JP2005000739A - 樹木等粉砕装置 - Google Patents

Abstract

【課題】樹木等の被粉砕物を回転するチッパナイフで切削粉砕するチッパ部を備えた樹木等粉砕装置において、チッパ部、ブロア部それぞれの回転速度をより好適な速度に個別に制御できる、樹木等粉砕装置を提供すること。
【解決手段】被粉砕物Ｗを投入し装置内部に送入するための投入ホッパー部Ａと、送入された被粉砕物Ｗを回転するチッパナイフ２で切削粉砕するチッパ部Ｂと、被粉砕物を装置外に排出するためのブロア部Ｄと、チッパ部Ｂおよびブロア部Ｄの回転を駆動するための駆動部とを備えてなる樹木等粉砕装置において、チッパ部回転軸１０とブロア部回転軸２０とをそれぞれ別個に設け、図示しない駆動部によりそれぞれ別々に回転する構成とする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は樹木等粉砕装置に関し、特に、樹木等の被粉砕物を回転するチッパナイフで切削粉砕するチッパ部と、粉砕処理された被粉砕物（チップ）を装置外に排出するためのチップ排出ブロア部（以下、単に「ブロア部」ともいう。）とを備えた樹木等粉砕装置において、チッパ部、ブロア部それぞれの回転速度をより好適な速度に個別に制御でき、また被粉砕物を打壊粉砕するためのハンマー式粉砕部をも備える場合は、チッパ部、ハンマー式粉砕部それぞれの回転速度をより好適な速度に個別に制御でき、さらに様々なサイズのチップを製造することができる、樹木等粉砕装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹木、間伐材等（以下、「被粉砕物」ともいう。）をチップにして有効利用するため、これらを細かく粉砕する粉砕装置が従来から使用されている。特に、エンジン等の駆動装置により、チッパナイフを取り付けたチッパディスクを高速回転させて粉砕を行う方式の粉砕装置は処理能力が高く、利用が拡大している。
【０００３】
かかる粉砕装置では、被粉砕物は装置内部に送入された後、内部に設けられたチッパナイフの回転により切削、粉砕されてチップとなり、チップはブロアによって装置本体外に排出される。装置にはさらに、チッパナイフと同軸上で回転するハンマー式粉砕部（以下、単に「ハンマー部」ともいう。）をチッパ部の後方に設け、これにより、チッパによる切削粉砕に加え、ハンマーによる打壊粉砕を経てチップとして排出する構成とすることもできる。
【０００４】
たとえばハンマー部を備えた粉砕装置の場合、かかる粉砕装置により樹木等の被粉砕物を効率的かつ精度よく粉砕するためには、チッパナイフによる切削に用いる回転速度、ハンマー部による打壊粉砕に用いる回転速度それぞれに理想の速度があり、それらは同一ではない。すなわち、ハンマー部での粉砕に最適である回転速度は通常、チッパ部の回転としては過大であり、刃こぼれや過熱による損傷が生じやすく、装置保守管理上好ましいものではない。他方、チッパ部での粉砕に最適である回転速度では、ハンマー部の回転あるいはそれに加えてブロア部の回転としては不足であり、充分な打壊粉砕効果が得られるわけではない。しかし従来の粉砕装置では、チッパディスクと、ハンマー部およびブロア部とは同一軸上に設けられているため、これらの回転は当然、同一の回転速度でもってなされている。
【０００５】
後掲する特許文献１では、チッパナイフとハンマー部の回転が同一であるために生じる問題として、単なる減容目的等でハンマー部の運転が不要な場合における駆動装置への過負荷および燃料消費率低下の問題を提示し、その解決策として、シュレッダ装置（ハンマー部のこと。）を回転軸に遊嵌すると共に、ブロアファンの取付部にはその外周部を軸線方向に摺動可能なスライダを設け、スライダの一端は本体の外側に突出させ、外部からスライダを本体内に没入させた時にはこのスライダを介してシュレッダ装置とブロアファンとが結合して、チッパナイフ、シュレッダ装置およびブロアファンが同一の回転速度で回転し、一方、スライダを本体から突出させる方向に引き出した時には、シュレッダ装置が回転軸の結合から切断されて自由回転するという構成を提案している。つまり、いわばクラッチ機構を用いた、回転軸に対するハンマー部の断続という手段である。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−１９３１０７号「回転刃式粉砕機」。明細書、発明の詳細な説明（段落番号０００８ないし００１２、００３０ないし００３１、他）。図面（図２、３）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、チッパ部（チッパナイフによる切削、粉砕を行う部位。以下も同じ。）とハンマー部を備える粉砕装置において、樹木等の被粉砕物の粉砕の効率と精度を向上させるためには、チッパナイフによる切削に用いる回転速度、ハンマー部による打壊粉砕に用いる回転速度、それぞれの回転速度をより好適な速度に個別に制御し得る手段が必要である。前掲特許文献１に示された手段では、そもそも発明の目的とするところが過負荷防止のための一方の回転体の回転軸からの切り離しであるため、チッパ部とハンマー部（シュレッダ装置）を同時に運転する場合、それらの回転は、公知の技術と同様、当然共通であるように構成されているため、回転速度の個別制御は不可能である。
【０００８】
また、ハンマー部を備えない粉砕装置の場合であっても、単にブロア部の回転とチッパ部の回転を切り離すのではなく、両回転速度をそれぞれ自由に制御できれば、粉砕効果および排出効果の向上、適度な速度での運転による装置・部品の長寿命化、保守管理の低減を図ることができる。
【０００９】
一方、製造されるチップの用途拡大を考慮すると、飼料、土壌改良資材、基盤材その他の利用分野によって、より好適なチップの大きさがある。したがって、製造されるチップのサイズを適宜制御することができれば便利であり、粉砕装置、および間伐材・樹木・廃材その他の被粉砕物の利用拡大にも資する。
【００１０】
本発明の課題はこれら従来技術の欠点を解決し、樹木等の被粉砕物を回転するチッパナイフで切削粉砕するチッパ部を備えた樹木等粉砕装置において、チッパ部、ブロア部（ハンマー部を備える場合は、ブロア部およびハンマー部）それぞれの回転速度をより好適な速度に個別に制御できる、樹木等粉砕装置を提供することである。また、これに加えて、様々なサイズのチップを製造することができる、樹木等粉砕装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願発明者は上記課題について鋭意検討した結果、同一軸線上において個別に回転する二の回転軸を設ける構成によりこれを解決できることを見出し、本発明に至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明は、以下のとおりである。
（１） 樹木等の被粉砕物を投入し装置内部に送入するための投入ホッパー部（Ａ）と、装置内部に設けられ、該投入ホッパー部から送入された被粉砕物を回転するチッパナイフで切削することにより粉砕するためのチッパ部（Ｂ）と、装置内で粉砕処理された被粉砕物（チップ）を装置外に排出するためのチップ排出ブロア部（Ｄ）と、および該チッパ部および該チップ排出ブロア部の回転を駆動するための駆動部（Ｅ）と、を備えてなる樹木等粉砕装置であって、
（Ｂ）該チッパ部は、該駆動部によって駆動されるチッパ部回転軸と、これに取り付けられたチッパディスクと、該チッパディスクに取り付けられた前記チッパナイフとを備えて構成され、
（Ｄ）該チップ排出ブロア部（以下、単に「ブロア部」という。）は、該チッパ部回転軸とは別個に設けられかつ該駆動部によって別個に駆動されるブロア部回転軸と、これに取り付けられたブロアとを備えて構成され、
（Ｅ）該駆動部は、該チッパ部回転軸と該ブロア部回転軸を別々に駆動するように構成されている、
ことを特徴とする、樹木等粉砕装置。
【００１２】
（２） （１）に記載の樹木等粉砕装置であって、
（Ｄ２）前記ブロア部回転軸は円筒状であり、
（Ｂ２）前記チッパ部回転軸は、該ブロア部回転軸に遊嵌されて設けられていることを特徴とする、樹木等粉砕装置。
【００１３】
（３） 前記ブロア部回転軸には、前記ブロアより前記チッパ部側に位置して、該チッパ部で切削粉砕されてなる切削粉砕物を、回転するハンマーで打壊することによりさらに粉砕するためのハンマー式粉砕部（Ｃ）（以下、単に「ハンマー部」という。）が取り付けられ、
（Ｃ３）該ハンマー部は、該ブロア部回転軸に取り付けられた粉砕ハンマーと、該粉砕ハンマーと対向して装置内周に設けられる粉砕ハンマー受け刃とを備えて構成されている、
ことを特徴とする、（１）または（２）に記載の樹木等粉砕装置。
【００１４】
（４） （１）ないし（３）のいずれかに記載の樹木等粉砕装置であって、
（Ａ４）前記投入ホッパー部は、装置内部側端部に前記チッパナイフと対応して設けられるチッパ受け刃が固設されたホッパーと、該ホッパーを被粉砕物送入方向に摺動させて該方向位置を調節するためのスライド調整機構とを備え、
（Ｂ４）該チッパナイフは前記チッパディスク面からの突出高さを調節できるように構成されている、
ことを特徴とする、樹木等粉砕装置。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、ハンマー式粉砕部を備えた装置を例にして、図面により詳細に説明する。
図１は、本発明の樹木等粉砕装置の要部構成を示す断面図である。図において本装置は、樹木等の被粉砕物Ｗを投入し装置内部に送入するための投入ホッパー部Ａと、装置内部に設けられ、該投入ホッパー部Ａから送入された被粉砕物Ｗを回転するチッパナイフ２で切削することにより粉砕するためのチッパ部Ｂと、装置内で粉砕処理された被粉砕物を装置外に排出するためのチップ排出ブロア部（ブロア部）Ｄと、および該チッパ部Ｂおよび該ブロア部Ｄの回転を駆動するための駆動部（図示せず）と、を備えてなる樹木等粉砕装置であって、該チッパ部Ｂは、該駆動部によって駆動されるチッパ部回転軸１０と、これに取り付けられたチッパディスク１と、該チッパディスク１に取り付けられた前記チッパナイフ２とを備えて構成され、該ブロア部Ｄは、該チッパ部回転軸１０とは別個に設けられかつ該駆動部によって別個に駆動されるブロア部回転軸２０と、これに取り付けられたブロア５とを備えて構成され、図示しない該駆動部は、該チッパ部回転軸１０と該ブロア部回転軸２０を別々に駆動するように設けられていることを、主たる構成とする（請求項１）。
【００１６】
図１において本装置は、前記ブロア部回転軸２０を円筒状とし、前記チッパ部回転軸１０が、該ブロア部回転軸２０の内部に遊嵌されて設けられている構成とすることができる（請求項２）。該チッパ部回転軸１０は、チッパ部回転軸ベアリング１７、１８により軸支され、また、チッパ部回転軸プーリ１９が設けられて、図示しない前記駆動部と連結されている。一方、円筒状の該ブロア部回転軸２０は、ブロア部回転軸ベアリング２７、２８により軸支され、また、ブロア部回転軸プーリ２９が設けられて、該駆動部と連結されている。
【００１７】
図２は、図１の本装置ブロア部回転軸ベアリング２７付近の拡大断面図、また、図３は、図１の本装置ブロア部回転軸プーリ２９付近の拡大断面図である。各図において示されるように、円筒状の該ブロア部回転軸２０は、ブロア部回転軸ベアリング２７、２８により軸支され、また、ブロア部回転軸プーリ２９が設けられて、該駆動部と連結されており、該ブロア部回転軸２０の内部に、前記チッパ部回転軸１０が遊嵌され、各回転軸１０、２０はそれぞれ別々に回転駆動され、該駆動部での制御・設定により、それぞれ固有の回転速度で回転できる構成とされている。
【００１８】
前記駆動部は、前記チッパ部Ｂ、前記ブロア部Ｄをそれぞれ専用に駆動するための別個の駆動装置により構成してもよいし、あるいはまた単一の駆動装置と、２種の回転速度を発生できる適宜構成の回転速度変換機構を用いて構成してもよい。つまり、駆動部としてはエンジンやモーターといった駆動装置が用いられるが、本発明の駆動部を構成するこれらの駆動装置は、複数でも単一でもよい。
【００１９】
【作用】
図１において本発明の樹木等粉砕装置は上述のように構成されるため、該チッパ部回転軸１０と該ブロア部回転軸２０は、図示しない駆動部によってそれぞれ該チッパ部回転軸プーリ１９、該ブロア部回転軸プーリ２９を介してそれぞれ別々に駆動される。つまり、駆動部での制御・設定により発生した該チッパ部回転軸１０用の回転は、該プーリ１９を介して、ブロア回転軸２０の内部に遊嵌されていてこれに依存せず独自に回転することのできるチッパ部回転軸１０に伝動される。一方、駆動部での制御・設定により発生した該ブロア部回転軸２０用の回転は、該プーリ２９を介して、チッパ部回転軸１０を内部に収容していてこれに依存せず独自に回転することのできるブロア部回転軸２０に伝動される。すなわち各回転軸１０、２０は、それぞれ別々の回転速度での回転が可能な状態で運転される。
【００２０】
したがって図において、前記投入ホッパー部Ａから投入されて装置内部に送入される樹木等の被粉砕物Ｗは、まず該チッパ部Ｂにおいて、チッパ部回転軸１０に取り付けられたチッパディスク１に設けられたチッパナイフ２の固有に制御された回転速度での回転により切削、粉砕され、粉砕処理された被粉砕物（チップ）は最終的にブロア部Ｄにおいて、ブロア部回転軸２０に取り付けられたブロア５の固有に制御された回転速度での回転により、装置外に排出される。したがって、該チッパ部Ｂにおけるチッパナイフ２、該ブロア部Ｄにおけるブロア５はそれぞれ、被粉砕物の切削粉砕、チップの排出にそれぞれ適した回転速度でもって個別に回転させることができ、そのことにより、効果的かつ効率的な粉砕処理、装置・部品寿命の長期化や保守管理作業の低減化の各効果を実現することができる。
【００２１】
図１の例に示すように、本発明の樹木等粉砕装置としては、前記ブロア部回転軸２０には、前記ブロア５より前記チッパ部Ｂ側に位置して、該チッパ部Ｂで切削粉砕されてなる切削粉砕物を回転するハンマーで打壊することによりさらに粉砕するためのハンマー式粉砕部Ｃ（ハンマー部）が取り付けられた構成とすることができ、この場合該ハンマー部Ｃは、該ブロア部回転軸２０に取り付けられた粉砕ハンマー３と、該粉砕ハンマー３と対向して装置内周に設けられる粉砕ハンマー受け刃４とを備えて構成される（請求項３）。
【００２２】
ここで該ブロア部回転軸２０は、その作用面からは、ハンマー部およびブロア部回転軸２０、あるいは単にハンマー部回転軸２０とも称することができるが、本説明ではここまでの記載に合わせて、以下も「ブロア部回転軸２０」と称することとする。
【００２３】
かかる構成をとる場合、該ハンマー部Ｃは該ブロア部回転軸２０に取り付けられているため、前記駆動部での制御・設定により発生した該ブロア部回転軸２０用の回転は、前記プーリ２９を介して、前記チッパ部回転軸１０を内部に収容していてこれに依存せず独自に回転することのできる該ブロア部回転軸２０に伝動されて、各回転軸１０、２０は、別々の回転速度での回転が可能な状態で運転され、したがって該ハンマー部Ｃの回転速度を前記チッパ部Ｂの回転速度とは別に制御、駆動することが可能となる。
【００２４】
したがって図において、前記投入ホッパー部Ａから投入されて装置内部に送入される樹木等の被粉砕物Ｗは、まず該チッパ部Ｂにおいて、チッパ部回転軸１０に取り付けられたチッパディスク１に設けられたチッパナイフ２の固有に制御された回転速度での回転により切削、粉砕されて切削粉砕物となり、ついで該切削粉砕物は該ハンマー部Ｃにおいて、ブロア部回転軸２０に取り付けられた粉砕ハンマー３の固有に制御された回転速度での回転により、その打壊作用によってさらに粉砕され、そして粉砕処理された被粉砕物（チップ）は最終的に前記ブロア部Ｄにおいて、ブロア部回転軸２０に取り付けられたブロア５の固有に制御された回転速度での回転により、装置外に排出される。したがって、該チッパ部Ｂにおけるチッパナイフ２、該ハンマー部Ｃにおける粉砕ハンマー３はそれぞれ、被粉砕物の切削粉砕、打壊粉砕にそれぞれ適した回転速度でもって個別に回転させることができ、そのことにより、効果的かつ効率的な粉砕処理、装置・部品寿命の長期化や保守管理作業の低減化の各効果を実現することができる。
【００２５】
このようにハンマー部を備えた粉砕装置の場合においては、チッパ部の回転速度とブロア部の回転速度を別々に制御できることもさることながら、チッパ部の回転速度とハンマー部の回転速度を別々に制御できることによって、それぞれに適した回転速度を設定することができ、被粉砕物の効果的、効率的粉砕処理が可能となり、装置・部品の寿命の長期化、保守管理作業の低減化を実現することができる。
【００２６】
図１において本装置は、前記投入ホッパー部Ａを、装置内部側端部に前記チッパナイフ２と対応して設けられるチッパ受け刃６が固設されたホッパー１６と、該ホッパー１６を被粉砕物Ｗ送入方向に摺動させて該方向位置を調節するためのスライド調整機構７とを備えた構成とし、かつ、該チッパナイフ２を、前記チッパディスク１面からの突出高さを調節できるようにする構成とすることができる（請求項４）。
【００２７】
かかる構成をとることにより、該スライド調整機構７をＳ向き（被粉砕物Ｗ送入の向き）、またはＬ向き（Ｓ向きの逆向き）に摺動させると、該ホッパー１６はこれと同じ向きに摺動し、送入方向上の位置が調節される。該スライド調整機構７にはボルト等を用いることにより、摺動により調節された位置を固定することができる。かかる送入方向上位置の調節に伴い該ホッパー１６上のチッパ受け刃６の位置が変化するのに合わせて、該チッパナイフ２の該チッパディスク１面からの突出高さを調節し、該チッパナイフ２とチッパ受け刃６との間隔を、被粉砕物Ｗの切削粉砕に好適なように、適正に保持調節することができる。
【００２８】
図１においてチッパナイフ２の回転速度を一定とした場合、該スライド調整機構７をＬ向きに摺動、位置調節し、それに合わせて該チッパナイフ２の突出高さを高くする調節を行うことにより、装置に挿入される被粉砕物Ｗを切削する位置は、よりＬ向き側すなわち被粉砕物Ｗの送入方向後方側となるため、切削のピッチは送入方向上でより長くなり、したがって切削粉砕物のサイズはより大きくなる。
【００２９】
一方、該スライド調整機構７をＳ向きに摺動、位置調節し、それに合わせて該チッパナイフ２の突出高さを低くする調節を行うことにより、装置に挿入される被粉砕物Ｗを切削する位置は、よりＳ向き側すなわち被粉砕物Ｗの送入方向前方側となるため、切削のピッチは送入方向上でより短くなり、したがって切削粉砕物のサイズはより小さくなる。かかるサイズの変化は、該スライド調整機構７とチッパナイフ２を連続的に調節できるため、連続的に制御することができる。すなわち、該スライド調整機構７とチッパナイフ２の調節により、製造されるチップのサイズを大小様々に制御することができる。
【００３０】
また、上述した該チッパナイフ２の回転速度の制御と該スライド調整機構７等の調節を適宜組み合わせることによってもチップのサイズを制御することができ、飼料、土壌改良資材、基盤材、その他、製造されるチップの用途拡大を考慮した、より好適な大きさのチップの製造を行うことができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の樹木等粉砕装置は上述のように構成されているため、チッパ部、ブロア部（ハンマー部を備える装置の場合は、ブロア部およびハンマー部。）それぞれの回転速度を、それぞれの部位においてより好適な速度に個別に制御することができる。それにより、樹木等の被粉砕物を効果的かつ効率的に粉砕することができる。また、回転速度を個別に適正に制御できるため、装置・部品の寿命を長期化し、保守管理作業の低減を図ることができ、コスト低減にも寄与することができる。
【００３２】
また、特にハンマー部が設けられた構成の本発明樹木等粉砕装置は、チッパ部およびハンマー部をそれぞれに適した回転速度で回転させることができるため、樹木等の被粉砕物を効果的かつ効率的に粉砕し、装置・部品の寿命を長期化し、保守管理作業の低減を図ることができ、コスト低減にも寄与することができる。
【００３３】
さらに本発明の樹木等粉砕装置は、投入ホッパー部におけるスライド調整機構やチッパナイフにおける回転速度の制御により、様々なサイズのチップを製造することができ、飼料、土壌改良資材、基盤材その他の利用分野への用途拡大を図ることができる。それにより、間伐材・樹木・廃材その他の被粉砕物の利用拡大にも資することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の樹木等粉砕装置の要部構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す本発明装置のブロア部回転軸ベアリング２７付近の拡大断面図である。
【図３】図１に示す本発明装置のブロア部回転軸プーリ２９付近の拡大断面図である。
【符号の説明】
１…チッパディスク
２…チッパナイフ
３…粉砕ハンマー
４…粉砕ハンマー受け刃
５…ブロア
６…チッパ受け刃
７…スライド調整機構
１０…チッパ部回転軸
１６…ホッパー
１７、１８…チッパ部回転軸ベアリング
１９…チッパ部回転軸プーリ
２０…ブロア部回転軸
２７、２８…ブロア部回転軸ベアリング
２９…ブロア部回転軸プーリ
Ａ…投入ホッパー部
Ｂ…チッパ部
Ｃ…ハンマー式粉砕部
Ｄ…チップ排出ブロア部
Ｌ、Ｓ…スライド調整機構の摺動方向
Ｗ…被粉砕物

Claims (4)

1. 樹木等の被粉砕物を投入し装置内部に送入するための投入ホッパー部（Ａ）と、装置内部に設けられ、該投入ホッパー部から送入された被粉砕物を回転するチッパナイフで切削することにより粉砕するためのチッパ部（Ｂ）と、装置内で粉砕処理された被粉砕物（チップ）を装置外に排出するためのチップ排出ブロア部（Ｄ）と、および該チッパ部および該チップ排出ブロア部の回転を駆動するための駆動部（Ｅ）と、を備えてなる樹木等粉砕装置であって、
   （Ｂ）該チッパ部は、該駆動部によって駆動されるチッパ部回転軸と、これに取り付けられたチッパディスクと、該チッパディスクに取り付けられた前記チッパナイフとを備えて構成され、
   （Ｄ）該チップ排出ブロア部（以下、単に「ブロア部」という。）は、該チッパ部回転軸とは別個に設けられかつ該駆動部によって別個に駆動されるブロア部回転軸と、これに取り付けられたブロアとを備えて構成され、
   （Ｅ）該駆動部は、該チッパ部回転軸と該ブロア部回転軸を別々に駆動するように構成されている、
   ことを特徴とする、樹木等粉砕装置。
2. 請求項１に記載の樹木等粉砕装置であって、
   （Ｄ２）前記ブロア部回転軸は円筒状であり、
   （Ｂ２）前記チッパ部回転軸は、該ブロア部回転軸に遊嵌されて設けられていることを特徴とする、樹木等粉砕装置。
3. 前記ブロア部回転軸には、前記ブロアより前記チッパ部側に位置して、該チッパ部で切削粉砕されてなる切削粉砕物を、回転するハンマーで打壊することによりさらに粉砕するためのハンマー式粉砕部（Ｃ）（以下、単に「ハンマー部」という。）が取り付けられ、
   （Ｃ３）該ハンマー部は、該ブロア部回転軸に取り付けられた粉砕ハンマーと、該粉砕ハンマーと対向して装置内周に設けられる粉砕ハンマー受け刃とを備えて構成されている、
   ことを特徴とする、請求項１または２に記載の樹木等粉砕装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の樹木等粉砕装置であって、
   （Ａ４）前記投入ホッパー部は、装置内部側端部に前記チッパナイフと対応して設けられるチッパ受け刃が固設されたホッパーと、該ホッパーを被粉砕物送入方向に摺動させて該方向位置を調節するためのスライド調整機構とを備え、
   （Ｂ４）該チッパナイフは前記チッパディスク面からの突出高さを調節できるように構成されている、
   ことを特徴とする、樹木等粉砕装置。

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