JP5838939B2 - 端子付き電線 - Google Patents

Description

従来、電線の端部から露出する芯線に、端子に形成されたワイヤーバレルを外側から巻き付けるように圧着することにより、電線と端子とを電気的に接続した端子付き電線が知られている。

しかしながら、端子付き電線において、芯線の表面に酸化被膜が形成されると、芯線と端子との電気抵抗が大きくなることが懸念される。電気抵抗を小さくするためには、芯線に対して高い圧力でバレルを巻き付けることにより、芯線の表面の酸化被膜を破壊することが考えられる。その結果、芯線の表面に形成された酸化被膜が破れて芯線の新生面が露出し、新生面と端子とが接触することにより、電気抵抗が小さくなることが期待される。

しかしながら上記の手法によると、芯線の断面積が大きく減少するため、機械的強度、特に衝撃的な荷重に対する引張強度（より具体的には圧着端子が電線を保持する強度）が低下する。

このような問題を解決するために、特許文献１においては、バレルの芯線に対する圧縮率に差を与えて、端子付き電線の機械的強度を確保しつつ電線と端子との電気抵抗を小さくしている。

特開２００５−５０７３６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術によれば、芯線のうち、バレルの接続部側の端部に配される部分には、高い圧縮力でバレルの接続部側の端部が押しつけられる。このため、芯線が伸びて接続部側に飛び出すとともに、端子付き電線の使用中に大きな振動がかかった場合等において、断線が生じるおそれがあり、改良が求められていた。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、良好な電気的性能と芯線の保持力とを両立し、かつ、断線による接続信頼性の低下を抑制できる端子付き電線を提供することを目的とする。

本発明の端子付き電線は、芯線を備える電線と、前記電線の端部において露出する前記芯線の端部に外側から巻き付けられるように圧着されるものであって、前記芯線の端末寄りの領域が薄肉部とされ、この薄肉部よりも前記芯線の端末側とは逆側の領域に、前記薄肉部よりも厚みの大きい厚肉部が形成された圧着部材と、前記芯線及び前記圧着部材に外側から圧着されるワイヤーバレル部を備えた端子と、を備え、前記芯線において、前記圧着部材における前記厚肉部と前記ワイヤーバレル部とで圧着された部分が高圧縮部とされ、前記ワイヤーバレル部のみによって、または前記圧着部材における前記薄肉部と前記ワイヤーバレル部とで圧着された部分が前記高圧縮部よりも低圧縮とされた低圧縮部とされたものである。

このような構成によれば、高圧縮部では、厚肉部の厚み分だけ芯線が高圧縮な状態とされる。このため、芯線と厚肉部とが摺接して芯線の表面に形成された酸化被膜が破壊され、新生面が露出する。この新生面とワイヤーバレル部とが接触することにより、芯線と端子との間の接触抵抗を小さくすることができる。

一方、低圧縮部では、芯線が低圧縮状態とされていることにより、端子の電線（芯線）に対する保持力を高めることができる。特に、ワイヤーバレル部において芯線の端末側の端部は、最も芯線切れの起こりやすい場所であるが、この場所において芯線に対する圧縮力が小さくされているので、芯線の断線が抑制される。また、仮に芯線に断線が生じたとしても、芯線に対する圧縮力が小さくされていることにより、芯線に対する保持力を高くしてあるため、切れた芯線の端末がワイヤーバレル部から外れて相手側機器との接続部等に付着し、接続信頼性を低下させることが防がれる。

本発明の端子付き電線は、上記構成に加えて以下の構成を備えればより好ましい。

前記厚肉部が、前記ワイヤーバレル部において前記芯線の端末とは逆側の端縁よりも前記芯線の端末寄りの位置に配されるものであってもよい。

このような構成によれば、芯線においてワイヤーバレル部が圧着される部分には、高圧縮部を挟んで、芯線の軸方向に沿う方向の両側に低圧縮部がそれぞれ形成されることとなる。したがって、高圧縮部を挟んで芯線の軸方向に沿う方向の両側において、それぞれ端子の電線（芯線）に対する保持力を高め、かつ、断線による接続信頼性の低下を防止することができる。

また、前記芯線が複数の金属製の素線を含むものであって、前記低圧縮部において、下記式（１）により定義される圧縮率が５０％よりも大きく設定され、前記高圧縮部において、下記式（１）により定義される圧縮率が５０％よりも小さく設定されているものであってもよい。

圧縮率＝｛（圧縮後の導体の断面積）／（圧縮前の導体の断面積）｝×１００（％）…（１）

このような構成によれば、高圧縮部では、圧縮率を５０％よりも小さくすることで芯線の酸化被膜を破壊することができる。これにより、芯線と端子との電気抵抗値を小さくすることができる。一方、低圧縮部では、圧縮率を５０％よりも大きくすることで芯線の切れを防止して良好な電線保持力を確保し、かつ、断線による接続信頼性の低下を防止することができる。

前記厚肉部は、前記圧着部材において前記芯線の端末側とは逆側の端部を折り返しにより二重にすることにより形成されたものであってもよく、前記圧着部材において前記芯線と対向する側の面に突出する突部を設けることにより形成されたものであっても構わない。

本発明によれば、良好な電気的性能と芯線の保持力とを両立し、かつ、断線による接続信頼性の低下を抑制できる端子付き電線を提供することができる。

実施形態１の端子付き電線の側面図 実施形態１の端子付き電線の部分断面図 実施形態１の圧着部材の側面図 実施形態１の圧着部材を後方から見た図 実施形態１において、芯線に圧着部材を巻き付けた様子を示す斜視図 実施形態１において、芯線に圧着部材を巻き付けた電線に端子本体を圧着する様子を示す側面図 実施形態２の端子付き電線の部分断面図 実施形態２の圧着部材の側面図 実施形態２の圧着部材を後方から見た図 実施形態２において、芯線に圧着部材を巻き付けた様子を示す斜視図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を、図１〜図６を参照しつつ説明する。本実施形態の端子付き電線１は、図１に示すように、電線１０と、この電線１０の端部から露出する芯線１１に圧着された端子２０とを備える。なお、以下の説明では、端子付き電線１において電線１０の軸方向に沿う方向を前後方向とし、機器等に取り付けられる側を前側、電線１０が接続される側を後側として説明する。

［端子および電線の構成］
（電線１０）
電線１０は、複数の金属製の素線１３を撚り合わせてなる芯線１１と、芯線１１の外周を覆う合成樹脂製の絶縁被覆１２とを備える。芯線１１は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等、必要に応じて任意の金属を用いることができる。本実施形態においては、素線１３として、アルミニウム又はアルミニウム合金製の複数の金属素線が用いられている。電線１０の端部においては、絶縁被覆１２の剥離除去により芯線１１が露出している。

（端子２０）
端子２０は、いわゆるＬＡ端子であって、端子本体２１と、この端子本体２１とは別体に形成された圧着部材２８とを備えている。端子本体２１および圧着部材２８は、金属製の板材を所定形状に打ち抜き加工すると共に、それぞれ所定形状にプレス加工することによって形成される。板材としては、例えば、銅製、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金等の金属材料が利用される。なお、前記板材には、必要に応じて、スズ、ニッケル等によるメッキ処理が施されていてもよい。

端子本体２１は、電線１０の周方向に沿って延びる板状に形成されて、絶縁被覆１２から露出された芯線１１に圧着されるワイヤーバレル部２２を備えている。

ワイヤーバレル部２２の後端縁からは、後側延出部２３が、左右方向の中央位置から後方へ向かって延びている。そして、その後端部には、インシュレーションバレル部２４が形成されている。インシュレーションバレル部２４は、後側延出部２３の後端部における両側縁から、それぞれ側方に向かって延びており、全体として電線１０の周方向に沿う方向に細長い板状に形成されている。

ワイヤーバレル部２２の前端縁からは、細長い板状に形成された前側延出部２５が、左右方向の中央位置から前方へ向かって延びている。この前側延出部２５の前端縁には、機器等に固定される接続部２６が形成されている。この接続部２６は、矩形の板材の中央部分に、ボルト穴が貫通形成されたものである。

圧着部材２８は、電線１０の端部において露出した芯線１１に巻き付けられて使用されるものであって、端子本体２１を構成する金属と同種または異種の金属により細長い板状に形成されている。圧着部材２８の長さ寸法は、芯線１１の外周を包囲することができる長さに設定されている。この圧着部材２８は、芯線１１に巻き付けられた状態で後側（芯線１１の端末側とは逆側）の端縁部が、折り返されて芯線１１との接触面側に重ねられている。これにより、圧着部材２８において、折り返しにより二重になっている部分が、厚みの大きい厚肉部２９とされ、これ以外の、二重とされていない部分が、厚みの小さい薄肉部３０とされている。

この圧着部材２８の外周面（芯線１１に対向する側とは逆側の面）には、ワイヤーバレル部２２に対する位置を目視により確認可能な溝部３１が２本が設けられている。

各溝部３１は、圧着部材２８が芯線１１に巻き付けられた状態で電線１０の周方向に沿う方向に延びている。そして、２本の溝部３１は、電線１０の軸方向に沿う方向に並列して設けられている。以下、２本の溝部３１のうち、圧着部材２８が芯線１１に巻き付けられた状態で前側（芯線１１の端末側に近い側）に設けられた方を第１溝部３１Ａ、後側（芯線１１の端末側から遠い側）に設けられた方を第２溝部３１Ｂと称する。

第１溝部３１Ａは、薄肉部３０に形成され、圧着部材２８の前端縁よりもやや後側に配されている。また、第２溝部３１Ｂは、厚肉部２９の前端縁と同位置か、それよりも前側位置に配されている。なお、圧着部材２８において、後側の端縁から第１溝部３１Ａまでの長さは、ワイヤーバレル部２２における電線１０の軸方向に沿う方向の長さよりも短くされている。

［端子付き電線の組み立て］
端子付き電線１を組み立てるためには、まず、電線１０の端部において露出した芯線１１に、圧着部材２８を巻き付ける。このとき、圧着部材２８において厚肉部２９が形成された側が後側（芯線１１の端末側とは逆側）となるようにする。

次に、圧着部材２８を巻き付けた電線１０を、端子本体２１上に載置する。このとき、電線１０において芯線１１に圧着部材２８が巻き付けられた部分がワイヤーバレル部２２に重ねられ、芯線１１が絶縁被覆１２によって被覆されている部分がインシュレーションバレル部２４に重ねられるようにする。

そして、圧着部材２８に設けられた２本の溝部３１のうち、第１溝部３１Ａがワイヤーバレル部２２から前側に露出し、第２溝部３１Ｂがワイヤーバレル部２２によって覆われるように、ワイヤーバレル部２２に対して圧着部材２８を位置決めする。

これにより、薄肉部３０は、その一部がワイヤーバレル部２２からにおける前側（接続部２６側）の端縁から、電線１０の軸線方向について前方に突出し、それよりも厚肉部２９寄りの部分がワイヤーバレル部２２によって覆われる。厚肉部２９は、完全にワイヤーバレル部２２によって覆われる。また、圧着部材２８の後端縁が、ワイヤーバレル部２２において後側（インシュレーションバレル部２４側）の端部よりもやや前方（芯線１１の端末側）に位置することとなる。圧着部材２８において、ワイヤーバレル部２２の端縁から突出した部分は、突出部３０Ａとされる。更に、突出部３０Ａの先端からは、芯線１１の先端部が僅かに突出している。

この状態で、ワイヤーバレル部２２およびインシュレーションバレル部２４を治具により電線１０にかしめ付ける。これにより、ワイヤーバレル部２２が芯線１１および圧着部材２８に、インシュレーションバレル部２４が絶縁被覆１２に巻き付くように湾曲され、圧着される。

このように、ワイヤーバレル部２２の一部には圧着部材２８が重ねられた状態とされるから、芯線１１はワイヤーバレル部２２内の位置によりその圧縮率が異なった状態とされる。すなわち、ワイヤーバレル部２２において後側の領域では、芯線１１はワイヤーバレル部２２のみによりその周囲を圧縮されているので低圧縮な状態とされている（以下、「第１低圧縮部３２」と言う）。

なお、圧縮率は、｛（圧縮後の導体の断面積）／（圧縮前の導体の断面積）｝×１００（％）で定義される。低圧縮とは、圧縮率が大きい値を示すことを意味し、高圧縮とは、圧縮率が小さい値を示すことを意味する。

一方、ワイヤーバレル部２２において前側の領域では、芯線１１がワイヤーバレル部２２と圧着部材２８とによって圧着されている。特に、圧着部材２８において厚肉部２９が形成されている領域では、この厚肉部２９の厚さ分だけ、芯線１１が高圧縮な状態とされている（以下、「高圧縮部３３」と言う）。一方、圧着部材２８において薄肉部３０とされている領域では、芯線１１が、第１低圧縮部３２よりは高圧縮な状態とされているものの、高圧縮部３３よりは低圧縮な状態とされている（以下、「第２低圧縮部３４」と言う）。

このように、芯線１１においてワイヤーバレル部２２が圧着される部分には、電線１０の軸方向について中心位置に高圧縮部３３が形成され、この高圧縮部３３の後側に第１低圧縮部３２が、前側に第２低圧縮部３４が、それぞれ形成される。

そして、高圧縮部３３では、芯線１１が圧着部材２８の厚肉部２９とワイヤーバレル部２２とにより圧縮され、高圧縮状態とされる。これにより、芯線１１と厚肉部２９とが摺接して芯線１１の表面に形成された酸化被膜が破壊され、金属の新生面が露出する。この新生面がワイヤーバレル部２２と接触することにより、芯線１１と端子２０との間の接触抵抗を小さくすることができる。

一方、２つの低圧縮部３２、３４のうち、後側の第１低圧縮部３２では、低圧縮とされていることにより、端子２０の電線１０（芯線１１）に対する保持力を高めることができる。

また、第２低圧縮部３４は、ワイヤーバレル部２２において接続部２６側の端部に形成されている。ここで、ワイヤーバレル部２２において接続部２６側の端部、すなわち、芯線１１の端末側の端部は、最も芯線１１切れの起こりやすい場所であるが、この場所において芯線１１に対する圧縮力が小さくされているので、芯線１１の断線が抑制される。また、仮に芯線１１に断線が生じたとしても、芯線１１に対する圧縮力が小さくされていることにより、芯線１１に対する保持力を高くしてあるため、切れた芯線１１の端末がワイヤーバレル部２２から外れて接続部２６に付着し、相手側の機器等との接続信頼性を低下させることが防がれる。

高圧縮部３３における芯線１１の圧縮率は、芯線１１の表面の酸化皮膜を破壊して電気抵抗が小さく良好な電気的性能を確保するために、５０％以下とすることが好ましく、３５％以下とすることがより好ましく、２５％以下とすることが更に好ましく、２０％以下とすることが特に好ましい。

圧縮率を５０％以下とすることで芯線１１の酸化被膜を破壊することができる。これにより、芯線１１と端子２０との電気抵抗値を小さくすることができる。また、圧縮率を３５％以下とすると、芯線１１を構成する素線１３の表面同士が微視的に凝着するので電気的抵抗値を小さくすることができる。更に、圧縮率を２５％以下とすると、素線１３同士が巨視的に凝着するので、電気的抵抗値を更に小さくすることができる。更に、圧縮率を２０％以下にすると、素線１３同士を確実に凝着させることができるので、電気的抵抗値を確実に小さくすることができる。

また、第１低圧縮部３２および第２低圧縮部３４における芯線１１の圧縮率は、芯線１１の切れを防止して良好な電線１０（芯線１１）保持力を確保するために５０％よりも大きいことが好ましく、６０〜９０％であることがより好ましく、７０〜８０％とすることが特に好ましい。

なお、圧着部材２８の一部（突出部３０Ａ）は、ワイヤーバレル部２２の前端縁から前方に突出するように配され、この突出部３０Ａの先端から、芯線１１の先端部が僅かに突出するようにされている。このようにすることで、ワイヤーバレル部２２をかしめ付けた際に、ワイヤーバレル部２２の端縁から突出する芯線１１が、圧着部材２８の突出部３０Ａによって圧着された状態となるようにする。これにより、ワイヤーバレル部２２に加えられた圧力によって、ワイヤーバレル部２２の端縁から芯線１１が膨出することを抑制することができる。この結果、芯線１１が、端子２０以外の部材に接触して短絡することを抑制することができる。高圧縮部３３において芯線１１が高圧縮される場合には、芯線１１がワイヤーバレル部２２から膨出しやすくなるため、このような構成とすることが特に有効である。

以上のように本実施形態によれば、端子付き電線１は、芯線１１を備える電線１０と、この電線１０の端部において露出する芯線１１の端部に外側から巻き付けられるように圧着されるものであって、芯線１１の端末寄りの領域が薄肉部３０とされ、この薄肉部３０よりも芯線１１の端末側とは逆側の領域に、薄肉部３０よりも厚みの大きい厚肉部２９が形成された圧着部材２８と、芯線１１及び圧着部材２８に外側から圧着されるワイヤーバレル部２２を備えた端子２０と、を備える。そして、芯線１１において、圧着部材２８における厚肉部２９とワイヤーバレル部２２とで圧着された部分が高圧縮部３３とされ、ワイヤーバレル部２２のみによって、または圧着部材２８における薄肉部３０と前記ワイヤーバレル部２２とで圧着された部分が高圧縮部３３よりも低圧縮とされた低圧縮部３２、３４とされている。

このような構成によれば、高圧縮部３３では、厚肉部２９の厚み分だけ芯線１１が高圧縮な状態とされる。このため、芯線１１と厚肉部２９とが摺接して芯線１１の表面に形成された酸化被膜が破壊され、新生面が露出する。この新生面とワイヤーバレル部２２とが接触することにより芯線１１と端子２０との間の接触抵抗を小さくすることができる。

一方、２つの低圧縮部３２、３４では、芯線１１が低圧縮状態とされていることにより、端子２０の電線１０（芯線１１）に対する保持力を高めることができる。特に、ワイヤーバレル部２２において芯線１１の端末側の端部は、最も芯線切れの起こりやすい場所であるが、この場所において芯線１１に対する圧縮力が小さくされているので、芯線１１の断線が抑制される。また、仮に芯線１１に断線が生じたとしても、芯線１１に対する圧縮力が小さくされていることにより、芯線１１に対する保持力を高くしてあるため、切れた芯線１１の端末がワイヤーバレル部２２から外れて接続部２６等に付着し、相手側機器との接続信頼性を低下させることが防がれる。

また、厚肉部２９が、前記ワイヤーバレル部２２において芯線１１の端末とは逆側の端縁よりも芯線１１の端末寄りの位置に配されている。

このような構成によれば、芯線１１においてワイヤーバレル部２２が圧着される部分には、高圧縮部３３を挟んで、芯線１１の軸方向に沿う方向の両側に第１低圧縮部３２および第２低圧縮部３４がそれぞれ形成されることとなる。したがって、高圧縮部３３を挟んで芯線１１の軸方向に沿う方向の両側において、それぞれ端子２０の電線１０（芯線１１）に対する保持力を高め、かつ、断線による接続信頼性の低下を防止することができる。

また、芯線１１が複数の金属製の素線１３を含むものであって、２つの低圧縮部３２、３４において、下記式（１）により定義される圧縮率が５０％よりも大きく設定され、高圧縮部３３において、下記式（１）により定義される圧縮率が５０％よりも小さく設定されているものであってもよい。

圧縮率＝｛（圧縮後の導体の断面積）／（圧縮前の導体の断面積）｝×１００（％）…（１）

このような構成によれば、高圧縮部３３では、圧縮率を５０％よりも小さくすることで芯線１１の酸化被膜を破壊することができる。これにより、芯線１１と端子２０との電気抵抗値を小さくすることができる。一方、低圧縮部３２、３４では、圧縮率を５０％よりも大きくすることで良好な電線保持力を確保し、かつ、断線による接続信頼性の低下を防止することができる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を、図７〜図１０を参照しつつ説明する。本実施形態の端子付き電線４０は、圧着部材４１の構造が実施形態１と異なる。なお、圧着部材４１の構造以外は実施形態１と同様であるから、同一の符号を付して説明を省略する。

圧着部材４１は、電線１０の端部において露出した芯線１１に巻き付けられて使用されるものであって、端子本体２１を構成する金属と同種または異種の金属により細長い板状に形成されている。この圧着部材４１は、芯線１１に巻き付けられた状態で後側（芯線１１の端末側とは逆側）の端縁よりもやや前側の位置に、芯線１１との接触面側に突出する突部４２が設けられている。この突部４２は、芯線１１の周方向に沿う方向に細長いすじ状をなし、芯線１１の周方向に沿う方向の全幅に亘って設けられている。圧着部材４１において、この突部４２が設けられている領域が、厚みの大きい厚肉部４３とされ、これ以外の、突部４２が設けられていない部分は厚みの小さい薄肉部４４とされている。

この圧着部材４１の外周面（芯線１１に対向する側とは逆側の面）には、第１実施形態と同様に、ワイヤーバレル部２２に対する位置を目視により確認可能な２本の溝部３１Ａ、３１Ｂが設けられている。

本実施形態によっても、ワイヤーバレル部２２において後側の領域では、芯線１１はワイヤーバレル部２２のみによりその周囲を圧縮されているので、低圧縮な状態とされている（第１低圧縮部４５）。一方、ワイヤーバレル部２２において前側の領域では、芯線１１がワイヤーバレル部２２と圧着部材４１とによって圧着されている。特に、圧着部材４１において厚肉部４３が形成されている領域では、この厚肉部４３の厚さ分だけ、芯線１１が高圧縮な状態とされている（高圧縮部４６）。一方、圧着部材４１において薄肉部４４とされている領域では、芯線１１が、第１低圧縮部４５よりは高圧縮な状態とされているものの、高圧縮部４６よりは低圧縮な状態とされている（第２低圧縮部４７）。これにより、実施形態１と同様の作用効果が奏される。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、芯線１１は複数の素線１３を撚り合せてなる撚り線としたが、これに限られず、金属棒材からなる単芯線でもよい。

（２）本実施形態においては、端子２０はＬＡ端子であったが、これに限られず、雄端子、雌端子等、必要に応じて任意の形状の端子とすることができる。

１、４０…端子付き電線
１０…電線
１１…芯線
１３…素線
２０…端子
２２…ワイヤーバレル部
２８、４１…圧着部材
２９、４３…厚肉部
３０、４４…薄肉部
３２、４５…第１低圧縮部
３３、４６…高圧縮部
３４、４７…第２低圧縮部
４２…突部

Claims (5)

1. 芯線を備える電線と、
   前記電線の端部において露出する前記芯線の端部に外側から巻き付けられるように圧着されるものであって、前記芯線の端末寄りの領域が薄肉部とされ、この薄肉部よりも前記芯線の端末側とは逆側の領域に、前記薄肉部よりも厚みの大きい厚肉部が形成された圧着部材と、
   前記芯線及び前記圧着部材に外側から圧着されるワイヤーバレル部を備えた端子と、を備え、
   前記芯線において、前記圧着部材における前記厚肉部と前記ワイヤーバレル部とで圧着された部分が高圧縮部とされ、前記ワイヤーバレル部のみによって、または前記圧着部材における前記薄肉部と前記ワイヤーバレル部とで圧着された部分が前記高圧縮部よりも低圧縮とされた低圧縮部とされたものである、端子付き電線。
2. 前記厚肉部が、前記ワイヤーバレル部において前記芯線の端末とは逆側の端縁よりも前記芯線の端末寄りの位置に配されるものである、請求項１に記載の端子付き電線。
3. 前記芯線が複数の金属製の素線を含むものであって、
   前記低圧縮部において、下記式（１）により定義される圧縮率が５０％よりも大きく設定され、
   前記高圧縮部において、下記式（１）により定義される圧縮率が５０％よりも小さく設定されている、請求項１または請求項２に記載の端子付き電線。
   圧縮率＝｛（圧縮後の導体の断面積）／（圧縮前の導体の断面積）｝×１００（％）…（１）
4. 前記厚肉部が、前記圧着部材において前記芯線の端末側とは逆側の端部を折り返しにより二重にすることにより形成されたものである、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の端子付き電線。
5. 前記厚肉部が、前記圧着部材において前記芯線と対向する側の面に突出する突部を設けることにより形成されたものである、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の端子付き電線。

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