JP2021050754A - gasket - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧力流体を使用する各種機器において、内部に圧力流体の流路が形成されている二つの部材の間に装着されて使用されるガスケットに関する。さらに詳述すると、本発明は、特に油圧機器のシールに用いて有用なガスケットに関するものである。 The present invention relates to a gasket used by being mounted between two members in which a flow path of a pressure fluid is formed in various devices using a pressure fluid. More specifically, the present invention relates to gaskets that are particularly useful for sealing hydraulic equipment.
例えば油圧機器においては、図4に示すように、それぞれ油路105を備えた一方の部材101と他方の部材102の油路の合わせ面(シールハウジング104の内側)には、二部材101,102間の隙間103から作動油が漏れないようにガスケット106が装着される。この種の用途において、ガスケット106は、最大油圧約5MPaが掛かっても機能に影響するような変形を起さないこと、及び油圧によるリップの異常変形を防止することが要求される。このため、図3に示すような金属環107で補強されたゴム製のリップを備えたものが使用されている。
For example, in a hydraulic device, as shown in FIG. 4, two
しかしながら、金属環を備えることで、金属環単価、接着剤単価、金属環及び接着剤の管理コスト、ガスケット成形のための金型構造の複雑化、成形工数増加(接着剤塗布、金属環組み込み)、検査ポイント増加、不良数増加(接着不良)などによりコストアップとなる問題を有する。加えて、金属環により重量が増加する問題も伴う。 However, by providing the metal ring, the unit price of the metal ring, the unit price of the adhesive, the management cost of the metal ring and the adhesive, the complexity of the mold structure for gasket molding, and the increase in the molding manpower (adhesive application, incorporation of the metal ring). , There is a problem that the cost increases due to an increase in inspection points and an increase in the number of defects (adhesive defects). In addition, there is a problem that the weight is increased by the metal ring.
かかる問題を解決するため、金属環の無い、OリングやDリング、リップパッキンの使用も考えられる。しかし、Oリング、Dリングの場合には、ゴムのボリュームが多いため、二部材間に装着されて潰されたときに油路側へのはみ出しの危険があり、また、二部材間の隙間のばらつきに対応するためには潰し率を大きくする必要があるが反力が過大となりガスケットの耐久性、油圧機器の組立性に影響を生じる危険がある。特に、二部材間の隙間のばらつきが大きい場合には大きな問題となる。さらに、リップを持たないため油圧によるシール性向上効果(セルフシール)が得られず、シール性を向上するためにはつぶし率を大きくしなければならない。 In order to solve such a problem, it is conceivable to use an O-ring, a D-ring, or a lip packing without a metal ring. However, in the case of O-rings and D-rings, since the volume of rubber is large, there is a risk of protrusion to the oil passage side when the rubber is mounted between the two members and crushed, and the gap between the two members varies. However, it is necessary to increase the crushing rate, but there is a risk that the reaction force will be excessive and the durability of the gasket and the assembling property of the hydraulic equipment will be affected. In particular, it becomes a big problem when the variation of the gap between the two members is large. Further, since it does not have a lip, the effect of improving the sealing property (self-sealing) by flood control cannot be obtained, and the crushing rate must be increased in order to improve the sealing property.
また、Vパッキンなどのリップパッキンの場合には、一般的に無圧〜低圧用であり、組み込み性、追随性、セルフシール性等を考慮しリップの厚さが薄い全体に華奢な構造であり、ゴムも60度程度の硬度のものを使用している。このため油圧機器に使用した場合には、リップパッキン全体およびリップの変形による破損、耐久性低下、シール性低下の問題が生じる。また、耐圧性を持たせるためにリップパッキンを複数重ねて使用することやリップパッキンにバックアップリングを装着すること等も考えられるが、いずれもコストアップ要因となる。 Further, in the case of lip packing such as V packing, it is generally for non-pressure to low pressure, and has a delicate structure as a whole with a thin lip thickness in consideration of assembling property, followability, self-sealing property, etc. , Rubber is also used with a hardness of about 60 degrees. Therefore, when it is used for a flood control device, there are problems of damage due to deformation of the entire lip packing and the lip, deterioration of durability, and deterioration of sealing property. Further, it is conceivable to stack a plurality of lip packings in order to have pressure resistance, or to attach a backup ring to the lip packings, but all of them are factors of cost increase.
本発明は、十分な耐圧性を備えつつコストを抑えたガスケットを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a gasket having sufficient pressure resistance and low cost.
かかる目的を達成するためのガスケットは、内部に流体の流路が形成されている二部材間に装着されて二部材間の隙間から圧力流体が漏洩するのを防止するガスケットであって、ゴム硬度が70度以上100度以下のゴム材料で構成され、且つ二部材のシール面と当接する両端面と外周部との角に面取りを設けるとともに、内周面中央に凹部を設けて略くの字状の縦断面形状に形成されるようにしている。 A gasket for achieving such an object is a gasket that is mounted between two members in which a fluid flow path is formed inside and prevents pressure fluid from leaking from a gap between the two members, and has rubber hardness. Is made of a rubber material of 70 degrees or more and 100 degrees or less, and chamfers are provided at the corners of both end surfaces and the outer peripheral portion that come into contact with the sealing surfaces of the two members, and a recess is provided in the center of the inner peripheral surface. It is designed to be formed in a vertical cross-sectional shape.
ここで、ガスケットの縦断面は、縦幅寸法と横厚さ寸法との比を、1.3〜2:1の範囲内とすることが好ましい。 Here, the vertical cross section of the gasket preferably has a ratio of the vertical width dimension to the horizontal thickness dimension in the range of 1.3 to 2: 1.
また、ガスケットの縦断面は、凹部の深さを横厚さ寸法の25〜45%とすることが好ましい。 Further, in the vertical cross section of the gasket, the depth of the recess is preferably 25 to 45% of the horizontal thickness dimension.
また、ガスケットの縦断面は、凹部を先細とし、開口幅を縦幅寸法の30〜50%とすることが好ましい。 Further, in the vertical cross section of the gasket, it is preferable that the concave portion is tapered and the opening width is 30 to 50% of the vertical width dimension.
さらに、ガスケットの縦断面は、両端面に、相手部材への装着時に相手部材に接触する平面部を設け、平面部の外径を凹部の外径よりも大きくすることが好ましい。 Further, it is preferable that the vertical cross section of the gasket is provided with flat portions on both end surfaces that come into contact with the mating member when mounted on the mating member, so that the outer diameter of the flat portion is larger than the outer diameter of the recess.
さらに、縦断面形状における平面部の寸法を横厚さ寸法の35〜50%とすることが好ましい。 Further, it is preferable that the dimension of the flat portion in the vertical cross-sectional shape is 35 to 50% of the lateral thickness dimension.
請求項1記載のガスケットによれば、ゴム硬度が70度以上100度以下のゴム材料で製作するので、ガスケットの剛性が上がり圧力が付加されてもガスケットの外径方向への変形、二部材間の隙間へのはみ出しを抑制することができる。また、面取りと凹部とで形成されるリップの変形も抑制することができる。
According to the gasket according to
依って、金属環を用いないにも拘わらず十分な耐圧性を備えることができると共に、金属環を用いないことによるコストカットを期待できる。つまり、十分な耐圧性を備えつつコストを抑えたガスケットを実現できる。 Therefore, it is possible to provide sufficient pressure resistance even though the metal ring is not used, and it is expected that the cost can be cut by not using the metal ring. That is, it is possible to realize a gasket having sufficient pressure resistance and suppressing the cost.
また、ガスケットの両端面と外周部との角をとって面取りを設けることにより、相手部材との接触面積が過大になり過ぎず良好な接触圧を保つとともに、圧力が付加された際に両端面が相手部材と面で強接触することができる。このため、ガスケット端面が反転しようとしても抵抗が高まり反転を防止することができる。また、ガスケットの面取りの分だけゴムのボリュームが減るので、圧力が付加されてガスケットが外径方向へ変形しても、二部材間の隙間まで変形が達することが無くなる。 Further, by chamfering the corners between both end surfaces of the gasket and the outer peripheral portion, the contact area with the mating member does not become excessive and good contact pressure is maintained, and when pressure is applied, both end surfaces are provided. Can make strong contact with the mating member on the surface. Therefore, even if the end face of the gasket tries to be inverted, the resistance is increased and the inversion can be prevented. Further, since the volume of the rubber is reduced by the amount of chamfering of the gasket, even if pressure is applied and the gasket is deformed in the outer diameter direction, the deformation does not reach the gap between the two members.
また、ガスケットの内周面中央に凹部を設け、圧力が付加された際に凹部を広げる方向に凹部の周りのアーム部を撓ませるようにしているので、両端面を相手部材に強く押し当ててシール性を向上させ得る。 In addition, a recess is provided in the center of the inner peripheral surface of the gasket so that the arm portion around the recess is bent in the direction of expanding the recess when pressure is applied, so that both end surfaces are strongly pressed against the mating member. The sealing property can be improved.
さらに、面取りと凹部によりガスケットを断面略くの字状に形成することで、二部材の組付け時のばらつき等による隙間の大小に対して、ガスケットが潰れ易くなることで接触圧の変動を抑制することができる。 Furthermore, by forming the gasket in the shape of an abbreviation in cross section by chamfering and recessing, the gasket is easily crushed against the size of the gap due to variations during assembly of the two members, and fluctuations in contact pressure are suppressed. can do.
また、請求項2記載のガスケットによれば、ガスケットの断面寸法縦横比を1.3〜2:1とすることで、相手部材間に装着された際の潰し代に対する潰し量を適切にすることができ、シール性を維持するとともにガスケットの耐久性、油圧機器の組立性を向上させることができる。また、凹部により形成されるガスケット両端面のアーム部の長さが相対的に長くなり、圧力が付加された際にアーム部が相手部材により強く押し付けられてシール性を向上させることができる(セルフシール)。
Further, according to the gasket according to
また、請求項3記載のガスケットによれば、凹部の深さをガスケットの断面厚さ(横)寸法の25〜45%とすることで、ガスケット両端面のアーム部の長さを確保し圧力が付加された際にアーム部が相手部材により強く押し付けられてシール性を向上させることができる(セルフシール)。また、ガスケットの形状を保持するのに十分な剛性を備えるとともにガスケットに必要な潰し量も確実に確保できる。
Further, according to the gasket according to
また、請求項4記載のガスケットによれば、凹部を先細とすることでアーム部の先端側が薄肉となり圧力が付加された際に相手部材との接触圧が高くなるのでシール性を高め得る。また、開口幅をガスケットの断面幅(縦)寸法の30〜50%とすることで、ガスケット両端面のアーム部の肉厚を十分に確保して、圧力が付加された際にアーム部が変形しにくく反転を防止することができる。
Further, according to the gasket according to
さらに、請求項5記載のガスケットによれば、ガスケットの両端面に、相手部材への装着時に相手部材に接触する平面部を設け、平面部の外径を凹部の外径よりも大きくすることで、ガスケットに必要な潰し量を確実に確保することができる。
Further, according to the gasket according to
さらに、請求項6記載のガスケットによれば、ガスケットの断面形状における平面部寸法をガスケットの断面厚さ(横)寸法の35〜50%とすることで、相手部材との接触面積が過大になり過ぎず良好な接触圧を保つとともに、圧力が付加された際には両端面が相手部材と面で強接触することでガスケット端面が反転しようとしても抵抗が高まり反転を防止する効果がより高まる。
Further, according to the gasket according to
以下、本発明の構成を図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.
図1に、本発明のガスケットの実施形態の一例を示す。この実施形態にかかるガスケット1は、図2に示すように、圧力流体を使用する各種機器特に油圧機器において、内部に圧力流体の流路16が形成されている二つの部材(本明細書においては、相手部材10,11と呼ぶ)の間に装着されて、二部材(相手部材10,11)間の隙間12から圧力流体が漏洩するのを防止するものである。ガスケット1は、二つの部材のうちの少なくとも一方の相手部材例えば相手部材11に形成されているシールハウジング13に収容され、ガスケット1の外周部3がシールハウジング13の周壁部17で径方向に受け支えられると共に軸方向の両端面2が相手部材10,11のシール面14,15にそれぞれ挟み付けられて二部材(相手部材10,11)間を密封するように設けられている。
FIG. 1 shows an example of an embodiment of the gasket of the present invention. As shown in FIG. 2, the
ここで、本実施形態にかかるガスケット1は、ゴム材料で製作され、相手部材10,11のシール面14,15に接触する両端面2とシールハウジング13の周壁部17と接触する外周部3との間の角をとった面取り7を設けるとともに、内周面中央に凹部5を設けて略くの字状の断面形状を成している。
Here, the
具体的には、本実施形態のガスケット1は、例えば図1に示すように円環状であり、軸方向の両端面2が相手部材10,11のシール面14,15と接触してシールを構成するものである。このため、少なくとも両端面2には相手部材10,11のシール面14,15に接触する平面部6が設けられている。また、ガスケット1の内周面側には、内周面中央に凹部5が設けられると共に、内周面4と端面2との間の角でリップ9が形成されている。他方、ガスケット1の外周面側には、外周部3と、端面2と外周部3との角をとった面取り7とが形成されている。そして、面取り7と凹部5により断面略くの字状に形成されたガスケット1には、端面2を相手部材10,11のシール面14,15に押しつける弾性力を付与するアーム部8が構成され、相手部材10,11の組付け時のばらつき等による隙間12の大小に対して、ガスケット1が潰れ易くなることで接触圧の変動を抑制することができるようにされている。さらに、流路16側から圧力が付加された際にガスケット1の内周面中央に設けられる凹部5を広げる方向に凹部5の周りのアーム部8を撓ませることにより、リップ9及び端面2を相手部材10,11の接触面14,15に強く押し当ててシール性を向上することができる。ここで、本実施形態では、ガスケット1を軸方向(図1の上下方向)に対称に形成しているが、これによりガスケット1の装着時に向きを考慮する必要が無く作業性を向上することができる。尚、アーム部8は、本実施形態の場合、凹部の底部と面取り7の外周部3側の縁とを結ぶ線分Aよりも端面2側の領域を指すものである。
Specifically, the
ガスケット1に使用するゴム材料には特に限定は無く、ニトリルゴムやアクリルゴム、シリコーンゴムなどシール材料として一般的に使用されるあらゆるゴムを使用条件に応じて選択できる。
The rubber material used for the
また、ゴム材料は70度以上100度以下のゴム硬度のものが使用される。このゴム硬度の範囲内のゴム材料でガスケット1を製作すれば、ガスケット1の剛性が上がり、圧力が付加されてもガスケット1の外径方向への変形、相手部材10,11間の隙間12へのはみ出しを抑制することができる。また、リップ9の変形も抑制することができる。他方、70度未満の硬度では、例えば最大油圧約5MPaが掛かるような条件下では形状保持性に難があり、補強環等の補助部材を用いる必要が生じる危険がある。なお、ガスケット1の変形をより確実に抑制するために、ゴム硬度を90度以上とすることがより好ましい。また、100度を超えると、硬すぎて相手シール面14,15と十分に密着できず、シール性が悪くなったり、相手部材10,11間に装着された際に反力が高くなり過ぎてガスケットの耐久性、油圧機器の組立性に影響を生じる危険がある。
Further, as the rubber material, a rubber material having a rubber hardness of 70 degrees or more and 100 degrees or less is used. If the
面取り7の大きさは、例えば使用条件、ガスケットのその他の部位とのバランス等を考慮し適宜決定されるが、相手部材10,11との接触面積が過大になり過ぎず良好な接触圧を保つとともに、圧力が付加された際に両端面2が相手部材10,11と面で強接触することでガスケット端面2が反転しようとしても抵抗が高まり反転を防止しし得る大きさとすることが好ましい。この面取り7により取り除かれた角の分だけゴムのボリュームが減るので、圧力が付加されてガスケット1が外径方向へ変形しても、相手部材10,11間の隙間12まで変形することが無くなる。また、角が取り除かれることでアーム部8の変形もし易くなる。
The size of the
ここで、ガスケット1の断面寸法縦横比(即ち、縦断面寸法V:横断面寸法H)は、1.3〜2:1の範囲内とすることが好ましい。ガスケット1の断面寸法縦横比V:Hを1.3〜2:1の範囲内とすることで、相手部材10,11間に装着された際の潰し代に対する潰し量を適切にすることができ、シール性を維持するとともにガスケット1の耐久性、油圧機器の組立性を向上することができる。また、凹部5により形成されるガスケット両端面2のアーム部8の長さが相対的に長くなり、圧力が付加された際にアーム部8が相手部材10,11に対してより強く押し付けられてシール性を向上する(セルフシール)ことができる。これに対し、縦寸法Vを横寸法Hの1.3倍未満にすると、潰し代に対する潰し量(潰し率)が大きくなり過ぎて、異常変形およびはみ出しによるガスケット1の破損、へたりによる面圧低下(シール性悪化)、油圧機器の組み立て作業性が悪化する危険がある。また、縦寸法Vが横寸法Hの2倍を超えると、ガスケット1が座屈し易くなり、十分な面圧が得られず、また、凹部5により形成されるガスケット両端面2のアーム部8の長さが相対的に短くなり、セルフシール効果が小さくシール性が低下する等の危険がある。
Here, the cross-sectional dimension aspect ratio of the gasket 1 (that is, the vertical cross-sectional dimension V: the cross-sectional dimension H) is preferably in the range of 1.3 to 2: 1. By setting the cross-sectional dimension aspect ratio V: H of the
また、凹部5の深さDは、ガスケット1の断面厚さ(横)寸法Hの25〜45%とすることが好ましい。この場合、ガスケット両端面2のアーム部8の長さを確保して圧力が付加された際にアーム部8が相手部材10,11のシール面14,15により強く押し付けられてシール性を向上することができる(セルフシール)。また、ガスケット1の形状を保持するのに十分な剛性を備えるとともにガスケット1に必要な潰し量も確実に確保できる。他方、凹部5の深さDを断面厚さHの25%未満にすると、ガスケット両端面2のアーム部8の長さが短くなり過ぎて、セルフシール効果が小さくシール性が低下する危険がある。また、ガスケット1をつぶす際の反発力が高くなり過ぎてへたりによる面圧低下(シール性悪化)、油圧機器の組み立て作業性が悪化する危険がある。また、凹部の深さDがガスケットの断面厚さ(横)寸法の45%を超えると、アーム部8が長くなり過ぎて圧力が付加された際にアーム部8が反転する危険がある。また、ガスケット1が潰れ易くなり、十分な潰し量を確保できなくなる危険がある。
Further, the depth D of the
ここで、凹部5は図1に示すような先細の形状とすることが好ましい。この場合、凹部5により形成されるガスケット両端面2のアーム部8の先端側が薄肉となり、圧力が付加された際に相手部材10,11との接触圧が高くなりシール性を高めることができる。しかし、凹部5の形状は必ずしも先細である必要はなく、場合によっては底が平らな深さ方向に同じ幅の溝、あるいは入り口部分よりも中に入るほど幅が広くなる曲面形状、若しくは単なる半円形やV形の鋭いくさび型でも良い。いずれの場合にも、凹部5により形成されるガスケット両端面2のアーム部8の長さが十分なものとなる深さであれば足りる。
Here, it is preferable that the
また、凹部5の開口幅Wはガスケット1の断面幅(縦)寸法Vの30〜50%とすることが好ましい。この場合、ガスケット両端面2のアーム部8の肉厚を十分に確保して、圧力が付加された際のアーム部8の変形をし難くして反転を防止することができる。他方、凹部5の開口幅Wをガスケット1の断面幅寸法Vの30%未満にすると、ガスケット1のボリュームが高くなり潰し量が大きくなり過ぎて異常変形およびはみ出しによるガスケット1の破損、へたりによる面圧低下(シール性悪化)、油圧機器の組み立て作業性が悪化する危険がある。また、アーム部8の剛性が高くなり過ぎてセルフシール効果がほとんど発揮できなくなる危険がある。また、凹部5の開口幅Wがガスケット1の断面幅寸法Vの50%を超えると、アーム部8の肉厚が十分に確保できず、圧力が付加された際にアーム部8が異常変形して相手部材10,11の間の隙間12にはみ出してしまいガスケット1が破損することやアーム部8が反転してシール不良となる等の危険がある。
Further, the opening width W of the
ここで、ガスケット1の端面2には、装着時に相手部材10,11のシール面14,15に接触する平面部6が設けられる。この平面部6の外径は凹部の外径よりも大きいことが好ましい。この場合、ガスケットの潰し方向に連続したゴム部分が形成されて、ガスケットに必要な潰し量を確実に確保することができる。
Here, the
また、平面部6の径方向の長さ(以下、平面部寸法Lと呼ぶ)はガスケット1の厚さ(横)寸法Hの35〜50%とすることが好ましい。この場合、相手部材との接触面積が過大になり過ぎず良好な接触圧を保つとともに、圧力が付加された際に両端面2が相手部材10,11と面で強接触することでガスケット端面が反転しようとしても抵抗が高まり反転を防止することができる。また、アーム部8に必要とされる剛性が得られるので、異常変形や隙間12へのはみ出しを防いで破損の危険を少なくする。その反面、平面部寸法Lをガスケット1の厚さ(横)寸法Hの35%未満にすると、アーム部8のボリュームが小さくなってしまい、圧力が付加された際にアーム部8が異常変形して相手部材10,11間の隙間12にはみ出してしまいガスケット1が破損することやアーム部8が反転してシール不良となる等の危険がある。また、50%を超えるとアーム部8のボリュームが大きくなり過ぎて異常変形およびはみ出しによるガスケット1の破損の危険がある。
Further, the radial length of the flat surface portion 6 (hereinafter referred to as the flat surface portion dimension L) is preferably 35 to 50% of the thickness (horizontal) dimension H of the
以上のように構成されたガスケット1によれば、一方の相手部材のシールハウジング13に収められて二部材10,11間に装着されたとき、ガスケット1の外周部3がシールハウジング13の周壁部17で径方向に受け支えられると共に軸方向の両端面2が相手部材10,11のシール面14,15にそれぞれ挟み付けられてアーム部8を撓ませながら二部材(相手部材10,11)間を密封する。しかも、70度以上100度以下のゴム硬度のゴム材料でガスケット1が製作されているので、金属環が埋設されていなくとも、ガスケット1の剛性が上がり、圧力が付加されてもガスケット1の外径方向への変形、相手部材10,11間の隙間12へのはみ出しを抑制することができる。また、リップ9の変形も抑制することができることから、隙間12から圧力流体が漏洩することがない。
According to the
また、ガスケット1にかかる流体の圧力によって凹部5が広げられることでアーム部8を撓ませることにより、両端面2を相手部材10,11に強く押し当ててシール性を向上させ得る。
Further, by bending the
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述の実施形態では、ガスケット1の断面形状は、面取り7と凹部5により略くの字状としているが、これに特に限られるものではなく、弓形、U形、C形、>形などの類似した形状、即ち加圧下に二部材に対して端面2が押しつけられるように変形するアーム部を有する形状であれば、特定の形状に限定されるものではない。
The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this, and various modifications can be performed without departing from the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the cross-sectional shape of the
1 ガスケット
2 端面
3 外周部
4 内周面
5 凹部
6 平面部
7 面取り
8 アーム部
V 縦幅寸法
H 横厚さ寸法
D 凹部の深さ
W 凹部の開口幅
L 平面部の寸法
10 一方の相手部材
11 他方の相手部材
12 二部材の間の隙間
13 シールハウジング
14,15 シール面
16 流路
17 シールハウジングの外周面
1
Claims (6)
ゴム硬度が70度以上100度以下のゴム材料で構成され、
且つ前記二部材のシール面と当接する両端面と外周部との角に面取りを設けるとともに、内周面中央に凹部を設けて略くの字状の縦断面形状に形成された
ことを特徴とするガスケット。 A gasket that is mounted between two members in which a fluid flow path is formed to prevent pressure fluid from leaking from the gap between the two members.
It is made of a rubber material with a rubber hardness of 70 degrees or more and 100 degrees or less.
In addition, chamfers are provided at the corners of both end faces and the outer peripheral portion that come into contact with the sealing surfaces of the two members, and a recess is provided in the center of the inner peripheral surface to form an abbreviated vertical cross-sectional shape. Gasket to do.
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