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JP2002195118A - 船外機用エンジンの吸気管長可変装置 - Google Patents

船外機用エンジンの吸気管長可変装置

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JP2002195118A
JP2002195118A JP2000390256A JP2000390256A JP2002195118A JP 2002195118 A JP2002195118 A JP 2002195118A JP 2000390256 A JP2000390256 A JP 2000390256A JP 2000390256 A JP2000390256 A JP 2000390256A JP 2002195118 A JP2002195118 A JP 2002195118A
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JP
Japan
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intake pipe
engine
intake
switching valve
cowling
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JP2000390256A
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English (en)
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Inventor
Goichi Katayama
吾一 片山
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Yamaha Marine Co Ltd
Original Assignee
Sanshin Kogyo KK
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Publication date
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Priority to US10/035,697 priority patent/US6736100B2/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 カウリング内の狭いスペースを有効利用して
吸気管を配置することにより、必要な吸気管長を確保で
きる船外機用エンジンの吸気管長可変装置を提供する。 【解決手段】 カウリング10内にエンジン9をクラン
ク軸15が航走時に略垂直をなすように縦置きに配設し
てなる船外機用エンジンの吸気管長可変装置において、
上記エンジン9の吸気ポート22に接続され該エンジン
9とカウリング10との間をクランクケース20側に延
びる第1吸気管40と、該第1吸気管40の上流端開口
40b直近からカウリング10の内方に分岐して延びる
第2吸気管41と、上記第1吸気管40をエンジン9が
低,中速運転域にあるとき閉じ、高速運転域にあるとき
開く切替え弁42とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、船外機用エンジン
の吸気管長可変装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、小型船舶に搭載される船外機
は、スクリュウを有する推進機が配設された下部ケース
上にエンジンを縦置きに搭載するとともに、該エンジン
をカウリングにより囲んだ構造となっている。
【0003】この種の船外機用エンジンにおいては、低
速域から高速域の全域に渡るトルク特性の向上を図る観
点から、エンジンの運転状態に応じて吸気管長を可変可
能とした吸気管長可変装置の採用が検討されている。こ
のような吸気管長可変装置を船外機用エンジンに採用す
る場合には、吸気管長の異なる吸気管をカウリング内に
配置することとなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記カウリ
ング内はエンジン,エンジン補機類等によりスペースが
制約されており、上記吸気管のレイアウトの如何によっ
ては必要な吸気管長を確保できない場合がある。その結
果、目標とするトルク特性が得られなくなるおそれがあ
る。
【0005】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
で、カウリング内の狭いスペースを有効利用して吸気管
を配置することにより、必要な吸気管長を確保できる船
外機用エンジンの吸気管長可変装置を提供することを目
的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、カウ
リング内にエンジンをクランク軸が航走時に略垂直をな
すように縦置きに配設してなる船外機用エンジンの吸気
管長可変装置において、上記エンジンの吸気ポートに接
続され該エンジンとカウリングとの間をクランクケース
側に延びる第1吸気管と、該第1吸気管の上流端開口近
傍から内方に分岐して延びる第2吸気管と、上記第1吸
気管を上記エンジンが低,中速運転域にあるとき閉じ、
高速運転域にあるとき開く切替え弁とを備えたことを特
徴としている。
【0007】請求項2の発明は、請求項1において、上
記第1吸気管は、カウリングの内壁面に沿って略直線状
に延びるよう形成されていることを特徴としている。
【0008】請求項3の発明は、請求項1又は2におい
て、上記第2吸気管は、上記第1吸気管の上流端開口直
近からクランクケースの底面に沿うように内方に延長形
成されていることを特徴としている。
【0009】請求項4の発明は、請求項1ないし3の何
れかにおいて、上記第2吸気管は第1吸気管の上流端直
近から分岐しており、上記切替え弁は上記第1吸気管の
上記分岐部と上流端開口との間に配置されていることを
特徴としている。
【0010】請求項5の発明は、請求項4において、上
記切替え弁は、上記第1吸気管の上記分岐部直近に配置
されていることを特徴としている。
【0011】請求項6の発明は、請求項1ないし5の何
れかにおいて、上記エンジンはV型エンジンであり、該
エンジンの左,右の気筒から延びる左,右の上記第1,
第2吸気管の上流端開口は、1つの共通の吸気サイレン
サに連通接続されていることを特徴としている。
【0012】請求項7の発明は、請求項6において、上
記吸気サイレンサは仕切り壁により左,右部分に区分け
され、該仕切り壁には連通孔が形成され、該連通孔には
第2切替え弁が配設されており、該第2切替え弁及び上
記第1吸気管に配置された第1切替え弁を、上記エンジ
ンが低,中速運転域にあるとき閉じ、高速運転域にある
とき開くことを特徴としている。
【0013】
【発明の作用効果】請求項1の発明では、エンジンに接
続された第1吸気管をエンジンとカウリングとの間をク
ランクケース側に延びるように配置し、該第1吸気管の
途中に第2吸気管を内方に延びるよう分岐形成したの
で、カウリング内の空きスペースを有効利用して配置す
ることができる。そして第1吸気管を切替え弁で開閉す
るようにしたので、エンジンの運転状態に適した吸気管
長を得ることができ、これによりエンジンの全ての運転
域において慣性過給効果を得ることができ、目標とする
トルク特性を得ることが可能となる。
【0014】請求項2の発明では、上記第1吸気管をカ
ウリングの内壁面に沿って直線状に形成したので、省ス
ペース化を図りながら、空気抵抗を小さくすることがで
き、吸入空気量を増やすことができる。
【0015】請求項3の発明では、上記第2吸気管を第
1吸気管の上流端開口直近からクランクケースの底面に
沿うように内方に延長形成したので、クランクケース周
りの空きスペースを有効利用して第2吸気管の必要な吸
気管長さを確保することができ、省スペース化を図るこ
とができる。
【0016】請求項4の発明では、切替え弁を第1吸気
管の分岐部と上流端開口との間に配置したので、切替え
弁を閉じることにより吸気を第2吸気管を通して流すこ
とができ、低,中速運転時の慣性過給効果を確実に得る
ことができる。
【0017】また請求項5の発明では、分岐部直近に切
替え弁を配置したので、切替え弁を閉じた時に第1吸気
管内に余分な空間を残すことがなく、吸気応答性が悪化
することもない。
【0018】請求項6の発明では、上記第1,第2吸気
管の上流端開口を両者共通の吸気サイレンサに連通接続
したので、各吸気管毎に吸気サイレンサを設ける場合に
比べて構造を簡素化できるとともに、省スペース化を図
ることができる。
【0019】請求項7の発明では、第1吸気管に配置さ
れた第1切替え弁と吸気サイレンサの仕切壁を開閉する
第2切替え弁を、低,中速運転時には閉じ、高速運転時
には開くようにしたので、低,中速運転時は勿論、高速
運転時においても慣性過給効果を確実に得ることができ
る。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。
【0021】図1ないし図4は、本発明の一実施形態
(第1実施形態)による船外機用エンジンの吸気管長可
変装置を説明するための図であり、図1は船外機に搭載
されたエンジンの一部断面平面図,側面図、図3は吸気
サイレンサの縦断面図(図1のIII-III 線断面図)、図
4は船外機の側面図である。本実施形態でいう前後,左
右とは船体後方から前方を見た状態での前後,左右をい
う。
【0022】図において、1は船外機であり、これは船
体2の船尾2aに固定されたクランプブラケット3によ
り上下,左右に揺動可能に枢支されている。上記船外機
1は、推進機4が配設されたロアケース5上にドライブ
シャフト6が挿入されたアッパケース7を接続し、該ア
ッパケース7上にエキゾーストガイド8を介してエンジ
ン9を搭載し、該エンジン9の外周部をカウリング10
により水密に囲んだ構造のものである。このカウリング
10の後壁上部及び前壁左右側部にはそれぞれ外気導入
口10a,10bが形成されており、この各外気導入口
10a,10bからカウリング10内に空気を導入する
ようになっている。
【0023】上記推進機4は、略水平に向けて配置され
た推進軸11の後端にスクリュウ12を装着するととも
に、前端部に傘歯車機構13を介して上記ドライブシャ
フト6の下端を連結した構造となっている。上記傘歯車
機構13は不図示の前後進切替え機構により前進,後進
の何れかに切り替えられる。
【0024】上記エンジン9は、水冷式4サイクル並列
4気筒エンジンであり、クランク軸15を航走時に略垂
直となるように縦置きに配置されており、該クランク軸
15の下端部に上記ドライブシャフト6が連結されてい
る。上記エンジン9は、シリンダブロック16に形成さ
れた各シリンダボア16a内にピストン17を摺動自在
に挿入配置するとともに、該ピストン17をコンロッド
18を介して上記クランク軸15に連結し、上記シリン
ダブロック16の後合面にシリンダヘッド19を、また
前合面にクランクケース20をそれぞれ締結した構造の
ものである。
【0025】上記シリンダヘッド19に形成された各シ
リンダボア16a毎の燃焼凹部19aには排気ポート2
1,吸気ポート22が開口しており、該排気,吸気ポー
ト21,22のポート開口には排気バルブ23,吸気バ
ルブ24が配設されている。この排気,吸気バルブ2
3,24は、上記クランク軸15にタイミングベルト2
5を介して連結された排気カム軸26,吸気カム軸27
により開閉駆動される。
【0026】上記シリンダブロック16の右側部にはク
ランク軸15方向に延びる排気合流通路28が形成され
ている。この排気合流通路28には各排気ポート21が
連通しており、該排気合流通路28の下流端には排気管
(不図示)が接続されている。各排気ポート21から排
出された排気ガスは排気合流通路28から排気管を通っ
て推進機4の後端から水中に排出される。
【0027】上記シリンダヘッド19の各吸気ポート2
2には吸気マニホールド30の分岐管30aが接続され
ている。この各分岐管30aは吸気ポート22から船体
前方に屈曲して略水平に延びており、該各分岐管30a
にはスロットル弁31を内蔵するスロットルボディ32
が接続されている。この各スロットル弁31の弁軸31
aには不図示のリンク機構を介してスロットル操作レバ
ーが連結されている。
【0028】上記各分岐管30aの吸気ポート接続部3
0bには各気筒毎に独立の燃料噴射弁35が装着されて
おり、該燃料噴射弁35の噴射口35aは吸気バルブ2
4のポート開口に指向している。この各燃料噴射弁35
にはクランク軸15と平行に配置された燃料供給レール
36が接続されており、該燃料供給レール36にはベー
パセパレータタンク33に接続された燃料供給ホース3
4が連通接続されている。このベーパセパレータタンク
33はシリンダブロック16と吸気マニホールド30と
の間に配置されている。なお、38は上記ベーパセパレ
ータタンク33内の燃料を加圧して燃料供給レール36
に圧送する高圧ポンプであり、該高圧ポンプ38は吸気
カム軸27により駆動される。また39は燃料を濾過す
る燃料フィルタである。
【0029】そして、上記エンジン9には本実施形態の
特徴をなす吸気管長可変装置が配設されている。この吸
気管長可変装置は、上記各スロットルボディ32に接続
された第1吸気管40と、該各第1吸気管40からカウ
リング10内方に分岐して延びる第2吸気管41と、該
第1吸気管40の上流端開口40bを開閉する切替え弁
42と、各第1,第2吸気管40,41共通の吸気サイ
レンサ43と、上記切替え弁42を開閉制御するコント
ローラ50とを備えている。上記第1,第2吸気管4
0,41及び吸気サイレンサ43は樹脂により一体成形
されている。
【0030】上記吸気サイレンサ43は大略直方体状の
ものであり、上記クランクケース20前方の左側コーナ
部に配置されている。この吸気サイレンサ43の右側壁
43aにはクランク軸15方向に延びる縦長状の空気取
入れ口43bが形成されており、該空気取入口43bは
少し右側方に突出するように形成されている。
【0031】上記各第1吸気管40はカウリング10の
内壁面に沿って略直線状をなすように船体前方に延長形
成されている。この第1吸気管40の下流端開口40a
は上記スロットルボディ32に接続されており、上流端
開口40bは上記吸気サイレンサ43の後壁43cに連
通接続されている。
【0032】上記第2吸気管41は第1吸気管40の上
流端開口40b直近に分岐形成されており、上記クラン
クケース20のコーナ部底面に沿うように吸気サイレン
サ43内に延びている。上記第2吸気管41の下流端開
口41aは上記第1吸気管40に連通接続されており、
上流端開口41bは空気取入れ口43b近傍に開口して
いる。このようにして第2吸気管41は第1吸気管40
と略同じ方向に延びている。
【0033】上記切替え弁42は、上記第1吸気管40
の上流端開口40bを開閉可能に配設されている。また
切替え弁42は、各弁板46にクランク軸15方向に延
びる1本の弁軸47を連結したバタフライ式のものであ
り、該弁軸47の上端部には駆動モータ45が連結され
ている。
【0034】上記エンジン9はコントローラ50を備え
ている。このコントローラ50は、上記カウリング10
内に配設されており、不図示のエンジン回転数センサ,
船体速度センサ,スロットル開度センサ,吸気圧セン
サ,O2 センサ等の各種センサからの検出値aが入力さ
れ、これらの検出値aから内蔵する各種の運転制御マッ
プに基づいて燃料噴射量,噴射時期,及び点火時期を制
御する。
【0035】また上記コントローラ50は、上記各検出
値aからエンジン運転状態が低・中速運転域にあるとき
には上記駆動モータ45を、切替え弁42を介して第1
吸気管40の上流端開口40bを閉じるように制御し、
また高速運転域にあるときには上記第1吸気管40の上
流端開口40bを開けるように制御する。
【0036】このようにして低・中速域では第1吸気管
40の上流端開口40bを閉じることにより、実質的な
吸気管長は第2吸気管41と第1吸気管40とを合計し
た長さとなる。また高速域では第1吸気管40の上端端
開口40abを開けることにより、実質的な吸気管長は
第1吸気管40のみの長さとなる。なお、この場合、第
1,第2吸気管40,41の両方とも吸気通路が開くこ
ととなるが、第2吸気管41側からの空気流入量はエン
ジンの出力トルク特性にほとんど影響を与えないレベル
に過ぎない。
【0037】このように本実施形態の吸気管長可変装置
によれば、各スロットルボディ32に接続された第1吸
気管40をカウリング10の内壁面に沿って船体前方に
延びるように配置し、該第1吸気管40の上流端開口4
0b直近に第2吸気管41を分岐形成し、該第2吸気管
41をクランクケース20の底面に沿うように内側方に
延長形成したので、カウリング10内のエンジン9周り
の空きスペースを有効利用して第1,第2吸気管40,
41を配置することができる。
【0038】そして第1吸気管40の上流端開口40b
を切替え弁42で開閉することにより、吸気管長を低,
中速時に適した長さと、高速時に適した長さの2段階に
切替えることができ、低中速時及び高速時に渡って慣性
過給効果を得ることができ、目標とするトルク特性を得
ることができる。
【0039】また上記第1吸気管40を直線状に形成し
たので、第1吸気管40内を流れる空気の抵抗を小さく
することができ、高速域での吸入空気量を増やすことが
できるとともに、空気の流速を高めることができる。
【0040】さらにまた本実施形態では、切替え弁42
を第1,第2吸気管40,41の分岐部直近に位置する
第1吸気管40の上流端開口40bに配置したので、上
流端開口40bを閉じた時に該第1吸気管40の切替え
弁42より下流側部分に余分な空間が残ることがなく、
吸気応答性が悪化することもない。
【0041】なお、上記第1吸気管40を第2吸気管4
1の分岐部から少し上流側に延長することも可能であ
り、このようにした場合には、上記切替え弁42は第1
吸気管40の上記分岐部と上流端開口との間に配置する
こととなる。
【0042】また本実施形態では、上記第1,第2吸気
管40,41を1つの共通の吸気サイレンサ43に連通
接続したので、各吸気管毎に吸気サイレンサを設ける場
合に比べて構造を簡素化できるとともに、省スペース化
を図ることができる。
【0043】図5ないし図7は、本発明の第2実施形態
による船外機用エンジンの吸気管長可変装置を説明する
ための図である。図中、図1と同一符号は同一又は相当
部分を示しており、重複する符号についての説明は省略
する。
【0044】本実施形態の船外機用エンジン60は、水
冷式4サイクルV型6気筒エンジンである。該エンジン
60のシリンダブロック61は、船体後方に向けてかつ
V字形(Vバンク)をなすように形成された左右のシリ
ンダ部62,63を有しており、各シリンダ部62,6
3には左右のシリンダヘッド64,65が締結されてい
る。
【0045】上記エンジン60の左右の排気ポート21
は、Vバンク内側に導出されており、上記左右のシリン
ダ部62,63のVバンク内側壁にクランク軸15方向
に形成された排気合流通路66,66に連通接続されて
いる。
【0046】また左右の各吸気ポート22はVバンク外
側壁面に導出されており、該各吸気ポート22には上記
実施形態と同様に吸気マニホールド30,スロットルボ
ディ32が接続されている。
【0047】上記エンジン60には吸気管長可変装置が
配設されている。この吸気管長可変装置は、左右の各ス
ロットルボディ32に接続された左右の第1吸気管70
と、該各第1吸気管47の上流端開口70b直近からカ
ウリング10の内側に分岐して延びる左右の第2吸気管
71と、上記各第1吸気管70の上流端開口70b近傍
に配置された切替え弁72と、各気筒用の第1,第2吸
気管70,71に共通の1つの吸気サイレンサ73とを
備えており、基本的な構成は上記第1実施形態と略同様
である。
【0048】上記左右の第1吸気管70の上流端開口7
0bは吸気サイレンサ73の後壁73aに連通接続さ
れ、上記左右の第2吸気管71の上流端開口71bは吸
気サイレンサ73内の船幅方向中央部にて前方に向けて
開口している。
【0049】上記吸気サイレンサ73は、上記エンジン
60のクランクケース20の前方に配置されており、カ
ウリング10の略全幅に渡る大きさとなっている。この
吸気サイレンサ73の後壁73aの各第1吸気管70同
士の間には空気取入れ口73bが形成されている。
【0050】また上記吸気サイレンサ73内は仕切り壁
73cにより左右に区分けされている。この仕切り壁7
3cには上下2つの連通孔73d,73dが形成されて
おり、該各連通孔73dには該連通孔73dを開閉する
バタフライ弁(第2切替え弁)75が配設されている。
このバタフライ弁75の弁軸75aは負圧ダイヤフラ
ム,DCモータ,ステッピングモータにより開閉駆動さ
れる。上記バタフライ弁75はエンジン回転数に応じて
開閉される。例えば高速運転域ではバタフライ弁75を
開き、低・中速運転域では閉じるようになっている。
【0051】本実施形態の吸気管長可変装置では、各ス
ロットルボディ32に接続された左右の第1吸気管70
をカウリング10の内壁面に沿って船体前方に延びるよ
うに配置し、該第1吸気管70の上流端開口70b直近
に第2吸気管71を分岐させて形成し、上流端開口70
bに切替え弁72を配置したので、該切替え弁72の開
閉により、吸気管長を低,中側運転時に適した長さと、
高速運転時に適した長さに切り替えることができ、上記
第1実施形態と同様の効果が得られる。
【0052】また、吸気サイレンサ73の仕切壁73c
の連通孔73dを開閉するバタフライ弁(第2切替え
弁)75を設け、該バタフライ弁75及び第1吸気管7
0を開閉する第1の切替え弁72を、低,中速運転時に
はそれぞれ閉じ、高速運転時には開くようにしたので、
低,中速運転時には勿論のこと、高速運転時にはサイレ
ンサの容積が大きくなることから、特に高速運転時の慣
性過給効果をより確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態による吸気管長可変装置
が配設された船外機用エンジンの一部断面平面図であ
る。
【図2】上記エンジンの側面図である。
【図3】上記エンジンの吸気サイレンサの断面図(図1
のIII-III 線断面図)である。
【図4】上記エンジンが搭載された船外機の側面図であ
る。
【図5】本発明の第2実施形態による吸気管長可変装置
が配設された船外機用V型エンジンの断面平面図であ
る。
【図6】上記エンジンの吸気サイレンサの断面図(図5
のVI-VI 線断面図)である。
【図7】上記吸気サイレンサの切替え弁部分の断面図
(図5のVII-VII 線断面図)である。
【符号の説明】
1 船外機 9,60 エンジン 10 カウリング 15 クランク軸 20 クランクケース 22 吸気ポート 40,70 第1吸気管 40b,70b 上流端開口 41,71 第2吸気管 41b,71b 上流端開口 42,72 切替え弁 43,73 吸気サイレンサ 73c 仕切り壁 73d 連通孔 75 バタフライ弁(第2切替え弁)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02M 35/10 102R 102J

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カウリング内にエンジンをクランク軸が
    航走時に略垂直をなすように縦置きに配設してなる船外
    機用エンジンの吸気管長可変装置において、上記エンジ
    ンの吸気ポートに接続され該エンジンとカウリングとの
    間をクランクケース側に延びる第1吸気管と、該第1吸
    気管の上流端開口近傍から内方に分岐して延びる第2吸
    気管と、上記第1吸気管を上記エンジンが低,中速運転
    域にあるとき閉じ、高速運転域にあるとき開く切替え弁
    とを備えたことを特徴とする船外機用エンジンの吸気管
    長可変装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、上記第1吸気管は、
    カウリングの内壁面に沿って略直線状に延びるよう形成
    されていることを特徴とする船外機用エンジンの吸気管
    長可変装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、上記第2吸気
    管は、上記第1吸気管の上流端開口直近からクランクケ
    ースの底面に沿うように内方に延長形成されていること
    を特徴とする船外機用エンジンの吸気管長可変装置。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3の何れかにおいて、上
    記第2吸気管は第1吸気管の上流端直近から分岐してお
    り、上記切替え弁は上記第1吸気管の上記分岐部と上流
    端開口との間に配置されていることを特徴とする船外機
    用エンジンの吸気管長可変装置。
  5. 【請求項5】 請求項4において、上記切替え弁は、上
    記第1吸気管の上記分岐部直近に配置されていることを
    特徴とする船外機用エンジンの吸気管長可変装置。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし5の何れかにおいて、上
    記エンジンはV型エンジンであり、該エンジンの左,右
    の気筒から延びる左,右の上記第1,第2吸気管の上流
    端開口は、1つの共通の吸気サイレンサに連通接続され
    ていることを特徴とする船外機用エンジンの吸気管長可
    変装置。
  7. 【請求項7】 請求項6において、上記吸気サイレンサ
    は仕切り壁により左,右部分に区分けされ、該仕切り壁
    には連通孔が形成され、該連通孔には第2切替え弁が配
    設されており、該第2切替え弁及び上記第1吸気管に配
    置された第1切替え弁を、上記エンジンが低,中速運転
    域にあるとき閉じ、高速運転域にあるとき開くことを特
    徴とする船外機用エンジンの吸気管長可変装置。
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