KR102017517B1 - 유격 보상용 시트가 구비된 볼 조인트 어셈블리 조립 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유격 보상용 시트가 구비된 볼 조인트 어셈블리 조립 방법에 관한 것으로서, 스프링이 결합 된 2개의 와셔를 스크류를 이용하여 볼 하우징의 바닥면에 결합한 상태에서 와셔의 상부면에 볼부재가 결합 된 볼시트를 결합하고, 볼 하우징의 상부를 가압 프레싱 코킹하여 와셔의 상부면에 볼부재가 결합 된 볼시트를 적층되게 볼 하우징의 내부에 고정 결합하기 때문에 볼시트를 볼 하우징의 내부에 고정하는 동안에 와셔의 초기 위치가 변화되는 것을 방지할 수 있어 볼 조인트 어셈블리 조립을 용이하게 할 수 있게 한 것이다.

Description

유격 보상용 시트가 구비된 볼 조인트 어셈블리 조립 방법 { Ball joint assemblies }

본 발명은 유격 보상용 시트가 구비된 볼 조인트 어셈블리 조립 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스프링이 결합 된 2개의 와셔를 스크류를 이용하여 볼 하우징의 바닥면에 결합한 상태에서 와셔의 상부면에 볼부재가 결합 된 볼시트를 결합하고, 볼 하우징의 상부를 가압 프레싱 코킹하여 와셔의 상부면에 볼부재가 결합 된 볼시트를 적층되게 볼 하우징의 내부에 고정 결합하기 때문에 볼시트를 볼 하우징의 내부에 고정하는 동안에 와셔의 초기 위치가 변화되는 것을 방지할 수 있어 볼 조인트 어셈블리 조립을 용이하게 할 수 있으며, 또한, 스크류에 의해 와셔의 외주면이 볼 하우징의 결합홈에 밀착된 상태에서 볼부재가 결합 된 볼시트가 상기 와셔의 상부면에 결합 되기 때문에 볼 하우징의 내부에 볼시트와 와셔를 결합하는 과정에서 볼부재에 과도한 압력을 가하지 않더라도 스크류에 의해 와셔의 외주면이 결합홈에 밀착된 상태로 볼부재가 결합 된 볼시트를 볼 하우징의 내부에 결합할 수 있어 생산성 향상시킬 수 있도록 한 유격 보상용 시트가 구비된 볼 조인트 어셈블리 조립 방법에 관한 것이다.

일반적으로 볼 조인트 어셈블리란 랙바와 휠 축 사이에 설치 구성되어 조향 휠에서 발생 되는 회전력을 휠 축으로 전달하여 운전자가 원하는 방향으로 차량을 조향할 수 있도록 하는 것이다.

도 1 내지 도 3은 종래의 유격 보상용 시트가 구비된 볼 조인트 어셈블리를 도시한 것으로서, 도면 부호 1은 일측이 랙바(도면 미 도시) 측과 연결되고 타측이 볼 하우징(20)에 끼워져 결합 되는 타이로드를 나타내고, 도면부호 20은 휠축 측에 결합된 상태로 상기 타이로드(1)가 결합 되어지는 볼 하우징을 나타낸다.

상기 타이로드(1)는 길게 파이프 형태로 형성되는 것으로, 상기 타이로드(1)의 상부에는 랙바 측과 연결되는 나사부(3)가 형성된다.

상기 나사부(3)가 형성된 타이로드(1)의 하단에는 볼 하우징(20)에 끼워져 결합되는 구 형태의 볼부재(2)가 형성되고, 상기 볼부재(2)의 외주면에는 볼 하우징(20)과의 마찰로 인해 볼부재(2)에 편마모 되는 것을 방지할 수 있는 합성수지 재질로 이루어진 볼시트(10)가 결합 된다.

상기 볼시트(10)의 저면에는 테이퍼지게 경사진 제1 경사부(12)가 형성되며, 상기 제1 경사부(12)가 형성된 볼시트(10)를 볼부재(2)에 결합한 상태에서 볼 하우징(20)에 구비된 결합홈(21)에 끼워 결합한다.

이때, 볼시트(10)의 저면 중앙에는 후설하는 2개의 와셔(30) 사이로 끼워지는 삽입부(11)가 돌출 형성됨을 밝히는 바이다.

이와 같이 제1 경사부(12)가 구비된 볼시트(10)와 볼 하우징(20)의 사이로 도 1과 같이 2개의 와셔(30)를 개구단(31)을 사이에 두고 서로 마주보도록 볼 하우징(20)의 바닥면(20a)에 결합 구성하고, 상기 와셔(30)가 오므라드는 방향으로 탄성력을 가하여 볼시트(10)의 마모에 의해 유격 발생시 상기 와셔(30)가 오므라들면서 볼시트(10)를 상측으로 밀어올려 유격이 보상되도록 하는 가압부재(40)를 설치 구성한다.

상기 볼시트(10)와 볼 하우징(20)의 바닥면(20a) 사이로 설치되는 와셔(30)는 'C'자 모양으로 끝단에 개구단(31)이 구비되며, 상기 와셔(30)의 상부면에는 제1 경사부(12)와 대응되는 제2 경사면(32)이 구비되며, 상기 와셔(30)의 외측에는 가압부재(40)가 설치되는 장착홈(33)이 형성된다.

그리고 장착홈(33)에는 환형으로 형성된 스프링(50)을 결합 구성하여 볼부재(2)와 볼시트(10)가 맞닿은 부분이 마찰로 인해 도 3의 (a)와 같이 유격이 발생시 한 쌍의 와셔(30)를 들어올려 유격을 보상할 수 있도록 한다.

즉, 한 쌍의 와셔(30)의 상부면에는 중앙을 중심으로 하향 경사진 제2경사부(32)가 형성되고, 2개의 와셔(30)가 볼 하우징(20)의 바닥면(21a)에 서로 마주하도록 설치되되, 와셔(30) 사이에 개구단(31)이 형성되도록 설치하는 것으로, 상기와 같이 형성된 와셔(30)는 볼 하우징(20)의 내부에 설치 구성되면서 볼시트(10)가 외주면에 결합 된 볼부재(2)를 지지할 수 있도록 하는 것이다.

상기 볼 하우징(20)의 내부에 설치된 한 쌍의 와셔(30)의 외측에 도 2와 같이 가압부재(40)를 설치 구성하여 상기 가압부재(40)에서 발생 되는 탄성력에 의해 와셔(30)는 중앙으로 오므라들도록 하면서 볼부재(2)와 볼시트(10)의 사이로 형성된 유격을 보상할 수 있도록 한다.

상기 가압부재(40)가 설치되도록 상기 와셔(30)의 외주면에는 장착홈(33)을 형성하고, 상기 장착홈(33)에는 도 2와 같이 환형으로 형성된 스프링(50)을 결합 구성하는 것이다.

이와 같이 가압부재(40)가 볼 하우징(20)의 결합홈(21)에 결합한 상태에서 볼시트(10)가 결합된 볼부재(2)를 볼 하우징(20)의 내부에 결합한 후에 볼 하우징(20)의 상부를 가압 프레싱하여 볼시트(10)를 고정할 수 있는 고정단(22)을 도 2와 같이 볼 하우징(20)의 상부에 형성한다.

따라서, 가압부재(40)의 스프링(50)이 결합 된 와셔(30)의 상부면에 적층되게 볼부재(2)가 결합 된 볼시트(10)를 결합한 상태에서 볼 하우징(20)의 내부에 볼부재(2)를 고정결합할 수 있는 것이다.

그리고 와셔(30)의 외주면에 도 2와 같이 스프링(50)을 억지로 끼워 결합함으로써, 마찰로 인해 볼부재(2)에 도 3의 (a)와 같이 마모가 발생 되더라도 상기 스프링(50)의 탄성력에 의해 내측으로 수축 이동된 와셔(30)의 이동 거리만큼 볼부재(2)가 결합홈(21)의 내부에서 상부로 이동되기 때문에 상기 볼 조인트로부터 발생 되는 소음을 최대한으로 줄일 수 있는 것이다.

또한, 와셔(30)에 결합 되는 가압부재(40)의 구조를 단순화시켜 볼 조인트의 생산 단가를 줄일 수 있으며, 이로인해 생산성을 향상시킬 수 있다.

그러나 종래의 유격 보상용 시트가 구비된 볼 조인트 어셈블리 조립 방법의 문제점은 볼시트(10)와 볼 하우징(20) 사이로 결합 되는 와셔(30)의 외주면에는 도 2와 같이 2개의 와셔(30)를 오므라들게 하여 볼시트(10)의 유격을 보상할 수 있는 스프링(50)이 결합 되기 때문에 와셔(30)의 상부면에 볼부재(2)가 결합 된 볼시트(10)를 결합하는 도중에 스프링(50)의 탄성력에 의해 상기 와셔(30)의 초기 위치가 변화되는 즉, 와셔(30)의 개구단(31)이 서로 접촉된 상태에서 볼시트(10)가 볼 하우징(20) 내부에 결합 되는 문제점이 발생하게 되었다.

이와 같이 2개의 와셔(30)가 서로 접촉된 상태에서 볼시트(10)가 볼 하우징(20)의 내부에 결합 되기 때문에 볼부재(2)와 볼시트(10)와의 마찰로 인해 발생 되는 유격을 스프링(50)이 결합 된 와셔(50)가 보상을 하지 못하게 되고, 이로 인하여 마찰로 인해 소음이 발생되는 문제점이 있었다.

또한, 스프링(50)이 결합 된 2개의 와셔(30)의 개구단(31)이 서로 접촉되지 않은 상태에서 상기 와셔(30)의 상부면에 볼부재(2)가 결합 된 볼시트(10)를 결합하기 위해서는 볼부재(2)가 구비된 타이로드(1)에 과도한 압력을 가한 상태로 결합해야 하기 때문에 상기 볼조인트의 조립이 용이하지 못하며 이로 인하여 볼 조인트의 생산성이 저하되는 문제점이 발생하게 되었다.

본 발명은 유격 보상용 시트가 구비된 볼 조인트 어셈블리 조립 방법에 관한 것으로서 스프링이 결합 된 2개의 와셔를 스크류를 이용하여 볼 하우징의 바닥면에 결합한 상태에서 와셔의 상부면에 볼부재가 결합 된 볼시트를 결합하고, 볼 하우징의 상부를 가압 프레싱 코킹하여 와셔의 상부면에 볼부재가 결합 된 볼시트를 적층되게 볼 하우징의 내부에 고정 결합하기 때문에 볼시트를 볼 하우징의 내부에 고정하는 동안에 와셔가 움직이거나 오므라드는 것을 방지할 수 있어 볼 조인트 어셈블리 조립을 용이하게 할 수 있으며 또한, 스크류에 의해 와셔의 외주면이 볼 하우징의 결합홈에 밀착된 상태에서 볼부재가 결합 된 볼시트가 상기 와셔의 상부면에 결합 되기 때문에 볼 하우징의 내부에 볼시트와 와셔를 결합하는 과정에서 볼부재에 과도한 압력을 가하지 않더라도 스크류에 의해 와셔의 외주면이 결합홈에 밀착된 상태로 볼부재가 결합 된 볼시트를 볼 하우징의 내부에 결합할 수 있어 생산성 향상시킬 수 있도록 한 유격 보상용 시트가 구비된 볼 조인트 어셈블리 조립 방법을 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명은,

타이로드의 하단에 형성된 볼부재를 감싸도록 형성된 볼시트와,

볼시트의 하측에 설치되어 볼시트의 유격을 보상하는 한 쌍의 와셔와,

볼시트가 결합 된 볼부재를 볼 하우징의 내부에 결합 구성한 것을 포함하는 유격 보상용 시트가 구비된 볼 조인트 어셈블리 조립 방법에 있어서,

와셔를 볼 하우징의 바닥부에 위치시키는 제1 단계와;

볼 하우징의 저면에 구비된 스크류 홀을 통해 스크류를 결합시켜 한 쌍의 와셔가 서로 이격 된 상태를 유지하도록 가 조립하는 제2 단계와;

가 조립된 와셔 위로 볼시트가 결합 된 볼부재를 위치시킨 후 볼 하우징의 상부 개구단을 가압 프레싱하여 코킹 시키는 제3 단계;로 구성한 것을 특징으로 한다.

본원 발명에 의하면, 스프링이 결합 된 2개의 와셔를 스크류를 이용하여 볼 하우징의 바닥면에 결합한 상태에서 와셔의 상부면에 볼부재가 결합 된 볼시트를 결합하고, 볼 하우징의 상부를 가압 프레싱 코킹하여 와셔의 상부면에 볼부재가 결합 된 볼시트를 적층되게 볼 하우징의 내부에 고정 결합하기 때문에 볼시트를 볼 하우징의 내부에 고정하는 동안에 와셔가 움직이거나 오므라드는 것을 방지할 수 있어 볼 조인트 어셈블리 조립을 용이하게 할 수 있는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

또한, 스크류에 의해 와셔의 외주면이 볼 하우징의 결합홈에 밀착된 상태에서 볼부재가 결합 된 볼시트가 상기 와셔의 상부면에 결합 되기 때문에 볼 하우징의 내부에 볼시트와 와셔를 결합하는 과정에서 볼부재에 과도한 압력을 가하지 않더라도 스크류에 의해 와셔의 외주면이 결합홈에 밀착된 상태로 볼부재가 결합 된 볼시트를 볼 하우징의 내부에 결합할 수 있어 생산성 향상시킬 수 있다.

그리고 스크류를 볼 하우징으로부터 분리하고, 그 스크류가 분리된 볼 하우징에 구비된 스크류 홀을 실링 처리하여, 이 물질이 스크류 홀을 통해 볼 하우징의 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

도 1은 종래의 유격 보상용 시트가 구비된 볼 조인트 어셈블리의 분리 사시도.
도 2는 종래의 유격 보상용 시트가 구비된 볼 조인트 어셈블리 결합 단면도.
도 3은 종래의 유격 보상용 시트가 구비된 볼 조인트 어셈블리 작동 상태도.
도 4는 본 발명의 유격 보상용 시트가 구비된 볼 조인트 어셈블리 조립 방법의 블럭도.
도 5는 본 발명의 유격 보상용 시트가 구비된 볼 조인트 어셈블리 조립 방법에 의해 조립되는 볼 조인트를 도시한 분리 사시도.
도 6은 본 발명의 유격 보상용 시트가 구비된 볼 조인트 어셈블리 조립 방법에 의해 조립되는 볼 조인트를 도시한 부분 확대 단면도.
도 7과 도 8은 본 발명의 볼 하우징에 구비된 스크류 홀에 실링부가 형성된 것을 도시한 부분 확대 단면도.
도 9는 본 발명의 유격 보상용 시트가 구비된 볼 조인트 어셈블리 조립 방법으로 인해 조립된 볼 조인트의 작동 상태를 도시한 부분 확대 단면도.

이하, 첨부된 도 4 내지 도 9를 이용하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하게 되면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 설명에 앞서 종래 기술과 동일한 구성 요소에 관하여 동일한 도면 부호를 표기하여 중복되는 도면 부호의 설명은 생략하기로 한다.

상기 도면에 의하면 본 발명은,

타이로드(1)의 하단에 형성된 볼부재(2)를 감싸도록 형성된 볼시트(10)와,

볼시트(10)의 하측에 설치되어 볼시트(10)의 유격을 보상하는 한 쌍의 와셔(120)와,

볼시트(10)가 결합 된 볼부재(2)를 볼 하우징(100)의 내부에 결합 구성한 것을 포함하는 유격 보상용 시트가 구비된 볼 조인트 어셈블리 조립 방법에 있어서,

와셔(120)를 볼 하우징(100)의 바닥부(101)에 위치시키는 제1 단계(S1)와;

볼 하우징(100)의 저면에 구비된 스크류 홀(110)을 통해 스크류(130)를 결합시켜 한 쌍의 와셔(120)가 서로 이격 된 상태를 유지하도록 가 조립하는 제2 단계(S2)와;

가 조립된 와셔(120) 위로 볼시트(10)가 결합 된 볼부재(2)를 위치시킨 후 볼 하우징(100)의 상부 개구단을 가압 프레싱하여 코킹 시키는 제3 단계(S3);로 구성한 것을 특징으로 한다.

그리고 제3 단계(S3)를 마친 후에 스크류(130)를 볼 하우징(100)으로부터 분리하고, 그 스크류(130)가 분리된 스크류 홀(110)을 실링 처리하는 제4 단계(S4);를 더 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 도 5와 같이 가압부재(40)인 환형의 스프링(50)이 결합 된 2개의 와셔(120)를 서로 이격 된 상태로 볼 하우징(100)의 바닥부(101)에 고정하고, 그 와셔(120)의 상부면에 적층되게 볼부재(2)가 결합 된 볼시트(10)를 볼 하우징(100)의 결합홈(20)의 결합홈(21)에 결합한 상태에서 상기 볼 하우징(100)의 상부를 가압 프레싱 코킹하여 볼 조링트 어셈블리를 결합할 수 있도록 한 것이다.

즉, 볼 하우징(100)의 내부에 결합 되는 와셔(120)의 초기 위치가 스프링(50)의 탄성력에 의해 변화되지 않은 상태에서 볼 조인트 어셈블리는 조립할 수 있도록 한 것이다.

이때, 와셔(120)는 도면에 미 도시되었지만 2개 이상 형성할 수 있음을 밝히는 바이다.

이와 같이 2개의 와셔(120)를 볼 하우징(100)의 바닥면에 고정할 수 있도록 볼 하우징(100)의 저면에는 상기 와셔(120)를 고정할 수 있는 스크류(130)가 착,탈식으로 나사 결합 된다.

상기 와셔(120)를 착,탈식으로 결합할 수 있게 하기 위해서 볼 하우징(100)의 저면에는 도 6의 (a)와 같이 스크류 홀(110)을 형성하여, 상기 스크류 홀(110)을 통해 스크류(130)가 2개의 'C'자 모양의 와셔(120)를 볼 하우징(100)의 바닥부(101)에 고정한다.

이와 같이 와셔(120)는 스크류 홀(110)에 관통되는 스크류(130)에 의해 도 6 과 도 7과 같이 볼 하우징(100)의 결합홈(20)에 외주면이 밀착된 상태로 결합할 수 있는 것이다.

따라서, 상기 스크류(130)에 의해 와셔(120)가 볼 하우징(100)의 바닥부(101)에 결합 되면, 상기 와셔(120)에 구비된 제2 경사부(12)에 대응되는 제1 경사부(12)가 구비된 볼시트(10)를 결합한 상태에서 도 6의 (b)와 같이 볼 하우징(100)의 상부를 가압 프레싱 코킹하여 볼부재(2)가 내부에 결합 된 볼시트(10)를 볼 하우징(100)에 고정 결합하므로, 개구단(31)이 구비된 2개의 와셔(120)는 도 7과 같이 이격되게 볼 하우징(100)의 바닥부(101)에 고정 결합하는 것이다.

이와 같이 2개의 와셔(120)가 이격 되게 볼 하우징(100)의 바닥부(101)에 결합 되면, 도 7과 같이 스크류(130)가 와셔(120)에 결합 되는 방향과 반대 방향과 반대 방향으로 회전시켜 볼 하우징(100)으로부터 상기 스크류(130)를 분리한다

그리고 스크류(130)가 분리된 스크류 홀(110)을 홀을 실링 처리하여 상기 스크류(130)가 분리된 스크류 홀(110)을 통해 이 물질이 볼 하우징(100)의 결합홈(21)으로 유입되는 것을 방지한다.

즉, 볼부재(2)와 볼시트(10)와의 마찰로 인해 발생 되는 유격을 보상할 수 있도록 외부면에 가압부재(40)인 스프링(50)이 결합 된 와셔(120)를 스크류(130)를 이용하여 볼 하우징(100)의 바닥부(101)에 이격되게 고정 결합한 상태에서 상기 와셔(120)의 상부면에 볼부재(2)가 결합 된 볼시트(10)를 적층 되게 상기 와셔(120)의 상부면에 결합한 것이다.

상기 와셔(120)의 상부면에 볼부재(2)가 구비된 볼시트(10)가 결합 되면, 볼 하우징(100)의 상부를 코킹 장비를 이용하여 가압 프레싱하여 볼 하우징(100)의 상측 개구부가 내측으로 오므라들면서 볼부재(2)의 이탈을 방지하는 것이며, 이러한 작업에 의해 볼 조인트 어셈블리의 결합 과정은 완료된다.

본 발명과 같이 코킹 작업 시 와셔(120)를 스크류(130)를 이용하여 초기 위치를 설정하면 코킹 작업 중 와셔(120)의 위치가 변화되는 것을 방지할 수 있고, 이로 인해 제품의 완성도를 한층 더 높여줄 수 있는 것이다.

상기와 같이 코킹 작업이 완료되면 와셔(120)를 고정하는 스크류(120)를 볼 하우징(100)으로부터 분리한 후에 상기 볼 하우징(100)에 구비된 스크류 홀(110)을 실링 작업하여 상기 스크류 홀(110)을 통해 이 물질이 볼 하우징(100) 내부로 유입되는 것을 방지한다.

상기 실링 작업은 금속 재질 이루어진 마감부(140)를 용접 결합하거나 또는 발포 우레탄 재질를 도포 경화시켜 마감부(140)를 형성한다.

이와 같이 볼 하우징(100)의 내부에 결합 되는 와셔(120)는 스크류(130)에 의해 초기 위치가 변화되는 것을 방지할 수 있어, 볼 조인트 어셈블리 조립을 용이하게 할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

즉, 스프링(50)의 탄성력에 의해 오므라드는 2개의 와셔(30)를 서로 이격 되게 볼 하우징(20)의 내부에 결합하기 위해서 종래 기술과 같이 볼부재(2)에 과도한 압력을 가해지 않아도 상기 스크류(130)에 의해 와셔(120)는 이격되게 볼 하우징(100)의 바닥부(101)에 고정되기 때문에 볼 조인트 어셈블리 조립을 용이하게 할 수 있으며, 상기 스크류(130)를 볼 하우징(100)으로부터 분리시 스프링(50)의 탄성력에 의해 오므라드는 와셔(120)로 인해 볼부재(2)와 볼시트(10) 마찰로 인해 발생되는 유격을 보상할 수 있는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

또한, 스크류(130)가 분리된 스크류 홀(110)을 실링 작업으로 인해 차단하기 때문에 이 물질이 볼 하우징(100)의 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

1: 타이로드, 2: 볼부재,
3: 나사부, 10: 볼시트,
11: 삽입부, 12: 제1 경사부,
20: 볼 하우징, 21: 결합홈,
22: 고정단, 30: 와셔,
31: 개구단, 32: 제2 경사부,
33: 장착홈, 100: 볼 하우징,
101: 바닥부, 110: 스크류 홀,
120: 와셔, 130: 스크류,
140: 마감부,

Claims (2)

1. 타이로드(1)의 하단에 형성된 볼부재(2)를 감싸도록 형성된 볼시트(10)와, 볼시트(10)의 하측에 설치되어 볼시트(10)의 유격을 보상하는 한 쌍의 와셔(120)와, 볼시트(10)가 결합 된 볼부재(2)를 볼 하우징(100)의 내부에 결합 구성한 것을 포함하는 유격 보상용 시트가 구비된 볼 조인트 어셈블리 조립 방법에 있어서,
   와셔(120)를 볼 하우징(100)의 바닥부(101)에 위치시키는 제1 단계(S1)와;
   볼 하우징(100)의 저면에 구비된 스크류 홀(110)을 통해 스크류(130)를 결합시켜 한 쌍의 와셔(120)가 서로 이격 된 상태를 유지하도록 가 조립하는 제2 단계(S2)와;
   가 조립된 와셔(120) 위로 볼시트(10)가 결합 된 볼부재(2)를 위치시킨 후 볼 하우징(100)의 상부 개구단을 가압 프레싱하여 코킹 시키는 제3 단계(S3);로 구성하고,
   제3 단계(S3)를 마친 후에 스크류(130)를 볼 하우징(100)으로부터 분리하고, 그 스크류(130)가 분리된 스크류 홀(110)을 실링 처리하는 제4 단계(S4);를 더 구성한 것을 특징으로 하는 유격 보상용 시트가 구비된 볼 조인트 어셈블리 조립 방법.
   
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