JPWO2017221980A1 - クラッチ制御装置 - Google Patents

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Abstract

本発明の一つの態様のクラッチ制御装置は、油圧クラッチ(C)にオイルを送るポンプ(20)と、オイルタンク(OT)とポンプ(20)とを接続し、オイルタンク(OT)からポンプ(20)に吸入されるオイルが通る入力側油路(11)と、ポンプ(20)と油圧クラッチ(C)とを接続し、ポンプ(20)によって加圧されポンプ(20)から油圧クラッチ(C)に送られるオイルが通る出力側油路(12)と、を備える。入力側油路(11)と出力側油路(12)とに接続された減衰装置(50)をさらに備える。減衰装置(50)は、内部にオイルが収容される収容部材(51)と、収容部材(51)の内部を所定方向に沿って第1空間(S1)と第2空間(S2)とに仕切り、少なくとも一部が所定方向に移動可能な仕切部材(52)と、第1空間(S1)と入力側油路(11)とを接続する第1接続油路(54a)と、第2空間(S2)と出力側油路(12)とを接続する第2接続油路(54b)と、仕切部材(52)に対して、仕切部材(52)を所定方向の第2空間側(S2)に移動させる向きに力を加える弾性部(53)と、を有する。第1空間(S1)と第2空間(S2)とには、オイルが充填されている。

Description


本発明は、クラッチ制御装置に関する。

例えば、特許文献1には、ジャダー振動の発生を抑制することを目的として、ロックアップクラッチの摩擦面とフロントカバーの係合面とのいずれかにほぼ環状の周方向溝が設けられたロックアップ機構が記載されている。

特開2006−37991号公報

ところで、ジャダー振動は、ポンプによって油圧クラッチに送られるオイルの圧力が変動し、油圧クラッチに加えられる力が変動することによっても生じる。上記のような摩擦面と係合面とに周方向溝を設ける構成では、ポンプによって送られるオイルの圧力変動に起因するジャダー振動を抑制することができない問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みて、油圧クラッチに送られるオイルの圧力変動に起因するジャダー振動を抑制できるクラッチ制御装置を提供することを目的の一つとする。

本発明の一つの態様のクラッチ制御装置は、油圧クラッチを制御するクラッチ制御装置であって、前記油圧クラッチにオイルを送るポンプと、オイルタンクと前記ポンプとを接続し、前記オイルタンクから前記ポンプに吸入されるオイルが通る入力側油路と、前記ポンプと前記油圧クラッチとを接続し、前記ポンプによって加圧され前記ポンプから前記油圧クラッチに送られるオイルが通る出力側油路と、を備え、前記入力側油路と前記出力側油路とに接続された減衰装置をさらに備え、前記減衰装置は、内部にオイルが収容される収容部材と、前記収容部材の内部を所定方向に沿って第1空間と第2空間とに仕切り、少なくとも一部が前記所定方向に移動可能な仕切部材と、前記第1空間と前記入力側油路とを接続する第1接続油路と、前記第2空間と前記出力側油路とを接続する第2接続油路と、前記仕切部材に対して、前記仕切部材を前記所定方向の前記第2空間側に移動させる向きに力を加える弾性部と、を有し、前記第1空間と前記第2空間とには、オイルが充填されている。

本発明の一つの態様によれば、油圧クラッチに送られるオイルの圧力変動に起因するジャダー振動を抑制できるクラッチ制御装置が提供される。

図1は、第1実施形態のクラッチ制御装置を示す模式図である。 図2は、第1実施形態の減衰装置を示す断面図である。 図3は、第1実施形態の他の一例である減衰装置を示す断面図である。 図4は、第2実施形態のクラッチ制御装置を示す模式図である。

<第1実施形態>

図1に示すように、本実施形態のクラッチ制御装置10は、油圧クラッチCを制御する。油圧クラッチCは、駆動軸ISと被駆動軸OSとの切断と接続とを切り換える。図1は、駆動軸ISと被駆動軸OSとが切断された状態を示している。駆動軸ISと被駆動軸OSとは、互いに同心の軸である。以下の説明においては、駆動軸ISの中心軸および被駆動軸OSの中心軸と平行な方向(図1の左右方向)を単に「軸方向」と呼ぶ場合がある。油圧クラッチCは、例えば、車両に搭載される。

駆動軸ISには、第1クラッチ板CAが固定されている。被駆動軸OSには、第2クラッチ板CBが固定されている。第1クラッチ板CAと第2クラッチ板CBとは、互いに対向して配置されている。駆動軸ISおよび第1クラッチ板CAは、軸方向に移動可能に配置されている。第1クラッチ板CAには、クラッチ制御装置10によって第2クラッチ板CBに近づく向きに力が加えられる。これにより、駆動軸ISおよび第1クラッチ板CAは、被駆動軸OSおよび第2クラッチ板CBに近づく向きに移動する。第1クラッチ板CAが移動して、第2クラッチ板CBと接続されることで、駆動軸ISと被駆動軸OSとが接続される。これにより、駆動軸ISの回転が被駆動軸OSに伝達される。

第1クラッチ板CAには、バネBが接続されている。バネBは、第1クラッチ板CAに対して第2クラッチ板CBから離れる向きに力を加えている。これにより、クラッチ制御装置10によって第1クラッチ板CAに加えられる力がバネBよりも小さくなった場合に、第1クラッチ板CAを第2クラッチ板CBから離すことができ、駆動軸ISと被駆動軸OSとを切断することができる。

クラッチ制御装置10は、ポンプ20と、入力側油路11と、出力側油路12と、温度センサ41と、圧力センサ42と、制御部30と、を備える。ポンプ20は、油圧クラッチCにオイルOを送る。ポンプ20は、駆動部21と、ポンプ部22と、を有する。駆動部21は、ポンプ部22を駆動する。駆動部21は、例えば、電動モータである。なお、駆動部21は、エンジンであってもよい。

ポンプ部22は、オイルOが貯留されたオイルタンクOTと油圧クラッチCとの間に配置されている。ポンプ部22は、駆動部21によって駆動されることで、オイルタンクOTに貯留されたオイルOを加圧して油圧クラッチCに送る。ポンプ部22の構成は、オイルOを送ることができるならば、特に限定されない。クラッチ制御装置10は、ポンプ20によって送られるオイルOの圧力によって、第1クラッチ板CAに対して、軸方向における第2クラッチ板CBに近づく向きに力を加える。

入力側油路11は、オイルタンクOTとポンプ20とを接続している。より詳細には、入力側油路11は、オイルタンクOTとポンプ部22とを接続している。入力側油路11には、オイルタンクOTからポンプ20(ポンプ部22)に吸入されるオイルOが通る。

出力側油路12は、ポンプ20と油圧クラッチCとを接続している。より詳細には、出力側油路12は、ポンプ部22と油圧クラッチCとを接続している。出力側油路12には、ポンプ20によって加圧されポンプ20(ポンプ部22)から油圧クラッチCに送られるオイルOが通る。

温度センサ41および圧力センサ42は、出力側油路12に接続されている。温度センサ41は、圧力センサ42が接続された箇所よりもポンプ20側(上流側)において、出力側油路12に接続されている。温度センサ41は、出力側油路12内のオイルOの温度を計測可能である。温度センサ41の構成は、出力側油路12内のオイルOの温度を計測できるならば、特に限定されない。圧力センサ42は、出力側油路12内のオイルOの圧力を計測可能である。圧力センサ42の構成は、出力側油路12内のオイルOの圧力を計測できるならば、特に限定されない。

制御部30は、ポンプ20の駆動部21を制御する。制御部30には、温度センサ41および圧力センサ42が接続され、温度センサ41の計測結果および圧力センサ42の計測結果が入力される。制御部30は、温度センサ41によって計測された出力側油路12内のオイルOの温度および圧力センサ42によって計測された出力側油路12内のオイルOの圧力に基づいて、駆動部21を制御する。制御部30によって駆動部21の回転数が制御され、ポンプ部22によって油圧クラッチCに送られるオイルOの圧力を制御できる。

クラッチ制御装置10は、減衰装置50をさらに備える。減衰装置50は、入力側油路11と出力側油路12とに接続されている。図2に示すように、減衰装置50は、シリンダ51と、ピストン52と、弾性部53と、第1接続油路54aと、第2接続油路54bと、を有する。

シリンダ51は、内部にオイルOが収容される収容部材である。シリンダ51は、鉛直方向に延びている。シリンダ51は、例えば、円筒状である。シリンダ51の内部は、鉛直方向(図の上下方向)に沿って第1空間S1と第2空間S2とに仕切られている。第1空間S1は、第2空間S2の鉛直方向下側に位置する。第1空間S1と第2空間S2とには、オイルOが充填されている。

ピストン52は、シリンダ51の内部に配置されている。ピストン52は、鉛直方向と直交する平面に拡がる円板状である。ピストン52の外周面は、シリンダ51の内周面と接触している。ピストン52は、シリンダ51の内部を鉛直方向に沿って第1空間S1と第2空間S2とに仕切り、少なくとも一部が鉛直方向に移動可能な仕切部材である。

本明細書において、ある対象において「少なくとも一部が所定方向に移動可能」とは、ある対象の一部が変形して所定方向に移動可能なことと、ある対象全体が所定方向に移動可能なこととを含む。本実施形態において、ピストン52は、全体がシリンダ51の内部を鉛直方向に沿って移動可能である。

弾性部53は、ピストン52に対して、ピストン52を鉛直方向の第2空間S2側(鉛直方向上側)に移動させる向きに力を加える。図2では、弾性部53は、第1空間S1内に配置され、ピストン52を鉛直方向の第2空間S2側(鉛直方向上側)に押圧する。そのため、例えば、弾性部53を圧縮バネとしてシリンダ51内に配置することでピストン52に弾性力を加えることができる。これにより、減衰装置50の構造を簡単にでき、減衰装置50の組み立てを容易にできる。

また、本実施形態では、上述したように、シリンダ51の延びる所定方向が鉛直方向であり、第1空間S1が第2空間S2よりも鉛直方向下側に位置する。そのため、弾性部53をシリンダ51およびピストン52に固定することなく、単に第1空間S1に配置することのみで、ピストン52の自重によって弾性部53をシリンダ51の鉛直方向下側の内壁とピストン52との間に保持できる。そのため、減衰装置50の組み立てをより容易にできる。

本実施形態において弾性部53は、例えば、圧縮バネである。弾性部53の下端は、シリンダ51の鉛直方向下側の内壁に接触している。弾性部53の上端は、ピストン52の下面に接触している。

図1に示すように、第1接続油路54aは、第1空間S1と入力側油路11とを接続している。図2に示すように、第1接続油路54aは、シリンダ51の下端に接続されている。第2接続油路54bは、第2空間S2と出力側油路12とを接続している。第2接続油路54bは、シリンダ51の上端に接続されている。

駆動部21によってポンプ部22が駆動されると、駆動部21の回転に起因してポンプ部22によって送られるオイルO、すなわち出力側油路12内のオイルOが振動し、オイルOの圧力が周期的に変動する。この状態で、第1クラッチ板CAと第2クラッチ板CBとが接触していると、オイルOによって第1クラッチ板CAに加えられる力が変動し、ジャダー振動が発生する。ジャダー振動が発生すると、例えば、油圧クラッチCが車両に搭載される場合、車両に振動が伝わり、車両の搭乗者の快適性を損なう。特に、油圧クラッチCが半クラッチ状態となる場合の駆動部21の回転数は、人間にとって不快な振動となりやすく、より車両の搭乗者の快適性を損なう。油圧クラッチCが半クラッチ状態となる場合の駆動部21の回転数とは、例えば、400rpm程度であり、このとき生じるジャダー振動の周波数は、6Hz以上、7Hz以下程度である。

上記の問題に対して、本実施形態によれば、出力側油路12内のオイルOの圧力が変動すると、減衰装置50において第2空間S2の容積が変動する。具体的には、例えば、出力側油路12内のオイルOの圧力が大きくなると、第2接続油路54bを介して出力側油路12と接続されている第2空間S2内のオイルOの圧力が大きくなる。そのため、ピストン52は、鉛直方向下側に移動し、第2空間S2の容積は大きくなる。ピストン52が鉛直方向下側に移動すると、弾性部53は圧縮され、弾性部53によってピストン52に加えられる鉛直方向上向きの力が大きくなる。ピストン52に加えられる鉛直方向両向きの力が互いに釣り合うと、ピストン52の移動は停止する。

第2空間S2の容積が大きくなる際、出力側油路12内のオイルOは、第2接続油路54bを通って、第2空間S2内に流入する。オイルOが第2接続油路54bを通る際、オイルOは抵抗を受け、これによりオイルOの流速の二乗に比例する減衰力が生じる。また、第2空間S2の容積が大きくなるのに伴って、第1空間S1の容積は小さくなる。これにより、第1空間S1内のオイルOは、第1接続油路54aを通って、入力側油路11内に流入する。オイルOが第1接続油路54aを通る際、オイルOは抵抗を受け、これによりオイルOの流速の二乗に比例する減衰力が生じる。

一方、出力側油路12内のオイルOの圧力が小さくなると、第2空間S2の容積は小さくなり、第1空間S1の容積は大きくなる。これにより、上記と同様にオイルOが第1接続油路54aおよび第2接続油路54bを通り、減衰力が発生する。

このようにして、減衰装置50によって、出力側油路12内のオイルOの圧力変動に応じた減衰力が発生し、出力側油路12内のオイルOの圧力変動を抑制することができる。したがって、油圧クラッチCに送られるオイルOの圧力変動に起因するジャダー振動を抑制することができる。

本実施形態においては、収容部材がシリンダ51であり、かつ、仕切部材がピストン52である。そのため、簡単な構造でシリンダ51の内部を第1空間S1と第2空間S2とに仕切り、かつ、ピストン52の移動によって第1空間S1の容積と第2空間S2の容積とを変化させることができる。減衰装置50の構造を簡単にできることで、減衰装置50の製造コストを低減できる。

第1接続油路54aは、第1オリフィス部55を有する。第1オリフィス部55は、第1接続油路54aの断面積が小さくなる部分である。そのため、第1空間S1の容積および第2空間S2の容積が変化する際に、オイルOが第1オリフィス部55を通ることで、オイルOがより抵抗を受ける。これにより、出力側油路12内のオイルOに対して、より適切に減衰力を加えることができ、ジャダー振動をより抑制できる。

図2では、第1オリフィス部55は、第1接続油路54aにおける第1空間S1側の端部に配置されている。第1オリフィス部55は、例えば、第1接続油路54a内に嵌め合わされた円板に設けられた孔によって構成されている。なお、第1接続油路54aにおける第1オリフィス部55の位置は、特に限定されない。

図1に示すように、減衰装置50、より詳細には第2接続油路54bは、圧力センサ42が接続された箇所よりもポンプ20側(上流側)において、出力側油路12に接続されている。そのため、減衰装置50によって圧力が調整された後のオイルOの圧力を圧力センサ42によって計測できる。これにより、制御部30によって駆動部21の制御をより精度よく行うことができる。減衰装置50、より詳細には第2接続油路54bは、温度センサ41が接続された箇所よりもポンプ20側(上流側)において、出力側油路12に接続されている。

減衰装置50は、圧力調整油路60をさらに備える。圧力調整油路60は、出力側油路12と入力側油路11とを接続している。出力側油路12における圧力調整油路60が接続された箇所は、減衰装置50が接続された箇所よりも油圧クラッチC側(下流側)で、かつ、温度センサ41および圧力センサ42が接続された箇所よりもポンプ20側(上流側)である。入力側油路11における圧力調整油路60が接続された箇所は、減衰装置50、より詳細には第1接続油路54aが接続された箇所よりもオイルタンクOT側(上流側)である。

圧力調整油路60は、第2オリフィス部61を有する。第2オリフィス部61は、圧力調整油路60の断面積が小さくなる部分である。そのため、出力側油路12内のオイルOの圧力をある程度保ちつつ、出力側油路12内からオイルOの一部を排出できる。これにより、出力側油路12内のオイルOの圧力が大きくなり過ぎることを抑制でき、駆動部21に高負荷が掛かることを抑制できる。

第2オリフィス部61の構成は、特に限定されず、例えば、第1接続油路54aの第1オリフィス部55と同様の構成とできる。

本発明は上述の実施形態に限られず、他の構成を採用することもできる。なお、上記実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。

減衰装置50が出力側油路12に接続される箇所、すなわち第2接続油路54bが出力側油路12に接続される箇所は、出力側油路12において温度センサ41および圧力センサ42が接続される箇所よりも油圧クラッチC側(下流側)であってもよい。

弾性部53は、第2空間S2内に配置されてもよい。図3に示す減衰装置150において、弾性部153は、第2空間S2内に配置され、ピストン52を鉛直方向の第2空間S2側(鉛直方向上側)に引張する。そのため、例えば、弾性部153を引張バネとしてシリンダ51内に配置することでピストン52に弾性力を加えることができる。これにより、減衰装置150の構造を簡単にでき、減衰装置150の組み立てを容易にできる。

弾性部153は、例えば、引張バネである。弾性部153の上端は、シリンダ51の鉛直方向上側の内壁に固定されている。弾性部153の下端は、ピストン52の上面に固定されている。

また、弾性部53,153は、ピストン52に対して、ピストン52を鉛直方向の第2空間S2側に移動させる向きに力を加えられるならば、特に限定されず、バネでなくてもよい。

また、圧力調整油路60は、出力側油路12とオイルタンクOTとを接続してもよい。

また、ピストン52の外周面とシリンダ51の内周面との間には、隙間が設けられていてもよい。その場合、第2空間S2内のオイルOが、ピストン52の外周面とシリンダ51の内周面との隙間を介して、第1空間S1内に流入してもよい。ここで、ピストン52の外周面とシリンダ51の内周面との隙間は、第2空間S2内のオイルOの圧力が保たれる程度に、十分に小さい隙間である。

また、仕切部材は、ベローズまたはダイヤフラム等であってもよい。この場合、仕切部材は、第2空間S2内のオイルOの圧力が変動すると、例えば、一部が鉛直方向に変形して移動する。これにより、第1空間S1の容積および第2空間S2の容積が変化し、上述したようにして減衰力が得られる。また、収容部材は、オイルOが収容され、仕切部材によって第1空間S1と第2空間S2とに仕切られるならば、特に限定されない。

また、上記説明においては、収容部材としてのシリンダ51の内部が第1空間S1と第2空間S2とに仕切られる所定方向を鉛直方向としたが、これに限られない。所定方向は、特に限定されず、鉛直方向以外のいずれの方向であってもよい。

<第2実施形態>

図4に示すように、本実施形態のクラッチ制御装置210は、圧力調整油路60に配置された弁270をさらに備える。弁270は、出力側油路12内のオイルOの圧力が所定値以下の場合に圧力調整油路60内のオイルOの流れを遮断し、出力側油路12内のオイルOの圧力が所定値よりも大きい場合に圧力調整油路60内のオイルOの流れを許容する。そのため、出力側油路12内のオイルOの圧力が所定値以下の場合には、出力側油路12内から圧力調整油路60を介してオイルOが排出されることを防止できる。これにより、必要以上にオイルOが排出されることを抑制でき、ポンプ20によって油圧クラッチCに供給されるオイルOの無駄を低減できる。したがって、ポンプ20の効率を向上できる。

所定値は、例えば、油圧クラッチCが半クラッチ状態となるオイルOの圧力よりもわずかに小さい値である。出力側油路12内のオイルOの圧力が、このような所定値以下の場合、駆動部21の回転数は比較的小さく、ポンプ20によって供給されるオイルOの流量は比較的小さい。このような場合には、圧力調整油路60によって出力側油路12内のオイルOを排出しなくても、油圧クラッチCからオイルOが少量漏れることで、出力側油路12内のオイルOの圧力が大きくなり過ぎることを抑制できる。したがって、駆動部21の回転数が比較的小さい場合に、弁270によって圧力調整油路60を遮断することで、駆動部21に高負荷が掛かることを抑制しつつ、ポンプ20の効率を向上できる。

弁270は、圧力調整油路60において、第2オリフィス部61よりも出力側油路12側に配置されている。なお、弁270は、圧力調整油路60において、第2オリフィス部61よりも入力側油路11側に配置されていてもよい。

弁270は、例えば、ボール状の弁体が弁座に対してバネで押しつけられて構成されている。弁体に所定値よりも大きい圧力が加えられると、弁体がバネの弾性力に抗して弁座から離れ、圧力調整油路60内のオイルOの流れを許容する。弁270によって許容される圧力調整油路60内のオイルOの流れは、出力側油路12から入力側油路11に向かう流れのみである。

上記説明した各実施形態のクラッチ制御装置が適用される油圧クラッチの種類は特に限定されず、いかなる種類の油圧クラッチに対して適用されてもよい。また、油圧クラッチは、車両に搭載される油圧クラッチに限られない。

また、上記説明した各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。
10,210…クラッチ制御装置

11…入力側油路

12…出力側油路

20…ポンプ

21…駆動部

30…制御部

42…圧力センサ

50,150…減衰装置

51…シリンダ(収容部材)

52…ピストン(仕切部材)

53,153…弾性部

54a…第1接続油路

54b…第2接続油路

55…第1オリフィス部

60…圧力調整油路

61…第2オリフィス部

270…弁、C…油圧クラッチ

O…オイル

OT…オイルタンク

S1…第1空間

S2…第2空間

Claims (9)


  1. 油圧クラッチを制御するクラッチ制御装置であって、

    前記油圧クラッチにオイルを送るポンプと、

    オイルタンクと前記ポンプとを接続し、前記オイルタンクから前記ポンプに吸入されるオイルが通る入力側油路と、

    前記ポンプと前記油圧クラッチとを接続し、前記ポンプによって加圧され前記ポンプから前記油圧クラッチに送られるオイルが通る出力側油路と、

    を備え、

    前記入力側油路と前記出力側油路とに接続された減衰装置をさらに備え、

    前記減衰装置は、

    内部にオイルが収容される収容部材と、

    前記収容部材の内部を所定方向に沿って第1空間と第2空間とに仕切り、少なくとも一部が前記所定方向に移動可能な仕切部材と、

    前記第1空間と前記入力側油路とを接続する第1接続油路と、

    前記第2空間と前記出力側油路とを接続する第2接続油路と、

    前記仕切部材に対して、前記仕切部材を前記所定方向の前記第2空間側に移動させる向きに力を加える弾性部と、

    を有し、

    前記第1空間と前記第2空間とには、オイルが充填されている、クラッチ制御装置。

  2. 前記第1接続油路は、前記第1接続油路の断面積が小さくなる第1オリフィス部を有する、請求項1に記載のクラッチ制御装置。

  3. 前記収容部材は、前記所定方向に延びたシリンダであり、

    前記仕切部材は、全体が前記シリンダの内部を前記所定方向に沿って移動可能なピストンである、請求項1または2に記載のクラッチ制御装置。

  4. 前記弾性部は、前記第1空間内に配置され、前記ピストンを前記所定方向の前記第2空間側に押圧する、請求項3に記載のクラッチ制御装置。

  5. 前記所定方向は、鉛直方向であり、

    前記第1空間は、前記第2空間の鉛直方向下側に位置する、請求項4に記載のクラッチ制御装置。

  6. 前記弾性部は、前記第2空間内に配置され、前記ピストンを前記所定方向の前記第2空間側に引張する、請求項3に記載のクラッチ制御装置。

  7. 前記出力側油路と前記オイルタンクとを接続する、または前記出力側油路と前記入力側油路とを接続する圧力調整油路をさらに備え、

    前記圧力調整油路は、前記圧力調整油路の断面積が小さくなる第2オリフィス部を有する、請求項1から6のいずれか一項に記載のクラッチ制御装置。

  8. 前記圧力調整油路に配置された弁をさらに備え、

    前記弁は、前記出力側油路内のオイルの圧力が所定値以下の場合に前記圧力調整油路内のオイルの流れを遮断し、前記出力側油路内のオイルの圧力が前記所定値よりも大きい場合に前記圧力調整油路内のオイルの流れを許容する、請求項7に記載のクラッチ制御装置。

  9. 前記ポンプの駆動部を制御する制御部と、

    前記出力側油路に接続され、前記出力側油路内のオイルの圧力を計測可能な圧力センサと、

    をさらに備え、

    前記制御部は、前記圧力センサによって計測された前記出力側油路内のオイルの圧力に基づいて、前記駆動部を制御し、

    前記減衰装置は、前記圧力センサが接続された箇所よりも前記ポンプ側において、前記出力側油路に接続されている、請求項1から8のいずれか一項に記載のクラッチ制御装置。
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