JP5117362B2 - カメラ旋回装置の熱冷却構造 - Google Patents

Description

本発明は、屋外仕様により密閉され、発熱する発熱部材にファンによって風を直接送り、送風により筐体内部の熱を効率よく攪拌させ、筐体の熱伝導を用いて外部に放熱させるように構成したカメラ旋回装置の熱冷却構造に関する。

一般に、雲台に固定されるカメラ旋回装置の筐体は、屋外環境に設置されることを前提としており、そのために防水構造となっている。この筐体の内部には、例えばカメラのための電源と、カメラをパン方向に回動させるパン旋回用のパンモータと、カメラをチルト方向に回動させるチルト旋回用のチルトモータとが配設されている。電源とパンモータとチルトモータとは、熱を発生する発熱部材である。また筐体の内部には、この発熱部材から発生する熱を筐体内で攪拌するファンが配設されている。ファンが送風によって熱を攪拌することで、発熱部材以外の部品（例えば電子部品と電気部品と制御基板）への熱による影響が低減する。

例えば図６は、ファン１０１によって発熱部材である電源１０２を冷却し、発熱部材から発生する熱を筐体１０３内で攪拌する従来のカメラ旋回装置１００における熱冷却構造を示す図である。この熱冷却構造は、筐体１０３上部に配設されたファン１０１によって、発熱部材である電源１０２と、電源１０２によって発熱し筐体１０３に蓄積した熱とに直接送風し、蓄積した熱を筐体１０３内にて攪拌し、電源１０２を冷却している。

また例えば特許文献１には、開口を有する外壁を有するハウジングと、開口をおおって配置される観察用半球状体と、ハウジングに支持されるビデオカメラと、囲い内部に実質的な停滞区域のない単一指向性空気流パターンを設定すると共に囲い内から外へ連続的に消散させるために熱エネルギーを有効に伝える、第１及び第２ファンとを含むビデオ監視システム用屋外囲いが開示されている。

また例えば特許文献２には、撮像装置のジンバルの二重化を可能にできるとともに、大きな消費電力に対応可能な放熱量を確保でき、かつ、航空機への搭載という特有の条件をも満足し得る撮像装置の放熱構造が開示されている。
特表２００３−５２７７５８号公報 特開２００７−６３９４号公報

上述した図６に示す熱冷却構造は、ファン１０１によって電源１０２へ直接送風し、蓄積した熱を攪拌し、電源１０２を冷却している。しかしながらファン１０１によって送られる風は、筐体１０３下部へ流れにくく、筐体１０３内部にて熱を攪拌しにくい。そのため、風によって生じる対流による冷却効率が低下してしまい、筐体１０３外部への熱伝導効率が低くなり、筐体１０３の上部と下部とでは温度差が生じてしまう。

よって電源１０２よりも筐体１０３の下方に配設された発熱部材であるパンモータ１０４とチルトモータ１０５と、筐体１０３下部に配設された電気部品と電子部品と基板とからなる構成部品１０６とは、冷却されず、自身が発生する熱や電源１０２によって発生する熱により高温となり、寿命の低下といった影響が生じる。

また上述したように冷却が行われず、また筐体１０３外部への熱伝導効率が低いと、例えば電源１０２とパンモータ１０４とチルトモータと１０５とのように熱を発生する発熱部材には、自身が発生させる熱により、寿命の低下といった影響が生じる。

そのため本発明は、上記事情に鑑み、筐体内部における熱を攪拌でき、風の対流による冷却効率を向上させ、筐体外部への熱伝導効率を向上させて、筐体内部の温度上昇を低減することができるカメラ旋回装置の熱冷却構造を提供することを目的とする。

本発明は目的を達成するために、防水のための密閉構造の筐体と、前記筐体と一体で、前記筐体を固定するための雲台と、前記筐体の背面に搭載されている撮影装置とを有し、屋外、または屋外に準ずる環境に設置されるカメラ旋回装置の熱冷却構造であって、前記筐体は、前記筐体の上部側且つ前記筐体の幅方向における前記筐体の中央側に配設され、前記撮影装置をチルト方向に回動させるチルトモータと、前記筐体の前面側且つ前記筐体の幅方向における前記筐体の左側に配設され、前記撮影装置のための撮影用電源と、前記筐体の前面側且つ前記筐体の高さ方向において前記撮影用電源に対向して前記撮影用電源の上方に配設され、前記撮影用電源に向かって送風する第１のファンと、前記筐体の背面側且つ前記筐体の幅方向における前記筐体の右側に配設され、前記撮影装置をパン方向に回動させるパンモータと、前記筐体の背面側且つ前記筐体の高さ方向において前記パンモータに対向して前記パンモータの上方に配設され、前記パンモータに向かって送風する第２のファンと、前記筐体の背面側且つ前記筐体の幅方向における前記筐体の左側に配設され、前記第１のファンと前記第２のファンと前記チルトモータと前記パンモータとのための筐体用電源と、を具備し、前記第２のファンは、前記筐体の背面側において、前記第２のファンから送られる風が前記パンモータから前記筐体の下部を介して前記筐体用電源に向かって前記筐体の上方へと時計回りに流れるように、前記パンモータに向かって前記筐体の下方に向けて送風し、前記第１のファンは、前記筐体の前面側において、前記第１のファンから送られる風が前記撮影用電源から前記筐体の下部を介して前記筐体の上方へと反時計回りに流れるように、前記撮影用電源に向かって前記筐体の下方に向けて送風し、前記チルトモータは、前記第１のファンによる送風と前記第２のファンによる送風とによって形成される逆向きの２つの対流が前記筐体内部における熱を攪拌することで、冷却されることを特徴とするカメラ旋回装置の熱冷却構造を提供する。

本発明によれば、筐体内部における熱を攪拌でき、風の対流による冷却効率を向上させ、筐体外部への熱伝導効率を向上させて、筐体内部の温度上昇を低減することができるカメラ旋回装置の熱冷却構造を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は、本実施形態におけるカメラ旋回装置の熱冷却構造の斜視図である。図２は、カメラ旋回装置の熱冷却構造の分解斜視図である。図３は、本実施形態におけるカメラ旋回装置の熱冷却構造の正面図である。図４Ａは、図３に示すＡ−Ａ線における矢印α側から見たカメラ旋回装置の熱冷却構造の側面図である。図４Ｂは、図３に示すＡ−Ａ線における矢印β側から見たカメラ旋回装置の熱冷却構造の側面図である。図５Ａは、カメラ旋回装置の熱冷却構造を斜めから見た状態における風Ａ，Ｂの流れを示す概略斜視図である。図５Ｂは、カメラ旋回装置を前面側から見た際に、前面側連通部を通じてファン３３から電源３５と筐体の下部とを介して筐体の上方へと流れる風Ｂの流通状態を示す図である。図５Ｃは、カメラ旋回装置を背面側から見た際に、背面側連通部を通じてファン２３からパンモータとから筐体１０の下部とを介して電源３４に向って筐体１０の上方へと流れる風Ａの流通状態を示す図である。図５Ｄは、カメラ旋回装置の熱冷却構造を上面から見た状態における風Ａ，Ｂの流れを示す図である。なお図５Ａ乃至図５Ｄにおいて、他の図に示す構成部材の一部の図示を省略し、または簡略に記載している。

カメラ旋回装置１は、屋外、または屋外に準ずる環境に設置される。図１に示すようにカメラ旋回装置１は、防水のための密閉構造の筐体１０と、例えばカメラ旋回装置１を例えば三脚等に固定するための雲台５０と、筐体１０の背面に搭載されているカメラ等の撮影装置７０とを有している。筐体１０と雲台５０とは、一体である。

図１と図２とに示すように筐体１０は、撮影装置７０をパン（左右）方向に回動させるパンモータ２１と、撮影装置７０をチルト（上下）方向に回動させるチルトモータ３１とを有している。パンモータ２１とチルトモータ３１とが回動することで、撮影装置７０は所望の方向に向けて回動する。パンモータ２１とチルトモータ３１とは、撮影装置７０を所望の方向に向けて回動させる駆動源である。

図２に示すようにパンモータ２１は、筐体１０の高さ方向における筐体１０の中央側且つ筐体１０の幅方向における筐体１０の右側に配設されている。またパンモータ２１は、筐体１０の長さ方向において、筐体１０の背面側（撮影装置７０側）に配設されている。このパンモータ２１の下方には、筐体１０の背面側から筐体１０の前面側（図１において、図の奥側から手前側）に向けて電子部品と電気部品とからなる筐体１０の構成部品１１が配設されている。

図１と図２とに示すようにチルトモータ３１は、筐体１０の高さ方向における筐体１０の上側部且つ筐体１０の幅方向における筐体１０の中央側に配設されている。チルトモータ３１の下方には、例えばカメラを回動させるケーブルをガイドするケーブルガイドと、ロータリーエンコーダと、電子部品と、電気部品と、からなる筐体１０の構成部品１２が配設されている。構成部品１２は、筐体１０の高さ方向に沿って、筐体１０の中央側に配設されている。

図２に示すようにパンモータ２１の上側と、パンモータ２１の前面側と、構成部品１１の前面側とには、Ｌ字形状のスペース２２が配設されている。スペース２２には、ファン２３と、ファン２３が配設されているＬ字形状の基板２４とが配設されている。ファン２３は、筐体１０の背面側に配設されている。またファン２３は、筐体１０の高さ方向においてパンモータ２１に対向して、パンモータ２１の上方に配設されている。ファン２３は、パンモータ２１に向って直接送風する、つまり筐体１０の下方に向けて送風する。また基板２４の大部分は、筐体１０の前面側に配設されている。

図２に示すように筐体１０の幅方向におけるチルトモータ３１と構成部品１２との左側には、スペース３２が配設されている。スペース３２には、筐体１０における構成部品１１，１２とパンモータ２１とチルトモータ３１とファン２３，３３とのための筐体用電源である電源３４と、撮影装置７０のための撮影用電源である電源３５と、ファン３３とが基板３６に配設された状態で配設されている。

ファン３３は、筐体１０の前面側に配設されている。またファン３３は、筐体１０の高さ方向において電源３５に対向して、電源３５の上方に配設されている。ファン３３は、電源３５に向って直接送風する、つまり筐体１０の下方に向けて送風する。

電源３４は、筐体１０の背面側且つ筐体１０の幅方向における筐体１０の左側に配設されている。

電源３５は、筐体１０の幅方向において構成部品１２に対向して配設され、筐体１０の前面側且つ筐体１０の幅方向における筐体１０の左側に配設されている。電源３５は、防水のためにカバー３７によって保護されている。電源３５は、筐体１０の高さ方向においてファン３３に対向して、ファン３３の下方に配設されている。

筐体１０内部の配設位置関係をまとめると、筐体１０の背面側にはファン２３とパンモータ２１と電源３４とが配設され、筐体１０の前面側にはファン３３と電源３５と基板２４とが配設されている。またファン２３は、パンモータ２１の上方に配設されている。またファン３３は、電源３５の上方に配設されている。

また図１乃至図５Ｄに示すように筐体１０は、ファン２３から送られた風Ａが図５Ｃに示すようにパンモータ２１と電源３４とチルトモータ３１とに流れるように、ファン２３からパンモータ２１と電源３４とを介してチルトモータ３１までに連通している背面側連通部１４と、ファン３３から送られた風Ｂが図５Ｂに示すように電源３５と基板２４とチルトモータ３１とに流れるように、ファン３３から電源３５とを介してチルトモータ３１までに連通している前面側連通部１５とを有している。

背面側連通部１４は、筐体１０の背面側に配設されており、またファン２３からパンモータ２１を介して筐体１０の下部（構成部品１１）に向って筐体１０の下方へと配設され、筐体１０の下部から構成部品１２の下方を介して電源３４へと筐体１０の上方へと配設され、さらにチルトモータ３１にまで配設されている。

また前面側連通部１５は、筐体１０の前面側に配設されており、ファン３３から電源３５を介して筐体１０の下部に向って筐体１０の下方へと配設され、筐体１０の下部から構成部品１２の下方を介して基板２４へと筐体１０の上方へと配設され、さらにチルトモータ３１にまで配設されている。

背面側連通部１４は筐体１０の背面側に配設され、前面側連通部１５は筐体１０の前面側に配設されているために、背面側連通部１４と前面側連通部１５とは、ぶつかり合うことはない。

パンモータ２１と電源３４とは、駆動した際に熱を発生する筐体１０の背面側の発熱部材である。また電源３５は、駆動した際に熱を発生する筐体１０の前面側の発熱部材である。またチルトモータ３１は、駆動した際に熱を発生する筐体１０の上部側の発熱部材である。

次に図４Ａと図４Ｂと図５Ａと図５Ｂと図５Ｃと図５Ｄとを参照してファン２３，３３によるカメラ旋回装置１の熱冷却構造について説明する。
ファン２３は、パンモータ２１と電源３４とを冷却するためにパンモータ２１に向って送風する。ファン２３から送られた風Ａは、筐体１０の背面側において、背面側連通部１４を通じて、パンモータ２１から筐体１０の下部に向って筐体１０の下方へと流れ、筐体１０の下部から電源３４へと筐体１０の上方に流れる。

このようにファン２３は、筐体１０の背面側において、ファン２３から送られる風Ａが図５Ａに示すようにパンモータ２１から筐体１０の下部を介して電源３４に向って筐体１０の上方へと時計回りに流れるように、パンモータ２１に向って筐体１０の下方に向けて送風する。時計回りとは、前面側から見た状態を示す。

これにより熱を発生するパンモータ２１と電源３４とは、ファン２３から送られた風Ａによって冷却される。

またファン３３は、電源３５と基板２４とを冷却するために電源３５に向って送風する。ファン３３における風Ｂは、筐体１０の前面側において、電源３５から筐体１０の下部に向って筐体１０の下方へと流れ、筐体１０の下部から基板２４へと筐体１０の上方へと流れる。

このようにファン３３は、筐体１０の前面側において、ファン３３から送られる風Ｂが電源３５から筐体１０の下部を介して基板２４と筐体１０の上方とに反時計回りに流れるように、前記撮影用電源に向かって筐体１０の下方に向けて送風する。反時計回りとは、前面側から見た状態を示す。

これにより熱を発生する電源３５と基板２４とは、ファン３３から送られた風Ｂによって冷却される。

このようにファン２３における風Ａの流れとファン３３における風Ｂの流れとは、逆向きである。また背面側連通部１４と前面側連通部１５との配設位置関係によって、ファン２３における風Ａは筐体１０の背面側に流れ、ファン３３における風Ｂは筐体１０の前面側に流れる。そのため、ファン２３における風Ａとファン３３における風Ｂとは、ぶつかり合うことはない。これにより筐体１０内部には、２つの向きの異なる（逆向きの）風が流れる。結果として、筐体１０内部には、筐体１０の前面側と背面側とにおいて、逆向きの対流が形成される。

筐体１０の上部側の発熱部材であるチルトモータ３１によって発生した熱は、筐体１０の上部に蓄積される。上述したように対流が形成されると、筐体１０の上部を含む筐体１０内部における熱は対流によって筐体１０内部にて攪拌される。よって筐体１０の上部に蓄積された熱は筐体１０の下部に移動し、筐体１０内部の温度が均一化する。これによりチルトモータ３１は冷却される。このように発熱部材への冷却効率は、風Ａ，Ｂの対流によって向上する。

このようにチルトモータ３１は、ファン２３による送風とファン３３による送風とによって形成される逆向きの２つの対流が筐体１０内部における熱を攪拌することで、冷却される。またカメラ旋回装置１は、ファン２３における風Ａとファン３３における風Ｂとによって形成される逆向きの２つの対流によって筐体１０内部における熱を攪拌し、筐体１０内部の温度を均一化する。

次に本実施形態におけるカメラ旋回装置１における冷却方法（発熱部材への冷却方法）について説明する。
カメラ旋回装置１が起動し、パン方向またはチルト方向との少なくとも一方に向けて回動し、撮影装置７０が起動すると、発熱部材であるパンモータ２１とチルトモータ３１と電源３４，３５とは、駆動し、熱を発生する。発生した熱は、筐体１０の内部に蓄積される。

このときファン２３は、パンモータ２１に向って直接送風し、パンモータ２１を冷却する。ファン２３から送られた風Ａは、筐体１０の背面側において、背面側連通部１４を通じて、パンモータ２１から筐体１０の下部に向って筐体１０の下方へと流れ、筐体１０の下部から電源３４へと筐体１０の上方へと流れる。これにより電源３４は、冷却される。このようにファン３３における風Ｂは、筐体１０の背面側において筐体１０内部を時計回りに流れる。

またファン３３は、電源３５に向って直接送風し、電源３５を冷却する。ファン３３から送られた風Ｂは、筐体１０の前面側において、前面側連通部１５を通じて、電源３５から筐体１０の下部に向って筐体１０の下方へと流れ、筐体１０の下部から基板２４へと筐体１０の上方へと流れる。これにより基板２４は、冷却される。またファン３３における風Ｂは、ファン２３における風Ａとぶつかり合うことなく、筐体１０内部を反時計回りに流れる。

ファン２３，３３が送風すると、筐体１０内部には、筐体１０の前面側と背面側とにおいて、逆向きの対流が形成される。対流が形成されると、筐体１０の内部における熱は対流によって攪拌される。これによりチルトモータ３１によって発生し、筐体１０の上部に蓄積された熱は筐体１０の下部に移動し、筐体１０内部の温度が均一化する。つまり筐体１０の上部と筐体１０の下部とでは、対流によって、発熱部材から発生する熱による温度差が生じることが防止され、温度が均一化する。これによりチルトモータ３１は、冷却される。

また筐体１０の内部の温度は一定となり、温度上昇は低減される。また対流が発生することで熱冷却効率が向上し、筐体１０の外部への熱伝導効率が向上する。

このように本実施形態では、筐体１０の背面側の発熱部材であるパンモータ２１と電源３４とをファン２３によって直接送風して冷却し、また筐体１０の前面側の発熱部材である電源３５をファン３３によって直接送風して冷却する。また本実施形態では、ファン２３，３３によって筐体１０の前面側と背面側とにおいて逆向きの対流を形成し、筐体１０に蓄積された熱を攪拌する。これにより本実施形態では、筐体１０の上部側の発熱部材であるチルトモータ３１を冷却する。

このように本実施形態では、対流によって筐体１０内部における熱を攪拌でき、対流によって冷却効率を向上させ、筐体１０外部への熱伝導効率を向上させて、筐体１０内部の温度上昇を低減することができる。

また本実施形態では、ファン２３，３３の風Ａ，Ｂの向きを筐体１０の下方に向け、パンモータ２１とスペース２２，３２と基板２４と電源３４，３５と基板３６と背面側連通部１４と前面側連通部１５との配設位置関係から、筐体１０下部に容易に送風することができる。また本実施形態では、逆向きの対流によって容易に筐体１０内部にて熱を攪拌することができ、筐体１０内部の熱を筐体１０全体に行き届くようにすることができる。これらにより本実施形態では、冷却効率を向上でき、筐体１０外部への熱伝導効率が高くできる（外部に効率よく放熱できる）。また本実施形態では、筐体１０の上部と下部とにおいて温度差が生じることを防止することができ、筐体１０内部の温度上昇を低減することができ、筐体１０内部の温度を一定にすることができる。

また本実施形態では、上述したように筐体１０内部の温度を一定にすることができるために、電子部品と電気部品と発熱部材との寿命を延ばすことができ、製品の信頼性を向上させることができる。

本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。

図１は、カメラ旋回装置の熱冷却構造の斜視図である。 図２は、カメラ旋回装置の熱冷却構造の分解斜視図である。 図３は、カメラ旋回装置の熱冷却構造の正面図である。 図４Ａは、図３に示すＡ−Ａ線における矢印α側から見たカメラ旋回装置の熱冷却構造の側面図である。 図４Ｂは、図３に示すＡ−Ａ線における矢印β側から見たカメラ旋回装置の熱冷却構造の側面図である。 図５Ａは、カメラ旋回装置の熱冷却構造を斜めから見た状態における風Ａ，Ｂの流れを示す概略斜視図である。 図５Ｂは、カメラ旋回装置を前面側から見た際に、前面側連通部を通じてファン３３から電源３５と筐体の下部とを介して筐体の上方へと流れる風Ｂの流通状態を示す図である。 図５Ｃは、カメラ旋回装置を背面側から見た際に、背面側連通部を通じてファン２３からパンモータとから筐体１０の下部とを介して電源３４に向って筐体１０の上方へと流れる風Ａの流通状態を示す図である。 図５Ｄは、カメラ旋回装置の熱冷却構造を上面から見た状態における風Ａ，Ｂの流れを示す図である。 図６は、従来のカメラ旋回装置における熱冷却構造を示す図である。

符号の説明

１…カメラ旋回装置、１０…筐体、１１，１２…構成部品、１４…背面側連通部、１５…前面側連通部、２１…パンモータ、２２…スペース、２３…ファン、２４…基板、３１…チルトモータ、３２…スペース、３３…ファン、３４，３５…電源、３６…基板、３７…カバー、５０…雲台、７０…撮影装置。

Claims (2)

1. 防水のための密閉構造の筐体と、前記筐体の背面に搭載されている撮影装置とを有し、屋外、または屋外に準ずる環境に設置されるカメラ旋回装置の熱冷却構造であって、
   前記筐体は、
   前記筐体の上部側且つ前記筐体の中央側に配設され、前記撮影装置をチルト方向に回動させるチルトモータと、
   前記筐体の前面側且つ前記筐体の左側に配設され、前記撮影装置のための撮影用電源と、
   前記筐体の前面側且つ前記撮影用電源の上方に配設され、前記撮影用電源に向かって送風する第１のファンと、
   前記筐体の背面側且つ前記筐体の右側に配設され、前記撮影装置をパン方向に回動させるパンモータと、
   前記筐体の背面側且つ前記パンモータに対向して前記パンモータの上方に配設され、前記パンモータに向かって送風する第２のファンと、
   前記筐体の背面側且つ前記筐体の左側に配設され、前記第１のファンと前記第２のファンと前記チルトモータと前記パンモータのための筐体用電源と、
   を具備し、
   前記撮影用電源を前記第１のファンによって直接送風して冷却し、前記パンモータと前記筐体用電源を前記第２のファンによって直接送風して冷却すると共に、前記第１のファンと前記第２のファンによって前記筐体の前面側と背面側とにおいて逆向きの対流を形成し、前記筐体に蓄積された熱を攪拌することを特徴とするカメラ旋回装置の熱冷却構造。
2. 防水のための密閉構造の筐体と、前記筐体と一体で、前記筐体を固定するための雲台と、前記筐体の背面に搭載されている撮影装置とを有し、屋外、または屋外に準ずる環境に設置されるカメラ旋回装置の熱冷却構造であって、
   前記筐体は、
   前記筐体の上部側且つ前記筐体の幅方向における前記筐体の中央側に配設され、前記撮影装置をチルト方向に回動させるチルトモータと、
   前記筐体の前面側且つ前記筐体の幅方向における前記筐体の左側に配設され、前記撮影装置のための撮影用電源と、
   前記筐体の前面側且つ前記筐体の高さ方向において前記撮影用電源に対向して前記撮影用電源の上方に配設され、前記撮影用電源に向かって送風する第１のファンと、
   前記筐体の背面側且つ前記筐体の幅方向における前記筐体の右側に配設され、前記撮影装置をパン方向に回動させるパンモータと、
   前記筐体の背面側且つ前記筐体の高さ方向において前記パンモータに対向して前記パンモータの上方に配設され、前記パンモータに向かって送風する第２のファンと、
   前記筐体の背面側且つ前記筐体の幅方向における前記筐体の左側に配設され、前記第１のファンと前記第２のファンと前記チルトモータと前記パンモータとのための筐体用電源と、
   を具備し、
   前記第２のファンは、前記筐体の背面側において、前記第２のファンから送られる風が前記パンモータから前記筐体の下部を介して前記筐体用電源に向かって前記筐体の上方へと時計回りに流れるように、前記パンモータに向かって前記筐体の下方に向けて送風し、
   前記第１のファンは、前記筐体の前面側において、前記第１のファンから送られる風が前記撮影用電源から前記筐体の下部を介して前記筐体の上方へと反時計回りに流れるように、前記撮影用電源に向かって前記筐体の下方に向けて送風し、
   前記チルトモータは、前記第１のファンによる送風と前記第２のファンによる送風とによって形成される逆向きの２つの対流が前記筐体内部における熱を攪拌することで、冷却されることを特徴とするカメラ旋回装置の熱冷却構造。
   

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