JP2008038840A - Engine lubricating device - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンの潤滑装置に関し、特にエンジンの長時間停止後の再始動時における潤滑性が考慮されたものに関する。 The present invention relates to an engine lubrication device, and more particularly to an engine lubrication device in which lubricity is taken into consideration when the engine is restarted after being stopped for a long time.
エンジンのクランク軸のメインジャーナルを支持する軸受の潤滑油は、エンジンの停止中にオイルパンに流れ落ちるため、長時間停止後の再始動時には、潤滑油を迅速に供給することが望ましい。この再始動時の潤滑を迅速に行うために、従来、オイルフィルタ取付け部を、オイルポンプ吐出口及びメインギャラリーよりも下方に配置する構造が提案されている(特許文献1)。この構成によれば、エンジン停止中にオイルフィルタ内に潤滑油が充満した状態が維持されるため、オイルフィルタ内の潤滑油がエンジン停止中に流れ落ちてしまう構成に比べて、再始動時に潤滑油をメインジャーナルに迅速に供給することができる。 Since the lubricating oil of the bearing that supports the main journal of the crankshaft of the engine flows down to the oil pan while the engine is stopped, it is desirable to supply the lubricating oil quickly at the restart after a long stop. In order to quickly perform the lubrication at the time of restarting, a structure in which the oil filter mounting portion is disposed below the oil pump discharge port and the main gallery has been proposed (Patent Document 1). According to this configuration, the state in which the lubricating oil is filled in the oil filter while the engine is stopped is maintained, so that the lubricating oil in the oil filter flows down while the engine is stopped. Can be quickly supplied to the main journal.
しかしながら、この特許文献1の構成では、エンジン停止中において、メインギャラリー内の潤滑油がオイルフィルタあるいはメインジャーナル側に流出するため、オイルフィルタからメインジャーナルの軸受への潤滑油の供給には尚ある程度の遅延がある。特に軸受として転がり軸受を採用する場合には、プレーンメタルを用いたいわゆるジャーナル軸受を採用する場合に比べて潤滑油の流れ落ちが促進されるため、初期潤滑の一層の迅速化が要請される。
However, in the configuration of
そこで本発明の目的は、再始動時への軸受への潤滑油供給を更に迅速化することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to further speed up the supply of lubricating oil to the bearing at the time of restart.
本発明のエンジンの潤滑装置は、クランク軸のメインジャーナルを支持する軸受と、当該軸受に並行し前記軸受への潤滑油供給経路を構成するメインギャラリーと、を備えたエンジンの潤滑装置であって、エンジンの停止中における前記メインギャラリーからの潤滑油の流出を防止する手段を更に備えたことを特徴とする。 An engine lubrication apparatus according to the present invention is an engine lubrication apparatus comprising: a bearing that supports a main journal of a crankshaft; and a main gallery that forms a lubricating oil supply path to the bearing in parallel with the bearing. The apparatus further comprises means for preventing the lubricant from flowing out from the main gallery while the engine is stopped.
本発明では、エンジンの停止中におけるメインギャラリーからの潤滑油の流出を防止する手段を備えたので、エンジンの長時間停止後の再始動時に、軸受への潤滑油供給を更に迅速に行うことが可能になる。 In the present invention, since the means for preventing the lubricating oil from flowing out from the main gallery while the engine is stopped is provided, the lubricating oil can be supplied to the bearing more quickly when the engine is restarted after a long stop. It becomes possible.
好ましくは、前記流出を防止する手段は、メインギャラリーと軸受とを接続するオイル流出路、およびメインギャラリーの上流側に接続されたオイル流入路を含み、これらオイル流出路、オイル流入路およびメインギャラリーがオイル貯留部を構成する。 Preferably, the means for preventing the outflow includes an oil outflow path connecting the main gallery and the bearing, and an oil inflow path connected to the upstream side of the main gallery, the oil outflow path, the oil inflow path, and the main gallery. Constitutes an oil reservoir.
また好ましくは、メインギャラリーの底部の最低点は、オイル流出路の底部の最高点、およびオイル流入路の底部の最高点よりも下方に配置されている。これらの場合には、簡易な構成によって本発明に所期の効果を得ることができる。なお本明細書における下方、上方、最高、最低、高さの各語はいずれも水平面からの距離を意味している。 Preferably, the lowest point of the bottom of the main gallery is disposed below the highest point of the bottom of the oil outflow path and the highest point of the bottom of the oil inflow path. In these cases, the desired effect of the present invention can be obtained with a simple configuration. In this specification, the terms “lower”, “upper”, “maximum”, “minimum”, and “height” all mean the distance from the horizontal plane.
好ましくは、オイル流入路の上流側にオイルフィルタが接続され、メインギャラリーの最低点は、オイル流入路に接続すべきオイルフィルタの排出口の最低点よりも下方に配置される。この場合には、両者がいずれもオイル流出路の底部の最高点よりも低い場合に、オイルフィルタの排出口の最低点とオイル流入路の底部の最高点とのうちいずれか高い方を、潤滑油を保持する際の油面とすることができ、保持量を増大することが可能となる。 Preferably, an oil filter is connected to the upstream side of the oil inflow passage, and the lowest point of the main gallery is disposed below the lowest point of the oil filter outlet to be connected to the oil inflow passage. In this case, if both of them are lower than the highest point at the bottom of the oil outflow path, the lowest of the oil filter outlet and the highest point at the bottom of the oil inlet path, whichever is higher, is lubricated. It can be set as the oil level at the time of holding oil, and the holding amount can be increased.
好ましくは、オイルポンプからの潤滑油を受け取るオイルフィルタの流入口の最低点が、前記排出口の最低点より上方に配置され、メインギャラリーの底部の最低点は、オイル流出路の底部の最高点、およびオイルフィルタの流入口の最低点よりも下方に配置されている。エンジン停止中におけるメインギャラリー近傍の潤滑油の油面は、オイル流出路と軸受との接続部分と、オイルフィルタの流入口とのうちいずれか低い方になるため、オイルフィルタの流入口の最低点を排出口の最低点よりも上方としたことにより、当該油面を高くして、オイルフィルタの内部をオイル貯留部として利用でき、多量の潤滑油を保持することができる。 Preferably, the lowest point of the inlet of the oil filter that receives lubricating oil from the oil pump is disposed above the lowest point of the outlet, and the lowest point of the bottom of the main gallery is the highest point of the bottom of the oil outlet. And below the lowest point of the inlet of the oil filter. When the engine is stopped, the lubricating oil level near the main gallery is the lower of the oil outlet and the bearing connection and the oil filter inlet, so the lowest point of the oil filter inlet Since the oil level is raised above the lowest point of the discharge port, the oil level is raised, the inside of the oil filter can be used as an oil reservoir, and a large amount of lubricating oil can be retained.
本発明のエンジンの潤滑装置は、メインギャラリーの最低点よりも上方に設けられた補充オイル貯留部と、補充オイル貯留部とメインギャラリーとを接続する補充通路と、補充通路を開閉するバルブと、バルブを冷間時に開くように駆動する駆動手段と、を更に備えてもよい。この場合には、駆動手段によって冷間時にバルブが開かれると、補充オイル貯留部の潤滑油が補充通路からメインギャラリーへ供給される。したがって、メインギャラリー内の潤滑油がエンジン停止後に何らかの理由で減少した場合にも、短時間のエンジン停止後に再始動する際に初期潤滑を促進することができる。 The engine lubrication device of the present invention includes a replenishment oil reservoir provided above the lowest point of the main gallery, a replenishment passage connecting the replenishment oil reservoir and the main gallery, a valve for opening and closing the replenishment passage, Drive means for driving the valve to open when it is cold may be further provided. In this case, when the valve is opened in the cold state by the driving means, the lubricating oil in the replenishing oil reservoir is supplied from the replenishing passage to the main gallery. Therefore, even if the lubricating oil in the main gallery decreases for some reason after the engine stops, initial lubrication can be promoted when restarting after a short engine stop.
この駆動手段は、形状記憶材料からなる駆動部材を含むのが好適である。この場合には、簡易な構成によって本発明に所期の効果を得ることができる。 The driving means preferably includes a driving member made of a shape memory material. In this case, the desired effect of the present invention can be obtained with a simple configuration.
本発明の実施形態について、以下に図面に従って説明する。図1において、本発明の第1実施形態に係るエンジン1は、不図示の燃料噴射弁を有する4サイクルガソリンエンジンであり、クランク軸2を有する。クランク軸2は、不図示のコンロッドによって不図示のピストンに連結されている。クランク軸2は、そのメインジャーナルにおいて、メインキャップ3および軸受4によってクランク室5内に回転可能に保持されている。軸受4はニードルベアリングである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, an
クランクアッパーケース6aおよびクランクロアケース6bにより、クランク室5が画成されている。クランクアッパーケース6aには、メインギャラリー7が形成されている。メインギャラリー7は、軸受4への潤滑油供給経路を構成する。メインギャラリー7は、直状であって円形の断面を有し、クランク軸2と並行し且つ平行に配置されている。メインギャラリー7は、直状かつ断面円形のオイル流出路8によって、軸受4と接続されている。
A
オイル流出路8の底部の最高点8aは、オイル流出路8と軸受4との接続部分4aの最低点であり、メインギャラリー7の最低点7aは、この最高点8aよりも下方に配置されている。オイル流出路8は、その全体が、メインギャラリー7から最高点8aに向かう単調な上り勾配となっている。
The
図2に示されるように、メインギャラリー7の上流側には、オイル流入路9が接続されている。オイル流入路9は断面円形であり、その上流側には、オイルフィルタ10の排出口11が接続されている。オイル流入路9の中間部には、シリンダヘッドH(図1参照)の内部に通じるヘッド側通路12が分岐して接続されている。オイル流入路9の底部の最高点9aと、オイルフィルタ10の排出口の最低点11aは、互いに等しい高さに配置されており、また、メインギャラリー7の底部の最低点7aは、これら最高点9a,最低点11aよりも下方に配置されている。オイル流出路8、オイル流入路9およびメインギャラリー7は、エンジン1の停止中におけるメインギャラリー7からの潤滑油の流出を防止するためのオイル貯留部を構成する。
As shown in FIG. 2, an
メインギャラリー7の最低点7a、およびオイルフィルタ10の排出口11の最低点11aは、いずれもオイル流出路8の底部の最高点8aよりも下方に配置されている。
The
オイルフィルタ10の流入口13には、オイルポンプ14の吐出側が接続され、オイルポンプ14の吸入側には吸入管15が接続されている。吸入管15の下端部にはストレーナが設けられ、このストレーナはクランクロアケース6bの底面であるオイルパン16に臨まされている。
A discharge side of the
メインギャラリー7は、オイル流出路8およびオイル流入路9よりも大径であり、例えばメインギャラリー7の直径は8mm、オイル流出路8およびオイル流入路9の直径は4mmである。
The
以上のとおり構成された本実施形態では、エンジン1の運転中にはオイルポンプ14が動作し、これによって、吸入管15、オイルフィルタ10、オイル流入路9、メインギャラリー7、オイル流出路8およびヘッド側通路12を含む潤滑油供給経路の全てが潤滑油20で満たされ、且つこの潤滑油供給経路を通じた潤滑油の供給によって、エンジン1の各部が潤滑される。
In the present embodiment configured as described above, the
そしてエンジン1が停止されると、オイルポンプ14の停止に伴い、潤滑油供給経路内の潤滑油20のうち流下可能な部分が、自由落下によってオイルパン16へと流れ落ちる。ここで、本実施形態では、オイル流出路8、オイル流入路9およびメインギャラリー7がオイル貯留部を構成することとしたので、このオイル貯留部によって、エンジン1の停止中におけるメインギャラリー7からの潤滑油20の流出が防止される。なお、本実施形態では、オイル流入路9の最高点9a、およびオイルフィルタ10の排出口11の最低点11aを互いに等しい高さとし、且つ両者をいずれもオイル流出路8の底部の最高点8aよりも低くしたため、オイル貯留部に保持される潤滑油の油面の高さは、図1において符号L1で示したとおり、概ねオイル流入路9の最高点9aおよびオイルフィルタ10の排出口11の最低点11aと等しい高さとなる。
When the
以上のとおり、第1実施形態では、オイル流出路8、オイル流入路9およびメインギャラリー7によってオイル貯留部を構成させ、このオイル貯留部によって、エンジン1の停止中におけるメインギャラリー7からの潤滑油20の流出を防止させたので、エンジン1の長時間停止後の再始動時には、メインギャラリー7を含む所定範囲内のオイル貯留部に保持された潤滑油20が、きわめて短時間のうちに軸受4に供給され、潤滑油20の供給を更に迅速化することができる。
As described above, in the first embodiment, the
また本実施形態では、エンジン1の停止中におけるメインギャラリー7からの潤滑油20の流出を防止する手段として、オイル流出路8、オイル流入路9およびメインギャラリー7からなるオイル貯留部を採用し、かつメインギャラリー7の底部の最低点7aを、オイル流出路8の底部の最高点8aおよびオイル流入路9の底部の最高点9aよりも下方に配置したので、簡易な構成によって本発明に所期の効果を得ることができる。
In the present embodiment, as means for preventing the lubricating
また本実施形態では、メインギャラリー7の最低点7aを、オイルフィルタ10の排出口11の最低点11aよりも下方に配置したので、両者がいずれもオイル流出路8の底部の最高点8aよりも低い場合に、オイルフィルタ10の排出口11の最低点11aとオイル流入路9の底部の最高点9aとのうちいずれか高い方を、潤滑油を保持する際の油面とすることができ、保持量を増大することが可能となる。
In this embodiment, since the
次に、本発明の第2実施形態について説明する。図3に示される第2実施形態は、オイルポンプ14からの潤滑油20を受け取るオイルフィルタ110の流入口113の最低点113aを、排出口11の最低点11aより上方に配置したものである。オイルフィルタ110の流入口113の最低点113aは、オイル流出路8の底部の最高点8aよりも低くされている。また、オイル流入路9の底面の最低点9b、およびオイルフィルタ110の排出口11の最低点11aは、メインギャラリー7の底部の最低点7aよりも低くされているが、これら最低点9b,11aはオイル流出路8の底部の最高点8aよりも下方であれば、メインギャラリー7の底部の最低点7aより上方であっても良い。この第2実施形態の残余の構成は、上記第1実施形態と同様であるため、同一符号を付してその説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment shown in FIG. 3, the
以上のとおり構成された第2実施形態では、オイルフィルタ110の流入口113の最低点113aが、オイル流出路8の底部の最高点8aよりも低くされているため、エンジン101の停止中におけるメインギャラリー7近傍の潤滑油20の油面の高さは、図3において符号L2で示したとおり、概ねオイルフィルタ10の流入口113の最低点113aと等しい高さとなる。その結果、エンジン1の停止中には、オイルフィルタ110の内部のうち油面高さL2以下の領域にオイルが充満することになる。
In the second embodiment configured as described above, since the
以上のとおり、第2実施形態では、オイルフィルタ110の流入口113の最低点113aを、排出口11の最低点11aより上方に配置したので、オイルフィルタ110の内部をオイル貯留部として利用でき、多量の潤滑油を保持することができる。
As described above, in the second embodiment, since the
次に、本発明の第3実施形態について説明する。図4に示される第3実施形態は、冷間時にメインギャラリーに供給するための潤滑油を貯留する補充オイル貯留部51を備えている。補充オイル貯留部51は、メインギャラリー7の最低点7aよりも上方、具体的にはシリンダの上端面であってシリンダヘッドHとの境界部に形成されている。補充オイル貯留部51には、シリンダヘッドHの内部を流れ落ちる潤滑油の一部が収容される。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The third embodiment shown in FIG. 4 includes a
補充オイル貯留部51とメインギャラリー7とは、補充通路52によって接続されている。補充通路52は潤滑油の戻し通路を構成し、その中間部には、この補充通路52を開閉するバルブ機構53が配置されている。
The
図5に示されるように、バルブ機構53は、弁座54、弁体55、バネ56およびバネ座57を含む。可動の弁体55は弁座54を開閉し、バネ56は弁体55を弁座54に向けて常時付勢し、バネ座57はバネ56の基部を、補充通路52内の固定位置に保持する。バネ56は形状記憶材料からなり、常温またはエンジン201の冷間時の温度(例えば30°C)では縮退して弁体55と弁座54との間に隙間が生じ、それ以上の温度とりわけエンジン201の温間時には伸張して弁体55が弁座54を閉鎖するように、その形状及び特性が設定されている。このような形状記憶材料としては、例えば形状記憶合金として知られるTi-Ni合金が好適であるが、他の金属およびその他の材料でもよく、またバイメタルなどの複合材料でもよい。この第3実施形態の残余の構成は、上記第1実施形態と同様であるため、同一符号を付してその説明を省略する。なお、第3実施形態の構成を上記第2実施形態の装置に適用することも勿論可能である。
As shown in FIG. 5, the
以上のとおり構成された第3実施形態では、エンジン201の運転中にはバネ56が伸張して、弁体55が弁座54を閉鎖するので、シリンダヘッドHの内部を流れ落ちる潤滑油が、補充オイル貯留部51に収容される。そしてエンジン201の停止からある程度の時間(例えば2〜3時間)が経過し、エンジン201が常温または冷間時の温度になると、バネ56が縮退して弁体55と弁座54との間に隙間が生じ、これによって、補充オイル貯留部51から潤滑油がメインギャラリー7に供給される。
In the third embodiment configured as described above, the
その結果、メインギャラリー7内の潤滑油がエンジン停止後に、何らかの理由(例えば、オイルフィルタ10よりも上流側の潤滑油の流下に伴う引張り)で減少した場合にも、短時間のエンジン停止後に再始動する際に、初期潤滑を促進することができる。
As a result, even if the lubricating oil in the
なお、上記各実施形態では、本発明をある程度の具体性をもって説明したが、本発明については、特許請求の範囲に記載された発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や変更が可能であることは理解されなければならない。すなわち、本発明は特許請求の範囲およびその等価物の範囲および趣旨に含まれる修正および変更を包含するものである。例えば、エンジンの停止中におけるメインギャラリーからの潤滑油の流出を防止する手段は、他の構成、例えばメインギャラリー7を接続部分4aよりも下方に配置すると共に、メインギャラリーよりも上流側のオイル流入路の中途に電磁弁などのバルブを設けてこれをエンジン停止と同時またはその直前に閉じ、再始動と同時またはその直前に開く構成であってもよい。この場合には、メインギャラリー7の底部の最低点がオイル流入路の底部の最高点よりも下方である必要はない。
In the above embodiments, the present invention has been described with a certain degree of concreteness, but various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims. It must be understood that it is possible. That is, the present invention includes modifications and changes that fall within the scope and spirit of the appended claims and their equivalents. For example, the means for preventing the lubricating oil from flowing out from the main gallery while the engine is stopped may be arranged in another configuration, for example, by disposing the
また、上記各実施形態では、クランク軸2のメインジャーナルを保持する軸受としてニードルベアリングを採用したが、本発明における軸受はプレーンメタルを用いたいわゆるジャーナル軸受など、他の種類の軸受であってもよい。
In each of the above embodiments, the needle bearing is adopted as a bearing for holding the main journal of the
また、上記各実施形態におけるオイル流出路、オイル流入路およびメインギャラリーはいずれも直状かつ単調に上昇または下降する形状としたが、複数の直状部分の組合せからなる形状、曲線状、あるいは中途に最高点をもつ形状であってもよい。 In addition, although the oil outflow path, the oil inflow path, and the main gallery in each of the above embodiments are all straight and monotonously rising or descending, the shape, curve, or midway formed by a combination of a plurality of straight portions The shape may have the highest point.
また、上記第3実施形態では、補充オイル貯留部からの補充通路を開閉するバルブを駆動する駆動手段として、形状記憶材料からなるバネを採用したが、本発明における駆動手段としては、潤滑油の供給タイミングをエンジン停止時よりも遅延させて補充通路を冷間時に開くようにされた弁機構であればどのようなものでも採用でき、たとえば、ソレノイド等のアクチュエータによって電気的に駆動される電動式のものであってもよい。電動式の弁機構を採用する場合には、その開動作を制御するタイミングは温度に基づいて決定してもよいし、エンジン201が短時間の後に始動されることを予測できる何らかのパラメータ、例えばドアの開動作またはドアキーのアンロック動作を検出するドアセンサの検出値や、時刻に基づいて決定しても良く、そのような変形も本発明の範疇に属するものである。
In the third embodiment, a spring made of a shape memory material is used as the driving means for driving the valve that opens and closes the replenishing passage from the replenishing oil reservoir. However, as the driving means in the present invention, a lubricating oil is used. Any valve mechanism can be adopted as long as the supply timing is delayed from the time when the engine is stopped and the replenishment passage is opened in the cold state. For example, an electric type electrically driven by an actuator such as a solenoid It may be. When an electric valve mechanism is employed, the timing for controlling the opening operation may be determined based on temperature, or some parameter that can predict that the
1,101,201 エンジン
2 クランク軸
4 軸受
7 メインギャラリー
7a,11a 最低点
8 オイル流出路
8a,9a 最高点
9 オイル流入路
10 オイルフィルタ
11 排出口
13,113 流入口
14 オイルポンプ
20 潤滑油
51 補充オイル貯留部
52 補充通路
53 バルブ機構
56 バネ
1, 101, 201
Claims (7)
エンジンの停止中における前記メインギャラリーからの潤滑油の流出を防止する手段を更に備えたことを特徴とするエンジンの潤滑装置。 A lubricating device for an engine, comprising: a bearing that supports a main journal of a crankshaft; and a main gallery that forms a lubricating oil supply path to the bearing in parallel with the bearing,
An engine lubrication apparatus, further comprising means for preventing outflow of lubricating oil from the main gallery while the engine is stopped.
前記メインギャラリーの底部の最低点は、前記オイル流出路の底部の最高点、および前記オイル流入路の底部の最高点よりも下方に配置されていることを特徴とするエンジンの潤滑装置。 The engine lubrication device according to claim 2,
2. The engine lubrication apparatus according to claim 1, wherein the lowest point of the bottom of the main gallery is disposed below the highest point of the bottom of the oil outflow passage and the highest point of the bottom of the oil inflow passage.
前記オイル流入路の上流側にオイルフィルタが接続され、前記メインギャラリーの最低点は、前記オイル流入路に接続すべき前記オイルフィルタの排出口の最低点よりも下方に配置されていることを特徴とするエンジンの潤滑装置。 The engine lubrication device according to claim 3,
An oil filter is connected to the upstream side of the oil inflow passage, and the lowest point of the main gallery is disposed below the lowest point of the discharge port of the oil filter to be connected to the oil inflow passage. The engine lubrication device.
前記オイル流入路の上流側にオイルフィルタの排出口が接続され、
オイルポンプからの潤滑油を受け取る前記オイルフィルタの流入口の最低点が、前記排出口の最低点より上方に配置され、
前記メインギャラリーの底部の最低点は、前記オイル流出路の底部の最高点、および前記オイルフィルタの流入口の最低点よりも下方に配置されていることを特徴とするエンジンの潤滑装置。 The engine lubrication device according to claim 2,
An oil filter outlet is connected to the upstream side of the oil inflow passage,
The lowest point of the inlet of the oil filter that receives lubricating oil from the oil pump is disposed above the lowest point of the outlet;
2. The engine lubrication apparatus according to claim 1, wherein the lowest point of the bottom of the main gallery is disposed below the highest point of the bottom of the oil outflow passage and the lowest point of the inlet of the oil filter.
前記メインギャラリーの最低点よりも上方に設けられた補充オイル貯留部と、
前記補充オイル貯留部と前記メインギャラリーとを接続する補充通路と、
前記補充通路を開閉するバルブと、
前記バルブを冷間時に開くように駆動する駆動手段と、
を更に備えたことを特徴とするエンジンの潤滑装置。 The engine lubrication device according to any one of claims 1 to 5,
A replenishment oil reservoir provided above the lowest point of the main gallery,
A replenishment passage connecting the replenishment oil reservoir and the main gallery;
A valve for opening and closing the replenishment passage;
Drive means for driving the valve to open when cold;
An engine lubrication device further comprising:
前記駆動手段は、形状記憶材料からなる駆動部材を含むことを特徴とするエンジンの潤滑装置。
The engine lubrication device according to claim 6,
The engine lubrication device, wherein the drive means includes a drive member made of a shape memory material.
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