KR20180127702A - 체크밸브 - Google Patents

Abstract

체크밸브가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 유입유로 및 배출유로를 갖는 모듈레이터블록의 보어에 설치되어 오일의 일방향 흐름을 제어하는 체크밸브는 상하 양단이 개방되되, 내부에 오리피스 및 측면 둘레에 상기 유입유로와 연통하는 유입구가 구비되며, 하단에는 시트면 및 실링부재를 갖는 밸브 하우징과, 밸브 하우징의 개방된 상부를 밀폐하도록 결합되는 상부 캡과, 밸브 하우징의 개방된 하부에 결합되며, 측면 둘레에 배출유로와 연통하는 배출구가 형성되되, 하측에 가이드홀을 갖는 하부 홀더와, 하부 홀더에 지지된 탄성부재에 탄력 지지된 상태로 승강 이동하게 설치되며, 승강 이동할 때 시트면 및 실링부재와 선택적으로 접촉하는 시트부를 갖는 플런저를 포함하고, 플런저의 상하 양단에는 각각 플런저의 안정적 직선 이동을 안내하기 위한 가이드부가 구비된다.

Description

체크밸브{CHECK VALVE}

본 발명은 체크밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자제어식 브레이크 시스템의 유압유로에 구비되는 체크밸브에 관한 것이다.

일반적으로 브레이크 시스템은 차량의 제동, 급발진, 또는 급가속시 발생할 수 있는 휠의 슬립현상을 효율적으로 방지하기 위한 것으로서, 마스터 실린더에서 휠 실린더 측으로 전달되는 제동 유압을 제어하는 다수의 솔레노이드밸브들과, 오일의 역방향 흐름을 방지하기 위한 복수의 체크밸브들이 유압회로를 형성하는 유로를 갖는 모듈레이터블록에 설치되어 제동 유압을 제어하게 된다. 최근에는 운전자가 브레이크 페달을 밟으며 브레이크 페달의 변위를 감지하는 페달변위센서로부터 운전자의 제동의지를 전기적 신호로 전달받아 휠 실린더로 압력을 공급하는 액압 공급장치가 마련된 전자식 브레이크 시스템이 사용되고 있다. 이러한 전자식 브레이크 시스템의 구조가 국내공개특허 제10-2013-0092045호에 개시되어 있다. 개시된 문헌에 따르면, 액압 공급장치가 마련된 전자식 브레이크 시스템은 브레이크 페달의 답력에 따라 모터가 작동하여 제동압을 발생시키도록 이루어진다. 이때, 제동압은 모터의 회전력을 직선운동으로 변환하여 피스톤을 가압함으로써 발생하게 된다.

이러한 모듈레이터블록에 형성된 유로에는 오일의 흐름을 일방향으로 제어하기 위하여 적시적소에 체크밸브가 설치된다. 예컨대, 체크밸브는 압력 공급장치와 리저버를 연결하는 유로 및 각 유압회로의 유입밸브와 연결된 유로 등에 설치된다. 그러나 이러한 체크밸브는 저압 및 고압에 대한 실링 성능이 상대적으로 떨어질 뿐만 아니라 거동성(반응성)이 떨어져 빠른 응답성능이 요구되는 시스템에는 취약한 문제가 있다.

한국공개특허 제2013-0092045호(2013.08.20 공개)

본 발명의 실시 예들은 실링 성능이 우수하며 빠른 응답성이 요구되는 시스템에 적용 가능한 고용량 체크밸브를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 유입유로 및 배출유로를 갖는 모듈레이터블록의 보어에 설치되어 오일의 일방향 흐름을 제어하는 체크밸브에 있어서, 상하 양단이 개방되되 내부에 오리피스 및 측면 둘레에 상기 유입유로와 연통하는 유입구가 구비되며, 하단에는 시트면 및 실링부재를 갖는 밸브 하우징과, 상기 밸브 하우징의 개방된 상부를 밀폐하도록 결합되는 상부 캡과, 상기 밸브 하우징의 개방된 하부에 결합되며, 측면 둘레에 상기 배출유로와 연통하는 배출구가 형성되되, 하측에 가이드홀을 갖는 하부 홀더와, 상기 하부 홀더에 지지된 탄성부재에 탄력 지지된 상태로 승강 이동하게 설치되며, 승강 이동할 때 상기 시트면 및 상기 실링부재와 선택적으로 접촉하는 시트부를 갖는 플런저를 포함하고, 상기 플런저의 상하 양단에는 각각 상기 플런저의 안정적 직선 이동을 안내하기 위한 가이드부가 구비되는 체크밸브가 제공될 수 있다.

또한 상기 밸브 하우징은 상기 유입구가 위치되는 대경부와, 상기 오리피스를 형성하도록 상기 대경부의 하측으로 내주를 따라 턱지게 형성된 단턱부에 의해 형성된 소경부를 포함하고, 상기 가이드부는 상기 소경부와 상기 가이드홀에 안내되어 이동할 수 있게 구비될 수 있다.

또한 상기 시트면은 상기 플런저의 상단에서 상기 시트면 및 상기 실링부재와 접촉할 수 있게 상기 오리피스의 직경보다 상대적으로 큰 직경을 갖는 원판 형태로 이루어지고, 상기 플런저의 하측에는 상기 탄성부재가 끼워지도록 상기 시트면의 직경보다 상대적으로 작은 직경을 갖는 원통형태의 탄성부재 장착부가 구비될 수 있다.

또한 상기 가이드부는 상기 시트부의 상면에서 상부로 연장 형성되어 상기 소경부의 내주면과 접촉하여 슬라이딩 이동할 수 있는 적어도 하나의 상부돌기와, 상기 탄성부재 장착부의 하면에서 하부로 연장 형성되어 상기 가이드홀의 내주면과 접촉하여 슬라이딩 이동할 수 있는 적어도 하나의 하부돌기를 포함한다.

또한 상기 적어도 하나의 상부돌기는 상기 오리피스를 밀폐하지 않도록 상기 시트부의 상면에서 상기 소경부의 직경과 대응하는 원주 둘레방향을 따라 소정간격 이격 배치될 수 있다.

또한 상기 시트면은 상기 소경부의 하단에서 외측방향으로 수직하게 절곡된 편평한 면으로 이루어지고, 상기 시트면과 인접한 상기 소경부의 하단 외측 둘레에는 상기 실링부재가 장착되도록 하부가 개방된 링 형태의 실 장착홈이 형성될 수 있다.

또한 상기 유입구로 유입되는 이물질을 거르기 위해 상기 밸브 하우징에 결합되는 필터부재를 더 포함한다.

또한 상기 플런저가 하강할 때 상기 플런저의 하강위치를 규제할 수 있도록 상기 탄성부재 장착부의 직경은 상기 가이드홀의 직경보다 상대적으로 크게 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 오리피스를 선택적으로 개폐하는 플런저의 안정적 직선 이동이 가능하므로 거동 안정성에 따른 반응성이 우수하게 된다.

또한 본 발명의 실시 예들은 이중 실링구조에 따른 체크밸브의 실링 성능이 향상되게 된다.

또한 본 발명의 실시 예들은 이중 실링구조 시 플런저에 실링부재가 구비되지 않으므로 플런저의 중량 감소에 따른 응답성이 향상되면서 큰 오리피스의 직경 확보가 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 모듈레이터블록에 설치되는 체크밸브의 분해 사시도이다.
도 2는 모듈레이터블록에 설치된 체크밸브를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 플런저를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 체크밸브의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 체크밸브의 오리피스가 개방된 상태를 도시한 동작 상태도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 모듈레이터블록에 설치되는 체크밸브의 분해 사시도이고, 도 2는 모듈레이터블록에 설치된 체크밸브를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 플런저를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 체크밸브의 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 체크밸브(10)는 외부에서 조립된 일체형으로 이루어져 모듈레이터블록(1)에 형성된 유입유로(2)와 배출유로(3)를 갖는 보어(4)에 장착될 수 있다.

이러한 체크밸브(10)는 밸브 하우징(20), 상부 캡(30), 하부 홀더(50) 및 플런저(60)를 포함한다.

밸브 하우징(20)은 상하 양단이 개방된 중공 원통형상으로 이루어질 수 있고, 모듈레이터블록(1)의 보어(4)에 장착 시 유입유로(2)와 연통하는 복수의 유입구(21)가 측면 둘레방향을 따라 소정간격 이격 배치될 수 있다.

밸브 하우징(20)의 내부는 유입구(21)가 위치되는 대경부(23)와, 대경부(23)의 하측으로 내주를 따라 턱지게 형성된 단턱부(22)에 의해 대경부(23)보다 작은 직경을 가지는 소경부(24)로 구성되고, 소경부(24)의 내측방향으로 오리피스(40)를 형성한다.

소경부(24)의 하단 외측에는 그 둘레방향을 따라 실링부재(63)가 장착되는 링 형태의 실 장착홈(25)이 형성된다. 실 장착홈(25)은 하부가 개방된 형태로 이루어져 개방된 하부를 통해 실링부재(63)가 결합될 수 있다.

실링부재(63)는 고무와 같은 탄성체로서 링 형태로 이루어질 수 있고, 실링부재(63)가 실 장착홈(25)에 결합된 경우 실링부재(63)의 하단 실링부(63a)는 실 장착홈(25) 외부로 돌출되게 된다.

소경부(24)의 하단에는 외측방향으로 수직하게 절곡된 편평한 면으로 이루어진 시트면(26)이 형성된다. 시트면(26)은 플런저(60)의 시트부(62)와 면 접촉하여 오리피스(40)를 선택적으로 차폐하는 기능을 수행한다.

이를 통해, 플런저(60)의 시트부(62)가 시트면(26)에 밀착되도록 이동하는 경우 실링부재(63)의 실링부(63a)는 시트부(62)와 먼저 접촉하여 1차 밀봉을 수행하게 되고, 이후 시트부(62)가 시트면(26)과 면 접촉하여 2차 밀봉을 수행하게 된다. 따라서 반복적 사용에 따른 실링부재(63)의 마모가 발생하게 되더라도 시트부(62)에 의한 밀봉이 이루어짐에 따라 기밀성은 월등히 향상된다.

또한 1차 밀봉을 수행하는 실링부재(63)는 상하 이동하는 플런저(60)에 구비되지 않고, 밸브 하우징(20)에 설치됨에 따라 이동하는 플런저(60)의 무게를 줄여 체크밸브의 응답성을 증가시킨다.

또한 실링부재(63)가 밸브 하우징(20)에 구비됨에 따라 상대적으로 큰 오리피스(40)의 직경을 확보하기가 용이하여 흡입 용량이 증가하고, 실링부재가 플런저에 구비된 것과 대비하여 실링부재(63)의 외경만큼 플런저(60)의 이동 시 오일에 의한 유동 저항을 감소할 수 있게 된다.

상부 캡(30)은 밸브 하우징(20)의 개방된 상부를 덮도록 결합되며, 모듈레이터블록(1)의 보어(4)에 삽입 설치 시 보어(4) 상부 쪽에 마련된 단턱(5)에 지지될 수 있다.

하부 홀더(50)는 밸브 하우징(20)의 하단에 결합되고, 체크밸브(10)가 보어(4)에 결합된 경우 배출유로(3)와 연통하는 배출구(54)가 하부 홀더(50)에 구비된다.

이러한 하부 홀더(50)는 밸브 하우징(20)의 하단에 결합되는 링 형상의 상판(51)과, 상판(51)과 소정거리 이격된 링 형상의 하판(52)과, 상판(51)과 하판(52)을 연결하는 복수의 연결대(53)를 포함한다.

복수의 연결대(53)는 하부 홀더(50)의 원주방향을 따라 소정간격 이격 배치됨에 따라 그 사이공간에 모듈레이터블록(1)에 구비된 배출유로(3)와 연통하는 배출구(54)가 형성된다.

유입구(21)와 배출구(54) 사이를 연통시키는 오리피스(40)는 밸브 하우징(20)의 하부에 위치되는 플런저(60)에 의해 선택적으로 개폐될 수 있다.

플런저(60)는 상하방향으로 길이가 긴 원통형상의 플런저 바디(61)를 포함하고, 플런저 바디(61)는 그 하측이 하부 홀더(50)의 하판(52)에 지지된 탄성부재(70)에 탄력 지지된 상태로 상하방향으로 승강 이동할 수 있게 설치될 수 있다.

플런저 바디(61)의 상단에는 시트면(26)과 밀착되거나 이격되어 오리피스(40)를 선택적으로 개폐할 수 있는 원판형태의 시트부(62)가 구비될 수 있다.

플런저 바디(61)는 그 길이방향을 따라 서로 다른 직경을 갖는 다단 형태로 이루어질 수 있고, 시트부(62)의 하방으로 탄성부재(70)가 끼워지는 원통형상의 탄성부재 장착부(65)가 구비될 수 있다.

시트부(62)는 시트면(26) 및 실링부재(63)와 접촉할 수 있게 오리피스(40)의 직경보다 상대적으로 큰 직경을 가지도록 구비된다.

탄성부재 장착부(65)는 시트부(62)의 하측에 소정길이 연장 형성된 원통형상으로 이루어질 수 있고, 시트부(62)의 직경보다 상대적으로 작은 직경을 갖도록 구비되어 탄성부재(70)가 끼워지게 된다.

탄성부재(70)가 탄성부재 장착부(65)에 끼워진 상태에서는 탄성부재(70)의 상단은 시트부(62)의 하단에 탄성 지지되고, 탄성부재(70)의 하단은 하판(52)의 상면에 탄성 지지될 수 있다. 따라서 탄성부재(70)는 플런저(60)가 오리피스(40)를 밀폐하는 상부방향으로 플런저(60)를 탄성 가압하게 된다.

플런저(60)가 하부 홀더(50) 내에서 탄성부재(70)에 지지된 상태로 승강 이동하는 경우 안정적 직선운동이 가능하도록 하여 거동 안정성에 따른 빠른 응답성능을 이루도록 플런저(60)의 상하 양단에는 가이드부가 구비된다.

가이드부는 플런저(60)의 최상단에 구비된 적어도 하나의 상부돌기(80)와, 플런저(60)의 최하단에 구비된 적어도 하나의 하부돌기(90)를 포함한다.

적어도 하나의 상부돌기(80)는 시트부(62)의 상면에서 상부로 소정길이 연장 형성되어 오리피스(40)의 내주면과 접촉하여 슬라이딩 이동할 수 있고, 적어도 하나의 하부돌기(90)는 탄성부재 장착부(65)의 하면에서 하부로 소정길이 연장 형성되어 가이드홀(55)의 내주면과 접촉하여 슬라이딩 이동할 수 있다.

적어도 하나의 상부돌기(80)는 각각 막대형상으로 이루어질 수 있고, 시트부(62)의 상면에서 오리피스(40)의 직경과 대응하는 원주 둘레방향을 따라 소정간격 이격 배치될 수 있다. 여기서, 적어도 하나의 상부돌기(80)는 오리피스(40)의 둘레방향을 따라 등간격으로 배치된 3개소 구비된 예를 도시하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

적어도 하나의 상부돌기(80)는 각각 시트부(62)의 반경방향 외측에 위치된 외면(81)이 오리피스(40)를 형성하는 소경부(24)에 접촉된 상태에서 슬라이딩 이동할 수 있게 위치된다. 이러한 적어도 하나의 상부돌기(80)는 플런저(60)의 이동을 안내하기 위한 구조로서 오리피스(40)를 이용함에 따라 오리피스(40)를 막지 않는 형상 및 크기를 갖도록 구비된다.

적어도 하나의 하부돌기(90)는 하부 홀더(50)의 하판(52) 중앙에 개구된 가이드홀(55)에 안내되어 안정적으로 승강 이동할 수 있다.

적어도 하나의 하부돌기(90)는 가이드홀(55)의 직경과 대응하는 직경을 가지도록 구성할 수 있으나, 플런저(60)의 무게를 줄여 거동 안정성을 도모할 수 있도록 방사형 리브로 구성될 수 있다. 본 실시 예에서는 적어도 하나의 하부돌기(90)가 안정적 지지를 위해 등간격으로 위치된 3개소 구비된 예를 도시하나, 그 수는 적절히 변경 가능하다. 이러한 적어도 하나의 하부돌기(90) 각 외측에 위치된 외면(91)은 가이드홀(55)의 내벽에 접촉한 상태로 슬라이딩 이동하게 된다.

탄성부재 장착부(65)의 하면에 위치된 적어도 하나의 하부돌기(90)의 각 외면(91)의 위치는 탄성부재 장착부(65)의 외부로 벗어나지 않도록 마련되되, 각 외면(91)을 연결한 가상의 원의 직경은 탄성부재 장착부(65)의 직경보다 상대적으로 작게 마련된다. 이를 통해 플런저(60)가 하강할 때 탄성부재 장착부(65)의 하단(67)이 하판(52)에 걸림에 따라 플런저(60)의 하강위치를 규제하게 된다.

한편 밸브 하우징(20) 외면에는 유입구(21)를 커버하여 이물질을 거르기 위한 필터부재(75)가 결합될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 체크밸브의 동작에 대하여 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 체크밸브의 오리피스가 개방된 상태를 도시한 동작 상태도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 유입유로(2)를 통해 오일이 유입되면 필터부재(75)에 의해 여과된 오일이 밸브 하우징(20)의 유입구(21)로 유입되고, 유입되는 오일의 압력이 탄성부재(70)의 탄성력보다 클 경우 플런저(60)가 하방으로 이동함에 따라 오리피스(40)는 개방되게 된다. 이때 플런저(60)는 상하 양단에 구비된 가이드부(80,90)에 의해 안정적 직선 이동이 가능하여 거동 안정성에 따른 빠른 응답성을 확보할 수 있게 된다. 또한 실링부재(63)가 밸브 하우징(20)에 구비됨에 따라 오리피스(40)를 개방하는 플런저(60)의 무게를 현저히 줄임에 따라 더욱더 빠른 응답성을 확보할 수 있게 된다.

다음으로, 오일의 압력이 탄성부재(70)의 탄성력보다 작아지게 되면 플런저(60)는 탄성부재(70)에 의해 가압되어 시트부재(40)를 향해 상부로 이동하게 된다. 이때 플런저(60)가 이동하는 경우 실링부재(63)의 실링부(63a)가 먼저 시트부재(40)의 하면과 접촉되어 1차 실링이 이루어진 후 플런저(60) 시트부(62)의 상면이 시트면(26)과 면 접촉하여 밀착됨에 따라 2차 실링이 이루어지게 된다. 따라서 반복된 사용에 따른 고무재질인 실링부재(63)의 마모가 발생되더라도 시트부(62)에 의한 백업 실링이 가능하여 누설 가능성이 현저히 줄어들게 된다.

이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

1: 모듈레이터블록, 2: 유입유로,
3: 배출유로, 20: 밸브 하우징,
21: 유입구, 30: 상부 캡,
33: 가이드돌기, 40: 오리피스,
50: 하부 홀더, 54: 배출구,
55: 가이드홀, 60: 플런저,
62: 시트부, 63: 실링부재,
64: 실 장착부, 65: 탄성부재 장착부,
70: 탄성부재, 75: 필터부재,
80: 상부돌기, 90: 하부돌기.

Claims (8)

1. 유입유로 및 배출유로를 갖는 모듈레이터블록의 보어에 설치되어 오일의 일방향 흐름을 제어하는 체크밸브에 있어서,
   상하 양단이 개방되되 내부에 오리피스 및 측면 둘레에 상기 유입유로와 연통하는 유입구가 구비되며, 하단에는 시트면 및 실링부재를 갖는 밸브 하우징;
   상기 밸브 하우징의 개방된 상부를 밀폐하도록 결합되는 상부 캡;
   상기 밸브 하우징의 개방된 하부에 결합되며, 측면 둘레에 상기 배출유로와 연통하는 배출구가 형성되되, 하측에 가이드홀을 갖는 하부 홀더;
   상기 하부 홀더에 지지된 탄성부재에 탄력 지지된 상태로 승강 이동하게 설치되며, 승강 이동할 때 상기 시트면 및 상기 실링부재와 선택적으로 접촉하는 시트부를 갖는 플런저;를 포함하고,
   상기 플런저의 상하 양단에는 각각 상기 플런저의 안정적 직선 이동을 안내하기 위한 가이드부가 구비되는 체크밸브.
2. 제1항에 있어서,
   상기 밸브 하우징은 상기 유입구가 위치되는 대경부와, 상기 오리피스를 형성하도록 상기 대경부의 하측으로 내주를 따라 턱지게 형성된 단턱부에 의해 형성된 소경부를 포함하고,
   상기 가이드부는 상기 소경부와 상기 가이드홀에 안내되어 이동할 수 있게 구비되는 체크밸브.
3. 제2항에 있어서,
   상기 시트면은 상기 플런저의 상단에서 상기 시트면 및 상기 실링부재와 접촉할 수 있게 상기 오리피스의 직경보다 상대적으로 큰 직경을 갖는 원판 형태로 이루어지고, 상기 플런저의 하측에는 상기 탄성부재가 끼워지도록 상기 시트면의 직경보다 상대적으로 작은 직경을 갖는 원통형태의 탄성부재 장착부가 구비되는 체크밸브.
4. 제3항에 있어서,
   상기 가이드부는 상기 시트부의 상면에서 상부로 연장 형성되어 상기 소경부의 내주면과 접촉하여 슬라이딩 이동할 수 있는 적어도 하나의 상부돌기와, 상기 탄성부재 장착부의 하면에서 하부로 연장 형성되어 상기 가이드홀의 내주면과 접촉하여 슬라이딩 이동할 수 있는 적어도 하나의 하부돌기를 포함하는 체크밸브.
5. 제4항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 상부돌기는 상기 오리피스를 밀폐하지 않도록 상기 시트부의 상면에서 상기 소경부의 직경과 대응하는 원주 둘레방향을 따라 소정간격 이격 배치되는 체크밸브.
6. 제2항에 있어서,
   상기 시트면은 상기 소경부의 하단에서 외측방향으로 수직하게 절곡된 편평한 면으로 이루어지고,
   상기 시트면과 인접한 상기 소경부의 하단 외측 둘레에는 상기 실링부재가 장착되도록 하부가 개방된 링 형태의 실 장착홈이 형성되는 체크밸브.
7. 제1항에 있어서,
   상기 유입구로 유입되는 이물질을 거르기 위해 상기 밸브 하우징에 결합되는 필터부재를 더 포함하는 체크밸브.
8. 제3항에 있어서,
   상기 플런저가 하강할 때 상기 플런저의 하강위치를 규제할 수 있도록 상기 탄성부재 장착부의 직경은 상기 가이드홀의 직경보다 상대적으로 크게 형성되는 체크밸브.
   

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