JP6101665B2 - 車両用グリルシャッタ - Google Patents

Description

本発明は、車両用グリルシャッタ及び車両用フラップ部材に関するものである。

近年、車両の燃費性能等を向上させるため、グリル開口部に対して車両用グリルシャッタが設けられる場合がある。この車両用グリルシャッタは、例えば特許文献１に示すように、アクチュエータと、複数のフラップ部材と、フラップ部材同士を接続するリンク部材とを備えており、アクチュエータによっていずれかのフラップ部材を回動させることによって、全てのフラップ部材を連動させている。

特開２０１３−１９９１７８号公報

ところで、車両用グリルシャッタを組み立てるときには、フラップ部材をアクチュエータに対して取り付ける作業を行う。このとき、作業者がアクチュエータに対するフラップ部材の取付姿勢を誤ると、組立て後の車両用グリルシャッタにおいて、フラップ部材の姿勢が本来あるべき姿勢に対して常にずれた状態となる。このため、例えば、制御上、フラップ部材を完全に閉鎖した場合であっても、フラップ部材が完全に閉姿勢とならず、十分な燃費性能の向上を図ることができない事態が生じ得る。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、車両用グリルシャッタ及び車両用フラップ部材において、アクチュエータに対するフラップ部材の誤組み付けの防止を図ることを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

第１の発明は、アクチュエータと、当該アクチュエータによって閉姿勢と開姿勢との間で回動されるフラップ部材とを備える車両用グリルシャッタであって、上記アクチュエータに対しての正規姿勢でのみ上記フラップ部材を上記アクチュエータに対して取り付け可能とする取付位置規定機構を備えるという構成を採用する。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記取付位置規定機構が、上記アクチュエータ及び上記フラップ部材の一方に設けられ、取付方向から見た形状が回転非対称の軸部と、上記アクチュエータ及び上記フラップ部材の他方に設けられ、上記軸部が嵌合される嵌合穴とを有するという構成を採用する。

第３の発明は、上記第２の発明において、上記軸部が、周方向に等間隔で配列された複数の歯と、複数の当該歯のうち少なくとも１つを切欠くことにより形成された切欠部とを有するという構成を採用する。

第４の発明は、上記第３の発明において、上記フラップ部材が、フラップ本体と、上記軸部と、上記フラップ本体と上記軸部との間に介挿されると共に上記軸部よりも小径の破断部と、上記破断部の周面に対して当該破断部に沿って設けられる補強リブとを備え、上記補強リブが、上記取付方向から見て、上記軸部の上記切欠部に重ねて配置されているという構成を採用する。

第５の発明は、上記第３または第４の発明において、上記切欠部が、上記フラップ部材が閉姿勢とされたときに、上記軸部の中心から水平方向に離間した位置となるように配置されているという構成を採用する。

第６の発明は、アクチュエータにより閉姿勢と開姿勢との間で回動される車両用フラップ部材であって、上記アクチュエータとの接続部として、取付方向から見た形状が回転非対称の軸部あるいは嵌合穴を有するという構成を採用する。

本発明によれば、取付位置規定機構によって、アクチュエータに対しての正規姿勢でのみフラップ部材がアクチュエータに対して取り付け可能とされる。このため、作業者がアクチュエータに対するフラップ部材の取付姿勢を誤ることを防止することができ、車両用グリルシャッタ及び車両用フラップ部材において、アクチュエータに対するフラップ部材の誤組み付けを防止することができる。

本発明の第１実施形態における車両用グリルシャッタの分解斜視図を含む車両前部の斜視図である。 本発明の第１実施形態における車両用グリルシャッタが備える駆動フラップ部材とアクチュエータとをエンジンルーム側から見た斜視図であり、（ａ）が分解された状態を示す斜視図であり、（ｂ）が接続された状態を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態における車両用グリルシャッタが備える駆動フラップ部材をアクチュエータ側から見た斜視図である。 図３のＡ方向から見た矢視図である。 本発明の第１実施形態における車両用グリルシャッタが備える軸部の成型方法について説明するための模式図である。 本発明の第１実施形態における車両用グリルシャッタが備えるアクチュエータの要部拡大図である。 本発明の第２実施形態における車両用グリルシャッタが備える駆動フラップ部材を軸部の取付方向から見た側面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る車両用グリルシャッタ及び車両用フラップ部材の一実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態における車両用グリルシャッタ１の分解斜視図を含む車両前部の斜視図である。この図に示すように、車両１００は、前面側に車幅方向に沿ってフロントバンパ１０１が設けられている。また、フロントバンパ１０１の下部側には、エンジンルームに連通するグリル開口１０２が形成されている。本実施形態の車両用グリルシャッタ１は、図１に示すようにグリル開口１０２内に配置されるように、車体に対して固定されている。

本実施形態の車両用グリルシャッタ１は、図１に示すように、フレーム２と、フラップ部材３と、アクチュエータ４と、リンク部材５とを備えている。フレーム２は、車両１００の正面から見て略矩形状とされた外縁部２ａと、外縁部２ａの中央に鉛直方向に延在して取り付けられる支柱２ｂとを有している。このようなフレーム２では、略矩形状とされた外縁部２ａによって囲まれた領域が支柱２ｂによって水平方向に分割されている。このフレーム２は、例えばポリプロピレン樹脂とグラスファイバとを含む複合材料によって形成されている。

フレーム２の外縁部２ａに囲まれた領域には、支柱２ｂで分割された各領域に３つずつのフラップ部材３が配置される。このようなフラップ部材３を回動可能に支持するため、フレーム２は、支柱２ｂの側方に設けられる複数の軸孔２ｃと、外縁部２ａに設けられる軸孔２ｄとを備えている。これらの軸孔２ｃと軸孔２ｄとは、１つのフラップ部材３に対して１つずつ設けられており、同じフラップ部材３を支持する軸孔２ｃと軸孔２ｄとが、水平方向に対向するように設けられている。

フラップ部材３は、支柱２ｂの左右両側に対して各々鉛直方向に３つずつ配列されており、本実施形態においては合計６つ設けられている。これらのフラップ部材３のうち１つがアクチュエータ４に直接接続される駆動フラップ部材３１であり、残りの５つがリンク部材５によって駆動フラップ部材３１と接続される従動フラップ部材３２である。これらのフラップ部材３は、水平方向における一方側の端部が支柱２ｂに設けられた軸孔２ｃによって回転可能に支持され、他方側の端部が外縁部２ａに設けられた軸孔２ｄによって回動可能に支持されている。また、これらのフラップ部材３は、略同一形状とされており、車両１００の正面側から見て、可動範囲において投影面積が最大となる閉姿勢と、投影面積が最小となる開姿勢との間において回動される。なお、これらのフラップ部材３は、車両１００の正面側から見て、閉姿勢の場合に上下方向において一部が重なるように設けられており、閉姿勢によってフレーム２の外縁部２ａの外気の通過を防止する。このようなフラップ部材３は、フレーム２と同様に、例えばポリプロピレン樹脂とグラスファイバとを含む複合材料によって形成されている。

駆動フラップ部材３１は、支柱２ｂの片側に鉛直方向に配列される３つのフラップ部材３のうち中央に配置されており、アクチュエータ４からの動力が伝達されることによって左右両端が軸支された状態で回動される。アクチュエータ４は、サーボモータやソレノイド等を駆動源として備えており、エンジンコントロールユニットの制御の下、フラップ部材３を回動させるための動力を生成する。なお、これらの駆動フラップ部材３１とアクチュエータ４との取付構造については、後に詳説する。リンク部材５は、駆動フラップ部材３１と従動フラップ部材３２とを接続しており、アクチュエータ４から駆動フラップ部材３１に伝達された動力を従動フラップ部材３２に伝達することにより、従動フラップ部材３２を駆動フラップ部材３１に対して同期して回動させる。

このような本実施形態の車両用グリルシャッタ１では、アクチュエータ４によってフラップ部材３を閉姿勢とすることにより、グリル開口１０２に外気が流れ込むことを防止する。また、アクチュエータ４によってフラップ部材３を開姿勢とすることにより、グリル開口１０２に外気を取り込むことができる。なお、フラップ部材３の姿勢は閉姿勢と開姿勢との間において任意に設定することもでき、このような場合には、フラップ部材３の姿勢（すなわち開度）に応じた流量の外気をグリル開口１０２に取り込むことが可能となる。

続いて、駆動フラップ部材３１とアクチュエータ４との取付構造について説明する。図２は、駆動フラップ部材３１とアクチュエータ４とをエンジンルーム側から見た斜視図であり、（ａ）が分解された状態を示す斜視図であり、（ｂ）が接続された状態を示す斜視図である。また、図３は、駆動フラップ部材３１をアクチュエータ４側から見た斜視図である。

図３に示すように、駆動フラップ部材３１は、フラップ本体３１ａと、第１フランジ３１ｂと、第２フランジ３１ｃと、破断部３１ｄ（図４参照）と、補強リブ３１ｅと、軸部３１ｆと、支軸３１ｇ（図２参照）と、リンク取付板３１ｈとを備えている。

フラップ本体３１ａは、部分的に屈曲された板部材であり、外気を遮蔽する遮蔽板として機能する部位である。第１フランジ３１ｂは、フラップ本体３１ａのアクチュエータ４側の側端に設けられており、軸部３１ｆと同心状に配置される円板状の部位である。この第１フランジ３１ｂは、第２フランジ３１ｃとの間で破断部３１ｄ及び補強リブ３１ｅを支持する。第２フランジ３１ｃは、第１フランジ３１ｂよりもアクチュエータ４側に配置されており、第１フランジ３１ｂとの間で破断部３１ｄ及び補強リブ３１ｅを支持すると共に、アクチュエータ４側の面において軸部３１ｆを支持する。

図４は、図３のＡ方向から見た矢視図である。なお、図４においては、軸部３１ｆと補強リブ３１ｅとの関係を視認しやすくするために、第１フランジ３１ｂ及び第２フランジ３１ｃを省略して図示している。この図に示すように、破断部３１ｄは、軸部３１ｆよりも小径とされた部位である。この破断部３１ｄは、第１フランジ３１ｂと第２フランジ３１ｃとの間に設けられることで、フラップ本体３１ａと軸部３１ｆとの間に介挿されている。このような破断部３１ｄは、フラップ本体３１ａに異物が引っ掛る等によって駆動フラップ部材３１が回動できないような異常事態において、アクチュエータ４が駆動フラップ部材３１を回動させようとしたときに、破断されるように強度設定されている。このような破断部３１ｄによって、アクチュエータ４に過大な負荷が作用する前に、アクチュエータ４からのトルクの伝達を停止することができ、アクチュエータ４を保護することができる。補強リブ３１ｅは、図４に示すように、破断部３１ｄを囲うように複数設けられており、破断部３１ｄの周面に対して破断部３１ｄに沿って設けられる。これらの補強リブ３１ｅは、破断部３１ｄに対して曲げ方向に作用する荷重を受けるものであり、例えば、駆動フラップ部材３１をアクチュエータ４に取り付けるときに、容易に破断部３１ｄが折れてしまうことを防止する。

軸部３１ｆは、第２フランジ３１ｃからアクチュエータ４側に突出して設けられている。この軸部３１ｆは、アクチュエータ４に対する取付方向（すなわちアクチュエータ４側）から見て、周方向に複数の歯１０及び切欠部１１を有する形状を有している。より詳細に説明すると、軸部３１ｆは、アクチュエータ４に対する取付方向から見た形状が、２つの同形状の正方形を４５°位相をずらして重ね合わせたときに各々の正方形の頂部が歯１０となり、さらにその頂部の１つが切りかかれることによって切欠部１１となった形状を有している。このような軸部３１ｆは、周方向に等間隔で配列された複数の歯１０と、複数の歯１０のうち１つを切欠くことにより形成された切欠部１１とを有している。

各々の歯１０は、アクチュエータ４に対する取付方向から見た形状が、２つの辺を直角に接続することによって形成される直角二等辺三角形形状とされている。これらの歯１０は、アクチュエータ４の後述する嵌合穴４ｃに設けられた歯２０と噛合し、アクチュエータ４で生成された回転動力を駆動フラップ部材３１に伝達する。

切欠部１１は、軸部３１ｆのアクチュエータ４に対する取付方向から見た形状を回転非対称するためのものである。この切欠部１１は、軸部３１ｆがアクチュエータ４の後述する嵌合穴４ｃに正規の姿勢で嵌合されたときに、嵌合穴４ｃに設けられた埋設部２１に重なる位置に配置されている。

このような切欠部１１は、本実施形態においては、図３に示すように、駆動フラップ部材３１を閉姿勢とした場合に、真下となる位置に設けられている。この切欠部１１が設けられる位置は、図４に示すように、軸部３１ｆのアクチュエータ４に対する取付方向から見て、補強リブ３１ｅの１つと重なる位置とされている。すなわち、補強リブ３１ｅの１つは、軸部３１ｆのアクチュエータ４に対する取付方向から見て、切欠部１１と重ねて配置されている。

なお、このような形状の軸部３１ｆは、例えば図５に示すようにスライド金型を必要としない２つの金型２００によって成型することができる。このため、軸部３１ｆは、射出成型によって容易に形成することが可能である。

支軸３１ｇ及びリンク取付板３１ｈは、フラップ本体３１ａの軸部３１ｆと反対側の端部に設けられている。支軸３１ｇは、フラップ本体３１ａから側方に向けて突出するピン状の部位であり、支柱２ｂの軸孔２ｃに対して差し込まれる。リンク取付板３１ｈは、フラップ本体３１ａからエンジンルーム側に突出する板部材であり、リンク部材５を取り付けるための取付孔３１ｈ１が設けられている。

図６は、アクチュエータ４の要部拡大図である。アクチュエータ４は、軸受４ａ（図２参照）と、取付部４ｂとを有している。軸受４ａは、取付部４ｂを回動可能に支持する。取付部４ｂは、駆動フラップ部材３１の軸部３１ｆが嵌合される嵌合穴４ｃを有している。この嵌合穴４ｃは、取付方向（駆動フラップ部材３１側）から見て、周方向に複数の歯２０及び埋設部２１を有する形状を有している。より詳細に説明すると、嵌合穴４ｃは、アクチュエータ４に対する取付方向から見た形状が、軸部３１ｆと同様に２つの同形状の正方形を４５°位相をずらして重ね合わせたときに各々の正方形の頂部が歯溝となり、さらにその頂部の１つが埋設されることによって埋設部２１となった形状を有している。このような嵌合穴４ｃは、周方向に等間隔で配列された複数の歯２０と、歯溝のうち１つを埋設することにより形成された埋設部２１とを有している。このような嵌合穴４ｃは、軸部３１ｆが挿入可能なよう、軸部３１ｆの挿入方向から見たときの内壁面によって形作られる形状が軸部３１ｆの挿入方向から見た外形形状よりも僅かに大きな相似形とされている。

各々の歯２０は、駆動フラップ部材３１の取付方向から見た形状が、２つの辺を直角に接続することによって形成される直角二等辺三角形形状とされている。これらの歯２０は、軸部３１ｆの歯１０と噛合し、アクチュエータ４で生成された回転動力を駆動フラップ部材３１に伝達する。埋設部２１は、軸部３１ｆの切欠部１１と対向される部位である。このような埋設部２１は、駆動フラップ部材３１を嵌合穴４ｃに取り付けるときに、駆動フラップ部材３１の姿勢が正規姿勢でないとき（すなわち切欠部１１が真下にない姿勢のとき）に、軸部３１ｆの歯１０と干渉することで軸部３１ｆの嵌合穴４ｃへの進入を阻止する。本実施形態では、埋設部２１は、取付部４ｂの姿勢が、駆動フラップ部材３１を閉姿勢とするときに真下となる位置に設けられている。

また、本実施形態の車両用グリルシャッタ１では、上述の駆動フラップ部材３１の軸部３１ｆと、アクチュエータ４の嵌合穴４ｃとが、取付位置規定機構３０を構成している。このような取付位置規定機構３０は、駆動フラップ部材３１を嵌合穴４ｃに取り付けるときに、駆動フラップ部材３１の姿勢が正規姿勢である場合にのみ、駆動フラップ部材３１をアクチュエータ４に対して取り付け可能とする。

このような本実施形態の車両用グリルシャッタ１の組立て時において、駆動フラップ部材３１をアクチュエータ４に対して取り付ける場合には、まずアクチュエータ４の取付部４ｂの姿勢を合わせる。ここでは、埋設部２１が真下を向くように取付部４ｂの姿勢を合わせる。これによって、このようなアクチュエータ４に対する駆動フラップ部材３１の正規姿勢は、切欠部１１が真下に配置される姿勢すなわち閉姿勢となる。

続いて、駆動フラップ部材３１の軸部３１ｆをアクチュエータ４の取付部４ｂの嵌合穴４ｃに挿入する。このとき、埋設部２１が真下となるように取付部４ｂが姿勢設定されているため、駆動フラップ部材３１を閉姿勢としていなければ、駆動フラップ部材３１をアクチュエータ４に対して取り付けることができない。そこで、作業者は軸部３１ｆの切欠部１１を目印とし、この切欠部１１が真下になるようにして軸部３１ｆを嵌合穴４ｃに挿入する。このように、本実施形態の車両用グリルシャッタ１によれば、駆動フラップ部材３１の軸部３１ｆとアクチュエータ４の嵌合穴４ｃとからなる取付位置規定機構３０によって、アクチュエータ４に対しての正規姿勢でのみ駆動フラップ部材３１がアクチュエータ４に対して取り付け可能とされる。このため、作業者がアクチュエータ４に対する駆動フラップ部材３１の取付姿勢を誤ることを防止することができ、アクチュエータ４に対する駆動フラップ部材３１の誤組み付けを防止することができる。

また、本実施形態の車両用グリルシャッタ１においては、取付位置規定機構３０が、駆動フラップ部材３１に設けられ、取付方向から見た形状が回転非対称の軸部３１ｆと、アクチュエータ４に設けられ、軸部３１ｆが嵌合される嵌合穴４ｃとからなる。このような本実施形態の車両用グリルシャッタ１によれば、簡易な構造によってアクチュエータ４に対する駆動フラップ部材３１の誤組み付けを防止することができる。

また、本実施形態の車両用グリルシャッタ１においては、軸部３１ｆが、周方向に等間隔で配列された複数の歯１０と、複数の当該歯１０のうち１つを切欠くことにより形成された切欠部１１とを有することにより回転非対称な形状とされている。このような本実施形態の車両用グリルシャッタ１によれば、作業者が切欠部１１の位置を視認して軸部３１ｆの姿勢すなわち駆動フラップ部材３１の姿勢を確認することができ、駆動フラップ部材３１の取付作業を簡便化することが可能となる。なお、例えば、軸部３１ｆの形状が回転非対称となることを前提として、歯１０のうち２つ以上を切欠いて複数の切欠部１１を形成することもできる。ただし、歯１０の数が減少することによって軸部３１ｆと取付部４ｂとのトルク伝達の有効接触面積が減少する。このため、本実施形態のように、切欠部１１は一箇所であることが望ましい。

また、本実施形態の車両用グリルシャッタ１においては、駆動フラップ部材３１の取付作業時等において破断部３１ｄが折れてしまうこと等を防ぐために、破断部３１ｄの周面に補強リブ３１ｅが設けられている。この補強リブ３１ｅが設けられた位置において、実質的に破断部３１ｄが太くなっていることから、捩り剛性も高くなってしまう。しかし、破断部３１ｄは、上述のようにアクチュエータ４を保護するために、過剰なトルクが作用したときに捩じ切れる必要がある。これに対して、本実施形態の車両用グリルシャッタ１においては、補強リブ３１ｅが、軸部３１ｆを取付方向から見て、切欠部１１に重ねて配置されている。軸部３１ｆにおいて強くトルクが作用する箇所が歯１０であるため、補強リブ３１ｅを切欠部１１に重ねて配置することによって、強いトルクが作用する歯１０から遠い位置に補強リブ３１ｅを配置することができる。このため、補強リブ３１ｅが設けられることによって捩り剛性が高くなってしまう箇所を強いトルクが作用する歯１０から遠ざけることができ、過剰なトルクが作用したときに破断部３１ｄを確実に捩じ切ることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

図７は、本実施形態の車両用グリルシャッタが備える駆動フラップ部材３１を軸部３１ｆの取付方向から見た側面図である。この図に示すように、本実施形態においては、第
１実施形態において駆動フラップ部材３１が閉姿勢である場合に真下となるように設けられていた切欠部１１が軸部３１ｆの中心から水平方向に離間した位置となるように設けられている。

駆動フラップ部材３１は、閉姿勢であるときに車両前方側（図７の左側）から後方側（図７の右側）に向けて最も高い風圧を受けることになる。このとき、本実施形態においては駆動フラップ部材３１の閉姿勢にて切欠部１１が軸部３１ｆの中心から水平方向に離間した位置となるように設けられているため、切欠部１１が真上及び真下とならない位置に配置されることになる。したがって、歯１０が真上と真下とに配置され、これらの歯１０によって風圧を受けることができる。このため、切欠部１１が駆動フラップ部材３１の閉姿勢において真上あるいは真下に配置される場合と比較すると、風圧を受ける方向における耐力を向上させることができ、軸部３１ｆの寿命を長引かせ、交換頻度を少なくすることが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、軸部３１ｆが、周方向に等間隔で配列された複数の歯１０と、複数の歯１０のうち１つを切欠くことにより形成された切欠部１１とを有することにより、回転非対称の形状とされた例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、他の回転非対称の形状からなる軸部を採用することも可能である。

また、上記実施形態においては、軸部３１ｆが、同一形状の正方形を４５°位相をずらして重ね合わせると共に、１つの頂点を切欠いた形状である例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、同一形状の正三角形を１８０°位相をずらして重ね合わせると共に、１つの頂点を切欠いた形状とすることも可能である。

１……車両用グリルシャッタ、３……フラップ部材、４……アクチュエータ、４ａ……軸受、４ｂ……取付部、４ｃ……嵌合穴、５……リンク部材、１０……歯、１１……切欠部、２０……歯、２１……埋設部、３０……取付位置規定機構、３１……駆動フラップ部材、３１ａ……フラップ本体、３１ｂ……第１フランジ、３１ｃ……第２フランジ、３１ｄ……破断部、３１ｅ……補強リブ、３１ｆ……軸部、３１ｇ……支軸、３１ｈ……リンク取付板、３１ｈ１……取付孔、３２……従動フラップ部材

Claims (2)

1. アクチュエータと、当該アクチュエータによって閉姿勢と開姿勢との間で回動されるフラップ部材とを備える車両用グリルシャッタであって、
   前記アクチュエータに対しての正規姿勢でのみ前記フラップ部材を前記アクチュエータに対して取り付け可能とする取付位置規定機構を備え、
   前記取付位置規定機構は、前記アクチュエータ及び前記フラップ部材の一方に設けられ、取付方向から見た形状が回転非対称の軸部と、前記アクチュエータ及び前記フラップ部材の他方に設けられ、前記軸部が嵌合される嵌合穴とを有し、
   前記軸部は、周方向に等間隔で配列された複数の歯と、複数の当該歯のうち少なくとも１つを切欠くことにより形成された切欠部とを有し、
   前記フラップ部材が、フラップ本体と、前記軸部と、前記フラップ本体と前記軸部との間に介挿されると共に前記軸部よりも小径の破断部と、前記破断部の周面に対して当該破断部に沿って設けられる補強リブとを備え、
   前記補強リブは、前記取付方向から見て、前記軸部の前記切欠部に重ねて配置されている
   ことを特徴とする車両用グリルシャッタ。
2. 前記切欠部は、前記フラップ部材が閉姿勢とされたときに、前記軸部の中心から水平方向に離間した位置となるように配置されていることを特徴とする請求項１記載の車両用グリルシャッタ。

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