JP2003022077A - 装置の防音構造及び防音部材 - Google Patents

装置の防音構造及び防音部材

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JP2003022077A
JP2003022077A JP2001209247A JP2001209247A JP2003022077A JP 2003022077 A JP2003022077 A JP 2003022077A JP 2001209247 A JP2001209247 A JP 2001209247A JP 2001209247 A JP2001209247 A JP 2001209247A JP 2003022077 A JP2003022077 A JP 2003022077A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の防音性能と同等もしくはそれ以上の防
音性能を有し、軽量かつ低コストで燃焼時の有害ガスの
発生も低減できる装置の防音構造及び防音部材を提供す
る。 【解決手段】 小型発電機1は、内部の騒音源としての
エンジン10を外板2で取り囲んでなり、外板2のうち
防音すべきカバー2aの内側には、空気層3を隔てて防
音部材8が配設されている。防音部材8は、二層の繊維
からなる吸音材6a,6bと、その間に重ねられたアル
ミニウム箔4と、吸音材6aの外表面に重ねられたアル
ミニウム箔4とからなり、カバー2aと略相似形に成形
されている。内部のアルミニウム箔4には多数の貫通孔
9が分散状に形成され、外表面のアルミニウム箔4には
一直線上の線分をなす多数の切れ目5が分散状に形成さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、発電機、自動車等
のような騒音源がある機械装置や、自動車の排気系消音
装置のような騒音が導入される消音装置において、その
騒音を低減するために設けられる防音構造及び防音部材
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】エンジン式発電機のようにエンジン等の
騒音源がある機械装置では、従来より、騒音源を取り囲
む外板のうち騒音が外部に漏れやすいために防音すべき
部分(例えば発電機本体に対して着脱可能に被せられる
樹脂製のカバー)の内側に防音部材を配設して、騒音を
低減するようにしている。この防音部材として主流にな
っているのは、特公平5−718号公報に記載されたよ
うな、「綿状に混合されたガラス長繊維、有機の長繊維
および無機の長繊維の少なくとも一つからなる繊維層
と、前記繊維層の一方の表面に層状に加圧焼成にて一体
形成された硬質樹脂層とからなる防音断熱構造部材」で
ある。同公報には、この繊維層の他方の表面にアルミシ
ート等の金属シートが貼着された例も記載されている
が、この金属シートを貼着する目的は、繊維層の繊維の
飛散を防止し、耐熱性、断熱性をより向上するためとさ
れている。なお、外板と防音部材との空気層を設けて防
音性能を高める技術も知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の防音部材
は、一方の表面に硬質樹脂層を有し、防音部材全体に占
める樹脂量が非常に多いため、重量増となってしまう。
また、加圧焼成にて一体形成するため、多額の設備負担
とシビアな工程管理を要する。また、硬質樹脂層の厚さ
が均一でないため、防音性能にムラが生じやすい。さら
に、事故時や廃棄時の燃焼により、樹脂は有害ガスを多
量に発生させる。
【0004】本発明の目的は、上記課題を解決し、従来
の防音性能と同等もしくはそれ以上の防音性能を有し、
軽量かつ低コストで、燃焼時の有害ガスの発生も低減で
きる装置の防音構造及び防音部材を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、騒音源がある機械装置又は騒音が導入さ
れる消音装置の防音構造において、装置の外板の少なく
とも一部の内側に、空気層を隔てて防音部材を配設し、
該防音部材を、主に繊維又は発泡性素材からなる吸音材
と、吸音材の外表面、内部又は内表面に重ねた多数の貫
通孔又は多数の切れ目を分散状に形成した金属箔とから
構成したことを特徴とする。
【0006】また、本発明は、騒音源がある機械装置又
は騒音が導入される消音装置の外板の少なくとも一部の
内側に配設される防音部材において、主に繊維又は発泡
性素材からなる吸音材と、吸音材の外表面、内部又は内
表面に重ねた多数の貫通孔又は多数の切れ目を分散状に
形成した金属箔とから構成したことを特徴とする。
【0007】これらの防音構造又は防音部材は、外板と
防音部材の間に空気層を設け、貫通孔又は切れ目を有す
る金属箔を吸音材に重ねることで、貫通孔又は切れ目の
隙間から漏れた拡散音を外板で反射させ再度吸音材に取
り込み、吸音減衰させることができ、騒音の低減に効果
がある。
【0008】外板の材料、密度及び厚さは、各装置の適
性な材質設計に左右されるもので、特に限定されない。
透過損失の質量則により、外板の材料の密度が高いほ
ど、また厚さが厚いほど遮音性能に優れるが、装置の重
量増となるため、適度なバランスを取ることが好まし
い。
【0009】空気層の厚さは、特に限定されるものでは
なく、1〜200mmが適当であり、好ましくは3〜1
00mm、特に好ましくは7〜50mmである。空気の
振動が最も大きい位置、拡散音が増幅する位置、あるい
は低減したい中心周波数が外板の壁面からλ/4となる
位置に防音部材を配設すると、吸音材の内部で吸音され
る音のエネルギーも大きくなり、吸音率も大きくなる。
波長の長い周波数の低い音、波長の短い周波数の高い
音、空気層の厚さは、各装置の防音設計によるもので、
特に限定されるものではない。
【0010】吸音材は防音部材の基材となるものであっ
て、その材料は特に限定されないが、主に繊維又は発泡
性素材からなるものを例示できる。繊維としては、ガラ
ス繊維、有機繊維、シリカ若しくはアルミナ等のセラミ
ック繊維、ステンレスウール等の金属繊維等を例示でき
る。発泡性素材としては、ウレタンフォーム、シリコン
フォーム、膨張黒鉛等を例示できる。これらの材料は、
いずれか一種のみでもよいが、いずれか二種以上を組み
合わせてもよい。二種以上を組み合わせる態様として
は、二種以上を混合して一層にしたり、二種以上を積層
したりする態様を例示できる。さらに、シリカゾル、ア
ルミナゾル、チタニアゾル、ジルコニアゾル、水ガラス
等の無機バインダーを用いたり、フェノール樹脂、エポ
キシ樹脂等の有機バインダーを用いたりして、所望形状
の成形材に成形してもよい。
【0011】吸音材の嵩密度は、特に限定されないが、
強いていえば、例えばガラス繊維の場合、80〜400
kg/mが適当であり、好ましくは100〜300k
g/mで、特に好ましくは130〜300kg/m
である。80kg/m未満の場合、吸音性能が劣りや
すく、400kg/mを超えると内部の気泡が圧迫さ
れ、重量の割に吸音性能の効果が得られにくくなる。ま
た、有機繊維、セラミック繊維、金属繊維、発泡性素材
等の各密度は、概ね材料の真比重と比例し、空隙率に反
比例する。吸音材の厚さは、特に限定されないが、強い
ていえば、厚いほど吸音性能がよい。但し、機械装置及
び消音装置のサイズの制約から、3〜30mmが適当で
あり、好ましくは4〜20mm、特に好ましくは5〜1
0mmである。
【0012】金属箔の材質は、特に限定されるものでは
なく、アルミニウム、銅、錫、あるいはステンレス鋼、
クロム−ニッケル系合金、高ニッケル合金、高コバルト
合金等の耐熱合金等を例示できる。また、金属箔の亀裂
防止として、ガラスクロスや、アルミナ、シリカ等のセ
ラミッククロスや、ステンレス等の金属金網等を金属箔
に貼り合わせて、補強してもよい。金属箔の厚さは、特
に限定されないが、例えばアルミニウム箔の場合、5〜
100μmが好ましく、9〜50μmがさらに好まし
い。
【0013】また、金属箔を重ねる吸音材の位置は、特
に限定されるものではなく、吸音材の外表面(外板に向
く側)、内部(サンドウィッチ状に重ねる)又は内表面
(騒音源に向く側)のいずれに重ねてもよい。但し、吸
音材の外表面に重ねた方が、吸音材(特に繊維の場合)
の飛散を防止でき、外力からの吸音材の保護にもなり、
放熱性・耐火性も向上し、初期性能を長期にわたり維持
できるとともに、外観商品性部品としての利用上の利点
もあり、好ましい。
【0014】また、金属箔を重ねる吸音材の箇所数及び
金属箔を重ねる枚数は、特に限定されず、次の態様
(ア)〜(エ)を例示できる。なお、図4において、2
は外板、3は空気層、8は防音部材である。 (ア)吸音材の外表面、内部又は内表面のいずれか1箇
所に金属箔を1枚重ねた態様。図4(a)は、吸音材6
の外表面に金属箔4を1枚重ねた例である。
【0015】(イ)吸音材の外表面、内部又は内表面の
いずれか1箇所に金属箔を少なくとも2枚重ねた態様。
図4(b)は、吸音材6の外表面に金属箔4を2枚重ね
た例である。少なくとも2枚の金属箔は、それぞれの貫
通孔又は切れ目が互いに重なり合うように重ねてもよい
が、それぞれの貫通孔又は切れ目が互いに塞ぎ合うよう
に重ねることが好ましく、本発明者の実験によると後者
の方が防音効果が高くなる傾向があった。少なくとも2
枚の金属箔は、同一の寸法形状及び配置の貫通孔又は切
れ目を有していてもよいし、互いに異なった寸法形状及
び配置の貫通孔又は切れ目を有していてもよい。また、
1枚の金属箔に、異なった寸法形状又は配置の貫通孔や
切れ目が並存していてもよい。
【0016】(ウ)吸音材の外表面、内部又は内表面の
少なくとも2箇所に金属箔を重ねた態様。図4(c)
は、吸音材6の外表面と内部の2箇所に金属箔4を1枚
ずつ重ねた例である。図4(d)は、吸音材6の外表面
と内表面の2箇所に金属箔4を1枚ずつ重ねた例であ
る。
【0017】(エ)吸音材の外表面、内部又は内表面の
少なくとも2箇所に金属箔を重ね、そのうち少なくとも
1箇所には金属箔を少なくとも2枚重ねた態様。図4
(e)は、吸音材6の外表面に金属箔4を2枚重ね、内
表面に金属箔4を1枚重ねた例である。
【0018】貫通孔(図2に符号9で示す。)の形状
は、特に限定されるものではなく、図2(a)の円形、
図2(b)の長円形、図2(c)の長方形等を例示でき
るが、(a)(b)のように丸みを持った形状の方が金
属箔に亀裂が入りにくく好ましい。貫通孔の金属箔面積
に対する開口率は、特に限定されないが、5〜30%が
好ましく、10〜15%がさらに好ましい。貫通孔の開
口寸法及びピッチは、特に限定されないが、例えば円形
の場合の開口寸法は直径1〜3mm、長方形の場合の開
口寸法は短辺1〜2mm、長辺15〜30mmが好まし
い。また、図2(d)に示すように、鋭利なハンチング
針で貫通させると、貫通孔9は凹凸のくぼみを有した円
形形状となる。
【0019】切れ目(図3に符号5で示す。)の形状
は、特に限定されるものではなく、図3(a)の一直線
上の線分、(b)のV字・(c)のコ字・(d)の鍵形
・(e)の三角波等の折れ直腺状の線分、(f)のU字
・(g)のS字等の曲線状の線分、(h)の十文字・
(i)のT字等の交差線状の線分を例示できる。また、
(j)に示すように切れ目(その形状に拘わらない)の
両端に小丸孔を形成して応力集中を緩和し、該両端から
金属箔に亀裂が入るのを防止することもできる。
【0020】切れ目の開口幅は、特に限定されるもので
はなく、略0(切れてはいるが目が略塞がっている状
態)〜2mmが好ましく、略0にできる限り近い方がよ
い。略0は、鋭利な刃で切り込むことにより、あるいは
レーザー等の特殊加工により実現できる。
【0021】切れ目長及び切れ目ピッチは、切れ目の形
状によっても異なり、特に限定されるものではなく、例
えば図3(a)に示す一直線状の切れ目の場合、切れ目
長Lは1〜30mmが好ましく、2〜15mmがさらに
好ましい。切れ目長方向の切れ目ピッチBは1〜40m
mが好ましく、2〜30mmがさらに好ましい。なお、
図示例はいずれも切れ目が法則性を持って金属箔表面全
域に分散状に並んでいるが、不規則に分散していても構
わないし、切れ目のない領域(部分)を途中に有してい
ても構わないし、金属箔に偏って分散していてもよく、
分散形態は任意である。
【0022】なお、騒音源がある機械装置としては、特
に限定されないが、エンジンを騒音源とする発電機、エ
ンジンを騒音源とする自動四輪車のボンネット部分やエ
ンジン下カバー部分、音響機器を騒音源とする自動四輪
車の天井部分、エンジンを騒音源とする自動二輪車のタ
ンク裏カバー部分等を例示できる。
【0023】また、防音部材の配設の仕方は、特に限定
されず、次のいずれでもよい。 防音部材を、外板の防音すべき部分の内側に全面的
に配設する(密閉遮音型)。 防音部材を、外板の防音すべき部分の内側に配設し
ない一部を残して大半部分に配設する(部分遮音型)。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した装置の
防音構造又は防音部材の実施形態例として、(1)〜
(5)を示す。なお、各実施形態で記す数値、材料、層
構成等は例示であって、適宜変更できる。
【0025】(1)図1は、本発明を小型発電機1の防
音構造に具体化した実施形態を示している。この小型発
電機1は、内部の騒音源としてのエンジン10及び該エ
ンジンにより駆動される発電ユニット(図示略)を外板
2で取り囲んでなる。外板2のうち騒音が外部に漏れや
すいために防音すべき部分−−すなわち本例では、図1
(b)に示すように、発電機本体に対して着脱可能に被
せられる樹脂製のカバー2a−−の内側には、図1
(a)に示すように、厚さ7mmの空気層3を隔てて防
音部材8が配設されている。なお、カバー2aには排気
口7があるため、該排気口7の内側は防音部材8を配設
しない一部として残し、それ以外の大半部分に防音部材
8が配設されている(部分遮蔽型)。
【0026】防音部材8は、ガラス長繊維(50〜90
重量%)及びポリプロピレン長繊維(50〜10重量
%)からなる吸音材6aと、ガラス長繊維のみからなる
吸音材6bと、その間に重ねられた厚さ20μmのアル
ミニウム箔4と、吸音材6aの外表面に重ねられた厚さ
20μmのアルミニウム箔4とからなり、カバー2aと
略相似形に成形されている。内部(吸音材6a,6bの
間)のアルミニウム箔4には、平均径φ1mmの多数の
貫通孔9が開口率10%で分散状に形成されている。外
表面のアルミニウム箔4には、一直線上の線分をなす、
開口幅略0mm(切れてはいるが目が略塞がっている状
態)、切れ目長15mmの多数の切れ目5が、切れ目ピ
ッチ30mmで分散状に形成されている。図1(b)に
示すように、カバー2aを取り外すと、多数の切れ目5
がある外表面のアルミニウム箔4が露出して見えること
になる。
【0027】この防音部材を形成するには、まず、吸音
材6aと吸音材6bとをその間にアルミニウム箔4を挟
んで重ね、ニードルパンチ法にて一つのマットに成形す
る。このニードルパンチの針の圧痕により、間に挟まれ
たアルミニウム箔4に多数の貫通孔9が分散状に形成さ
れるとともに、吸音材6a,6bの繊維が絡んで一つの
マットに一体化する。このマットの吸音材6aの外表面
に、予め刃物を用いて切れ目5を形成したアルミニウム
箔4を重ね、ヒーター加熱板上でポリプロピレン長繊維
を適度に溶融し、総形プレス型で厚さ5mm(例えば5
〜10mmで変更可)に一体成形し、外表面のアルミニ
ウム箔4を付着させる。最後に、周縁のトリミング加
工、開口の抜き加工等を行う。
【0028】実機評価として、発電機の市販品である本
田技研工業(株)社製Eu28isを用い、この発電機
のカバー2aの内側に前記実施形態と同様に防音部材8
を配設して芝生上に据え置き、7mの距離で騒音レベル
を騒音計にて測定した。比較の対象とした従来品は、カ
バー2aの内側に前記繊維層と硬質樹脂層とからなる防
音部材を配設したものである。発電機の定格負荷状態
で、従来品と比較し、0.5〜1dBの騒音減衰が得ら
れた。なお、各アルミニウム箔4に切り目5及び貫通孔
9を入れなかった場合は、従来品より騒音レベルが約
0.5〜1dB劣る結果となった。また、外表面のアル
ミニウム箔4を取り除いた場合は、従来品と同等の騒音
レベルであった。また、従来品の防音部材の重量が1.
12kgであったのに対して、本実施形態の防音部材8
は約半減となる0.53kgであり、大幅に軽量化でき
た。
【0029】上記のように構成された小型発電機1の防
音構造によれば、次のような作用・効果が得られる。 防音部材8を構成しているアルミニウム箔4に、多
数の切れ目5又は貫通孔9を分散状に形成しているの
で、騒音源から発せられる騒音により、切れ目5又は貫
通孔9の周囲が細かく振動しやすくなる。この振動によ
り、騒音の音響エネルギーは、外表面のアルミニウム箔
4の振動エネルギーに変換されて減衰する。これがアル
ミニウム箔4による吸音作用である。さらに、カバー2
aの内側に空気層3を隔てて防音部材8を配設している
ことで、切れ目5又は貫通孔9から漏れた拡散音をカバ
ー2aで反射させ再度吸音材6に取り込み吸音減衰させ
ることができ、騒音減少に効果がある。 硬質樹脂を用いた防音部材に比べて、軽量かつ低コ
ストで、燃焼時の有害ガスの発生も低減できる。 アルミニウム箔4を吸音材6の外表面に重ねること
で、吸音材6の飛散防止ができる。
【0030】なお、本実施形態の防音部材8の層構成
は、図4(c)に相当するものであるが、これに限定さ
れず、例えば図4(a)、(b)、(d)又は(e)の
層構成とすることもできる。また、間に挟まれたアルミ
ニウム箔4の貫通孔9は、図2(d)に相当するもので
あるが、これに限定されず、例えば図2(a)、(b)
又は(c)を用いることもできる。また、外表面のアル
ミニウム箔4の切れ目5は、図3(a)に相当するもの
であるが、これに限定されず、例えば図3(b)〜
(j)を用いることもできる。
【0031】(2)次に、図5は、本発明を大型自動二
輪車の防音構造に具体化した実施形態を示している。こ
の大型二輪自動車においては、騒音源としてのエンジン
10の直ぐ上方に外板としてのタンク裏カバー2があ
る。この防音すべきタンク裏カバー2の内側には、空気
層3を隔てて防音部材8が配設されている。空気層3や
防音部材8の細部については、前記実施形態(1)と同
様であり説明を省略する。
【0032】(3)図6の矢印Aで示す部分は、本発明
を自動四輪車の屋根の防音構造に具体化した実施形態を
示している。騒音源としての音響装置がある車室の直ぐ
上方に外板としての屋根板2がある。この防音すべき屋
根板2の内側には、空気層3を隔てて防音部材8が配設
されている。空気層3や防音部材8の細部については、
前記実施形態(1)と同様であり説明を省略する。
【0033】(4)図6の矢印Bで示す部分は、本発明
を自動四輪車のボンネットの防音構造に具体化した実施
形態を示している。騒音源としてのエンジン(図示略)
の直ぐ上方に外板としてのボンネット板2がある。この
防音すべきボンネット板2の内側には、空気層3を隔て
て防音部材8が配設されている。空気層3や防音部材8
の細部については、前記実施形態(1)と同様であり説
明を省略する。
【0034】(5)図6の矢印Cで示す部分は、本発明
を自動四輪車のエンジン下の防音構造に具体化した実施
形態を示している。騒音源としてのエンジン(図示略)
の直ぐ下方に外板としてのエンジン下カバー2がある。
この防音すべきエンジン下カバー2の内側には、空気層
3を隔てて防音部材8が配設されている。空気層3や防
音部材8の細部については、前記実施形態(1)と同様
であり説明を省略する。本実施形態は、特にオフロード
車に適する。
【0035】これらの実施形態例(2)〜(5)におい
ても、実施形態例(1)と同様な効果が得られる。
【0036】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、例えば次のように、発明の趣旨から逸脱
しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。 (イ)金属箔を複数枚用いる際に、異なった種類の金属
箔を用いること。 (ロ)被覆予定面より小さい金属箔をずらして吸音材に
接着させることで金属箔同士のつなぎ目が、切れ目と同
様な役割をもつようにすること。 (ハ)防音部材を密閉遮音型の配設としている場合にお
いて、必要があれば部分遮音型の配設に変更すること。
又は、部分遮音型の場合に、密閉遮音型に変更するこ
と。
【0037】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る装置
の防音構造及び防音部材によれば、従来の防音性能と同
等もしくはそれ以上の防音性能を有し、軽量かつ低コス
トで、燃焼時の有害ガスの発生も低減できるという優れ
た効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る小型発電機の防音構造
を示し、(a)は断面図で、(b)はカバーを外した斜
視図である。
【図2】防音部材の金属箔に形成する貫通孔の態様を示
す概略図である。
【図3】防音部材の金属箔に形成する切れ目の態様を示
す概略図である。
【図4】防音構造及び防音部材の態様を示す断面図であ
る。
【図5】本発明の実施形態に係る大型自動二輪車の防音
構造を一部破断して示す側面図である。
【図6】本発明の実施形態に係る自動四輪車の防音構造
を一部破断して示す側面図である。
【符号の説明】
2 外板 3 空気層 4 アルミニウム箔 5 切れ目 6 吸音材 8 防音部材 9 貫通孔
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G10K 11/16 D Fターム(参考) 3D023 BA02 BA03 BB29 BB30 BC01 BD21 BE03 BE06 BE20 5D061 AA16 AA22 AA26 BB02 BB04 CC12 5H605 AA05 BB03 CC02 DD07 DD09 DD22 DD24 DD31 GG12

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 騒音源がある機械装置又は騒音が導入さ
    れる消音装置の防音構造において、前記装置の外板の少
    なくとも一部の内側に、空気層を隔てて防音部材を配設
    し、該防音部材を、主に繊維又は発泡性素材からなる吸
    音材と、該吸音材の外表面、内部又は内表面に重ねた多
    数の貫通孔又は多数の切れ目を分散状に形成した金属箔
    とから構成したことを特徴とする装置の防音構造。
  2. 【請求項2】 騒音源がある機械装置又は騒音が導入さ
    れる消音装置の外板の少なくとも一部の内側に配設され
    る防音部材において、主に繊維又は発泡性素材からなる
    吸音材と、該吸音材の外表面、内部又は内表面に重ねた
    多数の貫通孔又は多数の切れ目を分散状に形成した金属
    箔とから構成したことを特徴とする装置の防音部材。
  3. 【請求項3】 前記吸音材の外表面、内部又は内表面の
    1箇所に前記金属箔を少なくとも2枚重ねた請求項1記
    載の装置の防音構造又は請求項2記載の装置の防音部
    材。
  4. 【請求項4】 前記少なくとも2枚の金属箔をそれぞれ
    の貫通孔又は切れ目が互いに塞ぎ合うように重ねた請求
    項3記載の装置の防音構造又は防音部材。
  5. 【請求項5】 前記吸音材の外表面、内部又は内表面の
    少なくとも2箇所に前記金属箔を重ねた請求項1記載の
    装置の防音構造又は請求項2記載の装置の防音部材。
  6. 【請求項6】 前記機械装置は、エンジンを内部の騒音
    源とする発電機又は自動車である請求項1〜5のいずれ
    か一項に記載の装置の防音構造又は防音部材。
  7. 【請求項7】 前記防音部材は、前記外板の防音すべき
    部分の内側に全面的に配設する請求項1〜6のいずれか
    一項に記載の装置の防音構造又は防音部材。
  8. 【請求項8】 前記防音部材は、前記外板の防音すべき
    部分の内側に配設しない一部を残して大半部分に配設す
    る請求項1〜6のいずれか一項に記載の装置の防音構造
    又は防音部材。
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