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JP3263703B2 - 逆止弁 - Google Patents

逆止弁

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Publication number
JP3263703B2
JP3263703B2 JP24017394A JP24017394A JP3263703B2 JP 3263703 B2 JP3263703 B2 JP 3263703B2 JP 24017394 A JP24017394 A JP 24017394A JP 24017394 A JP24017394 A JP 24017394A JP 3263703 B2 JP3263703 B2 JP 3263703B2
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JP
Japan
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valve
valve body
valve seat
check valve
fluid
Prior art date
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Application number
JP24017394A
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English (en)
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JPH08105557A (ja
Inventor
睦生 関谷
弘文 土井
孝和 栃本
匡 脇坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd, Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Priority to JP24017394A priority Critical patent/JP3263703B2/ja
Priority to US08/387,597 priority patent/US5601112A/en
Priority to DE19509126A priority patent/DE19509126C2/de
Priority to KR1019950031659A priority patent/KR0167326B1/ko
Publication of JPH08105557A publication Critical patent/JPH08105557A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3263703B2 publication Critical patent/JP3263703B2/ja
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    • F16K15/1402—Check valves with flexible valve members having an integral flexible member cooperating with a plurality of seating surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
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    • F16K27/02—Construction of housing; Use of materials therefor of lift valves
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T137/7935—Head slides on guide-rod concentric with spring

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Check Valves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えばエンジン冷却
用２次エア供給システム等に利用され、一定方向のみに
流れを通過させる逆止弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の逆止弁としては、リード
と呼ばれる金属薄板の弾性力を利用したリード弁タイプ
と、円板状ゴム板の弾性力を利用したディスクタイプと
がよく知られている。
【０００３】図１１，図１２は、後者のタイプである従
来の円板状ディスクタイプ逆止弁の構成を示す断面図で
あり、図１１は弁体が閉状態、図１２は弁体が開状態を
示しており、図において、１は弁体、２はスプリング、
３は弁座、即ちバルブシート、４はストッパ、５は上流
側中空ケース、６は下流側中空ケース、３０は連通孔、
４０はカシメ固定部、５０，６０は、それぞれ上流側中
空ケース５、下流側中空ケース６の開口部である。
【０００４】弁体１は、ゴム板等の弾性材料から成り、
その下流側に配設されたスプリング２によりバルブシー
ト３に設けられた連通孔３０を閉塞する方向に押さえ付
けられている。また、ストッパ４は、弁体１およびスプ
リング２を介してバルブシート３の中央部にカシメ固定
部４０により固定され、弁体１とスプリング２とを保持
している。さらに、バルブシート３の外縁部は、流体の
入口となる開口部５０を有する上流側中空ケース５と、
流体の出口となる開口部６０を有する下流側中空ケース
６とで挟着固定されている。
【０００５】次に動作について説明する。逆止弁の上流
側に流体が供給される場合、先ず、バルブシート３の連
通孔３０を塞ぐ弁体１にその流体力が印加され、流体量
が増加するにつれ、弁体１およびスプリング２の弾性変
形量が増大し、上流側中空ケース５の開口部５０から流
入した流体が下流側中空ケース６の開口部６０へ通過さ
れる。
【０００６】この際、逆止弁は、流体圧力が高い程、弁
体１およびスプリング２の変形量が大きくなり、多量の
流体を通過させるが、その変形量はストッパ４の存在に
より制限される。
【０００７】尚、上流側中空ケース５内と下流側中空ケ
ース６内との圧力差が零又は小さい場合、スプリング２
の弾性力により弁体１はバルブシート３に押しつけられ
閉塞状態となる。
【０００８】次に、正規流れ方向とは逆に下流側中空ケ
ース６から上流側へ向け流体圧力が印加された場合、弁
体１は自身の復元力とスプリング２の押し付ける力とに
加え、流体圧力を受けるので、弁体１の閉塞力が増加
し、流体の逆流を阻止するものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の逆止弁は以上の
ように構成されているので、流れ抵抗がより小さく且つ
逆流に対するより高い機能が要求されるにも関わらず、
図１１，図１２に示したような逆止弁では流体力によっ
てゴム質弁体１およびスプリング２を弾性変形させよう
とするものであり、必然的に流れに対する抵抗力が大き
くなるという問題点があった。また、かかる問題点を解
決するために、弁体１を変形しやすくすることが考えら
れるが、このような解決方法は、弁体１の逆流圧力に対
する耐性を低下させるものであり、逆止弁の信頼性を低
下させてしまう。なお、先行技術として実開昭５６−６
７４６６号公報や特開昭５０−２７１２１号公報に示さ
れたものがある。
【００１０】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、開弁時の流体抵抗を大幅に低減
できるとともに逆流圧力に対しても十分な耐性を有する
信頼性の高い逆止弁を得ることを目的とする。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る逆
止弁は、流体圧力に応じて変形可能な可撓性を有し、弁
座の中央部分に装着されて弁座の下流側に突出する軸部
の外側に摺動可能に支持された弁体と、この弁体を弁座
方向に付勢する付勢手段と、前記弁体を開弁方向に所定
範囲だけ前記軸部に沿って移動可能とする弁移動支持手
段とを備えた逆止弁において、前記付勢手段の付勢力
を、前記弁体が変形し始める流体圧力よりも前記弁体が
軸方向に移動し始める流体圧力の方が低くなるように設
定したものである。
【００１４】請求項２の発明に係る逆止弁の弁体移動支
持手段は、弁座に結合されており、所定の方向に平行に
設けられた軸部と、軸部に沿って摺動すべく軸部に嵌挿
されており、弁体に結合された筒部とを備えたものであ
る。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【作用】請求項１の発明における逆止弁では、弁体に開
弁方向の流体圧力が印加され、その流体圧力が付勢手段
の付勢力に打ち勝つと、前記弁体が前記付勢手段の付勢
力に抗し軸部に沿って開弁方向に移動する。ここで、前
記付勢手段の付勢力は、前記弁体が変形し始める流体圧
力よりも前記弁体が軸方向に移動し始める流体圧力の方
が低くなるように設定されているので、前記弁体は、開
弁方向の流体圧力による軸方向の移動限界位置（弁体の
軸部に沿った開弁方向の摺動限界位置）までは変形せず
に一挙に開弁する。その開弁後、すなわち、前記移動限
界位置に到達後の前記弁体に印加される前記開弁方向の
流体圧力がさらに増加すると、その流体圧力で前記弁体
が変形して流体通路断面積がさらに拡大する。このた
め、逆止弁の流れ抵抗が大幅に低減して信頼性が向上す
る。
【００１８】請求項２の発明における逆止弁では、弁体
に結合された筒部は軸部に沿って摺動する。これによ
り、流体の圧力を受けた際に弁体は所定の方向に確実に
移動する。
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【実施例】
実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１および図２はこの発明による逆止弁の一実施
例の断面を示す構成図であり、図１は弁体が閉状態、図
２は弁体が開状態を示している。また、図３は流体の流
量に応じた弁体周辺の動作を示す逆止弁の要部の断面図
であり、図４は逆止弁の要部のみを示す斜視図である。
図において、２はスプリング（付勢手段）、３はバルブ
シート（弁座）、４はストッパ、５は上流側中空ケー
ス、６は下流側中空ケース、１１は金属ブッシュ（筒
部）、１２は動弁体（弁体）、１３はシャフト（軸
部）、３０はバルブシート３に設けられた連通孔であ
る。尚、この実施例によれば、弁体移動支持手段は、ス
トッパ４と、金属ブッシュ１１と、シャフト１３とを含
む。
【００２２】動弁体１２は、金属ブッシュ１１が一体成
形されており、可撓性の略円環状ゴム材から作られてい
る。動弁体１２の中心には穴が設けられており、その穴
にはシャフト１３が貫通している。シャフト１３の周囲
には動弁体１２をバルブシート３の方向へ付勢するスプ
リング２が設けられており、このスプリング２の一端に
は動弁体１２の背面が金属ブッシュ１１を介して支持さ
れている。好ましくは、金属ブッシュ１１の突出部の面
に、スプリング２の前記一端が固定されている。動弁体
１２の下流側には、動弁体１２の移動量および変形量を
規制するストッパ４が設けられており、ストッパ４はシ
ャフト１３とシャフト１３の一端部１３ｂとで挟持、固
定されている。ストッパ４は、中央部に窪みを有する円
錐台形状であり、窪み内にはスプリング２が収容されて
おり、窪みの底部にはスプリング２の他端が当接してい
る。即ち、動弁体１２は、金属ブッシュ１１およびスプ
リング２を介して、ストッパ４の窪み上に支持されてお
り、動弁体１２の移動方向はシャフト１３によって規定
されている。
【００２３】また、図４に示すように、複数の連通孔３
０が設けられた円板状のバルブシート３は、シャフト１
３とシャフト１３の他端部１３ａとで挟持、固定されて
いる。そして、図１および図２に示すように、バルブシ
ート３の外縁部は、上流側中空ケース５と下流側中空ケ
ース６との接合部において、挟持、固定される。
【００２４】次に動作について説明する。この実施例に
よる逆止弁において流体が供給されない場合、図１およ
び図３に示すように、動弁体１２はスプリング２により
バルブシート３の方へ押圧され、バルブシート３の連通
孔３０は閉塞された状態にある。
【００２５】これに対して、上流側中空ケース５より流
体が供給され、動弁体１２の受ける流体圧力がその背面
に介在するスプリング２の押付力を上回ると、動弁体１
２はシャフト１３に沿って下流側に移動し、動弁体１２
の中心部周辺の背面がストッパ４にまず当接する。この
際、バルブシート３と動弁体１２との間に大きな間隙が
形成され、流体の通路断面積が一挙に拡大することか
ら、逆止弁の流れ抵抗が著しく減少する。この場合の逆
止弁の状態は図３（ｂ）に示すようになる。
【００２６】上流側流体圧力がさらに上昇した場合、動
弁体１２とバルブシート３とで形成された通路を通過す
る流体の動圧力が流体速度の２乗に比例して増加するの
で、動弁体１２の外縁部の変形量が大きくなり、図２お
よび図３（ｃ）に示すように変形が進む。これにより、
流体の通路断面積がさらに拡大する。ストッパ４は、動
弁体１２の最大変形量を規制するものである。
【００２７】図５はこの実施例による逆止弁の圧力損失
特性を示すグラフ図である。図において、横軸は逆止弁
の上下流差圧△Ｐ、縦軸は通過する流量を示している。
また、破線は図１１，図１２に示した従来例の逆止弁が
持つ特性曲線であり、実線はこの実施例による逆止弁が
持つ特性曲線を示すものである。
【００２８】図５に示すように、この実施例による逆止
弁は、動弁体１２が作動し始める差圧△Ｐ 1 以下では流
れが発生せず、差圧△Ｐ 1 を越える差圧が生じると動弁
体１２が移動し、バルブシート３と動弁体１２との間に
形成される通路断面積が大幅に拡大するので、一挙に大
流量の流体が流れ始める。さらに、差圧△Ｐが増加する
と、動弁体１２が変形することにより通路断面積はさら
に拡大する方向に作用する。
【００２９】逆止弁の上流側から供給される流体の流量
が低下又は停止した場合、当然ながら、動弁体１２は、
その背面に設けられたスプリング２の復元力によりバル
ブシート３の連通孔３０を閉塞する方向に作動する。
【００３０】また、逆止弁の下流側から流体圧力が印加
された場合、動弁体１２は閉塞状態のまま、その背面に
スプリング２の発生力と流体圧力との双方が加わるの
で、動弁体１２のバルブシート３への押付け力はより増
加し、シール効果が増し、逆止弁としての機能がより向
上する方向に働く。
【００３１】尚、この実施例では、動弁体が下流方向へ
移動する摺動部バルブシート下流側に設けられていた
が、これに代わって、シャフト１３と動弁体１２とが一
体で形成され、バルブシート３にボス部を形成し、動弁
体の摺動部をバルブシートの上流側に設けてもよい。こ
の場合も、同様な効果が得られる。
【００３２】実施例２．図６はこの発明の他の実施例に
よる逆止弁の要部の斜視図である。実施例１の金属ブッ
シュ１１およびシャフト１３の断面形状が円形であるの
に対して、この実施例による金属ブッシュ１１およびシ
ャフト１３は、多角形状を有している。
【００３３】次に動作について説明する。この実施例に
よる逆止弁の基本的動作は、実施例１の逆止弁と同様で
あるが、実施例１に示した円形状を有した金属ブッシュ
１１およびシャフト１３の場合、動弁体１２は、回転運
動に対する拘束力をスプリング２のみに頼っているの
で、外部振動等によるスプリング２の共振が誘発された
場合、拘束力が消滅し、実施例１の動弁体１２は回転振
動を起こす。これにより、金属ブッシュ１１およびシャ
フト１３の磨耗、スプリング折れ、動弁体１２の損傷等
を招く危険性がある。
【００３４】これに対して、この実施例による金属ブッ
シュ１１およびシャフト１３は多角形状を有しているの
で、動弁体１２の回転運動を拘束することができ、これ
により耐久性の優れた逆止弁を提供し得る。
【００３５】実施例３．図７はこの発明のさらに他の実
施例による逆止弁の要部の斜視図であり、１３ｃはシャ
フト１３の縦方向に沿って設けられた溝である。実施例
２の金属ブッシュ１１およびシャフト１３の断面形状が
多角形状であるのに対して、この実施例による金属ブッ
シュ１１およびシャフト１３の断面形状は星形であり、
シャフト１３には複数の溝１３ｃが星形の谷間を形成す
べく設けられている。
【００３６】次に動作について説明する。この実施例に
よる逆止弁の基本的動作は、実施例１および２の逆止弁
と同様であるが、実施例１又は２の場合、動弁体１２と
シャフト１３との摺動部に異物、例えば、すす等が付
着、固化した場合、動弁体１２の作動を妨げる危険があ
る。
【００３７】これに対して、この実施例による逆止弁の
場合、シャフト１３の断面が星形であるので、すす等の
異物が動弁体１２とシャフト１３との間に進入した場合
でも、シャフト１３の溝１３ｃに集中するので、動弁体
１２の作動を妨げることもなくなり、逆止弁の信頼性を
向上することができる。
【００３８】実施例４．図８はこの発明のさらに他の実
施例による逆止弁の断面図であり、１４は下流側中空ケ
ース６の末端に設けられており、下流側の配管と接続す
るためのナットである。ナット１４と下流側中空ケース
６とは、図８に示すように、カシメで固定されている。
【００３９】この実施例によれば、逆止弁下流側に接続
される配管のネジサイズ等が異なる場合にも、ナット１
４を取り替えることのみで対応することができる。従っ
て、他の部品はすべて共用することができるので、この
実施例による逆止弁の構造は、コスト低減に対し有益で
ある。
【００４０】この実施例によるナット１４と下流側中空
ケース６とは図８に示すようにカシメで固定されたが、
これに限られるものではなく、図９に示すようにカシメ
で固定されてもよい。
【００４１】実施例５．図１０はこの発明のさらに他の
実施例による逆止弁の外観斜視図であり、５１は上流側
中空ケース５の途中に設けられており、断面形状が六角
形状である絞り部、６１は下流側中空ケース６のネジ部
である。絞り部５１は、逆止弁を設置する際にボックス
レンチ等と係合するべく設けられている。
【００４２】次に動作について説明する。下流側中空ケ
ース６のネジ部６１を有する逆止弁を相手側配管にネジ
込む際、上流側中空ケース５に設けられた六角形状絞り
部５１にボックスレンチ等を挿入する。これにより、逆
止弁の組み付け作業が非常に容易となり、作業能率が向
上する。
【００４３】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、流体圧力に応じて変形可能な可撓性を有する弁体を
弁座方向に付勢する付勢手段の付勢力を、前記弁体が変
形し始める流体圧力よりも前記弁体が軸方向に移動し始
める流体圧力の方が低くなるよう設定するように構成し
たので、付勢手段の付勢力以上の流体圧力が弁体に印加
された際に、その弁体を変形させずに開弁方向の移動限
界位置まで一挙に開弁させることができるとともに、そ
の移動限界位置に到達後の前記弁体に印加される前記開
弁方向の流体圧力がさらに増加すると、その流体圧力で
前記弁体が変形して流体通路断面積がさらに拡大するた
め、逆止弁の流れ抵抗が大幅に低減して信頼性が向上す
るという効果がある。
【００４４】請求項２の発明によれば、逆止弁の弁体移
動支持手段は、弁座に結合されており、所定の方向に平
行に設けられた軸部と、軸部に沿って摺動すべく軸部に
嵌挿されており、弁体に結合された筒部とを備えるよう
に構成したので、流体の通路断面積を十分確保すること
ができ、著しく圧力損失を小さくする効果があるうえ
に、正確に且つ確実に弁体を移動させることができる効
果がある。
【００４５】
【００４６】
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施例による弁体が閉状態の逆
止弁を示す断面図である。
【図２】 この発明の一実施例による弁体が開状態の逆
止弁を示す断面図である。
【図３】 図１および図２に示す逆止弁の要部を示す断
面図である。
【図４】 図１および図に示す逆止弁の要部を示す斜視
図である。
【図５】 図１および図に示す逆止弁の圧力損失特性を
示すグラフ図である。
【図６】 この発明の他の実施例による逆止弁の要部を
示す斜視図である。
【図７】 この発明のさらに他の実施例による逆止弁の
要部を示す斜視図である。
【図８】 この発明のさらに他の実施例による逆止弁の
断面図である。
【図９】 この発明のさらに他の実施例による逆止弁の
下流部分の断面図である。
【図１０】 この発明のさらに他の実施例による逆止弁
の外観形状図である。
【図１１】 従来の逆止弁の弁体が閉状態のときの断面
図である。
【図１２】 従来の逆止弁の弁体が開状態のときの断面
図である。
【符号の説明】
２ スプリング（付勢手段）、３ バルブシート（弁
座）、４ ストッパ（弁体移動支持手段）、５ 上流側
中空ケース、６ 下流側中空ケース、１１ 金属ブッシ
ュ（弁体移動支持手段）、１２ 動弁体（弁体）、１３
シャフト（弁体移動支持手段）、１３ｃ 溝。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栃本 孝和 三田市三輪二丁目３番33号 三菱電機株 式会社 三田製作所内 (72)発明者 脇坂 匡 三田市三輪二丁目３番33号 三菱電機株 式会社 三田製作所内 (56)参考文献 特開 平３−209077（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−215260（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−203683（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−64525（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−297878（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−46582（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−60778（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−35750（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−10670（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−157286（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−10673（ＪＰ，Ｕ) 特公 平１−58388（ＪＰ，Ｂ２) 実公 平５−43328（ＪＰ，Ｙ２) 実公 平４−40675（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭57−15403（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16K 15/00 - 15/20

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 流体が内部を通過し得るように構成され
    た筒状の中空ケースと、周縁部が前記中空ケースの内壁
    に支持され且つ前記中空ケースの内部を上流側と下流側
    とに分離するとともに、前記中空ケースの前記上流側と
    前記下流側とを連通する連通孔が設けられた弁座と、前
    記弁座に対して下流側に設けられており、流体から受け
    る圧力に応じて変形し得る可撓性の弁体と、少なくとも
    前記弁体に流体の圧力が印加されていない場合に前記弁
    座の前記連通孔を閉栓すべく前記弁体を前記弁座方向へ
    付勢する付勢手段と、前記弁座の中央部分に一体的に装
    着され、前記弁座の下流側に突出した軸部の外側に前記
    弁体を摺動可能に支持し、前記付勢手段の付勢力以上の
    流体圧によって前記弁体自身が開弁方向に所定範囲だけ
    移動可能とする弁体移動支持手段とを備えた逆止弁にお
    いて、 前記弁体が可撓性を有するとともに、前記付勢手段の付
    勢力を、前記弁体が変形し始める流体圧力よりも前記弁
    体が軸方向に移動し始める流体圧力の方が低くなるよう
    設定したことを特徴とする 逆止弁。
  2. 【請求項２】 前記弁体移動支持手段は、前記弁座に結
    合されており、前記所定の方向に平行に設けられた軸部
    と、前記軸部に沿って摺動すべく前記軸部に嵌挿されて
    おり、前記弁体に結合された筒部とを含むことを特徴と
    する請求項１に記載の逆止弁。
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