JP2000503749A - 重合部係止型プラスチックパイプ接合構造 - Google Patents

重合部係止型プラスチックパイプ接合構造

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Abstract

(57)【要約】 図示の通りの重合部係止型プラスチックパイプ接合構造であり、隣接するパイプ片の雌型接合端(13)と雄型接合端(15)とが結合される構造である。雌型接合端(13)はその開口端の内側に少なくとも一つの半径方向窪み(23)或は半径方向突起(24)とを備えており、雄型接合端(15)はその外面に少なくとも一つの半径方向突起(31)又は半径方向窪み(30)を備えている。雄型接合端(15)を雌型接合端(13)内へ圧入することにより上記の窪み(23,30)と突起(31,24)とは互いにスナップ嵌合式に係合して接合部を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】 重合部係止型プラスチックパイプ接合構造技術分野 本発明は概略種々の液体、飲料水、汚水、電力線、電話通信線の搬送のための プラスチックパイプに係り、更に詳細には作動状態にて分離する恐れのない接合 状態に結合されるパイプの接合構造に係る。従来の技術 ポリエチレンその他のプラスチック材より形成されたプラスチックパイプは現 在種々の用途に広く使用されている。ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ポリ ビニールの如きプラスチックパイプ材料の出現と共に或る長さを持ったパイプ片 を繋ぎ合わせて連結管とする必要が生じた。そのような連結管の直径は通常0. 5インチ(1.27cm)から5フィート(152.5cm)に亙っており、又 その長さは数100フィート(30.5mの数倍)に及ぶこともある。 プラスチックパイプの連結管を形成することは、特に作業員が近付けない場所 に於いては、従来より難事であった。例えば都市の汚水管や排水管の取り替えや 修理にはポリエチレンパイプ片が突き合わせ溶融接合により繋ぎ合わされている 。この場合、突き合わされたパイプ片の両端が溶融され軟化した状態で互いに接 合される。一般にパイプ片の長さは20フィート(6.1m)であり、操作に熟 練者を 要する突き合わせ溶接装置を用いて接ぎ合わされており、これにはかなりの労力 と費用を要する。 これまでに使用されてきた他の幾つかの接続方法は、パイプを外側から締め付 けるクランプ、スリーブその他の補助部材を用いることであった。このような外 的部材を用いることは、パイプの外部に部材を配置することを必要とするため、 溶接接合より不利であり、又外部に突き出た連結部材が偶発的に衝撃を受けるこ とにより損傷し、又パイプが配設される導溝内に引っ掛かるという問題を生ずる ものである。例えば下水管の如く地下に滑り込ませて配設されるパイプの場合、 外部にクランプ部材があると、パイプを導溝内に差し込んだり修理のために引き 出すことがことが妨げられる恐れがある。 従来のパイプ接合構造に於ける他の一つの問題は、使用中にパイプ接合部が外 れることである。そのようなことが生ずると、パイプライン及びその周りに重大 な障害をきたし、しかも修理すべき破損箇所を特定することが困難である。接合 部を有しないプラスチックパイプを配設しようとすると、パイプの急な曲げを要 する場合に問題があり、又そのような箇所にては地震等の際に大きな応力が作用 するという問題がある。 外的連結手段を用いてパイプを接合する構造の他に、従来の技術のあるもので は、接合部に漏洩を生ずることなく遊びを持たせるために、接合されるパイプ端 部の一方に或 る最小必要長さの拡径部を形成し、又他方にそれに対する嵌め合い部を形成する ものがあるが、従来のかかる構造はパイプ材料の有効な長さの一部を無駄にする 度合が大きく、又破損に対する安定度も低いものである。 本発明の一つの目的は、接合されるべきパイプの端部がスナップ式に嵌め合わ されることにより互いに確実に係止されてパイプ接合部を形成する一体型の雌部 及び雄部を有することを特徴とするプラスチックパイプ接合のための重合部係止 型接合構造を提供することである。本発明による二つのパイプ片を接合するため のスナップ係合は、非常に簡単で経済的で迅速に実行できるものである。これは 互いに接合される一方の部材の突部を接合中にパイプの一瞬の変形を利用して他 方の部材の窪み内に捕捉させることにより接合を達成するものである。 本発明の他の一つの目的は、接合端を形成する拡径部の長さを短くするプラス チックパイプ接合構造のための重ね合せ係止構造を提供するものである。これに よって必要とされるパイプ材料の量を最小限とすることができる。 本発明の他の一つの目的は、接合部の組立てに当たって差し込み過ぎが生ずる ことのないプラスチックパイプ接合構造のための重ね合せ係止構造を提供するこ とである。 本発明の他の一つの目的は、使用されるプラスチックパイプの変形能を考慮の 上、雌型接合端内へ雄型接合端を軸線方向にスナップ係合させることにより形成 される確実な パイプ接合構造を提供することである。 本発明の他の一つの目的は、接合が終わったら接合部は何らの応力が生じてい ない状態に戻るパイプ接合構造を提供することである。 本発明の他の一つの目的は、外部のクランプ、スリーブ、サドルその他の補助 的部材に頼らないプラスチックパイプの確実な重ね合せ接合構造を提供すること である。 本発明の他の一つの目的は、使用中に接合部が引き外されることがなく、パイ プラインや周囲に対して障害を及ぼすことを確実に防止したプラスチックパイプ 接合体のための確実な接合構造を提供することである。発明の要旨 本発明の重合式プラスチックパイプ接合構造は互いに隣接して接合される或る 長さのパイプ片のための一体的雌雄接合部を含んでいる。二つの接合端は互いに スナップ嵌合されて両者の間に重ね合せ接合部を形成するようになっている。雌 型接合端はその開口の内側に少なくとも一つの窪みを有している。雄型接合端は 雌型接合端の開口内にスナップ嵌合されたとき該開口の前記窪みに整合して係合 する少なくとも一つの突起をその外面に形成されている。接合部は雄型接合端を プラスチックパイプ材の変形能を利用して雌型接合端を変形させつつその中に軸 線方向にスナップ係合させることにより形成される。 封止接合を要するときには、雌型接合端にはその開口部 に近接して封止面を有する封止用ガスケットを納めるための環状溝が形成される のが好ましい。この場合封止用ガスケットの封止面がパイプ接合部の主たる封止 面をなす。スナップ係合部が雌型接合端の開口部に対してガスケットより近い側 に設けられるときには、雄型接合端の外面に設けられた突起が雌型接合部の開口 端内に突き出るように配置されてよい。スナップ係合部が雌型接合端の開口部に 対してガスケットより隔たった側に配置されるときには、ガスケットとの干渉を 避けるよう突起が雌型接合端の内面に形成され、雄型接合端には窪みが形成され る。もし必要なら複数個の互いに係合する窪みと突起とが雌型接合端の開口部内 及び雄型接合端の外面に設けられてよい。 雌型接合端の開口端内に設けられる窪み或は突起の各々は周方向に延在するほ ぼ一様な直径の半径方向溝或は半径方向リブであってよい。雄型接合端の外面に 形成される突起或は窪みは周方向に延在する半径方向のリブ又は溝であってよい 。雌雄の接合端のリブと溝とはそれらの結合関係が達成されるまで雌型接合端を 拡径し又雄型接合端を縮径する要領にてスナップ係合されてよい。溝或はリブの 周方向への延在は雌型接合端の内周の360°に亙っていてよく或は又雌型接合 端の内周の一部に延在する一つ或はそれ以上の部分領域に延在していてよい。雄 型接合端の外周面に設けられるリブ又は溝は雄型接合端の周りの360°に亙っ ていてよく或は又一つ或はそれ以上の部分的領域に延 在していてよい。 雄型部材の挿入中に於ける雌型部材の変形能は雌雄の接合端の互いに共働する 半径方向に延在する窪み又は突起の接触面が挿入中に一方が他方に次第に乗り上 げる構造に形成されることにより増大されるのが好ましい。雄型接合端の外面に 設けられた周方向に延在する半径方向リブは前方に面した傾斜部と下方の肩部と を有するのが好ましい。雄型リブの後方の肩部と雌型接合部の周方向に延在する 溝との間の接触は、重ね合せスナップ係合した後、互いに離れる方向への軸線方 向力に抗する構造とされるのが好ましい。本発明のその他の目的及び利点は以下 の説明より明らかとなるであろう。図面の簡単な説明 図1は本発明による重合接合式プラスチックパイプの一体型雌雄接続部を結合 前の状態にて示す縦断面図である。 図2はパイプを接合状態にて示す図1と同様の縦断面図である。 図2aはスナップ係合部を示すパイプ接合端の部分拡大図である。 図3は図1の重合接合式パイプの360°周方向窪みを示す雌型接合端の端面 図である。 図4は本発明によるパイプ接合構造の雄型接合端をその外面の周縁に沿って1 80°隔置された二つの半径方向に突き出たリブと共に示す端面図である。 図5は本発明によるパイプ接合構造の雄型接合端の他の一つの実施例であって 、雄型接合端の外周面に沿って120°隔置された三つの半径方向に突き出たリ ブを有する構造を示す端面図である。 図6は本発明によるパイプ接合構造の雌型接合端の一部拡大断面図であり、開 口端に近接して設けられた単一の周方向窪みを示す図である。 図7は本発明によるパイプ接合構造の雌型接合端の開口端の他の一つの実施例 を示す図6と同様の図であり、二つの周方向窪みが設けられている例を示す図で ある。実施例の説明 図1には本発明による重合部係合型プラスチックパイプ接合構造が符号11に て全体的に示されている。パイプ接合構造11は、一つのパイプ片の一体型の雌 型接合端即ち拡径部13と、それに隣接した他の一つのパイプ片の雄型接合端即 ち挿入部15とを含んでおり、これらの接合端は互いに隣り合ったパイプ片の間 の重合式端部接続を形成すべく互いにスナップ係合し、パイプ接合部を形成する ようになっている。 プラスチックパイプはポリエチレン製であるのが好ましいが、ポリプロピレン 、ポリブチレン等の他のポリオレフィン材であって、半剛性で或る長さに亙って 僅かに曲げることができ、又僅かに膨張或は収縮することのできる特性を有する 材料よりなっていてよい。これらのパイプは直径 0.5インチ(1.27cm)から直径5フィート(1.53m)の範囲のもの であってよく、内外の圧力と磨耗に対する耐性を有するに十分な厚さのものとさ れていてよい。 一体の雌型及び雄型接合端は、パイプが型成形或は機械加工により製造される 際にパイプ端部の内面及び外面に形成されるのが好ましい。接合端の各々には、 以下により詳細に説明される要領にて雌型及び雄型の接合端が互いにスナップ式 に嵌め合わされたとき、互いに重なり合って係合する一つ或はそれ以上のリブと 溝とが設けられる。 図1に示されている如く、雌型接合端13はその開口端19に近接して従来型 の封止用ガスケット21を受け入れるための環状溝17を有している。この環状 溝17は、この種の技術分野に於いては周知の技術を用いて、パイプが製造され るとき雌型接合端13に設けられるのが好ましい。 封止用ガスケット21は標準的設計のものであってよく、雄型接合端13と接 触して摺動封止部を形成することのできる如何なる形状のものであってもよい。 かかるガスケットは、例えば本件発明者及び本件譲受人と同一人に1989年5 月30日付にて付与された米国特許第4834398号に示されているパイプガ スケットであってよい。 標準的拡径端と異なり、雌型接合端13はその開口端19の内側に少なくとも 一つの半径方向窪み23を有している。図1の実施例に於いては、窪み23は開 口端19に対してガスケットの窪みよりも近い側に配置された窪みであ る。この窪みはその直径が一様であり、半径方向の前方肩部25と後方肩部27 とを有している(図6)。図7に示されている如く、雌型接合端13は更に窪み 29の如き他の一つの窪みを有していてもよい。窪み29は傾斜した後方の肩部 と半径方向の前方の肩部32とを有している。 雌型接合端13には更に開口端の内面33aに設けられた少なくとも一つの半 径方向に突き出た突起24を含むスナップ嵌合部が設けられていてよい。図1及 び図2に示された実施例に於いては、突起24は開口端19に対してガスケット 溝より隔たった側に配置されている。突起24は雄型接合端15の外面33に設 けられた溝30内にスナップ嵌合式に係合する。溝30はほぼ一定の直径を有し 、半径方向の前方の肩部25aと後方の肩部27aとを有している(図2a)。 図1に示されている如く、雄型接合端15はその外面33に形成された少なく とも一つの半径方向に突き出た突起31或は半径方向に窪んだ窪み30の一方又 は両方を有している。これらの突起31及び窪み30は雄型接合端が雌型接合端 の開口端19よりスナップ係合式に嵌め込まれたときそれぞれ雌型係合端の窪み 23及び突起24と嵌まり合うようになっている。プラスチックパイプ材の変形 能を利用して雌型接合端内に雄型接合端がスナップ係合されてパイプ接合部が形 成される。 雄型接合端15を軸線方向に挿入される際の雌型接合端 13の変形能は、雌型接合端内への雄型接合端の挿入に当たって互いに係合する 雌型及び雄型接合端の半径方向窪み及び突起の接触面が互いに他方に対し乗り上 げるように形成されることにより助けられる。そのため図1に示されている如く 雄型接合端の外面33に設けられた半径方向リブ31の周面は、その前面が楔状 に形成されており、この部分にて雌型接合端13に設けられた半径方向溝の前方 肩部25に係合し、結合後分離に抗する重合式嵌合を達成するようになっている 。雄型接合端の突起31と外端39の間のパイプの長さ(L1)が挿入中封止ガ スケット21上を滑るようになっており、雄型接続端の突起31は雌型接続端の 溝23内に係合するようになっている。雄型接続端の長さL1の部分と雌型接続 端の長さL2の部分とは、その接合構造により、従来技術に比して漏洩を生ずる 恐れ無くかなり短くできる。図2は本発明によるプラスチックパイプ接合部が重 合式に接合された状態を示す。 図3に示されている如く、周方向に延在する半径方向溝23は雌型接合端の内 面41の周縁に亙って360°延在していてよい。かかる周方向に延在する半径 方向溝23は雌型接合端の内周の一部にのみ延在する一つ又はそれ以上の部分に 分けられても良いことは明らかであろう。同様に雄型接合端15の外面に形成さ れた半径方向リブ31は、図1に示されている如く雄型接合端の外面の全周に亙 って360°延在していてよいが、一つ又はそれ以上の部分に 分けられてもよい。図4及び5に示されている如く、雌型接合端は180°隔置 された一対のリブ部43,45或は中心線53の周りに120°ずつ隔置された 三つのリブ部47,49,51として形成されてもよい。 雄型接合端及び雌型接合端上に設けられる突出リブ31或いは24は、パイプ の一部を加熱し、この部分をダイスの如き工具に押し付けること、その他の任意 の方法により形成されてよい。又これらのリブはパイプの外面を機械加工するこ とにより形成されてもよく、或は又別に作られた部分を接着剤等により固定する ことにより形成されてもよい。 本発明による一体型接合端を有するパイプは、使用に当たっては単に突き合わ されるだけでよく、それによって信頼性のある重合接合部が形成される。このこ とは特に作業員や機械装置が近接不可能な場所に於けるパイプの接合に有利であ る。この接合部は雌型接合端内へ雄型接合端を単に軸線方向にプラスチックパイ プの変形能を利用してスナップ嵌合させることによって形成され、これによって 軸線方向引張り力に対して確実に抵抗する解除不可能なパイプ接合が形成される 。かくして接合された一連の管片よりなる連続管は、任意の場所へ押し込まれ或 はそこから引き出せるものである。接合後はリブと溝との係合により得られる重 合嵌合により接合を解除しようとする如何なる作用に対しても抵抗する。パイプ 端部が接合された後には、リブ と溝の肩部の係合により、スナップ式に嵌合された接合部であっても引張り方向 に分離されることはない。 以上に於いては雌型接合端及び雄型接合端の両方共がプラスチックパイプに一 体に形成された構造が説明されたが、かかる接合構造は剛固なスチールパイプの 端部にかかる接合の構造のための接合部材を設けることによってスチールパイプ の結合に使用されても良いものである。 本発明による重合式プラスチックパイプ接合構造は従来技術にはなかった幾つ かの利点を有する。ここでスナップ式嵌合は隣接するパイプ片を確実に重合接合 するために設けられたものである。これは例えばプラスチックパイプが下水溝そ の他の地下の設置場所に沿って分離することなく曲げられることを可能にする。 又これによってパイプの一部に地震等による外力が作用する場合にも安全が保た れる。リブと溝による重ね合せ接続により接合部の組立てが容易となり、封止ガ スケットの気密性を維持するために必要とされる拡径部の長さが短くなる。又パ イプ接合部の外側にサドルやクランプ等を設ける必要がなくなり、導管等に通さ れるとき途中で引っ掛かる恐れがなくなる。 本発明はその一つの実施例についてのみ示されたが、かかる実施例について本 発明の範囲内にて種々の修正が可能であることは当業者にとって明らかであろう 。
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Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.互いに隣接する二つのパイプ片の端部間に重合した接合部を形成すべく互い にスナップ式に嵌合されるよう構成された雌型接合端と雄型接合端とを含み、前 記雌型接合端はその開口端内に少なくとも一つの半径方向窪みと半径方向突起の 一方を有し、前記雄型接合端はその外表面に前記雌型接合端の前記窪み又は前記 突起とスナップ式に嵌合する少なくとも一つの半径方向突起又は半径方向窪みを 有しており、前記雌型接合端の前記半径方向窪み又は半径方向突起は該雌型接合 端の開口端内に形成されており、前記雄型接合端を前記雌型接合端内へ該プラス チックパイプの変形能を利用してスナップ式に嵌合されることを特徴とする重合 部係止型プラスチックパイプ接合構造。 2.隣接するパイプ片の間にパイプ接合部を形成すべくパイプ片の端部間に重合 式接合端を形成するようスナップ式に嵌合される二つのパイプの隣接する端部に 設けられた一体の雌型接合端及び雄型接合端を含み、前記雌型接合端はその開口 端に近接して封止用ガスケットを受け入れるための環状溝を有し更にその開口端 部内に少なくとも一つの半径方向突起と半径方向窪みの一方を有し、前記雄型接 合端はその外面に形成された半径方向突起又は半径方向窪みであって前記雌型接 合端の開口端内の半径方向窪み又は半径方向突起と重合式にスナップ嵌合する少 なくとも一つの半径方向突起又は半径方向窪みの一方を有し、該パイプ接合 部は前記雄型接合端を前記雌型接合端内へプラスチックパイプの変形能を利用し て軸線方向にスナップ嵌合させることにより形成されており、 更に前記雌型接合端の開口端内に設けられた環状溝内に配置された封止用ガス ケットを有し、該封止用ガスケットは該パイプ接合部のための主たる封止面を呈 することを特徴とする封止された重合部係止型プラスチックパイプ接合構造。 3.プラスチックはポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ポリビニールよりなる 群から選択されていることを特徴とする請求の範囲2の重合部係止型プラスチッ クパイプ接合構造。 4.前記雄型接合端の軸線方向挿入中に於ける前記雌型接合端の変形能は該雌雄 の接合端の半径方向窪み及び半径方向突起の互いに係合する面の一方が他方に乗 り上げるように形成されていることにより補助されていることを特徴とする請求 の範囲2の重合部係止型プラスチックパイプ接合構造。 5.前記雌型接合端の端部開口内に形成された少なくとも一つの半径方向窪みは 前記ガスケット用溝よりも開口端に近い側に配置されていることを特徴とする請 求の範囲2の重合部係止型プラスチックパイプ接合構造。 6.前記雌型接合端は拡径部を形成されており又前記雄型接合端は嵌め込み部を 形成されており、前記雌型接合端に は前記ガスケット溝に対し前記拡径部の開口端より隔たった側に少なくとも一つ のスナップ嵌合用突起が設けられており、前記雄型接合端の嵌め込み部の外面部 には挿入中にガスケットとの干渉を避けて前記雌型接合端のスナップ嵌合用突起 とスナップ嵌合する窪みが設けられていることを特徴とする請求の範囲2の重合 部係止型プラスチックパイプ接合構造。 7.前記雌型接合端の開口端内には複数の半径方向窪み又は突起が設けられてお り、これらの窪み又は突起は雄型接合部の外面に設けられた半径方向突起又は窪 みと係合するようになっていることを特徴とする請求の範囲2の重合部係止型プ ラスチックパイプ接合構造。 8.前記雌型接合部の開口端内には複数の半径方向窪みが設けられており、これ らの窪みは雄型接合部の外側表面に形成された複数の半径方向突起と係合するよ うになっており、該半径方向突起の少なくとも一つの前方肩部は楔状に形成され ていることを特徴とする請求の範囲2の重合部係止型プラスチックパイプ接合構 造。 9.前記雌型接合端の開口端内に設けられた半径方向窪み又は突起は実質的に一 様な径にて周方向に延在する半径方向の溝又はリブであり、前記雄型接合端の外 面に設けられた半径方向の突起又は窪みは周方向に延在する半径方向リブ又は溝 であり、前記雌型接合端及び前記雄型接合端は該雌型接合端を押し拡げ又前記雄 型接合端を圧縮する応力の もとに前記リブと溝とが係合するまで軸線方向にスナップ嵌合されるようになっ ており、接合が完了した後応力は解除されるようになっていることを特徴とする 請求の範囲2の重合部係止型プラスチックパイプ接合構造。 10.前記の周方向に延在する半径方向溝或はリブは該雌型接合端の内側の全周 に亙って360°延在していることを特徴とする請求の範囲9の重合部係止型プ ラスチックパイプ接合構造。 11.前記の周方向に延在する半径方向溝又はリブは該雌型接合端の内周の一部 に延在する一つ又はそれ以上の片に分けられていることを特徴とする請求の範囲 9の重合部係止型プラスチックパイプ接合構造。 12.前記の周方向に延在する半径方向リブ又は溝は前記雄型接合端の外面に設 けられているか前記雌型接合端の内面に設けられており、これらリブ又は溝は傾 斜した前面と後方の肩部とを有する楔状に形成されており、該リブの後方肩部と 周方向に延在する半径方向溝との間の接触が分離に抗する重合嵌合をなしている ことを特徴とする請求の範囲9の重合部係止型プラスチックパイプ接合構造。 13.パイプ接合部を形成すべく隣接するパイプ片の重合された端部を形成する よう互いにスナップ嵌合されるよう構成された隣接するパイプ片の一体の拡径端 と嵌め込み端とを含み、前記拡径端はその開口端に近接して封止用ガスケットを 受け入れる環状溝と該開口端内に周方向に延在し て設けられた少なくとも一つの半径方向溝又はリブとを有し、前記嵌め込み端は その外面に形成された少なくとも一つの周方向に延在する半径方向リブ又は溝を 有し、該リブ又は溝は前記拡径端の開口端内に設けられた周方向に延在する半径 方向溝又はリブとスナップ嵌合関係に互いに係合するようになっており、該パイ プ接合部は前記嵌め込み端を前記拡径端内へプラスチックパイプの変形能を利用 して軸線方向にスナップ嵌合させることにより形成されるようになっており、そ の嵌合は前記溝の形状により分離可能であるか又は分離不能であり、更に引張り 力に抗する唯一の手段として前記拡径部と嵌め込み部とにより形成された半径方 向の対向面であって該接合部に軸線方向力が作用するとき互いに係合する面を有 し、接合部を分離するに要する力は前記拡径端と嵌め込み端とにより形成される 半径方向対向面の形状に依存していることを特徴とする重合部係止型プラスチッ クパイプ接合構造。 14.前記嵌め込み端は周方向に延在する半径方向リブ又は溝を除き実質的に一 様な外径を有しており、該嵌め込み端は前記半径方向リブ又は溝と外端との間に 延在する部分にて該嵌め込み端が前記拡径端内へ嵌め込まれるとき前記封止ガス ケット上を通過するよう定められていることを特徴とする請求の範囲13の重合 部係止型プラスチックパイプ接合構造。 15.前記拡径端の開口内に設けられた前記周方向に延在 する溝にスナップ式に嵌合するよう弁、金具、ティー、エルボウを含む金属製配 管要素にプラスチックパイプを接続すべく構成された請求の範囲13の重合部係 止型プラスチックパイプ接合構造。 16.前記嵌め込み端の外面に設けられた前記周方向に延在する半径方向リブと スナップ嵌合式に係合して弁、金具、ティー、エルボウを含むプラスチック製配 管要素を金属パイプに接合するよう構成された請求の範囲13の重合部係止型プ ラスチックパイプ接合構造。
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