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JPH06185552A - 鳴き防止のためのディスクロータ - Google Patents

鳴き防止のためのディスクロータ

Info

Publication number
JPH06185552A
JPH06185552A JP3205580A JP20558091A JPH06185552A JP H06185552 A JPH06185552 A JP H06185552A JP 3205580 A JP3205580 A JP 3205580A JP 20558091 A JP20558091 A JP 20558091A JP H06185552 A JPH06185552 A JP H06185552A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
hole
squeal
holes
small circular
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3205580A
Other languages
English (en)
Inventor
Mikio Matsuzaki
崎 幹 夫 松
Toshitaka Izumihara
原 敏 孝 泉
Toru Yoshino
野 透 吉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Akebono Research and Development Centre Ltd
Original Assignee
Akebono Research and Development Centre Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Akebono Research and Development Centre Ltd filed Critical Akebono Research and Development Centre Ltd
Priority to JP3205580A priority Critical patent/JPH06185552A/ja
Priority to DE69206064T priority patent/DE69206064T2/de
Priority to EP92111922A priority patent/EP0524521B1/en
Priority to US08/240,399 priority patent/US5417313A/en
Publication of JPH06185552A publication Critical patent/JPH06185552A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
    • F16D65/12—Discs; Drums for disc brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/0006—Noise or vibration control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
    • F16D65/12—Discs; Drums for disc brakes
    • F16D65/128—Discs; Drums for disc brakes characterised by means for cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
    • F16D2065/13—Parts or details of discs or drums
    • F16D2065/1304—Structure
    • F16D2065/1308—Structure one-part
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
    • F16D2065/13—Parts or details of discs or drums
    • F16D2065/1304—Structure
    • F16D2065/1328—Structure internal cavities, e.g. cooling channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D69/00—Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
    • F16D2069/004—Profiled friction surfaces, e.g. grooves, dimples

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】縦波振動がロータに伝搬しても、ロータに形設
した特定形状の空洞孔や絞り穴あるいは２列の小円孔群
により、２次、４次、６次等の偶数次の共振モードによ
るブレーキ鳴き音を有効に減衰させる。 【構成】ロータ１０の円周上の少なくとも１箇所に半径
方向の空洞孔１１を形設し、該空洞孔から前後の各制動
面１２Ａ，１２Ｂまでの最小肉厚を３ｍｍ以下とする。
又ベンチレーテッドロータにおいては、該ロータの半径
方向に複数設けられた穴の少なくとも１つを拡張した穴
に形設し、該穴から前後の各制動面までの最小肉厚を３
ｍｍ以下とする。又、ディスクロータの中心から任意の
半径方向に延びた第１の軸線上に中心をもち、前後の制
動面を貫通する同一形状の第１の小円孔列と、前記第１
の軸線と平行な第２の軸線上に中心をもち、同様に前後
の制動面を貫通する同一形状の第２の小円孔列とを形設
し、 ｄ′＞Ｃ″、ｄ″＞Ｃ′、ｒ′−ｒ≧０の条件を
満たすように両小円孔列を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディスクブレーキにお
いて制動時に発生する鳴き音を有効に阻止するようにし
た鳴き防止のためのディスクロータに関する。
【０００２】
【従来の技術】車軸とともに回転する円板状のディスク
ロータを、油圧等で作動される摩擦パッドで挟圧して制
動を行うディスクブレーキにおいて、ディスクロータが
摩擦パッドで挟圧された際、ディスクロータの硬度、ロ
ータと摩擦パッドの相性等によって非常に不愉快なブレ
ーキ鳴き音と称される高周波音が発生することが知られ
ている。そしてこの対策として従来、特開昭５６−１６
４２３６号公報に記載されているように、ディスクロー
タの外周に金属製の環状部材を嵌入したり、あるいは実
開昭５４−１０８８８０号公報に記載されているよう
に、ロータの制動面に孔や溝を設け共振点をずらすよう
にしたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが近年、摩擦材
に種々のものが使用されるようになり、例えば摩擦パッ
ド材としてセミメタリックやノンアスベスト系のものが
用いられると、前記のような制振対策では鳴きを充分に
抑えることができなくなっていた。この原因を究明する
ために、実際にセミメタリックやノンアスベスト系の摩
擦パッドを用いてブレーキテストを行った結果、鳴きの
原因は図７に示した如く主にロータの表面と裏面が逆方
向に振動する（疎密波）いわゆる縦波に基づくものであ
ることが判明した。このことは、図８に示すロータ単品
での振動特性を測定する加振試験で得られた縦波の共振
点と、図９に示すノンアスベスト系のパッドを用いた実
車試験に於ける鳴きの周波数が一致することで明らかに
なった。これは、セミメタリック系のパッドを用いた実
車試験にても同様であった。そこで、さらに実験を重
ね、４つの実車（Ａ車、Ｂ車、Ｃ車、Ｄ車）に使用され
ている径の異なるディスクロータにノンアスベスト系の
摩擦パッドを挟圧して周波数特性を検らべたところ図１
０に示したデータが得られた。図１０からも判るよう
に、縦波が原因となるノイズ発生箇所は縦波の振動モー
ドにおける２次、４次、６次の偶数次に形成される共振
モード上に集中している。この理由はそれ以上の偶数次
モードは、周波数が人間の可聴域を超えてしまうため、
問題とならないのと、奇数次がでないのは、ロータのよ
うに円板やリング状の物体は棒状の開放端を持つ物体と
異なり、開放端がないため、ロータ固体内を回る疎密波
同志で干渉し消滅してしまうため、もともと奇数次の共
振点を持たないためである。本発明は、これらのことを
基にしてディスクロータの制動面の円周方向の少なくと
も１箇所に特定形状の空洞孔や穴、又は特定配列の２列
の小円孔列を形成するだけで、横波も含め主として縦波
に基づくブレーキ鳴き音を有効に減衰することを課題と
するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明は、ソリッドロータにおいては、該ロータの
円周上の少なくとも１箇所に半径方向外側から内側に向
けて空洞孔を形設し、該空洞孔から前後の各制動面まで
の最小肉厚を３ｍｍ以下とするように構成する。又ベン
チレーテッドロータにおいては、該ロータの半径方向に
複数設けられた穴の少なくとも１つを拡張した穴に形設
し、該穴から前後の各制動面までの最小肉厚を３ｍｍ以
下とするように構成する。さらに本発明の他の構成は、
ディスクロータに、そのロータの中心から任意の半径方
向に延びた第１の軸線上に中心をもち、前後の制動面を
貫通する同一形状の第１の小円孔列と、前記第１の軸線
と平行な第２の軸線上に中心をもち、同様に前後の制動
面を貫通する同一形状の第２の小円孔列とを形設し、第
１の各小円孔の直径をｄ′、半径をｒ′、孔間の間隔を
Ｃ′、第２の各小円孔の直径をｄ″、孔間の間隔を
Ｃ″、第１の軸線から第２の小円孔までの最短距離をｒ
としたとき、 ｄ′＞Ｃ″、ｄ″＞Ｃ′、ｒ′−ｒ≧０
の条件を満たすように両小円孔列を形成するようにす
る。
【０００５】
【作 用】摩擦パッドがディスクロータの制動面を挟
圧して制動作用を行うと、ディスクロータの制動面の円
周方向の少なくとも１箇所に形成された特定形状の空洞
孔や冷却用穴、又は特定配列の２列の小円孔列により、
横波も含め主として縦波に基づくブレーキ鳴き音が有効
に減衰される。
【０００６】
【実 施 例】図１はディスクロータがソリッドロータ
の場合の本発明の第一の実施例を示したものである。ソ
リッドロータ１０の円周上の少なくとも１箇所に半径方
向外側から内側に向けて空洞孔１１が形設されている。
この空洞孔１１の断面形状は円形のみならず、正方形、
長方形あるいは楕円形であってもよい。又、図２はディ
スクロータがベンチレーテッドロータの場合の本発明の
第二の実施例を示したもので図２（ａ）はロータの断面
図、図２（ｂ）は絞り穴の拡大図を示す。ベンチレーテ
ッドロータ２０の冷却風が通過する半径方向に複数設け
られた冷却用穴２１の少なくとも１つに絞り加工を施し
て内孔を一部拡大した穴２２（以下絞り穴という）を形
設する。そして第一実施例の空洞孔１１が形設されたこ
とにより残されたロータの各制動面１２Ａ、１２Ｂの最
小肉厚をｈ′とし、第二実施例の絞り孔２２が形設され
たことにより残されたロータの各制動面２３Ａ、２３Ｂ
の最小肉厚をｈ″として、このｈ′、ｈ″の肉厚を変化
させてブレーキの鳴き発生頻度と鳴きの大きさの計測テ
ストを行った。ここで、ブレーキの鳴きの発生頻度と大
きさを数値化したものを鳴き係数Ｎｐと定義し、一試験
で発生する鳴きによるノイズの大きさの音圧レベル（ｄ
Ｂ）を音圧（μｂｒ）に変換し積算したものとした。従
って、鳴き係数Ｎｐは
【数 １】 で表される。ただし、Ｎはブレーキ回数、Ｐｉは鳴きの
音圧（μｂｒ）、ｎはノイズの発生回数とする。図３は
前記肉厚ｈ′又はｈ″を変化させたときの鳴き係数の大
きさを示すブレーキテスト結果表である。このテスト結
果は、ｈ′（ｈ″）が３ｍｍを過ぎた領域から鳴き係数
が大きくなっておりこの領域から更にｈ′（ｈ″）が増
加すると鳴き防止に効果が無いことを示している。図４
（ａ）はディスクロータの円周上の１箇所に半径方向に
延びる２列の小円孔群を形設した本発明の第三の実施例
を示したもので、図４（ｂ）はディスクロータの一部切
断側面図であり、図４（ｃ）は前記２列の小円孔群の拡
大図を示す。ディスクロータ３０に形設された第１の小
円孔列（３１Ａａ、３１Ａｂ、３１Ａｃ、３１Ａｄ）と
第２の小円孔列（３１Ｂａ、３１Ｂｂ、３１Ｂｃ）とは
互いに平行に配列され、各円孔は前後の制動面３２Ａ、
３２Ｂまで貫通している。第１の小円孔列（３１Ａａ、
３１Ａｂ、３１Ａｃ、３１Ａｄ）はロータの中心Ｏから
任意の半径方向に延びた第１の軸線ＯＸ上に中心をもつ
断面形状が円形状で各円形とも同一の半径を有してい
る。第２の小円孔列（３１Ｂａ、３１Ｂｂ、３１Ｂｃ）
は第１の軸線ＯＸと平行な第２の軸線Ｏ′Ｘ′上に中心
をもつ、断面形状が円形状で各円とも同一の半径を有し
ている。そして、ここで第１小円孔の直径をｄ′、半径
をｒ′、各円孔の孔間の間隔をＣ′、第２小円孔の直径
をｄ″、孔間の間隔をＣ″、第１の軸線ＯＸから第２の
小円孔までの最短距離をｒとしたとき、ｄ′＞Ｃ″、
ｄ″＞Ｃ′、ｒ′−ｒ≧０なる条件を満足するとき鳴き
防止に効果があることがブレーキテストの結果判明し
た。図５はその時のブレーキテストの結果を表したもの
でＣ″、Ｃ′、ｄ″、ｄ′、ｒ′−ｒと鳴き係数の関係
を示している。ｒ′−ｒが−２、−１．５のときはｄ′
＞Ｃ″であっても鳴き係数が大きく（Ｂ領域）、ｒ′−
ｒが１であってもｄ′≦Ｃ″ではやはり鳴き係数が大き
くなっている（Ｃ領域）。しかしｄ′＞Ｃ″、ｄ″＞
Ｃ′、ｒ′−ｒ≧０のＡ領域では鳴き音が有効に減少し
た。
【０００７】
【効 果】主として縦波振動がディスクロータに伝搬し
ても、ロータに形設した特定形状の空洞孔や絞り穴ある
いは二列の小円孔群により、２次、４次、６次等の偶数
次の共振モードによる鳴きを有効に減衰させることがで
きるので、各種の摩擦パッドを選定使用することができ
る。図６は本発明品の効果を従来品のものと比較して示
したグラフであり、本発明品のものは摩擦パッドがセミ
メタリックゃノンアスベスト系のものであっても有効に
鳴きが抑えられていることが判る。又、空洞孔、絞り穴
あるいは小円孔群はロータのタイプに応じて形設するこ
とが可能であり、しかも円周上の少なくとも一箇所に設
けるだけでよいので製作にも手間がかからない。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディスクロータがソリッドロータの場合の本発
明の第一実施例を示した図で（ａ）がロータの平面図、
（ｂ）が同ロータの一部切断側面図である。
【図２】ディスクロータがベンチレーテッドロータの場
合の本発明の第二実施例を示した図で（ａ）がロータの
一部切断側面図、（ｂ）が絞り穴の拡大図である。
【図３】制動面の穴を施した部分の肉厚ｈ´（ｈ〃）と
鳴き係数の関係を示すブレーキテスト結果表である。
【図４】ディスクロータに２列の小円孔群を形設した本
発明の第三実施例を示した図で（ａ）がロータの平面
図、（ｂ）が同ロータの一部切断側面図、（ｃ）が２列
の小円孔群の拡大図である。
【図５】２列の小円孔群の配列と鳴き係数の関係を示す
ブレーキテストの結果表である。
【図６】本発明品と従来品との鳴きの相違を比較したグ
ラフである。
【図７】縦波に基づくディスクロータの振動解析図であ
る。
【図８】縦波に基づくディスクロータの加振試験解析図
である。
【図９】ノンアスベスト系のパッドを用いた実車試験結
果である。
【図１０】実車に使用された４つの径の異なるディスク
ロータの実験より得られた周波数特性データ表である。
【符号の説明】
１０、２０、３０・・・ロータ １１・・・空洞孔 １２Ａ、１２Ｂ、２３Ａ、２３Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ・・
・制動面 ２２・・・絞り穴 ３１Ａａ、３１Ａｂ、３１Ａｃ、３１Ａｄ・・・第１の
小円孔列 ３１Ｂａ、３１Ｂｂ、３１Ｂｃ・・・第２の小円孔列。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年８月１０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年１月１４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】ディスクロータがソリッドロータの場合の本発
明の第一実施例を示した図で（ａ）がロータの平面図、
（ｂ）が同ロータの一部切断側面図である。
【図２】ディスクロータがベンチレーテッドロータの場
合の本発明の第二実施例を示した図で（ａ）がロータの
一部切断側面図、（ｂ）が絞り穴の拡大図である。
【図３】制動面の穴を施した部分の肉厚ｈ′（ｈ″）と
鳴き係数の関係を示すブレーキテスト結果図表である。
【図４】ディスクロータに２列の小円孔群を形設した本
発明の第三実施例を示した図で（ａ）がロータの平面
図、（ｂ）が同ロータの一部切断側面図、（ｃ）が２列
の小円孔群の拡大図である。
【図５】２列の小円孔群の配列と鳴き係数の関係を示す
ブレーキテストの結果図表である。
【図６】本発明品と従来品との鳴きの相違を比較したグ
ラフである。
【図７】縦波に基づくディスクロータの振動解析図であ
る。
【図８】縦波に基づくディスクロータの加振試験解析図
である。
【図９】ノンアスベスト系のパッドを用いた実車試験結
果図表である。
【図１０】実車に使用された４つの径の異なるディスク
ロータの実験より得られた周波数特性データ図表であ
る。
【符号の説明】 １０、２０、３０・・・ロータ １１・・・空洞孔 １２Ａ、１２Ｂ、２３Ａ、２３Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ・・
・制動面 ２２・・・絞り穴 ３１Ａａ、３１Ａｂ、３１Ａｃ、３１Ａｄ・・・第１の
小円孔列 ３１Ｂａ、３１Ｂｂ、３１Ｂｃ・・・第２の小円孔列

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】鳴き防止のためのディスクロータにおい
    て、前記ロータをソリッドロータ１０で構成し、該ロー
    タ１０の円周上の少なくとも１箇所に半径方向外側から
    内側に向けて空洞孔１１を形設し、該空洞孔１１から前
    後の各制動面１２Ａ、１２Ｂまでの最小肉厚をｈ′を、
    ３ｍｍ以下とする鳴き防止のためのソリッドロータ。
  2. 【請求項２】請求項１項記載のソリッドロータにおい
    て、前記空洞孔１１の断面形状を円形、正方形、長方形
    又は楕円形としたソリッドロータ。
  3. 【請求項３】鳴き防止のためのディスクロータにおい
    て、前記ロータをベンチレーテッドロータ２０で構成
    し、該ロータ２０の半径方向に複数設けられた穴２１の
    少なくとも１つを拡張した穴２２に形設し、該穴２２か
    ら前後の各制動面２３Ａ、２３Ｂまでの最小肉厚ｈ″を
    ３ｍｍ以下とする鳴き防止のためのベンチレーテッドロ
    ータ。
  4. 【請求項４】鳴き防止のためのディスクロータ３０にお
    いて、該ロータ３０に、そのロータ３０の中心Ｏから任
    意の半径方向に延びた第１の軸線ＯＸ上に中心をもち、
    前後の制動面３２Ａ、３２Ｂを貫通する同一形状の第１
    の小円孔列３１Ａａ、３１Ａｂ、３１Ａｃ、３１Ａｄ
    と、前記第１の軸線ＯＸと平行な第２の軸線Ｏ′Ｘ′上
    に中心をもち、同様に前後の制動面３２Ａ、３２Ｂを貫
    通する同一形状の第２の小円孔列３１Ｂａ、３１Ｂｂ、
    ３１Ｂｃとを形設し、第１の各小円孔の直径ｄ′、半径
    をｒ′、孔間の間隔をＣ′、第２の各小円孔の直径を
    ｄ″、孔間の間隔をＣ″、第１の軸線ＯＸから第２の小
    円孔までの最短距離をｒとしたとき、 ｄ′＞Ｃ″、ｄ″＞Ｃ′、ｒ′−ｒ≧０の条件を満たす
    ように両小円孔列を形成したディスクロータ。
JP3205580A 1991-07-23 1991-07-23 鳴き防止のためのディスクロータ Pending JPH06185552A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3205580A JPH06185552A (ja) 1991-07-23 1991-07-23 鳴き防止のためのディスクロータ
DE69206064T DE69206064T2 (de) 1991-07-23 1992-07-13 Rotorscheibe mit Geräuschdämpfung.
EP92111922A EP0524521B1 (en) 1991-07-23 1992-07-13 Disc rotor for preventing squeal
US08/240,399 US5417313A (en) 1991-07-23 1994-05-10 Disc rotor for preventing squeal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3205580A JPH06185552A (ja) 1991-07-23 1991-07-23 鳴き防止のためのディスクロータ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06185552A true JPH06185552A (ja) 1994-07-05

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ID=16509237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3205580A Pending JPH06185552A (ja) 1991-07-23 1991-07-23 鳴き防止のためのディスクロータ

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US (1) US5417313A (ja)
EP (1) EP0524521B1 (ja)
JP (1) JPH06185552A (ja)
DE (1) DE69206064T2 (ja)

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