(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
盤筐体の通風路に介挿し得るように箱状に形成され、内部に空気が流入するように形成された流入部、この流入部から取込んだ空気を排出する排出部、前記流入部から流入させた空気を前記排出部から排出するように設置された換気ファン、及び前記盤筐体の内部空間に連通するように形成された通気部が設けられた箱体と、前記通気部を開閉するように前記箱体に設けられたシャッター部材と、前記換気ファンの運転時に前記通気部を閉じ、停止時に前記通気部を開くように前記シャッター部材を駆動するリニアアクチュエータと、を備えたファンユニット。
【請求項２】
前記箱体は互いに直交する複数の壁面を有して成り、前記通気部は前記排出部が設けられた壁面に直交する方向に連なる前記壁面に設けられていることを特徴とする請求項１記載のファンユニット。
【請求項３】
前記通気部は、前記箱体の所定の壁面に所定のピッチで列設された複数の窓穴からなり、前記シャッター部材は、前記窓穴と略同一の大きさに形成された１つ、または複数の通気口を有し、かつ前記所定の壁面に沿ってスライド移動自在に設けられて、前記窓穴に対する前記通気口の位置によって前記窓穴を開閉し得る板状体からなることを特徴とする請求項１または請求項２記載のファンユニット。
【請求項４】
前記通気口の数を前記窓穴の数よりも１つ少なく形成したことを特徴とする請求項３記載のファンユニット。
【請求項５】
前記通気部は、前記箱体の所定の壁面に設けられた穴からなり、前記シャッター部材は、前記穴を塞ぎ得る大きさに形成され前記穴を設けた壁面に対して前記リニアアクチュエータによって回動され、または進退方向に直線移動されることにより該穴を開閉するように設置されたパネル部材からなることを特徴とする請求項１または請求項２記載のファンユニット。
【請求項６】
前記通気部は、前記箱体の上方の前記壁面に設けられていることを特徴とする請求項２から請求項５までの何れかに記載のファンユニット。
【請求項７】
前記箱体の所定の壁面は、その中央部に前記排出部と前記換気ファンが設けられていると共に、前記箱体の本体に対して外側空間方向に開くようにヒンジを介して回動自在に係止されて前記シャッター部材を兼ねて成り、かつ、前記通気部は前記箱体の所定の壁面が前記箱体の本体に対して外側空間方向に開いたときの隙間によって形成されていることを特徴とする請求項１記載のファンユニット。
【請求項８】
前記箱体は、前記流入部が、前記盤筐体の上下方向の壁面または扉に開口された通風口に合致させて取付けられていることを特徴とする請求項１から請求項７までの何れかに記載のファンユニット。
【請求項９】
前記リニアアクチュエータとして、ソレノイドを用いたことを特徴とする請求項１から請求項８までの何れかに記載のファンユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、配電盤や制御盤（以下「盤」という）などの盤内部の冷却に使用する換気ファンを取り付けたファンユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
盤内部の冷却を図るものとして、「機器が内部に収納された箱体と、箱体の下部に設けられ、外気を吸入する吸気口と、箱体の天井部に設けられ、内気を排出する、換気扇を有する天井排気口と、箱体の内気温度を検出する温度センサとを備え、換気扇は温度センサが換気扇の運転設定値以上の温度を検出したときには作動し、かつ換気扇の停止設定値以下の温度を検出したときには停止する。箱体の上部に、箱体の内気を排出する上部排気口を設け、換気扇が作動しているときには上部排気口を閉鎖し、かつ換気扇が停止しているときには上部排気口を開放する開閉板を設ける」ようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２０５３３２号公報（第４頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来の冷却手法においては、自然換気時の内気の温度上昇が遅くなる分、換気扇の運転状態を減らせるので、換気扇の寿命を長くすることができ、また、開閉板をモータによって回動される回転軸に固着し、この回転軸の回動により上部排気口を開閉するように構成することで、構造が簡単で、上部排気口を開閉板により容易に開閉できる効果が得られるが、盤ごとに加工する必要があり、また開閉板の駆動機構の構成にしても複雑化する問題があった。
【０００５】
この発明は上記の課題を解消するためになされたものであり、構成がより簡素で安価にすることができ、設置が容易でしかも換気ファンの運転時間短縮による消費電力の削減、換気ファンの耐用年数延長を図ることもできるファンユニットを得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るファンユニットは、盤筐体の通風路に介挿し得るように箱状に形成され、内部に空気が流入するように形成された流入部、この流入部から取込んだ空気を排出する排出部、前記流入部から流入させた空気を前記排出部から排出するように設置された換気ファン、及び前記盤筐体の内部空間に連通するように形成された通気部が設けられた箱体と、前記通気部を開閉するように前記箱体に設けられたシャッター部材と、前記換気ファンの運転時に前記通気部を閉じ、停止時に前記通気部を開くように前記シャッター部材を駆動するリニアアクチュエータと、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、換気ファンの停止時に通気部が解放され、運転時に通気部が閉鎖される機構を換気ファンと共にファンユニットとして一体化したので、構成が簡素となり、設置が容易で安価にすることができ、しかも換気ファンの運転時間短縮による消費電力の削減、換気ファンの耐用年数延長を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１によるファンユニットの取付状態及び動作の要部を概念的に示す図であり、（ａ）はファンユニットを備えた盤の正面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線における矢視断面相当図、（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ線における矢視断面相当図。
【図２】本発明の実施の形態２によるファンユニットの取付状態及び動作の要部を概念的に示す図であり、（ａ）はファンユニットを備えた盤の正面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線における矢視断面相当図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線における矢視断面相当図。
【図３】本発明の実施の形態３によるファンユニットの取付状態及び動作の要部を概念的に示す図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図２の場合と同様の断面相当図である。
【図４】本発明の実施の形態４によるファンユニットの取付状態及び動作の要部を概念的に示す図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図２の場合と同様の断面相当図である。
【図５】本発明の実施の形態５によるファンユニットの取付状態及び動作の要部を概念的に示す図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図４の場合と同様の断面相当図である。
【図６】本発明の実施の形態６によるファンユニットの取付状態及び動作の要部を概念的に示す図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図２の場合と同様の断面相当図である。
【図７】本発明の実施の形態７によるファンユニットの取付状態及び動作の要部を概念的に示す図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図２の場合と同様の断面相当図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る各実施の形態のファンユニットについて図に基づいて説明する。なお、各実施の形態において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。
【００１０】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１によるファンユニットの取付状態及び動作の要部を概念的に示す図であり、（ａ）はファンユニットを備えた盤の正面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線における矢視断面相当図、（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ線における矢視断面相当図である。図において、ファンユニット１０は、配電盤や制御盤などの盤筐体２０における、ここでは前面扉２１の下部に形成された通風口２１ａに取付けられている。なお、通風口２１ａは盤筐体２０の内部に設置された電気機器や電子機器類（図示省略）の発熱による温度上昇を抑制するために、盤筐体２０内部の換気を図るもので、盤筐体２０の上部における背面側の壁面部にも設けられている（図示省略）。
【００１１】
ファンユニット１０は、換気ファン１１と、その換気ファンによる冷却風の流路が盤筐体内部の通風路に介挿されるように形成された箱体１２を備え、その箱体１２を通風口２１ａに取付けた状態における該箱体１２の前面部には外部空気の流入部１２ａが形成され、背面部には換気ファン１１によって流入部１２ａから取込んだ空気の排出部１２ｂが形成されていると共に、箱体１２の壁面の１つである天井部には、箱体１２の内部空間を盤筐体２０の内部空間に連通させる所定のピッチで列設された複数（ここでは６つ）の窓穴からなる連子格子状の通気部１２ｃが設けられている。なお、通気部１２ｃは流入部１２ａ及び排出部１２ｂとは別に設けられる。そして、箱体１２の天井部の上面には複数の窓穴からなる前記通気部１２ｃと同一ピッチで貫通された複数の通気口１３ａを有し、図の左右方向にスライドされることで通気部１２ｃを開閉する板状のシャッター部材１３が設けられている。
【００１２】
シャッター部材１３は箱体１２に設置されたリニアアクチュエータ１４としてのソレノイドの出力ピン１４ａに連結されている。リニアアクチュエータ１４は、換気ファン１１の運転時にはシャッター部材１３を図１（ｂ）、（ｃ）の左側図（閉）で示す位置に保持して通気部１２ｃを閉じ、換気ファン１１の停止時には、図１（ｂ）、（ｃ）の右側図（開）で示す位置にシャッター部材１３をスライド移動させて通気部１２ｃを開くように、シャッター部材１３を換気ファン１１に連動して駆動する。なお、ここでリニアアクチュエータ１４は、駆動される出力部材、ここでは出力ピン１４ａが直線運動するものであり、特に好適には、小型で構造が簡素であり、メンテナンスや制御も簡単な、例えば「ソレノイド」として一般に市販されている各種製品から適宜選択して用いることができるが、特にソレノイドのみに限定されるものではない。しかし、簡素化、低コスト化の点で、回転運動を直線に変換する機構や油圧などを用いない電磁式のものを用いることが望ましい。
【００１３】
また、盤筐体２０内部の所定部には温度センサ１５が設置されており、換気ファン１１は図示省略している制御回路によって、その温度センサ１５の検知結果に応じて、予め設定された運転開始温度を超えたときに運転し、予め設定された運転停止温度を下回ったときに停止するように制御される。また、箱体１２の前面部に形成された外部空気の流入部１２ａには虫などの異物の進入を防ぐフィルタ１６が設置され、さらにその前面には詳細図示省略している換気ガラリが設けられている。そして、ファンユニット１０は、箱体１２の流入部１２ａが盤筐体２０の前面扉２１に開口された通風口２１ａに合致するように前面扉２１に設けられた通風口２１ａの周囲部にねじ止めによって固定されている。
【００１４】
次に、上記のように構成された実施の形態１の動作を説明する。まず、温度センサ１５によって検知された盤筐体２０の内部の温度が所定値を超えているときは、換気ファン１１が稼働され、外気は盤筐体２０の外部からファンユニット１０の流入部１２ａを経て箱体１２の内部に吸入された後、換気ファン１１によって排出部１２ｂから盤筐体２０の内部に排出されて盤筐体２０内部の機器類を冷却した後、盤筐体２０の上部に設けられた図示していない通風口から排出される。このとき、ファンユニット１０を構成する箱体１２の天井部に設けられた通気部１２ｃは、図１（ｂ）、（ｃ）の左側図（閉）で示す位置に保持されているシャッター部材１３によって閉じられているので、冷却風のバイパス路が形成されて換気効率が下がるような恐れもなく、効果的に冷却・換気が行われる。
【００１５】
一方、換気によって盤筐体２０の内部の温度が下がり、温度センサ１５によって検知された温度が所定値を下回った場合には、換気ファン停止指令によって換気ファン１１の運転が停止されると同時に、リニアアクチュエータ１４の出力ピン１４ａが図１（ｂ）、（ｃ）の右方向に駆動され、シャッター部材１３が図１（ｂ）、（ｃ）の右側図（開）で示す位置にスライド移動されて、通気部１２ｃが開放される。これにより、ファンユニット１０の流入部１２ａと、盤筐体２０の上部の背面部に設けられている図示していない通風口とを結ぶ盤筐体２０内部の通風路は、換気ファン１１の羽根の周りの隙間以外に、複数の窓穴からなる連子格子状の通気部１２ｃが加わるため、盤筐体２０内部を通る通風路の流路断面が広がるため、自然換気によって効果的に盤内が冷却される。
【００１６】
なお、ファンユニット１０は盤筐体２０の下部における前面扉２１に設けられた通風口２１ａに設置したが、それに限定されるものではなく、盤筐体２０の通風路を構成し、あるいは通風路を構成し得る部分であれば何れの位置に介挿しても良い。例えば盤筐体２０の下部における壁面部、盤筐体２０の上部、あるいは中間部でも良い。なお、ファンユニット１０の箱体１２の流入部１２ａが外気に面していない位置に取付ける場合、フィルタ１６はファンユニット１０から切り離し、例えば盤筐体２０の下部の通風口２１ａに代わりのフィルタを設置し、あるいは使用環境等によってはフィルタを省略しても良い。
【００１７】
上記のように実施の形態１によれば、ファンユニット１０は換気ファン１１の停止指令により通気部１２ｃが解放され、換気ファン１１の運転時には通気部１２ｃが閉鎖される機構を換気ファン１１と共にユニットとして一体化したので、構成が簡素となり、盤筐体２０への取付も容易で安価にすることができ、しかも換気ファン１１の運転時間を短縮することができるので消費電力の削減や、換気ファン１１の交換などのメンテナンス周期を延長することができ換気ファン１１の耐用年数の延長を図ることもできる。また、換気ファン１１の運転時間短縮によって、ファン騒音の発生時間を短くすることができる。
また、ファンユニット１０を構成する箱体１２の主要部は直方体によって形成し、換気ファン１１を取付時の姿勢で背面側に設置しているので、通気部１２ｃはその背面側の壁面と直交する、ここでは天井部を構成する壁面に設置でき、通気部１２ｃの設置位置を流入部１２ａや排出部１２ｂと干渉しないように決めることが容易である。このため、換気ファン１１の停止時における盤筐体２０内への外気取り込み量を増やすことができる。
【００１８】
また、通気部１２ｃを列設された複数の窓穴からなる連子格子状とし、シャッター部材１３をその複数の窓穴と同一ピッチで貫通された複数（通気部１２ｃの窓穴の数よりも１つ少ない窓穴）の通気口１３ａを有する板材によって形成したので、製造が容易であり、リニアアクチュエータ１４による通気部１２ｃの開閉も容易であり、故障の確率を小さくすることができる。また、長方形の窓穴の短辺方向にスライドさせるので、リニアアクチュエータ１４のストロークを小さくできる。
【００１９】
実施の形態２．
図２は本発明の実施の形態２によるファンユニットの取付状態及び動作の要部を概念的に示す図であり、（ａ）はファンユニットを備えた盤の正面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線における矢視断面相当図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線における矢視断面相当図である。図において、箱体１２の天井部には、箱体１２の内部空間を盤筐体２０の内部空間に連通させる所定間隔で図の左右方向に横長に形成された２つの窓穴からなる通気部１２ｃが並設されている。そして、その通気部１２ｃの上面には該通気部１２ｃと略同一サイズの窓穴からなる１つの通気口１３ａを有し、リニアアクチュエータ１４によって盤筐体２０の前後方向（図２（ｂ）の上下方向）にスライド移動されることで通気部１２ｃを開閉する板状のシャッター部材１３が設けられている。その他の構成は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００２０】
上記のように構成された実施の形態２においては、換気ファン１１の停止指令によりリニアアクチュエータ１４の出力ピン１４ａと出力ピン１４ａに接続されたシャッター部材１３が盤正面側にスライド移動することで、図２（ｂ）の右図のように２つの窓穴からなる通気部１２ｃが共に解放され、換気ファン１１の停止時に通気部１２ｃから外気が盤筐体２０内に取り込まれる。これにより、実施の形態２では、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００２１】
実施の形態３．
図３は本発明の実施の形態３によるファンユニットの取付状態及び動作の要部を概念的に示す図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図２の場合と同様の断面相当図である。図において、箱体１２の天井部には、該箱体１２の内部空間を盤筐体２０の内部空間に連通させる図２と同様に横長に形成された互いに平行な２つの窓穴からなる通気部１２ｃが設けられている。そして、その通気部１２ｃの上面には該通気部１２ｃと略同一サイズの窓穴からなる１つの通気口１３ａを有し、リニアアクチュエータ１４によって盤筐体２０の前後方向（図２（ｂ）の上下方向）にスライド移動されることで通気部１２ｃを開閉する板状のシャッター部材１３が設けられている。但し、この実施の形態３ではシャッター部材１３を盤後方にスライド移動させたときに通気部１２ｃが開かれるように構成されている。その他の構成は実施の形態２と同様であるので説明を省略する。
【００２２】
上記のように構成された実施の形態３においては、換気ファン１１の停止指令によりリニアアクチュエータ１４の出力ピン１４ａと出力ピン１４ａに接続されたシャッター部材１３が盤背面側にスライド移動することで、図３（ｂ）の右図のように２つの窓穴からなる通気部１２ｃが共に解放され、換気ファン１１の停止時に通気部１２ｃから外気が盤筐体２０内に取り込まれる。これにより、実施の形態３においても実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００２３】
実施の形態４．
図４は本発明の実施の形態４によるファンユニットの取付状態及び動作の要部を概念的に示す図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図２の場合と同様の断面相当図である。なお、図４（ｂ）は閉状態を示すが、開状態の場合もほぼ同様に図示されるので開状態の図を閉状態の図で代用している。図において、箱体１２の天井部を構成する壁面には、その壁面の過半に及ぶ大きさの矩形の穴からなる通気部１２ｃが設けられている。その通気部１２ｃを開閉するシャッター部材１３は、通気部１２ｃを塞ぎ得る大きさに形成されたパネル部材からなり、通気部１２ｃの盤奥側に設置された複数のヒンジ１７によって箱体１２に対して回動自在に支持されている。そして、そのシャッター部材１３は、盤前方側に設置されたリニアアクチュエータ１４によってヒンジ１７の回転軸心のまわりに下方向に回動されることで通気部１２ｃを開閉するように構成されている。その他の構成は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００２４】
上記のように構成された実施の形態４においては、換気ファン１１の停止指令によりリニアアクチュエータ１４が作動すると、その出力ピン１４ａに係合されたシャッター部材１３が箱体１２の内部側に回動することで、図４（ｃ）の右図のように通気部１２ｃが開放され、換気ファン１１の停止時に通気部１２ｃから外気が盤筐体２０内に取り込まれる。これにより、実施の形態４においても実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００２５】
実施の形態５．
図５は本発明の実施の形態５によるファンユニットの取付状態及び動作の要部を概念的に示す図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図４の場合と同様の断面相当図である。図において、箱体１２の天井部には、天井部の過半に及ぶ大きさの矩形の穴からなる通気部１２ｃが設けられている。その通気部１２ｃを開閉するシャッター部材１３は、通気部１２ｃを塞ぎ得る大きさに形成されたパネル部材からなり、通気部１２ｃの盤前面側に設置された複数のヒンジ１７によって箱体１２に対して回動自在に支持されている。そして、そのシャッター部材１３は、盤奥側に設置されたリニアアクチュエータ１４によってヒンジ１７の回転軸心のまわりに上方向に回動されることで通気部１２ｃを開閉するように構成されている。その他の構成は実施の形態４と同様であるので説明を省略する。
【００２６】
上記のように構成された実施の形態５においては、換気ファン１１の停止指令によりリニアアクチュエータ１４が作動すると、その出力ピン１４ａに係合されたシャッター部材１３が箱体１２の上方側に回動することで、図５（ｃ）の右図のように通気部１２ｃが開放され、換気ファン１１の停止時に通気部１２ｃから外気が盤筐体２０内に取り込まれる。これにより、実施の形態５においても実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００２７】
実施の形態６．
図６は本発明の実施の形態６によるファンユニットの取付状態及び動作の要部を概念的に示す図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図２の場合と同様の断面相当図である。図において、箱体１２の天井部には、その過半に及ぶ大きさの矩形の穴からなる通気部１２ｃが設けられている。そして、通気部１２ｃを開閉するシャッター部材１３は、通気部１２ｃを塞ぎ得る大きさに形成されたパネル部材からなり、通気部１２ｃの図における対向する左右の端部における箱体１２に対して設置された２つのリニアアクチュエータ１４の出力ピン１４ａの先端部にそれぞれ固定されており、リニアアクチュエータ１４の動作によって上下動することで通気部１２ｃを開閉するように構成されている。その他の構成は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００２８】
上記のように構成された実施の形態５においては、換気ファン１１の停止指令によりリニアアクチュエータ１４が作動すると、その出力ピン１４ａに係合されたシャッター部材１３の全体が箱体１２の上方向に持ち上がることで、図６（ｃ）の左図の状態から図６（ｃ）の右図のように通気部１２ｃが開放され、換気ファン１１の停止時に通気部１２ｃから外気が盤筐体２０内に取り込まれる。これにより、実施の形態６においても実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００２９】
実施の形態７．
図７は本発明の実施の形態７によるファンユニットの取付状態及び動作の要部を概念的に示す図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図２の場合と同様の断面相当図である。図において、箱体１２の背面部を構成し、排出部１２ｂと換気ファン１１が設置されている奥壁面は、箱体１２の本体に対して外側空間方向に開くように奥下側に設置された左右一対のヒンジ１７を介して上部が回動自在に係止されてシャッター部材１３を兼ねており、しかも、通気部１２ｃはその奥壁面からなるシャッター部材１３が箱体１２の本体に対して外側空間方向に開いたときの隙間によって形成されている。そして、シャッター部材１３はリニアアクチュエータ１４の出力ピン１４ａの先端部に係合されており、換気ファン１１の停止時にリニアアクチュエータ１４によって通気部１２ｃを開閉するように構成されている。その他の構成は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００３０】
上記のように構成された実施の形態７においては、換気ファン１１の停止指令によりリニアアクチュエータ１４が作動すると、図７（ｃ）の左図の状態から、その出力ピン１４ａに係合された奥壁からなるシャッター部材１３の上部側が箱体１２の外側方向に図７（ｃ）の右図のように開くことで、通気部１２ｃが開放され、換気ファン１１の停止時に通気部１２ｃから外気が盤筐体２０内に取り込まれる。これにより、実施の形態７においても実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００３１】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態の一部または全部を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  ファンユニット、１１  換気ファン、１２  箱体、１２ａ  流入部、
１２ｂ  排出部、１２ｃ  通気部、１３  シャッター部材、１３ａ  通気口、
１４  リニアアクチュエータ、１４ａ  出力ピン、１５  温度センサ、１６  フィルタ、１７  ヒンジ、２０  盤筐体、２１  前面扉、２１ａ  通風口。
【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】
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