KR20050072270A - 리니어 모터의 보빈과 아우터 스테이터 조립 구조 - Google Patents

리니어 모터의 보빈과 아우터 스테이터 조립 구조 Download PDF

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KR20050072270A
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Abstract

본 발명은 보빈과 아우터 스테이터를 저비용으로 신속하게 조립할 수 있는 리니어 모터의 보빈과 아우터 스테이터 조립 구조에 관한 것으로서, 보빈과 아우터 스테이터 중 일측에 제 1 돌기가 형성되고 타측에 상기 제 1 돌기가 삽입되는 제 1 홈이 형성되어 상기 제 1 돌기를 제 1 홈에 끼워 맞추고, 상기 아우터 스테이터와 스테이터 커버 중 일측에 제 2 돌기가 형성되고 타측에 상기 제 2 돌기가 삽입되는 제 2 홈이 형성되어 상기 제 2 돌기를 제 2 홈에 끼워 맞추는 것을 특징으로 한다.

Description

리니어 모터의 보빈과 아우터 스테이터 조립 구조{ Bobbin and out stator fixing structure of linear motor}
본 발명은 리니어 모터에 관한 것으로서, 특히 보빈과 아우터 스테이터를 끼워 맞춰 조립하는 리니어 모러의 보빈과 아우터 스테이터 조립 구조에 관한 것이다.
일반적으로 모터는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 장치로서, 압축기, 송풍기, 펌프 등의 거의 모든 기계장치에 사용되고, 크게 고정자와, 상기 고정자와의 사이에 형성된 전자기력에 의해 회전 운동 또는 직선 운동하는 가동자로 구성된다.
상기 모터는 상기 가동자의 운동 방식에 따라 가동자가 회전하는 회전 모터와, 가동자가 직선 왕복되는 리니어 모터와, 가동자가 진동되는 진동 모터로 구분될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 리니어 모터가 장착된 리니어 압축기가 도시된 개략 단면도이다.
종래의 리니어 압축기는 도 1에 도시된 바와 같이, 밀폐용기(1)와, 가스 냉매를 압축시키는 피스톤(2) 및 실린더(3)로 구성된 압축부(4)와, 상기 피스톤(2)을 실린더(3) 내부로 직선 왕복시키는 고정자(5) 및 가동자(6)로 구성된 리니어 모터(10)로 구성된다.
상기 고정자(5)는 코일(11)과, 상기 코일(11)이 권선된 보빈(12)과, 상기 보빈(12)의 일부가 수용되고 상기 보빈에 방사상으로 배치된 아우터 스테이터(14)와, 상기 아우터 스테이터(14)와 일정 공극을 갖는 이너 스테이터(20)로 구성된다.
상기 아우터 스테이터(14)는 복수개로 분할되어 상기 보빈(12)의 일부를 에워싸고 복수개의 강판이 적층된 제 1,2 아우터 스테이터(15,16)로 구성된다.
상기 보빈(12) 및 제 1,2 아우터 스테이터(15,16)의 외주에는 플라스틱 수지의 스테이터 커버(19)가 오버 몰딩에 의해 덮힘된다.
상기 가동자는 상기 아우터 스테이터(14)와 이너 스테이터(20) 사이에 위치되는 마그네트(22)와, 상기 마그네트(22)의 직선 운동이 상기 피스톤(2)에 전달될 수 있도록 상기 마그네트(22)가 장착되고 상기 피스톤(2)에 고정된 마그네트 프레임(24)을 포함하여 구성된다.
미설명부호 30은 상기 피스톤(2)에 형성된 냉매 관통로이고, 미설명 부호 31은 가스 냉매에 의해 작동되어 상기 냉매 관통로(30)를 개폐하는 흡입밸브이고, 미설명부호 32는 가스 냉매에 의해 상기 실린더(3)를 개폐하는 토출밸브이며, 미설명부호 33은 상기 밀폐용기(1)에 연결된 흡입 연결관이다.
상기한 바와 같은 리니어 압축기는 상기 코일(11)에 전압이 인가되면, 상기 리니어 모터(10)는 작동하여 상기 마그네트(22)가 직선 왕복하고, 마그네트(22)의 직선 왕복 운동은 상기 마그네트 프레임(24)을 통해 피스톤(2)에 전달되어 피스톤(2)이 실린더(3)에서 직선 왕복 운동한다.
상기 피스톤(2)의 직선 왕복 운동과 함께 상기 토출밸브(32)와 흡입밸브(31)는 개폐되고, 가스 냉매는 상기 흡입 연결관(33)을 통해 밀폐용기(1) 내부로 흡입된 후 상기 피스톤(2)의 냉매 관통로(30)를 통해 실린더(3) 내로 흡입되며, 상기 피스톤(2)에 의해 고압으로 압축되어 토출관(미도시)을 통해 밀폐용기(1) 외부로 토출된다.
도 2는 종래 기술에 따른 리니어 모터의 아우터 스테이터와 보빈의 조립 구조가 도시된 개략도이고, 도 3은 종래 기술에 따른 리니어 모터의 아우터 스테이터가 보빈에 조립된 상태가 도시된 확대 사시도이다.
상기 리니어 모터의 조립은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 복수개의 강판을 적층하여 상기 제 1,2 아우터 스테이터(15,16)의 각각을 조립하고, 보빈(12)에 코일(11)을 감으며, 상기 제 1,2 아우터 스테이터 (15,16)로 상기 보빈(12)의 일부를 에워싸도록 한 상태에서, 최종적으로 상기 보빈(12) 및 제 1,2 아우터 스테이터(15,16)를 오버 몰드 금형(미도시) 내에 넣어 상기 보빈(12) 및 제 1,2 아우터 스테이터(14)의 외둘레를 플라스틱 수지의 스테이터 커버(19)가 덮도록 한다.
그러나, 종래 기술에 따른 리니어 모터의 조립 구조는 상기 아우터 스테이터(14)가 오버 몰딩된 스테이터 커버(19)에 덮힘되어 보빈(12)과 고정되므로, 그 고정이 견고하지 못하고, 상기 스테이터 커버(19)의 오버 몰딩 작업 때문에 비용이 증가되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 보빈과 아우터 스테이터를 저비용으로 신속하게 조립할 수 있는 리니어 모터의 보빈과 아우터 스테이터 조립 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 리니어 모터의 보빈과 아우터 스테이터 조립 구조는 보빈과 아우터 스테이터 중 일측에 제 1 돌기가 형성되고 타측에 상기 제 1 돌기가 삽입되는 제 1 홈이 형성되어 상기 제 1 돌기를 제 1 홈에 끼워 맞추고, 상기 아우터 스테이터와 스테이터 커버 중 일측에 제 2 돌기가 형성되고 타측에 상기 제 2 돌기가 삽입되는 제 2 홈이 형성되어 상기 제 2 돌기를 제 2 홈에 끼워 맞추는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 리니어 모터의 보빈과 아우터 스테이터 조립 구조는 스테이터 커버에 제 1 체결공이 형성되고, 보빈에 상기 제 1 체결공과 일치되는 제 2 체결공이 형성되어, 아우터 스테이터가 보빈의 일부를 에워싸고 상기 스테이터 커버가 아우터 스테이터를 보빈측으로 누른 상태에서 상기 제 1 체결공과 제 2 체결공에 체결볼트를 체결시키는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 리니어 모터가 장착된 리니어 압축기가 도시된 개략 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 리니어 모터가 장착된 리니어 압축기는 본 실시예에 따른 리니어 압축기는 도 4에 도시된 바와 같이, 밀폐용기(100)가 상면이 개방된 하부 용기(102)와, 상기 하부 용기(102)의 상면을 덮는 상부 덮개(104)로 구성된다.
상기 밀폐 용기(100)의 내부에는 실린더(109)가 구비된 실린더 블록(110)이 상기 하부 용기(102)의 일측에 장착된 제 1 댐퍼(106)에 올려져 완충 가능하게 지지되고, 냉매 흡입로(120a)가 구비된 백 커버(120)가 상기 하부 용기(102)의 타측에 장착된 제 2 댐퍼(108)에 올려져 완충 가능하게 지지되며, 상기 실린더 블록(110)과 백 커버(120)의 사이에는 냉매의 압축을 위한 구동력을 발생시키는 리니어 모터(130)가 배치되고, 상기 리니어 모터(130)에는 상기 실린더(109)의 내부로 직선 왕복되면서 실린더(109) 내부의 냉매를 압축하는 피스톤(150)이 연결된다.
상기 리니어 모터(130)는 고정자와 가동자로 이루어져 상기 고정자에 형성된 자기력에 의해 가동자가 직선 왕복된다.
상기 고정자는 코일(131)과, 상기 코일(131)이 권선된 보빈(132)과, 상기 보빈(132)의 일부가 수용되고 상기 보빈(132)에 방사상으로 배치된 아우터 스테이터(134)와, 상기 아우터 스테이터(134)와 일정 공극을 갖는 이너 스테이터(138)로 구성된다.
상기 보빈(132)은 중공된 원통 형상의 내주부와 상기 내주부의 양단에서 반경방향으로 외측으로 돌출된 양측부로 이루어진다.
상기 아우터 스테이터(134)는 상기 보빈(132)의 일부를 에워싸고 복수개의 강판이 적층된 제 1,2 아우터 스테이터(135,136)로 분할된다.
상기 아우터 스테이터(134)는 상기 보빈(132)을 에워싸도록 배치되고, 후술하는 돌기와 홈에 의해 상기 보빈(132)과 끼워 맞춤 결합되고, 일부가 스테이터 커버(140)에 의해 둘러싸임과 아울러 스테이터 커버(140)가 보빈(132)과 체결볼트(142)로 결합됨에 따라 상기 보빈(132)과 보다 견고하게 결합된다.
여기서, 상기 스테이터 커버(140)는 상기 아우터 스테이터(134)를 보빈(132)측으로 가압하는 것으로서, 플라스틱 수지로 이루어지고, 상기 아우터 스테이터(134) 전체를 둘러싸는 것도 가능하며, 재료비를 고려하여 상기 아우터 스테이터(134)의 일부만을 둘러싸는 것이 바람직하다.
상기 이너 스테이터(138)는 상기 실린더 블록(110)과 체결부재 등의 체결수단으로 고정 결합된다.
상기 가동자는 상기 아우터 스테이터(140)와 이너 스테이터(142) 사이에 위치되는 마그네트(146)와, 상기 마그네트(146)의 직선 운동이 상기 피스톤(150)에 전달될 수 있도록 상기 마그네트(146)가 장착되고 상기 피스톤(150)에 고정된 마그네트 프레임(148)을 포함하여 구성된다.
상기 피스톤(150)은 상기 백 커버(120)의 냉매 흡입로(120a)를 통해 흡입된 냉매가 통과할 수 있도록 냉매 관통로(152a)가 형성되고, 상기 마그네트 프레임(148)과 고정된 프레임 고정부(152)가 원주방향으로 돌출되며, 상기 프레임 고정부(152)의 일면과 실린더 블록(110)의 사이에 배치된 제 1 스프링(152b)과, 상기 프레임 고정부(152)의 타면과 백 커버(120)의 사이에 배치된 제 2 스프링(152c)에 의해 상기 실린더 블록(110)과 백 커버(120)에 완충 가능하게 지지된다.
한편, 상기 리니어 압축기는 상기 피스톤(150)에 장착되어 상기 냉매 관통로(152a)를 개폐하는 흡입 밸브(160)와, 상기 실린더 블록(110)에 장착되어 상기 실린더(109)를 개폐함과 아울러 상기 피스톤(150)과의 사이에 압축실(C)을 형성하는 토출밸브(170)를 더 포함하여 구성된다.
그리고, 미설명부호 182는 상기 밀폐용기(100)에 연결되어 외부에서 냉매가 흡입되는 흡입 연결 파이프이고, 미설명부호 184는 상기 토출밸브를 통과한 안내되는 루프 파이프이며, 미설명부호 186은 상기 루프 파이프(184)에 일단이 연결되고 상기 밀폐용기(100)를 관통하여 밀폐용기(100) 외부로 연장된 토출 연결 파이프이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 코일(131)에 전압이 인가되면, 상기 코일(131)의 주변에는 자기장이 형성되고, 상기 마그네트(146)는 상기 자기장과의 상호 작용으로 직선 왕복되며, 상기 마그네트 프레임(148)은 상기 마그네트(146)와 함께 직선 왕복되면서 상기 피스톤(150)을 실린더(109) 내부로 직선 왕복시킨다.
이때, 상기 흡입밸브(160)와 토출밸브(170)는 상기 피스톤(150)의 직선 왕복 운동에 따른 가스 냉매의 유동에 의해 개폐 작동되고, 상기 밀폐용기(100)의 내부로는 가스 냉매가 유입되어 상기 백 커버(120)의 냉매 흡입로(120a)와, 상기 피스톤(150)의 관통로(152a)를 차례로 통과한 후 상기 압축실(C) 내로 흡입된다.
상기 압축실(C)로 흡입된 냉매는 상기 피스톤(150)에 의해 압축된 후 상기 토출밸브(170)와 루프 파이프(184)와 토출 연결 파이프(186)를 차례로 통과해 밀폐용기(100)의 외부로 토출된다.
도 5는 본 발명에 따른 리니어 모터의 보빈과 아우터 스테이터 조립 구조가 도시된 분해 사시도이고, 도 6은 도 5의 A-A선 단면도이며, 도 7은 도 5의 B-B선 단면도이다.
본 발명에 따른 리니어 모터의 보빈과 아우터 스테이터 조립 구조는 도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 보빈(132)과 아우터 스테이터(134) 중 일측에 제 1 돌기(132a)가 형성되고 타측에 상기 제 1 돌기(132a)가 삽입되는 제 1 홈(134a)이 형성되어, 상기 제 1 돌기(132a)를 제 1 홈(134a)에 끼워 맞춘다.
그리고, 상기 아우터 스테이터(134)와 스테이터 커버(140) 중 일측에 제 2 돌기(140a)가 형성되고 타측에 상기 제 2 돌기(140a)가 삽입되는 제 2 홈(134b)이 형성되어, 상기 제 2 돌기(140a)를 제 2 홈(134b)에 끼워 맞춘다.
상기 아우터 스테이터(134)는 상기 제 1 돌기(132a) 또는 제 2 돌기(140a)가 형성되는 경우, 연속되는 강판 중 적어도 2 개 이상의 강판에 상기 제 1 돌기(132a) 또는 제 2 돌기(140a)가 형성되고, 상기 제 1 홈(134a) 또는 제 2 홈(134b)이 형성되는 경우, 연속되는 강판 중 적어도 2 개 이상의 강판에 상기 제 1 홈(134a) 또는 제 2 홈(134b)이 형성된다.
또한, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터 커버(140)에는 제 1 체결공(140b)이 형성되고, 상기 보빈(132)에는 상기 제 1 체결공(140b)과 일치되는 제 2 체결공(132b)이 형성되어, 상기 아우터 스테이터(134)가 보빈(132)의 일부를 에워싸고 상기 스테이터 커버(140)가 아우터 스테이터(134)를 보빈(132)측으로 누른 상태에서 상기 제 1 체결공(140b)과 제 2 체결공(132b)에 체결볼트(142)를 체결시킨다.
즉, 본 발명에 따른 리니어 모터의 보빈과 아우터 스테이터 조립 구조는 상기 제 1 돌기(132a)를 제 1 홈(134a)에 끼워 맞춰 보빈(132)과 아우터 스테이터(134)가 결합되고, 상기 제 2 돌기(140a)를 제 2 홈(134b)에 끼워 맞춰 상기 아우터 스테이터(134)와 스테이터 커버(140)가 결합되며, 최종적으로 상기 스테이터 커버(140)가 보빈(132)에 체결볼트(142)로 결합됨에 따라 아우터 스테이터(134)와 보빈(132)이 보다 견고하게 고정된다.
여기서, 상기 스테이터 커버(140)는 재료비의 저감을 고려하여 상기 아우터 스테이터(134) 각각의 일부을 에워싸는 복수개의 커버로 구성된다.
상기 스테이터 커버(140)는 상기 아우터 스테이터(134)의 일부를 에워싸는 덮개부(141a)와, 상기 보빈(132)과 밀착되도록 상기 덮개부(141a)에서 절곡되고 상기 제 1 체결공이 형성된 고정부(141b)로 구성된다.
상기 덮개부(141a)는 ‘ㄷ’자 모양으로 형성되어 상기 아우터 스테이터(134)의 삼면을 에워싼다.
상기 고정부(141b)는 상기 덮개부(141a)의 양측에 직교하게 돌출된다.
한편, 상기 보빈(132)은 상기 체결 볼트(142)가 체결될 때 상기 제 2 체결공(132b) 주변의 파손 및 체결 볼트(142)의 체결력을 고려하여, 상기 제 2 체결공(132b)이 형성된 보스(132b)가 돌출된다.
한편, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되지 않고, 상기 스테이터 커버(140)에 형성된 제 1 체결공(140b)과, 상기 보빈(132)에 형성된 제 2 체결공(132b)과, 상기 제 1 체결공(140b)과 제 2 체결공(132b)에 체결되는 체결볼트(142)만으로 상기 보빈(132)과 아우터 스테이터(134)를 조립하는 것도 가능함은 물론이다.
즉, 제 1 돌기(132a), 제 1 홈(134a), 제 2 돌기(140a), 제 2 홈(134b)의 형성 및 끼움 맞춤 없이, 상기 아우터 스테이터(134)가 보빈(132)의 일부를 에워싸고 상기 스테이터 커버(140)가 아우터 스테이터(134)를 보빈(132)측으로 누른 상태에서 상기 제 1 체결공(140b)과 제 2 체결공(132b)에 체결볼트(142)를 체결시키면, 상기 보빈(132)과 아우터 스테이터(134)는 간단한 구조로 신속하게 조립되게 된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 리니어 모터의 보빈과 아우터 스테이터 조립 구조는 보빈과 아우터 스테이터 중 일측에 형성된 제 1 돌기가 타측에 형성된 제 1 홈에 끼워 맞춤되고, 아우터 스테이터와 스테이터 커버 중 일측에 형성된 제 2 돌기가 타측에 형성된 제 2 홈에 끼워 맞춤되어, 보빈과 아우터 스테이터가 저비용으로 신속하게 조립할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 리니어 모터의 보빈과 아우터 스테이터 조립 구조는 아우터 스테이터가 보빈의 일부를 에워싸고 스테이터 커버가 아우터 스테이터를 보빈측으로 누른 상태에서 스테이터 커버에 형성된 제 1 체결공과 보빈에 형성된 제 2 체결공에 체결볼트가 체결됨에 따라 보빈과 아우터 스테이터가 견고하게 고정될 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 리니어 모터의 보빈과 아우터 스테이터 조립 구조는 스테이터 커버가 아우터 스테이터의 일부을 에워싸는 복수개의 커버로 구성되어, 재료비를 저감할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 리니어 모터의 보빈과 아우터 스테이터 조립 구조는 보빈에 제 2 체결공이 형성된 보스가 돌출되어, 제 2 체결공 주변의 파손을 방지하고, 체결 볼트의 체결력을 크게 할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 리니어 모터가 장착된 리니어 압축기가 도시된 개략 단면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 리니어 모터의 아우터 스테이터와 보빈의 조립 구조가 도시된 개략도,
도 3은 종래 기술에 따른 리니어 모터의 아우터 스테이터가 보빈에 조립된 상태가 도시된 확대 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 리니어 모터가 장착된 리니어 압축기가 도시된 개략 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 리니어 모터의 보빈과 아우터 스테이터 조립 구조가 도시된 분해 사시도,
도 6은 도 5의 A-A선 단면도,
도 7은 도 5의 B-B선 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
130: 리니어 모터 131: 코일
132: 보빈 132a: 제 1 돌기
132b: 제 2 체결공 134: 아우터 스테이터
134a: 제 1 홈 134b: 제 2 홈
138: 이너 스테이터 140: 스테이터 커버
140a: 제 2 돌기 140b: 제 1 체결공
142: 체결볼트 146: 마그네트
148: 마그네트 프레임

Claims (8)

  1. 보빈과 아우터 스테이터 중 일측에 제 1 돌기가 형성되고 타측에 상기 제 1 돌기가 삽입되는 제 1 홈이 형성되어 상기 제 1 돌기를 제 1 홈에 끼워 맞추고,
    상기 아우터 스테이터와 스테이터 커버 중 일측에 제 2 돌기가 형성되고 타측에 상기 제 2 돌기가 삽입되는 제 2 홈이 형성되어 상기 제 2 돌기를 제 2 홈에 끼워 맞추는 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 보빈과 아우터 스테이터 조립 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이터 커버에는 제 1 체결공이 형성되고, 상기 보빈에는 상기 제 1 체결공과 일치되는 제 2 체결공이 형성되어, 상기 아우터 스테이터가 보빈의 일부를 에워싸고 상기 스테이터 커버가 아우터 스테이터를 보빈측으로 누른 상태에서 상기 제 1 체결공과 제 2 체결공에 체결볼트를 체결시키는 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 보빈과 아우터 스테이터 조립 구조.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 스테이터 커버는 상기 아우터 스테이터의 일부을 에워싸는 복수개의 커버로 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 보빈과 아우터 스테이터 조립 구조.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 스테이터 커버는 상기 아우터 스테이터의 일부를 에워싸는 덮개부와, 상기 보빈과 밀착되도록 상기 덮개부에서 절곡되고 상기 제 1 체결공이 형성된 고정부로 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 보빈과 아우터 스테이터 조립 구조.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 보빈은 상기 제 2 체결공이 형성된 보스가 돌출된 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 보빈과 아우터 스테이터 조립 구조.
  6. 스테이터 커버에는 제 1 체결공이 형성되고, 보빈에는 상기 제 1 체결공과 일치되는 제 2 체결공이 형성되어, 아우터 스테이터가 보빈의 일부를 에워싸고 상기 스테이터 커버가 아우터 스테이터를 보빈측으로 누른 상태에서 상기 제 1 체결공과 제 2 체결공에 체결볼트를 체결시키는 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 보빈과 아우터 스테이터 조립 구조.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 스테이터 커버는 상기 아우터 스테이터의 일부을 에워싸는 복수개의 커버로 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 보빈과 아우터 스테이터 조립 구조.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 스테이터 커버는 상기 아우터 스테이터의 일부를 에워싸는 덮개부와, 상기 보빈과 밀착되도록 상기 덮개부에서 절곡되고 상기 제 1 체결공이 형성된 고정부로 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 보빈과 아우터 스테이터 조립 구조.
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