JP3064689B2 - 車輪検査装置 - Google Patents
車輪検査装置Info
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- JP3064689B2 JP3064689B2 JP4233995A JP23399592A JP3064689B2 JP 3064689 B2 JP3064689 B2 JP 3064689B2 JP 4233995 A JP4233995 A JP 4233995A JP 23399592 A JP23399592 A JP 23399592A JP 3064689 B2 JP3064689 B2 JP 3064689B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両等に用いられ
て軌道のレール上を転動する車輪の外周を検査する車輪
検査装置に関するものである。
て軌道のレール上を転動する車輪の外周を検査する車輪
検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通常、鉄道車両等においては、台車に車
軸を介して取り付けられている車輪がレール上を転動し
て車両が走行する。したがって、車輪は、車両の重量が
負荷された状態でレール上を転動するため、車両の走行
距離が長くなるにつれてレールと接触する外周が次第に
摩耗していく。
軸を介して取り付けられている車輪がレール上を転動し
て車両が走行する。したがって、車輪は、車両の重量が
負荷された状態でレール上を転動するため、車両の走行
距離が長くなるにつれてレールと接触する外周が次第に
摩耗していく。
【０００３】ところで、車輪の外周に局部的な摩耗やき
ずが生じると、車両が走行中に振動して乗心地が低下す
る。そこで、車両の走行中に発生する振動音を測定し、
車輪の局部的摩耗やきず等の異常を検出し、それに対応
した処理を施し、乗心地の悪化等を防いでいた。
ずが生じると、車両が走行中に振動して乗心地が低下す
る。そこで、車両の走行中に発生する振動音を測定し、
車輪の局部的摩耗やきず等の異常を検出し、それに対応
した処理を施し、乗心地の悪化等を防いでいた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな振動音による車輪検査方法では、振動音の原因と発
生場所が特定できないこと等の欠点があるため、何らか
の異常があることは分かるが、車輪の局部的摩耗やきず
の位置を正確に検査することができなかった。
うな振動音による車輪検査方法では、振動音の原因と発
生場所が特定できないこと等の欠点があるため、何らか
の異常があることは分かるが、車輪の局部的摩耗やきず
の位置を正確に検査することができなかった。
【０００５】そこで、本発明の目的は、車輪の外周の局
部的摩耗やきずを、安全で、正確かつ定量的に検査する
ことができる車輪検査装置を提供することにある。
部的摩耗やきずを、安全で、正確かつ定量的に検査する
ことができる車輪検査装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に対応する発明
は、片側の転動面に遮光液が供給される透明な検出用レ
ールと、この検出用レールの他側に長手方向に配置され
車輪の転動面を撮像する複数の撮像カメラと、検出用レ
ールを挟んで車輪一周転動長さの範囲に設けられ車輪の
通過を検出する複数の車輪通過検出器と、撮像カメラと
車輪通過検出器の検出信号が入力され車輪一周転動長さ
の範囲を通過した車輪の転動面の画像を表示する画像処
理装置とを備えたことを特徴とする。 請求項２に対応す
る発明は、検出用レールが嵌合する溝が形成された計測
用レールと、検出用レールの他側から車輪の転動面を照
光する照明具とを備えたことを特徴とする。
は、片側の転動面に遮光液が供給される透明な検出用レ
ールと、この検出用レールの他側に長手方向に配置され
車輪の転動面を撮像する複数の撮像カメラと、検出用レ
ールを挟んで車輪一周転動長さの範囲に設けられ車輪の
通過を検出する複数の車輪通過検出器と、撮像カメラと
車輪通過検出器の検出信号が入力され車輪一周転動長さ
の範囲を通過した車輪の転動面の画像を表示する画像処
理装置とを備えたことを特徴とする。 請求項２に対応す
る発明は、検出用レールが嵌合する溝が形成された計測
用レールと、検出用レールの他側から車輪の転動面を照
光する照明具とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】以上の構成によれば、車輪と検出用レールが密
着する部分では遮光液が押し除かれ、摩耗部分やきずの
部分には遮光液が残る。そこで、下方から車輪の外周を
撮像カメラで撮像すると、接触部分が明るく、非接触部
分が暗く撮像されるので、これによって摩耗状態の計測
やきずの発生を検出することができる。
着する部分では遮光液が押し除かれ、摩耗部分やきずの
部分には遮光液が残る。そこで、下方から車輪の外周を
撮像カメラで撮像すると、接触部分が明るく、非接触部
分が暗く撮像されるので、これによって摩耗状態の計測
やきずの発生を検出することができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は、本発明の一実施例を軌道に沿って縦に
切断した断面図、図２は、同じく軌道と直交する方向に
切 断した縦断面図、図３は、図１の台車と車輪を除く平
面図である。
明する。図１は、本発明の一実施例を軌道に沿って縦に
切断した断面図、図２は、同じく軌道と直交する方向に
切 断した縦断面図、図３は、図１の台車と車輪を除く平
面図である。
【０００９】図１，図２および図３において、符号１は
台車で、この台車１には一対の前車輪２と後車輪３が車
軸に挿入されレール４を走行する。符号５はレール４の
間に設けられた計測用レールで、ピット６に設置された
ベース７に架台８を介して支持され、幅方向の中央部に
溝５ａを形成する。この溝５ａには、検出レール９の突
出部９ａが下側から嵌め込まれている。検出レール９
は、透明な合成樹脂材から製作され突出部９ａと、この
突出部９ａの下部に一体に設けられたベース部９ｂとか
ら構成され、このベース部９ｂの下から挿入され固定さ
れた一対の支持桿10とばね11を介してベース７に支柱12
で支持されるとともに、ばね11で上方に押し上げられて
いる。支柱12は、中空状で支持桿10の下部が挿入され、
この結果、支持桿10はばね11の伸縮で上下動可能であ
る。
台車で、この台車１には一対の前車輪２と後車輪３が車
軸に挿入されレール４を走行する。符号５はレール４の
間に設けられた計測用レールで、ピット６に設置された
ベース７に架台８を介して支持され、幅方向の中央部に
溝５ａを形成する。この溝５ａには、検出レール９の突
出部９ａが下側から嵌め込まれている。検出レール９
は、透明な合成樹脂材から製作され突出部９ａと、この
突出部９ａの下部に一体に設けられたベース部９ｂとか
ら構成され、このベース部９ｂの下から挿入され固定さ
れた一対の支持桿10とばね11を介してベース７に支柱12
で支持されるとともに、ばね11で上方に押し上げられて
いる。支柱12は、中空状で支持桿10の下部が挿入され、
この結果、支持桿10はばね11の伸縮で上下動可能であ
る。
【００１０】架台８は、ベース７から立設された支柱13
を介して取り付けられ、この支柱13の上端に平板部８ａ
が固定されている。この平板部８ａには、図３の平面図
において計測用レール５の溝５ａと同一位置に同一大き
さの溝８ｂを形成し、一対の溝８ｂ，８ｂの間に一対の
円錐台状の受液部14が加工されている。計測用レール５
の外面側には傾斜板15が対称的に取り付けられている。
を介して取り付けられ、この支柱13の上端に平板部８ａ
が固定されている。この平板部８ａには、図３の平面図
において計測用レール５の溝５ａと同一位置に同一大き
さの溝８ｂを形成し、一対の溝８ｂ，８ｂの間に一対の
円錐台状の受液部14が加工されている。計測用レール５
の外面側には傾斜板15が対称的に取り付けられている。
【００１１】さらに、ベース７には図示しない支持金具
を介して配管16がレールと直交方向に水平に取り付けら
れている。この配管16は、片側（図２で右側）の端部を
閉止され、他側（図２で左側）の端部は開口し、中間部
には受液部14とホース17ａを介して接続され、ベース部
９ｂの両側面に取り付けた受液部18とホース17ｂを介し
て接続されている。配管16の開口端は、ベース７に設置
したタンク19の片側に接続されている。このタンク19
は、ベース７に設置されたポンプ20の吸入口に接続さ
れ、ポンプ20の上部の吐出口には略Ｕ字状に曲げ加工さ
れた配管21が接続されている。この配管21は、各傾斜板
15の上部に開口する吐出管21ａを備えている。この吐出
管21ａは、計測用レール５の長手方向に沿って複数個が
配列されている。なお、タンク19には、黒色の水溶液で
ある液体25が貯溜され、ポンプ20で配管21に吐出され
る。
を介して配管16がレールと直交方向に水平に取り付けら
れている。この配管16は、片側（図２で右側）の端部を
閉止され、他側（図２で左側）の端部は開口し、中間部
には受液部14とホース17ａを介して接続され、ベース部
９ｂの両側面に取り付けた受液部18とホース17ｂを介し
て接続されている。配管16の開口端は、ベース７に設置
したタンク19の片側に接続されている。このタンク19
は、ベース７に設置されたポンプ20の吸入口に接続さ
れ、ポンプ20の上部の吐出口には略Ｕ字状に曲げ加工さ
れた配管21が接続されている。この配管21は、各傾斜板
15の上部に開口する吐出管21ａを備えている。この吐出
管21ａは、計測用レール５の長手方向に沿って複数個が
配列されている。なお、タンク19には、黒色の水溶液で
ある液体25が貯溜され、ポンプ20で配管21に吐出され
る。
【００１２】一方、図３で示すように計測用レール５の
外側の図１で示す車輪一周移動量の範囲内に、透過形光
電スイッチ30，31，32，33，34の投光部30ｂ，31ｂ，32
ｂ，33ｂと受光部30ａ，31ａ，32ａ，33ａを架台８に等
間隔で対称的に取り付ける。また、検出レール９の真下
には、透過形光電スイッチ30〜34に対応し、車輪一周移
動量の１／４＋適当量の範囲の撮像視野を有する４個の
電荷結合素子カメラ（以下、ＣＣＤカメラという。）35
ａ，36ａ，37ａ，38ａおよびＣＣＤカメラ35ｂ，36ｂ，
37ｂ，38ｂが上向きに対称的に等間隔に支柱12の上端の
支持板を介して上向きに取り付けられている。 さらに各
ＣＣＤカメラ35ａ，36ａ，37ａ，38ａの間には図１で示
す照明器39ａ，40ａ，41ａが、ＣＣＤカメラ35ｂ，36
ｂ，37ｂ，38ｂの間にも、照明器39ｂ，40ｂ，41ｂが支
柱12に支持された支持板に取り付けられている。ここ
で、ＣＣＤカメラ35ａ，36ａ，37ａ，38ａ，35ｂ，36
ｂ，37ｂ，38ｂは、焦点が計測用レール５の上面の位置
に合わせられている。
外側の図１で示す車輪一周移動量の範囲内に、透過形光
電スイッチ30，31，32，33，34の投光部30ｂ，31ｂ，32
ｂ，33ｂと受光部30ａ，31ａ，32ａ，33ａを架台８に等
間隔で対称的に取り付ける。また、検出レール９の真下
には、透過形光電スイッチ30〜34に対応し、車輪一周移
動量の１／４＋適当量の範囲の撮像視野を有する４個の
電荷結合素子カメラ（以下、ＣＣＤカメラという。）35
ａ，36ａ，37ａ，38ａおよびＣＣＤカメラ35ｂ，36ｂ，
37ｂ，38ｂが上向きに対称的に等間隔に支柱12の上端の
支持板を介して上向きに取り付けられている。 さらに各
ＣＣＤカメラ35ａ，36ａ，37ａ，38ａの間には図１で示
す照明器39ａ，40ａ，41ａが、ＣＣＤカメラ35ｂ，36
ｂ，37ｂ，38ｂの間にも、照明器39ｂ，40ｂ，41ｂが支
柱12に支持された支持板に取り付けられている。ここ
で、ＣＣＤカメラ35ａ，36ａ，37ａ，38ａ，35ｂ，36
ｂ，37ｂ，38ｂは、焦点が計測用レール５の上面の位置
に合わせられている。
【００１３】なお、図１において、符号42は透過形光電
スイッチ30，31，32，33，34の制御部、符号43はＣＣＤ
カメラ35ａ，36ａ，37ａ，38ａ，35ｂ，36ｂ，37ｂ，38
ｂの制御部、符号44は照明器39ａ，40ａ，41ａ，39ｂ，
40ｂ，41ｂの制御部、符号45は制御部43の画像信号と制
御部42のスイッチ信号に基づき画像処理する画像処理
部、符号46は制御部43の画像信号によるモニタＴＶを示
す。
スイッチ30，31，32，33，34の制御部、符号43はＣＣＤ
カメラ35ａ，36ａ，37ａ，38ａ，35ｂ，36ｂ，37ｂ，38
ｂの制御部、符号44は照明器39ａ，40ａ，41ａ，39ｂ，
40ｂ，41ｂの制御部、符号45は制御部43の画像信号と制
御部42のスイッチ信号に基づき画像処理する画像処理
部、符号46は制御部43の画像信号によるモニタＴＶを示
す。
【００１４】次に、以上のように構成された実施例の作
用を説明する。前車輪２が計測用レール５の上を走行す
ると、検出レール９は、ばね11で押し上げられているの
で、図４に示すように前車輪２に接触する。このとき、
有色の液体25は、ポンプ20により一定流量で傾斜板15に
流され計測用レール５上を一様な液厚で流れている。
用を説明する。前車輪２が計測用レール５の上を走行す
ると、検出レール９は、ばね11で押し上げられているの
で、図４に示すように前車輪２に接触する。このとき、
有色の液体25は、ポンプ20により一定流量で傾斜板15に
流され計測用レール５上を一様な液厚で流れている。
【００１５】そこで、車輪２と検出レール９が接触して
いる部分は液体25が車輪で両側に排除されるため、ＣＣ
Ｄカメラ35ａ，36ａ，37ａ，38ａ，35ｂ，36ｂ，37ｂ，
38ｂで下から撮像すると、車輪とレールが密着した接触
部分は照明器39ａ，40ａ，41ａ，39ｂ，40ｂ，41ｂの光
が車輪２の転道面で反射され明るく写り、その他の部分
は液体25が残るために暗く写る。
いる部分は液体25が車輪で両側に排除されるため、ＣＣ
Ｄカメラ35ａ，36ａ，37ａ，38ａ，35ｂ，36ｂ，37ｂ，
38ｂで下から撮像すると、車輪とレールが密着した接触
部分は照明器39ａ，40ａ，41ａ，39ｂ，40ｂ，41ｂの光
が車輪２の転道面で反射され明るく写り、その他の部分
は液体25が残るために暗く写る。
【００１６】ＣＣＤカメラ35ａ，35ｂの画像信号は、透
過形スイッチ30が動作してから透過形スイッチ31が動作
するまで入力し、ＣＣＤカメラ36ａ，36ｂの画像信号
は、透過形スイッチ31が動作してから透過形スイッチ32
が動作するまで入力し、ＣＣＤカメラ37ａ，37ｂの画像
信号は、透過形スイッチ32が動作してから透過形スイッ
チ33が動作するまで入力し、ＣＣＤカメラ38ａ，38ｂの
画像信号は、透過形スイッチ33が動作してから透過形ス
イッチ34が動作するまで入力すると、前車輪２の一周分
の接触状態の像を撮像することができる。後車輪３は、
前車輪２の近くに装着されてはいるが、前車輪２が透過
形スイッチ30を通過してから十分離れているので、後車
輪３についても同様にして接触状態を撮像することがで
きる。
過形スイッチ30が動作してから透過形スイッチ31が動作
するまで入力し、ＣＣＤカメラ36ａ，36ｂの画像信号
は、透過形スイッチ31が動作してから透過形スイッチ32
が動作するまで入力し、ＣＣＤカメラ37ａ，37ｂの画像
信号は、透過形スイッチ32が動作してから透過形スイッ
チ33が動作するまで入力し、ＣＣＤカメラ38ａ，38ｂの
画像信号は、透過形スイッチ33が動作してから透過形ス
イッチ34が動作するまで入力すると、前車輪２の一周分
の接触状態の像を撮像することができる。後車輪３は、
前車輪２の近くに装着されてはいるが、前車輪２が透過
形スイッチ30を通過してから十分離れているので、後車
輪３についても同様にして接触状態を撮像することがで
きる。
【００１７】車両の他の台車の車輪は、さらに遠く離れ
ているため、透過形スイッチ30，31，32，33，34の動作
状況から全ての車輪の接触状態を計測することができ
る。入力した画像信号は、画像処理部45で接触状態の像
を抽出し、寸法，特徴が計算される。
ているため、透過形スイッチ30，31，32，33，34の動作
状況から全ての車輪の接触状態を計測することができ
る。入力した画像信号は、画像処理部45で接触状態の像
を抽出し、寸法，特徴が計算される。
【００１８】したがって、以上のように構成することに
より、車輪２，３の表面が円筒形であれば、図４に示す
ように検出レール９との接触幅ａは小さく、モニタＴＶ
46にもこの小さい接触幅ａが表示される。ところが、車
輪２，３の表面が局部的に摩耗して平たくなっている
と、図５に示すように検出レール９との接触幅ａが大き
く、モニタＴＶ46にもこの広い接触幅ａが表示される。
より、車輪２，３の表面が円筒形であれば、図４に示す
ように検出レール９との接触幅ａは小さく、モニタＴＶ
46にもこの小さい接触幅ａが表示される。ところが、車
輪２，３の表面が局部的に摩耗して平たくなっている
と、図５に示すように検出レール９との接触幅ａが大き
く、モニタＴＶ46にもこの広い接触幅ａが表示される。
【００１９】そこで、画像処理装置で入力した車輪一周
分の図４及び図５で示す接触幅ａ寸法を計測すれば、従
来計測が困難であった車輪表面の局部的摩耗を車両を走
行させながら検査することができる。また、車輪２，３
に深いきずが生じた場合には、そこに有色液体25が入り
込んで接触部分の形状が分断されるので、その特徴から
検査することができる。
分の図４及び図５で示す接触幅ａ寸法を計測すれば、従
来計測が困難であった車輪表面の局部的摩耗を車両を走
行させながら検査することができる。また、車輪２，３
に深いきずが生じた場合には、そこに有色液体25が入り
込んで接触部分の形状が分断されるので、その特徴から
検査することができる。
【００２０】一方、吐出管21ａから供給された液体25
は、計測用レール５の溝５ａおよび架台８の平板部８ａ
の溝８ｂと検出レール９の突出部９ａとの隙間を流れて
受液部18に入りホース17ｂを介して配管16に流れ、架台
８の平板部８ａの受液部14からホース17ａを介して配管
16に流れ、配管16からタンク19に流れ込み、ポンプ20で
再び吐出管21ａに供給される。
は、計測用レール５の溝５ａおよび架台８の平板部８ａ
の溝８ｂと検出レール９の突出部９ａとの隙間を流れて
受液部18に入りホース17ｂを介して配管16に流れ、架台
８の平板部８ａの受液部14からホース17ａを介して配管
16に流れ、配管16からタンク19に流れ込み、ポンプ20で
再び吐出管21ａに供給される。
【００２１】なお、本発明は、上記した実施例に限定さ
れるものではなく、車輪によっては外周が傾斜している
ものもあるので、図６に示すように検出レール50の突出
部50ａの上面を小さな曲面にして図４および図５に示す
接触幅ａを計測する位置を明確にするようにしてもよ
い。
れるものではなく、車輪によっては外周が傾斜している
ものもあるので、図６に示すように検出レール50の突出
部50ａの上面を小さな曲面にして図４および図５に示す
接触幅ａを計測する位置を明確にするようにしてもよ
い。
【００２２】また、画像処理部45において、高度の処理
を行うのであれば、検出レール９および液体25を用いる
ことなく、計測用レール５の溝５ａを介してＣＣＤカメ
ラ35〜38で車輪２，３の外周を直接撮像し、その画像か
ら局部的摩耗を計測することも可能である。
を行うのであれば、検出レール９および液体25を用いる
ことなく、計測用レール５の溝５ａを介してＣＣＤカメ
ラ35〜38で車輪２，３の外周を直接撮像し、その画像か
ら局部的摩耗を計測することも可能である。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、車
輪一周移動量に相当する検出用レールに車輪を導いて走
行させ、検出用レールの下方から車輪の外周を車輪撮像
装置で撮像して摩耗状態やきずを検査するようにしてい
るので、安全で、信頼性の高い車輪検査装置を提供する
ことができる。
輪一周移動量に相当する検出用レールに車輪を導いて走
行させ、検出用レールの下方から車輪の外周を車輪撮像
装置で撮像して摩耗状態やきずを検査するようにしてい
るので、安全で、信頼性の高い車輪検査装置を提供する
ことができる。
【図１】本発明の一実施例を軌道に沿って切断した断面
図。
図。
【図２】本発明の一実施例を軌道と直交する方向から見
た正面図。
た正面図。
【図３】図１の台車と車輪を除く平面図。
【図４】本発明の一実施例の作用を示す説明図。
【図５】本発明の一実施例の図４と異なる作用を示す説
明図。
明図。
【図６】本発明の他の実施例に用いる検出レールの側面
図。
図。
１…台車、２，３…車輪、４…レール、５…計測用レー
ル、５ａ…溝、８…架台、９…検出レール、14，18…受
液部、16，21…配管、20…ポンプ、25…液体、30〜34…
透過形光電スイッチ、30ａ〜34ａ…受光部、31ｂ〜34ｂ
…投光部、35ａ〜38ａ，35ｂ〜38ｂ…電荷結合素子カメ
ラ（ＣＣＤカメラ）、39ａ〜41ａ，39ｂ〜41ｂ…照明
器、42，43，44…制御部、45…画像処理部、46…モニタ
ＴＶ。
ル、５ａ…溝、８…架台、９…検出レール、14，18…受
液部、16，21…配管、20…ポンプ、25…液体、30〜34…
透過形光電スイッチ、30ａ〜34ａ…受光部、31ｂ〜34ｂ
…投光部、35ａ〜38ａ，35ｂ〜38ｂ…電荷結合素子カメ
ラ（ＣＣＤカメラ）、39ａ〜41ａ，39ｂ〜41ｂ…照明
器、42，43，44…制御部、45…画像処理部、46…モニタ
ＴＶ。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01B 21/00 - 21/32 G01N 21/84 - 21/958 B61K 9/12
Claims (2)
- 【請求項１】 片側の転動面に遮光液が供給される透明
な検出用レールと、この検出用レールの他側に長手方向
に配置され前記車輪の転動面を撮像する複数の撮像カメ
ラと、前記検出用レールを挟んで車輪一周転動長さの範
囲に設けられ前記車輪の通過を検出する複数の車輪通過
検出器と、前記撮像カメラと前記車輪通過検出器の検出
信号が入力され前記車輪一周転動長さの範囲を通過した
前記車輪の転動面の画像を表示する画像処理装置とを備
えた車輪検査装置。 - 【請求項２】 前記検出用レールが嵌合する溝が形成さ
れた計測用レールと、前記検出用レールの他側から前記
車輪の転動面を照光する照明具とを備えた請求項１記載
の車輪検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4233995A JP3064689B2 (ja) | 1992-09-02 | 1992-09-02 | 車輪検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4233995A JP3064689B2 (ja) | 1992-09-02 | 1992-09-02 | 車輪検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06186008A JPH06186008A (ja) | 1994-07-08 |
| JP3064689B2 true JP3064689B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=16963904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4233995A Expired - Fee Related JP3064689B2 (ja) | 1992-09-02 | 1992-09-02 | 車輪検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3064689B2 (ja) |
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1992
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