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Abstract
Description
本発明は、2つの構造体が分離した場合にそれらを繋ぎ止めるための接続部材に関する。 The present invention relates to a connecting member for securing two structures when they are separated.
例えば、太陽電池パネル等の展開構造物は、人工衛星等の構造体にヒンジ部を介して連結された状態でロケットに収容されている。この太陽電池パネル等の展開構造物が誤ってロケット内で展開してしまうと、打ち上げ時やロケット飛行中の振動によってヒンジ部が破壊され、その結果、地上への落下物の発生を招く可能性がある。このような誤展開や落下物発生を防止するために、展開構造物はヒンジ部とラッチ部とによって構造体に取り付けられ、ラッチ部や起動回路を冗長化するというアプローチが採用されてきた(下記非特許文献1)。 For example, a deployment structure such as a solar cell panel is accommodated in a rocket in a state of being connected to a structure such as an artificial satellite via a hinge portion. If the deployment structure such as this solar panel is accidentally deployed in the rocket, the hinge part may be destroyed by vibration during launch or flight of the rocket, resulting in the occurrence of falling objects on the ground. There is. In order to prevent such unfolding and occurrence of falling objects, an approach has been adopted in which the unfolding structure is attached to the structure by a hinge part and a latch part, and the latch part and the starting circuit are made redundant (described below). Non-patent document 1).
また、一般的には、第1の構造体と第2の構造体が分離した場合にそれらを繋ぎ止めるためにワイヤ等の接続部材が用いられている(例えば特許文献1参照)。 In general, when the first structure body and the second structure body are separated, a connecting member such as a wire is used to connect them (see, for example, Patent Document 1).
上述のように、ラッチ部や起動回路を冗長化する場合、部品点数の増加、並びにそれを制御する信号線・回路の並列化が行われるため、結果として確実に展開構造物を展開させるための信頼性は低下してしまう。つまり、誤展開を防止するという観点の安全性と、確実に展開させるという観点の信頼性とは、相反関係にある。また、部品点数の増加はコスト増につながる。 As described above, when the latch unit and the start-up circuit are made redundant, the number of parts is increased, and the signal lines and circuits for controlling the parts are increased in parallel. Reliability is reduced. In other words, there is a conflict between safety in terms of preventing erroneous deployment and reliability in terms of reliable deployment. In addition, an increase in the number of parts leads to an increase in cost.
また、軽量部品に対しては、地上への落下物防止の目的で、ガラス糸等による固縛が行われる場合もあるが、展開構造物に対するガラス糸等による固縛は、強度やヒンジ部への噛み込みのリスクがあるので好ましくない。 In addition, light weight parts may be secured with glass thread or the like for the purpose of preventing falling objects on the ground. This is not preferable because there is a risk of biting.
さらにワイヤ等は、第1の構造体と第2の構造体が回動部、関節部、摺動部等の連結部材によって連結されている場合は噛み込みのリスクがある。また、強度を高くするためにワイヤを太くするとワイヤ剛性が大きくなり、回動部や関節部が駆動する場合に、駆動トルクに影響を与え、正常な動作を妨げるリスクがある。 Further, the wire or the like has a risk of biting when the first structure and the second structure are connected by a connecting member such as a rotating part, a joint part, or a sliding part. Further, if the wire is thickened to increase the strength, the rigidity of the wire increases, and there is a risk that when the rotating part or the joint part is driven, the driving torque is affected and the normal operation is hindered.
そこで、本発明は、噛み込みのリスクが低く、連結部材が駆動する場合に駆動トルクへの影響を抑制し、強度も高く、展開構造物に用いられる場合に誤展開防止という安全性と確実な展開という信頼性とを両立させた接続部材を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has a low risk of biting, suppresses the influence on the driving torque when the connecting member is driven, has a high strength, and is safe and reliable for preventing erroneous deployment when used in a deployment structure. An object is to provide a connecting member that achieves both the reliability of deployment.
本発明の1つの態様は、第1の構造体と第2の構造体とを接続する接続部材であって、線材間に空隙が形成されるように複数の線材が中空の形状に編組されたメッシュ構造体を備え、前記線材同士は、前記線材同士の交点で相互に摺動可能であり、前記メッシュ構造体の一方の端部が前記第1の構造体に接続され、前記第1のメッシュ構造体の他方の端部が前記第2の構造体に接続される、接続部材を提供するものである。 One aspect of the present invention is a connection member that connects a first structure and a second structure, and a plurality of wires are braided into a hollow shape so that a gap is formed between the wires. A mesh structure, wherein the wires are slidable at an intersection of the wires, one end of the mesh structure is connected to the first structure, and the first mesh A connection member is provided in which the other end of the structure is connected to the second structure.
本発明の1つの態様は、第1の構造体と第2の構造体とを接続する接続部材であって、線材間に空隙が形成されるように複数の線材が中空の形状に編組された第1のメッシュ構造体と、前記第1のメッシュ構造体の内側空間に配置され、線材間に空隙が形成されるように複数の線材が中空の形状に編組された第2のメッシュ構造体と、を備え、前記線材同士は、前記線材同士の交点で相互に摺動可能であり、前記第1のメッシュ構造体の一方の端部と前記第2のメッシュ構造体の一方の端部が、前記第1の構造体に接続され、前記第1のメッシュ構造体の他方の端部と前記第2のメッシュ構造体の他方の端部が、前記第2の構造体に接続される、接続部材を提供するものである。 One aspect of the present invention is a connection member that connects a first structure and a second structure, and a plurality of wires are braided into a hollow shape so that a gap is formed between the wires. A first mesh structure, and a second mesh structure that is disposed in an inner space of the first mesh structure and in which a plurality of wires are braided into a hollow shape so that a gap is formed between the wires. The wire rods are slidable with each other at the intersection of the wire rods, and one end portion of the first mesh structure and one end portion of the second mesh structure are A connection member connected to the first structure, wherein the other end of the first mesh structure and the other end of the second mesh structure are connected to the second structure. Is to provide.
前記第1のメッシュ構造体及び/又は前記第2のメッシュ構造体は、端部に向けて先細る形状を有するものとすることができる。 The first mesh structure and / or the second mesh structure may have a shape that tapers toward an end.
前記第1のメッシュ構造体の少なくとも1つの端部及び/又は前記第2のメッシュ構造体の少なくとも1つの端部は閉じているものとすることができる。 At least one end of the first mesh structure and / or at least one end of the second mesh structure may be closed.
前記線材の少なくとも1本が、通信線であるものとすることができる。 At least one of the wires may be a communication line.
前記接続部材は、少なくとも初期状態において、前記第1のメッシュ構造体及び前記第2のメッシュ構造体が外方に向かって凸に円弧状に自立しているものとすることができる。 The connecting member may be such that at least in the initial state, the first mesh structure and the second mesh structure are self-supporting in an arc shape protruding outward.
前記第1の構造体と前記第2の構造体は、互いに変位可能に連結されているものとすることができる。 The first structure and the second structure may be connected to each other so as to be displaceable.
前記第1の構造体は、宇宙機本体であり、前記第2の構造体は、宇宙用展開構造物であるものとすることができる。 The first structure may be a spacecraft main body, and the second structure may be a space deployment structure.
前記第1の構造体と前記第2の構造体は、ロボットの関節部に連結されているものとすることができる。 The first structure and the second structure may be connected to a joint portion of a robot.
前記第1の構造体は、ドローンであり、前記第2の構造体は、前記ドローンに搭載されたカメラであるものとすることができる。 The first structure may be a drone, and the second structure may be a camera mounted on the drone.
前記第1の構造体は、ドローンであり、前記第2の構造体は、前記ドローンに搭載された貨物であるものとすることができる。 The first structure may be a drone, and the second structure may be a cargo mounted on the drone.
上記構成を有する本発明によれば、噛み込みのリスクが低く、連結部材が駆動する場合に駆動トルクへの影響を抑制し、強度も高く、展開構造物に用いられる場合に誤展開防止という安全性と確実な展開という信頼性とを両立させた接続部材が提供される。 According to the present invention having the above-described configuration, the risk of biting is low, the influence on the driving torque is suppressed when the connecting member is driven, the strength is high, and safety that prevents erroneous deployment when used in a deployed structure. A connecting member that balances reliability and reliability of reliable deployment is provided.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る接続部材が筐体と展開構造物に接続され、展開構造物が展開された状態の斜視図、図2は、本発明の第1の実施形態に係る接続部材が筐体と展開構造物に接続され、展開構造物が収容された状態の側面図、図3は、本発明の第1の実施形態に係る接続部材が筐体と展開構造物に接続され、展開構造物が展開された状態の側面図である。また、図4は、メッシュ構造体の部分拡大斜視図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view of a state in which a connecting member according to a first embodiment of the present invention is connected to a housing and a deployment structure, and the deployment structure is deployed, and FIG. 2 is a first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a side view of a state in which the connection member according to the embodiment is connected to the housing and the unfolding structure and the unfolding structure is accommodated, and FIG. 3 is a diagram illustrating the connection member according to the first embodiment of the present invention. It is a side view of the state where it connected to the thing and the deployment structure was developed. FIG. 4 is a partially enlarged perspective view of the mesh structure.
接続部材1は、中空の形状のメッシュ構造体11で構成されている。
The connecting member 1 is composed of a
メッシュ構造体11は、線材間に空隙が形成されるように線材111が中空の形状に編組されている。
In the
線材111は、可撓性を有していれば特に制限はなく、接続部材1の被接続体の質量に応じた引張強度、被接続体の動作に伴い発生する共振周波数、使用環境(主に、温度、湿度および紫外線強度)等に鑑みて、材料、形状、太さを適宜に選択することができる。
The
線材111に使用することのできる材料としては、例えば、炭素繊維、バサルト繊維、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維、PBO(ポリパラフェニレンベンズオキサゾール)繊維、ポリフェニレンサルファイド(PPS)繊維、ポリイミド繊維、フッ素繊維、ポリビニルアルコール(PVA繊維)、ガラス繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維などが使用できる。また、これらの繊維は、モノフィラメント糸であっても編糸であってもよい。また、線材111の少なくとも1本を光ファイバ等の通信線としてもよい。線材111の少なくとも1本を光ファイバ等の通信線にすることによって、第1の構造体と第2の構造体との間を接続部材1によって通信可能とすることもできる。
Examples of materials that can be used for the
線材111は、その表面を樹脂で被覆することも可能である。線材111同士の交点は固定されず、相互に摺動可能となっているので、摩擦係数の低減や、摺動による損傷を軽減する目的で使用することができる。好ましく使用できる被覆材料としては、例えば、摩擦係数の低減目的としてフッ素系被覆(PTFE、PFA、FEPなど)を使用することもできる。また、絶縁性付与の目的でポリイミド系被覆(PI、PEIなど)を使用したり、表面光学特性調整の目的でアルミやチタンの蒸着またはスパッタリング、イオンプレーティングを行うこともできる。また、これらは組み合わせで使用することも可能である。
The surface of the
線材111の断面形状は、交点で摺動するときの摩擦抵抗力や、張力および応力が付与されたときのメッシュ構造体11の中空形状の変形を考慮して、円または楕円が好ましく選択される。
The cross-sectional shape of the
図4に示されるように、メッシュ構造体11は、第1の方向に編み込まれる線材111aと、第2の方向に編み込まれる線材111bとが、交差角θかつ空隙ピッチaとなるように編組されている。
As shown in FIG. 4, the
線材111aと線材111bとは、同一の材料、形状であっても、異なる材料、形状であってもよい。交差角θおよび空隙ピッチaは、要求される強度、展開動作範囲、抵抗トルクを考慮し、決定することができる。
The
また、メッシュ構造体11は、端部に向けて先細る形状を有する。このような端部に向けて先細る形状、すなわち端部の断面積が中央部の断面積よりも小さい形状とすると、外部から加わる圧縮する力に対して座屈が生じにくい。例えば、接続部材1によって接続された展開構造物33が、図2に示されるような収容時の状態から図3に示される展開状態に移行すると、メッシュ構造体11には圧縮力が加わることになるが、座屈が生じにくくなる。しかしながら、メッシュ構造体の形状は、これに限定されるものではなく、円柱形状や、端部に向けて拡がる形状としてもよい。
The
メッシュ構造体11の一方の端部は、第1の補助部材21に接続され、メッシュ構造体11の他方の端部は、第2の補助部材31に接続されている。そして、第1の補助部材21は、筐体23に取り付けられ、第2の補助部材31は、展開構造物33に取り付けられている。第1の補助部材21と筐体23が、第1の構造体2を構成し、第2の補助部材31と展開構造物33が、第2の構造体3を構成する。筐体23と展開構造物33としては、例えば人工衛星本体と太陽電池パネルである。
なお、第1の補助部材21と第2の補助部材31とが、接続部材1の一部であってもよい。
One end of the
Note that the first
メッシュ構造体11の端部の第1の補助部材および第2の補助部材への接続は、公知の方法のいずれも使用することができ、接続の強度や耐久性に鑑みて適宜選択することが可能である。すなわち、融着、接着、嵌着、ネジ止め等が選択可能である。
Any known method can be used to connect the end of the
筐体23と展開構造物33は、ヒンジ部4を介して回動可能に連結されている。
The
接続部材1は、メッシュ構造体11が外方に向かって凸に円弧状に自立するように構成されている。
The connecting member 1 is configured such that the
このように構成された接続部材1の作用について以下説明する。 The operation of the connecting member 1 configured as described above will be described below.
接続部材1は、編組された線材から構成されているので、引張強度が高く、第1の構造体2と第2の構造体3が、連結部の破壊等によって分離した場合、互いに繋ぎ止めることができる。
Since the connecting member 1 is composed of a braided wire, the tensile strength is high, and when the
接続部材1は、第1のメッシュ構造体11が外方に向かって凸に円弧状に自立するように構成されているので、展開構造物33が展開状態に移行するときに、接続部材1が、第1の構造体2と第2の構造体3を互いに変位可能に連結する部材であるヒンジ部に噛み込まれることがない。
Since the connecting member 1 is configured so that the
また、線材111同士は交点で接触しているが、線材111同士の交点は固定されていないので、振動を受けたとき、線材111は相互に摺動可能であり、その際の線材111同士の摩擦によって、振動エネルギーの一部を熱や音に変換し、振動エネルギーを散逸させやすい。
Further, although the
また、線材の材料や太さ、編組の角度や線材間の間隔等を適切に選択することにより、駆動トルクへの影響を最小限に抑えることができる。 Further, by appropriately selecting the material and thickness of the wire, the braiding angle, the interval between the wires, and the like, the influence on the driving torque can be minimized.
(第2の実施形態)
図5は、本発明の第2の実施形態に係る接続部材が筐体と展開構造物に接続され、展開構造物が展開された状態の斜視図である。図5において図1と対応する部分には同一の符号を付し、第1の実施形態と重複する説明は省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a perspective view of a state in which the connecting member according to the second embodiment of the present invention is connected to the housing and the unfolding structure, and the unfolding structure is unfolded. In FIG. 5, parts corresponding to those in FIG.
接続部材1は、中空の形状の第1のメッシュ構造体11と、第1のメッシュ構造体11の内側空間に配置された中空の形状の第2のメッシュ構造体13を備える。
The connecting member 1 includes a
第1のメッシュ構造体11は、線材間に空隙が形成されるように線材111が中空の形状に編組されている。同様に、第2のメッシュ構造体13は、線材間に空隙が形成されるように線材111が中空の形状に編組されている。本実施形態においては、各メッシュ構造体は、32本の線材が編組されて構成されている。
In the
また、第1のメッシュ構造体11及び第2のメッシュ構造体13は、第1の実施の形態と同様に、端部に向けて先細る形状を有する。
Moreover, the
本実施形態においては、第1のメッシュ構造体11の線材と第2のメッシュ構造体13の線材には同じ種類の素材で構成されているが、第1のメッシュ構造体11の線材と第2のメッシュ構造体13は形状が異なるため、共振周波数が異なる。なお、第1のメッシュ構造体11の線材と第2のメッシュ構造体13の線材には異なる素材を用いてもよい。
In the present embodiment, the wire of the
第1のメッシュ構造体11の一方の端部と第2のメッシュ構造体13の一方の端部は、第1の補助部材21に接続され、第1のメッシュ構造体11の他方の端部と第2のメッシュ構造体13の他方の端部は、第2の補助部材31に接続されている。そして、第1の補助部材21は、筐体23に取り付けられ、第2の補助部材31は、展開構造物33に取り付けられている。第1の補助部材21と筐体23が、第1の構造体2を構成し、第2の補助部材31と展開構造物33が、第2の構造体3を構成する。
One end of the
筐体23と展開構造物33は、ヒンジ部4を介して回動可能に連結されている。
The
接続部材1は、第1のメッシュ構造体11及び第2のメッシュ構造体13が外方に向かって凸に円弧状に自立するように構成されている。
The connecting member 1 is configured such that the
このように構成された接続部材1の作用について以下説明する。 The operation of the connecting member 1 configured as described above will be described below.
ここで、第1の構造体2、第2の構造体3、及び接続部材1が、振動を受けたとき、接続部材1は、共振周波数の異なるメッシュ構造体から構成されているので、外部からの振動の周波数が一方のメッシュ構造体の共振周波数に近かった場合は、一方のメッシュ構造体は振動する。しかしながら、他方のメッシュ構造体は、外部からの振動によって共振しないため、外部からの振動の影響を受けにくい。その結果、接続部材1全体としては自立するため、接続部材1が、第1の構造体2と第2の構造体3を互いに変位可能に連結する部材であるヒンジ部に噛み込まれるリスクを抑制することができる。
Here, when the
上記の実施形態では、接続部材は2つのメッシュ構造体から構成されていたが、接続部材を3つ以上のメッシュ構造体の入れ子構造で構成してもよい。 In the above embodiment, the connecting member is composed of two mesh structures, but the connecting member may be composed of a nested structure of three or more mesh structures.
上記の実施形態では、1対の補助部材に1つの接続部材を接続する構成であったが、補助部材を2対用意し、2つの接続部材を、2対の補助部材に対してたすき掛け構成で接続してもよい。このような構成によれば、第1の構造体と第2の構造体が分離した際により効果的に繋ぎ止めることができる。 In the above embodiment, one connection member is connected to one pair of auxiliary members. However, two pairs of auxiliary members are prepared, and two connection members are stacked against two pairs of auxiliary members. You may connect with. According to such a configuration, when the first structure body and the second structure body are separated, it can be more effectively connected.
(変形例)
図6は、上記実施形態の接続部材1をロボットの関節部に適用した例を示す図である。
(Modification)
FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which the connection member 1 of the above embodiment is applied to a joint portion of a robot.
図6に示されるように、ロボット7の関節部71に連結されている頭部72と胴体部72、及び関節部74に連結されている上腕部75と前腕部76に接続部材1が接続されている。上記実施形態の接続部材1を用いることによって、上記のような効果を奏しつつ、関節部71、74が破壊される等して、頭部72が胴体部73から分離したり、前腕部76が上腕部75から分離した場合に、頭部72や前腕部76を繋ぎ止め、落下を防止することができる。
As shown in FIG. 6, the connection member 1 is connected to the
また、図7は、上記実施形態の接続部材1をドローン(無人飛翔体)に適用した例を示す図である。 Moreover, FIG. 7 is a figure which shows the example which applied the connection member 1 of the said embodiment to the drone (unmanned flying body).
図7に示されるように、ドローン8の可動連結部81に連結されているドローン本体82とカメラ83(光学装置)の間に接続部材1が接続されている。上記実施形態の接続部材1を用いることによって、上記のような効果を奏しつつ、可動連結部81が破壊される等して、カメラ83がドローン本体82から分離した場合に、カメラ83を繋ぎ止め、落下を防止することができる。
As shown in FIG. 7, the connecting member 1 is connected between the drone
また、図8は、上記実施形態の接続部材1をドローンに適用した別の例を示す図である。 Moreover, FIG. 8 is a figure which shows another example which applied the connection member 1 of the said embodiment to the drone.
図8に示されるように、ドローン8の保持部84に保持された荷物9とドローン本体82に接続部材1が接続されている。上記実施形態の接続部材1を用いることによって、上記のような効果を奏しつつ、把持部84が破壊される等して、荷物9がドローン8から分離した場合に、貨物9を繋ぎ止め、落下を防止することができる。
As shown in FIG. 8, the connection member 1 is connected to the luggage 9 held by the holding
以上、本発明について、例示のためにいくつかの実施形態に関して説明してきたが、本発明はこれに限定されるものでなく、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、形態及び詳細について、様々な変形及び修正を行うことができることは、当業者に明らかであろう。 Although the present invention has been described above with reference to several embodiments for purposes of illustration, the present invention is not limited thereto, and forms and details are within the scope and spirit of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made.
1 接続部材
11 (第1の)メッシュ構造体
13 第2のメッシュ構造体
111 線材
2 第1の構造体
21 第1の補助部材
23 筐体
3 第2の構造体
31 第2の補助部材
33 展開構造物
4 ヒンジ部
7 ロボット
71 関節部
72 頭部
73 胴体部
74 関節部
75 上腕部
76 前腕部
8 ドローン
81 可動連結部
82 ドローン本体
83 カメラ
84 保持部
9 貨物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Connection member 11 (1st)
Claims (11)
線材間に空隙が形成されるように複数の線材が中空の形状に編組されたメッシュ構造体を備え、
前記線材同士は、前記線材同士の交点で相互に摺動可能であり、
前記メッシュ構造体の一方の端部が前記第1の構造体に接続され、前記メッシュ構造体の他方の端部が前記第2の構造体に接続される、接続部材。 A connecting member for connecting the first structure and the second structure,
A mesh structure in which a plurality of wires are braided into a hollow shape so that voids are formed between the wires,
The wires are slidable with each other at the intersection of the wires,
A connecting member, wherein one end of the mesh structure is connected to the first structure, and the other end of the mesh structure is connected to the second structure.
線材間に空隙が形成されるように複数の線材が中空の形状に編組された第1のメッシュ構造体と、
前記第1のメッシュ構造体の内側空間に配置され、線材間に空隙が形成されるように複数の線材が中空の形状に編組された第2のメッシュ構造体と、
を備え、
前記線材同士は、前記線材同士の交点で相互に摺動可能であり、
前記第1のメッシュ構造体の一方の端部と前記第2のメッシュ構造体の一方の端部が、前記第1の構造体に接続され、前記第1のメッシュ構造体の他方の端部と前記第2のメッシュ構造体の他方の端部が、前記第2の構造体に接続される、接続部材。 A connecting member for connecting the first structure and the second structure,
A first mesh structure in which a plurality of wires are braided into a hollow shape so that voids are formed between the wires,
A second mesh structure which is arranged in an inner space of the first mesh structure and a plurality of wires are braided into a hollow shape so that a gap is formed between the wires;
With
The wires are slidable with each other at the intersection of the wires,
One end of the first mesh structure and one end of the second mesh structure are connected to the first structure, and the other end of the first mesh structure A connection member, wherein the other end of the second mesh structure is connected to the second structure.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200075589A (en) * | 2018-12-18 | 2020-06-26 | 한국항공우주연구원 | Wideband vibration absorber and pyro shock generator comprising the same |
-
2017
- 2017-05-24 JP JP2017102882A patent/JP2018197410A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20200075589A (en) * | 2018-12-18 | 2020-06-26 | 한국항공우주연구원 | Wideband vibration absorber and pyro shock generator comprising the same |
KR102151691B1 (en) * | 2018-12-18 | 2020-09-03 | 한국항공우주연구원 | Wideband vibration absorber and pyro shock generator comprising the same |
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