JP2021110406A - 油圧制御システム - Google Patents
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Abstract
Description
そこで、前記特許文献1のものでは、同時に操作される油圧アクチュエータの組み合わせに応じて、第一、第二油圧ポンプの圧油供給順位に格別の優先付けを行って、当該油圧アクチュエータに対する第一、第二油圧ポンプの供給流量を制御するように構成している。
また、第一、第二油圧ポンプから各油圧アクチュエータへの供給流量を制御する方向切換弁の上流側に補助弁を設け、該補助弁を他の油圧アクチュエータの操作に応じて絞る或いは遮断することで、第一、第二油圧ポンプから各油圧アクチュエータへの供給流量の優先度合いを調整できるようにした技術も知られている(例えば、特許文献2参照)。
請求項2の発明は、請求項1において、油圧制御システムは、第一、第二油圧アクチュエータA用流量制御弁の下流側に配され、油圧アクチュエータAに対する作動油の給排方向を切換えるとともに油圧アクチュエータAからの排出流量を制御する油圧アクチュエータA用方向切換弁を備え、該油圧アクチュエータA用方向切換弁は、第一または第二の何れか一方の油圧アクチュエータA用流量制御弁の作動時には該一方の流量制御弁で制御された供給流量をそのまま油圧アクチュエータAに流し、第一および第二の両方の油圧アクチュエータA用流量制御弁の作動時には該両方の流量制御弁で制御された供給流量を合流して油圧アクチュエータAに流すことを特徴とする油圧制御システムである。
請求項3の発明は、請求項1または2において、操作手段は、第一、第二油圧アクチュエータA用流量制御弁の作動順序を異ならしめた複数のモードを設定するモード設定手段と、該モード設定手段により設定されたモードの何れかを任意に選択するモード選択手段とを備えることを特徴とする油圧制御システムである。
請求項4の発明は、請求項1乃至3の何れか一項において、油圧制御システムに、第一、第二油圧アクチュエータA用流量制御弁の作動順序を異ならしめた各場合における燃費情報を求める情報取得手段と、該情報取得手段により求められた燃費情報を第一、第二油圧アクチュエータA用流量制御弁の作動順序を変更するための判断情報として提供する情報提供手段とを設けたことを特徴とする油圧制御システムである。
請求項5の発明は、請求項4において、情報取得手段に、該情報取得手段により求められた燃費情報に基づいて奨励する第一、第二油圧アクチュエータA用流量制御弁の作動順序を判断する判断手段を設けたことを特徴とする油圧制御システムである。
請求項6の発明は、請求項1乃至5の何れか一項において、油圧制御システムは、油圧ショベルに設けられるブームシリンダ、スティックシリンダ、バケットシリンダ、旋回モータの各油圧アクチュエータに対する油給排制御を行うための油圧制御システムであって、前記バケットシリンダは、第一、第二油圧ポンプの何れか一方の油圧ポンプを油圧供給源とし、旋回モータは、第一、第二油圧ポンプの何れか他方の油圧ポンプを油圧供給源とし、ブームシリンダおよびスティックシリンダは、第一、第二の両方の油圧ポンプを油圧供給源とする油圧アクチュエータAであって、ブームシリンダ用の流量制御弁は、第一油圧ポンプからブームシリンダへの供給流量を制御する第一ブーム用流量制御弁と第二油圧ポンプからブームシリンダへの供給流量を制御する第二ブーム用流量制御弁とから構成され、スティックシリンダ用の流量制御弁は、第一油圧ポンプからスティックシリンダへの供給流量を制御する第一スティック用流量制御弁と第二油圧ポンプからスティックシリンダへの供給流量を制御する第二スティック用流量制御弁とから構成される一方、操作手段は、ブーム用操作具が操作された場合の第一、第二ブーム用流量制御弁の作動順序、およびスティック用操作具が操作された場合の第一、第二スティック用流量制御弁の作動順序を任意に変更できることを特徴とする油圧制御システムである。
請求項2の発明とすることにより、第一と第二の油圧アクチュエータA用流量制御弁の作動順序の変更を、油圧アクチュエータAからの排出流量制御に関係なく行うことができることになって、システムの簡略化に貢献できる。
請求項3の発明とすることにより、第一、第二の両方の油圧ポンプを油圧供給源とする油圧アクチュエータAが複数あっても、これら複数の油圧アクチュエータA用の第一、第二流量制御弁の作動順序の変更を、モード選択手段でモードを選択するだけの簡単操作で行うことができる。
請求項4の発明とすることにより、オペレータは、第一、第二油圧アクチュエータA用流量制御弁の作動順序を判断する判断情報として燃費に関する情報を取得できることになって、燃費削減の達成に貢献できる。
請求項5の発明とすることにより、オペレータに、奨励される第一、第二油圧アクチュエータA用流量制御弁の作動順序が情報として提供されることになる。
請求項6の発明とすることにより、油圧ショベルの種々の作業の連動操作性の向上や、作業効率、燃費の向上を図れる。
尚、本実施の形態において、ブームシリンダ11およびスティックシリンダ12は、第一、第二の両方の油圧ポンプ14、15を油圧供給源とする油圧アクチュエータである。また、旋回モータ10、バケットシリンダ13は、第一、第二の何れか一方の油圧ポンプ14、15を供給源とする(本実施の形態では、旋回モータ10は第二油圧ポンプ15を油圧供給源とし、バケットシリンダ13は第一油圧ポンプ14を油圧供給源とする)油圧アクチュエータである。これらブームシリンダ11、スティックシリンダ12、旋回モータ10、バケットシリンダ13は、本発明の油圧アクチュエータに相当し、さらにブームシリンダ11およびスティックシリンダ12は、本発明の油圧アクチュエータAに相当する。また、本実施の形態では、左右の走行モータ8、9は本発明の油圧アクチュエータに相当しない。
尚、本実施の形態において、前記左右の走行用コントロールバルブ20、22は、本発明の流量制御弁および方向切換弁に相当しない。因みに、左右の走行モータ8、9のみ或いは他の油圧アクチュエータと連動駆動させる場合の操作性は、前述した走行直進弁18によって確保されるようになっている。
尚、前記第一ブーム用、第一スティック用、バケット用、第二ブーム用、旋回用、第二スティック用の各流量制御弁30〜35は、本発明の流量制御弁に相当する。さらに、第一ブーム用、第一スティック用の流量制御弁30、31は、本発明の油圧アクチュエータA第一流量制御弁に相当し、第二ブーム用、第二スティック用の流量制御弁33、35は、本発明の油圧アクチュエータA第二流量制御弁に相当する。
そして、前記ブーム用、スティック用、バケット用、旋回用の各方向切換弁36〜39は、後述するように、前記第一、第二ブーム用流量制御弁30、33、第一、第二スティック用流量制御弁31、35、バケット用流量制御弁32、旋回用流量制御弁34からの供給流量を制御することなくそのままブームシリンダ11、スティックシリンダ12、バケットシリンダ13、旋回モータ10に流すように構成されている。
まず、ブーム用方向切換弁36について説明すると、該ブーム用方向切換弁36は、コントローラ16から出力される制御信号に基づいてパイロット圧を出力するブーム用伸長側電磁比例弁46a、ブーム用縮小側電磁比例弁46bに接続される伸長側、縮小側のパイロットポート36a、36bを備えている。そして、伸長側、縮小側の両パイロットポート36a、36bにパイロット圧が入力されていない状態では、ブームシリンダ11に対する油給排を行わない中立位置Nに位置しているが、伸長側パイロットポート36aにパイロット圧が入力されることにより伸長側作動位置Xに切換わって、第一、第二ブーム用流量制御弁30、33からの供給流量をヘッド側油室11aに供給し、且つ、ロッド側油室11bからの排出油を油タンク17に流す。また、縮小側パイロットポート36bにパイロット圧が入力されることにより縮小側作動位置Yに切換わって、第一、第二ブーム用流量制御弁30、33からの供給流量をロッド側油室11bに供給し、且つ、ヘッド側油室11aからの排出油を油タンク17に流すとともに、ヘッド側油室11aからの排出油の一部を再生油としてロッド側油室11bに供給するように構成されている。そして、伸長側、縮小側作動位置X、Yのブーム用方向切換弁36の開口面積は、第一、第二ブーム用流量制御弁30、33からの流量をブームシリンダ11のヘッド側油室11a、ロッド側油室11bに供給する供給用弁路の開口面積については、前記第一、第二ブーム用流量制御弁30、33の開口面積に対して十分に大きく設定されていて、第一、第二ブーム用流量制御弁30、33で制御された供給流量がそのままヘッド側油室11a、ロッド側油室11bに供給されるようになっている。一方、ブームシリンダ11のヘッド側油室11a、ロッド側油室11bからの油を排出する排出側弁路の開口面積は、伸長側、縮小側パイロットポート36a、36bに入力されるパイロット圧、つまり、コントローラ16からブーム用伸長側電磁比例弁46a、ブーム用縮小側電磁比例弁46bに出力される制御信号に基づいて増減制御され、該ブーム用方向切換弁36の排出用弁路の開口面積によって、ヘッド側油室11a、ロッド側油室11bからの排出流量が増減制御されるようになっている。これにより、ブーム用方向切換弁36は、ブームシリンダ11に対する作動油の給排方向を切換えるとともに、ブームシリンダ11からの排出制御は行うが、ブームシリンダ11への供給流量の制御は行わずに、第一、第二ブーム用流量制御弁30、33で制御された供給流量をそのままブームシリンダ11に供給するように構成されている。
本実施の形態では、前記モード設定手段70によって「標準モード」、「モードA」、「モードB」、「モードC」の4つのモードが設定されており、第一、第二ブーム用流量制御弁30、33、第一、第二スティック用流量制御弁31、35のうち最初に作動する方を「ファースト」、操作量の増加に応じて後から作動する方を「セカンド」とすると、図4に示すごとく、「標準モード」では第一ブーム用流量制御弁30および第二スティック用流量制御弁35が「ファースト」、第二ブーム用流量制御弁33および第一スティック用流量制御弁31が「セカンド」に設定され、「モードA」では第一ブーム用流量制御弁30および第一スティック用流量制御弁31が「ファースト」、第二ブーム用流量制御弁33および第二スティック用流量制御弁35が「セカンド」に設定され、「モードB」では第二ブーム用流量制御弁33および第二スティック用流量制御弁35が「ファースト」、第一ブーム用流量制御弁30および第一スティック用流量制御弁31が「セカンド」に設定され、「モードC」では第二ブーム用流量制御弁33および第一スティック用流量制御弁31が「ファースト」、第一ブーム用流量制御弁30および第二スティック用流量制御弁35が「セカンド」に設定されている。そして、これら「標準モード」、「モードA」、「モードB」、「モードC」の4つのモードのなかから何れかのモードを、モード選択手段71によって任意に選択できるようになっている。尚、前記モード設定手段70およびモード選択手段71は、本発明の操作手段を構成する。
コントローラ16は、ブーム用、スティック用、バケット用、旋回用の各操作検出手段60〜63から検出信号が入力されると、各操作具の操作方向および操作量に応じて、ブームシリンダ11、スティックシリンダ12、バケットシリンダ13、旋回モータ10に対する目標供給流量および目標排出流量を求める。そして、ブームシリンダ11、スティックシリンダ12、バケットシリンダ13、旋回モータ10に対する油の給排方向が操作具の操作方向に対応し、且つ、ブームシリンダ11、スティックシリンダ12、バケットシリンダ13、旋回モータ10からの排出流量が目標排出流量となるよう、ブーム用、スティック用、バケット用、旋回用の各方向切換弁36〜39にパイロット圧を出力する各電磁比例弁46a、46b〜49a、49b(ブーム用伸長側電磁比例弁46a、ブーム用縮小側電磁比例弁46b、スティック用伸長側電磁比例弁47a、スティック用縮小側電磁比例弁47b、バケット用伸長側電磁比例弁48a、バケット用縮小側電磁比例弁48b、左旋回用電磁比例弁49a、右旋回用電磁比例弁49b)に制御指令を出力する。
さらに、「標準モード」では、スティック用操作具が操作された場合、最初に第二スティック用流量制御弁35が作動して、該第二スティック用流量制御弁35により流量制御された第二油圧ポンプ15の吐出油がスティックシリンダ12に供給される。スティック用操作具の操作量が増加すると第一スティック用流量制御弁31も作動して、前記第二油圧ポンプ15からの供給圧油に加えて、第一スティック用流量制御弁31により流量制御された第一油圧ポンプ14の吐出油もスティックシリンダ12に供給される。
さらに、「標準モード」では、バケット用操作具が操作された場合、バケット用流量制御弁32が作動して、該バケット用流量制御弁32により流量制御された第一油圧ポンプ14の吐出油がバケットシリンダ13に供給される。
さらに、「標準モード」では、旋回用操作具が操作された場合、旋回用流量制御弁34が作動して、該旋回用流量制御弁34により流量制御された第二油圧ポンプ15の吐出油が旋回モータ10に供給される。
而して、この「標準モード」では、第一、第二の両方の油圧ポンプ14、15を油圧供給源とする油圧アクチュエータであるブームシリンダ11およびスティックシリンダ12については、ブームシリンダ11には最初に第一油圧ポンプ14から圧油供給され、また、スティックシリンダ12には最初に第二油圧ポンプ15から圧油供給されることになって、最初に圧油供給される油圧供給源を異にする。また、第一、第二の何れか一方の油圧ポンプ14、15を油圧供給源とする油圧アクチュエータであるバケットシリンダ13および旋回モータ10についても、バケットシリンダ13には第一油圧ポンプ14から圧油供給され、旋回モータ10には第二油圧ポンプ15から圧油供給されることになって、油圧供給源を異にする。これにより、油圧ショベル1で行う掘削、ダンプ積み込み等の一般的な作業を行う場合において、連動操作されるブームシリンダ11、スティックシリンダ12、バケットシリンダ13、旋回モータ10の各油圧アクチュエータに第一、第二油圧ポンプ14、15の吐出油をバランス良く分配できることになって、汎用性に優れる。
さらに、「モードA」では、スティック用操作具が操作された場合、最初に第一スティック用流量制御弁31が作動して、該第一スティック用流量制御弁31により流量制御された第一油圧ポンプ14の吐出油がスティックシリンダ12に供給される。スティック用操作具の操作量が増加すると第二スティック用流量制御弁35も作動して、前記第一油圧ポンプ14からの供給圧油に加えて、第二スティック用流量制御弁35により流量制御された第二油圧ポンプ15の吐出油もスティックシリンダ12に供給される。
さらに、「モードA」において、バケット用操作具、旋回用操作具が操作された場合には、前述した「標準モード」と同様に、第一油圧ポンプ14の吐出油がバケットシリンダ13に供給され、第二油圧ポンプ15の吐出油が旋回モータ10に供給される。
而して、この「モードA」では、第一、第二の両方の油圧ポンプ14、15を油圧供給源とするブームシリンダ11およびスティックシリンダ12については、共に最初に第一油圧ポンプ14から圧油供給される。一方、第一、第二の何れか一方の油圧ポンプ14、15を油圧供給源とするバケットシリンダ13および旋回モータ10については、バケットシリンダ13には第一油圧ポンプ14から圧油供給され、旋回モータ10には第二油圧ポンプ15から圧油供給される。これにより、ブームシリンダ11、スティックシリンダ12の操作量が少ない場合(ブームシリンダ11、スティックシリンダ12をゆっくり動かす場合)には、第一油圧ポンプ14の吐出油をブームシリンダ11、スティックシリンダ12、バケットシリンダ13で分配する一方、第二油圧ポンプ15の吐出油は旋回モータ10が独占できることになり、よって、前述した「標準モード」と比して、旋回モータ10を他の油圧アクチュエータと圧油供給源を共用しない状態で作動させることができる領域が増加して、旋回を優先させる作業や、旋回とブーム5、スティック6、バケット7のゆっくりとした操作とを組み合わせた作業、あるいはブーム5、スティック6、バケット7の何れか一つと旋回とを組み合わせた作業等を行う場合の連動操作性、作業効率の向上を図れる。
さらに、「モードB」では、スティック用操作具が操作された場合、最初に第二スティック用流量制御弁35が作動して、該第二スティック用流量制御弁35により流量制御された第二油圧ポンプ15の吐出油がスティックシリンダ12に供給される。スティック用操作具の操作量が増加すると第一スティック用流量制御弁31も作動して、前記第二油圧ポンプ15からの供給圧油に加えて、第一スティック用流量制御弁31により流量制御された第一油圧ポンプ14の吐出油もスティックシリンダ12に供給される。
さらに、「モードB」において、バケット用操作具、旋回用操作具が操作された場合には、前述した「標準モード」、「モードA」と同様に、第一油圧ポンプ14の吐出油がバケットシリンダ13に供給され、第二油圧ポンプ15の吐出油が旋回モータ10に供給される。
而して、この「モードB」では、第一、第二の両方の油圧ポンプ14、15を油圧供給源とするブームシリンダ11およびスティックシリンダ12については、共に最初に第二油圧ポンプ15から圧油供給される。一方、第一、第二の何れか一方の油圧ポンプ14、15を油圧供給源とするバケットシリンダ13および旋回モータ10については、バケットシリンダ13には第一油圧ポンプ14から圧油供給され、旋回モータ10には第二油圧ポンプ15から圧油供給される。これにより、ブームシリンダ11、スティックシリンダ12の操作量が少ない場合には、第二油圧ポンプ15の吐出油をブームシリンダ11、スティックシリンダ12、旋回モータ10で分配する一方、第一油圧ポンプ14の吐出油はバケットシリンダ13が独占できることになり、よって、前述した「標準モード」と比して、バケットシリンダ13を他の油圧アクチュエータと圧油供給源を共用しない状態で作動させることができる領域が増加して、バケット7を優先させる作業や、ブーム5、スティック6、旋回の何れか一つとバケット7とを組み合わせた作業(例えば、ブーム5の上昇とバケット7のイン、アウトを組み合わせた作業)等を行う場合の連動操作性、作業効率の向上を図れる。
さらに、「モードC」では、スティック用操作具が操作された場合、最初に第一スティック用流量制御弁31が作動して、該第一スティック用流量制御弁31により流量制御された第一油圧ポンプ14の吐出油がスティックシリンダ12に供給される。スティック用操作具の操作量が増加すると第二スティック用流量制御弁35も作動して、前記第一油圧ポンプ14からの供給圧油に加えて、第二スティック用流量制御弁35により流量制御された第二油圧ポンプ15の吐出油もスティックシリンダ12に供給される。
さらに、「モードC」において、バケット用操作具、旋回用操作具が操作された場合には、前述した「標準モード」、「モードA」、「モードB」と同様に、第一油圧ポンプ14の吐出油がバケットシリンダ13に供給され、第二油圧ポンプ15の吐出油が旋回モータ10に供給される。
而して、この「モードC」では、第一、第二の両方の油圧ポンプ14、15を油圧供給源とするブームシリンダ11およびスティックシリンダ12については、ブームシリンダ11には最初に第二油圧ポンプ15から圧油供給され、また、スティックシリンダ12には最初に第一油圧ポンプ14から圧油供給される。一方、第一、第二の何れか一方の油圧ポンプ14、15を油圧供給源とするバケットシリンダ13および旋回モータ10については、バケットシリンダ13には第一油圧ポンプ14から圧油供給され、旋回モータ10には第二油圧ポンプ15から圧油供給される。これにより、スティックシリンダ12の最初の油圧供給源と旋回モータ10の油圧供給源とが異なることになって、スティック6と旋回との連動操作性、作業効率の向上が図れるとともに、ブームシリンダ11の最初の油圧供給源とスティックシリンダ12の最初の油圧供給源とが異なるため、ブーム5とスティック6との連動操作については、「標準モード」と同等の操作性を確保できる。
11 ブームシリンダ
12 スティックシリンダ
13 バケットシリンダ
14 第一油圧ポンプ
15 第二油圧ポンプ
16 コントローラ
30 第一ブーム用流量制御弁
31 第一スティック用流量制御弁
33 第二ブーム用流量制御弁
35 第二スティック用流量制御弁
36 ブーム用方向切換弁
37 スティック用方向切換弁
70 モード設定手段
71 モード選択手段
Claims (6)
- 第一、第二油圧ポンプと、これら第一、第二の少なくとも何れか一方の油圧ポンプを油圧供給源とする複数の油圧アクチュエータと、第一、第二油圧ポンプから各油圧アクチュエータへの供給流量をそれぞれ制御する複数の流量制御弁と、これら流量制御弁を電子制御する制御手段とを備えてなる作業機械の油圧制御システムにおいて、
前記複数の油圧アクチュエータは、第一、第二の両方の油圧ポンプを油圧供給源とする油圧アクチュエータAを含み、該油圧アクチュエータA用の流量制御弁は、第一油圧ポンプから油圧アクチュエータAへの供給流量を制御する第一油圧アクチュエータA用流量制御弁と第二油圧ポンプから油圧アクチュエータAへの供給流量を制御する第二油圧アクチュエータA用流量制御弁とから構成され、制御手段は、油圧アクチュエータA用操作具が操作された場合に、最初に第一、第二油圧ポンプのうち一方の油圧ポンプから油圧アクチュエータAに圧油供給し、油圧アクチュエータA用操作具の操作量の増加に応じて前記一方の油圧ポンプに加えて他方の油圧ポンプからも油圧アクチュエータAに圧油供給するべく前記第一、第二油圧アクチュエータA用流量制御弁を順次作動させて油圧アクチュエータAに対する供給流量制御を行う一方、
油圧制御システムに、油圧アクチュエータA用操作具が操作された場合に油圧アクチュエータAに最初に圧油供給する油圧ポンプを任意に変更するべく第一、第二油圧アクチュエータA用流量制御弁の作動順序を任意に変更できる操作手段を設けたことを特徴とする油圧制御システム。 - 請求項1において、油圧制御システムは、第一、第二油圧アクチュエータA用流量制御弁の下流側に配され、油圧アクチュエータAに対する作動油の給排方向を切換えるとともに油圧アクチュエータAからの排出流量を制御する油圧アクチュエータA用方向切換弁を備え、該油圧アクチュエータA用方向切換弁は、第一または第二の何れか一方の油圧アクチュエータA用流量制御弁の作動時には該一方の流量制御弁で制御された供給流量をそのまま油圧アクチュエータAに流し、第一および第二の両方の油圧アクチュエータA用流量制御弁の作動時には該両方の流量制御弁で制御された供給流量を合流して油圧アクチュエータAに流すことを特徴とする油圧制御システム。
- 請求項1または2において、操作手段は、第一、第二油圧アクチュエータA用流量制御弁の作動順序を異ならしめた複数のモードを設定するモード設定手段と、該モード設定手段により設定されたモードの何れかを任意に選択するモード選択手段とを備えることを特徴とする油圧制御システム。
- 請求項1乃至3の何れか一項において、油圧制御システムに、第一、第二油圧アクチュエータA用流量制御弁の作動順序を異ならしめた各場合における燃費情報を求める情報取得手段と、該情報取得手段により求められた燃費情報を第一、第二油圧アクチュエータA用流量制御弁の作動順序を変更するための判断情報として提供する情報提供手段とを設けたことを特徴とする油圧制御システム。
- 請求項4において、情報取得手段に、該情報取得手段により求められた燃費情報に基づいて奨励する第一、第二油圧アクチュエータA用流量制御弁の作動順序を判断する判断手段を設けたことを特徴とする油圧制御システム。
- 請求項1乃至5の何れか一項において、油圧制御システムは、油圧ショベルに設けられるブームシリンダ、スティックシリンダ、バケットシリンダ、旋回モータの各油圧アクチュエータに対する油給排制御を行うための油圧制御システムであって、前記バケットシリンダは、第一、第二油圧ポンプの何れか一方の油圧ポンプを油圧供給源とし、旋回モータは、第一、第二油圧ポンプの何れか他方の油圧ポンプを油圧供給源とし、ブームシリンダおよびスティックシリンダは、第一、第二の両方の油圧ポンプを油圧供給源とする油圧アクチュエータAであって、ブームシリンダ用の流量制御弁は、第一油圧ポンプからブームシリンダへの供給流量を制御する第一ブーム用流量制御弁と第二油圧ポンプからブームシリンダへの供給流量を制御する第二ブーム用流量制御弁とから構成され、スティックシリンダ用の流量制御弁は、第一油圧ポンプからスティックシリンダへの供給流量を制御する第一スティック用流量制御弁と第二油圧ポンプからスティックシリンダへの供給流量を制御する第二スティック用流量制御弁とから構成される一方、操作手段は、ブーム用操作具が操作された場合の第一、第二ブーム用流量制御弁の作動順序、およびスティック用操作具が操作された場合の第一、第二スティック用流量制御弁の作動順序を任意に変更できることを特徴とする油圧制御システム。
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