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JP4318148B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Description

本発明は、トレッド面の陸部にサイプを形成した空気入りタイヤに関し、特にスタッドレスタイヤとして有用である。
従来、スタッドレスタイヤでは、ブロックやリブなどの陸部にサイプと呼ばれる切り込みを形成しており、このサイプによるエッジ効果や除水効果によって、摩擦係数が低い氷雪路面での走行性能を高めている。かかるサイプとしては、サイプ長さ方向に直線状に延びる直線サイプや、波状に延びる波形サイプなどが実用化されている。
ところで、ゴムは非圧縮性であるため、タイヤに荷重が作用した場合には、路面に接するトレッド面の動きが大きくなり、サイプの開口部が閉じ易くなる。特に、氷雪路面などの摩擦係数が低い路面においては、トレッド面が滑るために動き易く、サイプが容易に閉じて開口部が狭小化してしまうので、サイプが本来発揮すべきエッジ効果や除水効果が低下することがあった。
そこで、本発明者は、サイプ長さ方向に延びる複数の幅広部を有するサイプを形成した空気入りタイヤを発明した(下記特許文献1参照)。この空気入りタイヤによれば、トレッドゴムがサイプ深さ方向に撓み易くなるため、タイヤに荷重が作用した際には、該荷重による変形を幅広部にて吸収することができる。その結果、サイプの開口部の狭小化を抑制して、エッジ効果や除水効果を確保することができる。
ところが、本発明者が更に研究を重ねたところ、以下の事柄を見出した。即ち、上記の如き幅広部を有するサイプを形成した場合、トレッドゴムがサイプ深さ方向に撓み易くなることに起因して、氷雪路面でタイヤに制動力が負荷されると、図11に概念的に示すように、サイプ6の蹴り出し側部分61の接地圧が踏み込み側部分62の接地圧に対して大きくなり、ブロック7の接地圧が不均一になることが判明した。このことから、アイス制動性能(氷雪路面での制動性能)を十分に発揮しているとは言えず、これを更に改善する余地があることが分かった。
特開2007−8303号公報
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、サイプの開口部の狭小化を抑制してエッジ効果や除水効果を確保しつつ、接地圧を均一化してアイス制動性能を向上することができる空気入りタイヤを提供することにある。
上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明の空気入りタイヤは、トレッド面の陸部にサイプを形成した空気入りタイヤにおいて、前記サイプの蹴り出し側及び踏み込み側のそれぞれに、サイプ長さ方向に延びる幅広部を形成するとともに、前記サイプの蹴り出し側における前記幅広部の高さの総和を、そのサイプの踏み込み側における前記幅広部の高さの総和よりも大きくしたものである。
本発明の空気入りタイヤによれば、トレッドゴムの変形を幅広部にて吸収できるため、サイプの開口部の狭小化を抑制してエッジ効果や除水効果を確保することができる。しかも、サイプの蹴り出し側における幅広部の高さの総和が、そのサイプの踏み込み側における幅広部の高さの総和よりも大きいことにより、踏み込み側部分よりも蹴り出し側部分でサイプ深さ方向に撓み易く、タイヤに荷重が作用した際には、蹴り出し側の幅広部にて該荷重による変形をより多く吸収することができる。このため、氷雪路面でタイヤに制動力が負荷された場合には、サイプの蹴り出し側部分の接地圧を下げて陸部に作用する接地圧を均一化でき、それによってアイス制動性能を向上することができる。
上記において、前記サイプの蹴り出し側における前記幅広部の高さが、前記サイプの踏み込み側における前記幅広部の高さよりも大きいものが好ましく、これにより、幅広部の本数が蹴り出し側と踏み込み側とで同等であっても、幅広部の高さの総和を踏み込み側よりも蹴り出し側で大きくでき、接地圧を均一化してアイス制動性能を向上することができる。
また、本発明の別の空気入りタイヤは、トレッド面の陸部にサイプを形成した空気入りタイヤにおいて、前記サイプの蹴り出し側及び踏み込み側のそれぞれに、サイプ長さ方向に延びる幅広部を形成するとともに、前記サイプの蹴り出し側における前記幅広部をサイプ深さ方向に起伏を生ずるジグザグ状に形成し、そのサイプの踏み込み側における前記幅広部をストレート状に形成したものである。
上記の本発明の空気入りタイヤによれば、トレッドゴムの変形を幅広部で吸収できるため、サイプの開口部の狭小化を抑制してエッジ効果や除水効果を確保することができる。しかも、蹴り出し側の幅広部をサイプ深さ方向に起伏を生ずるジグザグ状に形成し、踏み込み側の幅広部をストレート状に形成していることから、踏み込み側部分よりも蹴り出し側部分でサイプ深さ方向に撓み易く、タイヤに荷重が作用した際には、蹴り出し側の幅広部にて該荷重による変形をより多く吸収することができる。これは、ジグザグ状の幅広部の方がストレート状の幅広部よりも面積が大きく、変形を吸収し易いことに起因するものである。このため、氷雪路面でタイヤに制動力が負荷された場合には、サイプの蹴り出し側部分の接地圧を下げて陸部に作用する接地圧を均一化でき、それによってアイス制動性能を向上することができる。
また、本発明の別の空気入りタイヤは、トレッド面の陸部にサイプを形成した空気入りタイヤにおいて、前記サイプの蹴り出し側及び踏み込み側のそれぞれに、サイプ長さ方向に延びる幅広部をサイプ深さ方向に起伏を生ずるジグザグ状に形成するとともに、前記サイプの蹴り出し側における前記幅広部の振幅を、前記サイプの踏み込み側における前記幅広部の振幅よりも大きくしたものである。
上記の本発明の空気入りタイヤによれば、トレッドゴムの変形を幅広部で吸収できるため、サイプの開口部の狭小化を抑制してエッジ効果や除水効果を確保することができる。しかも、蹴り出し側及び踏み込み側の幅広部をサイプ深さ方向に起伏を生ずるジグザグ状に形成するとともに、その蹴り出し側の幅広部の振幅が踏み込み側の幅広部の振幅よりも大きいことから、踏み込み側部分よりも蹴り出し側部分でサイプ深さ方向に撓み易く、タイヤに荷重が作用した際には、蹴り出し側の幅広部にて該荷重による変形をより多く吸収することができる。このため、氷雪路面でタイヤに制動力が負荷された場合には、サイプの蹴り出し側部分の接地圧を下げて陸部に作用する接地圧を均一化でき、それによってアイス制動性能を向上することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド面を示す展開図である。図2は、そのトレッド面に設けられたブロックの要部を一部破断させて示す斜視図である。図3は、そのブロックに形成されたサイプの内壁面を示す正面図である。
本実施形態の空気入りタイヤは、図1に示すように、タイヤ幅方向に直線状に延びるサイプ10が形成された複数のブロック1(陸部の一例)を有するトレッドパターンを備える。各ブロック1は、タイヤ周方向に延びる主溝2とタイヤ幅方向に延びる横溝3とによって区分されており、タイヤ赤道線Cに関して対称的に5列のブロック1が配列されている。なお、矢印Rはタイヤの回転方向を示す。
図2及び3に示すように、各ブロック1には、直線状の開口部10aを有する複数本(本実施形態では7本)のサイプ10が、所定の間隔を設けて平行に形成されている。サイプ10の蹴り出し側及び踏み込み側のそれぞれには、サイプ長さ方向(本実施形態ではタイヤ幅方向)にストレート状に延びる幅広部11、12が形成されている。幅広部11は、サイプ10を蹴り出し側(図2では左側)に拡幅してなり、幅広部12は、サイプ10を踏み込み側(図2では右側)に拡幅してなる。
このような幅広部11、12がサイプ10に形成されていることにより、トレッドゴムの変形を幅広部11、12にて吸収して開口部10aの狭小化を抑制でき、サイプ10によるエッジ効果や除水効果を確保することができる。特に本発明では、サイプ10の蹴り出し側及び踏み込み側の両方に幅広部が形成されることから、いずれの方向からの荷重に対してもトレッドゴムがサイプ深さ方向に撓み易く、開口部10aの狭小化を抑制する効果を安定して奏することができる。
本実施形態では幅広部11、12がそれぞれ3本ずつ形成されており、幅広部11の高さY1の総和Z1(本実施形態では3×Y1)が、幅広部12の高さY2の総和Z2(本実施形態では3×Y2)よりも大きく設定されている。これにより、サイプ10の踏み込み側部分よりも蹴り出し側部分の方で撓み易く、タイヤに荷重が作用した際には、幅広部11にてトレッドゴムの変形をより多く吸収できる。このため、氷雪路面でタイヤに制動力が負荷された場合には、サイプ10の蹴り出し側部分の接地圧を下げてブロック1に作用する接地圧を均一化でき、それによってアイス制動性能を向上することができる。
総和Z1と総和Z2との差(Z1−Z2)は、サイプ深さDの10%以上であることが好ましく、20%以上であることがより好ましい。これが10%未満であると、蹴り出し側部分と踏み込み側部分との撓み易さの違いが小さくなるため、ブロック1の接地圧を均一化する効果が小さくなる傾向にある。また、上記の差(Z1−Z2)は、サイプ深さDの60%以下であることが好ましく、40%以下であることがより好ましい。これが60%を超えるときは、幅広部12の高さY2が相対的に小さくなることから、踏み込み側部分において変形を吸収する効果が小さくなる傾向にある。
本発明では、総和Z1>総和Z2であれば、幅広部11の高さY1を幅広部12の高さY2と同等以下にしても構わないが、その場合には幅広部11の本数を増やす必要が生じ、サイプ形成用金型としてのブレードの形成が困難になる傾向にある。そのため、本実施形態では、幅広部11の高さY1を幅広部12の高さY2よりも大きくしており、それによって、幅広部11と幅広部12とを同数としながらも、上記した幅広部11、12の高さの総和の関係を適切に満たしている。
幅広部11の高さY1は、0.3〜2.5mmであることが好ましく、1〜1.5mmであることがより好ましい。また、高さY1の総和Z1は、サイプ深さDの90%以下であることが好ましく、70%以下であることがより好ましい。更に、高さY2の総和Z2は、サイプ深さDの10%以上であることが好ましく、30%以上であることがより好ましい。高さY1が0.3mm未満、或いは総和Z2がサイプ深さDの10%未満であると、サイプ10の開口部10aの狭小化を抑制する効果が小さくなる傾向にある。一方、高さY1が2.5mmを超える、或いは総和Z1がサイプ深さDの90%を超えると、ブロック1の剛性が低下して倒れ込みが過度に大きくなり、逆にエッジ効果が低下する場合がある。
幅広部11、12の突出高さd1、d2は、サイプ幅W(開口部10aの厚み)に対して50〜150%であることが好ましい。これが50%未満であると、幅広部にて変形を吸収する効果が小さくなる傾向にあり、これが150%を超えると、ブロック1の剛性が低下して倒れ込みが過度に大きくなり、逆にエッジ効果が低下する場合がある。具体的な寸法としては、サイプ幅Wが0.3〜0.5mmである場合に、幅広部11、12の突出高さd1、d2が0.3〜1.2mm、好ましくは0.3〜0.7mmであるものが例示される。
トレッドゴムの変形を適切に吸収する観点から、幅広部11、12は本実施形態のように複数本ずつ形成されることが好ましい。また、サイプ深さ方向に進むにつれて拡幅された部分が互い違いに現れるよう、幅広部11と幅広部12とが交互に配置されることが好ましい。これにより、サイプの幅が急激に大きくなることを回避して、偏摩耗などの不具合を防止することができる。
幅広部11、12の本数は特に制限されるものではないが、上述した高さY1、Y2とサイプ深さDとの関係から、それぞれ1〜3本ずつ形成されるものが例示される。なお、サイプ10による十分なエッジ効果を発現する上で、サイプ深さDは主溝2の深さの30〜80%が好ましく、サイプ幅Wは0.2〜0.7mmが好ましい。
本発明では、サイプ密度が0.05mm/mm以上であることが好ましい。このサイプ密度が0.05mm/mm未満であると、サイプ10が本来発揮すべき効果が適切に発揮されないことがある。また、ブロック1の剛性を適度に確保する観点から、サイプ密度は0.2mm/mmを超えないことが好ましい。
本実施形態では、サイプ10がサイプ長さ方向に直線状に延びる直線サイプである例を示したが、本発明はこれに限られず、波状に延びる波形サイプであっても構わない。波形サイプでは、直線サイプに比べてサイプの開口部が狭くなり難いので、上述した幅広部による開口部の狭小化を抑制する効果と相俟って、サイプによるエッジ効果や除水効果を効果的に確保できる。
本発明の空気入りタイヤは、陸部に上記の如きサイプが形成されること以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用できる。
本発明は、いわゆる夏用タイヤにも適用できるが、アイス制動性能に優れていることから、特にスタッドレスタイヤ(冬用タイヤ)として有用である。
[第2実施形態]
第2実施形態は、サイプが以下の通りの構成である他は、第1実施形態と同様の構成・作用であるので、共通点を省略して主に相違点について説明する。なお、既出の部材、部位と同一の部材、部位については、同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
図4は、本発明の第2実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド面に設けられたブロックの要部を一部破断させて示す斜視図である。図5は、そのブロックに形成されたサイプの内壁面を示す正面図である。本実施形態では、サイプ20の蹴り出し側及び踏み込み側のそれぞれに、サイプ長さ方向に延びる幅広部21、22が形成され、その幅広部21、22がサイプ深さ方向に起伏を生ずるジグザグ状に形成されている。
このようなジグザグ状の幅広部21、22は、前述のストレート状の幅広部に比べてサイプ深さ方向により撓み易く、トレッドゴムの変形を吸収する効果が大きい。また、ストレート状の幅広部では、タイヤ成形工程にてサイプ形成用金型としてのブレードをトレッド面から引き抜く際に、幅広部に対応したブレードの凹凸の境界部分に負荷がかかり、その部分でブレードの曲がりや折れが発生することが懸念されるが、ジグザグ状の幅広部21、22ではブレードにかかる負荷を抑制でき、かかる不具合の発生を防止できる。
本実施形態では、幅広部21と幅広部22との高さ及び振幅が同じであるものの、蹴り出し側に2本の幅広部21が形成され、踏み込み側に1本の幅広部22が形成されていることから、幅広部21の高さY1の総和Z1が幅広部22の高さY2の総和Z2よりも大きい。そのため、幅広部22よりも幅広部21の方でトレッドゴムの変形をより多く吸収し、氷雪路面でタイヤに制動力が負荷された場合には、サイプ20の蹴り出し側部分の接地圧を下げてブロック1に作用する接地圧を均一化でき、アイス制動性能を向上することができる。
[第3実施形態]
第3実施形態は、サイプが以下の通りの構成である他は、第1実施形態と同様の構成・作用であるので、共通点を省略して主に相違点について説明する。なお、既出の部材、部位と同一の部材、部位については、同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
図6は、本発明の第3実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド面に設けられたブロックの要部を一部破断させて示す斜視図である。図7は、そのブロックに形成されたサイプの内壁面を示す正面図である。本実施形態では、サイプ30の蹴り出し側及び踏み込み側のそれぞれに、サイプ長さ方向に延びる幅広部31、32を形成し、蹴り出し側の幅広部31をサイプ深さ方向に起伏を生ずるジグザグ状に形成するとともに、踏み込み側の幅広部32をストレート状に形成している。
本実施形態では、幅広部31の高さY1の総和Z1と幅広部32の高さY2の総和Z2とが同じである例を示す。第2実施形態にて説明したように、ジグザグ状の幅広部31はストレート状の幅広部32に比べてサイプ深さ方向に撓み易く、トレッドゴムの変形をより多く吸収する。そのため、氷雪路面でタイヤに制動力が負荷された場合には、サイプ30の蹴り出し側部分の接地圧を下げてブロック1の接地圧を均一化でき、アイス制動性能を向上することができる。
この場合においても、前述の実施形態と同様に、幅広部31の高さY1の総和Z1が幅広部32の高さY2の総和Z2よりも大きいことが好ましい。但し、高さY1の総和Z1と高さY2の総和Z2とが同等であってもよく、その場合には、総和Z1と総和Z2との差の絶対値|Z1−Z2|がサイプ深さDの40%以下であることが好ましい。
[第4実施形態]
第4実施形態は、サイプが以下の通りの構成である他は、第1実施形態と同様の構成・作用であるので、共通点を省略して主に相違点について説明する。なお、既出の部材、部位と同一の部材、部位については、同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
図8は、本発明の第4実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド面に設けられたブロックの要部を一部破断させて示す斜視図である。図9は、そのブロックに形成されたサイプの内壁面を示す正面図である。本実施形態では、サイプ40の蹴り出し側及び踏み込み側のそれぞれに、サイプ長さ方向に延びる幅広部41、42をサイプ深さ方向に起伏を生ずるジグザグ状に形成している。
本実施形態では、幅広部41の高さY1の総和Z1と幅広部42の高さY2の総和Z2とが同じである例を示す。幅広部41の振幅A1は幅広部42の振幅A2よりも大きく設定されており、それによって幅広部41は幅広部42に比べてサイプ深さ方向に撓み易く、トレッドゴムの変形をより多く吸収する。そのため、氷雪路面でタイヤに制動力が負荷された場合には、サイプ40の蹴り出し側部分の接地圧を下げてブロック1の接地圧を均一化でき、アイス制動性能を向上することができる。
この場合においても、前述の実施形態と同様に、幅広部41の高さY1の総和Z1が幅広部42の高さY2の総和Z2よりも大きいことが好ましい。但し、高さY1の総和Z1と高さY2の総和Z2とが同等であってもよく、その場合には、総和Z1と総和Z2との差の絶対値|Z1−Z2|がサイプ深さDの40%以下であることが好ましく、振幅A1と振幅A2との差(A1−A2)がサイプ深さDの20%以上であることが好ましい。
[他の実施形態]
(1)本発明の空気入りタイヤが有するトレッドパターンは、特に限定されるものではない。したがって、例えば、平面視矩形のブロックに代えて、V字形や多角形、曲線基調など何れの形状のブロックにも適用できる。また、ブロックに代えて又は加えて、タイヤ周方向に沿って直線状又はジグザグ状に延びるリブを採用してもよい。更に、本発明では、上記の如きサイプ構造を、トレッドパターン内の全ての陸部に対して採用することができるが、トレッドパターン内の一部の陸部に対してだけ採用しても構わない。
(2)前述の実施形態では、サイプの両端がブロックの側壁で開口する両側オープンサイプである例を示したが、これに代えて、片端のみが開口した片側オープンサイプを採用してもよく、両端が閉塞したクローズドサイプを採用してもよい。また、サイプ長さ方向は、タイヤ幅方向に平行なものに限られず、タイヤ周方向や斜め方向であってもよい。
(3)図10は、本発明の別実施形態に係るサイプの内壁面を示す正面図である。この例では、サイプの蹴り出し側及び踏み込み側のそれぞれに幅広部51、52が3本ずつ形成されており、蹴り出し側の幅広部51は、幅広部52と高さが同じ第1部分51aと幅広部52よりも高さが大きい第2部分51bとをサイプ長さ方向に連設して構成される。そして、ブロックの中央部では第2部分51bが2つ配されているのに対し、その両端部では第2部分51bが1つずつ配されている。
摩擦係数が低い路面では、図11に示すように、陸部の中央部の接地圧が両端部に比べて高くなる傾向にあるが、上記構成によれば、幅広部51の高さの総和を幅広部52の高さの総和よりも大きくしながら、ブロックの中央部のサイプ深さ方向の撓み易さを両端部よりも高めることができるため、ブロックの接地圧をより均一化してアイス制動性能を向上することができる。
(4)ブロックに複数本のサイプを形成した場合においては、図11に示すように、該ブロックの踏み込み側端に近いサイプほど、その蹴り出し側部分の接地圧が高くなる傾向にある。そこで、本発明では、ブロックの踏み込み側端から蹴り出し側端に向かって、サイプに形成した幅広部の高さの総和の差(Z1−Z2)を段階的に小さくすることが好ましく、これによりブロックに作用する接地圧をより好適に均一化して、アイス制動性能を向上することができる。
以下、本発明の構成と効果を具体的に示すため、アイス制動性能を評価したので説明する。アイス制動性能は、タイヤを実車(国産3000ccクラスのFRセダン)に装着し、アイス路面を走行して速度40km/hから制動力をかけてABSを作動させた際の制動距離を測定することで評価した。比較例1を100としたときの指数で示し、数値が大きいほどアイス制動性能が良好であることを示す。
図1に示すようなトレッドパターンを有し、図2及び図3において、幅広部11の高さY1と幅広部12の高さY2とを同じにしたタイヤを比較例、幅広部11の高さY1を幅広部12の高さY2よりも大きくしたタイヤを実施例とした。タイヤサイズはいずれも205/65R15とし、サイプ深さDを8mm、サイプ幅Wを0.3mm、幅広部11、12の突出高さd1、d2を0.3mmとした。評価結果を表1に示す。
Figure 0004318148
表1の結果から、実施例では、サイプの蹴り出し側における幅広部の高さの総和を、踏み込み側における幅広部の高さの総和よりも大きくすることにより、比較例よりも優れたアイス制動性能を発揮できていることが分かる。
本発明の第1実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド面を示す展開図 図1のトレッド面に設けられたブロックの要部を一部破断させて示す斜視図 図2のブロックに形成されたサイプの内壁面を示す正面図 本発明の第2実施形態に係るブロックの要部を一部破断させて示す斜視図 図4のブロックに形成されたサイプの内壁面を示す正面図 本発明の第3実施形態に係るブロックの要部を一部破断させて示す斜視図 図6のブロックに形成されたサイプの内壁面を示す正面図 本発明の第4実施形態に係るブロックの要部を一部破断させて示す斜視図 図8のブロックに形成されたサイプの内壁面を示す正面図 本発明の別実施形態に係るサイプの内壁面を示す正面図 幅広部を形成したブロックの制動時における接地圧分布を示す概念図
符号の説明
1 ブロック
10,20,30,40 サイプ
11,21,31,41 蹴り出し側の幅広部
12,22,32,42 踏み込み側の幅広部
A1 蹴り出し側の幅広部の振幅
A2 踏み込み側の幅広部の振幅
D サイプ深さ
d1 蹴り出し側の幅広部の突出高さ
d2 踏み込み側の幅広部の突出高さ
R タイヤの回転方向
W サイプ幅
Y1 蹴り出し側における幅広部の高さ
Y2 踏み込み側における幅広部の高さ

Claims (4)

  1. トレッド面の陸部にサイプを形成した空気入りタイヤにおいて、前記サイプの蹴り出し側及び踏み込み側のそれぞれに、サイプ長さ方向に延びる幅広部を形成するとともに、前記サイプの蹴り出し側における前記幅広部の高さの総和を、そのサイプの踏み込み側における前記幅広部の高さの総和よりも大きくしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 前記サイプの蹴り出し側における前記幅広部の高さが、前記サイプの踏み込み側における前記幅広部の高さよりも大きい請求項1記載の空気入りタイヤ。
  3. トレッド面の陸部にサイプを形成した空気入りタイヤにおいて、前記サイプの蹴り出し側及び踏み込み側のそれぞれに、サイプ長さ方向に延びる幅広部を形成するとともに、前記サイプの蹴り出し側における前記幅広部をサイプ深さ方向に起伏を生ずるジグザグ状に形成し、そのサイプの踏み込み側における前記幅広部をストレート状に形成したことを特徴とする空気入りタイヤ。
  4. トレッド面の陸部にサイプを形成した空気入りタイヤにおいて、前記サイプの蹴り出し側及び踏み込み側のそれぞれに、サイプ長さ方向に延びる幅広部をサイプ深さ方向に起伏を生ずるジグザグ状に形成するとともに、前記サイプの蹴り出し側における前記幅広部の振幅を、前記サイプの踏み込み側における前記幅広部の振幅よりも大きくしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
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