(57)【要約】【課題】既設の遮音壁に対する追設性が高く、また、必要最低限の部材で構成でき、安価に大量生産可能なアクティブ減音装置を提供するにある。【解決手段】遮音壁１００の頭頂部に載せられるアクティブ減音装置４０であって、到来騒音の回折音圧成分を能動的に低減する機能を有するアクティブ減音セル１０と、アクティブ減音セル１０を騒音の音源側及び音源側の反対側にそれぞれ収納する収納部２１，２２を上面に有する筐体２０とを備え、筐体２０は、遮音壁１１０の頭頂部に嵌合する凹部２３を底面に有し、かつ、板金の折り曲げにより形成してなる板金製筐体であり、しかも、遮音壁１００に対するアクティブ減音セル１０の音源側及び音源側の反対側の配置を非対称としたことを特徴とする。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮音壁頭頂部に載せられるアクティブ減音装置であって、到来騒音の回折音圧成分を能動的に低減する機能を有するアクティブ減音セルと、該減音セルを前記騒音の音源側及び音源側の反対側にそれぞれ収納する収納部を上面に有する筐体とを備え、
前記筐体は、前記遮音壁頭頂部に嵌合する凹部を底面に有し、かつ、板金の折り曲げにより形成してなる板金製筐体であり、
しかも、前記遮音壁に対する前記減音セルの音源側及び音源側の反対側の配置を非対称としたことを特徴とするアクティブ減音装置。
【請求項２】
遮音壁頭頂部に載せられるアクティブ減音装置であって、到来騒音の回折音圧成分を能動的に低減する機能を有するアクティブ減音セルと、該減音セルを前記騒音の音源側及び音源側の反対側にそれぞれ収納する収納部を上面に有する筐体とを備え、
前記筐体は、前記遮音壁頭頂部に嵌合する凹部を底面に有し、
一方、該筐体を前記遮音壁頭頂部に固定する固定金具として、前記筐体の凹部と前記遮音壁頭頂部との隙間に挿入される板バネとを備え、
上方から嵌め込み、前記板バネにより両端を固定することにより、既設遮音壁に対して簡単に追設可能なことを特徴とするアクティブ減音装置。
【請求項３】
遮音壁頭頂部に載せられるアクティブ減音装置であって、到来騒音の回折音圧成分を能動的に低減する機能を有するアクティブ減音セルと、該減音セルを前記騒音の音源側及び音源側の反対側にそれぞれ収納する収納部を上面に有する筐体とを備え、
前記筐体は、前記遮音壁頭頂部に嵌合する凹部を底面に有し、
一方、前記減音セルは上面を覆う吸音材を備え、
前記音源側の減音セルの下面を斜めに覆うよう配置される吸音材を設けることを特徴とするアクティブ減音装置。
【請求項４】
前記減音セルは、樹脂製のセル本体にバッフル板を介してスピーカーを固定してなることを特徴とする請求項１，２又は３記載のアクティブ減音装置。
【請求項５】
音源側の反対側に配置された前記減音セルは、音源側に配置された前記減音セルに比較して前記遮音壁に対する距離が長いことを特徴とする請求項１，２又は３記載のアクティブ減音装置。
【請求項６】
前記減音セルに代えて吸音材を配置したことを特徴とする請求項１，２，３，４又は５記載のアクティブ減音装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアクティブ減音装置に関する。特に高速道路や一般道路、鉄道等に沿って敷設し、走行車両、列車等が音源となる騒音の遮音を行う場合に適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
高速道路や一般道路、鉄道等を走行する車両、列車等が音源となる騒音の遮音を行うべく、この種の高速道路等に沿って遮音壁を敷設している。かかる場合の騒音を効果的に遮音すべく、近年、アクティブ減音セルが開発された。このアクティブ減音セルは、音源からの音をマイクロフォンで検知し、これに基づく電気信号を処理して所定位置での音圧が零となるようにスピーカから音を発生し、音源から遮音壁の外に回折して伝搬する騒音を低減するようにしたものである。すなわち、この種のアクティブ減音セルは、道路等に沿って敷設した垂直な壁である遮音壁の上端面に配設するものであり、到来騒音の当該部分における回折音圧成分を能動的手段により低減するよう制御するものである（例えば、特開平９−１１９１１４号公報参照。）。
【０００３】
図１０は、この種のアクティブ減音セルを有するアクティブ遮音壁の一例を概念的に示す説明図である。同図に示すように、当該アクティブ減音セル１１０は、垂直な壁である遮音壁１００の上端面に、この遮音壁１００の長手方向に亘って複数個が配設してある。ここで、アクティブ減音セル１１０は、ケーシング１０１内に、音波発生器であるスピーカ１０２、増幅器１０３、表面材１０４、音波検出器であるマイクロフォン１０５及び制御回路１０６を一体に組み込んだ構成となっている。スピーカ１０２は表面材１０４に対向して配置してあり、スピーカ１０２で発生した音波が表面材１０４に入射される。マイクロフォン１０５は表面材１０４とスピーカ１０２との間の位置に設置してある。
【０００４】
かくして、マイクロフォン１０５が検知する音波に対応する電気信号を出力し、これに基づき制御回路１０６が所定の演算を行い、このようにして求めた制御信号を増幅器１０３に送出する。増幅器１０３は制御信号に応じた駆動信号をスピーカ１０２に送出する。スピーカ１０２は駆動信号に応じた音波を発生する。ここで、スピーカ１０２、増幅器１０３、マイクロフォン１０５及び制御回路１０６の特性に基づく伝達特性Ｇを、負の無限大あるいはそれ（負の無限大）の近傍になるようにするか、又は−１又は−１の近傍になるようにし、広い周波数にわたり制御する。すなわち、制御回路１０６は、予め各周波数における伝達特性Ｇのパターンを記憶しており、マイクロフォン１０５から送出されてくる電気信号に応じて適宜演算を行い、増幅器１０３に所定の制御信号を送る。
【０００５】
このようにして伝達特性Ｇを制御しているので、マイクロフォン１０５に作用する音圧をＰ、スピーカ１０２から出力される制御音圧をＰｃ　とすると、Ｐｃ　＝Ｇ・Ｐが成立する。この結果、遮音壁１００の上端面を回折して騒音源（例えば車道側）から遮音壁１００の反対側（例えば民家側）へ漏れ出る回折音の音圧を低減することができる。
【０００６】
図１０はアクティブ減音セル１１０を単体として用いたものであるが、当然これに限るものではない。このアクティブ減音セル１１０の数及びその組み合わせ形状は種々考えられ、低減したい騒音のレベル等に応じて適宜定めることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のアクティブ減音セル１１０は、遮音壁と共に敷設されることを前提としており、既設の遮音壁に簡単、迅速に取り付けられるような工夫はされていなかった。
特に、複雑な形状のアクティブ減音セル１１０を安価に大量生産するための工夫も成されていなかった。
更に、アクティブ減音性能に加えて、パッシブ減音性能を考慮した構造とはなっていなかった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の請求項１に係るアクティブ減音装置は、遮音壁頭頂部に載せられるアクティブ減音装置であって、到来騒音の回折音圧成分を能動的に低減する機能を有するアクティブ減音セルと、該減音セルを前記騒音の音源側及び音源側の反対側にそれぞれ収納する収納部を上面に有する筐体とを備え、前記筐体は、前記遮音壁頭頂部に嵌合する凹部を底面に有し、かつ、板金の折り曲げにより形成してなる板金製筐体であり、しかも、前記遮音壁に対する前記減音セルの音源側及び音源側の反対側の配置を非対称としたことを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決する本発明の請求項２に係るアクティブ減音装置は、遮音壁頭頂部に載せられるアクティブ減音装置であって、到来騒音の回折音圧成分を能動的に低減する機能を有するアクティブ減音セルと、該減音セルを前記騒音の音源側及び音源側の反対側にそれぞれ収納する収納部を上面に有する筐体とを備え、前記筐体は、前記遮音壁頭頂部に嵌合する凹部を底面に有し、一方、該筐体を前記遮音壁頭頂部に固定する固定金具として、前記筐体の凹部と前記遮音壁頭頂部との隙間に挿入される板バネと、を備えることを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決する本発明の請求項３に係るアクティブ減音装置は、遮音壁頭頂部に載せられるアクティブ減音装置であって、到来騒音の回折音圧成分を能動的に低減する機能を有するアクティブ減音セルと、該減音セルを前記騒音の音源側及び音源側の反対側にそれぞれ収納する収納部を上面に有する筐体とを備え、前記筐体は、前記遮音壁頭頂部に嵌合する凹部を底面に有し、一方、前記減音セルは上面を覆う吸音材を備え、前記音源側の減音セルの下面を斜めに覆うよう配置される吸音材を設けることを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する本発明の請求項４に係るアクティブ減音装置は、請求項１，２又は３において、前記減音セルは、樹脂製のセル本体にバッフル板を介してスピーカーを固定してなることを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決する本発明の請求項５に係るアクティブ減音装置は、請求項１，２又は３において、音源側の反対側に配置された前記減音セルは、音源側に配置された前記減音セルに比較して前記遮音壁に対する距離が長いことを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決する本発明の請求項６に係るアクティブ減音装置は、請求項１，２，３，４又は５において、前記減音セルに代えて吸音材を配置したことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面に示す実施例を参照して詳細に説明する。
本発明の一実施例に係るＡＳＥ（Ａｃｔｉｖｅ　ａｃｏｕｓｔｉｃ　Ｓｏｆｔ　Ｅｄｇｅ）遮音壁を図１〜図９に示す。
本実施例のＡＳＥ遮音壁は、既設の遮音壁（遮音パネルともいう）１００に対して追設され、特に低音領域における減音性能に優れるものである。
即ち、遮音壁１００の頭頂部には、アクティブ減音セル１０、板金製筐体２０及び吸音材３０よりなるアクティブ減音装置４０が載せられている。
【００１５】
板金製筐体２０は、板金を折り曲げて形成されるものであり、図５に示すように、アクティブ減音セル１０を車道側及び車道側の反対側である民家側においてそれぞれ収納する収納部２１，２２を上面に有し、遮音壁頭頂部に嵌合する凹部２３を底面に有する。
そして、板金製筐体２０の凹部２３を遮音壁頭頂部に嵌め込んだ状態で、図１及び図２に示すようにその左右両側に板バネ７０を挿入することにより固定する。
【００１６】
ここで、パッシブ的遮音効果を高めるため、遮音壁１００に対して収納部２１，２２は、非対称の配置となっている。
つまり、民家側に配置されたアクティブ減音セル１０は、音源側に配置されたアクティブ減音セル１０と比較して、遮音壁１００に対する距離が長いため、遮音壁１００との間に大きな空間Ｒが発生し、これによりパッシブ的な遮音効果が高まるのである。
尚、遮音壁１００から道路側の張出は規制されることが大きいため、遮音壁１００に対する音源側のアクティブ減音セル１０の距離は長くすることはデメリットが大きい。
【００１７】
板金製筐体２０に用いられる板金としては、遮音パネルにも用いられる亜鉛めっき鋼板を用いることが望ましい。
なお、板金製筐体２０としては一体的にも成形できるが、収納部２１，２２と凹部２３とを個別に板金で成形し、これらを結合して板金製筐体２０とすることができる。
更に、図６に示すように、構造的な強度を高めるため、収納部２１，２２と凹部２３との間に補強用ステー５１，５２を斜めに設けることもできる。
【００１８】
アクティブ減音セル１０は、車道側から到来する回折音成分を能動的に低減する機能を有するものであり、その具体的な構成を図７〜図９に示す。
同図に示すように、樹脂製のセル本体１１に、バッフル板１２を介して３個のスピーカ１３を固定し、その上面に吸音材１４を配置している。
セル本体１１上の車道側には、マイクホルダ１５を介して各スピーカ１３に対応するマイクロフォン（図示省略）が取り付けられており、その上側を覆うよう水平部を有する仕切り板１６が固定され、更に、仕切り板１６の内側にも吸音材１４が配置されている。
【００１９】
仕切り板１６は、スピーカ１３から発する音がマイクロフォンに拾われるのを可能な限り防止し、これによりハウリングを抑制せんとするものである。
マイクホルダ１５はセル本体１１と一体成形してもよいが、別体として成形した後に接着しても良い。
マイクホルダ１５はバッフル板１２に対して独立した構造であるので、スピーカ１３からの振動が伝達されるのが抑制される。
特に、セル本体１１とマイクホルダ１５との間に緩衝材を挿入すると、セル本体１１からの振動伝達を低減することが可能である。
【００２０】
これらの吸音材１４上には耐候性シート１７が被せられ、その四辺部がシート押さえバー１８，１９でセル本体１１に留め付けられている。スピーカ１３の上に位置する吸音材１４には開口部を設けても良い。
更に、耐候性シート１７の上を図示しないパンチングメタルで覆うようにすることも可能である。
耐候性シート１７としては、例えば、フッ素樹脂フィルムを用いることができる。
【００２１】
アクティブ減音セル１０は、図１０に示すアクティブ減音セル１１０と同様な機能を持ち、次のように到来騒音を低減するものである。
すなわち、制御回路１０６及び増幅器１０３と同等な機能を持つ制御基板９０がセル本体１１の底面に設けられている。
この制御基板９０は、マイクロフォンがそれぞれ検知する音波に対応する電気信号を出力し、これに基づき所定の演算を行い、求めた制御信号を増幅し、制御信号に応じた駆動信号をスピーカ１３にそれぞれ送出する。
【００２２】
駆動信号に応じた音波をスピーカ１３が発生し、これにより到来騒音が打ち消し合い音圧が低減するように、スピーカ１３、制御基板９０及びマイクロフォンの特性に基づく伝達特性Ｇを、負の無限大あるいはそれ（負の無限大）の近傍になるようにするか、又は−１又は−１の近傍になるようにし、広い周波数にわたり制御する。
尚、制御基板９０は、予め各周波数における伝達特性Ｇのパターンを記憶しており、マイクロフォン１３から送出されてくる電気信号に応じて適宜演算を行い、増幅して所定の駆動信号を送出することができる。
【００２３】
セル本体１１に使用する樹脂としては、透光板として利用されリサイクル可能なポリカーボネートを使用することが望ましい。
尚、３個のスピーカ１３を一つのアクティブ減音セル１０に設けたのは、主として作業効率を考慮したものであり、各スピーカ毎にアクティブ減音セルを構成しても良い。
また、アクティブ減音セル１０に対して電力を供給するための端子ボックス７１が設けられており、アクティブ減音セル１０が正常に動作しているときに点灯するＬＥＤ７２が設けられている。
【００２４】
一方、車道側からの騒音をパッシブ的に吸音するために、吸音材３０が車道側におけるアクティブ減音セル１０の下側を斜めに覆うように配置されている。
従って、車道側からの騒音は、先ず、この吸音材３０でパッシブ的に吸音され、吸音しきれない騒音がアクティブ減音セル１０の上側を回り込んで回折する際、アクティブ減音セル１０によりアクティブ的に減音されることになる。
更に、図２に示すように、より一層パッシブ的な減音効果を高めるため、二つのアクティブ減音セル１０の間にも吸音材３０を配置した。
吸音材１４，３０の材質としては、可燃ゴミとして処理可能なメラミン樹脂発泡体を使用することが望ましい。また、吸音材１４，３０の上面を、パンチングメタルで覆うようにしても良い。
【００２５】
上述したように本実施例に係るＡＳＥ遮音壁は、既設の遮音壁１００の上にアクティブ減音装置４０を載せ、両端を板バネ７０により固定できるよう構造を工夫したので、従来の頭頂部据付型の遮音壁に比べ、より簡単、迅速に既設遮音壁に取り付けることができる。即ち、アクティブ減音装置４０はその下部に既設遮音壁１００への嵌合部を持ち、これを上部からはめこむようにして設置した後、両端を板バネ７０で固定することにより既設遮音壁１００に簡単に取り付け可能な構造とした。
【００２６】
また、本実施例のＡＳＥ遮音壁では、遮音壁頭頂部に据え付けるために必要な構造と強度を板金製筐体２０に持たせ、必要最小限の部材で構成するよう工夫した。
しかも、本実施例のように板金製筐体２０を板金の折り曲げにより形成するので、筐体２０を樹脂成形する場合に比較し、金型を作製するコストが不要となるから、安価に大量生産することが可能となる。
【００２７】
本実施例のＡＳＥ遮音壁は、アクティブな減音性能を高めると共に、回折音による騒音をパッシブ的に低減するために、騒音源からの行路差を大きくできるよう、アクティブ減音セル１０を非対称的な配置とし、更に、車道側におけるアクティブ減音セル１０の下側を吸音材３０で斜めに覆うように配置し、かつ、アクティブ減音セル１０の上面に吸音材１４を配置したものである。この工夫により従来の遮音壁に比べ、４．３ｄＢという大幅な騒音低減効果を持たせることを可能とした。
尚、遮音壁１００としては自動車専用道路に敷設される統一型遮音壁に限られず、一般道平地部に敷設される透光板と呼ばれるものにも適用可能である。
【００２８】
本実施例に係るＡＳＥ遮音壁についての騒音レベルの試験結果を図１２に示す。
試験方法としては、低騒音舗装の施された道路側に音源を配置し、その反対側である民家側において騒音を測定したものである。
図１２に示すように、ＡＳＥ遮音壁は、統一型遮音壁及び従来吸音材型遮音壁に対して、全ての周波数の平均値（オーバーオール）において、騒音レベルの低下が見られた。特に、周波数の低い領域において顕著な結果が得られた。
尚、遮音壁を設けなかった場合を併せて図１２に示すように、高音領域においては、低騒音舗装の効果により騒音レベルの低下が見られた。
【００２９】
本発明の他の実施例を図１１に示す。
本実施例では、図１に示す実施例においてアクティブ減音セル１０を吸音材８０に入れ換えることにより、パッシブ形態へと変更可能なものである。
即ち、本実施例では、パッシブな減音効果で十分な場合には、アクティブ減音セル１０に代えて吸音材８０を装着し、パッシブな減音効果で不十分なときには、吸音材８０に代えてアクティブ減音セル１０を装着すれば、パッシブな減音効果に加えアクティブな減音効果を得ることができる。
本実施例では、アクティブ減音セルを板金筐体２０の収納部２１，２２を工夫し、アクティブ減音セル１０又は吸音材８０を収納部２１，２２に収納可能とし、必要に応じアクティブ減音セル１０を吸音材８０と入れ換えパッシブ形態に切り替えることが可能となる。
【００３０】
【発明の効果】
以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、本発明の請求項１に係るアクティブ減音装置は、遮音壁頭頂部に載せられるアクティブ減音装置であって、到来騒音の回折音圧成分を能動的に低減する機能を有するアクティブ減音セルと、該減音セルを前記騒音の音源側及び音源側の反対側にそれぞれ収納する収納部を上面に有する筐体とを備え、前記筐体は、前記遮音壁頭頂部に嵌合する凹部を底面に有し、かつ、板金の折り曲げにより形成してなる板金製筐体であり、しかも、前記遮音壁に対する前記減音セルの音源側及び音源側の反対側の配置を非対称としたので、既設の遮音壁に対する追設性が高く、また、必要最低限の部材で構成でき、安価に大量生産可能なものである。
【００３１】
また、本発明の請求項２に係るアクティブ減音装置は、遮音壁頭頂部に載せられるアクティブ減音装置であって、到来騒音の回折音圧成分を能動的に低減する機能を有するアクティブ減音セルと、該減音セルを前記騒音の音源側及び音源側の反対側にそれぞれ収納する収納部を上面に有する筐体とを備え、前記筐体は、前記遮音壁頭頂部に嵌合する凹部を底面に有し、一方、該筐体を前記遮音壁頭頂部に固定する固定金具として、前記筐体の凹部と前記遮音壁頭頂部との隙間に挿入される板バネと、を備えるので、既設の遮音壁に対する追設性が高く、特に、遮音壁に対する工事性が良好であり、更に、安価に大量生産可能なものである。
【００３２】
上記課題を解決する本発明の請求項３に係るアクティブ減音装置は、遮音壁頭頂部に載せられるアクティブ減音装置であって、到来騒音の回折音圧成分を能動的に低減する機能を有するアクティブ減音セルと、該減音セルを前記騒音の音源側及び音源側の反対側にそれぞれ収納する収納部を上面に有する筐体とを備え、前記筐体は、前記遮音壁頭頂部に嵌合する凹部を底面に有し、一方、前記減音セルは上面を覆う吸音材を備え、前記音源側の減音セルの下面を斜めに覆うよう配置される吸音材を設けるので、アクティブ性能と共にパッシブ性能が高く、既設の遮音壁に対する追設性が高く、安価に大量生産可能なものである。
【００３３】
上記課題を解決する本発明の請求項４に係るアクティブ減音装置は、請求項１，２又は３において、前記減音セルは、樹脂製のセル本体にバッフル板を介してスピーカーを固定してなるので、上記請求項１，２又は３と同様な効果を奏する他、前記減音セルを板金製本体と別体として製造することができる。
【００３４】
上記課題を解決する本発明の請求項５に係るアクティブ減音装置は、請求項１，２又は３において、音源側の反対側に配置された前記減音セルは、音源側に配置された前記減音セルに比較して前記遮音壁に対する距離が長いので、上記請求項１，２又は３と同様な効果を奏する他、アクティブな減音性能を高めると共に、回折音による騒音をパッシブ的に低減することができる。
【００３５】
上記課題を解決する本発明の請求項６に係るアクティブ減音装置は、請求項１，２，３，４又は５において、前記減音セルに代えて吸音材を配置したので、パッシブな減音性能を高めることができ、安価に大量生産できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るアクティブ減音装置であって、図３中のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】本発明の一実施例に係るアクティブ減音装置であって、図３中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】本発明の一実施例に係るアクティブ減音装置の正面図である。
【図４】本発明の一実施例に係るアクティブ減音装置の側面図である。
【図５】本発明の一実施例に係る板金製筐体の正面図である。
【図６】本発明の一実施例に係る補強用ステーの正面図である。
【図７】本発明の一実施例に係るアクティブ減音セルの正面図である。
【図８】本発明の一実施例に係るアクティブ減音セルであって、図９中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図９】本発明の一実施例に係るアクティブ減音セルの縦断面図である。
【図１０】従来技術に係る一例のアクティブ減音セルを有するアクティブ遮音壁を示す説明図である。
【図１１】本発明の他の実施例に係るアクティブ減音装置の正面図である。
【図１２】周波数に対する騒音レベルの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０　アクティブ減音セル
１１　セル本体
１２　バッフル板
１３　スピーカ
１４，３０，８０　吸音材
１５　マイクホルダ
１６　仕切り板
１７　耐候性シート
１８，１９　シート押さえバー
２０　板金製筐体
４０　アクティブ減音装置
５１，５２　補強用ステー
７０　板バネ
７１　端子ボックス
７２　ＬＥＤ
９０　制御基板
１００　遮音壁
【図１】
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【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】
2004019207.tif 000009
【図８】
2004019207.tif 000010
【図９】
2004019207.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2004019207.tif 000013
【図１２】
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