JP2007139106A - 振動低減装置及びそれを備えた洗濯機 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で床面に伝播する振動を低減することができると共に、可動体を備えた装置の転倒を効果的に防止する振動低減装置及びそれを備えた洗濯機を提供する。
【解決手段】洗濯槽２０を収納する上部本体１０と、上部本体１０内に設けられ、洗濯槽２０を支持するダンパー３０と、上部本体１０の下方に配置された下部本体４０と、下部本体４０と上部本体１０との間に配置させて上部本体１０と下部本体４０とを連結する連結部５０と、下部本体４０の下方に配置させた支持部６０とを備え、洗濯槽２０の中心線からダンパー３０の作用点までの水平方向の距離をＡ、洗濯槽２０の中心線から連結部５０の作用点までの水平方向の距離をＢ、洗濯槽２０の中心線から支持部６０の作用点までの水平方向の距離をＣとしたとき、Ａ≦Ｂ≦Ｃの関係になるようにダンパー３０、連結部５０及び支持部６０を配置した振動低減装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、筐体内に振動発生源となる可動体が設置された装置における可動体の稼働時に発生する振動を効果的に低減する振動低減装置及びそれを備えた洗濯機に関するものである。

従来から洗濯機の稼働中に発生する振動を低減するようにした洗濯機が種々提案されている。そのようなものとして、「略水平方向に回転軸を有する回転ドラムと、この回転ドラムを外包した外槽と、洗濯時および脱水時に前記回転ドラムを回転させる駆動モータと、前記外槽を主体とする揺動体を揺動可能に収容したボデーと、このボデーの底部に固着した略逆凹状をなす固定脚と、この固定脚に下方より嵌着し前記固定脚の天面部および胴部の各内側面で天部および胴部の外周面を保持した脚ゴムとを備え、前記脚ゴムは、低硬度低反発ゴム部材が略筒状の高硬度ゴム部材の底部および胴部の外周面を外包するように一体に形成したドラム式洗濯機」が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

また、「洗濯機本体内に、サスペンションによって支持された外槽と、外槽の内側で駆動モータにより水平軸心を中心として回転自在に制御され、開閉可能な扉より衣類を出し入れする投入口を有する内槽とを備えたドラム式洗濯機において、前記外槽を支持するサスペンションより下方で、かつ、前記洗濯機本体の下部に、前記投入口の位置を高くすると共に、防振機能を備えた本体支持部を設けたことを特徴とするドラム式洗濯機」が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。

特開平１１−１６４９８６号公報（第４−５頁、第１図） 特許第３５８５６６７号（第３頁、第１図）

特許文献１に記載のドラム式洗濯機は、床面と接する脚ゴムを低硬度低反発ゴム部材を高硬度ゴム部材で覆った複合構造とし、その低硬度低反発のゴム部材で洗濯槽の回転時に発生する振動を減衰させるようになっている。しかしながら、ゴムの潰れや捲れ等によって洗濯槽の回転（特に、脱水時）によって発生する振動を十分に減衰させることができなかった。すなわち、振動が床面に伝播して音反射（騒音）になってしまうという問題があった。

特許文献２に記載のドラム式洗濯機は、可動体である洗濯槽と床面に接地する脚ゴムとの間にサスペンションを設けて洗濯槽の回転時に発生する振動を減衰させるようになっている。しかしながら、脱水初期に洗濯槽内の洗濯物のアンバランス状態による偏心荷重により不均一な大振動が発生すると、サスペンションによってもその大振動を減衰させることが困難な場合があり、その振動が床面に伝播して騒音になり、更には洗濯機が転倒してしまうという問題があった。

本発明は、以上のような問題を解決するためになされたもので、簡易な構成で床面に伝播する振動を低減することができると共に、可動体を備えた装置の転倒を効果的に防止する振動低減装置及びそれを備えた洗濯機を提供するものである。

本発明に係る振動低減装置は、振動発生源となる可動体を収納する第１の筐体と、第１の筐体内に設けられ、可動体を支持するダンパーと、第１の筐体の下方に配置された第２の筐体と、弾性を有し、第２の筐体と第１の筐体との間に配置されて第１の筐体と第２の筐体とを連結する連結部と、弾性を有し、第２の筐体の下方に配置された支持部とを備え、可動体の中心線からダンパーの作用点までの水平方向の距離をＡ、可動体の中心線から連結部の作用点までの水平方向の距離をＢ、可動体の中心線から支持部の作用点までの水平方向の距離をＣとしたとき、Ａ≦Ｂ≦Ｃの関係になるようにダンパー、連結部及び支持部を配置したことを特徴とする。

また、本発明に係る振動低減装置は、振動発生源となる可動体を収納する第１の筐体と、第１の筐体内に設けられ、可動体を吊り下げ支持するダンパーと、第１の筐体の下方に配置された第２の筐体と、弾性を有し、第２の筐体と第１の筐体との間に配置されて第１の筐体と第２の筐体とを連結する連結部と、弾性を有し、第２の筐体の下方に配置された支持部とを備え、可動体の中心線からダンパーの作用点までの水平方向の距離をＡ、可動体の中心線から連結部の作用点までの水平方向の距離をＢ、可動体の中心線から支持部の作用点までの水平方向の距離をＣとしたとき、Ａ≦Ｂ≦Ｃの関係になるようにダンパー、連結部及び支持部を配置したことを特徴とする。

本発明に係る振動低減装置は、振動発生源となる可動体を収納する第１の筐体と、第１の筐体内に設けられ、可動体を支持するダンパーと、第１の筐体の下方に配置された第２の筐体と、弾性を有し、第２の筐体と第１の筐体との間に配置されて第１の筐体と第２の筐体とを連結する連結部と、弾性を有し、第２の筐体の下方に配置された支持部とを備え、可動体の中心線からダンパーの作用点までの水平方向の距離をＡ、可動体の中心線から連結部の作用点までの水平方向の距離をＢ、可動体の中心線から支持部の作用点までの水平方向の距離をＣとしたとき、Ａ≦Ｂ≦Ｃの関係になるようにダンパー、連結部及び支持部を配置したので、床面に伝播する振動を十分に低減しつつ第１の筐体および第２の筐体を備えた機器類の転倒を防止することができる。

また、本発明に係る振動低減装置は、振動発生源となる可動体を収納する第１の筐体と、第１の筐体内に設けられ、可動体を吊り下げ支持するダンパーと、第１の筐体の下方に配置された第２の筐体と、弾性を有し、第２の筐体と第１の筐体との間に配置されて第１の筐体と第２の筐体とを連結する連結部と、弾性を有し、第２の筐体の下方に配置された支持部とを備え、可動体の中心線からダンパーの作用点までの水平方向の距離をＡ、可動体の中心線から連結部の作用点までの水平方向の距離をＢ、可動体の中心線から支持部の作用点までの水平方向の距離をＣとしたとき、Ａ≦Ｂ≦Ｃの関係になるようにダンパー、連結部及び支持部を配置したので、床面に伝播する振動を十分に低減しつつ第１の筐体および第２の筐体を備えた機器類の転倒を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る振動低減装置を備えた洗濯機１００の概略構成を示す縦断面図である。なお、実施の形態１では、洗濯機１００がドラム式洗濯機（洗濯槽水平配置型の洗濯機）である場合を例に説明するものとする。図１に示すように、洗濯機１００は、上部本体１０（第１の筐体）と、下部本体４０（第２の筐体）とで構成されている。すなわち、洗濯機１００は、上部本体１０と下部本体４０とによって２段構造となっており、床面７０に伝播する振動を低減するようになっている。

上部本体１０には、衣類等の洗濯物を収納する洗濯槽２０と、洗濯槽２０を下方より弾性保持するダンパー３０とが設けられている。この洗濯槽２０は、洗濯物を洗う洗い槽及び洗濯物を脱水する脱水槽としての役目を果たすものである。なお、洗濯槽２０は、図示省略の駆動モータで回転自在に制御され、前面には開閉可能な扉を備えている。また、ダンパー３０は、洗濯槽２０を下方から弾性保持できるものであればよく、特に種類を限定するものではない。

下部本体４０は、中空構造となっており、図示省略のヒータやヒートポンプ等の主要部品を備えている。また、下部本体４０には、駆動モータを制御するための図示省略の制御手段を備えている。なお、ヒータやヒートポンプは、洗濯やすすぎで使用する水を温水にしたり、乾燥空気を暖めたりするためのものである。また、制御手段は、駆動モータを洗濯やすすぎ、脱水、乾燥等の行程に応じて制御するようになっており、マイクロコンピュータ等で構成するとよい。

この上部本体１０と下部本体４０との間には、連結部５０が設けられている。この連結部５０は、垂直方向に対して弾性変形し易く、水平方向に対しては抵抗力が大きい部材で構成するとよい。このような部材で連結部５０を構成すれば、洗濯機１００を２段構造とした利点を更に活用することができる。つまり、洗濯機１００では、上部本体１０で発生する振動が、下部本体４０、床面７０と下方になるにつれて減衰するように２段構造となっているが、上部本体１０で発生した振動は、まず上部本体１０内に設けられているダンパー３０で減衰され、下部本体４０に伝播する際に、連結部５０によって更に減衰されるようになっているのである。

この連結部５０は、上述のような性質を有している部材であればよく、特に種類を限定するものではない。たとえば、天然ゴムに高分子または低分子制振材料を混ぜ合わせて成形した混合成型品や天然ゴム、人工ゴム、板バネ、空気バネ等の弾性体を連結部５０とすればよい。また、下部本体４０は、支持部６０によって床面７０に接地している。この支持部６０は、洗濯機１００全体を支持するものであり、特に種類を限定するものではない。たとえば、天然ゴムに高分子または低分子制振材料を混ぜ合わせて成形した混合成型品や天然ゴム、人工ゴム、板バネ、空気バネ等の弾性体を支持部６０とすればよい。

なお、連結部５０は、支持部６０の有するバネ定数よりも小さい部材で構成するとよい。そうすれば、支持部６０を構成する部材の強度を高めることができると共に、床面７０に伝播する振動を効果的に低減させることができる。すなわち、支持部６０の強度を高くするほど、その支持部６０が潰れたり、捲れたりする等の損傷を長期に渡って防止することができ、その支持部６０の損傷によって、振動が床面７０に伝播してしまうということを効果的に防止することできるのである。

次に、実施の形態１に係る振動低減装置の動作について説明する。ここでは、大きな振動が発生する脱水時を例に示すものとする。洗濯機１００では、脱水時、洗濯槽２０が最速約１０００ｒｐｍ（ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎｓ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ）で回転駆動する。この時、最速回転に行きつくまでの低速から高速までの回転動作に伴って、回転数に応じた低周波数帯域から高周波数帯域までの振動が洗濯槽２０で発生する。この洗濯槽２０の回転に伴い発生した振動エネルギーは、ダンパー３０で決定する減衰定数に応じて、熱エネルギーに変換されることで減衰される。

この洗濯槽２０の回転増速に伴い変化する低周波数帯域から高周波数帯域に至るまでの周波数帯域内には、洗濯槽２０が持つ固有の振動周波数に対して共振周波数となる帯域がいくつか存在する。そして、この共振周波数帯域を通過しながら洗濯槽２０の回転速度が上昇する。洗濯槽２０の回転に伴い発生する周波数が洗濯槽２０の固有振動周波数の２倍や３倍あるいはそれ以上の倍数の共振周波数帯域においては、共振が発生しても振幅がさほど大きくない。したがって、そのような振動は、ダンパー３０で吸収でき、騒音や転倒といった問題は発生しない。

しかしながら、低回転時、つまり洗濯槽２０内において洗濯物が偏った状態で脱水運転が行われると回転初期に発生するアンバランス回転に伴うアンバランス振動（低周波数帯域の振動）が発生する。そして、洗濯槽２０が持つ固有振動周波数（たとえば、１．７Ｈｚ）と、アンバランス回転に伴う低周波数帯域の振動周波数（たとえば、１００回転で約１．７Ｈｚの振動となる）とが一致した場合に、共振現象が発現することになる。この共振減少が大きな振動エネルギーとなり、洗濯槽２０及び洗濯機１００そのものに大振動が発生する。この大振動をダンパー３０で吸収して減衰させることは困難であり、騒音や転倒といった問題に繋がる。

実施の形態１においては、ダンパー３０と支持部６０との間に、連結部５０を設けているので、洗濯槽２０の固有振動周波数と低回転時に伴う低周波数帯域の振動周波数とが一致することによる共振現象が発生しても、これをダンパー３０で吸収して熱エネルギーに変換させた後、連結部５０により吸収して熱減衰させることができて、効率良く減衰させることができる。このため、床面７０への振動伝播を強力に低減させることができるのである。

また、実施の形態１においては、洗濯槽２０の中心線からダンパー３０の作用点までの水平方向の距離をＡとし、洗濯槽２０の中心線から連結部５０の作用点までの水平方向の距離をＢとし、洗濯槽２０の中心線から支持部６０の作用点までの水平方向の距離をＣとした場合において、Ａ≦Ｂ≦Ｃになるようにダンパー３０、連結部５０及び支持部６０を配置している。こうすることにより、更に効率良く振動を減衰させることができる。

洗濯機１００の転倒は、洗濯槽２０の回転方向の力が作用し、その力が自重より大きくなることによって起きる。この時の力は、トルク（力の大きさ×作用点と回転の中心点との距離）で作用する。したがって、実施の形態１に係る振動低減装置では、ダンパー３０、連結部５０、支持部６０の順に洗濯機１００に中から離れるように配置することによって洗濯機１００の転倒を効果的に防止しているのである。つまり、振動低減装置を構成する各部品の位置関係を調整することによって、床面７０に伝播する振動を効果的に低減しつつ洗濯機１００の転倒を効果的に防止しているのである。

このように、連結部５０の上方から伝播する洗濯槽２０の振動に対しては、連結部５０が垂直方向に弾性変形して、振動吸収を容易に行うことができて、洗濯槽２０内の洗濯物の偏りによる過渡的な垂直方向の大振動成分に対しても十分にこれを減衰させることができる。また、水平方向へは動き難くなり、洗濯機１００の水平方向に振動させることが無くなる。さらに、振動低減装置を構成するダンパー３０、連結部５０及び支持部４９の位置関係を調整することによって、洗濯機１００の転倒を防止することができる。

なお、連結部５０を、その固有振動周波数の値が、洗濯槽２０の固有振動周波数の値よりも低く、かつ洗濯槽２０と共振しない振動周波数帯域内にあるように成型すれば、洗濯槽２０と連結部５０との間では共振現象が発生せずに、安定した振動低減作用が得られるようになる。また、実施の形態１では、振動低減装置を構成する各部品の水平方向における位置関係によって転倒を防止する場合を例に説明したが、それに加えて縦方向（垂直方向）の距離も調整すれば、発生するトルクを更に小さくすることが可能になり、より効率よく転倒を防止することできる。

実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２に係る振動低減装置を備えた洗濯機２００の概略構成を示す縦断面図である。なお、実施の形態２では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。実施の形態２に係る洗濯機２００は、上部本体１１（第１の筐体）と、下部本体４１（第２の筐体）とで構成されている。この上部本体１１の底面には、凸部１１ａが形成されている。また、この下部本体４１の上面には、上部本体１１の凸部１１ａに対応するような凹部４１ａが形成されている。

この洗濯機２００は、上部本体１１に備えられるダンパー３０の下部支持位置を、上部本体１１と下部本体４１との間に設けられる連結部５０の下部支持位置よりも下方になるようにしている。こうすることにより、洗濯機２００を転倒させるように作用するトルクの作用方向が洗濯機２００の転倒とは逆方向に作用することになる。したがって、更に効果的に転倒を防止することができる。

また、実施の形態１と同様に、実施の形態２に係る振動低減装置は、洗濯槽２０の中心線からダンパー３０の作用点までの水平方向の距離をＡとし、洗濯槽２０の中心線から連結部５０の作用点までの水平方向の距離をＢとし、洗濯槽２０の中心線から支持部６０の作用点までの水平方向の距離をＣとした場合において、Ａ≦Ｂ≦Ｃになるようにダンパー３０、連結部５０及び支持部６０を配置している。このため、洗濯機２００は、実施の形態１に係る振動低減装置に比べて更に効果的に転倒を防止することが可能となっている。つまり、振動低減装置を構成する各部品の位置関係を調整することによって、床面７０に伝播する振動を効果的に低減しつつ洗濯機２００の転倒を効果的に防止しているのである。

実施の形態１及び実施の形態２では、制御手段が下部本体４０及び下部本体４１に設けられている場合を例に説明したが、これに限定するものではない。たとえば、制御手段が振動に強いものであれば、上部本体１０及び上部本体１１に設けてもよい。また、実施の形態１及び実施の形態２では、洗濯機１００がドラム式洗濯機である場合を例に説明したが、これに限定するものではない。たとえば、洗濯機１００が洗濯槽傾斜配置型（斜めドラム式）の洗濯機であってもよい。

実施の形態３．
図３は、本発明の実施の形態３に係る振動低減装置を備えた洗濯機３００の概略構成を示す縦断面図である。なお、実施の形態３では実施の形態１及び実施の形態２との相違点を中心に説明し、実施の形態１及び実施の形態２と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。この洗濯機３００は、洗濯槽２１が縦（垂直）に配置されている点で、上述の洗濯機１００及び洗濯機２００と異なる構造となっている。

洗濯機３００は、上部本体１２（第１の筐体）と、下部本体４２（第２の筐体）とで構成されている。上部本体１２には、衣類等の洗濯物を収納する洗濯槽２１と、洗濯槽２１を吊り下げ保持するダンパー３１とが設けられている。この洗濯槽２１は、洗濯物を洗う洗い槽及び洗濯物を脱水する脱水槽としての役目を果たすものである。なお、洗濯槽２１は、下部に設けられている駆動モータで回転自在に制御され、上面には開閉可能な扉を備えている。また、ダンパー３１は、洗濯槽２１を吊り棒３５によって吊り下げて弾性的に保持できるものであればよく、特に種類を限定するものではない。

また、実施の形態１と同様に、実施の形態３に係る振動低減装置は、洗濯槽２１の中心線からダンパー３１の作用点までの水平方向の距離をＡとし、洗濯槽２１の中心線から連結部５０の作用点までの水平方向の距離をＢとし、洗濯槽２１の中心線から支持部６０の作用点までの水平方向の距離をＣとした場合において、Ａ≦Ｂ≦Ｃになるようにダンパー３１、連結部５０及び支持部６０を配置している。このため、洗濯機３００は、実施の形態１に係る振動低減装置と同様に、効果的に転倒を防止することが可能となっている。つまり、振動低減装置を構成する各部品の位置関係を調整することによって、床面７０に伝播する振動を効果的に低減しつつ洗濯機３００の転倒を効果的に防止しているのである。

この振動低減装置では、洗濯槽２１の回転に伴う振動は、吊り棒３５を介して上部本体１２に伝播するが、ダンパー３１の減衰機能により、洗濯槽２１で発生する振動は一旦減衰させられるようになっている。また、ダンパー３１と支持部６０との間に、連結部５０を設けることにより、洗濯槽２１で発生する振動を強力に減衰させることができ、縦型の洗濯機３００であっても、床面７０に伝播する振動を効果的に減衰させることができるのである。

すなわち、実施の形態３においては、ダンパー３１と支持部６０との間に、連結部５０を設けているので、洗濯槽２１の固有振動周波数と低回転時に伴う低周波数帯域の振動周波数とが一致することによる共振現象が発生しても、これをダンパー３１で吸収して熱エネルギーに変換させた後、連結部５０により吸収して熱減衰させることができて、効率良く減衰させることができる。このため、床面７０への振動伝播を強力に低減させることができるのである。

実施の形態１〜実施の形態３では、制御手段が下部本体４０〜下部本体４２に設けられている場合を例に説明したが、これに限定するものではない。たとえば、制御手段が振動に強いものであれば、上部本体１０〜上部本体１２に設けてもよい。また、実施の形態１及び実施の形態２では、洗濯機１００がドラム式洗濯機である場合を例に説明したが、これに限定するものではない。たとえば、洗濯機１００が洗濯槽傾斜配置型（斜めドラム式）の洗濯機であってもよい。

実施の形態１〜実施の形態３で示した連結部５０は、横振れに対する抵抗力を大きくするものであればよく、特に形状を限定するものではない。たとえば、連結部５０を樽状または筒状に成型するとよい。また、実施の形態１〜実施の形態３では、振動低減装置が洗濯槽１００〜洗濯槽３００に設けられている場合を例に説明したが、筐体内に振動発生源となる可動体が設置される機器で振動成分を効果的に低減したい機種へ設けるようにしてもよい。

実施の形態１に係る振動低減装置を備えた洗濯機の概略構成を示す縦断面図である。 実施の形態２に係る振動低減装置を備えた洗濯機の概略構成を示す縦断面図である。 実施の形態３に係る振動低減装置を備えた洗濯機の概略構成を示す縦断面図である。

符号の説明

１０ 上部本体、１１ 上部本体、１１ａ 凸部、１２ 上部本体、２０ 洗濯槽、２１ 洗濯槽、３０ ダンパー、３１ ダンパー、４０ 下部本体、４１ 下部本体、４１ａ 凹部、５０ 連結部、６０ 支持部、７０ 床面、１００ 洗濯機、２００ 洗濯機、３００ 洗濯機。

Claims (8)

1. 振動発生源となる可動体を収納する第１の筐体と、
   前記第１の筐体内に設けられ、前記可動体を支持するダンパーと、
   前記第１の筐体の下方に配置された第２の筐体と、
   弾性を有し、前記第２の筐体と前記第１の筐体との間に配置されて前記第１の筐体と前記第２の筐体とを連結する連結部と、
   弾性を有し、前記第２の筐体の下方に配置された支持部とを備え、
   前記可動体の中心線から前記ダンパーの作用点までの水平方向の距離をＡ、
   前記可動体の中心線から前記連結部の作用点までの水平方向の距離をＢ、
   前記可動体の中心線から前記支持部の作用点までの水平方向の距離をＣとしたとき、
   Ａ≦Ｂ≦Ｃの関係になるように前記ダンパー、前記連結部及び前記支持部を配置した
   ことを特徴とする振動低減装置。
2. 前記第１の筐体内における前記ダンパーの下部支持位置を、
   前記連結部と前記第２の筐体とが接する位置よりも低くする
   ことを特徴とする請求項１に記載の振動低減装置。
3. 振動発生源となる可動体を収納する第１の筐体と、
   前記第１の筐体内に設けられ、前記可動体を吊り下げ支持するダンパーと、
   前記第１の筐体の下方に配置された第２の筐体と、
   弾性を有し、前記第２の筐体と前記第１の筐体との間に配置されて前記第１の筐体と前記第２の筐体とを連結する連結部と、
   弾性を有し、前記第２の筐体の下方に配置された支持部とを備え、
   前記可動体の中心線から前記ダンパーの作用点までの水平方向の距離をＡ、
   前記可動体の中心線から前記連結部の作用点までの水平方向の距離をＢ、
   前記可動体の中心線から前記支持部の作用点までの水平方向の距離をＣとしたとき、
   Ａ≦Ｂ≦Ｃの関係になるように前記ダンパー、前記連結部及び前記支持部を配置した
   ことを特徴とする振動低減装置。
4. 前記支持部のばね定数を前記連結部のばね定数よりも大きくする
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の振動低減装置。
5. 前記連結部及び前記支持部は、
   垂直荷重に対して弾性変形し易く、水平荷重に対しては抵抗力が大きい部材で構成する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の振動低減装置。
6. 前記連結部及び前記支持部を、
   ゴム、板バネまたは空気バネのいずれかで構成する
   ことを特徴とする請求項５に記載の振動低減装置。
7. 前記連結部は、成型品からなり、
   該連結部の固有振動周波数の値が、前記可動体の固有振動周波数の値よりも低く、かつ、該可動体と共振しない振動周波数帯域内にあるように成型する
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の振動低減装置。
8. 前記請求項１〜７のいずれかに記載の振動低減装置を備え、
   前記可動体を洗濯槽とした
   ことを特徴とする洗濯機。

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