と多数の毛１２２とを有している。ベース部材１２１は、金属製であり、円環を一箇所で破断した形状となっている。ベース部材１２１は、断面形状がＵ字状である。多数の毛１２２は、ベース部材１２１のＵ字の内側に一端が挿入されており、この状態でベース部材１２１に固定されている。多数の毛１２２は、ベース部材１２１からカバー部材６４とは反対方向に延出している。ブラシ部材６５は、ベース部材１２１が上記形状であるため、内径が拡大および縮小可能であり、カバー部材６４の大径円筒部１０３に対し着脱可能となっている。支持体５１は、ブラシ部材６５を除く部分が高剛性であって変形しにくい。

回転体５４は、円筒管１３１と頭部材１３２とナット部材１３３とを有している。円筒管１３１は金属製であって一端側の外周部にオネジ１３５が形成されている。

頭部材１３２は、本体部材１４１と蓋部材１４２とからなっている。本体部材１４１は、合成樹脂製であり、小径部１５２と中間部１５３と大径テーパ部１５４と大径部１５５とを有している。

中間部１５３は、小径部１５２よりも外径が大径である。

図３〜図６に示すように、大径部１５５は外周面が円筒面１５５ａを有している。大径部１５５は中間部１５３よりも外径が大径である。大径テーパ部１５４は、外周面がテーパ面１５４ａを有しており、テーパ面１５４ａは、大径部１５５の円筒面１５５ａに繋がっている。テーパ面１５４ａは、大径部１５５側ほど外径が大径となっている。

図６に示すように、本体部材１４１には、径方向の中央位置に、小径穴１６１と、これよりも内径が大径の大径穴１６２とが形成されている。大径穴１６２は、本体部材１４１の軸方向の大径部１５５側の端部に形成されている。小径穴１６１は大径穴１６２から小径部１５２まで延びている。小径穴１６１の大径穴１６２とは反対側の端部にはメネジ１６４が形成されている。図２に示すように、このメネジ１６４に、円筒管１３１がオネジ１３５を螺合させている。ナット部材１３３は、オネジ１３５に螺合されて本体部材１４１に当接している。ナット部材１３３は、本体部材１４１の円筒管１３１に対する緩みを規制する。

図６に示すように、本体部材１４１には、大径穴１６２の内周面から大径部１５５の円筒面１５５ａまで直線状に延びる通路１６３が形成されている。通路１６３は、図３に示すように頭部材１３２の中心軸線の方向に見ると、大径穴１６２の内周面から接線方向に延びている。言い換えれば、通路１６３は、頭部材１３２の中心軸線の方向に見ると、その大径穴１６２への開口位置と頭部材１３２の中心とを結ぶ直線に対して傾斜している。

通路１６３は、図６に示すように頭部材１３２の中心軸線に直交する方向から見ると、小径穴１６１から離れるほど頭部材１３２の中心軸線からの距離が遠くなる。通路１６３は、一端の放出口１６３ａ（第１放出口）が大径部９１の大径テーパ部１５４とは反対側の端部に開口しており、他端が大径穴１６２に開口している。

蓋部材１４２は、合成樹脂製の円板であり、大径穴１６２の小径穴１６１とは反対側の端部に嵌合されている。蓋部材１４２は、本体部材１４１に接着されて固定されている。通路１６３は、大径穴１６２における蓋部材１４２と小径穴１６１との間位置に開口している。

図２に示すように、回転体５４は、円筒管１３１の頭部材１３２およびナット部材１３３への螺合部分を除いた部分が胴部１６５となっている。また、回転体５４は、頭部材１３２とナット部材１３３と円筒管１３１のこれらへの螺合部分とが、胴部１６５よりも外径が大径の頭部１６６となっている。この頭部１６６は、胴部１６５側に向く背面１６６ａが大径テーパ部１５４のテーパ面１５４ａを含んでいる。このため、背面１６６ａは、胴部１６５から離れるほど大径となるテーパ面１５４ａを有している。蓋部材１４２および大径部１５５の小径部１５２とは反対側は同一平面に配置されて頭部１６６の前面１６６ｂとなっている。

頭部１６６の背面１６６ａには、図３〜図５に示すように、複数（具体的には８箇所）の溝１８５が形成されている。これらの溝１８５は、図５に示すように、大径テーパ部１５４を径方向に貫通し大径部１５５を軸方向に貫通している。これらの溝１８５は、テーパ面１５４ａおよび円筒面１５５ａから径方向内側に凹んでいる。よって、背面１６６ａには径方向内側から外側に向けて延在する複数の溝１８５が形成されている。

溝１８５は、図４に示すように頭部材１３２の中心軸線の方向に見ると、その最も小径部１５２側の端部と頭部材１３２の中心とを結ぶ直線に対して傾斜している。複数の溝１８５は、最も小径部１５２側の端部と本体部材１４１の中心とを結ぶ直線に対して頭部材１３２の円周方向（回転方向）の同側に傾斜している。図３に示すように、放出口１６３ａは、隣り合う二箇所の溝１８５の中央に配置されている。複数の溝１８５は、図３，図４に示すように頭部材１３２の中心軸線の方向に見ると、頭部材１３２の円周方向（回転方向）において通路１６３と同じ方向に傾斜している。

図２に示すように、軸受５２および軸受５３は、いずれも金属製のボールベアリングである。軸受５２は、中間部材６３内の内フランジ部９３よりも内側部材６２側に配置されており、内フランジ部９３に当接している。軸受５３は、内側部材６２の筒状部８１内の内フランジ部８２よりも中間部材６３側に配置されており、内フランジ部８２に当接している。軸受５２および軸受５３は、支持体５１の内側に設けられている。

円筒体５５は、軸受５２と軸受５３との間に配置されている。軸受５２と円筒体５５と軸受５３とに回転体５４の胴部１６５が挿入されている。これにより、回転体５４が軸受５２と軸受５３とに回転可能に支持されている。言い換えれば、回転体５４は、頭部１６６よりも小径の胴部１６５が、軸受５２と軸受５３とを介して支持体５１に回転可能に支持されている。回転体５４の回転の中心軸線は、円筒管１３１および頭部材１３２の中心軸線と一致する。言い換えれば、回転体５４の回転の中心軸線は、胴部１６５および頭部１６６の中心軸線と一致する。回転体５４は、胴部１６５が軸受５２のインナレースに嵌合されて固定されている。これにより、軸受５２が内フランジ部９３に当接することで回転体５４の支持体５１からの抜けを規制する。

胴部１６５の内側および頭部１６６の内側が、ガン本体１１から噴出される気体である圧縮空気を流す回転体５４の内部の第１気体通路１８１となっている。そして、頭部１６６に形成された通路１６３の放出口１６３ａが、第１気体通路１８１の放出口１６３ａとなっている。放出口１６３ａは頭部１６６に設けられている。回転体５４は高剛性であって変形しにくい。

回転体５４は、通路１６３が回転体５４の回転中心から径方向に延びる線に対して傾斜している。このため、回転体５４は、ガン本体１１から噴出される圧縮空気を内部の第１気体通路１８１で流し、その末端の通路１６３の放出口１６３ａから放出させることにより回転する。通路１６３は、放出口１６３ａを含む通路１６３の延長線が、支持体５１のブラシ部材６５の毛１２２に向いている。このため、第１気体通路１８１の放出口１６３ａから放出される圧縮空気は、ブラシ部材６５の毛１２２に向けて放出されることになる。回転体５４の回転により、放出口１６３ａから放出された圧縮空気のブラシ部材６５への衝突位置が、ブラシ部材６５の円周方向に回転移動する。

内側部材６２の筒状部８１に形成されたスリット８４の内側の通路と、支持体５１と円筒体５５との間の通路と、中間部材６３の通路９６と、管体９７内の通路とが、ガン本体１１から噴出される気体としての圧縮空気を流す第２気体通路１８２となっている。そして、管体９７の放出口９７ａが、第２気体通路１８２の放出口９７ａとなっている。放出口９７ａは、支持体５１と回転体５４との間に配置されている。第２気体通路１８２のうち、放出口９７ａを含んで直線状をなす端部が、回転体５４の頭部１６６の背面１６６ａに向いている。よって、第２気体通路１８２の放出口９７ａは、頭部１６６の背面１６６ａに向けて圧縮空気を放出させることになり、放出された圧縮空気は背面１６６ａに衝突する。

液体貯蔵タンク１３は、水や洗剤等の液体を貯蔵するもので、容器部１７１と蓋部１７２と開閉弁１７３と吸込管１７４とを有している。容器部１７１は上部が開口している。蓋部１７２は、容器部１７１に対して着脱可能であり、装着されると容器部１７１の開口を閉塞する。開閉弁１７３は蓋部１７２に取り付けられている。吸込管１７４は、開閉弁１７３に取り付けられて容器部１７１の底まで延びている。

開閉弁１７３は管体１７８に連結されている。これにより、吸込管１７４内の通路と、開閉弁１７３内の通路と、管体１７８内の通路とが、液体通路１８３を構成している。開閉弁１７３は、レバー１７５が回動させられることによって液体通路１８３を開閉する。

管体１７８は、ガス噴出口４２内と、内側部材６２の筒状部８１に形成されたスリット８４の内側の通路と、支持体５１と円筒体５５との間の通路と、中間部材６３の通路９６と、を通って、管体９７内に挿入されている。つまり、管体１７８は、第２気体通路１８２内に配置されている。管体１７８の噴出口１７８ａは、液体通路１８３の噴出口１７８ａとなっている。液体通路１８３は、支持体５１内の放出口９７ａの近傍に噴出口１７８ａを有している。液体通路１８３は、第２気体通路１８２の放出口９７ａから放出される圧縮空気により生じる負圧で液体貯蔵タンク１３から液体を吸引し噴出口１７８ａから噴出させる。

管体１７８の噴出口１７８ａは、管体９７の先端の放出口９７ａ（第２放出口）の近傍に配置されている。具体的に、噴出口１７８ａは、カバー部材６４の円周方向の位置が、放出口９７ａと合っている。噴出口１７８ａは、カバー部材６４の径方向の位置が、放出口９７ａと合っている。噴出口１７８ａは、カバー部材６４の軸方向の位置が、放出口９７ａと合っている。噴出口１７８ａは、放出口９７ａの内側に配置されている。通路９６は、ベアリング５２の径方向外側に配置されている。ここで、管体１７８を直線形状で中間部材６３内および管体９７内に通すために、中間部材６３の大きさを径方向に大きくして、通路９６の全体を直線状とし、通路９６と管体９７とを同一直線上に配置しても良い。この場合、通路９６と管体９７とを回転体５４の回転の中心軸線と平行に形成しても良い。

上記構成の流体噴出ガン１０の使用状態について説明する。液体を液体貯蔵タンク１３に注入し、エアコンプレッサ２５を駆動させて、レバー部３１をグリップ部１７側に引く。これにより、切替バルブ３６が開いて、エアコンプレッサ２５の圧縮空気を内部気体通路４１に流しガス噴出口４２から噴出させる。すると、圧縮空気は、一部が回転体５４内の第１気体通路１８１に流れ、残りが支持体５１と円筒体５５との間の第２気体通路１８２に流れる。

第１気体通路１８１を流れる一方の圧縮空気は、第１気体通路１８１の末端の通路１６３の放出口１６３ａから通路１６３の延在方向に沿って移動するように放出されることになる。その際に、第１気体通路１８１から放出される空気が回転体５４に回転力を発生させる。これにより、第１気体通路１８１から放出される空気は、回転体５４を回転させながら、支持体５１のブラシ部材６５に向けて移動し、ブラシ部材６５に衝突して、ブラシ部材６５に振動を発生させる。

第２気体通路１８２を流れる他方の圧縮空気は、第２気体通路１８２の末端の管体９７の放出口９７ａから管体９７の末端部の延在方向に沿って移動するように放出されることになる。その際に、圧縮空気は、放出口９７ａに近接して配置された噴出口１７８ａの近傍にエジェクタの原理で負圧を発生させる。すると、噴出口１７８ａを有する液体通路１８３を介して液体貯蔵タンク１３の液体が吸引され、噴出口１７８ａから噴出する。すると、圧縮空気と液体とが混合されミスト状の混合流体となって、回転体５４の頭部１６６の背面１６６ａに向けて移動する。混合流体は、背面１６６ａで案内されて頭部１６６と支持体５１との隙間を通過する。その際に、混合流体は、回転する頭部１６６の背面１６６ａの複数の溝１８５で案内されて旋回流となって、支持体５１の先端つまりノズル部１２の先端から噴出する。

以上に述べた本実施形態の流体噴出ガン１０によれば、気体を第１気体通路１８１で流し放出口１６３ａから放出させることにより回転する回転体５４を、ガン本体１１に取り付けられる筒状の支持体５１の内側に軸受５２，５３を設け、これら軸受５２，５３で回転可能に支持する。このため、回転部分の耐久性が向上する。このように回転部分の耐久性を向上させた上で、気体を第２気体通路１８２で流し、支持体５１と回転体５４との間の放出口９７ａから放出させることにより、液体通路１８３の噴出口１７８ａから液体を噴出させて、気液の混合流体を作成する。この混合流体の流れは、支持体５１と回転体５４との間を通る際に、回転する回転体５４で捻られて旋回流となる。

また、第２気体通路１８２の放出口９７ａは、回転体５４の頭部１６６の胴部１６５側の背面１６６ａに向けて気体を放出させるため、混合流体の流れが支持体５１と回転体５４との間を通る際に回転する回転体５４によって一層捻られることになる。

また、回転体５４の頭部１６６の背面１６６ａに、径方向内側から外側に向けて延在する複数の溝１８５が形成されているため、混合流体の流れが支持体５１と回転体５４との間を通る際に回転する回転体５４によって一層捻られることになる。

また、回転体５４の頭部１６６の背面１６６ａは、胴部１６５から離れるほど大径となるテーパ面１５４ａを有するため、混合流体が回転体５４の頭部１６６の背面１６６ａに沿って円滑に流れる。

上記した流体噴出ガンによれば、耐久性を向上可能となる。

１０ 流体噴出ガン
１１ ガン本体
５１ 支持体
５２ 軸受
５３ 軸受
５４ 回転体
９７ａ 放出口（第２放出口）
１５４ａ テーパ面
１６３ａ 放出口（第１放出口）
１６５ 胴部
１６６ 頭部
１６６ａ 背面
１７８ａ 噴出口
１８１ 第１気体通路
１８２ 第２気体通路
１８３ 液体通路
１８５ 溝

Claims (4)

1. 気体を噴出させるガン本体と、
   該ガン本体に取り付けられる筒状の支持体と、
   該支持体の内側に設けられる軸受と、
   該軸受に回転可能に支持され、前記ガン本体から噴出される気体を内部の第１気体通路で流し第１放出口から放出させることにより回転する回転体と、
   前記ガン本体から噴出される気体を流し前記支持体と前記回転体との間の第２放出口から放出させる第２気体通路と、
   前記支持体内の前記第２放出口の近傍に噴出口を有し前記第２放出口から放出される気体により生じる負圧で前記噴出口から液体を噴出させる液体通路と、
   を備える流体噴出ガン。
2. 前記回転体は、前記第１放出口を有する頭部と、該頭部よりも小径で前記軸受に支持される胴部とを有しており、
   前記第２放出口は、前記頭部の前記胴部側の背面に向けて気体を放出させることを特徴とする請求項１記載の流体噴出ガン。
3. 前記背面には径方向内側から外側に向けて延在する複数の溝が形成されていることを特徴とする請求項２記載の流体噴出ガン。
4. 前記背面は、前記胴部から離れるほど大径となるテーパ面を有することを特徴とする請求項２または３記載の流体噴出ガン。

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