JP6704703B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両に搭載され、熱交換器によって温度調整のなされた空気を車室内へと送風して車室内の温度調整を行う車両用空調装置に関する。
従来から、車両に搭載される車両用空調装置は、送風機によって内外気を内部に空気通路を形成した空調ケースへと取り込み、冷却器であるエバポレータにより冷却された空気と、加熱器であるヒータコアにより加熱された空気とエアミックスドアを駆動させ前記空調ケース内で所望の混合比率に混合した後、例えば、前記空調ケースに設けられた複数の開口部から送風ダクトを通じて車室内へと送風することで温度及び湿度の調整が行われる。
本出願人は、冷風及び温風を所望の方向へと案内するガイド手段を有したエアミックスドアを備え、該エアミックスドアの制御作用下に高精度な送風温度の制御を行うことが可能な車両用空調装置を提案している(特許文献1参照)。
特開2005−35375号公報
本発明は、前記の提案に関連してなされたものであり、車室内への送風量を高精度に制御することで乗員の快適性をより一層向上させることが可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。
前記の目的を達成するために、本発明は、送風機と、送風機からの送風が内部に導入される空調ケースと、空調ケース内に配置され送風機からの送風を冷却する冷却器と、冷却器で冷却された冷風を加熱する加熱器と、加熱器が配置される温風通路と加熱器を迂回して形成されるバイパス通路とを有し、温風通路の下流とバイパス通路の下流とが合流する車両用空調装置において、
冷却器と加熱器との間に配置され、温風通路とバイパス通路への送風量の割合を調整するエアミックスドアを有し、
エアミックスドアは、回転軸に対して径方向外側へと延在した2枚の遮蔽板からなるバタフライドアであり、エアミックスドアは温風通路とバイパス通路にそれぞれ設けられ、
バイパス通路を開閉するエアミックスドアは、送風を遮蔽する遮蔽板と、
遮蔽板の回動中心となる回転軸と、
遮蔽板の外縁部に設けられ空調ケースと当接するシール部と、
遮蔽板に立設し回転軸と平行に延在して送風をガイドするガイド壁と、
を有し、
バタフライドアが空調ケースへと着座した全閉時から開放側へ回動する際、送風方向の下流側へと回動する一方の遮蔽板には、全閉時の上流側となる面にガイド壁が形成され、
ガイド壁は、遮蔽板の延在方向において回転軸とシール部との中間位置よりもシール部寄りのみ板状に形成されると共に、全開時に温風通路側に向かって立設しており、
ガイド壁の厚さ方向において、遮蔽板側となる基部に対して回転軸側の端が高くなるように段付状に形成されることを特徴とする。
本発明によれば、空調ケースの内部において、温風通路とバイパス通路への送風量の割合を調整するためのエアミックスドアが冷却器と加熱器との間に設けられ、このエアミックスドアは、送風を遮蔽する遮蔽板に対して立設し回動中心となる回転軸と平行に延在したガイド壁を有し、ガイド壁は、その厚さ方向において、遮蔽板側となる基部に対して先端側が薄く形成されている。
従って、エアミックスドアが通路の開口部を遮蔽した全閉状態から回動し始めた際、その開度が小さい状態においても空調ケースとの間で開口する隙間がガイド壁を設けることで急激に広がってしまうことが好適に防止される。
その結果、エアミックスドアを全閉状態から回動させ始めた際、その隙間を通過する冷風の送風量が急激に増加してしまうことを防止できるため、車室内への送風量をリニアに増加させることが可能となるため、送風量の急激な変化に起因した不快感を感じることがなく、乗員の快適性をより一層高めることができる。
また、ガイド壁は、遮蔽板からの高さが異なる段付状に形成され、シール部側よりも回転軸側が高く形成されることで、エアミックスドアが全閉時から開放側へと回動する際、その開度が小さいときはガイド壁の先端部と段付状の頂部とを結ぶ仮想線が送風方向と略平行となるため、ガイド壁が必要以上に送風量を制限してしまうことがなく、一方、エアミックスドアの開度が大きくなるとガイド壁が送風方向に対して略直交する方向に近づいてくるため送風量を効果的に抑制することが可能となる。
また、ガイド壁を、回転軸と平行に延在させると共に、シール部側よりも回転軸側の遮蔽板からの高さが高くなるように先端を断面円弧状に形成するとよい。
さらに、本発明は、送風機と、送風機からの送風を内部に導入する空調ケースと、空調ケース内に配置され送風機からの送風を冷却する冷却器と、冷却器で冷却された冷風を加熱する加熱器と、加熱器が配置される温風通路と加熱器を迂回して形成される冷風バイパス通路を有し、温風通路の下流と冷風バイパス通路の下流とが合流する車両用空調装置において、
冷却器と加熱器との間に配置され、温風通路と冷風バイパス通路への送風量の割合を調整するエアミックスドアを有し、
エアミックスドアは、回転軸に対して径方向外側へと延在した2枚の遮蔽板からなるバタフライドアであり、エアミックスドアは温風通路と冷風バイパス通路にそれぞれ設けられ、
冷風バイパス通路を開閉するエアミックスドアは送風を遮蔽する遮蔽板と、
遮蔽板の回動時に中心となる回転軸と、
遮蔽板の先端に設けられ空調ケースと当接するシール部と、
遮蔽板に立設し送風をガイドすると共に回転軸と平行に延在する第1ガイド壁と、
第1ガイド壁よりも回転軸側に隣接し、且つ、平行に延在して形成されると共に第1ガイド壁よりも遮蔽板からの高さが高く形成された第2ガイド壁と、
を有し、
バタフライドアが空調ケースへと着座した全閉時から開放側へ回動する際、送風方向の下流側へと回動する一方の遮蔽板には、全閉時の上流側となる面に第1ガイド壁及び第2ガイド壁が形成され、
第1ガイド壁及び第2ガイド壁は、遮蔽板の延在方向において回転軸とシール部との中間位置よりもシール部寄りに形成されると共に、全開時に温風通路側に向かって立設していることを特徴とする。
本発明によれば、以下の効果が得られる。
すなわち、空調ケースの内部において、温風通路とバイパス通路への送風量の割合を調整するためのエアミックスドアが冷却器と加熱器との間に設けられ、このエアミックスドアは、送風を遮蔽する遮蔽板に対して立設し回動中心となる回転軸と平行に延在したガイド壁を有し、ガイド壁は、厚さ方向において、遮蔽板側となる基部に対して先端側が薄く形成されている。そのため、エアミックスドアが通路の開口部を遮蔽した全閉状態から回動し始めた際、その開度が小さい状態においても空調ケースとの間で開口する隙間がガイド壁を設けることで急激に広がってしまうことが好適に防止される。
その結果、エアミックスドアを全閉状態から回動させ始めた際、その隙間を通過する冷風の送風量が急激に増加してしまうことを防止できるため、車室内への送風量をリニアに増加させることができ、安定した送風を行うことで乗員の快適性をより一層高めることができる。
本発明の実施の形態に係る車両用空調装置の全体構成図である。 図2Aは、図1に示す車両用空調装置における第2エアミックスドアが全閉状態となった際の拡大断面図であり、図2Bは、第2エアミックスドアの上流面側から見た外観斜視図であり、図2Cは、図2Bに示す第2エアミックスドアを下流面側から見た外観斜視図である。 図3Aは、第2エアミックスドアが全閉状態から開き始めた状態を示す拡大断面図であり、図3Bは、図3Aの第2エアミックスドアがさらに開いた状態を示す拡大断面図である。 図4Aは、第1変形例に係るガイド壁を有した第2エアミックスドアを示す拡大断面図であり、図4Bは、第2変形例に係るガイド壁を有した第2エアミックスドアを示す拡大断面図である。
本発明に係る車両用空調装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図1において、参照符号10は、本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す。
この車両用空調装置10は、図1に示されるように、空気の各通路を構成する空調ケース12と、該空調ケース12の内部に配設され前記空気を冷却するエバポレータ(冷却器)14と、該空気を加熱するヒータコア(加熱器)16と、前記各通路内を流通する空気の流れを切り換えるドア機構18とを有する。なお、ドア機構18は、図示しない駆動部の駆動作用下にそれぞれ回動動作する。
空調ケース12は、例えば、車両の幅方向に分割可能に設けられ、その上方には、乗員の顔近傍に送風を行うベント送風口20と、該ベント送風口20と隣接し車両のフロントウィンドウ近傍に送風を行うデフロスタ送風口22とが開口している。また、空調ケース12の後方側(矢印A方向)には、下方に向かって開口した乗員の足元近傍に送風を行うフット送風口24が形成される。
一方、空調ケース12の内部には、前方側(矢印B方向)にエバポレータ14が収納されると共に、該エバポレータ14の下流側、すなわち、後方側(矢印A方向)にヒータコア16が収納される。そして、空調ケース12には、エバポレータ14の上流側となる位置に接続された図示しないダクトを通じて送風機から空気が導入され、前記エバポレータ14を通過することで空気が冷却され、一方、ヒータコア16を通過することで前記空気が加熱される。
また、空調ケース12における通路は、エバポレータ14の配置される冷風通路26と、該冷風通路26の下流側に形成されヒータコア16の配置される温風通路28と、前記冷風通路26の下流側において前記ヒータコア16を迂回するバイパス通路30とを含み、前記冷風通路26は、空調ケース12の略中央部において温風開口32を介して温風通路28と接続され、冷風開口34を介してバイパス通路30と接続されている。
ドア機構18は、エバポレータ14とヒータコア16との間に設けられ温風開口32を開閉する第1エアミックスドア36と、前記エバポレータ14の下流側においてバイパス通路30に設けられ冷風開口34を開閉する第2エアミックスドア(エアミックスドア)38と、ベント送風口20及びデフロスタ送風口22の送風状態を切り替える切替ドア40と、前記ベント送風口20から車室内への空気の送風量を調整するベントドア42と、温風通路28からフット送風口24への送風状態を調整するフットドア44とを有する。
第1エアミックスドア36は、例えば、回転軸46を中心として径方向外側へ互いに離間する方向に遮蔽板48が延在したバタフライドアである。また、第1エアミックスドア36の回転軸46は、空調ケース12の幅方向に沿って設けられ、その両端部が該空調ケース12の外壁部にそれぞれ回転自在に支持される。
そして、第1エアミックスドア36は、例えば、空調ケース12の外壁部から突出した回転軸46の一端部に図示しない駆動源と接続され、その駆動力が伝達されることで所定角度だけ回動する。
この第1エアミックスドア36は、その上端部及び下端部が空調ケース12の内壁面に当接した全閉状態から、前記上端部がエバポレータ14側、前記下端部がヒータコア16側に接近するように回動する。これにより、空調ケース12内において温風開口32が開放され、エバポレータ14の下流側の冷風通路26とヒータコア16の上流側となる温風通路28とが連通状態となり、前記冷風通路26から前記温風通路28へと所定流量で空気が流通する。
第2エアミックスドア38は、図1〜図2Cに示されるように、例えば、第1エアミックスドア36と同様に、回転軸50を中心として互いに離間する方向に2枚の遮蔽板52a、52bが延在したバタフライドアであり、空調ケース12の内部において前記第1エアミックスドア36の上方(矢印C方向)に設けられる。なお、以下の説明では、第2エアミックスドア38の全閉状態において、上流側となる冷風通路26に臨む面を上流面54とし、下流側となるバイパス通路30に臨む面を下流面56として説明する。
そして、第2エアミックスドア38は、空調ケース12の幅方向に沿って延在する回転軸50の両端部が該空調ケース12の外壁部にそれぞれ回転自在に支持される。
また、遮蔽板52a、52bの外縁部には、例えば、ゴム等の弾性材料からなるシール部58が設けられ、該シール部58は、前記遮蔽板52a、52bから離間する方向に所定幅だけ突出するように形成される。すなわち、シール部58は遮蔽板52a、52bの周りを取り囲むように設けられている。
さらに、第2エアミックスドア38には、その遮蔽板52aの上流面54に対して立設したガイド壁60が設けられる。
このガイド壁60は、例えば、所定厚さを有した板状に形成され、遮蔽板52aに対して直交して所定高さだけ突出すると共に、回転軸50の軸方向(図2B中、矢印E方向)に沿った略中央部に所定幅で形成される。また、ガイド壁60は、遮蔽板52a側となる基部62と、該基部62に対して先端側となり段付状で薄く形成された先端部64とからなる。この先端部64は、例えば、基部62に対して約半分の厚さで形成され、該基部62に対して回転軸50とは反対側となるシール部58側が切り欠かれた形状となる。
なお、第2エアミックスドア38には、図2B及び図2Cに示されるように、上述したガイド壁60以外に上流面54及び/又は下流面56に別のガイド壁60a〜60fを適宜設けるようにしてもよい。
そして、第2エアミックスドア38は、例えば、空調ケース12の外壁部に突出した回転軸50の一端部に、図示しない駆動源が接続され、その回転駆動力が伝達されることで所定角度だけ回動する。
詳細には、第2エアミックスドア38は、その一端部及び他端部のシール部58が空調ケース12の内壁面にそれぞれ当接した全閉状態(図2A参照)から、前記一端部が下方(矢印D方向)、前記他端部が上方(矢印C方向)となるように反時計回りに回動する。これにより、空調ケース12内において、冷風開口34が開放されることで図1に示されるエバポレータ14の下流側に形成された冷風通路26とヒータコア16を迂回するバイパス通路30とが連通状態となり、前記冷風通路26から前記バイパス通路30へと所定流量で空気が流通する。
この際、第2エアミックスドア38は、図1に示される全開状態において上方(矢印C方向)に向かって鈍角で傾斜した一組の遮蔽板52a、52bから構成されているため、エバポレータ14側から下流側へと流通する空気を、ベント送風口20の開口した上方(矢印C方向)へと好適に導くことができる。
切替ドア40は、図1に示されるように、空調ケース12に対して軸支された回転軸に対して径方向外側に一枚の遮蔽板が延在した片持ち構造で形成され、その回動作用下にベント送風口20とデフロスタ送風口22の開口状態を切り替えている。
ベントドア42は、切替ドア40とベント送風口20との間に設けられ、その回動作用下に前記ベント送風口20を通じて車室内へと供給される送風量を調整している。また、フットドア44は、フット送風口24と連通したフット送風通路の開口部に設けられ、その回動作用下に前記フット送風口24とヒータコア16の下流側との連通状態を切り替える。
本発明の実施の形態に係る車両用空調装置10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
先ず、車室内へ冷風を供給する冷房運転を行う場合には、図示しない乗員の操作に基づいて、第1エアミックスドア36が全閉状態となり冷風通路26と温風通路28との連通が遮断され、且つ、第2エアミックスドア38が全開状態となり、前記冷風通路26とバイパス通路30とが冷風開口34を通じて連通した状態となる。また、図1に示される切替ドア40がデフロスタ送風口22側へと回動し、ベント送風口20とバイパス通路30とを連通させた状態とする。
これにより、図示しない送風機から空調ケース12へと供給されエバポレータ14によって冷却された空気が、冷風通路26からバイパス通路30を通じて開口したベント送風口20へと流通し、車室内における乗員の顔近傍へと送風される。
次に、上述した冷房運転から暖房運転へと切り換える場合について説明する。この場合、図示しない乗員の操作に基づき、第1エアミックスドア36を全閉状態から回動させ冷風通路26と温風通路28とを連通させると共に、第2エアミックスドア38を回動させ全閉状態とすることで冷風通路26とバイパス通路30の連通を遮断する。
これにより、エバポレータ14によって冷却された空気が、冷風通路26から温風通路28を経てヒータコア16へと供給され、該ヒータコア16を通過することで加熱された温風が、例えば、フットドア44の回動作用下に開放されたフット送風口24を通じて車室内における乗員の足元近傍へと送風される。
最後に、車室内における乗員の顔近傍へ冷風を送風し、前記乗員の足元近傍へ温風を送風するバイレベルモードの場合について説明する。
先ず、図示しない乗員の操作によって第1エアミックスドア36を介して冷風通路26と温風通路28とが連通し、且つ、図3Aに示されるように、第2エアミックスドア38が全閉状態から反時計回りに回動することでシール部58が空調ケース12の内壁面から離間するように開き始め、そのガイド壁60と空調ケース12の内壁面との間に生じた隙間Fを介して冷風通路26とバイパス通路30とが連通する。
これにより、エバポレータ14を通過して冷却された冷風の一部が、第2エアミックスドア38のガイド壁60と空調ケース12との間の隙間Fを通じてバイパス通路30へと流通した後、ベント送風口20から乗員の顔近傍へと送風される。また同時に、残りの冷風が温風通路28からヒータコア16を通過し、フット送風口24から乗員の足元近傍へと送風される。
この際、図3A及び図3Bに示されるように、第2エアミックスドア38が全閉状態から開き始めた際、上流面54側に設けられたガイド壁60によって空調ケース12の内壁面との間の隙間Fが急激に広くなることがないように制御されるため、上流側となる冷風通路26から下流側となるバイパス通路30へと流れる冷風の送風量が急激に増加してしまうことが防止される。
詳細には、第2エアミックスドア38の開き始めでは、図3Aに示されるように、ガイド壁60の先端部64と基部62の頂部とを結ぶ仮想線L(図3A参照)が送風方向と略平行となるため、冷風の送風量が必要以上に制限されてしまうことがなく、一方、図3Bに示されるように、第2エアミックスドア38がさらに開いていくことで、ガイド壁60が送風方向に対して略直交していくことで前記送風量が好適に抑制される。
以上のように、本実施の形態では、車両用空調装置10においてドア機構18を構成する第2エアミックスドア38には、全閉時に上流側となる遮蔽板52aの上流面54に対して立設したガイド壁60を設け、該ガイド壁60の高さが厚さ方向において異なるよう形成することで、前記第2エアミックスドア38が全閉状態から回動し始め、その開度が小さい状態においても空調ケース12の内壁面との間で開口する隙間Fが急激に広がるのを防止することができる。
その結果、第2エアミックスドア38を全閉状態から回動させた際、隙間Fを通過する冷風の送風量が急激に増加してしまうことを防止できるため、車室内への送風量をリニアに増加させることが可能となり、安定した送風を行うことで乗員の快適性をより一層高めることができる。
また、第2エアミックスドア38が全閉時から開放側へ回動する際、その開度が小さいときはガイド壁60の先端部64と基部62の頂部とを結ぶ仮想線Lが送風方向と略平行となるため、前記ガイド壁60が必要以上に冷風の送風量を制限してしまうことがなく、一方、前記第2エアミックスドア38の開度が大きくなると前記ガイド壁60が送風方向と略直交する方向に近づいてくるため前記送風量を効果的に抑制することができる。
さらに、第2エアミックスドア38において、ガイド壁60を回転軸50とシール部58との中間位置よりも外縁部に設けられたシール部58側となるように配置することで、前記第2エアミックスドア38の回転時において前記ガイド壁60の移動量が大きいため、送風量の急激な増加をより一層効果的に抑制することができる。
さらにまた、ガイド壁60は、上述したように基部62と先端部64とからなる段付状である場合に限定されるものではなく、例えば、図4Aに示される第2エアミックスドア70のように、シール部58側となる先端が断面円弧状に形成されたガイド壁72を設けるようにしてもよいし、図4Bに示される第2エアミックスドア80のように、高さが異なり隣接した2枚の第1及び第2ガイド壁82、84を設けるようにしてもよい。すなわち、第2エアミックスドア70、80が全閉状態から開き始めた際、空調ケース12の内壁面との間に生じる隙間Fが急激に広くならないような断面形状を有していれば、特にその形状に限定されるものではない。
またさらに、図2B及び図2Cに示されるように、上述した第2エアミックスドア38における上流面54及び下流面56のそれぞれにガイド壁60、60a〜60fを設けるようにしてもよいし、前記上流面54のみに設けるようにしてもよい。
さらにまた、ガイド壁60、60a〜60fは、第2エアミックスドア38による冷風と温風との混合割合に応じ、例えば、図2B及び図2Cに示されるように、回転軸50の軸方向(矢印E方向)に対して傾斜させたり、高さ方向に対して斜めに傾斜させ形成したり適宜配置や形状を設定すると好適である。
またさらに、切替ドア40のような片持ち構造のドアに対してガイド壁を設けるようにしてもよい。
なお、本発明に係る車両用空調装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
10…車両用空調装置 12…空調ケース
14…エバポレータ 16…ヒータコア
18…ドア機構 26…冷風通路
28…温風通路 30…バイパス通路
38、70、80…第2エアミックスドア
48、52a、52b…遮蔽板 54…上流面
56…下流面 60、60a〜60f、72…ガイド壁
62…基部 64…先端部
82…第1ガイド壁 84…第2ガイド壁

Claims (2)

  1. 送風機と、該送風機からの送風が内部に導入される空調ケースと、該空調ケース内に配置され前記送風機からの送風を冷却する冷却器と、該冷却器で冷却された冷風を加熱する加熱器と、該加熱器が配置される温風通路と前記加熱器を迂回して形成されるバイパス通路とを有し、前記温風通路の下流と前記バイパス通路の下流とが合流する車両用空調装置において、
    前記冷却器と前記加熱器との間に配置され、前記温風通路と前記バイパス通路への送風量の割合を調整するエアミックスドアを有し、
    前記エアミックスドアは、回転軸に対して径方向外側へと延在した2枚の遮蔽板からなるバタフライドアであり、該エアミックスドアは前記温風通路と前記バイパス通路にそれぞれ設けられ、
    前記バイパス通路を開閉する前記エアミックスドアは、前記送風を遮蔽する前記遮蔽板と、
    前記遮蔽板の回動中心となる前記回転軸と、
    前記遮蔽板の外縁部に設けられ前記空調ケースと当接するシール部と、
    前記遮蔽板に立設し前記回転軸と平行に延在して前記送風をガイドするガイド壁と、
    を有し、
    前記バタフライドアが前記空調ケースへと着座した全閉時から開放側へ回動する際、前記送風方向の下流側へと回動する一方の遮蔽板には、前記全閉時の上流側となる面に前記ガイド壁が形成され、
    前記ガイド壁は、前記遮蔽板の延在方向において前記回転軸と前記シール部との中間位置よりも前記シール部寄りのみ板状に形成されると共に、全開時に前記温風通路側に向かって立設しており、
    前記ガイド壁の厚さ方向において、前記遮蔽板側となる基部に対して前記回転軸側の端が高くなるように段付状に形成されることを特徴とする車両用空調装置。
  2. 送風機と、該送風機からの送風を内部に導入する空調ケースと、該空調ケース内に配置され前記送風機からの送風を冷却する冷却器と、該冷却器で冷却された冷風を加熱する加熱器と、該加熱器が配置される温風通路と前記加熱器を迂回して形成される冷風バイパス通路を有し、前記温風通路の下流と前記冷風バイパス通路の下流とが合流する車両用空調装置において、
    前記冷却器と前記加熱器との間に配置され、前記温風通路と前記冷風バイパス通路への送風量の割合を調整するエアミックスドアを有し、
    前記エアミックスドアは、回転軸に対して径方向外側へと延在した2枚の遮蔽板からなるバタフライドアであり、該エアミックスドアは前記温風通路と前記冷風バイパス通路にそれぞれ設けられ、
    前記冷風バイパス通路を開閉する前記エアミックスドアは前記送風を遮蔽する前記遮蔽板と、
    前記遮蔽板の回動時に中心となる前記回転軸と、
    前記遮蔽板の先端に設けられ前記空調ケースと当接するシール部と、
    前記遮蔽板に立設し前記送風をガイドすると共に前記回転軸と平行に延在する第1ガイド壁と、
    前記第1ガイド壁よりも前記回転軸側に隣接し、且つ、平行に延在して形成されると共に前記第1ガイド壁よりも前記遮蔽板からの高さが高く形成された第2ガイド壁と、
    を有し、
    前記バタフライドアが前記空調ケースへと着座した全閉時から開放側へ回動する際、前記送風方向の下流側へと回動する一方の遮蔽板には、前記全閉時の上流側となる面に前記第1ガイド壁及び前記第2ガイド壁が形成され、
    前記第1ガイド壁及び前記第2ガイド壁は、前記遮蔽板の延在方向において前記回転軸と前記シール部との中間位置よりも前記シール部寄りに形成されると共に、全開時に前記温風通路側に向かって立設していることを特徴とする車両用空調装置。
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