JP2004349252A - ターミナルコンタクトのアセンブリ - Google Patents

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Abstract

【課題】外部環境から内部を密閉する電気部品用のターミナルコンタクトのアセンブリを提供すること。
【解決手段】
電気部品の内部と外部を密閉させるターミナルコンタクトのアセンブリ10である。このアセンブリ10は、電気部品のハウジング14の開口部12内を通って延びるようにターミナルコンタクト20を含む。ターミナルコンタクト20は電気部品の内部側に配置される内側の端部24と、外側の端部22を有する。また、電気部品のハウジング14を貫通する開口部12内に、ターミナルコンタクト20に対して変形可能なシール部材48を設ける。また、電気部品の内部にこの内面16と隣接して内側の絶縁体50を配置し、かつハウジング14の外面18に隣接してターミナルコンタクト20に従って延びるように外側の絶縁体36を配置する。さらに、トルクを生じさせる構造物68を備えて、シール部材48に対して変形するような力を加えて、このシール部材48によりハウジング14を貫通する開口部12を密閉させる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、広く電気機械部品に関するが、特に、航空宇宙機(aerospace vehicle)用の電気機械部品の内部と外部とを機能的に連続させるように、密閉されるターミナルに関するものである。
従来公知なように、広く様々な分野において、無数の目的のために電気機械部品が用いられている。これら電気機械部品の中には、電気回路を含む電気部品を備えて、電気機械部品が露出される側の外部環境を感知できるようにするものがある。この場合、これら回路を保護するために、電気部品の多くは回路用のハウジングを備えて、電気部品の内部をこの外部から密閉させて、電気回路の構成要素が外部環境に対して露出されることを制限させている。この場合、電気部品のハウジング内の電気回路は、ターミナル(ターミナルコンタクト)を用いて、ハウジングの外部の電気部品及び/または機械部品と機能的に接続されることが好ましい。
従来、ハウジングを貫通して延びるようにターミナルを備える電気部品を密閉させるため、ハウジングに対してターミナルをはんだ付けしたり、溶接させて、ターミナル付近から部品内に漏れが生じることを防いでいた。しかしながら、例えば、航空宇宙機のような分野で電気部品を使用する場合には、電気部品のハウジングに対してターミナルをはんだ付けしたり、溶接させることには、特有の短所があることが知られている。具体的に説明すると、航空宇宙機は地表上と高い高度との間を循環することがあり、この場合、ターミナルを取付けるために用いられたはんだや溶接部が急な温度変化によって影響を受けることがある。この結果、はんだや溶接部に割れ目(クラック)が生じて、密閉を損なわせたり、絶縁抵抗(insulation resistance)の減少や、耐電圧(dielectric withstanding voltage)の減少を生じさせることがあった。さらに、航空宇宙機が地表上と高い高度との間を循環する際に、圧力が繰返し変化することによって、電気部品のハウジングが繰返して縮小と膨張される結果、はんだや溶接部に割れ目が生じることがあった。この場合、ハウジング内の電気回路が外部環境に対して露出されて、電気回路を早く損傷させることが危惧される。
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、上述した短所を克服するように、外部環境から内部を密閉する電気部品用のターミナルコンタクトのアセンブリを提供することを主要な目的とするものである。
また、本発明は、広範囲な環境下で使用されても、密閉性を維持するように電気部品用のターミナルコンタクトのアセンブリを提供することをさらなる目的とするものである。
また、本発明は、より低コストで、かつ簡単に、電気部品のハウジングに対して取付けることができる電気部品用のターミナルコンタクトのアセンブリを提供することをさらなる目的とするものである。
上記目的を達成するために、本発明は、内部と外部を定め、これらの間に開口部を備える電気部品に対して取付けられるようにターミナルコンタクトのアセンブリを提供する。このターミナルコンタクトのアセンブリは、電気部品の開口部内に配置されるようにターミナルコンタクト(ターミナル)を含む。このターミナルコンタクトは、内側の端部と外側の端部を有する。また、電気部品を貫通する開口部内で、ターミナルコンタクトに対して変形可能なO−リングを備えて、電気部品の内部を密閉させる。
さらに、本発明に係るアセンブリは、上記O−リングに隣接して電気部品の内部側に位置するように内側の絶縁体と、ターミナルコンタクトに従って延びるように外側の絶縁体を備える。内側の絶縁体は、電気部品の内部側に配置される拡大(または拡径)したヘッド部と、該ヘッド部から延びるようにネック部を有する。この内側の絶縁体のネック部は、電気部品の開口部内に装着可能なように設けられる。また、ターミナルコンタクトは、電気部品の周囲で、この部材からラジアル方向に延びるように円盤状部(ディスク状部)を有する。また、ターミナルコンタクトの内側の端部に対して螺合可能なようにナットを設ける。このナットにより、円盤状部とナットとの間で内側と外側の絶縁体を圧縮させて、O−リングに対して変形させるような力を生じさせる。
本発明に係るさらなる特徴では、電気部品に対して取付けられるターミナルコンタクトのアセンブリを備える。この電気部品は内部と外部を定め、これらの間に開口部を有する。このターミナルコンタクトのアセンブリは、電気部品の開口部内を通るようにターミナルコンタクト(ターミナル)を有する。このターミナルコンタクトは内側と外側の端部を有する。また、電気部品の貫通した開口部内に、ターミナルコンタクトに対して変形可能なO−リングを備える。そして、トルクを生じさせる構造物によってO−リングに対して変形させる力を生じさせて、電気部品の貫通した開口部を密閉させる。
また、本発明に係るアセンブリは、電気部品の内部で、上記O−リングに隣接して内側の絶縁体を備える。また、ターミナルコンタクトに従って外側の絶縁体を延ばして、内側の絶縁体と外側の絶縁体の間にO−リングが挟持されるようにする。内側の絶縁体は、電気部品の内部側に配置される拡大(または拡径)されたヘッド部と、該ヘッド部から延びるようにネック部を備える。このネック部は、電気部品の開口部内に装着可能なように設けられる。
特に、本発明に係るターミナルコンタクトはこの部材からラジアル方向に延びるように円盤状部(ディスク部)を備える。また、例えばナットのような、トルクを生じさせる構造物をターミナルコンタクトの内側の端部に対して螺合可能なように設けて、円盤状部とナットの間で内側と外側の絶縁体を圧縮させる。好ましくは、ポリエーテルミド(polyethermide)のような摩擦抵抗の高い部材から内側と外側の絶縁体を形成する。
本発明に係るさらなる特徴では、電気部品に対して取付けられるようにターミナルコンタクトのアセンブリを備える。この電気部品は内部を定める内面と、外面と、これらの間に開口部を有する。また、ターミナルコンタクトのアセンブリは、電気部品の開口部を通って延びるようにターミナルコンタクト(ターミナル)を有する。このターミナルコンタクトは、外側の端部と、電気部品の内部に配置されるように内側の端部を有する。また、電気部品の貫通した開口部内に、ターミナルコンタクトに対して変形可能なO−リングを備える。また、電気部品の外面に隣接して、外側の絶縁体を配置する。また、ターミナルコンタクトに従って延びるように内側の絶縁体を備える。この内側の絶縁体は、ベース部と、開口部内に延びるようにネック部を有する。そして、トルクを生じさせる構造物によってO−リングに対して変形させるような力を加えて、O−リングによって電気部品の貫通した開口部を密閉させる。
さらに、ターミナルコンタクトは、この部材からラジアル方向に延びるように円盤状部(ディスク部)を有する。上記トルクを生じさせる構造物はターミナルの内側の端部に対して螺合可能なようにナットを含み、円盤状部とナットの間で内側と外側の絶縁体を圧縮させる。これら内側と外側の絶縁体は、例えば、ポリエーテルミドのような摩擦抵抗の高い部材から形成される。
以下、本発明に係る好適な実施形態について、添付した図を参照して説明する。
尚、添付した図は、上述した本発明に係る長所と特徴とを明瞭にするために示されたものであるが、後述する記載内容を参照することによって、本発明に係るさらなる他の特徴についても理解できるものと思料する。
図1〜3を参照すると、符合10を用いて、本発明の実施形態に係るターミナルコンタクトのアセンブリを示している。このターミナルコンタクトのアセンブリ10は、特に航空宇宙機用の電気部品のハウジング14に対して、この貫通した開口部12内に装着される。例示上、ハウジング14は電気部品の内部を定める内面16と、ハウジング14が外部環境と接する側の外面18を有する。
ターミナルコンタクトのアセンブリ10はターミナル(ターミナルコンタクト)20を含み、この部材は外側の端部22と内側の端部24を有する。このターミナル20は略円筒形状の外面26によって定められている。また、ターミナル20の外面26からは円盤状の部材28がラジアル方向に突出し、ラジアル方向外側の端部30で終端している。この円盤状部(ディスク部)28の外側の端部30は、第1と第2の表面32、34の間で延びている。
図示した実施形態では、ターミナル20の外面26にねじ状の部位(スレッド部)26aがターミナル20の外側の端部22から円盤状部28の表面32にかけて延びるように備えられている。また、ターミナル20の外面26にねじ状の部位(スレッド部)26bがターミナル20の内側の端部24からターミナル20の外面26のねじ状にされていない部位26cにかけて延びるように備えられている。このターミナル20の外面26のねじ状にされていない部位26cは、ターミナル20の外面26のねじ状の部位26bと円盤状部28の表面34にかけて延びている。
さらに、ターミナルコンタクトのアセンブリ10は略円盤形状の外側の絶縁体(インシュレータ)36を備え、この部材はハウジング14の外面18と当接するように内面38と、円盤状部28の表面34と当接するように外面40を有する。これら外側の絶縁体36の内面38と外面40は、ラジアル方向外側の端部42とラジアル方向内側の端部44によって連接している。絶縁体36の内側の端部44は絶縁体36を貫通するように開口部46を定め、この中にターミナル20を挿通可能にする。好ましくは、外側の絶縁体36の開口部46の直径はターミナル20の直径と略等しくなるように定め、また、例えばポリエーテルミド(polyethermide)のような摩擦抵抗の高い部材から外側の絶縁体36を形成する。
さらに、ターミナルコンタクトのアセンブリ10はO−リング48と内側の絶縁体50を備える。好ましくは、合成ゴム(synthetic rubber)からO−リングを形成し、また、例えばポリエーテルミドのような摩擦抵抗の高い部材から絶縁体50を形成する。また、O−リング48の内径はターミナル20の直径と略等しくなるように定め、O−リング48の外径はハウジング14の開口部12の直径と略等しくなるように定める。内側の絶縁体50は内面54と外面56によって定められるように円盤状部(ディスク部)52を有し、この外面56はハウジング14の内面16と当接される。内側の絶縁体50の円盤状部52の内面54と外面56は、ラジアル方向外側の端部58によって連接している。また、内側の絶縁体50の円盤状部(ディスク部)58の外面56からはネック部60が延びて、この部位は外面62を備える。ネック部60は終端側の端部64で終端し、ハウジング14を貫通する開口部12の直径と略等しい直径を有する。開口部66は、内側の絶縁体50を貫通して、円盤状部52の内面54とネック部60の終端側の端部64との間にかけて延びる。この内側の絶縁体50を貫通する開口部66は、ターミナル20の直径と略等しい直径を有する。さらに、本発明の実施形態に係るアセンブリは、ターミナル20の内側の端部24から取付けられるようにナット(トルクを生じさせる構造物)68を備えるが、後述するように、この部材は平面状で絶縁性の当接面70を備えて、内側の絶縁体50の円盤状部52の内面54と当接する。
図示した実施形態では、ターミナルコンタクトのアセンブリ10をハウジング14に取付けるために、ターミナル20の内側の端部24を外側の絶縁体36の開口部46内に挿入して、外側の絶縁体36の外面40と円盤状部28の表面34とを当接させる。この後、ターミナル20の内側の端部24をハウジング14の開口部12内に挿入して、外側の絶縁体36の内面38をハウジング14の外面18と当接させる。上述したように、外側の絶縁体36は円盤状部28とハウジング14との間で、ターミナル20のねじ状に刻まれていない部位26c上に取付けられる。
ターミナル20をハウジング14の開口部12内に通す際、O−リング48をターミナル20の内側の端部24側からハウジング14の開口部12内までスライド移動させるように取付ける。この結果、O−リング48の内径側はターミナル20の外面26のねじ状にされていない部位26cと密着するように係合し、またO−リング48の外径側はハウジング14と密着するように係合する。同様に、内側の絶縁体50をターミナル20の内側の端部24側からスライド移動させて、内側の絶縁体50の開口部66内にターミナル20が通るようにする。さらに、ナット68をターミナル20の内側の端部24側から螺合させて、内側の絶縁体50のネック部60をハウジング14の貫通した開口部12内のO−リング48と係合させる。さらに、ナット68をターミナル20の外面26上のねじ状の部位26bと螺合させていき、外側の絶縁体36の内面38と内側の絶縁体50のネック部60の終端側の端部64との間でO−リング48を圧縮させる。この結果、O−リング48の形状は変形して、O−リング48はハウジング14の外部環境からハウジング14の内部を密閉させる。この際、本発明に係る実施形態では、ターミナル20、ハウジング14、内側と外側の絶縁体50、36の夫々の間の摩擦抵抗の圧縮性により、ナット68をターミナル20の内側の端部24から螺合するのに要する組付け用のトルクは小さくてもよい。このため、ターミナルコンタクトのアセンブリをハウジング14に対して組み付けるのに要する時間を短縮できる。さらに、従来技術ではターミナルコンタクトのアセンブリを定位置に取付けるために、はんだ付けや、ろう付けや、溶接等により固定していたのに対して、本発明の実施形態に係るターミナルコンタクトのアセンブリ10では、露出される電気装置に対して加えられ得る機械的なストレスをより良好に吸収することが可能になる。
図4を参照すると、参照番号72を用いて、本発明の他の実施形態に係るターミナルコンタクトのアセンブリを示している。但し、このターミナルコンタクトのアセンブリ72は上述したターミナルコンタクトのアセンブリ10と共通の構成要素を含んでいるため、これら共通の構成要素に対しては同じ参照番号を用いて示している。また、ターミナルコンタクトのアセンブリ72は、上述したターミナルコンタクトのアセンブリ10と同様に、ハウジング14の貫通した開口部12内に取付けられる。また、図示するように、ターミナルコンタクトのアセンブリ72は外面76と内面78を有するように略円盤形状の外側の絶縁体74を備え、この内面78はハウジング14の外面18と当接される。外側の絶縁体74の外面76と内面78はラジアル方向外側の端部80とラジアル方向内側の端部82によって連接されており、このラジアル方向内側の端部82は開口部を定めるように貫通する。また、凹状の表面84を内側の端部82と外側の絶縁体74の内面78との間にかけて延びるように備えて、O−リング86が取付けられるようにする。
上記O−リング86は、外側の絶縁体74の凹状の表面84と係合できるように略円錐形状の外面88を備える。また、O−リング86は貫通するように開口部92を備えており、この径がターミナル20の外径と略等しいようにする。さらに、O−リング86はハウジング14を貫通する開口部12の外径よりも大きな外径を有するが、この理由については後述する。
図示するように、さらにターミナルコンタクトのアセンブリ72は内側の絶縁体94を備える。内側の絶縁体94は円盤状部(ディスク部)96を備え、この部位は内面98と、ハウジング14の内面16と当接されるように外面100を備える。この円盤状部96は、内面98から終端側の端部102まで延びるように略円筒形状のネック部101を備える。同様に、内側の絶縁体94の円盤状部96は、外面100から終端側の端部106まで延びるように外側のネック部104を備える。このネック部104はハウジング14を貫通する開口部12の外径と略等しい外径を有する。さらに、内側の絶縁体94は、ターミナル20に合わせて、内側のネック部101の終端側の端部102から外側のネック部104の終端側の端部106まで延びる通路108を定めるように、内側の絶縁体94を貫通する内面108を備える。好ましくは、後述する理由により、この内側の絶縁体94の内面108にねじ状部(スレッド)を備えて、ターミナル20の外面26のうち、内側の端部側に備えたねじ状部(スレッド)26bと螺合できるようにする。
図示した実施形態では、ターミナルコンタクトのアセンブリ72をハウジング14に取付けるためには、ターミナル20の内側の端部24を外側の絶縁体74の開口部内に挿入して、外側の絶縁体の外面を円盤状部28の表面34と当接させる。次に、ターミナル20の内側の端部24をO−リング86の開口部92内に挿入して、O−リング86の外面88を外側の絶縁体74の凹状の表面84と係合させる。この後、ターミナル20の内側の端部24をハウジング14の開口部12内に挿入して、外側の絶縁体74の内面78をハウジング14の外面18と当接させて、O−リング86がハウジング14を貫通する開口部12をオーバーラップさせるようにする。
上述のようにターミナル20をハウジング14の開口部12内に通す際、内側の絶縁体94をターミナル20の外面26のうちの内部側の部位26bから螺合させる。さらに、内側の絶縁体94をターミナル20と螺合させていき、外側の絶縁体74の凹状の表面84と内側の絶縁体94の外面100との間でO−リング86を圧縮させて、開口部12内でO−リング86を変形させて、ハウジング14の外部環境からハウジング14の内部を密閉させる。重複した記載になるが、外側の絶縁体74、ハウジング14、ターミナル20及び内側の絶縁体94の間における圧縮性の摩擦抵抗のため、内側の絶縁体94をターミナル20の内側の端部24から螺合させるのに要する組付け用のトルクは小さくてもよい。
上述したように、本発明に係るターミナルコンタクトのアセンブリ10、72は、特に航空宇宙機用の電気部品に対して取付けられる。このため、本発明に係るターミナルコンタクトのアセンブリ10、72は、摂氏−55℃〜125℃の温度範囲内で電気部品が露出されたとき、ハウジング14の内部をこの外部環境から保護できるように密閉できる。さらに、本発明に係るターミナルコンタクトのアセンブリ10、72は、航空宇宙機が地上と海面上から高さが高度80,000フィート(24.384km:1フィートは0.3048m)までの間を繰返し循環しても、ハウジング14の開口部12内の密閉を維持できる。
以上、添付した図を参照して、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明に対して変形及び修正を行うことは可能であって、本発明の範囲は添付した特許請求の範囲によってのみ定められることを理解されたい。
本発明の実施形態に係るターミナルコンタクトのアセンブリを示す分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るターミナルコンタクトのアセンブリを示す底面図である。 図2の3−3線に沿って示す本発明の実施形態に係るターミナルコンタクトのアセンブリの断面図である。 図3と同様であるが、本発明の他の実施形態に係るターミナルコンタクトのアセンブリを示す断面図である。
符号の説明
10、72 ターミナルコンタクトのアセンブリ
12 開口部
14 ハウジング
20 ターミナル(ターミナルコンタクト)
36、74 外側の絶縁体(インシュレータ)
48、86 O−リング(シール部材)
50、94 内側の絶縁体(インシュレータ)
68 ナット(トルクを生じさせる構造物)

Claims (18)

  1. 航空宇宙機用の電気部品に対して取付けられるターミナルコンタクトのアセンブリ(10)であって、前記電気部品は内部と外部を定め、これらの間に開口部(12)を有し、さらに前記ターミナルコンタクトのアセンブリは、
    前記電気部品の前記開口部(12)内に配置可能で、内側と外側の端部(22、24)を有するターミナルコンタクト(20)と、
    前記電気部品を貫通する前記開口部(12)内で前記ターミナルコンタクトに対して配置され、前記電気部品の内部を密閉する変形可能なO−リング(48)とを含むことを特徴とするアセンブリ。
  2. さらに、前記電気部品の内側で前記O−リング(48)に隣接して内側の絶縁体(50)を含むことを特徴とする請求項1に記載のアセンブリ。
  3. さらに、前記ターミナルコンタクト(20)に従って延びるように外側の絶縁体(36)を含むことを特徴とする請求項2に記載のアセンブリ。
  4. 前記内側の絶縁体(50)は、前記電気部品の表面上に配置される拡大したヘッド部(52)と、該ヘッド部から延びて、前記電気部品の前記開口部(12)内に装着可能なネック部(62)とを含むことを特徴とする請求項3に記載のアセンブリ。
  5. 前記ターミナルコンタクト(20)は、この部材からラジアル方向に延びるように円盤状部(28)を含むことを特徴とする請求項1に記載のアセンブリ。
  6. さらに、前記O−リング(48)を挟んで前記絶縁体(36、50)を備えることを特徴とする請求項5に記載のアセンブリ。
  7. さらに、前記O−リング(48)上に変形させる力を生じさせるように、前記絶縁体と係合可能なように、トルクを生じさせる構造物(68)を含むことを特徴とする請求項6に記載のアセンブリ。
  8. 前記トルクを生じさせる構造物(68)は前記ターミナルコンタクト(20)の内側の端部(24)に対して螺合可能なようにナットを含み、前記円盤状部(28)と前記ナット(68)の間で前記絶縁体を圧縮させることを特徴とする請求項7に記載のアセンブリ。
  9. 内部と外部を定め、これらの間に開口部(12)を有する電気部品に対して取付けられるターミナルコンタクトのアセンブリ(10)であって、
    前記電気部品の前記開口部(12)内を通るように延びて、内側の端部(24)と外側の端部(22)を備えるターミナルコンタクト(20)と、
    前記電気部品を貫通する前記開口部(12)内で前記ターミナルコンタクト(20)に対して配置される変形可能なO−リング(48)と、
    前記O−リング(48)に対して変形させる力を生じさせて、前記O−リング(48)によって前記電気部品を貫通する前記開口部(12)を密閉させる、トルクを生じさせる構造物(68)を含むことを特徴とするアセンブリ。
  10. さらに、前記O−リング(48)に隣接して前記電気部品の内部に配置される内側の絶縁体(50)と、
    前記ターミナルコンタクト(20)に従って延びる外側の絶縁体(36)とを含み、前記外側の絶縁体(36)と前記内側の絶縁体(50)の間に前記O−リング(48)を挟持することを特徴とする請求項9に記載のアセンブリ。
  11. 前記内側の絶縁体(50)は、前記電気部品の表面上に配置される拡大したヘッド部(52)と、該ヘッド部から延びて、前記電気部品の前記開口部(12)内に装着可能なネック部(62)とを含むことを特徴とする請求項10に記載のアセンブリ。
  12. 前記ターミナルコンタクト(20)は、この部材からラジアル方向に延びるように円盤状部(28)を含むことを特徴とする請求項10に記載のアセンブリ。
  13. 前記トルクを生じさせる構造物(68)は前記ターミナルコンタクト(20)の内側の端部(24)に対して螺合可能なようにナットを含み、前記円盤状部(28)と前記ナット(68)の間で前記内側の絶縁体(50)と外側の絶縁体(36)を圧縮させることを特徴とする請求項12に記載のアセンブリ。
  14. 前記内側の絶縁体(50)は、摩擦抵抗の高い部材から形成されることを特徴とする請求項10に記載のアセンブリ。
  15. 電気部品に対して取付けられるターミナルコンタクトのアセンブリ(10)であって、前記電気部品は内部を定める内面と、外面と、これらの間に開口部(12)を有し、さらに前記ターミナルコンタクトのアセンブリは、
    前記電気部品の前記開口部(12)内を通るように延びて、外側の端部(22)と前記電気部品の内部に配置される内側の端部(24)を有するターミナルコンタクト(20)と、
    前記電気部品を貫通する前記開口部(12)内で前記ターミナルコンタクト(20)に対して配置される変形可能なシール部材(48)と、
    前記電気部品の表面に隣接して配置される外側の絶縁体(36)と、
    前記ターミナルコンタクト(20)に従って延びて、ベース部(52)と前記開口部(12)内に延びるネック部(62)とを含む内側の絶縁体(50)と、
    前記シール部材(48)上に変形させる力を生じさせて、前記シール部材(48)によって前記電気部品を貫通する前記開口部(12)を密閉させる、トルクを生じさせる構造物(68)を含むことを特徴とするアセンブリ。
  16. 前記ターミナルコンタクト(20)は、この部材からラジアル方向に延びるように円盤状部(28)を備えることを特徴とする請求項15に記載のアセンブリ。
  17. 前記トルクを生じさせる構造物(68)は前記ターミナルコンタクト(20)の内側の端部(24)に対して螺合可能なようにナットを含み、前記円盤状部(28)と前記ナット(68)の間で前記内側の絶縁体(50)と外側の絶縁体(36)を圧縮させることを特徴とする請求項16に記載のアセンブリ。
  18. 前記内側の絶縁体(50)は摩擦抵抗の高い部材から形成されることを特徴とする請求項15に記載のアセンブリ。

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