KR20060100476A - 좌석 벨트 리트랙터 - Google Patents

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KR20060100476A
KR20060100476A KR1020067013144A KR20067013144A KR20060100476A KR 20060100476 A KR20060100476 A KR 20060100476A KR 1020067013144 A KR1020067013144 A KR 1020067013144A KR 20067013144 A KR20067013144 A KR 20067013144A KR 20060100476 A KR20060100476 A KR 20060100476A
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마틴 팰리서
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Abstract

좌석 벨트 리트랙터는 스풀(1)의 회전 방향에 따라서 좌석 벨트 띠(11)를 감거나 풀기 위해 리트랙터 상에서 회전하도록 장착된 스풀(1)과, 충돌이 감지될 때 회전에 대해 스풀을 고정하기 위한 수단(13a, 13b)과, 차량 탑승자의 전방 운동량의 영향 하에서 스풀(1)이 고정된 후에 좌석 벨트 띠(11)가 더 풀리는 것을 허용하는 힘 제한 수단(2, 8)을 포함한다. 힘 제한 수단은 스풀(1)과 로킹 수단 사이의 힘 경로 내에 배치된 제 1 탄성 수단(2)과, 로킹 수단과 결합된 로킹 플레이트(6)에 의해 스풀(1)과 로킹 수단 사이의 힘 경로 내에 해제 가능하게 유지되는 와이어(8)를 구비하는 제 2 탄성 수단을 포함하고, 상기 와이어는 로킹 플레이트(6)와 로킹 수단(13a, 13b) 사이의 결합 해제에 의해 힘 경로로부터 해제된다.

Description

좌석 벨트 리트랙터{SEAT BELT RETRACTOR}
본 발명은 좌석 벨트 리트랙터(seat belt retractor)에 관한 것이다.
통상적으로, 좌석 벨트 리트랙터는 원통형의 스풀(spool)을 포함한다. 좌석 벨트 띠(seat belt webbing)는 스풀에 부착되어 그 둘레에 감겨져 있고, 스풀은 리트랙터 내의 스풀 샤프트 상에 회전 가능하게 장착된다. 띠는 리트랙터 스프링의 작용 하에 스풀 상에 감겨져 있고, 차량 탑승자의 전방으로 향하는 비교적 부드러운 움직임의 영향을 받아, 예컨대 차량 내의 제어부(라디오 또는 창문)를 작동시키기 위해 또는 차량 전방의 서랍 또는 도어 포켓에 도달하기 위해 전방으로 움직이는 것과 같은 차량 탑승자와 연관된 일반적인 움직임을 허용하기 위해 풀려진다. 충돌시, 차량 탑승자의 과격한 운동량은 스풀을 회전하지 않도록 고정시키는 충돌 센서를 작동시키고, 차량 탑승자의 전방 움직임 및 차량 탑승자와 핸들, 계기판 또는 앞 유리창과 같은 차량의 내부 설비와의 충돌로 인한 상해를 방지한다.
충돌시 좌석 벨트 리트랙터의 갑작스러운 고정은 벨트 띠와 신체의 갑작스런 충돌 때문에 때때로 차량 탑승자에게 상해를 일으킬 수 있다. 이것은 특히 고속 충돌에서 발생한다. 최근에, 이러한 문제가 인식되었고, 몇몇의 해결책이 제안되었다.
공지된 한 가지 방법은 로킹 기구와 스풀 사이의 힘 경로 내에 강 비틀림 바아(steel torsion bar)와 같은 변형 가능한 부재를 개재시키는 것이다. 높은 토크의 적용 하에서 비틀림 바아는 7번 또는 8번 이상 회전할 수 있는데, 여전히 손상되지 않고 유지됨으로써 충돌이 감지된 순간에 차량 탑승자의 운동량에 통상적으로 비례하여 띠가 풀리는 것을 허용한다. 이것은 충돌시의 좌석 벨트의 해로운 영향을 감소시킨다. 그러나, 이러한 좌석 벨트 리트랙터에 의해 제공되는 하중 제한 효과는 변형 가능한 부재의 재료 특성에 의존하며, 가해진 충돌에 대해 단지 하나의 사전 형성된 레벨의 하중 제한만이 성취된다.
충돌시 차량 탑승자에 가해지는 힘은 가변적이다. 충돌의 초기 순간에 보다 큰 힘이 존재하고, 그 힘은 시간에 따라 감소한다. 2단계 하중 제한 좌석 벨트 리트랙터가 제안되어 왔다. 이것은 하나의 변형 가능한 요소는 지속적인 하중 제한을 제공하고 제 2 요소는 보다 높은 레벨의 하중 제한을 일시적으로 제공하기 위해 사전 결정된 시점에 결합되도록 배치된 2개의 변형 가능한 요소의 조합을 일반적으로 포함한다.
공지된 이러한 좌석 벨트 리트랙터는 표준 충돌 시나리오에 따라 하중 제한을 제공하고, 다른 차량 탑승자와 제자리 충돌 기준에 적합하도록 조정할 수는 없다. 차량 탑승자의 하중 및 신체 치수와 충돌의 격렬함이 이러한 하중 리미터의 성능에 영향을 미치고, 따라서 이러한 변수를 보다 엄밀히 적합하게 하기 위한 하 중 제한을 제공할 수 있는 개선된 좌석 벨트 리트랙터를 제공하는 것이 유리하다.
발명의 요약
본 발명은 스풀의 회전 방향에 따라서 상기 스풀 상에 감긴 좌석 벨트 띠를 감거나 풀기 위해 회전하도록 장착된 스풀과, 스풀에 연결되어 상기 스풀과 함께 회전하는 로킹 링과, 스풀에 연결되어 상기 스풀과 함께 회전하는 로킹 플레이트와, 충돌이 감지될 때 회전을 방지하기 위해 로킹 링과 결합하도록 충돌 센서에 의해 작동되는 로킹 바아와, 로킹 링이 회전에 대해 고정된 후에 좌석 벨트 띠의 풀림을 제어하기 위한 제 1 힘 제한 수단 및 제 2 힘 제한 수단과, 로킹 플레이트가 회전에 대해 고정될 때 제 2 힘 제한 수단이 작동되도록 로킹 플레이트를 로킹 바아에 선택적으로 연결하는 수단을 포함하며, 제 1 힘 제한 수단은 로킹 링에 연결된 일 단부와 스풀과 로킹 바아 사이의 힘 경로 내에서 스풀에 연결된 다른 단부를 갖는 탄성 수단을 포함하고, 제 2 힘 제한 수단은 스풀 내의 리세스 내에 위치된 일 단부와 로킹 플레이트에 연결된 다른 단부를 갖는 와이어를 포함하는 좌석 벨트 리트랙터를 제공한다.
탄성 와이어는 충돌시, 사전 결정된 시간에서, 바람직하게는 제어 신호의 제어 하에서 힘 경로로부터 해제될 수 있다.
제어 신호는 차량 탑승자의 중량, 신체 치수 및 위치 및/또는 충돌의 격렬함 중 적어도 하나의 값에 의존해서 제공될 수 있다. 제어 신호는 감지된 값이 사전 결정된 값 이하라면 제공될 수 있다.
본 발명은 충돌시 2개의 상이한 억제 레벨의 선택을 가능하게 함으로써 적합 한 하중 제한을 가능하게 한다. 이러한 장치는 적어도 3개의 넓은 범주의 차량 탑승자, 예컨대 신체 치수가 작거나, 중간의 또는 큰 차량 탑승자에 대한 적합한 억제 레벨을 제공할 수 있는 것이 특별한 장점이다. 신체 치수가 작은 차량 탑승자는 충돌의 지속동안 적절한 하중 제한을 제공하기 위해 제 1 탄성 수단만을 요구할 것인데 반해, 신체 치수가 큰 차량 탑승자는 본 발명의 비틀림 바아 및 와이어 양자의 조합에 의해 제공되는 보다 높은 하중 제한을 요구할 것이다. 충돌의 초기 단계에서, 차량 탑승자에 가해지는 힘이 큰 경향이 있다면, 중간 신체 치수의 차량 탑승자는 보다 높은 레벨의 하중 제한을 요구할 것이지만 때로는 충돌시 낮은 레벨이 보다 적절할 수 있다. 높은 억제 레벨로부터 낮은 억제 레벨로의 전환은 차량 탑승자와 에어백과의 결합과 동시에 일어나도록 한다면 특히 유익하고, 차량 탑승자에 가해지는 억제력이 에어백과 좌석 벨트 띠 양자 사이에서 보다 적절하게 공유되어 차량 탑승자 신체의 임의의 한 영역 상의 충격을 감소시킨다.
또한, 차량 탑승자의 신체 치수 또는 하중의 기준과 충돌의 격렬함 및 차량 탑승자 위치의 기준을 조합할 때, 본 발명의 좌석 벨트 리트랙터가 넓은 범위의 충돌 시나리오를 위한 적절한 하중 제한을 제공할 수 있다는 것이 인식될 것이다. 예컨대, 좌석 벨트 리트랙터가 에어백과 정확한 결합을 할 수 있도록 띠가 충분히 풀리기 위해 보다 낮은 억제력을 제공하도록 낮춰진다면, 에어백으로부터 비교적 멀리 앉아있는 차량 탑승자는 보다 보호될 수 있는 반면에, 충돌시 에어백에 근접하게 앉은 동일한 차량 탑승자는 보다 높은 레벨의 억제를 요구할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 로킹 플레이트는 로킹 링과 결합되고, 로킹 플레이트를 이동시키기 위한 수단에 의해 로킹 링으로부터 선택적으로 결합 해제될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 로킹 수단은 로킹 플레이트와 결합한 적어도 하나의 로킹 바아가 결합 해제될 수 있고, 로킹 플레이트가 스풀과 함께 회전하도록 허용함으로써 힘 경로로부터 와이어를 해제할 수 있도록, 로킹 플레이트 및 로킹 링 각각과 결합하는 적어도 하나의 로킹 바아를 포함한다.
로킹 플레이트 및 로킹 링은 치형부 형상을 가지며, 와이어는 스풀 내의 리세스 내에 수용된다. 와이어는 스풀과 로킹 수단 사이의 힘 경로 내에 연결될 때 로킹 수단에 비례하는 스풀의 회전으로 인해 변형될 수 있다.
힘 제한 수단은 충돌 이전에 스풀과 로킹 수단 사이의 힘 경로 내에 유지되는 와이어를 구비한다.
로킹 플레이트를 이동시키기 위한 수단은 불꽃 점화 장치(pyrotechnic device) 또는 솔레노이드를 포함할 수 있다.
본 발명의 보다 나은 이해를 위해서 또한 본 발명이 어떻게 실시될 수 있는지를 도시하기 위해, 참조부호가 하기의 도면에 예시의 방법으로 기재되어 있다.
도 1은 충돌 이전의 제 1 실시예의 스풀의 축을 따라 취한 측단면도,
도 2는 와이어의 결합 해제 후에 충돌 이전의 제 1 실시예의 스풀의 축을 따라 취한 측단면도,
도 3은 충돌 이전의 제 2 실시예의 스풀의 축을 따라 취한 측단면도,
도 4는 와이어의 결합 해제 후에 충돌 이전의 제 2 실시예의 스풀의 축을 따라 취한 측단면도,
도 5는 본 발명에 의해 제공되는 가능한 힘 곡선을 도시한 도면.
본 발명의 장치는 당업자에게 잘 공지된 종래의 좌석 벨트 리트랙터에서 사용된다. 이러한 좌석 벨트 리트랙터는 일반적으로 좌석 벨트 띠를 감거나 풀기 위한 프레임 내에 회전을 위해 장착된 원통형의 리트랙터 스풀을 포함한다.
충돌시 센서는 스풀의 일 단부에 고정된 로킹 링 상의 치형부를 결합시키기 위해 로킹 바아를 이동시키는 로킹 기구를 작동시킨다. 하중 제한 장치로 인해 추가적으로 움직이게 되면, 스풀은 추가적인 회전에 대해 고정된다. 스풀의 다른 단부는 띠 되감기 조건으로 스풀을 가압하는 시계 타입의 코일형 스프링을 포함하는 되감기 스프링 기구에 연결된다.
도 1은 스풀의 축을 따라 장착되고 로킹 링(3) 내에서 대응하는 형상의 구멍(5) 내의 스플라인(4)의 결합에 의해 일 단부에서 로킹 링(3)에 고정되는 하중 제한 비틀림 바아(2)와 함께 단면 내의 스풀(1)이 도시되어 있다. 로킹 플레이트(6)는 비틀림 바아(2)의 동일한 단부에 장착되고 비틀림 바아(2) 둘레에 배치되어 있다. 치형부(7)는 로킹 플레이트(6)의 외측 원주 표면 둘레에 형성되어서, 로킹 링(3)의 내측 표면상에 대응하는 치형부 형상을 결합한다. 와이어(8)는 스풀 의 길이를 따라 리세스(9) 내에 수용되고, 로킹 플레이트(6) 내의 구멍 내의 일 단부에서 해제 가능하게 결합된다. 띠(11)는 스풀 상에서 감기고 화살표(12) 방향으로 풀린다.
불꽃 점화 장치(10)는 비틀림 바아(2)의 다른 단부에서 작동하도록 배치되고, 되감기 스프링이 스풀(1)에 부착된 리트랙터의 측면에서 스풀(1)에 연결된다.
충돌 센서는 발생하는 갑작스런 감속에 의해 충돌을 감지하고, 하중 지지 로킹 바아(13)가 로킹 링(3)을 결합시키고 추가적인 회전에 대해 스풀을 고정시키도록 야기한다. 충돌력이 상기 사전 결정된 값 이상이라면, 비틀림 바아(2) 상의 힘은 비틀림 바아를 비틀게 되고, 스풀(1)은 비틀림 바아(2)에 의해 제어된 조건 하에서 로킹 링(3)에 비례해 회전하고, 충돌력이 사라질 때까지 적은 양의 띠(11)가 풀릴 것이다. 비틀림 바아(2)는 제 1 하중 제한 기구로서 작동한다.
와이어(8)는 스풀(1)과 로킹 플레이트(6) 사이에 연결될 때 제 2 하중 제한 기구를 형성한다. 로킹 플레이트(6)는 초기에 로킹 링(3)과 결합되고, 비틀림 바아(2)가 로킹 링(3)에 비례해 비틀릴 때 와이어(8)는 스풀(1) 내의 리세스(9)에서 점차 빠져나온다. 비틀림 바아(2)와 와이어(8)의 조합은 하중 제한 임계값을 상승시켜, 기존의 비틀림 바아(2)보다 높은 조합된 레벨의 하중 제한을 제공한다.
센서(도시되지 않음)는 차량 탑승자의 하중, 신체 치수, 위치 및 충돌의 격렬함의 값을 지속적으로 감지하고, 이러한 값은 예컨대, 비틀림 바아(2)만이 바람직한지 또는 비틀림 바아(2) 및 와이어(8)의 조합이 바람직한지 요구되는 소정 레벨의 하중 제한을 위해 사전 결정된 값과 비교된다. 조합된 레벨의 하중 제한이 요구되지 않는다면, 예컨대 보다 덜 격한 충돌인 경우에, 제어 신호가 발생되어서, 불꽃 점화 장치(10)를 점화시키고 도 2에 도시된 위치에 도면의 좌측으로 로킹 플레이트(6)를 이동시킴으로써, 와이어(8)와 로킹 링(3)으로부터 로킹 플레이트(6)를 분리한다. 로킹 플레이트(6)가 분리된다면, 와이어(8)는 스풀(1)과 로킹 링(3) 사이의 힘 경로 내에 더 이상 유지되지 않고, 보다 낮은 레벨의 하중 제한이 비틀림 바아(2)에 의해서만 제공된다.
불꽃 점화 장치는 비틀림 바아(2) 상에 작동될 수 있어서, 요구되는 양에 의해 로킹 플레이트(6)를 축방향으로 이동시키거나, 변형적으로 로킹 플레이트(6)를 직접 누를 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 제 2 실시예에서, 로킹 링(3) 및 로킹 플레이트(6)는 직접적으로 함께 결합되지 않고, 로킹 플레이트(6)는 스풀(1)과 함께 회전 가능하도록 장착된다. 로킹 링(3) 및 로킹 플레이트(6) 양자는 그 외측 반경방향 표면 상에 치형부를 가지며, 충돌시 회전을 방지하기 위해 각각 로킹 바아(13a, 13b)에 의해 결합된다. 이러한 실시예에서, 와이어(8)는 로킹 플레이트(6)로부터 분리될 수 없다.
로킹 바아(13a, 13b)는 연결 로드(14)에 의해 함께 결합되어서, 로킹 플레이트(6) 및 로킹 링(3) 양자는 동시에 고정될 수 있다. 이러한 상태에서, 조합된 레벨의 하중 제한은 로킹 플레이트(6) 및 로킹 링(3)에 비례하는 스풀(1)의 회전으로 인해 비틀림 바아(2) 및 와이어(8) 양자에 의해 제공된다. 제어 신호의 제어 하에서, 불꽃 점화 장치는 점화되어서, 도 3에 도시된 바와 같이 로킹 바아(13b)를 로킹 플레이트(6)와 결합되도록 가압하며, 로킹 플레이트(6)를 스풀(1)과 함께 자유롭게 회전하도록 허용한다. 스풀(1)과 로킹 플레이트(6) 사이에 더 이상 상대 회전이 존재하지 않기 때문에, 와이어(8)는 스풀(1)과 로킹 링(3) 사이의 힘 경로로부터 분리되며, 이제 하중 제한은 비틀림 바아(2)에 의해서만 제공된다.
로킹 링(3)과 로킹 플레이트(6)의 결합 해제는 특별히 신뢰성있는 작동 모드를 제공하는 한편, 상기 실시예는 이러한 목적으로 불꽃 점화 장치를 사용하고, 동일한 실시예는 예컨대, 솔레노이드와 같은 다른 수단에 의해 성취될 수 있다.
도 5의 그래프는 시간 T0에서 시작한 충돌시 적용 가능한 하중 제한 레벨을 도시한다. 좌석 벨트 리트랙터는 비틀림 바아(2) 및 와이어(8) 양자를 구비하고, 와이어(8)는 충돌 이전에 하중 제한을 위해 결합된다. 로킹 링(3)은 로킹 바아(13a)에 의해 T0에서 고정되고, 차량 탑승자에 가해지는 하중은 T1까지 증가한다. 제어 신호가 시간 T1 이전에 제공된다면, 비틀림 바아(2)만이 선 L1으로 도시된 바와 같은 하중 제한을 제공한다. 그렇지 않다면, 제어 신호가 제공되고 와이어가 스풀(1)과 로킹 링(3) 사이의 힘 경로로부터 분리되는 시간 (T2, T3, T4) 지점까지, 비틀림 바아(2)와 와이어(8)의 조합은 하중 제한(L2) 레벨을 제공한다. 와이어가 분리되는 정확한 지점은 충돌의 격렬함, 충돌의 지속, 차량 탑승자의 신체 치수, 차량 탑승자의 하중 및 위치의 임의의 조합을 고려하여 사전 결정된 알고리즘에 의존한다.

Claims (12)

  1. 좌석 벨트 리트랙터에 있어서,
    스풀의 회전 방향에 따라서 상기 스풀 상에 감긴 좌석 벨트 띠를 감거나 풀기 위해 회전하도록 장착된 스풀과,
    상기 스풀에 연결되어 상기 스풀과 함께 회전하는 로킹 링과,
    상기 스풀에 연결되어 상기 스풀과 함께 회전하는 로킹 플레이트와,
    충돌이 감지될 때, 회전을 방지하기 위해 상기 로킹 링과 결합하도록 충돌 센서에 의해 작동되는 로킹 바아와,
    상기 로킹 링이 회전에 대해 고정된 후에, 상기 좌석 벨트 띠의 풀림을 제어하기 위한 제 1 힘 제한 수단 및 제 2 힘 제한 수단과,
    상기 로킹 플레이트가 회전에 대해 고정될 때, 상기 제 2 힘 제한 수단이 작동되도록 상기 로킹 플레이트를 상기 로킹 바아에 선택적으로 연결하기 위한 수단을 포함하며,
    상기 제 1 힘 제한 수단은 상기 로킹 링에 연결된 일 단부와, 상기 스풀과 상기 로킹 바아 사이의 힘 경로 내에서 상기 스풀에 연결된 다른 단부를 갖는 탄성 수단을 포함하고,
    상기 제 2 힘 제한 수단은 상기 스풀 내의 리세스 내에 위치된 일 단부와, 상기 로킹 플레이트에 연결된 다른 단부를 갖는 와이어를 포함하는
    좌석 벨트 리트랙터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로킹 플레이트와 상기 로킹 링을 선택적으로 결합시키기 위한 수단과,
    상기 제 2 힘 제한 수단을 선택적으로 결합 해제시키기 위해 상기 로킹 플레이트로부터 상기 와이어를 분리하도록 상기 로킹 플레이트를 선택적으로 이동시키기 위한 수단을 더 포함하며,
    상기 와이어의 다른 단부는 상기 로킹 플레이트에 해제 가능하게 연결된
    좌석 벨트 리트랙터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 와이어의 다른 단부는 상기 로킹 플레이트에 고정되고, 상기 좌석 벨트 리트랙터는 상기 제 2 힘 제한 수단을 작동시키기 위해 회전에 대해 상기 로킹 플레이트를 고정시키도록 상기 로킹 플레이트를 상기 로킹 바아에 선택적으로 연결하기 위한 수단을 포함하는
    좌석 벨트 리트랙터.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    충돌시 사전 결정된 시간에서의 힘 경로로부터 상기 와이어를 선택적으로 해제하기 위한 수단을 포함하는
    좌석 벨트 리트랙터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 선택적인 해제 수단은 차량 탑승자의 하중, 신체 치수 및 위치, 충돌의 격렬함 중 적어도 하나의 값을 감지하기 위한 수단에 반응해서 제공되는 제어 신호에 반응해서 작동하며, 상기 감지된 값이 사전 결정된 값 이하라면 작동되는
    좌석 벨트 리트랙터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어 신호는 에어백의 전개 여부에 따라서 제공되는
    좌석 벨트 리트랙터.
  7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로킹 플레이트는 상기 스풀의 축에 평행한 방향으로 상기 로킹 플레이트를 이동시키는 불꽃 점화 장치 또는 솔레노이드에 의해 상기 로킹 링으로부터 선택적으로 결합 해제되는
    좌석 벨트 리트랙터.
  8. 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로킹 플레이트 및 상기 로킹 링은 상기 로킹 플레이트와 상기 로킹 링을 선택적으로 결합시키기 위한 상보적인 치형부 형상을 갖는
    좌석 벨트 리트랙터.
  9. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로킹 플레이트가 상기 로킹 바아와 결합 해제될 때 상기 와이어가 상기 힘 경로로부터 해제되도록 상기 로킹 플레이트를 선택적으로 결합 및 결합 해제시키도록 배치되는 제 2 로킹 바아를 포함하는
    좌석 벨트 리트랙터.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스풀의 회전은 상기 와이어가 상기 스풀과 상기 로킹 수단 사이의 힘 경로 내에서 연결될 때 상기 와이어의 변형을 야기하는 상기 로킹 수단에 비례하는
    좌석 벨트 리트랙터.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 힘 제한 수단은 충돌 이전에 상기 스풀과 상기 로킹 바아 사이의 힘 경로 내에서 유지되는 와이어를 구비하는
    좌석 벨트 리트랙터.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 힘 제한 수단은 상기 스풀 내의 각각의 리세스 내에 위치된 2개의 와이어를 포함하는
    좌석 벨트 리트랙터.
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