JP6680078B2 - Ring gauge for shell needle roller bearings - Google Patents
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Description
本発明は、シェル形針状ころ軸受用リングゲージに関する。 The present invention relates to a ring gauge for needle roller bearings of shell type.
自動車等の車両の操舵系に用いられる複数本のシャフトの端部同士や、車両の駆動系に用いられる複数本のシャフトの端部同士は、十字軸継手を介して互いに連結されている(例えば、特許文献1参照)。この十字軸継手は、例えば、図1に示すように、胴体部16から四方へ十字状に突出する4本の軸部17を有する十字軸14と、各軸部17に取り付けられるシェル形針状ころ軸受13と、シェル形針状ころ軸受13の外輪21が取り付けられるヨーク11,12とを備えている。
Ends of a plurality of shafts used in a steering system of a vehicle such as an automobile, or ends of a plurality of shafts used in a drive system of a vehicle are connected to each other via a cross joint (for example, , Patent Document 1). For example, as shown in FIG. 1, this cross joint is a
シェル形針状ころ軸受13の外輪21は、円筒形状に形成された外輪本体24と、外輪本体24の軸方向の一端を塞ぐ閉塞部25とを備えた有底円筒形状に形成されている。そして、外輪本体24の外周面がヨーク11,12の軸受孔11b,12bに嵌合されることによって、シェル形針状ころ軸受13がヨーク11,12に装着される。
The
この種のシェル形針状ころ軸受13における外輪21は、薄肉の板材のプレス加工によって形成されるため寸法にばらつきが生じ易い。そのため、シェル形針状ころ軸受13は、複数の針状ころ22を組み込んだ状態で外輪21をリングゲージ131(図5参照)と呼ばれる治具に嵌合し、外輪21の外径を拘束した状態で複数の針状ころ22に内接する円の直径(内接円径)D0を測定することによって寸法精度が評価されている。
The
リングゲージ131は円環状に形成され、その内径が十字軸継手10のヨーク11,12に形成された軸受孔11b,12bの内径と略同一となるように形成されている。したがって、リングゲージ131の内周面に外輪21を嵌合させた状態で内接円径D0を測定することで、実際の装着対象であるヨーク11,12に装着した状態を想定した寸法精度の評価を行うことができる。
The
シェル形針状ころ軸受に用いられるリングゲージは、繰り返しの使用に耐える耐久性が求められるため、剛性や耐摩耗性の高い材料、例えば工具鋼を用いて形成されている。一方、実際にシェル形針状ころ軸受が取り付けられるヨークは、通常、リングゲージよりも剛性が低い。その結果、リングゲージに装着して測定したシェル形針状ころ軸受の内接円径と、実際にヨークに装着した場合のシェル形針状ころ軸受の内接円径との差が大きくなる場合がある。特に、剛性の高いリングゲージによって外輪の外径が拘束された状態で測定されたシェル形針状ころ軸受の内接円径は、剛性の低いヨークに装着したシェル形針状ころ軸受の内接円径よりも小さくなる傾向にある。そのため、内接円径が寸法公差内と評価されたシェル形針状ころ軸受であっても、ヨークに装着したときにシェル形針状ころ軸受と十字軸の軸部との間の隙間が大きくなり、ガタが発生するおそれがある。 The ring gauge used for the shell-type needle roller bearing is required to have durability to withstand repeated use, and thus is formed using a material having high rigidity and wear resistance, for example, tool steel. On the other hand, the yoke to which the shell needle roller bearing is actually mounted usually has lower rigidity than the ring gauge. As a result, the difference between the inscribed circle diameter of the shell needle roller bearing measured by mounting it on the ring gauge and the inscribed circle diameter of the shell needle roller bearing actually mounted on the yoke becomes large. There is. In particular, the inscribed circle diameter of a shell needle roller bearing measured with the outer diameter of the outer ring being constrained by a ring gauge with high rigidity is the inscribed circle diameter of the shell needle roller bearing mounted on a yoke with low rigidity. It tends to be smaller than the circle diameter. Therefore, even with a shell needle roller bearing whose inscribed circle diameter is evaluated to be within the dimensional tolerance, the gap between the shell needle roller bearing and the cross shaft is large when mounted on the yoke. May cause play.
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、リングゲージを用いて測定したシェル形針状ころ軸受の内接円径と、実際の装着対象に装着したときのシェル形針状ころ軸受の内接円径との乖離を少なくし、実際の装着対象にシェル形針状ころ軸受を装着したときのガタの発生を防止することができる、シェル形針状ころ軸受用のリングゲージを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and has an inscribed circle diameter of a shell-shaped needle roller bearing measured using a ring gauge, and a shell-shaped needle roller when mounted on an actual mounting target. A ring gauge for needle roller bearings with shells that reduces deviation from the inscribed circle diameter of the roller bearings and prevents backlash when the shell needle roller bearings are actually mounted. The purpose is to provide.
本発明は、シェル形針状ころ軸受の外輪の外周面を嵌合させるための嵌合面を内周に有する円筒形状の測定部と、
前記測定部に対して軸方向に隣接して設けられ、前記測定部よりも外径及び重量の大きいベース部と、を備え、
前記測定部は、針状ころを組み込んだ前記外輪を前記嵌合面に嵌合させたときの前記測定部の拡径量が、前記外輪を実際の装着対象に嵌合させたときの前記装着対象の拡径量と同一となるような径方向の剛性を有している。
The present invention is a cylindrical measuring part having a fitting surface on the inner periphery for fitting the outer peripheral surface of the outer ring of a shell-shaped needle roller bearing,
A base portion that is provided adjacent to the measuring portion in the axial direction and has a larger outer diameter and weight than the measuring portion,
The measuring unit has a diameter expansion amount of the measuring unit when the outer ring incorporating needle rollers is fitted to the fitting surface, and the mounting when the outer ring is fitted to an actual mounting target. It has a radial rigidity that is the same as the target diameter expansion amount.
この構成によれば、リングゲージの測定部にシェル形針状ころ軸受の外輪を嵌合させた状態で測定した内接円径と、ヨーク等の実際の装着対象にシェル形針状ころ軸受の外輪を嵌合させたときの内接円径との乖離を少なくすることができる。そのため、前記装着対象に嵌合させたシェル形針状ころ軸受に軸を挿入した場合のガタの発生を抑制することができる。なお、上記構成において、測定部と装着対象との拡径量が「同一」というのは、双方の拡径量が完全に同一である場合だけでなく、実質的に同一とみなすことができる場合も含む。例えば、双方の拡径量の差が内接円径の寸法公差内に収まる程度に、双方の「拡径量」が接近している場合等も含む。 According to this configuration, the inscribed circle diameter measured with the outer ring of the shell type needle roller bearing fitted to the measuring portion of the ring gauge and the shell type needle roller bearing of the actual mounting target such as the yoke It is possible to reduce the deviation from the inscribed circle diameter when the outer ring is fitted. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of backlash when the shaft is inserted into the shell-shaped needle roller bearing fitted to the mounting target. In the above configuration, the amount of expansion of the measurement unit and the object to be attached is “same” not only when the amounts of expansion of both are completely the same, but when they can be considered to be substantially the same. Also includes. For example, the case in which the “diameter expansion amounts” of both are close to each other so that the difference between the two diameter expansion amounts falls within the dimensional tolerance of the inscribed circle diameter is included.
また、リングゲージは、測定部よりも外径及び重量の大きいベース部を備えているので、例えば、測定部に嵌合されたシェル形針状ころ軸受の内部に、内接円径を測定するためのピンゲージを挿入し、このピンゲージをシェル形針状ころ軸受から抜き取るときの荷重が所定の値である場合に当該ピンゲージの外径を内接円径として測定する手法を採用する場合に、リングゲージのベース部を利用して前記荷重を設定することが可能となる。また、ベース部は、測定部よりも外径が大きく形成されるので、ベース部を把持した状態でリングゲージを取り扱うことができ、リングゲージの操作性を高めることができる。 Further, since the ring gauge includes a base portion having an outer diameter and a weight larger than that of the measuring portion, for example, the inscribed circle diameter is measured inside the shell-shaped needle roller bearing fitted in the measuring portion. When a method is used in which the pin gauge for the pin gauge is inserted and the load when the pin gauge is pulled out from the shell needle roller bearing has a prescribed value, the outer diameter of the pin gauge is measured as the inscribed circle diameter, the ring The load can be set using the base portion of the gauge. Further, since the outer diameter of the base portion is larger than that of the measuring portion, the ring gauge can be handled while the base portion is gripped, and the operability of the ring gauge can be improved.
前記嵌合面は、前記装着対象に対する前記外輪の軸方向の嵌合長さと同一の軸方向の長さを有していることが好ましい。
このような構成によって、実際の装着対象に外輪を嵌合する状態により近い状態でシェル形針状ころ軸受の内接円径を測定することができる。なお、嵌合面の軸方向長さと、装着対象に対する外輪の軸方向の嵌合長さとが「同一」というのは、両者が完全に同一である場合に限らず、実質的に同一とみなすことができる場合も含む。例えば、装着対象に対する外輪の軸方向の嵌合長さが、シェル形針状ころ軸受の周方向で変化するような場合、嵌合面の軸方向長さを前記嵌合長さの平均値に設定することも前記「同一」に含まれる。
It is preferable that the fitting surface has the same axial length as the axial fitting length of the outer ring with respect to the mounting target.
With such a configuration, it is possible to measure the inscribed circle diameter of the shell needle roller bearing in a state closer to the state in which the outer ring is fitted to the actual mounting target. It should be noted that the fact that the axial length of the fitting surface and the axial fitting length of the outer ring with respect to the mounting target are "same" is not limited to the case where the two are completely the same, and they are considered to be substantially the same. Including cases where you can. For example, when the axial fitting length of the outer ring with respect to the mounting target changes in the circumferential direction of the shell needle roller bearing, the axial length of the fitting surface is set to the average value of the fitting length. Setting is also included in the "same".
(1)前記測定部は、前記嵌合面が内周に形成された厚肉部と、前記厚肉部と前記ベース部との間に形成され、前記厚肉部よりも径方向に薄く形成された薄肉部とを有していることが好ましい。
この構成によれば、ベース部の剛性が、厚肉部の拡径量に影響を及ぼしてしまうことを薄肉部によって抑制することができる。
(1) The measuring portion is formed between the thick portion having the fitting surface formed on the inner circumference thereof and between the thick portion and the base portion, and is thinner in the radial direction than the thick portion. It is preferable to have a thinned portion.
According to this configuration, the thin portion can prevent the rigidity of the base portion from affecting the amount of diameter expansion of the thick portion.
(2)前記薄肉部は、前記厚肉部よりも内径が大きく形成されていることが好ましい。
このような構成によって、測定部のうち厚肉部の内周面(嵌合面)のみに外輪を嵌合させることができ、厚肉部における嵌合面の軸方向の長さを、実際の装着対象に対する外輪の嵌合長さと同一に設定することが容易になる。
(2) It is preferable that the thin portion has an inner diameter larger than that of the thick portion.
With such a configuration, the outer ring can be fitted only to the inner peripheral surface (fitting surface) of the thick portion of the measuring portion, and the axial length of the fitting surface in the thick portion can be calculated from the actual length. It becomes easy to set the same as the fitting length of the outer ring with respect to the mounting target.
(3)前記ベース部は、円環状に形成されるとともに、内周面の内径が前記嵌合面の内径と同一寸法に形成されていることが好ましい。
この構成によれば、ベース部の内周面を基準面として、測定部に嵌合されたシェル形針状ころ軸受の各種寸法、例えば外輪の内径等を測定することができる。
(3) It is preferable that the base portion is formed in an annular shape and the inner diameter of the inner peripheral surface is formed to be the same as the inner diameter of the fitting surface.
With this configuration, it is possible to measure various dimensions of the shell needle roller bearing fitted in the measurement unit, for example, the inner diameter of the outer ring, with the inner peripheral surface of the base unit as the reference plane.
本発明によれば、リングゲージを用いて測定したシェル形針状ころ軸受の内接円径と、実際の装着対象に装着したシェル形針状ころ軸受の内接円径との乖離を少なくすることができる。 According to the present invention, the deviation between the inscribed circle diameter of the shell needle roller bearing measured using the ring gauge and the inscribed circle diameter of the shell needle roller bearing actually mounted on the object is reduced. be able to.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。
図1は、十字軸継手を示す正面図(一部断面図)である。この十字軸継手10は、例えば車両の操舵車輪を操舵するための操舵装置に適用されており、コラムシャフトとインターミディエイトシャフトとの間、及びインターミディエイトシャフトとステアリングシャフトとの間等の、互いに連結される2本のシャフトの間に設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view (partially sectional view) showing a cross joint. The
十字軸継手10は、互いに連結される2本のシャフトのうち、一方のシャフトの端部に固定されるヨーク11と、他方のシャフトの端部に固定されるヨーク12と、各ヨーク11,12に取り付けられる針状ころ軸受13と、針状ころ軸受13に装着される十字軸14とを備えている。各ヨーク11,12は、炭素鋼等により形成され、二股状に形成されたアーム11a,12aを備えている。各アーム11a,12aには針状ころ軸受13を嵌合させるための軸受孔11b,12bが形成されている。
Of the two shafts connected to each other, the
十字軸14は、胴体部16と、この胴体部16の側面から四方へ十字状に突出した4つの軸部17とを有している。十字軸14は鋼製であり、胴体部16と4つの軸部17とは鍛造等により一体成形されている。そして、4本の軸部17にぞれぞれ針状ころ軸受13が装着される。
The
図2は、針状ころ軸受の断面図である。針状ころ軸受13は、シェル形針状ころ軸受であり、外輪21と、複数の針状ころ22とを有している。外輪21は、薄肉の鋼板をプレス加工することによって有底円筒形状に形成されている。具体的に、外輪21は、円筒形状の外輪本体24と、外輪本体24の軸方向の一端部を塞ぐ閉塞部25とを有している。外輪本体24の内周には、軌道面24aが形成されている。外輪本体24の軸方向他端部には、径方向内側に折り曲げられた折曲部26が形成されている。この折曲部26と閉塞部25とによって外輪21の内部に配置された針状ころ22の軸方向の位置が保持される。
FIG. 2 is a sectional view of the needle roller bearing. The
針状ころ22は、軸受鋼等によって形成されており、その外周面22aが転動面とされている。複数の針状ころ22は、外輪本体24の軌道面24aに沿って周方向に並べて配列され、当該軌道面24a上を転動する。また、図1に示すように、複数の針状ころ22の内側には十字軸14の軸部17が挿入される。複数の針状ころ22は、軸部17の外周面17aを軌道面として当該軌道面17a上を転動する。
The
シェル形針状ころ軸受13は、ヨーク11,12の軸受孔11b,12bに嵌合されることによって、複数の針状ころ22に内接する円の直径、すなわち内接円径D0の寸法精度が得られる設計となっている。そのため、シェル形針状ころ軸受13の製造段階において、ヨーク等の製品(装着対象)を想定したリングゲージと呼ばれる治具にシェル形針状ころ軸受13を嵌合し、その内接円径D0を測定することによってシェル形針状ころ軸受13の寸法精度が管理されるようになっている。
The shell-shaped
図3は、本発明の一実施形態に係るリングゲージの一部断面図である。
本実施形態のリングゲージ31は、ヨーク11,12と比較して硬度が高い工具鋼等によって形成され、測定部32と、ベース部33とを備えている。測定部32は、円筒形状に形成されている。測定部32の軸方向一方側には、より径方向に厚く形成された厚肉部41が設けられ、他方側には、より径方向に薄く形成された薄肉部42が形成されている。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the ring gauge according to the embodiment of the present invention.
The
厚肉部41の外径と薄肉部42の外径とは同一寸法に形成されている。したがって、測定部32は、一定の外径D1を有している。また、厚肉部41の内径D2は、薄肉部42の内径D3よりも小さい。厚肉部41の内周面41aと薄肉部42の内周面42aとの境界には段部43が形成されている。厚肉部41の内周面41aは、シェル形針状ころ軸受13の外輪21を嵌合させる嵌合面とされている。
The outer diameter of the
図4にも示すように、この嵌合面41aの軸方向の長さL1は、シェル形針状ころ軸受13が嵌合されるヨーク11,12の軸受孔11b,12b(図1参照)の軸方向長さ(外輪21の嵌合長さ)と同一であり、シェル形針状ころ軸受13の外輪21の軸方向の長さL2よりも短く形成されている。なお、軸受孔11b,12bの軸方向の長さが一定ではなく周方向に変化しているような場合には、その軸方向の長さの平均値と同一となるように、嵌合面41aの長さL1が設定される。
As shown in FIG. 4, the axial length L1 of the
シェル形針状ころ軸受13は、閉塞部25の外面が厚肉部41の軸方向の一端面と面一となるように厚肉部41に嵌合される。この場合、薄肉部42の内周面42aは、厚肉部41に嵌合された外輪21には接触せず、外輪21との間に隙間Sが形成される。ただし、シェル形針状ころ軸受13は、閉塞部25の外面が厚肉部41の軸方向一端面と面一にならないように厚肉部41に嵌合される場合もあり得る。
The shell
嵌合面41aの内径D2は、ヨーク11,12の軸受孔11b,12bの内径と同一とされている。したがって、針状ころ22を組み込んだ外輪21を厚肉部41に嵌合させることによって、軸受孔11b,12bに外輪21を嵌合させたときと同じ状態を形成することができる。そして、測定部32の厚肉部41に外輪21を嵌合させた状態で複数の針状ころ22の内接円径D0を測定することで、シェル形針状ころ軸受13の寸法精度が評価される。
The inner diameter D2 of the
具体的に、シェル形針状ころ軸受13の内接円径D0は、図3に示すように、シェル形針状ころ軸受13にピンゲージ35を挿入することによって測定される。ピンゲージ35は、例えば1μm単位で外径が異なるものが複数準備され、所定の条件でピンゲージ35をシェル形針状ころ軸受13に挿入することができた場合に、そのピンゲージ35の外径を内接円径D0として測定する。
Specifically, the inscribed circle diameter D0 of the shell
ベース部33は、円環状に形成され、測定部32の薄肉部42に隣接して測定部32と同心状に設けられている。ベース部33の軸方向の長さL3は、測定部32の軸方向の長さL4と略同一とされていてもよいし、略同一でなくてもよい。ベース部33の外径D4は、測定部32の外径D1よりも大きく形成されている。したがって、ベース部33は、測定部32よりも径方向外方へ突出している。ベース部33は、軸方向の長さL3よりも径方向の肉厚が大きくなるように形成されている。
The
ベース部33の内径D5は、測定部32における厚肉部41の内径D2と同一寸法とされている。ベース部33の内周面33aと測定部32の薄肉部42の内周面との境界には段部44が形成されている。したがって、リングゲージ31は、内周面の軸方向の中間部に周方向に沿った凹溝45が形成された形態となっている。ベース部33の内周面33aは、嵌合面41aと同一の寸法精度で加工される。そして、ベース部33の内周面33aは、測定部32に嵌合された針状ころ軸受13の各種寸法を測定するための基準面とされる。例えば、外輪21の軌道面24aの内径や母線形状がベース部33の内周面33aを基準として測定される。
The inner diameter D5 of the
ベース部33の外周面33bには滑り止め用のローレット加工が施されている。ベース部33は、測定部32よりも大径であり、測定部32から径方向に突出しているので、リングゲージ31を取り扱う際の把持部として好適に利用することができる。
また、ベース部33は、リングゲージ31に所定の荷重を与えるためのウエイトとしても機能している。本実施形態では、測定部32に針状ころ軸受13を嵌合した状態で、針状ころ軸受13に外径の異なる複数のピンゲージ35を順次挿入していき、複数の針状ころ22にピンゲージ35が接触した状態で、ベース部33の荷重によってピンゲージ35から針状ころ軸受13が抜け落ちない場合と抜け落ちた場合との境界で用いられたピンゲージ35の外径を針状ころ軸受13の内接円径D0として測定するようになっている。
The outer
Further, the
測定部32は、ヨーク11,12の軸受孔11b,12bに針状ころ軸受13を嵌合させたときのヨーク11,12の拡径量と、測定部32に針状ころ軸受13を嵌合させたときの拡径量とが略同一となるように、径方向の剛性が設定されている。すなわち、測定部32は、ヨーク11,12等の装着対象と略同一の径方向の剛性を有している。具体的には、ヨーク11,12の軸受孔11b,12bに針状ころ軸受13を嵌合したときにヨーク11,12に付与される径方向の負荷と、その負荷によるヨーク11,12の拡径量とを解析により求め、その拡径量と同一の量で測定部32が拡径するように測定部32の肉厚等が解析により求められる。
The measuring
このように、測定部32は、針状ころ軸受13を嵌合させたときに、実際の装着対象に針状ころ軸受13を嵌合させたときの拡径量と略同一の量で拡径するため、測定部32に嵌合させた状態で測定した針状ころ軸受13の内接円径D0と、装着対象に針状ころ軸受13を嵌合させたときの内接円径D0との乖離を小さくすることができる。そのため、十字軸継手10のヨーク11,12に針状ころ軸受13を嵌合し、針状ころ軸受13の内部に十字軸14の軸部17を挿入したときに、軸部17と針状ころ22との間に大きな隙間が生じることによって十字軸継手10にガタが生じるのを防止することができる。特に、車両の操舵装置においては、十字軸継手10にガタがあるとステアリング操作に悪影響を及ぼすため、本実施形態におけるリングゲージ31を用いた寸法精度の管理がより有効である。
As described above, when the
ベース部33は、測定部32よりも径方向に厚く形成され、測定部32より剛性が高い。そのため、測定部32は、ベース部33の近傍においてベース部33の影響を受けて剛性が高まる傾向にある。しかし、本実施形態では、針状ころ軸受13が嵌合される厚肉部41とベース部33との間に薄肉部42が形成され、薄肉部42の剛性を厚肉部41よりも低下させることによって、ベース部33の剛性が厚肉部41に与える影響を可及的に小さくしている。
The
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において適宜変更できるものである。
例えば、測定部32の薄肉部42は、測定部32の外周面に凹溝を形成することによって構成してもよい。ただし、上記実施形態のように、測定部32の内周面に凹溝45を形成することによって薄肉部42を形成すると、厚肉部41の嵌合面41aの軸方向の長さを、実際の装着対象に対する外輪21の嵌合長さと同一寸法に設定し易くなるため、好適である。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be appropriately modified within the scope of the invention described in the claims.
For example, the
本発明の針状ころ軸受13の外輪21は、有底円筒形状(クローズエンドタイプ)に限らず、軸方向両端が開放した円筒形状(オープンエンドタイプ)のものであってもよい。
The
11:ヨーク(装着対象)、13:シェル形針状ころ軸受、21:外輪、22:針状ころ、22a:外周面、31:リングゲージ、32:測定部、33:ベース部、33a:内周面、41:厚肉部、41a:内周面(嵌合面)、42:薄肉部、D0:内接円径 11: Yoke (Mounting target), 13: Shell type needle roller bearing, 21: Outer ring, 22: Needle roller, 22a: Outer peripheral surface, 31: Ring gauge, 32: Measuring part, 33: Base part, 33a: Inner Peripheral surface, 41: thick part, 41a: inner peripheral surface (fitting surface), 42: thin part, D0: inscribed circle diameter
Claims (5)
前記測定部に対して軸方向に隣接して設けられ、前記測定部よりも外径及び重量の大きいベース部と、を備え、
前記測定部は、針状ころを組み込んだ前記外輪を前記嵌合面に嵌合させたときの前記測定部の拡径量が、前記外輪を実際の装着対象に嵌合させたときの前記装着対象の拡径量と同一となるような径方向の剛性を有している、シェル形針状ころ軸受用リングゲージ。 A cylindrical measuring part having a fitting surface on the inner circumference for fitting the outer peripheral surface of the outer ring in the shell needle roller bearing,
A base portion that is provided adjacent to the measuring portion in the axial direction and has a larger outer diameter and weight than the measuring portion,
The measuring unit has a diameter expansion amount of the measuring unit when the outer ring incorporating needle rollers is fitted to the fitting surface, and the mounting when the outer ring is fitted to an actual mounting target. A ring gauge for needle roller bearings with a radial rigidity that is the same as the target diameter expansion amount.
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