JPH04272531A - エラストマー製マウントのばね剛性変更方法とエンジンマウント - Google Patents

エラストマー製マウントのばね剛性変更方法とエンジンマウント

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JPH04272531A
JPH04272531A JP3292223A JP29222391A JPH04272531A JP H04272531 A JPH04272531 A JP H04272531A JP 3292223 A JP3292223 A JP 3292223A JP 29222391 A JP29222391 A JP 29222391A JP H04272531 A JPH04272531 A JP H04272531A
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JP
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mount
support plate
spring body
cylindrical spring
solid cylindrical
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JP3292223A
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Inventor
Volker Dr Hartel
フオルカー ヘルテル
Matthias Richter
マチアス リヒター
Mathias Gugsch
マチアス グーグツシユ
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Metzeler Gimetall AG
Original Assignee
Metzeler Gimetall AG
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F13/00Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
    • F16F13/04Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper
    • F16F13/26Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper characterised by adjusting or regulating devices responsive to exterior conditions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K5/00Arrangement or mounting of internal-combustion or jet-propulsion units
    • B60K5/12Arrangement of engine supports
    • B60K5/1283Adjustable supports, e.g. the mounting or the characteristics being adjustable
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00Springs
    • F16F1/36Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/3615Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers with means for modifying the spring characteristic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F3/00Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic
    • F16F3/08Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of a material having high internal friction, e.g. rubber
    • F16F3/087Units comprising several springs made of plastics or the like material

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、少なくとも一時的に
同時に負荷可能な二つのゴム体を備えている自動車用エ
ンジンマウントとしてのエラストマー製マウントのばね
剛性変更方法及びこの種のエンジンマウントに関する。
【0002】
【従来の技術】最近のエンジンマウントは一般に、走行
運転中に発生する種々の静的及び動的エンジン保持力を
受け入れ、その結果生じるエンジンの低周波振動を減衰
し、更にエンジンからシャシへ従って自動車の車室へ伝
播する音響振動の伝達を抑制するという役目を有する。 このことはエンジンマウントが低周波領域及び高周波領
域において剛性及び減衰の損失角に関して異なる特性を
有しなければならないということを意味する。このこと
はエンジンマウントの設計の際に、不利な条件の場合に
はそのときの最適状態からほど遠い妥協を強いられるお
それがある。最適状態からの逸脱の発生を低減する可能
性は公知の液圧減衰エンジンマウントを使用することに
あり、このエンジンマウントは低周波振動の高い減衰を
もたらし同時に高周波振動の適切な減結合を可能にする
。しかしこの種のマウントの場合にも特性は低周波領域
及び高周波領域において相互に無関係に調節することが
できず、それによりそれぞれ要求される値への調整が非
常に厄介である。更にこの種の液圧減衰エンジンマウン
トは一般に、動的剛性の変化が軸線方向すなわち垂直方
向にだけ生じ、他方では半径方向にはほぼ不変のままで
あるという欠点を有する。そのつどの運転状態に適合す
る制御された剛性変更は不可能である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、純
粋なエラストマー製マウントを出発点として、この種の
マウントのばね剛性及び減衰性を所定の運転パラメータ
に関係して変更でき、しかもこの種のマウントが低い回
転速度の場合に従って特にアイドリング時の大きい振動
振幅の場合に比較的軟らかく、高い運転回転速度の場合
に比較的硬いという趣旨で変更できるような方法を提供
することにある。
【0004】この種のマウントは原理的に英国特許第1
408584 号明細書から知られており、このマウン
トの場合には、相互に同心のリングとなって延び放物線
形に傾いた全体表面を備える複数のエラストマー体が、
エラストマー体に対しほぼ平行に延びるマウント板を備
え、しかしマウント板のゴム体に対する間隙が縁へ向か
って絶えず増大する。荷重の作用の際に半径方向に外側
に置かれたゴム体が相次いでマウント板と係合するので
、それによりマウントの剛性が段階的に高められる。し
かし個々のエラストマー体の剛性の変更又は個別の係合
は不可能である。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題はこの従来の技
術を出発点としてこの発明に基づき、並列に接続された
二つのばね体に関して、両方のばね体のうちの一方のば
ね体が常に支持板と係合し、両方のばね体のうちの他方
のばね体が所定の運転パラメータに関係して一時的にだ
け支持板に接触させられ、その際両ばね体が作用荷重を
並列に受け入れ、第2のばね体の並列接続が外部から加
えられる別個の力により行われ、この力が第2のばね体
を支持板に接触させることにより解決される。
【0006】異なる硬さの二つのばね体が用いられ、こ
れらのばね体のうち大きい硬さを有するばね体が一時的
にだけ作動させられるのが合目的的である。
【0007】その際並列接続のための力は、液を供給さ
れる圧力クッション又は機械的な調節装置によりもたら
すことができる。
【0008】この種の方法を用いれば、純粋なゴム製マ
ウントのばね剛性を軟らかい特性曲線と硬い特性曲線と
の間で所定の要求及び運転パラメータに応じて変更する
ことが可能である。
【0009】更にこの発明はエンジンマウント板とシャ
シ側に固定された支持板との間に、相互に同心に中空円
筒形ばね体及び中実円筒形ばね体が配置されている弾性
マウント特に自動車用エンジンマウントに関し、その際
この発明に基づき、中実円筒形ばね体の下側端面と付属
の支持板との間に、中空室を支持板に向かって画成する
膜が配置され、この中空室が作動液の押し込みの後に中
実円筒形ばね体を両支持板と協働させる。
【0010】しかしこの種の弾性マウントの場合にこの
発明に基づき、中実円筒形ばね体の下側端面と付属の支
持板との間に機械的な支柱が配置され、この支柱がサー
ボモータにより駆動されるねじ軸と係合し、サーボモー
タの投入の際に中実円筒形ばね体を両支持板と協働させ
ることも可能である。
【0011】その際中実円筒形ばね体が中空円筒形ばね
体より小さい軸線方向長さを有するのが合目的的である
【0012】更に中実円筒形ばね体の膜側端面が環状に
突出する付加部を有し、付属の支持板上に固定されたス
リーブの引き込まれた縁により、この付加部が間隔を置
いて後ろから抱え込まれているのが合目的的である。こ
の付加部は加硫接着された金属板により形成することが
できる。
【0013】膜の周囲が支持板とスリーブの脚との間に
液密に挟み込まれ、支持板が作動液のための調節可能な
供給口を有するのが合目的的である。
【0014】それにより膜の下にそのように形成された
中空室中へ液を押し込んだ後に、中実円筒形ばね体がス
リーブの引き込まれた縁へ向かって押し付けられ、それ
により力結合が形成されるので、両ばね体が相互に並列
に作用荷重を受け入れる。
【0015】その際導入された作動液の圧力により生じ
た力は、静的支持荷重プラス動的運転荷重の形で発生す
る全運転荷重より大きくすべきである。約5barの圧
力が合目的的であると判明している。
【0016】機械的な並列接続に対しては、支持板の下
方に皿形のフランジ板が取り付けられ、このフランジ板
が中央にサーボモータを支持し、このサーボモータによ
りフランジ板及び支持板を貫通するねじ軸が駆動され、
このねじ軸が支持板と中実円筒形ばね体との間に配置さ
れ箱形に構成された支柱と係合し、支柱の上側が中実円
筒形ばね体に力結合的に接触可能であるのが合目的的で
ある。
【0017】並列接続されたばね体と負荷を受けるただ
一つのばね体とのばね剛性の最適な比のために、外側に
置かれた中空円筒形ばね体は約40のショアA硬さを有
し、また内側に置かれた中実円筒形ばね体は約65のシ
ョアA硬さを有するべきである。
【0018】更にマウントの軸線方向剛性対半径方向剛
性の比が約4.5であるのが合目的的である。剛性比の
達成のために補助的に、中空円筒形ばね体をほぼ中央で
中間リングにより軸線方向に分割することができる。
【0019】しかし更に種々の横方向における異なる半
径方向剛性を達成することもでき、しかもばね体のうち
の少なくとも一つが平面図で楕円形の外側輪郭を有する
ことにより達成することができる。
【0020】
【実施例】次にこの発明に基づくエラストマー製マウン
トの複数の実施例を示す図面により、この発明を詳細に
説明する。
【0021】図1の縦断面図に示すように、エラストマ
ー製マウントはまず中空円筒形ばね体1、2を有し、こ
のばね体はスタッド5を備えるエンジンマウント板4と
シャシ側に固定された支持板6との間に配置されている
。この中空円筒形ばね体は所定の半径方向剛性を維持で
きるように、一体とするか又は図示のようにほぼ中央で
剛性の中間リング16により相前後して接続された二つ
のばね体1、2に分割することができる。中空円筒形ば
ね体1、2の内部には更に中実円筒形ばね体3が配置さ
れ、このばね体3は上端部でエンジンマウント板4と強
固に結合されている。このばね体3は図示の実施例の場
合には外側に置かれた中空円筒形ばね体1、2より若干
短くかつ下端部に環状に突出する付加部7を有し、この
付加部7はばね体3に加硫接着された金属板8により形
成することができる。
【0022】この付加部7は付属の支持板6上に固定さ
れたスリーブ9により囲まれ、スリーブ9の引き込まれ
た上縁10が付加部7を間隔を置いて後ろから抱え込む
【0023】ばね体3の端面11と支持板6との間には
波打った可撓性の膜12が配置され、膜12の周囲は支
持板6とスリーブ9の脚との間に液密に挟み込まれてい
る。支持板6は作動液のための調節可能な供給口13を
有し、供給口13は膜12と支持板6とにより形成され
た中空室14中へ開口する。
【0024】図1に示された実施例の場合にはまず外側
の中空円筒形ばね体1、2だけが支持板4、6と係合し
、他方では中実円筒形ばね体3は下端部でストッパ面と
して作用する縁10に対し自由道程を置いて保持されて
いるので、外側のばね体1、2だけが比較的軟らかい特
性曲線を有する弾性的な支持をもたらす。
【0025】次に図2に示すように、供給口13を経て
作動液が中空室14中へ押し込まれると、膜12が上に
向かって膨張し、遂にばね体3の端面11に接触しこの
ばね体を上に向かって圧縮するか、又は外側の中空円筒
形ばね体1、2を板4と6との間の間隔の増大のもとに
、環状に突出する付加部7がスリーブ9の引き込まれた
縁10に接触するまで引っ張るので、力結合が形成され
て中実円筒形ばね体3が両支持板4、6と係合する。 それによりいまやばね体1、2と3の有効な並列接続、
従って急傾斜のばね特性曲線を有するマウントの非常に
硬いばね剛性が生じる。
【0026】永続的かつ安定な力結合を第2のばね体3
に対して形成するために、中空室14中に液の圧力によ
り発生させられる力をマウント上に作用する全運転荷重
より大きくしなければならない。すなわち静的荷重と動
的運転荷重との和より大きくしなければならない。この
ために一般に5barの圧力で十分であろう。
【0027】図3には、図1及び図2に示すエンジンマ
ウントと同様な基本構成を有する別の実施例が示され、
しかしながらこの実施例では並列接続が機械的な調節装
置により行われる。
【0028】このために下側支持板6の下方には別の皿
形のフランジ板20が取り付けられ、このフランジ板2
0は中央でその下面上に例えばサーボモータ21を支持
する。このサーボモータ21により、フランジ板20及
び支持板6を中央で貫通し両板に回転自在に軸受支持さ
れたねじ軸22が駆動される。
【0029】中実円筒形ばね体3に加硫接着された金属
板8及びそのゴム被膜30の下方には方形の箱形の支柱
23が配置され、支柱の水平な上側24は金属板8に接
触させることができ、両方の垂直な側部25と26との
間に設けられた水平桟27によりねじ軸22と係合して
いる。この箱形の支柱23の下側は突出する二つの桟2
8、29を有し、これらの桟は支持板6の相応の案内ス
リット31、32を貫通して支柱23の回転を防止する
【0030】従ってサーボモータ21の投入の際に支柱
23を垂直方向に移動させることができ、中実円筒形ば
ね体3の金属板8のゴム被膜30に当接する場合にばね
体3が支持板4、6と係合するので、ばね体1、2と3
が並列接続される。
【0031】図3に示すマウントは並列接続のこの係合
位置で示されている。支柱23の下降の際に図1に示し
たものと類似のばね位置が生じる。
【0032】中央に配置されたサーボモータによる図示
の調節装置の代わりに、このサーボモータを側方に配置
し直角伝動装置を介してねじ軸22に作用させることも
できる。最後にサーボモータによる図示の調節装置の代
わりに、両ばねの並列接続を単純なトグルレバーにより
実施することも可能であるが、しかしこれは図示されて
いない。
【0033】ばね体の構成に関して、外側に置かれた中
空円筒形ばね体1、2が約40のショアA硬さを有し、
内側に置かれた中実円筒形ばね体3が約65のショアA
硬さを有するのが合目的的である。
【0034】この種のマウントの制御及び選択的な並列
接続はエンジン回転速度及び場合によっては他の運転パ
ラメータに関係して行われるのが合目的的である。それ
により及び純粋なゴム製マウントの前記の構成により、
例えばアイドリング時の低い回転速度の場合にマウント
の軟らかい特性を得ることが可能であり、他方では運転
回転速度及び自動車の走行の場合に、内側に設けられた
中実円筒形ばね体3と中空円筒形ばね体1、2との並列
接続による硬い特性を達成することができる。
【0035】このマウントのこの発明に基づく構成の別
の長所は、マウントの剛性が軸線方向すなわち垂直方向
ばかりでなく半径方向にも変更できるということにある
。なぜならばゴム体はゴムの剪断抵抗だけにより制限さ
れる比較的大きい半径方向の自由道程を有するからであ
る。前記の構成により約4.5の軸線方向剛性対半径方
向剛性の剛性比を維持することが可能であり、この値は
エンジンの所望の支持及び装架に対して特に有利である
ことが判明している。
【0036】またマウントを種々の横方向において異な
る半径方向剛性を持たせて構成することも可能である。 このためにはばね体のうちの少なくとも一つが平面図で
楕円形の外側輪郭を有するべきである。しかしゴム体中
の中空室の適切な配置及び分散により半径方向剛性を適
切に変更することも可能である。
【0037】総括するに、簡単な手段によりばね剛性を
変更し、軟らかい特性から硬い特性へ及びその逆に調節
することができる純粋なゴム製マウントが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に基づく弾性マウントの一実施例の縦
断面図である。
【図2】図1に示す弾性マウントの中実円筒形ばね体が
支持板に接触させられた状態を示す縦断面図である。
【図3】弾性マウントの別の実施例の縦断面図である。
【符号の説明】
1、2  中空円筒形ばね体 3  中実円筒形ばね体 4  エンジンマウント板 6  支持板 7  付加部 9  スリーブ 10  縁 11、30  下側端面 12  膜 13  供給口 14  中空室 16  中間リング 20  フランジ板 21  サーボモータ 22  ねじ軸 24  上側 26  支柱 28、29  桟 31、32  案内スリット 32  ゴム層

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  少なくとも一時的に同時に負荷可能な
    二つのゴム体を備えている自動車用エンジンマウントと
    してのエラストマー製マウントのばね剛性変更方法にお
    いて、並列に接続された二つのばね体に関して、両方の
    ばね体のうちの一方のばね体が常に支持板と係合し、両
    方のばね体のうちの他方のばね体が所定の運転パラメー
    タに関係して一時的にだけ支持板に接触させられ、その
    際両ばね体が作用荷重を並列に受け入れ、第2のばね体
    の並列接続が外部から加えられる別個の力により行われ
    、この力が第2のばね体を支持板に接触させることを特
    徴とするエラストマー製マウントのばね剛性変更方法。
  2. 【請求項2】  異なる硬さの二つのばね体が用いられ
    、これらのばね体のうち大きい硬さを有するばね体が一
    時的にだけ作動させられることを特徴とする請求項1記
    載の方法。
  3. 【請求項3】  両ばね体の並列接続がエンジン回転速
    度に関係して行われることを特徴とする請求項1又は2
    記載の方法。
  4. 【請求項4】  並列接続のための力が液を供給される
    圧力クッションによりもたらされることを特徴とする請
    求項1又は2記載の方法。
  5. 【請求項5】  並列接続のための力が機械的な調節装
    置によりもたらされることを特徴とする請求項1又は2
    記載の方法。
  6. 【請求項6】  エンジンマウント板(4)とシャシ側
    に固定された支持板(6)との間に、相互に同心に中空
    円筒形ばね体(1、2)及び中実円筒形ばね体(3)が
    配置されているエンジンマウントにおいて、中実円筒形
    ばね体(3)の下側端面(11)と付属の支持板(6)
    との間に、中空室(14)を支持板(6)に向かって画
    成する膜(12)が配置され、この中空室(14)が作
    動液の押し込みの後に中実円筒形ばね体(3)を両支持
    板(4、6)と協働させることを特徴とするエンジンマ
    ウント。
  7. 【請求項7】  エンジンマウント板(4)とシャシ側
    に固定された支持板(6)との間に、相互に同心に中空
    円筒形ばね体(1、2)及び中実円筒形ばね体(3)が
    配置されているエンジンマウントにおいて、中実円筒形
    ばね体(3)の下側端面(30)と付属の支持板(6)
    との間に機械的な支柱(26)が配置され、この支柱が
    サーボモータ(21)により駆動されるねじ軸(22)
    と係合し、サーボモータ(21)の投入の際に中実円筒
    形ばね体(3)を両支持板(4、6)と協働させること
    を特徴とするエンジンマウント。
  8. 【請求項8】  中実円筒形ばね体(3)が中空円筒形
    ばね体(1、2)より小さい軸線方向長さを有すること
    を特徴とする請求項6又は7記載のマウント。
  9. 【請求項9】  中実円筒形ばね体(3)の下側端面が
    環状に突出する付加部(7)を有し、付属の支持板(6
    )上に固定されたスリーブ(9)の引き込まれた縁(1
    0)により、この付加部が間隔を置いて後ろから抱え込
    まれていることを特徴とする請求項6又は7記載のマウ
    ント。
  10. 【請求項10】  付加部(7)が加硫接着された金属
    板(8)により形成されていることを特徴とする請求項
    9記載のマウント。
  11. 【請求項11】  金属板(8)の下面が弾性を有する
    ゴム層(32)により覆われていることを特徴とする請
    求項10記載のマウント。
  12. 【請求項12】  膜(12)の周囲が支持板(6)と
    スリーブ(9)の脚との間に液密に挟み込まれ、支持板
    (6)が作動液のための調節可能な供給口(13)を有
    することを特徴とする請求項6記載のマウント。
  13. 【請求項13】  導入された作動液の圧力により生じ
    た力が、静的支持荷重プラス動的運転荷重の形で発生す
    る全運転荷重より大きいことを特徴とする請求項6記載
    のマウント。
  14. 【請求項14】  液圧力が約5barであることを特
    徴とする請求項13記載のマウント。
  15. 【請求項15】  支持板(6)の下方に皿形のフラン
    ジ板(20)が取り付けられ、このフランジ板が中央に
    サーボモータ(21)を支持し、このサーボモータによ
    りフランジ板(20)及び支持板(6)を貫通するねじ
    軸(22)が駆動され、このねじ軸(22)が支持板(
    6)と中実円筒形ばね体(3)との間に配置され箱形に
    構成された支柱(23)と係合し、支柱の上側(24)
    が中実円筒形ばね体(3)に力結合的に接触可能である
    ことを特徴とする請求項7記載のマウント。
  16. 【請求項16】  箱形の支柱(23)がその下面上に
    二つの突出する桟(28、29)を有し、これらの桟が
    支持板(6)の案内スリット(31、32)を貫通する
    ことを特徴とする請求項15記載のマウント。
  17. 【請求項17】  外側に置かれた中空円筒形ばね体(
    1、2)が約40のショアA硬さを有し、また内側に置
    かれた中実円筒形ばね体(3)が約65のショアA硬さ
    を有することを特徴とする請求項6又は7記載のマウン
    ト。
  18. 【請求項18】  中空円筒形ばね体(1、2)がほぼ
    中央で中間リング(16)により軸線方向に分割されて
    いることを特徴とする請求項15記載のマウント。
  19. 【請求項19】  軸線方向剛性対半径方向剛性の比が
    約4.5であることを特徴とする請求項17記載のマウ
    ント。
  20. 【請求項20】  種々の横方向において異なる半径方
    向剛性を有することを特徴とする請求項19記載のマウ
    ント。
  21. 【請求項21】  ばね体(1、2、3)のうちの少な
    くとも一つが平面図で楕円形の外側輪郭を有することを
    特徴とする請求項20記載のマウント。
  22. 【請求項22】  支柱がトグルレバーにより置き替え
    られることを特徴とする請求項7記載のマウント。
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