JP5217485B2 - フロントサイドメンバ構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体前部の車幅方向左右に車体前後方向に沿って配設されたフロントサイドメンバの構造に関する。

一般に、乗用車においては、車体前部（エンジンルームの下方）の車幅方向左右に車体前後方向に沿ってフロントサイドメンバがそれぞれ配設されている。これらフロントサイドメンバは、その後端が、エンジンルームと車室とを仕切るダッシュパネル、及び車室内下方のフロアメンバにそれぞれ接続されている。

従来より、押出材のフロントサイドメンバの後端に設けられ、フロントサイドメンバとダッシュパネル及びフロアメンバとを接続する鋳物のフロントサイドメンバ受け部材が知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記フロントサイドメンバ受け部材は、縦断面が三角形を成す複数の閉断面部を有し、例えば、ダッシュパネルの下方には第１の閉断面部と第２の閉断面部が配置され、第１の閉断面部の前方にフロントサイドメンバが位置している。また、フロントサイドメンバの後端下部には第３の閉断面部が配置され、この第３の閉断面部の後方で且つ斜め下方にフロアメンバが位置している。

上記フロントサイドメンバ受け部材において、車両前突時に、衝突による衝撃力がフロントサイドメンバに加わると、先ず、第１の閉断面部が潰れて衝突エネルギーを吸収する。そして、前記衝撃力よりも大きな衝撃力が連続して加わった場合は、さらに第２の閉断面部及び第３の閉断面部が潰れることにより、より大きな衝突エネルギーを吸収することができる。
特開２００１−３０９６１号公報

しかしながら、上記従来の技術では、フロントサイドメンバ受け部材は鋳物で成形され、その鋳型方向が車幅方向であるため、衝突による衝撃力が加わったときに、第１の閉断面部を形成する上部壁や、第２の閉断面部を形成する上部壁が車幅方向に沿って面座屈しやすい。

例えば、図１２に示すように、第１の閉断面部の上部壁が面座屈すると、その面座屈した瞬間、フロントサイドメンバ受け部材での衝撃力に対する耐力が大きく低下する。また、第２の閉断面部の上部壁が面座屈すると、その面座屈した瞬間、フロントサイドメンバ受け部材での衝撃力に対する耐力が更に大きく低下する。そして、衝撃力に対する耐力が大きく低下してしまうと、衝突エネルギーを効率よく吸収することが難しくなるという問題が生じる。

本発明の課題は、衝撃力に対する耐力が瞬時に低下するのを防止することにより、衝突エネルギーを効率よく吸収することが可能なフロントサイドメンバ構造を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、押出材にて成形され車体前部の車幅方向左右に車体前後方向に沿って配設されたフロントサイドメンバと、ダッシュパネル下部に設けられ、鋳物にて成形されて前記フロントサイドメンバの後端部が嵌合される嵌合部を有するフロントサイドメンバ受け部材と、を備えたフロントサイドメンバ構造であって、前記フロントサイドメンバ受け部材は、前部が前記嵌合部に接続され後部が車幅方向外側に向かい前記フロントサイドメンバに対して斜めに配置された斜めリブを有し、かつ前記フロントサイドメンバ受け部材には、前記嵌合部よりも車体後方側の部分において、車幅方向内側に内壁体が、車幅方向外側に外壁体がそれぞれ設けられ、前記内壁体の内面には前記外壁体に向かってメインリブが設けられ、該メインリブは、基部側の強度が強く、先端部側の強度が前記基部側よりも弱く設定され、かつ長さが前記フロントサイドメンバの車幅方向における幅より長く設定されて、前記外壁体の内面との間に隙間を有し、前記メインリブは、車両前突時に衝撃力が加わって前記フロントサイドメンバの後部がぶつかって当該フロントサイドメンバの後端を受け止めたとき、先端部側が車体後部側へ折れ曲がり前記フロントサイドメンバの後部に曲げモーメントを生じさせ、前記フロントサイドメンバの後部側を車幅方向外側へ屈曲させて前記フロントサイドメンバ受け部材にぶつからせる一方、前記フロントサイドメンバ受け部材は、前記フロントサイドメンバの後部側がぶつかることにより、前記衝撃力の一部を前記斜めリブへ分散させることを特徴としている。
また、本発明は、押出材にて成形され車体前部の車幅方向左右に車体前後方向に沿って配設されたフロントサイドメンバと、ダッシュパネル下部に設けられ、鋳物にて成形されて前記フロントサイドメンバの後端部が嵌合される嵌合部を有するフロントサイドメンバ受け部材と、を備えたフロントサイドメンバ構造であって、前記フロントサイドメンバ受け部材は、前部が前記嵌合部に接続され後部が車幅方向外側に向かい前記フロントサイドメンバに対して斜めに配置された斜めリブを有し、かつ前記フロントサイドメンバ受け部材には、前記嵌合部よりも車体後方側の部分において、車幅方向内側に内壁体が、車幅方向外側に外壁体がそれぞれ設けられ、前記内壁体の内面には前記外壁体に向かってメインリブが設けられ、該メインリブは、先端部側が車体後方寄りに向けられて斜めに配置され、かつ長さが前記フロントサイドメンバの車幅方向における幅より長く設定されて、前記外壁体の内面との間に隙間を有し、前記メインリブは、車両前突時に衝撃力が加わって前記フロントサイドメンバの後部がぶつかったとき、前記フロントサイドメンバの後端を受け止めて当該フロントサイドメンバの後部に曲げモーメントを生じさせ、前記フロントサイドメンバの後部側を車幅方向外側へ屈曲させて前記フロントサイドメンバ受け部材にぶつからせる一方、前記フロントサイドメンバ受け部材は、前記フロントサイドメンバの後部側がぶつかることにより、前記衝撃力の一部を前記斜めリブへ分散させることを特徴としている。
さらに、本発明は、押出材にて成形され車体前部の車幅方向左右に車体前後方向に沿って配設されたフロントサイドメンバと、ダッシュパネル下部に設けられ、鋳物にて成形されて前記フロントサイドメンバの後端部が嵌合される嵌合部を有するフロントサイドメンバ受け部材と、を備えたフロントサイドメンバ構造であって、前記フロントサイドメンバ受け部材は、前部が前記嵌合部に接続され後部が車幅方向外側に向かい前記フロントサイドメンバに対して斜めに配置された斜めリブを有し、かつ前記フロントサイドメンバ受け部材には、前記嵌合部よりも車体後方側の部分において、車幅方向内側に内壁体が、車幅方向外側に外壁体がそれぞれ設けられ、前記内壁体の内面には第１の凸部が、前記外壁体の内面には前記第１の凸部よりも車体後方側に第２の凸部がそれぞれ設けられ、車両前突時に、前記第１の凸部は前記フロントサイドメンバの後端のうち車幅方向内側端部を、前記第２の凸部は前記フロントサイドメンバの後端のうち車幅方向外側端部をそれぞれ受け止めて当該フロントサイドメンバの後部に曲げモーメントを生じさせ、前記フロントサイドメンバの後部側を車幅方向外側へ屈曲させて前記フロントサイドメンバ受け部材にぶつからせる一方、前記フロントサイドメンバ受け部材は、前記フロントサイドメンバの後部側がぶつかることにより、前記衝撃力の一部を前記斜めリブへ分散させることを特徴としている。

本発明によれば、車両前突時に、前方よりフロントサイドメンバに衝撃力が加わると、フロントサイドメンバの後部にはメインリブ又は第１の凸部及び第２の凸部によって曲げモーメントが生じ、フロントサイドメンバの後部は車幅方向外側へ屈曲する。この屈曲によって、フロントサイドメンバはフロトンサイドメンバ受け部材の嵌合部にぶつかって、衝撃力の一部を斜めリブへ分散させる。その結果、衝撃力に対するフロントサイドメンバ受け部材の耐力が瞬時に低下するのを防止することができ、衝突エネルギーを効率よく吸収することが可能となる。

以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。

図１は本発明に係るフロントサイドメンバ構造を示しており、（ａ）はフロントサイドメンバ等が変形する直前の様子を示す図、（ｂ）はフロントサイドメンバ等が変形したときの様子を示す図である。なお、図１は、車体左側のフロントサイドメンバ構造の水平断面を示しており、上側が車幅方向内側で、下側が車幅方向外側である。

乗用車においては、車体前部のエンジンルーム下方にフロントサイドメンバ１１が設けられている。フロントサイドメンバ１１は押出材で形成され、車幅方向左右に車体前後方向に沿って配置されている。これらフロントサイドメンバ１１の後端部には、鋳物からなるフロントサイドメンバ受け部材１２が設けられている。そして、フロントサイドメンバ受け部材１２は、エンジンルームと車室とを仕切るダッシュパネル１３の下部に取り付けられている。

フロントサイドメンバ受け部材１２は嵌合部１４を有し、この嵌合部１４にフロントサイドメンバ１１の後端部が嵌合されている。本実施例では、フロントサイドメンバ１１は、車幅方向に沿った垂直面で切ったとき、外形が矩形を成しており（図１０参照）、嵌合部１４はフロントサイドメンバ１１の外形に合致した形状に形成されている。

フロントサイドメンバ受け部材１２には、前部が嵌合部１４に接続され後部が車幅方向外側に向かいフロントサイドメンバ１１に対して斜めに配置された斜めリブ１５が設けられている。この斜めリブ１５の後部先端は、フロントサイドメンバ受け部材１２よりも車幅方向外側に配置された車体骨格１６に接続されている。

また、フロントサイドメンバ受け部材１２には、嵌合部１４よりも車体後方側の部分において、車幅方向内側に内壁体１７が、車幅方向外側に外壁体１８がそれぞれ設けられている。さらに、内壁体１７の内面には外壁体１８に向かってメインリブ２０が設けられている。メインリブ２０は、その長さＬ１がフロントサイドメンバ１１の車幅方向における幅Ｌ２よりも長く、且つ外壁体１８の内面との間に隙間Ｓを有する。そして、メインリブ２０は、車両前突時にフロントサイドメンバ１１の後端を受け止めることができる。

内壁体１７には、その車体後部側端部に外壁体１８に向かってリブ２１が設けられ、このリブ２１がダッシュパネル１３に接合されている。また、外壁体１８の車体後部側端部は車幅方向外側に折り曲げられ、この折り曲げ部２２がダッシュパネル１３に接合されている。

メインリブ２０は、基部２０Ａ側の強度が強く、先端部２０Ｂ側の強度が基部２０Ａ側よりも弱く設定されている。すなわち、基部２０Ａ側の板厚は厚く、先端部２０Ｂ側の板厚は薄くなっている。

次に、本実施例のフロントサイドメンバ構造における作用について説明する。

車両前突時に、図１（ａ）に示すように、前方よりフロントサイドメンバ１１に衝撃力Ｆ１が加わると、フロントサイドメンバ１１の後部はメインリブ２０にぶつかってメインリブ２０を押圧する。このとき、メインリブ２０は、その長さＬ１がフロントサイドメンバ１１の車幅方向における幅Ｌ２よりも長く設定されているので、フロントサイドメンバ１１の後部全体を受け止めることができる。

また、メインリブ２０は、基部２０Ａ側の強度が強く、先端部２０Ｂ側の強度が基部２０Ａ側よりも弱く設定され、且つ先端部２０Ｂと外壁体１８の内面との間に隙間Ｓを有するので、フロントサイドメンバ１１の後部全体を受け止めたとき、図１（ｂ）に示すように、先端部２０Ｂが車両後部側へ折れ曲がる。このようにメインリブ２０が折れ曲がることにより、フロントサイドメンバ１１の後部に、図１（ｂ）において反時計回りの曲げモーメントＭ１を生じさせ、フロントサイドメンバ１１の後部は車幅方向外側へ屈曲する。

フロントサイドメンバ１１の後部が車幅方向外側へ屈曲すると、フロントサイドメンバ１１の後部はフロトンサイドメンバ受け部材１２の嵌合部１４にぶつかって、斜めリブ１５を矢印Ａ方向に押圧する。これにより、衝撃力Ｆ１の一部を斜めリブ１５へ分散させることができる。

上記のように衝撃力Ｆ１の一部を斜めリブ１５へ分散させることにより、図２に示すように、衝撃力Ｆ１に対するフロントサイドメンバ受け部材１２の耐力が瞬時に低下するのを防止することができる。なお、図２において、ｔ１はメインリブ２０が折れ曲がった時点を示しており、図２から、時点ｔ１以降（矢印Ｂ）では斜めリブ１５に衝撃力Ｆ１の一部が伝達され、耐力が瞬時ではなく、徐々に低下していることが分かる。

本実施例によれば、衝撃力Ｆ１に対するフロントサイドメンバ受け部材１２の耐力が瞬時に低下するのを防止することができるので、衝突エネルギーを効率よく吸収することが可能となる。

図３は実施例２によるフロントサイドメンバ構造を示しており、（ａ）はフロントサイドメンバ等が変形する直前の様子を示す図、（ｂ）はフロントサイドメンバ等が変形したときの様子を示す図である。図３も、図１の場合と同様、車体左側のフロントサイドメンバ構造の水平断面を示しており、上側が車幅方向内側で、下側が車幅方向外側である。なお、図３（ａ）は図６のＳＡ−ＳＡ線に沿った断面を示している。

本実施例では、メインリブ２０よりも後方側（リブ２１よりも前方側）にサブリブ２３が設けられている。このサブリブ２３は内壁体１７の内面に設けられ、先端部が外壁体１８に向けられている。また、サブリブ２３は、図６に示すように、メインリブ２０とリブ２１との間にトラス状に配置されている。他の構成は実施例１の場合と同様である。

上記構成において、車両前突時に、図３（ａ）に示すように、前方よりフロントサイドメンバ１１に衝撃力Ｆ１が加わると、メインリブ２０は、フロントサイドメンバ１１の後部全体を受け止めると同時に、図３（ｂ）に示すように、自ら折れ曲がってフロントサイドメンバ１１の後部に曲げモーメントＭ１を生じさせ、フロントサイドメンバ１１の後部を車幅方向外側へ屈曲させる。そして、フロントサイドメンバ１１の屈曲により、斜めリブ１５を矢印Ａ方向に押圧し、衝撃力Ｆ１の一部を斜めリブ１５へ分散させる。

本実施例によれば、サブリブ２３が設けられているので、車両前突時にフロントサイドメンバ受け部材１２が大きく変形するのを抑制することができる。

図４は実施例３によるフロントサイドメンバ構造を示している。図４も、図１の場合と同様、車体左側のフロントサイドメンバ構造の水平断面を示しており、上側が車幅方向内側で、下側が車幅方向外側である。

本実施例では、メインリブ２４は、その先端部２４Ｂ側が車体後方寄りに向けられ、斜めに設けられている。なお、メインリブ２４は、基部２４Ａ側及び先端２４Ｂ側の板厚が同一に形成されている。他の構成は実施例１の場合と同様である。

上記構成において、フロントサイドメンバ１１の後端部全体がメインリブ２４に当たるには、フロントサイドメンバ１１の後部は車幅方向内側に向かなければならず、これによって、フロントサイドメンバ１１の後部に曲げモーメントを生じさせることができる。

本実施例によれば、実施例１のようにリブ２０の強度を基部２０Ａ側と先端２０Ｂ側とを異ならせる必要がなく、メインリブ２４の加工が容易となる。

図５は実施例４によるフロントサイドメンバ構造を示している。図５も、図１の場合と同様、車体左側のフロントサイドメンバ構造の水平断面を示しており、上側が車幅方向内側で、下側が車幅方向外側である。

本実施例では、内壁体１７の内面には第１の凸部２５が、外壁体１８の内面には第１の凸部２５よりも後方側に第２の凸部２６がそれぞれ設けられている。他の構成は実施例１の場合と同様である。

上記構成において、車両前突時に、フロントサイドメンバ１１が車体後方側へ移動すると、フロントサイドメンバ１１の後端のうち車幅方向内側端部は第１の凸部２５によって受け止められ、フロントサイドメンバ１１が更に車体後方側へ移動すると、フロントサイドメンバ１１の後端のうち車幅方向外側端部は第２の凸部２６によって受け止められる。これにより、フロントサイドメンバ１１の後部に曲げモーメントを生じさせることができる。

本実施例によれば、内壁体１７の内面に第１の凸部２５を、外壁体１８の内面に第２の凸部２６を形成するだけでよいから、フロントサイドメンバ受け部材１２全体の加工が容易となる。

図６〜図１１は実施例５によるフロントサイドメンバ構造を示している。図６はフロントサイドメンバ１１の後端部にフロントサイトメンバ受け部材１２を組み付けたときの側面図であり、図７はフロントサイトメンバ受け部材１２の車幅方向外側に設けられるカバー部材２７の斜視図である。また、図８はフロントサイトメンバ受け部材１２の斜視図であり、図９は図８のフロントサイトメンバ受け部材１２を矢印Ｃ方向から見た側面図である。さらに、図１０はフロントサイドメンバ１１の斜視図であり、図１１はフロントサイドメンバ１１の後端部にフロントサイトメンバ受け部材１２及びカバー部材２７を組み付けたときの斜視図である。なお、図７、図８、図１０及び図１１において、ＦＲは車体前部側を、ＯＴＲは車幅方向外側を、ＵＰＲは車体上部側をそれぞれ示している。

本実施例では、図６、図８及び図９に示すように、メインリブ２０とリブ２１との間に、サブリブ２３とは別に、複数（本実施例では５つ）のサブリブ２８が設けられている。

本実施例によれば、車両前突時にフロントサイドメンバ１１に衝撃力Ｆ１が加わったとき、メインリブ２０、リブ２１、及びサブリブ２３，２８等を介して、フロントサイドメンバ受け部材１２とフロアメンバ２９との接合部付近に、図６において時計回りの曲げモーメントＭ２を生じさせることができる。その結果、衝突エネルギーを効率よく吸収することが可能となる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、上記各実施例は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記各実施例の構成にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれることは勿論である。

実施例１によるフロントサイドメンバ構造を示しており、（ａ）はフロントサイドメンバ等が変形する直前の様子を示す図、（ｂ）はフロントサイドメンバ等が変形したときの様子を示す図である。 車両前突時の衝撃力に対するフロントサイドメンバ受け部材の耐力の挙動を示す図である。 実施例２によるフロントサイドメンバ構造を示しており、（ａ）はフロントサイドメンバ等が変形する直前の様子を示す図、（ｂ）はフロントサイドメンバ等が変形したときの様子を示す図である。 実施例３によるフロントサイドメンバ構造を示す図である。 実施例４によるフロントサイドメンバ構造を示す図である。 実施例５によるフロントサイドメンバ構造の側面図である。 フロントサイトメンバ受け部材の車幅方向外側に設けられるカバー部材の斜視図である。 フロントサイトメンバ受け部材の斜視図である。 図８のフロントサイトメンバ受け部材を矢印Ｃ方向から見た側面図である。 フロントサイドメンバの斜視図である。 フロントサイドメンバの後端部にフロントサイトメンバ受け部材及びカバー部材を組み付けたときの斜視図である。 従来技術におけるフロントサイドメンバ受け部材の耐力の挙動を示す図である。

符号の説明

１１ フロントサイドメンバ
１２ フロントサイドメンバ受け部材
１３ ダッシュパネル
１４ 嵌合部
１５ 斜めリブ
１７ 内壁体
１８ 外壁体
２０ メインリブ
２３ サブリブ
２４ メインリブ
２５ 第１の凸部
２６ 第２の凸部

Claims (4)

1. 押出材にて成形され車体前部の車幅方向左右に車体前後方向に沿って配設されたフロントサイドメンバと、
   ダッシュパネル下部に設けられ、鋳物にて成形されて前記フロントサイドメンバの後端部が嵌合される嵌合部を有するフロントサイドメンバ受け部材と、を備えたフロントサイドメンバ構造であって、
   前記フロントサイドメンバ受け部材は、前部が前記嵌合部に接続され後部が車幅方向外側に向かい前記フロントサイドメンバに対して斜めに配置された斜めリブを有し、
   かつ前記フロントサイドメンバ受け部材には、前記嵌合部よりも車体後方側の部分において、車幅方向内側に内壁体が、車幅方向外側に外壁体がそれぞれ設けられ、
   前記内壁体の内面には前記外壁体に向かってメインリブが設けられ、該メインリブは、基部側の強度が強く、先端部側の強度が前記基部側よりも弱く設定され、かつ長さが前記フロントサイドメンバの車幅方向における幅より長く設定されて、前記外壁体の内面との間に隙間を有し、
   前記メインリブは、車両前突時に衝撃力が加わって前記フロントサイドメンバの後部がぶつかって当該フロントサイドメンバの後端を受け止めたとき、先端部側が車体後部側へ折れ曲がり前記フロントサイドメンバの後部に曲げモーメントを生じさせ、前記フロントサイドメンバの後部側を車幅方向外側へ屈曲させて前記フロントサイドメンバ受け部材にぶつからせる一方、
   前記フロントサイドメンバ受け部材は、前記フロントサイドメンバの後部側がぶつかることにより、前記衝撃力の一部を前記斜めリブへ分散させることを特徴とするフロントサイドメンバ構造。
2. 押出材にて成形され車体前部の車幅方向左右に車体前後方向に沿って配設されたフロントサイドメンバと、
   ダッシュパネル下部に設けられ、鋳物にて成形されて前記フロントサイドメンバの後端部が嵌合される嵌合部を有するフロントサイドメンバ受け部材と、を備えたフロントサイドメンバ構造であって、
   前記フロントサイドメンバ受け部材は、前部が前記嵌合部に接続され後部が車幅方向外側に向かい前記フロントサイドメンバに対して斜めに配置された斜めリブを有し、
   かつ前記フロントサイドメンバ受け部材には、前記嵌合部よりも車体後方側の部分において、車幅方向内側に内壁体が、車幅方向外側に外壁体がそれぞれ設けられ、
   前記内壁体の内面には前記外壁体に向かってメインリブが設けられ、該メインリブは、先端部側が車体後方寄りに向けられて斜めに配置され、かつ長さが前記フロントサイドメンバの車幅方向における幅より長く設定されて、前記外壁体の内面との間に隙間を有し、
   前記メインリブは、車両前突時に衝撃力が加わって前記フロントサイドメンバの後部がぶつかったとき、前記フロントサイドメンバの後端を受け止めて当該フロントサイドメンバの後部に曲げモーメントを生じさせ、前記フロントサイドメンバの後部側を車幅方向外側へ屈曲させて前記フロントサイドメンバ受け部材にぶつからせる一方、
   前記フロントサイドメンバ受け部材は、前記フロントサイドメンバの後部側がぶつかることにより、前記衝撃力の一部を前記斜めリブへ分散させることを特徴とするフロントサイドメンバ構造。
3. 前記フロントサイドメンバ受け部材には、前記メインリブよりも後方側に、車両前突時に当該フロントサイドメンバ受け部材の変形を抑制するサブリブが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフロントサイドメンバ構造。
4. 押出材にて成形され車体前部の車幅方向左右に車体前後方向に沿って配設されたフロントサイドメンバと、
   ダッシュパネル下部に設けられ、鋳物にて成形されて前記フロントサイドメンバの後端部が嵌合される嵌合部を有するフロントサイドメンバ受け部材と、を備えたフロントサイドメンバ構造であって、
   前記フロントサイドメンバ受け部材は、前部が前記嵌合部に接続され後部が車幅方向外側に向かい前記フロントサイドメンバに対して斜めに配置された斜めリブを有し、
   かつ前記フロントサイドメンバ受け部材には、前記嵌合部よりも車体後方側の部分において、車幅方向内側に内壁体が、車幅方向外側に外壁体がそれぞれ設けられ、
   前記内壁体の内面には第１の凸部が、前記外壁体の内面には前記第１の凸部よりも車体後方側に第２の凸部がそれぞれ設けられ、
   車両前突時に、前記第１の凸部は前記フロントサイドメンバの後端のうち車幅方向内側端部を、前記第２の凸部は前記フロントサイドメンバの後端のうち車幅方向外側端部をそれぞれ受け止めて当該フロントサイドメンバの後部に曲げモーメントを生じさせ、前記フロントサイドメンバの後部側を車幅方向外側へ屈曲させて前記フロントサイドメンバ受け部材にぶつからせる一方、
   前記フロントサイドメンバ受け部材は、前記フロントサイドメンバの後部側がぶつかることにより、前記衝撃力の一部を前記斜めリブへ分散させることを特徴とするフロントサイドメンバ構造。

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