KR102579704B1 - 차량용 공조장치 - Google Patents

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Abstract

콘솔 도어의 회전축과 케이스 부재 간의 틈을 원천적으로 봉쇄하여 페이스 벤트 측으로 공기가 역류하는 것을 방지한 차량용 공조장치가 개시된다. 차량용 공조장치는 출구 측에 디프로스트 벤트, 페이스 벤트 및 플로어 벤트가 형성되는 공조케이스를 포함하고, 상기 공조케이스 내부의 공기 일부를 차량 콘솔 측으로 안내하기 위한 콘솔 벤트가 구비되며, 상기 공조케이스에 회전 가능하게 구비되어 상기 콘솔 벤트 측으로 유동하는 공기량을 제어하는 콘솔 도어를 포함하며, 상기 콘솔 도어는 공조케이스에 회전 가능하게 연결되는 회전축 및 상기 회전축에서 연장 형성된 플랫부로 구성되고, 상기 플랫부에 형성되는 것으로 상기 회전축과 공조케이스 간의 틈을 커버하는 씰링부재를 구비하며, 상기 씰링부재는 플랫부에서 수직 방향으로 연장 형성된다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 실내의 후석 측으로 공기를 토출시키기 위한 콘솔 벤트를 구비하는 차량용 공조장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 공조장치는 외부의 공기를 실내로 도입하거나 실내의 공기를 순환시켜 가열 또는 냉각시킴으로써 실내를 난방 또는 냉방하는 장치로서, 공조 케이스의 내부에는 냉각작용을 위한 증발기와, 가열작용을 위한 히터코어 등이 구성되고, 증발기나 히터코어에 의해 냉각 또는 가열된 공기를 차량 실내의 각 부분으로 선택적으로 송풍한다.
도 1은 종래의 차량용 공조장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 종래의 차량용 공조장치를 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 차량용 공조장치(1)는 입구 측에 공기유입구(11)가 형성되고 출구 측에는 각각 모드 도어(16a,16b,16c)에 의하여 개도가 조절되는 디프로스트 벤트(12a), 페이스 벤트(12b) 및 플로어 벤트(12c,12d)가 설치된 공조케이스(10)와, 공조케이스(10)의 공기유입구(11)에 연결되어 내기 또는 외기를 송풍하는 송풍기(미도시)와, 공조케이스(10)에 내장되는 증발기(2) 및 히터코어(3)와, 증발기(2)와 히터코어(3)의 사이에 설치되며 히터코어(3)를 바이패스하는 냉풍유로(P1)와 히터코어(3)를 통과하는 온풍유로(P2)의 개도를 조절하는 온도조절도어(15)를 포함한다.
또한, 히터코어(3)의 후방측 온풍유로(P2)와 플로어 벤트(12c,12d)의 사이에는 격벽(17)이 형성되어 서로 구획되어 있다. 플로어 벤트(12c,12d)는 앞좌석용 플로어 벤트(12c)와 뒷좌석용 플로어 벤트(12d)로 분기된다. 아울러, 페이스 벤트(12b)는 차량 실내의 중앙측과 양측으로 각각 공기를 분할하여 토출할 수 있도록 센터 벤트(12f)와, 사이드 벤트(12g)로 분할 형성된다.
그리고, 앞좌석과 뒷좌석 간의 온도차 문제를 해소하기 위하여 플로어 벤트(12c,12d)의 후방에는 차량 실내의 중앙부인 콘솔박스 측으로 공조 공기를 공급하는 콘솔 벤트(12e)가 구비된다. 콘솔 벤트(12e)는 토출 공기 중 일부를 콘솔박스 측으로 가이드하며, 이 가이드 된 공기에 의해 차량 뒷좌석 공간이 냉방 및 난방된다. 콘솔 벤트(12e)의 입구 측에는 콘솔 벤트(12e)로의 공기 유동량을 제어하는 콘솔 도어(16d)가 구비된다.
차량용 공조장치(1)는 최대냉방모드가 가동될 경우, 온도조절도어(15)가 냉풍유로(P1)를 개방함과 아울러 온풍유로(P2)를 폐쇄한다. 이에 따라, 송풍기에 의하여 송풍되는 공기는 증발기(2)를 거치면서 증발기(2)의 내부를 유동하는 냉매와 열교환되어 냉기로 바뀐 뒤 냉풍유로(P1)를 통해 믹싱챔버(Mixing Chamber, MC) 측으로 유동하고, 이후 소정의 공조모드(벤트모드,바이레벨모드,플로어모드,믹스모드,디프로스트모드)에 따라 모드도어(16a,16b,16c)에 의해 개방되는 벤트를 통해 차량 실내로 토출됨으로써 차량 실내의 냉방이 수행된다.
또한, 최대난방모드가 가동될 경우, 온도조절도어(15)는 냉풍유로(P1)를 폐쇄함과 아울러 온풍유로(P2)를 개방한다. 이에 따라, 송풍기에 의하여 송풍되는 공기는 증발기(2)를 통과한 후 온풍유로(P2)를 통하여 히터코어(3)를 거치면서 히터코어(3)의 내부를 유동하는 냉각수와 열교환되어 온기로 바뀐 뒤, 믹싱챔버(MC) 측으로 유동하게 되고, 이후 소정의 공조모드에 따라 디프로스트 도어(16a), 벤트 도어(16b) 및 플로어 도어(16c)로 구성되는 다수의 모드 도어에 의해 개방되는 벤트를 통해 차량 실내로 토출됨으로써 차량 실내의 난방이 수행된다.
도 3은 도 2의 "A"를 확대 도시한 단면도로서, 도 3을 참조하면 콘솔 도어(16d)가 닫혔을 때 콘솔 도어의 회전축과 케이스 부재(19)의 사이에 틈이 발생하며, 이 틈을 통해 콘솔 벤트(12e) 측으로 토출되는 공기 중 일부가 페이스 벤트(12b)의 센터 벤트(12f) 측으로 역류하는 현상이 발생한다.
이와 같이 센터 벤트를 통해 역류하는 더운 공기는 탑승자에게 불쾌감을 주며, 콘솔 측으로의 풍량을 감소시켜 후석 공조 성능을 저하시키는 문제점이 있다. 또한, 종래의 콘솔 도어(16d) 적용시 난방 플로어 모드에서 페이스 벤트로 뜨거운 공기가 역류하는 현상으로 인해, 온기를 콘솔 측으로 보내는 난방 콘솔 모드를 구현할 수 없는 문제점이 있다.
특허문헌 : 대한민국 등록특허공보 제1422118호(2014.07.16)
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 콘솔 도어의 회전축과 케이스 부재 간의 틈을 원천적으로 봉쇄하여 페이스 벤트 측으로 공기가 역류하는 것을 방지한 차량용 공조장치를 제공한다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치는 출구 측에 디프로스트 벤트, 페이스 벤트 및 플로어 벤트가 형성되는 공조케이스를 포함하고, 상기 공조케이스 내부의 공기 일부를 차량 콘솔 측으로 안내하기 위한 콘솔 벤트가 구비되며, 상기 공조케이스에 회전 가능하게 구비되어 상기 콘솔 벤트 측으로 유동하는 공기량을 제어하는 콘솔 도어를 포함하며, 상기 콘솔 도어는 공조케이스에 회전 가능하게 연결되는 회전축 및 상기 회전축에서 연장 형성된 플랫부로 구성되고, 상기 플랫부에 형성되는 것으로 상기 회전축과 공조케이스 간의 틈을 커버하는 씰링부재를 구비하며, 상기 씰링부재는 플랫부에서 수직 방향으로 연장 형성된다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치는 씰링부재가 콘솔 도어의 회전축과 케이스 부재 간의 틈을 원천적으로 봉쇄함으로써 콘솔 벤트 측으로의 풍량을 온전히 보존하고 공기가 센터 벤트로 리크되는 현상을 방지한다. 결국, 난방 플로어 모드에서 온기가 페이스 벤트 측으로 역류되는 현상을 예방할 수 있으므로 콘솔 측으로 온풍을 토출시키는 콘솔 모드를 적용할 수 있다.
아울러, 공기가 리크되는 현상을 더욱 완벽하게 차단할 수 있어 씰링 성능이 향상되며 씰링부재가 콘솔 도어의 회전에 간섭을 일으키지 않아 도어의 원활한 회전을 가능하게 한다.
도 1은 종래의 차량용 공조장치를 도시한 사시도이고,
도 2는 종래의 차량용 공조장치를 도시한 단면도이며,
도 3은 도 2의 "A"를 확대 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 단면도이며,
도 5 및 도 6은 도 4의 "B"를 확대 도시한 단면도이고,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 콘솔 도어를 도시한 사시도이며,
도 8은 도 7의 정면도이고,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 콘솔 도어의 작동 예를 도시한 단면도이다.
이하 첨부된 도면에 따라서 차량용 공조장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 단면도이며, 도 5 및 도 6은 도 4의 "B"를 확대 도시한 단면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 콘솔 도어를 도시한 사시도이며, 도 8은 도 7의 정면도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 콘솔 도어의 작동 예를 도시한 단면도이다.
도 4 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치(100)는 공조케이스(110)와, 증발기(101) 및 히터코어(102)와, 온도조절도어(130)를 포함한다.
공조케이스(110)는 입구 측에 공기유입구(111)가 형성되고, 출구 측에는 다수의 공기토출구가 형성된다. 공조케이스(110) 내부의 공기유로 상에는 냉풍유로와 온풍유로가 형성된다. 그리고, 공조케이스(110)의 공기유입구(111)에는 내기 또는 외기를 공조케이스(110)의 내부로 송풍하는 송풍기(미도시)가 설치된다. 증발기(101) 및 히터코어(102)는 공조케이스(110) 내부의 공기유로 상에 순차로 설치된다. 온도조절도어(130)는 증발기(101)와 히터코어(102)의 사이에 설치됨과 아울러, 히터코어(102)를 바이패스하는 냉풍유로와 히터코어(102)를 통과하는 온풍유로의 개도를 조절한다.
또한, 공조케이스(110)의 출구 측에 형성된 다수의 공기토출구는 차량의 앞유리 측으로 공기를 토출시키기 위한 디프로스트 벤트(112)와, 앞좌석 탑승자의 얼굴 측으로 공기를 토출시키기 위한 페이스 벤트(113)와, 탑승자의 발 측으로 공기를 토출시키기 위한 플로어 벤트(114,115)로 구성된다. 아울러, 디프로스트 벤트(112), 페이스 벤트(113), 플로어 벤트(114,115)는 각각 디프로스트 도어(117), 벤트 도어(118), 플로어 도어(119)에 의하여 개폐되면서 그 개도가 조절되도록 구성된다.
이와 같이 구성되는 차량용 공조장치(100)는 모드 도어(117)(118)(119)의 개도에 따라 다양한 공조 모드, 즉 벤트 모드(Vent mode), 바이레벨 모드(B/L mode), 플로어 모드(Floor mode), 믹스 모드(Mix mode), 디프로스트 모드(Def mode) 등을 수행하게 된다.
또한, 공조케이스(110)의 후방 측에는 콘솔 벤트(116)가 더 구비된다. 콘솔 벤트(116)는 공조케이스(110) 내부의 공기 일부를 차량 콘솔 측으로 안내하는 기능을 한다. 상기 콘솔 벤트(116)는 덕트 형태로 이루어져, 플로어 벤트(114,115)를 형성하기 위한 공조케이스(110)의 후면측에 연장 결합될 수 있다.
상기 콘솔 벤트(116)의 입구 측에는 콘솔 도어(200)가 구비된다. 콘솔 도어(200)는 공조케이스(110)에 회전 가능하게 구비되어, 콘솔 벤트(116) 측으로 유동하는 공기량을 제어한다.
상기 콘솔 도어(200)는 공조케이스(110)에 회전 가능하게 연결되는 회전축(201) 및 상기 회전축(201)에서 연장 형성된 플랫부(202)로 구성된다. 회전축(201)은 액추에이터 또는 동력 전달수단인 아암, 캠, 레버 등에 연결될 수 있다. 회전축(201)은 후술할 공조케이스(110)의 케이스 부재(199)의 하부에 배치되며, 길이 방향 양측이 공조케이스(110)에 회전 가능하게 연결된다. 플랫부(202)는 평평한 판 형상으로 이루어지며, 회전축(201)에서 반경 방향 외측으로 연장 형성된다.
케이스 부재(199)는 공조케이스(110) 내에 형성되어 격벽 및 도어의 회전 걸림턱 기능을 한다. 콘솔 도어(200)의 회전축(201)은 케이스 부재(199)의 하부에 미세하게 이격되어 구비된다. 회전축(201)과 케이스 부재(199) 간에는 미세한 틈이 존재하며, 이 틈(Gap)은 콘솔 도어(200)가 원활히 회전되기 위한 유격으로서 불가피하게 필요하다.
상기 콘솔 도어(200)는 씰링부재(210)를 구비한다. 씰링부재(210)는 플랫부(202)에 형성되며, 회전축(201)과 공조케이스 간의 틈을 커버한다. 상기 씰링부재(210)는 플랫부(202)에서 상부 방향, 즉, 수직 방향으로 연장 형성된다.
상기 씰링부재(210)는 플랫부(202)의 일 면에 회전축(201)의 길이 방향을 따라 연장 형성된다. 씰링부재(210)는 콘솔 도어(200)가 일 방향, 즉, 도 5 및 도 6에서 반시계방향으로 회전시, 케이스 부재(199)에 씰링부재(210)가 밀착되어 회전축(201)과 케이스 부재(199) 간의 틈이 막히게 된다.
즉, 상기 콘솔 도어(200)는 플로어 모드 시 플로어 벤트(114,115)로 유동하는 공기 중 일부가 콘솔 벤트(116)로 유동하도록 콘솔 벤트(116)를 개방한 위치일 때, 상기 씰링부재(210)가 공조케이스에 밀착되어 씰링을 수행하게 된다.
더욱 상세하게는, 상기 씰링부재(210)는 플렛부(202)에서 페이스 벤트(113)를 향하는 상부 방향으로 돌출 형성된다. 콘솔 도어(200)는 회전축(201)이 케이스 부재(199)의 하부에 위치한다. 도 5와 같이 콘솔 도어(200)가 회전축(201)을 중심으로 반시계방향으로 회전되었을 때, 페이스 벤트(113)쪽 유로는 폐쇄되고 플로어 벤트(114,115)쪽으로 유동하는 공기 중 일부가 콘솔 벤트(116)쪽으로 토출된다. 아울러, 도 6과 같이 콘솔 도어(200)가 회전축을 중심으로 시계방향으로 회전되었을 때, 페이스 벤트(113)쪽 유로가 개방되어 페이스 벤트(113)쪽으로 유동하는 공기 중 일부가 콘솔 벤트(116)쪽으로 토출된다.
또한, 상기 씰링부재(210)는 회전축(201)에서 일정 거리(d2) 이격 형성된다. 씰링부재(210)의 이격 거리(d2)는 회전축(201)에서 플랫부(202)의 단부까지의 거리(d1)의 중간을 기준으로 회전축(201)에 더 인접한 부위에 배치된다. 즉, 도 8에 도시된 것처럼 회전축에서 씰링부재까지의 거리(d2)는 회전축에서 플랫부의 단부까지의 거리(d1)의 1/2(d3)보다 작게 형성된다.
씰링부재(210)가 플랫부(202)의 대략 중간보다 회전축(201) 측에 더 가깝게 배치된 구성을 통해, 콘솔 도어(200)가 도 9와 같이 반시계방향으로 회전되어 씰링부재(210)가 케이스 부재(199)의 일면에 밀착될 때 액추에이터의 회전력에 의해 씰링부재(210)는 케이스 부재(199)의 밀착면을 가압하게 되는데, 이 가압력은 씰링부재(210)가 회전축(201)쪽에 가까울수록 커지게 되어 씰링 성능이 향상될 수 있는 것이다.
또한, 상기 플랫부(202)의 테두리를 따라 연성 소재의 러버부(203)가 구비된다. 씰링부재(210)는 러버부(203)에 일체로 형성된다. 씰링부재(210)는 러버부(203)와 같은 고무 소재로 이루어지는 것이 바람직하며, 러버부(203)와 함께 일체로 사출 성형될 수 있다. 러버부(203)는 합성수지 소재의 플랫부(202)의 테두리를 따라 사출 성형되며, 씰링부재(210)는 러버부(203)와 일체로 형성됨에 따라 콘솔 도어(200)에 씰링부재(210)를 용이하게 형성 가능하다.
상기 케이스 부재(199)와 마주하는 공조케이스(110)의 내벽에는 돌기부(198)가 형성된다. 콘솔 도어(200)는 일 방향, 즉 반시계방향으로 회전시 러버부(203)는 돌기부(198)에 밀착된다. 도 5와 같이 콘솔 도어(200)가 폐쇄된 상태에서, 씰링부재(210)는 케이스 부재(199)에 밀착됨과 동시에 플랫부(202)의 단부에 형성된 러버부(203)는 돌기부(198)에 밀착된다. 이러한 구성을 통해, 동시에 2부위 이상에서 씰링이 이루어져 씰링 성능을 극대화시킬 수 있다.
상기 씰링부재(210)는 콘솔 도어(200)의 회전축(201)과 케이스 부재(199) 간의 틈을 원천적으로 봉쇄함으로써, 콘솔 벤트(116) 측으로의 풍량을 온전히 보존하고 공기가 센터 벤트로 리크되는 현상을 방지한다. 결국, 난방 플로어 모드에서 온기가 페이스 벤트(113) 측으로 역류되는 현상을 예방할 수 있으므로, 콘솔 측으로 온풍을 토출시키는 콘솔 모드를 적용할 수 있다.
그리고, 씰링부재(210)의 형성 위치를 평평한 플랫부(202)의 상면에 수직으로 돌출 형성시키고 회전축(201)에서 일정 거리 이격되게 배치함에 따라, 도 9와 같이 씰링부재(210)가 케이스 부재(199)에 밀착될 때 콘솔 도어(200)가 액추에이터와 같은 동력원에 의해 힘을 받는 방향으로 가압력이 작용하여 공기가 리크되는 현상을 더욱 완벽하게 차단할 수 있어 씰링 성능이 향상되며, 씰링부재(210)가 콘솔 도어(200)의 회전에 간섭을 일으키지 않아 도어의 원활한 회전을 가능하게 한다.
이러한 씰링부재의 최적화된 배치 및 구조는 씰링 수단이 플랫부의 단부 또는 회전축에 형성되는 구조와 비교하여, 도어의 회전에 전혀 간섭을 일으키지 않으면서 더욱 향상된 씰링 성능을 제공하는 것이다.
지금까지 본 발명에 따른 차량용 공조장치는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 차량용 공조장치
101: 증발기 102: 히터코어
110: 공조케이스 130: 온도조절도어
111: 공기유입구 112: 디프로스트 벤트
113: 페이스 벤트 114,115: 플로어 벤트
116: 콘솔 벤트 117: 디프로스트 도어
118: 벤트 도어 119: 플로어 도어
198: 돌기 199: 케이스 부재
200: 콘솔 도어 201: 회전축
202: 플랫부 203: 러버부
210: 씰링부재

Claims (10)

  1. 다수의 공기토출구가 형성된 공조케이스(110)와 상기 공기토출구의 개도를 조절하는 도어를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
    상기 도어는 공조케이스(110)에 회전 가능하게 연결되는 회전축(201) 및 상기 회전축(201)에서 연장 형성된 플랫부(202)로 구성되고,
    상기 플랫부(202)에 형성되는 것으로 상기 회전축(201)과 공조케이스 간의 틈을 커버하는 씰링부재(210)를 구비하며, 상기 씰링부재(210)는 플랫부(202)에서 연장 형성되며,
    상기 씰링부재(210)는 벽 형상으로 이루어져 플랫부(202)에서 수직 방향으로 연장 형성되되,
    상기 공조케이스(110)에 지지돌출부(197)가 도어의 회전축(201)과 씰링부재(210) 사이로 돌출 형성되고,
    상기 도어의 일 방향 회전시 씰링부재(210)가 지지돌출부(197)의 측면에 밀착 지지되어 플랫부(202)의 단부 방향으로 휘어지며,
    상기 공기토출구는 공조케이스(110) 내부의 공기를 차량 콘솔 측으로 안내하기 위한 콘솔 벤트(116)를 구비하고,
    상기 도어는 상기 공조케이스(110)에 회전 가능하게 구비되어 상기 콘솔 벤트(116) 측으로 유동하는 공기량을 제어하는 콘솔 도어(200)를 포함하고,
    상기 콘솔 도어(200)는 플로어 모드 시 플로어 벤트(114,115)로 유동하는 공기 중 일부가 콘솔 벤트(116)로 유동하도록 콘솔 벤트(116)를 개방한 위치일 때, 상기 씰링부재(210)가 공조케이스에 밀착되어 씰링을 수행하되,
    공기토출구는 앞좌석 탑승자의 얼굴 측으로 공기를 토출시키기 위한 페이스 벤트(113)를 더 구비하고,
    플로어 모드 시, 상기 콘솔 도어(200)는 페이스 벤트(113)를 폐쇄하는 방향으로 회전되고, 씰링부재(210)는 상기 지지돌출부(197)에 맞닿으면서 씰링부재(210)가 회전축(201)과 공조케이스(110) 간의 틈을 커버하여 페이스 벤트(113)로 향하는 공기의 리크를 방지하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 씰링부재(210)는 플랫부(202)의 일 면에 회전축(201)의 길이 방향을 따라 연장 형성되고, 도어가 일 방향으로 회전시 공조케이스(110)의 내에 형성된 케이스 부재(199)에 씰링부재(210)가 밀착되어 회전축(201)과 케이스 부재(199) 간의 틈이 막히는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 씰링부재(210)는 플렛부(202)에서 페이스 벤트(113)를 향하는 상부 방향으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 씰링부재(210)는 회전축(201)에서 일정 거리(d2) 이격 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 씰링부재(210)의 이격 거리(d2)는 회전축(201)에서 플랫부(202)의 단부까지의 거리(d1)의 중간을 기준으로 회전축(201)에 더 인접한 부위에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  8. 제4 항에 있어서,
    상기 플랫부(202)의 테두리를 따라 연성 소재의 러버부(203)가 구비되고, 상기 씰링부재(210)는 러버부(203)에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 케이스 부재(199)와 마주하는 공조케이스(110)의 내벽에는 돌기부(198)가 형성되고, 도어가 일 방향으로 회전시 상기 러버부(203)는 돌기부(198)에 밀착되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  10. 삭제
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