JP2006164990A - ソケット、コンセントアセンブリ、コネクタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係るソケットは、慣用的なプラグの夫々の雄接点と連通するための開口を備えた、電気コンセントアセンブリに使用される雌ソケットであって、前記従来のプラグの夫々の前記雄接点と接触するために、前記ソケットの夫々の前記開口に沿って離設された複数のワイパアセンブリ114,116であって、前記ワイパアセンブリの夫々が複数のワイパ114a〜114c,116a〜116cを有し、該複数のワイパの夫々が他のワイパと独立して移動可能である前記ワイパアセンブリと、そして、一端部で前記ワイパアセンブリに接続され、他端部で電源に接続されている導電リード線111,112と、を備えている。
【選択図】図11A
Description
延長コード、長い電話線及びアンテナ/CATVコード、外部スピーカ電線、そして低電圧電線の仮配線方法または取り外し方法は、煩雑で、室内に隠設したり、溶け込ませることが困難である。
永久的な設置では、一般的に、ユーザが隠設を望む場合に専門家が壁内に取り付けるか、何らかの目立たない非可撓性導管を使用する必要がある。いずれの方法も、費用が高くなりがちである。
また、本発明は、関連技術の制限及び不都合による一つ以上の問題を大幅に軽減する平形の薄い、可撓性多層電線にも言及するものである。
例を挙げると、これに限定されるものではないが、本発明は、標準的電気配線、電話配線、スピーカ配線、セキュリティシステム等の低電圧配線、底面照明、そしてケーブルTV配線を含む様々な用途に使用することができる。
別の態様では、本発明は、ベース部材と、該ベース部材に取り外し可能に固定されたコンセントカバーとを有するコンセントアセンブリであって、前記コンセントカバー内に配置された銅フレームアセンブリと、前記コンセントカバーに取り外し可能に固定された平形電線接続アセンブリと、前記平形電線接続アセンブリの一表面から延在した対応の細長いスロットと夫々連通するために、前記銅フレームアセンブリに固定された第1の複数の雄導電接点と、そして、前記コンセントカバーと一体化されていると共に、前記銅フレームアセンブリと接触する複数の雌ソケットと、を備えているコンセントアセンブリを提供する。
前記ベース部材は、標準的な雌ソケットコンセントアセンブリと組み合わせるための複数の開口を備えていることが好ましい。
さらに、前記コンセントカバーに取り外し可能に固定されて、前記ベース部材の前記開口を通して、前記標準的な雌ソケットコンセントアセンブリの夫々のスロットと連通する雄接点を有する漏電遮断器モジュールと、前記漏電遮断器モジュールの一表面に沿って設けられた対応のスロットと夫々連通するための前記銅フレームアセンブリに固定された第2の複数の雄導電接点と、を備えることもできる。
さらにまた別の態様では、本発明は、平形電線を慣用的な電線に接続するコネクタであって、コネクタの第1表面に沿って設けられ、慣用的な配線リード線と選択的に連通している複数の在来型の止めねじと、前記平形電線の個々の導体を受け取るために、コネクタの第2表面に沿って設けられた1つまたは複数の平形電線ソケットと、を備えており、該平形電線ソケットの夫々は、前記個々の導体の各々において個々の銅層と接触する複数のスロット付きばねを収容しているコネクタを提供する。
さらに、コネクタは、前記スロット付きばねを押し付けるねじ手段を備えることもできる。
また別の態様では、本発明は、平形電線リード線をコンセントフレームアセンブリに接続するコネクタであって、前記平形電線の夫々の導体を収容するために、前記コネクタの第1表面に沿って設けられ、前記個々の導体の夫々において個々の銅層と接触するための複数のスロット付きばねを収容している1つまたは複数の平形電線ソケットと、コンセントフレームアセンブリに沿って離設配置された個々の雄導電接点を受け取るための第2表面に沿って設けられた1つまたは複数の細長いスロットと、を備えたコネクタを提供する。
前記細長いスロットは、前記雄導電接点と接触するための個別移動可能な複数のワイパを収容することができる。
さらに、コネクタは、前記スロット付きばねを押し付けるねじ手段を備えることができる。
銅層は、一般的に、約0.00508センチ(約0.002インチ)程度の厚さであるが、約0.0010〜0.051センチ(約0.0004〜0.020インチ)の範囲内でもよい。銅層の数及び厚さは、所望の適用に適するように調節することができる。ここに示した様々な寸法は、本発明を実用化する際に大幅に変更することができる。
絶縁層は、ポリエステルフィルム(例えばデュポンのマイラー(Dupon Mylar))、ウレタンフィルムまたはテフロン(登録商標)フィルムからなるグループから選択した材料で構成することができる。接着剤は、接着テープ(例えば3Mの9500PC)、液体接着剤またはその2つを組み合わせたものから選択することができる。
別の態様では、本発明は、上記のような接着剤及び絶縁層と一緒の単一平形導体からなる、表面取り付け式可撓性多目的電線を提供する。
上記の一般的な説明及び以下の詳細な説明とも、例示かつ説明であり、請求されている本発明をさらに詳しく説明するためのものであることを理解されたい。
個々の電線実施態様の各々は、基本共通構造を共有している。しかし、個々の適用に従って、所望の目的を達成するために、構造的構成要素の寸法及び基本構造に様々な変更を加えることができる。
参照し易くするため、基本構造を第1電線実施態様に関連して詳細に説明する。この基本構造の概念は、総ての電線実施態様に適用されることを理解されたい。必要に応じて、基本構造の変形例を説明する。全図面を通して、同様な部材については、可能であれば同一の参照番号を使用する。
図面を、特に図1を参照すると、本発明に従った標準的な110V交流3導体式電線の実施態様の分解横断面図が示されている。分解断面図は、図解のかつ説明の目的だけのものである。実際の3導体式の実施態様では、導体、絶縁体及び接着剤の間に空間(すなわち図1の白色領域)が見えないであろうが、夫々について、以下に詳細に説明する
特定の用途の電流及び信号の両方またはいずれか一方の伝送仕様は、3種類の方法のいずれかを個別に、または組み合わせて達成することができる。第1に、導体11の幅Wcを変更してもよい。第2に、各導体11に薄い銅層を追加して積み重ねてもよい。第3に、導体11の厚さtを増加させてもよい。
ほとんどの負荷及び電流の場合、各導体は、一般的に約2〜5銅層で構成される。しかし、以下に開示する実施態様の夫々において、使用する層を増減することは、本発明の範囲内であることを理解されたい。
例えば、各銅層の厚さが約0.00508センチ(約0.002インチ)の5銅層導体は、絶縁体を含めた厚さが0.03048センチ(0.012インチ)程度になる。しかし、その厚さであっても、平形電線は、断面が非常に薄く、ペンキを塗ったり壁紙を貼れば、表面上で実際に見分けがつかなくなる。
絶縁層15は、また、銅導電層の向きを合わせる。さらに、絶縁材を単独か、内部接着剤13と組み合わせて使用することによって、導電層群を分離させると共に、異なった目的の導体(例えば、交流地絡線対交流中性線または対交流電源線)間に安全な誘電距離を維持することができる。
図1に示されているように、多層平形電線10の縁部の絶縁層15は、視覚的隠蔽性を高めるためにテーパ状になっているが、必ずしもその必要はない。絶縁材は、例えばポリエステルフィルム(例えばデュポンのマイラー(Dupont Mylar))、ウレタンフィルムまたはテフロン(登録商標)フィルムからなるグループから選択できる。
本発明の範囲内において別の絶縁材も考えられ、絶縁材が柔軟で、塗装可能であると共に、表面に接着可能であれば、使用することができる。絶縁材はまた、接合混合物に適合し、紫外線耐性を備え、そして導体及びそれを付着させる表面と同様な熱膨張及び収縮特性を備えている必要がある。
他の所望特性として、絶縁材は、製造処理中に加えられる引張り力に耐え、保管状態で収縮または弛緩せず、使用し終わった時に取り外し可能でなければならない。
危険な露出による電気事故の原因になる摩耗、割れ、切断、穿孔または他の絶縁材損傷も、永久損傷を防止する一定期間、ユーザから有害電流を遮断する電子故障検出手段を用いることによって安全にすることができる。この電子故障検出手段、すなわち漏電遮断器(GFI)については、詳細に後述する。
内部接着剤13の厚さは、導体11の断面高さtと、特に、内部接着剤が導体11を分離させている位置における導体11の断面高さtとほぼ同じである。図1に示されているように、視覚的隠蔽性を向上させるために、内部接着剤13を平形電線10の縁部でテーパ状にしてもよい。
容易に識別可能で適当かつ安全な接続を確保するため、交流地絡線の幅Wcを交流中性線及び交流電源線に比べてわずかに大きくすることができる。従って、交流地絡線の幅は、1.524センチ(0.6インチ)に近くなるが、他の2導体の幅は、1.016センチ(0.4インチ)に近くなる。代替的に、交流地絡線の幅を他方の導体に比べて小さくすることもできる。
同様な寸法を他の用途にも使用できるが、本発明を実用化する際に様々な寸法を大きく変更できることを理解されたい。
銅層の数及び厚さ、導体11の幅Wc及び厚さt、そして導体間の間隔Wsは、一般的に110V交流3導体式電線と同じ寸法である。完成状態の平形電線20の全体幅Wは、約8.89〜10.795センチ(約3.5〜4.25インチ)程度である。
3導体式110V交流電線の場合と同様に、3導体式220V交流電線の地絡線の幅を変えることによって、電線とコネクタとの適切な接続が容易になる。
上記実施態様と同様に、図3に示されている本発明のスピーカ電線30は、ユーザがスピーカを室内の壁または天井のいずれの場所にも設置できるようにする平形の薄い可撓性電線である。スピーカ電線30は、例えばステレオまたはモノオーディオコンポーネントに、あるいは「サラウンド=サウンド」等の拡張テレビまたは音響システム用の外部スピーカの配線に使用できる。
スピーカ電線30は、壁または天井の表面に取り付けることができるため、費用のかかる壁または天井の内側に再配線する必要がない。また、電線にペンキを塗るか、その上に壁紙を貼って、周りの表面と調和させることができる。
1対の導体11は、前述したように、適当な接着剤13によって分離されて、共に絶縁層15で包囲されている。前述のものと同様の絶縁体及び接着剤を使用することができる。
本発明による電話電線の実施態様40が図4に示されている。この実施態様では、6本の多層銅導体11が接着剤13で分離して設けられ、絶縁層15で包囲されている。6導体式電線によって、内線交換機(PBX)切り換えを使用しやすくなり、それによって公衆電気通信交換とのアクセスを含む内部電気通信交換が得られる。導体11は、標準の22ゲージ電話電線と機能的に同等である。
各導体11は、一般的に2または3銅層を備えており、前者が図4に銅層11a及び11bで示されている。銅層は、約0.0010〜0.051センチ(約0.0004〜約0.020インチ)厚さ、好ましくは0.00508センチ(0.002インチ)厚さである。特定の用途に応じて、使用する銅層を増減できることを理解されたい。
3銅層を備えた完成状態の電話電線40は、断面高さtが約0.02032センチ(約0.008インチ)で、全幅Wが使用する導体11の数に応じて約3.81〜8.89センチ(約1.5〜3.5インチ)である。各導体の幅Wcは、約0.508〜1.016センチ(約0.2〜0.4インチ)で、導体間の間隔Wsは、約0.3175〜0.635センチ(約0.125〜0.25インチ)である。
本発明によるケーブルテレビCATV電線の実施態様50が図5に示されている。この実施態様では、1対の導体11が設けられ、その各々は、一般的に2または3銅層を備えており、前者が図5に銅層11a及び11bで示されている。銅層は、約0.0010〜0.0508センチ(約0.0004〜約0.020インチ)厚さ、好ましくは約0.00508センチ(約0.002インチ)厚さである。特定の用途に応じて、使用する銅層を増減できることを理解されたい。
図6は、本発明による低電圧電線の実施態様60を示している。そのような低電圧(直流)の適用には、内部通話装置、セキュリティシステム、そして「スマートハウス製品」が含まれる。図6に示されているように、2つの直流導体11が示されている。導体11の構造は、前述の多層導体11と実質的に同じである。本実施態様の内部接着剤13、絶縁層15及び外部接着層17は、先行実施態様と同じにすることができる。
3銅層を備えた完成状態の低電圧電線60は、断面高さtが約0.02032センチ(約0.008インチ)で、全幅Wが約3.048〜4.064センチ(約1.2〜1.6インチ)である。各導体の幅Wcは、約0.762〜1.27センチ(約0.3〜0.5インチ)で、導体間の間隔Wsは、約0.508〜0.762センチ(約0.2〜0.3インチ)である。
底面照明用の薄い可撓性電線は、上記の110V交流3導体及び5導体式電線の実施態様の構造と同様であるが、底面照明は、埋め込みライト169を組み込んでいる点が独特である。図16を参照されたい。これによって、ユーザは、キャビネットや棚、あるいは底面照明が望ましい他の場所の表面の下側に、照明を設けることができる。この実施態様については、明細書の後半で従来の電線と平形電線系統との接続の説明でさらに詳細に説明する。
本発明は、本発明の平形電線と従来の既存の電気コンセント及び従来の丸形電線系統との間を接続する一群のコンセントを範囲内に含む。これらの接続コンセントには、2つの一般形式があり、一方は、従来の既存コンセントに直接「差し込める」形式で、他方は、「独立形」表面取り付けユニットである。
電線の実施態様では、例えば従来の電線69からの電流が、差し込み式コンセント65と本発明の平形110V交流電線68とを介して、独立形コンセント67へ送られる。
さらに図8Bでは、カバー74の下側に銅フレーム84が描かれている。銅フレーム84は、雌ソケット72、72'、73及び73'と2組の雄接点81及び83とに導電接続を提供するように機能する。雄接点83は、図8Aに示されているGFIモジュール77の一方の表面の対応スロット82に差し込まれる。
コネクタ90の一表面に沿って、平形電線の各導体11を受け取る複数の平形電線ソケット92が設けられている。3導体及び5導体式電線に同じ5導体式コネクタアセンブリ90を使用できるが、3導体式電線を使用する時には、外側の電線ソケットを減らす。他の電線実施態様では、独自の接続コネクタ90を設けることができる。コネクタをコンセントカバー74に固定された雄接点81に差し込むことによって、コネクタを簡単に交換してコンセントカバー74に挿入することができるので、多数のコネクタの必要性は、問題にならない。
ソケット110は、夫々のワイパアセンブリ114及び116に接する鋳銅リード線111及び112を備えている。各ワイパアセンブリは、3つのワイパ(114a、114b、114c;116a、116b、116c)を備えており、その各々は、各アセンブリの残りの2つと独立して動く。
このため、3ワイパ式ソケット110によって、銅リード線111及び112との良好な接続及び広い表面接触が得られる。銅リード線111及び112の他端部は、銅フレーム84(図8Bを参照)まで延びている。また、3つのワイパが独立して動くため、ソケットは、プラグ内のトルクを良好に収容することができる。
本発明の電線製造物と共に使用する独特のスイッチ124'群が設けられている。スイッチは、既存のスイッチに電気配線されるか、既存のコンセントに差し込まれるか、無線周波(RF)遠隔電力によって作動される。スイッチは、主に3導体及び5導体式電線と、上記の底面照明実施態様と共に使用される。
(1)トグル制御式、固定取り付け、個別配線型、
(2)容量タッチまたは膜スイッチ制御式、固定取り付け、個別配線型、
(3)容量タッチまたは膜スイッチ制御式、固定取り付け、無線周波(RF)送信/受信対、
(4)容量タッチまたは膜スイッチ制御式、携帯または壁掛け式、RF送信/受信対、
(5)容量タッチまたは膜スイッチ制御式のインディケータ付き完全調光装置、携帯または壁掛け式、RF送信/受信対。
スイッチ装置がハード配線されている場合、電圧回路を介して接続される。これによって、適合プラグユニットがなければスイッチが使用できなくなる。
本発明の独特の薄い平形電線は、コネクタ及び既存のコンセントへの取り付けを容易にするために、同様に独特の絶縁被覆はぎ取り工具を必要とする。上記の各電線実施態様には、それ専用の特別な工具がある。
上記の様々な電線、コンセント、スイッチ及びコネクタを組み込んだ、一般的なシステム実施態様が、図12Aに示されている。
図12Aを参照すると、従来のコンセント120と従来のスイッチ124とが設けられている。図示の位置に天井ファン126を配線したい場合、通常は、そのファンまで電流を引くために、費用のかかる壁及び天井の配線作業を行わなければならないであろう。
コネクタ90(図12Aには示されていないが、図9Aに示されている形式のもの)で平形電線123を差し込み式及び独立形コンセント65及び67に接続する。また、別のコネクタ100(図10Aに示されている形式のもの)でファン126の従来の丸形電線を平形電線123に接続する。
平形電線123は、前述したように接着層17で、一般的に両面テープで、壁表面に固定され、これにペンキを塗るか、壁紙を貼って電線を見えなくする。
図13は、平形電線/従来のスピーカ電線の接続を示している。説明を簡単にして分かり易くするため、1つのスピーカ131のみが、ステレオ130と共に示されている。本発明の平形電線を用いて、幾つのスピーカでも使用できることは理解されるであろう。
図示のように、ステレオ装置130を平形電線133でスピーカ131に接続する。スピーカ131は、いずれの所望位置にも配置できる。次に、従来のスピーカ電線136を壁上の独立形プラグに接続する。新しいスピーカ位置近傍の所望位置に、第2独立形プラグを配置する。次に、平形電線133を2つの独立形プラグ間に引く。平形電線133の全体にペンキを塗るか、壁紙を貼って、目障りで煩雑なスピーカ電線を無くすことができる。
図示のように、既存の電話ジャックまたは電話ソケット141を平形電線143を介して拡張電話ジャック142に接続する。図示のように、平形電線電話装置147を既存の電話ジャック141に接続する。拡張電話ジャック142を所望位置に配置して、平形電線電話装置147'に接続する。次に、平形電線143を平形電線電話装置147及び147'間に接続する。次に、平形電線143の全体にペンキを塗るか、壁紙を貼って、目障りで煩雑な電話電線を無くすことができる。
平形電線は、ペンキを塗るか、壁紙を貼った後ではほとんど見えないので、後日、誤って平形電線に釘や絵画用フックを打ち込んだり、それ以外にも電線を切断する可能性がある。
従って、各システムには、極薄絶縁層を誤って貫通した場合の損傷を防止するための安全手段として、漏電遮断器(GFI)モジュール77(図8Aないし図8Cを参照)が設けられる。接地故障とは、物または人が通常の内部接地以外の接地路となることから出た表現である。
いずれの回路も接続前に点検し、接続後に再点検するようにして、回路は、フェールセーフ方法を提供する。回路からの電力は、回路故障では電力が回路ブレーカから先へ進まないような接続にされている。
夫々が複数の銅層を含む、ほぼ平行に離隔配置された複数の細長い平形導体と、
前記複数の平形導体を分離させる接着剤と、
前記複数の平形導体及び前記接着剤を包囲する絶縁層とを備えており、前記接着剤は前記絶縁層に付着しており、
前記平形導体及び前記絶縁層の断面高さは、ペンキを塗るか、壁紙を貼った後、前記多目的電線が前記表面に溶け込むような高さである電線。
2. 前記複数の銅層の各々は、約0.0004ないし約0.020インチ厚さである1項に記載の電線。
3. 前記導体層の厚さは、その長さ及び幅全体にわたって均一である1項に記載の電線。
4. 前記絶縁材料は、ポリエステルフィルム、ウレタンフィルムまたはテフロン(登録商標)フィルムからなるグループから選択される1項に記載の電線。
5. 前記接着剤は、接着テープまたは液体接着剤のうちの少なくとも一方である1項に記載の電線。
6. 前記平形導体及び絶縁層の前記断面高さは、約0.002〜約0.050インチ厚さである1項に記載の電線。
7. 前記電線を表面に溶け込みやすくするため、前記電線の端部がテーパ状になっている1項に記載の電線。
8. さらに、前記電線を前記表面に付着させるために前記絶縁層に固定された接着層を備えている1項に記載の電線。
9. 前記可撓性電線は、異なった平坦表面に合わせていずれの角度にも曲げられる1項に記載の電線。
10. 前記可撓性電線は、同一平坦表面に沿った方向転換に合わせていずれの角度にも曲げられる1項に記載の電線。
11. 表面取り付け式の可撓性多目的電線であって、
複数の銅層を含む細長い平形導体と、
前記導体に固定された接着剤と、
前記導体及び前記接着剤を包囲する絶縁層とを備えており、前記接着剤は前記絶縁層に付着しており、
前記平形導体及び前記絶縁層の断面高さは、ペンキを塗るか、壁紙を貼った後、多目的電線が前記表面に溶け込むような高さである電線。
65 差し込み式コンセント
66 壁
67 独立形コンセント
68 平形交流電線
69 丸形電線
72,73 雌ソケット
74 コンセントカバー
75 コンセントベース
75a,75b 開口
76 平形電線コネクタ
77 漏電遮断器(GFI)モジュール
78 GFIリセットボタン
79,81,83 雄接点
82 対応スロット
84 銅フレーム
90 コネクタ
92 平形電線ソケット
94 スロット付きばね
96 ねじ
98 雄スロット(延在スロット)
98a〜98d ブラシ
100 コネクタ
101 止めねじ
102 平形電線ソケット
104 スロット付きばね
110 ソケット
111,112 銅リード線
114 ワイパアセンブリ
114a,114b,114c ワイパ
116 ワイパアセンブリ
116a,116b,116c ワイパ
Claims (9)
- 慣用的なプラグの夫々の雄接点と連通するための開口を備えた、電気コンセントアセンブリに使用される雌ソケットであって、
前記従来のプラグの夫々の前記雄接点と接触するために、前記ソケットの夫々の前記開口に沿って離設された複数のワイパアセンブリであって、前記ワイパアセンブリの夫々が複数のワイパを有し、該複数のワイパの夫々が他のワイパと独立して移動可能である前記ワイパアセンブリと、そして、
一端部で前記ワイパアセンブリに接続され、他端部で電源に接続されている導電リード線と、を備えているソケット。 - ベース部材と、該ベース部材に取り外し可能に固定されたコンセントカバーとを有するコンセントアセンブリであって、
前記コンセントカバー内に配置された銅フレームアセンブリと、
前記コンセントカバーに取り外し可能に固定された平形電線接続アセンブリと、
前記平形電線接続アセンブリの一表面から延在した対応の細長いスロットと夫々連通するために、前記銅フレームアセンブリに固定された第1の複数の雄導電接点と、そして、
前記コンセントカバーと一体化されていると共に、前記銅フレームアセンブリと接触する複数の雌ソケットと、を備えているコンセントアセンブリ。 - 前記ベース部材は、標準的な雌ソケットコンセントアセンブリと組み合わせるための複数の開口を備えている請求項2に記載のコンセントアセンブリ。
- さらに、前記コンセントカバーに取り外し可能に固定されて、前記ベース部材の前記開口を通して、前記標準的な雌ソケットコンセントアセンブリの夫々のスロットと連通する雄接点を有する漏電遮断器モジュールと、
前記漏電遮断器モジュールの一表面に沿って設けられた対応のスロットと夫々連通するための前記銅フレームアセンブリに固定された第2の複数の雄導電接点と、を備えた請求項3に記載のコンセントアセンブリ。 - 平形電線を慣用的な電線に接続するコネクタであって、
コネクタの第1表面に沿って設けられ、慣用的な配線リード線と選択的に連通している複数の在来型の止めねじと、
前記平形電線の個々の導体を受け取るために、コネクタの第2表面に沿って設けられた1つまたは複数の平形電線ソケットと、を備えており、
該平形電線ソケットの夫々は、前記個々の導体の各々において個々の銅層と接触する複数のスロット付きばねを収容しているコネクタ。 - さらに、前記スロット付きばねを押し付けるねじ手段を備えている請求項5に記載のコネクタ。
- 平形電線リード線をコンセントフレームアセンブリに接続するコネクタであって、
前記平形電線の夫々の導体を収容するために、前記コネクタの第1表面に沿って設けられ、前記個々の導体の夫々において個々の銅層と接触するための複数のスロット付きばねを収容している1つまたは複数の平形電線ソケットと、
コンセントフレームアセンブリに沿って離設配置された個々の雄導電接点を受け取るための第2表面に沿って設けられた1つまたは複数の細長いスロットと、を備えたコネクタ。 - 前記細長いスロットは、前記雄導電接点と接触するための個別移動可能な複数のワイパを収容している請求項7に記載のコネクタ。
- さらに、前記スロット付きばねを押し付けるねじ手段を備えている請求項7に記載のコネクタ。
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