JP2011165618A - Wire with terminal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車で使用される電線の導体に端子が接続された端子付き電線に係り、特に、Ｃｕ端子にＡｌ導体を接続した接続部に発生するガルバニック腐食を防止できる端子付き電線に関するものである。 The present invention relates to an electric wire with a terminal in which a terminal is connected to a conductor of an electric wire used in an automobile, and more particularly to an electric wire with a terminal that can prevent galvanic corrosion occurring at a connection portion in which an Al conductor is connected to a Cu terminal. is there.
従来より、電気自動車やハイブリッド車などの自動車に使用される電線においては、軽量化のために、導体にアルミ（Ａｌ）を用いたアルミ電線（Ａｌ電線）が使用されており、そのＡｌ電線を各種電気機器に接続する端子には、銅（Ｃｕ）或いはＣｕ合金が使用されている。 Conventionally, in order to reduce the weight of an electric wire used in an automobile such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, an aluminum electric wire (Al electric wire) using aluminum (Al) as a conductor has been used. Copper (Cu) or Cu alloy is used for the terminals connected to various electric devices.
ところで、ＣｕとＡｌが接触した部材を、腐食環境下で使用した場合、特に、自動車や屋外電気機器のように、雨水にさらされたり、あるいは結露が生じやすい環境では、異種金属接触腐食（ガルバニック腐食）の問題が発生する。 By the way, when a member in which Cu and Al are in contact with each other is used in a corrosive environment, especially in an environment where it is exposed to rain water or is likely to cause dew condensation, such as automobiles and outdoor electrical equipment, Corrosion) occurs.
Ｃｕ端子付きＡｌ電線の場合もその一例であり、Ｃｕ端子とＡｌ導体との接続部が露出されたまま腐食環境下にさらされると、加速度的にＡｌ導体の腐食（溶解或いは、腐食生成物の形成）が進行し、導電率の低下及び接続強度の著しい低下を引き起こす。 An example of the case of an Al electric wire with a Cu terminal is one example. When exposed to a corrosive environment with the connection portion between the Cu terminal and the Al conductor exposed, the Al conductor is corroded at an accelerated rate (dissolution or corrosion product). Formation), causing a decrease in conductivity and a significant decrease in connection strength.
この対策として、Ｃｕ端子とＡｌ導体との接続部を、熱収縮チューブなど、耐腐食性の樹脂材料で覆う方法が一般的に行われている。腐食環境を遮断する熱収縮チューブによるこの対策では、部品点数が増えることにより材料コストの上昇及び加工コストの上昇が発生する。また、樹脂材料は、自動車用途など、高電流、高温環境で使用するのに十分な耐熱性を有しておらず、長期信頼性の面で不安がある。更に、樹脂材料は、配線スペース等の関係で、その厚さを厚くすることができない場合、振動などによって損傷し十分な耐腐食性を発揮できない可能性もある。 As a countermeasure, a method of covering the connection portion between the Cu terminal and the Al conductor with a corrosion-resistant resin material such as a heat shrinkable tube is generally performed. In this countermeasure by the heat shrinkable tube that blocks the corrosive environment, the increase in the number of parts increases the material cost and the processing cost. In addition, resin materials do not have sufficient heat resistance to be used in high current and high temperature environments such as automotive applications, and there is concern about long-term reliability. Furthermore, if the thickness of the resin material cannot be increased due to the wiring space or the like, the resin material may be damaged by vibration or the like and may not exhibit sufficient corrosion resistance.
そこで、特許文献１〜３に示されるように、次のような技術が提案されている。
Therefore, as shown in
特許文献１では、Ｃｕ端子とＡｌ導体の接続において、Ｃｕ端子の接続面以外の表面に錫めっきを施し、Ａｌの露出面積に対するＣｕの露出面積を小さくすることで、ガルバニック腐食の抑制を図っている。
In
特許文献２では、Ｃｕ端子とＡｌ導体の接続において、撚線に接するＣｕ端子部分にＡｌを主成分とするＡｌ層を設けることで、ガルバニック腐食の防止を図っている。
In
特許文献３では、異種金属からなる端子と導体との接続において、導体端末部の露出した芯線に、金属キャップを被覆し、この金属キャップを包囲するようにカシメ片を圧着することで、ガルバニック腐食の防止を図っている。 In Patent Document 3, when connecting a terminal made of a dissimilar metal and a conductor, a galvanic corrosion is formed by covering the exposed core wire of the conductor end with a metal cap and crimping a caulking piece so as to surround the metal cap. To prevent this.
しかしながら、上記特許文献１〜３に記載される従来の端子付き電線では、解決すべき以下の問題点がある。
However, the conventional electric wires with terminals described in
特許文献１では、面積効果を利用してガルバニック腐食の防止を図っているが、ガルバニック腐食の程度は軽減されるものの、実接触面は依然ＣｕとＡｌであるため、ガルバニック腐食の根本的な解決とはなり得ず、接続強度の信頼性が低下してしまう。
In
特許文献２では、Ａｌ導体のＣｕ端子との接続面がＡｌ層であるため、接続部のガルバニック腐食の防止は可能である。しかしながら、端子自体がＣｕとＡｌで構成されるため、端子内のＣｕ／Ａｌ界面で発生するガルバニック腐食は防ぐことができない。また、電気接触部の片面はＡｌであるため、接続抵抗の上昇の問題がある。
In
特許文献３では、ガルバニック腐食防止用の金属キャップを必要とするため、部材点数が多くなり、また、それにより圧着工程も増加するため、コストが高くなるという問題がある。 In Patent Document 3, since a metal cap for preventing galvanic corrosion is required, the number of members is increased, and the crimping process is increased thereby, resulting in an increase in cost.
そこで本発明の目的は、上記問題を解決し、異種の金属材料からなる端子と導体とを接続した際に発生するガルバニック腐食を防止し、低コストで、かつ、優れた接続強度及び接続抵抗を有する端子付き電線を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems, prevent galvanic corrosion that occurs when a terminal and a conductor made of different kinds of metal materials are connected, and at low cost, with excellent connection strength and connection resistance. It is providing the electric wire with a terminal which has.
上記目的を達成すべく請求項１の発明は、端子と、該端子と異なる金属材料からなる導体上に絶縁層が形成されている電線とを備え、前記端子と前記導体が接続されている端子付き電線において、前記端子は、前記導体が接続される面に、ＴｉあるいはＴｉ合金からなる導電防食層が形成されていることを特徴とする端子付き電線である。
In order to achieve the above object, the invention of
請求項２の発明は、端子と、該端子と異なる金属材料からなる導体上に絶縁層が形成されている電線とを備え、前記端子と前記導体が接続されている端子付き電線において、前記端子は、前記導体が接続される面に、ＮｉあるいはＮｉ合金からなる導電防食層が形成されていることを特徴とする端子付き電線である。
The invention of
請求項３の発明は、前記Ｔｉ合金は、Ｔｉに、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｍｏ、Ｚｎ、Ｚｒのうちから選ばれる１種以上を含む合金からなる請求項１に記載の端子付き電線である。
The invention according to claim 3 is the terminal according to
請求項４の発明は、前記Ｎｉ合金は、Ｎｉに、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｍｏ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｐ、Ｂのうちから選ばれる１種以上を含む合金からなる請求項２に記載の端子付き電線である。 According to a fourth aspect of the present invention, the Ni alloy is made of an alloy containing at least one selected from Si, Fe, Cu, Mn, Mg, Mo, Zn, Ti, P, and B in Ni. It is an electric wire with a terminal of description.
請求項５の発明は、前記端子は、ＣｕあるいはＣｕに、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｍｏ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｐのうちから選ばれる１種以上を含むＣｕ合金からなる請求項１乃至４のいずれかに記載の端子付き電線である。 According to a fifth aspect of the present invention, the terminal is made of Cu or Cu and a Cu alloy containing at least one selected from Si, Fe, Ni, Mn, Mg, Mo, Zn, Ti, and P. It is an electric wire with a terminal given in either of thru / or 4.
請求項６の発明は、前記導体は、ＡｌあるいはＡｌに、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｔｉのうちから選ばれる１種以上を含むＡｌ合金からなる請求項１乃至４のいずれかに記載の端子付き電線である。
The invention according to
本発明によれば、異種の金属材料からなる端子と導体とを接続した際に発生するガルバニック腐食を防止し、低コストで、かつ、優れた接続強度及び接続抵抗を有する端子付き電線を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a terminal-attached electric wire that prevents galvanic corrosion that occurs when a terminal and a conductor made of different metal materials are connected, has low connection cost, and has excellent connection strength and connection resistance. be able to.
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
図１、図２は、本発明に係る端子付き電線とその製造方法の第１の実施の形態を示したものである。図１、図２において、１はケーブルなどから引き出された電線で、導体２とその導体２を被覆する絶縁層３とで構成される。導体２は多数のＡｌ或いはＡｌ合金からなる素線２ａを撚り合わせて形成される。絶縁層３の材料には、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、フッ素系樹脂などが用いられる。
1 and 2 show a first embodiment of an electric wire with a terminal and a manufacturing method thereof according to the present invention. In FIG. 1 and FIG. 2,
電線１の端部に接続される端子４は、ＣｕやＣｕ合金などからなる板材を打ち抜いて形成された端子本体５から構成される。端子本体５の一方には、電気機器に接続される丸字形やＹ字形などの第一接続部６が形成され、他方には、電線１の端部に接続される第二接続部７が形成される。
The terminal 4 connected to the end of the
第二接続部７は、第一接続部６から延びた長方形状の底面部８ａと、底面部８ａの幅方向（底面部８ａの短手方向）の両辺に設けられた一対の接続片８ｂとで形成される。この一対の接続片８ｂを底面部８ａに対して略９０度ずつ折り曲げ、断面略Ｕ字形状にすることで、第二接続部７が形成される。
The
また、本実施の形態では、接続片８ｂに切欠部９を設けることで、第二接続部７に、電線１の導体２を接続する導体接続部７ａと、電線１の絶縁層３を保持する絶縁層保持部７ｂが形成される。導体接続部７ａは、電線１の導体２を接続した後のサイズに合わせるように、接続片８ｂを折り曲げて形成される。また、絶縁層保持部７ｂは、電線１の絶縁層３の外径と同じ大きさの幅となるように、接続片８ｂを折り曲げて形成される。さらに、切欠部９を設けた箇所の底面部８ａは適宜曲げることが可能である。
Moreover, in this Embodiment, the
第二接続部７の導体２と接続する面、つまり、導体接続部７ａの表面には、Ｎｉ或いはＮｉ合金、または、Ｔｉ或いはＴｉ合金のいずれかからなる導電防食層１０が形成される。なお、導電防食層１０は、第一接続部６や絶縁層保持部７ｂの表面にも形成されていてもよい。
A
導電防食層１０は、端子形状に打ち抜く前のＣｕやＣｕ合金などからなる板材と、Ｎｉ或いはＮｉ合金、または、Ｔｉ或いはＴｉ合金のいずれかを複合化して予め形成される。複合化の代表的な方法として、冷間或いは熱間圧延によるクラッド法、めっき法、スパッタ法などが適用可能であり、またこれに限るものではない。なお、導電防食層１０は、ＣｕやＣｕ合金などからなる板材から端子本体５を打ち抜いた後にめっき法、スパッタ法などにより形成してもよい。
The
このように導電防食層１０を複合化した板材から、端子形状に打ち抜き、接続片８ｂを曲げて第二接続部７を形成することで端子４が構成される。
Thus, the terminal 4 is comprised by punching in the shape of a terminal from the board | plate material which combined the electrically
端子本体５と導体２の材料の組み合わせとして、純Ｃｕ端子と純Ａｌ導体が適用可能である。また、その他、端子本体５の材料として、Ｃｕに、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｍｏ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｐのうち選ばれた１種以上の元素を含むＣｕ合金、導体２の材料として、Ａｌに、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｔｉのうち選ばれた１種以上の元素を含むＡｌ合金などが適用可能である。
As a combination of the material of the terminal body 5 and the
端子本体５に設けられた導電防食層１０は、Ｎｉの他、Ｎｉに、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｍｏ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｐ、Ｂのうち選ばれた１種以上の元素を含むＮｉ合金、或いは、Ｔｉの他、Ｔｉに、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｍｏ、Ｚｎ、Ｚｒのうち選ばれた１種以上の元素を含むＴｉ合金の適用が可能である。
In addition to Ni, the
端子本体５に設けられた導電防食層１０のＮｉへの元素添加量として、Ｓｉ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｔｉは２０ｍａｓｓ％以下、Ｃｕ，Ｍｏ，Ｐ，Ｂは１０ｍａｓｓ％以下が望ましい。また、Ｔｉの元素添加量としては、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｍｇ，Ｚｎは２０ｍａｓｓ％以下、Ｃｕ，Ｍｏ，Ｚｒは１０ｍａｓｓ％以下が望ましい。
As element addition amounts to Ni of the
第二接続部７と導体２の接続は、例えば、図示しない超音波接続装置で超音波溶接することにより行う。なお、超音波接続装置としては、例えば、本体部と超音波発振器とで構成され、本体部が、基台上に設けられたホーン支持部と、導体および端子を配置させる受け台とを有しており、ホーン支持部から延びて先端部に接続時に導体と当接するホーンチップが形成された超音波ホーンが設けられているものなどを用いることができるが、これに限定されるものではない。図２に示すように、導体接続部７ａと接続される導体２の先端部を超音波溶接で（条件としては、例えば、周波数４０ｋＨｚ，加圧力０．１〜０．４ＭＰａ，超音波印加エネルギー１〜３０００Ｊ）、断面が略円形状から断面が略矩形状に押し潰されて溶接部２ｂが形成され、溶接部２ｂの底面及び両側面は、導体接続部７ａに形成された導電防食層１０に溶接される。第二接続部７と導体２の接続方法は特にこれに限定するものではなく、圧着などその他幅広い接続手法に適用可能である。
The connection between the
次に本実施の形態の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
本実施の形態においては、第二接続部７の電線１の導体２と接続する面にＮｉ、Ｎｉ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金のいずれかからなる導電防食層１０が形成されていることにより、異種の金属材料からなる端子と導体とを接続してもガルバニック腐食を防止することができるため、接続強度と接続抵抗との両方について良好な信頼性を得ることができる。
In the present embodiment, the
表１に、Ａｌ材と各種金属（Ｃｕ，Ｎｉ，Ｔｉ）を組み合わせ、その間に流れるガルバニック電流を測定した結果を示す。腐食環境として設定した測定溶液は５ｍａｓｓ％ＮａＣｌで、電流測定は５００秒後に行った。また、上記した方法と同様の方法にてＣｕ材にＮｉ，Ｔｉを組み合わせたときのガルバニック電流も測定した。 Table 1 shows the results of measuring the galvanic current flowing between Al materials and various metals (Cu, Ni, Ti). The measurement solution set as the corrosive environment was 5 mass% NaCl, and the current measurement was performed after 500 seconds. Moreover, the galvanic current when combining Ni and Ti with Cu material by the method similar to the above-mentioned method was also measured.
この表１から、ＮｉとＴｉは、Ａｌと接触して使用した場合、ガルバニック電流値がそれぞれ０．０３２８ｍＡと０．０１５３ｍＡであり、Ｃｕ／Ａｌの０．０４８２ｍＡと比べて電流値が小さいことがわかる。つまり、第二接続部７の導体２と接触する表面に上述の導電防食層１０を形成することにより、ガルバニック腐食を低減できることがわかる。
From Table 1, when Ni and Ti are used in contact with Al, the galvanic current values are 0.0328 mA and 0.0153 mA, respectively, and the current values are smaller than 0.0482 mA of Cu / Al. Recognize. That is, it can be seen that galvanic corrosion can be reduced by forming the above-described conductive
導電防食層１０の厚さは、１００μｍ以下が望ましい。これは、ＮｉとＴｉの電気抵抗は端子本体であるＣｕと比較して大きいため、接続部全体の電気抵抗上昇およびそれによる発熱を抑えるためには、その厚さが薄い方がよい為である。また逆に、防食の観点から、安定した防食を確保するため、ＮｉとＴｉの層の厚さは１０μｍ以上が望ましい。
The thickness of the
導電防食層１０を構成するＮｉ或いはＴｉの形成は、端子成型前の板材の状態で連続的に可能なため、低コストで製造できる。
Since the formation of Ni or Ti constituting the
次に、本発明の第２の実施の形態を図３、図４により説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
第１の実施の形態では、電線１の導体２と接触する第二接続部７の内側全面に導電防食層１０を形成したが、ボルト締めにより相手先と接続を行う第一接続部６は、より安定した電気接続状態を維持するため、Ｎｉ系やＴｉ系材料ではなく、母材であるＣｕ系材料であるほうがより好ましい。そこで、本実施の形態は、導体２と接触する導体接続部７ａの表面にのみ導電防食層１０ａを形成し、第一接続部６と絶縁層保持部７ｂではＣｕ母材を露出させたものである。導電防食層１０ａは、インレイクラッド或いは部分めっきなどにより容易に形成することができる。また、絶縁層保持部７ｂがＣｕ材そのものであるため、絶縁層３を保持するための加工が容易である。
In the first embodiment, the
さらに、本発明の第３の実施の形態を図５、図６により説明する。 Further, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
本発明の第３の実施の形態は、第２の実施の形態で説明した端子４の導体接続部７ａ及び絶縁層保持部７ｂの導体２や絶縁層３と接触しない外側面に、導電防食層１０ｂを形成したものである。
In the third embodiment of the present invention, a conductive anticorrosion layer is formed on the outer surface of the terminal 4 that is not in contact with the
本実施の形態では、第１及び第２の実施の形態の効果に加え、導体接続部７ａ及び絶縁層保持部７ｂの外側面に導電防食層１０ｂを形成することで、導体接続部７ａ及び絶縁層保持部７ｂの外部が腐食環境にさらされても防食できる。
In the present embodiment, in addition to the effects of the first and second embodiments, the
次に、本発明の実施例１〜７、比較例１〜３、及び、従来例１〜４について説明する。 Next, Examples 1 to 7 of the present invention, Comparative Examples 1 to 3 and Conventional Examples 1 to 4 will be described.
まず、実施例１〜７は、図１、図２にて説明した本発明の第１の実施の形態に係る端子付き電線であって、端子本体の材料と、導電防食層の形成方法及び材料を、種々変更した例を示したものである。 First, Examples 1 to 7 are electric wires with terminals according to the first embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 1 and 2, and are materials for a terminal body, and methods and materials for forming a conductive anticorrosion layer. The example which changed variously is shown.
次に、比較例１〜３、従来例１〜４は、端子に導電防食層を形成しない例を示したものであり、端子形状は、図７、図８に示した通り、図１、図２に示した端子の形状と同様に形成した。 Next, Comparative Examples 1 to 3 and Conventional Examples 1 to 4 show examples in which a conductive anticorrosion layer is not formed on the terminals, and the terminal shapes are as shown in FIGS. It was formed in the same manner as the terminal shape shown in FIG.
なお、図７、図８には、図１、図２で説明した部材名称と同一符号を付し、説明は省略する。 7 and 8 are assigned the same reference numerals as the member names described in FIGS. 1 and 2, and the description thereof is omitted.
〔実施例１〕
Ｃｕ条（厚さ２．０ｍｍ）とＮｉ条（厚さ０．２５ｍｍ）を冷間圧延法により一体化させた複合材（クラッド材）を作製した。さらに、複合材を、総板厚０．８ｍｍとなるように圧延加工を行った。その後、複合材をプレスして図１に示した端子形状に打ち抜き加工し、その後、電気機器に接続される第一接続部を形成するためのボルト穴加工を行った。
[Example 1]
A composite material (cladding material) in which Cu strip (thickness 2.0 mm) and Ni strip (thickness 0.25 mm) were integrated by a cold rolling method was produced. Further, the composite material was rolled so as to have a total thickness of 0.8 mm. Thereafter, the composite material was pressed and punched into the terminal shape shown in FIG. 1, and then a bolt hole was formed to form a first connection portion connected to the electrical device.
導体は、外径１．０ｍｍの純Ａｌ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積；１５ｍｍ2）を用いた。 The conductor used was a twist of 19 pure Al strands having an outer diameter of 1.0 mm (conductor cross-sectional area: 15 mm 2 ).
端子のＮｉ面がＡｌ導体と接するようにＡｌ導体を端子の導体接続部上に設置したあと、超音波溶接にて端子と導体を接続し一体化させた。 After the Al conductor was placed on the conductor connection portion of the terminal so that the Ni surface of the terminal was in contact with the Al conductor, the terminal and the conductor were connected and integrated by ultrasonic welding.
〔実施例２〕
Ｃｕ条（厚さ２．０ｍｍ）とＮｉ条（厚さ０．１０ｍｍ）を冷間圧延法により一体化させた複合材（クラッド材）を作製した。さらに、複合材を、総板厚０．８ｍｍとなるように圧延加工を行った。その後、複合材をプレスして図１に示した端子形状に打ち抜き加工し、その後、電気機器に接続される第一接続部を形成するためのボルト穴加工を行った。
[Example 2]
A composite material (cladding material) in which a Cu strip (thickness 2.0 mm) and a Ni strip (thickness 0.10 mm) were integrated by a cold rolling method was produced. Further, the composite material was rolled so as to have a total thickness of 0.8 mm. Thereafter, the composite material was pressed and punched into the terminal shape shown in FIG. 1, and then a bolt hole was formed to form a first connection portion connected to the electrical device.
導体は、外径１．０ｍｍの純Ａｌ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積；１５ｍｍ2）を用いた。 The conductor used was a twist of 19 pure Al strands having an outer diameter of 1.0 mm (conductor cross-sectional area: 15 mm 2 ).
端子のＮｉ面がＡｌ導体と接するようにＡｌ導体を端子の導体接続部上に設置したあと、超音波溶接にて端子と導体を接続し一体化させた。 After the Al conductor was placed on the conductor connection portion of the terminal so that the Ni surface of the terminal was in contact with the Al conductor, the terminal and the conductor were connected and integrated by ultrasonic welding.
〔実施例３〕
Ｃｕ条（厚さ０．８ｍｍ）の片面をマスキングし、片面のみにＮｉめっき（厚さ１０μｍ）を施した複合材を作製した。さらに、その後、複合材をプレスして図１に示した端子形状に打ち抜き加工し、その後、電気機器に接続される第一接続部を形成するためのボルト穴加工を行った。
Example 3
A composite material in which one side of a Cu strip (thickness 0.8 mm) was masked and Ni plating (
導体は、外径１．０ｍｍの純Ａｌ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積；１５ｍｍ2）を用いた。 The conductor used was a twist of 19 pure Al strands having an outer diameter of 1.0 mm (conductor cross-sectional area: 15 mm 2 ).
端子のＮｉ面がＡｌ導体と接するようにＡｌ導体を端子の導体接続部上に設置したあと、超音波溶接にて端子と導体を接続し一体化させた。 After the Al conductor was placed on the conductor connection portion of the terminal so that the Ni surface of the terminal was in contact with the Al conductor, the terminal and the conductor were connected and integrated by ultrasonic welding.
〔実施例４〕
Ｃｕ条（厚さ０．８ｍｍ）の片面をマスキングし、片面のみにＮｉめっき（厚さ８μｍ）を施した複合材を作製した。さらに、その後、複合材をプレスして図１に示した端子形状に打ち抜き加工し、その後、電気機器に接続される第一接続部を形成するためのボルト穴加工を行った。
Example 4
A composite material in which one side of a Cu strip (thickness 0.8 mm) was masked and Ni plating (thickness 8 μm) was applied only to one side was produced. Furthermore, after that, the composite material was pressed and punched into the terminal shape shown in FIG. 1, and then a bolt hole was formed to form a first connection portion connected to the electrical device.
導体は、外径１．０ｍｍの純Ａｌ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積；１５ｍｍ2）を用いた。 The conductor used was a twist of 19 pure Al strands having an outer diameter of 1.0 mm (conductor cross-sectional area: 15 mm 2 ).
端子のＮｉ面がＡｌ導体と接するようにＡｌ導体を端子の導体接続部上に設置したあと、超音波溶接にて端子と導体を接続し一体化させた。 After the Al conductor was placed on the conductor connection portion of the terminal so that the Ni surface of the terminal was in contact with the Al conductor, the terminal and the conductor were connected and integrated by ultrasonic welding.
〔実施例５〕
Ｃｕ条（厚さ０．８ｍｍ）の片面をマスキングし、片面のみにＮｉ−８ｍａｓｓ％Ｐめっき（厚さ１０μｍ）を施した複合材を作製した。さらに、その後、複合材をプレスして図１に示した端子形状に打ち抜き加工し、その後、電気機器に接続される第一接続部を形成するためのボルト穴加工を行った。
Example 5
A composite material in which one side of Cu strip (thickness 0.8 mm) was masked and Ni-8 mass% P plating (
導体は、外径１．０ｍｍの純Ａｌ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積；１５ｍｍ2）を用いた。 The conductor used was a twist of 19 pure Al strands having an outer diameter of 1.0 mm (conductor cross-sectional area: 15 mm 2 ).
端子のＮｉ面がＡｌ導体と接するようにＡｌ導体を端子の導体接続部上に設置したあと、超音波溶接にて端子と導体を接続し一体化させた。 After the Al conductor was placed on the conductor connection portion of the terminal so that the Ni surface of the terminal was in contact with the Al conductor, the terminal and the conductor were connected and integrated by ultrasonic welding.
〔実施例６〕
Ｃｕ条（厚さ２．０ｍｍ）とＴｉ条（厚さ０．２５ｍｍ）を冷間圧延法により一体化させた複合材（クラッド材）を作製した。さらに、複合材を、総板厚０．８ｍｍとなるように圧延加工を行った。その後、複合材をプレスして図１に示した端子形状に打ち抜き加工し、その後、電気機器に接続される第一接続部を形成するためのボルト穴加工を行った。
Example 6
A composite material (cladding material) in which a Cu strip (thickness 2.0 mm) and a Ti strip (thickness 0.25 mm) were integrated by a cold rolling method was produced. Further, the composite material was rolled so as to have a total thickness of 0.8 mm. Thereafter, the composite material was pressed and punched into the terminal shape shown in FIG. 1, and then a bolt hole was formed to form a first connection portion connected to the electrical device.
導体は、外径１．０ｍｍの純Ａｌ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積；１５ｍｍ2）を用いた。 The conductor used was a twist of 19 pure Al strands having an outer diameter of 1.0 mm (conductor cross-sectional area: 15 mm 2 ).
端子のＴｉ面がＡｌ導体と接するようにＡｌ導体を端子の導体接続部上に設置したあと、超音波溶接にて端子と導体を接続し一体化させた。 After the Al conductor was placed on the conductor connection portion of the terminal so that the Ti surface of the terminal was in contact with the Al conductor, the terminal and the conductor were connected and integrated by ultrasonic welding.
〔実施例７〕
Ｃｕ−Ｚｎ条（厚さ２．０ｍｍ）とＮｉ条（厚さ０．２５ｍｍ）を冷間圧延法により一体化させた複合材（クラッド材）を作製した。さらに、複合材を、総板厚０．８ｍｍとなるように圧延加工を行った。その後、複合材をプレスして図１に示した端子形状に打ち抜き加工し、その後、電気機器に接続される第一接続部を形成するためのボルト穴加工を行った。
Example 7
A composite material (cladding material) in which Cu-Zn strips (thickness 2.0 mm) and Ni strips (thickness 0.25 mm) were integrated by a cold rolling method was produced. Further, the composite material was rolled so as to have a total thickness of 0.8 mm. Thereafter, the composite material was pressed and punched into the terminal shape shown in FIG. 1, and then a bolt hole was formed to form a first connection portion connected to the electrical device.
導体は、外径１．０ｍｍの純Ａｌ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積；１５ｍｍ2）を用いた。 The conductor used was a twist of 19 pure Al strands having an outer diameter of 1.0 mm (conductor cross-sectional area: 15 mm 2 ).
端子のＮｉ面がＡｌ導体と接するようにＡｌ導体を端子の導体接続部上に設置したあと、超音波溶接にて端子と導体を接続し一体化させた。 After the Al conductor was placed on the conductor connection portion of the terminal so that the Ni surface of the terminal was in contact with the Al conductor, the terminal and the conductor were connected and integrated by ultrasonic welding.
〔比較例１〕
Ｃｕ条（厚さ０．８ｍｍ）をプレスして図７に示した端子形状に打ち抜き加工し、その後、電気機器に接続される第一接続部を形成するためのボルト穴加工を行った。
[Comparative Example 1]
A Cu strip (thickness 0.8 mm) was pressed and punched into the terminal shape shown in FIG. 7, and then a bolt hole was formed to form a first connection portion connected to an electrical device.
導体は、外径１．０ｍｍの純Ａｌ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積；１５ｍｍ2）を用いた。 The conductor used was a twist of 19 pure Al strands having an outer diameter of 1.0 mm (conductor cross-sectional area: 15 mm 2 ).
端子がＡｌ導体と接するようにＡｌ導体を端子の導体接続部上に設置したあと、超音波溶接にて端子と導体を接続し一体化させた。 After the Al conductor was placed on the conductor connection portion of the terminal so that the terminal was in contact with the Al conductor, the terminal and the conductor were connected and integrated by ultrasonic welding.
〔比較例２〕
Ｎｉ条（厚さ０．８ｍｍ）をプレスして図７に示した端子形状に打ち抜き加工し、その後、電気機器に接続される第一接続部を形成するためのボルト穴加工を行った。
[Comparative Example 2]
A Ni strip (thickness 0.8 mm) was pressed and punched into the terminal shape shown in FIG. 7, and then a bolt hole was formed to form a first connection portion connected to an electrical device.
導体は、外径１．０ｍｍの純Ａｌ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積；１５ｍｍ2）を用いた。 The conductor used was a twist of 19 pure Al strands having an outer diameter of 1.0 mm (conductor cross-sectional area: 15 mm 2 ).
端子がＡｌ導体と接するようにＡｌ導体を端子の導体接続部上に設置したあと、超音波溶接にて端子と導体を接続し一体化させた。 After the Al conductor was placed on the conductor connection portion of the terminal so that the terminal was in contact with the Al conductor, the terminal and the conductor were connected and integrated by ultrasonic welding.
〔比較例３〕
Ｔｉ条（厚さ０．８ｍｍ）をプレスして図７に示した端子形状に打ち抜き加工し、その後、電気機器に接続される第一接続部を形成するためのボルト穴加工を行った。
[Comparative Example 3]
A Ti strip (thickness 0.8 mm) was pressed and punched into the terminal shape shown in FIG. 7, and then a bolt hole was formed to form a first connection portion connected to an electrical device.
導体は、外径１．０ｍｍの純Ａｌ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積；１５ｍｍ2）を用いた。 The conductor used was a twist of 19 pure Al strands having an outer diameter of 1.0 mm (conductor cross-sectional area: 15 mm 2 ).
端子がＡｌ導体と接するようにＡｌ導体を端子の導体接続部上に設置したあと、超音波溶接にて端子と導体を接続し一体化させた。 After the Al conductor was placed on the conductor connection portion of the terminal so that the terminal was in contact with the Al conductor, the terminal and the conductor were connected and integrated by ultrasonic welding.
〔従来例１〕
Ｃｕ条（厚さ０．８ｍｍ）をプレスして図７に示した端子形状に打ち抜き加工し、その後、電気機器に接続される第一接続部を形成するためのボルト穴加工を行った。
[Conventional example 1]
A Cu strip (thickness 0.8 mm) was pressed and punched into the terminal shape shown in FIG. 7, and then a bolt hole was formed to form a first connection portion connected to an electrical device.
導体は、外径１．０ｍｍの純Ａｌ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積；１５ｍｍ2）を用いた。 The conductor used was a twist of 19 pure Al strands having an outer diameter of 1.0 mm (conductor cross-sectional area: 15 mm 2 ).
端子がＡｌ導体と接するようにＡｌ導体を端子の導体接続部上に設置したあと、超音波溶接にて端子と導体を接続し一体化させた。さらに、図８に示した第二接続部７の全体を樹脂製の熱収縮チューブで被覆した。
After the Al conductor was placed on the conductor connection portion of the terminal so that the terminal was in contact with the Al conductor, the terminal and the conductor were connected and integrated by ultrasonic welding. Further, the entire
〔従来例２〕
Ｃｕ条（厚さ０．８ｍｍ）の表面でＡｌ導体と接続する箇所、すなわち、図８にて溶接部２ｂが接触する面をマスキングし、それ以外の端子表面にＳｎめっき（厚さ１０μｍ）を施した。その後、プレスして図７に示した端子形状に打ち抜き加工し、その後、電気機器に接続される第一接続部を形成するためのボルト穴加工を行った。
[Conventional example 2]
Mask the portion connected to the Al conductor on the surface of the Cu strip (thickness 0.8 mm), that is, the surface where the
導体は、外径１．０ｍｍの純Ａｌ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積；１５ｍｍ2）を用いた。 The conductor used was a twist of 19 pure Al strands having an outer diameter of 1.0 mm (conductor cross-sectional area: 15 mm 2 ).
端子のＣｕ露出面がＡｌ導体と接するようにＡｌ導体を導体接続部に設置したあと、超音波溶接にて端子と導体を接続し一体化させた。 After placing the Al conductor on the conductor connecting portion so that the Cu exposed surface of the terminal was in contact with the Al conductor, the terminal and the conductor were connected and integrated by ultrasonic welding.
〔従来例３〕
Ｃｕ条（厚さ２．０ｍｍ）とＡｌ条（厚さ０．２５ｍｍ）を冷間圧延法により一体化させた複合材（クラッド材）を作製した。さらに、複合材を、総板厚０．８ｍｍになるよう圧延加工を行った。その後、複合材をプレスして図７に示した端子形状に打ち抜き加工し、その後、電気機器に接続される第一接続部を形成するためのボルト穴加工を行った。
[Conventional example 3]
A composite material (cladding material) in which a Cu strip (thickness 2.0 mm) and an Al strip (thickness 0.25 mm) were integrated by a cold rolling method was produced. Further, the composite material was rolled so as to have a total thickness of 0.8 mm. Thereafter, the composite material was pressed and punched into the terminal shape shown in FIG. 7, and then a bolt hole was formed to form a first connection portion connected to the electrical device.
導体は、外径１．０ｍｍの純Ａｌ素線を１９本撚り合わせたもの（導体断面積；１５ｍｍ2）を用いた。 The conductor used was a twist of 19 pure Al strands having an outer diameter of 1.0 mm (conductor cross-sectional area: 15 mm 2 ).
端子のＡｌ面がＡｌ導体と接するようにＡｌ導体を端子の導体接続部上に設置したあと、超音波溶接にて端子と導体を接続し一体化させた。 After placing the Al conductor on the conductor connection portion of the terminal so that the Al surface of the terminal was in contact with the Al conductor, the terminal and the conductor were connected and integrated by ultrasonic welding.
〔従来例４〕
Ｃｕ条（厚さ０．８ｍｍ）をプレスして図７に示した端子形状に打ち抜き加工し、その後、電気機器に接続される第一接続部を形成するためのボルト穴加工を行った。図８に示した接続方法の代わりに、Ａｌ導体の端末部の露出された芯線をＣｕにＳｎめっきを施したキャップで被覆し、このキャップを包囲するように圧着し、端子とキャップ、導体を一体化させた。
[Conventional Example 4]
A Cu strip (thickness 0.8 mm) was pressed and punched into the terminal shape shown in FIG. 7, and then a bolt hole was formed to form a first connection portion connected to an electrical device. Instead of the connection method shown in FIG. 8, the exposed core wire of the end portion of the Al conductor is covered with a cap plated with Sn on Cu, and is crimped so as to surround the cap. Integrated.
上記した表１は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉからなる金属の組合せを想定し、腐食環境下で異種金属間に流れるガルバニック電流を測定した結果を示したものである。腐食環境としては、５ｍａｓｓ％ＮａＣｌを用いて、測定は５００秒後に行った。 Table 1 above shows the result of measuring the galvanic current flowing between different metals in a corrosive environment, assuming a combination of metals consisting of Al, Cu, Ni, and Ti. As a corrosive environment, 5 mass% NaCl was used, and the measurement was performed after 500 seconds.
表１の測定結果から、ガルバニック電流値の小さい組合せほど異種金属接触による腐食が小さいと推定することができる。 From the measurement results of Table 1, it can be estimated that the smaller the galvanic current value is, the smaller the corrosion due to contact with different metals.
表２は、表１による評価結果に基づき作製した本発明の実施例１〜７、比較例１〜３、および従来例１〜４の端子付き電線に係り、端子と導体の接続強度（初期の接続強度の値、塩水噴霧試験後の接続強度の値）、接続抵抗（初期の接続抵抗の値、塩水噴霧試験後の接続抵抗の値）、接続に関わる材料・工程を含めたコスト（「○」：合格の意味、「×」：不合格の意味）を比較し、総合評価（「○」：優秀の意味、「△」：合格の意味、「×」：不合格の意味）を行ったものである。 Table 2 relates to the electric wires with terminals of Examples 1 to 7, Comparative Examples 1 to 3, and Conventional Examples 1 to 4 of the present invention produced based on the evaluation results according to Table 1, and the connection strength between the terminals and the conductors (initial Connection strength value, connection strength value after salt spray test), connection resistance (initial connection resistance value, connection resistance value after salt spray test), cost including materials and processes related to connection (“○ ”: Meaning of pass,“ × ”: Meaning of failure, and overall evaluation (“ ○ ”: Meaning of excellence,“ △ ”: Meaning of pass,“ × ”: Meaning of failure) Is.
端子とＡｌ導体の接続強度は、端子と導体の両端を掴み、引張り試験機にて電線が破断または接続部から電線が引き抜けるまでの引張り応力を測定した。測定は、初期と塩水噴霧試験後のそれぞれについて行い、接続強度の評価は、導体単体での強度の９０％以上を○（優秀の意味）、８５％以上９０％未満を△（合格の意味）、８５％未満を×（不合格の意味）とした。 The connection strength between the terminal and the Al conductor was measured by measuring the tensile stress until the electric wire was broken or the electric wire was pulled out from the connecting portion by grasping both ends of the terminal and the conductor. Measurement is conducted for each of the initial stage and after the salt spray test, and the evaluation of the connection strength is 90% or more of the strength of the conductor alone (excellent meaning), and 85% or more and less than 90% △ (meaning pass). , Less than 85% was taken as x (meaning failure).
また、端子とＡｌ導体の接続抵抗測定は、直流４端子法を用い、接続部に１０Ａの通電条件で、初期と塩水噴霧試験後のそれぞれについて行い、抵抗値が３０μΩ以下を○（優秀の意味）、３０μΩを超えて６０μΩ未満を△（合格の意味）、６０μΩ以上を×（不合格の意味）とした。 In addition, the connection resistance measurement between the terminal and the Al conductor was performed for each of the initial and after the salt spray test using a direct current 4-terminal method with a current of 10 A applied to the connection part, and the resistance value was 30 μΩ or less. ), More than 30 μΩ and less than 60 μΩ were evaluated as Δ (meaning of acceptance), and 60 μΩ or more was evaluated as × (meaning of rejection).
なお、塩水噴霧試験の条件は、端子付き電線を恒温槽中に配置し、５ｍａｓｓ％ＮａＣｌの塩水を３５℃の恒温槽中に１２０時間噴霧し、その後、８０℃、湿度９０〜９５ＲＨの恒温槽中で１２０時間放置することで行った。この塩水噴霧試験後に、初期と同様の方法で、接続強度の値、および接続抵抗の値をそれぞれ測定した。 The condition of the salt spray test is that the electric wire with terminal is placed in a thermostatic bath, 5 mass% NaCl salt water is sprayed in a thermostatic bath at 35 ° C. for 120 hours, and then the thermostatic bath at 80 ° C. and humidity 90-95RH. It was performed by leaving it for 120 hours. After this salt spray test, the connection strength value and the connection resistance value were measured in the same manner as in the initial stage.
この結果を表２に示す。 The results are shown in Table 2.
表２によれば、Ａｌ導体と端子のＮｉ面が接している実施例１〜４は、初期の接続強度だけでなく、塩水噴霧試験後にも高い接続強度を保っていた。さらに、接続抵抗に関しても、初期及び塩水噴霧後で優れた値を示した。これは、実施例１〜４では、ガルバニック電流値の小さい組合せで接続部が構成されており、より腐食に敏感なＡｌ導体の接続部の腐食が抑制できているためである。また、ベース材をＣｕ材料としているため、部品全体の抵抗を低く抑えることができている。 According to Table 2, Examples 1 to 4 in which the Al conductor and the Ni surface of the terminal are in contact maintained not only the initial connection strength but also a high connection strength after the salt spray test. Further, regarding the connection resistance, an excellent value was exhibited at the initial stage and after spraying with salt water. This is because in Examples 1 to 4, the connection portion is configured with a small combination of galvanic current values, and corrosion of the connection portion of the Al conductor that is more sensitive to corrosion can be suppressed. Further, since the base material is a Cu material, the resistance of the entire component can be kept low.
Ｎｉ層の厚さは、数ｎｍ以上あれば有効であるが、より安定した接続信頼性を確保するためには、実施例３に示すように１０μｍ以上が望ましい。また、Ｎｉ層は、Ｎｉリッチの合金、例えば実施例５に示すような、Ｎｉ−Ｐめっきでも同様の効果を得ることができる。また、表１の結果からもわかるとおり、Ｎｉの代わりに、実施例６に示すようなＴｉ系材料を用いても同様に優れた接続強度及び接続抵抗が得られることがわかった。端子本体に関しては、実施例７に示すとおり、Ｃｕに限らず、Ｃｕ合金でも他の実施例と同様の効果が得られる。 The thickness of the Ni layer is effective if it is several nm or more. However, in order to ensure more stable connection reliability, it is desirable that the thickness of the Ni layer be 10 μm or more as shown in Example 3. In addition, the Ni layer can obtain the same effect by Ni-rich alloy, for example, Ni-P plating as shown in Example 5. Also, as can be seen from the results in Table 1, it was found that excellent connection strength and connection resistance could be obtained even when a Ti-based material as shown in Example 6 was used instead of Ni. Regarding the terminal body, as shown in the seventh embodiment, not only Cu but also Cu alloy can provide the same effects as the other embodiments.
比較例１は、端子本体であるＣｕとＡｌ導体を直接接続した結果であるが、この場合、表１からも予測できる通り、ＣｕとＡｌ間のガルバニック作用によりＡｌ導体の腐食が進行し、腐食環境下での接続強度の信頼性は得ることができなかった。一方、端子本体をＮｉ或いはＴｉ材料のみとした比較例２、３はともに、耐腐食性は良好であったが、Ｎｉ或いはＴｉ自体の電気抵抗がＣｕと比較して大きいため、接続部品全体の抵抗値が高いものとなる不具合が生じた。 Comparative Example 1 is the result of directly connecting the terminal body Cu and the Al conductor. In this case, as predicted from Table 1, the corrosion of the Al conductor proceeds due to the galvanic action between Cu and Al. Reliability of connection strength under the environment could not be obtained. On the other hand, both Comparative Examples 2 and 3 in which the terminal body was made of only Ni or Ti material had good corrosion resistance, but the electrical resistance of Ni or Ti itself was larger than that of Cu. There was a problem that the resistance value was high.
従来例１は、端子本体であるＣｕとＡｌ導体を直接接続し、その上に防食用の熱収縮チューブを被覆したものであるが、この場合、接続信頼性は確保できるものの、熱収縮チューブという部品点数が増え、更にその被覆作業工程が必要となってくるため、高コストとなる。また、従来例２に示す接続部以外にＳｎめっきを施す方法は、Ｃｕ端子とＡｌ導体の面積比効果を利用して腐食の低減を狙ったものであるが、ミクロな視点ではＣｕとＡｌの接続部は存在しているため、塩水噴霧後の接続強度が低下していることがわかる。したがって、高い接続強度の信頼性を必要とする部材としては不適切と判断できる。従来例３に示すＣｕ／Ａｌクラッド材からなる端子は、端子とＡｌ導体の腐食は抑制可能であるが、端子自体がガルバニック腐食の発生しやすいＣｕとＡｌの複合材で形成されているため、端子内でのＡｌの腐食が発生し、結果として接続抵抗の上昇が発生することがわかる。従来例４で示す、端子とＡｌ導体接続の間に中間キャップを設置する方法は、接続強度、接続抵抗ともによい特性は得られるが、中間キャップの部品点数増加とその作業工程の増加により、従来例１と同様、大幅なコストアップとなる。 Conventional Example 1 is a terminal body in which Cu and Al conductors are directly connected and coated with a heat-shrinkable tube for corrosion protection. In this case, although connection reliability can be ensured, it is called a heat-shrinkable tube. Since the number of parts increases and the covering work process becomes necessary, the cost increases. Further, the Sn plating method other than the connection portion shown in the conventional example 2 aims to reduce the corrosion by utilizing the area ratio effect of the Cu terminal and the Al conductor. Since the connection part exists, it turns out that the connection intensity | strength after salt spray is falling. Therefore, it can be determined that it is inappropriate as a member that requires high connection strength reliability. The terminal made of the Cu / Al clad material shown in Conventional Example 3 can suppress corrosion of the terminal and the Al conductor, but the terminal itself is formed of a composite material of Cu and Al that is likely to generate galvanic corrosion. It can be seen that Al corrosion occurs in the terminals, resulting in an increase in connection resistance. Although the method of installing the intermediate cap between the terminal and the Al conductor connection shown in Conventional Example 4 provides good characteristics in both connection strength and connection resistance, the conventional method has increased the number of parts of the intermediate cap and the number of work processes. As in Example 1, the cost is significantly increased.
以上の結果より、表２中の総合評価で示すとおり、実施例１〜７は、接続強度、接続抵抗、コストのすべてに優れた端子付き電線を提供することができる。 From the above results, as shown in the comprehensive evaluation in Table 2, Examples 1 to 7 can provide a terminal-attached electric wire excellent in connection strength, connection resistance, and cost.
１ 電線
２ 導体
３ 絶縁層
４ 端子
１０ 導電防食層
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記端子は、前記導体が接続される面に、ＴｉあるいはＴｉ合金からなる導電防食層が形成されていることを特徴とする端子付き電線。 In the electric wire with a terminal comprising a terminal and an electric wire in which an insulating layer is formed on a conductor made of a metal material different from the terminal, the terminal and the conductor are connected,
The electric wire with a terminal, wherein the terminal has a conductive anticorrosion layer made of Ti or Ti alloy formed on a surface to which the conductor is connected.
前記端子は、前記導体が接続される面に、ＮｉあるいはＮｉ合金からなる導電防食層が形成されていることを特徴とする端子付き電線。 In the electric wire with a terminal comprising a terminal and an electric wire in which an insulating layer is formed on a conductor made of a metal material different from the terminal, the terminal and the conductor are connected,
The electric wire with a terminal, wherein the terminal has a conductive anticorrosion layer made of Ni or Ni alloy formed on a surface to which the conductor is connected.
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