JP2003184961A - サイレントチェーン伝動機構 - Google Patents

サイレントチェーン伝動機構

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JP2003184961A JP2001388291A JP2001388291A JP2003184961A JP 2003184961 A JP2003184961 A JP 2003184961A JP 2001388291 A JP2001388291 A JP 2001388291A JP 2001388291 A JP2001388291 A JP 2001388291A JP 2003184961 A JP2003184961 A JP 2003184961A
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16GBELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G13/00Chains
    • F16G13/02Driving-chains
    • F16G13/04Toothed chains
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/30Chain-wheels

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Gears, Cams (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サイレントチェーンの組み立て負担とその製
作精度を軽減して、スプロケットのチェーン走行ライン
上を正確に走行して優れた騒音特性、振動特性、摩耗特
性、走行安定性を発揮すること。 【解決手段】 複数のリンクプレート21を表裏ランダ
ムにチェーン幅方向に並列集合したリンク列22が連結
ピン23によって相互に指組み状に連結されたサイレン
トチェーンと前記リンク列22の外側噛み合い面が着座
状態で噛み合うスプロケットとを備え、前記リンクプレ
ート21のプレート外形寸法(w,h)が前記リンク列
22のリンク外形寸法(W,H)より小さく(w<W,
h<H)、前記リンク外形寸法(W,H)が前記スプロ
ケットと正規に噛み合うための設計基準寸法(Ws,H
s)に合致(W=Ws,H=Hs)したサイレントチェ
ーン伝動機構。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、サイレントチェー
ンとスプロケット間で動力を伝達する伝動機構に関する
ものであって、特に、4サイクルエンジンのクランク軸
からカム軸やバランサ軸を駆動するようなサイレントチ
ェーン伝動機構に関するものである。 【0002】 【従来の技術】図4に示すような4サイクルエンジンの
クランク軸から吸気バルブ、排気バルブ、バランサなど
を駆動する場合に用いられるサイレントチェーン伝動機
構は、バルブ駆動用クランク軸スプロケットA11a
と、吸気バルブ用カム軸スプロケットA12aと、排気
バルブ用カム軸スプロケットA12bと、これらの間に
掛け回されるバルブ開閉タイミング用サイレントチェー
ン20aと、このバルブ開閉タイミング用サイレントチ
ェーン20aに張力を与えるテンショナ30aとで構成
されるバルブ開閉タイミング伝動機構M1を備えている
とともに、前記バルブ駆動用クランク軸スプロケットA
11aと同心状に軸支されたバランサ駆動用クランク軸
スプロケットA11bと、バランサ軸スプロケットA1
3と、これらの間に掛け回されるバランサ駆動用サイレ
ントチェーン20bと、このバランサ駆動用サイレント
チェーン20bに張力を与えるテンショナ30bとで構
成されるバランサ伝動機構M2とを備えている。 【0003】そして、前記バルブ開閉タイミング用サイ
レントチェーン20aとバランサ駆動用サイレントチェ
ーン20bは、打ち抜き加工された一対の噛み合い歯を
有する複数のリンクプレート21を表裏ランダムにチェ
ーン幅方向に並列集合したリンク列22が連結ピン23
で相互に指組み状に多数連結されている。 【0004】他方、このような吸気バルブと排気バルブ
は、バルブ駆動用クランク軸スプロケットA11aが2
回転すると、それぞれ1回作動するようになっている。
そこで、クランク軸側の回転速度をカム軸側で1/2に
減速する必要があり、吸気バルブ用カム軸スプロケット
A12aと排気バルブ用カム軸スプロケットA12bの
歯数は、バルブ駆動用クランク軸スプロケットA11a
の歯数の2倍となるように設定されている。 【0005】また、バランサ軸は、クランク軸の高次不
釣り合いを相殺するため、バランサ駆動用クランク軸が
1回転すると2回転するようになっている。そこで、バ
ランサ駆動用クランク軸側の回転速度をバランサ軸側で
2倍に増速する必要があり、バランサ駆動用クランク軸
スプロケットA11bの歯数は、バランサ軸スプロケッ
トA13の歯数の2倍となるように設定されている。 【0006】そして、バルブ駆動用クランク軸スプロケ
ットA11a、カム軸スプロケットA12、バランサ軸
スプロケットA13には、同一の歯切り条件からなるイ
ンボリュート歯、すなわち、前述したようなサイレント
チェーンのチェーン・ピッチと同一ピッチのホブ・ピッ
チを有するホブ・カッターで歯切りされたインボリュー
ト歯が形成されている。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】そこで、このような従
来のサイレントチェーン伝動機構に用いているバルブ開
閉タイミング用サイレントチェーン20aとバランサ駆
動用サイレントチェーン20bは、図5の(a)に示す
ように、リンクプレート21を精密に打ち抜き加工して
も打ち抜き加工時の打ち抜き振動などによって連結ピン
孔21aの穿孔位置との間で僅かなズレ(A>B,C<
D)を生じ、図5の(c)に示すように、必ずしもリン
クプレート21の各部位が左右対象(A=B,C=D)
とはならないため、チェーン組み立て時にこのような多
数のリンクプレート21を表裏ランダムにチェーン幅方
向に並列集合してリンク列22を形成すると、図5の
(b)に示すように、チェーン幅方向に並列集合した全
てのリンクプレート21を投影したリンク列22のリン
ク外形寸法(W,H)はリンク列22を構成する個々の
リンクプレート21のプレート外形寸法(w,h)より
僅かに大きくなる傾向がある。 【0008】そうすると、これらのサイレントチェーン
のリンクプレート21に打ち抜き加工された一対の連結
ピン孔21a間で設定されるチェーン・ピッチと同一ピ
ッチのホブ・ピッチを有するホブ・カッターで歯切りさ
れた最適な噛み合いを達成する筈のスプロケットであっ
ても、図5の(b)に示すように、リンク列22のリン
ク外形寸法(W,H)が個々のリンクプレート21のプ
レート外形寸法(w,h)より大きくなっている分(δ
w,δh)だけ、サイレントチェーン伝動時におけるサ
イレントチェーンとスプロケットとの噛み合いが窮屈に
なって噛み合い不良を生じて振動や騒音を発生させた
り、両者の噛み合い面に噛み合い干渉を生じて耐摩耗性
を著しく低下させるという問題があった。 【0009】また、このような従来のサイレントチェー
ン伝動機構は、歯数の相異なるバルブ駆動用クランク軸
スプロケットA11a、カム軸スプロケットA12、バ
ランサ軸スプロケットA13のインボリュート歯を全て
同一のホブ・ピッチを有するホブ・カッターで歯切り加
工しているため、これらのスプロケットにおいて最適な
噛み合いを一律に達成することは至難の技であり、いず
れかのスプロケットにおいて生じる噛み合い不良を回避
することができず、この噛み合い不良が前述したような
振動騒音や摩耗をより増大させるという問題があった。 【0010】特に、小歯数のバルブ駆動用クランク軸ス
プロケットA11aよりも巻き付くリンクプレート21
のリンク数が多い大歯数のカム軸スプロケットA12
や、バランサ軸スプロケットA13より巻き付き角度が
大きいバランサ駆動用クランク軸スプロケットA11b
では、前述したような窮屈な噛み合いがより多く累積し
てサイレントチェーンが本来のチェーン走行ラインLc
よりも外側に際立って大きく外れて走行することによっ
て、騒音特性、振動特性、摩耗特性、走行安定性などで
様々な悪影響を生じるという問題があった。 【0011】そこで、本発明の目的は、前述したような
従来技術の問題点を解消して、サイレントチェーンの組
み立て負担とその製作精度を軽減することができるとと
もに、スプロケットに設定されたチェーン走行ライン上
を外れることなく正確に走行して、優れた騒音特性、振
動特性、摩耗特性、走行安定性を発揮することができる
サイレントチェーン伝動機構を提供することである。 【0012】 【課題を解決するための手段】本請求項1に係る発明
は、複数のリンクプレートを表裏ランダムにチェーン幅
方向に並列集合したリンク列が連結ピンによって相互に
指組み状に連結されたサイレントチェーンと、前記サイ
レントチェーンのリンク列に形成された外側噛み合い面
が最終的に着座状態で噛み合うスプロケットとを備えた
サイレントチェーン伝動機構において、前記リンクプレ
ートに配設した一対の連結ピン孔を基準位置として打ち
抜き加工されたプレート外形寸法(w,h)が前記リン
ク列をチェーン幅方向に投影して輪郭されるリンク外形
寸法(W,H)より小さく、前記リンク列のリンク外形
寸法(W,H)が前記スプロケットと正規に噛み合うた
めの設計基準寸法(Ws,Hs)に合致していることに
よって、前述した課題を解決するものである。 【0013】ここで、本発明におけるサイレントチェー
ンの「プレート外形寸法(w,h)」とは、リンクプレ
ートの連結方向における最大両端幅wとリンクプレート
の両外側噛み合い面の延長線が交差する点からチェーン
ピッチラインまでの最短距離hとで決定される外形寸法
を意味し、「リンク外形寸法(W,H)」とは、リンク
列をチェーン幅方向に投影して輪郭されるリンク列の連
結方向における最大両端幅Wとリンク列をチェーン幅方
向に投影して輪郭されるリンク列の両外側噛み合い面の
延長線が交差する点からチェーンピッチラインまでの最
短距離Hとで決定される外形寸法を意味している。な
お、「チェーンピッチライン」とは、リンクプレートに
打ち抜き加工された連結ピン孔の中心を相互に結んだラ
イン、若しくは、リンクプレートに挿通された連結ピン
の中心を相互に結んだラインのことである。 【0014】また、本発明における「設計基準寸法(W
s,Hs)」とは、サイレントチェーン伝動時にスプロ
ケット歯面のチェーン走行ライン上において最終的に着
座状態で噛み合うように設定されたサイレントチェーン
の外形基準寸法を意味している。 【0015】さらに、本発明のサイレントチェーン伝動
機構は、伝動時にサイレントチェーンのリンク列に形成
された外側噛み合い面がスプロケットに対して噛み合っ
た状態で着座するものを対象としているが、スプロケッ
トとの噛み合い開始時にはリンク列に形成された外側噛
み合い面、もしくは内側噛み合い面の何れで噛み合って
も差し支えない。 【0016】 【作用】本発明のサイレントチェーン伝動機構に用いた
サイレントチェーンは、リンクプレートに配設した一対
の連結ピン孔を基準位置として打ち抜き加工されたプレ
ート外形寸法(w,h)を前記リンク列をチェーン幅方
向に投影して輪郭されるリンク外形寸法(W,H)より
小さく、前記リンク列のリンク外形寸法(W,H)がス
プロケットと正規に噛み合うための設計基準寸法(W
s,Hs)と合致していることによって、複数のリンク
プレートを表裏ランダムにチェーン幅方向に並列集合し
たリンク列が連結ピンによって相互に指組み状に連結さ
れたサイレントチェーンであっても、スプロケットに設
定されたチェーン走行ライン上を正確に走行して確実に
噛み合う。 【0017】 【発明の実施の形態】以下、本発明のサイレントチェー
ン伝動機構の好ましい実施の形態である実施例を図面に
基づいて説明する。ここで、図1は、本発明の一実施例
であるサイレントチェーン伝動機構のサイレントチェー
ンにおけるプレート外形寸法とリンク外形寸法と設計基
準寸法との大小関係を示したものであって、(a)はリ
ンクプレートの拡大図であり、(b)はリンク列の拡大
図である。図2は、サイレントチェーン伝動機構の噛み
合い状態の概要を示したものであって、(a)は本実施
例の噛み合い状態、(b)は従来の噛み合い状態を示し
た図であり、図3は、図2の噛み合い状態を一部拡大し
た模式図であって、(a)は本実施例の噛み合い状態、
(b)は従来の噛み合い状態を示した図である。 【0018】まず、本実施例のサイレントチェーン伝動
機構は、図4に示された従来の4サイクルエンジンに設
置したサイレントチェーン伝動機構と基本的には同様な
ものであって、自動車エンジンの吸気バルブと排気バル
ブをクランク軸の2回転につき1回転作動させるために
バルブ駆動タイミング用サイレントチェーン20aによ
って動力伝達されるバルブ駆動用クランク軸スプロケッ
ト11a、吸気バルブ・カム軸スプロケット12a、排
気バルブ・カム軸スプロケット12bを備えて減速伝動
するバルブ開閉タイミング伝動機構M1と、バランサを
クランク軸の1回転につき2回転させるためにバランサ
駆動用サイレントチェーン20bによって動力伝達され
るバランサ駆動用クランク軸スプロケット11b、バラ
ンサ軸スプロケット13a、13bを備えて増速伝動す
るバランサ伝動機構M2とを具備している。 【0019】そこで、本実施例のサイレントチェーン伝
動機構で用いたバルブ駆動タイミング用サイレントチェ
ーン20aとバランサ駆動用サイレントチェーン20b
について以下のとおり詳説する。前記バルブ開閉タイミ
ング用サイレントチェーン20aとバランサ駆動用サイ
レントチェーン20bは、一対の噛み合い歯を有する複
数のリンクプレート21でリンク列22を構成し、この
リンク列22を連結ピン23で相互に指組み状に多数連
結することによって、チェーン長手方向に全て同一の形
状・構造に編成されており、噛み合い開始時にリンク列
22に形成された内側噛み合い面が噛み合って外側噛み
合い面が最終的に着座状態で噛み合うようになってい
る。 【0020】そして、これらのバルブ開閉タイミング用
サイレントチェーン20aとバランサ駆動用サイレント
チェーン20bに編成される個々のリンクプレート21
は、図1の(a)に示すように、一対の連結ピン孔21
aを基準位置としてブランク鋼板からシェービング加
工、又は、ファインブランキング加工によって精密にそ
れぞれ打ち抜き加工され、さらに、このようにして得ら
れたリンクプレート21で構成されるリンク列22は、
図1の(b)に示すように、多数のリンクプレート21
が表裏ランダムにチェーン幅方向に並列集合している。 【0021】ここで、前記リンクプレート21は、プレ
ート打ち抜き加工時に発生する打ち抜き振動、打ち抜き
衝撃などによって、連結ピン孔21aの基準位置とプレ
ート外形との間に僅かなズレ(A>B,C<D)を生じ
て左右非対象となっており、個々のリンクプレート21
においてバラツキがあるが、このリンクプレート21の
プレート外形寸法(w,h)は、前記リンク列22をチ
ェーン幅方向に投影して輪郭されるリンク外形寸法
(W,H)より小さく(w<W,h<H)なっている。
そして、前記リンクプレート21が表裏ランダムにチェ
ーン幅方向に並列集合してなるリンク列22のリンク外
形寸法(W,H)は、前述したバルブ駆動用クランク軸
スプロケット11a、吸気バルブ・カム軸スプロケット
12a、排気バルブ・カム軸スプロケット12bなどの
スプロケットと正規に噛み合うための設計基準寸法W
s、すなわち、図2の(a)に示すように、サイレント
チェーン伝動時にスプロケット歯面のチェーン走行ライ
ンLc上において最終的に着座状態で噛み合うように設
定されたサイレントチェーンの外形基準寸法(Ws,H
s)に合致(W=Ws,H=Hs)している。 【0022】次に、本実施例のサイレントチェーン伝動
機構で用いた駆動用クランク軸スプロケット11、カム
軸スプロケット12、バランサ軸スプロケット13に
は、同一の歯切り条件からなるインボリュート歯、すな
わち、前述したようなサイレントチェーンのチェーン・
ピッチと同一ピッチのホブ・ピッチを有するホブ・カッ
ターで歯切りされたインボリュート歯が形成されてい
る。 【0023】このようにして構成された本実施例のサイ
レントチェーン伝動機構の基本的な噛み合い状態を図2
乃至図3に基づいて説明すると、以下のとおりである。
複数のリンクプレート21を表裏ランダムにチェーン幅
方向に並列集合したリンク列22が連結ピン23によっ
て相互に指組み状に連結されたバルブ開閉タイミング用
サイレントチェーン20aとバランサ駆動用サイレント
チェーン20bを用いても、リンクプレート21のプレ
ート外形寸法(w,h)が前記リンク列22のリンク外
形寸法(W,H)より小さく(w<W,h<H)、前記
リンク列22のリンク外形寸法(W,H)がスプロケッ
トと正規に噛み合うための設計基準寸法(Ws,Hs)
と合致(W=Ws,H=Hs)しているため、図2の
(a)に示すように、クランク軸スプロケット11a、
カム軸スプロケット12などのスプロケットに設定され
たチェーン走行ラインLc上を正確に走行するととも
に、図3の(a)に示すように、スプロケット歯面と確
実に噛み合う。 【0024】特に、小歯数のクランク軸スプロケット1
1aより巻き付くリンクプレート21のリンク数が多い
大歯数のカム軸スプロケット12や、巻き付き角度が大
きいバランサ駆動用クランク軸スプロケット11bであ
っても、同一の歯切り条件からなるインボリュート歯、
すなわち、前述したようなサイレントチェーンのチェー
ン・ピッチと同一ピッチのホブ・ピッチを有するホブ・
カッターで歯切りされたインボリュート歯が形成されて
おり、更に、前述したように、リンク列22のリンク外
形寸法(W,H)がスプロケットと正規に噛み合うため
の設計基準寸法(Ws,Hs)と合致しているので、図
2の(b)に示す従来のバルブ開閉タイミング用サイレ
ントチェーン20aやバランサ駆動用サイレントチェー
ン20bのように窮屈な噛み合いがより多く累積して本
来のチェーンピッチラインLcよりもδl分だけ外側に
外れて走行するようなことがなく、また、図3の(b)
に示すようにスプロケット歯面との噛み合い不良や過度
の噛み合い干渉Xを起こすこともない。 【0025】以上のようにして得られた本実施例のサイ
レントチェーン伝動機構は、従来のサイレントチェーン
伝動機構と比較すると、複数のリンクプレート21を表
裏ランダムにチェーン幅方向に並列集合したリンク列2
2が連結ピン23によって相互に指組み状に連結された
バルブ開閉タイミング用サイレントチェーン20aとバ
ランサ駆動用サイレントチェーン20bであっても、ス
プロケット歯面に設定されたチェーンピッチラインLc
上を外れることなく正確に走行することができ、優れた
騒音特性、振動特性、摩耗特性、走行安定性を発揮する
ことができ、その効果は甚大である。 【0026】なお、上述した本発明の一実施例であるサ
イレントチェーン伝動機構については、バルブ開閉タイ
ミング伝動機構M1と、バランサ駆動用クランク軸スプ
ロケット11b、バランサ軸スプロケット13a、13
bを備えて増速伝動するバランサ伝動機構M2とを具備
した機構を対象にして説明したが、本発明の他の実施例
であるサイレントチェーン伝動機構が、バランサ伝動機
構M2以外のオイルポンプ等の補機駆動用伝動機構を組
み合わせた機構であっても、同様な作用効果が達成され
ることは言うまでもない。 【0027】 【発明の効果】本発明のサイレントチェーン伝動機構に
用いたサイレントチェーンは、リンクプレートに配設し
た一対の連結ピン孔を基準位置として打ち抜き加工され
たプレート外形寸法(w,h)が前記リンク列をチェー
ン幅方向に投影して輪郭されるリンク外形寸法(W,
H)より小さく、前記リンク列のリンク外形寸法(W,
H)がスプロケットと正規に噛み合うための設計基準寸
法(Ws,Hs)と合致していることによって、前記サ
イレントチェーンのリンク列がスプロケットと確実に噛
み合うため、従来のサイレントチェーンが生じたような
噛み合い不良や歯飛び等の不具合を回避することがで
き、スプロケットに設定されたチェーン走行ライン上を
正確に走行して低騒音と低振動の噛み合いを実現でき、
しかも、チェーン組み立て時にリンクプレートの表裏を
問題視することなく簡便に並列集合して組み付けること
ができるので、サイレントチェーンの組み立て負担とそ
の製作精度が軽減され、チェーン生産性が著しく向上す
る。 【0028】特に、小歯数のスプロケットより巻き付く
リンクプレートのリンク数が多い大歯数のスプロケット
や巻き付き角度が大きいスプロケットであっても、同一
の歯切り条件からなるインボリュート歯が形成されてお
り、リンク外形寸法(W,H)がスプロケットと正規の
着座状態で噛み合うための設定基準寸法(Ws,Hs)
と合致していることによって、スプロケットがサイレン
トチェーンのリンク列を確実かつ円滑に受け入れるの
で、従来のような窮屈な噛み合いがより多く累積してサ
イレントチェーンが本来のチェーン走行ラインよりも外
側に外れて走行するようなことがなく、最適な噛み合い
を達成することができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明の一実施例であるサイレントチェーン
伝動機構のサイレントチェーンにおけるプレート外形寸
法とリンク外形寸法と設計基準寸法との大小関係を示し
たものであって、(a)はリンクプレートの拡大図であ
り、(b)はリンク列の拡大図。 【図2】 サイレントチェーン伝動機構の噛み合い状態
の概要を示したものであって、(a)は本実施例の噛み
合い状態、(b)は従来の噛み合い状態を示した図。 【図3】 図2の噛み合い状態を一部拡大した模式図で
あって、(a)は本実施例の噛み合い状態、(b)は従
来の噛み合い状態を示した図。 【図4】 サイレントチェーン伝動機構の全体概要図。 【図5】 従来のサイレントチェーンにおけるプレート
外形寸法とリンク外形寸法との大小関係を示した図。 【符号の説明】 11a,A11a ・・・ バルブ駆動用クランク軸ス
プロケット 11b,A11b ・・・ バランサ軸駆動用クランク
軸スプロケット 12a,A12a ・・・ 吸気バルブ用カム軸スプロ
ケット 12b,A12b ・・・ 排気バルブ用カム軸スプロ
ケット 13 ,A13 ・・・ バランサ軸スプロケット 20a ・・・ バルブ開閉タイミング用サイレントチ
ェーン 20b ・・・ バランサ駆動用サイレントチェーン 21 ・・・ リンクプレート 21a ・・・ 連結ピン孔 22 ・・・ リンク列 23 ・・・ 連結ピン 30a ・・・ テンショナ 30b ・・・ テンショナ Lc ・・・ チェーン走行ライン La ・・・ チェーンピッチライン X ・・・ 噛み合い干渉

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 複数のリンクプレートを表裏ランダムに
    チェーン幅方向に並列集合したリンク列が連結ピンによ
    って相互に指組み状に連結されたサイレントチェーン
    と、前記サイレントチェーンのリンク列に形成された外
    側噛み合い面が最終的に着座状態で噛み合うスプロケッ
    トとを備えたサイレントチェーン伝動機構において、 前記リンクプレートに配設した一対の連結ピン孔を基準
    位置として打ち抜き加工されたプレート外形寸法(w,
    h)が前記リンク列をチェーン幅方向に投影して輪郭さ
    れるリンク外形寸法(W,H)より小さく、前記リンク
    列のリンク外形寸法(W,H)が前記スプロケットと正
    規に噛み合うための設計基準寸法(Ws,Hs)に合致
    していることを特徴とするサイレントチェーン伝動機
    構。
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