JP5081782B2 - 液体封入式マウント装置 - Google Patents

Description

本発明は、可動減衰板および固定減衰板を設け、上下方向のストロークが大きく、しかも、大きな減衰が得られる液体封入式マウント装置に関するものである。

従来の液体封入式マウント装置として、例えば、以下の特許文献１〜３に開示されたものが知られている。

まず、文献１に開示された「液体封入式マウント装置」は、被緩衝体を支持するスタッドの下端に減衰板を取付け、その減衰板を、底を有する筒状ハウジング内に収納するとともに筒状ハウジング内に粘性液を封入した構造を備えている。そして、このマウント装置は、減衰板と筒状ハウジングの底との間に荷重支持用のスプリングを設け、筒状ハウジングの上部に弾性筒体を固定するとともに、弾性筒体の内周にスリーブを介してスタッドを軸方向に摺動可能に嵌合させたものである。この構成の液体封入式マウント装置は、上下方向のストロークを大きく、しかも大きな減衰が得られる。

次に、文献２に開示された「高粘性液封入マウント装置」は、高粘性液内に逆さカップ状の可動減衰板を配置し、この可動減衰板がカップ状容器の内周面を摺動しながら上下動するように構成している。また、この文献２の装置においても、カップ状容器の底面と可動減衰板との間に荷重支持用のコイル状ばね部材を設けている。このような構成により、上下方向のストロークを大きく取ることができ、大きな減衰力が得られ、さらに横剛性を強くすることができる。

また、文献３に開示された「液封入防振装置」は、シリコンオイルが封入された液室内を仕切板で上下に区画し、振動体を支持する防振ゴム体に螺着した支持棒の下端に攪拌板を固着し、この攪拌板を前記下方の液室内に配置した構成を備えている。また、仕切板の中央に形成した筒部の内周面に筒状の軟質ゴム材層を接合し、この軟質ゴム材層の中央開口に前記支持棒を上下動可能に挿通させている。このような構成により、振動体から振動が入力すると、支持棒の先端の攪拌板が上下動し、これに伴って、軟質ゴム材層の中央開口の面と支持棒の外周面との間の液流通間隙を介してシリコンオイルが上下に区画された液室内を流通して抵抗減衰を生じる。従って、この液封入防振装置では、支持棒の損傷を防止できると共に、液流通間隙の寸法を広い範囲で変更でき、減衰力を調整できる。

特開平７−１２７６８３号公報 特開２０００−２４９１８１号公報 特開平４−３１２２３２号公報

しかしながら、上記した文献１の「液体封入式マウント装置」は、筒状ハウジングの上部に弾性筒体を固定する必要があるうえ、この弾性筒体の内周にスリーブを設ける必要がある。また、このスリーブの内周面とスタッドの外周面の間をシールするため、弾性筒体の下端と可動減衰板との間にベローズを一体的に連結する必要がある。このように、大きなストロークを得るための構成が複雑であり、上記ベローズの寿命が短く、高粘性液が漏れ易いなどの問題点がある。

また、上記した文献２の「高粘性液封入マウント装置」は、可動減衰板がカップ状容器の内周面を摺動しながら上下動する構成であり、スタッドの外周面と固定減衰板の内周面とは常に接触している。そのため、スタッドが被緩衝体から横方向負荷を受けて、横方向に移動する場合、その移動量の大きさに拘わらず、その負荷は、外側弾性部材を介して固定減衰板及びカップ状容器に常に伝達される。この装置が建設機械などの移動体に搭載される場合には、移動時において横方向の負荷を受ける頻度が高いため、長期にわたり使用された場合には、固定減衰板及びカップ状容器の摺動面に磨耗の発生が懸念され、所望の減衰が得られなくなるおそれがある。また、常に固定減衰板及びカップ状容器が接触し、横剛性負荷を受け持つことから、横方向ストロークを大きくすることができない。すなわち、横剛性は高いが、横方向の緩衝性能は小さいものであった。ここで、本願における「横方向の負荷」は、水平方向の負荷はもとより、負荷の動作軸に水平方向と垂直方向の成分を併有する斜め横方向の負荷も全て含む。

さらに、上記した文献３の「液封入防振装置」は、防振ゴム体１によって振動体の荷重を支持するとともに、振動が入力した場合に上下方向に厚みを有する防振ゴム体１を変形させて負荷を受ける構造になっている（段落０００４、００１２等）。そのため、この文献３の装置は、文献１、２の装置等に比べて、上下方向のストロークは小さく大きな減衰を得ることはできない。

したがって、本発明の目的は、大きな減衰が得られ、上下方向に大きなストロークを取ることができ、外部から横方向の負荷を受けてスタッドが斜めに傾いても減衰を低下することがなく、経時的な変形や劣化を有効に防止できる液体封入式マウント装置を提供することである。

本発明に係る液体封入式マウント装置は、上部に開口を有し、高粘性液が収容されるカップ状容器と、上部に被緩衝体を支持し、上記カップ状容器の軸心に配置したスタッドと、このスタッドの上部及びカップ状容器の上部に固着して、このカップ状容器の上部開口を液密に封止して上記高粘性液が封入される液密室を形成する可撓性密封蓋と、上記スタッドの下部に固着し、このスタッドと共に上記液密室内を移動可能な可動減衰板と、上記カップ状容器に固着し、上記可撓性密封蓋と上記可動減衰板との間の上記液密室内に配置し、中心部に上記スタッドが貫通する透穴を設けた円環状の固定減衰板と、上記カップ状容器の底面と上記可動減衰板との間に設けたばね部材と、を備え、上記カップ状容器の内周面と上記可動減衰板の外周面との間に第１液通路を形成し、上記固定減衰板の透穴の面と上記スタッドの外周面との間に第２液通路を形成し、上記可動減衰板は、スタッドが上記被緩衝体から水平方向の負荷を受けていない中立位置において、外周面が上記カップ状容器の内周面と非接触であり、上記固定減衰版は、上記中立位置において、中心部の透穴の内周面がスタッドの外周面と非接触であり、上記可撓性密封蓋は、中心部に上記スタッドが貫通する透穴を設けたドーナツ状の弾性材料で成形し、上記スタッドの上部を液密に加硫接着する蓋部材と、この蓋部材の周縁部を上記カップ状容器に固着する取付け部とを備え、上記蓋部材は、上記スタッド若しくはカップ状容器が被緩衝体から上下方向の負荷を受けた場合に、スタッドに固着した中心部若しくは取付け部によってカップ状容器に固着した周縁部が上下方向に撓むものである。

本発明に係る液体封入式マウント装置における上記可撓性密封蓋の蓋部材は、スタッドに接着される中心部側の厚みに対して、周縁部の上下方向厚みを薄く形成したことを特徴とする請求項１、２の何れかに記載のものである。

本発明に係る液体封入式マウント装置における上記固定減衰板は、上記カップ状容器に固着されるフランジ部と中央に設けた透穴の周囲が下方に延出する円筒部とからなる取付け部と、この円筒部の内周面及び外周面と下端とを連続的に被覆する弾性材料からなる減衰部と、を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載のものである。

本発明に係る液体封入式マウント装置における上記液密室は、高粘性液と空気とを封入する請求項１〜請求項４の何れかに記載のものである。

本発明に係る液体封入式マウント装置によれば、可動減衰板および固定減衰板を設けることにより、大きな減衰が得られる。また、スタッドの上端に可撓性密封蓋を液密に接着し、スタッドの下端に可動減衰板を介してばね部材を設けることにより、上下方向のストロークを大きくすることができる。また、可撓性密封蓋は蓋部と取付け部で構成することにより、カップ状容器の上部を簡単な構成で液密にシールすることができる。また、可撓性密封蓋の積層蓋部により、横剛性を強化することができる。

また、可動減衰板を微小移動可能にスタッドの他端に取り付けることにより、高周波振動を容易に減衰することができる。また、固定減衰板の透穴を、頭を切った円錐にすることにより、スタッドが斜め方向の負荷を受けて傾いても、大きな減衰が得られる。

図１Ａは本発明に係る液体封入式マウント装置の一実施例を示す断面図、図１Ｂは、要部拡大図である。これらの図において符号１で示すカップ状容器は、その上端部にフランジ部１Ａおよび共締め用爪１Ｂを備え、底部には高粘性液２を注入するための注入穴１Ｃを備えている。上記フランジ部１Ａには取付け穴１Ｄが設けられている。

符号３で示すスタッドは、上記カップ状容器１の軸線に配置し、その上端には取付け用ねじ穴３Ａが設けられ、その下端には可動減衰板４がスプリングワッシャ５およびナット６により固定される。

符号７で示す可撓性密封蓋は、蓋部材８および取付け部９で構成される。この可撓性密封蓋７と上記カップ状容器１によって上記高粘性液２が収納される液密容器（液密室）を構成する。上記蓋部材８は、一例として、ゴム材料をドーナツ形状に成形したものであり、その中心穴は上記スタッド３の上端部に液密に加硫接着する。また、上記取付け部９は、中央の円筒部９Ａと、この円筒部９Ａから周方向に延設し前記カップ状容器１の端部に固着するフランジ部９Ｂとを備えている。この円筒部９Ａは、前記蓋部材８の外周側に液密に加硫接着する。また、上記フランジ部９Ｂには取付け用透穴９Ｃを設けている。上記蓋部材８は、上記スタッド３若しくはカップ状容器１が図示しない被緩衝体から上下方向の負荷を受けた場合に、スタッド３に固着した中心部若しくは取付け部９によってカップ状容器１に固着した周縁部が上下方向に撓む。すなわち、カップ状容器１とスタッド３とを液密に接着する機能を備えたものである。

図１Ａに示すように、上記液密容器には、高粘性液２と共に若干の空気Ｅも封入する。液密容器内を高粘性液２で満充填せず空気を残しておく、若しくは積極的に空気を注入することで、スタッド３が大きく下方に移動して液密容器内の容積が小さくなった場合、空気Ｅが圧縮されて容積変化を吸収することができ、スタッド３の下方移動を阻害しないため、所望の減衰効果を得ることができる。

符号１０で示す固定減衰板は、その中心に透穴１０Ａを設けたドーナツ状であり、ゴムなどの弾性材料で成形した減衰部１１と、透穴１０Ａの周囲が下方に延出する円筒部１２Ａおよびフランジ部１２Ｂから構成した取付け部１２とを備えている。図１Ｂに拡大して示すように、この透穴１０Ａの面と上記スタッド３の外周面との隙間が第２液流路２００として機能する。図１Ａ、Ｂに示すように、上記円筒部１２Ａの内周面及び外周面と下端とを連続的に被覆するように上記減衰部１１を加硫接着して固定減衰板１０を一体成形する。上記フランジ部１２Ｂの先端には取付け用透穴１２Ｃを設けている。この取付け用透穴１２Ｃが、上記カップ状容器１の取付け穴１Ｄ及び上記可撓性密封蓋７の取付け用透穴９Ｃと位置決めされて、図示しないボルト等で固着される。

符号１３で示すコイルスプリングは、上記カップ状容器１の底部と上記可動減衰板４の間に配置される。符号１４は、上記カップ状容器１の底部に設けた高粘性液２の注入穴１Ｃに液密に嵌め込まれる栓体である。

図１Ｂに拡大して示すように、上記カップ状容器１の内周面と上記可動減衰板４の外周面との間に第１液流路１００が形成される。また、上記固定減衰板１０の透穴１０Ａの面と上記スタッド３の外周面との間に第２液流路２００が形成される。

上記可動減衰板４は、スタッド３が図示しない被緩衝体から水平方向の負荷を受けていない中立位置において、その外周面が上記カップ状容器１の内周面と非接触となるように配置される。すなわち、中立位置において可動減衰板４の外周全体に上記第１液流路１００が確保される。

また、上記固定減衰版１０は、上記中立位置において、中心部の透穴１０Ａの内周面がスタッド３の外周面と非接触となるように配置される。すなわち、中立位置においてスタッド３の外周全体に上記第２液流路２００が確保される。

これらの第１液流路１００、第２液流路２００は、横方向の負荷を受けた場合の不感域として機能する。すなわち、本装置を建設機械等に取り付けた場合、エンジンのアイドリング振動や作業時の小振幅横振動（小振動）が生じた際には、この不感域の存在により小振動を被緩衝体に伝えないため、小振動に対する振動絶縁性がよく、さらに、一定以上の横振動（横移動）が生じた際には、減衰体１１により緩衝的に支持し、ひいては円筒部材１２Ａが支持するため、装置全体で横方向の負荷を受けることができる。

また、図１Ａに示すように、本実施形態では、上下方向に撓み易い形状としたため、スタッド３の上下方向移動を阻害しない。さらに、この蓋部材８は、スタッド３に接着される中心部側の厚みに対して、周縁部の上下方向厚みを薄く形成することにより、上下方向に撓み易い形状でありながら、スタッド３が大きく下方へ下がった場合に生じる液密室の内圧の上昇に対して、蓋部材８が膨らみづらく、破損しづらいものとすることができる。

以上のように構成された本実施形態の液体封入式マウント装置においては、上記第１液流路１００を高粘性液２が通過することによる減衰作用と、上記第２液流路２００を高粘性液２が通過することによる減衰機能とを加えたものになり、大きな減衰が得られる。また、上記可動減衰板４の上下方向のストロークは、上記可撓性密封蓋７とコイルスプリング１３により、大きくとることができる。更に、上記固定減衰板１０の厚さ（上下方向の高さ）を大きくすることができるため、厚さが薄い固定減衰板、いいかえれば、板厚のみの固定減衰板による減衰よりも、大きな減衰を得ることができる。また、上記可撓性密封蓋７の取付け部９の円筒部９Ａおよびこの円筒部９Ａ上の蓋部材８のゴム部により、図示せぬ防振部のストッパとして機能する。なお、上記実施例では、可動減衰板４の外周面は凹凸のない面としたが、これに限定せず、図２に示すように、複数個、例えば、１８個の溝４Ａを設けてもよいことはもちろんである。

図３は、本発明に係る液体封入式マウント装置の他の実施例を示す断面図である。図において、符号２０で示す可撓性密封蓋は、積層蓋部２１および取付け部２２から構成する。この積層蓋部２１は、一例として、ゴム材料を円筒状に成形した３個の円筒ゴム２１Ａ〜２１Ｃおよび２個の円筒プレート２１Ｄ，２１Ｅを交互に加硫接着して構成する。この円筒ゴム２１Ａの内周面は上記スタッド３の上端に加硫接着される。また、上記取付け部２２は円筒部２２Ａおよびフランジ部２２Ｂを備えており、この円筒部２２Ａは上記円筒ゴム２１Ｃに加硫接着する。なお、上記フランジ部２２Ｂには取付け用透穴２２Ｃを設ける。

また、上記構成の可撓性密封蓋２０を上記カップ状容器１の上部に液密に取り付ける方法については、図１で説明したと同様である。また、上記構成の液体封入式マウント装置の減衰については、図１の構成による減衰と同様に、大きな減衰が得られる。しかも、可撓密封蓋２０により、大きな横剛性、いいかえれば、スタッド３が斜め方向負荷を受けても、簡単には傾かないので、減衰の低下がない。なお、上記実施例の積層蓋部２１は、３個の円筒ゴムと２個の円筒プレートを交互に積層したが、これに限定せず、Ｎ個の円筒ゴムとＮ−１個の円筒プレートを交互に積層してもよいことはもちろんである。

図４は本発明に係る液体封入式マウント装置の更に他の実施例を示す断面図である。図において、符号３０で示す高周波用可動減衰機構は、可動減衰板３１、カラー３２およびプレート３３から構成する。この可動減衰板３１は、上下方向に微小移動可能な状態で上記スタッド３の下端部にカラー３２を介してプレート３３、上記スプリングワッシャ５および上記ナット６により取り付けられる。上記構成による液体封入式マウント装置は、外部から高周波振動が入力したとき、上記可動減衰板３１は、上記カラー３１の高さ分だけ微小移動して高周波振動を減衰させ、吸収することができる。なお、上記プレート３３は、複数個の透穴（図示せず）を設ける必要があるが、上記コイルスプリング１３のばね圧によって変形しない程度に開けることはもちろんである。

図５は本発明に係る液体封入式マウント装置の更に他の実施例を示す断面図である。図において、符号３５で示す横剛性用固定減衰板は、減衰部３６および上記取付け部１２から構成する。この減衰部３６は、一例として、ゴム材料で製作し、その中心部には頭を切った、すなわち円錐台状の円錐穴３６Ａを設ける。また、取付け部１２は、図１に示すように、上記円筒部１２Ａおよびフランジ部１２Ｂから構成する。また、上記頭を切った円錐穴３６Ａの面とスタッド３の外周面との間は、第２液流路２００を形成する。このように、円錐穴３６Ａ（第２液流路２００）を円錐台状に形成することにより、スタッド３が横方向に移動した場合に、移動量に応じて徐々に反力を増すことができるので、緩衝特性を向上させることができる。なお、円錐穴３６Ａとしては、上方が広がった逆円錐台形としてもよい。この場合は、第２液流路２００も下方が狭く、上方に向かって徐々に拡経する構成となる。

次に、上記構成の液体封入式マウント装置の動作、特に、スタッド３に水平方向の負荷が加わり、スタッド３が傾いた場合の減衰について、図６を参照して説明する。まず、水平方向負荷が加わりスタッド３が傾くと、可動減衰板４も傾く。このため、この可動減衰板４による第１液流路１００が変形して、その減衰が低下する。一方、スタッド３の傾きにより、横剛性用固定減衰板３５の頭を切った円錐穴３６Ａとスタッド３との間の第２液流路２００は確保され、所定の減衰を確保することができる。このため、上記第２液流路２００による減衰が低下せず、総合的な減衰は低下することがない。

図７は本発明に係る液体封入式マウント装置の更に他の実施例を示す断面図である。この実施例は、図３に示した可撓性密封蓋２０の上記積層蓋部２１および図５、６に示した横剛性用固定減衰板３５を組み合わせたものである。このような構成の液体封入式マウント装置は、大きな減衰が得られるうえ、横剛性をさらに強くすることができる。

図８は本発明に係る液体封入式マウント装置の更に他の実施例を示す断面図である。この実施例は、図４に示した高周波用可動減衰機構３０および図５、６に示した横剛性用固定減衰板３５を組み合わせたものである。このような構成の液体封入式マウント装置は、高周波振動を減衰し、しかも、水平方向の負荷が加わっても、大きな減衰がえられる。

なお、上記実施例では、上記固定減衰板の減衰部をゴム材料で製造したが、これに限定しないことはもちろんである。また、上記実施例では、上記カップ状容器の下部側面を絞り、容積を少なくしたが、これに限定しないことはもちろんである。また、上記実施例では、上記可動減衰板を平板状としたが、これに限定せず、逆さカップ状に形成してもよいことはもちろんである。この場合、上記コイルスプリングの一端は、逆さカップ状の内部に入れることはもちろんである。

また、上記実施例では、ばね部材としてコイルスプリングを用いたが、これに限定せず、円錐コイルスプリングなど、更には、ゴムなどの弾性材料を円筒状に形成したものなど、色々な形式のものを用いることができることはもちろんである。また、コイルスプリングの線材の断面形状は、丸形を示したが（図１参照）、長方形、正方形などを用いてもよいことはもちろんである。また、上記実施例では、コイルスプリングの上端部および下端部の位置決めは、凹部を示したが（図１参照）、凸部を用いてもよいことはもちろんである。

また、上記実施例では、可撓性密封蓋は、高粘性液の液圧上昇により変形しない厚さに形成する必要があることはもちろんであるが、布などを入れて、変形に対して強くしたり、あるいは、蓋の厚さを薄くしてもよいことはもちろんである。また、上記実施例では、カップ状容器の上端部に設けた共締め用爪を折り曲げることにより、上記カップ状容器のフランジ部、固定減衰板の取付け部のフランジ部および上記可撓性密封蓋の取付け部のフランジ部を液密に一体化した場合を示したが、この共締め用爪を用いることに限定せず、溶接などの手段によって、液密に一体化してもよいことはもちろんである。

また、上記実施例では、上記高粘性液を上記カップ状容器および上記可撓性密封蓋で構成した液密容器に収容（注入）する場合、このカップ状容器の底部に設けた注入穴から行うが、これに限定せず、このカップ状容器の底部に注入穴のほか、液密容器内の空気を抜くための空気穴（図示せず）を設け、液密容器内への高粘性液に注入と液密容器からの空気の排出を同時に行うことにより、注入時間を大幅に短縮することができる。さらに、スタッドの軸方向に透穴を設け、この透穴から高粘性液を注入してもよいことはもちろんである。また、真空雰囲気中で、上記高粘性液をカップ状容器に収納したのち、上記可撓性密封蓋で封してもよいことはもちろんである。

本発明に係る液体封入式マウント装置の一実施例を示す断面図である。 図１における可動減衰板の他の実施例を示す平面図である。 本発明に係る液体封入式マウント装置の他の実施例を示す断面図である。 本発明に係る液体封入式マウント装置の更に他の実施例を示す断面図である。 本発明に係る液体封入式マウント装置の更に他の実施例を示す断面図である。 図５の減衰動作を説明するための図である。 本発明に係る液体封入式マウント装置の更に他の実施例を示す断面図である。 本発明に係る液体封入式マウント装置の更に他の実施例を示す断面図である。

符号の説明

１・・・カップ状容器
１Ａ・・・フランジ部
１Ｂ・・・共締め用爪
１Ｃ・・・注入穴
１Ｄ・・・取付け穴
２・・・高粘性液
３・・・スタッド
４・・・可動減衰板
４Ａ・・・構
５・・・スプリングワッシャ
６・・・ナット
７・・・可撓性密封蓋
８・・・蓋部材
９・・・取付け部
９Ａ・・・円筒部
９Ｂ・・・フランジ部
１０・・・固定減衰板
１０Ａ・・・透穴
１１・・・減衰部
１２・・・取付け部
１２Ａ・・・円筒部
１２Ｂ・・・フランジ部
１３・・・コイルスプリング
１００・・・第１液通路
２００・・・第２液通路

Claims (3)

1. 上部に開口を有し、高粘性液が収容されるカップ状容器と、
   上部に被緩衝体を支持し、上記カップ状容器の軸心に配置したスタッドと、
   このスタッドの上部及びカップ状容器の上部に固着して、このカップ状容器の上部開口を液密に封止して上記高粘性液が封入される液密室を形成する可撓性密封蓋と、
   上記スタッドの下部に固着し、このスタッドと共に上記液密室内を移動可能な可動減衰板と、
   上記カップ状容器に固着し、上記可撓性密封蓋と上記可動減衰板との間の上記液密室内に配置し、中心部に上記スタッドが貫通する透穴を設けた円環状の固定減衰板と、
   上記カップ状容器の底面と上記可動減衰板との間に設けたばね部材と、を備え、
   上記カップ状容器の内周面と上記可動減衰板の外周面との間に第１液通路を形成し、
   上記固定減衰板の透穴の内周面と上記スタッドの外周面との間に第２液通路を形成し、
   上記可動減衰板は、スタッドが上記被緩衝体から水平方向の負荷を受けていない中立位置において、外周面が上記カップ状容器の内周面と非接触であり、
   上記固定減衰板は、上記中立位置において、中心部の透穴の内周面がスタッドの外周面と非接触であり、
   上記可撓性密封蓋は、中心部に上記スタッドが貫通する透穴を設けたドーナツ状の弾性材料で成形し、上記スタッドの上部を液密に加硫接着する蓋部材と、この蓋部材の周縁部を上記カップ状容器に固着する取付け部とを備え、
   上記可撓性密封蓋の上記取付け部は、円筒部と、この円筒部から周方向に延設し上記カップ状容器の上部に液密に固着するフランジ部とを有し、
   上記蓋部材は、その周縁部が上記取付け部の円筒部の内周面に固着され、上記スタッド若しくはカップ状容器が被緩衝体から上下方向の負荷を受けた場合に、スタッドに固着した中心部若しくは取付け部によってカップ状容器に固着した周縁部が上下方向に撓み、
   上記固定減衰板は、上記カップ状容器の上部に固着されるフランジ部と中央に設けた透穴の周囲が下方に延出する円筒部とからなる取付け部と、この円筒部の内周面及び外周面と下端とを連続的に被覆する弾性材料からなる減衰部とを備え、
   上記液密室は、高粘性液と空気とを封入する
   ことを特徴とする液体封入式マウント装置。
2. 上記可撓性密封蓋の蓋部材は、スタッドに接着される中心部側の厚みに対して、周縁部の上下方向厚みを薄く形成したことを特徴とする請求項１に記載の液体封入式マウント装置。
3. 上記可撓性密封蓋の蓋部材は、上記中心部側から周縁部側に向けて、徐々に上下方向厚みが薄くなるように形成したことを特徴とする請求項２に記載の液体封入式マウント装置。

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