JP4277528B2 - ハンドルコラム用軸受装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアリングコラムのシャフト挿入孔の内周面とこのシャフト挿入孔に挿入されたステアリングシャフトの外周面との間に圧入されてステアリングシャフトを支持するハンドルコラム用軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハンドルとユニバーサルジョイントとの間にステアリングシャフトが連結された構造の自動車用ステアリング機構において、軸受業者としてはステアリングコラムのシャフト挿入孔内でステアリングシャフトをころ軸受で支持する場合、どのステアリング機構でもステアリングシャフトを支持するのに同じ仕様のころ軸受を使用したいという要望がある。しかしながら、ステアリングシャフトは、自動車の製造メーカーにおいてほぼその外径は統一化されているのに対し、ステアリングコラムの内径は製造メーカ毎に異なっている。そのために、ステアリングコラムのシャフト挿入孔内周面とステアリングシャフトの外周面との間の径方向隙間は一定しない。したがって、このようなステアリングシャフトをステアリングコラムのシャフト挿入孔内でころ軸受けで支持するには、その径方向隙間をゼロに調整するためのスペーサリングが必要とされる。
【０００３】
このようなスペーサリングを備えたハンドルコラム用軸受装置として、ころ軸受の外輪の外周面に弾性を有するスペーサリングを装着したものがある(特許文献１参照。)。このハンドルコラム用軸受装置に備えるころ軸受は、スペーサリングと外輪と保持器と複数のころからなり、前記スペーサリングの弾性予圧によりステアリングシャフトところ軸受との径方向隙間をゼロ以下にしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−５０２６８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ハンドルコラム用軸受装置の場合、スペーサリングの弾性予圧によりステアリングシャフトところ軸受との径方向隙間をゼロ以下にしているから、ころ軸受のころはステアリングシャフトに対して締め代をもって接触している。そのため、例えば、砂利道などのオフロードのように車体に加わる振動が激しいような走行では、ステアリングシャフトがころに対して摺動接触してステアリングシャフトがころにより摺動摩耗されるおそれがある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ステアリングコラムのシャフト挿入孔の内周面とこのシャフト挿入孔に挿入されたステアリングシャフトの外周面との間に圧入した転がり軸受により当該ステアリングシャフトを支持するハンドルコラム用軸受装置であって、前記転がり軸受の外輪の外周面に弾性を有するスペーサリングを設け、前記圧入で前記スペーサリングを弾性圧縮することにより得られる当該スペーサリングの弾性復元力で前記転がり軸受に弾性予圧を与えてステアリングシャフトとの径方向隙間をゼロ以下にする一方、前記転がり軸受は、外輪と、ステアリングシャフトの外周面に直接転接する複数の玉と、この玉を保持する保持器とを備え、前記玉は、軸方向に複数個並んだ状態で前記保持器のポケット内に配置されており、前記保持器のポケットの軸方向長から前記玉が占める軸方向長を引いた当該ポケット内における隙間(ポケット隙間)の大きさを前記玉の軸方向遊び量とし、前記玉の軸方向遊び量を前記ステアリングシャフトの軸方向摺動量以上に設定していることを特徴とする。
本発明においては、玉の軸方向遊び量は、ステアリングシャフトの軸方向摺動距離以上であるため、玉はステアリングシャフトの軸方向摺動に伴ないほぼ連れ動きするようになってステアリングシャフトが玉により摩耗されるおそれがなくなるか、または、軽減されるようになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
まず、参考例について図１、図２を参照して詳細に説明する。図１は、ハンドルコラム用軸受装置を備えた自動車の操舵機構の概略構成を示しており、図２は、図１の要部の拡大側面図である。
【０００９】
これらの図を参照して、１はハンドル、２は自動車の車体に固定されたステアリングコラム、３はステアリングコラムのシャフト挿入孔内に挿入されてハンドルの操舵を車輪に伝達するステアリングシャフト、４はステアリングコラム２のシャフト挿入孔内周面とステアリングシャフト３の外周面との間の隙間において少なくとも軸方向２箇所に圧入されたハンドルコラム用軸受装置である。ステアリングシャフト３の素材にはＪＩＳ規格のＳＴＫＭの生材やアルミニウム材がある。
【００１０】
ハンドルコラム用軸受装置４は、ステアリングコラム２のシャフト挿入孔内の保持爪５で保持されている。ハンドルコラム用軸受装置４は、環状のスペーサリング６と、転がり軸受としての針状のころ軸受７とを備える。ころ軸受７は、外輪８と、転動体としての複数の針状のころ９と、各ころ９それぞれを保持するポケット１０ａを有する保持器１０とを備える。外輪８には不図示の周方向斜めのスリットが入れられており、これによって、外輪８は径方向に弾性変形可能になっている。
【００１１】
スペーサリング６は、弾性素材例えばゴムまたは弾性樹脂で作られている。スペーサリング６は、径方向のほぼ中央部の外周面に周方向の凹部１１を有し、この凹部１１によってステアリングコラム２の保持爪５に係合可能とされている。凹部１１は周方向に連続するから、ハンドルコラム用軸受装置４の外周面を構成するスペーサリング６の凹部１１による保持爪５との係合に方向性は無い。この場合、凹部１１が周方向に不連続であると、保持爪５との係合に方向性が要求される。そのため、スペーサリング６の端面に凹部１１と保持爪５との係合位置を示す位置合わせマークを適宜に形成しても構わない。
【００１２】
スペーサリング６は、軸方向の凹部１１を有することによって、外周面全体が軸方向の凹凸部１２を有した構造となっている。この凹凸部１２は、シャフト挿入孔の内径に応じてその内周面から径方向に加わる作用力に応じて弾性圧縮変形する弾性変形部となる。この凹凸部１２は軸方向の単一の凹部１１を有する結果の凹凸部であるが、複数の凹部を有する結果の軸方向の凹凸部であっても構わない。
【００１３】
スペーサリング６は、軸方向の貫通孔１３を有する。スペーサリング６の貫通孔１３の両端内周壁に環状シール１４，１５が形成されている。貫通孔１３の軸方向中央側にはころ軸受収納部１６が形成されている。スペーサリング６の素材は、ゴム材料例えばニトリルゴム（ＮＢＲ）が挙げられる。この場合、そのスプリング硬さは、例えばＨｓ７０〜９０の範囲にできる。Ｈｓ７０未満のゴム材料の場合、柔らかくなりすぎて剛性に劣る一方、Ｈｓ９０を越えるゴム材料の場合、剛性が高くなりすぎてハンドルコラム用軸受装置４への組み込みが困難となることが懸念される。なお、上記範囲中、好ましくは、Ｈｓ７０〜９０、より好ましくはＨｓ７０〜７５の範囲である。
【００１４】
スペーサリング６は、図２に示される圧入状態では径方向に弾性圧縮した状態となっており、これによって、スペーサリング６の弾性復元力でころ軸受４に弾性予圧を与えてころ軸受４とステアリングシャフト３との径方向隙間をゼロ以下にしている。
【００１５】
上記構成においてこの実施形態のハンドルコラム用軸受装置においては、ころ９の軸方向遊び量Ｗ１をステアリングシャフト３の軸方向摺動量(摺動ストローク)Ｗ２以上に設定したことに特徴を備えている。具体数値の一例として、ステアリングシャフト３の軸方向摺動量Ｗ２が２ｍｍであるとすると、ころ９の軸方向遊び量Ｗ１は２ｍｍ以上となる。
【００１６】
すなわち、ころ９の軸方向遊び量Ｗ１を、保持器１０のポケット１０ａの軸方向長Ｗ３から当該ころ９の軸方向長Ｗ４を引いたポケット１０ａ内における隙間(ポケット隙間)の大きさとするとともに、そのポケット隙間をステアリングシャフト３の軸方向摺動量Ｗ２以上に設定している。
【００１７】
このように設定した場合、ステアリングシャフト３の軸方向摺動に際して、ころ９はその摺動量全体にわたりほぼ連れ動きすることができるようになるから、結果として、ステアリングシャフト３は生材であっても、それよりも表面が硬いころ９により摩耗されるおそれが大きく軽減されるようになる。この場合、外輪８の内周面の軌道面に対してころ９は滑るが、外輪８の軌道面は、硬化処理されかつ摩擦係数が低くされているため、ころ９が前記軌道面上を滑っても該軌道面が摩耗されるおそれは低い。
【００１８】
本発明の実施形態では、ころ９に代える転動体として、図３で示すように、複数の玉９ａを保持器１０のポケット１０ａ内に収納したハンドルコラム用軸受装置４に適用している。図３の場合も、複数の玉９ａ全体の軸方向遊び量Ｗ１をステアリングシャフト３の軸方向摺動量Ｗ２以上に設定している。この場合の具体数値の一例として、ステアリングシャフト３の軸方向摺動量Ｗ２が２ｍｍであるとすると、複数の玉９ａ全体の軸方向遊び量Ｗ１は２ｍｍ以上となる。転動体がころ９の場合は、ころ９はステアリングシャフト３の全摺動量に対して該ステアリングシャフト３に連れ動いて滑らなくなる一方、玉９ａの場合では、ステアリングシャフト３の全摺動量に対して玉９ａは外輪８とステアリングシャフト３との間を転動して滑らなくなる。これによって、転動体がころ９の場合も、玉９ａの場合も、ステアリングシャフト３はそれら転動体により摩耗されるおそれは大きく軽減されるようになる。
【００１９】
なお、実施形態では保持器１０を固定とし、その保持器１０のポケット１０ａ内におけるころ９の遊び量としたが、保持器１０そのものの軸方向遊び量をステアリングシャフト３の軸方向摺動量Ｗ２以上に設定してもよい。ただし、この場合、保持器１０の軸方向の移動に伴ない、ころ９も軸方向に移動させるように設定するとよい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は転動体である玉の軸方向遊び量をステアリングシャフトの軸方向摺動距離以上としているから、玉はステアリングシャフトの軸方向摺動に伴ない連れ動きすることができるようになって、ステアリングシャフトは玉により摩耗されるおそれが軽減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例に係るハンドルコラム用軸受装置を備えた自動車の操舵機構の概略構成を示す図
【図２】上記参考例に係るハンドルコラム用軸受装置の拡大側面図
【図３】本発明の実施形態に係るハンドルコラム用軸受装置の拡大側面図
【符号の説明】
１ ハンドル
２ ステアリングコラム
３ ステアリングシャフト
４ ハンドルコラム用軸受装置
５ 保持爪
６ スペーサリング
７ ころ軸受
８ 外輪
９ ころ
１０ 保持器
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアリングコラムのシャフト挿入孔の内周面とこのシャフト挿入孔に挿入されたステアリングシャフトの外周面との間に圧入されてステアリングシャフトを支持するハンドルコラム用軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハンドルとユニバーサルジョイントとの間にステアリングシャフトが連結された構造の自動車用ステアリング機構において、軸受業者としてはステアリングコラムのシャフト挿入孔内でステアリングシャフトをころ軸受で支持する場合、どのステアリング機構でもステアリングシャフトを支持するのに同じ仕様のころ軸受を使用したいという要望がある。しかしながら、ステアリングシャフトは、自動車の製造メーカーにおいてほぼその外径は統一化されているのに対し、ステアリングコラムの内径は製造メーカ毎に異なっている。そのために、ステアリングコラムのシャフト挿入孔内周面とステアリングシャフトの外周面との間の径方向隙間は一定しない。したがって、このようなステアリングシャフトをステアリングコラムのシャフト挿入孔内でころ軸受けで支持するには、その径方向隙間をゼロに調整するためのスペーサリングが必要とされる。
【０００３】
このようなスペーサリングを備えたハンドルコラム用軸受装置として、ころ軸受の外輪の外周面に弾性を有するスペーサリングを装着したものがある(特許文献１参照。)。このハンドルコラム用軸受装置に備えるころ軸受は、スペーサリングと外輪と保持器と複数のころからなり、前記スペーサリングの弾性予圧によりステアリングシャフトところ軸受との径方向隙間をゼロ以下にしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−５０２６８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ハンドルコラム用軸受装置の場合、スペーサリングの弾性予圧によりステアリングシャフトところ軸受との径方向隙間をゼロ以下にしているから、ころ軸受のころはステアリングシャフトに対して締め代をもって接触している。そのため、例えば、砂利道などのオフロードのように車体に加わる振動が激しいような走行では、ステアリングシャフトがころに対して摺動接触してステアリングシャフトがころにより摺動摩耗されるおそれがある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ステアリングコラムのシャフト挿入孔の内周面とこのシャフト挿入孔に挿入されたステアリングシャフトの外周面との間に圧入した転がり軸受により当該ステアリングシャフトを支持するハンドルコラム用軸受装置であって、前記転がり軸受の外輪の外周面に弾性を有するスペーサリングを設け、前記圧入で前記スペーサリングを弾性圧縮することにより得られる当該スペーサリングの弾性復元力で前記転がり軸受に弾性予圧を与えてステアリングシャフトとの径方向隙間をゼロ以下にする一方、前記転がり軸受は、外輪と、ステアリングシャフトの外周面に直接転接する複数の玉と、この玉を保持する保持器とを備え、前記玉は、軸方向に複数個並んだ状態で前記保持器のポケット内に配置されており、前記保持器のポケットの軸方向長から前記玉が占める軸方向長を引いた当該ポケット内における隙間(ポケット隙間)の大きさを前記玉の軸方向遊び量とし、前記玉の軸方向遊び量を前記ステアリングシャフトの軸方向摺動量以上に設定していることを特徴とする。
本発明においては、玉の軸方向遊び量は、ステアリングシャフトの軸方向摺動距離以上であるため、玉はステアリングシャフトの軸方向摺動に伴ないほぼ連れ動きするようになってステアリングシャフトが玉により摩耗されるおそれがなくなるか、または、軽減されるようになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
まず、参考例について図１、図２を参照して詳細に説明する。図１は、ハンドルコラム用軸受装置を備えた自動車の操舵機構の概略構成を示しており、図２は、図１の要部の拡大側面図である。
【０００９】
これらの図を参照して、１はハンドル、２は自動車の車体に固定されたステアリングコラム、３はステアリングコラムのシャフト挿入孔内に挿入されてハンドルの操舵を車輪に伝達するステアリングシャフト、４はステアリングコラム２のシャフト挿入孔内周面とステアリングシャフト３の外周面との間の隙間において少なくとも軸方向２箇所に圧入されたハンドルコラム用軸受装置である。ステアリングシャフト３の素材にはＪＩＳ規格のＳＴＫＭの生材やアルミニウム材がある。
【００１０】
ハンドルコラム用軸受装置４は、ステアリングコラム２のシャフト挿入孔内の保持爪５で保持されている。ハンドルコラム用軸受装置４は、環状のスペーサリング６と、転がり軸受としての針状のころ軸受７とを備える。ころ軸受７は、外輪８と、転動体としての複数の針状のころ９と、各ころ９それぞれを保持するポケット１０ａを有する保持器１０とを備える。外輪８には不図示の周方向斜めのスリットが入れられており、これによって、外輪８は径方向に弾性変形可能になっている。
【００１１】
スペーサリング６は、弾性素材例えばゴムまたは弾性樹脂で作られている。スペーサリング６は、径方向のほぼ中央部の外周面に周方向の凹部１１を有し、この凹部１１によってステアリングコラム２の保持爪５に係合可能とされている。凹部１１は周方向に連続するから、ハンドルコラム用軸受装置４の外周面を構成するスペーサリング６の凹部１１による保持爪５との係合に方向性は無い。この場合、凹部１１が周方向に不連続であると、保持爪５との係合に方向性が要求される。そのため、スペーサリング６の端面に凹部１１と保持爪５との係合位置を示す位置合わせマークを適宜に形成しても構わない。
【００１２】
スペーサリング６は、軸方向の凹部１１を有することによって、外周面全体が軸方向の凹凸部１２を有した構造となっている。この凹凸部１２は、シャフト挿入孔の内径に応じてその内周面から径方向に加わる作用力に応じて弾性圧縮変形する弾性変形部となる。この凹凸部１２は軸方向の単一の凹部１１を有する結果の凹凸部であるが、複数の凹部を有する結果の軸方向の凹凸部であっても構わない。
【００１３】
スペーサリング６は、軸方向の貫通孔１３を有する。スペーサリング６の貫通孔１３の両端内周壁に環状シール１４，１５が形成されている。貫通孔１３の軸方向中央側にはころ軸受収納部１６が形成されている。スペーサリング６の素材は、ゴム材料例えばニトリルゴム（ＮＢＲ）が挙げられる。この場合、そのスプリング硬さは、例えばＨｓ７０〜９０の範囲にできる。Ｈｓ７０未満のゴム材料の場合、柔らかくなりすぎて剛性に劣る一方、Ｈｓ９０を越えるゴム材料の場合、剛性が高くなりすぎてハンドルコラム用軸受装置４への組み込みが困難となることが懸念される。なお、上記範囲中、好ましくは、Ｈｓ７０〜９０、より好ましくはＨｓ７０〜７５の範囲である。
【００１４】
スペーサリング６は、図２に示される圧入状態では径方向に弾性圧縮した状態となっており、これによって、スペーサリング６の弾性復元力でころ軸受４に弾性予圧を与えてころ軸受４とステアリングシャフト３との径方向隙間をゼロ以下にしている。
【００１５】
上記構成においてこの実施形態のハンドルコラム用軸受装置においては、ころ９の軸方向遊び量Ｗ１をステアリングシャフト３の軸方向摺動量(摺動ストローク)Ｗ２以上に設定したことに特徴を備えている。具体数値の一例として、ステアリングシャフト３の軸方向摺動量Ｗ２が２ｍｍであるとすると、ころ９の軸方向遊び量Ｗ１は２ｍｍ以上となる。
【００１６】
すなわち、ころ９の軸方向遊び量Ｗ１を、保持器１０のポケット１０ａの軸方向長Ｗ３から当該ころ９の軸方向長Ｗ４を引いたポケット１０ａ内における隙間(ポケット隙間)の大きさとするとともに、そのポケット隙間をステアリングシャフト３の軸方向摺動量Ｗ２以上に設定している。
【００１７】
このように設定した場合、ステアリングシャフト３の軸方向摺動に際して、ころ９はその摺動量全体にわたりほぼ連れ動きすることができるようになるから、結果として、ステアリングシャフト３は生材であっても、それよりも表面が硬いころ９により摩耗されるおそれが大きく軽減されるようになる。この場合、外輪８の内周面の軌道面に対してころ９は滑るが、外輪８の軌道面は、硬化処理されかつ摩擦係数が低くされているため、ころ９が前記軌道面上を滑っても該軌道面が摩耗されるおそれは低い。
【００１８】
本発明の実施形態では、ころ９に代える転動体として、図３で示すように、複数の玉９ａを保持器１０のポケット１０ａ内に収納したハンドルコラム用軸受装置４に適用している。図３の場合も、複数の玉９ａ全体の軸方向遊び量Ｗ１をステアリングシャフト３の軸方向摺動量Ｗ２以上に設定している。この場合の具体数値の一例として、ステアリングシャフト３の軸方向摺動量Ｗ２が２ｍｍであるとすると、複数の玉９ａ全体の軸方向遊び量Ｗ１は２ｍｍ以上となる。転動体がころ９の場合は、ころ９はステアリングシャフト３の全摺動量に対して該ステアリングシャフト３に連れ動いて滑らなくなる一方、玉９ａの場合では、ステアリングシャフト３の全摺動量に対して玉９ａは外輪８とステアリングシャフト３との間を転動して滑らなくなる。これによって、転動体がころ９の場合も、玉９ａの場合も、ステアリングシャフト３はそれら転動体により摩耗されるおそれは大きく軽減されるようになる。
【００１９】
なお、実施形態では保持器１０を固定とし、その保持器１０のポケット１０ａ内におけるころ９の遊び量としたが、保持器１０そのものの軸方向遊び量をステアリングシャフト３の軸方向摺動量Ｗ２以上に設定してもよい。ただし、この場合、保持器１０の軸方向の移動に伴ない、ころ９も軸方向に移動させるように設定するとよい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は転動体である玉の軸方向遊び量をステアリングシャフトの軸方向摺動距離以上としているから、玉はステアリングシャフトの軸方向摺動に伴ない連れ動きすることができるようになって、ステアリングシャフトは玉により摩耗されるおそれが軽減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例に係るハンドルコラム用軸受装置を備えた自動車の操舵機構の概略構成を示す図
【図２】上記参考例に係るハンドルコラム用軸受装置の拡大側面図
【図３】本発明の実施形態に係るハンドルコラム用軸受装置の拡大側面図
【符号の説明】
１ ハンドル
２ ステアリングコラム
３ ステアリングシャフト
４ ハンドルコラム用軸受装置
５ 保持爪
６ スペーサリング
７ ころ軸受
８ 外輪
９ ころ
１０ 保持器
Claims (1)
- ステアリングコラムのシャフト挿入孔の内周面とこのシャフト挿入孔に挿入されたステアリングシャフトの外周面との間に圧入した転がり軸受により当該ステアリングシャフトを支持するハンドルコラム用軸受装置であって、
前記転がり軸受の外輪の外周面に弾性を有するスペーサリングを設け、前記圧入で前記スペーサリングを弾性圧縮することにより得られる当該スペーサリングの弾性復元力で前記転がり軸受に弾性予圧を与えてステアリングシャフトとの径方向隙間をゼロ以下にする一方、前記転がり軸受は、外輪と、ステアリングシャフトの外周面に直接転接する複数の玉と、この玉を保持する保持器とを備え、前記玉は、軸方向に複数個並んだ状態で前記保持器のポケット内に配置されており、前記保持器のポケットの軸方向長から前記玉が占める軸方向長を引いた当該ポケット内における隙間(ポケット隙間)の大きさを前記玉の軸方向遊び量とし、前記玉の軸方向遊び量を前記ステアリングシャフトの軸方向摺動量以上に設定している、ことを特徴とするハンドルコラム用軸受装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003005448A JP4277528B2 (ja) | 2003-01-14 | 2003-01-14 | ハンドルコラム用軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003005448A JP4277528B2 (ja) | 2003-01-14 | 2003-01-14 | ハンドルコラム用軸受装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004218699A JP2004218699A (ja) | 2004-08-05 |
| JP4277528B2 true JP4277528B2 (ja) | 2009-06-10 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003005448A Expired - Fee Related JP4277528B2 (ja) | 2003-01-14 | 2003-01-14 | ハンドルコラム用軸受装置 |
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|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5034629B2 (ja) * | 2007-04-11 | 2012-09-26 | 日本精工株式会社 | ステアリング装置 |
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2003
- 2003-01-14 JP JP2003005448A patent/JP4277528B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2004218699A (ja) | 2004-08-05 |
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