(57)【要約】【課題】ハブに対して必要最小限の突起を設けることで積層時における回転を止めることができ、突起による気流への影響を最小限にすることができる斜流型プロペラファンを提供する。【解決手段】斜流型プロペラファンであって、前記ハブの内部に形成された補強リブ構造と、前記上面の外表面から回転軸方向に延びており、前記斜流型プロペラファンの積層時に前記補強リブ構造と係合される係合突起と、を備え、前記傾斜側面の少なくとも一部が、前記回転軸線を中心とする所定円周方向に進むにつれて前記傾斜側面が前記回転軸線と平行な仮想直線に対してなす傾斜角が小さくなるように構成されており、前記斜流型プロペラファンの積層時に、前記係合突起における前記所定円周方向とは逆方向側が前記補強リブ構造と係合するように前記係合突起を前記上面において配置した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸線が通る上面、前記上面の外縁から外側へ傾斜して設けられた傾斜側面、及び、前記上面と対向して形成された下側開口を具備するハブと、前記傾斜側面に設けられた複数の翼と、を備えた斜流型プロペラファンであって、
前記ハブの内部に形成された補強リブ構造と、
前記上面の外表面から回転軸方向に延びており、前記斜流型プロペラファンの積層時に前記補強リブ構造と係合される係合突起と、を備え、
前記傾斜側面の少なくとも一部が、前記回転軸線を中心とする所定円周方向に進むにつれて前記傾斜側面が前記回転軸線と平行な仮想直線に対してなす傾斜角が小さくなるように構成されており、
前記斜流型プロペラファンの積層時に、前記係合突起における前記所定円周方向とは逆方向側が前記補強リブ構造と係合するように前記係合突起が前記上面において配置されていることを特徴とする斜流型プロペラファン。
【請求項２】
前記補強リブ構造が、前記回転軸線に対して半径方向に延びる半径方向リブを具備し、
前記回転軸線方向から前記上面の外表面を見た場合に、前記半径方向リブの透視位置に対して前記所定円周方向側に前記係合突起が近接して配置されている請求項１記載の斜流型プロペラファン。
【請求項３】
前記斜流型プロペラファンの積層時に前記係合突起が前記傾斜側面の内表面とも係合するように形成されている請求項１又は２記載の斜流型プロペラファン。
【請求項４】
前記係合突起が、前記所定円周方向に沿って延びる突条として形成されている請求項１乃至３いずれかに記載の斜流型プロペラファン。
【請求項５】
前記半径方向リブが、前記回転軸線を中心として放射状に複数設けられており、
前記斜流型プロペラファンの積層時に前記係合突起が２つの半径方向リブの間に嵌合するように配置されている請求項１乃至４いずれかに記載の斜流型プロペラファン。
【請求項６】
前記係合突起の前記回転軸線に沿った断面が概略台形形状となるように形成されている請求項１乃至５いずれかに記載の斜流型プロペラファン。
【請求項７】
前記下側開口における前記回転軸線からの最大半径をR、前記上面における前記回転軸線から外縁までの半径をr0、前記ハブの軸方向高さをH、前記係合突起の回転軸線方向の突出高さをｈ、前記係合突起が前記上面において形成されている前記回転軸線からの半径をｒ１と置いた時、
前記係合突起が、0.8×(r0-(h/H)(R-r0))≦r1≦r0-(h/H)(R-r0)を満足するように配置されている請求項１乃至６いずれかに記載の斜流型プロペラファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層された状態で搬送される斜流型プロペラファンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロペラファンは回転軸方向に複数積層してまとめた状態で搬送されることがある。この積層した状態での搬送時に各プロペラファンが回転し、それぞれの翼が接触して破損しないように構成されたものが特許文献１に示されている。
【０００３】
特許文献１には、円筒状に形成されたハブと、前記ハブの側面に複数の翼が形成された軸流型プロペラファンにおいて、ハブの上面の外周縁と、ハブの側面下側端に積層時に係合し合う凹凸構造が形成されている。
【０００４】
ところで、ハブが円筒形状ではなく、例えば円錐台形状に形成されている斜流型プロペラファンの場合、積層してもハブの上面の外周縁と、ハブの側面下側端はその半径が異なっており、一致させらないので、特許文献１のような構造を採用することはできない。
【０００５】
また、特許文献２では軸流型プロペラファンにおいて、積層時の回転を防ぐための別の構成として、ハブの内部に形成された補強リブ構造のうち、半径方向に延びる半径方向リブと、前記ハブの上面に形成され、前記半径方向リブの厚み分だけ円周方向に離間して配置された一対の嵌合突起を備えたものが示されている。
【０００６】
しかしながら、このようなものでは積層時に各プロペラファンの向きを事前に正確に揃えた上で積層し、前記一対の嵌合突起の間に前記半径方向リブが差し込まれるようにしなくてはならず、積層作業に手間がかかるという問題がある。また、特許文献２に示されるように４つの半径方向リブと嵌合するようにするには、計４対もの嵌合突起を前記ハブの上面に形成しなくてはならず、このような多くの突起がハブの上面に形成されると、プロペラファンの使用時に形成される気流に対して大きな影響を与えてしまう恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０８−１００７９５号公報
【特許文献２】実開昭５７−１６０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は上述したような問題を鑑みてなされたものであり、ハブに対して必要最小限の突起を設けることで積層時における回転を止めることができ、突起による気流への影響を最小限にすることができる斜流型プロペラファンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、回転軸線が通る上面、前記上面の外縁から外側へ傾斜して設けられた傾斜側面、及び、前記上面と対向して形成された下側開口を具備するハブと、前記傾斜側面に設けられた複数の翼と、を備えた斜流型プロペラファンであって、前記ハブの内部に形成された補強リブ構造と、前記上面の外表面から回転軸線方向に延びており、前記斜流型プロペラファンの積層時に前記補強リブ構造と係合される係合突起と、を備え、前記傾斜側面の少なくとも一部が、前記回転軸線を中心とする所定円周方向に進むにつれて前記傾斜側面が前記回転軸線と平行な仮想直線に対してなす傾斜角が小さくなるように構成されており、前記斜流型プロペラファンの積層時に、前記係合突起における前記所定円周方向とは逆方向側が前記補強リブ構造と係合するように前記係合突起が前記上面において配置されていることを特徴とする。
【００１０】
このようなものであれば、前記傾斜側面の少なくとも一部が、前記回転軸線を中心とする所定円周方向に進むにつれて前記傾斜側面が前記回転軸線と平行な仮想直線に対してなす傾斜角が小さくなるように構成されているので、前記回転軸線から前記傾斜側面の内表面までの半径は前記所定回転方向に進むにつれて小さくなり、前記回転軸線から前記上面の外周縁までの半径よりも小さくなる部分が存在することになる。したがって、前記斜流型プロペラファンを積層した場合、上側に配置された前記斜流型プロペラファンの傾斜側面の内表面と、下側に配置された前記斜流型プロペラファンの上面の外周縁又は傾斜側面の外表面とが接触させて、各斜流型プロペラファンを摩擦により前記所定円周方向には回転させないようにできる。また、上記構成は斜流型プロペラファンにおけるアンダーカットが生じないようにして、射出成型時における成形性を高める事にも寄与する。
【００１１】
さらに、前記斜流型プロペラファンの積層時に、前記係合突起における前記所定円周方向とは逆方向側が前記補強リブ構造と係合するように前記係合突起が前記上面において配置されているので、前記所定円周方向とは逆方向に対しても斜流型プロペラファンが回転しないようにできる。
【００１２】
このように前記上面には必要最小限の係合突起を設けることで、斜流型プロペラファンを積層した場合でもどちらの円周方向にも回転しないようにして、搬送時に翼が接触して破損すること等を防ぐことができる。
【００１３】
また、前記上面には多くの係合突起を設ける必要がないので、斜流型プロペラファンを使用したときに形成される気流への影響も少なくできる。
【００１４】
前記斜流型プロペラファンを積層した際に、各翼を同じ向きに揃えた状態を維持して固定するのに適した構造としては、前記補強リブ構造が、前記回転軸線に対して半径方向に延びる半径方向リブを具備し、前記回転軸線方向から前記上面の外表面を見た場合に、前記半径方向リブの透視位置に対して前記所定円周方向側に前記係合突起が近接して配置されているものが挙げられる。
【００１５】
積層されている斜流型プロペラファンの間で、より摩擦力が大きく働くようにして積層時における斜流型プロペラファンの回転をより生じにくくするには、前記斜流型プロペラファンの積層時に前記係合突起が前記傾斜側面の内表面とも係合するように形成されていればよい。
【００１６】
前記斜流型プロペラファンを例えば空調機等に組み込んで使用している際に、前記係合突起が気流形成のための大きな抵抗とならないようにするには、前記係合突起が、前記所定円周方向に沿って延びる突条として形成されていればよい。
【００１７】
前記上面に対して、前記傾斜側面がそれほど傾斜しておらず、円筒に近い形状をなしている場合でも、積層時における各斜流型プロペラファンの両円周方向の回転を止めやすくするには、前記半径方向リブが、前記回転軸線を中心として放射状に複数設けられており、前記斜流型プロペラファンの積層時に前記係合突起が２つの半径方向リブの間に嵌合するように配置されていればよい。
【００１８】
積層時における回転を止めるとともに、使用時における気流への影響を小さくできる前記係合突起の具体的な配置例としては、前記下側開口における前記回転軸線からの最大半径をR、前記上面における前記回転軸線から外縁までの半径をr0、前記ハブの軸方向高さをH、前記係合突起の回転軸線方向の突出高さをh、前記係合突起が前記上面において形成されている前記回転軸線からの半径をr1と置いた時、前記係合突起が、0.8×(r0-(h/H)(R-r0))≦r1≦r0-(h/H)(R-r0)を満足するように配置されているものが挙げられる。
【発明の効果】
【００１９】
このように本発明の斜流型プロペラファンによれば、斜流型プロペラファンに固有の形状を利用して、必要最小限の係合突起を前記上面に設けることだけで、積層時における回転を防ぐことができ、また、使用時における気流への影響も低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る斜流型プロペラファンの積層時の状態を示す模式的斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面を示した模式的断面図。
【図３】第１実施形態のハブ内部の構造を示す簡略化した模式的縦断面図。
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面を示した模式的断面図。
【図５】第１実施形態の変形例を示す模式的断面図。
【図６】本発明の第２実施形態に係る斜流型プロペラファンの模式的断面図。
【図７】第２実施形態の変形例を示す模式的断面図。
【図８】本発明の係合突起の形状例について示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の第１実施形態に係る斜流型プロペラファン１００について図１乃至４を参照しながら説明する。
【００２２】
この斜流型プロペラファン１００は、例えば空気調和装置の室内機又は室外機に用いられるものであって、樹脂により射出成型されるものである。そして、前記斜流型プロペラファン１００は、図１に示すように回転軸線Ｌ方向に積層してまとめた状態で搬送しても、各斜流型プロペラファン１００Ａ、１００Ｂが回転することがなく最初の積層状態が維持されるように構成してある。なお、以下の説明の符号については、積層されている前記斜流型プロペラファンを区別する必要がある場合にはＡ、Ｂいずれかを数字の後に付し、特に区別する必要がない場合にはＡ、Ｂを付さないこととする。
【００２３】
図１に示すように前記斜流型プロペラファン１００は、モータ（図示しない）の回転軸が差し込まれるハブ１と、前記ハブ１の側面に設けられた３つの翼２と、を具備するものである。前記ハブ１の側面は傾斜しており、前記翼２によって前記ハブ１の上面側から下面側へと斜流が形成されるように構成してある。
【００２４】
前記ハブ１の形状、及び、積層時における回り止めのための構成について図１のＡ−Ａ線の断面の詳細図である図２と、分かり易さのために翼２を省略し、ハブ１の構造を簡略表記した模式図である図３と、図３のＢ−Ｂ線断面の模式図を参照しながら説明する。
【００２５】
前記ハブ１は、図２乃至４に示すように前記モータの回転軸が通る仮想線である回転軸線Ｌが中心を通る直円板状に形成された上面１１と、前記上面１１の外縁から外側へ傾斜して設けられた傾斜側面１２と、前記上面１１と対向して形成された下側開口１３とを具備するものである。このハブ１を回転軸線Ｌに対する横断面で見た場合には、図２及び図４に示すように所定円周方向（図における反時計回り方向）に進むにつれてその外周半径及び内周半径が連続的に減少するように構成してある。より具体的には、横断面で見た場合に前記傾斜側面１２は１２０°ごとに周期的に半径が変化するように構成してあり、最も半径が小さくなる部分では前記上面１１の半径よりも若干大きくなるようにしてある。また、図３に示すように回転軸線Ｌを通る縦断面で見た場合にはハブ１は、それぞれの脚の長さが異なる台形形状をなすように形成してある。
【００２６】
別の表現をすると、図３に示すような前記傾斜側面１２が前記回転軸線Ｌと平行な仮想直線に対してなす傾斜角θは、前記回転軸線Ｌを中心とする所定円周方向に進むにつれて最大の傾斜角θから最小の傾斜角θへと連続的に小さくなる。この傾斜角θの変化傾向は、回転軸線Ｌを高さ方向として設定した円筒座標系の偏角を用いれば１２０°の周期を有し、一周期の間で傾斜角θが偏角に対して単調減少する不連続関数として表現できる。
【００２７】
前記傾斜側面１２は、前記下側開口１３の内周半径よりも前記上面１１の外周半径が小さくなるように傾斜させてあり、図３に示すように２つの前記斜流型プロペラファン１００を積層した場合に前記下側開口１３内に前記上面１１が入り込めるようにしてある。また、上記のように前記傾斜側面１２の形状は形成されているので、図４に示すように回転軸線Ｌ方向に２つの斜流型プロペラファン１００Ａ、１００Ｂを積層した状態のある横断面で見た場合に、上側の斜流型プロペラファン１００Ａの傾斜側面１２Ａの内周半径で最も小さい部分と、下側の斜流型プロペラファン１００Ｂの前記上面１１Ｂの外周半径はほぼ等しくなって接触する部分ＣＰが存在する。図４に示されるように前記所定円周方向は、前記傾斜側面１２の半径が小さくなっていく方向であるので、斜流型プロペラファン１００Ａが前記所定円周方向へと回転しようとするとその回転を妨げる方向へ大きな摩擦が働く。したがって、接触する部分ＣＰが存在する限り上側の斜流型プロペラファン１００Ａは下側の斜流型プロペラファン１００Ｂに対して所定円周方向に回転することはほとんどない。
【００２８】
言い換えると、前記傾斜側面１２自体が、積層時における所定円周方向への回り止め構造をなすように構成してある。
【００２９】
次に斜流型プロペラファン１００Ａ、１００Ｂの積層時における前記所定円周方向と逆向き（図面における時計回り方向）への回り止め構造について説明する。
【００３０】
第１実施形態では、積層時における前記所定円周方向とは逆向きへの回転を防ぐための回り止め構造は、前記ハブ１の内部に形成された補強リブ構造３と、前記上面１１の外表面から回転軸線Ｌ方向に上側に延びており、前記斜流型プロペラファン１００の積層時に前記補強リブ構造３と係合される係合突起４と、で構成してある。
【００３１】
前記補強リブ構造３は、図２乃至４に示すように上面１１と傾斜側面１２の内表面に対して垂直に設けられたリブであって、第１実施形態では円周方向に対して６０°ごとに設けられ半径方向に延びる６つの半径方向リブ３１により構成してある。図３に示すように前記半径方向リブ３１の下側は前記下側開口１３よりも内側に形成してあり、積層時に下側の斜流型プロペラファン１００Ｂの上面１１Ｂが内部に配置されるようにしてある。
【００３２】
前記係合突起４は、図２乃至図４に示すように回転軸線Ｌ方向に上側に前記上面１１から突出させてあり、回転軸線Ｌに沿って見た場合に半径方向の寸法よりも円周方向の寸法のほうが長くしてある。すなわち、前記係合突起４は円周方向に延びる突条として前記上面１１の外表面上に形成してあり、斜流型プロペラファン１００を回転させて気流を発生させる場合に前記係合突起４が通過する領域の面積が小さくなるように構成してある。
【００３３】
この係合突起４は、図２及び図４に示すように上面１１の外周部において１２０°ごとに回転対称となるように配置してあるとともに、積層時に係合した状態において前記半径方向リブ３１に対して前記所定円周方向側に配置されるようにしてある。回り止めと斜流型ファンの使用時における気流への影響を低減できるようにするために、前記下側開口１３における前記回転軸線Ｌからの最大半径をR、前記上面１１における前記回転軸線Ｌから外縁までの半径をr0、前記ハブ１の軸方向高さをH、前記係合突起４の回転軸線Ｌ方向の突出高さをh、前記係合突起４が前記上面１１において形成されている前記回転軸線Ｌからの半径をr1と置いた時、前記係合突起４は、0.8×(r0-(h/H)(R-r0))≦r1≦r0-(h/H)(R-r0)を満足するように配置してある。
【００３４】
また、別の表現をすると、１つの斜流型プロペラファン１００に注目した場合には、図２及び図４からわかるように前記回転軸線Ｌ方向から前記上面１１の外表面を見た場合に、前記半径方向リブ３１の透視位置に対して前記所定円周方向側に前記係合突起４を近接させて配置してある。
【００３５】
そして、積層時において下側の斜流型プロペラファン１００Ｂの係合突起４Ｂは、その所定円周方向とは逆方向側で上側の斜流型プロペラファン１００Ａの半径方向リブ３１Ａと接触するとともに、上側の斜流型プロペラファン１００Ａの傾斜側面１２Ａの内表面と接触するようにしてある。すなわち、前記係合突起４の半径方向外側側面は、前記傾斜側面１２の内表面の傾斜に沿うように根本側から先端側へ進むほど回転軸線Ｌ側へと傾くように形成してある。
【００３６】
このように係合突起４が構成されているので、前記係合突起４と前記半径方向リブ３１によって積層時に上側の斜流型プロペラファン１００Ａが前記所定円周方向とは逆向きに回転しようとしても、前記係合突起４Ｂが前記半径方向リブ３１Ａに引っ掛かりそれ以上回転することはできない。また、前記傾斜側面１２Ａの内表面と前記係合突起４Ｂの半径方向外側側面でも接触があるので、この接触点でも摩擦が発生し、積層時における斜流型プロペラファン１００Ａの回転を発生しにくくできる。
【００３７】
以上のように第１実施形態の斜流型プロペラファン１００であれば、積層時における所定円周方向と、所定円周方向とは逆向きの回転をそれぞれ防ぎ、各斜流型プロペラファン１００A、１００Bを積層して搬送している間でも各翼２Ａ、２Ｂが接触せず、翼２Ａ、２Ｂの破損等が発生しない。
【００３８】
より具体的には、前記傾斜側面１２の傾斜角θが所定円周方向に進むに連れて小さくなり、すぼまっているので、積層時に上側の斜流型プロペラファン１００Ａが前記所定円周方向への回転しようとしても、上側の斜流型プロペラファン１００Ａの側面１２Ａの内表面と下側の斜流型プロペラファン１００Ｂの上面１１Ｂの外周縁とが接触して回転が止められる。
【００３９】
一方、積層時に上側の斜流型プロペラファン１００Ａが前記所定円周方向とは逆向きに回ろうとしても、下側の斜流型プロペラファン１００Ｂの係合突起４Ｂが上側の斜流型プロペラファン１００Ａの半径方向リブ３１Ａと接触することになるので、この円周方向への回転も止められる。
【００４０】
したがって、図２及び図４に示すように前記上面１１に前記半径方向リブ３１を挟み込めるように一対の係合突起４を配置することなく、半径方向リブ３１に対して片側だけに前記係合突起４を設けるだけで、積層時における斜流型プロペラファン１００のいずれの円周方向への回転も防ぐことができる。
【００４１】
このため、前記上面１１に設ける前記係合突起４の数や大きさについても必要最低限のものとすることができ、斜流型プロペラファン１００の使用時において形成される気流に対して悪影響を与えにくくすることができる。また、積層時にそれほど厳密に位置合わせをしなくても各斜流型プロペラファン１００の翼２の位置が概略一致するようにして回転軸線Ｌ方向に積層していくだけで、簡単にいずれの円周方向への回転も止められる。したがって、積層時の作業効率も向上させられる。
【００４２】
第１実施形態の変形例について説明する。
補強リブ構造３については図２乃至４に示すものに限られず、図５に示すように円周方向に延びる円周方向リブ３２が各半径方向リブ３１間に設けられていても構わない。この場合でも前記係合突起４の配置、係合対象については第１実施形態と同様に構成すれば、積層時における前記所定円周方向とは逆向きの回転に対する回り止めとして機能する。また、円周方向リブ３２に対して前記係合突起４が係合するようにしても構わない。
【００４３】
次に本発明の第２実施形態に係る斜流型プロペラファン１００について図６を参照しながら説明する。なお、符号については第１実施形態に対応する部材については同じ符号を付すこととする。
【００４４】
図６に示すように第２実施形態では、前記半径方向リブ３１が、前記回転軸線Ｌを中心として放射状に複数設けてあり、前記斜流型プロペラファン１００の積層時に前記係合突起４が２つの半径方向リブ３１の間に嵌合するように配置してある。
【００４５】
このようなものであれば、係合突起４は前記所定円周方向とは逆向きへの回転だけでなく、所定円周方向への回転についても防ぐようにできる。
【００４６】
特に前記傾斜側面１２の傾斜角θの最も小さい値が略ゼロに近い値になっており、円筒に近い形状となっている場合には、傾斜側面１２と上面１１とが接触しても摩擦が小さくなるので、第２実施形態であればこの低下分を補い、前記所定円周方向への回り止め効果を向上させることができる。
【００４７】
また、第２実施形態においても図７に示すように補強リブ構造３は、半径方向リブ３１のみだけでなく、円周方向リブ３２も有するものであっても構わない。また、第２実施形態のように係合突起４が複数の半径方向リブ３１間に嵌合されるように構成する場合には、前記ハブ１が円筒形状、叉は、概略円錐台形状に形成されている場合でも、積層時における斜流型プロペラファン１００のいずれの円周方向への回転も好適に止め、搬送時における翼２の破損を防ぐことができる。
【００４８】
その他の実施形態について説明する。
図８に示すように前記係合突起４の縦断面形状については、図８（ａ）に示すように台形状としてもよいし、図８（ｂ）に示すように角丸の概略台形形状としても構わない。このようにすれば、前記傾斜側面１２の内表面との積層時における接触面積を大きくして回り止め効果を高めるとともに、抜き勾配を形成して成型をしやすくできる。
【００４９】
前記斜流型ファンの使用用途は空気調和装置に限られるものではなく、その他のものに使用されても構わない。また、羽の枚数や、傾斜側面１２における傾斜角θの変化周期についても適宜変更しても構わない。さらに、傾斜側面１２の傾斜角θが変化している領域は傾斜側面１２全体のうちの少なくとも一部がそうであれば、本発明の効果を享受できる。
【００５０】
その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて、様々な実施形態の変形や組み合わせを行っても構わない。
【符号の説明】
【００５１】
１００・・・斜流型プロペラファン
１    ・・・ハブ
２    ・・・翼
３    ・・・補強リブ構造
３１  ・・・半径方向リブ
３２  ・・・円周方向リブ
４    ・・・係合突起
【図１】
2015218673.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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