KR101251490B1 - 자동차 의장 라인의 타이어 공기압 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래에서와 같이 인플레이터 돔 유닛을 통해 타이어휠의 타이어 내부에 압축 공기를 주입하는 과정에서 그 인플레이터 돔 유닛 내부의 압력을 감지하여 상기 타이어의 공기압을 1차적으로 측정하고, 타이어의 공기 주입 완료 후 타이어의 공기압을 추가적으로 측정할 수 있도록, 기둥 프레임의 하부에는 리프터 실린더와 휠 패드로 구성되는 리프팅유닛이 구성되고, 상기 기둥 프레임 상부의 상부 프레임에는 압축 공기를 제공하는 에어 컴프레서 및 에어 탱크를 구성하며, 상기 상부 프레임의 하단에는 상기 리프팅유닛에 대응하여 타이어 휠의 타이어와 밀착된 상태로 압축 공기를 공급하는 인플레이터 돔 유닛이 구성되며,

상기 상부 프레임에 수직 방향으로 설치되는 제1 작동 실린더와, 상기 제1 작동 실린더의 제1 작동 로드 단부에 장착되어 상기 타이어를 가압하는 가압봉과, 상기 제1 작동 로드와 상기 가압봉 사이에 설치되어 상기 가압봉에 가해지는 상기 제1 작동 로드의 압력을 제공받아 상기 타이어 내부의 공기압을 무게로서 감지하는 로드 셀과, 상기 로드 셀로부터 감지 신호를 수신하는 제어기를 더욱 포함하는 자동차 의장 라인의 타이어 공기압 측정장치를 제공한다.

타이어 휠, 타이어, 공기압, 측정, 실린더, 로드셀

Description

자동차 의장 라인의 타이어 공기압 측정장치 {AIR PRESSURE MEASURING DEVICE OF TIRE}

본 발명은 자동차 의장 라인의 타이어 공기압 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존의 인플레이터 돔 유닛을 통한 타이어의 공기압 측정과는 별도로 타이어의 공기압을 추가적으로 측정할 수 있도록 하는 자동차 의장 라인의 타이어 공기압 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차 메이커에서 한 대의 완성차를 생산하기 위해서는 소재의 선택에서부터 제품양산까지 여러 가지 공정라인을 거쳐 이루어지며, 이러한 공정들은 공장 자동화의 추세에 맞추어 자동화 시스템을 도입하여 보다 짧은 시간에 보다 많은 제품을 생산하기 위한 노력이 진행되고 있는 반면에, 설비의 효율적인 사용을 위한 여러 가지 노력이 지원되고 있다.

이러한 관점에서 상기한 여러 공정들 중 자동차의 의장 라인에서는 조립 공장에서 차체에 장착될 타이어 휠(즉, 타이어와 휠을 조립한 상태의 어셈블리)을 공기압 측정이 가능한 인플레이터 장치(이하에서는 편의상 "타이어 공기압 측정장치" 라고 한다)를 통하여 타이어 내부에 압축 공기를 급기하고, 타이어의 내부로 주입 되는 압축 공기의 압력을 감지하여 타이어 내부의 공기압을 측정할 수 있도록 하고 있다.

종래 기술에 따른 타이어 공기압 측정장치는 도 1에서와 같이, 기둥 프레임(1)의 하부에 리프터 실린더(3)가 구성되고, 상기 리프터 실린더(3)의 로드 상단에는 타이어 휠(5)을 로딩하여 지지하도록 휠 패드(7)를 구성한다.

그리고 상기 기둥 프레임(1)의 상부에는 상부 프레임(9)이 설치되고, 그 상부 프레임(9)에는 휠 패드(7)로 로딩되는 타이어 휠(5)의 상부에서 타이어와 밀착되어 타이어 내부를 밀폐시킨 후, 중공의 급기 샤프트(8)를 통하여 압축 공기를 타이어 휠(5)의 타이어 내부로 공급하기 위한 인플레이터 돔(INFLATER DOME) 유닛(10)이 급기 샤프트(8)를 통하여 설치된다.

또한 상기 상부 프레임(9)의 상단에는 에어 컴프레서(11) 및 에어탱크(13)를 구성하여 급기 샤프트(8)로 압축 공기를 공급할 수 있도록 이루어진다.

이에 더하여 상기 인플레이터 돔 유닛(10)에는 타이어의 내부로 주입되는 압축 공기의 압력(인플레이터 돔 유닛의 내부 압력)을 감지할 수 있는 돔 압력센서(15)가 설치된다.

따라서 종래에서는 리프터 실린더(3)를 가동하여 휠 패드(7) 위에 로딩된 타이어 휠(5)의 타이어가 인플레이터 돔 유닛(10)에 밀착되도록 한 상태에서, 그 인플레이터 돔 유닛(10)을 통해 타이어의 내부로 압축 공기를 주입하고, 이 과정에서 돔 압력센서(15)를 통해 타이어 내부로 주입되는 압축 공기의 압력을 감지하여 타이어의 공기압을 측정할 수 있게 된다.

그런데 상술한 바와 같은 종래 기술의 타이어 공기압 측정장치는 인플레이터 돔 유닛(10)을 통한 타이어의 공기 주입시 돔 압력센서(15)로서 인플레이터 돔 유닛(10)의 내부 압력만을 감지하여 타이어 내부의 공기압을 측정하기 때문에, 인플레이터 돔 유닛(10)이 타이어 휠(5)로부터 분리될 때 타이어 내부로부터 압축 공기가 누설될 염려가 있다.

따라서, 종래에는 타이어 휠(5)에 대한 타이어 공기압의 품질 보증을 확보할 수 있게 되며, 이로 인해 타이어의 공기압이 규정압을 유지하지 못하게 되므로 차량의 쏠림 현상이 발생되며, 운전자 및 탑승자의 안전에 위험이 뒤따르게 되는 문제점을 내포하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 타이어 휠에 대한 타이어 공기압의 품질을 확보하기 위해 인플레이터 돔 유닛을 통해 타이어휠의 타이어 내부에 압축 공기를 주입하는 과정에서 그 인플레이터 돔 유닛 내부의 압력을 감지하여 타이어의 공기압을 측정하는 것과 별도로 타이어의 공기압을 부가적으로 측정할 수 있도록 하는 자동차 의장 라인의 타이어 공기압 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 자동차 의장 라인의 타이어 공기압 측정장치는, 기둥 프레임의 하부에는 리프터 실린더와 휠 패드로 구성되는 리프팅유닛이 구성되고, 상기 기둥 프레임 상부의 상부 프레임에는 압축 공기를 제공하는 에어 컴프레서 및 에어 탱크를 구성하며, 상기 상부 프레임의 하단에는 상기 리프팅유닛에 대응하여 타이어 휠의 타이어와 밀착된 상태로 압축 공기를 공급하는 인플레이터 돔 유닛이 구성되는 것으로서, 상기 상부 프레임에 수직 방향으로 설치되는 제1 작동 실린더와, 상기 제1 작동 실린더의 제1 작동 로드 단부에 장착되어 상기 타이어를 가압하는 가압봉과, 상기 제1 작동 로드와 상기 가압봉 사이에 설치되어 상기 가압봉에 가해지는 상기 제1 작동 로드의 압력을 제공받아 상기 타이어 내부의 공기압을 무게로서 감지하는 로드 셀과, 상기 로드 셀로부터 감지 신호를 수신하는 제어기를 더욱 포함하여 이루어진다.

상기 자동차 의장 라인의 타이어 공기압 측정장치는, 상기 제1 작동 실린더에 대응하여 상기 기둥 프레임에 수평 방향으로 설치되는 제2 작동 실린더와, 상기 제2 작동 실린더의 제2 작동 로드 단부에 장착되어 상기 타이어의 높이에 따라 상기 제1 작동 로드의 길이 변위를 제어하는 스토퍼를 더욱 포함할 수 있다.

상기 자동차 의장 라인의 타이어 공기압 측정장치에 있어서, 상기 스토퍼는 블록 형태로서 이루어지며, 상기 타이어의 높이에 대응하여 복수의 스탭부가 형성될 수 있다.

상기 자동차 의장 라인의 타이어 공기압 측정장치에 있어서, 상기 제1 작동 실린더의 제1 작동 로드에는 상기 스토퍼에 대응하여 걸림 로드가 돌출되게 설치될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 자동차 의장 라인의 타이어 공기압 측정장치에 의하면, 인플레이터 돔 유닛을 통해 타이어휠의 타이어 내부에 압축 공기를 주입하는 과정에서 그 인플레이터 돔 유닛 내부의 압력을 감지하여 상기 타이어의 공기압을 1차적으로 측정하고, 타이어의 공기 주입 완료 후 타이어의 공기압을 추가적으로 측정할 수 있으므로, 타이어 휠에 대한 타이어 공기압의 품질을 확보할 수 있는 효과가 있다.

이로 인해 본 실시예에서는 타이어 공기압의 품질 보증으로 완성차의 신뢰성을 확보할 수 있으며, 타이어의 공기압 편차로 인한 차량의 쏠림, 차량 추돌 등 차량 안전 사고를 미연에 방지할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 자동차 의장 라인의 타이어 공기압 측정장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 타이어 공기압 측정장치(100)는 종래에서와 같이 인플레이터 돔 유닛을 통해 타이어휠의 타이어 내부에 압축 공기를 주입하는 과정에서 그 인플레이터 돔 유닛 내부의 압력을 감지하여 상기 타이어의 공기압을 1차적으로 측정하고, 타이어의 공기 주입 완료 후 타이어의 공기압을 추가적으로 측정할 수 있는 구조로서 이루어진다.

이러한 타이어 공기압 측정장치(100)는 기본적으로 도 1에서와 같이, 리프팅유닛으로서 기둥 프레임(1)의 하부에 리프터 실린더(3)가 구성되고, 상기 리프터 실린더(3)의 로드 상단에는 타이어 휠(5)을 로딩하여 지지하도록 휠 패드(7)를 구성한다.

그리고 상기 기둥 프레임(1)의 상부에는 상부 프레임(9)이 설치되고, 상기 상부 프레임(9)에는 휠 패드(7)에 로딩되는 타이어 휠(5)의 상부에서 타이어와 밀착되어 타이어 내부를 밀폐시킨 후, 압축 공기를 타이어 내부로 공급하기 위한 인플레이터 돔(INFLATER DOME) 유닛(10)이 설치되며, 상기 상부 프레임(9)의 상단에 는 에어 컴프레서(11) 및 에어탱크(13)를 구성하여 인플레이터 돔 유닛(10)에 압축공기를 공급할 수 있도록 이루어진다.

이에 더하여, 상기 인플레이터 돔 유닛(10)에는 타이어의 내부로 주입되는 압축 공기의 압력(인플레이터 돔 유닛의 내부 압력)을 감지할 수 있는 돔 압력센서(15)가 설치되는데, 이 돔 압력센서(15)는 상기 압축 공기의 주입 압력을 감지 신호로서 수신하고, 그 감지 신호를 제어기(90: 이하 도 2 참조)로 출력한다.

상기에서, 제어기(90)는 돔 압력센서(15)에서 출력되는 감지 신호를 제공받아 소정의 제어 신호로 변환하여 타이어 휠(5)의 사이즈에 상응하는 타이어 내부의 공기압을 연산하고, 기설정된 공기압과 실제 타이어 내부의 공기압을 판단하여 인플레이터 돔 유닛(10)을 제어하는 기능을 하게 된다.

여기서, 상기 기둥 프레임(1)과 상부 프레임(9)은 본 장치(100)를 지지하기 위한 것으로서, 각종 브라켓, 블록, 플레이트, 하우징, 커버, 칼라 등은 본 장치(100)를 설치하기 위한 부속 요소들이므로 예외적인 경우를 제외하고 프레임으로 통칭하는 것을 원칙으로 한다.

상기와 같이 구성되는 타이어 공기압 측정장치(100)는 인플레이터 돔 유닛(10)을 통한 타이어의 공기 주입시 돔 압력센서(15)로서 인플레이터 돔 유닛(10)의 내부 압력만을 측정하기 때문에, 인플레이터 돔 유닛(10)이 타이어 휠(5)로부터 분리될 때 타이어 내부로부터 압축 공기가 누설될 염려가 있다.

이에 본 실시예에 의한 타이어 공기압 측정장치(100)는 인플레이터 돔 유닛(10)을 통한 타이어의 공기 주입 완료 후, 타이어의 공기압을 부가적으로 측정하 여 그 공기압에 따라 인플레이터 돔 유닛(10)을 제어할 수 있는 구성들을 더욱 포함하여 이루어진다.

구체적으로, 본 실시예에 의한 타이어 공기압 측정장치(100)는 상부 프레임(9)에 수직 방향으로 설치되는 제1 작동 실린더(30)와, 제1 작동 실린더(30)의 제1 작동 로드(31) 단부에 장착되는 가압봉(40)과, 이 가압봉(40)에 연결되게 설치되는 로드 셀(50)을 포함하여 구성된다.

상기 제1 작동 실린더(30)는 휠 패드(7)에 로딩된 타이어 휠(5)에 대응하여 상부 프레임(9)에 수직 방향으로 상향 배치되며, 제1 작동 로드(31)가 공압에 의해 상하 방향으로 전후진될 수 있는 공압 실린더로서 이루어진다.

상기 가압봉(40)은 제1 작동 실린더(30)의 제1 작동 로드(31)에 연결되게 설치되며, 제1 작동 로드(31)에 의해 타이어 휠(5)의 타이어에 접지되면서 그 타이어를 가압하고, 이 때의 가압력을 뒤에서 더욱 설명하는 로드 셀(50)에 제공하는 기능을 하게 된다.

본 실시예에서, 상기 로드 셀(50)은 제1 작동 로드(31)와 가압봉(40) 사이에 설치되며, 가압봉(40)에 가해지는 제1 작동 로드(31)의 압력을 제공받아 타이어 내부의 공기압을 무게로서 감지하는 기능을 하게 된다.

상기 로드 셀(50)은 타이어 내부의 공기압을 무게로서 감지한 감지 신호를 제어기(90)로 출력한다.

이러한 로드 셀(50)은 당 업계에서 널리 사용되고 있는 통상적인 로드 셀의 구성으로 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

이에 더하여, 본 실시예에 의한 타이어 공기압 측정장치(100)는 타이어 휠(5)의 높이에 따라 제1 작동 로드(31)의 길이 변위를 제어할 수 있도록, 기둥 프레임(1)에 수평 방향으로 설치되는 제2 작동 실린더(60)와, 제2 작동 실린더(60)의 제2 작동 로드(61) 단부에 장착되는 스토퍼(70)를 더욱 포함하고 있다.

상기 제2 작동 실린더(60)는 제1 작동 실린더(30)의 제1 작동 로드(31)에 대응하여 기둥 프레임(1)에 배치되며, 제2 작동 로드(61)가 공압에 의해 좌우 방향으로 전후진 될 수 있는 공압 실린더로서 이루어진다.

상기 스토퍼(70)는 제2 작동 로드(61)의 단부에 연결 설치되는 블록 형태로서 이루어지며, 제어기(90)에 기설정된 타이어의 높이(사이즈)에 따라 제1 작동 로드(31)의 전진을 스톱핑시킬 수 있도록 타이어의 높이에 대응하여 복수의 스탭부(71, 72)가 계단 형태로 형성되어 있다.

이에 대응하여 제1 작동 실린더(30)의 제1 작동 로드(31)에는 타이어의 높이에 따라 스토퍼(70)의 스탭부(71, 72)에 바이어스될 수 있는 걸림 로드(35)가 스토퍼(70) 쪽으로 돌출되게 설치되어 있다.

상기와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 타이어 공기압 측정장치(100)의 작용을 설명하면, 우선 도 1에서와 같이 리프터 실린더(3)의 휠 패드(7) 상에는 타이어 휠(5)이 로딩되고, 제어기(90)는 리프터 실린더(3)를 상승시킨다.

그러면, 타이어 휠(5)의 타이어는 인플레이터 돔 유닛(10)에 밀착되고, 이러한 상태로 인플레이터 돔 유닛(10)은 에어탱크(13)로부터 제공되는 압축 공기를 타이어의 내부로 주입하게 된다.

이러는 과정에서, 인플레이터 돔 유닛(10)에 설치된 돔 압력센서(15)는 상기 압축 공기의 주입 압력을 감지 신호로서 수신하고, 그 감지 신호를 제어기(90)로 출력한다.

따라서 제어기(90)는 돔 압력센서(15)에서 출력되는 감지 신호를 제공받아 소정의 제어 신호로 변환하여 타이어 휠(5)의 사이즈에 상응하는 타이어 내부의 공기압을 1차적으로 측정하고, 기설정된 기준 공기압과 실제 타이어 내부의 공기압을 판단하여 인플레이터 돔 유닛(10)을 제어하게 된다.

이렇게 타이어의 내부 공기압을 1차적으로 측정한 상태에서 인플레이터 돔 유닛(10)은 리프터 실린더(3)의 작동으로서 타이어 휠(5)로부터 분리되고, 도 3a에 도시된 바와 같이 제2 작동 실린더(60)는 제2 작동 로드(61)를 수평 방향(도면에서의 우측 방향)으로 전진시킨다.

여기서, 제2 작동 실린더(60)는 제어기(90)에 입력된 타이어 휠(5)의 사이즈에 대응하여 제2 작동 로드(61)의 전진 길이가 제어된다.

즉, 상기 타이어 휠(5)의 타이어 트래드가 큰 경우, 제어기(90)는 제2 작동 로드(61)의 단부에 장착된 스토퍼(70)의 상측 스탭부(71)가 제1 작동 로드(31)의 걸림 로드(35)에 대응하는 위치에 도달하도록 제2 작동 로드(61)를 소정 길이 만큼 전진시킨다.

이러는 과정을 거친 후, 도 3b에 도시된 바와 같이 제1 작동 실린더(30)는 제1 작동 로드(31)를 하측 방향으로 전진시킨다.

그러면, 제1 작동 로드(31)에 설치된 걸림 로드(35)는 제어기(90)에 입력된 타이어 휠(5)의 사이즈에 대응하여 스토퍼(70)의 상측 스탭부(71)에 밀착되고, 이와 동시에 제1 작동 실린더(30)의 구동은 정지된다. 그리고 가압봉(40)은 타이어 휠(5)의 타이어에 접지되면서 타이어를 가압하게 된다.

이 상태에서, 가압봉(40)은 제1 작동 로드(31)의 가압력을 로드 셀(50)에 제공하게 되고, 상기 로드 셀(50)은 가압봉(40)에 가해지는 제1 작동 로드(31)의 압력을 제공받아 타이어 내부의 공기압을 무게로서 감지하고, 그 감지 신호를 제어기(90)로 출력한다.

따라서 제어기(90)는 상기 감지 신호를 소정의 제어 신호로 변환하여 타이어의 내부 공기압으로 연산하고, 타이어 휠(5)의 사이즈에 상응하는 기설정된 타이어의 기준 공기압과, 타이어의 실제 공기압을 비교 판단한다.

이로써 타이어의 실제 공기압이 기준 공기압의 허용 범위를 만족하면, 제어기(90)는 컨베이어(미도시)를 통해 타이어 휠(5)을 차체 장착 위치로 이송시키게 된다.

반대로, 타이어의 실제 공기압이 기준 공기의 허용 범위를 만족하지 않으면, 제어기(90)는 리프터 실린더(3)를 작동시켜 타이어 휠(5)을 인플레이터 돔 유닛(10)에 밀착시키고 그 인플레이터 돔 유닛(10)을 통해 압축 공기를 타이어의 내부로 주입시키게 된다.

한편, 본 실시예에 의한 타이어 공기압 측정장치(100)의 작용에 있어, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 타이어 휠(5)의 타이어 트래드가 작은 경우, 제어기(90)는 제2 작동 로드(61)의 단부에 장착된 스토퍼(70)의 하측 스탭부(72)가 제1 작동 로드(31)의 걸림 로드(35)에 대응하는 위치에 도달하도록 제2 작동 로드(61)를 소정 길이 만큼 전진시킨다.

따라서 제1 작동 로드(31)는 제1 작동 실린더(30)의 작동으로서 하측 방향으로 전진되고, 상기 걸림 로드(35)는 제어기(90)에 입력된 타이어 휠(5)의 사이즈에 대응하여 스토퍼(70)의 하측 스탭부(72)에 밀착된다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.

도 1은 종래 기술에 따른 일반적인 타이어 공기압 측정장치를 개략적으로 도시한 정면 구성도이다.

도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 자동차 의장 라인의 타이어 공기압 측정장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 타이어 공기압 측정장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 타이어 공기압 측정장치의 다른 작용을 설명하기 위한 도면이다.

Claims (4)

1. 기둥 프레임의 하부에는 리프터 실린더와 휠 패드로 구성되는 리프팅유닛이 구성되고, 상기 기둥 프레임 상부의 상부 프레임에는 압축 공기를 제공하는 에어 컴프레서 및 에어 탱크를 구성하며, 상기 상부 프레임의 하단에는 상기 리프팅유닛에 대응하여 타이어 휠의 타이어와 밀착된 상태로 압축 공기를 공급하는 인플레이터 돔 유닛이 구성되는 자동차 의장 라인의 타이어 공급기압 측정장치에 있어서,

   상기 상부 프레임에 수직 방향으로 설치되는 제1 작동 실린더;

   상기 제1 작동 실린더의 제1 작동 로드 단부에 장착되어 상기 타이어를 가압하는 가압봉;

   상기 제1 작동 로드와 상기 가압봉 사이에 설치되어 상기 가압봉에 가해지는 상기 제1 작동 로드의 압력을 제공받아 상기 타이어 내부의 공기압을 무게로서 감지하는 로드 셀; 및

   상기 로드 셀로부터 감지 신호를 수신하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 의장 라인의 타이어 공기압 측정장치.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 제1 작동 실린더에 대응하여 상기 기둥 프레임에 수평 방향으로 설치되는 제2 작동 실린더와,

   상기 제2 작동 실린더의 제2 작동 로드 단부에 장착되어 상기 타이어의 높이 에 따라 상기 제1 작동 로드의 길이 변위를 제어하는 스토퍼를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 의장 라인의 타이어 공기압 측정장치.
3. 제2 항에 있어서,

   상기 스토퍼는 블록 형태로서 이루어지며, 상기 타이어의 높이에 대응하여 복수의 스탭부가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 의장 라인의 타이어 공기압 측정장치.
4. 제2 항에 있어서,

   상기 제1 작동 실린더의 제1 작동 로드에는 상기 스토퍼에 대응하여 걸림 로드가 돌출되게 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차 의장 라인의 타이어 공기압 측정장치.

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