KR101655266B1 - 방열 사이프가 구비된 타이어 및 이를 형성하기 위한 사이프 블레이드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방열 사이프가 구비된 타이어 및 이를 형성하기 위한 사이프 블레이드에 관한 것으로서, 방열 사이프들의 냉각 통로를 통해 외부 공기를 순환시켜 주행시 발생하는 타이어 내부 마찰열들을 좀더 쉽게 외부로 방출시켜 냉각할 수 있도록 한다. 또한, 상기 방열 사이프를 형성하기 위한 사이프 블레이드를 고정판부 및 통로 형성 단부를 포함하도록 구성하여 타이어의 가류 과정에서 가류 몰드 내에서 구비되는 사이프 블레이드가 타이어를 외관을 이루는 외부 고무층 내에 삽입되어 입구와 출구를 터널 형태로 연결하도록 냉각 통로를 가지는 방열 사이프를 형상화시킬 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

Description

방열 사이프가 구비된 타이어 및 이를 형성하기 위한 사이프 블레이드{Tire With Cooling Sipe And Sipe Blade forming Cooling Sipe}

본 발명은 타이어에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 차량 주행시 외부 공기를 내부로 순환시켜 타이어 내부의 마찰열을 냉각시킬 수 있게 냉각 통로를 가지는 방열 사이프들이 형성된 타이어 및 이를 형성하기 위한 사이프 블레이드에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 타이어는 차량에 장착되어 차량의 하중을 지지하도록 함과 아울러 차량의 주행, 정지 및 방향 전환을 마찰력을 제공하도록 한다.

현재 타이어는 튜브리스 타입의 공기입 타이어가 주로 사용되고 있으며, 공기입 타이어는 내부에 기밀 공간을 이루도록 지면과 접하는 트레드부를 중심으로 숄더부, 사이드월부 및 비드부를 포함하여 구성된다.

여기서, 트레드부는 지면과 접하며 마찰력을 발생시키고, 숄더부 및 사이드월부는 굴신 운동을 통해 외부로부터 전달되는 충격을 흡수하여 승차감을 향상시킬 수 있도록 하며, 비드부는 자동차 휠에 타이어를 고정시키는 역할을 한다.

트레드부, 숄더부, 사이드월부 및 비드부 내부에는 공통적으로 내부 기밀유지를 위한 인너 라이너층과 타이어의 뼈대 역할을 하는 카카스 플라이층이 형성되고, 각 부위에는 기능에 맞게 제조된 다양한 반제품들이 추가 적층되어 구성된다.

따라서, 타이어가 주행중 회전 변형에 의해 수많은 압축과 인장을 반복하는과정에서 적층 형성된 반제품들의 사이의 내부 마찰열이 발생하게 되고, 이 내부 마찰열들에 의해 층간 분리되는 세퍼레이션 현상이 발생하게 되는 문제점을 갖는다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 기출원된 등록실용신안공보 제20-0291698호 의 "방열 성능을 향상시킨 중하중용 타이어"에서는 벨트에지부에 방열시트를 설치하고 방열시트에 타이어의 외부와 연통되는 방열구멍을 형성시켜 구성되는 기술을 개시한 바 있으나, 이를 채용한 타이어를 차량에 장착하여 그 방열정도를 측정하여 본 결과 어느 정도 방열 효과를 상승시킬 수는 있었으나 기대하는 정도의 방열 효과을 얻지 못하였다.

또한, 대한민국 공개특허공보 제2007-0053962호의 " 방열 성능을 향상시킨 중하중용 타이어"에서는 보다 향상된 방열효과를 제공하기 위해 숄더부에 공기주머니, 관로, 방열구멍을 설치해 차량 주행 타이어의 숄더부에 축적되는 열에 의해 가열된 공기주머니 내의 공기를 공기주머니의 펌프작용으로 관로와 방열구멍을 통해 타이어 외부로 배출한 후 외부의 상대적으로 차가운 공기를 흡입하는 과정을 반복하면서 타이어의 과열현상을 억제하는 기술을 제공한 바 있으나, 이 또한 좀더 향상된 방열효과를 제공하기는 하나 그 효과가 타이어 전체적으로 미치지 못함에 따라 국부적인 열 피로에 따른 타이어의 손상이 우려되고, 숄더부에 공기주머니, 관로 등을 삽입함으로써 숄더부의 내구성이 떨어지게 되어 균열 파손의 위험이 제기되고 있며, 공기주머니의 형상에도 문제가 있어 에지 부분의 내구성이 취약할 뿐만 아니라 펌프 성능도 만족스럽지 못한 결점이 있었다.

따라서, 타이어 내부에 별도의 장치를 삽입하지 않고 타이어 주행시 발생하는 내부 마찰열을 좀더 효과적으로 방열시켜 냉각시킬 수 있도록 하는 방열 성능이 향상된 타이어의 개발이 요구되고 있다.

대한민국 등록실용신안공보 제20-0291698호(등록일자 2002년09월28일) 대한민국 공개특허공보 제2007-0053962호(공개일자 2007년05월28일)

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 타이어 주행시 외부 공기가 순환하며 내부 마찰열을 냉각시킬 수 있도록 냉각 통로를 가지는 복수의 방열 사이프가 구비된 타이어 및 이를 형성하기 위한 사이프 블레이드를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기설정된 두께의 외부 고무층을 가지고 형성되는 타이어에 있어서, 상기 타이어는 상기 외부 고무층의 외주면 상에 기설정된 간격을 두고 개방되는 복수 쌍의 입구와 출구들을 각각 터널 형태로 뚫어 연결하도록 냉각 통로를 가지는 방열 사이프들이 구비되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 냉각 통로들은 상기 외부 고무층의 깊이 방향으로 기설정 곡률을 가지고 원호형으로 이루어지는 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 방열 사이프들은 상기 입구와 상기 출구를 연결하며 상기 냉각 통로 상측의 상기 외부 고무층이 분할되게 블레이드 인출 절개부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 타이어는 내부 기밀 공간을 이루도록 트레드부를 중심으로 양측에 숄더부, 사이드월부 및 비드부를 포함하는 공기입 타이어인 것을 포함하고, 상기 방열 사이프들은 상기 사이드월부의 외부 고무층을 이루는 사이드월 고무층 내에 형성될 수 있다.

또한, 상기 냉각 통로들은 상기 사이드월 고무층 중에서 상기 트레드부 내에 적층 형성되는 벨트층의 양측 단부에 인접한 위치에서 원주 방향을 따라 간격을 두고 형성될 수 있다.

또 다른 본 발명은 타이어를 가류시키는 가류 몰드 내부에 구비되어 상기 타이어의 외부 고무층 내에 상기 방열 사이프들을 형성하는 사이프 블레이드 있어서, 상기 사이프 블레이드는 상기 가류 몰드에 일측가 고정되는 고정판부; 및 상가 고정판부의 타일측 단부에서 두께 차를 가지고 단을 이루도록 형성되어, 가류시 상기 외부 고무층 내에 삽입되어 상기 입구와 출구들을 터널 형태로 연결하도록 상기 냉각 통로를 형성하며 통로 형성 단부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명의 방열 사이프가 구비된 타이어에 따르면, 방열 사이프들의 냉각 통로를 통해 외부 공기를 순환시켜 주행시 발생하는 타이어 내부 마찰열들을 좀더 쉽게 외부로 방출시켜 냉각할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명의 방열 사이프를 형성하기 위한 사이프 블레이드를 고정판부 및 통로 형성 단부를 포함하도록 구성하여, 타이어의 가류 과정에서 가류 몰드 내에서 구비되는 사이프 블레이드가 타이어를 외관을 이루는 외부 고무층 내에 삽입되어 입구와 출구를 터널 형태로 연결하도록 냉각 통로를 가지는 방열 사이프를 형상화시킬 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방열 사이프가 구비된 공기입 타이어의 측단면도이다.
도 2는 도 1의 공기입 타이어에 대한 부분 절개 사시도이다.
도 3은 도 2의 공기입 타이어의 측단면도이다.
도 4는 도 3의 방열 사이프를 형성하기 위한 사이프 블레이드를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 타이어 가류 과정에서 사이프 블레이드를 이용해 방열 사이프를 형성하는 과정을 도시한 순서도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 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. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

본 발명은 기설정된 두께의 외부 고무층을 가지고 형성되는 타이어의 외부 고무층의 외주면 상에 기설정된 간격을 두고 개방되는 복수 쌍의 입구와 출구들을 각각 터널 형태로 뚫려 연결하게 냉각 통로를 가지는 방열 사이프들이 형성하여, 타이어 주행시 방열 사이프들의 냉각 통로를 통해 유입되는 외부 공기를 이용해 타이어 내부 마찰열을 외부 방출시켜 냉각할 수 있도록 하여 타이어 내부 마찰열에 의해 층간 분리가 이루어지는 세퍼레이션 현상 등을 방지할 수 있도록 한다.

한편, 후술하는 본 발명의 일실시예에 따른 방열 사이프가 구비된 타이어의 경우 내부 기밀 공간을 이루도록 트레드부를 중심으로 양측에 숄더부, 사이드월부 및 비드부를 포함하는 공기입 타이어인 것을 예시한다. 그러나 본 발명의 경우 냉각 통로가 구비된 방열 사이프를 통해 주행시 타이어의 내부 마찰열을 외부로 방열시켜 냉각할 있는 한 공기입 타이어를 포함하여 좀더 다양한 형태 타이어들에 모두 적용할 수 있음은 당연하다.

또한, 방열 사이프들 공기입 타이어의 상기 사이드월부의 외부 고무층을 이루는 사이드월 고무층 내에 형성되는 것을 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 사이드월부를 포함하여 숄더부 및 트레드부의 외부 고무층을 이루는 숄더 고무층 및 트레드 고무층 내에 형성될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방열 사이프가 구비된 공기입 타이어의 측단면도이고, 도 2는 도 1의 공기입 타이어에 대한 부분 절개 사시도이며, 도 3은 도 2의 측단면도이다.

도 1 내지 도 3를 참조하여 설명하면, 본 실시예에서는 전술한 바와 같이 공기입 타이어(1)를 대상으로 하여 사이드월부(30)의 외부 고무층을 이루는 사이드월 고무층(31) 내에서 원주 방향을 따라 기설정된 간격을 두고 방열 사이프(100)들이 형성되는 것을 예시한다.

공기입 타이어(1)는 기본적으로 트레드부(10)를 중심으로 타이어의 폭 방향을 따라 양측으로 숄더부(20), 사이드월부(30) 및 비드부(40)가 연속되게 형성하며 기설된 압력으로 공기가 채워지는 내부 기밀 공간을 형성하도록 구성된다.

상기한 트레드부(10), 사이드월부(30) 및 비드부(40) 내부에는 공통적으로 타이어의 뼈대 역할을 하는 바디 플라이층(60)이 공기 기밀성이 우수한 인너 라이너층(50)의 상측에 적층되며 폭 방향을 따라 연장 형성된다. 본 실시예에서 바디플리이(61, 62)가 2겹으로 이루어지는 2플라이 구조로 이루어지는 것을 예시하나 타이어의 사용 목적에 따라 바디 플라이의 적층 개수를 다양하게 변경하여 적용할 수 있음은 당연하다.

그리고, 트레드부(10)에는 주행시 노면과 접하는 부분으로 바디 플라이층(60) 상측으로 벨트층(11)과, 이를 덮으며 트레드부 외부 고무층을 형성하는 트레드 고무층(15)이 일체로 적층되게 구성된다.

여기서, 벨트층(11)은 바디 플라이층(60)과 트레드 고무층(15) 사이에 위치하는 특수 코드지로 외부의 충격을 완화시켜주고, 트레드 고무층(15)에서 발생한 크랙이나 외상이 바디 플라이층(60)에 직접 전달되는 것을 방지하도록 하는 역할을 한다.

한편, 본 실시예에서 벨트층(11)은 2개의 벨트(11a, 11b)가 적층 형성되는 2 벨트 구조로 이루어지는 것을 예시하고 있으나, 전술한 바디 플라이와 마찬가지로 타이어의 사용 목적에 따라 바디 플라이(61, 62)의 적층 개수를 다양하게 변경하여 적용할 수 있음은 당연하다.

그리고, 트레드 고무층(15)은 노면과 직접 접촉하는 부분으로 내마모성과 내커팅성이 우수한 특수 고무 재질로 이루어지며, 타이어의 사용 목적에 따라 다양한 형태의 트레드 패턴을 이루며 형성될 수 있다.

숄더부(20)는 트레드부(10)의 양측 가장자리에는 두께가 점차 감소하며 트레드부(10)와 사이드월부(30)를 연결하는 부분으로, 상기한 벨트층(11)의 양측 단부를 덮도록 엣지형 캡 플라이층(21)가 적층 형성된다.

캡 플라이층(21)은 상기한 벨트층의(11) 상에 양측 단부를 덮도록 부착되는 특수 코드지로 주행시 벨트층(11)의 움직임을 최소화시켜 고속 주행시 이탈 현상을 방지할 수 있도록 하는 역할을 한다.

사이드월부(30)는 차량의 하중을 지지함과 아울러 굴신 운동에 의한 외부 충격을 완화시키는 역할을 하며, 사이드월부에서 바디 플라이층(60)의 외측면을 덮는 외부 고무층을 이루도록 사이드월 고무층(31)이 형성된다.

그리고, 비드부(40)는 타이어를 자동차 휠에 장착 고정하기 위한 부분으로 바디 플라이(60)의 단부가 비드 와이어(41) 및 에이펙스(42)를 외측을 감싸며 턴업 설치되어 이루어지며, 인너라이너층(50)의 하단부로부터 바디 플라이(61, 62)의 턴업부(65)를 감싸 보강하기 위한 림플렌지 고무층(45) 등이 구비된다.

여기서, 비드 와이어(41)는 강선을 고무로 피복한 와이어 다발로 타이어를 림에 결합시키는 역할을 하고, 에이펙스(42)는 비드 와이어(41)의 분산을 방지하고 충격을 완화시키며, 성형시 비드부(40)에 공기입이 발생하는 것을 방지하도록 한다.

한편, 사이드월부에서 바디 플라이(60)의 외측면을 덮는 외부 고무층을 이루도록 사이드월 고무층(31)에는 타이어의 원주 방향을 따라 간격을 두고 복수의 방열 사이프(100)들이 복수 열을 이루며 형성된다.

방열 사이프(100)들은 각각 타이어의 원주 방향을 따라 기설정된 간격을 두고 개방되는 한 쌍의 입구(101)와 출구(102)을 터널 형태로 뚫어 연결하도록 형성되는 냉각 통로(103)를 갖도록 형성된다.

이처럼, 사이드월부(30)의 외부 고무층을 형성하는 사이드월 고무층(31) 내에 개방 형성되는 입구(101)와 출구(102)를 각각 터널 형태로 뚫어 냉각 통로(103)를 형성함으로써, 주행시 사이드월부(30) 주변과 냉각 통로 내부의 압력차에 의해 발생하는 외부 공기 순환 구조를 통해 타이어 내부의 마찰열을 외부로 방출하며 좀더 효과적으로 냉각시킬 수 있도록 한다.

여기서, 냉각 통로(103)들은 사이드월부(30)의 상기 외부 고무층을 이루는 사이드월 고무층(31) 깊이 방향으로 기설정 곡률을 가지고 원호형으로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

이처럼, 냉각 통로(103)를 전술한 바와 같이 원호형으로 형성함으로써 냉각 통로(103)의 형성 깊이를 증가시키되, 유선형 통로 구조를 갖도록 하여 사이드월 주위의 외부 공기가 좀더 원활하게 유입 및 배출될 수 있게 하여 주행시 타이어 내부에 발생된 내부 마찰열을 외부로 좀더 효과적이게 방출시켜 냉각할 수 있도록 한다.

특히, 방열 사이프(100)들은 사이드월부(30)의 사이드월 고무층(31) 중에서 상기 트레드부(10) 내에 적층 형성되는 벨트층(11)의 양측 단부에 인접한 위치에서 원주 방향을 따라 간격을 두고 형성되어, 금속 코드층을 포함하는 벨트들(11a, 11b) 통해 벨트층(10)의 양측 단부로 전도된 내부 마찰열들 좀더 효과적으로 외부로 방출시켜 냉각할 수 있도록 한다.

상기 방열 사이프(100)들은 공기입 타이어의 제조 과정 중에서 성형기를 통해 성형된 그린 타이어를 가류 금형 내에 넣고 가열 압착시켜는 완제품 타이어의 외형을 완성하는 가류 단계에서 가류 금형 내에 구비되는 사이프 블레이드(200)들을 통해 형성된다.

도 4는 도 3의 방열 사이프를 형성하기 위한 사이프 블레이드를 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4의 타이어 가류 과정에서 사이프 블레이드를 이용해 방열 사이프를 형성하는 과정을 도시한 순서도이다.

도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면, 사이프 블레이드(200)는 고정판부(210) 및 통로 형성 원호 단부(220)를 포함하여 구성된다.

여기서, 통로 형성 원호 단부(220)는 상기 가류 몰드 내에 일측 단부가 끼워져 조립 고정되는 고정판부(210)의 타일측 단부에서 두께 차를 가지고 단을 이루도록 형성되어, 가류시 상기 사이드월 고무층(31)내에 삽입되어 상기 입구(101)와 출구(102)을 터널 형태로 연결할 수 있게 상기 냉각 통로(103)를 형성하도록 한다.

한편, 본 실시예에서 통로 형성 원호 단부(220)의 단면 형상은 상기 냉각 통로(103)의 단면에 대응되는 원형 또는 타원형으로 이루어지는 것을 예시하고 있으나, 본 발명의 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 전술한 원형 및 타원형을 포함하여 다양한 다각형 형상으로 이루어질 수 있음은 당연하다.

본 실시예의 공기입 타이어(1)는 가류 과정에서 전술한 사이프 블레이드를 이용해 방열 사이프(100)를 형성하게 따라, 방열 사이프(100)들은 입구와 출구를 연결하며 상기 냉각 통로 상측의 상기 외부 고무층을 이루는 사이드월 고무층이 분할되게 블레이드 인출 절개부(104)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 타이어 가류 과정에서 사이프 블레이드(200)가 사이드월 고무층(31) 내에 삽입되어 통로 형성 원호 단부(220)를 통해 상에 개방 형성된 상기 입구(101)와 상기 출구(102)를 형성함과 동시에 이들 사이를 연결하도록 상기 냉각 통로(103)를 형성하는 과정에서 고정판부(210)가 삽입되는 부분에 블레이드 인출 절개부(104) 형성된다.

여기서, 블레이드 인출 절개부(104)는 냉각 통로(103)를 형성한 후 사이프 블레이드(200)의 통로 형성 원호 단부(220)가 빠져 나올 수 있게 인출 통로를 제공할 수 있다.

이때, 블레이드 인출 절개부(104)는 사이드월 고무층(31)의 탄성력에 의해 이들 사이가 서로 맞물려 폐쇄된 상태를 유지하도록 함으로써, 상기 냉각 통로 내부로 이물이 삽입되어 냉각 통로가 폐쇄되지 않도록 하는 것이 보다 바람직하다.

전술한 바와 같이, 본 실시예의 공기입 타이어(1)는 사이드월부(30)의 외부 고무층을 이루는 사이드월 고무층(31) 내에 냉각 통로(103)를 가지는 방열 사이프(100)를 형성함으로써, 타이어의 내부에 별도의 공기 순환 장치들을 삽입하지 않고도 냉각 통로(103)들을 통해 타이어 주행시 사이드월부 주위의 외부 공기들을 통과시켜 주행시 발생하는 타이어 내부의 마찰열들을 좀더 쉽게 외부로 방출시켜 냉각할 수 있도록 한다.

또한, 상기 방열 사이프(100)를 형성하기 위한 사이프 블레이드(200)가 고정판부(210) 일측 단부에 원호형의 통로 형성 원호 단부(220)를 갖도록 형성하여, 사이프 블레이드(200)의 통로 형성 원호 단부(220)를 통해 타이어의 가류 과정에서 사이드월부(30)의 사이드월 고무층(32) 내에 개방 형성되는 입구(101)와 출구(102)을 터널 형태로 연결하도록 냉각 통로(103)를 가지는 방열 사이프(100)들을 좀더 쉽고 간편하게 형상화 해낼 수 있도록 한다.

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 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

1; 공기입 타이어 10: 트레드부
11: 벨트층 11a, 11b: 벨트
15: 트레드 고무층 20: 숄더부
21: 캡플라이층 30: 사이드월부
31: 사이드월 고무층 40: 비드부
41: 비드 와이어 42: 에이펙스
45: 림플렌지층 50:인너라이너층
60:바디플라이층 61, 62: 바디플라이
65: 바디플라이 턴업부 100: 방열 사이프
101: 입구 102: 출구
103: 냉각 통로 104: 블레이드 인출 절개부
200: 사이프 블레이드 210: 고정판부
220: 통로 형성 원호 단부

Claims (6)

1. 내부 기밀 공간을 이루도록 트레드부를 중심으로 양측에 숄더부, 사이드월부 및 비드부가 형성되고, 기설정된 두께의 외부 고무층을 가지고 형성되는 타이어에 있어서,
   
   상기 타이어는,
   상기 외부 고무층의 외주면 상에 기설정된 간격을 두고 개방되는 복수 쌍의 입구와 출구들을 각각 터널 형태로 뚫어 연결하게 냉각 통로가 형성되는 방열 사이프들을 포함하고,
   
   
   상기 방열사이프들은,
   상기 사이드월부의 외부 고무층을 이루는 사이드월 고무층 내에 형성되되, 상기 사이드월 고무층 중에서 상기 트레드부 내에 적층 형성되는 벨트층의 양측 단부에 인접한 위치에서 원주 방향을 따라 간격을 두고 형성되고,
   
   상기 외부 고무층의 깊이 방향으로 기설정 곡률을 가지고 원호형으로 이루어지며,
   상기 입구와 상기 출구를 연결하며 상기 냉각 통로 상측의 상기 외부 고무층이 분할되게 블레이드 인출 절개부가 형성되는 타이어.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항의 타이어를 가류시키는 가류 몰드 내부에 구비되어 상기 타이어의 외부 고무층 내에 상기 방열 사이프들을 형성하는 사이프 블레이드 있어서,
   상기 사이프 블레이드는,
   상기 가류 몰드에 일측가 고정되는 고정판부; 및
   상가 고정판부의 타일측 단부에서 두께 차를 가지고 단을 이루도록 형성되어, 가류시 상기 외부 고무층 내에 삽입되어 상기 입구와 출구들을 터널 형태로 연결하도록 상기 냉각 통로를 형성하며 통로 형성 단부;를 포함하는 사이프 블레이드.
   

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