JPH0599146A - 流体機械用ピストン及びその製造方法 - Google Patents
流体機械用ピストン及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH0599146A JPH0599146A JP3259356A JP25935691A JPH0599146A JP H0599146 A JPH0599146 A JP H0599146A JP 3259356 A JP3259356 A JP 3259356A JP 25935691 A JP25935691 A JP 25935691A JP H0599146 A JPH0599146 A JP H0599146A
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- JP
- Japan
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- piston
- resin
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- Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】シリンダボアとの摺動間隙を常に高精度に維持
するとともに、軽量化された流体機械用ピストンを創出
する。 【構成】ピストンロッド１３が係合される金属製連結部
２０と、この連結部２０を鋳ぐるむ樹脂製ピストン本体
部３０とからなる。
するとともに、軽量化された流体機械用ピストンを創出
する。 【構成】ピストンロッド１３が係合される金属製連結部
２０と、この連結部２０を鋳ぐるむ樹脂製ピストン本体
部３０とからなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧縮機やポンプ等の流
体機械に用いられるピストンと、そのピストンの製造方
法とに関する。
体機械に用いられるピストンと、そのピストンの製造方
法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】流体機械、例えば、車両用空調装置等に
供されている往復動型圧縮機では、ピストンがピストン
ロッドに係合されてシリンダボア内を往復動する際、そ
の摺動間隙を介して圧縮ガスが漏洩するのを防止するた
め、金属製ピストン本体部の外周部にピストンリングが
嵌装されている。このピストンリングは耐熱、耐摩耗性
に優れた合成樹脂で製作され、一般にはカット形のもの
が多用されている。そして、リング溝に嵌装された状態
の上記ピストンリングは、その内周面及び両側面がリン
グ溝と所定の間隙を保持するように設定されており、ピ
ストンの往復動時に、上記間隙を介して作用するガス圧
力によってピストンリングは外方に押し広げられ、シリ
ンダボアの内周面と気密的に摺接するよう構成されてい
る。
供されている往復動型圧縮機では、ピストンがピストン
ロッドに係合されてシリンダボア内を往復動する際、そ
の摺動間隙を介して圧縮ガスが漏洩するのを防止するた
め、金属製ピストン本体部の外周部にピストンリングが
嵌装されている。このピストンリングは耐熱、耐摩耗性
に優れた合成樹脂で製作され、一般にはカット形のもの
が多用されている。そして、リング溝に嵌装された状態
の上記ピストンリングは、その内周面及び両側面がリン
グ溝と所定の間隙を保持するように設定されており、ピ
ストンの往復動時に、上記間隙を介して作用するガス圧
力によってピストンリングは外方に押し広げられ、シリ
ンダボアの内周面と気密的に摺接するよう構成されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した樹
脂製ピストンリングは、その量産段階で筒状成形体から
切り出されるため熱変形しやすく、また、ピストンリン
グをリング溝に嵌装させる際にも外径寸法に微妙な変化
を起こしやすい。しかも成形後のピストンリングは至っ
て剛性が低く、切削による精度調整もきわめて困難なた
め、シリンダボア内周面との摺動間隙にかなりのばらつ
きを生じ、圧縮圧力がピストンリングを充分に拡開しき
れない段階の封止性に特に問題がある。
脂製ピストンリングは、その量産段階で筒状成形体から
切り出されるため熱変形しやすく、また、ピストンリン
グをリング溝に嵌装させる際にも外径寸法に微妙な変化
を起こしやすい。しかも成形後のピストンリングは至っ
て剛性が低く、切削による精度調整もきわめて困難なた
め、シリンダボア内周面との摺動間隙にかなりのばらつ
きを生じ、圧縮圧力がピストンリングを充分に拡開しき
れない段階の封止性に特に問題がある。
【０００４】また、ピストン本体部外周面に樹脂をコー
ティングして、シリンダボアとの摺動間隙を調整する他
の従来例も知られているが、コーティングによって得ら
れる膜厚には当然に限界があり、切削加工による精度調
整は到底不可能なばかりか、かかるコーティング層は剥
離しやすいという欠点もある。そこで、本出願人は、特
願平１−５２７３０号において、ピストン本体部におけ
る外周面の環状のリング溝に、ピストン本体部よりも大
径の摺動部をもつ樹脂製ピストンリングを射出成形によ
り融着したピストンを提案した。この提案のピストンで
は、ピストン本体部のリング溝にピストンリングの摺動
部が融着されているため、ピストン本体部とピストンリ
ングとが一体的に結合される。このため、撓みや熱変形
などを伴うことなくピストンリングの外径寸法を高精度
に仕上げることが可能となり、シリンダボアとの摺動間
隙を高精度に保つことができる。また、切削加工時など
にピストンリングが遊動せず、高い耐久性が保障され
る。
ティングして、シリンダボアとの摺動間隙を調整する他
の従来例も知られているが、コーティングによって得ら
れる膜厚には当然に限界があり、切削加工による精度調
整は到底不可能なばかりか、かかるコーティング層は剥
離しやすいという欠点もある。そこで、本出願人は、特
願平１−５２７３０号において、ピストン本体部におけ
る外周面の環状のリング溝に、ピストン本体部よりも大
径の摺動部をもつ樹脂製ピストンリングを射出成形によ
り融着したピストンを提案した。この提案のピストンで
は、ピストン本体部のリング溝にピストンリングの摺動
部が融着されているため、ピストン本体部とピストンリ
ングとが一体的に結合される。このため、撓みや熱変形
などを伴うことなくピストンリングの外径寸法を高精度
に仕上げることが可能となり、シリンダボアとの摺動間
隙を高精度に保つことができる。また、切削加工時など
にピストンリングが遊動せず、高い耐久性が保障され
る。
【０００５】しかしながら、上記提案のピストンにおい
ても、金属製のピストン本体部がその容積のほとんどを
占めているため、軽量化にも限界がある。このため、こ
のピストンを流体機械に採用すれば、ピストンを支える
駆動系に作用する慣性力が大きく、動力損失の削減の障
害となっていた。本発明は、シリンダボアとの摺動間隙
を常に高精度に維持するとともに、軽量化された流体機
械用ピストンの創出を解決すべき技術課題とするもので
ある。
ても、金属製のピストン本体部がその容積のほとんどを
占めているため、軽量化にも限界がある。このため、こ
のピストンを流体機械に採用すれば、ピストンを支える
駆動系に作用する慣性力が大きく、動力損失の削減の障
害となっていた。本発明は、シリンダボアとの摺動間隙
を常に高精度に維持するとともに、軽量化された流体機
械用ピストンの創出を解決すべき技術課題とするもので
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の流体機械用ピス
トンは、上記課題を解決するため、ピストンロッドが係
合される金属製連結部と、該連結部を鋳ぐるむ樹脂製ピ
ストン本体部とからなるという新規な手段を採用してい
る。この流体機械用ピストンを製造する方法としては、
ピストンロッドと係合される前の金属製連結部を成形型
に装備し、この成形型内で樹脂を融着させることによ
り、その連結部を樹脂製ピストン本体部で鋳ぐるむ方法
を採用してもよく、ピストンロッドと係合された金属製
連結部を成形型に装備し、この成形型内で樹脂を融着さ
せることにより、その連結部を樹脂製ピストン本体部で
鋳ぐるむ方法を採用することもできる。ピストンロッド
と係合された後の金属製連結部を成形型に装備してから
樹脂製ピストン本体部で鋳ぐるむ方法が好ましい。
トンは、上記課題を解決するため、ピストンロッドが係
合される金属製連結部と、該連結部を鋳ぐるむ樹脂製ピ
ストン本体部とからなるという新規な手段を採用してい
る。この流体機械用ピストンを製造する方法としては、
ピストンロッドと係合される前の金属製連結部を成形型
に装備し、この成形型内で樹脂を融着させることによ
り、その連結部を樹脂製ピストン本体部で鋳ぐるむ方法
を採用してもよく、ピストンロッドと係合された金属製
連結部を成形型に装備し、この成形型内で樹脂を融着さ
せることにより、その連結部を樹脂製ピストン本体部で
鋳ぐるむ方法を採用することもできる。ピストンロッド
と係合された後の金属製連結部を成形型に装備してから
樹脂製ピストン本体部で鋳ぐるむ方法が好ましい。
【０００７】上記樹脂としては、フッ素樹脂、とくにポ
リテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）を用いるのが好適
である。また、この樹脂は、ピストン本体部とほぼ等し
い線膨張係数であることが好ましい。ピストンリングの
リング溝への融着は、上記樹脂の射出成形、上記樹脂の
粉末の焼結等により行なうことができる。
リテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）を用いるのが好適
である。また、この樹脂は、ピストン本体部とほぼ等し
い線膨張係数であることが好ましい。ピストンリングの
リング溝への融着は、上記樹脂の射出成形、上記樹脂の
粉末の焼結等により行なうことができる。
【０００８】
【作用】本発明の流体機械用ピストンでは、金属製連結
部にピストンロッドが係合され、この連結部を鋳ぐるん
だ樹脂製ピストン本体部がボア内を往復動する。したが
って、樹脂製ピストン本体部が金属製連結部を内包して
両者が一体とされているため、樹脂製ピストン本体部の
成形により撓みや熱変形などを伴うことなくピストンの
外径寸法を高精度に仕上げることが可能となり、シリン
ダボアとの摺動間隙を高精度に保つことができる。
部にピストンロッドが係合され、この連結部を鋳ぐるん
だ樹脂製ピストン本体部がボア内を往復動する。したが
って、樹脂製ピストン本体部が金属製連結部を内包して
両者が一体とされているため、樹脂製ピストン本体部の
成形により撓みや熱変形などを伴うことなくピストンの
外径寸法を高精度に仕上げることが可能となり、シリン
ダボアとの摺動間隙を高精度に保つことができる。
【０００９】また、このピストンにおいては、樹脂製ピ
ストン本体部がその容積のほとんどを占めているため、
従来のものと比較して軽量化されている。なお、このピ
ストンにおいては、樹脂製ピストン本体部がピストンの
外郭の全てをなし、連結部の係合部のみの精密加工及び
樹脂製ピストン本体部の精密成形を行えばピストンの高
精度が保障されるため、従来のように金属製ピストン本
体部外周の精密加工を行う必要がなく、製造工程が簡素
化される。
ストン本体部がその容積のほとんどを占めているため、
従来のものと比較して軽量化されている。なお、このピ
ストンにおいては、樹脂製ピストン本体部がピストンの
外郭の全てをなし、連結部の係合部のみの精密加工及び
樹脂製ピストン本体部の精密成形を行えばピストンの高
精度が保障されるため、従来のように金属製ピストン本
体部外周の精密加工を行う必要がなく、製造工程が簡素
化される。
【００１０】この流体機械用ピストンを製造する方法と
して、ピストンロッドと係合された後の金属製連結部を
成形型に装備してから樹脂製ピストン本体部で鋳ぐるめ
ば、連結部をかしめ等によりピストンロッドと係合させ
る際に生じる不可避の微小変形が、変形後に連結部を鋳
ぐるむ樹脂製ピストン本体部で全て吸収され、その微小
変形がピストンの精度を全く損なわない。
して、ピストンロッドと係合された後の金属製連結部を
成形型に装備してから樹脂製ピストン本体部で鋳ぐるめ
ば、連結部をかしめ等によりピストンロッドと係合させ
る際に生じる不可避の微小変形が、変形後に連結部を鋳
ぐるむ樹脂製ピストン本体部で全て吸収され、その微小
変形がピストンの精度を全く損なわない。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を図面を参
照しつつ説明する。図１は揺動斜板型圧縮機の要部のみ
を略示したもので、図中、１０はシリンダブロック、１
１はシリンダボアで、該シリンダボア１１内にはピスト
ン１２が配設され、該ピストン１２はピストンロッド１
３を介して図示しない揺動板と連設されている。ピスト
ン１２は、金属製連結部２０と、樹脂製ピストン本体部
３０とから構成されている。
照しつつ説明する。図１は揺動斜板型圧縮機の要部のみ
を略示したもので、図中、１０はシリンダブロック、１
１はシリンダボアで、該シリンダボア１１内にはピスト
ン１２が配設され、該ピストン１２はピストンロッド１
３を介して図示しない揺動板と連設されている。ピスト
ン１２は、金属製連結部２０と、樹脂製ピストン本体部
３０とから構成されている。
【００１２】連結部２０はアルミニウム合金からなる。
この連結部２０では、円板部２１から軸方向に筒状にか
しめ部２２が隆起されており、かしめ部２２にピストン
ロッド１３の球面部１３ａがかしめられている。樹脂製
ピストン本体部３０は、かしめ部２２を除いて連結部２
０を鋳ぐるんでおり、シリンダボア１１内を往復動可能
な外形に形成されている。
この連結部２０では、円板部２１から軸方向に筒状にか
しめ部２２が隆起されており、かしめ部２２にピストン
ロッド１３の球面部１３ａがかしめられている。樹脂製
ピストン本体部３０は、かしめ部２２を除いて連結部２
０を鋳ぐるんでおり、シリンダボア１１内を往復動可能
な外形に形成されている。
【００１３】上記ピストン１２は、図２に示すように、
キャビティ４１が形成された射出成形用金型４０、４０
を使用し、未だピストンロッド１３の球面部１３ａがか
しめ部２２でかしめられていない連結部２０ａをキャビ
ティ４１内に装備し、ピストン本体部用のキャビティ４
１にポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）８０重量
％、カーボン繊維１０重量％、エコノール１０重量％か
らなる材料を射出成形して、キャビティ４１にこの材料
を充填固化させることにより形成した。そして、揺動斜
板型圧縮機の組付時、かしめ部２２をかしめることによ
り連結部２０とピストンロッド１３の球面部１３ａとを
係合し、図１に示す状態とされる。
キャビティ４１が形成された射出成形用金型４０、４０
を使用し、未だピストンロッド１３の球面部１３ａがか
しめ部２２でかしめられていない連結部２０ａをキャビ
ティ４１内に装備し、ピストン本体部用のキャビティ４
１にポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）８０重量
％、カーボン繊維１０重量％、エコノール１０重量％か
らなる材料を射出成形して、キャビティ４１にこの材料
を充填固化させることにより形成した。そして、揺動斜
板型圧縮機の組付時、かしめ部２２をかしめることによ
り連結部２０とピストンロッド１３の球面部１３ａとを
係合し、図１に示す状態とされる。
【００１４】このとき、かしめ部２２に作用する力が連
結部２０全体におよび、連結部２０には不可避の微小変
形が生じるが、この微小変形は連結部２０の周囲の樹脂
製ピストン本体部３０で緩和され、その微小変形がピス
トン１２の精度をさほど損なわない。このピストン１２
では、金属製の連結部２０にピストンロッド１３が係合
され、この連結部２０を鋳ぐるんだ樹脂製のピストン本
体部３０がシリンダボア１１内を往復動する。したがっ
て、ピストン本体部３０が連結部２０を内包して両者が
一体とされているため、筒状成形体から連続的に切り出
して量産されたピストンリングのように熱変形して外径
寸法が変化することもなく、シリンダボア１１の内周面
とピストン本体部３０の外周面との摺動間隙を常に高精
度に維持することができる。
結部２０全体におよび、連結部２０には不可避の微小変
形が生じるが、この微小変形は連結部２０の周囲の樹脂
製ピストン本体部３０で緩和され、その微小変形がピス
トン１２の精度をさほど損なわない。このピストン１２
では、金属製の連結部２０にピストンロッド１３が係合
され、この連結部２０を鋳ぐるんだ樹脂製のピストン本
体部３０がシリンダボア１１内を往復動する。したがっ
て、ピストン本体部３０が連結部２０を内包して両者が
一体とされているため、筒状成形体から連続的に切り出
して量産されたピストンリングのように熱変形して外径
寸法が変化することもなく、シリンダボア１１の内周面
とピストン本体部３０の外周面との摺動間隙を常に高精
度に維持することができる。
【００１５】また、このピストン１２においては、樹脂
製のピストン本体部３０がその容積のほとんどを占めて
おり、従来のピストンと比較して金属からなる部分が大
幅に削減されているため、極めて軽量化されている。な
お、このピストン１２においては、ピストン本体部３０
がピストン１２の外郭の全てをなし、連結部２０のかし
め部２２のみの精密加工及びピストン本体部３０の精密
成形を行えばピストン１２の高精度が保障されるため、
従来のように金属製ピストン本体部外周の精密加工を行
う必要がなく、製造工程が簡素化されている。
製のピストン本体部３０がその容積のほとんどを占めて
おり、従来のピストンと比較して金属からなる部分が大
幅に削減されているため、極めて軽量化されている。な
お、このピストン１２においては、ピストン本体部３０
がピストン１２の外郭の全てをなし、連結部２０のかし
め部２２のみの精密加工及びピストン本体部３０の精密
成形を行えばピストン１２の高精度が保障されるため、
従来のように金属製ピストン本体部外周の精密加工を行
う必要がなく、製造工程が簡素化されている。
【００１６】他方、図３に示すように、既にピストンロ
ッド１３の球面部１３ａとかしめにより係合された連結
部２０ｂを採用し、この連結部２０ｂをキャビティ５１
が形成された射出成形用金型５０、５０に装備してから
上記樹脂を射出することにより、連結部２０ｂをピスト
ン本体部３０で鋳ぐるむこともできる。こうすれば、か
しめによって生じた連結部２０ｂの不可避の微小変形が
射出により成形されるピストン本体部３０で全て吸収さ
れ、その微小変形がピストン１２の精度を全く損なうこ
とがない。
ッド１３の球面部１３ａとかしめにより係合された連結
部２０ｂを採用し、この連結部２０ｂをキャビティ５１
が形成された射出成形用金型５０、５０に装備してから
上記樹脂を射出することにより、連結部２０ｂをピスト
ン本体部３０で鋳ぐるむこともできる。こうすれば、か
しめによって生じた連結部２０ｂの不可避の微小変形が
射出により成形されるピストン本体部３０で全て吸収さ
れ、その微小変形がピストン１２の精度を全く損なうこ
とがない。
【００１７】なお、上記実施例では圧縮機用ピストンに
本発明を具体化したが、ポンプ用ピストンに本発明を適
用することもできる。
本発明を具体化したが、ポンプ用ピストンに本発明を適
用することもできる。
【００１８】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の流体機械
用ピストンでは、金属製連結部にピストンロッドが係合
され、この連結部を鋳ぐるんだ樹脂製ピストン本体部が
ボア内を往復動するため、シリンダボアとの摺動間隙を
高精度に保つことができる。したがって、このピストン
では、高い体積効率を確保することができる。
用ピストンでは、金属製連結部にピストンロッドが係合
され、この連結部を鋳ぐるんだ樹脂製ピストン本体部が
ボア内を往復動するため、シリンダボアとの摺動間隙を
高精度に保つことができる。したがって、このピストン
では、高い体積効率を確保することができる。
【００１９】また、このピストンにおいては、樹脂製ピ
ストン本体部がその容積のほとんどを占めているため、
極めて軽量化されている。このため、このピストンを流
体機械に採用すれば、ピストンを支える駆動系に作用す
る慣性力が小さく、動力損失の削減を図ることができ
る。さらに、このピストンにおいては、樹脂製ピストン
本体部がピストンの外郭の全てをなしているため、金属
製ピストン本体部外周の精密加工を行う必要がなく、製
造工程の簡素化を図ることができる。
ストン本体部がその容積のほとんどを占めているため、
極めて軽量化されている。このため、このピストンを流
体機械に採用すれば、ピストンを支える駆動系に作用す
る慣性力が小さく、動力損失の削減を図ることができ
る。さらに、このピストンにおいては、樹脂製ピストン
本体部がピストンの外郭の全てをなしているため、金属
製ピストン本体部外周の精密加工を行う必要がなく、製
造工程の簡素化を図ることができる。
【００２０】この流体機械用ピストンを製造する方法と
して、ピストンロッドと係合された後の金属製連結部を
成形型に装備してから樹脂製ピストン本体部で鋳ぐるめ
ば、連結部とピストンロッドとの係合時に生じる不可避
の微小変形によりピストンの精度が損なわれることは全
くない。
して、ピストンロッドと係合された後の金属製連結部を
成形型に装備してから樹脂製ピストン本体部で鋳ぐるめ
ば、連結部とピストンロッドとの係合時に生じる不可避
の微小変形によりピストンの精度が損なわれることは全
くない。
【図１】実施例のピストンを圧縮機の要部とともに示す
断面図である。
断面図である。
【図２】実施例のピストンの一製造過程を示す断面図で
ある。
ある。
【図３】他の実施例の一製造過程を示す断面図である。
【符号の説明】 １３…ピストンロッド ２０、２０ａ、２
０ｂ…連結部 １１…シリンダブロック ３０…ピストン本
体部 ４０、５０…射出成形用金型
０ｂ…連結部 １１…シリンダブロック ３０…ピストン本
体部 ４０、５０…射出成形用金型
Claims (2)
- 【請求項１】ピストンロッドが係合される金属製連結部
と、該連結部を鋳ぐるむ樹脂製ピストン本体部とからな
ることを特徴とする流体機械用ピストン。 - 【請求項２】ピストンロッドと係合された金属製連結部
を成形型に装備し、該成形型内で樹脂を融着させること
により、該連結部を樹脂製ピストン本体部で鋳ぐるむこ
とを特徴とする流体機械用ピストンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3259356A JPH0599146A (ja) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | 流体機械用ピストン及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3259356A JPH0599146A (ja) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | 流体機械用ピストン及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0599146A true JPH0599146A (ja) | 1993-04-20 |
Family
ID=17332978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3259356A Pending JPH0599146A (ja) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | 流体機械用ピストン及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0599146A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1022463A2 (en) | 1999-01-20 | 2000-07-26 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Piston for fluid machines |
| JP2003074467A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Tokico Ltd | 空気圧縮機 |
| KR20030097767A (ko) * | 2003-12-03 | 2003-12-31 | 장준수 | 자동차 에어콘용 압축기의 피스톤 및 그의 제작방법 |
| WO2007037061A1 (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-05 | Sanden Corporation | 揺動板式圧縮機 |
| JP2007315273A (ja) * | 2006-05-25 | 2007-12-06 | Sanden Corp | 往復動型圧縮機 |
| JP2008064115A (ja) * | 1997-09-24 | 2008-03-21 | Hitachi Ltd | 往復動型圧縮機 |
| WO2010126959A3 (en) * | 2009-04-30 | 2011-02-24 | Tsc Offshore Group Limited | Biaxial alignment assembly for force delivery device |
| EP2505837A1 (de) * | 2011-04-01 | 2012-10-03 | J.P. Sauer & Sohn Maschinenbau GmbH | Kolbenkompressor |
| JP2021110274A (ja) * | 2020-01-09 | 2021-08-02 | 株式会社日立産機システム | 圧縮機、ピストン、およびコンロッド |
-
1991
- 1991-10-07 JP JP3259356A patent/JPH0599146A/ja active Pending
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