JP3681173B2 - Smt型dinコネクタ - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気コネクタに関し、特にシールドを有するSMT(表面実装)型DINコネクタに関する。
【0002】
【従来の技術】
シールド型電気コネクタは公知である。そのようなコネクタの例は、米国特許第4,842,552号明細書及び同第4,493,525号明細書に見ることができる。回路基板が半田付け工程を経て、この工程の結果生じた半田付接続部によってコネクタを回路基板に永久的に固定するまで回路基板上の最終位置にコネクタを一時的に固定するために、ボードロックが使用されてきている。シールドを一体的に有するシールド型コネクタは、米国特許第4,842,554号明細書及び同第4,842,555号明細書に開示されている。弾性コンタクトを有するコネクタは米国特許第4,693,528号明細書に開示されており、弾性コンタクトを有するシールド型コネクタは米国特許第4,660,911号明細書に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、弾性コンタクトを有するシールド型コネクタは、コネクタを印刷回路基板に固定するために別体のボードロックを有している。例えば、米国特許第4,660,911号明細書に開示されたコネクタは、上方で駆動するボードロックを使用している。このボードロックは米国特許第4,717,219号明細書に開示されており、コネクタを印刷回路基板に配置するために、押圧装置の他に工具を必要とする。
【0004】
従来のシールド型コネクタのシールドに一体のボードロックは、弾性コンタクトを有するコネクタ用のボードロックとして十分ではなかった。例えば、米国特許第4,842,554号明細書及び同第4,842,555号明細書のシールドと一体のボードロックが弾性コンタクトを有する電気コネクタに使用されると、米国特許第4,842,555号明細書に開示されているボードロックの場合、コネクタが実装された回路基板にコネクタハウジングを保持しない。弾性コンタクトのばね力がコネクタハウジングを上方に押圧し、回路基板からコネクタハウジングを持ち上げるからである。また、米国特許第4,842,554号明細書の第2図に示されているボードロックの場合、コネクタハウジングのベースを回路基板に保持するには十分でない。ボードロックは、回路基板の開口に受容されると弾性的に撓み、回路基板の下面の開口から突出するとほぼ復元する。コネクタハウジングのベースが回路基板の上面と係合した状態で、ベースが最終位置で回路基板に着座すると、回路基板の下面の開口周縁に係合する傾斜面を有するボードロックは開口内に配置される。ボードロックは、開口の周縁と係合する傾斜面を有するばねとして作用し、コネクタハウジングのベースを回路基板の上面に保持する下方の力を提供する。米国特許第4,842,554号明細書には、ボードロックの動きに対抗する上方の力がない。
【0005】
弾性コンタクトを有するSMTコネクタに対して、米国特許第4,842,554号明細書の第2図に開示されているボードロックは、ボードロックとして十分ではない。というのは、ボードロックにより提供される下方の力が弾性コンタクトの上方の力と対抗する結果、ハウジングは上方及び下方の力の均衡位置に位置するからである。この状況下では、回路基板の上面に対してコネクタハウジングのベースを着座させることが保証されないので、傾斜面を有するボードロックは使用できない。
【0006】
従って、本発明は、弾性コンタクトを有するシールド型SMTコネクタのシールドと一体にボードロックを有するSMT型DINコネクタを提供することを目的とする。このボードロックは、コネクタハウジングのベースが回路基板上に一旦載置されると、半田により永久的に固定されるまで、ベースを回路基板の上面に着座したままにするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決する為に、本発明のSMT型DINコネクタは、嵌合面及び端子挿入面を有し,該両面間に延びる複数列の端子受容キャビティを有する絶縁ハウジングと、該絶縁ハウジングの前記端子受容キャビティに挿入される嵌合部及び該嵌合部から略直角方向に延び自由端が一列に配列された半田付用足が形成された半田テールを有する1組の電気端子と、前記絶縁ハウジングの外周を覆う金属製シールドとを具備し、前記シールドの下部には回路板に固定する一体形成された弾性ボードロックを有するSMT型DINコネクタにおいて、前記シールドの前記ボードロック近傍に、該ボードロックの両側に位置する凹状エッジのうち一方から他方へ延びる半田バリアを設けたことを特徴とする
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のSMT型DINコネクタの実施形態を添付図を参照して詳細に説明する。
【0009】
先ず図1乃至図5を参照してSMT型シールドDIN直角コネクタ10を説明する。このコネクタ10は一体モールドされた絶縁ハウジング12を有する。このハウジング12は基本的には米国特許第4,908,335号に開示するものと同様にコネクタ10は更に金属製シールド14を有し、これは絶縁ハウジング12を覆い、基本的には米国特許第4,842,554号に開示する構成である。
【0010】
ハウジング12の略矩形ボディ13には側壁の反対側にボードロック16が設けられ、回路板20の開口18に挿入されて回路板20にコネクタ10を固定する。このボードロック16についての詳細は後述する。ハウジング12は細長い断面円形の軸方向に延びるプラグ部15を有する。このボディ13には略一定間隔の平行な3列の端子受容キャビティ1乃至8が形成されている。キャビティ1乃至8は非対称アレイ状に配列されており、上列にはキャビティ1乃至3、中列にはキャビティ4乃至6、そして下列にはキャビティ7及び8がある。
【0011】
上列のキャビティ1乃至3は相互に等間隔に形成され、中列のキャビティ4及び5は上列のキャビティに対して横方向にオフセットされ、キャビティ6はキャビティ5と4の間隔以上に横方向にオフセットされている。キャビティ7及び8は相互に接近しており、且つキャビティ1乃至6から横方向にオフセットされている。各キャビティ1乃至8はプラグ部15の前方嵌合部22からボディ13の後方端子受容面24に貫通する。
【0012】
ボディ13から端子挿入面24の後下方へ半田テール位置決め及びスペーサ板(プレート)26が突出する。このプレート26には多数のリブ28が形成され、プレート26の後方の開口に参照番号が付されている半田テール画定用の8個の等間隔の半田テール受けノッチを有する。同様のスペーサプレートは米国特許第4,908,335号に開示され、各ノッチにハウジング内の端子から延びる複数の脚を挿入するような寸法形状のノッチを有する。しかし、本発明のスペーサプレート26の各ノッチは後述するごとく単一の半田テールのみを受けるような寸法にされている。プレート26のノッチは図1、図2及び図4中左から右へ4’、1’、7’、5’、2’、8’、3’及び6’の番号が付されている。各ノッチは垂直ベース27を有し、すべてのノッチのベース27は同一面にある。スタンドオフ29及びボディ13の底壁31は当業者には周知の如くハウジングの下方と同一面である。
【0013】
コネクタ2の好適実施例は更に8個の一体構造の打抜き成形された端子30を具える。この各端子30は前方のリセプタクル32状の嵌合部を有する。この端子30の嵌合部は米国特許第4,776,651号に開示されている。リセプタクル32の後方には保持バーブ37及び挿入ハンプ39を有する細長い挿入及び保持(固定)プレート34が接続されている。これらについては米国特許第4,908,335号に開示されている。プレート34はリセプタクル32と軸方向にアライメントされている。本発明によると、弾性半田テール36がプレート34に対して直角に延びる平板状接続アーム38によりプレート34の後端に接続されている。この半田テール36はアーム38のプレート34の遠端にバイト(湾曲部)40により接続され、半田テール36は、プレート34、アーム38及びリセプタクル32に関して略直角になるようにする。好適実施例の各半田テール36は自由端に幅の狭い部分が形成され、ホック形の円弧状半田付足42がリセプタクル32から離れる方向に横方向に延び、円滑な円弧状のコンタクト(接触)面44がアーム38から遠ざかる方向に曲げられている。半田テールはバットジョイント又はガルウィング等の周知の表面実装設計により成端可能である。
【0014】
各端子30のリセプタクル32とプレート34はハウジング12のキャビティ1乃至8の1つの内に挿入され、半田テール36の部分41はリブ28で画定されるノッチの一部に挿入される。
【0015】
回路板20はその上面に1列の8個の相互に離間したコンタクトパッドを有し、図1中左から右へ4”、1”、7”、5”、2”、8”、3”及び6”の参照番号を付し、これらコンタクトパッドに夫々キャビティ4,1,7,5,2,8,3及び6の端子30の半田付足42が半田付けされる。これにより、ソケットコネクタ(図示せず)に接続されるリードをプラグ部15と嵌合するようにする。キャビティ4,1,7,5,2,8,3及び6内の端子の半田テール36の縮小幅部41は夫々図1及び図2に示すノッチ4’、1’、7’、5’、2’、8’、3’及び6’に挿入される。これにより、ボードロック16が回路板20の開口18内に挿入されると、半田付足42と回路板20上のコンタクトパッドが適切にアライメントされ、コネクタ10のスタンドオフ29が回路板20の表面に係合するとき、コネクタ10が回路板20に正しく取付けられるようにする。従って、各端子30のアーム38は適切な長さ及び方向であり、その半田テール36は所定の長さであって、半田テ−ル36の部分41が端子30間で短絡することがないようにスペーサプレート26の正しいノッチに収められるようにする。その結果、コネクタ10を回路板20上に取付けると、半田付足42が回路板20の対応するコンタクトパッドに対して正しく配置されるようにする。
【0016】
図16乃至図23はキャビティ1乃至8内の端子30の接続アーム28の長さと方向(又は向き)を示す。これらの寸法は図1及び図2からも明白であろう。図16乃至図23を参照すると明らかな如く、上列の両端キャビティ1及び3内の端子30のアーム38は反対方向に延び、略同じ長さである(図16乃至図18参照)。一方、上列の中央キャビティ2の端子30のアーム38は図17に示す如く、図18のアーム38と同じ方向に延びるが、そのアームより短い。中央列の両端キャビティ4及び6の端子30のアーム38は図19及び図21に示す如く反対方向に延び、キャビティ1及び3の端子30のそれよりも相当長い。他方、キャビティ5内の端子30のアーム38は(図20参照)、図16及び図19に示すキャビティ1及び4内の端子30のアーム38と同じ方向に延びるが、他のアーム38よりも短い。下列のキャビティ7及び8内の端子30のアーム38は、図22及び図23に示す如く互いに反対方向に延び、キャビティ1及び3内の端子30のアーム38と同じ長さである。面24の範囲を超えてオフセットされている半田テール36はキャビティ4及び6内の端子30のもののみである。
【0017】
図2に最もよく示す如く、上列のキャビティ1,2,3内の端子30の半田テール36は最長且つ同一長であり、中列のキャビティ4,5,6内の端子30の半田テール36も同じ長さであるが上列のキャビティ内の端子の半田テールよりは短い。下列のキャビティ7,8内の端子30の半田テール36も相互に同じ長さであるが、中列のキャビティ内の端子30に比較すると短い。固定プレート34はすべて同じ長さである。
【0018】
次に、端子30をハウジング12内に装着ないし実装する方法につき図6乃至図15を参照して説明する。図6、図9及び図12に夫々示す下列の端子30をキャビティ7,8に先ず装着し、次に中列の端子30をキャビティ4,5,6に装着し、最後に上列の端子30をキャビティ1,2,3に装着する。下列、中列及び上列のキャビティに、この順序で端子を装着することにより、半田テール36が相互にからみ合って破損するという問題が回避される。
【0019】
図7、図10及び図13に示す如く、ハウジング12のキャビティ内に挿入前の各端子30の半田テール(又はコンタクトテール)36はプレート34の面に対してリセプタクル32の挿入方向にわずかに鋭角に曲げられている。図8、図11及び図30に示す如く、半田テール36はリセプタクル32が各キャビティ内に挿入された後に上述した面に対して略直角に延びる。各端子30はリセプタクル32を先にしてハウジング12内に装着される。これにより、プレート34のバーブ37が対応するキャビティの壁内に食い込んでリセプタクル32をキャビティ内に固定する。挿入ハンプ39は周知の方法で工具(図示せず)と係合してリセプタクル32をキャビティ内に挿入可能にする。各端子30がハウジング12のキャビティ内に装着完了すると、各端子の半田テール36は上方へ移動し(図8、図9、図11乃至図15参照)、アーム38を僅かに上方に曲げる。
【0020】
また、半田テール36の縮小幅部41はスペーサプレート26の適当なノッチに挿入され、図6、図9、図12及び図15に示す如く、ノッチの基部27に対して当接するようにする。半田テール36はそのバイト(湾曲部)40の囲りに、その鋭角の初期位置からプレート34に直角位置へ弾性的に曲げられる。後者の位置は縮小幅部41がノッチの基部27に当接して決められる。この部分41はバイト40がノッチの基部27に対して弾性的に押圧してノッチ内に強く着座させるので、アーム38は図5、図6、図9、図12及び図15に示す如く僅かに傾く。図15には半田付部41が隣接するリブ28間で係合開始するとき半田テール36の位置を破線で示す。各半田テール36が確実に着座すると、半田付足42のコンタクト面44は回路板20の上面に係合するコネクタ2の底面、この場合にはスタンドオフ29の底から僅かに突出する。従って、ハウジング12が回路板20に取付けられたとき、半田付足42はアーム38の弾性により回路板20のコンタクトパッドに強く且つ弾性的に押付けられる。次に、半田付足42は正しく配置され、回路板20の半田付けされる。
【0021】
本発明によると、必ずしも円形DINコネクタであり且つシールド型であることを必要としないが、ハウジング内に上、中及び下3列の端子を有する直角形電気コネクタが得られる。端子の半田テールはリセプタクル部からオフセットするアーム部を有しインターリーブ構成とされて1列状となり、回路板状の1列のコンタクトパッドに半田付接続される。また、半田テールの半田付足はスペーサプレートのノッチに押し付けられて所定位置に保持される。
【0022】
ハウジング内の端子受容キャビティは非対称であるが、アーム部38により半田テール36をリセプタクル32からオフセットする相対位置変更手段により補正される。これらのアーム38はすべて端子受容面24から横方向且つ平行に延びている。これらアーム38の一部、具体的にはキャビティ1,3,4,6,7及び8に挿入される端子30のアーム38はキャビティを出た後、面24を横切って延びる。同じ列のキャビティに挿入される端子30のアーム38は少なくとも好適実施例においては相互に同一面内に配置され、異なる列のキャビティに挿入される端子30のアーム38は相互に平行である。
【0023】
次に、図24乃至図27を参照して、SMT型シールドDINコネクタ、特にボードロック16につき詳述する。バーブ付ボードロック16は一般に銅製のシールド12を打抜き一体形成されている。ボードロック16はシールド14の底面56近傍のエッジ72から延びるシールド14の側壁70と一体である。ボードロック16は米国特許第4,907,987号に開示するボードロックの主要特長の大部分を具えている。図24に最もよく示す如く、ボードロック16は底面56を超えて下方へコネクタ10が取付けられる回路板20の板厚と略等しい長さだけ突出する。コネクタ10は典型的には2本の離間したボードロック16を有し、回路板20の離間したボードロック取付穴74に挿入されるようにする。このボードロック16は端子30の半田テール36の先端にある半田付足42が回路板20のコンタクトパッドと位置合わせされるのを助ける作用をも有する。
【0024】
ボードロック16は先端86近傍からエッジ72近傍にかけて延びる細長い中央スロット76を有する。スロット76は両側に第1及び第2ばね部材78,80を形成する。ボードロック16の外形形状はボードロック挿入穴74の幅より僅かに小さい第1及び第2剪断面82,84により画定される。第1及び第2ばね部材78,80は先端86で連結される。この閉端86の両側にはテーパ面88,90を形成してボードロック16を挿入穴74内に容易に挿入可能にする。
【0025】
第1及び第2剪断面82,84の第1及び第2ばね部材78,80に沿って、ボードロック16は第1及び第2剪断面82,84により画定される第1及び第2ばね部材78、80の幅を超えて横方向に延びるバーブ92を有する。バーブ92はボードロック16の中心線96に向かって傾斜したテーパ面94を有する。テーパ面94は尖端98へ延びる。典型的には、バーブ92は反対方向に対をなして形成し、第1ばね部材78のバーブ92aが第2ばね部材80のバーブ92bと横方向に対向するようにする。バーブ92a、92bの尖端98はボードロック挿入穴74の幅より十分大きく選定し、例えば約1.5mmである。バーブ92は第1及び第2ばね部材78,80に沿ってスロット76方向に離間しており、コネクタ10を取付ける。回路板20のボードロック挿入穴74の壁面114に係合する。
【0026】
ボードロック16はエッジ72から延びているが、ボードロック16の領域のエッジ72にノッチ100を設けて凹状エッジ102を定める。エッジ72に沿うノッチ100の大きさは、半田付けの為に半田ペーストを設けるボードロック挿入穴74の領域を避ける為に十分な寸法とする。これにより、コネクタ10がリフロー半田付け可能にする。
【0027】
第1及び第2ばね部材78,80はシールド14に接近して幅広部104を有する。この幅広部104は第1及び第2ばね部材78,80の補強用である。幅広部104に接近してU字状ノッチ106が形成され、これにより第1及び第2ばね部材78,80の有効長を長くする。また、U字状ノッチ106は第1及び第2ばね部材78,80がその面方向に反復的に曲げられた際に破壊しにくくする。
【0028】
線110で示す半田バリア(隔壁)108をシールド14のボードロック16近傍に設けても良い。この半田バリア108はボードロック16の第1ばね部材78の一側の凹状エッジ102から、第2ばね部材80の他側の凹状エッジ102へ延びる。半田バリア108は半田付作業中にシールド14の側壁70に沿って半田が上昇するのを阻止する。この半田バリア108は凹状エッジ102と半田ペーストが塗布されたボードロック挿入穴74の周囲を超えた位置で交差する。
【0029】
典型的には、シールド14はめっき処理された板厚0.32mmの燐青銅製である。典型的なボードロック16は約1.37mm離れた剪断面82,84を有する。その外面の離間したバーブ対92a、92b、間の間隔は1.75mmである。スロット76の幅は約0.7mmであり、剪断面82,84間の中央に位置し、長さ3.05mm且つ先端86から約0.5mm離れている。ノッチ106はエッジ72から約0.38mm上方の凹状エッジ102から約0.4mm上方である。
【0030】
コネクタ10は図25に示す如く、回路板20の上に戴置して組立てられる。ここで、離間するボードロック14が予め形成されめっきされたスルーホールであるボードロック挿入穴74に位置合わせされる。ボードロック挿入穴74はめっき処理しなくてもよいこと勿論である。典型的に、嵌合面24は回路板20のエッジ上に配置される。
【0031】
コネクタ10を回路板20に向けて移動すると、テーパ面88,90によりボードロック16がボードロック挿入穴に案内挿入される。コネクタ10を更に回路板20に近付けると、バーブ92がボードロック挿入穴74内に入り、その外辺が挿入穴74の内壁に当接して、テーパ面94が挿入穴74に乗り上げると第1及び第2ばね部材78,80が内方へ撓められる。バーブ92が穴74内に入ると、ボードロック挿入穴74の内壁に食い込む。
【0032】
コネクタ10を回路板の表面64に向けて移動すると、端子30の半田付足42が表面64に当接する(図26参照)。コネクタ10を回路板20に取付けると、底面56はスペース118で示す如く回路板20の表面64から離間する。
【0033】
コネクタ10を表面64に向けて更に移動すると、片持ち梁状アーム36の可撓性により撓んで上方に移動するので、ボードロック16及びバーブ92をボードロック挿入穴74内に更に移動する。部分50はリブ54の対応するチャンネル52内で摺動して、半田テール36はハウジング12に対して上方に移動する。片持ち梁状アーム38が上方へ曲げられると、半田テール36に連続した圧力を加え、自由端である半田付足42をコンタクトパッド62に向けて下方に押圧し半田付足42が回路板20の対応するコンタクトパッド62と確実に接触するようにする。図示せずも半田接続はコネクタ10を回路板20上に戴置する前にコンタクトパッド62に半田クリームを塗布し、これをリフローすることにより形成してもよい。片持ち梁状アーム38により絶えず印加されている押圧力はコネクタ10を回路板20上に保持するボードロック16により、半田付作業が完了するまで克服しなければならない。バーブ92は摩擦係合により内壁114に係合し、コネクタ10を回路板20に固定し、コンプライアントコンタクトの押圧力を克服する。ボードロック16がボードロック挿入穴74から抜けようとする力はバーブ92を壁面114内に一層食い込ませるように作用して、半田付により永久的に固定される迄ボードロック16を挿入穴74内に効果的に固定する。これにより、ボードロック16は基部56をコネクタ取付け用回路板20の上面に確実に保持する。
【0034】
以上、本発明のSMT型DINコネクタを好適実施形態に基づき詳述した。しかし、本発明は斯る実施形態のみに限定するものではなく、必要に応じて種々の変形変更が可能であることが理解できよう。
【0035】
【発明の効果】
上述の説明から理解される如く、本発明のSMT型DINコネクタによると、ハウジング外周にシールドを有し、これと一体成形された弾性ボードロックが設けられている。このボードロックは中央に細長いスロットを有すると共に下側のエッジから凹状ノッチにより上方へ後退させた後下方へ突出形成するので高弾性となり、コネクタと回路板のコンタクトパッドとのアライメント作用と共にコネクタの半田付け作業中、又は作業後に回路板に押圧固定する作用をも有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のSMT型DINコネクタの一実施例の背面側から見たコネクタ及び回路板の斜視図。
【図2】図1のコネクタの背面図。
【図3】図1のコネクタの正面図。
【図4】図1のコネクタのハウジングの背面図。
【図5】図4のコネクタハウジングの端子受容キャビティに端子が挿入された断面図。
【図6】最下列のキャビティのみに端子が挿入された図5と同様の図。
【図7】最下列のキャビティに挿入される端子のハウジングへの装着前の状態を示す側面図。
【図8】ハウジングへの装着時の図7の端子の側面図。
【図9】中央列のキャビティに端子が装着された状態を示す図5と同様の断面図。
【図10】中央列のキャビティに装着される端子の装着前の側面図。
【図11】ハウジングに装着された図9の端子の側面図。
【図12】上列のキャビティに端子が装着された状態を示す図5と同様の断面図。
【図13】上列のキャビティに装着される端子の装着前の側面図。
【図14】ハウジングに装着された図13の端子の側面図。
【図15】回路板上に実装された図12の端子付コネクタハウジングの断面図。
【図16】ハウジングの8個のキャビティに装着される本発明の8個の端子の部分詳細図。
【図17】ハウジングの8個のキャビティに装着される本発明の8個の端子の部分詳細図。
【図18】ハウジングの8個のキャビティに装着される本発明の8個の端子の部分詳細図。
【図19】ハウジングの8個のキャビティに装着される本発明の8個の端子の部分詳細図。
【図20】ハウジングの8個のキャビティに装着される本発明の8個の端子の部分詳細図。
【図21】ハウジングの8個のキャビティに装着される本発明の8個の端子の部分詳細図。
【図22】ハウジングの8個のキャビティに装着される本発明の8個の端子の部分詳細図。
【図23】ハウジングの8個のキャビティに装着される本発明の8個の端子の部分詳細図。
【図24】本発明のSMT型シールドDINコネクタのボードロックの拡大図。
【図25】図24のボードロック付きSMT型コネクタ及び回路板の断面図。
【図26】コネクタを回路板に途中まで取付けた状態を示す図25と同様の図。
【図27】コネクタを回路板に完全に取付けた状態を示す図25と同様の図。
【符号の説明】
1〜8 端子挿入キャビティ
1”〜8”、60 コンタクトパッド
10 SMT型DINコネクタ
12 ハウジング
14 シールド
16 ボードロック
18、74 ボードロック取付穴
20 回路板
22 嵌合面
24 端子挿入面
30 電気端子
32 嵌合部(リセプタクル部)
34 固定部
36 半田テール
38 アーム部
42 半田付足

Claims (1)

  1. 嵌合面及び端子挿入面を有し,該両面間に延びる複数列の端子受容キャビティを有する絶縁ハウジングと、該絶縁ハウジングの前記端子受容キャビティに挿入される嵌合部及び該嵌合部から略直角方向に延び自由端が一列に配列された半田付用足が形成された半田テールを有する1組の電気端子と、前記絶縁ハウジングの外周を覆う金属製シールドとを具備し、前記シールドの下部には回路板に固定する一体形成された弾性ボードロックを有するSMT型DINコネクタにおいて、
    前記シールドの前記ボードロック近傍に、該ボードロックの両側に位置する凹状エッジのうち一方から他方へ延びる半田バリアを設けたことを特徴とするSMT型DINコネクタ。
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