CN102235482B - 差动齿轮单元的润滑结构 - Google Patents

Abstract

一种差动齿轮单元的润滑结构，其中，外壳(11)具有导引肋(31)，该导引肋(31)相对于当齿圈(14)旋转时螺栓(21)的头部(21a)的旋转路径(R)在一定范围延伸，并从外壳(11)朝螺栓(21)的头部(21a)突出。同样，在中空支撑部(27)的上部中形成有沿竖直方向延伸的贯通孔(27c)，并且导引肋(31)具有朝贯通孔(27c)的上端开口(27d)弯曲的储油部(31a)。

Description

差动齿轮单元的润滑结构

技术领域

本发明涉及一种差动齿轮单元的润滑结构。更具体地，本发明涉及这样一种差动齿轮单元的润滑结构：所述润滑结构润滑通过动力传递装置的外壳的中空支撑部可旋转地支撑将差动机构收容于其中的差速器壳的轴承。

背景技术

结合在车辆如汽车的驱动桥中的差动齿轮单元包括收容部和可旋转地收容于收容部中的差速器壳。由传动轴等驱动的驱动小齿轮可旋转地收容于收容部中，并且与该驱动小齿轮啮合的齿圈由多个螺栓安装在差速器壳上。

该差速器壳经由锥形滚柱轴承可旋转地支撑在动力传递装置的外壳中。该锥形滚珠轴承不仅接收沿径向的负荷，而且接收沿推力(即，轴线)方向的负荷，因此将它保持为得到良好润滑是关键的。

通常，用于润滑驱动小齿轮和齿圈的油存储在收容部中。为了使用该油润滑锥形滚柱轴承，使油位上升使得锥形滚柱轴承浸在油中(请参见例如日本专利申请公报No.5-106710(JP-A-5-106710))。

同时，用于将齿圈紧固在差速器壳上的螺栓易于承受变动的负荷和振动，因此使用折叠式垫圈等。特别地，将齿圈紧固在差速器壳上的螺栓沿着围绕差速器壳和齿圈的旋转轴线为中心的圆被附接。相应地，螺栓头部与座面之间发生的滑动量越在径向向外处就变得越大。如果这些螺栓的头部与座面之间发生的滑动在与螺栓沿其松动的旋转方向相同的方向上，则螺栓的夹固力可能逐渐减小。

一种公知的用于维持螺栓的夹固力的技术的实例包括：六角螺栓；差速器壳的凸缘部，六角螺栓的柄部穿过所述凸缘部且六角螺栓的头部与所述凸缘部接合；以及由六角螺栓紧固在差速器壳的凸缘部上的齿圈。使六角螺栓的头部凹入的凹入部形成在差速器壳的凸缘部中，并且树脂被填充在凹入部与在凹入部中凹入的六角螺栓的头部之间。该树脂能够抑制六角螺栓的夹固力逐渐减小(请参见例如日本专利申请公报No.2009-180289(JP-A-2009-180289))。

然而，对于JP-A-5-106710中所记载的差动齿轮单元的润滑结构，为了使用收容部中所填充的油润滑锥形滚柱轴承，必须使油位升高以将锥形滚柱轴承浸在油中。因而，收容部中的油的量不断增加，这又增加了差动齿轮单元的旋转阻力并降低了动力传递效率。

同样，对于JP-A-2009-180289中所记载的技术，使六角螺栓的头部凹入的凹入部形成在差速器壳的凸缘部中，并且树脂被填充在这些凹入部与在这些凹入部中凹入的六角螺栓的头部之间。结果，差动齿轮单元的制造成本不断增加。特别地，必须为每个六角螺栓提供凹入部和填充树脂，因此差动齿轮单元的制造成本随着六角螺栓的数量增加而不断增加。

发明内容

考虑到上述相关技术的问题，本发明提供一种差动齿轮单元的润滑结构，其中维持螺栓的夹固力的导引肋也可用作用于润滑轴承的导引肋，该导引肋能抑制差动齿轮单元的旋转阻力增大并能抑制差动齿轮单元的制造成本升高。

本发明的第一方面涉及一种差动齿轮单元的润滑结构，所述润滑结构i)包括将差动齿轮单元收容于其中并由动力传递装置的外壳的中空支撑部经由轴承可旋转地支撑的差速器壳、以及由螺栓固定在差速器壳上的齿圈，并且所述润滑结构ii)使用液压流体润滑轴承。该润滑结构中，在中空支撑部的上部中形成有沿竖直方向延伸的贯通孔。同样，在外壳上设置有导引肋，所述导引肋相对于当齿圈旋转时螺栓的头部的旋转路径在一定范围延伸，并且所述导引肋从外壳朝螺栓头部突出。进一步地，导引肋具有相对于螺栓头部的旋转路径定位在贯通孔上方的导引部。

根据上述差动齿轮单元的这种润滑结构，外壳具有导引肋，所述导引肋相对于当齿圈旋转时螺栓的头部的旋转路径在一定范围延伸，并且所述导引肋从外壳朝螺栓的头部向外突出。结果，如果螺栓的夹固力逐渐放松，则螺栓的头部将接触导引肋。因而，能够维持螺栓的夹固力。

同样，螺栓的头部抵靠在导引肋上的接触产生异常噪音。结果，驾驶者会及早感觉到异常变化，并因而被促使采取对策。

进一步地，在中空支撑部的上部中设置有沿竖直方向延伸的贯通孔，并且导引肋具有相对于螺栓的头部的旋转方向定位在贯通孔上方的导引部。结果，从外壳上方向下滴落在差速器壳上的油能从导引部经贯通孔被引导到轴承，使得轴承能够得到润滑。

因而，维持螺栓的夹固力的导引肋还能够用作用于润滑轴承的导引肋。因此，不需要如对于相关技术那样使油位升高来将锥形滚柱轴承浸在油中。结果，可以抑制差动齿轮单元的旋转阻力增大，并抑制差动齿轮单元的制造成本升高。

这里，在上述差动齿轮单元的润滑结构中，导引肋可从中空支撑部的贯通孔的上端开口上方沿正旋转方向延伸80°到100°的长度，含端值在内。此时使导引肋延伸90°的长度就功能性而言是优选的。

根据上述差动齿轮单元的润滑结构，提供这样的导引肋，所述导引肋从外壳朝螺栓的头部延伸80°到100°的长度，含端值在内，所述导引肋同时防止沿着整个圆周将齿圈紧固在差速器壳上的所有螺栓中的大约四分之一松动。结果，通过齿圈和差速器壳旋转而能防止所有螺栓松动。同样，从外壳上方滴落在差动齿轮单元上的油能够从导引部经贯通孔被引导到轴承，使得轴承能够得到润滑。

同样，在上述差动齿轮单元的润滑结构中，导引部可具有朝贯通孔的上端开口弯曲的储油部。

根据上述差动齿轮单元的润滑结构，导引部具有朝贯通孔的上端开口弯曲的储油部。因此，已经从上述差动齿轮单元上方滴落的油能被收集在储油部中，然后从储油部经贯通孔的上端开口被引导到贯通孔内，并经贯通孔被供应到轴承。相应地，能够利用维持螺栓的夹固力的导引肋来润滑轴承。

同样，在上述差动齿轮单元的润滑结构中，导引部可进一步包括辅助导引肋，辅助导引肋从导引肋的定位在贯通孔的上端开口上方的部分向上延伸并接收齿圈所带起的油。同样，该辅助导引肋可定位在贯通孔的上端开口的沿齿圈的正旋转方向的下游侧。

对于差动齿轮单元的这种润滑结构，导引部具有辅助导引肋，辅助导引肋从导引肋的定位在贯通孔的上端开口上方的部分向上延伸并接收齿圈所带起的油，并且该辅助导引肋定位在贯通孔的上端开口的沿齿圈的正旋转方向的下游侧。因此，在正旋转——即通常使用的旋转方向——期间冲击辅助导引肋的油沿着辅助导引肋流下并因而会被引导到贯通孔的上端开口。相应地，油能经贯通孔被供应到轴承，因此能利用维持螺栓的夹固力的导引肋来润滑轴承。

相应地，本发明能够提供一种差动齿轮单元的润滑结构，其中维持螺栓的夹固力的导引肋也能用作用于润滑轴承的导引肋，这能抑制差动齿轮单元的旋转阻力增大并抑制差动齿轮单元的制造成本升高。

附图说明

将在以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述中描述本发明的特征、优点以及技术和工业意义，附图中同样的标号表示同样的元件，并且其中：

图1是示意性地示出根据本发明的第一示例性实施例的差动齿轮单元的润滑结构已被应用于其上的混合动力车辆的驱动桥的图；

图2是示意性地示出驱动桥的主要部分的剖视图；

图3是沿着图2中的线A-A截取的剖视图；

图4是外壳的主要部分的正视图；

图5是导引肋和中空支撑部沿图3中箭头部B的方向的向视图；

图6是根据本发明的第二示例性实施例的差动齿轮单元的润滑结构已被应用于其上的驱动桥的与沿图2中的线B-B截取的图对应的剖视图；

图7是外壳的主要部分的正视图；以及

图8是导引肋和中空支撑部沿图6中箭头部C的方向的向视图。

具体实施方式

下文将参照附图描述根据本发明的差动齿轮单元的润滑结构的示例性实施例。首先将描述第一示例性实施例。图1至图5是根据本发明的差动齿轮单元的润滑结构的第一示例性实施例的图。另外，该示例性实施例中，将差动齿轮单元的润滑结构描述为被应用于混合动力车辆。

首先将描述结构。图1中，动力传递装置10包括外壳11，且该外壳11具有与相对的壳体12(参见图2)的邻接面12a接触的邻接面11a。

该动力传递装置10中，形成变速机构的未示出的复合行星齿轮组、后文描述的差动齿轮单元13——其中可以对驱动轴进行差动输出、使用存储的电力来驱动车辆的未示出的驱动马达以及能够使用来自未示出的发动机的动力发电的未示出的电动发电机等全部被收容于外壳11和壳体12所限定出的内部空间中。

与差动齿轮单元13的齿圈14啮合的终传动齿轮15以及在与终传动齿轮15相同的轴线上的副从动齿轮16被收容于外壳11和壳体12中。副从动齿轮16与复合行星齿轮组的齿圈17啮合。

因此，来自驱动马达或发动机的输出经由复合行星齿轮组的齿圈17、副从动齿轮16和终传动齿轮15被传递到差动齿轮单元13的齿圈14，如众所周知的那样。

如图2中所示，差动齿轮单元13包括中空差速器壳18。该差速器壳18由外壳11和壳体12经由锥形滚柱轴承19和20可旋转地支撑。

与终传动齿轮15(参见图1)啮合的齿圈14由多个螺栓21紧固在差速器壳18的外周部上，使得从复合行星齿轮组的齿圈17输出的动力经由终传动齿轮15被传递到差速器壳18。这些螺栓21被设置成沿齿圈14的圆周方向互相隔开预定间隔，如图3中所示。齿圈14由这些螺栓21紧固在差速器壳18上。

同样，如图2中所示，小齿轮轴22被可旋转地支撑在差速器壳18内侧，并且一对差动小齿轮23a和23b可旋转地连接到小齿轮轴22上。

侧齿轮24a和24b与差动小齿轮23a和23b两者啮合。驱动轴25L的齿轮轴25a连接到侧齿轮24a上，并且驱动轴25R的齿轮轴25b连接到侧齿轮24b上。未示出的驱动轮被固定在驱动轴25L和25R各者上。

同样，驱动轴25L和25R分别由密封部件26a和26b可旋转地支撑在外壳11和壳体12中。当该差动齿轮单元13的齿圈14旋转时，差速器壳18随同齿圈17一起旋转。此时，小齿轮轴22随同差速器壳18旋转，并且差动小齿轮23a和23b围绕差速器壳18的轴线回转。

然后，与差动小齿轮23a和23b啮合的侧齿轮24a和24b旋转。结果，驱动轮经由驱动轴25L和25R旋转。

同样，当车辆转向时，例如，当沿前进方向右转时，左驱动轮比右驱动轮旋转得更快，因此左驱动轮与右驱动轮之间发生旋转差。此时，通过差动小齿轮23a和23b以及差速器壳18两者的旋转而允许左驱动轮与右驱动轮之间有旋转差，这使得左、右轮能以不同的速度旋转。另外，该示例性实施例中，小齿轮轴22、差动小齿轮23a和23b以及侧齿轮24a和24b共同形成差动机构。

同时，如图3和图4中所示，在外壳11中形成有经由锥形滚柱轴承19可旋转地支撑差速器壳18沿轴向的一个凸部18a的中空支撑部27，并且在该中空支撑部27的两侧形成有切口27a和27b(参见图3)。

锥形滚柱轴承19之一被装配在该中空支撑部27中。该锥形滚柱轴承19由配合在中空支撑部27的内周部上的外圈28和经由锥形滚柱29可旋转地连接到外圈28上的内圈30形成。

同样，在外圈28的外周部上设置有与切口27a和27b接合的接合凸起部28a和28b，使得外圈28以不可旋转的方式被附接在中空支撑部27上。

在内圈30的内周面上形成有相对于差速器壳18的旋转轴线倾斜的锥形表面。在外圈28的外周面上也形成有与内圈30的锥形表面对应的锥形表面。

同样，各锥形滚柱29以截锥形状成型，并且它们中的多个被布置在外圈28与内圈30之间。这些锥形滚柱29平稳滚动同时被外圈28的锥形部分的内周滚道表面和内圈30的锥形部分的外周滚道表面引导。这样，锥形滚柱29在被夹置在外圈28和内圈30的锥形部分的滚道表面之间的同时滚动，因此锥形滚柱轴承19既接收沿径向的负荷，又接收沿推力(即，轴线)方向的负荷。

同样，在中空支撑部27的上部中形成有中空支撑部27的贯通孔27c。该贯通孔27c被成型为在中空支撑部27中沿竖直方向延伸。此外，在外壳11上设置有导引肋31。该导引肋31相对于当齿圈14旋转时螺栓21的头部21a的旋转路径R(参见图4)在一定范围延伸，并从外壳11朝螺栓21的头部21a突出。

如图5中所示，该中空支撑部27从外壳11突出长度L，并且导引肋31在中空支撑部27上方从外壳11突出比从外壳11突出的长度L短的长度L1。

当齿圈14被螺栓21紧固在差速器壳18上时，导引肋31横跨固定间隙面对螺栓21的头部21a。因而，如果螺栓21的夹固力已逐渐减小，则螺栓21的头部21a将接触导引肋31，因此螺栓21的夹固力会得以维持。

因此，当螺栓21将齿圈14紧固在差速器壳18上时导引肋31与螺栓21的头部21a之间的距离优选是这样的距离：当螺栓21的夹固力已逐渐减小时螺栓21的头部21a接触导引肋31，但当差动齿轮单元13操作时——即当齿圈14旋转时-螺栓21的头部21a不接触导引肋31的距离。

同样，导引肋31从中空支撑部27的贯通孔27c的上端开口27d上方沿正旋转方向延伸大约80°到100°并且更优选地大约90°的长度(图3中导引肋31由阴影示出)。导引肋31具有储油部31a，储油部31a为相对于旋转路径R在贯通孔27c上方朝贯通孔27c的上端开口27d弯曲的导引部。使导引肋31从外壳11朝螺栓21的头部21a延伸80°到100°的长度同时防止沿着整个圆周将齿圈14紧固在差速器壳18上的所有螺栓21中的大约四分之一松动。结果，能通过齿圈和差速器壳18一起旋转而防止所有螺栓21松动。此时将该角度设为90°就功能性而言是优选的。同样，由于导引肋31沿正旋转方向——即通常使用的旋转方向——延伸，所以从外壳11上方滴落在差动齿轮单元上的油能够从储油部31a经贯通孔27c被引导到锥形滚柱轴承19，使得锥形滚柱轴承19能够得到润滑。

从外壳11上方滴落在差动齿轮单元13上的油收集在该储油部31a中，并且收集在储油部31a中的油被引导到贯通孔27c。

该示例性实施例中，如图1中所示，油O蓄积在外壳11和壳体12所限定出的差动齿轮单元13的收容部32的底部35中，如图2中所示。同样，在外壳11的上部中设置有捕集槽33。因此，已蓄积在收容部32的底部35中的油的一部分被齿圈14带起并添加到捕集槽33。

通过将已蓄积在收容部32的底部35中的油添加到捕集槽33，捕集槽33起作用而防止蓄积在收容部32中的油量增大，从而抑制齿圈14和差速器壳18的旋转阻力——即差动齿轮单元13的旋转阻力——增大。

同样，已被添加到捕集槽33的油经由供油孔33a被供应到驱动马达和电动发电机并用于冷却驱动马达和电动发电机。

接下来将描述操作。本示例性实施例中，在外壳11上形成有导引肋31，所述导引肋31相对于当齿圈14旋转时螺栓21的头部21a的旋转路径R在一定范围延伸，并且所述导引肋31从外壳11朝螺栓21的头部21a突出。

因此，如果螺栓21的夹固力已在差动齿轮单元13操作的同时逐渐减小，则螺栓21的头部21a将接触导引肋31，使得螺栓21的夹固力能得以维持。同样，螺栓21的头部21a抵靠在导引肋31上的接触产生异常噪音。结果，驾驶者会及早感觉到异常变化，并因而被促使采取对策。

同时，当差动齿轮单元13操作时，蓄积在收容部32的底部35中的油被齿圈14带起，如图1中通过箭头部Q所示。结果，这些油的一部分被添加到捕集槽33，而一部分被供应到齿圈14和终传动齿轮15的啮合部及终传动齿轮15和副从动齿轮16的啮合部，使得齿圈14、终传动齿轮15和副从动齿轮16得到润滑。同样，一部分被齿圈14带起的油从差动齿轮单元13上方滴落。

本示例性实施例中，在中空支撑部27的上部中形成有竖直延伸的贯通孔27c，并且导引肋31具有朝贯通孔27c的上端开口27d弯曲的储油部31a。结果，已从差动齿轮单元13上方滴落的油会收集在储油部31a中。

然后，已收集在储油部31a内的油经贯通孔27c的上端开口27d被引导到贯通孔27c内，并经贯通孔27c被供应到锥形滚柱轴承19之一，如图4和图5中通过箭头部b所示。

被供应到该锥形滚柱轴承19的油被供应到外圈28和锥形滚柱29的滑动表面以及内圈30和锥形滚柱29的滑动表面，因此能够利用导引肋31来润滑锥形滚柱轴承19。

结果，维持螺栓21的夹固力的导引肋31也能用作用于润滑锥形滚柱轴承19的导引肋31。因此，不需要如对于相关技术那样使油位升高来将锥形滚柱轴承19浸在油中。因而，可以抑制差动齿轮单元13的旋转阻力增大，并抑制差动齿轮单元13的制造成本升高。

接下来将描述本发明的第二示例性实施例。图6至图8是根据本发明的差动齿轮单元的润滑结构的第二示例性实施例的图。该第二示例性实施例中与第一示例性实施例中的结构相同的结构将由同样的参考标记表示并且将略去对该结构的描述。

图6和图7中，在外壳11上设置有维持螺栓21的夹固力的导引肋41(由阴影表示)。该导引肋41相对于当齿圈14旋转时螺栓21的头部21a的旋转路径R在一定范围延伸，并从外壳11朝螺栓21的头部21a突出。

同样，如图8所示，中空支撑部27从外壳11突出长度L，并且导引肋41在中空支撑部27上方从外壳11突出比从外壳11突出的长度L短的长度L2。

当齿圈14由螺栓21紧固在差速器壳18上时，导引肋41横跨固定间隙面对螺栓21的头部21a。因而，如果螺栓21的夹固力已逐渐减小，则螺栓21的头部21a将接触导引肋41，因此螺栓21的夹固力能够得以维持。

同样，导引肋41包括辅助导引肋41A，辅助导引肋41A从导引肋41的定位在贯通孔27c的上端开口27d上方的部分41a向上延伸并用作接收齿圈14所带起的油的导引部。该辅助导引肋41A被定位在贯通孔27c的上端开口27d的沿齿圈14形成的旋转方向的下游侧。另外，该示例性实施例中，辅助导引肋41A形成导引部。

接下来将描述操作。该示例性实施例中，外壳11具有导引肋41，导引肋41相对于当齿圈14旋转时螺栓21的头部21a的旋转路径R在一定范围延伸，并从外壳11朝螺栓21的头部21a突出。

因此，如果螺栓21的夹固力在差动齿轮单元13操作的同时逐渐减小，则螺栓21的头部21a将接触导引肋41，因此螺栓21的夹固力会得以维持。同样，螺栓21的头部21a抵靠在导引肋41上的接触产生异常噪音。结果，驾驶者会及早感觉到异常变化，并因而被促使采取对策。

同时，当差动齿轮单元13操作时，蓄积在收容部32的底部35中的油被齿圈14带起。大部分该油O被增加到捕集槽33，但一部分油被带起到沿齿圈14的旋转方向的下游侧。

该示例性实施例中，导引肋41具有辅助导引肋41A，辅助导引肋41A从导引肋41的定位在贯通孔27c的上端开口27d上方的部分41a向上延伸并接收齿圈14所带起的油。该辅助导引肋41A被定位在贯通孔27c的上端开口27d的沿齿圈14的旋转方向的下游侧。因此，如图7和图8中所示，在已如箭头部C1所示被齿圈14带起的油如箭头部C2所示冲击辅助导引肋41A之后，该油沿着辅助导引肋41A流下并因而会如箭头部C3所示被引导到贯通孔27c的上端开口27d。

因此，油会经贯通孔27c被供应到锥形滚柱轴承19，因此能利用维持螺栓21的夹固力的导引肋41润滑锥形滚柱轴承19。

结果，维持螺栓21的夹固力的导引肋41也能用作用于润滑锥形滚柱轴承19的导引肋41。因此，不需要如对于相关技术那样使油位升高来将锥形滚柱轴承19浸在油中。因而，可以抑制差动齿轮单元13的旋转阻力增大，并抑制差动齿轮单元13的制造成本升高。

本文公开的示例性实施例在所有方面都只是示例并且决不应当被解释为加以限制。本发明的范围并非由前面的描述而是由专利权利要求的范围来表示，并且旨在包括处于与专利权利要求的范围等同的范围和含义内的所有改型。

如上所述，根据本发明的差动齿轮单元的润滑结构的有利之处在于维持螺栓的夹固力的导引肋也能被用作用于润滑轴承的导引肋。结果，能抑制差动齿轮单元的旋转阻力的增大和差动齿轮单元的制造成本的升高。因而，本发明作为通过从上方对定子线圈供应冷却剂来冷却定子线圈的差动齿轮单元的润滑结构是有效的。

Claims (4)

1.一种差动齿轮单元的润滑结构，所述润滑结构i)包括将差动齿轮单元(13)收容于其中并由动力传递装置(10)的外壳(11)的中空支撑部(27)经由轴承(19)可旋转地支撑的差速器壳(18)、以及由螺栓(21)固定在所述差速器壳(18)上的齿圈(14)，且所述润滑结构ii)使用液压流体润滑所述轴承(19)，其特征在于：

在所述中空支撑部(27)的上部中形成有沿竖直方向延伸的贯通孔(27c)；

在所述外壳(11)上设置有导引肋(31、41)，所述导引肋(31、41)相对于当所述齿圈(14)旋转时所述螺栓(21)的头部的旋转路径在一定范围延伸，并且所述导引肋(31、41)从所述外壳(11)朝所述螺栓(21)的所述头部突出，当所述齿圈(14)被所述螺栓(21)紧固在所述差速器壳(18)上时，所述导引肋(31、41)横跨固定间隙面对所述螺栓(21)的所述头部，使得如果所述螺栓(21)的夹固力已逐渐减小，则所述螺栓(21)的所述头部将接触所述导引肋(31、41)；并且

所述导引肋(31、41)具有相对于所述螺栓(21)的所述头部的所述旋转路径定位在所述贯通孔(27c)上方的导引部(31a、41a)。

2.如权利要求1所述的润滑结构，其特征在于，所述导引肋(31、41)从所述中空支撑部(27)的所述贯通孔(27c)的上端开口(27d)上方沿正旋转方向延伸80°到100°的长度，含端值在内。

3.如权利要求1或2所述的润滑结构，其特征在于，所述导引部(31a、41a)具有朝所述贯通孔(27c)的上端开口(27d)弯曲的储油部。

4.如权利要求1至2中任一项所述的润滑结构，其特征在于，所述导引部进一步包括辅助导引肋(41A)，所述辅助导引肋(41A)从所述导引肋(41)的定位在所述贯通孔(27c)的上端开口(27d)上方的部分向上延伸并接收所述齿圈(14)所带起的油；并且所述辅助导引肋(41A)定位在所述贯通孔(27c)的所述上端开口(27d)的沿所述齿圈(14)的正旋转方向的下游侧。

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