JP2797242B2 - 整流子及びその製造方法 - Google Patents
整流子及びその製造方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
- H01R43/06—Manufacture of commutators
- H01R43/08—Manufacture of commutators in which segments are not separated until after assembly
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
- H01R39/02—Details for dynamo electric machines
- H01R39/04—Commutators
- H01R39/06—Commutators other than with external cylindrical contact surface, e.g. flat commutators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、導電性カーボン素子よ
りなる平板状の整流子に関するものであり、特に自動車
等の燃料タンク内で使用する燃料ポンプ用モータの整流
子に関するものである。
りなる平板状の整流子に関するものであり、特に自動車
等の燃料タンク内で使用する燃料ポンプ用モータの整流
子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車において燃料を燃料タンク
から燃料ポンプでエンジンに供給しているが、この燃料
ポンプは燃料タンク内に配置している。ところが近年、
化石燃料の高騰、環境に対する関心の高まりに伴い、含
酸素燃料、特にメチルアルコール、エチルアルコールに
一部が置換された燃料となってきている。このため燃料
タンク内で使用する燃料ポンプに使用するモータの整流
子が添加したアルコールなどの含酸素燃料により、従来
の金属製整流子では腐食が起こりモータの寿命の短縮化
の原因ともなっていた。そこで考えられたのが導電性カ
ーボン素子よりなる整流子である。
から燃料ポンプでエンジンに供給しているが、この燃料
ポンプは燃料タンク内に配置している。ところが近年、
化石燃料の高騰、環境に対する関心の高まりに伴い、含
酸素燃料、特にメチルアルコール、エチルアルコールに
一部が置換された燃料となってきている。このため燃料
タンク内で使用する燃料ポンプに使用するモータの整流
子が添加したアルコールなどの含酸素燃料により、従来
の金属製整流子では腐食が起こりモータの寿命の短縮化
の原因ともなっていた。そこで考えられたのが導電性カ
ーボン素子よりなる整流子である。
【0003】この導電性カーボン素子を用いた整流子の
技術としては、米国特許第5157299号、米国特許
第5175463号、実開平2−53260号の各公報
に開示のものがある。これらの公報では、カーボンセグ
メントと、金属製セグメント支持部との間をハンダ接着
層で接続しているもの(米国特許第5157299号公
報記載の技術)、あるいはニッケル、銅等の第1の導電
層と金、銀、導電性合金よりなる第2の導電層を介し、
セグメントをベースに取り付けているもの(米国特許第
5175463号公報記載の技術)、及びカーボンセグ
メントの固定と導電をカーボンセグメントの一部を特殊
形状としてハブ本体と結合しているもの(実開平2−5
3260号公報記載の技術)の技術が開示されている。
技術としては、米国特許第5157299号、米国特許
第5175463号、実開平2−53260号の各公報
に開示のものがある。これらの公報では、カーボンセグ
メントと、金属製セグメント支持部との間をハンダ接着
層で接続しているもの(米国特許第5157299号公
報記載の技術)、あるいはニッケル、銅等の第1の導電
層と金、銀、導電性合金よりなる第2の導電層を介し、
セグメントをベースに取り付けているもの(米国特許第
5175463号公報記載の技術)、及びカーボンセグ
メントの固定と導電をカーボンセグメントの一部を特殊
形状としてハブ本体と結合しているもの(実開平2−5
3260号公報記載の技術)の技術が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、米国特
許第5157299号公報、米国特許第5175463
号公報に記載の技術では、適切な導電性等は得られる
が、整流子の回転時に発生する応力に対する強度は、こ
の技術のみではあまり考慮にはいれておらず、他方実開
平2−53260号公報記載の技術では、形状が必ずし
も簡易ではなく製作上容易に行えない。そこで、本発明
では簡易な構成で含酸素燃料を用いても、寿命の短縮化
につながらない整流子を提供することにある。
許第5157299号公報、米国特許第5175463
号公報に記載の技術では、適切な導電性等は得られる
が、整流子の回転時に発生する応力に対する強度は、こ
の技術のみではあまり考慮にはいれておらず、他方実開
平2−53260号公報記載の技術では、形状が必ずし
も簡易ではなく製作上容易に行えない。そこで、本発明
では簡易な構成で含酸素燃料を用いても、寿命の短縮化
につながらない整流子を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
発明は、導電性カーボン素子よりなり上面扇形状のカー
ボンセグメントを円環状に配置し、整流子面を形成する
平面型整流子において、カーボンセグメントの内外周端
面にくい込み固定する固定部材を、カーボンセグメント
の下面に接触している金属製のセグメントに設けると共
に、少なくともカーボンセグメント部の内外周端面の固
定部を封入固定する合成樹脂よりなるハブ本体とよりな
ることを特徴とする。
発明は、導電性カーボン素子よりなり上面扇形状のカー
ボンセグメントを円環状に配置し、整流子面を形成する
平面型整流子において、カーボンセグメントの内外周端
面にくい込み固定する固定部材を、カーボンセグメント
の下面に接触している金属製のセグメントに設けると共
に、少なくともカーボンセグメント部の内外周端面の固
定部を封入固定する合成樹脂よりなるハブ本体とよりな
ることを特徴とする。
【0006】また、請求項2記載の発明では、前記の整
流子において、固定部材を固定するカーボンセグメント
の内外周端面部を他の内外周端面部より凹部に形成する
ものである。
流子において、固定部材を固定するカーボンセグメント
の内外周端面部を他の内外周端面部より凹部に形成する
ものである。
【0007】更に、請求項3記載の発明では、導電性カ
ーボン素子よりなる円環状板体よりなるベース材の内周
面及び外周面に係合部を形成し、該ベース材の円環状の
ほぼ同一底面を有する金属製の板部材の外周に接続端子
を延設すると共に、内外周端部に固定部材を起立形成さ
せ、前記ベース材の係合部に固定部材がくい込む状態で
圧入固定後、固定部を合成樹脂で封入固定しハブ本体を
形成し、次いでベース材および板部材にスリットを切り
セグメントを形成するに際し、各セグメントにベース材
と板部材の内外周端部に有する固定部を一対以上設けて
形成したことを特徴とする。
ーボン素子よりなる円環状板体よりなるベース材の内周
面及び外周面に係合部を形成し、該ベース材の円環状の
ほぼ同一底面を有する金属製の板部材の外周に接続端子
を延設すると共に、内外周端部に固定部材を起立形成さ
せ、前記ベース材の係合部に固定部材がくい込む状態で
圧入固定後、固定部を合成樹脂で封入固定しハブ本体を
形成し、次いでベース材および板部材にスリットを切り
セグメントを形成するに際し、各セグメントにベース材
と板部材の内外周端部に有する固定部を一対以上設けて
形成したことを特徴とする。
【0008】
【作用】請求項1記載の発明によれば、カーボンセグメ
ントを金属製のセグメントに固定するカーボンセグメン
トの内外周端面に固定部材でくい込むように固定してい
ることより強固にカーボンセグメントを金属製のセグメ
ントに固定状態と良好な導通状態を得るように作用す
る。また、合成樹脂よりなるハブ本体で、少なくともカ
ーボンセグメントの内外周端面と固定部材との固定部は
封入されており、含酸素燃料内でも固定部に浸食される
ことなく安定した導通状態を得られる他、封入状態が強
固な合成樹脂によりなされた場合には、カーボンセグメ
ントの内外周端面がハブ本体に固定されることになり、
より強固にカーボンセグメントを保持できる。
ントを金属製のセグメントに固定するカーボンセグメン
トの内外周端面に固定部材でくい込むように固定してい
ることより強固にカーボンセグメントを金属製のセグメ
ントに固定状態と良好な導通状態を得るように作用す
る。また、合成樹脂よりなるハブ本体で、少なくともカ
ーボンセグメントの内外周端面と固定部材との固定部は
封入されており、含酸素燃料内でも固定部に浸食される
ことなく安定した導通状態を得られる他、封入状態が強
固な合成樹脂によりなされた場合には、カーボンセグメ
ントの内外周端面がハブ本体に固定されることになり、
より強固にカーボンセグメントを保持できる。
【0009】また、請求項2記載の発明によれば、固定
片を固定するカーボンセグメントの内外周端面部を他の
内外周端面部より凹部に形成しているため、固定片の固
定時の位置決めが確実となり、更にカーボンセグメント
の固定片が凹部内に収納されるため周方向への相対的位
置ずれを防ぎ固定状態維持を強固に出来る。
片を固定するカーボンセグメントの内外周端面部を他の
内外周端面部より凹部に形成しているため、固定片の固
定時の位置決めが確実となり、更にカーボンセグメント
の固定片が凹部内に収納されるため周方向への相対的位
置ずれを防ぎ固定状態維持を強固に出来る。
【0010】更に、請求項3記載の発明によれば、整流
子は導電性カーボン素子よりなる円環状板体よりなるベ
ース材と金属製の板部材を固定部材がくい込む状態で圧
入固定し、更に合成樹脂で封入固定した後、スリットを
形成し製作するため、それぞれ燒結、打抜き加工したベ
ース材と板部材の圧入、および合成樹脂のモールドとス
リット形成と簡易な製作工程で整流子が製作出来る。ま
た、簡易な構成で製作されるのであるが、スリットによ
り形成される各セグメントを構成するカーボンセグメン
トと金属製のセグメントは、これらの内外周端部のそれ
ぞれに有する固定部で強固に、かつ安定した状態で固定
されているため、整流子の使用状態においてセグメント
に作用する遠心力を無理なく支持でき、長期にわたって
安定的な使用状態が維持出来る。
子は導電性カーボン素子よりなる円環状板体よりなるベ
ース材と金属製の板部材を固定部材がくい込む状態で圧
入固定し、更に合成樹脂で封入固定した後、スリットを
形成し製作するため、それぞれ燒結、打抜き加工したベ
ース材と板部材の圧入、および合成樹脂のモールドとス
リット形成と簡易な製作工程で整流子が製作出来る。ま
た、簡易な構成で製作されるのであるが、スリットによ
り形成される各セグメントを構成するカーボンセグメン
トと金属製のセグメントは、これらの内外周端部のそれ
ぞれに有する固定部で強固に、かつ安定した状態で固定
されているため、整流子の使用状態においてセグメント
に作用する遠心力を無理なく支持でき、長期にわたって
安定的な使用状態が維持出来る。
【0011】
【実施例】以下、図面を参照して一実施例を説明する。
図1は本発明の整流子の一部切り欠き斜視図であり、図
2は本発明の整流子を製作するために用いるカーボンセ
グメントと金属製のセグメントの素材となる導電性カー
ボン素子のベース材と金属製の板部材の分解斜視図であ
る。
図1は本発明の整流子の一部切り欠き斜視図であり、図
2は本発明の整流子を製作するために用いるカーボンセ
グメントと金属製のセグメントの素材となる導電性カー
ボン素子のベース材と金属製の板部材の分解斜視図であ
る。
【0012】導電性カーボン材料より形成してなる上面
の形状が扇形状となるカーボンセグメント1をセグメン
ト間が接触しないようにスリット2を挟んで円環状に配
置する。このカーボンセグメント1の内周及び外周に
は、それぞれの周端面の下端側に凸条3が周設されてい
る。
の形状が扇形状となるカーボンセグメント1をセグメン
ト間が接触しないようにスリット2を挟んで円環状に配
置する。このカーボンセグメント1の内周及び外周に
は、それぞれの周端面の下端側に凸条3が周設されてい
る。
【0013】カーボンセグメント1の下面には、銅板等
適宜材料よりなる金属製のセグメント4が設けられてお
り、金属製のセグメント4の内周端及び外周端には、固
定部材5を上部に起立させて形成している。また前記カ
ーボンセグメント1の凸条3に設けている係合部として
凹部6内に固定部材5をくい込ませ、カーボンセグメン
ト1と金属製のセグメント4に導電性の確保と周方向、
径方向、軸方向の固定を確保している。
適宜材料よりなる金属製のセグメント4が設けられてお
り、金属製のセグメント4の内周端及び外周端には、固
定部材5を上部に起立させて形成している。また前記カ
ーボンセグメント1の凸条3に設けている係合部として
凹部6内に固定部材5をくい込ませ、カーボンセグメン
ト1と金属製のセグメント4に導電性の確保と周方向、
径方向、軸方向の固定を確保している。
【0014】また、図4は固定部材5のカーボンセグメ
ントとの固定側面を示した図であり、固定部材5の固定
側面に多数の筋状の凹凸を形成した実施例であり、凹部
6内に固定部材5を固定した際に、接触面積を多くとる
ように形成している。更に、カーボンセグメント1と金
属製のセグメント4の内周端の内側、及び外周端の外側
及び金属製のセグメント4の下方を、合成樹脂等適宜材
料よりなる非導電性のハブ本体7により被覆している。
なお、図中8は金属製のセグメント4をハブ本体7に確
実に固定するための係止片、9は金属製のセグメント4
の外縁に設けられている接続端子である。
ントとの固定側面を示した図であり、固定部材5の固定
側面に多数の筋状の凹凸を形成した実施例であり、凹部
6内に固定部材5を固定した際に、接触面積を多くとる
ように形成している。更に、カーボンセグメント1と金
属製のセグメント4の内周端の内側、及び外周端の外側
及び金属製のセグメント4の下方を、合成樹脂等適宜材
料よりなる非導電性のハブ本体7により被覆している。
なお、図中8は金属製のセグメント4をハブ本体7に確
実に固定するための係止片、9は金属製のセグメント4
の外縁に設けられている接続端子である。
【0015】次に本発明の整流子の製作課程を説明す
る。図2に示す如く、導電性カーボン素子のベース材1
1を円環状板体として製作する。この時円環状板体の内
周面及び外周面のそれぞれの下端側に帯状に凸条3もあ
わせて一体的に形成する。
る。図2に示す如く、導電性カーボン素子のベース材1
1を円環状板体として製作する。この時円環状板体の内
周面及び外周面のそれぞれの下端側に帯状に凸条3もあ
わせて一体的に形成する。
【0016】次いで後述する金属製のセグメント4の固
定部材5が折曲固定する部分の凸条3を適宜手段で切除
し凹部6を形成する。なおこの凹部6を切除して形成す
るものの他、例えば導電性カーボン素子のベース材11
を円環状板体に製作する際に凸条3と凹部6をプレスで
一体成形して製作しても良い。更に、この凹部6はベー
ス材11の他の面に比べ、必ずしも平滑面に形成する必
要ない。即ち、平滑性にやや欠ける表面性状とした場合
には、固定部材5をくい込ませた際に接触面積が増大
し、また固定時に表面の凹凸が噛み込み状態を良好にな
らしめ、より強固な導電性の確保と機械的な固定が可能
となる。
定部材5が折曲固定する部分の凸条3を適宜手段で切除
し凹部6を形成する。なおこの凹部6を切除して形成す
るものの他、例えば導電性カーボン素子のベース材11
を円環状板体に製作する際に凸条3と凹部6をプレスで
一体成形して製作しても良い。更に、この凹部6はベー
ス材11の他の面に比べ、必ずしも平滑面に形成する必
要ない。即ち、平滑性にやや欠ける表面性状とした場合
には、固定部材5をくい込ませた際に接触面積が増大
し、また固定時に表面の凹凸が噛み込み状態を良好にな
らしめ、より強固な導電性の確保と機械的な固定が可能
となる。
【0017】一方、金属製のセグメントの素材となる金
属製の板部材12は円環状で、かつ、内周および外周に
ベース材11の凹部6に対応して固定部材5が起立する
ように打ち抜き加工等で一体的に形成する。さらに、係
止片8が切り起こされているとともに外周には接続端子
9が径方向に突出している。そして、ベース材11の凹
部6と板部材12の固定部材5とが位置合わせして圧入
等適宜手段ではめ込まれ、図3に示すように固定され
る。
属製の板部材12は円環状で、かつ、内周および外周に
ベース材11の凹部6に対応して固定部材5が起立する
ように打ち抜き加工等で一体的に形成する。さらに、係
止片8が切り起こされているとともに外周には接続端子
9が径方向に突出している。そして、ベース材11の凹
部6と板部材12の固定部材5とが位置合わせして圧入
等適宜手段ではめ込まれ、図3に示すように固定され
る。
【0018】この後、ベース材11と板部材12の内周
端の内側はモーターの回転軸が挿入される中心部まで、
及び外周端の外側並びに金属製のセグメント4の下方
を、合成樹脂等適宜材料よりなる非導電性のハブ本体7
を一体的に成形する。このときベース材11と板部材1
2との密着度が増し、固定部材5を介するものの他、導
電性を更に良好にならしめる。またハブ本体7を成形時
に板部材12に有する係止片8の廻りにも合成樹脂が介
在した状態で成形されるため、板部材12はハブ本体に
確実に固定される。このように成形した整流子本体をベ
ース材11上面から板部材12のやや下方まで切込みス
リット2を形成し、整流子の製作が完了する。
端の内側はモーターの回転軸が挿入される中心部まで、
及び外周端の外側並びに金属製のセグメント4の下方
を、合成樹脂等適宜材料よりなる非導電性のハブ本体7
を一体的に成形する。このときベース材11と板部材1
2との密着度が増し、固定部材5を介するものの他、導
電性を更に良好にならしめる。またハブ本体7を成形時
に板部材12に有する係止片8の廻りにも合成樹脂が介
在した状態で成形されるため、板部材12はハブ本体に
確実に固定される。このように成形した整流子本体をベ
ース材11上面から板部材12のやや下方まで切込みス
リット2を形成し、整流子の製作が完了する。
【0019】本実施例は上述のように構成すると共に接
続端子9を折曲げ形成し、カーボンセグメント1と金属
製のセグメント4の接触部は、ほぼ合成樹脂の内部に封
入されることになり、長時間にわたって安定した導電性
を得ることが出来る他、カーボンセグメント1と金属製
のセグメント4の固定は固定部材5の圧入等により行う
ことより簡易に固定作業が行える。
続端子9を折曲げ形成し、カーボンセグメント1と金属
製のセグメント4の接触部は、ほぼ合成樹脂の内部に封
入されることになり、長時間にわたって安定した導電性
を得ることが出来る他、カーボンセグメント1と金属製
のセグメント4の固定は固定部材5の圧入等により行う
ことより簡易に固定作業が行える。
【0020】なお、上記実施例において固定部材5は、
カーボンセグメントを挟持する関係で金属製のセグメン
トに固定することが出来れば良く、形状、数、金属製の
セグメントに設ける位置はとくに限定するものではな
い。また固定部材5の裏面に凹凸を設けた実施例では、
接触面積を大きくとることに主眼があり凹凸形状、位
置、大きさは特に限定するものではない。更に、凸状3
はカーボンセグメントの内外周に帯状に形成したがこれ
に限定するものではなく適宜形状で製作しうる。
カーボンセグメントを挟持する関係で金属製のセグメン
トに固定することが出来れば良く、形状、数、金属製の
セグメントに設ける位置はとくに限定するものではな
い。また固定部材5の裏面に凹凸を設けた実施例では、
接触面積を大きくとることに主眼があり凹凸形状、位
置、大きさは特に限定するものではない。更に、凸状3
はカーボンセグメントの内外周に帯状に形成したがこれ
に限定するものではなく適宜形状で製作しうる。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、カーボンセグメントと
金属製のセグメントの固定は、カーボンセグメントの内
外周端面に固定片がくい込むように固定することによ
り、強固な固定状態と良好な導通状態を得ることができ
る他、この固定部が合成樹脂よりなるハブ本体内に封入
され、良好な使用状態を維持することが出来る。また、
カーボンセグメントの固定は固定片の他、凸部を介しカ
ーボンセグメントの内外周端面部をハブ本体にも固定さ
れることより、カーボンセグメントの保持をより確実な
らしめる効果を有する。更に本発明は構造が簡易であり
安価に製作できる等、優れた効果を有する。
金属製のセグメントの固定は、カーボンセグメントの内
外周端面に固定片がくい込むように固定することによ
り、強固な固定状態と良好な導通状態を得ることができ
る他、この固定部が合成樹脂よりなるハブ本体内に封入
され、良好な使用状態を維持することが出来る。また、
カーボンセグメントの固定は固定片の他、凸部を介しカ
ーボンセグメントの内外周端面部をハブ本体にも固定さ
れることより、カーボンセグメントの保持をより確実な
らしめる効果を有する。更に本発明は構造が簡易であり
安価に製作できる等、優れた効果を有する。
【図1】本発明の一部切り欠き斜視図である。
【図2】本発明の整流子を製作するために用いるベース
材と板部材の分解斜視図である。
材と板部材の分解斜視図である。
【図3】本発明の整流子を製作するために用いるベース
材に板部材を固定した状態の斜視図である。
材に板部材を固定した状態の斜視図である。
【図4】本発明のカボーンセグメントの固定部材の固定
面側を示す拡大斜視図である。
面側を示す拡大斜視図である。
【符号の説明】 1 カーボンセグメント 2 スリット 3 凸条 4 金属製セグメント 5 固定部材 6 凹部 7 ハブ本体 8 係止片 9 接続端子 11 ベース材 12 板部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−40737(JP,A) 特開 昭50−80408(JP,A) 実公 昭35−20529(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01R 39/00 - 39/64 H01R 43/027 - 43/28 H02K 13/00 - 13/14
Claims (3)
- 【請求項1】導電性カーボン素子よりなり上面扇形状の
カーボンセグメントを円環状に配置し、整流子面を形成
する平面型整流子において、カーボンセグメントの内外
周端面にくい込み固定する固定部材を、カーボンセグメ
ントの下面に接触している金属製のセグメントに設ける
と共に、少なくともカーボンセグメント部の内外周端面
の固定部を封入固定する合成樹脂よりなるハブ本体とよ
りなることを特徴とする整流子。 - 【請求項2】請求項1記載の整流子において、固定部材
を固定するカーボンセグメントの内外周端面部を他の内
外周端面部より凹部に形成することを特徴とする整流
子。 - 【請求項3】導電性カーボン素子よりなる円環状板体よ
りなるベース材の内周面及び外周面に係合部を形成し、
該ベース材の円環状のほぼ同一底面を有する金属製の板
部材の外周に接続端子を延設すると共に、内外周端部に
固定部材を起立形成させ、前記ベース材の係合部に固定
部材がくい込む状態で圧入固定後、固定部を合成樹脂で
封入固定しハブ本体を形成し、次いでベース材および板
部材にスリットを切りセグメントを形成するに際し、各
セグメントにベース材と板部材の内外周端部に有する固
定部を一対以上設けて形成したことを特徴とする整流子
の製造方法。
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- 1993-12-22 JP JP5345519A patent/JP2797242B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1994
- 1994-12-01 US US08/352,182 patent/US5552652A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-12-16 CA CA002138350A patent/CA2138350C/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-21 FR FR9415422A patent/FR2714225B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-21 DE DE4445759A patent/DE4445759B4/de not_active Expired - Fee Related
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