JP6994415B2 - センターベアリングサポート構造 - Google Patents

Description

本発明は、センターベアリングサポート構造に関するものである。

従来から、センターベアリングサポート構造として、車体側に固定される外環の内周に、エラストマ材料からなる弾性体を介して内環を設け、この内環の内周に、プロペラシャフトを回転自在に支持するセンターベアリングを装着し、内環における第一の金属環の外端部には所要数の溝が形成され、この溝は、プロペラシャフトに装着されたダストカバーとの間の隙間に、ダストカバーの回転によってその外側へ向けて流体の流れを生じる方向性をもつことによって、センターベアリング側への泥水や塵埃の侵入を遮断するシール機構を構成した技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００１－２８０３４２号公報

しかしながら、前記従来の技術では、シール機構により、センターベアリングのシールを行うことはできるが、プロペラシャフトのすべての回転域でシールを行う構造となっている。
そのため、車両の速度が高く、プロペラシャフトの回転数が高い場合には、プロペラシャフトとシール機構とが接触しているため、異音が発生したり、シールの耐久性が低下してしまう。また、プロペラシャフトとシール機構との接触によりプロペラシャフトに対する摩擦抵抗が増加してしまい、燃費性能の低下を招くおそれがある。
本発明は、前記した点に鑑みてなされたものであり、プロペラシャフトの回転数に応じて、適正にセンターベアリングのシールを行うことのできるセンターベアリングサポート構造を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明に係るセンターベアリングサポート構造は、プロペラシャフトの外周におけるシールを行うシール部材と、前記プロペラシャフトの軸方向に移動自在とされ、前記シール部材に接触するシール部を備えた移動部材と、前記移動部材の前記シール部を、前記プロペラシャフトが低速回転時は前記シール部材に接触させ、前記プロペラシャフトが高速回転時は前記シール部材と接触させないかまたは接触力を低下させるように移動させる移動機構と、を備え、前記移動機構は、前記プロペラシャフトが低速回転時に前記シール部を前記シール部材に接触させるように付勢する付勢部材と、前記移動部材に形成された当接部と、前記プロペラシャフトが高速回転時に前記当接部に当接し前記シール部を前記付勢部材の付勢力に抗して前記シール部材と接触させないかまたは接触力を低下させるように移動させるウエイトボールと、から構成されていることを特徴とする。
本発明によれば、プロペラシャフトの回転数が低い場合には、センターベアリングのシールを行うことができ、プロペラシャフトの回転数が高くなったら、
ウエイトボールが遠心力によりプロペラシャフトの外方に移動して当接部に当接することで移動部材を移動させることにより、センターベアリングのシールを解除することができ、シールの接触時に発生する異音の低減、シール部材の耐久性の向上およびフリクションの低減を図ることができる。

前記構成において、前記移動機構は、前記付勢部材と前記当接部とを一体に形成して構成されていることを特徴とする。
本発明によれば、付勢部材と当接部とを一体に形成することにより、移動機構を簡単な構造とすることができる。

また、本発明に係るセンターベアリングサポート構造は、プロペラシャフトの外周におけるシールを行うシール部材と、前記プロペラシャフトの軸方向に移動自在とされ、前記シール部材に接触するシール部を備えた移動部材と、前記移動部材の前記シール部を、前記プロペラシャフトが低速回転時は前記シール部材に接触させ、前記プロペラシャフトが高速回転時は前記シール部材と接触させないかまたは接触力を低下させるように移動させる移動機構と、を備え、前記移動機構は、前記移動部材と一体に形成され、前記プロペラシャフトが低速回転時に前記シール部を前記シール部材に接触させるように付勢する付勢部材と、前記プロペラシャフトが高速回転時に前記シール部を前記付勢部材の付勢力に抗して前記シール部材と接触させないかまたは接触力を低下させるように移動させるウエイトボールと、を一体に形成したことを特徴とする。
本発明によれば、プロペラシャフトの回転数が低い場合には、センターベアリングのシールを行うことができ、プロペラシャフトの回転数が高くなったら、ウエイトボールが遠心力によりプロペラシャフトの外方に移動してシール部によるセンターベアリングのシールを解除することができ、シールの接触時に発生する異音の低減、シール部材の耐久性の向上およびフリクションの低減を図ることができる。また、移動機構を移動部材と一体に形成することにより、移動機構を簡単な構造とすることができる。

また、本発明に係るセンターベアリングサポート構造は、プロペラシャフトの外周におけるシールを行うシール部材と、前記プロペラシャフトの軸方向に移動自在とされ、前記シール部材に接触するシール部を備えた移動部材と、前記移動部材の前記シール部を、前記プロペラシャフトが低速回転時は前記シール部材に接触させ、前記プロペラシャフトが高速回転時は前記シール部材と接触させないかまたは接触力を低下させるように移動させる移動機構と、を備え、前記移動機構は、前記プロペラシャフトが低速回転時に前記シール部を前記シール部材に接触させるように付勢する付勢部材と、前記プロペラシャフトが高速回転時に風圧により前記シール部を前記付勢部材の付勢力に抗して前記シール部材と接触させないかまたは接触力を低下させるように移動させる羽根部材と、から構成されていることを特徴とする。
本発明によれば、プロペラシャフトの回転数が低い場合には、センターベアリングのシールを行うことができ、プロペラシャフトの回転数が高くなったら、羽根部材が回転されて風圧を発生させ、この風圧を受けて移動部材を移動させることにより、センターベアリングのシールを解除することができ、シールの接触時に発生する異音の低減、シール部材の耐久性の向上およびフリクションの低減を図ることができる。

本発明によれば、プロペラシャフトの回転数が低い場合には、センターベアリングのシールを行うことができ、プロペラシャフトの回転数が高くなったら、ウエイトボールが遠心力によりプロペラシャフトの外方に移動して当接部に当接することで移動部材を移動させることにより、センターベアリングのシールを解除することができ、シールの接触時に発生する異音の低減、シール部材の耐久性の向上およびフリクションの低減を図ることができる。

本発明に係るセンターベアリングサポート構造の第１実施形態を示す概略断面図である。 本発明の第２実施形態を示す概略断面図である。 本発明の第３実施形態を示す概略断面図である。 本発明の第４実施形態を示す概略断面図である。 本発明の第５実施形態を示す概略断面図である。 本発明の第６実施形態を示す概略断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明に係るセンターベアリングサポート構造の第１実施形態を示す概略断面図である。
図１に示すように、センターベアリングサポート１は、例えば、自動車のプロペラシャフト１０の軸方向中間部の外周に装着されるセンターベアリング１１を、車体側に弾性的に支持し、走行中におけるプロペラシャフト１０側と車体側との間での振動伝達を低減するものである。
センターベアリングサポート１は、図示しない外環と、この外環の内周側に配置された内環１２とを備え、外環と内環１２との間には、屈曲した断面形状を有するエラストマ材料などからなる弾性体（図示せず）が設けられており、プロペラシャフト１０を弾性的に支持するように構成されている。

プロペラシャフト１０の外周側と内環１２との間には、センターベアリング１１が設けられている。センターベアリング１１は、アウターレース１３およびインナーレース１４と、その間に回転自在に保持された多数の鋼球１５とからなるボールベアリングから構成されている。センターベアリング１１は、アウターレース１３が、内環１２に適当な締め代をもって圧入嵌着され、インナーレース１４が、プロペラシャフト１０の外周面に嵌合されて支持されている。
内環１２の内周面には、例えば、ゴムなどの弾性材料からなるシール部材１６が内方に向けて設置されている。

本実施形態においては、プロペラシャフト１０の外周には、移動部材２０がプロペラシャフト１０の回転軸方向に移動自在に取り付けられている。移動部材２０は、環状の本体２１と、この本体２１の外周側から外方に向けて延在しプロペラシャフト１０の回転軸方向に傾斜する当接部２２と、この当接部２２の先端部から軸方向に沿って内環１２の内周側に延在する環状のシール部２３と、を備えている。
シール部２３は、先端部に向かって厚さが小さくなる曲面テーパ状に形成されている。これにより、移動部材２０が軸方向に移動して、シール部２３がシール部材１６に接触する際に、徐々に接触することになり、シール部２３が接触する際の動作を円滑に行うことが可能となる。なお、シール部２３は、曲面テーパ状に限定されるものではなく、例えば、段状に形成することにより、シール部２３が接触する際の動作を円滑に行うように構成してもよい。
シール部２３は、プロペラシャフト１０が回転していない状態で、シール部２３の外周面がシール部材１６に接触しており、センターベアリング１１のシール状態が保持されている。

プロペラシャフト１０の外周側には、ボール支持板３０が配置されており、ボール支持板３０の外周縁は、シール部２３の内周面に近接して配置されている。
移動部材２０の当接部２２、シール部２３およびボール支持板３０に囲まれた部分には、ウエイトボール３１が収容されている。ウエイトボール３１は、周方向に複数（例えば、４つ）設けられている。各ウエイトボール３１は、移動部材２０の径方向に移動自在とされており、周方向には移動しないように保持されている。

さらに、プロペラシャフト１０の外周であって移動部材２０の本体２１の近傍には、移動機構の一部を構成する支持部材４０が設けられている。支持部材４０と移動部材２０の本体２１との間には、付勢部材としての付勢ばね４１が配置されている。移動部材２０は、付勢ばね４１の付勢力により、プロペラシャフト１０が回転していない状態で、シール部２３の外周面がシール部材１６に接触する位置に保持されている。

そして、プロペラシャフト１０が所定回転数以上に回転駆動されると、ウエイトボール３１が遠心力により外方に移動する。このウエイトボール３１の移動に伴ってウエイトボール３１が移動部材２０の当接部２２に当接して、遠心力により付勢ばね４１の付勢力に抗して移動部材２０を図１において左方向に移動させる。これにより、移動部材２０のシール部２３とシール部材１６との接触が解除されるように構成されている。
すなわち、本実施形態においては、移動部材２０の当接部２２、ウエイトボール３１および付勢ばね４１により移動機構が構成される。

次に、本実施形態の作用について説明する。
プロペラシャフト１０が回転していない状態では、シール部２３の外周面がシール部材１６に接触しており、センターベアリング１１のシールが保持されている。
プロペラシャフト１０が回転駆動されると、プロペラシャフト１０の回転数が所定回転数より低い場合は、ウエイトボール３１は、当接部２２に当接するが、移動部材２０を軸方向に移動させる程の遠心力は加わっていないので、シール部２３とシール部材１６との接触が保持される。
そして、プロペラシャフト１０の回転数が所定回転数を超えて、ウエイトボール３１に所定の遠心力が加わると、ウエイトボール３１に対して遠心力により外方に向かう力が発生し、ウエイトボール３１が移動部材２０の当接部２２を押圧する。これにより、付勢ばね４１の付勢力に抗して移動部材２０を図１において左方向に移動され、移動部材２０のシール部２３とシール部材１６との接触が解除される。

例えば、車両が水たまりに進入する場合などセンターベアリング１１が水没するおそれがある場合は、一般に、車両は、低速で進入する。本実施形態においては、低速状態で、プロペラシャフト１０の回転数が低い場合は、シール部２３とシール部材１６との接触が保持されるため、センターベアリング１１のシールを確保することができる。

これに対して、車両が高速で走行している場合は、センターベアリング１１が水没するような事態は想定しにくいので、プロペラシャフト１０の回転数が高い場合には、センターベアリング１１のシールを解除した場合でも、センターベアリング１１の近傍に設置される図示しないガードを設けるだけで、センターベアリング１１への水などの浸入を防止することができる。
このようにプロペラシャフト１０が高速で回転している場合に、移動部材２０のシール部２３がシール部材１６に接触しないようにすることで、シールの接触時に発生する異音の低減、シール部材１６の耐久性の向上およびフリクションの低減を図ることができる。

以上述べたように、本実施形態においては、プロペラシャフト１０の外周におけるシールを行うシール部材１６と、プロペラシャフト１０の軸方向に移動自在とされ、シール部材１６に接触する移動部材２０とを備え、プロペラシャフト１０が低速回転時は移動部材２０のシール部２３をシール部材１６に接触させた状態に保持し、プロペラシャフト１０が高速回転時は、ウエイトボール３１の遠心力によるウエイトボール３１の移動により移動部材２０のシール部２３をシール部材１６と接触させないように移動させる。
これにより、車両が低速走行しており、プロペラシャフト１０の回転数が低い場合には、センターベアリング１１のシールを行うことができ、プロペラシャフト１０の回転数が高くなったら、センターベアリング１１のシールを解除することにより、シールの接触時に発生する異音の低減、シール部材１６の耐久性の向上およびフリクションの低減を図ることができる。

（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。
図２は、本発明の第２実施形態を示す概略断面図である。
図２に示すように、本実施形態においては、第１実施形態で適用された移動部材２０を付勢する付勢ばねの代わりにゴムなどの弾性材料からなる付勢部材４２を用いるようにしたものである。
すなわち、本実施形態においては、付勢部材４２は、プロペラシャフト１０の外周に装着される支持部材４０と、支持部材４０と移動部材２０の本体２１とを連結するプロペラシャフト１０の半径方向外方に膨出する弾性部４３とを備えている。付勢部材４２は、弾性部４３の弾性力により移動部材２０を、図２において右方向に付勢している。
本実施形態においては、移動部材２０の当接部２２、ウエイトボール３１および付勢部材４２により移動機構が構成される。
その他の構成は、前記第１実施形態と同様であるため、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

本実施形態においては、プロペラシャフト１０が回転していない状態または回転数が低い場合は、シール部２３の外周面がシール部材１６に接触しており、センターベアリング１１のシールが保持される。
そして、プロペラシャフト１０の回転数が所定回転数を超えて、ウエイトボール３１に所定の遠心力が加わると、ウエイトボール３１が遠心力により外方に移動し、ウエイトボール３１が移動部材２０の当接部２２に当接する。これにより、付勢部材４２の付勢力に抗して移動部材２０を図２において左方向に移動され、移動部材２０のシール部２３とシール部材１６との接触が解除される。
このようにプロペラシャフト１０が高速で回転している場合に、移動部材２０のシール部２３がシール部材１６に接触しないようにすることで、シールの接触時に発生する異音の低減、シール部材１６の耐久性の向上およびフリクションの低減を図ることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図３は、本発明の第３実施形態を示す概略断面図である。
図３に示すように、本実施形態においては、第１実施形態および第２実施形態で適用された移動部材２０を変形させた例を示している。
本実施形態の移動部材２０は、プロペラシャフト１０の外周側において外方に向けて延在しプロペラシャフト１０の回転軸方向に傾斜する当接部２２と、この当接部２２の先端部から軸方向に沿って内環１２の外周側に延在するシール部２３と、から構成されている。

内環１２の外周側には、シール部２３の内周面に当接するシール部材１６が配置されている。
すなわち、本実施形態においては、移動部材２０、当接部２２およびシール部２３のみで構成し、移動機構と一体としたものである。
また、本実施形態においては、移動部材２０の当接部２２、ウエイトボール３１および付勢部材４２により移動機構が構成される。
その他の構成は、前記各実施形態と同様であるため、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

本実施形態においては、プロペラシャフト１０が回転していない状態または回転数が低い場合は、シール部２３の外周面がシール部材１６に接触しており、センターベアリング１１のシールが保持される。
そして、プロペラシャフト１０の回転数が所定回転数を超えて、ウエイトボール３１に所定の遠心力が加わると、ウエイトボール３１が遠心力により外方に移動し、ウエイトボール３１が移動部材２０の当接部２２に当接する。これにより、付勢部材４２の付勢力に抗して移動部材２０を図３において左方向に移動され、移動部材２０のシール部２３とシール部材１６との接触が解除される。
このようにプロペラシャフト１０が高速で回転している場合に、移動部材２０のシール部２３がシール部材１６に接触しないようにすることで、シールの接触時に発生する異音の低減、シール部材１６の耐久性の向上およびフリクションの低減を図ることができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
図４は、本発明の第４実施形態を示す概略断面図である。
図４に示すように、本実施形態においては、付勢部材４２と移動部材２０とを一体に形成するようにしたものである。
本実施形態においては、付勢部材４２は、環状の支持部材４０と、蛇腹状に形成された弾性部４３とから構成されている。
また、弾性部４３の内側には、ウエイトボール３１が配置されている。弾性部４３のセンターベアリング１１側端部には、環状のシール部２３が設けられている。
本実施形態においては、弾性部４３およびウエイトボール３１により移動機構が構成される。
その他の構成は、前記各実施形態と同様であるため、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

本実施形態においては、プロペラシャフト１０が回転していない状態または回転数が低い場合は、シール部２３の外周面がシール部材１６に接触しており、センターベアリング１１のシールが保持される。
そして、プロペラシャフト１０の回転数が所定回転数を超えて、ウエイトボール３１に所定の遠心力が加わると、ウエイトボール３１が遠心力により外方に移動する。このウエイトボール３１の外方への移動に伴って、蛇腹状の弾性部４３が外方に移動し、これにより、シール部２３は、図５において左方向に移動され、シール部２３とシール部材１６との接触が解除される。
このようにプロペラシャフト１０が高速で回転している場合に、移動部材２０のシール部２３がシール部材１６に接触しないようにすることで、シールの接触時に発生する異音の低減、シール部材１６の耐久性の向上およびフリクションの低減を図ることができる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。
図５は、本発明の第５実施形態を示す概略断面図である。
図５に示すように、本実施形態においては、プロペラシャフト１０の外周側には、環状の移動部材２０が設けられている。プロペラシャフト１０と移動部材２０とは、セレーション結合されており、これにより、移動部材２０は、プロペラシャフト１０と一緒に回転駆動されるとともに、プロペラシャフト１０の軸方向に移動自在に構成されている。
移動部材２０の外周面には、複数枚の羽根部材４５が取り付けられており、移動部材２０のセンターベアリング１１側端部には、環状のシール部２３が設けられている。

さらに、プロペラシャフト１０の外周であって移動部材２０の近傍には、支持部材４０が設けられている。支持部材４０と移動部材２０との間には、付勢ばね４１が配置されている。移動部材２０は、付勢ばね４１の付勢力により、プロペラシャフト１０が回転していない状態で、シール部２３の外周面がシール部材１６に接触する位置に保持されている。
本実施形態においては、羽根部材４５および付勢部材４２により移動機構が構成される。
その他の構成は、前記各実施形態と同様であるため、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

本実施形態においては、プロペラシャフト１０が回転していない状態または回転数が低い場合は、シール部２３の外周面がシール部材１６に接触しており、センターベアリング１１のシールが保持される。
そして、プロペラシャフト１０の回転数が所定回転数を超えて回転されると、羽根部材４５が回転されて風圧を発生させ、この風圧を受けて移動部材２０が付勢ばね４１の付勢力に抗して、図５において左方向に移動する。これにより、シール部２３とシール部材１６との接触が解除される。
このようにプロペラシャフト１０が高速で回転している場合に、移動部材２０のシール部２３がシール部材１６に接触しないようにすることで、シールの接触時に発生する異音の低減、シール部材１６の耐久性の向上およびフリクションの低減を図ることができる。

（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について説明する。
図６は、本発明の第６実施形態を示す概略断面図である。
図６に示すように、本実施形態においては、第５実施形態で適用された付勢ばねの代わりに、ゴムなどの弾性材料からなる付勢部材４２を用いるようにしたものである。
すなわち、本実施形態においては、付勢部材４２は、フランジと移動部材２０との間に装着されており、蛇腹状の付勢部材４２とされている。付勢部材４２は、その弾性力により移動部材２０を、図６において右方向に付勢している。
本実施形態においては、羽根部材４５および付勢部材４２により移動機構が構成される。
その他の構成は、図５に示す第５実施形態と同様であるため、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

本実施形態においては、プロペラシャフト１０が回転していない状態または回転数が低い場合は、シール部２３の外周面がシール部材１６に接触しており、センターベアリング１１のシールが保持される。
そして、プロペラシャフト１０の回転数が所定回転数を超えて回転されると、移動部材２０の羽根部材４５が風圧を受けることにより、移動部材２０が付勢部材４２の付勢力に抗して、図６において左方向に移動する。これにより、シール部２３とシール部材１６との接触が解除される。

このようにプロペラシャフト１０が高速で回転している場合に、移動部材２０のシール部２３がシール部材１６に接触しないようにすることで、シールの接触時に発生する異音の低減、シール部材１６の耐久性の向上およびフリクションの低減を図ることができる。
また、付勢部材４２により、フランジと移動部材２０との間におけるプロペラシャフト１０の外周側が被覆されているため、プロペラシャフト１０の移動部材２０の摺動部分を泥水や塵埃などから有効に保護することができる。

なお、本発明は前記実施形態に記載のものに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。
例えば、前記各実施形態においては、プロペラシャフト１０が高速で回転している場合に、移動部材２０のシール部２３をシール部材１６に接触させないようにしたが、プロペラシャフト１０が高速で回転した場合に、シール部材１６に対するシール部２３の接触力を低下させるようにしても、同様の作用、効果を奏することができる。

１ センターベアリングサポート
１０ プロペラシャフト
１１ センターベアリング
１６ シール部材
２０ 移動部材
２１ 本体
２２ 当接部
２３ シール部
３０ ボール支持板
３１ ウエイトボール
４０ 支持部材
４１ 付勢ばね
４２ 付勢部材
４３ 弾性部
４５ 羽根部材

Claims (4)

1. プロペラシャフトの外周におけるシールを行うシール部材と、
   前記プロペラシャフトの軸方向に移動自在とされ、前記シール部材に接触するシール部を備えた移動部材と、
   前記移動部材の前記シール部を、前記プロペラシャフトが低速回転時は前記シール部材に接触させ、前記プロペラシャフトが高速回転時は前記シール部材と接触させないかまたは接触力を低下させるように移動させる移動機構と、を備え、
   前記移動機構は、前記プロペラシャフトが低速回転時に前記シール部を前記シール部材に接触させるように付勢する付勢部材と、
   前記移動部材に形成された当接部と、
   前記プロペラシャフトが高速回転時に前記当接部に当接し前記シール部を前記付勢部材の付勢力に抗して前記シール部材と接触させないかまたは接触力を低下させるように移動させるウエイトボールと、から構成されていることを特徴とするセンターベアリングサポート構造。
2. 前記移動機構は、前記付勢部材と前記当接部とを一体に形成して構成されていることを特徴とする請求項１に記載のセンターベアリングサポート構造。
3. プロペラシャフトの外周におけるシールを行うシール部材と、
   前記プロペラシャフトの軸方向に移動自在とされ、前記シール部材に接触するシール部を備えた移動部材と、
   前記移動部材の前記シール部を、前記プロペラシャフトが低速回転時は前記シール部材に接触させ、前記プロペラシャフトが高速回転時は前記シール部材と接触させないかまたは接触力を低下させるように移動させる移動機構と、を備え、
   前記移動機構は、前記移動部材と一体に形成され、
   前記プロペラシャフトが低速回転時に前記シール部を前記シール部材に接触させるように付勢する付勢部材と、前記プロペラシャフトが高速回転時に前記シール部を前記付勢部材の付勢力に抗して前記シール部材と接触させないかまたは接触力を低下させるように移動させるウエイトボールと、を一体に形成したことを特徴とするセンターベアリングサポート構造。
4. プロペラシャフトの外周におけるシールを行うシール部材と、
   前記プロペラシャフトの軸方向に移動自在とされ、前記シール部材に接触するシール部を備えた移動部材と、
   前記移動部材の前記シール部を、前記プロペラシャフトが低速回転時は前記シール部材に接触させ、前記プロペラシャフトが高速回転時は前記シール部材と接触させないかまたは接触力を低下させるように移動させる移動機構と、を備え、
   前記移動機構は、前記プロペラシャフトが低速回転時に前記シール部を前記シール部材に接触させるように付勢する付勢部材と、
   前記プロペラシャフトが高速回転時に風圧により前記シール部を前記付勢部材の付勢力に抗して前記シール部材と接触させないかまたは接触力を低下させるように移動させる羽根部材と、から構成されていることを特徴とするセンターベアリングサポート構造。

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