JP6290767B2 - 作業車両 - Google Patents

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Description

本発明は、作業車両に関する。
従来、代表的な作業車両であるトラクタが知られている(特許文献1参照)。トラクタは、停止した状態から発進する際に、いわゆる変速ショックが発生する。これは、オペレータの操作に対して鋭敏に駆動力(トラクタが発進する力)が生じてしまうことによる。
ところで、トラクタは、無段変速装置を備えており、該無段変速装置の作動状態を変更することにより発進できる。そのため、変速ショックを抑制すべく、無段変速装置の応答速度を調節自在とするトラクタが提案されていた。即ち、発進時の加速特性を調節自在とするトラクタが提案されていたのである。しかしながら、加速特性を調節する操作は、オペレータが調節前後の変化についてイメージしにくく、困難な場合があった。
特開2013−183709号公報
本発明は、オペレータが画面を見ながら加速特性を調節でき、かかる操作が容易となる作業車両を提供することを目的としている。
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
請求項1に係る発明は、エンジンと、前記エンジンの回転動力を変換する無段変速装置と、副変速装置と、シフトレバーと、を備え、前記無段変速装置の作動状態を変更することにより発進できるとした作業車両において、前記副変速装置は、前記シフトレバーの操作位置である「超低速」「一速」「二速」に応じて回転動力が伝達され、運転座席の近傍には、ディスプレイが配置され、前記ディスプレイは、加速特性を調節する画面を表示可能であり、前記画面には、前記「超低速」「一速」「二速」の三つのスライドバーが表示され、前記「超低速」「一速」「二速」の操作位置ごとに加速特性を調節可能に構成したものである。
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
本発明によれば、ディスプレイの画面に副変速装置のシフトレバーの操作位置である「超低速」「一速」「二速」の三つのスライドバーが表示され、前記「超低速」「一速」「二速」の操作位置ごとに加速特性を調節可能に構成したことにより、オペレータが画面を見ながら加速特性を調節できるので、かかる操作が容易となる。
トラクタを示す図。 図1の矢印Xから見た図。 図1の矢印Yから見た図。 図1の矢印Zから見た図。 トラクタの動力伝達系統を示す図。 無段変速装置を示す図。 トラクタの運転座席とその周囲を示す図。 オペレータの視界を示す図。 トラクタの情報ネットワークを示す図。 ディスプレイを示す図。 ディスプレイに関する制御システムを示す図。 ディスプレイに表示された画面を示す図。 ディスプレイに表示された画面を示す図。 ディスプレイに表示された画面を示す図。 ディスプレイに表示された画面を示す図。 ディスプレイに表示された画面を示す図。
本発明の技術的思想は、あらゆる作業車両に適用することが可能である。本願では、代表的な作業車両であるトラクタを用いて説明する。
まず、トラクタ1について簡単に説明する。
図1は、トラクタ1を示している。図2は、図1の矢印Xから見た図であり、図3は、図1の矢印Yから見た図である。また、図4は、図1の矢印Zから見た図である。なお、図中には、トラクタ1の前後方向、左右方向及び上下方向を表す。
トラクタ1は、主に、フレーム11と、エンジン12と、トランスミッション13と、フロントアクスル14とリヤアクスル15と、で構成されている。また、トラクタ1は、キャビン16を備えている。キャビン16は、その内側が操縦室になっており、運転座席161のほか、アクセルペダル162やシフトレバー163などが配置されている(図7参照)。
フレーム11は、トラクタ1の前部における骨格をなす。フレーム11は、トランスミッション13やリヤアクスル15とともにトラクタ1のシャシを構成する。以下に説明するエンジン12は、フレーム11によって支持される。
エンジン12は、燃料を燃焼させて得た熱エネルギーを運動エネルギーに変換する。つまり、エンジン12は、燃料を燃やすことによって回転動力を生み出す。なお、エンジン12には、エンジン制御装置が接続されている(図示せず)。エンジン制御装置は、オペレータがアクセルペダル162(図7参照)を操作すると、その操作に応じてエンジン12の運転状態を変更する。また、エンジン12には、排気浄化装置12Eが備えられている。排気浄化装置12Eは、排気に含まれる微粒子や一酸化炭素、炭化水素などを酸化させる。
トランスミッション13は、エンジン12の回転動力をフロントアクスル14やリヤアクスル15に伝達する。トランスミッション13には、連結機構を介してエンジン12の回転動力が入力される。なお、トランスミッション13には、無段変速装置33が備えられている(図5参照)。無段変速装置33は、オペレータが主変速レバーを操作すると、その操作に応じてトランスミッション13の作動状態を変更する。
フロントアクスル14は、エンジン12の回転動力をフロントタイヤ141に伝達する。フロントアクスル14には、トランスミッション13を介してエンジン12の回転動力が入力される。なお、フロントアクスル14には、操舵装置が並設されている(図示せず)。操舵装置は、オペレータがハンドル164(図7参照)を操作すると、その操作に応じてフロントタイヤ141の舵角を変更する。
リヤアクスル15は、エンジン12の回転動力をリヤタイヤ151に伝達する。リヤアクスル15には、トランスミッション13を介してエンジン12の回転動力が入力される。なお、リヤアクスル15には、PTO出力装置が設けられている(図示せず)。PTO出力装置は、オペレータがPTOスイッチ165(図7参照)を操作すると、その操作に応じて牽引する作業機械に回転動力を伝達する。
次に、トラクタ1の動力伝達系統について説明する。
図5は、トラクタ1の動力伝達系統を示している。図6は、無段変速装置33を示している。
トラクタ1の動力伝達系統は、主に、エンジン12と、トランスミッション13と、フロントアクスル14と、リヤアクスル15と、で構成されている。ここでは、トランスミッション13の構造に着目して説明する。
トランスミッション13は、無段変速装置33と、前後進切換装置34と、副変速装置35と、を備えている。
無段変速装置33は、入力シャフト331と出力シャフト332の回転速度の比を連続的に変更できる。入力シャフト331は、回転自在に支持されたプランジャブロック333に連結されている。プランジャブロック333は、高圧の作動油を送り出し、油圧ポンプ33Pとしての機能を果たす。出力シャフト332は、回転自在に支持されたモータケース334に連結されている。モータケース334は、高圧の作動油を受けることによって回転し、油圧モータ33Mとして機能を果たす。なお、出力シャフト332には、前進駆動ギヤ335と後進駆動ギヤ336が取り付けられている。
前後進切換装置34は、前進用クラッチ341と後進用クラッチ342を互いに独立して作動できる。前進用クラッチ341は、前進駆動ギヤ335に噛み合う前進従動ギヤ343を有している。前進用クラッチ341は、作動することにより、出力シャフト332の回転動力をセンターシャフト345に伝達する。後進用クラッチ342は、リバースギヤを介して後進駆動ギヤ336に噛み合う後進従動ギヤ344を有している。後進用クラッチ342は、作動することにより、出力シャフト332の回転動力をセンターシャフト345に伝達する。なお、センターシャフト345には、超低速駆動ギヤ346と一速駆動ギヤ347と二速駆動ギヤ348が取り付けられている。
副変速装置35は、超低速クラッチ351と一速クラッチ352と二速クラッチ353を互いに独立して作動できる。超低速クラッチ351は、超低速駆動ギヤ346に噛み合う超低速従動ギヤ354を有している。超低速クラッチ351は、作動することにより、センターシャフト345の回転動力をカウンタシャフト357に伝達する。一速クラッチ352は、一速駆動ギヤ347に噛み合う一速従動ギヤ355を有している。一速クラッチ352は、作動することにより、センターシャフト345の回転動力をカウンタシャフト357に伝達する。二速クラッチ353は、二速駆動ギヤ348に噛み合う二速従動ギヤ356を有している。二速クラッチ353は、作動することにより、センターシャフト345の回転動力をカウンタシャフト357に伝達する。なお、カウンタシャフト357には、フロントドライブギヤ358とリヤドライブギヤ359が取り付けられている。
このような構造により、カウンタシャフト357の回転動力は、フロントアクスル14を介してフロントタイヤ141に伝達される。また、カウンタシャフト357の回転動力は、リヤアクスル15を介してリヤタイヤ151に伝達される。
ところで、無段変速装置33は、作動状態を変更することにより、出力シャフト332の回転速度を変更できる。詳細に説明すると、無段変速装置33は、クレイドル337が可動して作動油の送り出し量を変えることにより、出力シャフト332の回転速度を変更できる。従って、トラクタ1は、無段変速装置33が出力シャフト332の回転を止めると、走行状態から停止することとなる。同様に、トラクタ1は、無段変速装置33が出力シャフト332を回転させると、停止状態から走行することとなる(トラクタ1が発進することとなる)。
次に、トラクタ1の操縦室について説明する。
図7は、運転座席161とその周囲を示している。また、図8は、オペレータの視界を示している。
上述したように、キャビン16は、その内側が操縦室になっており、運転座席161のほか、アクセルペダル162やシフトレバー163などが配置されている。また、運転座席161の周囲には、ブレーキペダル166やクラッチペダル167、リバーサレバー168、スピードダイヤル169、インストルメントパネル170、コントロールパネル171などが配置されている。オペレータは、運転座席161に座った状態でアクセルペダル162やシフトレバー163などを操作し、トラクタ1を操縦することができる。なお、オペレータがシフトレバー163を操作すると、副変速装置35が作動する。そして、シフトレバー163の操作位置(「超低速」、「一速」、「二速」のいずれかの位置)に応じて回転動力が伝達されることとなる。
更に、本トラクタ1においては、運転座席161の近傍にディスプレイ2を具備している。ディスプレイ2は、オペレータが右手で操作できるよう、運転座席161の右前側に配置されている。以下に、トラクタ1の情報ネットワークについて簡単に説明するとともに、ディスプレイ2及び該ディスプレイ2に関する制御システムについて説明する。
図9は、トラクタ1の情報ネットワークを示している。また、図10は、ディスプレイ2を示している。そして、図11は、ディスプレイ2に関する制御システムを示している。
本トラクタ1は、最大限の性能を発揮できるよう、各所に情報ネットワークが張り巡らされている。具体的には、エンジン12のほか、トランスミッション13、インストルメントパネル170、コントロールパネル171、ディスプレイ2が互いに情報を共有できるコントローラ・エリア・ネットワーク(CAN)を構成している。
本トラクタ1において、ディスプレイ2は、サイドコンソールの上に配置されている(図7、図8参照)。ディスプレイ2は、液晶パネル21と、エンコーダダイヤル22と、エンターボタン23と、を有している。また、ディスプレイ2は、五つのコマンドボタン24・25・26・27・28を有している。
液晶パネル21は、ディスプレイ2の前面中央に設けられている。液晶パネル21は、制御装置3からの指示に基づいて所定の画面を表示できる。例えば、液晶パネル21は、制御装置3からの指示に基づいてオープニング画面S1を表示できる(図12参照)。また、液晶パネル21は、制御装置3からの指示に基づいてその他の画面を表示できる(図13から図16参照)。なお、液晶パネル21は、いわゆるタッチパネルであっても良い。
エンコーダダイヤル22は、ディスプレイ2の上面右側に設けられている。エンコーダダイヤル22は、液晶パネル21に表示された要素の選択に際して、タブをスクロールさせる若しくはハイライトをトラバースさせる旨のオペレータの意思を制御装置3へ伝達できる。例えば、エンコーダダイヤル22は、表示された数字や英文字の選択に際して、タブをスクロールさせる旨のオペレータの意思を制御装置3へ伝達できる(図13参照)。また、エンコーダダイヤル22は、表示されたアイコンの選択に際して、ハイライトをトラバースさせる旨のオペレータの意思を制御装置3へ伝達できる(図14、図15参照)。
エンターボタン23は、エンコーダダイヤル22と一体的に設けられている。エンターボタン23は、液晶パネル21に表示された要素のうち、一の要素を決定した旨のオペレータの意思を制御装置3へ伝達できる。例えば、エンターボタン23は、表示された数字や英文字のうち、一の数字若しくは英文字を決定した旨のオペレータの意思を制御装置3へ伝達できる(図13参照)。また、エンターボタン23は、表示されたアイコンのうち、一のアイコンを決定した旨のオペレータの意思を制御装置3へ伝達できる(図14、図15参照)。なお、本ディスプレイ2において、エンターボタン23は、エンコーダダイヤル22自体が押し込まれる構造となっているが、該エンコーダダイヤル22の上端面に押しボタンを設けた構造であっても良い。
コマンドボタン24・25・26は、ディスプレイ2の前面上部に設けられている。コマンドボタン24・25・26は、液晶パネル21に所定の画面が表示されている場合において、他の画面に切り替える旨のオペレータの意思を制御装置3へ伝達できる。例えば、コマンドボタン24・25は、液晶パネル21にホーム画面S3が表示されている場合において、ショートカット画面(オペレータが任意に設定した画面)に切り替える旨のオペレータの意思を制御装置3へ伝達できる(図14参照)。また、コマンドボタン26は、液晶パネル21にカスタマイズ画面S4が表示されている場合において、ホーム画面S3に切り替える旨のオペレータの意思を制御装置3へ伝達できる(図15参照)。
コマンドボタン27も、ディスプレイ2の前面上部に設けられている。具体的には、コマンドボタン26に隣接した位置に設けられている。コマンドボタン27は、エンターボタン23と同様に、一の要素を決定した旨のオペレータの意思を制御装置3へ伝達できる。例えば、コマンドボタン27は、表示された数字や英文字のうち、一の数字若しくは英文字を決定した旨のオペレータの意思を制御装置3へ伝達できる(図13参照)。また、コマンドボタン27は、表示されたアイコンのうち、一のアイコンを決定した旨のオペレータの意思を制御装置3へ伝達できる(図14、図15参照)。更に、コマンドボタン27は、設定事項を記憶する旨のオペレータの意思を制御装置3へ伝達できる(図16参照)。
コマンドボタン28も、ディスプレイ2の前面上部に設けられている。具体的には、コマンドボタン27に隣接した位置に設けられている。コマンドボタン28は、液晶パネル21に所定の画面が表示されている場合において、一つ前の画面に戻る旨のオペレータの意思を制御装置3へ伝達できる。例えば、コマンドボタン28は、液晶パネル21にカスタマイズ画面S4が表示されている場合において、ホーム画面S3に戻る旨のオペレータの意思を制御装置3へ伝達できる(図15参照)。また、コマンドボタン28は、液晶パネル21に走行カスタマイズ画面S5が表示されている場合において、カスタマイズ画面S4に戻る旨のオペレータの意思を制御装置3へ伝達できる(図16参照)。
以下に、加速特性を調節する操作方法について説明する。
図12から図16は、ディスプレイ2に表示される画面を示している。但し、各図は、本願発明の説明に必要な部分のみを簡略的に表している。
まず、ディスプレイ2には、オープニング画面S1が表示される(図12参照)。オープニング画面S1では、中央付近にシンボルマークSmが表示される。シンボルマークSmは、サプライヤメーカを象徴する意匠である。シンボルマークSmは、黒色の背景画像に浮き上がり、オペレータに強い印象を与える。
次に、ディスプレイ2には、ロック解除画面S2が表示される(図13参照)。ロック解除画面S2では、横一列に暗証番号を入力するためのスクロールボックスSb1・Sb2・Sb3・Sb4が表示される。スクロールボックスSb1・Sb2・Sb3・Sb4は、選択されているいずれか一つがハイライトされる(図中のH部参照)。スクロールボックスSb1・Sb2・Sb3・Sb4は、0から9までの数字若しくはAからFまでの英文字をスクロールできる。オペレータは、エンコーダダイヤル22を回すことによって数字若しくは英文字を選択し、エンターボタン23を押すことによって決定できる。
なお、ロック解除画面S2においては、コマンドボタン25・26を押すことによって数字若しくは英文字を選択し、コマンドボタン27を押すことによって決定することができる。また、コマンドボタン28を押すことによって決定を取り消すこともできる。加えて、暗証番号を間違ったときは、その旨のメッセージが表示される。ロック解除画面S2では、オペレータの氏名が記されたダイアログボックスDb1と、作業予定が記されたダイアログボックスDb2と、が表示される。オペレータは、これらのダイアログボックスDb1・Db2から自身の作業予定を把握できる。
次に、ディスプレイ2には、ホーム画面S3が表示される(図14参照)。ホーム画面S3では、上下二列にメニューを選択するためのアイコンIa1・Ia2・Ia3・Ia4・・・Ia8が表示される。アイコンIa1・Ia2・Ia3・Ia4・・・Ia8は、選択されているいずれか一つがハイライトされる(図中のH部参照)。そして、ハイライトは、エンコーダダイヤル22の回転に応じてトラバースされる。オペレータは、エンコーダダイヤル22を回すことによって所望のアイコン(Ia1・Ia2・Ia3・Ia4・・・Ia8のいずれか)を選択し、エンターボタン23を押すことによって決定できる。
なお、ホーム画面S3においては、コマンドボタン(24・25・26・27・28のいずれか)を押すことによってアイコン(Ia1・Ia2・Ia3・Ia4・・・Ia8のいずれか)を選択することはできないが、コマンドボタン27を押すことによって決定することはできる。また、コマンドボタン28を押すと、ロック解除画面S2に戻ることができる。加えて、『前ページ』と記されたボタンBa1若しくは『次ページ』と記されたボタンBa2を選択して決定したときは、別のホーム画面S3に切り替わる。選択できないアイコンについては、グレーアウトされる(図中のG部参照)。
ここでは、『トラクタ設定』と記されたアイコンIa2を選択して決定する。
ディスプレイ2には、カスタマイズ画面S4が表示される(図15参照)。カスタマイズ画面S4では、左右二列にメニューを選択するためのアイコンIb1・Ib2・Ib3・Ib4・・・Ib8が表示される。アイコンIb1・Ib2・Ib3・Ib4・・・Ib8は、選択されているいずれか一つがハイライトされる(図中のH部参照)。そして、ハイライトは、エンコーダダイヤル22の回転に応じてトラバースされる。オペレータは、エンコーダダイヤル22を回すことによって所望のアイコン(Ib1・Ib2・Ib3・Ib4・・・Ib8のいずれか)を選択し、エンターボタン23を押すことによって決定できる。
なお、カスタマイズ画面S4においては、コマンドボタン(24・25・26・27・28のいずれか)を押すことによってアイコン(Ib1・Ib2・Ib3・Ib4・・・Ib8のいずれか)を選択することはできないが、コマンドボタン27を押すことによって決定することはできる。また、コマンドボタン28を押すと、ホーム画面S3に戻ることができる。加えて、『前ページ』と記されたボタンBb1若しくは『次ページ』と記されたボタンBb2を選択して決定したときは、別のカスタマイズ画面S4に切り替わる。選択できないアイコンについては、グレーアウトされる(図示せず)。
次に、カスタマイズ画面S4における『走行』と記されたアイコンIb1を選択し、決定した場合を想定する。
ディスプレイ2には、走行カスタマイズ画面S5が表示される(図16参照)。走行カスタマイズ画面S5では、シフトレバー163の操作位置(「超低速」、「一速」、「二速」の位置)ごとに加速特性を調節することができる。走行カスタマイズ画面S5では、上下に三つのスライドバーSc1・Sc2・Sc3が表示される。以降に、各スライドバーSc1・Sc2・Sc3の意味について具体的に説明する。
スライドバーSc1は、シフトレバー163の操作位置が「超低速」であるときの加速特性を調節可能とした部分である。スライドバーSc1は、左端側が遅鈍な加速特性になる方向であり、右端側が鋭敏な加速特性になる方向である。また、スライドバーSc1の略中央部では、矢印Acが標準状態となる位置を指し示している。従って、スライドバーSc1のインジケータIc1が矢印Acよりも左側にある場合は、標準状態よりも遅鈍な加速特性が実現され、オペレータの操作に対してゆっくり加速していくこととなる。反対に、スライドバーSc1のインジケータIc1が矢印Acよりも右側にある場合は、標準状態よりも鋭敏な加速特性が実現され、オペレータの操作に対して素早く加速していくこととなる。オペレータは、エンコーダダイヤル22を回すことによってインジケータIc1を伸張又は短縮し、エンターボタン23を押すことによって決定できる。
スライドバーSc2は、シフトレバー163の操作位置が「一速」であるときの加速特性を調節可能とした部分である。スライドバーSc2は、左端側が遅鈍な加速特性になる方向であり、右端側が鋭敏な加速特性になる方向である。また、スライドバーSc2の略中央部では、矢印Acが標準状態となる位置を指し示している。従って、スライドバーSc2のインジケータIc2が矢印Acよりも左側にある場合は、標準状態よりも遅鈍な加速特性が実現され、オペレータの操作に対してゆっくり加速していくこととなる。反対に、スライドバーSc2のインジケータIc2が矢印Acよりも右側にある場合は、標準状態よりも鋭敏な加速特性が実現され、オペレータの操作に対して素早く加速していくこととなる。オペレータは、エンコーダダイヤル22を回すことによってインジケータIc2を伸張又は短縮し、エンターボタン23を押すことによって決定できる。
スライドバーSc3は、シフトレバー163の操作位置が「二速」であるときの加速特性を調節可能とした部分である。スライドバーSc3は、左端側が遅鈍な加速特性になる方向であり、右端側が鋭敏な加速特性になる方向である。また、スライドバーSc3の略中央部では、矢印Acが標準状態となる位置を指し示している。従って、スライドバーSc3のインジケータIc3が矢印Acよりも左側にある場合は、標準状態よりも遅鈍な加速特性が実現され、オペレータの操作に対してゆっくり加速していくこととなる。反対に、スライドバーSc3のインジケータIc3が矢印Acよりも右側にある場合は、標準状態よりも鋭敏な加速特性が実現され、オペレータの操作に対して素早く加速していくこととなる。オペレータは、エンコーダダイヤル22を回すことによってインジケータIc3を伸張又は短縮し、エンターボタン23を押すことによって決定できる。
このように、本トラクタ1(作業車両)は、運転座席161の近傍にディスプレイ2を具備する。そして、ディスプレイ2は、加速特性を調節するための画面(走行カスタマイズ画面S5)を表示できる。これにより、本トラクタ1(作業車両)は、オペレータが画面(走行カスタマイズ画面S5)を見ながら加速特性を調節できるので、かかる操作が容易となる。
更に詳細に説明すると、ディスプレイ2は、シフトレバー163の操作位置ごとに加速特性を調節するための画面(走行カスタマイズ画面S5)を表示できる。これにより、本トラクタ1(作業車両)は、シフトレバー163の操作位置ごとに加速特性を変えることができる。
加えて、ディスプレイ2は、一端側を遅鈍な加速特性になる方向とし他端側を鋭敏な加速特性になる方向としたスライドバーSc1・Sc2・Sc3を表示できる。これにより、本トラクタ1(作業車両)は、調節前後の変化がイメージしやすくなる。
なお、走行カスタマイズ画面S5においては、コマンドボタン(24・25・26・27・28のいずれか)を押すことによってインジケータIc1・Ic2・Ic3を伸張又は短縮することはできないが、コマンドボタン27を押すことによって決定することはできる。また、ダイアログボックスDcには、操作方法についての説明が記される。コマンドボタン28を押すと、カスタマイズ画面S4に戻ることができる。更に、『前ページ』と記されたボタンBc1若しくは『次ページ』と記されたボタンBc2を選択して決定すると、別の走行カスタマイズ画面に切り替わる。
1 トラクタ(作業車両)
11 フレーム
12 エンジン
13 トランスミッション
14 フリントアクスル
15 リヤアクスル
16 キャビン
2 ディスプレイ
21 液晶パネル
22 エンコーダダイヤル
23 エンターボタン
24 コマンドボタン
25 コマンドボタン
26 コマンドボタン
27 コマンドボタン
28 コマンドボタン
33 無段変速装置
161 運転座席
163 シフトレバー
S5 走行カスタマイズ画面
Sc1 スライドバー
Sc2 スライドバー
Sc3 スライドバー
Dc ダイアログボックス

Claims (1)

  1. エンジンと、前記エンジンの回転動力を変換する無段変速装置と、副変速装置と、シフトレバーと、を備え、前記無段変速装置の作動状態を変更することにより発進できるとした作業車両において、
    前記副変速装置は、前記シフトレバーの操作位置である「超低速」「一速」「二速」に応じて回転動力が伝達され、
    運転座席の近傍には、ディスプレイが配置され、
    前記ディスプレイは、加速特性を調節する画面を表示可能であり、
    前記画面には、前記「超低速」「一速」「二速」の三つのスライドバーが表示され、
    前記「超低速」「一速」「二速」の操作位置ごとに加速特性を調節可能に構成した
    ことを特徴とする作業車両。
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