JP4055732B2 - Hollow frame member of vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、断面矩形状の長尺中空体として構成される車両の中空骨格部材に関する。 The present invention relates to a hollow skeleton member of a vehicle configured as a long hollow body having a rectangular cross section.
自動車の車体前部の車幅方向両側には一対のサイドメンバが車体前後方向に延在しており、このサイドメンバにはフロントサスペンションのサスペンションロアアームを直接取付ける場合がある。 A pair of side members extend in the longitudinal direction of the vehicle body on both sides in the vehicle width direction of the front portion of the vehicle body, and a suspension lower arm of a front suspension may be directly attached to the side member.
また、前記サイドメンバは断面矩形状の長尺中空体として形成され、前面衝突荷重が車体前方から入力された場合に長手方向に軸圧壊して衝突エネルギーを吸収するようになっている。 Further, the side member is formed as a long hollow body having a rectangular cross section, and when a frontal collision load is input from the front of the vehicle body, the side member is axially crushed and absorbs collision energy.
ところで、前記サイドメンバには、その長尺中空体を上下方向に分割した上方部材と下方部材とを結合することで形成し、上方部材を下方に開放する断面逆U字状に形成するとともに、下方部材を断面矩形状の閉断面構造として形成し、下方部材の上壁両側に跨って上方部材の両側壁の下端部を溶接して断面日字状のサイドメンバとしたものがあり、この場合、下方部材の上,下面間に、他の構成部材であるサスペンションロアアームの取付用ボルトのナットを貫通して溶接固定してある(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、かかる従来のサイドメンバのサスペンションロアアームの取付け部分の構造では、長手方向の荷重に対しては本来の変形(軸圧壊)機能を備えるのは勿論であるが、サスペンションロアアームから取付用ボルトおよびナットを介してサイドメンバに長手方向直角となる側方方向からの荷重が入力した場合に、下方部材から上方部材の両側壁に前記荷重が伝達されるが、この荷重は上方部材の両側壁に対して面外方向に作用する。 However, the structure of the mounting portion of the suspension lower arm of the conventional side member has a natural deformation (shaft crushing) function with respect to the load in the longitudinal direction. When a load from a lateral direction perpendicular to the longitudinal direction is input to the side member via the lower member, the load is transmitted from the lower member to both side walls of the upper member. Acting in the out-of-plane direction.
この場合、上方部材は単に断面逆U字状に形成されたものであるため、この上方部材の上壁と側壁との間に形成される角度が変化し易く、つまり側方方向に変形し易くなって取付用ボルトの支持剛性が低下し、サスペンションロアアームの支持性が悪化してしまう。 In this case, since the upper member is simply formed in an inverted U-shaped cross section, the angle formed between the upper wall and the side wall of the upper member is easily changed, that is, easily deformed in the lateral direction. As a result, the support rigidity of the mounting bolt is lowered, and the supportability of the suspension lower arm is deteriorated.
そこで、本発明は長手方向の変形を許容しつつ、他の構成部材の取付け部分における側方方向の剛性を確保することができる車両の中空骨格部材を提供する。 Accordingly, the present invention provides a hollow skeleton member for a vehicle that can ensure lateral rigidity at a mounting portion of another component member while allowing deformation in the longitudinal direction.
本発明の車両の中空骨格部材は、断面矩形状の長尺中空体に形成されるとともに、
長尺中空体を、下方が開放した断面逆U字状の上方部材と、上方が開放した断面U字状の下方部材と、をそれぞれの開放側両側端部を突き合わせて結合することにより形成し、
下方部材の開断面内の底面に、他の構成部材を取付けるためのボス部を突出形成し、このボス部の外周面と下方部材の底壁および両側壁とに亘って、長尺中空体の長手方向に対して傾斜する第1補強リブを設ける一方、
上方部材の上壁と両側壁とに亘って、前記第1補強リブの形成領域に対応して第2補強リブを設け、
第1補強リブは、ボス部を中心として平面X字状に配置される4枚の放射状リブで形成し、
第2補強リブは、X字状に配置した放射状リブが下方部材の両側壁にそれぞれ結合される4点のうち、その両側壁で対向関係となる2組の2点をそれぞれ結ぶように長手直角方向に平行に配置した平行リブで形成したことを最も主要な特徴の一つとする。
また、本発明の車両の中空骨格部材は、断面矩形状の長尺中空体に形成されるとともに、
長尺中空体を、下方が開放した断面逆U字状の上方部材と、上方が開放した断面U字状の下方部材と、をそれぞれの開放側両側端部を突き合わせて結合することにより形成し、
下方部材の開断面内の底面に、他の構成部材を取付けるためのボス部を突出形成し、このボス部の外周面と下方部材の底壁および両側壁とに亘って、長尺中空体の長手方向に対して傾斜する第1補強リブを設ける一方、
上方部材の上壁と両側壁とに亘って、前記第1補強リブの形成領域に対応して第2補強リブを設け、
第1補強リブは、ボス部を中心として平面X字状に配置される4枚の放射状リブで形成し、
第2補強リブは、X字状に配置した放射状リブが下方部材の両側壁にそれぞれ結合される4点のうち、その両側壁で対向関係となる2組の2点をそれぞれ結ぶように長手直角方向に平行に配置した平行リブで形成した、或いは、互いに対角関係となる2組の2点をそれぞれ結ぶように平面X字状に配置した交差リブで形成したことを最も主要な特徴の一つとする。
The hollow skeleton member of the vehicle of the present invention is formed in a long hollow body having a rectangular cross section,
A long hollow body is formed by joining an upper member having an inverted U-shaped cross-section with an open lower part and a lower member having a U-shaped cross-section having an open upper part while abutting both open ends. ,
A boss portion for attaching another component member is formed on the bottom surface in the open cross section of the lower member, and the long hollow body extends across the outer peripheral surface of the boss portion and the bottom wall and both side walls of the lower member. While providing the first reinforcing rib inclined with respect to the longitudinal direction,
A second reinforcing rib is provided across the upper wall and both side walls of the upper member, corresponding to the formation region of the first reinforcing rib ,
The first reinforcing rib is formed by four radial ribs arranged in a plane X shape around the boss portion,
The second reinforcing rib is perpendicular to each other so as to connect two sets of two points which are opposed to each other among the four points where the radial ribs arranged in an X shape are coupled to the both side walls of the lower member. One of the most important features is that the ribs are formed in parallel with the direction .
Further, the hollow skeleton member of the vehicle of the present invention is formed in a long hollow body having a rectangular cross section,
A long hollow body is formed by joining an upper member having an inverted U-shaped cross-section with an open lower part and a lower member having a U-shaped cross-section having an open upper part while abutting both open ends. ,
A boss portion for attaching another component member is formed on the bottom surface in the open cross section of the lower member, and the long hollow body extends across the outer peripheral surface of the boss portion and the bottom wall and both side walls of the lower member. While providing the first reinforcing rib inclined with respect to the longitudinal direction,
A second reinforcing rib is provided across the upper wall and both side walls of the upper member, corresponding to the formation region of the first reinforcing rib,
The first reinforcing rib is formed by four radial ribs arranged in a plane X shape around the boss portion,
The second reinforcing rib is perpendicular to each other so as to connect two sets of two points which are opposed to each other among the four points where the radial ribs arranged in an X shape are coupled to the both side walls of the lower member. One of the main features is that it is formed by parallel ribs arranged parallel to the direction, or by crossed ribs arranged in a plane X shape so as to connect two sets of two points that are diagonal to each other. Suppose.
本発明によれば、他の構成部材から側方方向の荷重成分がボス部を介して下方部材に入力すると、この荷重は第1補強リブを介して下方部材の両側壁および底壁に分散できるとともに、上方部材の両側壁の面外方向に入力された荷重は第2補強リブによって支持できるため、上方部材の両側壁と上壁との間の角度変化を抑制して、前記他の構成部材の支持剛性を効率良く高めることができ、このことによって中空骨格部材の両側壁の厚肉化を回避して軽量化を図ることができる。
また、中空骨格部材は他の構成部材の取付け部分において、側方方向の剛性を確保しつつ、長手方向の荷重入力時には長手方向の軸圧壊を許容して衝突エネルギーを効率良く吸収することができる。
According to the present invention, when a lateral load component is input to the lower member from the other constituent members via the boss portion, this load can be distributed to the both side walls and the bottom wall of the lower member via the first reinforcing rib. In addition, since the load input in the out-of-plane direction of the both side walls of the upper member can be supported by the second reinforcing rib, the change in angle between the both side walls and the upper wall of the upper member is suppressed, and The supporting rigidity of the hollow skeleton member can be efficiently increased, thereby avoiding thickening of both side walls of the hollow skeleton member and reducing the weight.
In addition, the hollow skeleton member can absorb the collision energy efficiently by allowing axial crush in the longitudinal direction when a load is applied in the longitudinal direction while securing the rigidity in the lateral direction at the mounting portion of the other constituent members. .
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1〜図4は本発明の車両の中空骨格部材の第1実施形態を示し、図1は上方部材と下方部材を分離した状態を示す中空骨格部材の斜視図、図2は上方部材と下方部材を一体に結合した状態を示す中空骨格部材の斜視図、図3は上方部材と下方部材を開いて示す(a)の上方部材の底面図と(b)の下方部材の平面図、図4は中空骨格部材の断面図である。 1 to 4 show a first embodiment of a hollow skeleton member of a vehicle according to the present invention, FIG. 1 is a perspective view of the hollow skeleton member showing a state where an upper member and a lower member are separated, and FIG. FIG. 3 is a perspective view of a hollow skeleton member showing a state in which the members are integrally coupled, FIG. 3 is a bottom view of the upper member in FIG. 4A showing the upper member and the lower member opened, and a plan view of the lower member in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of a hollow skeleton member.
この第1実施形態の車両の中空骨格部材は、図1,図2に示すように車体前部の車幅方向両側に車体前後方向に延在するサイドメンバ1に適用され、このサイドメンバ1は断面矩形状の長尺中空体に形成されるとともに、この長尺中空体の下面に他の構成部材としてのフロントサスペンションのサスペンションメンバ2が取付けられる。
The hollow skeleton member of the vehicle according to the first embodiment is applied to a
サイドメンバ1には、前面衝突時には前方から車体前後方向の荷重F1が入力されるとともに、コーナリング時にはサスペンションメンバ2からサイドメンバ1の長手方向直角となる側方方向の荷重成分F2が作用する。
A load F1 in the longitudinal direction of the vehicle body is input to the
このとき、サイドメンバ1には、長手方向の所定以上の入力荷重F1に対しては変形(軸圧壊)して衝突エネルギーを吸収することが望まれ、側方方向の入力荷重F2に対しては高い剛性によってフロントサスペンションの支持性を高めることが望まれる。
At this time, the
前記サイドメンバ1は、下方が開放した断面逆U字状の上方部材10と、上方が開放した断面U字状の下方部材11と、をそれぞれの開放側端部10a,11aを突き合わせて結合することにより形成してある。
The
上方部材10と下方部材11は、何れも開放側が拡幅された台形状としてある。
Each of the
そして、下方部材11の開断面内S1の底面に、前記サスペンションメンバ2を取付けるための取付けボルトをねじ込むボス部12を側壁11cと略同一高さに突出形成し、このボス部12の外周面と下方部材11の底壁11bおよび両側壁11cとに亘って、サイドメンバ1の長手方向に対して傾斜する第1補強リブ13を側壁11cと略同一高さで設けてある。
A
また、上方部材10の上壁10bと両側壁10cとに亘って、前記第1補強リブ13の形成領域に対応して第2補強リブ14を側壁10cと略同一高さで設けてある。
In addition, the second reinforcing
前記第1補強リブ13は、図3(b)にも示すようにボス部12を中心として平面X字状に配置される4枚の放射状リブ13a〜13dで形成してある。
As shown in FIG. 3B, the first reinforcing
前記第2補強リブ14は、図3(a)にも示すように平面X字状に配置した前記放射状リブ13a〜13dが下方部材11の両側壁11cにそれぞれ結合される4点Pa〜Pdのうち、その両側壁11cで対向関係となる2組の2点Pa,PbおよびPc,Pdをそれぞれ結ぶように長手直角方向に平行に配置した平行リブ14a,14bで形成してある。
As shown in FIG. 3A, the second reinforcing
前記下方部材11は、ボス部12および第1補強リブ13とともに軽合金、例えばアルミ合金により一体成形するとともに、上方部材10にあっても第2補強リブ14とともにアルミ合金により一体成形してある。
The
以上の構成により本実施形態のサイドメンバ1によれば、コーナリング時等にあってサスペンションメンバ2から側方方向の荷重成分F2がボス部12を介して下方部材11に入力すると、この荷重F2は第1補強リブ13を介して下方部材11の両側壁11cおよび底壁11bに分散でき、サスペンションメンバ2の取付け部分において下方部材11の剛性を高めることができる。
With the above configuration, according to the
また、下方部材11の両側壁11cに分散して入力した荷重F2は、上方部材10の両側壁10cに面外方向荷重として入力されるが、この両側壁10cに入力した荷重は第2補強リブ14によって支持できるため、図4に示すように上方部材10の両側壁10cと上壁10bとの間の角度αの変化を抑制できることにより、前記サスペンションメンバ2の取付け部分において上方部材10の剛性を高めることができる。
The load F2 distributed and input to the both
従って、このように上方部材10および下方部材11でサスペンションメンバ2の取付け部分の剛性をそれぞれ高めることができることにより、サイドメンバ1によるサスペンションメンバ2の支持剛性を高めことができるとともに、サイドメンバ1の両側壁10c,11cの厚肉化を回避して軽量化を図ることができる。
Accordingly, since the rigidity of the attachment portion of the
また、本実施形態では前記作用効果に加えて、第1補強リブ13を、ボス部12を中心として平面X字状に配置される4枚の放射状リブ13a〜13dで形成したので、ボス部12に入力した側方方向の荷重成分F2を下方部材11の両側壁11cに略均等に広範囲に分散させることができ、サイドメンバ1の前記サスペンションメンバ2の取付け部分の側方方向の剛性を更に高めることができる。
In the present embodiment, in addition to the above-described effects, the first reinforcing
更に、下方部材11はサスペンションメンバ2の取付け部分では、放射状リブ13a〜13dを平面X字状に配置したことにより、上述したように側方方向の剛性を高めることができるのは勿論のこと、前面衝突により所定値以上の前後荷重F1が入力した場合に、図3(b)に示すように放射状リブ13a〜13dがボス部12から両側壁11cに至る間の長手方向距離L1,L2で、下方部材11を軸方向に変形(軸圧壊)させるスペースとすることができるため、衝突エネルギーを効率良く吸収させることができる。
Furthermore, the
また、前記第2補強リブ14は、平面X字状に配置した前記放射状リブ13a〜13dが下方部材11の両側壁11cにそれぞれ結合される2組の2点Pa,PbおよびPc,Pdをそれぞれ結ぶように平行リブ14a,14bで形成したので、上述したように上方部材10の側方方向の剛性を高めることができるのは勿論のこと、上方部材10は平行リブ14a,14間で長手方向の変形が許容されるため、衝突エネルギーを効率良く吸収させることができる。
The second reinforcing
従って、サイドメンバ1はサスペンションメンバ2の取付け部分において、側方方向の剛性を確保しつつ、前面衝突時には長手方向(車体前後方向)の軸圧壊を許容して衝突エネルギーを効率良く吸収することができる。
Accordingly, the
ところで、前記下方部材11は、ボス部12および第1補強リブ13とともにアルミ合金により一体成形するとともに、上方部材10にあっても第2補強リブ14とともにアルミ合金により一体成形したので、サイドメンバ1の軽量化を図りつつ、サスペンションメンバ2の取付け部分における剛性を更に高めることができる。
By the way, the
また、本発明の中空骨格部材を、サスペンションメンバ2を取付ける車体前部のサイドメンバ1に適用したので、サイドメンバ1の軽量化を図りつつ前面衝突時のエネルギーを効率良く吸収するとともに、サスペンションメンバ2の支持剛性を高めることができる。
Further, since the hollow skeleton member of the present invention is applied to the
図5は本発明の第2実施形態を示し、前記第1実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図5は上方部材と下方部材を開いて示す(a)の上方部材の底面図と(b)の下方部材の平面図である。 FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention, in which the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted, and FIG. They are a bottom view of the upper member of (a) shown, and a top view of the lower member of (b).
この第2実施形態は、図5(a)に示すように上方部材10に形成した第2補強リブ14は、図5(b)に示すように平面X字状に配置した放射状リブ13a〜13dが下方部材11の両側壁11cにそれぞれ結合される4点Pa〜Pdのうち、互いに対角関係となる2組の2点Pa,PdおよびPb,Pcをそれぞれ結ぶように平面X字状に配置した交差リブ14c,14dで形成してある。
In the second embodiment, the second reinforcing
従って、この第2実施形態のサイドメンバ1によれば、平面X字状の交差リブ14c,14dによって上方部材10の両側壁10a間の剛性を高めることができるとともに、前面衝突により所定値以上の前後荷重が入力した場合に、図5(a)に示すように交差リブ14c,14dが両側壁10cに結合される長手方向距離L3,L4で、上方部材10を軸方向に変形(軸圧壊)させるスペースとすることができるため、衝突エネルギーを効率良く吸収させることができる。
Therefore, according to the
図6〜図8は本発明の第3実施形態を示し、前記第1実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図6は上方部材と下方部材を分離した状態を示す中空骨格部材の斜視図、図7は上方部材と下方部材を一体に結合した状態を示す中空骨格部材の斜視図、図8は下方部材の平面図である。 6 to 8 show a third embodiment of the present invention, in which the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted, and FIG. FIG. 7 is a perspective view of the hollow skeleton member showing a state in which the members are separated, FIG. 7 is a perspective view of the hollow skeleton member showing a state in which the upper member and the lower member are integrally coupled, and FIG. 8 is a plan view of the lower member.
この第3実施形態は、図6,図7に示すように第1実施形態に示した構造をサイドメンバ1の長手方向に2つ並設したもので、下方部材11の底壁11bには長手方向に所定距離をおいて一対のボス部12,12を突設するとともに、それぞれのボス部12,12には放射状リブ13a〜13dからなる第1補強リブ13を設けてある。
In the third embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, two structures shown in the first embodiment are arranged side by side in the longitudinal direction of the
また、上方部材10には前記ボス部12,12にそれぞれ対応して2組の平行リブ14a,14bからなる第2補強リブ14を設けてある。
Further, the
そして、前記一対のボス部12,12に図外のサスペンションメンバを取付用ボルトを介して取付けてある。
A suspension member (not shown) is attached to the pair of
従って、この実施形態ではサスペンションメンバから入力される側方方向の荷重成分F2を、下方部材11および上方部材10に設けた一対の第1補強リブ13および第2補強リブ14によって広範囲に分散させることができるため、サイドメンバ1のサスペンションメンバ取付け部分の剛性を更に高めることができる。
Therefore, in this embodiment, the lateral load component F2 input from the suspension member is dispersed over a wide range by the pair of first reinforcing
勿論、この実施形態にあっても前面衝突荷重F1が入力された際には、長手方向に軸圧壊されるようになっており、下方部材11では図8に示すようにL5〜L7の間で圧潰されることにより、効率良く衝突エネルギーを吸収することができる。
Of course, even in this embodiment, when the front collision load F1 is input, the longitudinal member is axially crushed, and the
ところで、本発明の車両の中空骨格部材は前記第1〜第3実施形態に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。 By the way, although the hollow skeleton member of the vehicle of the present invention has been described by taking the first to third embodiments as an example, the present invention is not limited to these embodiments, and various other embodiments can be used without departing from the gist of the present invention. Can be adopted.
1 サイドメンバ(中空骨格部材)
2 サスペンションメンバ(他の構成部材)
10 上方部材
10a 上方部材の開放側端部
10b 上方部材の上壁
10c 上方部材の側壁
11 下方部材
11a 下方部材の開放側端部
11b 下方部材の底壁
11c 下方部材の側壁
12 ボス部
13 第1補強リブ
13a〜13d 放射状リブ
14 第2補強リブ
14a〜14b 平行リブ
1 Side member (hollow skeleton member)
2 Suspension member (other components)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
長尺中空体を、下方が開放した断面逆U字状の上方部材と、上方が開放した断面U字状の下方部材と、をそれぞれの開放側両側端部を突き合わせて結合することにより形成し、
下方部材の開断面内の底面に、他の構成部材を取付けるためのボス部を突出形成し、このボス部の外周面と下方部材の底壁および両側壁とに亘って、長尺中空体の長手方向に対して傾斜する第1補強リブを設ける一方、
上方部材の上壁と両側壁とに亘って、前記第1補強リブの形成領域に対応して第2補強リブを設け、
第1補強リブは、ボス部を中心として平面X字状に配置される4枚の放射状リブで形成し、
第2補強リブは、X字状に配置した放射状リブが下方部材の両側壁にそれぞれ結合される4点のうち、その両側壁で対向関係となる2組の2点をそれぞれ結ぶように長手直角方向に平行に配置した平行リブで形成したことを特徴とする車両の中空骨格部材。 In a hollow skeleton member of a vehicle formed in a long hollow body having a rectangular cross section,
A long hollow body is formed by joining an upper member having an inverted U-shaped cross-section with an open lower part and a lower member having a U-shaped cross-section having an open upper part while abutting both open ends. ,
A boss portion for attaching another component member is formed on the bottom surface in the open cross section of the lower member, and the long hollow body extends over the outer peripheral surface of the boss portion and the bottom wall and both side walls of the lower member. While providing the first reinforcing rib inclined with respect to the longitudinal direction,
A second reinforcing rib is provided across the upper wall and both side walls of the upper member, corresponding to the formation region of the first reinforcing rib ,
The first reinforcing rib is formed by four radial ribs arranged in a plane X shape around the boss portion,
The second reinforcing rib is perpendicular to each other so as to connect two sets of two points which are opposed to each other among the four points where the radial ribs arranged in an X shape are coupled to the both side walls of the lower member. A hollow skeleton member for a vehicle, wherein the hollow skeleton member is formed of parallel ribs arranged in parallel to a direction .
長尺中空体を、下方が開放した断面逆U字状の上方部材と、上方が開放した断面U字状の下方部材と、をそれぞれの開放側両側端部を突き合わせて結合することにより形成し、 A long hollow body is formed by joining an upper member having an inverted U-shaped cross-section with an open lower part and a lower member having a U-shaped cross-section having an open upper part while abutting both open ends. ,
下方部材の開断面内の底面に、他の構成部材を取付けるためのボス部を突出形成し、このボス部の外周面と下方部材の底壁および両側壁とに亘って、長尺中空体の長手方向に対して傾斜する第1補強リブを設ける一方、 A boss portion for attaching another component member is formed on the bottom surface in the open cross section of the lower member, and the long hollow body extends across the outer peripheral surface of the boss portion and the bottom wall and both side walls of the lower member. While providing the first reinforcing rib inclined with respect to the longitudinal direction,
上方部材の上壁と両側壁とに亘って、前記第1補強リブの形成領域に対応して第2補強リブを設け、 A second reinforcing rib is provided across the upper wall and both side walls of the upper member, corresponding to the formation region of the first reinforcing rib,
第1補強リブは、ボス部を中心として平面X字状に配置される4枚の放射状リブで形成し、 The first reinforcing rib is formed by four radial ribs arranged in a plane X shape around the boss portion,
第2補強リブは、X字状に配置した放射状リブが下方部材の両側壁にそれぞれ結合される4点のうち、互いに対角関係となる2組の2点をそれぞれ結ぶように平面X字状に配置した交差リブで形成したことを特徴とする車両の中空骨格部材。 The second reinforcing rib is in the form of a plane X so as to connect two sets of two points that are diagonal to each other among the four points where the radial ribs arranged in an X shape are respectively coupled to both side walls of the lower member. A hollow skeleton member for a vehicle, characterized in that the hollow skeleton member is formed by cross ribs disposed on the vehicle.
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