JP2019189087A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性、氷上路面での制動性能及びドライ路面での操縦安定性能を改善することを可能にした空気入りタイヤを提供する。【解決手段】複数の陸部９のうちタイヤ中心線ＣＬを中心とする接地幅ＴＤＷの４０％の領域に含まれる陸部９の各々に、タイヤ幅方向に延在して陸部９内で両端部が終端し、３次元構造を有する少なくとも２本のサイプ２０と、陸部９の表面でタイヤ幅方向に延在する表面部３１及び陸部９の側面で主溝１１，１２の深さ方向に延長する側面部３２を有し、Ｌ字形状を有する浅溝３０とが設けられ、サイプ２０と浅溝３０が互いにタイヤ周方向に重ならないように配置されている。【選択図】図３

Description

本発明は、氷雪路用の空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、耐久性、氷上路面での制動性能及びドライ路面での操縦安定性能を改善することを可能にした空気入りタイヤに関する。

スタッドレスタイヤに代表される氷雪路用の空気入りタイヤにおいては、一般に、トレッド部にタイヤ周方向に延在する複数本の主溝とタイヤ幅方向に延在する複数本のラグ溝とが形成され、これら主溝及びラグ溝により多数のブロックが区画され、更に、各ブロックにタイヤ幅方向に延びる複数本のサイプが形成されている（例えば、特許文献１参照）。

また、タイヤ幅方向に延びるサイプは、そのタイヤ幅方向成分によるエッジ効果で氷上路面での制動性能を向上することができる。その一方で、タイヤが回転して路面と接触する際、特にショルダー側のブロックではタイヤ幅方向の端部における接地圧が高くなり、それに伴ってサイプを備えたブロックの踏面での動きが大きくなり、ブロックが損傷するという問題がある。このようなブロックの損傷は、センター側のブロックでも同様に生じる。更に、トレッド部に設けたサイプの配置によってはブロック剛性を低下させるという問題がある。そして、ブロック剛性が低下すると、耐摩耗性が悪化すると共に、ドライ路面での操縦安定性能が悪化する傾向がある。

特開２００９−１２００５５号公報

本発明の目的は、耐久性、氷上路面での制動性能及びドライ路面での操縦安定性能を改善することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、前記トレッド部に、タイヤ周方向に延びる複数本の主溝により区画された複数の陸部を有する空気入りタイヤにおいて、前記複数の陸部のうちタイヤ中心線を中心とする接地幅の４０％の領域に含まれる陸部の各々に、タイヤ幅方向に延在して該陸部内で両端部が終端し、３次元構造を有する少なくとも２本のサイプと、前記陸部の表面でタイヤ幅方向に延在する表面部及び前記陸部の側面で前記主溝の深さ方向に延長する側面部を有し、Ｌ字形状を有する浅溝とが設けられ、前記サイプと前記浅溝とが互いにタイヤ周方向に重ならないように配置されていることを特徴とするものである。

本発明では、複数の陸部のうちタイヤ中心線を中心とする接地幅の４０％の領域に含まれる陸部の各々に、タイヤ幅方向に延在して陸部内で両端部が終端し、３次元構造を有する少なくとも２本のサイプが設けられているので、氷上路面での制動性能を向上することができる。また、上記サイプに加え、陸部の表面でタイヤ幅方向に延在する表面部及び陸部の側面で主溝の深さ方向に延長する側面部を有し、Ｌ字形状を有する浅溝が設けられ、これらサイプと浅溝とが互いにタイヤ周方向に重ならないように配置されているので、トレッド部のセンター領域に配置された陸部においてタイヤ幅方向の端部の接地圧を減らし、サイプを備えた陸部の踏面での動きを抑制することができる。これにより、陸部の剛性を確保しながら、空気入りタイヤの耐久性を向上させることができる。更に、陸部の剛性の低下を抑制することができるので、耐摩耗性を改善すると共に、ドライ路面での操縦安定性能を改善することができる。

本発明では、浅溝とサイプとの最接近距離はサイプのタイヤ幅方向の長さＷに対して１０％〜６０％の範囲にあり、浅溝の表面部におけるタイヤ幅方向の長さａはサイプのタイヤ幅方向の長さＷに対して１０％〜７０％の範囲にあることが好ましい。これにより、陸部の剛性を十分に確保しながら、氷上路面での制動性能を効果的に改善することができる。

本発明では、浅溝の溝幅ｗはサイプのタイヤ幅方向の長さＷに対して１０％〜４０％の範囲にあり、浅溝の表面部の深さｌはサイプの深さＬに対して１０％〜４０％の範囲にあることが好ましい。これにより、陸部の剛性を十分に確保しながら、氷上路面での制動性能を効果的に改善することができる。

本発明は、各種車両に装着される空気入りタイヤに適用可能であるが、特に乗用車用の空気入りタイヤに適用することが好ましい。乗用車用の空気入りタイヤでは、耐久性能及び氷上路面での制動性能を同時に改善することが求められているので、このような用途では顕著な効果を期待することができる。

本発明において、接地端とは、タイヤを正規リムにリム組みして正規内圧を充填した状態で平面上に垂直に置いて正規荷重を加えたときのタイヤ軸方向の端部であり、接地幅とは、左右の接地端の間のタイヤ軸方向の長さである。「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えば、ＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば“Ｄｅｓｉｇｎ Ｒｉｍ”、或いはＥＴＲＴＯであれば“Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｒｉｍ”とする。「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表“ＴＩＲＥ ＬＯＡＤ ＬＩＭＩＴＳ ＡＴ ＶＡＲＩＯＵＳ ＣＯＬＤ ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ ＰＲＥＳＳＵＲＥＳ”に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば“ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ ＰＲＥＳＳＵＲＥ”であるが、タイヤが乗用車である場合には１８０ｋＰａとする。「正規荷重」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、ＴＲＡであれば表“ＴＩＲＥ ＬＯＡＤ ＬＩＭＩＴＳ ＡＴ ＶＡＲＩＯＵＳ ＣＯＬＤ ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ ＰＲＥＳＳＵＲＥＳ”に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば“ＬＯＡＤ ＣＡＰＡＣＩＴＹ”であるが、タイヤが乗用車である場合には前記荷重の８８％に相当する荷重とする。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの一例を示す子午線断面図である。 本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッド部の一例を示す平面図である。 （ａ），（ｂ）は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッド部に形成された陸部の基本構造を示すものであり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。 （ａ），（ｂ）は本発明に係る空気入りタイヤのトレッド部の陸部に形成されたサイプを示すものであり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）はサイプの内壁面を示す側面図である。 （ａ），（ｂ）は本発明に係る空気入りタイヤのトレッド部の陸部に形成された浅溝を示すものであり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は浅溝をタイヤ幅方向に沿って切り欠いた断面図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図１及び図２においてＣＬはタイヤ中心線である。図２において、Ｅは接地端であり、ＴＤＷは接地幅である。

図１に示すように、本発明の実施形態からなる空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、該トレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２，２と、これらサイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３，３とを備えている。

一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返されている。ビードコア５の外周上には断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー６が配置されている。

一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層７が埋設されている。これらベルト層７はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層７において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°〜４０°の範囲に設定されている。ベルト層７の補強コードとしては、スチールコードが好ましく使用される。ベルト層７の外周側には、高速耐久性の向上を目的として、補強コードをタイヤ周方向に対して例えば５°以下の角度で配列してなる少なくとも１層のベルトカバー層８が配置されている。ベルトカバー層８の補強コードとしては、ナイロンやアラミド等の有機繊維コードが好ましく使用される。

なお、上述したタイヤ内部構造は空気入りタイヤにおける代表的な例を示すものであるが、これに限定されるものではない。

図２に示すように、トレッド部１には、タイヤ周方向に延びる一対の主溝１１，１１（内側主溝）が形成され、これら主溝１１，１１の両外側にはタイヤ周方向に延びる一対の主溝１２，１２（外側主溝）が形成されている。主溝１１と主溝１２との間には、タイヤ周方向に延びるジグザグ状の周方向溝１３が形成されている。また、トレッド部１には、タイヤ幅方向に延びて主溝１１に連通する複数本のラグ溝１４と、タイヤ幅方向に延びて主溝１１に非連通となる複数本のラグ溝１５とがタイヤ周方向に沿って交互に配置されている。トレッド部１において、これら主溝１１，１２と周方向溝１３とによりタイヤ周方向に延在する複数の陸部９が区画され、更に、それら陸部９がラグ溝１４，１５により区画されて複数のブロック１０が形成されている。図２に示す例では、タイヤ中心線ＣＬ上に位置する陸部９はタイヤ周方向に連続的に延在するリブである。そのタイヤ中心線ＣＬ上に位置する陸部９には、その陸部９内で一方の端部が終端し、タイヤ幅方向に延びるラグ溝１６が形成されている。

トレッド部１において、タイヤ中心線ＣＬを中心とする接地幅ＴＤＷの４０％の領域をセンター領域ＣＥとする。即ち、センター領域ＣＥは、左右の接地端Ｅからそれぞれ接地幅ＴＤＷの３０％以内の領域を除いた領域である。このセンター領域ＣＥに含まれる陸部９の各々には、図３（ａ），（ｂ）に示すように、タイヤ幅方向に延びる少なくとも２本のサイプ２０と、陸部９のタイヤ幅方向の両端部９ａに局所的に配置された浅溝３０とが設けられている。なお、陸部９の形状や、サイプ２０及び浅溝３０の本数は特に限定されるものではない。

サイプ２０は、陸部９内で両端部が終端している。即ち、サイプ２０はクローズドサイプである。また、サイプ２０は３次元構造を有している。具体的には、図４（ａ），（ｂ）に示すように、トレッド部１の表面においてジグザグ形状をなし、陸部９の内部ではタイヤ径方向（Ｔｒ）の複数箇所でタイヤ周方向（Ｔｃ）に屈曲してタイヤ幅方向（Ｔｗ）に連なる複数の屈曲部２１を形成している。これら屈曲部２１は凸状の屈曲部２１ａと凹状の屈曲部２１ｂとを有し、サイプ２０の一方の壁面ではこれら凸状の屈曲部２１ａと凹状の屈曲部２１ｂとが交互に配置され、これに対向する他方の壁面（不図示）では凸状の屈曲部２１ａと凹状の屈曲部２１ｂとの位置関係が逆になっている。このようにサイプ２０にタイヤ周方向に屈曲する屈曲部２１を設けることで、制駆動時にサイプ２０の両側の小ブロックが互いに噛み合って陸部９の変形を抑制し、陸部９のタイヤ周方向への倒れ込みを抑制することができる。また、サイプ２０において、トレッド部１の表面でタイヤ幅方向に沿って測定されるサイプ長さＷは、溝底のサイプ長さよりも長くなっており、サイプ２０のサイプ長さは溝底にいくにつれて徐々に短くなっている。なお、サイプ２０における陸部９の表面及び内部での屈曲形状は特に限定されるものではない。

浅溝３０は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、陸部９の表面でタイヤ幅方向に延在する表面部３１と、陸部９の側面で主溝１１，１２の深さ方向に延長する側面部３２から構成される。これら表面部３１及び側面部３２からなる浅溝３０は、全体としてＬ字形状を呈している。このようなＬ字形状を有する浅溝３０は、直線状に延在する浅溝と比べて、タイヤ幅方向成分をなす表面部３１が付加されているので、陸部９の端部９ａにおける接地圧を効果的に抑制する。タイヤ転動時において、陸部９の表面はタイヤ周方向内側に収縮するような動きをするため、浅溝３０は、陸部９のタイヤ周方向の中央部に優先的に配置され、かつ複数本配設されることで上述した動きに対する抑制効果を向上させることができる。なお、浅溝３０は、陸部９のタイヤ幅方向の一方の端部９ａのみに配置しても良い。

これらサイプ２０と浅溝３０とは互いにタイヤ周方向に重ならないように配置されている。サイプ２０と浅溝３０とがタイヤ周方向に重なって配置された場合、サイプ２０と浅溝３０とが連通し、陸部９の剛性の低下に繋がることから、このような陸部９の剛性の低下を抑制するためにサイプ２０と浅溝３０とは互いにタイヤ周方向に間隔をおいて配置されている。

上述した空気入りタイヤでは、センター領域ＣＥに含まれる陸部９（ブロック１０）の各々に、タイヤ幅方向に延在して陸部９内で両端部が終端し、３次元構造を有する少なくとも２本のサイプ２０が設けられているので、氷上路面での制動性能を向上することができる。また、サイプ２０に加え、陸部９の表面でタイヤ幅方向に延在する表面部３１及び陸部９の側面で主溝１１，１２の深さ方向に延長する側面部３２を有し、Ｌ字形状を有する浅溝３０が設けられ、サイプ２０と浅溝３０とが互いにタイヤ周方向に重ならないように配置されているので、トレッド部１のセンター領域ＣＥに配置された陸部９においてタイヤ幅方向の端部の接地圧を減らし、サイプ２０を備えた陸部９の踏面での動きを抑制することができる。これにより、陸部９の剛性を確保しながら、空気入りタイヤの耐久性を向上させることができる。更に、陸部９の剛性の低下を抑制することができるので、耐摩耗性を改善すると共に、ドライ路面での操縦安定性能を改善することができる。

上記空気入りタイヤにおいて、サイプ２０と浅溝３０との最接近距離Ｄ（図３（ｂ）参照）は、サイプ２０のサイプ長さＷに対して１０％〜６０％の範囲にあり、浅溝３０の表面部３１におけるタイヤ幅方向の長さａ（図５（ａ），（ｂ）参照）は、サイプ長さＷに対して１０％〜７０％の範囲にあることが好ましい。特に、最接近距離Ｄはサイプ長さＷに対して２０％〜４０％の範囲にあり、浅溝３０の長さａはサイプ長さＷに対して３０％〜５０％の範囲にあることがより好ましい。このように最接近距離Ｄと長さａをそれぞれ適度に設定することで、陸部９の剛性を十分に確保しながら、氷上路面での制動性能と空気入りタイヤの耐久性とドライ路面での操縦安定性能を効果的に改善することができる。なお、最接近距離Ｄは、サイプ２０と浅溝３０の端部３０ａとの最短の直線距離である。サイプ２０のサイプ長さＷは、トレッド部１の表面においてタイヤ幅方向に沿って測定される長さである。

ここで、最接近距離Ｄのサイプ長さＷに対する比率が１０％より小さいと、陸部９の剛性が低下し、氷上路面での制動性能が低下する傾向がある。その一方で、最接近距離Ｄのサイプ長さＷに対する比率が６０％より大きいと、氷上路面での制動性能の改善効果を十分に得られない。また、浅溝３０の長さａのサイプ長さＷに対する比率が１０％より小さいと、氷上路面での制動性能の改善効果を十分に得られない。その一方で、浅溝３０の長さａのサイプ長さＷに対する比率が７０％より大きいと、陸部９の剛性が低下し、氷上路面での制動性能が低下する傾向がある。

また、浅溝３０の溝幅ｗは、サイプ長さＷに対して１０％〜４０％の範囲にあり、浅溝３０の表面部３１の深さｌは、サイプ２０のサイプ深さＬに対して１０％〜４０％の範囲にあることが好ましい。特に、浅溝３０の溝幅ｗはサイプ長さＷに対して２０％〜３０％の範囲にあり、浅溝３０の深さｌはサイプ深さＬに対して２０％〜３０％の範囲にあることがより好ましい。このように浅溝３０の溝幅ｗと深さｌをそれぞれ適度に設定することで、陸部９の剛性を十分に確保しながら、氷上路面での制動性能と空気入りタイヤの耐久性とドライ路面での操縦安定性能を効果的に改善することができる。

ここで、浅溝３０の溝幅ｗのサイプ長さＷに対する比率が１０％より小さいと、氷上路面での制動性能の改善効果を十分に得られない。その一方で、浅溝３０の溝幅ｗのサイプ長さＷに対する比率が４０％より大きいと、陸部９の剛性が低下し、氷上路面での制動性能が低下する傾向がある。また、浅溝３０の深さｌのサイプ深さＬに対する比率が１０％より小さいと、氷上路面での制動性能の改善効果を十分に得られない。その一方で、浅溝３０の深さｌのサイプ深さＬに対する比率が４０％より大きいと、陸部９の剛性が低下し、氷上路面での制動性能が低下する傾向がある。

更に、浅溝３０において、表面部３１の深さｌと側面部３２の深さｄとは、０．８≦（ｌ／ｄ）≦１．２の関係を満たすように構成されていると良い。また、浅溝３０の長さａと、側面部３２におけるタイヤ径方向の長さｔとは、３．０≦（ｔ／ａ）≦５．０の関係を満たすように構成されていると良い。このように構成することで、陸部９の端部９ａにおける接地圧を効果的に抑制することができる。

本発明は、各種車両に装着される空気入りタイヤに適用可能であるが、特に乗用車用の空気入りタイヤに適用することが好ましい。乗用車用の空気入りタイヤでは、耐久性能及び氷上路面での制動性能を同時に改善することが求められているので、このような用途では顕著な効果を期待することができる。

上述した図３（ａ），（ｂ）〜図５（ａ），（ｂ）の実施形態では、サイプ２０及び浅溝３０を主溝１１により区画される陸部９に適用した例を示したが、本発明のサイプ２０及び浅溝３０は、センター領域ＣＥに含まれ、主溝１１と周方向溝１３とラグ溝１４とにより区画されるブロック１０に対しても適用することができる。

タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５で、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、そのトレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、トレッド部に、タイヤ周方向に延びる複数本の主溝により区画された複数の陸部とを有する空気入りタイヤにおいて、複数の陸部のうちタイヤ中心線を中心とする接地幅の４０％の領域に含まれる陸部の各々に、タイヤ幅方向に延在して陸部内で両端部が終端し、３次元構造を有する少なくとも２本のサイプと、陸部のタイヤ幅方向の端部に配置された浅溝とが設けられ、浅溝とサイプとが互いにタイヤ周方向に重ならないように配置され、浅溝の形状、サイプ長さＷに対する最接近距離Ｄの比率（Ｄ／Ｗ×１００％）、サイプ長さＷに対する浅溝の長さａの比率（ａ／Ｗ×１００％）、サイプ長さＷに対する浅溝の溝幅ｗの比率（ｗ／Ｗ×１００％）、サイプ深さＬに対する浅溝の深さｌの比率（ｌ／Ｌ×１００％）を表１及び表２のように設定した従来例及び実施例１〜１７のタイヤを製作した。

これら試験タイヤについて、下記試験方法により、耐久性能、氷上路面での制動性能及びドライ路面での操縦安定性能に関する評価を実施し、その結果を表１及び表２に併せて示した。

耐久性能：
試験タイヤをそれぞれリムサイズ１５×６Ｊのホイールに組み付け、室内ドラム試験機に取り付け、初期荷重１８０ｋＰａとして走行試験を開始する。具体的には、４時間毎に１５％ずつ荷重を増加させ、トレッド部に故障が発生するまで走行させ、その走行距離を測定した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど、耐久性能が優れていることを意味する。

氷上路面での制動性能：
試験タイヤをそれぞれリムサイズ１５×６Ｊのホイールに組み付け、空気圧（Ｆ／Ｒ）を２５０ｋＰａ／２４０ｋＰａとして、前輪駆動の試験車両に装着し、氷上路面において速度４０ｋｍ／ｈの走行状態から制動し、完全停止までの制動距離を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど氷上路面での制動性能が優れていることを意味する。

ドライ路面での操縦安定性能：
試験タイヤをそれぞれリムサイズ１５×６Ｊのホイールに組み付け、空気圧（Ｆ／Ｒ）を２５０ｋＰａ／２４０ｋＰａとして、前輪駆動の試験車両に装着し、テストドライバーによる官能評価を実施した。評価結果は従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどドライ路面での操縦安定性能が優れていることを意味する。

これら表１及び表２から判るように、従来例に比して、実施例１〜１７のタイヤは耐久性、氷上路面での制動性能及びドライ路面での操縦安定性能が同時に改善されていた。

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
９ 陸部
１０ ブロック
１１ 主溝（内側主溝）
１２ 主溝（外側主溝）
１３ 周方向溝
１４，１５，１６ ラグ溝
２０ サイプ
３０ 浅溝
３１ 表面部
３２ 側面部
Ｅ 接地端
ＣＬ タイヤ中心線
ＴＤＷ 接地幅

Claims (4)

1. タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、前記トレッド部に、タイヤ周方向に延びる複数本の主溝により区画された複数の陸部を有する空気入りタイヤにおいて、
   前記複数の陸部のうちタイヤ中心線を中心とする接地幅の４０％の領域に含まれる陸部の各々に、タイヤ幅方向に延在して該陸部内で両端部が終端し、３次元構造を有する少なくとも２本のサイプと、前記陸部の表面でタイヤ幅方向に延在する表面部及び前記陸部の側面で前記主溝の深さ方向に延長する側面部を有し、Ｌ字形状を有する浅溝とが設けられ、前記サイプと前記浅溝とが互いにタイヤ周方向に重ならないように配置されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記浅溝と前記サイプとの最接近距離が前記サイプのタイヤ幅方向の長さＷに対して１０％〜６０％の範囲にあり、前記浅溝の表面部におけるタイヤ幅方向の長さａが前記サイプのタイヤ幅方向の長さＷに対して１０％〜７０％の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記浅溝の溝幅ｗが前記サイプのタイヤ幅方向の長さＷに対して１０％〜４０％の範囲にあり、前記浅溝の表面部の深さｌが前記サイプの深さＬに対して１０％〜４０％の範囲にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 乗用車用であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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