WO2011155107A1 - ブレーキディスクの製造方法及びブレーキディスク - Google Patents

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靖浩 ▲高▼木
秀計 川合
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Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a brake disk having a peripheral shape of a repeated concave and convex shape in which radial unevenness is repeated in the circumferential direction and the brake disc.
  • Patent Document 1 discloses a method of punching a disc body having an outer peripheral shape that is repeatedly concave and convex with a single press from one side of the plate thickness direction. In this case, a burr removal process is necessary because a burr is produced at the outer peripheral edge portion of one side surface in the plate thickness direction of the disc body at the time of punching. Therefore, in the one described in Patent Document 1, after punching, a chamfering die is pressed against the outer peripheral edge portion of the disc body so as to crush the burr, thereby forming a chamfered surface.
  • the inclined surface of the chamfering mold is evenly distributed on the outer peripheral edge portion of the disc body due to variations in the thickness of the disc body and the displacement of the disc body relative to the chamfering mold. It may disappear if you do not win.
  • a uniform chamfered surface shape cannot be obtained over the entire circumference, and there is a defect that impairs the appearance.
  • the chamfering mold is subjected to a large load locally, the mold life is shortened. As a result, it is necessary to frequently replace the chamfering mold, and there is a problem that the productivity is lowered.
  • the area of the fracture surface portion of the outer peripheral surface of the disc body increases, which is not suitable for the brake disc which is an external component. Become appropriate. Therefore, in order to remove the fractured surface portion, a step of cutting the outer periphery of the disc main body is essential.
  • the present invention can form a curved surface portion uniformly over the entire circumference of the outer peripheral edge portion of the disk body, and is excellent in productivity without the need for a chamfering process and a peripheral cutting process for deburring. It is an object of the present invention to provide a brake disk manufacturing method and a brake disk.
  • the first invention of the present application is a method of manufacturing a brake disk having an outer circumferential shape of a concave / convex repeating shape in which radial irregularities are repeated in the circumferential direction, wherein the outer peripheral shape is the concave / convex repeating shape. It comprises a half punching process in which the disc body is half-cut from one side in the plate thickness direction of the plate material, and a punching step in which the disc body is punched out from the other side in the plate thickness direction of the plate material.
  • the second invention of the present application is a brake disk having an outer circumferential shape of a concave / convex repeating shape in which radial irregularities are repeated in the circumferential direction, and the disc body having the outer circumferential shape of the concave / convex repeating shape is connected to the plate thickness direction of the plate material.
  • the disc main body is punched out from the other in the thickness direction of the plate material, and the shear surface portion of the outer peripheral surface of the disc main body is formed on the outer peripheral edge of each of the one side and the other side in the plate thickness direction of the disc main body. In this case, a curved surface portion that is continuous is formed.
  • a curved surface portion that is continuous with the shear surface portion of the outer peripheral surface of the disc body is formed at the outer peripheral edge portion of each side surface in the plate thickness direction of the disc main body.
  • these curved surface portions are formed by a sag generated by half punching and punching, unlike the case where a chamfered surface is formed by embossing with a chamfering die, the entire circumference of the disc main body can be obtained even if there is a variation in plate thickness. A curved surface portion is uniformly formed over the entire area, and the aesthetic appearance is improved.
  • a die for punching and a die for half punching in place of the chamfering die of the above-described conventional example are required.
  • this die has a large load locally such as a chamfering die. Will not take. For this reason, frequent mold replacement is not required, and productivity is improved.
  • a fracture surface portion generated by punching is formed on the outer peripheral surface of the disk body between the shear surface portions on both sides in the plate thickness direction, but this fracture surface portion has a smaller diameter than the shear surface portion. Therefore, the fractured surface portion does not protrude from the outer peripheral surface of the disc body, which is safe. Further, as in the present invention, if the punching is performed after half-cutting, the area of the fractured surface portion becomes small and becomes inconspicuous. Therefore, the outer periphery cutting process of a disc main body becomes unnecessary.
  • the inner diameter of the die used in the half-punching process is smaller than the outer diameter of the punch. According to this, the disc body to be half-punched is press-fitted into the die. Therefore, the shear surface portion of the outer peripheral surface of the disc body is formed in a mirror shape, and the aesthetic appearance is improved.
  • FIG. 1 shows a brake disk according to an embodiment of the present invention.
  • An axle hole 2 through which an axle (not shown) of a vehicle such as a motorcycle is inserted is formed at the center of the disc body 1 of the brake disc.
  • a plurality of fixing holes 3 for fixing the disc body 1 to a wheel hub on the axle are formed at equal intervals in the circumferential direction.
  • a large number of drain holes 4 are formed in the portion of the disc main body 1 where the brake pads (not shown) are in sliding contact.
  • the outer peripheral shape of the disc main body 1 is formed in a concave and convex repeated shape in which the radial concave portion 5 and the convex portion 6 are repeated in the circumferential direction.
  • the number of the recessed parts 5 and the convex parts 6 is 6, respectively, this number may be less than 6 or more than 6.
  • the disc main body 1 (see FIG. 2) whose outer peripheral shape is repeatedly concave and convex is manufactured, and then the draining hole 4 and the axle hole 2 are pierced in order on the disc main body 1. Next, processes such as quenching of the disk main body 1, drilling of the fixed hole 3 by machining, surface treatment, grinding of each side surface of the disk main body 1, etc. are performed in order.
  • the manufacture of the disk main body 1 whose outer peripheral shape is a concavo-convex shape is performed in two steps, a half punching step and a punching step.
  • the half punching process and the punching process will be described in detail with reference to FIG.
  • the mold 10 used in the half-punching process includes a lower die 11 having an inner circumferential shape formed into a concave and convex shape, and an upper punch 12 having an outer circumferential shape formed into a concave and convex shape. And a blank presser 13 for pressing the outer peripheral portion of a metal plate W such as stainless steel against the upper surface of the die 11 and a pad 14 provided in the die 11 so as to face the punch 12.
  • the inner diameter R 11 of the die 11 (the inner diameters of the concave portion and the convex portion of the die 11) is slightly smaller than the outer diameter R 12 of the punch 12 (the outer diameters of the concave portion and the convex portion of the punch 12). ing.
  • the punch 12 is lowered with one side in the plate thickness direction of the plate material W facing upward, and the disk body 1 whose outer peripheral shape is a concavo-convex shape is repeated from one side in the plate thickness direction of the plate material W to a plate thickness of 25. Remove about 50% to 50%.
  • a shear surface portion 1a is formed on the other side in the plate thickness direction of the outer peripheral surface of the disc main body 1, and at the outer peripheral edge portion on the other side in the plate thickness direction of the disc main body 1.
  • the curved surface portion 1b is formed by a sag continuous with the shear surface portion 1a.
  • the disc body 1 to be half-punched is press-fitted into the die 11. Therefore, the shearing surface portion 1a on the outer peripheral surface of the disc body 1 is formed in a mirror shape.
  • the mold 20 includes a lower die 21 having an inner circumferential shape formed into a repeated concave and convex shape, an upper punch 22 formed with an outer circumferential shape formed into a repeated concave and convex shape, and an outer peripheral portion of the plate material W held on the upper surface of the die 21.
  • a blank presser 23 to be attached is provided.
  • the inner diameter R 21 of the die 21 is slightly larger than the outer diameter R 12 of the punch 12 of the half punching mold 10
  • the outer diameter R 22 of the punch 22 is the inner diameter R 11 of the die 11 of the half punching mold 10. Slightly smaller than.
  • the punch 22 is lowered with the other side in the thickness direction of the plate material W facing upward, and the half-punched disc main body 1 is made of the plate material W as shown by phantom lines in FIG. Punch from the other side in the thickness direction.
  • shearing of the disc main body 1 is started from the hole bottom corner Wb of the concave hole Wa of the plate material W formed by half punching. Then, as clearly shown in FIG. 3, a shearing surface portion 1c is formed by punching on one side in the plate thickness direction of the outer peripheral surface of the disc main body 1, and at the outer peripheral edge portion on one side in the plate thickness direction of the disc main body 1.
  • a curved surface portion 1d is formed by a sag continuous with the shearing surface portion 1c.
  • a fracture surface portion 1e formed by punching is formed between the shear surface portions 1a and 1c on both sides in the plate thickness direction.
  • the fracture surface portion 1e is a shear surface portion.
  • the diameter is smaller than 1a and 1c. Therefore, the torn surface portion 1e does not protrude from the outer peripheral surface of the disc main body 1 and is safe. Further, the fractured surface portion 1e becomes smaller and less noticeable than the conventional example in which the disc body is punched from one side in the plate thickness direction by one press.
  • the outer diameter R 22 of the punch 22 of the punching die 20 to be smaller than the inner diameter R 11 of the die 11 of the half die mold 10, to crush the curved portion 1b of the disk body 1 formed with half blanking This is to prevent the occurrence of burrs due to re-shearing of the scrap by the punch 22 and scraping.
  • the disc main body 1 is directly attached by the cutting edge (corner portion) of the die 21. This is to prevent shearing and to eliminate the risk of missing corners of the die 21 and to improve the durability of the die 21.
  • the corner portion of the die 21 may be R-shaped, and the accuracy of the die 21 may not be increased.
  • the curved surface portion 1b that is continuous with the shearing surface portions 1a and 1c of the outer peripheral surface of the disc main body 1 is formed on the outer peripheral edge portion of each side surface in the plate thickness direction of the disc main body 1. , 1d are formed.
  • the area of the fractured surface portion 1e becomes small and becomes inconspicuous, so that the outer periphery cutting step is not required.
  • these curved surface portions 1b and 1d are formed by a sag generated by half punching and punching, unlike the case of forming a chamfered surface by embossing with a chamfering die, even if there is a variation in plate thickness, the disc body The curved surface portions 1b and 1d are formed uniformly over the entire circumference. Then, coupled with the fact that the shear surface portion 1a is formed in a mirror shape, the aesthetic appearance is improved.
  • a die 10 for half punching is required instead of the chamfering die of the above-described conventional example.
  • this die 10 is subjected to a large load locally like a chamfering die. There is no. Therefore, frequent die replacement is not necessary, and coupled with the fact that a deburring process and a peripheral cutting process are not required, the productivity is greatly improved.
  • the present invention is applied to a brake disk having a single plate structure, but an annular rotor portion in which a brake pad is slidably contacted and an inner peripheral hub portion fixed to a wheel hub can be floated freely.
  • the present invention can be similarly applied to a floating type brake disc connected to the.
  • the present invention can be similarly applied to a disk portion having a rotor portion having an outer circumferential shape having a concavo-convex shape.

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Abstract

 径方向の凹凸が周方向に繰り返される凹凸繰り返し形状の外周形状を持つブレーキディスクの製造方法であって、ディスク本体の外周エッジ部に全周に亘って均等に曲面部を形成でき、バリ取りのための面取り工程を不要とした生産性に優れた方法を提供する。 外周形状が凹凸繰り返し形状のディスク本体1を板材Wの板厚方向一方から半抜きした後に、ディスク本体1を板材Wの板厚方向他方から打ち抜く。この方法で製造したディスク本体1の板厚方向一方と他方の各側面の外周エッジ部には、ディスク本体1の外周面の剪断面部分1a,1cに連続するダレによる曲面部1b,1dが形成される。また、半抜き工程で使用するダイ11の内径R11をパンチ12の外径R12よりも小さくする。

Description

ブレーキディスクの製造方法及びブレーキディスク
 本発明は、径方向の凹凸が周方向に繰り返される凹凸繰り返し形状の外周形状を持つブレーキディスクの製造方法及びブレーキディスクに関する。
 従来、この種のブレーキディスクの製造方法として、特許文献1により、外周形状が凹凸繰り返し形状のディスク本体を板材の板厚方向一方から1回のプレスで打ち抜くものが知られている。この場合、ディスク本体の前記板厚方向一方の側面の外周エッジ部には、打ち抜き時にバリを生ずるため、バリ取り工程が必要になる。そこで、特許文献1に記載のものでは、打ち抜き後に、ディスク本体の外周エッジ部にバリを押し潰すように面取り金型を押し当てて、面取り面を形成している。
 然し、上記の如く面取りを行う場合、ディスク本体の板厚のばらつきや面取り金型に対するディスク本体の位置ずれ等により、面取り金型の斜面がディスク本体の外周エッジ部に全周に亘って均等に当たらなくなることがある。そして、面取り金型の当たりのばらつきに起因して、全周に亘り均一な面取り面の形状が得られなくなり、美観を損なう不具合がある。
 また、面取り金型には、局部的に大きな荷重がかかるため、型寿命が短くなる。その結果、面取り金型の頻繁な交換が必要になり、生産性の低下を招く不具合もある。
 更に、上記従来例の如く、ディスク本体を板材の板厚方向一方から1回のプレスで打ち抜くと、ディスク本体の外周面の破断面部分の面積が大きくなり、外観部品であるブレーキディスクには不適当になる。従って、破断面部分を除去するために、ディスク本体の外周を切削する工程が必須になる。
特開2008-232441号公報
 本発明は、以上の点に鑑み、ディスク本体の外周エッジ部に全周に亘って均等に曲面部を形成でき、バリ取りのための面取り工程や外周切削工程を不要とした生産性に優れたブレーキディスクの製造方法及びブレーキディスクを提供することをその課題としている。
 上記課題を解決するために、本願の第1発明は、径方向の凹凸が周方向に繰り返される凹凸繰り返し形状の外周形状を持つブレーキディスクの製造方法であって、外周形状が前記凹凸繰り返し形状のディスク本体を板材の板厚方向一方から半抜きする半抜き工程と、前記ディスク本体を板材の板厚方向他方から打ち抜く打ち抜き工程と、を備えることを特徴とする。
 また、本願の第2発明は、径方向の凹凸が周方向に繰り返される凹凸繰り返し形状の外周形状を持つブレーキディスクであって、外周形状が前記凹凸繰り返し形状のディスク本体を板材の板厚方向一方から半抜きし、前記ディスク本体を板材の板厚方向他方から打ち抜くことにより、前記ディスク本体の前記板厚方向一方と他方の各側面の外周エッジ部に、前記ディスク本体の外周面の剪断面部分に連続する曲面部を形成したことを特徴とする。
 上記の如くディスク本体を板材の板厚方向一方から半抜きすると、ディスク本体の板厚方向他方の側面の外周エッジ部に、半抜きで生ずるディスク本体の外周面の剪断面部分に連続するダレによる曲面部が形成される。また、ディスク本体を板材の板厚方向他方から打ち抜くと、ディスク本体の板厚方向一方の側面の外周エッジ部に、打ち抜きで生ずるディスク本体の外周面の剪断面部分に連続するダレによる曲面部が形成される。従って、上記第2発明の如く、ディスク本体の板厚方向一方と他方の各側面の外周エッジ部に、ディスク本体の外周面の剪断面部分に連続する曲面部が形成されることになる。その結果、外周エッジ部にバリは発生せず、バリ取りのための面取り工程が不要になる。
 更に、これら曲面部は、半抜き及び打ち抜きで生ずるダレで形成されるから、面取り金型による型押しで面取り面を形成するものと異なり、板厚のばらつきがあっても、ディスク本体の全周に亘り均等に曲面部が形成され、美観が向上する。
 また、本発明では、打ち抜き用の金型と、上記従来例の面取り金型に代わる半抜き用の金型が必要になるが、この金型は、面取り金型のように局部的に大きな荷重がかかることはない。そのため、頻繁な金型交換が不要になり、生産性も向上する。
 尚、ディスク本体の外周面に、板厚方向両側の剪断面部分の間に位置して、打ち抜きで生ずる破断面部分が形成されるが、この破断面部分は剪断面部分よりも小径になる。従って、破断面部分がディスク本体の外周面に突出することはなく、安全である。更に、本発明の如く、半抜きしてから打ち抜くと、破断面部分の面積が小さくなって目立たなくなる。そのため、ディスク本体の外周切削工程が不要になる。
 また、本発明においては、半抜き工程で使用するダイの内径をパンチの外径よりも小さくすることが望ましい。これによれば、半抜きされるディスク本体がダイに圧入されることになる。そのため、ディスク本体の外周面の剪断面部分が鏡面状に形成され、美観が向上する。
本発明の実施形態のブレーキディスクの側面図。 (a)本発明の実施形態の製造方法の半抜き工程を示す断面図、(b)本発明の実施形態の製造方法の打ち抜き工程を示す断面図。 本発明の実施形態の製造方法で製造されたディスク本体の外周部分の拡大断面図。
 図1は、本発明の実施形態のブレーキディスクを示している。このブレーキディスクのディスク本体1の中央部には、自動二輪車等の車両の車軸(図示せず)を挿通する車軸孔2が形成されている。また、この車軸孔2の周囲には、ディスク本体1を車軸上のホイールハブに固定する固定孔3が周方向に等間隔で複数形成されている。更に、図外のブレーキパッドが摺接するディスク本体1の部分には、多数の水切り孔4が形成されている。
 ディスク本体1の外周形状は、径方向の凹部5と凸部6とが周方向に繰り返される凹凸繰り返し形状に形成されている。尚、本実施形態では、凹部5と凸部6の数が夫々6個になっているが、この数は6個未満又は6個を超えていてもよい。
 ブレーキディスクの製造に際しては、先ず、外周形状が凹凸繰り返し形状のディスク本体1(図2参照)を製造し、その後、ディスク本体1に水切り孔4と車軸孔2とを順にピアス加工する。次に、ディスク本体1の焼き入れ、固定孔3の機械加工による孔明け、表面処理、ディスク本体1の各側面の研削等の処理を順に施す。
 ここで、外周形状が凹凸繰り返し形状のディスク本体1の製造は、半抜き工程と打ち抜き工程との2工程で行われる。以下、図2を参照して、半抜き工程と打ち抜き工程について詳述する。
 半抜き工程で使用する金型10は、図2(a)に示す如く、内周形状を凹凸繰り返し形状に形成した下側のダイ11と、外周形状を凹凸繰り返し形状に形成した上側のパンチ12と、ステンレス等の金属製の板材Wの外周部分をダイ11の上面に押さえ付けるブランク押え13と、ダイ11内にパンチ12に対向するように設けられたパッド14とを備えている。ここで、ダイ11の内径R11(ダイ11の凹部と凸部の夫々の内径)は、パンチ12の外径R12(パンチ12の凹部と凸部の夫々の外径)よりも若干小さくしている。
 半抜き工程では、板材Wの板厚方向一方の側面を上方に向けた状態でパンチ12を下降させ、外周形状が凹凸繰り返し形状のディスク本体1を板材Wの板厚方向一方から板厚の25%~50%程度半抜きする。この半抜きにより、図3に明示する如く、ディスク本体1の外周面の板厚方向他方側に剪断面部分1aが形成されると共に、ディスク本体1の板厚方向他方の側面の外周エッジ部に、剪断面部分1aに連続するダレによる曲面部1bが形成される。
 また、ダイ11の内径R11がパンチ12の外径R12よりも小さいため、半抜きされるディスク本体1がダイ11に圧入されることになる。そのため、ディスク本体1の外周面の剪断面部分1aが鏡面状に形成される。
 半抜き工程が完了すると、板材Wを上下反転させた状態で図2(b)に示す打ち抜き用の金型20にセットする。この金型20は、内周形状を凹凸繰り返し形状に形成した下側のダイ21と、外周形状を凹凸繰り返し形状に形成した上側のパンチ22と、板材Wの外周部分をダイ21の上面に押さえ付けるブランク押え23とを備えている。ダイ21の内径R21は、半抜き用金型10のパンチ12の外径R12よりも僅かに大きく、パンチ22の外径R22は、半抜き用金型10のダイ11の内径R11よりも僅かに小さい。
 打ち抜き工程では、板材Wの板厚方向他方の側面を上方に向けた状態でパンチ22を下降させ、半抜きされたディスク本体1を、図2(b)に仮想線で示す如く、板材Wの板厚方向他方から打ち抜く。
 この場合、半抜きで形成された板材Wの凹孔Waの孔底コーナWbを起点にしてディスク本体1の剪断が開始される。そして、図3に明示する如く、ディスク本体1の外周面の板厚方向一方側に、打ち抜きによる剪断面部分1cが形成されると共に、ディスク本体1の板厚方向一方の側面の外周エッジ部に、剪断面部分1cに連続するダレによる曲面部1dが形成される。
 また、ディスク本体1の外周面に、板厚方向両側の剪断面部分1a,1cの間に位置して、打ち抜きで生ずる破断面部分1eが形成されるが、この破断面部分1eは剪断面部分1a,1cよりも小径になる。従って、破断面部分1eがディスク本体1の外周面に突出することはなく、安全である。更に、破断面部分1eは、ディスク本体を板厚方向一方から1回のプレスで打ち抜く上記従来例のものに比し面積が小さくなって目立たなくなる。
 尚、打ち抜き用金型20のパンチ22の外径R22を半抜き用金型10のダイ11の内径R11よりも小さくするのは、半抜きで形成したディスク本体1の曲面部1bを潰さないようにすることと、パンチ22によるスクラップの再剪断によるバリの発生を防ぐためである。また、打ち抜き用金型20のダイ21の内径R21を半抜き用金型10のパンチ12の外径R12より大きくするのは、ダイ21の切刃(角部)で直接ディスク本体1を剪断しないようにし、ダイ21の角部が欠ける恐れをなくして、ダイ21の耐久性を向上させるためである。この場合、ダイ21の角部はR状であってもよく、ダイ21の精度を高めなくてもよい。
 上述したように、本実施形態によれば、ディスク本体1の板厚方向一方と他方の各側面の外周エッジ部に、ディスク本体1の外周面の剪断面部分1a,1cに連続する曲面部1b,1dが形成されることになる。その結果、外周エッジ部にバリは発生せず、バリ取り工程が不要になる。また、上記の如く破断面部分1eの面積が小さくなって目立たなくなるため、外周切削工程も不要になる。
 更に、これら曲面部1b,1dは、半抜き及び打ち抜きで生ずるダレで形成されるから、面取り金型による型押しで面取り面を形成するものと異なり、板厚のばらつきがあっても、ディスク本体の全周に亘り均等に曲面部1b,1dが形成される。そして、剪断面部分1aが鏡面状に形成されることと相俟って、美観が向上する。
 また、本実施形態では、上記従来例の面取り金型に代えて半抜き用の金型10が必要になるが、この金型10は、面取り金型のように局部的に大きな荷重がかかることはない。そのため、頻繁な金型交換が不要になり、バリ取り工程や外周切削工程が不要になることと相俟って、生産性が大幅に向上する。
 以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態は、1枚板構造のブレーキディスクに本発明を適用したものであるが、ブレーキパッドが摺接する環状のロータ部とホイールハブに固定される内周のハブ部とをフローティング自在に連結したフローティング型ブレーキディスクにも同様に本発明を適用できる。即ち、凹凸繰り返し形状の外周形状を持つロータ部をディスク本体として、本発明を同様に適用できる。
 1…ディスク本体、1a,1c…剪断面部分、1b,1d…曲面部、1e…破断面部分、5…ディスク本体外周の凹部、6…ディスク本体外周の凸部、10…半抜き用金型、11…ダイ、12…パンチ、W…板材。

Claims (4)

  1.  径方向の凹凸が周方向に繰り返される凹凸繰り返し形状の外周形状を持つブレーキディスクの製造方法であって、
     外周形状が前記凹凸繰り返し形状のディスク本体を板材の板厚方向一方から半抜きする半抜き工程と、前記ディスク本体を板材の板厚方向他方から打ち抜く打ち抜き工程と、を備えることを特徴とするブレーキディスクの製造方法。
  2.  前記半抜き工程で使用するダイの内径をパンチの外径よりも小さくしたことを特徴とする請求項1記載のブレーキディスクの製造方法。
  3.  径方向の凹凸が周方向に繰り返される凹凸繰り返し形状の外周形状を持つブレーキディスクであって、
     外周形状が前記凹凸繰り返し形状のディスク本体を板材の板厚方向一方から半抜きし、前記ディスク本体を板材の板厚方向他方から打ち抜くことにより、
     前記ディスク本体の前記板厚方向一方と他方の各側面の外周エッジ部に、前記ディスク本体の外周面の剪断面部分に連続する曲面部を形成したことを特徴とするブレーキディスク。
  4.  前記ディスク本体の外周面に、板厚方向両側の剪断面部分の間に位置して、剪断面部分よりも小径の破断面部分を形成したことを特徴とする請求項3記載のブレーキディスク。
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