JP3951672B2 - リニアモータ用の長ストローク位置決め装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアモータ用の長ストローク位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
位置決め装置は、ベース上のリニアガイドに支持されたテーブルをリニアモータにより駆動する。この位置決め装置のストロークが長い場合は、ベースは、通常、複数に分割されたベース部分を直列につないだつなぎ構造として形成されている。この際各ベース部分を、特に幅方向に関して全く段差なく組み立てるには困難を伴う。
【０００３】
一方、位置決め装置のストロークが長い場合、テーブルの位置情報を示すためにテープ式のリニアスケールが用いられることが多い。このようなリニアスケールは、互いにつながれた複数のベース部分の側面に接着するのが通常であるが、その接着作業が煩わしい上に、接着作業のやり直しは困難であり、このため、例えば位置決め装置の移設時に大きな障害となっていた。
【０００４】
そこで、図３に示すように、リニアスケール１の取付け方法として、磁石２を備えたアダプタ部分３の複数を互いにつながれたベース部分４に固定した上で、互いにつながれたアダプタ部分３の磁石２上に鉄製のテープ状のリニアスケール１を吸着させる方法が提案されている。このように、リニアスケール１用のアダプタは、位置決め装置のストロークが長い場合、複数のベース部分４とほぼ同様に分割されたアダプタ部分３を直列につないだつなぎ構造として形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記アダプタ部分３のつなぎ目は、長ストローク位置決め装置の構造上、互いにつながれたベース部分４のつなぎ目と一致させており、ベース部分４のつなぎ目に幅方向に段差があると、この段差に起因してアダプタ部分３にも段差が生じることになり、リニアスケール１のアライメント調整を行うことが困難であった。また、テープ状のリニアスケール１がつなぎ目の部分で厚さ方向に大きく変形することにより、検出センサによる変位の検出がうまくいかなくなる可能性もある。
【０００６】
本発明の目的は、リニアスケールのアライメント調整を容易に行うことができるリニアモータ用の長ストローク位置決め装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１記載の長ストローク位置決め装置は、互いに直列につながれ、夫々ベッド上に配された複数のベース部分から成るベースと、互いに直列につながれ、夫々前記複数のベース部分にボルトにより締結された複数のアダプタ部分から成るアダプタと、前記アダプタに保持されるリニアスケールとを備えるリニアモータ用の長ストローク位置決め装置において、前記アダプタ部分のつなぎ目は、前記ボルトを２本取付けることができる長さ以上前記ベース部分のつなぎ目とずれていることを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の長ストローク位置決め装置によれば、アダプタ部分のつなぎ目は、ボルトを２本取付けることができる長さ以上ベース部分のつなぎ目とずれているので、複数のベース部分を直列につないだ状態で、アダプタ部分を互いにつながれた複数のベース部分にボルトで仮締めして、さらには、仮締めされたボルトの増し締めを順繰りに行うことにより、通常は生じているベース部分のずれをなくすことができ、リニアスケールのアライメント調整を容易に行うことができる。また、ベース部分のつなぎ目の段差を完全になくすことができなくても、アダプタ部分のつなぎ目の位置にはベース側の段差がないので、リニアスケールの変形をほとんど無視できるものとすることができる。
【０００９】
リニアスケールは磁性体から成り、アダプタ部分は、リニアスケールを吸着する磁石を備えるのが好ましい。
【００１０】
この構成により、リニアスケールのベースに対する固定のやり直しを容易に行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る長ストローク位置決め装置を図面を参照しながら詳述する。
【００１４】
図１（ａ）は、本発明の実施の形態に係る長ストローク位置決め装置の平面図、及び図１（ｂ）は、図１（ａ）の長ストローク位置決め装置の正面図である。
【００１５】
図１において、長ストローク位置決め装置１０は、ベッド１１上に、例えば長さ４ｍに亘って配されると共にベッド上にベース固定用ボルト２４で固定されたベース１２と、ベース１２の上面中央に固定されたリニアモータＬＭと、このリニアモータＬＭの両側においてベース１２の上面に固定された一対のリニアガイドＬＧと、一対のリニアガイドＬＧの上に固定されたテーブル１３と、テーブル１３の移動位置を検出するリニアエンコーダＬＥとを備える。
【００１６】
リニアモータＬＭは、ベース１２の上面中央に固定された永久磁石列１４と、永久磁石列１４の上方に配されると共に、テーブル１３の下面にボルト等により固定された磁極コイル列１５とから主として成り、ベース１２上のリニアガイドＬＧに支持されたテーブル１３を駆動する。永久磁石列１４と磁極コイル列１５との間には、所定寸法のエアギャップが形成されている。磁極コイル列１５によって発生する磁束は、永久磁石列１４の配列方向に対し直交する。
【００１７】
リニアガイドＬＧは、永久磁石列１４の両側に固定され、永久磁石列１４の配列方向と夫々平行な一対の案内レール１６と、案内レール１６の各々には、２つのスライダ１７が載置されており、計４つのスライダ１７はテーブル１３の下面に固定されている。
【００１８】
リニアモータＬＭの磁極コイル列１５に電流を流すと、その電流によって発生する磁束と永久磁石列１４の磁束との相互作用により、磁極コイル列１５と永久磁石列１４との間に相対的な推力が働き、テーブル１３が案内レール１６に案内されつつ移動し、テーブル１３を所定位置に移動することができる。
【００１９】
ベース１２は、図１に示すように、例えば２等分の２ｍづつに分割され、互いに直列につながれたベース部分１２’，１２’から成る。ベース１２の側面には、例えば鉄等の金属製のアダプタ１８が取付けられている。アダプタ１８は、後述する位置検出センサ２０の移動範囲の関係で長さが長ストローク位置決め装置１０の全長より若干短い。
【００２０】
アダプタ１８は、図１に示すように、例えば２等分の１．９ｍに分割され、互いに直列につながれたアダプタ部分１８’，１８’から成る。また、アダプタ１８の外側面には、後述するように磁石が取付けられており、その磁石に、測定に必要とされる長さの、例えば鉄製でテープ状のリニアスケール１９（レニショー社製テープスケール）が吸着されている。
【００２１】
テーブル１３は、その側部に、例えばレーザリニアエンコーダヘッド等の位置検出センサ２０を備える。この位置検出センサ２０は、リニアスケール１９の目盛りを読取ることによりベース１２に対するテーブル１３の移動位置を検出する。位置検出センサ２０とリニアスケール１９は、リニアエンコーダＬＥを構成し、このリニアエンコーダＬＥにより、ベース１２とテーブル１３の相対位置を検出し、この位置検出センサ２０の検出値に基づいてテーブル１３を所定位置に移動することができる。
【００２２】
図２は、図１の長ストローク位置決め装置１０におけるベース部分１２’のつなぎ目近傍の斜視断面図である。
【００２３】
図２において、図１の長ストローク位置決め装置１０におけるベース部分１２’，１２’は互いに所定のつなぎ目でつながれており、ベース部分１２’，１２’の側面から、所定のつなぎ目でつながれたアダプタ部分１８’，１８’がアダプタ固定用ボルト２１（締結手段）によって固定されている。アダプタ部分１８’のつなぎ目は、ベース部分１２’のつなぎ目とずれている。
【００２４】
アダプタ部分１８’，１８’の各々は、その外側面に長手方向に延びる溝２２を有し、この溝２２の底部には長尺状磁石２３が埋められている。この磁石２３には、溝２２内に収まる幅（好ましくはほぼ一致する幅）の鉄製のリニアスケール１９が吸着される。
【００２５】
アダプタ１８のベース１２への固定は、以下のように行われる。
【００２６】
まず、ベース部分１２’，１２’を直列につないだ状態でベッド１１上の所望の位置にベース固定用ボルト２４で仮締めする。次に、アダプタ部分１８’の１つを、アダプタ部分１８’のつなぎ目がベース部分１２’のつなぎ目と、好ましくは０．２ｍ以上、又はアダプタ固定用ボルト２１を２本取付けることができる長さ以上ずれるように、互いにつながれたベース部分１２’，１２’の２つにアダプタ固定用ボルト２１で仮締めする。さらには、これらの仮締めされたボルト２１，２４の増し締めを順繰りに行うことにより、通常は生じているベース部分１２’の段差をなくすことができる。
【００２７】
最後に、鉄製のリニアスケール１９をアダプタ１８の溝２２に埋められている磁石２３に吸着させる。これにより、リニアスケール１９のベース１２に対する固定のやり直しを容易に行うことができる。また、ベース部分１２’のつなぎ目の段差を完全になくすことができなくても、アダプタ部分１８’のつなぎ目の位置にはベース１２側の段差がないので、リニアスケール１９の変形をほとんど無視できるものとすることができる。
【００２８】
上記実施の形態では、リニアエンコーダＬＥの位置検出センサ２０として光学式リニアエンコーダを適用した場合について説明したが、これに限らず、例えばレーザリニアエンコーダや磁気式リニアエンコーダ等を適用してもよい。但し、磁気式リニアスケールの場合、アダプタ１８への固定は板ばね状の固定用金具により行われる。
【００２９】
また、上記実施の形態では、ベース１２の全長を４ｍとし、２等分のベース部分１２’，１２’から成る例を示したが、さらに複数のベース部分１２’をつなぎ、全長をのばしてもよいのはもちろんである。また各ベース部分１２’はベース１２を等分する必要はない。アダプタ１８の各アダプタ部分１８’についても同様である。要はアダプタ部分１８’のつなぎ目の位置がベース部分１２’のつなぎ目の位置とずれていればよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１記載の長ストローク位置決め装置によれば、アダプタ部分のつなぎ目は、ボルトを２本取付けることができる長さ以上ベース部分のつなぎ目とずれているので、複数のベース部分を直列につないだ状態で、アダプタ部分を互いにつながれた複数のベース部分にボルトで仮締めして、さらには、仮締めされたボルトの増し締めを順繰りに行うことにより、通常は生じているベース部分のずれをなくすことができ、リニアスケールのアライメント調整を容易に行うことができる。また、ベース部分のつなぎ目の段差を完全になくすことができなくても、アダプタ部分のつなぎ目の位置にはベース側の段差がないので、リニアスケールの変形をほとんど無視できるものとすることができる。
【００３１】
請求項５記載の長ストローク位置決め装置によれば、リニアスケールは磁性体から成り、アダプタ部分がリニアスケールを吸着する磁石を備えるので、リニアスケールのベースに対する固定のやり直しを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の実施の形態に係る長ストローク位置決め装置の平面図、及び図１（ｂ）は、図１（ａ）の長ストローク位置決め装置の正面図である。
【図２】図１の長ストローク位置決め装置１０におけるベース部分１２’のつなぎ目近傍の斜視断面図である。
【図３】従来の長ストローク位置決め装置におけるベース部分１２’のつなぎ目近傍の斜視断面図である。
【符号の説明】
ＬＥ リニアエンコーダ
ＬＭ リニアモータ
１０ 長ストローク位置決め装置
１２ ベース
１２’ ベース部分
１３ テーブル
１８ アダプタ
１８’ アダプタ部分
１９ リニアスケール
２０ 位置検出センサ
２１ アダプタ固定用ボルト
２２ 溝
２３ 磁石
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアモータ用の長ストローク位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
位置決め装置は、ベース上のリニアガイドに支持されたテーブルをリニアモータにより駆動する。この位置決め装置のストロークが長い場合は、ベースは、通常、複数に分割されたベース部分を直列につないだつなぎ構造として形成されている。この際各ベース部分を、特に幅方向に関して全く段差なく組み立てるには困難を伴う。
【０００３】
一方、位置決め装置のストロークが長い場合、テーブルの位置情報を示すためにテープ式のリニアスケールが用いられることが多い。このようなリニアスケールは、互いにつながれた複数のベース部分の側面に接着するのが通常であるが、その接着作業が煩わしい上に、接着作業のやり直しは困難であり、このため、例えば位置決め装置の移設時に大きな障害となっていた。
【０００４】
そこで、図３に示すように、リニアスケール１の取付け方法として、磁石２を備えたアダプタ部分３の複数を互いにつながれたベース部分４に固定した上で、互いにつながれたアダプタ部分３の磁石２上に鉄製のテープ状のリニアスケール１を吸着させる方法が提案されている。このように、リニアスケール１用のアダプタは、位置決め装置のストロークが長い場合、複数のベース部分４とほぼ同様に分割されたアダプタ部分３を直列につないだつなぎ構造として形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記アダプタ部分３のつなぎ目は、長ストローク位置決め装置の構造上、互いにつながれたベース部分４のつなぎ目と一致させており、ベース部分４のつなぎ目に幅方向に段差があると、この段差に起因してアダプタ部分３にも段差が生じることになり、リニアスケール１のアライメント調整を行うことが困難であった。また、テープ状のリニアスケール１がつなぎ目の部分で厚さ方向に大きく変形することにより、検出センサによる変位の検出がうまくいかなくなる可能性もある。
【０００６】
本発明の目的は、リニアスケールのアライメント調整を容易に行うことができるリニアモータ用の長ストローク位置決め装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１記載の長ストローク位置決め装置は、互いに直列につながれ、夫々ベッド上に配された複数のベース部分から成るベースと、互いに直列につながれ、夫々前記複数のベース部分にボルトにより締結された複数のアダプタ部分から成るアダプタと、前記アダプタに保持されるリニアスケールとを備えるリニアモータ用の長ストローク位置決め装置において、前記アダプタ部分のつなぎ目は、前記ボルトを２本取付けることができる長さ以上前記ベース部分のつなぎ目とずれていることを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の長ストローク位置決め装置によれば、アダプタ部分のつなぎ目は、ボルトを２本取付けることができる長さ以上ベース部分のつなぎ目とずれているので、複数のベース部分を直列につないだ状態で、アダプタ部分を互いにつながれた複数のベース部分にボルトで仮締めして、さらには、仮締めされたボルトの増し締めを順繰りに行うことにより、通常は生じているベース部分のずれをなくすことができ、リニアスケールのアライメント調整を容易に行うことができる。また、ベース部分のつなぎ目の段差を完全になくすことができなくても、アダプタ部分のつなぎ目の位置にはベース側の段差がないので、リニアスケールの変形をほとんど無視できるものとすることができる。
【０００９】
リニアスケールは磁性体から成り、アダプタ部分は、リニアスケールを吸着する磁石を備えるのが好ましい。
【００１０】
この構成により、リニアスケールのベースに対する固定のやり直しを容易に行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る長ストローク位置決め装置を図面を参照しながら詳述する。
【００１４】
図１（ａ）は、本発明の実施の形態に係る長ストローク位置決め装置の平面図、及び図１（ｂ）は、図１（ａ）の長ストローク位置決め装置の正面図である。
【００１５】
図１において、長ストローク位置決め装置１０は、ベッド１１上に、例えば長さ４ｍに亘って配されると共にベッド上にベース固定用ボルト２４で固定されたベース１２と、ベース１２の上面中央に固定されたリニアモータＬＭと、このリニアモータＬＭの両側においてベース１２の上面に固定された一対のリニアガイドＬＧと、一対のリニアガイドＬＧの上に固定されたテーブル１３と、テーブル１３の移動位置を検出するリニアエンコーダＬＥとを備える。
【００１６】
リニアモータＬＭは、ベース１２の上面中央に固定された永久磁石列１４と、永久磁石列１４の上方に配されると共に、テーブル１３の下面にボルト等により固定された磁極コイル列１５とから主として成り、ベース１２上のリニアガイドＬＧに支持されたテーブル１３を駆動する。永久磁石列１４と磁極コイル列１５との間には、所定寸法のエアギャップが形成されている。磁極コイル列１５によって発生する磁束は、永久磁石列１４の配列方向に対し直交する。
【００１７】
リニアガイドＬＧは、永久磁石列１４の両側に固定され、永久磁石列１４の配列方向と夫々平行な一対の案内レール１６と、案内レール１６の各々には、２つのスライダ１７が載置されており、計４つのスライダ１７はテーブル１３の下面に固定されている。
【００１８】
リニアモータＬＭの磁極コイル列１５に電流を流すと、その電流によって発生する磁束と永久磁石列１４の磁束との相互作用により、磁極コイル列１５と永久磁石列１４との間に相対的な推力が働き、テーブル１３が案内レール１６に案内されつつ移動し、テーブル１３を所定位置に移動することができる。
【００１９】
ベース１２は、図１に示すように、例えば２等分の２ｍづつに分割され、互いに直列につながれたベース部分１２’，１２’から成る。ベース１２の側面には、例えば鉄等の金属製のアダプタ１８が取付けられている。アダプタ１８は、後述する位置検出センサ２０の移動範囲の関係で長さが長ストローク位置決め装置１０の全長より若干短い。
【００２０】
アダプタ１８は、図１に示すように、例えば２等分の１．９ｍに分割され、互いに直列につながれたアダプタ部分１８’，１８’から成る。また、アダプタ１８の外側面には、後述するように磁石が取付けられており、その磁石に、測定に必要とされる長さの、例えば鉄製でテープ状のリニアスケール１９（レニショー社製テープスケール）が吸着されている。
【００２１】
テーブル１３は、その側部に、例えばレーザリニアエンコーダヘッド等の位置検出センサ２０を備える。この位置検出センサ２０は、リニアスケール１９の目盛りを読取ることによりベース１２に対するテーブル１３の移動位置を検出する。位置検出センサ２０とリニアスケール１９は、リニアエンコーダＬＥを構成し、このリニアエンコーダＬＥにより、ベース１２とテーブル１３の相対位置を検出し、この位置検出センサ２０の検出値に基づいてテーブル１３を所定位置に移動することができる。
【００２２】
図２は、図１の長ストローク位置決め装置１０におけるベース部分１２’のつなぎ目近傍の斜視断面図である。
【００２３】
図２において、図１の長ストローク位置決め装置１０におけるベース部分１２’，１２’は互いに所定のつなぎ目でつながれており、ベース部分１２’，１２’の側面から、所定のつなぎ目でつながれたアダプタ部分１８’，１８’がアダプタ固定用ボルト２１（締結手段）によって固定されている。アダプタ部分１８’のつなぎ目は、ベース部分１２’のつなぎ目とずれている。
【００２４】
アダプタ部分１８’，１８’の各々は、その外側面に長手方向に延びる溝２２を有し、この溝２２の底部には長尺状磁石２３が埋められている。この磁石２３には、溝２２内に収まる幅（好ましくはほぼ一致する幅）の鉄製のリニアスケール１９が吸着される。
【００２５】
アダプタ１８のベース１２への固定は、以下のように行われる。
【００２６】
まず、ベース部分１２’，１２’を直列につないだ状態でベッド１１上の所望の位置にベース固定用ボルト２４で仮締めする。次に、アダプタ部分１８’の１つを、アダプタ部分１８’のつなぎ目がベース部分１２’のつなぎ目と、好ましくは０．２ｍ以上、又はアダプタ固定用ボルト２１を２本取付けることができる長さ以上ずれるように、互いにつながれたベース部分１２’，１２’の２つにアダプタ固定用ボルト２１で仮締めする。さらには、これらの仮締めされたボルト２１，２４の増し締めを順繰りに行うことにより、通常は生じているベース部分１２’の段差をなくすことができる。
【００２７】
最後に、鉄製のリニアスケール１９をアダプタ１８の溝２２に埋められている磁石２３に吸着させる。これにより、リニアスケール１９のベース１２に対する固定のやり直しを容易に行うことができる。また、ベース部分１２’のつなぎ目の段差を完全になくすことができなくても、アダプタ部分１８’のつなぎ目の位置にはベース１２側の段差がないので、リニアスケール１９の変形をほとんど無視できるものとすることができる。
【００２８】
上記実施の形態では、リニアエンコーダＬＥの位置検出センサ２０として光学式リニアエンコーダを適用した場合について説明したが、これに限らず、例えばレーザリニアエンコーダや磁気式リニアエンコーダ等を適用してもよい。但し、磁気式リニアスケールの場合、アダプタ１８への固定は板ばね状の固定用金具により行われる。
【００２９】
また、上記実施の形態では、ベース１２の全長を４ｍとし、２等分のベース部分１２’，１２’から成る例を示したが、さらに複数のベース部分１２’をつなぎ、全長をのばしてもよいのはもちろんである。また各ベース部分１２’はベース１２を等分する必要はない。アダプタ１８の各アダプタ部分１８’についても同様である。要はアダプタ部分１８’のつなぎ目の位置がベース部分１２’のつなぎ目の位置とずれていればよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１記載の長ストローク位置決め装置によれば、アダプタ部分のつなぎ目は、ボルトを２本取付けることができる長さ以上ベース部分のつなぎ目とずれているので、複数のベース部分を直列につないだ状態で、アダプタ部分を互いにつながれた複数のベース部分にボルトで仮締めして、さらには、仮締めされたボルトの増し締めを順繰りに行うことにより、通常は生じているベース部分のずれをなくすことができ、リニアスケールのアライメント調整を容易に行うことができる。また、ベース部分のつなぎ目の段差を完全になくすことができなくても、アダプタ部分のつなぎ目の位置にはベース側の段差がないので、リニアスケールの変形をほとんど無視できるものとすることができる。
【００３１】
請求項５記載の長ストローク位置決め装置によれば、リニアスケールは磁性体から成り、アダプタ部分がリニアスケールを吸着する磁石を備えるので、リニアスケールのベースに対する固定のやり直しを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の実施の形態に係る長ストローク位置決め装置の平面図、及び図１（ｂ）は、図１（ａ）の長ストローク位置決め装置の正面図である。
【図２】図１の長ストローク位置決め装置１０におけるベース部分１２’のつなぎ目近傍の斜視断面図である。
【図３】従来の長ストローク位置決め装置におけるベース部分１２’のつなぎ目近傍の斜視断面図である。
【符号の説明】
ＬＥ リニアエンコーダ
ＬＭ リニアモータ
１０ 長ストローク位置決め装置
１２ ベース
１２’ ベース部分
１３ テーブル
１８ アダプタ
１８’ アダプタ部分
１９ リニアスケール
２０ 位置検出センサ
２１ アダプタ固定用ボルト
２２ 溝
２３ 磁石
Claims (6)
- 互いに直列につながれ、夫々ベッド上に配された複数のベース部分から成るベースと、互いに直列につながれ、夫々前記複数のベース部分にボルトにより締結された複数のアダプタ部分から成るアダプタと、前記アダプタに保持されるリニアスケールとを備えるリニアモータ用の長ストローク位置決め装置において、
前記アダプタ部分のつなぎ目は、前記ボルトを２本取付けることができる長さ以上前記ベース部分のつなぎ目とずれていることを特徴とするリニアモータ用の長ストローク位置決め装置。 - 前記ボルトを２本取付けることができる長さは０．２ｍであることを特徴とする請求項１記載の長ストローク位置決め装置。
- 前記ボルトは前記ベース部分のつなぎ目の両側に配されていることを特徴とする請求項１又は２記載のリニアモータ用の長ストローク位置決め装置。
- 前記リニアスケールは前記複数のアダプタ部分の側面に保持されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のリニアモータ用の長ストローク位置決め装置。
- 前記リニアスケールは磁性体から成り、前記アダプタ部分は、前記リニアスケールを吸着する磁石を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のリニアモータ用の長ストローク位置決め装置。
- 前記リニアスケールは磁気式リニアエンコーダ用であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のリニアモータ用の長ストローク位置決め装置。
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2001
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