KR20170092363A - 휠 베어링의 씰링 보강 장치 - Google Patents

휠 베어링의 씰링 보강 장치 Download PDF

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KR20170092363A KR1020160013599A KR20160013599A KR20170092363A KR 20170092363 A KR20170092363 A KR 20170092363A KR 1020160013599 A KR1020160013599 A KR 1020160013599A KR 20160013599 A KR20160013599 A KR 20160013599A KR 20170092363 A KR20170092363 A KR 20170092363A
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홍용석
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Abstract

본 발명은 립에 접촉되는 이물질을 최대한 차단하는 휠 베어링의 씰링 보강 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 휠 베어링의 씰링 보강 장치는, 차체에 고정되는 외륜 및 원판형상의 플랜지에 의해 휠과 결합되는 허브의 상대회전에 따라 차체에 대한 휠의 상대회전을 원활하게 하는 휠 베어링에 구비되는 씰링 보강 장치로서, 상기 외륜의 축방향 외측 단에 장착되는 장착부; 상기 장착부의 축방향 내측 단으로부터 반경방향 외측으로 절곡되어 연장되는 차단부; 및 상기 외륜의 축방향 외측 단과 상기 플랜지 사이의 공간을 감싸도록 상기 장착부의 축방향 외측 단으로부터 축방향 외측을 향하여 연장되는 연장부를 포함할 수 있다.

Description

휠 베어링의 씰링 보강 장치{APPARATUS FOR REINFORCING SEALING OF WHEEL BEARING}
본 발명은 휠 베어링의 씰링 보강 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이물질이 립에 접촉되는 것을 최소화하는 휠 베어링의 씰링 보강 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 베어링은 회전하는 요소와 회전하지 않는 요소 사이에 장착되어 회전하는 요소의 회전을 원활하게 하는 장치이다. 현재 롤러 베어링, 테이퍼 베어링, 니들 베어링 등 다양한 베어링들이 사용되고 있다.
휠 베어링은 이러한 베어링의 한 종류로서, 회전하지 않는 요소인 차체에 회전하는 요소인 휠을 회전 가능하게 연결한다. 상기 휠 베어링은 휠 또는 차체 중 하나에 연결되는 내륜(및/또는 허브)과 휠 또는 차체 중 다른 하나에 연결되는 외륜 및 상기 외륜과 내륜 사이에 개재되는 전동체를 포함한다.
이러한 휠 베어링은 기본적으로 차량의 휠에 장착되기 때문에 먼지나 수분 등의 이물질에 노출되어 있다. 이러한 이물질이 휠 베어링의 내부, 특히 전동체가 장착된 부위에 침입하는 경우, 연마면인 레이스웨이에 손상을 가할 수 있다. 이렇게 손상된 레이스웨이는 휠 베어링의 작동 시 소음과 진동을 발생시키고 휠 베어링의 수명을 단축시킬 수 있다. 따라서, 상기 휠 베어링의 일단 또는 양단에는 외부로부터의 이물질의 침입을 방지하고, 전동체의 윤활을 위해 충진된 그리스 등의 누출을 방지하기 위한 씰링(sealing)장치가 장착된다.
이러한 씰링장치는 허브, 외륜 또는 내륜에 장착되는 지지부 및 상기 지지부로부터 돌출되는 형상으로 상기 지지부에 결합되는 립을 포함하며, 상기 지지부 및 립의 형상에 따라 외륜과 내륜(및/또는 허브) 사이를 밀봉하는 씰링 기능을 수행한다.
하지만, 상기 립에 직접적으로 접촉되는 이물질이 과다할 경우에 상기 립의 수명이 단축되어 상기 씰링장치의 씰링 성능이 저하되고, 결과적으로 휠 베어링의 수명을 단축시킬 수 있다. 나아가, 이물질이 상기 립에 퇴적되거나 전동체가 장착된 부위에 침입하는 경우에는 휠 베어링의 구동 토크에 악영향을 주고, 휠 베어링의 성능에 대한 신뢰성이 저하될 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 립에 접촉되는 이물질을 최대한 차단하는 휠 베어링의 씰링 보강 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 휠 베어링의 씰링 보강 장치는, 차체에 고정되는 외륜 및 원판형상의 플랜지에 의해 휠과 결합되는 허브의 상대회전에 따라 차체에 대한 휠의 상대회전을 원활하게 하는 휠 베어링에 구비되는 씰링 보강 장치로서, 상기 외륜의 축방향 외측 단에 장착되는 장착부; 상기 장착부의 축방향 내측 단으로부터 반경방향 외측으로 절곡되어 연장되는 차단부; 및 상기 외륜의 축방향 외측 단과 상기 플랜지 사이의 공간을 감싸도록 상기 장착부의 축방향 외측 단으로부터 축방향 외측을 향하여 연장되는 연장부를 포함할 수 있다.
상기 장착부의 내주면은 상기 외륜의 외주면에 압입될 수 있다.
상기 장착부는 그 단면이 축방향을 따라 평평한 형상을 갖도록 형성될 수 있다.
상기 장착부의 내주면과 상기 외륜의 외주면의 사이에는 고무 링이 개재될 수 있다.
상기 장착부는 내주면에 상기 고무 링이 장착된 상태로 상기 외륜에 압입될 수 있다.
상기 차단부는 반경 외측 방향과 축 내측 방향의 사이로 경사지게 연장될 수 있다.
상기 장착부의 축방향 외측 단은 상기 외륜의 축방향 외측 단보다 돌출될 수 있다.
상기 연장부는, 상기 장착부의 축방향 외측 단으로부터 반경방향 내측으로 절곡되어 연장되는 제1 연장부; 및 상기 제1 연장부의 축방향 외측 단으로부터 반경방향 외측으로 절곡되어 연장되는 제2 연장부를 포함할 수 있다.
상기 제1 연장부는 반경 내측 방향과 축 외측 방향의 사이로 경사지게 연장될 수 있다.
상기 제2 연장부는 반경 외측 방향과 축 외측 방향의 사이로 경사지게 연장될 수 있다.
상기 연장부는 상기 제1 연장부와 상기 제2 연장부의 형상에 따라 단면이 "V"자로 형성되는 협곡부를 더 포함할 수 있다.
상기 연장부의 연장된 일단을 수용하도록 상기 플랜지의 축방향 내측면에 형성된 홈을 더 포함할 수 있다.
상기 플랜지에는 축방향 내측면으로부터 함몰된 홈이 형성되고, 상기 제2 연장부는 상기 홈의 내측까지 연장될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 차단부가 허브와 외륜 사이를 향하는 이물질의 축방향 이동을 방해함으로써, 이물질이 허브와 외륜 사이를 통하여 전동체가 장착된 부위에 침입하는 것이 1차적으로 차단될 수 있다.
또한, 씰링 보강 장치의 상부에 고인 이물질은 협곡부를 따라 가이드 됨으로써, 이물질이 하측으로 원활하게 흘러내릴 수 있다.
나아가, 상기 협곡부의 형상에 따라 연장부가 걸림턱 역할을 함으로써, 이물질이 허브와 외륜 사이를 통하여 전동체가 장착된 부위에 침입하는 것이 2차적으로 차단될 수 있다.
더 나아가, 상기 연장부가 플랜지에 형성된 홈의 내측까지 연장됨으로써, 이물질이 상기 허브의 플랜지와 외륜 사이를 통하여 전동체가 장착된 부위에 침입하는 것이 효과적으로 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휠 베어링의 씰링 보강 장치가 적용된 휠 베어링의 구성도 이다.
도 2는 도 1의 "A"부분을 확대한 휠 베어링의 씰링 보강 장치의 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이어지는 설명에서는 설명의 편의를 위하여, 축방향으로 휠에 가까운 쪽(도면에서 좌측)은 '일측', '일단', '일단부' 및 이와 유사한 명칭으로 지칭하며, 축방향으로 휠에서 먼쪽(도면에서 우측)은 '타측', '타단', '타단부' 및 이와 유사한 명칭으로 지칭하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휠 베어링의 씰링 보강 장치가 적용된 휠 베어링의 구성도 이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링(1)은 허브(10), 상기 허브(10)의 외주면에 압입되는 내륜(11), 상기 허브(10) 및 상기 내륜(11)의 반경방향 외측으로 일정간격 이격되도록 배치되는 외륜(12), 상기 허브(10)와 상기 외륜(12)의 사이에 구비되는 제1 전동체 열(13), 상기 외륜(12)과 상기 내륜(11)의 사이에 구비되는 제2 전동체 열(14), 상기 허브(10)와 상기 외륜(12) 사이로 유입되는 이물질을 차단하도록 상기 외륜(12)의 일단에 장착되는 외측 씰링 부재(19), 및 상기 외륜(12)과 상기 내륜(11)의 사이로 유입되는 이물질을 차단하도록 상기 외륜(12)의 타단에 장착되는 내측 씰링부재(20)를 포함한다.
상기 허브(10)는 원통형상으로 형성된 중간부(25), 상기 중간부의 일측에서 반경방향 외측으로 연장된 원판형상의 허브 플랜지(15), 상기 중간부의 타측에서 상기 내륜(11)이 장착되도록 반경방향 내측으로 단차지게 형성된 내륜 장착부(35)를 포함한다.
상기 허브 플랜지(15)가 볼트(59)에 의해 휠에 체결되어 장착되도록 상기 허브 플랜지(15)에는 볼트공(17)이 형성된다.
상기 허브 플랜지(15)가 형성된 허브(10)의 일단에는 축방향으로 파일럿(18)이 돌출된다. 상기 파일럿(18)은 허브 플랜지(15)에 휠을 장착할 때 휠을 가이드하도록 기능한다.
상기 허브 플랜지(15)와 상기 중간부(25)의 사이에는 상기 허브(10)의 외주면을 따라 상기 제1 전동체 열(13)의 궤도면인 허브 레이스웨이(31)가 형성된다.
상기 내륜 장착부(35)의 타측에는 상기 허브(10)에 장착된 상기 내륜(11)을 축방향으로 고정시키도록 오비탈 포밍에 의하여 반경방향 외측으로 구부러진 절곡부(50)가 형성된다. 또한, 상기 절곡부(50)는 전동체 열(13, 14)에 예압(축력)을 부여하도록 기능한다.
상기 내륜(11)은 중공의 원통형상으로 형성되며, 상기 허브(10)의 내륜 장착부(35)에 압입되고, 상기 내륜(11)의 압입 후에 오비탈 포밍이 수행되어 상기 압입된 내륜(11)은 상기 절곡부(50)에 의해 견고하게 고정된다.
상기 외륜(12)은 상기 허브(10)의 외주면을 둘러싸도록 중공의 원통형상으로 형성된다. 즉, 상기 외륜(12)의 반경방향 내측에는 중심축을 따라 상기 허브(10) 및 상기 내륜(11)이 삽입되는 중공이 형성된다. 또한, 상기 외륜(12)의 외주면에는 반경방향 외측으로 연장된 외륜 플랜지(39)가 형성되며, 상기 외륜 플랜지(39)에는 볼트의 체결에 의해 상기 휠 베어링(1)을 차체에 장착하기 위한 볼트공(37)이 형성된다.
상기 외륜(12)의 일단부 내주면에는 상기 제1 전동체 열(13)의 궤도면인 제1 외륜 레이스웨이(41)가 형성되고, 상기 외륜(12)의 타단부 내주면에는 상기 제2 전동체 열(14)의 궤도면인 제2 외륜 레이스웨이(42)가 형성된다. 여기서, 상기 제1 외륜 레이스웨이(41)는 허브 레이스웨이(31)에 대향하도록 배치된다. 또한, 상기 제2 외륜 레이스웨이(42)는 상기 내륜(11)에 형성된 상기 제2 전동체 열(14)의 궤도면인 내륜 레이스웨이(32)에 대향하도록 배치된다.
한편, 상기 허브 레이스웨이(31)와 상기 내륜(11) 사이의 상기 허브(10) 중간부(25)의 외주면은 대체적으로 평평하게 형성되고, 상기 제1 외륜 레이스웨이(41)와 상기 제2 외륜 레이스웨이(42) 사이의 상기 외륜(12) 내주면은 대체적으로 평평하게 형성된다.
상기 제1 전동체 열(13)은 원주를 따라 배열된 복수개의 전동체로 구성된 하나의 열로서, 상기 허브 레이스웨이(31)와 상기 제1 외륜 레이스웨이(41)의 사이에 배치된다. 또한, 상기 제2 전동체 열(14)은 원주를 따라 배열된 복수개의 전동체로 구성된 다른 하나의 열로서, 상기 내륜 레이스웨이(32)와 상기 제2 외륜 레이스웨이(42) 사이에 배치된다. 도 1 및 도 2에는 볼 형상의 전동체가 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 제1, 2 전동체 열(13, 14)을 구성하는 전동체는 볼 또는 롤러 등 다양한 형상일 수 있다.
한편, 상기 제1, 2 전동체 열(13, 14)을 구성하는 복수개의 전동체는 리테이너 또는 케이지(18)에 의해 설정된 간격으로 배열되고, 그 간격을 유지할 수 있다.
상기 외측 씰링 부재(19)는 외륜(12)의 일단에 결합되고, 내측 씰링 부재(20)는 외륜(12)의 타단에 결합된다. 각각의 씰링 부재(19, 20)는 상기 외륜(12)과 상기 내륜(11) 사이 및/또는 상기 외륜(12)과 상기 허브(10) 사이의 반경방향 이격 공간을 폐쇄하여, 그 내측으로 침입하는 이물질(먼지 또는 수분 등)을 차단한다.
본 발명의 실시 예에 따른 휠 베어링(1)은 씰링 보강 장치(100)를 더 포함한다.
상기 씰링 보강 장치(100)는 상기 허브 플랜지(15)와 상기 외륜(12)의 일단 사이로 침투하는 이물질을 차단하도록 상기 외륜(12)의 일단 측에서 상기 외륜(12)의 외주면에 배치된다. 또한, 상기 씰링 보강 장치(100)는 상기 외륜(12)의 외주면에 배치되도록 전체적으로 링 형상으로 형성되거나 반원의 아크 형상으로 형성될 수 있다. 한편, 상기 씰링 보강 장치(100)가 아크 형상으로 형성되는 경우에는 상기 휠 베어링(10의 상부 즉, 상기 외륜(12)의 상측 외주면에 장착된다.
이하, 도 2를 참조로 상기 씰링 보강 장치(100)를 자세히 설명하기로 한다.
도 2는 도 1의 "A"부분을 확대한 휠 베어링의 씰링 보강 장치의 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 씰링 보강 장치(100)는 장착부(110), 차단부(120), 연장부(130), 및 홈(160)을 포함한다.
상기 장착부(110)는 상기 외륜(12)의 일단에 장착된다. 또한, 상기 장착부(110)의 내주면이 상기 외륜(12)의 외주면에 압입될 수 있다. 즉, 상기 장착부(110)의 내주는 상기 외륜(12)의 외주에 대응되는 크기로 형성되고, 상기 장착부(110)의 단면은 축방향을 따라 평평한 형상을 갖는다. 이 때. 상기 장착부(110)의 내주면과 상기 외륜(12)의 외주면의 사이에는 씰링을 위한 고무 링(150)이 개재된다. 나아가, 상기 고무 링(150)이 상기 장착부(110)의 내주면에 장착된 상태로 상기 장착부(110)가 상기 외륜(12)에 압입될 수 있다. 이러한 고무 링(150)은 고무 재질일 수 있으나, 씰링에 적합한 재질로서 이에 한정되지 않는다.
상기 차단부(120)는 상기 장착부(110)의 축방향 내측 단으로부터 반경방향 외측으로 절곡되어 연장된다. 또한, 상기 차단부(120)는 반경 외측 방향과 축 내측 방향의 사이로 반경방향 또는 축방향에 대하여 경사지게 연장된다. 나아가, 상기 차단부(120)는 상기 외륜(12)의 외주면을 타고 상기 허브 플랜지(15)와 상기 외륜(12)의 일단 사이로 흘러오는 이물질을 차단한다. 즉, 상기 차단부(120)는 상기 외륜(12)의 외주면에서 댐(dam)과 같은 역할을 하며, 상기 외륜(12)의 외주면에 쌓이는 이물질이 상기 허브 플랜지(15)와 상기 외륜(12)의 일단 사이로 범람하는 것을 방지할 수 있도록 설정된 길이만큼 연장된다.
상기 연장부(130)는 상기 장착부(110)의 축방향 외측 단으로부터 축방향 외측을 향하여 연장되며, 제1 연장부(131), 제2 연장부(132), 및 협곡부(135)를 포함한다. 이 때, 상기 장착부(110)의 일단은 상기 외륜(12)의 일단보다 축방향 외측으로 돌출될 수 있다. 따라서, 상기 연장부(130)는 상기 허브 플랜지(15)와 상기 외륜(12)의 일단 사이에 배치된다. 즉, 상기 연장부(130)는 상기 허브 플랜지(15)와 상기 외륜(12)의 일단 사이 공간을 감싼다.
상기 제1 연장부(131)는 상기 장착부(110)의 축방향 외측 단으로부터 반경방향 내측으로 절곡되어 연장된다. 또한, 상기 제1 연장부(131)는 반경 내측 방향과 축 외측 방향의 사이로 반경방향 또는 축방향에 대하여 경사지게 연장된다.
상기 제2 연장부(132)는 상기 제1 연장부(131)의 축방향 외측 단으로부터 반경방향 외측으로 절곡되어 연장된다. 또한, 상기 제2 연장부(132)는 반경 외측 방향과 축 외측 방향의 사이로 반경방향 또는 축방향에 대하여 경사지게 연장된다.
상기 협곡부(135)는 상기 반경 내측 방향과 축 외측 방향의 사이로 연장되는 제1 연장부(131)와 상기 반경 외측 방향과 축 외측 방향의 사이로 연장되는 제2 연장부(132)의 형상에 따라 단면이 "V"자로 형성되는 부분이다.
상기 홈(160)은 상기 허브 플랜지(15)의 축방향 내측면으로부터 함몰된 형상으로 형성된다. 또한, 상기 홈(160)은 상기 제2 연장부(132)의 연장된 일단을 수용한다. 즉, 상기 제2 연장부(132)는 상기 제1 연장부(131)의 축방향 외측 단으로부터 상기 홈(160)의 내측까지 연장된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 차단부(120)가 허브(10)와 외륜(12) 사이를 향하는 이물질의 축방향 이동을 방해함으로써, 이물질이 허브(10)와 외륜(12) 사이를 통하여 전동체(13, 14)가 장착된 부위에 침입하는 것이 1차적으로 차단될 수 있다. 또한, 씰링 보강 장치(100)의 상부에 고인 이물질은 협곡부(135)를 따라 가이드 됨으로써, 이물질이 하측으로 원활하게 흘러내릴 수 있다. 나아가, 상기 협곡부(135)의 형상에 따라 연장부(130)가 걸림턱 역할을 함으로써, 이물질이 허브(10)와 외륜(12) 사이를 통하여 전동체(13, 14)가 장착된 부위에 침입하는 것이 2차적으로 차단될 수 있다. 더 나아가, 상기 연장부(130)가 플랜지(15)에 형성된 홈(160)의 내측까지 연장됨으로써, 이물질이 상기 허브(10)의 플랜지(15)와 외륜(12) 사이를 통하여 전동체(13, 14)가 장착된 부위에 침입하는 것이 효과적으로 방지될 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
10: 허브
11: 내륜
12: 외륜
13: 제1 전동체 열
14: 제2 전동체 열
19: 외측 씰링 부재
20: 내측 씰링 부재
100: 씰링 보강 장치
110: 장착부
120: 차단부
130: 연장부
140: 협곡부
150: 고무 링
160: 홈

Claims (13)

  1. 차체에 고정되는 외륜 및 원판형상의 플랜지에 의해 휠과 결합되는 허브의 상대회전에 따라 차체에 대한 휠의 상대회전을 원활하게 하는 휠 베어링에 구비되는 씰링 보강 장치에 있어서,
    상기 외륜의 축방향 외측 단에 장착되는 장착부;
    상기 장착부의 축방향 내측 단으로부터 반경방향 외측으로 절곡되어 연장되는 차단부; 및
    상기 외륜의 축방향 외측 단과 상기 플랜지 사이의 공간을 감싸도록 상기 장착부의 축방향 외측 단으로부터 축방향 외측을 향하여 연장되는 연장부;
    를 포함하는 휠 베어링의 씰링 보강 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 장착부의 내주면은 상기 외륜의 외주면에 압입되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 씰링 보강 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 장착부는 그 단면이 축방향을 따라 평평한 형상을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 씰링 보강 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 장착부의 내주면과 상기 외륜의 외주면의 사이에는 고무 링이 개재되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 씰링 보강 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 장착부는 내주면에 상기 고무 링이 장착된 상태로 상기 외륜에 압입되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 씰링 보강 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 차단부는 반경 외측 방향과 축 내측 방향의 사이로 경사지게 연장되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 씰링 보강 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 장착부의 축방향 외측 단은 상기 외륜의 축방향 외측 단보다 돌출되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 씰링 보강 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 연장부는,
    상기 장착부의 축방향 외측 단으로부터 반경방향 내측으로 절곡되어 연장되는 제1 연장부; 및
    상기 제1 연장부의 축방향 외측 단으로부터 반경방향 외측으로 절곡되어 연장되는 제2 연장부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 씰링 보강 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 연장부는 반경 내측 방향과 축 외측 방향의 사이로 경사지게 연장되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 씰링 보강 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제2 연장부는 반경 외측 방향과 축 외측 방향의 사이로 경사지게 연장되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 씰링 보강 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 연장부는 상기 제1 연장부와 상기 제2 연장부의 형상에 따라 단면이 "V"자로 형성되는 협곡부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 씰링 보강 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 연장부의 연장된 일단을 수용하도록 상기 플랜지의 축방향 내측면에 형성된 홈을 더 포함하는 휠 베어링의 씰링 보강 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 플랜지에는 축방향 내측면으로부터 함몰된 홈이 형성되고,
    상기 제2 연장부는 상기 홈의 내측까지 연장되는 것을 특징으로 하는 휠 베어링의 씰링 보강 장치.
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