JP4977093B2 - 鍛造プレスにおけるトランスファフィーダ - Google Patents

Description

本発明は、鍛造プレスにおけるトランスファフィーダに関する。トランスファフィーダは、プレス内の多工程金型の前後に１本づつ設けられた２本のフィードバーを、昇降・開閉・前後進という３次元モーションで動作させることによって、多工程金型間でワーク（鍛造品）を搬送する装置である。かかるトランスファフィーダでは、ワークを挟んで次工程へ搬送するときに、ワークとの衝突や駆動装置の同期ズレなどの様々な要因でねじり外力が加わることがあるが、本発明は、このようなねじり外力を吸収できるトランスファフィーダに関する。

近年のプレスでは、前フィードバーと後フィードバーに、それぞれ別個に駆動装置を取付けて、プレスの左右両端位置における前後の間を開放した、前後分割タイプのトランスファフィーダが用いられるようになっている（特許文献１）。

上記の前後分割タイプのトランスファフィーダでは、前・後のフィードバーの左右両端にそれぞれフィードバー駆動装置を取付けており、これら各駆動装置は、前後のフィードバーを個別に昇降・開閉・前後進させる機能を有している。そして、フィードバー駆動装置は各端部バーに対し片持ち状態で取付けられている。このような片持ち構造で、ワークを高速で安定して搬送するためには、フィードバーの振動を抑止することが重要となり、そのためには剛性を高くしなければならない。

一方、このような前後分割構造のトランスファフィーダにおいて、開閉時や昇降時に、前後のフィードバー間の同期がずれたり、個々のフィードバーにおいても開閉動作や昇降動作左右両端間でズレが生ずると、ねじり外力が発生するので、ねじり外力による過負荷を吸収し、フィードバーの損傷を防止する必要がある。
しかるに、剛性を高めることと、過負荷吸収能力を高めることを、フィードバー自体の構造的工夫で両立させることは、一般的に困難である。

そこで、フィードバーに過負荷吸収機構を取付ける技術が提案された。そのような従来技術として、特許文献１がある。この従来技術では、１本のフィードバーを構成する中央バーと、その両端の端部バーとの連結部に、緩衝バネを用いる過負荷吸収機構が開示されている。
この従来技術では、過負荷が生じた時点で、バネが変形するので、中央バーの連結部は損傷を免れるものの、バネ変形の反力が駆動装置にも作用し、駆動装置が損傷しかねないという欠点をもっている。したがって、上記従来技術の過負荷による損傷防止は充分ではない。

上記の問題点を解消した過負荷吸収機構として、特許文献２の従来技術がある。
この従来技術では、トーションバーと摩擦締結要素を過負荷吸収機構として用いているので、反力は作用せず、フィードバーや駆動装置の保護には適している。
しかし、この従来技術における過負荷吸収機構は、フィードバーの前後進機構と開閉・昇降機構との間に取付けられており、フィードバーは前後進機構に直接結合されている。この取付け位置であると、過負荷吸収機構はフィードバーと前後進機構の両方を支持しなければならないので、過負荷吸収機構より下方の重量が重くなり充分な剛性を有する大容量のものを用いなければならない。また、いわゆるバネ下重量が重いのと同じで、いったん発生した振動を抑止することは困難である。

特開２００４−２４３４１４ 特開２００６−３４６６８６

本発明は上記事情に鑑み、トランスファフィーダに作用する過負荷を効果的に吸収でき、しかも、小型化が可能で、仮に振動が発生しても抑制しやすいトランスファフィーダを提供することを目的とする。

第１発明の鍛造プレスにおけるトランスファフィーダは、多工程金型の前方に配置した前フィードバーおよび後方に配置した後フィードバーを備えた鍛造プレスにおいて、前記前フィードバーを昇降、開閉、前後進させるため、その両端に連結した前フィードバー左駆動装置および前フィードバー右駆動装置と、前記後フィードバーを昇降、開閉、前後進させるため、その両端に連結した後フィードバー左駆動装置および後フィードバー右駆動装置と、前記前フィードバーに加わる外力を吸収するための前フィードバー左過負荷吸収機構および前フィードバー右過負荷吸収機構と、前記後フィードバーに加わる外力を吸収するための後フィードバー左過負荷吸収機構および後フィードバー右過負荷吸収機構とを備えており、前記前フィードバーの左端と前記前フィードバー左駆動装置との間を前フィードバー左過負荷吸収機構を介して連結し、前記前フィードバーの右端と前記前フィードバー右駆動装置との間を前フィードバー右過負荷吸収機構を介して連結し、前記後フィードバーの左端と前記後フィードバー左駆動装置との間を後フィードバー左過負荷吸収機構を介して連結し、前記後フィードバーの右端と前記後フィードバー右駆動装置との間を後フィードバー右過負荷吸収機構を介して連結しており、前記各過負荷吸収機構が、フィードバー開閉方向のねじり外力を吸収する第１負荷吸収手段と、フィードバー昇降方向のねじり外力を吸収する第２負荷吸収手段とからなり、前記第１負荷吸収手段および前記第２負荷吸収手段のいずれもが、トーションバーと、該トーションバーの一端をねじり外力の入力側部材に締結する摩擦締結要素と前記トーションバーの他端をねじり外力の伝達先部材に締結する摩擦締結要素とからなることを特徴とする。
第２発明の鍛造プレスにおけるトランスファフィーダは、第１発明において、前記フィードバー各駆動装置が、昇降機構と開閉機構と前後進機構とからなり、前記昇降機構がプレスの固定部材に取付けられており、該昇降機構の昇降部材に前記開閉機構が取付けられており、該開閉機構の開閉部材に前記前後進機構が取付けられており、該前後進機構の下面と前記各フィードバーの端部を、前記各過負荷吸収機構が結合していることを特徴とする。
第３発明の鍛造プレスにおけるトランスファフィーダは、第２発明において、前記摩擦締結要素が、前記トーションバーの外周に嵌められる環状のインナーリングと、該インナーリングの外側に配置される環状のアウターリングと、前記インナーリングと前記アウターリングの間に嵌められる環状の一対のテーパーリングとからなり、前記一対のテーパーリング同士の間隔は調整自在であることを特徴とする。
第４発明の鍛造プレスにおけるトランスファフィーダは、第２発明において、前記摩擦締結要素が、前記トーションバーの外側に配置される環状の筒部と、該筒部と前記トーションバーの間に配置される、環状であり可撓性のあるスリーブとからなり、前記スリーブに封入された圧力媒体の圧力は調整自在であることを特徴とする。

第１発明によれば、つぎの効果を奏する。
ａ）過負荷吸収機構が前後各フィードバーの左右両端に取付けられているので、ねじり外力がトランスファフィーダのどの部分に作用しても、これを吸収することができる。
ｂ）過負荷吸収機構で支持するのはフィードバーのみであり、フィードバー駆動機構は支持しないので、小容量のもので足り、コンパクト化できる。しかも、フィードバー自体は軽量であるので、仮に振動が発生しても抑制は容易である。
ｃ）フィードバーの開閉方向のねじり外力を第１負荷吸収手段で吸収し、昇降方向のねじり外力を第２負荷吸収手段で吸収するので、トランスファフィーダに作用するいかなる方向のねじり外力が働いても、これを吸収できる。このため、トランスファフィーダの損傷を効果的に防止することができる。
ｄ）トーションバーのねじりによる外力吸収と、摩擦締結要素の滑りによる外力吸収の２段階の過負荷吸収ができるので、吸収できる負荷が大きい。また、トーションバーのねじりにより生じた反力は摩擦締結要素のすべりにより吸収できるので、トーションバー側にも駆動装置側にも反力を伝達せず、これらの損傷を防止することができる。しかも、トーションバーと摩擦締結要素は寸法が小さいので、負荷吸収手段をコンパクトに構成できる。
第２発明によれば、各駆動装置の開閉機構と前後進機構は昇降機構を介してプレスの固定部材側に支持されており、各過負荷吸収機構は前後進機構の下面に取付けられているので、過負荷吸収機構が支持すべき部材はフィードバーのみであり、フィードバー駆動機構は支持していない。このため過負荷吸収機構が支持する重量は軽量であるので、過負荷吸収機構も小容量化でき、仮に振動が発生しても抑制は容易である。
第３発明によれば、ボルトで一対のテーパーリングを引き付けると、インナーリングとアウターリングの間隔が広がり、トーションバーを強く固着することができる。
第４発明によれば、調圧部により圧力媒体の圧力を調整すればスリーブの内圧を調整できトーションバーを強く固着することができる。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
まず、本発明が適用される鍛造プレスの基本構成を図１〜図３に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るトランスファフィーダの正面図である。図２は図１のトランスファフィーダの右側面図である。図３は図１のトランスファフィーダの平面図である。

符号Ｃは４本のプレスコラムを示しており、符号１は前フィードバー、符号２は後フィードバーを示している。Ｍは金型である。図では４個を示しているが、それ以下でも、それ以上でも本発明の適用は可能である。
前フィードバー１も後フィードバー２も、同じ構造である。図では一本物のように示しているが、実際には中央バーとその両端に取付けられた端部バーとからなる分離タイプが多い。分離タイプはメンテナンス等の便宜のための構造であるが、このような分離タイプ以外のフィードバーにも本発明は適用できる。なお、フィードバー１，２の中央部分の内側にはワークをつかむ搬送用爪が取付けられている。

前記前フィードバー１の左右両端には、それぞれ前フィードバー左駆動装置１ＬＤと前フィードバー右駆動装置１ＲＤが取付けられている。また、後フィードバー２両端には、後フィードバー左駆動装置２ＬＤと後フィードバー右駆動装置２ＲＤが取付けられている。

前記各フィードバー駆動装置１ＬＤ，１ＲＤ，２ＬＤ，２ＲＤは、いずれも昇降機構と開閉機構と前後進機構を備えている。前記昇降機構５は、プレスの固定部材、たとえばコラムＣに取付けられている。この昇降機構５はサーボモータ５１で回転されるネジ・ナット機構により昇降（矢印ａ方向）される昇降部材５２を備えている。この昇降部材５２には開閉機構６が取付けられている。この開閉機構６はサーボモータ６１で回転されるネジ・ナット機構により開閉方向に移動（矢印ｂ方向）されるアーム６２を備えている。このアーム６２の先端には前後進機構７が取付けられている。この前後進機構７は、サーボモータ７１で回転されるネジ・ナット機構により前後進（矢印ｃ方向）される移動ブロック７２を備えている。なお、サーボモータ７１とネジ・ナット機構は、右側の駆動装置１ＲＤ，２ＲＤのみに設けているが、左側の駆動装置１ＬＤ，２ＬＤにのみ取付けてもよく、両方に取付けてもよい。

図１および図２に示すように、各フィードバー駆動装置１ＬＤ，１ＲＤ，２ＬＤ，２ＲＤにおける前後進機構７の下面には、それぞれ、過負荷吸収機構１ＬＯ，１ＲＯ，２ＬＯ，２ＲＯが取付けられている。
具体的には、各前後進機構７の移動ブロック７２の下面に、各過負荷吸収機構１ＬＯ，１ＲＯ，２ＬＯ，２ＲＯの上端面がボルト等で結合されている。
このように結合された結果、過負荷吸収機構１ＬＯ，１ＲＯは１本の前フィードバー１のみ支持し、過負荷吸収機構２ＬＯ，２ＲＯは１本の後フィードバー２のみ支持する構造となっている。

つぎに、過負荷吸収機構の詳細を図４〜図６に基づき説明する。
図４は図１に示す過負荷吸収機構１ＲＯの一部断面正面図である。図５は図４におけるＶ線矢視断面図である。図６は図４におけるVI線矢視平面図である。
なお、４ヵ所の過負荷吸収機構は全て同一構造であるので、図１中右側、つまり前フィードバー右過負荷吸収機構１ＲＯで代表させて説明する。

本実施形態の過負荷吸収機構は、２個の第１、第２ケース１１，１５と、それに組込まれる２本の第１、第２トーションバー２１，２５と、このトーションバー２１，２５を前記ケース１１，１５に取付ける摩擦締結要素３０，４０とから構成されている。
そして、前記第１トーションバー２１とそれを固定する摩擦締結要素３０，４０により、第１負荷吸収手段が構成されており、前記第２トーションバー２５とそれを固定する摩擦締結要素３０，４０により、第２負荷吸収手段が構成されている。

図４に示すように、前記第１ケース１１は、前記フィードバー１の端部に連結される部材であり、縦向きに配置される第１トーションバー２１を介して第２ケース１５を連結する部材である。この第１ケース１１は、第１トーションバー２１の短軸部２２を固定する保持部１２と第２ケース１５を収容する枠部１３を備えている。

図４〜図６に示すように、前記第２ケース１５は、縦向きに配置されている第１トーションバー２１の長軸部２３を保持する保持部１６（図４参照）と、横向きに配置される第２トーションバー２５の短軸部２６の全部と長軸部２７の外端部（図５の左端部）を保持する保持部１８と、前記保持部１６と前記保持部１８を連結する連結部１９（図６参照）を備えている。
そして、第２トーションバー２５の長軸部２７は保持部７３（図５参照）で保持されており、この保持部７３は、前後進機構７のスライダー７２の下面にボルト等で結合されている。このようにして、前フィードバー１は第１ケース１１および第２ケース１５を介して前後進機構７に連結されている。そして、図５に示すように前後進機構７の外箱は、開閉機構６のアーム６２に結合されている。

図４に示す前記第１トーションバー２１は、丸太状の部材であり、径の大きい短軸部２２と同じく径の大きい長軸部２３と、それらの間をつなぐ径の細い首部２４とからなる。首部２４は直径が細いので、ねじりやすくなっており、このねじりにより、開閉方向の動きのズレや撓みを吸収することができる。また、このねじり抵抗は首部２４の長さと直径の選択により、任意に設定することができる。
図５に示す前記第２トーションバー２５も同じ形状の部材であり、短軸部２６、長軸部２７、首部２８とからなり、首部２８のねじりにより昇降方向の動きのズレや撓みを吸収することができる。なお、首部２８のねじり抵抗は、その長さと直径の選択で任意に設定することができる。

前記第１、第２トーションバー２１，２５の短軸部２２，２６は、保持部１２，１８に対し、摩擦締結要素３０によって結合されている。
また、前記第１、第２トーションバー２１，２５の長軸部２３，２７は保持部１６，７３に対し摩擦締結要素４０によって結合されている。
これらの摩擦締結要素３０，４０は、いずれもある回転トルク以下では第１、第２トーションバー２１，２５を回転不能に拘束しているが、回転トルクが設定値以上になると第１、第２トーションバー２１，２５の回転を許容する締結具である。

前記摩擦締結要素３０を図７に基づき説明する。３１は環状のインナーリング、３２は環状のアウターリングである。このインナーリング３１とアウターリング３２は、両端では内厚が薄く、内端では肉厚が厚くなるように、テーパーが付けられている。
そして、インナーリング３１とアウターリング３２との間には、環状のテーパーリング３３，３４が両端方向から挿入される。各テーパーリング３３，３４の幅は、インナーリング３１およびアウターリング３２の幅の半分以下であり、いずれも外端の肉厚は厚く、内端の肉厚は薄くなるようにテーパーが付けられている。
そして、一方のテーパーリング３３にはボルト３５が貫通され、他方のテーパーリング３４にはボルト３５の先端部が螺合されるようになっている。

このボルト３５を締め付けると、テーパーリング３３，３４が互いに引き付けられて、インナーリング３１とアウターリング３２の間の間隔を広げようとするので、第１、第２トーションバー２１，２５を保持部１２，１８に対し、強く固着することができる。

前記摩擦締結要素４０を図８に基づき説明する。
４１は筒部、４２はフランジである。筒部４１の内周には、可撓性のある環状のスリーブ４３が取付けられている。このスリーブ４３内には、油等の圧力媒体ｐｍが封入されており、この圧力媒体ｐｍの内圧は調圧部４４で調整可能となっている。調圧部４４は、チャンバー４５内に入れられたピストン４６とピストン４６の押込み量を調整する調整ネジ４７からなる。チャンバー４５はスリーブ４３と通路４８でつながっている。

この調整ネジ４７を締込むとピストン４６が押され、チャンバー４５内の圧力媒体ｐｍがスリーブ４３内に押し込まれてスリーブ４３の厚さが広がろうとする。
このため第１、第２トーションバー２１，２５を保持部１６，１７に対し強く固着することができる。

前記第１トーションバー２１のねじり抵抗は２個所の摩擦締結要素３０，４０より小さく設定される。また、前記第２トーションバー２５のねじり抵抗も同様である。
このため、第１，第２トーションバー２１，２５にねじり外力が加わると、まず首部２４，２８がねじれ、そのねじれ限度を超える外力が加わると摩擦締結要素３０，４０が滑って回転することになる。

つぎに、本実施形態の過負荷吸収機構の作用を説明する。
まず、前・後フィードバー１，２の開閉動作が、フィードバーの左右両側で同期がズレると各フィードバー１，２の端部にねじり外力が発生する。このねじり外力は縦方向に配置している第１負荷吸収手段である第１トーションバー２１の首部２４がねじられることによって外力が吸収される。これによりフィードバー１，２まわりの損傷を防止することができる。また、ねじり外力がより過大なときは、摩擦締結要素３０または４０が滑ることで、ねじり外力を吸収することができる。したがって、第１、第２トーションバー２１，２５のねじり抵抗を超える外力は摩擦締結要素３０，４０が滑ることによって逃がすので、過大は反力をフィードバー１，２やフィードバー各駆動装置１ＬＤ，１ＲＤ，２ＬＤ，２ＲＤに伝えることはない。このため、確実にフィードバー１，２やフィードバー各駆動装置１ＬＤ，１ＲＤ，２ＬＤ，２ＲＤの損傷を防止することができる。
上記のように、開閉方向の外力に対し、トーションバーのねじりと摩擦締結要素のすべりという二つの負荷吸収手段を設けているので、駆動装置を含めフィードバー１，２の変形や損傷を効果的に防止することができる。

つぎに、前・後フィードバー１，２の左右両側で昇降動作の同期がズレて、昇降方向のねじりが作用したとする。このとき、まず、横方向配置の第２負荷吸収手段である第２トーションバー２５の首部２８がねじられることによって、ねじりを吸収する。これによりフィードバー１，２まわりの損傷を防止することができる。また、生じたねじりが大きく第２トーションバー２５のねじりで吸収できないときは、摩擦締結要素３０または４０が滑ることで、昇降方向のねじり吸収する。したがって、第１、第２トーションバー２１，２５のねじり抵抗を超える外力は摩擦締結要素３０，４０が滑ることによって逃がすので、過大は反力をフィードバー１，２やフィードバー各駆動装置１ＬＤ，１ＲＤ，２ＬＤ，２ＲＤに伝えることはない。このため、確実にフィードバー１，２やフィードバー各駆動装置１ＬＤ，１ＲＤ，２ＬＤ，２ＲＤの損傷を防止することができる。
上記のように、昇降方向の外力に対し、トーションバーのねじりと摩擦締結要素のすべりという二つの負荷吸収手段を設けているので、駆動装置を含めフィードバー１，２の変形や損傷を効果的に防止することができる。

上記実施形態では、第１、第２トーションバー２１，２５とも、長軸部と短軸部を有しているが、これらは長軸部と短軸部を逆に配置してもよく、さらには共に同じ長さであってもよいものである。

本実施形態では、以上のように、前フィードバー１の左右両端のそれぞれと、後フィードバー２の左右両端のそれぞれに、第１負荷吸収手段と第２負荷吸収手段を組み合わせた過負荷吸収機構１ＬＯ，１ＲＯ，２ＬＯ，２ＲＯを取付けている。このため、ワークをつかむときフィードバー１，２の爪が金型にぶつかったり、位置ズレしたワークをそのままつかもうとしたときにフィードバー開閉方向のねじり外力が生じたり、また、駆動装置のモータに同期ズレが生じたときに、フィードバー開閉方向あるいは昇降方向の位置ズレが生ずるが、このようなねじり外力が生じても、それによる損傷を防止することができる。
しかも、各過負荷吸収機構１ＬＯ，１ＲＯ，２ＬＯ，２ＲＯの下はフィードバー１，２のみであって軽量であるので、過負荷吸収機構１ＬＯ，１ＲＯ，２ＬＯ，２ＲＯの容量を小型化でき、しかも仮に振動が発生したとしても抑制しやすいという利点がある。

本発明の一実施形態に係るトランスファフィーダの正面図である。 図１のトランスファフィーダの右側面図である。 図１のトランスファフィーダの平面図である。 図１に示す過負荷吸収機構１ＲＯの一部断面正面図である。 図４におけるＶ線矢視断面図である。 図４におけるVI線矢視平面図である。 摩擦締結要素の一例を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は断面図、（Ｃ）は要部説明図である。 摩擦締結要素の他の例を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は断面図、（Ｃ）は要部説明図である。

１ 前フィードバー
２ 後フィードバー
５ 昇降機構
６ 開閉機構
７ 前後進機構
１ＬＤ 前フィードバー左駆動装置
１ＲＤ 前フィードバー右駆動装置
２ＬＤ 後フィードバー左駆動装置
２ＲＤ 後フィードバー右駆動装置
１ＬＯ 前フィードバー左過負荷吸収機構
１ＲＯ 前フィードバー右過負荷吸収機構
２ＬＯ 後フィードバー左過負荷吸収機構
２ＲＯ 後フィードバー右過負荷吸収機構
２１ 第１トーションバー
２５ 第２トーションバー
３０ 摩擦締結要素
４０ 摩擦締結要素

Claims (4)

1. 多工程金型の前方に配置した前フィードバーおよび後方に配置した後フィードバーを備えた鍛造プレスにおいて、
   前記前フィードバーを昇降、開閉、前後進させるため、その両端に連結した前フィードバー左駆動装置および前フィードバー右駆動装置と、
   前記後フィードバーを昇降、開閉、前後進させるため、その両端に連結した後フィードバー左駆動装置および後フィードバー右駆動装置と、
   前記前フィードバーに加わる外力を吸収するための前フィードバー左過負荷吸収機構および前フィードバー右過負荷吸収機構と、
   前記後フィードバーに加わる外力を吸収するための後フィードバー左過負荷吸収機構および後フィードバー右過負荷吸収機構とを備えており、
   前記前フィードバーの左端と前記前フィードバー左駆動装置との間を前フィードバー左過負荷吸収機構を介して連結し、
   前記前フィードバーの右端と前記前フィードバー右駆動装置との間を前フィードバー右過負荷吸収機構を介して連結し、
   前記後フィードバーの左端と前記後フィードバー左駆動装置との間を後フィードバー左過負荷吸収機構を介して連結し、
   前記後フィードバーの右端と前記後フィードバー右駆動装置との間を後フィードバー右過負荷吸収機構を介して連結しており、
   前記各過負荷吸収機構が、
   フィードバー開閉方向のねじり外力を吸収する第１負荷吸収手段と、フィードバー昇降方向のねじり外力を吸収する第２負荷吸収手段とからなり、
   前記第１負荷吸収手段および前記第２負荷吸収手段のいずれもが、
   トーションバーと、
   該トーションバーの一端をねじり外力の入力側部材に締結する摩擦締結要素と
   前記トーションバーの他端をねじり外力の伝達先部材に締結する摩擦締結要素とからなる
   ことを特徴とする鍛造プレスにおけるトランスファフィーダ。
2. 前記フィードバー各駆動装置が、昇降機構と開閉機構と前後進機構とからなり、
   前記昇降機構がプレスの固定部材に取付けられており、該昇降機構の昇降部材に前記開閉機構が取付けられており、該開閉機構の開閉部材に前記前後進機構が取付けられており、
   該前後進機構の下面と前記各フィードバーの端部を、前記各過負荷吸収機構が結合している
   ことを特徴とする請求項１記載の鍛造プレスにおけるトランスファフィーダ。
3. 前記摩擦締結要素が、
   前記トーションバーの外周に嵌められる環状のインナーリングと、
   該インナーリングの外側に配置される環状のアウターリングと、
   前記インナーリングと前記アウターリングの間に嵌められる環状の一対のテーパーリングとからなり、
   前記一対のテーパーリング同士の間隔は調整自在である
   ことを特徴とする請求項２記載の鍛造プレスにおけるトランスファフィーダ。
4. 前記摩擦締結要素が、
   前記トーションバーの外側に配置される環状の筒部と、
   該筒部と前記トーションバーの間に配置される、環状であり可撓性のあるスリーブとからなり、
   前記スリーブに封入された圧力媒体の圧力は調整自在である
   ことを特徴とする請求項２記載の鍛造プレスにおけるトランスファフィーダ。

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