JP4520546B2 - ビレットの表面切削装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、アルミニウム押出形材を製造する押出機において、ビレットの搬入ラインに容易に設置することができるビレットの表面切削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高品質の押出形材を製造するために、切削装置を介し、押出機に投入するビレットの表面を切削し、表面に付着する酸化被膜等を除去するとともに、表面の傷を修正することがある。ビレットの表面にこれらの欠陥が存在すると、押出形材の品質を劣化させるおそれがあるからである。
【０００３】
従来の切削装置は、ビレットの端部を把持するチャック機構と、ビレットの表面を切削するバイトとを組み合わせて旋盤形に構成されている。そこで、このものは、チャック機構を介してビレットを把持して周方向に高速回転させ、バイトをビレットの外周に接触させながら軸方向に移動させることにより、ビレットの表面を切削して酸化被膜等を除去することができる。
【０００４】
なお、切削装置は、ローダ装置等の移載装置を介してビレットを搬出入するものとする。また、切削装置は、前後一対のチャック機構を介してビレットの両端部を把持してもよく、チャック機構と心押し用のセンタとを介してビレットを保持してもよい。ただし、後者によるときは、ビレットの軸心にセンタ穴を形成するものとする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来技術によるときは、バイトは、切れ刃部分に切削屑等が付着して耐久性がよくない上、切削時に切削油が必要であるという問題があった。また、切削装置は、移載装置を介してビレットを搬出入する必要があるから、移載装置を含む全体構成が大形になり、押出機に前置するビレットの搬入ラインに組み込むことが難しい上、チャック機構によりビレットの端部に把持跡が残ったり、ビレットにセンタ穴を形成したりする必要があるから、ビレットの端部を切り落さなければならず、ビレットの有効使用長が短くなってしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、ビレットを支持する支持ローラと、フライスとを組み合わせることによって、切削油を使用しなくても十分な耐久性を容易に実現することができる上、装置全体を小形化し、ビレットの有効使用長を最大にすることができるビレットの表面切削装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、押出機におけるビレットの搬入ラインに組み込むビレットの表面切削装置であって、円柱状のビレット搬送用の前後のコンベヤ間に配設する昇降可能な移載コンベヤと、移載コンベヤの上部両側に互いに平行に設置し、ビレットを支持して周方向に回転させる支持ローラと、支持ローラ上のビレットの表面を切削するフライスと、支持ローラ上のビレットを軸方向に送るプッシャとを備えてなり、移載コンベヤは、前後のコンベヤと同一高さに上昇させてビレットを後部のコンベヤ側から前部のコンベヤ側に軸方向に搬送するとともに、支持ローラの間に下降させてビレットを支持ローラ上に移載し、フライスは、ビレットの切削部分、未切削部分にそれぞれ接触する前後の基準ローラを介して切削深さを設定し、後部の基準ローラは、フライスより切削深さだけ小径に形成し、前部の基準ローラは、フライスと同一径に形成することをその要旨とする。
【０００８】
なお、支持ローラ上のビレットを押え込む前後の押えローラを各基準ローラに対応するように設けることができる。
【０００９】
また、プッシャは、支持ローラ上のビレットと同一高さの作動位置とビレットの上方の退避位置との間に昇降することができ、移載コンベヤの中間部には、後部のコンベヤから移載コンベヤ上に送り込まれるビレットを位置決めするストッパを配設することができる。
【００１０】
さらに、支持ローラは、ビレットの未切削部分を支持する後部より、切削部分を支持する前部を大径に形成してもよい。
【００１１】
【作用】
かかる発明の構成によるときは、支持ローラは、円柱状のビレットが軸方向に搬入されると、ビレットを支持しながら周方向に回転させることができ、フライスは、周方向に回転するビレットの表面全体を切削してビレットの表面の酸化被膜等の付着物を除去することができる。なお、フライスは、外周に多数の切れ刃を有するから、各切れ刃がビレットの表面に接触する時間を最小にすることができ、切削油を使用しなくても、ビレットの表面を高速切削することができる。ただし、このときのフライスは、ビレットの周方向の回転数より格段に高速回転させることが好ましい。一方、支持ローラは、少なくとも２本を平行に設置してビレットを支持するものとし、ビレットは、支持ローラを積極回転させることによって周方向に回転させてもよく、他の回転部材によって周方向に回転させてもよい。また、フライスは、ビレットの軸方向に移動させてビレットの表面を切削してもよく、ビレットを軸方向に移動させて切削してもよい。
【００１２】
フライスは、基準ローラを介して切削深さを設定することにより、ビレットが正しい円柱状に形成されていない場合であっても、ビレットの形状に倣ってビレットの表面を所定の切削深さに切削することができる。
【００１３】
フライスの前後に基準ローラを配設すれば、基準ローラは、それぞれビレットの未切削部分、切削済み部分に接触し、切削開始から終了までフライスの切削深さを一定に正しく保つことができる。なお、ここでいう前後とは、ビレットの軸方向に沿って、未切削のビレットを搬入する側を後とし、切削済みのビレットを搬出する側を前とする。
【００１４】
プッシャは、支持ローラ上のビレットを軸方向に送ることにより、フライスに対してビレットを軸方向に相対移動させることができ、フライスを移動させる必要がない。
【００１５】
前部を後部より大径に形成する支持ローラは、ビレットの未切削部分を後部によって支持し、切削済み部分を前部によって支持することができるから、ビレットの前部が下向きに傾いてしまうおそれがなく、フライスによる良好な切削状態を得ることができる。
【００１６】
押えローラは、支持ローラ上のビレットを押え込むことにより、支持ローラ上においてビレットが不用意に振動したり、ビレットがフライスによって不用意に高速回転したりすることを防止し、フライスによる安定な切削動作を実現することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
ビレットの表面切削装置は、ビレットＷを支持する支持ローラ１１、１１と、フライス２１とを主要部材としてなる（図１、図２）。ただし、支持ローラ１１、１１、フライス２１には、プッシャ３１、移載コンベヤ４０、押えローラ５１、５１が組み合わされている。
【００１９】
移載コンベヤ４０の前後には、コンベヤＣＡ、ＣＢが配設されている。後部のコンベヤＣＡは、積極回転するローラＣＡ1 、ＣＡ1 …を組み合わせてローラコンベヤ形に形成されている。また、前部のコンベヤＣＢは、積極回転する鼓状のローラＣＢ1 、ＣＢ1 …を組み合わせて形成されている。なお、コンベヤＣＡ、ＣＢは、それぞれの搬送面が同一高さになるように設置されている。
【００２０】
移載コンベヤ４０は、搬送チェーン４１、ガイドローラ４２、４２…をコンベヤフレーム４３、４３に組み込み、支持ローラ１１、１１の間に配設されている（図１、図３）。コンベヤフレーム４３、４３は、チャンネル状の補強材４３ａを介して連結されており、補強材４３ａの上面には、搬送チェーン４１の下側走行部分を摺動自在に支持するガイドレール４３ｂが付設されている。また、コンベヤフレーム４３、４３は、図示しないベースフレームに立設するシリンダ４４、４４、補強材４３ａを介し、昇降可能に支持されている。
【００２１】
ガイドローラ４２、４２…は、それぞれ左右に大径のフランジ４２ａ、４２ａが形成され、軸４２ｂを介し、フランジ４２ａ、４２ａの一部が上方に突出するようにしてコンベヤフレーム４３、４３に回転自在に組み込まれている。また、搬送チェーン４１は、コンベヤフレーム４３、４３上のガイドローラ４２、４２…、図示しないテンションスプロケットを介し、駆動モータ４１ｃの軸端の駆動スプロケット４１ｂに巻き掛けられている。
【００２２】
移載コンベヤ４０は、シリンダ４４、４４を伸長させることにより、コンベヤＣＡ、ＣＢと同一高さにまで上昇させることができる（図３の二点鎖線）。このとき、移載コンベヤ４０は、搬送チェーン４１を介して支持ローラ１１、１１上のビレットＷを下方から支持することができ、駆動モータ４１ｃを作動させて搬送チェーン４１を回転走行させることにより、ビレットＷをコンベヤＣＡ側からコンベヤＣＢ側に向けて搬送することができる。なお、各ガイドローラ４２は、フランジ４２ａ、４２ａを介して搬送チェーン４１上のビレットＷの転落を防止する。また、移載コンベヤ４０は、シリンダ４４、４４を短縮させることにより、支持ローラ１１、１１間に下降してビレットＷを支持ローラ１１、１１上に移載することができる（同図の実線）。
【００２３】
移載コンベヤ４０の中間部には、ストッパ４５、４５が配設されている。ストッパ４５、４５は、軸４５ａを介してコンベヤフレーム４３、４３の両外側に上下に揺動自在に組み付けられている。また、ストッパ４５、４５は、下部の連結ロッド４５ｂを介して連結され、連結ロッド４５ｂは、コンベヤフレーム４３、４３の下部に付設する横向きのシリンダ４５ｃのロッド４５ｃ1 に連結されている。そこで、ストッパ４５、４５は、移載コンベヤ４０の上昇時において、シリンダ４５ｃを短縮させて上方に揺動させ、先端部を移載コンベヤ４０の上方に突出させることができ（図３の二点鎖線）、移載コンベヤ４０の下降時において、シリンダ４５ｃを伸長させて下方に揺動させ、先端部をコンベヤフレーム４３、４３と同一高さに退避させることができる（図１、図３の実線）。
【００２４】
支持ローラ１１、１１は、移載コンベヤ４０の上部両側において、互いに平行に設置されている。各支持ローラ１１は、コンベヤＣＡ側の後部が径Ｄ1 に形成され、コンベヤＣＢ側の前部が径Ｄ2 ＞Ｄ1 に形成されており（図１、図４）、ベースフレーム１２上に立設する支持ブラケット１２ａ、１２ａにより回転自在に支持されている。また、支持ローラ１１、１１は、それぞれの一方の軸端に装着するスプロケット１１ｂ、１１ｂ、テンションスプロケット１３ａ、ガイドスプロケット１３ｂ、駆動スプロケット１３ｃに巻き掛けるチェーン１３を介し、共通の駆動モータ１３ｄに連結されている。なお、スプロケット１１ｂ、１１ｂは、それぞれロックナット１１ｃを介して支持ローラ１１の一方の軸端に装着されている。支持ローラ１１、１１は、ビレットＷを支持することができ（図３の実線、図５）、駆動モータ１３ｄ、チェーン１３を介して同一方向に積極回転させることにより（図３、図５の矢印Ｋ1 、Ｋ1 方向）、ビレットＷを周方向に回転させることができる（同図の矢印Ｋ2 方向）。
【００２５】
各支持ローラ１１の後方には、支持ローラ１１と同一軸上にガイドローラ１４が配設されている（図２、図４）。ガイドローラ１４は、後部側が小径となるテーパ状に形成されており、ベースフレーム１２上のブラケット１２ｄを介して回転自在に支持されている。
【００２６】
フライス２１は、駆動軸２２、後部の軸受２５ａ、前部の軸受２５ｂを介し、上下に揺動可能なブラケット２５に搭載されている（図１、図５）。ブラケット２５は、軸２５ｃを介して図示しないフレームに上下に揺動可能に支持されており、軸２５ｃの一端に突設する揺動レバー２５ｄは、上向きのシリンダ２５ｅに連結されている。そこで、ブラケット２５は、シリンダ２５ｅを伸縮させて上下に揺動させることにより、支持ローラ１１、１１上のビレットＷに接触する作動位置（図５の実線）と、ビレットＷの上方に退避させる退避位置（同図の二点鎖線）との間にフライス２１を移動させることができる。
【００２７】
軸受２５ａ、２５ｂは、それぞれボルト２５ａ1 、２５ａ1 、ボルト２５ｂ1 、２５ｂ1 を介し、ブラケット２５の斜め下向きの取付面に取外し可能に装着されている（図５、図６）。ただし、図６には、それぞれ各１本のボルト２５ａ1 、２５ｂ1 のみが図示されている。軸受２５ａ、２５ｂには、それぞれ駆動軸２２を回転自在に支持する円錐ころ軸受形のベアリング２５ａ2 、２５ａ2 、自動調心形のベアリング２５ｂ2 、２５ｂ2 が内装されており、各ベアリング２５ａ2 、２５ｂ2 には、それぞれオイルシール２５ａ3 、２５ｂ3 が付設されている。なお、軸受２５ａには、菊座金２２ｄ1 、ロックナット２２ｄを介してベアリング押え２２ｄ2 が組み込まれ、軸受２５ｂには、ベアリングホルダ２５ｂ4 、ベアリングカバー２５ｂ5 が組み込まれている。
【００２８】
駆動軸２２には、軸受２５ａ、２５ｂの間に基準ローラ２３、フライス２１が装着され、前部の軸受２５ｂの前方に基準ローラ２４が装着され、後部の軸受２５ａの後方にスプロケット２２ｅが装着されている。
【００２９】
フライス２１は、キー２２ａを介して駆動軸２２に装着され、基準ローラ２３は、ベアリング２３ａ、２３ａを介して装着されている。また、フライス２１、基準ローラ２３の間には、スペーサ２２ｂが介装されている。基準ローラ２４は、ベアリング２４ａ、２４ａを介して駆動軸２２に装着され、ロックナット２２ｃ、ばね座金２２ｃ1 、スペーサ２２ｃ2 を介して抜け止めされている。なお、駆動軸２２の基準ローラ２４側の前端には、ロックナット２２ｃが螺合する雄ねじ部を介し、角柱部分２２ｃ3 が形成されている。スプロケット２２ｅは、キー２２ｆを介して駆動軸２２に装着されており、菊座金２２ｅ2 、ロックナット２２ｅ1 を介して抜け止めされている。なお、駆動軸２２は、スプロケット２２ｅ、２６ａに巻き掛けるチェーン２２ｇ、２２ｇを介し、ブラケット２５に搭載する駆動モータ２６に連結されている。
【００３０】
フライス２１は、外周に多数の切れ刃２１ａ、２１ａ…が形成されている。後部の基準ローラ２３は、フライス２１より切削深さｄ≒（Ｄ2 −Ｄ1 ）／２だけ小径に形成されており、前部の基準ローラ２４は、フライス２１と同一径に形成されている。
【００３１】
プッシャ３１は、揺動ブラケット３２を介し、移動ベース３３に前向きに搭載されている（図１、図２）。移動ベース３３は、スライダ３３ａ、３３ａ…、ねじ軸３５を介し、上下のガイドレール３４、３４に沿って前後に移動することができる（図２、図５）。なお、ガイドレール３４、３４は、図示しないサイドフレームに付設されている。また、移動ベース３３には、ねじ軸３５に螺合するねじ部材３３ｂが付設されている。ねじ軸３５は、先端のスプロケット３５ａ、チェーン３５ｂ、スプロケット３５ｃを介して駆動モータ３５ｄに連結されている。
【００３２】
プッシャ３１は、受け部材３２ｃを介して揺動ブラケット３２の先端に付設されており、受け部材３２ｃは、プッシャ３１が所定角度だけ上下左右に傾くことを許容することができる。揺動ブラケット３２は、脚部３２ａ、３２ａの下端の軸３２ｂを介し、移動ベース３３に突設するブラケット３３ｄ、３３ｄにより上下に揺動自在に支持されている（図１、図５）。なお、軸３２ｂに突設する揺動アーム３２ｅは、移動ベース３３に搭載する上向きのシリンダ３６に連結されている。
【００３３】
そこで、プッシャ３１は、駆動モータ３５ｄを介してねじ軸３５を正逆に回転させることにより、支持ローラ１１、１１の後方から支持ローラ１１、１１の中間部までの間を前後に移動させることができる（図２の矢印Ｋ4 方向）。また、揺動ブラケット３２は、シリンダ３６を伸縮させて軸３２ｂを正逆に回転させることにより（図５の矢印Ｋ5 方向）、プッシャ３１を昇降させることができる。すなわち、プッシャ３１は、支持ローラ１１、１１上のビレットＷと同一高さの作動位置（同図の点線）と、ビレットＷから十分上方の退避位置（図示せず）との間に昇降するものとする。
【００３４】
支持ローラ１１、１１の上方には、基準ローラ２３、２４に対応するようにして、前後の押えローラ５１、５１が配設されている（図１、図５）。各押えローラ５１は、一対のベルクランク５２、５２の先端に装着されており、ベルクランク５２、５２の他端は、シリンダ５３に連結されている。なお、ベルクランク５２、５２は、中間部の軸５２ａを介し、ブラケット５２ｂにより回転自在に支持されている（図２）。そこで、押えローラ５１、５１は、それぞれシリンダ５３を伸長させて支持ローラ１１、１１上のビレットＷを押え込み（図５の実線）、シリンダ５３を短縮させて上方に退避させることができる（同図の二点鎖線）。
【００３５】
かかるビレットの表面切削装置は、次のようにして作動する。
【００３６】
フライス２１、基準ローラ２３、２４は、シリンダ２５ｅを介して退避位置に上昇させ、押えローラ５１、５１は、シリンダ５３、５３を介して上方に退避させる（図５の二点鎖線、図７（Ａ））。また、プッシャ３１は、ねじ軸３５を介して後退させ（図２）、シリンダ３６を介して上方に退避させる。さらに、シリンダ４４、４４を介して移載コンベヤ４０を上昇させ、駆動モータ４１ｃを介して搬送チェーン４１を回転走行させるとともに、シリンダ４５ｃを介してストッパ４５、４５を上方に突出させる。
【００３７】
そこで、コンベヤＣＡのローラＣＡ1 、ＣＡ1 …を積極回転させると、コンベヤＣＡ上のビレットＷは、移載コンベヤ４０上に送り込まれ（図７（Ａ）の矢印Ｋ6 方向）、ストッパ４５、４５を介し、先端が基準ローラ２３の下方に位置するように位置決めされる（図２、図７（Ａ）の二点鎖線）。なお、ビレットＷは、ガイドローラ１４、１４を介し、移載コンベヤ４０のガイドローラ４２、４２…上に正しく案内される（図３の二点鎖線）。
【００３８】
その後、搬送チェーン４１を停止させ、ストッパ４５、４５を下方に退避させ、移載コンベヤ４０を下降させることにより、ビレットＷを支持ローラ１１、１１の後部に移載する（図３の実線）。次に、シリンダ５３を介して後部の押えローラ５１を下降させてビレットＷを支持ローラ１１、１１に向けて押え込むとともに（図５の実線、図７（Ｂ））、シリンダ２５ｅを介して基準ローラ２３がビレットＷの外周に接触するようにフライス２１、基準ローラ２３、２４を作動位置に駆動し、シリンダ３６を介してプッシャ３１を作動位置に下降させる。
【００３９】
つづいて、駆動モータ２６を介してフライス２１を回転させるとともに、駆動モータ１３ｄ、支持ローラ１１、１１を介してビレットＷを周方向に回転させ、プッシャ３１を前進させてビレットＷを軸方向に送ると（図７（Ｂ）の矢印Ｋ7 方向）、フライス２１は、周方向に回転しながら軸方向に送られるビレットＷの外周を切削深さｄだけ螺旋状に切削することができる（図７（Ｃ））。なお、このとき、支持ローラ１１、１１は、ビレットＷの後部の未切削部分を径Ｄ1 の後部によって支持し（図４）、前部の切削済み部分を径Ｄ2 ≒２ｄ＋Ｄ1 の前部によって支持することにより、ビレットＷが不用意に傾くことを防止する。また、基準ローラ２３は、ビレットＷの未切削部分の外周に接触することにより、ビレットＷに対してフライス２１を所定の切削深さｄに保つことができる。
【００４０】
ビレットＷが前進して切削済み部分が基準ローラ２４に接触すると、シリンダ５３を介して前部の押えローラ５１を下降させ、後部の押えローラ５１とともにビレットＷを押え込む（図７（Ｃ））。そこで、ビレットＷの後端が基準ローラ２３の位置を過ぎると（同図の二点鎖線）、基準ローラ２４は、基準ローラ２３に代って、フライス２１による切削深さｄを維持することができる。基準ローラ２４は、フライス２１と同一径であり、ビレットＷの切削済み部分に接触しているからである。
【００４１】
フライス２１によるビレットＷの表面切削が完了したら、フライス２１、基準ローラ２３、２４、押えローラ５１、５１を上方に退避させ（図７（Ｄ））、支持ローラ１１、１１、フライス２１を停止させる。また、プッシャ３１は、後退して上方に退避させ、ストッパ４５、４５は、次のビレットＷの切削開始位置を位置決めするために起立させる。そこで、移載コンベヤ４０を上昇させて搬送チェーン４１を回転走行させ、コンベヤＣＢのローラＣＢ1 、ＣＢ1 …を積極回転させることにより、支持ローラ１１、１１上の切削済みのビレットＷをコンベヤＣＢ上に排出することができ（同図（Ｄ）の矢印Ｋ8 方向）、以後、同様の動作を繰り返すことにより、コンベヤＣＡからのビレットＷ、Ｗ…を順に切削してコンベヤＣＢ上に排出することができる。
【００４２】
以上の説明において、ビレットＷは、プッシャ３１を介して軸方向に送るに代えて、フライス２１をビレットＷの軸方向に移動させてもよい。また、移載コンベヤ４０を昇降させるに代えて、支持ローラ１１、１１を昇降させてもよい。なお、ビレットＷは、支持ローラ１１、１１を積極回転させて周方向に回転させるに代えて、他のローラやベルト等の回転部材を介して周方向に回転させ、支持ローラ１１、１１を従動回転させてもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ビレットを支持して周方向に回転させる支持ローラと、支持ローラ上のビレットの表面を切削するフライスとを組み合わせることによって、支持ローラは、ビレットの端部に把持跡等を形成することがなく、フライスは、切削油を使用しなくてもビレットの表面を円滑に高速切削することができる上、切れ刃の耐久性を向上させることができるから、ビレットの有効使用長を最大にするとともに、装置全体を小形化して押出機におけるビレットの搬入ラインに容易に組み込むことができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 全体構成分解斜視説明図
【図２】 全体構成平面説明図
【図３】 図２のＸ−Ｘ線矢視相当拡大断面説明図
【図４】 要部拡大側面説明図
【図５】 要部正面説明図
【図６】 要部拡大断面図
【図７】 動作説明図
【符号の説明】
ｄ…切削深さ
Ｗ…ビレット
１１…支持ローラ
２１…フライス
２３、２４…基準ローラ
３１…プッシャ
５１…押えローラ

Claims (5)

1. 押出機におけるビレットの搬入ラインに組み込むビレットの表面切削装置であって、円柱状のビレット搬送用の前後のコンベヤ間に配設する昇降可能な移載コンベヤと、該移載コンベヤの上部両側に互いに平行に設置し、ビレットを支持して周方向に回転させる支持ローラと、該支持ローラ上のビレットの表面を切削するフライスと、前記支持ローラ上のビレットを軸方向に送るプッシャとを備えてなり、前記移載コンベヤは、前後のコンベヤと同一高さに上昇させてビレットを後部のコンベヤ側から前部のコンベヤ側に軸方向に搬送するとともに、前記支持ローラの間に下降させてビレットを前記支持ローラ上に移載し、前記フライスは、ビレットの切削部分、未切削部分にそれぞれ接触する前後の基準ローラを介して切削深さを設定し、後部の前記基準ローラは、前記フライスより切削深さだけ小径に形成し、前部の前記基準ローラは、前記フライスと同一径に形成することを特徴とするビレットの表面切削装置。
2. 前記支持ローラ上のビレットを押え込む前後の押えローラを前記各基準ローラに対応するように設けることを特徴とする請求項１記載のビレットの表面切削装置。
3. 前記プッシャは、前記支持ローラ上のビレットと同一高さの作動位置とビレットの上方の退避位置との間に昇降することを特徴とする請求項１または請求項２記載のビレットの表面切削装置。
4. 前記移載コンベヤの中間部には、後部のコンベヤから前記移載コンベヤ上に送り込まれるビレットを位置決めするストッパを配設することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載のビレットの表面切削装置。
5. 前記支持ローラは、ビレットの未切削部分を支持する後部より、切削部分を支持する前部を大径に形成することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか記載のビレットの表面切削装置。

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