JP2012007526A - エンジンのオイル分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブローバイガスを流通させるオイルセパレート室４と、オイルセパレート室４を仕切る仕切り板１９と、仕切り板１９に形成された連通孔１９ｆと、仕切り板１９に対面してその下流側に配設された衝突板３１と、衝突板３１の下方に形成されたガス通過開口と、ガス通過開口の下方に設けられたオイルポケット部２０とを有するオイル分離装置において、衝突板３１からオイルポケット部２０へと滴下するオイルが、ガス通過開口を通過するガス流により持ち去られるのを防止し、延いてはオイル捕集率の向上を図る。
【解決手段】衝突板３１の下端部に、該下端部からガス通過開口を越えてオイルポケット部２０内へと延びる延設片部４２を設けるとともに、衝突板３１及び延設片部４２のガス衝突側の面部にそれぞれ、付着したオイルをオイルポケット部２０内へと誘導するオイルガイド部５０を形成するようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンのオイル分離装置に関する技術分野に属する。

従来より、エンジンのクランク室内に発生するブローバイガスに含まれるオイルミストを分離するオイル分離装置は知られている（例えば、特許文献１参照）。

このオイル分離装置では、エンジンのシリンダヘッドカバー内の空間にオイルセパレート室が設けられている。オイルセパレート室には、ガス流の上流側の上流側室と下流側の下流側室とに仕切る仕切り板が設けられており、該仕切り板には、ガス流を絞って流速を高めるための連通孔が形成されている。仕切り板の下流側には、該仕切り板に対面して邪魔板が設けられており、上記連通孔を通過したガス流が邪魔板に衝突することにより、ガス流中のオイルミストが邪魔板に捕集されるようになっている。

邪魔板に衝突した後のガス（オイルミストが除去された後のガス流）は、邪魔板の下側に設けられたガス通過開口を通って下流側へと排出される。一方、邪魔板に衝突して液滴化したオイルは、邪魔板のガス衝突面に沿って下側に自然流動し、該ガス通過開口の下方に設けられた凹状のオイル排出部内に滴下してオイル循環系へと排出される。こうして、ブローバイガス中に含まれるオイルミストが分離されるようになっている。

特開２００８−０３８６２０号公報

しかしながら、従来のエンジンのオイル分離装置では、邪魔板（衝突板）に付着したオイルがオイル排出部内に滴下する際に、ガス流の流通路であるガス通過開口を通ってオイル排出部（オイルポケット部）内に滴下するようになっているため、該ガス通過開口を通過するガス流により滴下途中のオイルが持ち去られて、オイルの捕集効率が低下するという問題がある。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンで発生するブローバイガスを流通させるオイルセパレート室と、オイルセパレート室を上流側室と下流側室とに仕切る仕切り板と、該仕切り板に形成された連通孔と、該仕切り板に対面してその下流側に配設された衝突板と、該衝突板の下方に形成されたガス通過開口と、該ガス通過開口の下方に設けられたオイルポケット部とを有するオイル分離装置に対して、その構成に工夫を凝らすことで、衝突板からオイルポケット部へと滴下する途中のオイルの一部が、ガス通過開口を通過するガス流によって持ち去られるのを防止し、延いては、オイルの捕集効率の向上を図ろうとすることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、衝突板の下端部からガス通過開口を越えてオイルポケット部内へと延びる延設片部を設けるとともに、衝突板のガス衝突側の面部及び延設片部のガス衝突側の面部にそれぞれ、該各面部に付着したオイルをオイルポケット部へと誘導するオイルガイド部を形成するようにした。

具体的には、請求項１の発明では、エンジンで発生するブローバイガスを水平方向に流通させるオイルセパレート室と、該オイルセパレート室に設けられ、該オイルセパレート室をガス流の上流側室と下流側室とに仕切る仕切り板と、該仕切り板に形成された連通孔と、該仕切り板に対面してその下流側に配設され、該連通孔を通過した後のガス流が衝突する衝突板と、該衝突板の下方に形成されて該衝突板に衝突した後のガス流の通過を許容するガス通過開口と、該ガス通過開口の下方に設けられ、該衝突板から流下するオイルを受けるオイルポケット部と、を有するオイル分離装置を対象とする。

そして、上記衝突板の下端部には、該下端部からガス通過開口を越えてオイルポケット部内へと延びる延設片部が設けられ、上記衝突板のガス衝突側の面部及び上記延設片部のガス衝突側の面部にはそれぞれ、該各面部に付着したオイルを上記オイルポケット部へと誘導するオイルガイド部が設けられているものとする。

上記の構成によれば、エンジンで発生したブローバイガスは、上流側室から仕切り板に設けられた連通孔を通って下流側室に流入する。連通孔を通過したガス流はその絞り効果によって高速化され、この高速化されたガス流が衝突板に衝突することによって、ガス流に含まれるオイルミストが液滴化して衝突板のガス衝突側の面部に付着することとなる。この付着したオイルは、自然流下してオイルガイド部により捕集されるとともに、該オイルガイド部により延設片部を伝ってオイルポケット部に排出される。

このように、本発明では、衝突板のガス衝突側の面部に付着したオイルを、オイルポケット部に滴下させるのではなく、延設片部を伝ってオイルポケット部へと流動させるようにしたことで、衝突板から滴下するオイルが、滴下途中にガス通過開口を通過するガス流によって持ち去れるのを防止することができる。よって、オイルの捕集効率を可及的に向上させることが可能となる。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記オイルガイド部は、上記衝突板のガス衝突側の面部及び上記延設片部のガス衝突側の面部に形成された凹状溝からなるものとする。

この構成によれば、オイルガイド部は、ガス衝突側の面部に形成された凹状溝によって構成されている。これにより、オイルガイド部を、狭いスペースに高い配置自由度を持って効率良く形成することができる。

請求項３の発明では、請求項１の発明において、上記オイルガイド部は、上記衝突板のガス衝突側の面部及び上記延設片部のガス衝突側の面部に凸状に形成された土手部からなるものとする。

この構成によれば、オイルのミスト比率が高く分離オイル量が多くても、土手部によってオイルを溢れ出すことなく確実にオイルポケット部へと誘導することができる。

請求項４の発明では、請求項１乃至３のいずれか１つの発明において、上記オイルガイド部は、上記衝突板の下端縁に沿って全縁に亘って形成されているものとする。

この構成によれば、オイルガイド部は、衝突板の下端縁に沿って全縁に亘って形成されるため、衝突板のガス衝突側の面部に沿って流下するオイルを、該オイルガイド部によって漏れなく捕集してオイルポケット部へと案内することができる。よって、オイル捕集率を可及的に向上させることができる。

以上説明したように、本発明のエンジンのオイル分離装置によると、衝突板の下端部からガス通過開口を越えてオイルポケット部内へと延びる延設片部を設けるとともに、衝突板のガス衝突側の面部及び延設片部のガス衝突側の面部にそれぞれ、該各面部に付着したオイルをオイルポケット部へと誘導するオイルガイド部を形成するようにしたことで、衝突板からオイルポケット部へと滴下する途中のオイルが、ガス通過開口を通過するガス流によって持ち去られるのを防止し、延いては、オイル捕集率の向上を図ることが可能となる。

本発明の実施形態に係るオイル分離装置を備えたエンジンを上側から見た平面図である。 オイルセパレート室の内部を示す、エンジン幅方向の一側から見た斜視図である。 図１のIII-III線断面図である。 図３のIV-IV線断面図である。 衝突板を示す、ガス衝突側の斜め上方の一側寄りから見た斜視図である。 衝突板を示す、ガス衝突側の斜め上方から見た斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１〜図３は、本発明の実施形態に係るエンジンのオイル分離装置１を示し、このオイル分離装置１は、エンジンＥのシリンダとピストンとの隙間からクランクケース内へリークしたブローバイガス中のオイルミストを分離するものである。オイル分離装置１にて分離されたオイルは、オイル循環系に戻される一方、オイル分離後のガス流は吸気系に再供給される。

図１は、オイル分離装置１を備えたエンジンＥを上方から見た平面図であり、同図の左側がエンジン前側に相当し、右側がエンジン後側に相当する。また、同図の上下方向がエンジン幅方向に相当し、図の下側をエンジン幅方向の一側と定義し、上側をエンジン幅方向の他側と定義する。

エンジンＥは、本実施形態では、４気筒ディーゼルエンジンＥとされ、図１に示すように、エンジンＥのシリンダヘッドカバー３におけるエンジン幅方向の中央には、燃料噴射装置２が列状に並んで配設されている。

オイル分離装置１は、シリンダヘッドカバー３におけるエンジン幅方向の他側寄り（エンジン排気側寄り）の部位に配設されていて、シリンダヘッドカバー３内に区画されるオイルセパレート室４を有している。シリンダヘッドカバー３の上面には、オイルセパレート室４を通過した後のガス流を吸気系へと還流させるためのガス排出通路を形成する補助カバー６が設けられている。補助カバー６は、エンジン前後方向の略中央位置からエンジン後側に向かって延びており、補助カバー６のエンジン後側の端部には、排出ポート７が設けられている。

オイルセパレート室４は、エンジン幅方向にて対面する左右一対の側板部１５（図２では一つのみ示す）と、エンジン前後方向にて対面する前後一対の側板部１６（図３参照）と、上下方向にて対面する天板部１７及び底板部１８とに囲まれている。側板部１５，１６及び天板部１７は、シリンダヘッドカバー３の一部を構成している。シリンダヘッドカバー３及び底板部１８は共に、樹脂製部材により構成されている。底板部１８には、後述する仕切り板１９及びオイルポケット部２０形成されている。

天板部１７の内面（下面）には、ガス流の主流の方向と交差する方向に設けられた突条の複数のビード１７ａがほぼ平行に並んで形成されている。

オイルセパレート室４は、底板部１８の上面から上側に延びる２つの仕切り板１９により、エンジン前後方向に並ぶ３つの空間に区画されている。このうち中央の空間を挟む２つの空間が、ガス流の上流側の上流側室２５，２６を構成し、中央の空間がガス流の下流側の下流側室２７を構成している。尚、各仕切り板１９は、底板部１８と一体成形されている。底板部１８は、シリンダヘッドカバー３に対して外縁部の略全体を溶着することで固定され、仕切り板１９は、シリンダヘッドカバー３に対して上縁部を溶着することで固定されている。

上流側室２５，２６にはそれぞれ、ブローバイガスを導入するための導入流路２８が形成されている。この導入流路２８は、上記底板部１８のエンジン前後方向の両端部に形成された案内板２９と逆流防止板３０とによりラビリンス状に形成されている。この導入流路２８は、シリンダヘッド上の動弁室、延いてはブローバイガスが発生するエンジンＥのクランク室（図示省略）に連通している。

２つの仕切り板１９の上端部にはそれぞれ、エンジン幅方向に等間間隔に配設された複数の連通孔１９ｆ（本実施形態では５つ）が形成されている。各連通孔１９ｆは、ガス流の上流側から下流側に向かって縮径するテーパ孔状に形成されている。これにより、連通孔１９ｆを通過するガス流を、ノズル作用によって高速化することができるとともに、エンジン停止時には（ガス流動がない状態では）、テーパ面に付着したオイルをその傾斜に沿って上流室側に自然流下させて、後述するオイルポケット部２０に排出することができる。

下流側室２７内には、天板部１７から垂下して各仕切り板１９に対面する２つの衝突板３５が配設されている。各衝突板３１は、それぞれ各仕切り板１９におけるガス流動方向の下流側に配設されており、仕切り板１９の連通孔１９ｆを通過した後の高速化されたガス流が該衝突板３１に衝突することにより、該ガス流に含まれるオイルミストが衝突板３１に付着して液化するようになっている。各衝突板３１は、その上縁部を天板部１７の内面に溶着することにより固定されている。

衝突板３１の下端縁と底板部１８との間には、衝突板３１に衝突した後のガス流の通過を許容するガス通過開口３３が形成されている。ガス通過開口３３の流路断面積は、衝突板３１の上流側の流路断面積の略１／３〜１／２の範囲内に設定することが好ましい。これにより、ガス通過開口３３を通過するガス流の流速が高くなり過ぎるのを防止することができる。

上記底板部１８における上記ガス通過開口３３の下方に位置する部分には、衝突板３１にて捕集されたオイルを受け止めるためのオイルポケット部２０が形成されている。同様に、上記底板部１８における仕切り板１９の上流側近傍には、該仕切り板１９に付着して自然流下したオイルを受け止めるためのオイルポケット部２０が形成されている。

各オイルポケット部２０は、底板部１８を下側に膨出させることによって、下側に凹む凹状に形成されている。オイルポケット部２０の上側開口２０ａは、エンジン幅方向に延びる略矩形状をなし、オイルセパレート室４の底板部１８におけるエンジン幅方向の全体に亘って形成されている。オイルポケット部２０は、エンジン前後方向から見て段差状に形成されており（図４参照）、オイルポケット部２０のエンジン幅方向の一側の端部には、略Ｕ字状のオイル貯留部３４が形成されている。そして、オイル貯留部３４の下端よりもやや上側の部分に、エンジン幅方向に貫通するオイル排出口３４ｆが形成されている。

衝突板３１は、図５及び図６に示すように、ガス流動方向（エンジン前後方向に一致する方向）に対して垂直なガス衝突面４１ａを有する本体板部４１と、本体板部４１の下端部から下方に延設されて上記オイルポケット部２０へと延びる延設片部４２とを有している。

本体板部４１の上端縁は、エンジン幅方向の両端部が、該幅方向の外側に向かって下側に傾斜するように形成されている。本体板部４１の上端縁には、全縁に亘って溶着代３２が形成されている。

本体板部４１の下端縁は、エンジン幅方向の両端部が、該幅方向の外側に向かって上側に傾斜するように形成されている。すなわち、本体板部４１の下端縁は、エンジン幅方向の中間部が両端部に対して下方に膨出するように形成されている。より詳細には、本体板部４１の下端縁は、エンジン幅方向に略水平に延びる水平辺部４３と、該水平辺部４３のエンジン幅方向の一側端部に接続された一側傾斜辺部４４と、該水平辺部４３のエンジン幅方向の他側端部に接続された他側傾斜辺部４５とで構成されている。本体板部４１のガス衝突面４１ａには、その下端縁に沿って全縁に亘って凹状のオイルガイド溝４６が形成されている。

このオイルガイド溝４６は、ガス流動方向の上流側に開口する断面Ｖ字状に形成されている。オイルガイド溝４６のオイル受け面（下側の傾斜面）４６ａは、ガス流動方向の上流側に向かって上側に傾斜している。これにより、オイルガイド溝４６によるオイルの保持性を高めることができる。また、上記水平辺部４３に沿って形成されるオイルガイド溝４６は、該溝４６内に溜まったオイルを後述する延設片部４２へと誘導するべく、エンジン幅方向の他側から一側に向かって（延設片部４２に近づくにしたがって）下方に傾斜するように形成されている（図５ではこの傾斜を省略して描いている）。

上記延設片部４２の上端部は、上記水平辺部４３と一側傾斜辺部４４との繋ぎ目部分に接続されており、延設片部４２は、その上端側から下端側に向かって衝突板３１の背面側に傾斜している。すなわち、延設片部４２は、下側に向かってガス流動方向の下流側に傾斜している。延設片部４２の下端位置は、本実施形態では、オイルポケット部２０内（オイルポケット部２０の上端位置よりも下側）に位置している。

延設片部４２におけるガス衝突側の面４２ａにも同様に、該延設片部４２に沿って延びるＶ字状のオイルガイド溝４７が形成されている。該オイルガイド溝４７は、上記本体板部４１の下端縁に沿って形成されたオイルガイド溝４６に対して連通溝４６ｆを介して連続的に繋がっている。そうして、衝突板３１及び延設片部４２に形成されたオイルガイド溝４６，４７が、本発明のオイルガイド部５０を構成することとなる。

以上のように構成された分離装置１では、エンジンＥの運転中に発生したブローバイガスは、導入流路２８を介して各上流側室２５，２６に流入する。上流側室２５，２６に流入したガス流は、仕切り板１９に衝突するので、この段階でガス流中に含まれるオイルミストの一部が液滴化して仕切り板１９に付着し、付着したオイルは自然流下してオイルポケット部２０に排出される。

上流側室２５，２６に導入されたガス流はさらに、仕切り板１９に設けられた複数の連通孔１９ｆを通過することにより高速化されて下流側室２７内へと流入する。そして、下流側室２７内に流入した高速のガス流が衝突板３１に衝突することにより、該ガス流中に含まれるオイルミストが衝突板３１のガス衝突面４１ａに付着して液滴化する。この段階でガス流中に含まれるオイルミストの大半が液滴化して衝突板３１により捕集されることとなる。

衝突板３１に衝突した後のガス流（オイルミスト除去後にガス流）は、その下方に設けられたガス通過開口３３を通ってさらに下流側へと流動し、天板部１７に設けられたガス排出口５（図１参照）を通って上記補助カバー６へと導かれる。また、天板部１７の内面には、上述のように、ガス流動方向に直交する複数のビード１７ａが形成されているので、このビード１７ａによっても、ガス中に含まれるオイルミストを捕集することができる。

ところで、従来のオイル分離装置１では、衝突板３１のガス衝突面４１ａに付着したオイルがオイルポケット部２０内に滴下する際に、ガス通過開口３３を通って（跨いで）オイルポケット部２０内に滴下するため、該ガス通過開口３３を通過するガス流により滴下途中のオイルの一部が持ち去られてオイル捕集率が低下するという問題がある。

これに対して、本実施形態では、衝突板３１（本体板部４１）の下端部からガス通過開口３３を越えてオイルポケット部内２０へと延びる延設片部４２を設けるとともに、衝突板３１の下端縁及び延設片部４２に沿ってオイルガイド溝４６，４７を形成するようにしたことで、該ガス通過開口３３を通過するガス流の影響を受けずに、ガス衝突面４１ａに付着したオイルを、オイルガイド溝４６，４７により延設片部４２を伝ってオイルポケット部２０まで流動させることができる。したがって、ガス衝突面４１ａに付着したオイルがガス通過開口３３を超えてポケット部２０内に滴下することもない。よって、該滴下途中のオイルがガス流により持ち去られてオイル捕集率が低下するのを防止することが可能となる。

また、本実施形態では、衝突板３１に設けられるオイルガイド溝４６は、該衝突板３１（本体板部）の下端縁に沿って全縁に亘って形成されているので、衝突板３１のガス衝突面４１ａに沿って流下するオイルを、該オイルガイド溝４６により漏れなく捕集してオイルポケット部２０へと誘導することができる。よって、オイル捕集率を可及的に向上させることができる。

また、本実施形態では、オイルガイド部５０を凹状溝により形成するようにしたことで、オイルガイド部５０を、狭いスペースに高い配置自由度を持って効率良く形成することができる。

さらに、本実施形態では、延設片部４２は、下側に向かってガス流動方向の下流側に傾斜するように形成されている。これにより、延設片部４２のオイルガイド溝４７内に溜まったオイルを、ガス流の流れに沿って下方に積極的に流動させることができる。これにより、該オイルガイド溝４７におけるオイルの排出性を向上させることができ、延いては、オイルガイド溝４６，４７内にオイルが停留してオイル捕集性能が低下するのを防止することが可能となる。

（変形例）
図６は、上記実施形態の変形例を示し、オイルガイド部５０の構成を上記実施形態１とは異ならせたものである。尚、図５と実質的に同じ構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明を適宜省略する。

すなわち、本実施形態では、オイルガイド部５０は、衝突板３１のガス衝突面４１ａの下端縁に沿って形成された凸状の突出壁部（土手部）５１と、同じく延設片部４２のガス衝突側の面に、該延設片部４２に沿って形成された凸状の突出壁部（土手部）５２とで構成されている。ガス衝突面４１ａに形成された突出壁部５１は、該突出壁部５１による流下オイルの捕集能力を高めるために、ガス流動方向の上流側に向かって上側に傾斜している（図６ではこの傾斜を省略して描いている）。

この構成によれば、ガス衝突面４１ａに沿って流下するオイルを、突出壁部５１により堰き止めて延設片部４２を介してポケット部２０内に誘導することができる。よって、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

さらにこの変形例では、オイルミスト比率が高くオイル分離量が多い場合に、オイルの溢れ出しを無くすことができる点で有効である。

（他の実施形態）
本発明の構成は、上記実施形態に限定されるものではなく、それ以外の種々の構成を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、オイルセパレート室４内においてガス流をエンジン前後方向に流動させるようにしているが、必ずしもエンジン前後方向に流動させる必要はなく、水平方向に流動させるものであれば、例えばエンジン幅方向に流動させるものであってもよい。

また、上記実施形態１では、オイルガイド部５０を構成する凹状溝（オイルガイド溝４６，４７）を断面Ｖ字状に形成するようにしているが、これに限ったものではなく、例えば断面アーチ状に形成するようにしてもよい。

また、上記実施形態１では、オイルガイド部５０を凹状溝によって構成して、上記実施形態２では、オイルガイド部５０を突出壁部５１，５２によって構成するようにしているが、例えば、これらを組み合わせて、衝突板３１の本体板部４１の下端縁に沿って設けられるオイルガイド部５０を突出壁部５１により構成する一方、延設片部４２に設けられるオイルガイド部５０を凹状溝により構成するようにしてもよい。

また、上記実施形態２では、オイルガイド部５０としての突出壁部５１，５２を、本体板部４１及び延設片部４２と一体で形成するようにしているが、これに限ったものではなく、突出壁部５１，５２を別体で構成して本体板部４１に接合するようにしてもよい。これにより、突出壁部５１，５２を既存の衝突板３１に付加するだけでオイルガイド部５０を形成することができるので、既存部品の流用性を高めることができる。

本発明は、エンジンのオイル分離装置に有用であり、オイルセパレート室を仕切る仕切り板と、該仕切り板に対面する衝突板と、該衝突板の下方に設けられるガス通過開口とを備えたエンジンのオイル分離装置に有用である。

Ｅ エンジン
１ オイル分離装置
４ オイルセパレート室
１９ 仕切り板
１９ｆ 連通孔
２０ オイルポケット部
２５ 上流側室
２６ 上流側室
２７ 下流側室
３１ 衝突板
３３ ガス通過開口
４１ａ 衝突板のガス衝突面（ガス衝突側の面部）
４２ 延設片部
４２ａ 延設片部のガス衝突側の面（ガス衝突側の面部）
４６ オイルガイド溝（オイルガイド部、凹状溝）
４７ オイルガイド溝（オイルガイド部、凹状溝）
５０ オイルガイド部
５１ 突出壁部（オイルガイド部、土手部）
５２ 突出癖部（オイルガイド部、土手部）

Claims (4)

1. エンジンで発生するブローバイガスを水平方向に流通させるオイルセパレート室と、該オイルセパレート室に設けられ、該オイルセパレート室をガス流の上流側室と下流側室とに仕切る仕切り板と、該仕切り板に形成された連通孔と、該仕切り板に対面してその下流側に配設され、該連通孔を通過した後のガス流が衝突する衝突板と、該衝突板の下方に形成されて該衝突板に衝突した後のガス流の通過を許容するガス通過開口と、該ガス通過開口の下方に設けられ、該衝突板から流下するオイルを受けるオイルポケット部と、を有するオイル分離装置であって、
   上記衝突板の下端部には、該下端部からガス通過開口を越えてオイルポケット部へと延びる延設片部が設けられ、
   上記衝突板のガス衝突側の面部及び上記延設片部のガス衝突側の面部にはそれぞれ、該各面部に付着したオイルを上記オイルポケット部内へと誘導するオイルガイド部が設けられていることを特徴とするエンジンのオイル分離装置。
2. 請求項１記載のエンジンのオイル分離装置において、
   上記オイルガイド部は、上記衝突板のガス衝突側の面部及び上記延設片部のガス衝突側の面部に形成された凹状溝からなることを特徴とするエンジンのオイル分離装置。
3. 請求項１記載のエンジンのオイル分離装置において、
   上記オイルガイド部は、上記衝突板のガス衝突側の面部及び上記延設片部のガス衝突側の面部に凸状に形成された土手部からなることを特徴とするエンジンのオイル分離装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエンジンのオイル分離装置において、
   上記オイルガイド部は、上記衝突板の下端縁に沿って全縁に亘って形成されていることを特徴とするエンジンのオイル分離装置。

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