JP5549875B2 - グラインダ - Google Patents

Description

本発明は被削材の研削、研磨を行う際に使用されるグラインダに関し、特に、グラインダを保持するギヤカバー部、パッキングランドの形状を工夫して軽量化を図ったグラインダに関する。

携帯型のグラインダの例として、特許文献１に記載のようにディスクグラインダが知られている。ディスクグラインダは、駆動源であるモータが円筒形のモータハウジング内に収容される。モータハウジングの前方にはモータの回転軸による動力伝達方向を約９０度変換する一組の傘歯車を含む動力伝達機構が設けられ、動力伝達機構はモータハウジングの前方に取り付けられるギヤカバーに収容される。一組の傘歯車によってモータの回転軸から軸方向が約９０度変換されてスピンドルに動力が伝達され、スピンドルの下部に取り付けられるディスク状の砥石を回転させる。

スピンドルは、ベアリングによってギヤカバーに回転可能に保持されるが、ギヤカバーの下部にはパッキングランド（Ｐａｃｋｉｎｇ Ｇｌａｎｄ）が設けられ、スピンドルを保持するベアリングの一方を保持する。従来、ディスクグラインダにおけるギヤカバー及びパッキングランドは、十分な強度を確保するために、アルミニウム合金などの金属製で製造されていた。

特開２００７−２２３００６号公報

従来のディスクグラインダのギヤカバー及びパッキングランドは、強度部材のため、アルミ合金などの金属製であったが、ディスクグラインダの本体部の大きさや、着脱可能な砥石等を大きくしようとすると重量が増加してしまい、作業者の手腕への負荷増加により疲労しやすくなる。また、これらを金属製とすると、熱伝導率が高いために熱が伝わりやすく、作業者が手に不快感を覚える恐れがある。さらに、アルミニウム材の価格高騰により、グラインダ装置の製造原価の低減が難しくなってきた。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、グラインダのギヤカバー及び／又はパッキングランドの材質を樹脂として、軽量化を図ったグラインダを提供することにある。

本発明の他の目的は、ギヤカバーの上部を手の平で押さえ込む作業の際にも、手に伝わる熱の影響を少なくし、快適性を向上させて手への負担を少なくしたグラインダを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、ギヤカバー及び／又はパッキングランドを樹脂にして軽量化を図りつつも、スピンドルの取付け剛性を十分に確保したグラインダを提供することにある。

本願において開示される発明のうち代表的なものの特徴を説明すれば次の通りである。

本発明の一つの特徴によれば、回転軸を有するモータと、モータを収容するモータハウジングと、モータによって回転され回転軸と交わる方向に延びるスピンドルと、スピンドルに取り付けられる先端工具と、スピンドルの一端側に設けられる第１の軸受と、スピンドルの他端側に設けられる第２の軸受と、モータハウジングに取り付けられ第１の軸受を保持するギヤカバーと、ギヤカバーに取り付けられ第２の軸受を保持するパッキングランドを有するグラインダにおいて、ギヤカバーを金属ではなくプラスチック等の樹脂部材で構成した。第１の軸受は金属製の第１の軸受保持部材を介してギヤカバーに固定した。また、ギヤカバーの第１の軸受保持部材又は前記第１の軸受が接する領域に第１の穴を設け、第１の穴によって第１の軸受保持部材又は前記第１の軸受の一部が外気と接するように構成した。

本発明の他の特徴によれば、スピンドルの回転を制限するロック部材を設け、ロック部材は第１の軸受保持部材によって保持されるように構成した。さらに、パッキングランドを金属ではなくプラスチック等の樹脂部材で構成した。第２の軸受を第２の軸受保持部材を介してパッキングランドに固定し、第２の軸受保持部材を金属によって構成した。また、パッキングランドの第２の軸受保持部材が接する領域に第２の穴を設け、第２の穴によって第２の軸受保持部材の一部が外気と接するように構成した。

本発明によれば、従来金属で構成されたギヤカバーを樹脂で構成したので、グラインダの軽量化を図ることができ、作業者の手腕への負荷が抑えて疲労しづらいグラインダを実現できる。また、ギヤカバーの上部を手の平で押さえ込む作業の際にも、手に触れる部分が熱伝導率の低い樹脂となるため、作業中のギヤカバーの温度変化が小さく、作業者の手への負担が少なく作業性が良いグラインダを実現できる。さらに、ギヤカバーの樹脂化によりアルミ合金製のギヤカバーに比べて製造コストを抑えることが可能となる。

本発明によれば、第１の軸受を金属製の第１の軸受保持部材を介してギヤカバーに固定したので、樹脂製のギヤカバーであっても強度が要求される部分を金属製の部材にて補強でき、十分な剛性を有するギヤカバーを実現できる。また、ギヤカバーの第１の軸受保持部材又は第１の軸受が接する領域に第１の穴を設け、第１の穴によって第１の軸受保持部材又は第１の軸受の一部が外気と接するようにしたので、スピンドルからや第１の軸受からの熱を効果的に発散することができる。

本発明によれば、スピンドルの回転を制限するロック部材を設け、ロック部材は、第１の軸受保持部材によって保持されるので、第１の軸受けとロック部材を同一の軸受保持部材にて保持するので十分な強度を確保でき、樹脂製のギヤカバー採用に伴う剛性低下の影響を心配する必要がない。また、ギヤカバーに取り付けられるパッキングランドも樹脂で構成したので、グラインダの更なる軽量化を実現することができる。さらに、第２の軸受を金属製の第２の軸受保持部材を介してパッキングランドに固定したので、樹脂製のパッキングランドであっても強度が要求される部分を金属製の部材にて補強でき、十分な剛性を有するパッキングランドを実現できる。さらに、パッキングランドの第２の軸受保持部材が接する領域に第２の穴を設け、第２の穴によって第２の軸受保持部材の一部が外気と接するようにしたので、スピンドルから第２の軸受保持部材に伝わる熱を効果的に放熱することができる。

本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。

本発明の実施例に係るディスクグラインダ１の側面図である。 本発明の実施例に係るディスクグラインダ１の上面図ある。 図２のＡ−Ａ断面を示すディスクグラインダ１の部分断面図である。 図１のギヤカバー３の底面図である。 図１のパッキングランド４の上面図である。 図１のパッキングランド４の側面図である。 図５のパッキングランド４のＢ−Ｂ部の断面図である。 図１のパッキングランド４の底面図である。 図１の第１金属部材５０の上面図である。 図９の第１金属部材５０のＣ−Ｃ部の断面図である。 図９の第１金属部材５０のＤ−Ｄ部の断面図である。 図１の第２金属部材６０の上面図である。 図１の第２金属部材６０の底面図である。 図１の第２金属部材６０の側面図である。 図１２の第２金属部材６０のＥ−Ｅ断面を示す断面図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、前後、上下左右の方向は図中に示す方向であるとして説明する。

図１は、本発明の実施例に係るディスクグラインダ１の側面図である。ディスクグラインダ１のハウジングは、後述するモータを内部に収容する円筒形のモータハウジング２と、モータハウジング２の後方に取り付けられるテールカバー５と、モータハウジング２の前方に取り付けられるギヤカバー３、パッキングランド４の４つの主要部分により構成される。

モータハウジング２の内部には、後述するモータが収容される。モータは例えば、ユニバーサルモータ等の交流モータであり、モータハウジング２の一部にはブラシキャップ２６が設けられる。ギヤカバー３は、モータの回転軸による動力伝達方向を約９０度変換する２組の傘歯車を含んで構成される動力伝達機構を収容するものであり、軸方向前方から後方側に挿入される４本のネジ２９によりモータハウジング２の前方側の開口部２ａにギヤカバー３の開口部３ａが対応するように取り付けられる。ギヤカバー３の側方には、図示しないサイドハンドルを装着するためのハンドル取付穴３９が形成される。また、ギヤカバーの上方には、冷却風を排出するための風窓３０が設けられる。

ギヤカバー３から下方には、スピンドル７が延在し、スピンドル７の先端部（下端）には先端工具たる砥石８が取り付けられる。砥石８は、固定具９ａ、９ｂによってスピンドル７に対して着脱可能である。砥石８は、例えば直径１００ｍｍのレジノイドフレキシブルトイシ、フレキシブルトイシ、レジノイドトイシ、サンディングディスク等であり、装着する砥粒を選択することにより金属、合成樹脂、大理石、コンクリートなどの表面研磨、曲面研磨が可能である。砥石８の回転速度は、例えば２０００〜４０００ｒｐｍ程度であるが、回転速度は作業対象に合わせて適宜設定すればよい。ホイルガード２０は、研削された部材や破損した砥粒等の飛散から作業者を保護するためのものであり、ベルト部２１によってパッキングランド４に固定される。ホイルガード２０及びベルト部２１は、規格によって金属製で構成することが要求されている。

パッキングランド４は、スピンドル７を保持する後述するベアリングを保持するものであり、ギヤカバー３の下側の開口部３ｂにパッキングランド４の開口部４０が対応するように取り付けられる。

モータの回転を起動するスイッチ操作用のトリッガ６は、把持部５ａの下側であって把持部５ａに沿って後方に延びるように配置される。本実施例では作業者が把持部５ａを握るとトリッガ６を上側に移動させることになりモータのスイッチがオンになる。作業者が、把持部５ａの把持を解除すると、トリッガ６が下側に移動し、モータが停止する。テールカバー５の側方には、後述する冷却ファンにより外気を取り込むための風窓５ｃ（吸気口）が設けられる。

図２は、本発明の実施例に係るディスクグラインダ１の上面図である。モータハウジング２は、ポリカーボネイド等のプラスチック（有機高分子樹脂）の一体構造により構成される。尚、プラスチックは、エンジニアプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチックでも良い。テールカバー５は、右側テールカバーと左側テールカバーにより分割構成され、複数の図示しないネジによって右側及び左側のテールカバーが結合される。図示していないが、テールカバー５の後端には、モータに電力を供給するための電源コードが接続される。

モータが回転することによって後述する冷却ファンが回転し、テールカバー５の風窓５ｃから矢印２７ａ、２７ｂの方向に外気を吸引し、吸引された空気がモータハウジング２の内部のモータを冷却した後、風窓３０から矢印２８ａ、２８ｂの方向に吸引された空気を排出する。風窓３０の前方側には、スピンドルロック１８が設けられる。スピンドルロック１８は、砥石８等の先端工具の着脱時にスピンドル７が回転しないようにロックする機構であり、スピンドルロック１８の上部を押下することにより図示しないロックピンが、後述する第２傘歯車の凹部（図示せず）に突出して嵌合することによりスピンドル７が回転不能となる。

図３は、図２のＡ−Ａ断面を示すディスクグラインダ１の部分断面図である。モータ１１は、本実施例では交流で動作するユニバーサルモータを用いているが、これに限られずに直流モータや、ブラシレスＤＣモータ等の他の方式のモータを用いても良い。モータ１１はモータハウジング２内に収まるように配置され、モータ１１の回転軸１１ａが円筒形のモータハウジング２の軸方向（前後方向）と一致するように配置される。モータハウジング２の形状は、円筒形又は長筒状とすると強度的に強くできるので好ましい。

モータ１１の回転軸１１ａは、ギヤカバー３に固定されるベアリング１３と、モータハウジング２の後方側に固定されるベアリング（図示せず）により回転可能に保持される。回転軸１１ａのモータ１１の前方側には、整流効果を得るためのファンガイド２３と冷却ファン１２が設けられる。冷却ファン１２は例えばプラスチック製の遠心ファンであり、テールカバー５の一部に設けられた風窓５ｃ（図２参照）から外気を吸引して、モータ１１を通過させる空気流を発生させ、ギヤカバー３に設けられた風窓３０から前方に空気を排出する。尚、図３に示す断面位置では風窓３０の前端部が塞がれているように見えるが、図２から理解できるようにＡ−Ａ断面の左右の部分において風窓３０は前方側に開口する。

モータ１１の回転軸１１ａはボール式のベアリング１３によって回転可能に保持され、回転軸１１ａの先端には第１傘歯車１４が取り付けられる。第１傘歯車１４はスピンドル７に取り付けられる第２傘歯車１５と噛合する。本実施例では、第１傘歯車１４の歯数は第２傘歯車１５の歯数より十分少なく構成され、これらの第１傘歯車１４、第２傘歯車１５は減速機構として働くことになる。

スピンドル７は上側が第１の軸受であるメタル１６によって回転可能に保持され、下側が第２の軸受であるベアリング１７によって回転可能に保持される。ここで、メタル１６はギヤカバー３側に固定され、ベアリング１７はパッキングランド４側に固定される。本実施例のギヤカバー３及びパッキングランド４は樹脂製であるため、メタル１６は第１金属部材５０を介してギヤカバー３に保持され、ベアリング１７は第２金属部材６０を介してパッキングランド４に保持される。これら第１金属部材５０、第２金属部材６０はいわば軸受手段（メタル１６、ベアリング１７）の保持部材であると共に補強部材となるものである。

スピンドル７及びメタル１６の上端には第１の穴３１が形成され、この第１の穴３１が風窓３３と連通するため、スピンドル７及びメタル１６の上端が外気に曝される。この結果、スピンドル７及びメタル１６で発生する熱を効果的に外気中に発散できる。尚、第１の穴３１を設ける目的は、スピンドル７及びメタル１６が持つ熱を冷やすためであるので、スピンドル７及びメタル１６の一部を外気に曝すのではなく、第１金属部材５０の一部が風窓３３を介して外気に曝されるように第１の穴３１の配置を決定しても良い。さらに、第１金属部材５０の形状を工夫して、何らかの構成によって第１金属部材５０の一部がギヤカバー３の外部に露出するように構成しても良い。

パッキングランド４に取り付けられる第２金属部材６０の一部は、第２の穴４７を介して外気に曝される。第２の穴４７は円周方向に６分割して設けられた円周方向にほぼ連続する穴であるが、これらの形状については後述する。

図４はギヤカバー３の底面図であって、ギヤカバー３に第１金属部材５０とメタル１６、及び、スピンドルロック１８を保持するメタル１９を取り付けた状態を示している。第１金属部材５０の外径は、大径のリングと小径のリングを接続したような形状であって、その外郭はギヤカバー３の上方から下方に延びる取付リブ３４が形成される。取付リブ３４の外側には、取付リブ３４の剛性を十分確保するための補強リブ３４ａ〜３４ｆが設けられる。

ギヤカバー３の下側の開口には、パッキングランド４を取り付けるための複数の保持リブ３５ａ〜３５ｈが形成され、これらのうち保持リブ３５ｂ、３５ｄ、３５ｆ、３５ｈには、パッキングランド４をネジで固定するためのネジ穴３６ａ〜３６ｄが形成される。保持リブ３５ａ〜３５ｈの内周側の形状は、パッキングランド４の外周面と良好に当接するために円弧状の形状とされる。ギヤカバー３の後方の開口部３ａの前方付近には、ギヤカバー３をモータハウジング２にネジ止めするためのネジボス３８が形成される。

次に図５〜８を用いてパッキングランド４の詳細形状を説明する。本実施例では、従来アルミ合金等の金属製で製造されていたパッキングランド４を、一体成型の樹脂製としたものである。図５は、パッキングランド４の上面図である。パッキングランド４の中央下方には、スピンドル７を貫通させるための開口部４２が形成される。この開口部４２の周囲にはベアリング１７（図３参照）が配置されるため、ベアリング１７の外周側を保持する円筒形の収容部４１が形成される。収容部４１の上側には、さらに大きい内径を有する開口部４０が形成される。

開口部４０と開口部４２の間の領域であって、円周方向の２箇所には、ベアリング押さえ２５（図３参照）を図示しないネジで止めるためのネジ穴４４が形成される。開口部４０を形成する円筒部４３の外周側には、パッキングランド４をギヤカバー３に固定するためのフランジ４５が形成される。フランジ４５は４箇所のネジ穴４５ａを形成するために、上からみると略四角形になるように円筒部４３から外周側に突出する形状である。フランジ４５の一部には、軽量化のために複数のくり貫き部４５ｂが形成される。

図６はパッキングランド４の側面図である。収容部４１を形成する円筒部４６は、外径部４６ａの間に凹部４６ｂが形成される。この円筒部４６には、ホイルガード２０のベルト部２１が固定されるもので、凹部４６ｂはベルト部２１の内周側の形状（断面が凸状）に併せて断面に形成され、締付けボルト２２（図２参照）をやや緩めたときに、ベルト部２１の周方向の移動（回転）は許容するが、軸方向（上下方向）の移動は許容しないように構成される。フランジ４５の下側であって、ネジ穴４５ａが形成される周囲は、軸方向の肉厚を薄くした平面部４５ｃが形成される。

図７は、図５のパッキングランド４のＢ−Ｂ部の側面図である。開口部４２はスピンドル７を貫通させるのに十分な大きさとし、収容部４１の壁部との間に、第２の穴４７が形成される。第２の穴４７は、第２金属部材６０が外気に触れるように軸方向に貫通するように形成された穴であって、円周方向に６分割されて形成される。尚、開口部４２の上端側には、第２金属部材の外気への接触面積を増やすために、肉厚を薄くした肉薄部４２ａが形成される。

図８は、パッキングランド４の底面図である。本図において第２の穴４７が円周方向の大部分に形成されていることが理解できるであろう。また、フランジ４５のネジ穴４５ａの周囲には、ネジを固定するために平面に形成された平面部４５ｃが形成される。

以上説明したように、ギヤカバー３及びパッキングランド４は樹脂製で構成されるが、エンジニアプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチックでも良い。エンジニアプラスチックとしては、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート等を用いることができる。また、スーパーエンジニアリングプラスチックとしてはポリフェニレンスルファイド、ポリテトラフロロエチレン、ポリスルホン、ポリエーテルサルフォン等を用いることができる。

次に図９〜図１１を用いて、第１金属部材５０の形状を説明する。図９は、第１金属部材５０の上面図である。第１金属部材５０には、大径のリングと小径のリングを接続したような形状であって、スピンドル７を貫通させる大径の貫通穴５１と、スピンドルロック１８を貫通させる小径の貫通穴５２が形成される。第１金属部材５０は、例えば鉄系の金属であれば強度的に十分であり、コスト的も低コストで製造できるので好ましい。しかしながら、軽量化、放熱性の観点からアルミ合金としても良い。

図１０は図９のＣ−Ｃ部の断面図である。第１金属部材５０は金属の一体成型で構成でき、その厚さ（スピンドル７の軸方向の厚さ）は均一になるように形成される。図１１は、図９のＤ−Ｄ部の断面図である。

次に図１２〜図１５を用いて第２金属部材６０の形状を説明する。図１２は第２金属部材６０の上面図である。第２金属部材６０は、ボール式のベアリング１７（図３参照）の外輪を保持するための補強部材であって、上側にはベアリング１７の外径とほぼ等しい径の円筒部６１が形成される。また、下側にはベアリング１７の内輪よりもやや大きい径の貫通穴６２が形成される。図１３は第２金属部材６０の上面図である。第２金属部材６０は、例えば鉄系の金属であるのが好ましく、ベアリング１７と熱膨張係数がほぼ同じとなるように構成すると好ましい。図１４は第２金属部材６０の側面図である。尚、第２金属部材６０は、パッキングランド４に接着して強固に固定も良いし、圧入または単に置くだけにしても、ベアリング１７の外輪がパッキングランド４に対して空転しなければ良い。

図１５は第２金属部材６０の断面図である。第２金属部材６０は、ほぼ均一の肉厚を有し、内周側下部に段差部６３を形成し、ベアリング１７が下方に移動しないように構成した。尚、第２金属部材６０のリング状の下面６４は、その一部が第２の穴４７を介して外気に触れるように構成され、発熱したベアリング１７の熱を第２金属部材６０を介して効果的に放熱することができる。

以上、本実施例によれば、ギヤカバー及びパッキングランドを非金属製の軽量部材で形成したために、グラインダの軽量化を図ることができ、作業者の手腕への負荷が抑えられるので、作業者が疲労しづらくなるという効果がある。また、作業者がギヤカバーの上部を手の平で押さえ込むようにして作業を行っても、ギヤカバーが熱伝導率の低い樹脂製のため温度変化が小さく、手への負担が少なく快適性が大幅に向上する。さらに、ギヤカバーとパッキングランドの樹脂化により、アルミ合金等の金属製に比べて製造コストを大幅に抑えることができる。

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、本実施例ではグラインダの例として、ディスクグラインダを用いて説明したが、その他の形状、形式のグラインダにも同様に適用できる。また、上述の実施例ではギヤカバー３とパッキングランド４の双方を樹脂製としたが、これらのいずれかだけを樹脂製としても良い。さらに、上述の実施例ではスピンドル７を保持する部材を、ギヤカバー３とパッキングランド４で構成したが、一つの部材にてスピンドル７を保持するように構成しても良い。

１ ディスクグラインダ ２ モータハウジング ２ａ 開口部
３ ギヤカバー ３ａ、３ｂ （ギヤカバーの）開口部
４ パッキングランド ５ テールカバー ５ａ 把持部
５ｃ 風窓 ６ トリッガ ７ スピンドル
８ 砥石 ９ａ、９ｂ 固定具 １１ モータ
１１ａ （モータの）回転軸 １２ 冷却ファン １３ ベアリング
１４ 第１傘歯車 １５ 第２傘歯車 １６ メタル（第１の軸受）
１７ ベアリング（第２の軸受） １８ スピンドルロック
１９ メタル ２０ ホイルガード ２１ ベルト部
２２ 締付けボルト ２３ ファンガイド ２５ ベアリング押さえ
２６ ブラシキャップ ２９ ネジ ３０ 風窓
３１ 第１の穴 ３３ （第１の）風窓 ３４ 取付リブ
３４ａ 補強リブ ３５ａ〜３５ｈ 保持リブ
３６ａ〜３６ｄ ネジ穴 ３７ａ〜３７ｈ 案内リブ
３８ ネジボス ３９ ハンドル取付穴 ４０ 開口部
４１ 収容部 ４２ 開口部 ４２ａ 肉薄部 ４３ 円筒部
４４ ネジ穴 ４５ フランジ ４５ａ ネジ穴
４５ｂ くり貫き部 ４５ｃ 平面部 ４６ 円筒部
４６ａ 外径部 ４６ｂ 凹部 ４７ 第２の穴
５０ 第１金属部材 ５１、５２ 貫通穴 ６０ 第２金属部材
６１ 円筒部 ６２ 貫通穴 ６３ 段差部
６４ （第２金属部材の）下面

Claims (5)

1. 回転軸を有するモータと、
   前記モータを収容するモータハウジングと、
   前記モータによって回転され、前記回転軸と交わる方向に延びるスピンドルと、
   前記スピンドルに取り付けられる先端工具と、
   前記スピンドルの一端側に設けられる第１の軸受と、
   前記スピンドルの他端側に設けられる第２の軸受と、
   前記モータハウジングに取り付けられ前記第１の軸受を保持するギヤカバーと、
   前記ギヤカバーに取り付けられ前記第２の軸受を保持するパッキングランドと、を有するグラインダであって、
   前記ギヤカバー及び前記パッキングランドを樹脂で構成し、
   前記第２の軸受を第２の軸受保持部材を介して前記パッキングランドに固定し、
   前記第２の軸受保持部材を金属によって構成したことを特徴とするグラインダ。
2. 前記第１の軸受を第１の軸受保持部材を介して前記ギヤカバーに固定し、
   前記第１の軸受保持部材を金属によって構成したことを特徴とする請求項１に記載のグラインダ。
3. 前記ギヤカバーの前記第１の軸受保持部材又は前記第１の軸受が接する領域に第１の穴を設け、
   前記第１の穴によって前記第１の軸受保持部材の一部が外気と接するようにしたことを特徴とする請求項２に記載のグラインダ。
4. 前記スピンドルの回転を制限するロック部材を設け、
   前記ロック部材は、前記第１の軸受保持部材によって保持されることを特徴とする請求項２又は３に記載のグラインダ。
5. 前記パッキングランドの前記第２の軸受保持部材が接する領域に第２の穴を設け、
   前記第２の穴によって前記第２の軸受保持部材の一部が外気と接するようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のグラインダ。

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