CN104704248A - 液压缸 - Google Patents
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Abstract
一种单动型液压缸(1),其在自液压源引导至被活塞(40)分隔开的杆侧室(6)与底侧室(5)中的杆侧室(6)中的工作液的压力的作用下进行收缩工作,其中,该单动型液压缸(1)包括:筒状的缸体(10),其以滑动自如的方式容纳有活塞(40),并在内部具有杆侧室(6)以及底侧室(5);活塞杆(20),其连结于活塞(40),并自缸体(10)向外部突出;容器室(7),其连通于底侧室(5);填充端口(26),其用于自外部向底侧室(5)或者容器室(7)填充润滑液;以及封堵部(14),其封堵填充端口(26)。
Description
技术领域
本发明涉及一种靠自外部的液压源导入的加压工作液进行收缩工作的单动型液压缸。
背景技术
作为这种单动型液压缸,日本JP08-135609A所公开的油压缸的缸体的内部被主活塞分隔成第2油室与空气室。
第2油室经由配管而连通于外部的液压源。油压缸由于被导入第2油室的工作液的压力升高而进行收缩工作,另一方面,若工作液的压力降低,则油压缸在弹簧等的外力的作用下进行伸长工作。
空气室靠空气孔与外部连通。在油压缸进行伸缩工作时,外部空气通过空气孔出入空气室。
关于日本JP08-135609A所公开的油压缸,由于空气室通过空气孔而连通于外部,因此在工作停止状态长时间持续的情况下等,有时空气室干燥,空气室的工作液变干。若空气室内的工作液变干,则内部生锈,夹设于主活塞的活塞密封件固定而贴附于缸体的内壁面。若活塞密封件贴附于缸体的内壁面,则存在当再次运转时活塞密封件变形而活塞密封件的密封性受损这一问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防止内部生锈并防止活塞密封件固定而贴附于缸体的内壁面的单动型液压缸。
根据本发明的某一方式,提供一种液压缸,其是在自液压源引导至被活塞分隔开的杆侧室与底侧室中的杆侧室中的工作液的压力的作用下进行收缩工作的单动型液压缸,其中,该液压缸包括:筒状的缸体,其以滑动自如的方式容纳有活塞,并在内部具有杆侧室以及底侧室;活塞密封件,其夹设于活塞,并滑动接触于缸体的内壁面;活塞杆,其连结于活塞,并自缸体向外部突出;容器室,其连通于底侧室;填充端口,其用于自外部向底侧室或者容器室填充润滑液;以及封堵部,其封堵填充端口。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的液压缸的剖视图。
图2是本发明的第2实施方式的液压缸的剖视图。
图3是本发明的第3实施方式的液压缸的剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
(第1实施方式)
图1所示的液压缸(油压缸)1例如安装于进行割草的作业车辆(省略图示),并被用作使割草机(割草转子)升降的致动器。此外,并不局限于安装于作业车辆的致动器,也能够利用于设于其他机械、设备的致动器。
使割草机升降的机构(省略图示)包括:车身侧臂,其连结于车身;割草机侧臂,其以能够转动的方式连结于车身侧臂,并支承割草机;弹簧2,其向割草机下降的转动方向对割草机侧臂施力;以及液压缸1,其向割草机上升的转动方向驱动割草机侧臂。
液压缸1连结于作业车辆的车身侧臂与割草机侧臂之间。液压缸1进行伸缩工作,从而割草机侧臂转动,割草机升降。
以下,对液压缸1的结构进行说明。液压缸1是在自外部的液压源导入的工作液的压力的作用下进行收缩工作、而若工作液的压力降低则靠弹簧2的弹簧力(外力)进行伸长工作的单动型的液压缸。
液压缸1包括:圆筒状的缸体10,其以滑动自如的方式容纳有活塞40;以及活塞杆20,其自缸体10向外部突出。
在缸体10的一端结合有底座(bottom block)50。底座50具有有眼托架(eye bracket)部51,并借助插入到有眼托架部51中的销(省略图示)连结于车身侧臂。
在缸体10的另一端嵌合结合有环状的缸盖60,利用缸盖60将活塞杆20支承为滑动自如。
在活塞杆20的顶端部形成有有眼托架部21。活塞杆20借助插入到有眼托架部21中的销(省略图示)连结于割草机侧臂。
在插入到缸体10内的活塞杆20的基端部借助螺母49紧固有活塞40。在活塞杆20的基端部外周与活塞40的内周之间夹设有O型环8。利用该O型环8密封活塞杆20与活塞40之间。
缸体10的内侧的空间被活塞40分隔成杆侧室6与底侧室5。杆侧室6是缸体10与活塞杆20之间的空间,并且划分形成于活塞40与缸盖60之间。底侧室5是缸体10的内侧的空间,并且划分形成于活塞40与底座50之间。
缸体10例如由钢材等金属形成。
在活塞40的外周夹设有活塞密封件41。通过使活塞密封件41与缸体10的内壁面11相接触,从而密封底侧室5与杆侧室6之间。
活塞密封件41由低摩擦树脂材料形成,但并不局限于此,也可以使用橡胶制的O型环等。
在缸盖60的内周夹设有圆筒状的衬套(轴承)61。利用该衬套61将活塞杆20以滑动自如的方式支承于缸盖60。
在缸盖60的内周夹设有滑动接触于活塞杆20的外周面的主密封件62与防尘密封件63。利用主密封件62密封缸盖60与活塞杆20之间,使杆侧室6相对于外部密闭。另外,利用防尘密封件63防止灰尘等的进入。
在缸体10的轴向中途的外周通过焊接部31结合有环状的端口部件30。在端口部件30形成有用于相对于杆侧室6供排工作液的供排端口32。在供排端口32连接有自安装于作业车的未图示的液压源延伸的配管。靠液压源供排的工作液如图中箭头所示那样出入供排端口32。
在端口部件30与缸盖60之间架设有圆筒状的外管35。在外管35与缸体10之间划分出作为圆筒状的空间的供排通路33。
若自液压源导入的工作液压上升,则工作液如图中箭头所示那样自供排端口32通过供排通路33,并自形成于缸体10的通孔12供给到杆侧室6。在该工作液压的作用下,活塞杆20相对于缸体10沿中心轴线O向图中右方向移动,从而液压缸1进行收缩工作。图1示出液压缸1最大程度收缩的状态。
另一方面,若自液压源导入的工作液压降低,则活塞杆20基于弹簧2的作用力相对于缸体10向图中的左方向移动,液压缸1进行伸长工作。在进行该伸长工作时,杆侧室6的工作液如图中箭头所示那样通过通孔12、供排通路33、供排端口32而向液压源排出。
在液压缸1中使用油作为自液压源供排的工作液,但也可以取代油而使用例如水溶性代替液等工作液。
外管35的一端嵌合于端口部件30,并利用焊接部34结合。外管35的另一端螺合而结合于缸盖60的外周螺纹部。
在外管35与缸盖60之间夹设有O型环64。利用该O型环64密封外管35与缸盖60之间,使供排通路33相对于外部密闭。
在外管35的外周形成螺旋状的弹簧卡合槽36。弹簧2形成为螺旋状,弹簧2的一端卷绕于螺旋状的弹簧卡合槽36,从而连结于外管35。弹簧2的另一端连结于活塞杆20的顶端侧。弹簧2在其弹簧力的作用下将活塞杆20向自缸体10突出的方向施力。
液压缸1在端口部件30与底座50之间具备围绕着缸体10配置的容器管25。在缸体10与容器管25之间设有容器室7。
在缸体10形成将底侧室5与容器室7连通的通孔13。如图1所示,通孔13在即使在活塞杆20处于行程端、液压缸1处于最大程度收缩状态的状态下也不会被活塞40封堵的位置开口。
容器室7在容器管25与缸体10之间划分形成为圆筒状的空间。底座50与端口部件30成为划分形成容器室7的轴向两端的环状的壁部。
根据在液压缸1进行伸缩工作时底侧室5所产生的压力的容许值而任意地设定容器室7与底侧室5的容积比。根据容器管25的内径确定容器室7的容积。
底座50具有连结于车身侧臂的有眼托架部51、以及围绕着有眼托架部51突出的环状的凸缘部52。
在底座50的凸缘部52的端面的径向的中央位置形成有嵌合凹部53。在嵌合凹部53嵌合固定有缸体10。
在底座50的凸缘部52的端面的径向的外侧位置形成有嵌合凹部54。在嵌合凹部54嵌合有容器管25的一端,并利用焊接部43结合。容器管25的另一端与形成于端口部件30的嵌合凹部39嵌合,并利用焊接部42结合。
液压缸1包括贯穿容器管25而向容器室7开口的填充端口26、以及封堵填充端口26的封堵部14。
封堵部14包括:填充管15,其借助焊接部16而结合于容器管25的外周;调整螺钉17,其螺合于填充管15;以及滚珠18,其被调整螺钉17按压于填充管15的锥状的内周面。在填充管15形成有面向调整螺钉17与滚珠18之间而开口的排气孔19。此外,封堵部14并不局限于上述结构,例如也可以是螺合于容器管25的填充端口26的排泄塞(栓体)。
在制造液压缸1时,自填充端口26将预定量的润滑液填充到容器室7。该润滑液使用了与自液压源相对于液压缸1供排的工作液相同的油。此外,润滑液并不局限于此,也可以使用与工作液不同的润滑液。
已制造的液压缸1与弹簧2一起组装于作业车辆的车身侧臂与割草机侧臂之间。
在作业车辆进行运转时,若液压缸1成为图1所示的最大程度收缩的状态,则割草机侧臂向上方转动,成为使割草机保持在上升位置的状态。
在使液压缸1伸长工作而使割草机靠近地面的情况下,利用驾驶员的操作使自液压源引导到液压缸1的杆侧室6的工作液压降低。由此,液压缸1在弹簧2的弹簧力的作用下进行伸长工作,杆侧室6的工作液通过通孔12、供排通路33、供排端口32而向液压源流出。
此外,液压缸1并不局限于靠弹簧2的弹簧力进行伸长工作,例如也可以做成靠对割草机侧臂施加的重力等外力进行伸长工作的结构。在对割草机侧臂施加的重力较大的情况下,也可以做成对割草机侧臂施力弹簧2的弹簧力以使割草机向上升的方向转动的结构。
在使液压缸1进行收缩工作而使割草机离开地面的情况下,靠驾驶员的操作自液压源引导到液压缸1的工作液压升高。由此,工作液通过供排端口32、供排通路33、通孔12而流入杆侧室6,液压缸1克服弹簧2的弹簧力进行收缩工作。
在液压缸1这样进行伸缩工作时,存在于底侧室5的润滑液对活塞40与缸体10的内壁面11的滑动接触部进行润滑。由此,活塞40顺畅地滑动。
由于底侧室5被封堵部14相对于外部密闭,因此伴随着活塞40滑动而底侧室5的容积扩大缩小,底侧室5的压力升降。由于底侧室5通过通孔13而连通于容器室7,因此伴随着底侧室5的容积扩大缩小,底侧室5的气体出入容器室7。因此,底侧室5所产生的压力变动7减缓。由此,液压缸1在伸长工作时可抑制底侧室5所产生的负压升高,并能够靠弹簧2的弹簧力顺畅地进行伸长工作。另外,液压缸1在收缩工作时可抑制底侧室5所产生的正压升高,靠活塞40所承受的工作液的压力顺畅地进行收缩工作。
填充端口26被封堵部14封堵,由此底侧室5以及容器室7相对于外部被密闭。因此,能够防止底侧室5干燥、内部的润滑液变干,并且能够防止水分、尘埃等自外部进入底侧室5。由此,可防止缸体10的内壁面11生锈。因此,能够防止活塞密封件41固定并贴附于缸体10的内壁面11。另外,也能够取消对缸体10的内壁面11实施的防锈处理。另外,抑制了活塞密封件41所要求的耐久性降低,能够扩展活塞密封件41的选定范围。
在保管作业车辆时,液压缸1被设定为最长伸长状态,成为中心轴线O相对于水平方向倾斜、底侧室5比杆侧室6低的姿势。在液压缸1获取该保管姿势的状态下,以活塞密封件41的至少一部分浸于存在于底侧室5的润滑液中的方式设定润滑液的填充量。
即使在长时间保管作业车辆的情况下,由于活塞密封件41的一部分浸于润滑液,因此能够防止活塞密封件41干燥而固定并贴附于缸体10的内壁面11。由此,在作业车辆于被长时间保管之后运转的情况下,能够抑制活塞密封件41贴附于缸体10的内壁面11而变形。另外,能够防止供给到杆侧室6的工作液经由活塞密封件41向底侧室5漏出。
在作业车辆运转时,液压缸1进行伸缩工作,伴随着活塞40相对于缸体108滑动,有时会导致微量工作液产生自杆侧室6向底侧室5移动的滑动泄漏。由于产生这种滑动泄漏,存在于底侧室5或者容器室7的润滑液量可能超过设定量而增加。此时,在维修保养时能够经由封堵部14打开填充端口26,将多余的润滑液通过填充端口26向外部排出。另外,通过稍微松开调整螺钉17,从而滚珠18离开填充管15的锥状的内周面,能够通过填充端口26将底侧室5的空气或者润滑液自排气孔19向外部排出。
根据液压缸1的工作条件,存在于底侧室5的润滑液量可能稍微少于设定量。此时,在维修保养时经由封堵部14打开填充端口26,自外部将润滑液通过填充端口26补充到容器室7。
例如在维修保养时,在补充润滑液的情况下,将液压缸1配置为其中心轴线O沿铅垂方向延伸而成为活塞杆20自缸体10的缸盖60朝上延伸的状态(姿势)。在该状态下,在设定量的润滑液填充于底侧室5的情况下,填充端口26在容器管25内的润滑液的液面所到达的位置开口。即,填充端口26设于在底侧室5中填充有设定量的润滑液的情况下的润滑液的液面所到达的位置。这样,根据在于维修保养时补充润滑液的情况下液压缸1所获取的姿势(预先设定的姿势)和润滑液的填充量(预先设定的量)确定容器管25的填充端口26所开口的位置。
在于维修保养时自填充端口26补充润滑液的情况下,在液压缸1获取中心轴线O沿铅垂方向延伸的姿势的状态下,作业者自填充端口26补充润滑液,在润滑液自容器室7溢出而自填充端口26向外部流出的时刻、或者马上自容器室7溢出之前停止补充润滑液。这样以润滑液的液面到达填充端口26的附近的方式调节补充量,从而易于对底侧室5填充设定量的润滑液。
此外,例如在设于叉车等的大型的液压缸中,能够设置使底侧室的多余工作液(润滑液)返回杆侧室的单向阀。但是,与此相比,在小型的液压缸1中,不能确保设置该单向阀的空间。液压缸1应对在杆侧室6与底侧室5之间不具备供排工作液的单向阀等阀部件而设有填充端口26以及封堵部14。由此,能够对底侧室5封入适量的润滑液。
根据以上的第1实施方式,起到以下的效果。
在液压缸1中,利用自填充端口26填充到底侧室5的润滑液润滑活塞40的滑动部。填充端口26被封堵部14封堵,从而底侧室5相对于外部被密闭。由此,能够防止润滑液变干而内部生锈,防止活塞密封件41固定并贴附于缸体10的内壁面11。另外,也能够取消对缸体10的内壁面11实施的防锈处理。另外,能够抑制活塞密封件41所要求的耐久性降低,扩展活塞密封件41的选定范围。
在液压缸1中,具备围绕着缸体10配置的容器管25,且在缸体10与容器管25之间设有容器室7,因此通过改变容器管25的内径能够任意地设定容器室7与底侧室5的容积比。
在液压缸1中,在缸体10的外周结合有引导相对于杆侧室6供排的工作液的环状的端口部件30,容器管25的端部与端口部件30结合。因此,能够在与端口部件30相邻的围绕着缸体10的空间设置容器室7,利用容器室7抑制了液压缸1的大型化。
在液压缸1中,划分形成供排通路33的外管35与划分形成容器室7的容器管25围绕着缸体10隔着端口部件30排列,在外管35连结有将液压缸1向收缩方向施力的弹簧2。因此,能够沿外管35配置弹簧2,利用弹簧2抑制了装置大型化。
在液压缸1中,具备封堵缸体10的开口端部的底座50,在底座50形成有与容器管25的端部结合的凸缘部52。因此,能够利用共同的底座50划分形成底侧室5以及容器室7,抑制了构成液压缸1的部件数量的增加。另外,通过在底座50结合比缸体10粗的容器管25而提高底座50的刚性。
(第2实施方式)
接下来,参照图2对本发明的第2实施方式进行说明。以下,以与上述第1实施方式不同的点为中心进行说明,对与上述第1实施方式的液压缸相同的结构标注相同的附图标记而省略说明。
在上述第1实施方式的液压缸1中,在底座50形成有与容器管25的端部结合的凸缘部52。与此相对,在第2实施方式的液压缸101中,在采用不同于底座150地在缸体10的外周结合环状的外部部件110、并在该外部部件110结合有容器管125的端部的结构这一点与第1实施方式的液压缸1不同。
缸体10的端部利用焊接部151结合于底座150的外周。底座150借助销(省略图示)连结于车身侧臂。
外部部件110利用焊接部109结合于缸体10的外周。外部部件110形成为呈L字形截面的环状,且形成为不封堵在缸体10的端部开口的通孔13。
外管35架设于端口部件130与缸盖60之间,在其内侧划分形成供排通路33。
圆筒状的容器管125架设于端口部件130与外部部件110,在其内侧划分形成容器室7。
容器管125的一端借助O型环132嵌合于形成于端口部件130的嵌合凹部131。容器管125的另一端借助O型环112嵌合于外部部件110的外周。
在外部部件110的外周形成有环状槽113,并借助嵌合于环状槽113的挡圈108防止容器管125沿轴向的脱离。
液压缸101包括贯穿容器管125而向容器室7开口的填充端口126、以及封堵该填充端口126的封堵部114。
封堵部114包括借助焊接部116结合于容器管125的外周的填充管115、以及螺合于该填充管115的排泄塞117。
在于维修保养时补充润滑液的情况下,液压缸101仅以预定行程进行伸长工作,获取中心轴线相对于O水平方向以预定角度倾斜、且底侧室5比杆侧室6低的姿势。在液压缸101获取该姿势的状态下,在底侧室5已被填充有设定量的润滑液的情况下,填充端口126在容器管125内的润滑液的液面所到达的位置开口。通过改变容器管125相对于缸体10的旋转位置并改变填充端口126的高度位置,能够改变润滑液的填充量的设定值。
根据以上的第2实施方式,起到以下的效果。
在液压缸101中,利用自填充端口126填充到底侧室5的润滑液润滑活塞40的滑动部。填充端口126被封堵部114封堵,由此底侧室5相对于外部被密闭。由此,能够防止润滑液变干而内部生锈,防止活塞密封件41固定并贴附于缸体10的内壁面11。
在液压缸101中具备结合于缸体10的外周的外部部件110,在外部部件110结合有容器管125的端部。因此,能够围绕着缸体10设置预定容量的容器室7。另外,根据规格,通过拆卸挡圈108而取下容器管125,能够取消容器室7。
(第3实施方式)
接下来,参照图3对本发明的第3实施方式进行说明。以下,以与上述第1实施方式不同的点为中心进行说明,对与上述第1实施方式的液压缸相同的结构标注相同的附图标记而省略说明。
在上述第1实施方式的液压缸1中,为利用围绕着缸体10配置的容器管25而设有容器室7的结构。与此相对,在第3实施方式的液压缸201中,在活塞杆220形成为中空的筒状、且在活塞杆220的内侧设有容器室207的结构这一点与第1实施方式的液压缸1不同。
液压缸201包括将活塞240以滑动自如的方式容纳的筒状的缸体210、以及自缸体210向外部突出的活塞杆220。在活塞杆220的顶端部形成有眼托架部221,有眼托架部221与割草机侧臂13连结。在缸体210的基端部形成有眼托架部251,有眼托架部251与车身侧臂连结。围绕着缸体210设有将活塞杆220向自缸体210突出的方向施力的弹簧(省略图示)。
在插入到缸体210内的活塞杆220的基端部设有活塞240。缸体210的内侧的空间被活塞240分隔成杆侧室206与底侧室205。在活塞240的外周夹设有活塞密封件241。活塞密封件241与缸体210的内壁面211相接触,从而底侧室205与杆侧室206之间被密封。
在圆筒状的活塞杆220的内侧划分形成有容器室207。活塞杆220的基端向底侧室205开口。容器室207与底侧室205经由活塞杆220的基端(开口部)而连通。
在缸体210形成有向杆侧室206开口的供排端口232。在该供排端口232连接有自液压源延伸的配管。利用液压源供排的工作液如图中箭头所示那样出入供排端口232。
在缸体210形成有向底侧室205开口的填充端口226,并设有封堵该填充端口226的封堵部214。
封堵部214包括结合于缸体210的外周的填充管215、以及以能够装卸的方式封堵该填充管215的排泄塞217。
在于维修保养时补充润滑液的情况下,液压缸201仅以预定行程进行伸长工作,获取其中心轴线O相对于水平方向以预定角度倾斜、且底侧室205比杆侧室206低的姿势。在液压缸201获取该姿势的状态下,在于底侧室205中填充有设定量的润滑液的情况下,填充端口226在缸体210内的润滑液的液面所到达的位置开口。
根据以上的第3实施方式,起到以下的效果。
在液压缸201中,利用自填充端口226填充到底侧室205的润滑液润滑活塞240的滑动部。填充端口226被封堵部214封堵,从而底侧室205相对于外部被密闭。由此,能够防止润滑液变干而内部生锈,防止活塞密封件241固定并贴附于缸体210的内壁面211。
在液压缸201中,活塞杆220形成为中空的筒状,且在活塞杆220的内侧设有容器室207。因此,与容器室围绕着缸体设置的情况相比,实现了小型化以及轻型化。
以上,说明了本发明的实施方式,但是上述实施方式只不过是本发明的应用例的一部分,而不是将本发明的保护范围具体地限定为上述实施方式的意思。
也可以采用将划分形成容器室的容器设于缸体的外侧、且该容器内侧的容器室与缸体内侧的底侧室经由配管相连通的结构。
Claims (7)
1.一种液压缸(1、101、201),其是在自液压源引导至被活塞分隔开的杆侧室与底侧室中的上述杆侧室中的工作液的压力的作用下进行收缩工作单动型液压缸(1、101、201),其中,该液压缸(1、101、201)包括:
筒状的缸体(10、210),其以滑动自如的方式容纳有活塞(40、240),并在内部具有上述杆侧室(6、206)以及上述底侧室(5、205);
活塞密封件(41、241),其夹设于上述活塞(40、240),并滑动接触于上述缸体(10、210)的内壁面(11、211);
活塞杆(20、220),其连结于上述活塞(40、240),并自上述缸体(10、210)向外部突出;
容器室(7、207),其连通于上述底侧室(5、205);
填充端口(26、126、226),其用于自外部向上述底侧室(5、205)或者上述容器室(7、207)填充润滑液;以及
封堵部(14、114、214),其封堵上述填充端口(26、126、226)。
2.根据权利要求1所述的液压缸(1、101),其中,
上述液压缸(1、101)还包括围绕着上述缸体(10)配置的容器管(25、125),
在上述缸体(10)与上述容器管(25、125)之间设有上述容器室(7)。
3.根据权利要求2所述的液压缸(1),其中,
在上述缸体(10)的外周结合有引导相对于上述杆侧室(5)进行供排的工作液的环状的端口部件(30),
上述容器管(25)的端部与上述端口部件(30)结合。
4.根据权利要求3所述的液压缸(1),其中,
上述液压缸(1)还包括封堵上述缸体(10)的开口端部的底座(50),
在上述底座(50)形成有与上述容器管(25)的端部结合的凸缘部(52)。
5.根据权利要求3所述的液压缸(101),其中,
上述液压缸(101)还包括与上述缸体(10)的外周结合的环状的外部部件(110),
上述容器管(125)架设于上述端口部件(130)与上述外部部件(110)。
6.根据权利要求1所述的液压缸(201),其中,
上述活塞杆(220)形成为中空的筒状,
在上述活塞杆(220)的内侧设有上述容器室(207)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的液压缸(1、101、201),其中,
在以上述活塞杆(20、220)自上述缸体(10、210)朝上延伸的方式设定上述液压缸(1、101、201)的姿势的状态下,上述填充端口(26、126、226)设于在设定量的润滑液填充到上述底侧室(5、205)或者上述容器室(7、207)中的情况下的润滑液的液面所到达的位置。
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