JP6843172B2 - 内燃機関 - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関に関する。
従来、シリンダヘッドの動弁室内に供給したオイルをクランクケースのオイル室に戻す構造として、例えば特許文献1に開示の通り、カムチェーン室とは別にオイル戻し通路を設ける構造があった。また、特許文献2に開示の通り、カムチェーン室そのものをオイル戻し通路として使用する構造があった。
特開2007−002747号公報 特開2004−218507号公報
しかし、上記特許文献1では、カムチェーン室とは別にオイル戻し通路を設ける構造であるため、戻し通路の空間をシリンダブロックに設ける必要があり、シリンダブロックの小型化の阻害要因となっていた。
また、上記特許文献2では、カムチェーン室そのものをオイル戻し通路として使用する構造であるため、シリンダブロックの小型化が容易となる一方、オイルの戻りが遅くなりやすく、オイル容量を多くしておく必要があった。
そこで本発明は、シリンダブロックの小型化が可能であり、かつオイルの戻りを円滑にすることができる内燃機関を提供することを目的とする。
上記課題の解決手段として、請求項1に記載した発明は、シリンダホール(3d)を有するシリンダブロック(3a)と、前記シリンダホール(3d)内を往復運動するピストン(8)と、前記ピストン(8)の往復運動を回転運動に変換するクランクシャフト(9)と、前記クランクシャフト(9)を保持するクランクケース(2)と、前記シリンダホール(3d)内への空気の出入りを制御する動弁機構(11)と、前記動弁機構(11)を保持するシリンダヘッド(3b)と、前記クランクシャフト(9)から前記動弁機構(11)へ動力を伝える動力伝達部材(14)と、前記シリンダブロック(3a)に形成されて前記動力伝達部材(14)を収容するとともに、前記シリンダヘッド(3b)内に供給したオイルの前記クランクケース(2)内への戻り通路としても機能する動力伝達部材収容室(15)と、を備える内燃機関(1)において、前記クランクケース(2)は、底面側にオイル貯留部(51)を有するとともに、前記動力伝達部材収容室(15)に連なるケース側動力伝達部材収容室(52)を有し、前記ケース側動力伝達部材収容室(52)の底壁(53)には、前記オイル貯留部(51)と連通するオイル落とし孔(54)が形成されることを特徴とする。
請求項2に記載した発明は、前記シリンダブロック(3a)は、ガスケット(57)を挟んで前記クランクケース(2)と隣接して配置され、前記オイル落とし孔(54)は、前記ガスケット(57)から離間して設けられることを特徴とする。
請求項3に記載した発明は、前記オイル落とし孔(54)は、前記底壁(53)の機関幅方向内側に位置する側壁(59)の下部まで延びることを特徴とする。
請求項4に記載した発明は、前記オイル落とし孔(54)は、前記ケース側動力伝達部材収容室(52)の後端(60)から離間して設けられることを特徴とする。
請求項5に記載した発明は、前記オイル貯留部(51)は、オイルストレーナ(55)を介してオイルポンプ(56)ヘと向かう通路(61)を有し、前記ケース側動力伝達部材収容室(52)側を前記オイル貯留部(51)の上流側とし、前記オイルストレーナ(55)側を前記オイル貯留部(51)の下流側とした際、前記オイル落とし孔(54)の下流側には、前記オイル貯留部(51)側から前記オイル落とし孔(54)側へのオイル流れを制限するリブ(62)が設けられることを特徴とする。
請求項6に記載した発明は、前記リブ(62)は、前記オイル落とし孔(54)と車幅方向において少なくとも一部が重なることを特徴とする。
請求項7に記載した発明は、前記オイル落とし孔(54)には、前記動力伝達部材収容室(15)側から前記オイル貯留部(51)側へのオイル流れを許容し、前記オイル貯留部(51)側から前記動力伝達部材収容室(15)側へのオイル流れを規制する一方向弁を有することを特徴とする。
請求項1に記載した発明によれば、シリンダブロックの動力伝達部材収容室をシリンダヘッドに供給したオイルの戻り通路とする構成において、ケース側動力伝達部材収容室の底壁にオイル貯留部へと連通するオイル落とし孔を形成した。これにより、動力伝達部材収容室とは別にオイル戻し通路を設ける構造と比べて、シリンダブロックの小型化を図ることができる。また、ケース側動力伝達部材収容室の底壁全体を伝ったオイルがオイル貯留部に戻る構成と比べて、ケース側動力伝達部材収容室の底壁の途中からもオイルがオイル貯留部に戻ることで、オイルを効率よく戻すことができる。このため、オイルの死残量が減り、オイルの適正量を少なくすることができる。
請求項2に記載した発明によれば、ガスケットを挟んでクランクケースと隣接して配置されるシリンダブロックにおいて、オイル落とし孔がガスケットから一定距離を置いて設けられるために、ガスケットの気密性を確保しやすくした上で、クランクケースの端面(シリンダ固定面)の強度を確保しやすくすることができる。
請求項3に記載した発明によれば、オイル落とし孔が底壁から機関幅方向内側の側壁の下部まで延びるために、オイル量が多い時でもオイルを効率よく戻すことができる。
請求項4に記載した発明によれば、オイル落とし孔がケース側動力伝達部材収容室の後端から一定距離を置いて設けられるために、ケース側動力伝達部材収容室の強度に影響し難く、ケース側動力伝達部材収容室の強度を確保しやすくすることができる。
請求項5に記載した発明によれば、オイル落とし孔の下流側に、オイル貯留部側からオイル落とし孔側へのオイル流れを制限するリブが設けられるために、車両の急ブレーキ時等の挙動でオイルが上流側に流れ込む逆流を簡素な構造で防ぐことができる。
請求項6に記載した発明によれば、リブの少なくとも一部が車幅方向においてオイル落とし孔と同座標に位置することで、車両の急ブレーキ時等の挙動でオイルが上流側に流れ込む逆流をより確実に防ぐことができる。
請求項7に記載した発明によれば、オイル落とし孔にオイル流れを一方向に制限する一方向弁を有するために、オイルが上流側に流れ込む逆流を確実に防ぐことができる。
本発明の実施形態における内燃機関を有する自動二輪車の左側面図である。 上記自動二輪車の内燃機関の一部断面を含む左側面図である。 上記内燃機関の主要軸の軸線に沿う展開端面図である。 上記内燃機関におけるクランクケースの左ケース半体を機関幅方向内側から見た側面図である。 上記左ケース半体の前面図である。 図5のA−A断面矢視図である。 図5のB−B断面矢視図である。 図4のC−C断面矢視図である。 上記左ケース半体のオイル落とし孔周辺を示す斜視図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ以下に説明する車両における向きと同一とする。また以下の説明に用いる図中適所には、車両前方を示す矢印FR、車両左方を示す矢印LH、車両上方を示す矢印UPが示されている。
図1に示す自動二輪車(鞍乗り型車両)101において、その車体フレーム102は複数種の鋼材を溶接等により一体に結合してなる。車体フレーム102は、前輪懸架系を操向可能に支持するヘッドパイプ103から下後方へ単一のメインチューブ108を延ばし、ヘッドパイプ103と乗員着座用のシート109との間を低部として跨り易さを向上させた所謂バックボーン型とされる。メインチューブ108の後端部の下方にはピボットブラケット110が延び、ピボットブラケット110には後輪懸架系のスイングアーム112の前端部が上下揺動可能に支持される。メインチューブ108の後端部の上後方にはシートフレーム113が延び、シートフレーム113上にシート109が配置されると共に、シートフレーム113とスイングアーム112との間には後輪懸架系のリアクッション114が配置される。図中符号104は前輪、符号105はフロントフォーク、符号106はステアリングステム、符号107は操向ハンドル、符号111は後輪をそれぞれ示す。
メインチューブ108の下方には、自動二輪車101の内燃機関1(エンジン)が支持される。
図2、図3を参照し、内燃機関1は、クランクシャフト9の回転中心軸線(クランク軸線)C1を左右方向に沿わせた空冷単気筒エンジンであり、クランクケース2の前端部から前方に向けてシリンダ3を略水平に(詳細にはやや前上がりに)突出させる。
クランクケース2は、左右方向に直交する分割面(例えば車体左右中心面)CSを境に左右ケース半体2a,2bに分割される。左右ケース半体2a,2bの外側方には、これらの一部をなす左右ケースカバー24,25が取り付けられる。クランクケース2は、マニュアルトランスミッション(変速機、以下、単にトランスミッションという。)4を収容するミッションケースを兼ねる。クランクケース2を含む内燃機関1の内部では、エンジンオイルが適宜循環、撹拌される。クランクケース2はクランクシャフト9を保持する。
シリンダ3は、クランクケース2側から順に、シリンダブロック(シリンダ本体)3aおよびシリンダヘッド3bが連なる。シリンダブロック3aのシリンダホール(シリンダボア)3d内には、ピストン8が往復動可能に嵌装される。ピストン8は、コンロッド(コネクティングロッド)8aを介してクランクシャフト9のクランクピン9aに連結されている。シリンダヘッド3bは、シリンダホール3d内への空気の出入りを制御する動弁機構(カムシャフト、バルブ機構を含む)11を保持する。
クランクシャフト9は、クランクピン9aを支持する左右クランクウェブ9bと、左右クランクウェブ9bから左右外側に突出する左右ジャーナル部9cと、左右ジャーナル部9cからさらに左右外側に延びる左右延長軸9dと、を有する。クランクシャフト9は、ピストン8の往復運動を回転運動に変換する。
左延長軸9dの基端側にはカムドライブスプロケット12が設けられ、このカムドライブスプロケット12にカムチェーン(動力伝達部材)14が巻き掛けられる。カムチェーン14は、シリンダヘッド3b内において、動弁機構11におけるカムシャフト11a左端のカムドリブンスプロケット11bに巻き掛けられる。カムチェーン14は、クランクシャフト9から動弁機構11へ動力を伝える。動弁機構11は、カムチェーン14を介してクランクシャフト9と連動して駆動する。
図中符号15はシリンダ3の左側部内に設けられるカムチェーン室(動力伝達部材収容室)、符号17はシリンダヘッド3bに取り付けられる点火プラグ、符号18はシリンダヘッド3bの上側(吸気側)に接続されるスロットルボディ、符号19はシリンダヘッド3bの下側(排気側)に接続される排気管をそれぞれ示す。
シリンダブロック3aは、シリンダホール3dの左側にカムチェーン室15を形成する。
図5〜図7を併せて参照し、クランクケース2の左ケース半体2aは、カムチェーン室15の一部である(カムチェーン室15に連なる)ケース側カムチェーン室(ケース側動力伝達部材収容室)52を形成する。カムチェーン室15およびケース側カムチェーン室52は、シリンダヘッド3b内に供給したエンジンオイルをクランクケース2内に戻すオイル戻り通路としても機能する。
図3に戻り、クランクシャフト9の回転動力は、クランクケース2内右側に収容された二つのクラッチ21,22、及びクランクケース2内後部に収容されたトランスミッション4を介して、クランクケース2の後部左側の機関出力部23に出力される。機関出力部23は、駆動輪である後輪111とチェーン式伝動機構23aを介して連係される。以下、クランクシャフト9から機関出力部23までの伝動経路において、クランクシャフト9側を上流側、機関出力部23側を下流側ということがある。
クランクシャフト9の右延長軸9d上には、発進用クラッチである遠心クラッチ21が同軸支持される。遠心クラッチ21は、クランクシャフト9の停止時及び低速回転時には動力伝達不能な切断状態となる。遠心クラッチ21は、クランクシャフト9の回転数(回転速度)の上昇に伴い動力伝達可能な接続状態となる。図中符号26は遠心クラッチ21の右側に形成される遠心分離式のオイルフィルタを示す。
右延長軸9dの基端側には、遠心クラッチ21の下流側と一体回転するプライマリドライブギヤ20aが同軸支持される。プライマリドライブギヤ20aは、クランクシャフト9の後方に位置するメインシャフト5の右側部に同軸支持されたプライマリドリブンギヤ20bに噛み合う。プライマリドライブギヤ20a及びプライマリドリブンギヤ20bは、内燃機関1の一次減速機構を構成する。
クランクシャフト9の後方には、前側から順に、トランスミッション4のメインシャフト5及びカウンタシャフト6が配置される。メインシャフト5及びカウンタシャフト6は、それぞれの回転中心軸線C3,C4を左右方向に沿わせて(クランク軸線C1と平行にして)配置される。
メインシャフト5の右端部はクランクシャフト9の右端よりも左方(機関幅方向内側)で終端し、この右端部上に変速用クラッチである多板クラッチ22が同軸支持される。多板クラッチ22の上流側にはプライマリドリブンギヤ20bが一体回転可能に同軸支持される。多板クラッチ22は、不図示のシフトペダルの変速操作に連動してクラッチ板の圧接を一時的に解除し、トランスミッション4のシフトチェンジをよりスムーズにする。
トランスミッション4は、メインシャフト5及びカウンタシャフト6と、両シャフト5,6に跨って支持される変速ギヤ群7と、を備える。クランクシャフト9の回転動力は、変速ギヤ群7の任意のギヤを介してメインシャフト5からカウンタシャフト6に伝達される。カウンタシャフト6の左端部は、クランクケース2の後部左側に突出して機関出力部23となる。
クランクシャフト9の左延長軸9dの左端部上には、ACGスタータ27が同軸支持される。ACGスタータ27は、内燃機関1を始動するスタータモーターとして機能すると共に、内燃機関1の運転に伴い発電する交流発電機としても機能する。ACGスタータ27の作動は、不図示のECU(Electronic Control Unit)により制御される。
図4に示すように、クランクケース2は、底面付近(下端付近)にエンジンオイルを貯留するためのオイル貯留部51を有する。オイル貯留部51に溜まったオイルは、オイルポンプ56の駆動によりストレーナ55を介して吸入され、エンジン各部に圧送される。ストレーナ55は金網状とされ、オイル内の異物を除去する。オイルポンプ56はクランクシャフト9と連動し、エンジン運転時に駆動する。
左ケース半体2aの下端部には、オイル貯留部51の左側部を形成するオイル貯留凹部51aが形成される。オイル貯留凹部51aの下部には、ストレーナ55を収容するストレーナ室55aが形成される。ストレーナ室55aの上方には、オイルポンプ56に至る吸入通路(オイル通路)61が形成される。オイル貯留凹部51aの内側には、上下に延びるオイル通路61に沿うように延びるリブ62が形成される。
図5〜図7を併せて参照し、左ケース半体2aは、カムチェーン室15の後下端部に連なるケース側カムチェーン室(ケース側動力伝達部材収容室)52を形成する。ケース側カムチェーン室52の底壁53の途中には、オイル貯留部51(オイル貯留凹部51a)へと連通するオイル落とし孔54が形成される。シリンダヘッド3bからカムチェーン室15を介してクランクケース2に戻るオイルは、ケース側カムチェーン室52の底壁53上を流れてオイル貯留部51に至る。この底壁53の途中にオイル落とし孔54を形成するので、オイルの戻りが早くなる。
図3を併せて参照し、シリンダブロック3aは、クランクケース2側の後下端部が、クランクケース2のシリンダ3側の前上端部(シリンダ固定面)に対し、ガスケット57を挟んで対向する。この状態で、シリンダブロック3aがクランクケース2の前上端部に締結固定される。オイル落とし孔54は、ガスケット57(シリンダ固定面)からシリンダ3と反対側へ、一定距離を空けて形成される。
図8、図9を併せて参照し、オイル落とし孔54は、ケース側カムチェーン室52の機関幅方向内側(車幅方向内側、左右方向内側)の側壁59の下部まで延び、この下部を部分的に切り欠くように形成される。オイル落とし孔54は、ケース側カムチェーン室52の後端60からシリンダ3側へ、一定距離を空けて形成される。
ここで、オイル貯留部51において、ケース側カムチェーン室52側をオイル貯留部51の上流側とし、オイルストレーナ55側をオイル貯留部51の下流側とする。オイル落とし孔54の下流側に位置するリブ62は、オイル貯留部51側からオイル落とし孔54側へのオイル流れを制限する壁として機能する。これにより、オイル落とし孔54によってオイルの戻りを早くしながら、急ブレーキ時等にオイル貯留部51のオイルがオイル落とし孔54から逆流することを抑える。
以上説明したように、上記実施形態における内燃機関1は、シリンダホール3dを有するシリンダブロック3aと、シリンダホール3d内を往復運動するピストン8と、前記ピストン8の往復運動を回転運動に変換するクランクシャフト9と、前記クランクシャフト9を保持するクランクケース2と、前記シリンダホール3d内への空気の出入りを制御する動弁機構11と、前記動弁機構11を保持するシリンダヘッド3bと、前記クランクシャフト9から前記動弁機構11へ動力を伝えるカムチェーン14と、前記シリンダブロック3aに形成されて前記カムチェーン14を収容するとともに、前記シリンダヘッド3b内に供給したオイルの前記クランクケース2内への戻り通路としても機能するカムチェーン室15と、を備える内燃機関1において、前記クランクケース2は、底面側にオイル貯留部51を有するとともに、前記カムチェーン室15に連なるケース側カムチェーン室52を有し、前記ケース側カムチェーン室52の底壁53には、前記オイル貯留部51へと連通するオイル落とし孔54が形成されるものである。
この構成によれば、シリンダブロック3aのカムチェーン室15をシリンダヘッド3bに供給したオイルの戻り通路とする構成において、ケース側カムチェーン室52の底壁53にオイル貯留部51へと連通するオイル落とし孔54を形成した。これにより、カムチェーン室とは別にオイル戻し通路を設ける構造と比べて、シリンダブロック3aの小型化を図ることができる。また、ケース側カムチェーン室52の底壁53全体を伝ったオイルがオイル貯留部51に戻る構成と比べて、ケース側カムチェーン室52の底壁53の途中からもオイルがオイル貯留部51に戻るので、オイルを効率よく戻すことができる。
また、上記内燃機関1において、前記シリンダブロック3aは、ガスケット57を挟んで前記クランクケース2と隣接して配置され、前記オイル落とし孔54は、前記ガスケット57から離間して設けられるものである。
この構成によれば、ガスケット57を挟んでクランクケース2と隣接して配置されるシリンダブロック3aにおいて、オイル落とし孔54がガスケット57から一定距離を置いて設けられるために、ガスケット57の気密性を確保しやすくした上で、クランクケース2の端面(シリンダ固定面)の強度を確保しやすくすることができる。
また、上記内燃機関1において、前記オイル落とし孔54は、前記底壁53の機関幅方向内側に位置する側壁59の下部まで延びるものである。
この構成によれば、オイル落とし孔54が底壁53から機関幅方向内側の側壁59の下部まで延びるために、オイル量が多い時でもオイルを効率よく戻すことができる。
また、上記内燃機関1において、前記オイル落とし孔54は、前記ケース側カムチェーン室52の後端60から離間して設けられるものである。
この構成によれば、オイル落とし孔54がケース側カムチェーン室52の後端から一定距離を置いて設けられるために、ケース側カムチェーン室52の強度に影響し難く、ケース側カムチェーン室52の強度を確保しやすくすることができる。
また、上記内燃機関1において、前記オイル貯留部51は、オイルストレーナ55を介してオイルポンプ56ヘと向かう通路61を有し、前記ケース側カムチェーン室52を前記オイル貯留部51の上流側とし、前記オイルストレーナ55側を前記オイル貯留部51の下流側とした際、前記オイル落とし孔54の下流側には、前記オイル貯留部51側から前記オイル落とし孔54側へのオイル流れを制限するリブ62が設けられるものである。
この構成によれば、オイル落とし孔54の下流側に、オイル貯留部51側からオイル落とし孔54側へのオイル流れを制限するリブ62が設けられるため、車両の急ブレーキ時等の挙動でオイルが上流側に流れ込む逆流を簡素な構造で防ぐことができる。
またリブ62は、オイル落とし孔54と車幅方向において少なくとも一部が重なる配置である(図6〜図8参照)。すなわち、リブ62の少なくとも一部がオイル落とし孔54と車幅方向位置をラップさせることで、車両の急ブレーキ時等の挙動でオイルが上流側に流れ込む逆流をより確実に防ぐことができる。
なお、本発明は上記各実施形態に限られるものではなく、例えば、前記オイル落とし孔54には、前記カムチェーン室15から前記オイル貯留部51へのオイル流れを許容し、前記オイル貯留部51側から前記カムチェーン室15側へのオイル流れを規制する一方向弁を有してもよい。この場合、オイル落とし孔54にオイル流れを一方向に制限する一方向弁を有するために、オイルが上流側に流れ込む逆流を確実に防ぐことができる。
前記鞍乗り型車両には、運転者が車体を跨いで乗車する車両全般が含まれ、自動二輪車(原動機付自転車及びスクータ型車両を含む)のみならず、三輪(前一輪かつ後二輪の他に、前二輪かつ後一輪の車両も含む)又は四輪の車両も含まれる。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、実施形態の構成要素を周知の構成要素に置き換える等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
1 内燃機関
2 クランクケース
3 シリンダ
3a シリンダブロック
3b シリンダヘッド
3d シリンダホール
8 ピストン
9 クランクシャフト
11 動弁機構
14 カムチェーン(動力伝達部材)
15 カムチェーン室(動力伝達部材収容室)
51 オイル貯留部
52 ケース側カムチェーン室(ケース側動力伝達部材収容室)
53 底壁
54 オイル落とし孔
55 オイルストレーナ
56 オイルポンプ
57 ガスケット
59 側壁
60 後端
61 通路
62 リブ
101 自動二輪車(鞍乗り型車両)

Claims (7)

  1. シリンダホール(3d)を有するシリンダブロック(3a)と、
    前記シリンダホール(3d)内を往復運動するピストン(8)と、
    前記ピストン(8)の往復運動を回転運動に変換するクランクシャフト(9)と、
    前記クランクシャフト(9)を保持するクランクケース(2)と、
    前記シリンダホール(3d)内への空気の出入りを制御する動弁機構(11)と、
    前記動弁機構(11)を保持するシリンダヘッド(3b)と、
    前記クランクシャフト(9)から前記動弁機構(11)へ動力を伝える動力伝達部材(14)と、
    前記シリンダブロック(3a)に形成されて前記動力伝達部材(14)を収容するとともに、前記シリンダヘッド(3b)内に供給したオイルの前記クランクケース(2)内への戻り通路としても機能する動力伝達部材収容室(15)と、
    を備える内燃機関(1)において、
    前記クランクケース(2)は、底面側にオイル貯留部(51)を有するとともに、前記動力伝達部材収容室(15)に連なるケース側動力伝達部材収容室(52)を有し、
    前記ケース側動力伝達部材収容室(52)の底壁(53)には、前記オイル貯留部(51)と連通するオイル落とし孔(54)が形成されることを特徴とする内燃機関。
  2. 前記シリンダブロック(3a)は、ガスケット(57)を挟んで前記クランクケース(2)と隣接して配置され、
    前記オイル落とし孔(54)は、前記ガスケット(57)から離間して設けられることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。
  3. 前記オイル落とし孔(54)は、前記底壁(53)の機関幅方向内側に位置する側壁(59)の下部まで延びることを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関。
  4. 前記オイル落とし孔(54)は、前記ケース側動力伝達部材収容室(52)の後端(60)から離間して設けられることを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の内燃機関。
  5. 前記オイル貯留部(51)は、オイルストレーナ(55)を介してオイルポンプ(56)ヘと向かう通路(61)を有し、
    前記ケース側動力伝達部材収容室(52)側を前記オイル貯留部(51)の上流側とし、前記オイルストレーナ(55)側を前記オイル貯留部(51)の下流側とした際、
    前記オイル落とし孔(54)の下流側には、前記オイル貯留部(51)側から前記オイル落とし孔(54)側へのオイル流れを制限するリブ(62)が設けられることを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載の内燃機関。
  6. 前記リブ(62)は、前記オイル落とし孔(54)と車幅方向において少なくとも一部が重なることを特徴とする請求項5に記載の内燃機関。
  7. 前記オイル落とし孔(54)には、前記動力伝達部材収容室(15)側から前記オイル貯留部(51)側へのオイル流れを許容し、前記オイル貯留部(51)側から前記動力伝達部材収容室(15)側へのオイル流れを規制する一方向弁を有することを特徴とする請求項1から6の何れか一項に記載の内燃機関。
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