CN113939996A - 输送装置和输送方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种输送装置和输送方法，能够效率良好地提高推力并抑制耗电。其包括：设置在被输送物一侧的第一磁性体；磁路，其包括由第二磁性体构成的磁芯和卷绕在所述磁芯的外侧的绕组；和对所述磁路的所述绕组提供电流的驱动电路，所述磁路包括第一磁路和与所述第一磁路相邻且位于所述被输送物要被输送去往的一侧的第二磁路，在所述第一磁性体位于比所述第一磁路与所述第二磁路之间的第一规定位置靠近所述第二磁路一侧的情况下，所述驱动电路对所述第一磁路的绕组提供电流，以在所述第一磁性体与所述第一磁路之间产生电磁斥力。

Description

输送装置和输送方法

技术领域

本发明涉及输送装置。

背景技术

样品分析系统中，为了对于血液、血浆、血清、尿、其他体液等样品(样本)检查指示的分析项目而将多个功能的装置连接，自动地处理各步骤。即，在样品分析系统中，用输送流水线将生物化学和免疫等多个分析领域的分析部连接，作为1个装置进行运用。

这样的样品分析系统中的样品的输送装置，一般通过对电磁电路的绕组提供电流，而与保持样品的保持器等中设置的永磁体之间产生电磁吸引力，将该电磁吸引力用作推力。但是，该电磁吸引力可能使得与输送面之间产生摩擦，所以也进行了与永磁体之间产生电磁斥力、将该电磁斥力用作推力的尝试。

例如，专利文献1中，记载了“起动第二电磁致动器，以生成作为结果生成的、关于具有环状形状的第二永磁体的拉力，起动第三电磁致动器，以生成作为结果生成的、关于上述第二永磁体的推力”(段落0111)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-227648号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，上述专利文献1中记载的输送装置，在永磁体位于3个相邻的电磁致动器中的中央的电磁致动器上的情况下，起动一端的电磁致动器，将其电磁吸引力用作推力，并且起动另一端的电磁致动器，将其电磁斥力也用作推力。即，因为使位于距离永磁体较远的场所的电磁致动器起动，所以其电磁斥力较小，会产生无效的电流损失。

本发明的目的在于提供一种效率良好地提高推力、抑制耗电的输送装置和输送方法。

用于解决课题的技术方案

本发明的输送装置包括多种解决上述课题的技术方案，举其一例，特征在于，包括：设置在被输送物一侧的第一磁性体；磁路，其包括由第二磁性体构成的磁芯和卷绕在所述磁芯的外侧的绕组；和对所述磁路的所述绕组提供电流的驱动电路，所述磁路包括第一磁路和与所述第一磁路相邻且位于所述被输送物要被输送去往的一侧的第二磁路，在所述第一磁性体位于比所述第一磁路与所述第二磁路之间的第一规定位置靠近所述第二磁路一侧的情况下，所述驱动电路对所述第一磁路的绕组提供电流，以在所述第一磁性体与所述第一磁路之间产生电磁斥力。

发明效果

根据本发明，能够提供一种效率良好地提高推力、抑制耗电的输送装置和输送方法。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1的输送装置的概略的图。

图2是本发明的实施例1的输送装置的示意图。

图3是表示本发明的实施例1中的与位置对应的电磁吸引力和电磁斥力的特性的图。

图4是表示本发明的实施例1中的电流模式的图。

图5是表示本发明的实施例2中的与位置对应的电磁吸引力和电磁斥力的特性的图。

图6是表示本发明的实施例2中的电流模式的图。

图7是表示本发明的实施例3中的与位置对应的推力的特性和电流模式的图。

图8是表示本发明的实施例4的样品分析装置的一例的图。

图9是表示本发明的实施例4的样品前处理装置的一例的图。

具体实施方式

参考图1至图9说明本发明的实施方式。

＜实施例1＞

对于本发明的输送装置的实施例1，使用图1至图4进行说明。首先对于本发明的输送装置的概略结构，使用图1进行说明。图1是示意性地表示2个磁极25与永磁体10相对地动作的输送装置的概略的图。

如图1所示，本实施例的输送装置1具有永磁体(第一磁性体)10、磁极25、驱动电路50、电流检测部30、运算部40、电源55。永磁体10设置在被输送物一侧，优选使用钕或铁氧体等。但是，也可以代替永磁体10地使用其他磁体或软磁性体。

作为设置了永磁体10的被输送物的例子，有各保持一个样品容器的样品保持器和保持多个样品容器的样品保持架。这样的样品保持器和样品保持架中，一体地嵌入了永磁体10，通过输送永磁体10而将样品容器和保持器或保持架输送至要求的位置。

如图1所示，输送装置1中设置了至少2个以上的磁极25。每个磁极25具有由磁性体(第二磁性体)构成的磁芯22和在磁芯22的外周卷绕的绕组21。磁极25中的圆柱状的磁芯22以与永磁体10相对的方式配置。

对磁极25的绕组21连接了驱动电路50，且设置了检测绕组21中流动的电流的值的电流检测部30。另外，电流检测部30可以考虑使用串联电阻、电流互感器的电流检测部、使用霍尔电流传感器的电流检测部等，但不限定于此。驱动电路50与交流或电池等直流的电源55连接。驱动电路50从该电流55接受电流，对磁极25的绕组21提供电流。

运算部40基于由电流检测部30检测出的电流值，运算磁芯22与永磁体10的相对位置关系，运算输送装置1内的永磁体10的位置。另外，运算部40使用该运算得到的永磁体10的位置信息，决定从驱动电路50提供驱动永磁体10所需的电流的时机，对适当的绕组21提供电流。

接着，使用图2至图4，对于有效利用电磁斥力的方法进行说明。本实施例示出了永磁体10的直径、磁极25a和磁极25b的间距、间隙长度的比是5:4:1的情况。

图2是表示永磁体10和2个磁极25a和25b的概略的示意图。其中，x＝0表示磁极25a的正上方，x＝A表示磁极25b的正上方，永磁体10向图2的X轴正方向移动。输送装置1中，通过在绕组21中流动电流而使电磁力对永磁体10作用，使其在磁极25之间移动。为了使电磁力效率良好地作用、或者向要求的方向移动，需要永磁体10与磁极25的相对位置信息。

例如，永磁体10位于磁极25a的正上方的情况下，即使在其正下方的磁极25a的绕组21a中以产生与永磁体的磁通90相反方向的磁通80a的方式流动电流，也不会产生输送方向上的力。反之，通过在永磁体10并未配置在正上方的磁极25b的绕组21b中，流动产生与永磁体10的磁通90相同方向的磁通80b的电流，能够产生将永磁体10吸向磁极25b的电磁吸引力。

另外，永磁体10从磁极25a的正上方移动时，通过以产生与永磁体10相反方向的磁通80a的方式在磁极25a的绕组21a中流动电流，能够产生将永磁体10推向磁极25b的电磁斥力。即，能够使电磁力效率良好地作用，并且将电磁力控制为要求的方向。

图3示出了因绕组21a中流动了-1.0p.u.时的电磁斥力(a)而产生的推力、和因绕组21b中流动了+1.0p.u.时的电磁吸引力(b)而产生的推力。另外，图3的推力是永磁体10存在于x＝0至x＝A的区间中时的推力。另外，x＝p是绕组21a中流动规定电流时产生的电磁斥力(a)的绝对值、与绕组21b中流动规定电流时产生的电磁吸引力(b)的绝对值相等的位置。但是，该位置x＝p因磁路的结构和永磁体的结构而变动。

在x＝0与x＝p之间，绕组21b中流动1.0p.u.时的电磁吸引力(b)比绕组21a中流动-1.0p.u.时的电磁斥力(a)大。另一方面，在x＝p到x＝A之间，绕组21b中流动1.0p.u.时的电磁吸引力(b)比绕组21a中流动-1.0p.u.时的电磁斥力(a)小。从而，在x＝p到x＝A之间，绕组21a中流动-1.0p.u.的电流，将电磁斥力(a)用作主要的推力，由此能够抑制耗电，效率良好地提高推力。

图4表示与永磁体10的位置对应的绕组21a和绕组21b的电流波形。本实施例中，在x＝p处电磁吸引力(b)与电磁斥力(a)的大小相互调换。从而，如图4所示，在x＝0到x＝p中，绕组21b中流动产生吸引永磁体10的电磁吸引力(b)的电流，在x＝p到x＝A中，绕组21a中流动产生推动永磁体10的电磁斥力(a)的电流。这样，与永磁体的位置相应地，分别使用电磁吸引力和电磁斥力，由此能够抑制无效的电流损失而效率良好地得到推力。

此处，绕组21a中流动电流的区间与绕组21b中流动电流的区间也可以重合。该情况下，在绕组21a和绕组21b中同时通电的区间中，能够得到更大的电磁力。另外，在绕组21a中流动电流的区间与绕组21b中流动电流的区间之间，也可以存在任意绕组中都没有流动电流的区间。该情况下，在任意绕组中都没有流动电流的区间中，永磁体10因惯性而移动，能够削减耗电。

另外，在永磁体10位于x＝0的位置时起动的情况下，在最初的x＝0到x＝p的区间中，首先使电磁吸引力作用而决定输送的方向，之后也使用电磁斥力作为推力，所以能够可靠地使永磁体10向要求的方向移动。进而，对永磁体10施加推力时，使用相互邻接的2个磁极、即与永磁体10之间的距离最近的磁极和其次近的磁极，所以能够产生较大的电磁吸引力和电磁斥力。

＜实施例2＞

对于本发明的实施例2，使用图5至图6进行说明。电磁吸引力与电磁斥力的大小关系，因永磁体10的直径、磁极25a与磁极25b的间距、间隙长度而变化。因此，取决于输送装置1的结构，存在电磁吸引力与电磁斥力的大小关系相互调换的点存在2个以上的情况。本实施例示出了磁体的直径、磁极25a与磁极25b的间距、间隙长度的比是1:2:1的情况。

图5示出了因绕组21a流动-1.0p.u.时的电磁斥力(a)而产生的推力和因绕组21b中流动+1.0p.u.时的电磁吸引力(b)而产生的推力。另外，图5的推力是永磁体存在于x＝0到x＝A的区间中时的推力。另外，x＝p和x＝p＇是绕组21a中流动规定电流时产生的电磁斥力(a)的绝对值、与绕组21b中流动规定电流时产生的电磁吸引力(b)的绝对值相等的位置。

在x＝0到x＝p之间，永磁体10存在于磁极25a的正上方附近，所以绕组21b中流动1.0p.u.时的电磁吸引力(b)比绕组21a中流动-1.0p.u.时的电磁斥力(a)更大。接着，在x＝p到x＝p＇之间，绕组21b中流动1.0p.u.时的电磁吸引力(b)比绕组21a中流动-1.0p.u.时的电磁斥力(a)更小。然后，在x＝p＇到x＝A之间，绕组21b中流动1.0p.u.时的电磁吸引力(b)比绕组21a中流动-1.0p.u.时的电磁斥力(a)更大。从而，在x＝0到x＝p之间和x＝p＇到x＝A之间，优选主要在绕组21b中流动电流，用电磁吸引力(b)得到主要的推力。另一方面，在x＝p与x＝p＇之间，优选主要在绕组21a中流动电流，用电磁斥力(a)得到主要的推力。

图6示出了与永磁体10的位置对应的绕组21a和绕组21b的电流波形。本实施例中，在x＝p和x＝p＇处电磁吸引力(b)与电磁斥力(a)的大小相互调换。从而，如图6所示，在x＝0到x＝p和x＝p＇到x＝A中，为了产生电磁吸引力(b)而在绕组21b中流动电流，在x＝p到x＝p＇中，为了产生电磁斥力(a)而在绕组21a中流动电流。这样，与永磁体10的位置相应地，分别使用电磁吸引力和电磁斥力，由此能够抑制无效的电流损失而效率良好地得到推力。

＜实施例3＞

对于本发明的实施例3，使用图7进行说明。图7示出了将绕组21的匝数设为实施例1的一半的情况下的、因电磁斥力(a)而产生的推力、因电磁吸引力(b)而产生的推力、和因电磁斥力(a)与电磁吸引力(b)的合成而产生的推力(c)。此处，电磁斥力(a)是通过在绕组21a中流动-1.0p.u.而产生的，电磁吸引力(b)是通过在绕组21b中流动+1.0p.u.而产生的。另外，(b)＇是为了比较而示出实施例1中的因电磁吸引力而产生的推力(b)＇。

一般而言，减少匝数时，因相同电流而产生的磁动势减少，绕组21产生的推力减少。于是，本实施例中，在x＝0到x＝A的区间中，绕组21a中流动-1.0p.u.而产生电磁斥力(a)，与此同时绕组21b中流动1.0p.u.而产生电磁吸引力(b)。由此，得到与实施例1中的因电磁吸引力而产生的推力(b)＇大致同样的特性的推力(c)。即，根据本实施例，即使减少匝数，也通过同时使用电磁吸引力(b)和电磁斥力(a)，而得到与使匝数减半之前同等的磁动势。从而，能够不降低推力地减少匝数而缩短磁路，实现小型、轻量化的输送装置。

另外，与电磁吸引力不同，用电磁斥力得到的推力并非固定在特定方向上，所以仅用电磁斥力得到推力时，存在样品蜿蜒行进、或者样品脱离输送路径的可能性。因此，优选在使电磁斥力作用时，也随时使电磁吸引力作用，并且控制为因电磁吸引力而产生的推力总是比因电磁斥力而产生的推力更大。

＜实施例4＞

本实施例将上述实施例1至实施例3所述的输送装置应用于样品分析装置100和样品前处理装置150。首先，对于样品分析装置100的整体结构，使用图8进行说明。图8是概略性地表示样品分析装置100的整体结构的图。

图8中，样品分析装置100是对反应容器分别分注样品和试剂而使其反应、测定该反应得到的液体的装置，具有搬入部101、紧急架投入口113、第一输送流水线102、缓冲区104、分析部105、收纳部103、显示部118、控制部120等。

搬入部101是设置收纳了多个收容血液或尿等活体样本的样品容器122的样品保持架111的场所。紧急架投入口113是将搭载了标准液的样品保持架(校准架)或收纳收容了需要紧急分析的样品的样品容器122的样品保持架111投入装置内用的场所。缓冲区104为了能够变更样品保持架111中的样品的分注顺序，而保持用第一输送流水线102输送的多个样品保持架111。分析部105对从缓冲区104经由第二输送流水线106输送的样品进行分析，详情在后文中叙述。

收纳部103收纳收容了保持用分析部105完成分析后的样品的样品容器122的样品保持架111。显示部118是显示血液或尿等液体样本中的规定成分的浓度的分析结果用的显示设备。控制部120由计算机等构成，控制样品分析装置100内的各机构的动作，并且进行求出血液或尿等样品中的规定成分的浓度的运算处理。

此处，第一输送流水线102是输送搬入部101中设置的样品保持架111的流水线，是与上述实施例1至实施例3所述的输送装置中的任一者同等的结构。本实施例中，磁性体、优选为永磁体设置在作为被输送体的样品保持架111的背面侧。

另外，分析部105由第二输送流水线106、反应盘108、样品分注喷嘴107、试剂盘110、试剂分注喷嘴109、清洗机构112、试剂托盘114、试剂ID读取器115、试剂装载部116、分光光度计121等构成。

此处，第二输送流水线106是将缓冲区104中的样品保持架111输入至分析部105中的流水线，是与上述实施例1至实施例3所述的输送装置中的任一者同等的结构。

另外，反应盘108包括多个反应容器。样品分注喷嘴107通过旋转驱动和上下驱动而从样品容器122对反应盘108的反应容器分注样品。试剂盘110架设多种试剂。试剂分注喷嘴109从试剂盘110内的试剂瓶对反应盘108的反应容器分注试剂。

清洗机构112清洗反应盘108的反应容器。分光光度计121通过测定从光源(省略图示)经由反应容器的反应液得到的透射光，而测定反应液的吸光度。试剂托盘114是在对样品分析装置100内进行试剂登记的情况下设置试剂的部件。试剂ID读取器115是通过读取试剂托盘114上设置的试剂附带的试剂ID而取得试剂信息用的设备。试剂装载部116是将试剂输送到试剂盘110中的设备。

如上所述的样品分析装置100进行的样品分析处理，是按以下顺序执行的。

首先，将样品保持架111设置在搬入部101或紧急架投入口113处，被第一输送流水线102搬入能够随机取放的缓冲区104中。

样品分析装置100在保存于缓冲区104的架中，按照优先顺位的规则，将优先顺位最高的样品保持架111用第二输送流水线106搬入分析部105中。

到达分析部105的样品保持架111进而被第二输送流水线106移送至反应盘108附近的样品分取位置，用样品分注喷嘴107将样品分取至反应盘108的反应容器中。用样品分注喷嘴107与对该样品委托的分析项目相应地，进行必要次数的样品分取。

用样品分注喷嘴107对于样品保持架111中搭载的全部样品容器122进行样品分取。将对于全部样品容器122的分取处理结束后的样品保持架111再次移送至缓冲区104。进而，包括自动再检地，将完成了全部样品分取处理的样品保持架111用第二输送流水线106和第一输送流水线102移送至收纳部103。

另外，从试剂盘110上的试剂瓶用试剂分注喷嘴109对于先前分取了样品的反应容器分取用于分析的试剂。接着，用搅拌机构(省略图示)进行反应容器内的样品与试剂的混合液的搅拌。

之后，使从光源产生的光从容纳了搅拌后的混合液的反应容器透射，用分光光度计121测定透射光的光度。将用分光光度计121测定得到的光度经由A/D变换器和接口发送至控制部120。然后，用控制部120进行运算，求出血液或尿等液体样本中的规定成分的浓度，对于结果用显示部118等显示，或者在存储部(未图示)中存储。

另外，样品分析装置100不需要具有上述全部结构，能够适当追加前处理用的单元，或者删除一部分单元或一部分结构。该情况下，也用第一输送流水线102将分析部105与搬入部101之间连接，从搬入部101输送样品保持架111。

接着，对于样品前处理装置150的整体结构，使用图9进行说明。图9是概略性地表示样品前处理装置150的整体结构的图。

图9中，样品前处理装置150是执行样品分析所需的各种前处理的装置。从图9的左侧向右侧，由将闭栓单元152、样品收纳单元153、空保持器叠放部154、样品投入单元155、离心分离单元156、液量测定单元157、开栓单元158、子样品容器准备单元159、分注单元165、移载单元161作为基本要素的多个单元、以及控制该多个单元的动作的操作部PC163构成。另外，作为由样品前处理装置150处理后的样品的移送目的地，连接了进行样品成分的定性/定量分析用的样品分析装置100。

样品投入单元155是用于将收容了样品的样品容器122投入到样品前处理装置150内的单元。离心分离单元156是用于对于投入的样品容器122进行离心分离的单元。液量测定单元157是进行样品容器122中收容的样品的液量测定的单元。开栓单元158是对投入的样品容器122的栓进行开栓的单元。子样品容器准备单元159是进行在接下来的分注单元165中分注投入的样品容器122中收容的样品所需的准备的单元。分注单元165是对于离心分离后的样品、为了用样品分析系统等分析而进行细分、并且在细分后的样品容器(子样品容器)122上粘贴条形码等的单元。移载单元161是进行分注后的子样品容器122的分类、进行对样品分析系统的移送准备的单元。闭栓单元152是对于样品容器122或子样品容器122使栓闭栓的单元。样品收纳单元153是收纳闭栓后的样品容器122的单元。

此处，在样品前处理装置150中，各保持一个样品容器122的样品保持器(未图示)被第三输送流水线(未图示)在各处理单元之间输送。然后，用移载单元161，在样品前处理装置150中的第三输送流水线中的用于输送样品容器122的样品保持器、与样品分析装置100中的第一输送流水线102中的用于输送样品容器122的样品保持架111(搭载5个样品容器122)之间进行样品容器122的移载。即，样品前处理装置150中的前处理完成后的样品容器122经由移载单元161被搬出至样品分析装置100中的第一输送流水线102。

另外，样品前处理装置150不需要具有上述全部结构，能够进一步追加单元，或者删除一部分单元或一部分结构。另外，如图9所示，也可以是将样品前处理装置150与样品分析装置100组合而成的样品分析系统200。该情况下，不仅在各装置内，在装置与装置之间也能够用上述实施例1至实施例3所述的输送装置连接，输送样品容器122。

本实施例的样品分析装置100和样品前处理装置150、以及将它们组合而成的系统中，具有实施例1至实施例3那样的输送装置，所以能够抑制无效的电流损失地效率良好地输送样品保持架111或样品保持器。

＜其他＞

另外，本发明不限定于上述实施例，包括各种变形例。例如，上述实施例是为了易于理解地说明本发明而详细说明的，并不限定于必须具备说明的全部结构。另外，能够将某个实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，也能够在某个实施例的结构上添加其他实施例的结构。另外，对于各实施例的结构的一部分，能够追加、删除、置换其他结构。

例如，实施例1至实施例4中，对于用输送装置输送的被输送体是样品保持架111或样品保持器的情况进行了说明，但被输送体不限于保持样品容器122的架、保持器，能够将要求大规模输送的各种物体作为输送对象。

附图标记说明

1…输送装置，10…永磁体(第一磁性体)，11…输送面，21、21a、21b…绕组，22、22a、22b…磁芯(第二磁性体)，25、25a、25b…磁极(磁路)，30…电流检测部，40…运算部，50…驱动电路，55…电源，80…电流生成的磁通的方向，90…永磁体的磁通的方向，100…样品分析装置，101…搬入部，102…第一输送流水线，103…收纳部，104…缓冲区，105…分析部，106…第二输送流水线，107…样品分注喷嘴，108…反应盘，109…试剂分注喷嘴，110…试剂盘，111…样品保持架(被输送体)，112…清洗机构，113…紧急架投入口，114…试剂托盘，115…试剂ID读取器，116…试剂装载部，118…显示部，120…控制部，121…分光光度计，122…样品容器、子样品容器，150…样品前处理装置，152…闭栓单元，153…样品收纳单元，154…保持器叠放部，155…样品投入单元，156…离心分离单元，157…液量测定单元，158…开栓单元，159…子样品容器准备单元，161…移载单元，163…操作部PC，165…分注单元，200…样品分析系统。

Claims (7)

1.一种输送装置，其特征在于，包括：

设置在被输送物一侧的第一磁性体；

磁路，其包括由第二磁性体构成的磁芯和卷绕在所述磁芯的外侧的绕组；和

对所述磁路的所述绕组提供电流的驱动电路，

所述磁路包括第一磁路和与所述第一磁路相邻且位于所述被输送物要被输送去往的一侧的第二磁路，

在所述第一磁性体位于比所述第一磁路与所述第二磁路之间的第一规定位置靠所述第二磁路一侧的情况下，所述驱动电路对所述第一磁路的绕组提供电流，以在所述第一磁性体与所述第一磁路之间产生电磁斥力。

2.如权利要求1所述的输送装置，其特征在于：

在所述第二磁路中流动了规定电流时产生的对所述第一磁性体的电磁吸引力的绝对值，与在所述第一磁路中流动所述规定电流时产生的对所述第一磁性体的电磁斥力的绝对值，在所述第一规定位置处相等。

3.如权利要求1或2所述的输送装置，其特征在于：

在所述第一磁性体位于比所述第一规定位置靠所述第一磁路一侧的情况下，所述驱动电路对所述第二磁路的绕组提供电流，以在所述第一磁性体与所述第二磁路之间产生电磁吸引力。

4.如权利要求1或2所述的输送装置，其特征在于：

在所述第一磁性体位于比所述第一规定位置与所述第二磁路之间的第二规定位置靠所述第二磁路一侧的情况下，所述驱动电路对所述第一磁路的绕组提供电流，以在所述第一磁性体与所述第二磁路之间产生电磁吸引力。

5.一种样品分析系统，其特征在于：

搭载有权利要求1或2所述的输送装置，

所述被输送体是保持样品容器的保持器或保持架。

6.一种输送方法，其特征在于：

将对与第一磁路相邻的第二磁路的绕组提供电流而在与磁性体之间产生的电磁吸引力作为主要推力，将具有所述磁性体的被输送体从所述第一磁路上输送至所述第二磁路上，

至少在所述磁性体位于比所述第一磁路与所述第二磁路之间的第一规定位置靠所述第二磁路一侧的情况下，将对所述第一磁路的绕组提供电流而在与所述磁性体之间产生的电磁斥力也作为推力，来输送所述被输送体。

7.如权利要求6所述的输送方法，其特征在于：

由所述电磁吸引力产生的推力大于由所述电磁斥力产生的推力。

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