KR102563607B1 - 자동차의 로워암용 분할형 부시 - Google Patents

자동차의 로워암용 분할형 부시 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수분 유입 차단 및 이음 발생 방지를 위하여 수분 유압 차단용 쉴드를 갖는 2-피스 구조로 개선된 자동차의 로워암용 분할형 부시에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 기존의 일체형 부시를 2개의 피스로 분할 구비하고, 분할된 각 부시의 외부고무에 수분 침투 방지를 위한 쉴드를 일체로 형성하여, 로워암 파이프 내에 분할된 부시를 양쪽에서 압입 체결하는 동시에 쉴드가 로워암 파이프와 부시 간의 계면을 커버하며 수분 차단 가능하게 배열되도록 함으로써, 수분 유입 및 이음 발생을 방지할 수 있도록 한 자동차의 로워암용 분할형 부시를 제공하고자 한 것이다.

Description

자동차의 로워암용 분할형 부시{DIVIDED BUSH FOR LOWER ARM OF VEHICLE}
본 발명은 자동차의 로워암용 분할형 부시에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수분 유입 차단 및 이음 발생 방지를 위하여 수분 유압 차단용 쉴드를 갖는 2-피스 구조로 개선된 자동차의 로워암용 분할형 부시에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차용 로워암은 차량의 휠 및 타이어에 연결되는 액슬과, 차체에 연결되는 크로스 멤버 간을 연결해주는 부품을 말한다.
도 1을 참조하면, 로워암(100)은 메인패널(110)과, 액슬에 전방향 회전 가능하게 체결되는 볼조인트(120)와, 크로스멤버에 연결되어 회전운동 및 절연성능을 담당하는 수평방향 배열을 갖는 부시(130) 및 수직방향 배열을 갖는 부시(140)를 포함하여 구성된다.
대개, 상기 부시(130)는 1개의 내철(132, inner pipe)에 한 덩어리의 외부고무(134)가 가류 성형된 1 피스(one piece) 구조로 제작되고 있다.
또한, 상기 부시(130)는 외부고무(134)의 외경에 외철(outer pipe)이 감싸여진 외철 적용 타입과, 외부고무(134)의 외경이 외부로 노출된 채 사용되는 외철 미적용 타입으로 구분된다.
상기 외철 적용 타입은 외철이 수분 유입을 차단하는 기능을 하므로, 수분 유입 방지 및 수분 침투에 의한 이음 발생 위험성이 없는 장점이 있으나, 외철 미적용 타입 대비 원가상승 및 중량 상승 등과 같은 불리한 점을 감안하여, 고급 차종을 제외한 대부분의 차종에는 외철 미적용 타입의 부시가 장착되고 있다.
첨부한 도 2는 외철 미적용 타입의 부시 및 그 장착 구조를 나타내고, 도 3은 수분 침투로 인한 이음 발생 원리를 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 외철 미적용 타입인 부시(130)는 로워암 파이프(102)의 내경부에 압입 장착되는 것으로서, 중공형 구조의 내철(132, inner pipe)과, 이 내철(132)의 외경부에 가류 성형된 외부고무(134)로 구성된다.
차량 주행시 노면에서 들어오는 진동 등과 같은 입력 요소로 인하여 차량의 휠 및 타이어는 상하 운동을 하게 되고, 이로 인하여 로워암(100)도 수평방향 배열을 갖는 부시(130) 및 수직방향 배열을 갖는 부시(140)를 축으로 회전운동을 하게 된다.
이때, 상기 로워암의 회전 운동시, 크로스멤버에 고정되는 상기 부시(130)의 내철(132)과 로워암 파이프(102) 간의 상대운동이 발생할 수 있고, 이로 인하여 상기 부시(130)와 로워암 파이프(102) 사이에 수분이 침투될 수 있고, 침투된 수분은 내철(132)과 로워암 파이프(102) 간의 상대 운동시 이음을 발생시키는 원인이 된다.
도 3을 참조하면, 상기 부시(130)의 내철(132)이 크로스멤버에 체결된 상태에서 로워암 파이프(102)는 차량 주행시 회전하므로, 부시(130)의 외부고무(134)와 로워암 파이프(102) 간에 상대운동이 발생하게 되고, 이때 상기 부시(130)와 로워암 파이프(102) 사이로 수분이 침투되며, 침투된 수분은 내철(132)과 로워암 파이프(102) 간의 상대 운동시 마찰로 인한 이음을 발생시키는 원인이 된다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 기존의 일체형 부시를 2개의 피스로 분할 구비하고, 분할된 각 부시의 외부고무에 수분 침투 방지를 위한 쉴드를 일체로 형성하여, 로워암 파이프 내에 분할된 부시를 양쪽에서 압입 체결하는 동시에 쉴드가 로워암 파이프와 부시 간의 계면을 커버하며 수분 차단 가능하게 배열되도록 함으로써, 수분 유입 및 이음 발생을 방지할 수 있도록 한 자동차의 로워암용 분할형 부시를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은: 제1내철과, 제1내철의 외경부에 가류 성형되는 제1외부고무로 구성되어 로워암 파이프의 일측부에 압입 체결되는 제1분할형 부시; 제2내철과, 제2내철의 외경부에 가류 성형되는 제1외부고무로 구성되어 로워암 파이프의 타측부에 압입 체결되는 제2분할형 부시; 를 포함하고, 상기 제1외부고무의 외경부에 로워암 파이프의 일끝단부를 가려주는 제1쉴드가 일체로 형성되고, 상기 제2외부고무의 외경부에 로워암 파이프의 타끝단부를 가려주는 제2쉴드가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 로워암용 분할형 부시를 제공한다.
바람직하게는, 상기 제1쉴드 및 제2쉴드의 외표면에는 각 쉴드의 강성 보강을 위한 다수의 비드가 원주방향을 따라 등간격으로 형성된 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 제1쉴드 및 제2쉴드는 로워암 파이프에 대한 압입시 변형 방지를 위해 외측에서 내측방향을 향하여 상향 경사지게 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1내철의 내면과 제2내철의 내면에는 서로 체결되는 세레이션이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1외부고무의 외경부에서 제1쉴드가 형성된 안쪽 부분과, 상기 제2외부고무의 외경부에서 제2쉴드가 형성된 안쪽 부분에는 로워암 파이프의 압입 길이를 한정하는 스토퍼 홈부가 형성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제1외부고무 및 제2외부고무의 내면 테두리부는 로워암 파이프에 대한 압입시 변형 방지를 위해 라운드 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명에 따르면, 기존의 일체형 부시를 2개의 피스로 분할된 구조로 개선하고, 분할된 각 부시의 외부고무에 수분 침투 방지를 위한 쉴드를 일체로 형성하여, 로워암 파이프 내에 분할된 부시를 양쪽에서 압입 체결하는 동시에 쉴드가 로워암 파이프와 분할형 부시 간의 계면을 커버하며 수분 차단 기능을 발휘하게 됨으로써, 기존에 부시와 로워암 파이프 사이에 수분이 침투되는 현상 및 침투된 수분으로 인하여 내철과 로워암 파이프 간의 상대 운동시 마찰 이음을 발생하는 것을 용이하게 방지할 수 있다.
도 1은 자동차용 로워암을 도시한 개략도,
도 2는 로워암에 적용되는 외철 미적용 타입의 부시 및 그 장착 구조를 도시한 도면,
도 3은 도 2의 부시 구조에서 수분 침투로 인한 이음 발생 원리를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 자동차의 로워암용 분할형 부시를 도시한 외관 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 자동차의 로워암용 분할형 부시를 도시한 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 자동차의 로워암용 분할형 부시의 쉴드에 비드가 형성된 실시예를 도시한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 자동차의 로워암용 분할형 부시의 외부고무에 라운드 구조가 형성된 것을 도시한 도면,
도 8은 본 발명에 따른 자동차의 로워암용 분할형 부시의 쉴드에 경사 구조가 적용된 것을 도시한 도면,
도 9는 본 발명에 따른 자동차의 로워암용 분할형 부시의 조립 상태 및 과정을 도시한 도면,
도 10은 본 발명에 따른 자동차의 로워암용 분할형 부시의 쉴드에 의한 수분 차단 동작을 도시한 확대 단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3을 참조로 전술한 바와 같이, 기존의 일체형 부시(130)는 1개의 내철(132, inner pipe)에 한 덩어리의 외부고무(134)가 가류 성형된 1 피스(one piece) 구조로 제작됨에 따라, 크로스멤버에 고정되는 부시(130)의 내철(132)과 로워암 파이프(102) 간의 상대운동이 발생할 수 있고, 이로 인하여 부시(130)의 외부고무(134)와 로워암 파이프(102) 사이 틈새로 수분이 침투될 수 있고, 침투된 수분은 내철(132)과 로워암 파이프(102) 간의 상대 운동시 이음을 발생시키는 원인이 된다.
이에, 기존의 일체형 부시(130)를 구성하는 외부고무(134) 등에 수분 침투 차단을 위한 별도의 쉴드 구조물을 형성할 수는 있지만, 쉴드 구조물이 외부고무(134)의 외경부로부터 돌출되는 상태가 됨으로써, 로워암 파이프(102)의 내경부로 외부고무(134)를 압입시킬 수 없는 상태가 된다.
즉, 기존의 일체형 부시(130)를 구성하는 외부고무(134) 등에 수분 침투 차단을 위한 별도의 쉴드 구조물을 형성하는 경우, 쉴드 구조물이 로워암 파이프(102)의 내경부로 외부고무(134)를 압입시킬 때의 방해 요소로 작용함에 따라, 결국 기존 일체형 부시(130)를 로워암 파이프(102) 내에 압입 조립 자체가 불가능해지는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위하여, 본 발명은 수분 차단을 위한 쉴드를 갖는 구조이면서 로워암 파이프에 용이하게 압입 체결할 수 있도록 제1분할형 부시와 제2분할형 부시로 구분된 로워암용 분할형 부시를 제공하고자 한 것이다.
첨부한 도 4는 본 발명에 따른 자동차의 로워암용 분할형 부시를 도시한 외관 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 자동차의 로워암용 분할형 부시를 도시한 단면도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 분할형 부시(200)는 차량의 로워암(100)에 형성된 로워암 파이프(102)에 압입 체결되어, 크로스멤버에 연결된 상태에서 주행 중 회전운동 및 절연성능을 발휘하는 부품으로서, 동일한 형상 및 구조를 갖는 제1분할형 부시(210)와 제2분할형 부시(220)로 구성된다.
본 발명에서 기존의 일체형 부시와 달리 제1분할형 부시(210)와 제2분할형 부시(220)로 구분되는 분할형 부시(200)를 구비한 이유는 수분 침투 차단을 위한 쉴드를 형성하더라도 로워암 파이프(102)에 용이하게 압입 체결할 수 있도록 함에 있다.
즉, 상기와 같이 기존의 부시에 쉴드 구조물을 형성하는 경우에는 부시 자체를 로워암 파이프 내에 압입 체결하는 것이 불가능한 점을 감안하여, 본 발명은 쉴드를 갖는 분할형 부시를 구비하여 로워암 파이프(102)에 용이하게 압입 체결할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.
이를 위해, 본 발명에 따른 분할형 부시(200)는 동일한 형상 및 구조를 갖는 제1분할형 부시(210)와 제2분할형 부시(220)로 구성된다.
상기 제1분할형 부시(210)는 크로스멤버(미도시됨)와 연결되는 중공의 제1내철(211)과, 이 제1내철(211)의 외경부에 가류 성형되는 제1외부고무(212)로 구성되어, 제1외부고무(212)의 외경부가 로워암 파이프(102)의 일측 내경부에 압입 체결된다.
상기 제2분할형 부시(220)는 크로스멤버(미도시됨)와 연결되는 중공의 제2내철(221)과, 이 제2내철(221)의 외경부에 가류 성형되는 제2외부고무(222)로 구성되어, 제2외부고무(222)의 외경부가 로워암 파이프(102)의 타측 내경부에 압입 체결된다.
특히, 상기 제1분할형 부시(210)의 제1외부고무(212)의 외경부에는 제1외부고무(212)가 로워암 파이프(102) 내에 압입 체결되었을 때 로워암 파이프(102)의 의 일끝단부를 가려주며 수분을 차단하는 제1쉴드(213)가 일체로 형성되고, 마찬가지로 상기 제2분할형 부시(220)의 제2외부고무(222)의 외경부에는 제2외부고무(222)가 로워암 파이프(102) 내에 압입 체결되었을 때 로워암 파이프(102)의 타끝단부를 가려주며 수분을 차단하는 제2쉴드(223)가 일체로 형성된다.
바람직하게는, 상기 제1 및 제2쉴드(213,223)는 각 외부고무(212,222)의 외경면에 일체로 형성되서 수분 차단을 위한 면적 확보를 위하여 외부고무 표면과 평행한 배열을 이루는 판체 단면 구조를 갖는다.
이때, 상기 제1쉴드(213)와 제2쉴드(223)는 외부고무 가류 성형시 일체로 형성되어 수분을 차단하는 막 구조물이므로, 외부력에 의한 쉽게 흔들릴 수 있는 점을 감안하여, 첨부한 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제1쉴드(213)와 제2쉴드(223)의 외표면에는 각 쉴드의 강성 보강을 위한 다수의 비드(230)가 원주방향을 따라 등간격으로 형성된다.
한편, 상기 로워암 파이프(102) 내에 제1분할형 부시(210)와 제2분할형 부시(220)를 압입 체결할 때, 즉 로워암 파이프(102)의 내경부에 제1외부고무(212)와 제2외부고무(222)가 압입 체결될 때, 각 외부고무(212,222)가 압축되면서 한쪽 방향(압입 반대방향)으로 압입 저항력이 작용함에 따라 제1외부고무(212)와 제2외부고무(222)의 내측부가 한쪽으로 쏠리며 변형됨과 함께 소손될 가능성이 있다.
이를 방지하고자, 첨부한 도 7에서 보듯이 상기 제1외부고무(212) 및 제2외부고무(222)의 내면 테두리부를 라운드 형상으로 형성하여 로워암 파이프(102) 내에 제1외부고무(212)와 제2외부고무(222)가 최초 압입시부터 변형없이 용이하게 압입될 수 있고, 그에 따라 외부고무(212,222)의 소손을 방지할 수 있다.
또한, 상기 로워암 파이프(102) 내에 제1분할형 부시(210)와 제2분할형 부시(220)를 압입 체결할 때, 즉 로워암 파이프(102)의 내경부에 제1외부고무(212)와 제2외부고무(222)가 압입 체결될 때, 각 외부고무(212,222)가 압축되면서 한쪽 방향(압입 반대방향)으로 압입 저항력이 작용함에 따라, 수평 배열되어 있던 제1쉴드(213) 및 제2쉴드(223)가 아래쪽(외부고무 외경면쪽)으로 처지는 현상이 발생하여 수분 차단 기능이 떨어질 수 있다.
이를 방지하고자, 첨부한 도 8에서 보듯이 상기 제1쉴드(213) 및 제2쉴드(223)를 제1외부고무(212) 및 제2외부고무(222)의 외경면에 일체로 성형할 때 외측에서 내측방향을 향하여 상향 경사지게 형성함으로써, 로워암 파이프(102)의 내경부에 제1외부고무(212)와 제2외부고무(222)가 압입 체결될 때, 각 외부고무(212,222)가 압축되면서 한쪽 방향(압입 반대방향)으로 압입 저항력이 작용하여 제1쉴드(213) 및 제2쉴드(223)가 아래쪽(외부고무 외경면쪽)으로 약간 처지더라도, 제1쉴드(213) 및 제2쉴드(223)는 수분 차단 기능을 용이하게 발휘할 수 있는 수평 배열 상태가 될 수 있다.
이때, 상기 제1외부고무(212)의 외경부에서 제1쉴드(213)가 일체로 형성된 안쪽 부분과, 상기 제2외부고무(222)의 외경부에서 제2쉴드(223)가 일체로 형성된 안쪽 부분에는 각각 첨부한 도 8에서 보듯이 로워암 파이프(102)의 좌우 압입 길이를 한정하는 스토퍼 홈부(232)가 형성된다.
한편, 상기 로워암 파이프(102) 내에 제1분할형 부시(210)와 제2분할형 부시(220)를 압입 체결하면, 제1분할형 부시(210)의 제1내철(211)과 제2분할형 부시(220)의 제2내철(221)은 크로스 멤버(미도시됨)와 연결되어 함께 회전 등의 연동을 해야 한다.
이를 위해, 첨부한 도 1에서 보듯이 상기 제1내철(211)의 내면과 제2내철(221)의 내면에는 상호 간의 스틱 슬립(stick slip)을 방지하기 위하여 상호 간에 체결되는 세레이션(234)이 형성되며, 이에 제1내철(211)과 제2내철(221) 간의 세레이션(234)의 결합에 의하여 제1분할형 부시(210)와 제2분할형 부시(220)는 함께 회전 등의 연동을 하게 된다.
여기서, 본 발명에 다른 분할형 부시의 조립 방법 및 그 동작을 살펴보면 다음과 같다.
첨부한 도 9는 본 발명에 따른 자동차의 로워암용 분할형 부시의 조립 상태 및 과정을 나타내고, 도 10은 본 발명에 따른 자동차의 로워암용 분할형 부시의 쉴드에 의한 수분 차단 동작을 도시한 확대 단면도이다.
도 9에서 보듯이, 상기 로워암 파이프(102)의 일측 내경부에 제1분할형 부시(210)가 압입 체결되고, 상기 로워암 파이프(102)의 타측 내경부에 제2분할형 부시(220)가 압입 체결된다.
상기 로워암 파이프(102)의 내경부에 압입되는 제1분할형 부시(210)와 제2분할형 부시(220)의 각 외부고무(212,222)는 압축되는 상태가 되고, 로워암 파이프(102)의 일단부 및 타단부는 각각 각 외부고무(212,222)에 형성된 스토퍼 홈부(232)에 의하여 락킹되는 상태가 된다.
이때, 상기 제1분할형 부시(210)와 제2분할형 부시(220)의 외경 즉, 제1외부고무(212)와 제2외부고무(222)의 외경은 로워암 파이프(102)의 내경보다 크게 설정되며, 그 이유는 각 분할형 부시의 이탈 방지를 위한 압입 체결력을 보장하기 위하여 제1외부고무(212)와 제2외부고무(222)가 압축되면서 로워암 파이프(102)에 압입체결되도록 함에 있다.
또한, 상기 제1 및 제2쉴드(213,223)의 내경부는 로워암 파이프(102)의 외경보다 크게 설정되며, 그 이유는 제1 및 제2쉴드(213,223)가 로워암 파이프(102)와 평행하게 이격된 상태에서 수분 차단을 위해 로워암 파이프(102)의 양끝단부를 용이하게 커버링할 수 있도록 함에 있다.
바람직하게는, 상기 제1 및 제2쉴드(213,223)의 내경과 로워암 파이프의 외경 간의 이격 거리는 Φ1.2 이상이 되도록 하는 것이 좋으며, 그 이유는 외부고무와 같은 고무부품의 압축에 따른 허용 조립공차(예, ±1.0 기준)를 가지도록 하여 쉴드(213,223) 내경이 로워암 파이프(102)의 외경보다 작아서 조립시 문제가 생기는 것을 방지하기 위함에 있다.
이때, 상기와 같이 로워암 파이프(102) 내에 제1분할형 부시(210)와 제2분할형 부시(220)를 각각 압입 체결하면, 상기 제1내철(211)의 내면과 제2내철(221)의 내면에 형성된 세레이션(234)이 상호 결합되어, 제1분할형 부시(210)와 제2분할형 부시(220)는 함께 회전 등의 연동을 하게 된다.
특히, 상기와 같이 로워암 파이프(102) 내에 제1분할형 부시(210)와 제2분할형 부시(220)를 각각 압입 체결하면, 제1쉴드(213)가 로워암 파이프(102)의 일끝단부를 수분 차단 가능하게 커버하는 상태가 되고, 제2쉴드(223)가 로워암 파이프(102)의 타끝단부를 수분 차단 가능하게 커버하는 상태가 됨으로써, 첨부한 도 10에서 보듯이 외부 유입 수분이 제1쉴드(213) 및 제2쉴드(223)에 의하여 용이하게 차단될 수 있다.
따라서, 상기 로워암 파이프(102) 내에 분할된 부시(210,220)를 양쪽에서 압입 체결하는 동시에 쉴드(213,223)가 로워암 파이프(102)와 분할형 부시(210,220) 간의 계면을 커버하며 수분 차단 기능을 발휘하게 됨으로써, 기존에 부시와 로워암 파이프 사이에 수분이 침투되는 현상 및 침투된 수분으로 인하여 내철과 로워암 파이프 간의 상대 운동시 마찰 이음을 발생하는 것을 용이하게 방지할 수 있다.
100 : 로워암
102 : 로워암 파이프
110 : 메인패널
120 : 볼조인트
130, 140 : 부시
132 : 내철
134 : 외부고무
200 : 분할형 부시
210 : 제1분할형 부시
211 : 제1내철
212 : 제1외부고무
213 : 제1쉴드
220 : 제2분할형 부시
221 : 제2내철
222 : 제2외부고무
223 : 제2쉴드
230 : 비드
232 : 스토퍼 홈부
234 : 세레이션

Claims (6)

  1. 제1내철과, 제1내철의 외경부에 가류 성형되는 제1외부고무로 구성되어 로워암 파이프의 일측부에 압입 체결되는 제1분할형 부시;
    제2내철과, 제2내철의 외경부에 가류 성형되는 제1외부고무로 구성되어 로워암 파이프의 타측부에 압입 체결되는 제2분할형 부시;
    를 포함하고,
    상기 제1외부고무의 외경부에 로워암 파이프의 일끝단부를 가려주는 제1쉴드가 일체로 형성되고, 제2외부고무의 외경부에 로워암 파이프의 타끝단부를 가려주는 제2쉴드가 일체로 형성되며,
    상기 제1외부고무 및 제2외부고무의 내면 테두리부는 로워암 파이프에 대한 압입시 변형 방지를 위해 라운드 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 로워암용 분할형 부시.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1쉴드 및 제2쉴드의 외표면에는 각 쉴드의 강성 보강을 위한 다수의 비드가 원주방향을 따라 등간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 로워암용 분할형 부시.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1쉴드 및 제2쉴드는 로워암 파이프에 대한 압입시 변형 방지를 위해 외측에서 내측방향을 향하여 상향 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 로워암용 분할형 부시.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1내철의 내면과 제2내철의 내면에는 서로 체결되는 세레이션이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 로워암용 분할형 부시.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1외부고무의 외경부에서 제1쉴드가 형성된 안쪽 부분과, 상기 제2외부고무의 외경부에서 제2쉴드가 형성된 안쪽 부분에는 로워암 파이프의 압입 길이를 한정하는 스토퍼 홈부가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 로워암용 분할형 부시.
  6. 삭제
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