KR20020051761A - An automotive booster - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량용 부스터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리액션디스크와 플런저의 접촉면적을 크게 하여 제동 시 스폰지 감을 방지할 수 있도록 된 차량용 부스터에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle booster, and more particularly, to a vehicle booster which can prevent a feeling of sponge during braking by increasing the contact area between the reaction disc and the plunger.
일반적으로 자동차의 브레이크는 자동차의 속도를 저하시키거나, 정차 상태를 안정적으로 유지하기 위하여 사용되는 것으로서, 일반적으로 주행 중 운전자가 수시로 조작하면서 자동차의 속도 조절이나 임시 정차 상태를 유지하기 위하여 페달로 조작하도록 함과 아울러, 자동차의 주차시나 장시간 정차시 사용하도록 주차 브레이크 레버를 두고 있다.In general, a brake of a vehicle is used to reduce the speed of a vehicle or to maintain a stable state of a vehicle. In general, the brake of a vehicle is operated by a pedal to maintain the speed of a vehicle or maintain a temporary stopping state while the driver frequently operates the vehicle while driving. In addition, the parking brake lever is used for parking the car or stopping for a long time.
그런데, 최근 들어 자동차 기술이 급격하게 발전함에 따라 차속이 점차 빨라졌으며, 내외장 부품의 증대로 인해 차량의 무게도 점차 중량화되어 갔다. 따라서 차량 관성력의 주요 인자인 질량과 가속도가 서로 상승작용을 일으키면서 증대되었으며, 이와 함께 주행 중의 안전성에 대한 관심도 아울러 고조되어 왔다. 그 결과, 차량의 제동 성능을 향상시키기 위한다양한 연구 개발이 이루어져 왔으며, 이러한 노력의 결과로 최근 급속하게 발전하고 있는 것이 바로 브레이크 부스터이다.However, in recent years, as vehicle technology has rapidly developed, the vehicle speed has gradually increased, and the weight of the vehicle has been gradually increased due to the increase of internal and external parts. Therefore, mass and acceleration, which are the main factors of vehicle inertia, increase synergistically, and interest in safety while driving has also increased. As a result, various researches and developments have been made to improve the braking performance of the vehicle, and as a result of these efforts, it is the brake booster that is rapidly developing recently.
이러한 브레이크 부스터가 채용된 제동 장치의 일반적인 구조를 살펴보면 도 1에 도시된 바와 같이 운전자의 제동 조작을받는 브레이크 페달(10)과, 엔진의 흡기계로부터 제공되는 부압으로 상기 브레이크 페달(10)의 조작력을 증폭하기 위한 부스터(B)와, 이 부스터(B)의 작동으로 고압의 제동압을 발생시키는 마스터 실린더(12)와, 이 마스터 실린더(12)로부터 제공되는 유압으로 휠의 브레이크 드럼을 잡아 브레이크 작용을 하는 휠 실린더어셈블리(13) 또는 캘리퍼어셈블리(14)로 구성되어 있다.Looking at the general structure of the braking device employing such a brake booster as shown in Figure 1, the brake pedal 10 receives the driver's braking operation, and the operating force of the brake pedal 10 by the negative pressure provided from the intake of the engine Booster (B) for amplifying the pressure, the master cylinder (12) for generating a high pressure braking pressure by the operation of the booster (B), and the brake drum of the wheel with the hydraulic pressure provided from the master cylinder (12) It consists of the wheel cylinder assembly 13 or the caliper assembly 14 which acts.
따라서, 운전자가 운전도중에 발로 브레이크 페달(10)을 밟으면 부스터(B)가 이 힘을 증폭하여 마스터 실린더(12)에서 유압을 발생시키며, 이렇게 해서 발생된 유압은 휠 실린더어셈블리(13) 또는 캘리퍼어셈블리(14)에 작용하여 피스톤 작용으로 휠에 제동력을 발생시킴으로써 자동차 제동작동이 이루어진다.Therefore, when the driver presses the brake pedal 10 with the foot while driving, the booster B amplifies this force to generate oil pressure in the master cylinder 12, and the oil pressure generated in this way is the wheel cylinder assembly 13 or the caliper assembly. The braking operation of the vehicle is achieved by acting on 14 to generate a braking force on the wheel by the piston action.
여기서, 부스터(B)는 위와 같이 운전자의 브레이크 페달(10) 조작력을 증폭하여 마스터 실린더(12)에 제공하도록 하는 것으로 제동배력장치라고도 하며, 여기에는 엔진 흡기매니폴드의 부압을 이용하는 진공식과 엔진으로 구동되는 압축기(compressor)로부터 제공되는 압력을 이용하는 공기식이 있으며, 일반적으로 소형 차량에는 진공식이 많이 사용된다.Here, the booster (B) is also referred to as a braking booster to amplify the driving force of the driver's brake pedal 10 to provide to the master cylinder 12 as described above, and here it is a vacuum and engine using the negative pressure of the engine intake manifold There is a pneumatic type using pressure provided from a compressor driven by a compressor, and a vacuum type is generally used in a small vehicle.
이러한 진공식 부스터는 도 2에 도시된 바와 같이 엔진 부압에 의한 진공이공급되는 진공연결 포트가 구비된 전방하우징(2)과, 전방 하우징(2)과 결합되며 차체에 부착되어 있는 후방 하우징(1), 전방 하우징(2)과 후방 하우징(1) 내에 다이어프램을 매개로 진공챔버(2a)와 대기압챔버(1a)사이에 설치된 배력밸브(3)로 이루어진다.Such a vacuum booster includes a front housing 2 having a vacuum connection port for supplying a vacuum by engine negative pressure, and a rear housing 1 which is coupled to the front housing 2 and attached to the vehicle body as shown in FIG. 2. ), A back pressure valve 3 provided between the vacuum chamber 2a and the atmospheric pressure chamber 1a via the diaphragm in the front housing 2 and the rear housing 1.
여기서, 상기 배력밸브(3)는 폐달(10)의 조작력인 입력(Fi)이 전달되는 입력로드(4)와, 이 입력로드(4)를 감싸면서 배력 작용을 하는 파워피스톤(5), 이 파워피스톤(5)의 전단부로 구비되어 상기 입력로드(4)에 의해 이동되는 플런저(6), 이 플런저(6)가 접촉되는 리액션디스크(8)를 안착하도록 디귿자 단면형상을 갖고 마스터실린더(12)로 출력(Fo)을 전달하는 출력로드(7)로 구성되어진다.Here, the boost valve (3) is an input rod (4) to which the input (Fi), which is the operating force of the pedestal (10) is transmitted, and a power piston (5) acting as a boosting force while wrapping the input rod (4), A master cylinder 12 having a recessed cross-sectional shape for seating the plunger 6 which is provided at the front end of the power piston 5 and moved by the input rod 4 and the reaction disk 8 to which the plunger 6 is in contact. It consists of an output rod (7) that delivers the output (Fo) to.
이때, 상기 입력로드(4)와 출력로드(7)에는 탄성력을 갖고 복원력을 발생하는 리액션스프링(S)이 각각 구비되어짐은 물론이다.At this time, the input rod 4 and the output rod 7 is provided with a reaction spring (S) having an elastic force and generates a restoring force, respectively.
또한, 상기 입력로드(4)에 의해 이동되는 플런저(6)는 출력로드(7)에 안착된 리액션디스크(8)와 랩갭(L, lab Gab)을 형성하게 되고, 상기 플런저(6)와 리액션디스크(8)접촉면적에 따라 출력(Fo)이 결정되므로 각각 고유의 플런저직경(d1)과 리액션디스크직경(D1)을 갖게된다.In addition, the plunger 6 moved by the input rod 4 forms the reaction disc 8 and the lab gaps L and lab Gab seated on the output rod 7, and reacts with the plunger 6. Since the output Fo is determined according to the contact area of the disk 8, the disk 8 has its own plunger diameter d1 and the reaction disk diameter D1.
이와 같은 부스터(B)는 브레이크 페달(10)이 밟히지 않은 릴리즈(release) 상태에서는 대기압이 대기압 챔버(1a)에 작용하지 않으면서 동시에 진공챔버(2a)의 진공압이 대기압챔버(1a)에 공급되도록 하는 상태로서 마스터 실린더(120)에 유압이 발생되지 않게 되지만, 운전자가 브레이크 페달(10)을 밟은 상태에서는 진공챔버(2a)를 차단하고 대기압챔버(1a)에 대기를 공급하는 상태로 되어 다이어프램의전후로 압력차가 발생되어진다.In this booster B, in the release state in which the brake pedal 10 is not pressed, the atmospheric pressure does not act on the atmospheric chamber 1a while the vacuum pressure of the vacuum chamber 2a is applied to the atmospheric chamber 1a. Hydraulic pressure is not generated in the master cylinder 120 as a state to be supplied, but in a state where the driver presses the brake pedal 10, the vacuum chamber 2a is shut off and air is supplied to the atmospheric pressure chamber 1a. The pressure difference is generated before and after the diaphragm.
이에 따라, 발생된 압력 차이는 파워 피스톤(5)을 이동시켜 출력로드(7)가 마스터 실린더(12)에 압력을 작용시켜 일정 수준의 제동압이 발생하게 되고 이때, 이러한 압력차를 유지한 상태로 브레이크 페달(10)의 작동을 멈추면 출력로드(7)가 마스터실린더(12)의 반발력에 의해 후방으로 밀려 리액션디스크(8)가 플런저(6)와 접촉되면서 후방으로 이동시켜 부스터(B)는 제동된 상태를 그대로 유지하게 된다.Accordingly, the generated pressure difference moves the power piston 5 so that the output rod 7 exerts pressure on the master cylinder 12 to generate a predetermined level of braking pressure, and at this time, the pressure difference is maintained. When the low brake pedal 10 stops operating, the output rod 7 is pushed backward by the repulsive force of the master cylinder 12 so that the reaction disc 8 contacts the plunger 6 and moves backward to boost the booster B. Maintains the braked state.
위와 같은 상태에서 운전자가 브레이크 페달을 더 깊이 밟게 되면 진공챔버(2a)와 대기압챔버(1a)의 압력차가 최대가 됨으로써 파워 피스톤(5)이 출력로드(7)를 더욱 세게 작동시키게 되고, 운전자의 브레이크 페달(10) 답력도 입력로드(4) 및 출력로드(7)를 통해 직접 마스터 실린더(12)에 작용하여 마스터 실린더(12)에서는 최대의 브레이크 압이 발생되는데 이때, 상기 입력로드(4)로 전달된 답력은 플런저(6)가 리액션 디스크(8)를 가압함으로써 마스터 실린더(120)에 전달되어 진다.When the driver presses the brake pedal deeper in the above state, the pressure difference between the vacuum chamber 2a and the atmospheric pressure chamber 1a is maximized, and the power piston 5 operates the output rod 7 harder. The brake pedal 10 also acts directly on the master cylinder 12 through the input rod 4 and the output rod 7, so that the maximum brake pressure is generated in the master cylinder 12. The stepped force is transmitted to the master cylinder 120 by the plunger 6 pressurizing the reaction disk 8.
즉, 이를 도 3에 도시된 그래프와 함께 설명하면 O-A구간은 진공공급상태에서 입력(Fi)에 의해 입력로드(4)스프링 장착하중 및 기타 저항을 이기고 출력로드(7)를 통한 출력(Fo)을 발생하기 까지의 저항값이며, A-B구간은 통상 점프인(J1 : Jump-in)구간으로서 입력(Fi)의 증가 없이 출력(Fo)이 증가되는 구간으로 폐달(10)의 조작감을 좌우하므로 적절한 값을 설정하지만 통상, 이 값이 증가되는 경향을 갖게된다.In other words, when this is described together with the graph shown in FIG. 3, the OA section overcomes the input load (4) spring mounting load and other resistance by the input (Fi) in the vacuum supply state, and the output (Fo) through the output rod (7). The AB section is a jump-in (J1) jump-in section that increases the output (Fo) without increasing the input (Fi). Although you set a value, you usually tend to increase this value.
이때, 상기 점프인(J1)크기는 플런저(6)와 리액션디스크(8)사이의 랩갭(L)과상기 리액션디스크(8)의 경도에 의해서 조절되는 한편, 상기 제1점프인(J1)의 형성은 부스터(B)의 진공챔버(2a)에 진공이 공급된 상태에서 폐달(10)을 밟으면 대기압챔버(1a)와의 압력차로 인해 출력(Fo)이 마스터실린더(12)로 전달되고 이와 함께, 출력로드(7)에도 반력이 생성되어 이 반력이 리액션디스크(8)에 전달되어 변형되어진다.At this time, the size of the jump-in (J1) is adjusted by the wrap gap (L) between the plunger 6 and the reaction disk (8) and the hardness of the reaction disk (8), while the size of the first jump-in (J1) Formation is the output Fo is transmitted to the master cylinder 12 due to the pressure difference with the atmospheric pressure chamber (1a) when stepping on the closing moon 10 in a state where the vacuum is supplied to the vacuum chamber (2a) of the booster (B), Reaction force is also generated in the output rod 7, and this reaction force is transmitted to the reaction disk 8 and deformed.
이에 따라, 상기 리액션디스크(8)는 랩갭(L)만큼 변형되는데 이 랩갭(L)에 따라 입력(Fi)의 증가없이도 출력(Fo)이 증가되므로 점프인(J1)도 이에 비례하여 증가되어지게된다.Accordingly, the reaction disk 8 is deformed by the lap gap L, and the jump-in J1 is also increased in proportion to the lap gap L because the output Fo is increased without increasing the input Fi. do.
여기서, 상기 리액션디스크(8)는 고무재질로 되어 있어 힘을 받으면 팽창하는 등의 변형이 가능함은 물론이다.Here, the reaction disk 8 is made of a rubber material, and of course, deformation such as expansion may be performed when the force is applied.
그리고, B-C구간은 부스터(B)의 성능이 발휘되는 구간으로 입력(Fi)에 대해 부스터(B)의 배력비 만큼 증가되어 출력(Fo)이 생성되는데 이때, 상기 배력비는 플런저(6)와 리액션디스크(8)의 면적비인 D1/d1으로 결정되고 통상, 3.0에서 7.5의 값을 갖게 된다.In addition, the BC section is a section in which the performance of the booster B is exerted, and the output Fo is generated by increasing the power ratio of the booster B with respect to the input Fi, wherein the power ratio is equal to the plunger 6. It is determined by the area ratio D1 / d1 of the reaction disk 8, and usually has a value of 3.0 to 7.5.
그리고, C-D구간은 부스터(B)내의 부압이 다 소진되어 배력작동이 끝나고 입력(Fi)대 출력(Fo)의 비가 1:1로 형성되는 구간이다.The C-D section is a section in which the negative pressure in the booster B is exhausted so that the boosting operation is completed and the ratio of input (Fi) to output (Fo) is 1: 1.
그러나, 이러한 부스터(B)의 리액션디스크(8)와 플런저(6)는 이들 사이에 형성된 랩갭(L)으로 인해 초기 제동 시 폐달 행정이 길어져 폐달이 쑥 들어가는 스폰지(Spongy) 감을 발생함은 물론 차량이 급정거하는 느낌을 갖게 하는 단점이 있게된다.However, the reaction disk 8 and the plunger 6 of the booster B have a long ladle stroke during initial braking due to the lap gap L formed therebetween, resulting in a sponge feeling in which the lung moon recedes. There is a drawback to this feeling of sudden stop.
이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 브레이크페달의 초기 조작 시 입력로드에 의해 전달된 페달 답력을 출력로드를 통해 직접 마스터 실린더에 가하기 위해 출력로드와 입력로드 사이에 장착되어 있는 리액션 디스크와 플런저사이의 접촉면적을 크게 하여 제동 시 스폰지 감을 제거할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above, and is provided between the output rod and the input rod to directly apply the pedal effort transmitted by the input rod to the master cylinder through the output rod during initial operation of the brake pedal. The purpose is to increase the contact area between the reaction disk and the plunger so that the sponge can be removed during braking.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엔진 부압에 의한 진공이 공급되는 진공연결 포트가 구비된 전·후방하우징내에 다이어프램을 매개로 진공챔버와 대기압챔버사이에 설치된 배력밸브가 폐달의 조작력인 입력이 전달되는 입력로드와, 이 입력로드를 감싸면서 배력 작용을 하는 파워피스톤, 이 파워피스톤의 전단부로 구비되어 그 선단부가 쐐기형상의 접촉단을 갖고 상기 입력로드에 의해 이동되는 플런저, 이 플런저가 접촉되는 리액션디스크를 안착시키도록 디귿자 단면형상을 갖고 마스터실린더로 출력을 전달하는 출력로드로 구성되어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a hydraulic power valve provided between a vacuum chamber and an atmospheric pressure chamber via a diaphragm in a front and rear housing provided with a vacuum connection port for supplying vacuum by engine negative pressure. An input rod through which the input is transmitted, a power piston for enclosing the input rod, a plunger provided with a front end of the power piston, the front end of which has a wedge-shaped contact end and moved by the input rod, the plunger It is characterized in that it is composed of an output rod for transmitting the output to the master cylinder having a cross-sectional shape so as to seat the reaction disk is in contact with.
도 1은 일반적으로 부스터가 차량의 브레이크장치에 사용된 구성도1 is a configuration in which a booster is generally used for a brake device of a vehicle
도 2는 종래에 따른 부스터의 상세도Figure 2 is a detailed view of the booster according to the prior art
도 3은 도 2에 따른 부스터의 작동 그래프3 is an operating graph of the booster according to FIG.
도 4는 본 발명에 따른 부스터의 상세도4 is a detailed view of a booster according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 부스터의 초기 작동 상태도5 is an initial operating state diagram of the booster according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 부스터의 접촉 상태도Figure 6 is a contact state diagram of the booster according to the present invention
도 7은 본 발명과 종래에 따른 부스터의 입력과 출력 대비 그래프7 is a graph comparing the input and output of the booster according to the present invention and the prior art
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 후방하우징1a : 대기압챔버1: Rear housing 1a: Atmospheric pressure chamber
2 : 전방하우징2a : 진공챔버2: Front housing 2a: Vacuum chamber
3 : 배력밸브4 : 입력로드3: power boost valve 4: input rod
5 : 파워피스톤6 : 플런저5: power piston 6: plunger
6a : 접촉단7 : 출력로드6a: contact end 7: output rod
8 : 리액션디스크10 : 폐달8: reaction disk 10: lung
12 : 마스터실린더13 : 휠실린더어셈블리12: master cylinder 13: wheel cylinder assembly
14 : 캘리퍼어셈블리14: Caliper Assembly
B : 부스터D1 : 리액션디스크직경B: Booster D1: Reaction disc diameter
d1 : 플런저직경d2 : 플런저내경d1: Plunger diameter d2: Plunger diameter
J1 : 점프인Fi : 입력J1: Jump In Fi: Input
Fo : 출력Fo: output
S : 리액션스프링L,L' : 랩갭S: Reaction Spring L, L ': Lap Gap
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 따른 이중 점프인 기능을 갖는 부스터의 상세도를 도시한 것인바, 본 발명은 엔진 부압에 의한 진공이 공급되는 진공연결 포트가 구비된 전·후방하우징(2,1)내에 다이어프램을 매개로 진공챔버(2a)와 대기압챔버(1a)사이에 설치된 배력밸브(3)가 폐달(10)의 조작력인 입력(Fi)이 전달되는 입력로드(4)와,이 입력로드(4)를 감싸면서 배력 작용을 하는 파워피스톤(5), 이 파워피스톤(5)의 전단부로 구비되어 그 선단부가 쐐기형상의 접촉단(6a)을 갖고 상기 입력로드(4)에 의해 이동되는 플런저(6), 이 플런저(6)가 접촉되는 리액션디스크(8)를 안착시키도록 디귿자 단면형상을 갖고 마스터실린더(12)로 출력(Fo)을 전달하는 출력로드(7)로 구성되어 진다.Figure 4 shows a detailed view of the booster having a double jump-in function according to the present invention, the present invention is provided in the front and rear housing (2, 1) equipped with a vacuum connection port supplied with a vacuum by the engine negative pressure An input rod 4 through which a back pressure valve 3 installed between the vacuum chamber 2a and the atmospheric pressure chamber 1a via the diaphragm is transmitted an input Fi, which is an operating force of the closing moon 10, and the input rod 4. ), A plunger which is provided with a power piston (5) which acts as a backing force and a front end of the power piston (5), whose front end portion has a wedge-shaped contact end (6a) and is moved by the input rod (4) ( 6) and an output rod 7 which has a recessed cross-sectional shape and transmits an output Fo to the master cylinder 12 so as to seat the reaction disk 8 in contact with the plunger 6.
이에 따라, 본 발명은 제동 시 도 5에 도시된 바와 같이 플런저(6)의 접촉단(6a)이 리액션디스크(8)에 접촉되므로, 상기 접촉단(6a)에 의해 가압되는 리액션디스크(8)부위가 부풀어오르면서 도 6에 도시된 바와 같이, 리액션디스크(8)가 폐달의 답력이 증가할수록 플런저(6)의 접촉단(6a)을 감싸 랩갭(L')에 의한 초기의 점프인(J1)과 같은 배력비를 발생시키게 된다.Accordingly, in the present invention, since the contact end 6a of the plunger 6 contacts the reaction disk 8 as shown in FIG. 5, the reaction disk 8 pressurized by the contact end 6a. As the portion swells, as shown in FIG. 6, the reaction disk 8 wraps around the contact end 6a of the plunger 6 as the pedal force of the lung increases, and thus the initial jump-in J1 due to the wrap gap L '. Will generate a power ratio such as).
즉, 폐달의 조작에 따라 이동되는 플런저(6)의 접촉단(6a)이 리액션디스크(8)를 가압하면서 접촉되므로 초기의 점프인(J1)에 이어 다시 점프인과 같은 효과를 가져오면서 전술한 종래의 경우와 같은 배력비를 발생시키게 된다.That is, since the contact end 6a of the plunger 6, which is moved according to the operation of the pedestal, is pressed while pressing the reaction disk 8, the above-described jump-in J1 is followed by the jump-in again. The same power generation ratio as in the conventional case is generated.
이에 따라, 본 발명은 리액션디스크(8)를 가압하는 플런저(6)의 접촉단(6a)이 리액션디스크(8)와 접촉되므로 도 6에 도시된 바와 같이, 동일한 입력(Fi)에 대해 출력(Fo)의 크기가 상대적으로 작은 구간이 발생되지만, 본 발명의 플런저(6)와 리액션디스크(8)의 접촉에 따라 제동 초기 브레이크 폐달의 예민한 반응이 없어져 차가 급정거하는 느낌이 안들뿐만 아니라 동일한 힘의 폐달 조작 시 폐달 행정이 전술한 종래의 경우에 비해 상대적으로 줄어들어 폐달이 쑥 들어가는 스폰지 감을 방지할 수 있게 된다.Accordingly, the present invention, since the contact end (6a) of the plunger 6 for pressing the reaction disk (8) is in contact with the reaction disk (8), as shown in Figure 6, the output for the same input (Fi) ( Although a relatively small size of Fo) is generated, the sensitive reaction of the initial brake braking due to the contact of the plunger 6 and the reaction disk 8 of the present invention is lost, so that the car does not feel sudden stop and the same force. In the operation of the lung moon, the lung moon stroke is relatively reduced as compared with the above-described conventional case, so that the feeling of sponge entering the lung moon can be prevented.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 폐달의 조작에 따라 이동되는 플런저가 리액션 디스크와 접촉됨과 더불어 조작력의 증가에 따라 디스크에 의해 감 싸여져 동일한 제동력을 발생하면서 제동 초기의 제동감을 향상시키는 효과가 있게 된다.As described above, according to the present invention, the plunger moved according to the operation of the pedestal is in contact with the reaction disk and is wrapped by the disk according to the increase of the operating force, thereby producing the same braking force, thereby improving the braking feeling in the initial braking. do.
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