JP2021134902A - 動力伝達装置の潤滑構造 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑経路を簡素化することによって減速機（動力伝達装置）の構造単純化と小型化を図ることができる動力伝達装置の潤滑構造を提供すること。【解決手段】第１遊星ギヤ機構ＰＧ１と第２遊星ギヤ機構ＰＧ２を軸方向に並設し、入力軸２の回転を第１遊星ギヤ機構ＰＧ１と第２遊星ギヤ機構ＰＧ２によって減速して出力軸５Ｌ，５Ｒへと伝達する減速機Ｔの潤滑構造として、第１遊星ギヤ機構ＰＧ１の第１ピニオンシャフト８に、一端が第２遊星ギヤ機構ＰＧ２に向かって開口する軸方向の第１油路１０を形成し、第２遊星ギヤ機構ＰＧ２の第２ピニオンシャフト１２に、一端が第１遊星ギヤ機構ＰＧ１に向かって開口する軸方向の第２油路１３を形成し、第１油路１０に供給される潤滑油を第２油路１３へと受け渡し、第１油路１０と第２油路１３を流れる潤滑油によって第１遊星ギヤ機構ＰＧ１と第２遊星ギヤ機構ＰＧ２をそれぞれ潤滑する構成とする。【選択図】図３

Description

本発明は、入力軸の回転を多段の遊星ギヤ機構によって減速して出力軸へと伝達する動力伝達装置の潤滑構造に関する。

例えば、エンジンや電動モータなどの駆動源の回転を減速して出力軸である車軸へと伝達して走行する車両においては、動力伝達経路に動力伝達装置である減速機が設けられるが、この減速機において高い減速比を得るために、例えば、２つの遊星ギヤ機構を軸方向に並設して構成される減速機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このような減速機においては、各遊星ギヤ機構は、サンギヤと、該サンギヤの周囲に配置されるリングギヤと、サンギヤとリングギヤに噛合して自転しながらサンギヤの周りを公転する複数のピニオンギヤ（遊星ギヤ）と、これらのピニオンギヤを回転可能に支持するキャリアを含んで構成されている。このような遊星ギヤ機構を例えば軸方向に２つ並設して構成される減速機によれば、駆動源によって回転駆動される入力軸の回転が２つの遊星ギヤ機構によって２段階に減速されるために高い減速比が得られるとともに、全体を小型に構成することができる。

ところで、２つの遊星ギヤ機構を軸方向に並設して構成される減速機においては、各遊星ギヤ機構を潤滑油によって潤滑する必要があるが、従来はオイルポンプからの潤滑油供給経路を２系統に分け、各系統に沿って流れる潤滑油によって各遊星ギヤ機構をそれぞれ潤滑する構成が採用されている。

特開２０１５−１０５７２１号公報

ところが、減速機の潤滑構造として、従来のようにオイルポンプからの潤滑油の供給経路を２系統に分け、各系統に沿って流れる潤滑油によって各遊星ギヤ機構をそれぞれ潤滑する構成を採用すると、潤滑経路が複雑化し、減速機の構成も複雑化して大型化を招くという問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、潤滑経路を簡素化することによって減速機（動力伝達装置）の構造単純化と小型化を図ることができる動力伝達装置の潤滑構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、第１遊星ギヤ機構（ＰＧ１）と第２遊星ギヤ機構（ＰＧ２）を入力軸（２）及び出力軸（５Ｌ，５Ｒ）の軸方向に沿って並設し、前記入力軸（２）の回転を前記第１遊星ギヤ機構（ＰＧ１）と前記第２遊星ギヤ機構（ＰＧ２）によって減速して前記出力軸（５Ｌ，５Ｒ）へと伝達する動力伝達装置（Ｔ）の潤滑構造であって、前記第１遊星ギヤ機構（ＰＧ１）の第１ピニオンシャフト（８）に、一端が前記第２遊星ギヤ機構（ＰＧ２）に向かって開口する軸方向の第１油路（１０）を形成し、前記第２遊星ギヤ機構（ＰＧ２）の第２ピニオンシャフト（１２）に、一端が前記第１遊星ギヤ機構（ＰＧ１）に向かって開口する軸方向の第２油路（１３）を形成し、前記第１油路（１０）に供給される潤滑油を該第１油路（１０）から前記第２油路（１３）へと受け渡し、これらの前記第１油路（１０）と前記第２油路（１３）を流れる潤滑油によって前記第１遊星ギヤ機構（ＰＧ１）と前記第２遊星ギヤ機構（ＰＧ２）をそれぞれ潤滑することを特徴とする。

本発明によれば、第１油路に供給される潤滑油を該第１油路から第２油路へと受け渡し、これらの第１油路と第２油路を流れる潤滑油によって第１遊星ギヤ機構と第２遊星ギヤ機構をそれぞれ潤滑するようにしたため、第１遊星ギヤ機構と第２遊星ギヤ機構への潤滑油の供給系統が１系統で済み、潤滑経路を簡素化して動力伝達装置の構造単純化と小型化を図ることができる。

上記潤滑構造において、前記第１油路（１０）の開口端を前記第２遊星ギヤ機構（ＰＧ２）に向かって突出させることが望ましい。この場合、前記第１油路（１０）の開口端に、前記第２遊星ギヤ機構（ＰＧ２）に向かって突出するスリーブ（１１）を圧入してもよい。

上述のように第１油路の開口端を第２遊星ギヤ機構に向かって突出させることによって、第１油路から第２油路への潤滑油の受け渡しをスムーズに行うことができる。

また、前記潤滑構造において、前記第１油路（１０）の開口端を外周側から覆い、該第１油路（１０）の開口端から流出する潤滑油を受けてこれを前記第２油路（１３）へと導くオイルレシーバ（１４）を設けることが望ましい。この場合、前記オイルレシーバ（１４）とスリーブ（１１）とを軸方向において互いにオーバーラップさせたことがより望ましい。

上記構成によれば、第１油路から流出する潤滑油をオイルレシーバによって効率よく受けてこれを第２油路へと確実に受け渡すことができる。

さらに、前記潤滑構造において、前記第２油路（１３）を前記第１油路（１０）よりも径方向外方に配置することが望ましい。

上述のように、第２油路を第１油路よりも径方向外方に配置することによって、第１油路から流出して遠心力によって径方向外方へと向かう潤滑油を、第１油路よりも径方向外方に配置された第２油路へと確実に受け渡すことができる。

本発明によれば、第１遊星ギヤ機構と第２遊星ギヤ機構への潤滑油の供給系統が１系統で済むため、潤滑経路を簡素化して動力伝達装置の構造単純化と小型化を図ることができるという効果が得られる。

本発明に係る減速機（動力伝達装置）の潤滑構造を備える電動ユニットの模式的断面図である。 減速機の速度線図である。 本発明に係る潤滑構造を備える減速機要部の半裁断面図である。 図３のＡ部拡大詳細図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

［電動ユニットの構成］
図１は減速機（動力伝達装置）の潤滑構造を備える電動ユニットの模式的断面図、図２は減速機の速度線図であり、図１に示す電動ユニットＵは、不図示の電気自動車（ＥＶ車）に搭載されるものであって、以下のように構成されている。

すなわち、図１に示す電動ユニットＵは、ケース１内に駆動源である電動モータＭと多段減速機Ｔ、ディファレンシャル機構（差動機構）Ｄなどを収容して構成されている。より詳細には、ケース１内は隔壁１Ａによってモータ室ＳＭとギヤ室ＳＧとに区画されており、モータ室ＳＭには、駆動源である電動モータＭが収容され、ギヤ室ＳＧには減速機（動力伝達装置）Ｔとディファレンシャル機構Ｄが収容されている。なお、電動モータＭは、回生時に発電機（ジェネレータ）としても機能するものであって、これには不図示のインバータを介してバッテリが電気的に接続されており、このバッテリから供給される電力によって当該電動モータＭが回転駆動される。

上記電動モータＭの中心には、該電動モータＭによって回転駆動される回転可能な中空の入力軸（モータ軸）２が挿通しており、この入力軸２の軸方向両端部は、軸受（ボールベアリング）３によってケース１に回転可能に支持されている。そして、この入力軸２の軸方向一端部（図１の左端部）は、ケース１の隔壁１Ａを貫通してギヤ室ＳＧに臨んでいる。

ギヤ室ＳＧに収容された減速機Ｔは、入力軸２の軸方向（図１の左右方向）に隣接して並設された第１遊星ギヤ機構ＰＧ１と第２遊星ギヤ機構ＰＧ２を備えている。ここで、第１遊星ギヤ機構ＰＧ１は、入力軸２のギヤ室ＳＧへと延出する軸方向一端部（図１の左端部）の外周に形成された小径のサンギヤｓ１と、ケース１の内周に固定された大径のリングギヤｒ１と、サンギヤｓ１とリングギヤｒ１に噛合して自転しながらサンギヤｓ１の周りを公転する複数（図１には２つのみ図示）のピニオンギヤ（遊星ギヤ）ｐ１と、これらのピニオンギヤｐ１を回転（自転）可能に支持するキャリアｃ１を備えている。

また、第２遊星ギヤ機構ＰＧ２は、第１遊星ギヤ機構ＰＧ１のキャリアｃ１に形成された小径のサンギヤｓ２と、ケース１の内周に固定された大径のリングギヤｒ２と、サンギヤｓ２とリングギヤｒ２に噛合して自転しながらサンギヤｓ２の周りを公転する複数（図１には２つのみ図示）のピニオンギヤ（遊星ギヤ）ｐ２と、これらのピニオンギヤｐ２を回転（自転）可能に支持するキャリアｃ２を備えている。

そして、第２遊星ギヤ機構ＰＧ２のキャリアｃ２には、ディファレンシャル機構Ｄのケース（デフケース）４が取り付けられている。なお、ディファレンシャル機構Ｄの構成は公知であるため、これについての説明は省略するが、このディファレンシャル機構Ｄからは左右の出力軸（車軸）５Ｌ，５Ｒが同一軸上を車幅方向（図１の左右方向）に沿って延びており、各車軸５Ｌ，５Ｒの外端部には不図示の車輪（駆動輪）がそれぞれ取り付けられている。ここで、ディファレンシャル機構Ｄのケース（デフケース）４は、軸受（ボールベアリング）６によってケース１に回転可能に支持されている。

ところで、一方（図１の右方）の出力軸（車軸）５Ｒは、第２遊星ギヤ機構ＰＧ２のキャリアｃ２の中空部と中空の入力軸（モータ軸）２を貫通してケース１の外方へと延出しており、この出力軸（車軸）５Ｒと入力軸（モータ軸）２とは同一軸心上を車幅方向（図１の左右方向）に沿って回転可能に配置されている。なお、出力軸（車軸）５Ｒの軸方向一端部（図１の右端部）は、軸受（ボールベアリング）７によってケース１に回転可能に支持されている。

而して、以上のように構成された電動ユニットＵにおいて、電動モータＭが起動されて入力軸（モータ軸）２が所定の速度で回転駆動されると、この入力軸２の回転は、第１遊星ギヤ機構ＰＧ１と第２遊星ギヤ機構ＰＧ２によって２段減速されて左右の出力軸（車軸）５Ｌ，５Ｒへと伝達される。

すなわち、図２に示すように、第１遊星ギヤ機構ＰＧ１においては、入力軸（モータ軸）２に形成されたサンギヤｓ１が入力軸２と共に速度Ｖ１で回転駆動されると、自転しながらサンギヤｓ１の周りを公転するピニオンギヤｐ１を支持するキャリアｃ１が速度（ピニオンギヤｐ１の公転速度）Ｖ２（＜Ｖ１）で回転する。この結果、入力軸（モータ軸）２の回転は、第１遊星ギヤ機構ＰＧ１によって速度Ｖ１から速度Ｖ２（＜Ｖ１）へと減速される。

そして、第２遊星ギヤ機構ＰＧ２においては、図２に示すように、第１遊星ギヤ機構ＰＧ１のキャリアｃ１に形成されたサンギヤｓ２がキャリアｃ１と同速度Ｖ２で回転し、自転しながらサンギヤｓ２の周りを公転するピニオンギヤｐ２を支持するキャリアｃ２が速度（ピニオンギヤｐ２の公転速度）Ｖ３（＜Ｖ２）で回転する。

以上の結果、入力軸（モータ軸）２の回転は、第１遊星ギヤ機構ＰＧ１と第２遊星ギヤ機構ＰＧ２によって速度Ｖ１から速度Ｖ３（＜Ｖ２＜Ｖ１）へと減速される。すると、ディファレンシャル機構Ｄのケース（デフケース）４が第２遊星ギヤ機構ＰＧ２のキャリアｃ２と共に速度Ｖ３で回転し、この回転は、ディファレンシャル機構Ｄによって分配されて左右の出力軸（車軸）５Ｌ，５Ｒへと伝達され、左右の出力軸（車軸）５Ｌ，５Ｒがそれぞれ回転駆動される。この結果、左右の出力軸（車軸）５Ｌ，５Ｒの各外端部にそれぞれ取り付けられた左右の不図示の車輪（駆動輪）が回転駆動されるため、電気自動車（ＥＶ車）が所定の速度で走行する。

［減速機の潤滑構造］
次に、本発明に係る減速機Ｔの潤滑構造を図３及び図４に基づいて以下に説明する。

図３は本発明に係る潤滑構造を備える減速機要部の半裁断面図、図４は図３のＡ部拡大詳細図であり、図３に示すように、第１遊星ギヤ機構ＰＧ１においては、複数（図３には１つのみ図示）のピニオンギヤｐ１は、キャリアｃ１に取り付けられた水平な第１ピニオンシャフト８に対して軸受（ニードルベアリング）９によってそれぞれ回転（自転）可能に支持されている。そして、各第１ピニオンシャフト８（図３には１つのみ図示）の軸中心には、軸方向に延びる第１油路１０がそれぞれ形成されており、各第１油路１０の軸方向一端（図３の左端）は、第２遊星ギヤ機構ＰＧ２に向かって開口している。

ここで、各第１ピニオンシャフト８に形成された第１油路１０の開口端（開口端部）には、円筒状のスリーブ１１がそれぞれ圧入されており、このスリーブ１１は、第１油路１０から第２遊星ギヤ機構ＰＧ２の第２ピニオンシャフト１２の端面に向かって所定量だけ突出している。なお、本実施の形態では、第１油路１０の開口端に第１ピニオンシャフト８とは別部材であるスリーブ１１を圧入したが、このスリーブ１１に代えて第１ピニオンシャフト８の第１油路１０の開口端の周縁に円筒状の突起を一体に突設してもよい。ここで、第２遊星ギヤ機構ＰＧ２の第２ピニオンシャフト１２は、複数のピニオンギヤｐ２をそれぞれ回転（自転）可能に支持している。

また、第２遊星ギヤ機構ＰＧ２の各第２ピニオンシャフト１２（図３には１つのみ図示）の軸中心から偏心した位置には、軸方向に延びる第２油路１３がそれぞれ形成されており、各第２油路１３の軸方向一端（図３の右端）は、第１遊星ギヤ機構ＰＧ１に向かってそれぞれ開口している。ここで、図３に示すように、各第２ピニオンシャフト１２に形成された第２油路１３は、各第１ピニオンシャフト８に形成された第１油路１０よりも径方向外方に配置されている。

そして、第２遊星ギヤ機構ＰＧ２のキャリアｃ２の第１遊星ギヤ機構ＰＧ１のキャリアｃ１に対向する端面（図３の右端面）には、第２油路１３の開口端から突出するスリーブ１１を外周側から覆うリングプレート状のオイルレシーバ１４が取り付けられている。このオイルレシーバ１４は、第１油路１０の開口端に圧入されたスリーブ１１から流出する潤滑油を受けてこれを第２油路１３へと導く機能を果たすものであって、次のように構成されている。

すなわち、図４に詳細に示すように、このオイルレシーバ１４のキャリアｃ１とキャリアｃ２との間の軸方向隙間に配置された部分には、キャリアｃ２の端面からキャリアｃ１の端面に向かって径方向内方へと略４５°の角度で拡がりながら傾斜する傾斜部１４ａと、この傾斜部１４ａの内端縁から径方向内方(図４の下方）に向かって垂直に延びるガイド部１４ｂを備えている。そして、キャリアｃ１とキャリアｃ２との間の軸方向隙間において、オイルレシーバ１４の傾斜部１４ａ及びガイド部１４ｂとスリーブ１１とは軸方向において互いにオーバーラップしている。

ところで、図３に示すように、一方（右側）の出力軸（車軸）５Ｒの軸中心部には油路１５が形成されており、この油路１５は、補機である不図示のオイルポンプの吐出側に接続されている。そして、出力軸（車軸）５Ｒには、油路１５に連通する円孔状の複数の油孔１６（図３には１つのみ図示）が径方向に形成されており、これらの油孔１６は、入力軸（モータ軸）２と出力軸（車軸）５Ｒとの間に形成された円筒状の油路１７に開口している。

また、入力軸（モータ軸）２には、複数の円孔状の油孔１８（図３には１つのみ図示）が形成されており、キャリアｃ１と入力軸（モータ軸）２との間に形成された円筒状の油路１９と前記油路１７とは、油孔１８を介して互いに連通している。そして、キャリアｃ１と第１ピニオンシャフト８には、互いに連通する径方向油路２０，２１がそれぞれ形成されており、第１ピニオンシャフト８に形成された第１油路１０は、径方向油路２０，２１を介して前記油路１９に連通するとともに、第１ピニオンシャフト８に形成された径方向油路２２を介して軸受（ニードルベアリング）９に連通している。

また、第２ピニオンシャフト１２に形成された第２油路１３は、第２ピニオンシャフト１２に形成された径方向油路２３を介して２連の軸受（ニードルベアリング）２４に連通している。なお、第２遊星ギヤ機構ＰＧ２の各ピニオンギヤｐ２は、２連の軸受（ニードルベアリング）２４によってキャリアｃ２にそれぞれ回転（自転）可能に支持されている。

以上のように構成された第１遊星ギヤ機構ＰＧ１と第２遊星ギヤ機構ＰＧ２の潤滑構造において、不図示のオイルポンプから潤滑油が出力軸（車軸）５Ｒの油路１５へと供給されると、図３に矢印にて循環経路を示すように、この潤滑油は、油孔１６から油路１７及び油孔１８を経て油路１９へと流れ込む。そして、油路１９へと流れ込んだ潤滑油は、キャリアｃ１と第１ピニオンシャフト８にそれぞれ形成された径方向油路２０，２１から第１ピニオンシャフト８の第１油路１０へと流れ込み、その一部は、径方向油路２２から軸受（ニードルベアリング）９へと供給されて該軸受（ニードルベアリング）９を潤滑するとともに、ピニオンギヤｐ１とリングギヤｒ１との噛合部に供給されて該噛合部を潤滑する。

また、第１ピニオンシャフト８の第１油路１０へと流れ込んだ潤滑油の他の一部は、該第１油路１０の開口端に圧入されたスリーブ１１からキャリアｃ１とキャリアｃ２との軸方向隙間へと流出するが、この流出する潤滑油は、第１ピニオンシャフト８の回転に伴う遠心力によって径方向外方（図３及び図４の上方）へと向かい、オイルレシーバ１４のガイド部１４ｂによって案内されて該オイルレシーバ１４によって受けられる。すると、オイルレシーバ１４によって受けられた潤滑油は、該オイルレシーバ１４の略４５°傾斜する傾斜部１４ａに衝突し、その流れ方向が直角に曲げられて軸方向へと変更され、第２ピニオンシャフト１２に形成された第２油路１３へと導入される。つまり、第１油路１０から流出する潤滑油がオイルレシーバ１４によって第２油路１３へと受け渡される。

上述のように第２油路１３へと受け渡された潤滑油は、第２ピニオンシャフト１２に形成された径方向油路２３から軸受（ニードルベアリング）２４へと供給されて該軸受（ニードルベアリング）１４を潤滑するとともに、ピニオンギヤｐ２とリングギヤｒ２との噛合部に供給されて該噛合部を潤滑する。

以上のように、本実施の形態に係る潤滑構造においては、第１油路１０に供給される潤滑油を該第１油路１０から第２油路１３へと受け渡し、これらの第１油路１０と第２油路１３を流れる潤滑油によって第１遊星ギヤ機構ＰＧ１と第２遊星ギヤ機構ＰＧ２をそれぞれ潤滑するようにしたため、第１遊星ギヤ機構ＰＧ１と第２遊星ギヤ機構ＰＧ２への潤滑油の供給系統が１系統で済み、潤滑経路を簡素化して減速機Ｔの構造単純化と小型化を図ることができる。

また、本実施の形態では、第１油路１０の開口端に、第２遊星減速機構ＰＧ２に向かって突出するスリーブ１１を圧入したため、第１油路１０から第２油路１３への潤滑油の受け渡しをスムーズに行うことができる。そして、本実施の形態では、スリーブ１１の開口端を外周側から覆うオイルレシーバ１４を設け、このオイルレシーバ１４とスリーブ１１とを軸方向においてオーバーラップさせるようにしたため、第１油路１０から流出する潤滑油をオイルレシーバ１４によって効率よく受けてこれを第２油路１３へと確実に受け渡すことができる。

そして、本実施の形態では、第２油路１３を前記第１油路１０よりも径方向外方に配置したため、第１油路１０から流出して遠心力によって径方向外方へと向かう潤滑油を、第１油路１０よりも径方向外方に配置された第２油路１３へと確実に受け渡すことができる。

なお、以上は本発明を電気自動車（ＥＶ車）に搭載される減速機の潤滑構造に対して適用した形態について説明したが、本発明に係る潤滑構造は、エンジンのみを駆動源とする車両や駆動源としてエンジンと電動機を併用するハイブリッド車両（ＨＥＶ車）に搭載される減速機、或いは車両以外の他の任意の機器に設けられる減速機の潤滑構造に対しても同様に適用可能である。

その他、本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲および明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。

１ ケース
２ 入力軸（モータ軸）
５Ｌ，５Ｒ 出力軸（車軸）
８ 第１ピニオンシャフト
１０ 第１油路
１１ スリーブ
１２ 第２ピニオンシャフト
１３ 第２油路
１４ オイルレシーバ
ＰＧ１ 第１遊星ギヤ機構
ＰＧ２ 第２遊星ギヤ機構
Ｔ 減速機（動力伝達装置）

Claims (7)

1. 第１遊星ギヤ機構と第２遊星ギヤ機構を入力軸及び出力軸の軸方向に沿って並設し、前記入力軸の回転を前記第１遊星ギヤ機構と前記第２遊星ギヤ機構によって減速して前記出力軸へと伝達する動力伝達装置の潤滑構造であって、
   前記第１遊星ギヤ機構の第１ピニオンシャフトに、一端が前記第２遊星ギヤ機構に向かって開口する軸方向の第１油路を形成し、
   前記第２遊星ギヤ機構の第２ピニオンシャフトに、一端が前記第１遊星ギヤ機構に向かって開口する軸方向の第２油路を形成し、
   前記第１油路に供給される潤滑油を該第１油路から前記第２油路へと受け渡し、これらの前記第１油路と前記第２油路を流れる潤滑油によって前記第１遊星ギヤ機構と前記第２遊星ギヤ機構をそれぞれ潤滑することを特徴とする動力伝達装置の潤滑構造。
2. 前記第１油路の開口端を前記第２遊星ギヤ機構に向かって突出させたことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置の潤滑構造。
3. 前記第１油路の開口端に、前記第２遊星ギヤ機構に向かって突出するスリーブを圧入したことを特徴とする請求項２に記載の動力伝達装置の潤滑構造。
4. 前記第１油路の開口端を外周側から覆い、該第１油路の開口端から流出する潤滑油を受けてこれを前記第２油路へと導くオイルレシーバを設けたことを特徴とする請求項３に記載の動力伝達装置の潤滑構造。
5. 前記オイルレシーバと前記スリーブとを軸方向において互いにオーバーラップさせたことを特徴とする請求項４に記載の動力伝達装置の潤滑構造。
6. 前記第１油路の開口端を外周側から覆い、該第１油路の開口端から流出する潤滑油を受けてこれを前記第２油路へと導くオイルレシーバを設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の動力伝達装置の潤滑構造。
7. 前記第２油路を前記第１油路よりも径方向外方に配置したことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の動力伝達装置の潤滑構造。

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