JP5850085B2 - 支持部材の取付構造、及び太陽電池パネルを含む外装構造 - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池パネル等の外設部材を直接的又は間接的に設置する支持部材を極めて容易に取り付けることができる支持部材の取付構造、及び太陽電池パネルを含む外装構造に関する。

近年、既存屋根上に太陽電池パネル等を設置する場合、縦方向、横方向或いは両方に桟部材を配して各種パネルを取り付けるものが提案されている（特許文献１）。
この特許文献１に記載の固定構造は、支持部材１０に桟部材２０を固定する際に、支持部材１０の対向する一対の支持片１３，１３に、縦長の支持孔１５が設けられ、この支持片１３，１３間に、側面に横向き溝（第一保持部２１）を備える桟部材２０を配設した状態で、ボルト２７を横向き溝２１内のナット２５に締着して固定する構造である。

特開２０１０−２６１２５７号公報

しかしながら、前記特許文献１には、以下のような課題があった。
支持部材１０と桟部材２０との固定が、ボルト２７とナット２５との締着によって行われており、しかも屋根上でナット２５を所定位置に配する作業を行わなければならず、非常に手間がかかるものであった。即ち支持部材１０の支持片１３，１３間に桟部材２０を配した後に、側方からボルト２７を臨ませ、桟部材２０の横向き溝２１内のナット２５に取り付けなければならず、面倒であると共にボルト２７・ナット２５の落下等も生じやすかった。
また、特にナット２５を適正位置に配する作業は、桟部材２０内部（横向き溝２１内）という極めて小さな空間での作業となるため、特殊な部材を必要としていた。前記特許文献１の場合、ナット２５に操作部２５ａと称される棒材が取り付けられている。

そこで、本発明者らは、太陽電池パネル等の外設部材を直接的又は間接的に設置する支持部材を極めて容易に取り付けることができる支持部材の取付構造、及び太陽電池パネルを含む外装構造を提案することを目的とする。

本発明は、上記に鑑み提案されたものであって、対向する側壁を有する固定部材と、締着部材の大径部を収納し、且つ締着部材をスライド可能に保持する溝部を有する支持部材とからなる支持部材の取付構造であって、前記固定部材は、下地に固定する固定部と、該固定部から立ち上がる側壁と、上方への規制手段として、支持部材を包持する折曲部を有し、前記側壁には水上側に向かって開口する長孔溝が形成され、該長孔溝は前記折曲部より上方に設けられ、前記支持部材は、前記固定部材の側壁間に配設され、前記側壁の内側に沿う側面に溝部が形成され、支持部材の溝部に、締着部材の大径部を収納した状態で、水上側から固定部材に取り付け可能であることを特徴とする支持部材の取付構造に関するものである。

また、本発明は、前記取付構造において、締着部材は、予め緩く連結されたボルトとナットであることを特徴とする支持部材の取付構造をも提案する。

また、本発明は、前記取付構造において、レベル調整手段を備えることを特徴とする支持部材の取付構造をも提案する。

さらに、本発明は、前記取付構造により固定された支持部材に直接的に又は桟部材を介して間接的に太陽電池パネルを固定してなることを特徴とする太陽電池パネルを含む外装構造をも提案するものである。

本発明の支持部材の取付構造は、締着部材の大径部を支持部材の溝部に収納した状態で固定部材に水上側から取り付け可能であり、しかも締着部材は溝部内をスライド可能（相対的に支持部材の位置調整が可能）であるため、任意の位置に調整して締着することができる。なお、この締着部材としては、汎用のボルトを用いることができる。
特に締着部材として、予め緩くナットを連結しておくことにより、固定部材に水上側から取り付けて速やかに締着することができる。
したがって、前述の従来の固定構造に比べて面倒な手間を必要とすることもなく、部材の落下等も生じ難く、特殊な構成のナットを用いる必要もなく、極めて容易に太陽電池パネルを直接的又は間接的に設置する支持部材を取り付けることができる。
また、支持部材と固定部材が、上方への規制手段を有して組み付けられているので、固定部材と支持部材との取付強度が向上し、支持部材の上方への持ち上がりを防止することができる。
また、固定部材の側壁が、支持部材を包持する折曲部を有するので、この構成自体が前記規制手段の一態様となるばかりでなく、傾斜状の側壁に長孔溝を設けることで締着作業をより容易に行うことができる。

また、レベル調整手段を備える場合、太陽電池パネル等の外設部材を敷設する際にレベル調整をする必要が無く、そのために部材や時間を必要とすることなく、容易に太陽電池パネル等の外設部材を敷設することができる。

さらに、前記支持部材の取付構造を用いた本発明の外装構造は、極めて容易に支持部材を取り付けることができ、しかも面倒なレベル調整も必要としないので、極めて容易に太陽電池パネルを設置することができるものである。

（ａ）本発明の支持部材の取付構造を用いた外装構造の一実施例（第１実施例）の取付手順を示す斜視図、（ｂ）それに用いた固定部材のシーリングを示す斜視図及び平面図、（ｃ）それに用いた固定部材の拡大断面図、（ｄ）それに用いた支持部材の拡大断面図である。 第１実施例の外装構造の一般部を示す分解斜視図である。 （ａ）第１実施例の外装構造の水下側（軒先納め）を示す分解斜視図、（ｂ）水上側（頂部納め）を示す分解斜視図である。 第１実施例の外装構造の一般部を示す側断面図である。 （ａ）第１実施例の外装構造の一般部を示す正断面図、（ｂ）用いた桟部材の拡大断面図である。 固定部材の調整部の役割を説明する側断面図である。 （ａ）本発明における固定部材のバリエーションを示す斜視図であり、第１実施例における固定部材を示す斜視図、（ｂ）他の一実施例における固定部材を示す斜視図、（ｃ）参考例における固定部材を示す斜視図、（ｄ）参考例における固定部材を示す斜視図である。

本発明の支持部材の取付構造は、対向する側壁を有する固定部材と、締着部材の大径部を収納し、且つ締着部材をスライド可能に保持する溝部を有する支持部材とからなる。

本発明における下地は、既存屋根を含む太陽電池パネル等の外設部材を固定する取付対象を指し、既存屋根についても特にその構成を限定するものではなく、後述する図示実施例ではスレート等の表面が平坦状の下地であるが、和がわら、洋瓦等の波形状の下地に対しては、平坦状となるスペーサを介して固定してもよい。

前記固定部材は、前記下地に固定する固定部と、この固定部から立ち上がる左右一対の側壁と、を有する構成であり、前記側壁には水上側に向かって開口する長孔溝が形成される。また、この固定部材は、一部材からなるものであっても、複数部材から構成されるものであってもよい。

前記側壁は、鉛直状でもよいし、支持部材を包持する内側への傾斜部分である折曲部を有する構成でもよい。後者の場合には、上方への持ち上がりを防止する規制手段の役割を果たすばかりでなく、傾斜状の側壁に長孔溝を設ける（但し、支持部材の溝部が側方でなくやや上方を向くと想定して）ことで締着作業をより容易に行うことができる。

前記長孔溝は、水上側に向かって開口しており、後述する支持部材の溝部に大径部が収容された状態の締着部材（大径部を除く部分）が遊嵌可能である。前述のように締着部材としては汎用のボルトを用いることができるので、この場合には頭部が大径部であり、雄ねじ部分が長孔溝に遊嵌する。

前記支持部材は、前述の溝部を有する構成である。また、この支持部材は、前記固定部材の側壁間に配設されて取り付けられるものであり、取付状態において前記固定部材の側壁の内側に沿う側面に溝部が形成される。したがって、この支持部材の幅は前記固定部材の側壁間より僅かに小さく形成され、溝部は、側方が開放する構成である。

支持部材に関し、上記以外の構成については特に限定するものではなく、例えば流れ方向に連続する長尺材（連続材）を用いてもよいし、所定間隔にて比較的短尺な支持部材を複数配設するようにしてもよい。
特に後者の場合、後述する図示実施例のように流れ方向に沿って、少なくとも水下（軒側）、水上（棟側）が間隔を介して分割状（非連続状）に配するようにしてもよい。その場合、配設位置の微調整を行っても、他の支持部材に影響を及ぼさないからである。さらに、部材作製（製造）や管理の観点からも、取り扱いが容易な所定寸法の支持部材を用意しておけばよいので、望ましい。なお、その場合、前記固定部材は、各支持部材毎に設けるようにしてもよい。

前記溝部は、前述のように締着部材の大径部を収納し、且つ締着部材をスライド可能に保持するものであって、側方が開放し、内部に断面が略矩形状の空間を有するものであって、開放部に内側へせり出した突出部が設けられ、収納した大径部の脱落を防止する構成である。

前記溝部に保持させる締着部材は、特に限定するものではないが、前述のように汎用のボルトを用いることができ、その場合には溝部内に収納する大径部が頭部であり、雄ねじ部分が溝部外へ突出する。
この締着部材としては、予め緩くナットを連結しておいてもよく、この状態でも大径部（頭部）を支持部材の溝部に収納した状態で固定部材に水上側から取り付け可能であるから、ナットを落下させることなく、速やかに締着作業に取りかかることができる。

また、レベル調整手段を具備させるようにしてもよい。
このレベル調整手段としては、例えば後述する図示実施例のように側壁の下方をテーパー状とすることで既存スレート屋根の勾配を太陽電池パネル等の新設用レベルに調整してもよいし、或いは固定部の下方にスペーサ（断面三角状）を介在させることにより、固定部材自体のレベル調整を行うようにしてもよい。この固定部材と別体のスペーサについては、固定部材に一体化させたものでも、下地に対して固定したものでも、一体成形したものでもよい。

本発明の取付構造により固定された支持部材に直接的又は間接的に取り付ける太陽電池パネルとしては、特にその具体的構成を限定するものではなく、例えば後述する図示実施例に示すように面板部に太陽エネルギー変換モジュール（以下、太陽電池という）を備え、該面板部の少なくとも対向する側縁に成形部（フレーム材）を設けた構成でもよいし、桟部材を介在させて太陽電池パネルを取り付けるようにしてもよい。
前記太陽電池は、特にその構成及び形状を限定するものではなく、多結晶，単結晶，アモルファス等のシリコン系、化合物系、有機系などどのような太陽電池を用いてもよい。

図１〜図５に示す本発明の第１実施例の外装構造は、対向する側壁２２，２２を有する固定部材２Ａと、締着部材３ａの大径部３１を収納し、且つ締着部材３ａをスライド可能に保持する溝部１１ａ，１１ａを有する支持部材１Ａとからなる取付構造により固定された支持部材１Ａに、桟部材５Ａを介して間接的に太陽電池パネル６Ａを固定してなるものである。

前記固定部材２Ａは、図１（ｂ），（ｃ）及び図７（ａ）に示すように下地４Ｃに固定する固定部２１と、この固定部２１から立ち上がる左右一対の側壁２２と、を有する構成であり、前記側壁２２には水上側に向かって開口する長孔溝２２２が形成される。
図示実施例の固定部材２Ａは、側壁２２，２２が水上側に設けられ、水下側には内側が開放する略コ字状の保持部２３，２３が設けられているピース材である。この保持部２３は、上方への規制手段の一態様である。
また、前記固定部２１には、複数の孔２１１が設けられ、孔２１１に固定具２０にて下地４Ｃに固定するが、図１（ｂ）に示すように孔２１１（固定具２０頭部）や固定部２１の下面及び周縁には接着材兼シーリング材２５が配されている。

図示実施例の側壁２２は、内側への傾斜部分である折曲部２２１を有する構成（側壁２２の下半が略垂直状、側壁２２の上半が内側へ傾斜状）であり、その配設状態において左右から支持部材１Ａを包持することができ、その上方への持ち上がりを防止することができる。即ちこの折曲部２２１は、上方への規制手段の一態様である。
また、この側壁２２に設けられる長孔溝２２２は、前述のように水上側に向かって開口しており、前記折曲部２２１より上方に設けられ、後述する支持部材１Ａの溝部１１ａに大径部３１が収容された状態の締着部材３Ａが遊嵌可能である。

また、この支持部材の取付構造には、太陽電池パネル等の新設用レベルに調整するレベル調整手段が設けられ、該レベル調整手段として、側壁２２，２２の下方をテーパ状とした調整部２４を設けている。
この調整部２４は、支持部材１Ａへ固定する太陽電池システム等のレベルを調整するものであり、この調整部２４より上方の側壁２２等と下地面（既存屋根）の勾配に沿う固定部２１間を側面視テーパー状とした。
この調整部２４の役割については、図６に示すように、一点鎖線で示された取付基準面にレベル調整したものであり、図面の右側が水上側、左側が水下側を示すが、この固定部材２Ｃの取付位置が水上側或いは水下側にずれたとしても、図示するように取付基準面に沿って調整部２４を調整した支持部材１Ａを固定すればよく、太陽電池パネル６Ａを敷設する際にレベル調整をする必要が無く、容易に太陽電池パネル６Ａを敷設することができる。なお、ここで用いた固定部材２Ｃは、図７（ｃ）に示すように側壁２２に折曲部２２１が設けられない以外は、前記固定部材２Ａと全く同様である。

前記支持部材１Ａは、図１（ｄ）に示すように前述のように締着部材３ａの大径部３１を収納し、且つ締着部材３ａをスライド可能に保持する溝部１１ａを有する構成である。
図示実施例の支持部材１Ａは、中央に空間部１２を有する略門型成形体である比較的短尺な定尺材であって、左右及び頂部に合計５つの溝部１１ａ〜１１ｃを有する構成であり、各溝部１１ａ〜１１ｃは、何れも内部に断面が略矩形状の空間を備え、開放部に内側へせり出した突出部が設けられ、内部空間に収納する取付ボルト等の脱落を防止する構成である。

これらの溝部１１ａ〜１１ｃのうち、左右の中段に設けられ、外側やや上方が開放する溝部１１ａ，１１ａが、前記固定部材２Ａとの連結に用いられる締着部材３ａを保持するものであり、頂部の上方が開放する溝部１１ｂは、後述する桟部材５Ａの取り付けに用いられるものであり、左右の下段に設けられる外側が開放する溝部１１ｃは、調整機構として用いられていないが、その下方側面が、取付状態において、前記固定部材２Ａの調整部２４，２４上に載置させる設置部１３，１３であり、その略Ｌ字状の先端１４が前記固定部材２Ａの保持部２３に保持される被保持部１４である。

また、この支持部材１Ａは、前記固定部材２Ａの側壁２２，２２間に配設されて取り付けられるものであり、取付状態において、前記固定部材２Ａの側壁２２の長孔溝２２２の内側に溝部１１ａが連通するように配置される。
そして、図示実施例では、水下（軒側）、水上（棟側）が間隔を介して分割状（非連続状）に配するようにしている。図３（ａ）が水下側の納めを示し、図３（ｂ）が水上側の納めを示している。なお、この図３において、７Ｂ，７Ｃは納めカバー材を示す。

前記溝部１１ａに保持させる締着部材３ａは、汎用の六角ボルトであって、その頭部が前記溝部１１ａ内に収納させる大径部３１であり、雄ねじ部分が溝部１１ａ外へ突出するので、この雄ねじ部分を把持して所定位置に調整してもよい。また、この締着部材３ａとしては、予め緩くナット３ｂを連結しておいてもよい。

図示実施例の下地４Ｃは、流れ方向に配設された躯体４Ａ上に略平坦状に略ボード状の下地材４Ｂが敷設され、更にその上面にスレート屋根材４Ｃが段状に敷設されている構成である。なお、前記固定部材２Ａを配設する水上側のスレート屋根材４Ｃには、水切り板４Ｄが配設され、固定部材２Ａの固定部２１の周縁に水の溜まりが形成されるのを抑制するようにした。

また、前記桟部材５Ａは、流れ方向に取り付けられる前記支持部材１Ａに対して直交するように配設される、即ち桁行き方向に配設される連続材である。
図示実施例の桟部材５Ａは、図５（ｂ）に示すように高さの中程に、太陽電池パネル６Ａのフレーム材６ｂの下端を支持する段状部５１，５１が設けられ、頂部５３には、隣接する太陽電池パネル６Ａ，６Ａ間を塞ぐ覆い材７ａや納めカバー材７Ｂ，７Ｃ等がビス止めされる。また、流れ方向に向く両下端に、略Ｌ字状の係止片５２，５２を有し、該係止片５２に被さるように押さえ材５ｂが配設され、前記支持部材１Ａの溝部１１ｂに保持させた締着部材３ｃとナット３ｄにて取り付けられている。

前記桟部材５Ａに取り付けられる太陽電池パネル６Ａは、太陽電池の側縁に裏面側に中空部分を備えるフレーム材６ｂを周設した構成であって、このフレーム材６ｂの下端が前記桟部材５Ａの段状部５２に支持される状態で取り付けられる。
また、流れ方向に隣接する太陽電池パネル６Ａ，６Ａ間に、図４に示すように覆い材７ａを配してビス止めすることにより、水下側の太陽電池パネル６Ａのフレーム材６ｂを、覆い材７ａと桟部材５Ａとで挟むように一体的に固定すると共に、太陽電池パネル６Ａ，６Ａ間へのゴミ等の浸入を防止している。

これらの各部材から構成される第１実施例の外装構造は、図１（ａ）に矢印にて示すように組み付けられる。
図１（ａ）には、(1)前記固定部材２Ａの固定部２１に設けた複数の孔２１１に、固定具２０を打ち込んで下地４Ｃに固定すること、(2)前記固定部材２Ａを前記六角ボルトである締着部材３ａを支持部材１Ａの溝部１１ａに挿入すること、(3)該締着部材３ａを固定部材２Ａの長孔溝２２２に遊嵌させること、(4)更に締着部材３ａの雄ねじ部分に座金とワッシャーと共にナット３ｂを取り付けること、(5)固定部材２Ａの水上側のスレート屋根材４Ｃの下面に水切り板４Ｄを配設すること、(6)支持部材１Ａの溝部１１ｂに締着部材３ｃを保持させ、押さえ部材５ｂにて前記桟部材５Ａを押さえ付けて座金とワッシャーと共にナット３ｄを締め付けて取り付けること、が矢印で示され、加えて(7)前記桟部材５Ａに対し、流れ方向に隣接する太陽電池パネル６Ａ，６Ａを、覆い材７ａを介在させつつ取り付けることが示されているが、それらの手順は特に限定するものではない。
特に前記(2)〜(4)の作業に関し、前述のように予め締着部材３ａには緩くナット３ｂを連結しておいてもよい。より詳しくは締着部材３ａの雄ねじ部分の先端付近にナット３ｂを螺合しておき、この状態で、締着部材３ａの頭部３１を支持部材１Ａの溝部１１ａに収納し、ナット３ｂを把持しつつ、既に下地４Ｃに固定した固定部材２Ａの長孔溝２２２に、水上側からスライドさせるように臨ませて取り付ける。締着部材３ａを固定部材２Ａの長孔溝２２２にスライド状に取り付ける操作は、支持部材１Ａを固定部材２Ａの側壁２２，２２間にスライド状に取り付けつつ行う。

図２、図４、及び図５（ａ）は、前述の(1)〜(7)の作業を行って、固定部材２Ａ及び支持部材１Ａを取り付けた後、前記構成の桟部材５Ａ及び太陽電池パネル６Ａを取り付けた一般部を示すものであって、図３（ａ）はその水下側の納めを、図３（ｂ）はその水上側の納めを示す。

このように施工される本発明の外装構造、及び支持部材の取付構造は、面倒な手間を必要とすることもなく、部材（締着部材３ａ，３ｂ等）の落下等も生じ難く、また特殊な構成のナットを用いる必要もなく、極めて容易に支持部材１Ａを取り付けることができ、太陽電池パネル６Ａを極めて容易に設置することができる。
また、固定部材２Ａに取付基準面をレベル調整する調整部２４を設けているので、太陽電池パネル６Ａ等の外設部材を敷設する際にレベル調整をする必要が無く、そのために部材や時間を必要とすることなく、容易に太陽電池パネル６Ａ等の外設部材を敷設することができる。

さらに、この第１実施例では、支持部材１Ａと固定部材２Ａが、上方への規制手段（側壁２２の折曲部２２１、保持部２３など）を有して組み付けられているので、固定部材２Ａと支持部材１Ａとの取付強度が向上し、支持部材１Ａの上方への持ち上がりを防止することができる。

また、この第１実施例では、固定部材２Ａの側壁２２が、支持部材１Ａを包持する折曲部２２１を有するので、この構成自体が前記上方への規制手段の一態様となるばかりでなく、傾斜状の側壁２２（の上半）に長孔溝２２２を設けることとなるため、締着作業をより容易に行うことができる。即ち前記支持部材１Ａの溝部１１ａが外側やや上方が開放する構成と相俟って、締着部材３ａの雄ねじ部分が外側やや上方へ向いているため、この状態でナット３ｂを締め付けるレンチ等の治具の回動操作も容易となる。

さらに、この第１実施例では支持部材１Ａを、流れ方向に沿って、水下側、水上側が間隔を介して分割状（非連続状）に配するようにしたので、配設位置の微調整を行っても、他の支持部材１Ａに影響を及ぼすことがない。しかも、部材作製（製造）や管理の観点からも、取り扱いが容易な所定寸法の支持部材１Ａを用意しておけばよいので、この点でも望ましい。

次に、図７（ａ）に示す固定部材２Ａ、図７（ｂ）に示す固定部材２Ｂ、図７（ｃ）に示す固定部材２Ｃ、及び図７（ｄ）に示す固定部材２Ｄについて説明する。
図７（ａ）に示す固定部材２Ａは、前記第１実施例にも用いたので、既に説明したとおりであるが、側壁２２には長孔溝２２２の水下側に略円状の孔２２３を設けているので、図５に示すようにこの孔２２３からビス２ｅを打ち込んで支持部材１Ａとビス止めしてもよい。このビス２ｅも、上方への規制手段の一態様である。

図７（ｂ）に示す固定部材２Ｂは、側壁２２，２２が水上側ばかりでなく水下側にまで延在しており、保持部２３が設けられない以外は、前記図７（ａ）の固定部材２Ａとほぼ同様であるから、図面に同一符号を付して説明を省略する。
この固定部材２Ｂでは、前記上方への規制手段として前記第１実施例と同様に折曲部２２１が支持部材１Ａを包持する効果が果たされる。さらに側壁２２，２２間に支持部材１Ａを保持する部分が前記第１実施例より大きいので、支持部材１Ａのぐらつき（仮置き）を押さえる作用が大きい。

図７（ｃ）に示す固定部材２Ｃは、前記図６の調整部２４の説明に用いたものであり、側壁２２，２２が上端まで略鉛直状であって、折曲部２２１が設けられない以外は、前記図７（ａ）の固定部材２Ａとほぼ同様であるから、図面に同一符号を付して説明を省略する。
この固定部材２Ｃでは、前記上方への規制手段として前記第１実施例と同様に保持部２３が支持部材１Ａの被保持部１４を保持する効果が果たされる。

図７（ｄ）に示す固定部材２Ｄは、保持部２３も折曲部２２１も設けられない以外は、前記図７（ａ）の固定部材２Ａとほぼ同様であるから、図面に同一符号を付して説明を省略する。
この固定部材２Ｄでは、前記上方への規制手段が設けられていないが、側壁２２，２２間に支持部材１Ａを保持する部分が前記第１実施例より大きいので、支持部材１Ａのぐらつき（仮置き）を押さえる作用は大きい。

１ 支持部材
１１ａ〜１１ｃ 溝部
２ 固定部材
２１ 固定部
２２ 側壁
２２２ 長孔溝
２３ 保持部
２４ 調整部
３ａ 締着部材
３１ 大径部
３ｂ ナット
４Ｃ 下地（スレート屋根材）
５Ａ 桟部材
６Ａ 太陽電池パネル
７ａ 覆い材
７Ｂ，７Ｃ 納めカバー材

Claims (3)

1. 対向する側壁を有する固定部材と、締着部材の大径部を収納し、且つ締着部材をスライド可能に保持する溝部を有する支持部材とからなる支持部材の取付構造であって、
   前記固定部材は、下地に固定する固定部と、該固定部から立ち上がる側壁と、上方への規制手段として、支持部材を包持する折曲部を有し、前記側壁には水上側に向かって開口する長孔溝が形成され、該長孔溝は前記折曲部より上方に設けられ、
   前記支持部材は、前記固定部材の側壁間に配設され、前記側壁の内側に沿う側面に溝部が形成され、
   支持部材の溝部に、締着部材の大径部を収納した状態で、水上側から固定部材に取り付け可能であることを特徴とする支持部材の取付構造。
2. レベル調整手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の支持部材の取付構造。
3. 請求項１又は２に記載の取付構造により固定された支持部材に直接的に又は桟部材を介して間接的に太陽電池パネルを固定してなることを特徴とする太陽電池パネルを含む外装構造。

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