JPH09272454A - 油圧式パワーステアリング装置の操舵力制御装置 - Google Patents
油圧式パワーステアリング装置の操舵力制御装置Info
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Abstract
ステアリング装置において、車速、舵角等の自動車走行
状態に応じてパワーアシスト量(操舵補助力)を制御す
ることができる操舵力制御装置を提供することにある。 【解決手段】 油圧式パワーステアリング装置におい
て、前記ロータリサーボバルブ 2のバルブハウジング20
内に設けられた油圧反力機構50は、前記入力軸スリーブ
25の入力端面に対し所定間隔を存して前記入力軸22およ
びバルブハウジング20間の空間内に介装されて該入力軸
22またはバルブハウジング20に係止された油圧力負担部
材51と、前記入力軸スリーブ25の出力端面に該スリーブ
の半径方向から見て同一傾斜角の左右対称に形成された
カム57と、前記入力軸22の出力側に半径方向へ突出して
前記カム57に当接しうるカムフォロワー59とを有し、前
記バルブハウジング20と入力軸22との間で前記油圧力負
担部材51と入力軸スリーブ25とで挟まれた油圧室60内
に、車速、舵角等の自動車走行状態に応じ開閉する油圧
制御弁72を介して圧油が導入されるものである。
Description
軽減するための油圧パワーステアリング装置において、
車速、舵角等の自動車走行状態に応じてパワーアシスト
量(操舵補助力)を制御することができる操舵力制御装
置に関するものである。
が、タイヤと路面との間の大きな摩擦力により著しく大
きく、これを軽減するために、油圧パワーステアリング
装置が用いられている。
油圧ポンプは、回転数に比例して吐出流量が増減する可
変吐出型ポンプであるので、比較的操舵反力の小さな高
速走行時には、逆に吐出流量が増加して(車速とポンプ
回転数とは変速比の変化でもって必ずしも比例関係にな
いが、対応関係はある)、パワーアシスト量が増大して
しまい、小さな操舵力で操舵が可能となり、適正な運転
感覚が得られない。
7−71938号公報記載の操舵力制御装置(図17な
いし図19参照)があった。
制御装置では、入力軸01と一体に放射方向へ十字状に反
力受部02が突設され、該反力受部02の外端面に傾斜溝03
が形成され、該反力受部02の傾斜溝03に対向して出力軸
04と一体にフランジ部05が形成され、該フランジ部05に
円形ガイド孔06が設けられ、該フランジ部05を挟んで反
力受部02の反対側に、反力ピストン07およびシール部材
08が配設され、該シール部材08はバルブハウジング09に
係止されており、該バルブハウジング09内にて前記反力
ピストン07およびシール部材08間の油圧反力室 010にポ
ンプ圧油が導入されるようになっている。
従来の操舵力制御装置においては、入力軸01と出力軸04
との相対的回転角度差を軸方向変位に変換するボール 0
11が、円形ガイド孔06にそれぞれ嵌合された状態で、シ
ール部材08や反力ピストン07と共にバルブハウジング09
に組込まれるようになっているため、ボール 011が円形
ガイド孔06より脱落し易く、組付作業が煩雑で困難であ
り、かつ部品点数が多くてコスト高であった。
のような難点を克服した油圧式パワーステアリング装置
の操舵力制御装置の改良に係り、油圧ポンプから吐出さ
れた圧油がロータリサーボバルブを介して油圧パワーシ
リンダの両シリンダ室のいずれか一方に導かれるととも
に、該油圧パワーシリンダの他方のシリンダ室内の油が
前記ロータリサーボバルブを介して前記油圧ポンプの吸
入口に導かれる油圧式パワーステアリング装置におい
て、前記ロータリサーボバルブは、入力軸と、該入力軸
に対し同一軸線上に配置された出力軸と、該入力軸およ
び出力軸を相対的に捩り可能に連結するトーションバー
と、前記入力軸の外周に相対的に回転自在に嵌装された
入力軸スリーブと、前記入力軸と入力軸スリーブとを密
閉するバルブハウジングとを備え、前記出力軸と入力軸
スリーブとは相対的に回転不能に結合され、前記ロータ
リサーボバルブのバルブハウジング内に設けられた油圧
反力機構は、前記入力軸スリーブの入力端面に対し所定
間隔を存して前記入力軸およびバルブハウジング間の空
間内に介装されて該入力軸またはバルブハウジングに係
止された油圧力負担部材と、前記入力軸スリーブの出力
端面に該スリーブの半径方向から見て凹部の左右対称に
形成されたカムと、前記入力軸の出力側に半径方向へ突
出して前記カムに当接しうるカムフォロワーとを有し、
前記バルブハウジングと入力軸との間で前記油圧力負担
部材と入力軸スリーブとで挟まれた油圧室内に、車速、
舵角等の自動車走行状態に応じ変化する油圧制御弁を介
して圧油が導入されることを特徴とするものである。
で、車速、舵角等の自動車走行条件でパワーアシスト量
を減少する必要がある場合に、この自動車走行状態に応
じて、前記バルブハウジングと入力軸との間で前記油圧
力負担部材と入力軸スリーブとで挟まれた油圧室内に、
圧油が導入され、該入力軸スリーブが前記出力軸に向っ
て強く押され、該入力軸スリーブ出力端面のカムと、前
記入力軸と一体のカムフォロワーとの当接作用でもっ
て、該入力軸の操舵方向に対し逆向きの反力が該入力軸
に与えられる結果、パワーアシスト量が低減され、自動
車の運転状態に適応した操舵感覚が得られる。
ブ端面に形成されるとともに、カムフォロワーが前記入
力軸に一体に設けられているので、該カムフォロワーを
保持する部材を別個に必要とせず、部品点数が削減され
るとともに、従来のサーボバルブの入力軸スリーブと入
力軸に簡単な加工を施すだけで足り、コストダウンが可
能となる。
が前記入力軸に一体に設けられているため、入力軸や入
力スリーブと別体にボール等のカムフォロワーを設けた
従来のもののように、カムフォロワーが組込みの際に脱
落することがなく、能率良く確実に組立作業を行うこと
ができて、生産性を向上させることができる。
ることにより、前記カムおよびカムフォロワー間に働く
反力を増加し、適正なパワーアシスト量を確保しなが
ら、前記ロータリーサーボバルブの小型化を図ることが
できる。
することにより、操舵力が働かない状態で、前記油圧室
内に圧油を常時導入しなくても、カム凹部の中心にカム
フォロワーを一致させて、入力軸と出力軸とを中立状態
に整合させることができる。
構成することにより、小さなスプリング部材でもって大
きな反力を発生させることができる。
ることにより、前記油圧制御弁を簡単に構成し、コスト
ダウンを図ることができる。
することにより、前記油圧室内に導入される圧油の反力
を、車速、舵角等の自動車走行状態に応じて連続的に変
化させることができ、該自動車走行状態に適合した適正
な操舵感覚を得ることができる。
れた本発明の一実施形態について説明する。油圧式パワ
ーステアリング装置1においては、図1に図示されるよ
うに、ロータリサーボバルブボディユニット2と油圧パ
ワーシリンダ3とが一体に組付けられ、該油圧パワーシ
リンダ3のピストン扞9にタイロッド4を介してフロン
トホイール5が連結され、図2に図示されるように、油
圧パワーシリンダ3はピストン10でもって左シリンダ室
11と右シリンダ室12(図2では車の前方から後方を見て
いるので左右逆である)とに仕切られている。
アリングコラムシャフト7は、ステアリングジョイント
8を介してロータリサーボバルブボディユニット2の入
力軸たるスタブシャフト22に連結されており、ステアリ
ングホイール6を時計方向または反時計方向へ回転操作
すると、スタブシャフト22はこれに対応して回転駆動さ
れ、このスタブシャフト22の回転に対応して、圧油が油
圧パワーシリンダ3の右シリンダ室12または左シリンダ
室11に圧油が供給され、ピストン扞9が左方または右方
へ駆動されて、フロントホイール5が右方または左方へ
方向を変えられるようになっている。
サーボバルブボディユニット2においては、バルブハウ
ジング20とギヤハウジング21とは相互に一体に結合さ
れ、バルブハウジング20内には、該バルブハウジング20
の入力端側にベアリング26を介して回転自在に嵌装され
た入力軸たるスタブシャフト22と、該スタブシャフト22
および出力軸たるピニオン23を相対的に捩り可能に連結
するトーションバー24と、バルブハウジング20およびス
タブシャフト22間に同芯状でかつ回転自在に嵌装された
入力軸スリーブたるスタブシャフトスリーブ25と、スタ
ブシャフトスリーブ25およびピニオン23間に介装された
油圧反力機構50とが設けられ、前記ピニオン23はベアリ
ング27を介してギヤハウジング21に回転自在に嵌装さ
れ、該ピニオン23は、ピストン扞9と一体のラック13に
噛合しており、ピストン10の左右摺動とともに一体に移
動するラック13により、ピニオン23は回転駆動されるよ
うになっている。
ポンプ14の吐出口15と、油圧ポンプ14の吸入口16もしく
はリザーブタンク17とに、それぞれ連通する給油ポート
28と排油ポート29が形成されるとともに、油圧パワーシ
リンダ3の左シリンダ室11と右シリンダ室12とに、それ
ぞれ連通する左方シリンダポート30と右方シリンダポー
ト31とが形成されている。
には、給油ポート28に連通する周方向給油溝32が形成さ
れるとともに、左方シリンダポート30および右方シリン
ダポート31にそれぞれ連通する周方向左方シリンダ溝33
および周方向右方シリンダ溝34が、周方向給油溝32の軸
方向両側に位置して形成されている。
トスリーブ25には、その中心軸に指向するとともに外端
が周方向給油溝32に開口した4本の給油通路35が、周方
向に亘り等間隔に形成され、該給油通路35の各周方向両
側に、それぞれスタブシャフトスリーブ25の中心線に指
向した左方シリンダ通路36と右方シリンダ通路37とがそ
れぞれ形成され、これら左方シリンダ通路36および右方
シリンダ通路37の外端は周方向左方シリンダ溝33および
周方向右方シリンダ溝34にそれぞれ開口している。
には、左方シリンダ通路36及び右方シリンダ通路37の中
心と溝中心が一致するとともに、スタブシャフトスリー
ブ25の軸方向と平行な軸方向溝38および軸方向溝39が交
互に4条ずつ形成されており、左方シリンダ通路36およ
び右方シリンダ通路37の内端は、各軸方向溝38および軸
方向溝39にそれぞれ開口している。
は、スタブシャフトスリーブ25の軸方向溝38、軸方向溝
39で挟まれた部分の巾と等しい巾の軸方向溝40、軸方向
溝41が、周方向に亘り交互に等間隔に形成され、スタブ
シャフト22の中心孔44と軸方向溝41とを連通する排油通
路42が形成され、中心孔44は別の排油通路43を介して排
油ポート29に連通されている。
20とスタブシャフト22との間でスタブシャフトスリーブ
25よりも入力側に介装された油圧力負担シール部材51
と、スタブシャフトスリーブ25の出力端の大径部55に形
成された一対のカム57と、スタブシャフト22の扁平部45
から半径方向へ突出したカムフォロワーピン59とを有し
ている。
ブシャフト22に嵌合され、その入力側にサークリップ53
が係合され、油圧力負担シール部材51の外周のシール溝
52にシール54が嵌合され、バルブハウジング20とスタブ
シャフト22とスタブシャフトスリーブ25と油圧力負担シ
ール部材51とで油圧室60が形成され、該油圧室60に皿バ
ネ61が内装されており、該皿バネ61のバネ力により、ス
タブシャフトスリーブ25のカム57がスタブシャフト22の
カムフォロワーピン59に常時当接されるようになってい
る。
部55には、直径位置に切欠き56が形成され、該切欠き56
の底部には、スタブシャフトスリーブ25の半径方向から
見て同一傾斜角に左右対称に一対のカム57が形成され、
該一対の切欠き56間の周方向中間位置に円孔58が形成さ
れている。
ないし図15に図示されるように、出力側に向って異形
切欠き62、円孔63およびスプライン孔64が順次形成さ
れ、該異形切欠き62に対して直角に係合切欠き65が形成
され、前記スタブシャフトスリーブ25の円孔58に挿入さ
れた係合ピン66が該係合切欠き65に係合されており、ス
タブシャフトスリーブ25とピニオン23とは相互に一体に
係合された状態で、バルブハウジング20内を回転しうる
ようになっている。
軸部46はピニオン23に回転可能に嵌合されるとともに、
トーションバー24のスプライン部47はピニオン23のスプ
ライン孔64に嵌合されており、トーションバー24の捩れ
でスタブシャフト22とピニオン23とは相対的に回転可能
となっているが、その相対的回転角度は、スタブシャフ
ト22の扁平部45とピニオン23の異形切欠き62との係合で
所定角度を越えないように規制されるようになってい
る。
グ電子制御装置70が付設されており、該ステアリング電
子制御装置70は図示されない車速検出手段からの車速信
号を受信しており、駐車時では、リニアソレノイド71に
電流が供給され、圧縮コイルスプリング78のバネ力に打
ち勝って油圧制御弁72の弁本体73が下方へ押下げられ、
駐車時から低速走行になると、リニアソレノイド71に供
給される電流が減少して、油圧制御弁72の弁本体73が圧
縮コイルスプリング78のバネ力により上方へ押上げられ
るようになっている。
74を備え、該ランド74は、バルブハウジング20の給油ポ
ート28に接続する弁ケーシング80の圧油通路81と、油圧
反力機構50の油圧室60に接続する弁ケーシング80の圧油
通路82とを遮断または連通するようになっている。
29に連通する戻り油路83が形成され、弁本体73には軸方
向の戻り通路75が形成されるとともに、該戻り通路75お
よび圧油通路82を連通する絞り76と、戻り通路75および
戻り油路83を連通孔77とが形成されており、油圧室60内
の圧油が圧油通路82、絞り76、戻り通路75、連通孔77、
戻り油路83および排油ポート29を介してリザーブタンク
17に排出されるようになっている。
したように構成されているので、ステアリングホイール
6に何等の操舵力が働かず、スタブシャフト22が中立に
位置し、フロントホイール5に外力が働かず、直進方向
へ向いている場合に、ロータリサーボバルブボディユニ
ット2では、スタブシャフト22およびスタブシャフトス
リーブ25は、図16に図示される状態に設定され、油圧
ポンプ14から吐出されて給油ポート28内に供給された圧
油は、周方向給油溝32から給油通路35を経由して軸方向
溝40に流入し、左右に均等に分流されて軸方向溝38、軸
方向溝39、軸方向溝41および排油通路42、排油通路43を
介して排油ポート29に流れ、油圧ポンプ14の吸入口また
はリザーブタンク17に戻り、圧油は左シリンダ室11、右
シリンダ室12のいずれにも供給されず、フロントホイー
ル5は直進状態を保持する。
へ回して右旋回させようとした場合に、図17に図示さ
れるように、ロータリサーボバルブボディユニット2で
は、スタブシャフト22のみが時計方向へ回転され、軸方
向溝40と軸方向溝38との連通部分より軸方向溝40と軸方
向溝39との連通部分が広くなるので、給油通路35を通過
した圧油は、軸方向溝39、右方シリンダ通路37、周方向
右方シリンダ溝34および右方シリンダポート31を介し
て、右シリンダ室12に流入し、ピストン10およびピスト
ン杆9は、左方(図2では右方)へ移動して、フロント
ホイール5は右方に向き、自動車は右旋回する。左シリ
ンダ室11内の油圧ポンプ14の吸入口またはリザーブタン
ク17に流れる状態の説明は省略する。
に供給される電流は大であり、圧縮コイルスプリング78
のバネ力に打ち勝って油圧制御弁72の弁本体73が下降さ
れ、圧油通路81と圧油通路82とが遮断されて、油圧室60
に圧油が導入されず、油圧室60内の圧油圧力でもってス
タブシャフトスリーブ25が出力側に強く押されないた
め、ステアリングホイール 6に加えられたトルクにより
スタブシャフト22が回転した場合に、該スタブシャフト
22と一体のカムフォロワーピン59は大きな抵抗力を受け
ずに、スタブシャフトスリーブ25と一体のカム57上を周
方向へ摺動することができ、スタブシャフト22には油圧
反力機構50による操舵反力が加えられない。
と、リニアソレノイド71に供給される電流は減少して、
油圧制御弁72の弁本体73は圧縮コイルスプリング78のバ
ネ力により上昇し、圧油通路81と圧油通路82とが連通さ
れて、油圧ポンプ14の吐出口15から吐出された圧油が、
給油ポート28、周方向給油溝32、圧油通路81、および圧
油通路82を介して油圧室60に導入され、スタブシャフト
スリーブ25が出力側( 図2では下方)へ押されて、スタ
ブシャフトスリーブ25のカム57がスタブシャフト22と一
体のカムフォロワーピン59に強く押付けれるので、この
状態でステアリングホイール 6に操舵力が加えられて、
スタブシャフト22にそのトルクが伝達された場合には、
フロントホイール 5に油圧パワーシリンダ 3のピストン
杆 9、ラック13およびピニオン23に連結されているスタ
ブシャフトスリーブ25に対し、スタブシャフト22はトー
ションバー24の捩り剛性による反力を受けるのみなら
ず、油圧反力機構50におけるカム57とカムフォロワーピ
ン59との圧接によるカム反力を受け、その結果、パワー
アシスト量が低減される。
は、スタブシャフトスリーブ25にカム57が形成されると
ともに、カムフォロワーピン59がスタブシャフト22に直
接嵌着されているため、カム57またはカムフォロワーピ
ン59を保持するための部材が不必要になって部品点数が
削減され、小型軽量化とコストダウンが可能となる。
フト22に直接嵌着されているため、組立の際にカムフォ
ロワーピン59が脱落することがなく、組立作業を確実に
かつ能率良く遂行することができる。
トスリーブ25の端面で構成されているため、この点でも
部品点数が削減されて、コストが節減される。
ては、切欠き56のカム57は左右対称に直線状に傾斜して
いるが、該カム57を楕円を半分に切ったような左右対称
の湾曲面に形成してもよい。
おける油圧制御弁72の弁本体73のランド74の端面は、そ
の中心線に対して直角の平面であるが、図18に図示す
るように、ランド74の端面を傾斜させて円錐面状に形成
し、自動車の車速に応じて弁本体73を軸方向へ移動させ
るようにすれば、パワーアシスト量を連続的に減少させ
ることができる。
力制御装置を備えた自動車の前半部概略斜視図である。
力制御装置の一実施形態を図示した縦断正面図である。
である。
である。
である。
ある。
ある。
図である。
面図である。
ャフトスリーブとの角度関係と圧油流動状態を図示した
要部横断面図である。
て右方操舵状態に設定した場合のスタブシャフトとスタ
ブシャフトスリーブとの角度関係と圧油流動状態を図示
した要部横断面図である。
断面図である。
縦断面図である。
を図示した図面である。
よび端面を図示した図面である。
ボバルブ、3…油圧パワーシリンダ、4…タイロッド、
5…フロントホイール、6…ステアリングホイール、7
…ステアリングコラムシャフト、8…ステアリングジョ
イント、9…ピストン杆、10…ピストン、11…左シリン
ダ室、12…右シリンダ室、13…ラック、14…油圧ポン
プ、15…吐出口、16…吸入口、17…リザーブタンク、20
…バルブハウジング、21…ギャハウジング、22…スタブ
シャフト、23…ピニオン、24…トーションバー、25…ス
タブシャフトスリーブ、26,27…ベアリング、28…給油
ポート、29…排油ポート、30…左方シリンダポート、31
…右方シリンダポート、32…周方向給油溝、33…周方向
左方シリンダ溝、34…周方向右方シリンダ溝、35…給油
通路、36…左方シリンダ通路、37…右方シリンダ通路、
38…軸方向溝、39…軸方向溝、40…軸方向溝、71…軸方
向溝、42…排油通路、43…排油通路、44…中心孔、45…
扁平部、46…円筒状軸部、47…スプライン部、50…油圧
反力機構、51…油圧力負担シール部材、52…シール溝、
53…サークリップ、54…シール、55…大径部、56…切欠
き、57…カム、58…円孔、59…カムフォロワーピン、60
…油圧室、71…皿バネ、62…異形切欠き、63…円孔、64
…スプライン孔、65…係合切欠き、66…係合ピン、70…
ステアリング電子制御装置、71…リニアソレノイド、72
…油圧制御弁、73…弁本体、74…ランド、75…戻り通
路、76…絞り、77…連通孔、78…圧縮コイルスプリン
グ、80…弁ケーシング、81…圧油通路、82…圧油通路、
83…戻り油路。
Claims (6)
- 【請求項1】 油圧ポンプから吐出された圧油が、ロー
タリサーボバルブを介して油圧パワーシリンダの両シリ
ンダ室のいずれか一方に導かれるとともに、該油圧パワ
ーシリンダの他方のシリンダ室内の油が、前記ロータリ
サーボバルブを介して前記油圧ポンプの吸入口に導かれ
る油圧式パワーステアリング装置において、 前記ロータリサーボバルブは、入力軸と、該入力軸に対
し同一軸線上に配置された出力軸と、該入力軸および出
力軸を相対的に捩り可能に連結するトーションバーと、
前記入力軸の外周に相対的に回転自在に嵌装された入力
軸スリーブと、前記入力軸と入力軸スリーブとを密閉す
るバルブハウジングとを備え、前記出力軸と入力軸スリ
ーブとは相対的に回転不能に結合され、 前記ロータリサーボバルブのバルブハウジング内に設け
られた油圧反力機構は、 前記入力軸スリーブの入力端面に対し所定間隔を存して
前記入力軸およびバルブハウジング間の空間内に介装さ
れて該入力軸またはバルブハウジングに係止された油圧
力負担部材と、 前記入力軸スリーブの出力端面に該スリーブの半径方向
から見て凹部の左右対称に形成されたカムと、 前記入力軸の出力側に半径方向へ突出して前記カムに当
接しうるカムフォロワーとを有し、 前記バルブハウジングと入力軸との間で前記油圧力負担
部材と入力軸スリーブとで挟まれた油圧室内に、車速、
舵角等の自動車走行状態に応じ変化する油圧制御弁を介
して圧油が導入されることを特徴とする油圧式パワース
テアリング装置の操舵力制御装置。 - 【請求項2】 前記カムとカムフォロワーは複数対であ
ることを特徴とする前記請求項1記載の油圧式パワース
テアリング装置の操舵力制御装置。 - 【請求項3】 前記油圧室内に、前記入力軸スリーブを
出力側に付勢するスプリング部材が介装されたことを特
徴とする前記請求項1または請求項2記載の油圧式パワ
ーステアリング装置の操舵力制御装置。 - 【請求項4】 前記スプリング部材は皿バネであること
を特徴とする前記請求項3記載の油圧式パワーステアリ
ング装置の操舵力制御装置。 - 【請求項5】 前記油圧制御弁は、ソレノイドのオン・
オフ動作で開閉されることを特徴とする前記請求項1な
いし請求項4いずれか記載の油圧式パワーステアリング
装置の操舵力制御装置。 - 【請求項6】 前記油圧制御弁は、前記油圧室内に導入
される圧油の圧力を、車速、舵角等の自動車走行状態に
応じて連続的に変化させるように構成されたことを特徴
とする前記請求項1ないし請求項4いずれか記載の油圧
式パワーステアリング装置の操舵力制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08857996A JP3824099B2 (ja) | 1996-04-10 | 1996-04-10 | 油圧式パワーステアリング装置の操舵力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP08857996A JP3824099B2 (ja) | 1996-04-10 | 1996-04-10 | 油圧式パワーステアリング装置の操舵力制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09272454A true JPH09272454A (ja) | 1997-10-21 |
JP3824099B2 JP3824099B2 (ja) | 2006-09-20 |
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ID=13946764
Family Applications (1)
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1996
- 1996-04-10 JP JP08857996A patent/JP3824099B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP3824099B2 (ja) | 2006-09-20 |
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