CN110978900B - 轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种轮胎，其即便在胎面部配置有电子元器件的情况下，也能够确保电子元器件的耐久性、理想的通信性能。在轮胎(1)中植入有电子元器件(40)，其中，在轮胎径向上与下述的主沟(12a)相重叠的位置来植入电子元器件(40)，所述主沟是沿着环状的胎面胶(28)的周向而延伸的，且所述环状的胎面胶又是沿着轮胎周向而延伸的。电子元器件(40)可以配置于：构成胎面胶(28)的胎面基底(28a)与胎面冠部(28b)之间的界面。

Description

轮胎
技术领域
本发明涉及一种植入有电子元器件的轮胎。
背景技术
以往，众所周知这样一种轮胎，即：在橡胶结构体内植入有RFID标签等电子元器件的轮胎。这样的轮胎通过植入在轮胎内的RFID标签与作为外部设备的读取器进行通信，而能够进行轮胎的制造管理、使用履历管理等。
例如，专利文献1公开了：在胎面部的多个层之中的至少2个层之间配置有RFID标签的轮胎。
专利文献2公开了下述轮胎，该轮胎具备：胎体以及内衬，其中，该胎体是由在一对胎圈部、一对胎侧部以及胎面部(轮周部)而呈环状延伸的至少1个帘布构成的，该内衬是由配置于胎体的内周侧的内层橡胶和外层橡胶的至少2个空气不透过性橡胶构成的，在构成内衬的内外层橡胶之间来配设电子芯片，并且，在与电子芯片的配设位置相对应的轮胎的外表面位置具备：能够识别电子芯片的轮胎周向配设位置的显示部。
专利文献
专利文献1：日本特表2018－505088号公报
专利文献2：日本特开2004－148953号公报
发明内容
在此，专利文献1、2公开了：在形成与路面接触的接地面的胎面部来植入RFID标签等电子元器件，以便在轮胎堆积等情况下，接收(收发)作业/操作变得容易。
然而，会出现如下不良情况，即：由于在形成与路面接触的接地面的胎面部产生较大的载荷、较大的挠曲，所以，难以确保RFID标签等电子元器件的耐久性，另外，在为了避免电子元器件受损而在胎面部的轮胎径向内侧的深部植入有电子元器件的情况下，难以确保理想的通信性能(接收距离)。
本发明是鉴于上述的课题而完成的，其目的在于，提供一种：即便在胎面部配置有电子元器件的情况下，也能够确保电子元器件的耐久性、通信性的轮胎。
(1)本发明的轮胎(例如、轮胎1)是在轮胎径向上与下述的主沟相重叠的位置，植入有所述电子元器件，所述主沟(例如、主沟12a)是沿着环状的胎面胶(例如、胎面胶28)的周向而延伸的，且所述环状的胎面胶是沿着轮胎周向而延伸的。
(2)本发明的轮胎(例如、轮胎1)是在(1)的基础上，可以在构成所述胎面胶的胎面基底(例如、胎面基底28a)与胎面冠部(例如、胎面冠部28b)之间的界面(例如、界面28c)配置有所述电子元器件。
(3)本发明的轮胎(例如、轮胎1)是在(1)或(2)的基础上，所述电子元器件可以以在轮胎径向上与设置于所述主沟的沟底部上的突起部(例如、胎面部磨损指示器12b、石子防嵌条12c)相重叠的方式植入于所述胎面胶。
发明效果
根据本发明，能够提供：即便在胎面部配置有电子元器件的情况下、也能够确保电子元器件的耐久性、理想的通信性能的轮胎。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的轮胎的轮胎宽度方向上的半截面的图。
图2A是表示本发明第2实施方式所涉及的轮胎的由保护部件保护着的RFID标签的图。
图2B是表示图2A的b－b截面的图。
图2C是表示图2A的c－c截面的图。
图3是表示本发明的一实施方式所涉及的轮胎的胎面图案的俯视图。
图4是表示图3的本发明的一实施方式所涉及的轮胎的局部截面图。
图5是表示本发明的一实施方式所涉及的轮胎的胎面图案的俯视图。
图6是表示图5的本发明的一实施方式所涉及的轮胎的局部截面图。
附图标记说明：
1…轮胎，11…胎圈部，12…胎面部，12a…主沟，12b…胎面部磨损指示器(突起部)，12c…石子防嵌条(突起部)，13…胎侧部，21…胎圈芯，22…胎圈外护胶，22A…胎圈外护胶的轮胎径向外侧端，23…胎体帘布，24…帘布主体，25…帘布折返部，26…钢丝带束层，28…胎面胶，28a…胎面基底，28b…胎面冠部，28c…界面，29…内衬，30…胎侧胶，31…钢丝胎圈包布，32…垫带橡胶，35…第1衬垫，36…第2衬垫，37…橡胶片，40…RFID标签，41…RFID芯片，42…天线，43…保护部件，431、432…橡胶片。
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的一实施方式进行说明。
图1是表示本实施方式所涉及的轮胎1的轮胎宽度方向上的半截面的图。轮胎的基本结构为：在轮胎宽度方向上的截面中呈左右对称，这里所示的是右半部分的截面图。图中，符号S1为轮胎赤道面。轮胎赤道面S1是：与轮胎旋转轴正交的面，且又是位于轮胎宽度方向中心位置的面。
在此，所谓轮胎宽度方向是：与轮胎旋转轴平行的方向，亦即是图1截面图中的纸面左右方向。图1中，图示为轮胎宽度方向X。
而且，所谓轮胎宽度方向内侧是：向轮胎赤道面S1接近的方向，图1中为纸面左侧。所谓轮胎宽度方向外侧是：从轮胎赤道面S1离开的方向，图1中为纸面右侧。
另外，所谓轮胎径向是：与轮胎旋转轴垂直的方向，亦即是图1中的纸面上下方向。图1中，图示为轮胎径向Y。
而且，所谓轮胎径向外侧是：从轮胎旋转轴离开的方向，图1中为纸面上侧。所谓轮胎径向内侧是：向轮胎旋转轴接近的方向，图1中为纸面下侧。
图4、6也是同样的。
轮胎1例如是卡车、巴士等使用的重载荷用轮胎，如图1所示，其具备：设置在轮胎宽度方向两侧的一对胎圈部11、形成为与路面接触的接地面的胎面部12、以及在一对胎圈部11与胎面部12之间延伸的一对胎侧部13。
胎圈部11具备：多次卷绕被覆有橡胶的金属制胎圈金属线而形成的环状的胎圈芯21、以及、向胎圈芯21的轮胎径向外侧延伸的前端尖细形状的胎圈外护胶22。胎圈外护胶22是：通过覆盖胎圈芯21外周的第1胎圈外护胶221、以及配置于第1胎圈外护胶221的轮胎径向外侧的第2胎圈外护胶222来构成的。
第2胎圈外护胶222是：通过模量比后面叙述的内衬29、胎侧胶30的模量还要高的橡胶来构成的。第1胎圈外护胶221是：通过模量比第2胎圈外护胶222的模量更加高的橡胶来构成的。
另外，只要是第1胎圈外护胶221的至少一部分配置于胎圈芯21的轮胎径向外侧，第1胎圈外护胶221也可以是：没有覆盖胎圈芯21外周的形态。另外，胎圈外护胶22可以由一种橡胶形成。亦即，胎圈外护胶22也可以没有被分成第1胎圈外护胶221和第2胎圈外护胶222。
胎圈芯21是能够起到下述作用的部件，即：将填充有空气的轮胎固定于未图示的车轮轮辋上的作用。胎圈外护胶22是：为了提高胎圈周边部的刚性并确保较高的操纵性及稳定性而设置的部件。
轮胎1的内部植入有：构成作为轮胎骨架的帘布的胎体帘布23。胎体帘布23从一方的胎圈芯朝向另一方的胎圈芯延伸。亦即，胎体帘布23以通过一对胎侧部13以及胎面部12的形态而被植入于轮胎1内的一对胎圈芯21之间。
胎体帘布23是从一方的胎圈芯朝向另一方的胎圈芯延伸的，其具备：在胎面部12与胎圈部11之间延伸的帘布主体24、以及在胎圈芯21周围进行折返的帘布折返部25。在此，帘布折返部25的折返端25A位于：比胎圈外护胶22的轮胎径向外侧端22A更靠向轮胎径向内侧的位置。
胎体帘布23是：通过在轮胎宽度方向上延伸的多个帘布帘线来构成的。另外，多个帘布帘线在轮胎周向上排列配置。
该帘布帘线是通过金属制的钢丝帘线、或者聚酯或聚酰胺等绝缘性的有机纤维帘线等来构成的，并由橡胶被覆。
在胎面部12中，且在胎体帘布23的轮胎径向外侧，设置有多层钢丝带束层26。钢丝带束层26是：通过由橡胶被覆的多个钢丝帘线来构成的。通过设置钢丝带束层26，能够确保轮胎的刚性，从而使得胎面部12与路面之间的接地状态呈现良好。在本实施方式中，虽然设置了4层钢丝带束层26，但是，所层叠的钢丝带束层26的数量并非仅限定于此。
在钢丝带束层26的轮胎径向外侧设置有胎面胶28。在胎面胶28的外表面设置有胎面图案(图1中的胎面部/主沟12a)，该外表面成为与路面接触的接地面。
更详细而言，在轮胎的周向上延伸的环状的胎面部12中的胎面胶28的外表面，设置有沿着周向延伸的主沟12a。
在胎面部12的轮胎宽度方向外侧附近，且在胎体帘布23与钢丝带束层26及胎面胶28之间的区域，设置有胎肩衬垫38。该胎肩衬垫38延伸到胎侧部13的轮胎径向外侧区域，在该胎肩衬垫38的一部分与后面叙述的胎侧胶30之间形成有界面。亦即，在胎侧部13的轮胎径向外侧区域，且在胎侧胶30的轮胎宽度方向内侧，存在有：胎肩衬垫38的一部分。
胎肩衬垫38是：由具有缓冲性的橡胶部件来构成的，在胎体帘布23与钢丝带束层26之间发挥缓冲功能。另外，由于胎肩衬垫38是：由具有低发热性的特性的橡胶来构成的，故而，通过延伸到胎侧部13而能够有效地抑制发热。
在胎圈部11、胎侧部13、胎面部12，且在胎体帘布23的轮胎内腔侧设置有：作为构成轮胎1内壁面的橡胶层的内衬29。内衬29是：通过耐空气透过性橡胶来构成的，能够防止轮胎内腔内的空气泄漏到外部。
在胎侧部13中，且在胎体帘布23的轮胎宽度方向外侧设置有：构成轮胎1外壁面的胎侧胶30。该胎侧胶30是：在轮胎起到缓冲作用时呈最弯曲的部分，通常，它采用具有耐疲劳性的柔软橡胶。
在胎圈部11的胎圈芯21周围所设置的胎体帘布23的轮胎径向内侧，以覆盖胎体帘布23的方式设置有：作为加强帘布的钢丝胎圈包布31。钢丝胎圈包布31也向胎体帘布23的帘布折返部25的轮胎宽度方向外侧延伸，该钢丝胎圈包布31的端部31A位于：比帘布折返部25的折返端25A更靠向轮胎径向内侧的位置。
该钢丝胎圈包布31是：通过金属制的钢丝帘线来构成的金属加强层，且由橡胶被覆。
在钢丝胎圈包布31的轮胎径向内侧设置有垫带(rim strip)橡胶32。该垫带橡胶32是沿着轮胎外表面配置的，与胎侧胶30连接起来。该垫带橡胶32和胎侧胶30是：构成轮胎外表面的橡胶部件。
而且，在钢丝胎圈包布31的端部31A的轮胎径向外侧，且在胎体帘布23的折返部25及胎圈外护胶22的轮胎宽度方向外侧，设置有第1衬垫35。该第1衬垫35设置成：至少覆盖帘布折返部25的折返端25A的轮胎宽度方向外侧。第1衬垫35的轮胎径向外侧形成为：越趋向轮胎径向外侧，前端越呈尖细状。
此外，以覆盖第1衬垫35的轮胎宽度方向外侧的方式而设置有第2衬垫36。进一步详细而言，以覆盖钢丝胎圈包布31的一部分、第1衬垫35、第2胎圈外护胶222的一部分、以及胎体帘布23的帘布主体24的一部分的轮胎宽度方向外侧的方式来设置第2衬垫36。
并且，在第2衬垫36的轮胎径向外侧区域中的轮胎宽度方向外侧配置有胎侧胶30，在第2衬垫36的轮胎径向内侧区域中的轮胎宽度方向外侧配置有垫带橡胶32。
换言之，第2衬垫36设置在：第1衬垫35等、与构成轮胎外表面的部件亦即垫带橡胶32及胎侧胶30之间。
在此，第1衬垫35及第2衬垫36是：通过模量比第1衬垫35及第2衬垫36所接触的胎圈外护胶(第2胎圈外护胶222)的模量还要高的橡胶来构成的。
进一步详细而言，第2衬垫36是：通过模量比第2胎圈外护胶222的模量还要高的橡胶来构成的，第1衬垫35是：通过模量比第2衬垫36的模量更加高的橡胶来构成的。第1衬垫35、第2衬垫36具有：能够缓和胎体帘布23的折返端25A处、以及钢丝胎圈包布31的端部31A处的局部刚性变化点所引起的急剧应变的功能。
在第1衬垫35的轮胎宽度方向内侧，且在帘布折返部25的折返端25A附近，配置有橡胶片37。橡胶片37配置成：从轮胎宽度方向内侧，至少覆盖帘布折返部25的折返端25A。
一般情况下，帘布折返部25的折返端25A处，容易发生应力集中。然而，通过设置上述的第1衬垫35、第2衬垫36，进而还配置了橡胶片37，能够有效地抑制应力集中。
在此，本实施方式的轮胎1植入有：作为电子元器件的RFID标签40。
RFID标签40是被动式的应答器，其具备：RFID芯片、以及与外部设备进行通信用的天线，该RFID标签40与作为外部设备的未图示的读取器之间进行无线通信。作为天线，可以使用：线圈状的弹簧天线、板状的天线、棒状的各种天线。例如，也可以是：通过针对柔性基板印刷规定图案而形成的天线。根据所使用的频带等而将天线设定成最优化的天线长度。RFID芯片内的存储部存储有：制造号码、零部件号码等识别信息。
更具体而言，图2A是表示：通过由橡胶片构成的保护部件43来进行被覆的本实施方式中的RFID标签40的一例的图。图2A中，RFID标签40被后面叙述的橡胶片431所遮盖而被隐藏起来。图2B是图2A的b－b截面图，图2C是图2A的c－c截面图。
在本实施方式中，如图2A～2C所示，RFID标签40通过保护部件43来进行被覆。
RFID标签40具备：RFID芯片41、以及与外部设备进行通信用的天线42。作为天线42，可以使用：线圈状的弹簧天线、板状的天线、棒状的各种天线。例如，也可以是：通过针对柔性基板印刷规定的图案而形成的天线。若考虑到通信性及柔软性，最优选为线圈状的弹簧天线。
保护部件43是通过对RFID标签40进行夹入而予以保护的2个橡胶片431、432来构成的。
保护部件43例如是通过规定模量的橡胶来构成的。
在此，模量是指：根据JIS K6251：2010的“3.7定伸应力(stress at agivenelongation)，S”而被测定的23℃的气氛下的100％伸长模量(M100)。
作为保护部件43所采用的橡胶，使用了：模量至少比胎侧胶30的模量还要高的橡胶。
例如，作为保护部件43所使用的橡胶，以胎侧胶30的模量为基准，可以使用其1.1倍～1.8倍的模量的橡胶。
另外，保护部件43也可以通过短纤维填料混合橡胶来构成。作为短纤维填料，例如，可以使用：诸如芳纶短纤维或纤维素短纤维这些有机短纤维、氧化铝短纤维等陶瓷短纤维或玻璃短纤维这些无机短纤维这样的绝缘性的短纤维。通过将这样的短纤维填料混合于橡胶中，能够提高橡胶的强度。
另外，作为保护部件43，也可以使用硫化后的状态下的橡胶片。硫化后的状态下的橡胶片像生胶那样不发生塑性变形，因此，能够对RFID标签40进行适当的保护。
另外，作为保护部件43，也可以设置：由聚酯纤维或聚酰胺纤维等形成的有机纤维层。也可以将有机纤维层植入于2个橡胶片431、432。
这样，如果通过2个橡胶片来构成保护部件43，则能够较薄地形成：含有保护部件43的RFID标签40，因此，适合植入于轮胎1。
在将RFID标签40安装于硫化前的轮胎1的构成部件中时，由橡胶片被覆的RFID标签40能够非常简单地进行安装。
例如，利用生胶的粘接性，能够将由橡胶片被覆的RFID标签40适当地粘贴于：硫化前的第1胎圈外护胶221、第2胎圈外护胶222这些部件上的所希望的位置。另外，橡胶片也由硫化前的生胶制成，由此，也可以使用橡胶片本身的粘接性更加简单地进行粘贴。
不过，保护部件43并非仅限定于由2个橡胶片构成的形态，可以采用各种形态。例如，如果构成保护部件的橡胶片覆盖RFID标签40的至少一部分，则能够获得：制造工序中的作业性提高或应力缓和等效果。
另外，例如，也可以是：在RFID标签40的整周上卷绕1个橡胶片的构成、或者在RFID标签40的整周上附着有粘度较高的灌封剂的形态的保护部件的构成。即便是这样的构成，也能够对RFID标签40进行适当的保护。
并且，在本实施方式的轮胎1中，如图1所示，RFID标签40植入于胎面胶28。
另外，RFID标签40植入于：在轮胎径向上与沿着胎面胶28的周向延伸的主沟12a相重叠的位置。即，RFID标签40配置于：与将沿着胎面胶28的周向延伸的主沟12a从轮胎径向外侧投影到胎面胶28内时的投影区域相重叠的位置。
此外，在本实施方式中，如图1所示，RFID标签40配置于：胎面胶28的胎面基底28a与胎面冠部28b之间的界面。
或者，如图3及图4所示，RFID标签40配置成：在轮胎径向上与设置于主沟12a的沟底部的T.W.I(胎面部磨损指示器：设置于主沟上的突起部)12b相重叠。此外，图3是面对轮胎1的胎面图案的俯视图，图4是图3的轮胎的截面图(与图1同样的截面图)。
或者，如图5及图6所示，RFID标签40配置于：设置于主沟12a的沟底部的石子防嵌条(设置于主沟上的突起部)12c的投影面内。即，RFID标签40配置成：在轮胎径向上与设置于主沟12a的沟底部的石子防嵌条(设置于主沟上的突起部)12c相重叠。图5是面对轮胎1的胎面图案的俯视图，图6是图5的轮胎的截面图(与图1同样的截面图)。
并且，首先，如图1所示，RFID标签40配置成：在轮胎径向上与胎面图案的主沟(胎面部)12a相重叠，由此，与胎面部12的用于压接于路面的轮胎踏面部相比，不会对RFID标签40施加较大的载荷，因此，能够提高RFID标签40的耐久性。
另外，RFID标签40配置于：胎面胶28的胎面基底28a与胎面冠部28b之间的界面28c，由此，不会因硬质橡胶的胎面基底28a而产生较大的挠曲，能够进一步提高RFID标签40的耐久性。
接着，如图3及图4、图5及图6所示，在RFID标签40配置成：在轮胎径向上与设置于主沟12a的沟底部的T.W.I(胎面部磨损指示器)12b、石子防嵌条12c等突起部相重叠的情况下，与上述同样地，与RFID标签40配置于在轮胎径向上与胎面部12的用于压接于路面的轮胎踏面部相重叠的部分的情况相比，也不会对RFID标签40施加较大的载荷，因此，能够提高RFID标签40的耐久性。此外，通过主沟12a而使得RFID标签40与外部之间的距离变小，因此，也容易确保接收距离，从而能够很好地确保通信性能。
另一方面，以在轮胎径向上与设置于主沟12a上的突起部12b、12c相重叠的方式来设置RFID标签40，由此，发生较少挠曲，能够将作用于RFID标签40的负荷抑制在较低水平，从而能够确保通信性能，并且，能够更可靠地提高RFID标签40的耐久性。特别是，在RFID标签40设置成：在轮胎径向上与石子防嵌条12c相重叠的情况下，由于石子等异物嵌于主沟12a的问题得到了抑制，所以，能够防止较大的负荷从嵌于主沟12a的异物而作用于RFID标签40，从而能够更好地提高RFID标签40的耐久性。
另外，在本实施方式中，虽然RFID标签40作为电子元器件而被植入于轮胎1中，但是，被植入于轮胎1的电子元器件并非仅限定于RFID标签40。例如，也可以是：进行无线通信的传感器等各种电子元器件。另外，由于电子元器件进行电信号的收发等电气信息的处理，因此，若附近存在有金属零部件，则电子元器件的性能有可能降低。另外，若电子元器件被施加过度的应力，则有可能出现破损。据此，即便将各种电子元器件植入于轮胎1内的情况下，也能够获得本发明的效果。例如，电子元器件也可以是压电元件、或应变传感器。
根据本实施方式的轮胎1，能够发挥如下的效果。
(1)本实施方式所涉及的轮胎1是：在下述位置植入有电子元器件的RFID标签40，该位置是：在轮胎径向上与沿着在轮胎的周向上延伸的环状的胎面胶28的周向延伸的主沟12a相重叠的位置。
通过如此地构成，与RFID标签40植入于：在轮胎径向上与胎面部12的用于压接于路面的轮胎踏面部相重叠的部分的情况相比，不会对RFID标签40施加较大的载荷，而且，也不会因此而发生较大的挠曲，因此，能够提高RFID标签40的耐久性。另外，通过主沟12a而使得RFID标签40与外部之间的距离变小，因此，也容易确保接收距离，从而能够很好地确保通信性能。
(2)本实施方式所涉及的轮胎1是：在构成胎面胶28的胎面基底28a与胎面冠部28b之间的界面28c配置有电子元器件的RFID标签40。
据此，能够利用硬质的、且挠曲相对小的胎面基底28a来确保耐久性，并且，能够减小至主沟12a的距离而确保通信性能。
(3)本实施方式所涉及的轮胎1是：电子元器件以在轮胎径向上与设置于主沟12a的沟底部上的突起部12b、12c相重叠的方式植入于胎面胶28。作为突起部，例如可以举出：胎面部磨损指示器12b、石子防嵌条12c等。
通过如此地构成，与上述同样地，与RFID标签40植入于：在轮胎径向上与胎面部12的用于压接于路面的轮胎踏面部相重叠的部分的情况相比，不会对RFID标签40施加较大的载荷，因此，能够提高RFID标签40的耐久性。此外，通过主沟12a而使得RFID标签40与外部之间的距离变小，因此，也容易确保接收距离，从而能够很好地确保通信性能。
此外，以在轮胎径向上与设置于主沟12a的突起部12b、12c相重叠的方式来设置RFID标签40，由此，发生较少挠曲，能够将作用于RFID标签40的负荷抑制在较低水平，从而能够确保通信性能，并且，能够更可靠地提高RFID标签40的耐久性。特别是，在RFID标签40设置成：在轮胎径向上与石子防嵌条12c相重叠的情况下，由于石子等异物嵌于主沟12a的问题得到了抑制，所以，能够防止较大的负荷从嵌于主沟12a的异物而作用于RFID标签40，从而能够更好地提高RFID标签40的耐久性。
另外，本发明的轮胎能够适用于乘用车、轻型卡车、卡车、巴士等的各种轮胎，特别适合于卡车、巴士等的轮胎。
此外，本发明并非仅限定于上述实施方式，在能够达到本发明目的的范围内进行的变形、改良等均包含在本发明的范围内。

Claims (2)

1.一种轮胎，是植入有电子元器件的轮胎，
所述轮胎具备：
一对胎圈部，它们具有向胎圈芯的轮胎径向外侧延伸的胎圈外护胶；
胎体帘布，其从一方的胎圈部朝向另一方的胎圈部延伸且在所述胎圈芯周围折返；以及
内衬，其设置于胎体帘布的轮胎内腔侧，
其特征在于，
在所述胎体帘布的轮胎径向外侧具备：
钢丝带束层；
胎面基底，其设置于所述钢丝带束层的轮胎径向外侧；以及
胎面冠部，其设置于所述胎面基底的轮胎径向外侧，
所述电子元器件配置于所述胎面基底与所述胎面冠部之间的界面。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，
所述电子元器件以在轮胎径向上与设置于主沟的沟底部上的突起部相重叠的方式被植入于由所述胎面基底和所述胎面冠部构成的胎面胶。
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