JP4010786B2 - Connection structure between common rail and injection pipe assembly and method for forming the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射装置におけるコモンレールとインジェクションパイプアッシーとの接続構造及びその形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射装置において、コモンレールにはインジェクタを接続するためのパイプ(以下、インジェクションパイプという。)が接続される。
【0003】
図5〜図7は、上記接続構造の第1従来例を示している。図5に示すように、コモンレール51の中心部には、レール長方向に延びるコモンレール穴52が形成され、コモンレール穴52に交差開口してレール長直角方向に延びる分岐穴53(オリフィス孔)とシール面54とが形成されていることを示している。インジェクションパイプ61の端部には小筒状のカラー62が圧入固定され、カラー62の先端には凸球面状のシール面64が形成されている。インジェクションパイプ61の周りには大筒状のユニオン71が通されている。そして、インジェクションパイプ61、カラー62及びユニオン71とが、予めインジェクションパイプアッシー60としてアッセンブリ化されている。
【0004】
図5に図示したインジェクションパイプアッシー60がコモンレール51に螺合している状態の断面図を図6に示す。燃料ポンプにより加圧してコモンレール51に送られた燃料は、コモンレール穴52から分岐穴53に導入され、カラー62内の通孔を経てインジェクションパイプ61からインジェクタに送られる。その際、コモンレール穴52内は、燃料ポンプから送られる加圧燃料により発生する圧力変動を伴った超高圧(20←→約200MPa)になる。そのため、分岐穴53周辺部の詳細図の図7に示すように、コモンレール穴52に対する分岐穴53の交差開口縁部57に、変動を伴った引張歪みが繰り返し発生する。すると、交差開口縁部57に金属疲労による亀裂58が発生し易く、品質が不安定となる。この亀裂を防止するために、コモンレール51の浸炭焼入れ等の硬化処理や、交差開口縁部57の電解バリ取り加工による曲面化や、材料変更等による強度アップが図られているが、これらの方法では、大幅なコストアップや重量増になってしまう。
【0005】
図8〜図10は上記接続構造の第2従来例を示している(特開平11−287166号公報)。この第2従来例では、第1従来例で述べた前記分岐穴53の代わりに内径が2mm以上の分岐穴83が形成されている。さらに、インジェクションパイプ91の先端部のシール面94の先端には、カラーの先端部を絞る方法で形成することにより、外径が分岐穴83の内径より小さく縮径し、内部の通孔の内径も縮径した、細管状の第1絞り部を形成している。この第1絞り部よりなる突き出し部95を分岐穴83に遊挿する。突き出し部95の内部に形成された通孔96は内径が0.7〜1.0mmであり、オリフィス孔となっている。この構造では、第1従来例のように、コモンレール51に直接にオリフィス孔の役割を果たす細管状の分岐穴ではなく、内径が2mm以上の分岐穴83をあけるので加工が容易化される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
コモンレール内のさらなる圧力変動の減少という性能上の要求から、オリフィス孔の内径を、さらに0.4〜0.7mm程度に小さくする必要性を要求されている。
【0007】
しかしながら、第1従来例のコモンレール51の分岐穴53をオリフィス孔とする方法又は第2従来例のインジェクションパイプ91の先端部のシール面94の先端に、カラーの先端部を絞る方法で形成することにより、外径が分岐穴83の内径より小さく縮径し、内部の通孔の内径も縮径しオリフィス孔とし、細管状の第1絞り部の突き出し部95を形成する方法では、目的である内径を0.4〜0.7mm程度に小さくするには、高度な技術が必要であり困難である。
【0008】
本発明の目的は、上記課題を解決し、亀裂の発生を防止して品質の安定化を図ることができるとともに、加工の容易化とコストダウンとを図ることである。さらに、コモンレール内の圧力変動を減少することができるコモンレールとインジェクションパイプアッシーとの接続構造及びその形成方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のコモンレールとインジェクションパイプアッシーとの接続構造は、コモンレールに内径が2mm以上の分岐穴が形成され、
インジェクションパイプ、カラー及びユニオンからなるインジェクションパイプアッシーのカラーの先端部に、外径が分岐穴の内径より小さく縮径し、内部の通孔の内径も縮径して0.7〜1.0mmとなった、細管状の第1絞り部が絞り形成され、
第1絞り部の先端部に、外径がさらに縮径し、内部の通孔の内径もさらに縮径して0.4〜0.7mmのオリフィス孔となった、微細管状の第2絞り部が絞り形成され、
前記第1絞り部及び前記第2絞り部よりなる突き出し部を前記分岐穴に遊挿することを特徴とする。
【0010】
ここで、第1絞り部、第2絞り部の第1、第2とは、説明の便宜上付けただけのもので、2段に限定する意味ではなく、第1絞り部と第2絞り部の間に、その中間的な絞り部を絞り形成する場合も含む意味である。
【0011】
2段に絞る場合を例にとると、それぞれの内径については、カラー内の通孔(内径2.0mm)、第1絞り部(内径0.7〜1.0mm)及び第2絞り部(オリフィス孔)(内径0.4〜0.7mm)の範囲で縮径するのが好ましい。
【0012】
分岐穴の内径を2mm以上としたのは、特に限定はされないが、分岐穴の加工を容易にするためと、遊挿する突き出し部が細くなりすぎないようにするためであり、3mm以上にすることがさらに好ましい。分岐穴の内径の上限は、数値上は特に限定されないが、実際的には、コモンレール穴の内径までである。また、通孔の内径は、連続して縮径していればその境界面は、特に限定はされないが、曲面であっても平面であってもよい、より好ましくは、円錐形状に縮径している状態である。
【0013】
ここで、突き出し部の先端面とコモンレール穴に対する分岐穴の交差開口との位置関係は、特に限定はするものではないが、略面一にすることが好ましい。
【0014】
また、本発明のコモンレールとインジェクションパイプアッシーの形成方法は、コモンレールに内径が2mm以上の分岐穴を形成し、
インジェクションパイプ、カラー及びユニオンからなるインジェクションパイプアッシーのカラーの先端部を絞る方法で圧縮残留歪みが残るように塑性変形することにより、外径が分岐穴の内径より小さく縮径し、内部の通孔の内径も縮径して0.7〜1.0mmとなった、細管状の第1絞り部を形成し、
第1絞り部の先端部をさらに絞る方法で圧縮残留歪みが残るように塑性変形することにより、外径がさらに縮径し、内部の通孔の内径もさらに縮径して内径0.4〜0.7mmのオリフィス孔となった、微細管状の第2絞り部を形成し、
前記第1絞り部及び前記第2絞り部よりなる突き出し部を前記分岐穴に遊挿することを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態例について、図1〜図4を参照して説明する。図4はディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射装置の概略を示し、コモンレール1の側部には、燃料ポンプ2を接続するためのパイプ3と、インジェクタ4を接続するためのインジェクションパイプアッシー20とが接続され、コモンレール1の端部には、リリーフバルブ6と圧力センサ7とが接続される。燃料ポンプ2とインジェクタ4は電子制御装置8により制御される。図1〜図3は、本実施形態に係るコモンレール1とインジェクションパイプアッシー20との接合構造を示している。
【0016】
図1に示すように、金属製のコモンレール1の中心部にはレール長方向に延びるコモンレール穴12が形成され、その内径は6〜11mm(例えば11mm)である。コモンレール1の筒壁部には、内側から外側へ順に、コモンレール穴12に交差開口してレール長直角方向に延びる分岐穴13と、テーパー状のシール面14と、内周に雌ネジ16が切られた取付穴15とが形成されている。分岐穴13の内径は3.5mmであり、この程度の大きさであれば切削加工により形成可能であるから、本実施形態の分岐穴13はドリル加工されている。
【0017】
インジェクションパイプ5の周りには取付部材としての大筒状のユニオン31が通され、ユニオン31の外周には雄ネジ32が切られるとともに六角部33が形成され、ユニオン31の内周には段部34が形成されている。そして、インジェクションパイプ5とカラー22とユニオン31とが、予めインジェクションパイプアッシー20としてアッセンブリ化されている。
【0018】
図2にインジェクションパイプアッシー20をコモンレール1に接続した態様を示す。すなわち、ユニオン31の雄ネジ32を取付穴15の雌ネジ16に螺合し、ユニオン31の段部34をカラー22のフランジ部23に係合させて、カラー22のシール面24をコモンレール1のシール面14に強く密着させるとともに、突き出し部25を分岐穴13に同心状に遊挿させて、突き出し部25の先端面をコモンレール穴12に対する分岐穴13の交差開口と略面一にすればよい。この遊挿により、突き出し部25(3mm以内)と分岐穴13(3.5mm)との間には周状に0.25mm以上の隙間27が生じる。
【0019】
燃料ポンプ2により加圧してコモンレール1に送られた燃料は、コモンレール穴12からカラー22の突き出し部25の通孔26に直接導入され、インジェクションパイプ5からインジェクタ4に送られる。すなわち、本実施形態では突き出し部25の通孔26が、従来例の分岐穴53と同様に燃料を導入させる穴として機能する。
【0020】
図2及び要部詳細図は図3に図示する突き出し部25の形成方法とその内部の通孔について示す。インジェクションパイプ5の外径は6.35mm、内径は3mmである。インジェクションパイプ5の端部には金属製の小筒状のカラー22が圧入固定され、その主要部の外径は8mm、内径は2mmである。カラー22の途中には凸球面状のシール面24が形成され、カラー22の先端部には第1絞り部25a及び第2絞り部25bよりなる突き出し部25が形成されている。この突き出し部25は、まず、カラー22の先端部を絞る方法で圧縮残留歪みが残るように塑性変形することにより、外径が分岐穴の内径より小さく縮径し、内部の通孔の内径(26a)も縮径した、細管状の第1絞り部25aを形成する。次に、第1絞り部25aの先端部をさらに絞る方法で圧縮残留歪みが残るように塑性変形することにより、外径がさらに縮径し、内部の通孔の内径もさらに縮径してオリフィス孔26bとなった、微細管状の第2絞り部25bを形成する。最終的に、突き出し部25全体の長さは分岐穴13の長さと略同一とする。また、突き出し部25の外径は分岐穴13の内径より小さい3mm以内とし、突き出し部25は分岐穴13に遊挿する。
【0021】
カラー22の先端部からシール面14と突き出し部25の形成の際の2段階の絞りの際に、インジェクションパイプ5からカラー22内そして突き出し部25内に続いている通孔26は、2段に絞り、縮径していて、通孔の先端の第2絞り部25bの内径はオリフィス孔26bとなる。通孔26の内径は、カラー22内の通孔(内径2.0mm)、次に第1絞り部内通孔26a(内径0.7〜1.0mm)、最後に先端である第2絞り部内通孔(オリフィス孔)26b(内径0.4〜0.7mm)とそれぞれ先端に向かうにつれて連続して2段に絞り縮径している。
【0022】
本実施形態のコモンレール1によれば、次の作用・効果(1)(2)(3)が得られる。
(1)前記の通り、コモンレール1の分岐穴13の内径を3mm程度に大きくするので、分岐穴13は切削加工又はその他の方法により容易に形成することができ、設備投資の軽減とコストダウンとを図ることができる。一方、インジェクションパイプアッシー20は、カラー22に突き出し部25を形成する分だけ構造が複雑になるが、加工は容易であるから、コモンレール1も含めたトータルとしては、図5〜図7に示す第1従来例より製造が容易になり、コストメリットが大きい。
【0023】
(2)図3に示すように、コモンレール穴12内の加圧燃料による超高圧は、カラー22の突き出し部25にかかる。しかし、突き出し部25と分岐穴13との間に隙間27があるため、突き出し部25はその内周面(通孔26)と外周面とに同じ圧力を受け、発生応力が抑えられ、変動を伴った引張歪みが発生することもなく、亀裂の発生を防止することができる。結果として、品質が安定する。従って、図5〜図7に示す第1従来例のような浸炭焼入れ等の硬化処理や材料変更等による強度アップは不要であるから、大幅なコストアップを図ることができ、重量増の心配も無い。なお、超高圧はコモンレール穴12に対する分岐穴13の交差開口縁部17にもかかるが、その内径が大きいことから、従来より簡単な方法(例えば流体研磨等)による曲面化等で局部応力集中を緩和できるので、性能は保障できる。
【0024】
(3)さらに、図2に示すように、通孔26は、カラー22内の通孔(内径2.0mm)から、第1絞り部内通孔26a(内径0.7〜1.0mm)とし、さらに第2絞り部内通孔26b(オリフィス孔、内径0.4〜0.7mm)と2段に絞り縮径をすると、径を0.4〜0.7mmとすることが可能となる。2段の絞りによる通孔の縮径により、オリフィス孔を図8〜図10に示す第2従来例より、内径の小さいものとすることができる。その結果、燃料噴射により発生する圧力波の伝播を減らすことができ、コモンレール内の圧力変動を減少することができる。さらに、このような2段絞りの形状をとることで、インジェクション側の通孔内の圧力波の減衰もみられる。
【0025】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
(1)インジェクションパイプアッシーの構成を変更し、例えばインジェクションパイプ5の先端に突き出し部を直接形成し、インジェクションパイプ5の外周にカラーを固定すること。
(2)通孔の内径、突き出し部の外径又は分岐穴の径等の寸法を適宜変更すること。
【0026】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明のコモンレールとインジェクションパイプアッシーとの接続構造及びその形成方法によれば、亀裂の発生を防止して品質の安定化を図ることができるとともに、加工の容易化とコストダウンを図ることができる。さらに、燃料噴射により発生するコモンレール内の圧力変動が減少し、インジェクション側の通孔内の圧力波の減衰もみられるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るコモンレールとインジェクションパイプアッシーとの接続構造の接続前の断面図である。
【図2】同接続構造の接続後の断面図である。
【図3】図2の要部拡大断面図である。
【図4】ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射装置の概略図である。
【図5】第1従来例に係るコモンレールとインジェクションパイプアッシーとの接続構造の接続前の断面図である。
【図6】同接続構造の接続後の断面図である。
【図7】図6の要部拡大断面図である。
【図8】第2従来例に係るコモンレールとインジェクションパイプアッシーとの接続構造の接続前の断面図である。
【図9】同接続構造の接続後の断面図である。
【図10】図9の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
1 コモンレール
5 インジェクションパイプ
12 コモンレール穴
13 分岐穴
20 インジェクションパイプアッシー
22 カラー
25 突き出し部
26 通孔
27 隙間
31 ユニオン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a connection structure between a common rail and an injection pipe assembly in a common rail fuel injection device for a diesel engine, and a method for forming the connection structure.
[0002]
[Prior art]
In a common rail fuel injection device for a diesel engine, a pipe for connecting an injector (hereinafter referred to as an injection pipe) is connected to the common rail.
[0003]
5 to 7 show a first conventional example of the above connection structure. As shown in FIG. 5, a
[0004]
FIG. 6 shows a cross-sectional view of the state where the
[0005]
8 to 10 show a second conventional example of the above connection structure (Japanese Patent Laid-Open No. 11-287166). In the second conventional example, a
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Due to the performance requirement of further reducing pressure fluctuations in the common rail, it is necessary to further reduce the inner diameter of the orifice hole to about 0.4 to 0.7 mm.
[0007]
However, it is formed by a method of using the
[0008]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to prevent the occurrence of cracks and to stabilize quality, and to facilitate processing and reduce costs. Furthermore, it is providing the connection structure of the common rail and injection pipe assembly which can reduce the pressure fluctuation in a common rail, and its formation method.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the connection structure between the common rail and the injection pipe assembly of the present invention has a branch hole with an inner diameter of 2 mm or more formed in the common rail,
At the tip of the collar of the injection pipe assembly consisting of an injection pipe, collar and union, the outer diameter is reduced smaller than the inner diameter of the branch hole, and the inner diameter of the internal through hole is also reduced to 0.7 to 1.0 mm. since, first throttle portion capillary-like is squeezed formed,
A fine tubular second constriction portion having an outer diameter further reduced at the distal end portion of the first constriction portion and an inner diameter of the internal through hole further reduced to an orifice hole of 0.4 to 0.7 mm. Is drawn,
The protruding portion including the first throttle portion and the second throttle portion is loosely inserted into the branch hole.
[0010]
Here, the first diaphragm portion and the first diaphragm portion of the second diaphragm portion are only provided for convenience of explanation, and are not limited to two stages, and are not limited to the first diaphragm portion and the second diaphragm portion. In the meantime, this also includes the case where an intermediate diaphragm portion is formed.
[0011]
Taking the case of narrowing down to two stages as an example, for each inner diameter, a through hole in the collar (inner diameter 2.0 mm), a first restrictor (inner diameter 0.7 to 1.0 mm), and a second restrictor (orifice) It is preferable to reduce the diameter within a range of (hole) (inner diameter 0.4 to 0.7 mm).
[0012]
The reason why the inner diameter of the branch hole is set to 2 mm or more is not particularly limited, but is to make the branch hole easy and to prevent the protruding portion to be loosely inserted from being too thin. More preferably. The upper limit of the inner diameter of the branch hole is not particularly limited in terms of numerical values, but is practically up to the inner diameter of the common rail hole. Further, the inner diameter of the through hole is not particularly limited as long as the inner diameter is continuously reduced, but it may be a curved surface or a flat surface, and more preferably, the diameter is reduced to a conical shape. It is in a state.
[0013]
Here, the positional relationship between the front end surface of the protruding portion and the intersection opening of the branch hole with respect to the common rail hole is not particularly limited, but is preferably substantially flush.
[0014]
The method for forming the common rail and the injection pipe assembly of the present invention is to form a branch hole having an inner diameter of 2 mm or more in the common rail,
By compressing the tip of the injection pipe assembly collar consisting of the injection pipe, collar and union, the outer diameter is reduced to be smaller than the inner diameter of the branch hole by plastic deformation so that compressive residual strain remains. The inner diameter of the tube is reduced to 0.7 to 1.0 mm to form a first narrow tubular narrowed portion,
By further deforming the tip of the first throttle part so as to leave a compressive residual strain, the outer diameter is further reduced, and the inner diameter of the inner through hole is further reduced to an inner diameter of 0.4 to Forming a second narrowed portion of a fine tube, which is a 0.7 mm orifice hole,
The protruding portion including the first throttle portion and the second throttle portion is loosely inserted into the branch hole.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 4 shows an outline of a common rail type fuel injection device for a diesel engine. A
[0016]
As shown in FIG. 1, a
[0017]
A large
[0018]
FIG. 2 shows an aspect in which the
[0019]
The fuel pressurized by the
[0020]
2 and a detailed view of the main part show a method of forming the protruding
[0021]
When the sealing
[0022]
According to the
(1) Since the inner diameter of the
[0023]
(2) As shown in FIG. 3, the ultra high pressure due to the pressurized fuel in the
[0024]
(3) Further, as shown in FIG. 2, the through
[0025]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, it can also be suitably changed and embodied as follows, for example in the range which does not deviate from the meaning of invention.
(1) The configuration of the injection pipe assembly is changed, for example, a protruding portion is directly formed at the tip of the
(2) The dimensions such as the inner diameter of the through hole, the outer diameter of the protruding portion or the diameter of the branch hole should be changed as appropriate.
[0026]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the connection structure of the common rail and the injection pipe assembly and the method of forming the same according to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of cracks and stabilize the quality, and to facilitate the processing and cost. You can go down. Furthermore, the pressure fluctuation in the common rail generated by the fuel injection is reduced, and an excellent effect is obtained that the pressure wave in the injection-side through hole is also attenuated .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a connection structure between a common rail and an injection pipe assembly according to an embodiment of the present invention before connection.
FIG. 2 is a cross-sectional view after connection of the connection structure.
3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of FIG.
FIG. 4 is a schematic view of a common rail fuel injection device for a diesel engine.
FIG. 5 is a cross-sectional view before connection of a connection structure between a common rail and an injection pipe assembly according to a first conventional example.
FIG. 6 is a cross-sectional view after connection of the connection structure.
7 is an enlarged cross-sectional view of a main part of FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view before connection of a connection structure between a common rail and an injection pipe assembly according to a second conventional example.
FIG. 9 is a cross-sectional view after connection of the connection structure.
10 is an enlarged cross-sectional view of a main part of FIG. 9;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
インジェクションパイプ、カラー及びユニオンからなるインジェクションパイプアッシーのカラーの先端部に、外径が前記分岐穴の内径より小さく縮径し、内部の通孔の内径も縮径して0.7〜1.0mmとなった、細管状の第1絞り部が絞り形成され、
前記第1絞り部の先端部に、外径がさらに縮径し、内部の通孔の内径もさらに縮径して0.4〜0.7mmのオリフィス孔となった、微細管状の第2絞り部が絞り形成され、
前記第1絞り部及び前記第2絞り部よりなる突き出し部を前記分岐穴に遊挿することを特徴とするコモンレールとインジェクションパイプアッシーとの接続構造。A branch hole with an inner diameter of 2 mm or more is formed in the common rail,
The outer diameter of the injection pipe assembly collar consisting of an injection pipe, collar, and union is reduced to an outer diameter smaller than the inner diameter of the branch hole, and the inner diameter of the inner through hole is also reduced to 0.7 to 1.0 mm. became the first throttle portion capillary-like is squeezed formed,
A fine tubular second throttle having an outer diameter further reduced at the tip of the first throttle part, and an inner diameter of an internal through hole further reduced to an orifice hole of 0.4 to 0.7 mm. Part is drawn,
A connection structure between a common rail and an injection pipe assembly, wherein a projecting portion including the first throttle portion and the second throttle portion is loosely inserted into the branch hole.
インジェクションパイプ、カラー及びユニオンからなるインジェクションパイプアッシーのカラーの先端部を絞る方法で圧縮残留歪みが残るように塑性変形することにより、外径が前記分岐穴の内径より小さく縮径し、内部の通孔の内径も縮径して0.7〜1.0mmとなった、細管状の第1絞り部を形成し、
前記第1絞り部の先端部をさらに絞る方法で圧縮残留歪みが残るように塑性変形することにより、外径がさらに縮径し、内部の通孔の内径もさらに縮径して0.4〜0.7mmのオリフィス孔となった、微細管状の第2絞り部を形成し、
前記第1絞り部及び前記第2絞り部よりなる突き出し部を前記分岐穴に遊挿することを特徴とするコモンレールとインジェクションパイプアッシーとの接続構造の形成方法。A branch hole with an inner diameter of 2 mm or more is formed in the common rail,
The outer diameter of the injection pipe assembly consisting of an injection pipe, a collar and a union is reduced by a method of squeezing the tip of the collar of the injection pipe assembly so that residual compressive strain remains. The inner diameter of the hole is also reduced to 0.7 to 1.0 mm, forming a first narrowed throttle portion,
By further plastically deforming so that compression residual strain remains by the method of further reducing the tip of the first throttle part, the outer diameter is further reduced, and the inner diameter of the inner through hole is further reduced to 0.4 to Forming a second narrowed portion of a fine tube, which is a 0.7 mm orifice hole,
A method for forming a connection structure between a common rail and an injection pipe assembly, wherein a protruding portion including the first throttle portion and the second throttle portion is loosely inserted into the branch hole.
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