JP6237434B2 - Internal combustion engine cylinder block - Google Patents

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Description

この発明は、内燃機関のシリンダブロックに関し、特に、冷却水入口室とウォータジャケットとを連通する冷却水入口通路が鋳造により形成されるシリンダブロックの改良に関する。   The present invention relates to a cylinder block of an internal combustion engine, and more particularly to an improvement of a cylinder block in which a cooling water inlet passage communicating a cooling water inlet chamber and a water jacket is formed by casting.

自動車用内燃機関に代表される水冷式内燃機関のシリンダブロックは、アルミニウム合金等の金属材料を用いて鋳造するのが一般的であり、特許文献1に見られるように、シリンダの周囲を囲むウォータジャケットやこのウォータジャケットに冷却水を導く冷却水入口通路などが鋳造により形成される。   A cylinder block of a water-cooled internal combustion engine represented by an internal combustion engine for automobiles is generally cast using a metal material such as an aluminum alloy. A jacket, a cooling water inlet passage for guiding cooling water to the water jacket, and the like are formed by casting.

特開平10−196449号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-196449

上記のようにウォータジャケットに冷却水を導く冷却水入口通路などを鋳造にて形成した場合、鋳造時のばらつきによって通路断面積のばらつきが大きくなり、製品個々の冷却性能が安定して得られない、という不具合がある。   When the cooling water inlet passage that guides the cooling water to the water jacket as described above is formed by casting, the variation in passage cross-sectional area becomes large due to the variation during casting, and the cooling performance of each product cannot be stably obtained. There is a problem that.

この発明は、シリンダボアの周囲を囲みかつ上端がトップデッキに開口したウォータジャケットと、このウォータジャケットの側方に隣接する冷却水入口室と、上記ウォータジャケットのトップデッキ寄りの位置と上記冷却水入口室とを連通するようにシリンダ中心線に対し斜めに延びた冷却水入口通路と、が設けられている内燃機関のシリンダブロックにおいて、
上記冷却水入口室との接続部にバリが残存しないように、上記冷却水入口通路が、上記トップデッキ側から上記ウォータジャケットの上端開口を通して斜めに挿入した工具の円筒面および端面によって機械加工されており、
上記トップデッキから上記冷却水入口通路までの上記ウォータジャケットの内壁面は機械加工されていない鋳造面として残っている、ことを特徴としている。
This invention includes a water jacket around the cylinder bore enclose Mikatsu upper end opened in the top deck, a cooling water inlet chamber adjacent to the side of the water jacket, the position of the top deck near the water jacket and the cooling water In the cylinder block of the internal combustion engine provided with a cooling water inlet passage extending obliquely with respect to the cylinder center line so as to communicate with the inlet chamber,
The cooling water inlet passage is machined by a cylindrical surface and an end surface of a tool inserted obliquely from the top deck side through the upper end opening of the water jacket so that no burrs remain at the connection with the cooling water inlet chamber. and,
The inner wall surface of the water jacket from the top deck to the cooling water inlet passage remains as an unmachined casting surface .

従って、ウォータジャケットと冷却水入口室とを斜めに接続する冷却水入口通路の通路壁面が、工具の円筒面および端面に沿った機械加工面から構成されることとなり、鋳造時のばらつきに影響されずに通路断面積が精度よく得られる。   Therefore, the wall surface of the cooling water inlet passage connecting the water jacket and the cooling water inlet chamber at an angle is composed of a machined surface along the cylindrical surface and end surface of the tool, and is affected by variations during casting. Therefore, the passage cross-sectional area can be obtained accurately.

この発明によれば、冷却水入口室からウォータジャケットへ冷却水を導く冷却水入口通路の通路断面積のばらつきが少なくなり、所期の冷却性能を安定的に得ることができる。   According to the present invention, the variation in the cross-sectional area of the cooling water inlet passage that guides the cooling water from the cooling water inlet chamber to the water jacket is reduced, and the desired cooling performance can be stably obtained.

この発明に係るシリンダブロックの一実施例の平面図。The top view of one Example of the cylinder block which concerns on this invention. 同じく正面図。Similarly front view. 図1のA−A線に沿った要部の断面図。Sectional drawing of the principal part along the AA line of FIG. 一方のバンクの膨出部をシリンダ軸線に沿った方向から示した要部拡大図。The principal part enlarged view which showed the bulging part of one bank from the direction along the cylinder axis. 第1バンクの冷却水入口通路の機械加工工程を示した説明図。Explanatory drawing which showed the machining process of the cooling water inlet channel of a 1st bank. 第2バンクの冷却水入口通路の機械加工工程を示した説明図。Explanatory drawing which showed the machining process of the cooling water inlet channel of a 2nd bank. 機械加工後の第1バンクの冷却水入口通路を示す断面図。Sectional drawing which shows the cooling water inlet channel of the 1st bank after machining. 機械加工後の第2バンクの冷却水入口通路を示す断面図。Sectional drawing which shows the cooling water inlet channel of the 2nd bank after machining.

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1および図2は、この発明の一実施例としてV型6気筒内燃機関のシリンダブロック1を示している。このシリンダブロック1は、♯1,♯3,♯5気筒を含む第1バンク2と、♯2,♯4,♯6気筒を含む第2バンク3と、図示せぬクランクシャフトが収容されるクランクケース部4(図2参照)と、から大略構成されており、例えばアルミニウム合金を用いて、各部一体に鋳造されている。なお、クランクケース部4の底面には、メインベアリングキャップを兼ねた図示せぬロアフレームが取り付けられる。   1 and 2 show a cylinder block 1 of a V-type 6-cylinder internal combustion engine as an embodiment of the present invention. The cylinder block 1 includes a first bank 2 including # 1, # 3 and # 5 cylinders, a second bank 3 including # 2, # 4 and # 6 cylinders, and a crank shaft (not shown). The case portion 4 (see FIG. 2) is generally configured, and is integrally cast using, for example, an aluminum alloy. A lower frame (not shown) that also serves as a main bearing cap is attached to the bottom surface of the crankcase portion 4.

上記第1バンク2および上記第2バンク3は、両者間で適宜なバンク角、例えば60°のバンク角をなすように、互いに傾いており、各バンク2,3においては、それぞれ3つのシリンダボア11が直列に配置されている。図1に示すように、第2バンク3の3つのシリンダボア11の位置は、第1バンク2の3つのシリンダボア11の位置に対し、それぞれ半気筒分ずつ後方へオフセットしている。これらの第1バンク2および第2バンク3の上部には、図示せぬシリンダヘッドがそれぞれ取り付けられる。   The first bank 2 and the second bank 3 are inclined with respect to each other so as to form an appropriate bank angle between them, for example, a bank angle of 60 °. In each of the banks 2 and 3, three cylinder bores 11 are provided. Are arranged in series. As shown in FIG. 1, the positions of the three cylinder bores 11 in the second bank 3 are offset backward by half cylinders from the positions of the three cylinder bores 11 in the first bank 2. Cylinder heads (not shown) are respectively attached to the upper portions of the first bank 2 and the second bank 3.

各シリンダボア11は、円筒状のシリンダ壁12によって構成されており、このシリンダ壁12の外周側には、同心状をなすようにウォータジャケット壁13が設けられている。そして、これらのシリンダ壁12とウォータジャケット壁13との間に、シリンダボア11を囲むウォータジャケット14が形成されている。このウォータジャケット14は、シリンダボア11の全周に亘ってほぼ一定の半径方向の幅寸法を有し、かつ3つの気筒に亘って連続したものとなるように、気筒列方向に連続している。このウォータジャケット14は、シリンダブロック1の鋳造の際にコアによって形成されるものであり、その上端は、シリンダヘッドの取付面となるトップデッキ15に開口している。   Each cylinder bore 11 is constituted by a cylindrical cylinder wall 12, and a water jacket wall 13 is provided on the outer peripheral side of the cylinder wall 12 so as to be concentric. A water jacket 14 surrounding the cylinder bore 11 is formed between the cylinder wall 12 and the water jacket wall 13. The water jacket 14 has a substantially constant radial width over the entire circumference of the cylinder bore 11 and is continuous in the cylinder row direction so as to be continuous over three cylinders. The water jacket 14 is formed by a core when the cylinder block 1 is cast, and an upper end of the water jacket 14 is open to a top deck 15 that serves as a mounting surface of the cylinder head.

2つのバンク2,3に挟まれたバンク間位置には、図示せぬウォータポンプの吐出ポートに接続される冷却水入口室21が設けられている。この冷却水入口室21は、シリンダブロック1の前端部に位置し、シリンダブロック1の前端面から気筒列方向に延びた円筒状の形状をなしている。つまり、基端がシリンダブロック1の前端面に開口し、かつ先端が封止された円形断面の通路状をなしている。この冷却水入口室21は、気筒列方向に、♯2気筒の気筒中心付近の位置まで延びている。なお、図示せぬウォータポンプは、シリンダブロック1前端面に開口した冷却水入口室21の開口部に直接に取り付けるようにしてもよく、あるいは、シリンダブロック1の他の部位に取り付けて、ウォータポンプハウジングなどにより上記冷却水入口室21に冷却水を導く構成としてもよい。   A cooling water inlet chamber 21 connected to a discharge port of a water pump (not shown) is provided at a position between the banks between the two banks 2 and 3. The cooling water inlet chamber 21 is located at the front end of the cylinder block 1 and has a cylindrical shape extending from the front end surface of the cylinder block 1 in the cylinder row direction. That is, the passage has a circular cross section in which the base end is opened in the front end surface of the cylinder block 1 and the tip is sealed. The cooling water inlet chamber 21 extends in the cylinder row direction to a position near the cylinder center of the # 2 cylinder. A water pump (not shown) may be directly attached to the opening of the cooling water inlet chamber 21 opened at the front end face of the cylinder block 1 or may be attached to another part of the cylinder block 1 to be attached to the water pump. The cooling water may be guided to the cooling water inlet chamber 21 by a housing or the like.

上記冷却水入口室21は、第1バンク2および第2バンク3の双方に共通のものであり、冷却水は、この冷却水入口室21から各バンク2,3のウォータジャケット14へ分配される。以下、冷却水入口室21から各バンク2,3へ至る部分の通路構造を説明するが、第1バンク2と第2バンク3とで基本的に同一の構造を有しているので、先ず、第1バンク2について説明する。   The cooling water inlet chamber 21 is common to both the first bank 2 and the second bank 3, and the cooling water is distributed from the cooling water inlet chamber 21 to the water jackets 14 of the banks 2 and 3. . Hereinafter, although the passage structure of the part from the cooling water inlet chamber 21 to each bank 2 and 3 is demonstrated, since the 1st bank 2 and the 2nd bank 3 have the fundamentally same structure, first, The first bank 2 will be described.

図1に示すように、冷却水入口室21は♯1気筒のシリンダボア11の側方へと延びており、また、図3に示すように、シリンダ軸方向の位置として、シリンダボア11全長の中間点よりも僅かに上方(上死点)寄りの位置にある。この冷却水入口室21に対応して、♯1気筒を囲むウォータジャケット14の周方向の一部に、部分的に半径方向外側へ拡大した膨出部14aが形成されている。この膨出部14aは、冷却水入口室21に隣接するバンク内側に位置し、図1のように略矩形状に半径方向外側へ拡がっているとともに、シリンダ軸方向には、ウォータジャケット14の他の部分と同じ深さを有している。上記膨出部14aは、ウォータジャケット14の一部として、鋳造により形成される。   As shown in FIG. 1, the cooling water inlet chamber 21 extends to the side of the cylinder bore 11 of the # 1 cylinder, and as shown in FIG. The position is slightly above (top dead center). Corresponding to the cooling water inlet chamber 21, a bulging portion 14 a that partially expands radially outward is formed in a part of the water jacket 14 surrounding the # 1 cylinder in the circumferential direction. The bulging portion 14a is located on the inner side of the bank adjacent to the cooling water inlet chamber 21 and extends outward in the radial direction in a substantially rectangular shape as shown in FIG. 1, and in addition to the water jacket 14 in the cylinder axial direction. It has the same depth as this part. The bulging portion 14a is formed as a part of the water jacket 14 by casting.

そして、上記膨出部14a内と上記冷却水入口室21とを互いに連通するように、冷却水入口通路23が形成されている。この冷却水入口通路23は、♯1気筒のシリンダ軸線に対し傾斜(詳しくはクランクシャフト中心軸に直交する平面内で上部が気筒中心寄りにかつ下部が気筒外側寄りとなるような傾斜)した方向の孔として形成されている。より詳しくは、鋳造時にコアによって膨出部14aと冷却水入口室21とを接続する傾斜した通路として形成された上で、鋳造後に、ウォータジャケット14との接続部や冷却水入口室21との接続部にバリが残存しないように、二次的に機械加工が施されている。機械加工の工具としては、例えば、円筒面および平坦な端面に刃面を有するエンドミルが用いられる。   And the cooling water inlet channel | path 23 is formed so that the inside of the said bulging part 14a and the said cooling water inlet chamber 21 may mutually communicate. This cooling water inlet passage 23 is inclined with respect to the cylinder axis of the # 1 cylinder (specifically, the upper part is inclined closer to the cylinder center and the lower part is closer to the cylinder outer side in a plane orthogonal to the crankshaft central axis). It is formed as a hole. More specifically, it is formed as an inclined passage that connects the bulging portion 14a and the cooling water inlet chamber 21 by a core during casting, and after casting, between the connecting portion with the water jacket 14 and the cooling water inlet chamber 21. Secondary machining is performed so that burrs do not remain in the connecting portion. As a machining tool, for example, an end mill having a blade surface on a cylindrical surface and a flat end surface is used.

図5は、機械加工の工程を示す説明図であり、概略的に示した円筒形のエンドミル31を膨出部14aを通してシリンダ軸線に対し斜めに挿入し、円形断面をなす冷却水入口室21の接線方向に沿って加工を行う。これにより、エンドミル31の円筒面31aおよび端面31bによって冷却水入口通路23の円筒状内壁面23aおよび端面23bが加工される。図示のように、比較的大きな径のエンドミル31で加工を行うことにより、エンドミル31の円筒面31aの一部が膨出部14a内の空間と重なっており、実質的には、図7に示すような略三角形の空間として冷却水入口通路23が形成される。この冷却水入口通路23は、膨出部14aの内壁面に開口し、特に、シリンダ軸方向に長く延びた開口として開口している。   FIG. 5 is an explanatory view showing the machining process. The cylindrical end mill 31 shown schematically is inserted obliquely with respect to the cylinder axis through the bulging portion 14a, and the cooling water inlet chamber 21 having a circular cross section is formed. Process along the tangential direction. Thereby, the cylindrical inner wall surface 23a and the end surface 23b of the cooling water inlet passage 23 are processed by the cylindrical surface 31a and the end surface 31b of the end mill 31. As shown in the figure, by processing with the end mill 31 having a relatively large diameter, a part of the cylindrical surface 31a of the end mill 31 overlaps the space in the bulging portion 14a, which is substantially shown in FIG. The cooling water inlet passage 23 is formed as such a substantially triangular space. The cooling water inlet passage 23 opens on the inner wall surface of the bulging portion 14a, and particularly opens as an opening extending long in the cylinder axial direction.

このように、鋳造後に機械加工を行うことにより、冷却水入口通路23の一端における冷却水入口室21との接続部や冷却水入口通路23の他端におけるウォータジャケット14との接続部において、鋳造時に残るバリが除去され、それぞれで所期の通路開口面積を確保することができる。   In this way, by performing machining after casting, casting is performed at the connecting portion with the cooling water inlet chamber 21 at one end of the cooling water inlet passage 23 and at the connecting portion with the water jacket 14 at the other end of the cooling water inlet passage 23. Occasionally, the remaining burrs are removed, and each can secure the desired passage opening area.

ここで、機械加工を行う工具つまりエンドミル31の径や挿入角度は、鋳造時の寸法ばらつきがあったとしても、少なくとも冷却水入口通路23と冷却水入口室21との接続部(つまり冷却水入口通路23の端面23b)にバリが残存しないように設定されている。さらに望ましくは、鋳造時の寸法ばらつきに対し、冷却水入口通路23と冷却水入口室21との接続部および冷却水入口通路23とウォータジャケット14との接続部の双方においてバリが残存しないように、エンドミル31の径や挿入角度が設定される。   Here, the diameter of the tool for machining, that is, the end mill 31, and the insertion angle may be at least a connecting portion between the cooling water inlet passage 23 and the cooling water inlet chamber 21 (that is, the cooling water inlet) even if there are dimensional variations during casting. It is set so that no burr remains on the end face 23b) of the passage 23. More desirably, burrs do not remain in both the connecting portion between the cooling water inlet passage 23 and the cooling water inlet chamber 21 and the connecting portion between the cooling water inlet passage 23 and the water jacket 14 due to dimensional variations during casting. The diameter and insertion angle of the end mill 31 are set.

従って、上記の冷却水入口通路23では、鋳造時の寸法ばらつきがあっても、冷却水入口室21からウォータジャケット14へ至る間で所期の通路断面積を確保でき、安定した冷却水流量ひいては冷却性能が得られる。   Therefore, in the cooling water inlet passage 23, even if there is a dimensional variation at the time of casting, an intended passage cross-sectional area can be secured between the cooling water inlet chamber 21 and the water jacket 14, and a stable cooling water flow rate can be obtained. Cooling performance can be obtained.

また、冷却水入口通路23は、冷却水入口室21から斜め上方へ向かって冷却水を案内するので、ウォータジャケット14のトップデッキ15寄りへ冷却水が積極的に導かれ、冷却要求の高いシリンダ壁12のトップデッキ15寄り部分を確実に冷却することができる。   Further, since the cooling water inlet passage 23 guides the cooling water obliquely upward from the cooling water inlet chamber 21, the cooling water is actively guided toward the top deck 15 of the water jacket 14, and the cylinder having a high cooling demand. The portion near the top deck 15 of the wall 12 can be reliably cooled.

以上、第1バンク2について説明したが、第2バンク3においても同様であり、第2バンク3の最前端に位置する♯2気筒のウォータジャケット14に、膨出部14aが形成されており、この膨出部14aと冷却水入口室21とを連通するように、シリンダ軸線に対し傾斜した冷却水入口通路23が形成されている(図8参照)。この冷却水入口通路23は、やはり、図6に示すように、円筒形のエンドミル31を膨出部14aから斜めに挿入することにより、接続部にバリが残存しないように機械加工されている。   The first bank 2 has been described above. The same applies to the second bank 3, and the bulging portion 14a is formed in the water jacket 14 of the # 2 cylinder located at the foremost end of the second bank 3. A cooling water inlet passage 23 that is inclined with respect to the cylinder axis is formed so that the bulging portion 14a communicates with the cooling water inlet chamber 21 (see FIG. 8). As shown in FIG. 6, the cooling water inlet passage 23 is machined so that no burrs remain in the connecting portion by inserting the cylindrical end mill 31 obliquely from the bulging portion 14a.

各バンク1,2のウォータジャケット14に設けられる膨出部14aは、上述のようにエンドミル31等の工具を角度を与えて挿入するための空間として利用できることに加えて、図4(これは一例として第2バンク3側の膨出部14aを示す)に示すように、冷却水入口通路23から流入した冷却水を、さらに2方向に滑らかに分流することに寄与する。すなわち、冷却水入口通路23から膨出部14aに流れ込んだ冷却水は、図4に矢印W1,W2として示すように、ウォータジャケット壁13に沿って周方向の一方へ向かう流れW1と周方向の他方へ向かう流れW2とに分かれて案内される。これにより、冷却水入口通路23からウォータジャケット14へ流入する冷却水の流れに対する通路抵抗が抑制される。   The bulging portion 14a provided in the water jacket 14 of each bank 1 and 2 can be used as a space for inserting a tool such as the end mill 31 at an angle as described above, in addition to FIG. As shown in FIG. 5B, the bulging portion 14a on the second bank 3 side), the cooling water flowing in from the cooling water inlet passage 23 contributes to the smooth diversion in two directions. That is, the cooling water that has flowed into the bulging portion 14a from the cooling water inlet passage 23, as indicated by arrows W1 and W2 in FIG. 4, flows in the circumferential direction along the water jacket wall 13 and the circumferential direction W1. The flow is divided into a flow W2 toward the other side. Thereby, passage resistance to the flow of the cooling water flowing into the water jacket 14 from the cooling water inlet passage 23 is suppressed.

以上、本発明をV型内燃機関に適用した一実施例を説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、例えば、V型内燃機関以外の直列多気筒内燃機関などにも適用することが可能である。また、機械加工の際の工具としてはエンドミルに限定されるものではない。   Although one embodiment in which the present invention is applied to a V-type internal combustion engine has been described above, the present invention is not limited to this embodiment. It is possible to apply. Further, the tool for machining is not limited to an end mill.

1…シリンダブロック
2…第1バンク
3…第2バンク
12…シリンダ壁
14…ウォータジャケット
14a…膨出部
15…トップデッキ
21…冷却水入口室
23…冷却水入口通路
31…エンドミル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cylinder block 2 ... 1st bank 3 ... 2nd bank 12 ... Cylinder wall 14 ... Water jacket 14a ... Swelling part 15 ... Top deck 21 ... Cooling water inlet chamber 23 ... Cooling water inlet passage 31 ... End mill

Claims (5)

シリンダボアの周囲を囲みかつ上端がトップデッキに開口したウォータジャケットと、このウォータジャケットの側方に隣接する冷却水入口室と、上記ウォータジャケットのトップデッキ寄りの位置と上記冷却水入口室とを連通するようにシリンダ中心線に対し斜めに延びた冷却水入口通路と、が設けられている内燃機関のシリンダブロックにおいて、
上記冷却水入口室との接続部にバリが残存しないように、上記冷却水入口通路が、上記トップデッキ側から上記ウォータジャケットの上端開口を通して斜めに挿入した工具の円筒面および端面によって機械加工されており、
上記トップデッキから上記冷却水入口通路までの上記ウォータジャケットの内壁面は機械加工されていない鋳造面として残っている、ことを特徴とする内燃機関のシリンダブロック。
A water jacket around the cylinder bore enclose Mikatsu upper end opened in the top deck, a cooling water inlet chamber adjacent to the side of the water jacket, the position and the cooling water inlet chamber of the top deck near the water jacket In the cylinder block of the internal combustion engine provided with a cooling water inlet passage extending obliquely with respect to the cylinder center line so as to communicate with each other,
The cooling water inlet passage is machined by a cylindrical surface and an end surface of a tool inserted obliquely from the top deck side through the upper end opening of the water jacket so that no burrs remain at the connection with the cooling water inlet chamber. and,
A cylinder block for an internal combustion engine, wherein an inner wall surface of the water jacket from the top deck to the cooling water inlet passage remains as a non-machined casting surface .
上記の機械加工は、上記冷却水入口通路とウォータジャケットとの接続部にもバリが残存しないように行われている、ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のシリンダブロック。   2. The cylinder block of the internal combustion engine according to claim 1, wherein the machining is performed so that no burr remains in a connection portion between the cooling water inlet passage and the water jacket. 3. シリンダブロックが、V型内燃機関のシリンダブロックであり、
上記冷却水入口室は、両バンクが共用するようにバンク間位置に配置され、
上記冷却水入口通路は、各バンクのトップデッキ付近から上記冷却水入口室へ延びている、ことを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関のシリンダブロック。
The cylinder block is a cylinder block of a V-type internal combustion engine,
The cooling water inlet chamber is arranged at a position between the banks so that both banks share it,
The cylinder block of the internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the cooling water inlet passage extends from the vicinity of the top deck of each bank to the cooling water inlet chamber.
上記ウォータジャケットは、上記冷却水入口通路との接続部に、半径方向外側へ部分的に拡大した膨出部を有する、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関のシリンダブロック。   The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the water jacket has a bulging portion that partially expands radially outward at a connection portion with the cooling water inlet passage. Cylinder block. 上記冷却水入口通路が、上記膨出部を通して斜めに挿入した工具の円筒面および端面によって機械加工されている、ことを特徴とする請求項4に記載の内燃機関のシリンダブロック。The cylinder block of the internal combustion engine according to claim 4, wherein the cooling water inlet passage is machined by a cylindrical surface and an end surface of a tool inserted obliquely through the bulging portion.
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