JPH012500A - 水中用圧電送受波シ−ト - Google Patents
水中用圧電送受波シ−トInfo
- Publication number
- JPH012500A JPH012500A JP62-158471A JP15847187A JPH012500A JP H012500 A JPH012500 A JP H012500A JP 15847187 A JP15847187 A JP 15847187A JP H012500 A JPH012500 A JP H012500A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- wave transmitting
- piezoelectric plate
- plate
- receiving sheet
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、海底地震探査機や魚群探知機などのように、
水中に音波またはａ ｒ’ｉ波を被検知物体に向けて放
射したり、あるいは被検知物体から反射して戻ってくる
反射波を受信する水中用圧電送受波シートに関するもの
である。
水中に音波またはａ ｒ’ｉ波を被検知物体に向けて放
射したり、あるいは被検知物体から反射して戻ってくる
反射波を受信する水中用圧電送受波シートに関するもの
である。
く従来技（ＩＫ ＞
ポリ弗化ビニリデン、ポリ弗化ビニール、ポリ塩化ビニ
リデン、ポリ塩化ビニール、ナイロン等の圧電性４１機
物もしくは合成ゴムや合成樹脂の４１機物中にチタン酸
ジルコン酸鉛、チタン酸鉛等の強誘電セラミック粒子を
程合してなる圧′重性有機セラミ・ンク複合物等の圧電
＋＋）撓性シートは Ｘｒ、 ４インピーダンスが水の
ｒ１費インピーダンスに近似する１〜性を有し、このた
め、これを圧電トランデューサとして水中を伝播する音
響波を受波するのに用いられる。
リデン、ポリ塩化ビニール、ナイロン等の圧電性４１機
物もしくは合成ゴムや合成樹脂の４１機物中にチタン酸
ジルコン酸鉛、チタン酸鉛等の強誘電セラミック粒子を
程合してなる圧′重性有機セラミ・ンク複合物等の圧電
＋＋）撓性シートは Ｘｒ、 ４インピーダンスが水の
ｒ１費インピーダンスに近似する１〜性を有し、このた
め、これを圧電トランデューサとして水中を伝播する音
響波を受波するのに用いられる。
これ以外に、圧電磁器板にあっても、圧：Ｖ ＋−ラン
デューサとして用いられるものがある。
デューサとして用いられるものがある。
さらにまた圧電可撓性シート、圧電磁器板は；″を波ま
たは、ｔｆｌ音波を被検知物体に向けて放射する送波器
としても用いられる。
たは、ｔｆｌ音波を被検知物体に向けて放射する送波器
としても用いられる。
この圧電ＩＩｆ撓性シート、圧電磁器等の圧１σ板を使
用した水中用圧゛Ｉト送受波シートの従来構成は、第５
図に示すように、前記圧電材料よりなる圧電＆ ａ （
７）ｌ下面に電極す、ｃを設け、′上極ｂ 、 ｃ ｌ
１ｌｌに所定の直流電圧を印加して圧電板ａを厚み方向
に分極してなり、これを水中に侵漬して、電極す、ｃに
交番電圧を印加して音波または超音波を発振したり、電
極す、ｃ間から出力信号を取出して水中を伝播するｔｆ
Ｗ波を受信するようにしている。
用した水中用圧゛Ｉト送受波シートの従来構成は、第５
図に示すように、前記圧電材料よりなる圧電＆ ａ （
７）ｌ下面に電極す、ｃを設け、′上極ｂ 、 ｃ ｌ
１ｌｌに所定の直流電圧を印加して圧電板ａを厚み方向
に分極してなり、これを水中に侵漬して、電極す、ｃに
交番電圧を印加して音波または超音波を発振したり、電
極す、ｃ間から出力信号を取出して水中を伝播するｔｆ
Ｗ波を受信するようにしている。
〈発明が解決しようとする問題点〉
ところで、前記構成による圧電板は、受波器として使用
される場合にあっては、静水圧力下における；ｆ１！波
を検知することとなり、その感度は圧電板の圧電定数ｇ
ｈによって定まる。このｇｈは次の式により与えられる
。
される場合にあっては、静水圧力下における；ｆ１！波
を検知することとなり、その感度は圧電板の圧電定数ｇ
ｈによって定まる。このｇｈは次の式により与えられる
。
ｇｈ＝ｇ３３＋２ｇ３１
ここで定数ｇ ｆｆ３は厚み方向（分極方向）の圧力ｐ
！に対する感度を示し、定数ｇ３白土面方向（分極軸に
屯直な方向）の圧力ｐ２に対する感度を示す。
！に対する感度を示し、定数ｇ３白土面方向（分極軸に
屯直な方向）の圧力ｐ２に対する感度を示す。
ところでｇ３１は負の値であるため、ｇｈ＜ｇ：＋３と
なり、前記従来構成にあってはｇｈの値は、ｇ ３３の
坏〜ｙでしかなく、圧力ｐ２のために低感度しか得るこ
とができなかった。
なり、前記従来構成にあってはｇｈの値は、ｇ ３３の
坏〜ｙでしかなく、圧力ｐ２のために低感度しか得るこ
とができなかった。
このことは、送波器として使用される場合においても回
じであり１面方向からの水圧により、圧電定数ｄｈの低
下を生じていた。
じであり１面方向からの水圧により、圧電定数ｄｈの低
下を生じていた。
本発明は、面方向（分極軸に垂直な方向）の圧力ｐ２を
可及的に除去することにより、定数ｇ３１をＩＩｆ及的
に低Ｆさせ、定数ｇｈをｇ ３３に近似させて受波感度
を向」−させ、同じく定数ｃｔｈを高めて送波性能を向
」ニさせｆｌｌる氷中用圧電送受波シートの提供を［１
的とするものである。
可及的に除去することにより、定数ｇ３１をＩＩｆ及的
に低Ｆさせ、定数ｇｈをｇ ３３に近似させて受波感度
を向」−させ、同じく定数ｃｔｈを高めて送波性能を向
」ニさせｆｌｌる氷中用圧電送受波シートの提供を［１
的とするものである。
く問題点を解決するための手段〉
本発明は、」二重に電極が形成され、かつ厚み方向に分
極された圧電板の外周縁を、剛性枠体で間隔を置いて囲
み、該間隔内に弾性接着材を充填して、圧′１［板と枠
体とを一体に結合したことを特徴とするものである。
極された圧電板の外周縁を、剛性枠体で間隔を置いて囲
み、該間隔内に弾性接着材を充填して、圧′１［板と枠
体とを一体に結合したことを特徴とするものである。
く作用〉
前記構成にあって、圧電板の周縁から面方向（分極軸に
垂直な方向）に作用する圧力ｐ２は、剛性１％体により
ブロックされて、圧電板周縁への影響を１丁及的に除去
される。また圧電板の厚み方向（分極方向）に作用する
ＰＩに関しては１弾性接、７１材により「Ｉ山に膨縮し
、送受波感度の低下を防１１−される。
垂直な方向）に作用する圧力ｐ２は、剛性１％体により
ブロックされて、圧電板周縁への影響を１丁及的に除去
される。また圧電板の厚み方向（分極方向）に作用する
ＰＩに関しては１弾性接、７１材により「Ｉ山に膨縮し
、送受波感度の低下を防１１−される。
〈実施例〉
第１〜３図について、１は合成ゴム、合成樹脂笠の有機
基材中に、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰｂＴｉ０３）、＋
タフ酸ｔＡ （Ｐ ｂ Ｔ ｉ ０３ ） 等ｒｙ＞１
−Ｅ心ｒ鵡器粉末を混合した複合材料よりなる圧電’Ｔ
ｌ１ｌｒ性シートや圧電磁器焼結体からなる矩形状の圧
電板ｌであって、厚み方向に分極され、その上下面には
電極２．２が形成され、リード線３．３により電極２．
２間から信号を取出し得るようにしている。
基材中に、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰｂＴｉ０３）、＋
タフ酸ｔＡ （Ｐ ｂ Ｔ ｉ ０３ ） 等ｒｙ＞１
−Ｅ心ｒ鵡器粉末を混合した複合材料よりなる圧電’Ｔ
ｌ１ｌｒ性シートや圧電磁器焼結体からなる矩形状の圧
電板ｌであって、厚み方向に分極され、その上下面には
電極２．２が形成され、リード線３．３により電極２．
２間から信号を取出し得るようにしている。
前記圧電板ｌの外周縁には、該圧電板ｌと略同厚の矩形
状剛性枠体ｌＯが矩形間隔１１を置いて外嵌される。前
記矩形状剛性枠体ｌＯは、金属あるいはプラスチックＴ
の剛性の高い（縦骨性係数の大きい）材ネ１を使用する
。
状剛性枠体ｌＯが矩形間隔１１を置いて外嵌される。前
記矩形状剛性枠体ｌＯは、金属あるいはプラスチックＴ
の剛性の高い（縦骨性係数の大きい）材ネ１を使用する
。
次に、前記圧電板１周縁を含む剛性枠体ｌＯの周囲には
弾性エポキシ樹脂、シリコンゴム等からなる弾性接着材
１２がモールドされ、１該材料が前記間隔１１内に充填
される。これにより、前記圧電板１と、剛性枠体ｌＯと
が一体に結合されることになる。前記接着材１２は間隔
ｌｌ内のみに充１ｉ＋２すれば足り、剛性枠体ｌＯの外
側面及び圧電板１の中央領域までモールドする必要はな
い。
弾性エポキシ樹脂、シリコンゴム等からなる弾性接着材
１２がモールドされ、１該材料が前記間隔１１内に充填
される。これにより、前記圧電板１と、剛性枠体ｌＯと
が一体に結合されることになる。前記接着材１２は間隔
ｌｌ内のみに充１ｉ＋２すれば足り、剛性枠体ｌＯの外
側面及び圧電板１の中央領域までモールドする必要はな
い。
面て、かかる構成により、圧電送受波シートが構成され
、その周縁から圧力ｐ２がかかっても、剛性枠体１０に
よりブロックされて、圧電板ｌの外周縁にはその圧力ｐ
２が及ばないこととなる。
、その周縁から圧力ｐ２がかかっても、剛性枠体１０に
よりブロックされて、圧電板ｌの外周縁にはその圧力ｐ
２が及ばないこととなる。
これを確かめるために、次の工程で、圧電送受波シート
を形成し、特性を比較した。
を形成し、特性を比較した。
すなわち、ＰｂＴｉ０ｚの粉末と、クロロプレンゴムと
を４０ ： ６０ （マａ１％）の割合で配合し、加硫
剤を加えて混合し、これを２００Ｋｇ／ｃｍ’ 、 １
８０℃。
を４０ ： ６０ （マａ１％）の割合で配合し、加硫
剤を加えて混合し、これを２００Ｋｇ／ｃｍ’ 、 １
８０℃。
２０ｍ１ｎの条件で加硫し、さらに１００ＫＶ／ｃｍ
、 １時間、２０℃の条件で分極して圧電板ｌを得た。
、 １時間、２０℃の条件で分極して圧電板ｌを得た。
そしてこれを、縦７０■曽−横３０■鳳−厚２１ｍ＋１
となるように矩形状に形成し、その周縁に１＋ｓｍの矩
形間隔１１を介して金属枠体ｌＯを配して、第２．３図
のように構成し、かつ該間隔ｌｌ内及びその周囲に、弾
性エポキシ樹脂（商品名； Ｅｃｃｏｇｅｌ １３８５
−２５ ）からなる弾性接着材１２を供給し、６０℃、
２４Ｈｒｓ以上の条件で架橋し、圧電板ｌと枠体１０と
を接合して試料を得た。そしてこれを圧電板１のみから
なる、第５図の従来構成のものと比較した。
となるように矩形状に形成し、その周縁に１＋ｓｍの矩
形間隔１１を介して金属枠体ｌＯを配して、第２．３図
のように構成し、かつ該間隔ｌｌ内及びその周囲に、弾
性エポキシ樹脂（商品名； Ｅｃｃｏｇｅｌ １３８５
−２５ ）からなる弾性接着材１２を供給し、６０℃、
２４Ｈｒｓ以上の条件で架橋し、圧電板ｌと枠体１０と
を接合して試料を得た。そしてこれを圧電板１のみから
なる、第５図の従来構成のものと比較した。
この結果、圧電定数ｄｈは、従来構造のものが、１８．
８？であるのに比して１本発明は１８．８となり、 １
２．０％の向上が確認された。これは受波特性にあって
も、定数ｇｈが向上されることをも意味するものである
。
８？であるのに比して１本発明は１８．８となり、 １
２．０％の向上が確認された。これは受波特性にあって
も、定数ｇｈが向上されることをも意味するものである
。
また同じく、ＰｂＴｉ０：＋の粉末を、Ｐｂ（Ｔ １ｏ
４６Ｚ ｒｏ、ｓｌ、） ０３粉末に換えただけで、そ
れ以外は上述と同じ手段で形成してなる圧電板ｌを用い
て、第２．３図のように構成したものを、第５図の従来
構成のものと比較した。その結果、圧電定数ｄｈは、従
来構造のものが、５．２７であるのに比して、本発明は
５．８７となり、 １１．４％の向上が確認された。
４６Ｚ ｒｏ、ｓｌ、） ０３粉末に換えただけで、そ
れ以外は上述と同じ手段で形成してなる圧電板ｌを用い
て、第２．３図のように構成したものを、第５図の従来
構成のものと比較した。その結果、圧電定数ｄｈは、従
来構造のものが、５．２７であるのに比して、本発明は
５．８７となり、 １１．４％の向上が確認された。
すなわち本発明のものは、送受波感度が４斉されること
が解った。
が解った。
尚、１例において１間隔ｌｌ内に充填された弾性接着材
１２が、圧力ＰＩにより僅かに硬化して圧電板の膨張収
縮を妨げる危惧があるが、第４図に示したように、剛性
枠体ｌＯの−１：下面に一対の突片１０ａ、１０ａを内
方向に水モ突設して、前記間隔１１と圧電板ｌの周縁を
ｒａうことによって、これに対応することができる。
１２が、圧力ＰＩにより僅かに硬化して圧電板の膨張収
縮を妨げる危惧があるが、第４図に示したように、剛性
枠体ｌＯの−１：下面に一対の突片１０ａ、１０ａを内
方向に水モ突設して、前記間隔１１と圧電板ｌの周縁を
ｒａうことによって、これに対応することができる。
また−に例において、圧電板ｌは圧電可撓性シートや圧
電磁器焼結体のＬ下面に電極２．２を形成することによ
り構成したものであるが、第４図に示すように、複数の
圧電板層２０．２０を内部電極２１を介して積層するこ
とにより構成してもよい。この場合に、前記内部電極２
１を外部に電気的に取り出すためには、該圧電板層２０
の一部を欠除すればよい。
電磁器焼結体のＬ下面に電極２．２を形成することによ
り構成したものであるが、第４図に示すように、複数の
圧電板層２０．２０を内部電極２１を介して積層するこ
とにより構成してもよい。この場合に、前記内部電極２
１を外部に電気的に取り出すためには、該圧電板層２０
の一部を欠除すればよい。
〈発明の効果〉
本発明は前記の説明によって明らかにしたように、圧電
板の周縁に作用する面方向の圧力を減少させるようにし
たから、受波にあっては定数ｇ３１が零に近似して定数
ｇｈが向上し、高感度となるとともに、送波にあっては
定数ｄｈが高まって送波性能が向上する優れた効果があ
る。
板の周縁に作用する面方向の圧力を減少させるようにし
たから、受波にあっては定数ｇ３１が零に近似して定数
ｇｈが向上し、高感度となるとともに、送波にあっては
定数ｄｈが高まって送波性能が向上する優れた効果があ
る。
第１図は本発明の一実施例に用いる圧電板ｌと剛性枠体
ｌＯの分離斜視図、第２図は一部切欠下面図、第３図は
同縦断側面図である。また第４図は他側の縦断側面図で
ある。さらにまた第５図は従来例の縦断側面図である。 ｌ；圧電板 ｌＯ；剛性枠体 ｌｌ；矩形間隔１２；弾
性接着材 出願人 日本特殊陶業株式会社代理人 弁理士
松 浦 汀 多 男 第２０ 第４ 口 第５図 ｌ −「−続ネ市ＩＥ’＊”’Ｆ 昭和６２年８ ＪＪ ５ ［１ 、−′−１ 特許庁長官 殿 （゛パ′７゛［、
用件の表示 特願ｒＶ４６２−１５８４７１号？１発
明の名称 水中用圧電送受波シート３、抽１１：をす
る者 ・１１件との関係 出 願 人 住所 名占屋市瑞穂Ｘ高辻町１４番１８号名称 （４
５４）１３本特殊陶業株式会社代表名鈴木亭− ［１代理人 第４６０ 住所 名占ｈソ市中区千代Ｉ１１３丁口１１番１１号支
島第２ビル８０１−３ｆｆ （０５２）３３１−１４１
５氏名 （８４０４）弁理士 松浦ｙ多刃５、補ＩＦ命
令の日付 自発補止 ３、補Ｉにの対象 明細−丁 乙、 ？＋ｌｉ ＋Ｅの内容 １）明細、Ｉ：第４頁第１行に「展〜ン」とあるを。 「繕〜１６」 と訂ＩＦする。 ＋’−−□ ２）明細１１：第５頁第８行〜第９行にｒ（ＰｂＴｉ０
３ ） 、４− 夕ｙＭ鉛（ＰｂＴ １ｏ３）Ｊ と
あるをｒ［Ｐｂ（丁ｊ＊Ｚｒ）０３］、チタンＭ鉛［Ｐ
ｂＴｉ０３］Ｊ と訂正する。 ３）明細＋’： ！Ｉ’ｓ ６頁第１６行にｒ４０：
８０ （ｖｏｌｔ） Ｊとあるを、ｒ８０ ： ４０
（ｖｏｔｅ） Ｊと訂１Ｅする。 ４）明細−）第７頁第１０行にｒｌ１３．８７ Ｊとあ
るを、ｒ ＬＢ、８７ Ｘ １０” Ｃ／ Ｎ Ｊ と
、回じ〈第７頁：５１０行に ｒ １８．９Ｊ とあるを、ｒ １８．９Ｘ １０”Ｃ
／ Ｎ Ｊと訂正する。 ５）明細、１？第７頁第１９行にｒ５，２７Ｊとあるを
、ｒ５．２７Ｘ １０”Ｃ／ＮＪと訂正する。 ６）明細８１７頁第２０行にｒ５．８７Ｊとあるを、ｒ
５．８７Ｘ １Ｏ−１２Ｃ／ＮＪと訂正する。
ｌＯの分離斜視図、第２図は一部切欠下面図、第３図は
同縦断側面図である。また第４図は他側の縦断側面図で
ある。さらにまた第５図は従来例の縦断側面図である。 ｌ；圧電板 ｌＯ；剛性枠体 ｌｌ；矩形間隔１２；弾
性接着材 出願人 日本特殊陶業株式会社代理人 弁理士
松 浦 汀 多 男 第２０ 第４ 口 第５図 ｌ −「−続ネ市ＩＥ’＊”’Ｆ 昭和６２年８ ＪＪ ５ ［１ 、−′−１ 特許庁長官 殿 （゛パ′７゛［、
用件の表示 特願ｒＶ４６２−１５８４７１号？１発
明の名称 水中用圧電送受波シート３、抽１１：をす
る者 ・１１件との関係 出 願 人 住所 名占屋市瑞穂Ｘ高辻町１４番１８号名称 （４
５４）１３本特殊陶業株式会社代表名鈴木亭− ［１代理人 第４６０ 住所 名占ｈソ市中区千代Ｉ１１３丁口１１番１１号支
島第２ビル８０１−３ｆｆ （０５２）３３１−１４１
５氏名 （８４０４）弁理士 松浦ｙ多刃５、補ＩＦ命
令の日付 自発補止 ３、補Ｉにの対象 明細−丁 乙、 ？＋ｌｉ ＋Ｅの内容 １）明細、Ｉ：第４頁第１行に「展〜ン」とあるを。 「繕〜１６」 と訂ＩＦする。 ＋’−−□ ２）明細１１：第５頁第８行〜第９行にｒ（ＰｂＴｉ０
３ ） 、４− 夕ｙＭ鉛（ＰｂＴ １ｏ３）Ｊ と
あるをｒ［Ｐｂ（丁ｊ＊Ｚｒ）０３］、チタンＭ鉛［Ｐ
ｂＴｉ０３］Ｊ と訂正する。 ３）明細＋’： ！Ｉ’ｓ ６頁第１６行にｒ４０：
８０ （ｖｏｌｔ） Ｊとあるを、ｒ８０ ： ４０
（ｖｏｔｅ） Ｊと訂１Ｅする。 ４）明細−）第７頁第１０行にｒｌ１３．８７ Ｊとあ
るを、ｒ ＬＢ、８７ Ｘ １０” Ｃ／ Ｎ Ｊ と
、回じ〈第７頁：５１０行に ｒ １８．９Ｊ とあるを、ｒ １８．９Ｘ １０”Ｃ
／ Ｎ Ｊと訂正する。 ５）明細、１？第７頁第１９行にｒ５，２７Ｊとあるを
、ｒ５．２７Ｘ １０”Ｃ／ＮＪと訂正する。 ６）明細８１７頁第２０行にｒ５．８７Ｊとあるを、ｒ
５．８７Ｘ １Ｏ−１２Ｃ／ＮＪと訂正する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）上下に電極が形成され、かつ厚み方向に分極された
圧電板の外周縁を、剛性枠体で間隔を置いて囲み、該間
隔内に弾性接着材を充填して、圧電板と枠体とを一体に
結合したことを特徴とする水中用圧電送受波シート。 ２）前記圧電板が圧電可撓性シートであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の水中用圧電送受波シー
ト。 ３）前記圧電板が圧電磁器板であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の水中用圧電送受波シート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62158471A JP2630948B2 (ja) | 1987-06-24 | 1987-06-24 | 水中用圧電送受波シート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62158471A JP2630948B2 (ja) | 1987-06-24 | 1987-06-24 | 水中用圧電送受波シート |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS642500A JPS642500A (en) | 1989-01-06 |
| JPH012500A true JPH012500A (ja) | 1989-01-06 |
| JP2630948B2 JP2630948B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=15672470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62158471A Expired - Lifetime JP2630948B2 (ja) | 1987-06-24 | 1987-06-24 | 水中用圧電送受波シート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2630948B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4969197A (en) * | 1988-06-10 | 1990-11-06 | Murata Manufacturing | Piezoelectric speaker |
| JPH0429826A (ja) * | 1990-05-28 | 1992-01-31 | Japan Steel Works Ltd:The | 中空成形におけるパリソンドローダウン比の算出方法 |
| JPH0461992U (ja) * | 1990-10-05 | 1992-05-27 | ||
| JP5214197B2 (ja) * | 2007-08-28 | 2013-06-19 | 日本セラミック株式会社 | 超音波送受波器 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58166900A (ja) * | 1982-03-29 | 1983-10-03 | Seikosha Co Ltd | 圧電式音響発生装置 |
| JPS5917799A (ja) * | 1982-07-20 | 1984-01-30 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 圧電発音体 |
| JPS6264098U (ja) * | 1985-10-09 | 1987-04-21 | ||
| JPS63113400U (ja) * | 1987-01-14 | 1988-07-21 |
-
1987
- 1987-06-24 JP JP62158471A patent/JP2630948B2/ja not_active Expired - Lifetime
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