JP3698877B2 - 電気機器用密封容器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケース本体と蓋部材との間にシールパッキンを備えた電気機器用密封容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
実開昭５８−５６２５１号公報には、開口部に全周にわたって連続した環状のフランジ部が設けられたケース本体と、弾性材料から構成されてフランジ部に嵌合される環状のシールパッキンと、シールパッキンをフランジ部に押し付け且つケース本体の開口部を塞ぐようにケース本体に取付けられた蓋部材とを具備する電気機器用密封容器と、この密封容器に用いるシールパッキンが開示されている。この公報の第４図に示された構造では、フランジ部が上に向かって凸となるように湾曲した横断面形状を有しており、またシールパッキンはこのフランジの湾曲した外表面に接着剤を用いて貼付けられている。更にその第７図（ｂ）に示されたシールパッキンは、外表面の中央部に凸部（厚肉部）を備えている。この凸部が圧縮変形されてシール部を構成する。
【０００３】
また実公平２−１９６６１号公報の第１図〜第３図には、それぞれ油入電気機器用密封容器のケース本体の開口部に設けた環状のフランジ部に嵌合構造により固定されるシールパッキンの例が示されている。環状のフランジ部はラッパ状に広がった形状を有しており、シールパッキンにはフランジ部が挿入されて嵌合される比較的深い環状の溝部が形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
実開昭５８−５６２５１号公報に示されたシール構造では、シールパッキンの固定に接着剤を必要とするために、シールパッキンの取付作業が面倒になる問題がある。また実公平２−１９６６１号公報に示されるようなシール構造では、シール性能があまり高くない。この原因の一つは、ケース本体の外側に取付金具等が溶接される際の熱でケース本体の開口部の形状が歪み、この歪みによって嵌合されたフランジ部とシールパッキンとの間にシール性能を低下させるような隙間が形成されることである。また別の原因は、ケース本体や蓋部材が亜鉛メッキ等でメッキされ、更にその上に樹脂塗料による塗装が施されると、その表面が粗くなって、これらの部材とシールパッキンとの間の密着性が悪くなることである。
【０００５】
本発明の目的は、シールパッキンの取付けが容易で、しかもシール性の高い電気機器用密封容器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、開口部に全周にわたって連続する環状のフランジ部が設けられたケース本体と、弾性材料から形成されてフランジ部に嵌合される環状のシールパッキンと、シールパッキンをフランジ部に押し付け且つケース本体の開口部を塞ぐようにケース本体に取付けられた蓋部材とを具備する密封容器を対象とする。この密封容器が変圧器等の電気機器を収納する電気機器用密封容器の場合には、ケース本体及び蓋部材は金属製である。そしてこの場合に電気機器用密封容器の内部に絶縁油等が充填される場合には、フランジ部の形状は上に向かって凸となるように湾曲した横断面形状を有しているのが好ましい。そして耐蝕性の向上ために、ケース本体及び蓋部材はそれぞれ亜鉛メッキ等によりメッキされた後にその上に塗装が施されていてもよい。
【０００７】
本発明で用いるシールパッキンは、フランジ部の環状の外表面と対向する環状のフランジ側対向面部と、フランジ側対向面部と対向する位置にあって蓋部材の内壁面と対向する蓋側対向面部と、フランジ部の環状の縁部と係合する係合部とを有している。そしてシールパッキンのフランジ側対向面部には、フランジ側対向面部の全周にわたって即ちフランジ対向面部に沿って延び且つフランジ部側に向かって突出する同心状に配置された環状の複数の下側凸部が一体に設けられている。またシールパッキンの蓋側対向面部には、蓋側対向面部に沿って延び且つ蓋部材側に向かって突出する同心状に配置された環状の複数の上側凸部が一体に設けられている。なお、フランジ側対向面部、係合部並びに複数の下側凸部は、係合部がフランジ部の縁部と係合し且つ複数の下側凸部がフランジ部の外表面と接触した状態において、フランジ部にシールパッキンが嵌合された状態になるように形状を定めるのが好ましい。更に複数の下側凸部及び複数の上側凸部は、蓋部材がケース本体に取付けられた状態で圧縮変形されてシール部を構成する形状を有している。
【０００８】
本発明の構造によれば、フランジ部の縁部とシールパッキンとの係合により、接着剤を用いることなくシールパッキンをケース本体のフランジ部に取付けることができる。その上、シールパッキンにはフランジ部と接触する複数の下側凸部と、蓋部材と接触する複数の上側凸部とが一体に設けられている。これら下側凸部及び上側凸部の突出寸法、数を任意に設定すれば、ケース本体の開口部に歪みがあったり、ケース本体の表面が粗れていても、フランジ部とシールパッキンとの間及び蓋部材とシールパッキンとの間にそれぞれ同心状に複数のシールが構成されることになってシール性が高くなる。そのためシールパッキンをケース本体のフランジ部に嵌合させる構造を採用してもシール性能を高く維持することができる。また凸部によりシール部を構成すると、蓋部材のケース本体への締め付け力を小さくしてもよくなるため、その分シールパッキンに加わるストレスが小さくなってシールパッキンの寿命が延びる。
【０００９】
特にフランジ部が上に向かって凸となるように湾曲した横断面形状を有している場合には、複数の上側凸部は、フランジ部の頂点よりも内側に位置する上側凸部の数がフランジ部の頂点よりも外側に位置する上側凸部の数よりも多くなるように設けるのが好ましい。これは次のような理由による。まずフランジ部の湾曲加工には加工誤差がつきものであり、この加工誤差によってシールパッキンが部分的に外側に引っ張られる場合がある。そしてシールパッキンが部分的に外側に引っ張られた部分では、本来ならばフランジ部の頂点よりも内側にある１以上の上側凸部が頂点よりも外側に移動している場合が多い。フランジ部の頂点よりも内側に位置する上側凸部の数がフランジ部の頂点よりも外側に位置する上側凸部の数よりも少ない場合には、この１以上の上側凸部の移動によりシール性能が低下する。そこで前述のように、フランジ部の頂点よりも内側に位置する上側凸部の数を増やしておけば、前述のような上側凸部の移動があってもシール性能が低下するのを防止できる。
【００１０】
フランジ部の横断面形状がほぼ円弧状を呈している場合には、フランジ部に嵌合する前のシールパッキンの蓋側対向面部及びフランジ側対向面部の横断面形状を、フランジ部の横断面形状とほぼ同心状になるようにほぼ円弧状を呈するように定めるのが好ましい。このようにするとフランジ部に多少の加工誤差があっても、フランジ部に嵌合された状態におけるシールパッキンからの上側凸部の突出寸法はほとんど変わらない。言い換えると、シールパッキンが部分的に外側に引っ張られて上側凸部が外側に移動してもフランジ部の頂点に対応する位置に来る次の上側凸部の突出寸法もほぼ同じになる。そのためにシール性能が変わることがないのである。
【００１１】
特にフランジ部の横断面形状が上に向かって凸となるような円弧状の横断面形状を呈している場合で、複数の下側凸部を第１及び第２の凸部により構成し、複数の上側凸部を第３及び第４の凸部により構成する場合には、第１乃至第４の凸部を次のように配置するのが好ましい。すなわちシールパッキンがフランジ部に嵌合された状態で、第１の凸部と第２の凸部をフランジ部の頂点を通る仮想筒状面の両側に該仮想筒状面からほぼ等しい第１の間隔寸法を開けるように配置する。なおこの仮想筒状面は、ケース本体と実質的に同心状になる。またシールパッキンがフランジ部に嵌合された状態で、第３の凸部と第４の凸部を前述の仮想筒状面の両側に該仮想筒状面からほぼ等しい第２の間隔寸法を開けるように配置する。このように第１乃至第４の凸部を配置すると、第１乃至第４の凸部と対向部材（フランジ部または蓋部材）に接触させることができる。特に、この場合に、第１の間隔寸法を第２の間隔寸法より小さくすると、シールパッキンがフランジ部と蓋部材との間に挟持される際に、第１乃至第４の凸部がそれぞれ確実に圧縮変形して、シール性能が高くなる。
【００１２】
なお係合部を複数の係合片により構成し、間隔をあけてフランジ部の縁部と係合させる構造を採用してもよいが、係合部をフランジ部の縁部と連続的に係合するように環状に形成すると、この係合部でもシール部が構成されるためシール性能が更に高くなる。
【００１３】
第１及び第２の凸部並びに第３及び第４の凸部は、それぞれがシール部を構成すればよいが、成形性及びシール性を考慮すると、それぞれ同心状に配置するのが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明を変圧器の密封容器（電気機器用密封容器）に適用した実施の形態の一例の要部の部分省略断面図である。また図２は、この実施の形態で用いるシールパッキンの部分省略断面図であり、図３はこのシールパッキンの一部を拡大した横断面図である。
【００１５】
図１において、１は鉄製のケース本体であり、円筒状の筒部１ａの開口部には全周にわたって連続する環状のフランジ部２が一体に設けられている。ケース本体には、亜鉛メッキされた後に、その上に樹脂塗料がカチオン塗装されている。図示していないが、ケース本体の外側には取付金具等の鉄製の金具が溶接により固定されている。フランジ部２は、上（開口部が開口する方向）に向かって凸となるように円弧状に湾曲した横断面形状を有している。ちなみにケース本体１に用いられる鉄板の厚みが約２ｍｍで、ケース本体１の筒部１ａの直径が５００ｍｍであるとした場合、フランジ部２の円弧の半径は７〜８ｍｍ程度となる。
【００１６】
また図１において、３は鉄製の蓋部材であり、この蓋部材３にも亜鉛メッキされた後に、その上に樹脂塗料がカチオン塗装されている。この蓋部材３はケース本体の開口部と対向する板状部３ａと、この板状部３ａの外周に一体に設けられて板状部３ａとほぼ直交する方向に延びる環状の鍔部３ｂとから構成されている。ケース本体１のフランジ部２と対向する蓋部材３の板状部３ａの内壁部はフラットに形成されている。なお図示していないが、蓋部材３をケース本体１に対して取付ける取付構造は周知の構造である。
【００１７】
４はニトリルゴム等の弾性材料から形成されてケース本体１のフランジ部２に嵌合される環状のシールパッキンである。なおこのシールパッキン４には、織布等の補強部材が埋設されていてもよいのは勿論である。シールパッキン４は上に向かって凸状に湾曲したフランジ部２の環状の外表面と対向する環状のフランジ側対向面部５と、フランジ側対向面部５と対向する位置にあって蓋部材３の板状部３ａの内壁面と対向する蓋側対向面部６と、フランジ部２の環状の縁部２ａと係合する係合部７とを有している。
【００１８】
図３に拡大して示すように、フランジ側対向面部５は、環状の平面部５ａとフランジ部２の外表面に沿うように湾曲する環状の湾曲部５ｂとを有している。シールパッキン４のフランジ側対向面部５の湾曲部５ｂには、フランジ側対向面部５の全周にわたって延び即ちフランジ側対向面部５に沿って延び且つフランジ部２側に向かって（フランジ側対向面部５から離れる方向に向かって）突出する環状の第１の凸部８と、この第１の凸部８の外側（ケース本体１の径方向外側）に位置してフランジ側対向面部５の全周にわたって延び且つフランジ部２側に向かって突出する環状の第２の凸部９とが一体に設けられている。これら第１及び第２の凸部８及び９が、下側凸部を構成している。またシールパッキン４の蓋側対向面部６には、蓋側対向面部６の全周にわたって延び且つ蓋部材３側に向かって（蓋側対向面部６から離れる方向に向かって）突出する環状の第３の凸部１０とこの第３の凸部１０の外側に位置して蓋側対向面部６の全周にわたって延び且つ蓋部材３側に向かって突出する環状の第４の凸部１１とが一体に設けられている。なお第３及び第４の凸部１０及び１１が、上側凸部を構成している。
【００１９】
第１及び第２の凸部８及び９は、フランジ部２の頂点を通る仮想筒状面１２の両側に等しい第１の間隔寸法Ｌ１を開けるように同心状に配置されており、また第３の凸部１０と第４の凸部１１は仮想筒状面１２の両側に該仮想筒状面からほぼ等しい第２の間隔寸法Ｌ２を開けるように同心上に配置されている。そしてこの例では、第１の間隔寸法Ｌ１を約２．５ｍｍ、また第２の間隔寸法Ｌ２を約３ｍｍとして、第１の間隔寸法Ｌ１を第２の間隔寸法Ｌ２よりも小さくしている。ちなみにこの例の場合の第１及び第２の凸部８及び９の外面の曲率半径は約０．５ｍｍであり、第３及び第４の凸部１０及び１１の外面の曲率半径は約１ｍｍである。
【００２０】
発明者は、当初シールパッキンのフランジ側対向面部５と蓋側対向面部６とにそれぞれ１つずつ環状の凸部を設けることを考えた。しかしながら凸部が１つではシール性が必ずしも十分でないことが分かった。そこで本発明では、前述のようにフランジ側対向面部５と蓋側対向面部６にそれぞれ２つずつ凸部を設けたのである。
【００２１】
係合部７は、ケース本体１のフランジ部２の縁部２ａと全周にわたって連続的に係合するように環状を成している。この係合部７は横断面形状がフック状を呈する形状を有している。なおこの例では、シールパッキン４のフランジ側対向面部５、係合部７並びに第１及び第２の凸部８及び９は、係合部７がフランジ部２の縁部２ａと係合し且つ第１及び第２の凸部８及び９がフランジ部２の外表面と接触した状態において、フランジ部２にシールパッキン４がしっかりと嵌合して容易にはずれない状態になるように形状寸法が定められている。また第１乃至第４の凸部８乃至１１は、シールパッキン４をケース本体１のフランジ部２に押し付け且つケース本体１の開口部を塞ぐように蓋部材３がケース本体１に取付けられた状態で、それぞれ圧縮変形してシール部を構成するように形状が定められている。なおこの例では、シールパッキン４の内部寸法は、フランジ部２の外部寸法よりも約２．５％小さく定められている。第１及び第２の凸部８及び９によってフランジ部２とシールパッキン４との間の二重シールが構成され、第３及び第４の凸部１０及び１１によってシールパッキン４と蓋部材３との間の二重シールが構成されている。
【００２２】
上記例では、第１及び第２の凸部８及び９間の第１の間隔寸法Ｌ１を第３及び第４の凸部１０及び１１間の第２の間隔寸法Ｌ２よりも小さくすることにより、シールパッキン４がフランジ部２と蓋部材３との間に挟持された際における第１乃至第４の凸部の圧縮変形を確実なものとして、シール性能を高めている。しかしながら、フランジ部２の曲率半径が大きくなる場合には、この第１の間隔寸法と第２の間隔寸法の関係を逆の関係にしてもよい。さらにシールパッキン４の弾性率及び第１乃至第４の凸部の突出寸法を適宜に選択することにより、第１の間隔寸法と第２の間隔寸法を実質的に一致させることも可能である。
【００２３】
また上記例では、係合部７を環状に形成しているが、係合部を周方向に間隔をあけて配置した複数の係合片によって構成してもよいのは勿論である。
【００２４】
図４は、本発明で用いることができる別のシールパッキン２４の一部の横断面形状を示している（なお理解を容易にするために断面であることを示すハッチングは省略してある）。このシールパッキン２４は図１に示す横断面形状が円弧状をなすフランジ部２に取付けるのに適しており、図１のシールパッキン４と置き換えて使用できるものである。図１のシールパッキン４との寸法の差を明確にするために、図４には想像線でシールパッキン４の横断面形状を記載してある。そして図４には、図１〜図３に示したシールパッキン４と同様の部分に、図１〜図３に付した符号に２０の数を加えた数の符号を付してある。
【００２５】
このシールパッキン２４は上に向かって凸状に湾曲したフランジ部２（図１）の環状の外表面と対向する環状のフランジ側対向面部２５と、フランジ側対向面部２５と対向する位置にあって蓋部材３（図１）の板状部３ａ（図１）の内壁面と対向する蓋側対向面部２６と、フランジ部２（図１）の環状の縁部２ａ（図１）と係合する係合部２７とを有している。フランジ側対向面部２５は、環状の平面部２５ａと円弧状に湾曲したフランジ部２（図１）の外表面に沿うように湾曲した横断面形状が円弧状の環状の湾曲部２５ｂとを有している。シールパッキン２４のフランジ側対向面部２５の湾曲部２５ｂには、フランジ側対向面部５の全周にわたって延び且つフランジ部２側に向かって（フランジ側対向面部２５から離れる方向に向かって）突出する環状の８個の下側凸部２８が一体に設けられている。これら下側凸部２８の横断面形状は下側に向かって凸となる三角形形状を呈している。またフランジ部２の頂点を通る仮想円筒状面３２と合致する位置に１つの下側凸部２８が設けられ、その内側に４つの下側凸部２８が設けられ、その外側に３つの下側凸部２８が設けられている。言い換えると、フランジ部２の頂点よりも内側の下側凸部２８の数のほうが、外側の下側凸部２８の数よりも多くなっている。
【００２６】
またシールパッキン２４の蓋側対向面部２６は、フランジ側対向面部２５の湾曲部２５ｂと同心状に湾曲しており、その上には蓋側対向面部２６の全周にわたって延び且つ蓋部材３（図１）側に向かって（蓋側対向面部２６から離れる方向に向かって）突出する環状の１３個の上側凸部３０…が一体に設けられている。これらの上側凸部３０…も、横断面形状が上に向かって凸となる三角形形状を呈しており、すべて同心的に配置されている。上側凸部３０間の間隔はほぼ一定である。上側凸部３０…の突出寸法は、下側凸部２８の突出寸法よりも約１．５倍程大きくなっている。フランジ部２（図１）の頂点を通る仮想円筒状面３２と合致する位置に１つの上側凸部３０が設けられ、その内側に７つの上側凸部３０が設けられ、その外側に５つの上側凸部３０が設けられている。言い換えると、フランジ部２の頂点よりも内側の上側凸部３０の数のほうが、外側の下側凸部３０の数よりも多くなっている。
【００２７】
フランジ部の頂点よりも内側に位置する上側凸部３０の数をフランジ部の頂点よりも外側に位置する上側凸部３０の数よりも多くすると、フランジ部の湾曲加工により生じる加工誤差によってシールパッキン２４が部分的に外側に引っ張られる場合があっても、シールパッキン２４が部分的に外側に引っ張られた部分では、本来ならばフランジ部の頂点よりも内側にある１以上の上側凸部３０が頂点よりも外側に移動する。フランジ部の頂点よりも内側に位置する上側凸部３０の数がフランジ部の頂点よりも外側に位置する上側凸部３０の数よりも少ない場合には、この１以上の上側凸部の移動によりシール性能が低下する。
【００２８】
上記例は、本発明を電気機器用密封容器に適用したものであるが、本発明はその他の密封容器にも当然にして適用できる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、フランジ部の縁部とシールパッキンとの係合により、接着剤を用いることなくシールパッキンをケース本体のフランジ部に取付けることができる。またシールパッキンにフランジ部と接触する複数の下側凸部と蓋部材と接触する複数の上側凸部とを一体に設けているため、ケース本体の開口部に歪みがあったり、ケース本体の表面が粗れていても、フランジ部とシールパッキンとの間及び蓋部材とシールパッキンとの間にそれぞれ複数のシールを構成することができて、シールパッキンをケース本体のフランジ部に嵌合させる構造を採用してもシール性能を高く維持することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を変圧器の密封容器に適用した実施の形態の一例の要部の部分省略断面図である。
【図２】 図１の実施の形態で用いるシールパッキンの部分省略断面図である。
【図３】 図２のシールパッキンの一部の拡大横断面図である。
【図４】 本発明で用いることができる別のシールパッキンの一部の横断面形状を示す図である。
【符号の説明】
１ ケース本体
２ フランジ部
３ 蓋部材
４，２４ シールパッキン
５，２５ フランジ側対向面部
６，２６ 蓋側対向面部
７，２７ 係合部
８，９，２８ 下側凸部
１０，１１，３０ 上側凸部

Claims (4)

1. 開口部に全周にわたって連続する環状のフランジ部が設けられた金属製のケース本体と、
   弾性材料から形成されて前記フランジ部に嵌合される環状のシールパッキンと、
   前記シールパッキンを前記フランジ部に押し付け且つ前記ケース本体の前記開口部を塞ぐように前記ケース本体に取付けられた金属製の蓋部材とを具備し、
   前記フランジ部が上に向かって凸となるように湾曲した横断面形状を有している電気機器用密封容器であって、
   前記シールパッキンは上に向かって凸状に湾曲した前記フランジ部の環状の外表面と対向する環状のフランジ側対向面部と、前記フランジ側対向面部と対向する位置にあって前記蓋部材の内壁面と対向する蓋側対向面部と、前記フランジ部の環状の縁部と係合する係合部とを有し、
   前記シールパッキンの前記フランジ側対向面部には、前記フランジ側対向面部に沿って延び且つ前記フランジ部側に向かって突出し同心状に配置された環状の複数の下側凸部が一体に設けられ、
   前記シールパッキンの前記蓋側対向面部には、前記蓋側対向面部に沿って延び且つ前記蓋部材側に向かって突出する同心状に配置された環状の複数の上側凸部が一体に設けられ、
   前記複数の下側凸部及び前記複数の上側凸部は、前記蓋部材が前記ケース本体に取付けられた状態で圧縮変形してシール部を構成するように形状が定められ、
   前記複数の上側凸部は、前記フランジ部の頂点よりも内側に位置する前記上側凸部の数が前記フランジ部の頂点よりも外側に位置する前記上側凸部の数よりも多くなるように設けられていることを特徴とする電気機器用密封容器。
2. 前記フランジ部の前記横断面形状はほぼ円弧状を呈しており、
   前記フランジ部に嵌合する前の前記シールパッキンの前記蓋側対向面部及び前記フランジ側対向面部の横断面形状は、前記フランジ部の前記横断面形状とほぼ同心状になるようにほぼ円弧状を呈している請求項１に記載の電気機器用密封容器。
3. 前記係合部は前記フランジ部の前記縁部と連続的に係合するように環状を成していることを特徴とする請求項１に記載の電気機器用密封容器。
4. 開口部に全周にわたって連続する環状のフランジ部が設けられた金属製のケース本体と、
   弾性材料から形成されて前記フランジ部に嵌合される環状のシールパッキンと、
   前記シールパッキンを前記フランジ部に押し付け且つ前記ケース本体の前記開口部を塞ぐように前記ケース本体に取付けられた金属製の蓋部材とを具備し、
   前記フランジ部が上に向かって凸となるように湾曲した横断面形状を有している電気機器用密封容器であって、
   前記シールパッキンは上に向かって凸状に湾曲した前記フランジ部の環状の外表面と対向する環状のフランジ側対向面部と、前記フランジ側対向面部と対向する位置にあって前記蓋部材の内壁面と対向する蓋側対向面部と、前記フランジ部の環状の縁部と係合する係合部とを有し、
   前記シールパッキンの前記フランジ側対向面部には、前記フランジ側対向面部に沿って延び且つ前記フランジ部側に向かって突出する環状の第１の凸部及び前記第１の凸部の外側に位置して前記全周に沿って延び且つ前記フランジ部側に向かって突出する環状の第２の凸部が一体に設けられ、
   前記シールパッキンの前記蓋側対向面部には、前記蓋側対向面部に沿って延び且つ前記蓋部材側に向かって突出する環状の第３の凸部及び前記第３の凸部の外側に位置して前記蓋側対向面部に沿って延び且つ前記蓋部材側に向かって突出する環状の第４の凸部が一体に設けられ、
   前記第１乃至第４の凸部は、前記蓋部材が前記ケース本体に取付けられた状態で圧縮変形してシール部を構成するように形状が定められており、
   前記フランジ部の前記横断面形状は円弧状を呈しており、
   前記シールパッキンが前記フランジ部に嵌合された状態で、前記第１の凸部と前記第２の凸部は前記フランジ部の頂点を通る仮想筒状面の両側に該仮想筒状面からほぼ等しい第１の間隔寸法を開けるように配置され、
   前記シールパッキンが前記フランジ部に嵌合された状態で、前記第３の凸部と前記第４の凸部は前記仮想筒状面の両側に該仮想筒状面からほぼ等しい第２の間隔寸法を開けるように配置され、
   前記第１の間隔寸法が前記第２の間隔寸法より小さいことを特徴とする電気機器用密封容器。

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