JP6870354B2 - lamp - Google Patents

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Description

本発明は、ランプに関する。 The present invention relates to a lamp.

近年、既設の街路灯器具などにおいて、口金型のLEDランプが用いられている。LEDランプは、口金と、発光素子と、を有しており、口金内部には、リード線が収められている。このリード線は、口金から発光素子へ直流電流を供給している。(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, base-type LED lamps have been used in existing street lighting fixtures and the like. The LED lamp has a base and a light emitting element, and a lead wire is housed inside the base. This lead wire supplies a direct current from the base to the light emitting element. (See, for example, Patent Document 1).

特開2013−122899号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-122899

しかしながら、街路灯器具の老朽化によって防水性能が低下し、ランプの口金部分に雨水などが浸水する場合がある。この場合、口金には、直流電流が流れているため、口金内部においてリード線を電極とした電気分解が起こる。 However, the waterproof performance deteriorates due to the aging of the street lamp fixture, and rainwater or the like may infiltrate the base portion of the lamp. In this case, since a direct current is flowing through the base, electrolysis occurs inside the base with the lead wire as an electrode.

また、一般に、リード線と、口金とは、溶剤フラックスを用いたはんだ付けによって接続される。この溶剤フラックスは、浸水によって溶解し、電解質水溶液となるため、電気分解を促進する。この電気分解によって、リード線はイオン化して溶出し、やがて断線することがある。
さらに、溶剤フラックスには、ハロゲン化物が含まれており、このハロゲン化物は、水に溶解すると強力な酸化剤となる。このため、ランプの口金内の浸水によって溶解したハロゲン化物によっても、リード線は腐食し、やがて断線することがある。
このように、リード線の断線は、溶剤フラックスによって促進され、さらに街路灯器具の防水性が著しく低下している場合においては、数百時間で発生してしまうこともある。
そこで本発明は、口金内部への浸水によるリード線の断線を抑制できるランプを提供することを目的とする。
Further, in general, the lead wire and the base are connected by soldering using a solvent flux. This solvent flux dissolves when flooded to form an aqueous electrolyte solution, which promotes electrolysis. Due to this electrolysis, the lead wire is ionized and eluted, which may eventually break.
Further, the solvent flux contains a halide, which becomes a strong oxidant when dissolved in water. For this reason, the lead wire may be corroded and eventually broken even by the halide dissolved by the immersion of water in the base of the lamp.
As described above, the disconnection of the lead wire is promoted by the solvent flux, and when the waterproof property of the street lighting fixture is significantly deteriorated, it may occur in several hundred hours.
Therefore, an object of the present invention is to provide a lamp capable of suppressing disconnection of a lead wire due to water intrusion into the mouthpiece.

本発明は、発光素子を有した光源ユニットと、口金と、前記口金の中に収められ、前記口金にはんだ付けされたリード線と、を有するランプであって、前記リード線には、直流電流が流れ、少なくとも前記リード線の表面は、前記はんだ付けに用いられるフラックスが含有するハロゲン化物に対して、耐食性を有し、前記リード線と、前記口金と、のはんだ付けには、ロジンを主成分とした固形フラックスを内包し、かつ、当該固形フラックスが含有するハロゲン化物の含有量が質量分率で0.1%以下であるはんだが用いられていることを特徴とする。 The present invention is a lamp having a light source unit having a light emitting element, a base, and a lead wire housed in the base and soldered to the base, and the lead wire has a DC current. At least the surface of the lead wire has corrosion resistance to the halide contained in the flux used for the soldering, and rosin is mainly used for soldering the lead wire and the base. It is characterized in that a solder containing a solid flux as a component and having a halide content of the halide contained in the solid flux of 0.1% or less by mass is used.

本発明は、上記ランプにおいて、前記リード線の少なくとも表面は、イオン化傾向の小ささが白金以下である金属で形成されていることを特徴とする。 The present invention is characterized in that, in the lamp, at least the surface of the lead wire is made of a metal having a low ionization tendency of platinum or less.

本発明は、上記ランプにおいて、前記リード線には、不動態皮膜が形成されていることを特徴とする。 The present invention is characterized in that, in the lamp, a passivation film is formed on the lead wire.

本発明によれば、ランプの口金内部への浸水によるリード線の断線を抑制できる。 According to the present invention, it is possible to suppress the disconnection of the lead wire due to the infiltration of water into the base of the lamp.

本発明の第1実施形態に係るLEDランプの構成を示す図であり、図1(A)は分解図、(B)は口金と光源ユニットとの接続部分を示す図、(C)はリード線と口金とのはんだ付けを示す図である。It is a figure which shows the structure of the LED lamp which concerns on 1st Embodiment of this invention, FIG. 1 (A) is an exploded view, (B) is a figure which shows the connection part of a base and a light source unit, (C) is a lead wire. It is a figure which shows the soldering to a base. 同実施形態に係るLEDランプの構造を示した図である。It is a figure which showed the structure of the LED lamp which concerns on the same embodiment. 本発明の変形例に係るLEDランプの構造パターンを示した図であり、(A)は内部にブリッジ回路を有するLEDランプの構造を示した図、(B)は内部に電源ユニットを有するLEDランプの構造を示した図である。It is a figure which showed the structural pattern of the LED lamp which concerns on the modification of this invention, (A) is the figure which showed the structure of the LED lamp which has a bridge circuit inside, (B) is the figure which showed the power supply unit inside. It is a figure which showed the structure of. 実験3における、サンプル1〜4の口金裏側の状態を示す観察写真である。3 is an observation photograph showing the state of the back side of the base of Samples 1 to 4 in Experiment 3. 実験3における、サンプル1〜4のリード線の状態を示す観察写真である。3 is an observation photograph showing the state of the lead wires of Samples 1 to 4 in Experiment 3.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
<第一実施形態>
図1は本実施形態に係るLEDランプ1の構成を示す図であり、図1(A)は分解図、図1(B)は口金3と光源ユニット2との接続部分を示す図、図1(C)はリード線4と口金3とのはんだ付けを示す図である。図2はLEDランプの構造を示した図である。
LEDランプ1は、発光素子の一例たるLED7を光源に用いる口金型のランプである。このLEDランプ1が有する口金3は、黄銅を材料としており、この表面には、ニッケルメッキが施されている。また、口金3は、例えばE26タイプや、E39タイプ等の一般的にE型口金と呼ばれるねじ込み式(回しこみ式)のものであり、既存のサイズに合わせて形成されている。このため、LEDランプ1は、既設の街路灯照明器具が有するソケットへ装着して使用することができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
1A and 1B are views showing the configuration of the LED lamp 1 according to the present embodiment, FIG. 1A is an exploded view, FIG. 1B is a view showing a connection portion between the base 3 and the light source unit 2, and FIG. (C) is a diagram showing soldering of the lead wire 4 and the base 3. FIG. 2 is a diagram showing the structure of the LED lamp.
The LED lamp 1 is a base-type lamp that uses the LED 7, which is an example of a light emitting element, as a light source. The base 3 of the LED lamp 1 is made of brass, and its surface is nickel-plated. Further, the base 3 is a screw type (turning type) generally called an E type base such as an E26 type or an E39 type, and is formed according to an existing size. Therefore, the LED lamp 1 can be used by being attached to the socket of the existing street light lighting fixture.

LEDランプ1は、図1(A)に示すように、光源ユニット2を収めた本体部8と、この本体部8の下端部8Aに螺合した口金3とを有する。図1(C)に示すように、LEDランプ1の中に、口金3と光源ユニット2の間を電気的に接続する一対のリード線4を備えている。一対のリード線4は、口金3の内部に配置されている。口金3には、ソケットを通して直流電流が供給され、この直流電流がリード線4を通じて光源ユニット2に供給される。光源ユニット2は、発光素子の一例であるLED7を有し、このLED7は、直流電流によって点灯し光を放射する。 As shown in FIG. 1A, the LED lamp 1 has a main body 8 containing the light source unit 2 and a base 3 screwed into the lower end 8A of the main body 8. As shown in FIG. 1C, the LED lamp 1 includes a pair of lead wires 4 that electrically connect between the base 3 and the light source unit 2. The pair of lead wires 4 are arranged inside the base 3. A direct current is supplied to the base 3 through the socket, and this direct current is supplied to the light source unit 2 through the lead wire 4. The light source unit 2 has an LED 7 which is an example of a light emitting element, and the LED 7 is lit by a direct current to radiate light.

一対のリード線4の内、一方のリード線4の先端は、図2(B)に示すように、口金3の下端部(以下、トップ9という)の中心に設けられた孔部5へと通される。もう一方のリード線4の先端は、口金3の上端部の外側に位置するはんだ付け部6に掛けられる。
この後、各リード線4の先端と、口金3とは、図1(C)に示すように、ヤニ入りはんだを用いてそれぞれはんだ付けされる。これによって、一対のリード線4は、口金3と電気的に接続される。
Of the pair of lead wires 4, the tip of one of the lead wires 4 reaches a hole 5 provided at the center of the lower end portion (hereinafter referred to as the top 9) of the base 3 as shown in FIG. 2 (B). Be passed. The tip of the other lead wire 4 is hung on a soldering portion 6 located outside the upper end portion of the base 3.
After that, the tip of each lead wire 4 and the base 3 are soldered to each other using solder containing resin, as shown in FIG. 1 (C). As a result, the pair of lead wires 4 are electrically connected to the base 3.

リード線4の材料には、白金(Pt)、金(Au)及びニッケル(Ni)のいずれかが用いられる。ただし、材料がニッケル(Ni)の場合、リード線4の表面は、めっき処理によって、白金(Pt)、または金(Au)に覆われる。すなわち、リード線4の少なくとも表面は、白金(Pt)、または金(Au)によって形成されている。 As the material of the lead wire 4, any one of platinum (Pt), gold (Au) and nickel (Ni) is used. However, when the material is nickel (Ni), the surface of the lead wire 4 is covered with platinum (Pt) or gold (Au) by the plating treatment. That is, at least the surface of the lead wire 4 is formed of platinum (Pt) or gold (Au).

老朽化などによって街路灯器具の防水性能が低下している場合、LEDランプの有する口金の内部にまで浸水が起こることがある。この浸水により、はんだ付けに用いられるフラックスの含有成分である臭化水素(HBr)が溶出し、臭化水素酸を形成する場合がある。臭化水素酸は、強酸性の水溶液であり、ニッケル(Ni)を腐食させる。このため、リード線の材料にニッケル(Ni)が用いられている従来品においては、このリード線が浸水に起因して発生した臭化水素酸によって腐食される。 If the waterproof performance of the street light fixture is deteriorated due to aging or the like, water may enter the inside of the base of the LED lamp. Due to this water immersion, hydrogen bromide (HBr), which is a component contained in the flux used for soldering, may be eluted to form hydrobromic acid. Hydrobromic acid is a strongly acidic aqueous solution that corrodes nickel (Ni). Therefore, in the conventional product in which nickel (Ni) is used as the material of the lead wire, the lead wire is corroded by the hydrobromic acid generated due to the inundation of water.

これに対して、本実施形態のLEDランプ1においては、上述したように、リード線4の少なくとも表面は、白金(Pt)、または金(Au)によって形成されている。これら白金(Pt)、及び金(Au)は、酸に対して強い耐食性を示し、王水以外には溶けないという性質を有する。このため、本実施形態のLEDランプ1では、浸水に起因して発生した臭化水素酸が発生した場合でも、リード線4が臭化水素酸によって腐食されにくくなり、細径化の進行が抑えられる。 On the other hand, in the LED lamp 1 of the present embodiment, as described above, at least the surface of the lead wire 4 is formed of platinum (Pt) or gold (Au). These platinum (Pt) and gold (Au) show strong corrosion resistance to acid and have the property of being insoluble except in aqua regia. Therefore, in the LED lamp 1 of the present embodiment, even when the hydrobromic acid generated due to flooding is generated, the lead wire 4 is less likely to be corroded by the hydrobromic acid, and the progress of diameter reduction is suppressed. Be done.

さらに、リード線にニッケル(Ni)を用いた従来品においては、臭化水素が発生していない状況下でもリード線の細径化や断線が起こる。この理由は次のように推測される。
すなわち、従来品の点灯時には、口金のトップの側がアノード(極性:プラス)となって、次のような反応の電気分解が起こると推測される。
(アノード:+)Ni → Ni2+ + 2e
(カソード:−)O + HO → 4OH
Ni + 2OH → Ni(OH)
そして、この電気分解によって、ニッケル(Ni)がイオン化し析出するため、リード線の溶出が促されるものと推測される。
Further, in the conventional product using nickel (Ni) for the lead wire, the diameter of the lead wire is reduced or the wire is broken even in a situation where hydrogen bromide is not generated. The reason for this is presumed as follows.
That is, it is presumed that when the conventional product is lit, the top side of the base becomes the anode (polarity: positive) and the following reaction electrolysis occurs.
(Anode: +) Ni → Ni 2+ + 2e
(Cathode :-) O 2 + H 2 O → 4OH -
Ni 2 + 2OH → Ni (OH) 2
Then, it is presumed that nickel (Ni) is ionized and precipitated by this electrolysis, so that elution of the lead wire is promoted.

これに対し、本実施形態のリード線4の表面を形成している白金(Pt)、及び金(Au)は、イオン化傾向が非常に小さく、化学的に安定しており、耐食性に優れている。このため、口金3の内部への浸水が起こっても、上述した電気分解による溶出は生じず、なおかつ、上述したように臭化水素酸によって腐食もされにくいので、断線が抑制される。 On the other hand, platinum (Pt) and gold (Au) forming the surface of the lead wire 4 of the present embodiment have a very low ionization tendency, are chemically stable, and have excellent corrosion resistance. .. Therefore, even if water infiltrates the inside of the base 3, the elution due to the above-mentioned electrolysis does not occur, and as described above, it is not easily corroded by the hydrobromic acid, so that the disconnection is suppressed.

ここで、本実施形態のLEDランプ1では、口金3と、リード線4と、のはんだ付けに、ヤニ入りはんだが用いられている。ヤニ入りはんだは、固形フラックスを内包したはんだを言う。
さらに本実施形態では、リード線4の腐食を抑えるために、ヤニ入りはんだには、ハロゲン化物の含有量が質量分率において0.1%以下のものが用いられている。
Here, in the LED lamp 1 of the present embodiment, solder containing a resin is used for soldering the base 3 and the lead wire 4. Solder containing resin refers to solder containing solid flux.
Further, in the present embodiment, in order to suppress the corrosion of the lead wire 4, a solder containing a halide having a halide content of 0.1% or less in terms of mass fraction is used.

詳述すると、発明者らは、リード線にニッケル(Ni)を用いた従来品において、ヤニ入りはんだを用いて、リード線の腐食の程度についての実験を実施した。そして、この実験により、発明者らは、サンプルのハロゲン化物の含有量が質量分率において0.1%以下である場合に、リード線の腐食が見られない、という結果を得た。この理由は、ハロゲン化物の含有量が質量分率において0.1%以下であれば、口金への浸水に伴って溶出するハロゲン化物の量が少量に抑えられ、これによりリード線の腐食が抑えられたためである。 More specifically, the inventors conducted an experiment on the degree of corrosion of the lead wire using a solder containing a resin in a conventional product using nickel (Ni) for the lead wire. Then, from this experiment, the inventors obtained that the lead wire was not corroded when the halide content of the sample was 0.1% or less in terms of mass fraction. The reason for this is that if the content of the halide is 0.1% or less in terms of mass fraction, the amount of the halide that elutes when the mouthpiece is flooded is suppressed to a small amount, which suppresses the corrosion of the lead wire. Because it was done.

なお、ハロゲン化物含有量が0.1%以下のヤニ入りはんだであれば、どの製品を用いても同様の実験結果が得られるものと推定される。 It is presumed that the same experimental results can be obtained regardless of which product is used, as long as the solder contains a resin having a halide content of 0.1% or less.

これに加え、本実施形態では、上述したように、ヤニ入りはんだがはんだに用いられることで、リード線4の溶出や断線が更に抑制されている。
詳述すると、リード線のはんだ付けに溶剤フラックスを用いた従来品においては、口金の内部への浸水が起こった場合、浸水によって溶剤フラックスの成分である臭化水素(HBr)が溶出しやすい。この臭化水素は、上述の通り、強酸性の臭化水素酸の発生要因となる。そして臭化水素酸は、電解質水溶液でもあるため、電解質水溶液によって口金の内部の導電性が上昇し、これにより上述した電気分解が促進される。このため、リード線の溶出が促進され、断線の発生が早められる。
In addition to this, in the present embodiment, as described above, the solder containing the resin is used for the solder, so that the elution and disconnection of the lead wire 4 are further suppressed.
More specifically, in the conventional product using the solvent flux for soldering the lead wire, when the inside of the mouthpiece is flooded, hydrogen bromide (HBr), which is a component of the solvent flux, is likely to be eluted by the flooding. As described above, this hydrogen bromide causes the generation of strongly acidic hydrobromic acid. Since the hydrobromic acid is also an aqueous electrolyte solution, the aqueous electrolyte solution increases the conductivity inside the mouthpiece, which promotes the above-mentioned electrolysis. Therefore, the elution of the lead wire is promoted, and the occurrence of disconnection is accelerated.

これに対して、本実施形態のLEDランプ1では、ヤニ入りはんだがはんだに用いられることで、フラックスとして固形フラックスが用いられる。固形フラックスは、水にほとんど溶けないため、口金3の内部での導電性の上昇が抑えられ、上述した電気分解が促進されることもない。これによって、リード線4の溶出や断線が更に抑制される。 On the other hand, in the LED lamp 1 of the present embodiment, solid flux is used as the flux because the solder containing the resin is used for the solder. Since the solid flux is hardly soluble in water, the increase in conductivity inside the base 3 is suppressed, and the above-mentioned electrolysis is not promoted. As a result, elution and disconnection of the lead wire 4 are further suppressed.

次いで、発明者らが行った実験について説明する。
[再現実験]
発明者らは、まず、従来品ランプに対し、口金内部への浸水によってリード線断線を再現する再現実験を行った。この従来品ランプにおいて、口金、リード線、リード線のはんだ付けに用いられたはんだ、及びフラックスは次の通りである。
すなわち、口金は、黄銅(真鍮)を材料として形成され、その表面にニッケル(Ni)がメッキされたE26型である。リード線は、ニッケル(Ni)を材料として直径が0.5mmの線材である。はんだには、フラックスや、ヤニを含有しないはんだを用い、フラックスには、ハロゲン化物含有量が0.1%以上であるA社の溶剤フラックスを用いた。
Next, the experiments conducted by the inventors will be described.
[Reproducibility experiment]
First, the inventors conducted a reproduction experiment on a conventional lamp to reproduce a lead wire breakage due to water immersion inside the base. In this conventional lamp, the solder used for soldering the base, the lead wire, and the lead wire, and the flux are as follows.
That is, the base is an E26 type formed of brass as a material and whose surface is plated with nickel (Ni). The lead wire is a wire rod made of nickel (Ni) and having a diameter of 0.5 mm. As the solder, a flux or a solder containing no tar was used, and as the flux, a solvent flux of Company A having a halide content of 0.1% or more was used.

この再現実験により、次の条件下でリード線の断線が再現された。この条件を、以下、「断線発生条件」と言う。
断線発生条件A:
口金の内部に、3mlの飲料用水を入れた状態で、従来品ランプのアノードとカソード(極性:マイナス)の間に100Vの直流電圧を印加し、0.25Aの直流電流を15分以上流した場合。
断線発生条件B:
口金の内部に、3mlの飲料用水を入れ、さらに口金内部の溶剤フラックスを過剰にするために0.4mlの溶剤フラックスを添加した状態で、従来品ランプのアノードとカソード(極性:マイナス)の間に直流電圧を印加し、0.25Aの直流電流を3分以上流した場合。
なお、口金内部に添加したフラックスの量を以下、「過剰量」と言う。
By this reproduction experiment, the disconnection of the lead wire was reproduced under the following conditions. This condition is hereinafter referred to as "disconnection occurrence condition".
Disconnection occurrence condition A:
With 3 ml of drinking water placed inside the base, a DC voltage of 100 V was applied between the anode and cathode (polarity: minus) of the conventional lamp, and a DC current of 0.25 A was applied for 15 minutes or more. If.
Disconnection occurrence condition B:
Between the anode and cathode (polarity: minus) of the conventional lamp with 3 ml of drinking water put inside the mouthpiece and 0.4 ml of solvent flux added to make the solvent flux inside the mouthpiece excessive. When a DC voltage is applied to the solvent and a DC current of 0.25A is applied for 3 minutes or more.
The amount of flux added to the inside of the mouthpiece is hereinafter referred to as "excess amount".

次いで、発明者らは、口金内部のフラックスと断線の関係を調べる実験を行った(実験1)。 Next, the inventors conducted an experiment to investigate the relationship between the flux inside the mouthpiece and the disconnection (Experiment 1).

[実験1]
本実験では、従来品ランプのフラックスに他種の溶剤フラックスを用いた比較実験(比較実験1−1)、並びに、従来品ランプのフラックスに固形フラックスを用いた比較実験(比較実験1−2)を行った。
比較実験1−1において、溶剤フラックスには、B社の溶剤フラックスを用いた。このB社の溶剤フラックスは、ロジンを主成分とし、ハロゲンを含有するものである。
比較実験1−2において、リード線のはんだ付けには、ヤニ入りはんだを用いた。このヤニ入りはんだは、ロジンを主成分とし、ハロゲン化物の含有量は0.1%以下となっている。さらに、口金の内部には、通常のはんだ付けされた状態に比べ、大量の固形フラックス残渣(ヤニ)を残留させた。
[Experiment 1]
In this experiment, a comparative experiment using another type of solvent flux as the flux of the conventional product lamp (comparative experiment 1-1) and a comparative experiment using a solid flux as the flux of the conventional product lamp (comparative experiment 1-2). Was done.
In Comparative Experiment 1-1, the solvent flux of Company B was used as the solvent flux. The solvent flux of Company B contains rosin as a main component and halogen.
In Comparative Experiment 1-2, solder containing resin was used for soldering the lead wires. This solder containing resin contains rosin as a main component and has a halide content of 0.1% or less. Further, a large amount of solid flux residue (yani) remained inside the mouthpiece as compared with the normal soldered state.

実験1の結果を表1に示す。
同表において、電気特性は、口金内部に存在する液体の電気特性であり、電圧値は水溶液中の負荷を示し、電流値は水溶液中の電流値を示している。
The results of Experiment 1 are shown in Table 1.
In the table, the electrical characteristics are the electrical characteristics of the liquid existing inside the base, the voltage value indicates the load in the aqueous solution, and the current value indicates the current value in the aqueous solution.

Figure 0006870354
Figure 0006870354

表1に示すように、断線発生条件B、及び比較実験1−1では、断線発生条件Aに比べ、短時間でリード線が断線に至った。また、断線発生条件B、及び比較実験1−1では、断線発生条件Aに比べ、口金内部に存在する液体の電流値も大幅に上昇した。
断線発生条件B、及び比較実験1−1では、断線発生条件Aに比べ、過剰量の溶剤フラックスが口金内部に添加されている。この溶剤フラックスに含まれる電解質成分(イオン)が口金内部の液体の電気伝導に大きく寄与し、液体の導電性が上昇したため、電流値が大幅に上昇した、と推測される。また、液体の導電性の上昇によって、口金内部における上記電気分解が促進され、リード線が早期に断線したものと考えられる。
これに対して、比較実験1−2においては、リード線は断線せず、また、口金内部の液体の電流値の上昇も示さなかった。この理由は、フラックス残渣(ヤニ)の成分が主にロジンであり、水に溶けにくい性質を有しているため、ロジンが液体の電気伝導に寄与することがないためと推測される。
比較実験1−2は、断線発生条件Aに近い電流値を示した。これは、固形フラックスに含まれるわずかなハロゲン化物や水が電解質成分となったためと推測される。
As shown in Table 1, in the disconnection occurrence condition B and the comparative experiment 1-1, the lead wire was disconnected in a shorter time than the disconnection occurrence condition A. Further, in the disconnection occurrence condition B and the comparative experiment 1-1, the current value of the liquid existing inside the base was significantly increased as compared with the disconnection occurrence condition A.
In the disconnection occurrence condition B and the comparative experiment 1-1, an excess amount of solvent flux is added to the inside of the mouthpiece as compared with the disconnection occurrence condition A. It is presumed that the electrolyte component (ion) contained in this solvent flux greatly contributed to the electrical conduction of the liquid inside the mouthpiece, and the conductivity of the liquid increased, so that the current value increased significantly. Further, it is considered that the increase in the conductivity of the liquid promoted the above-mentioned electrolysis inside the mouthpiece, and the lead wire was broken at an early stage.
On the other hand, in Comparative Experiment 1-2, the lead wire was not broken and the current value of the liquid inside the mouthpiece did not increase. It is presumed that the reason for this is that the component of the flux residue (yani) is mainly rosin, which has a property of being difficult to dissolve in water, so that rosin does not contribute to the electrical conduction of the liquid.
Comparative Experiment 1-2 showed a current value close to the disconnection occurrence condition A. It is presumed that this is because a small amount of halide and water contained in the solid flux became an electrolyte component.

次いで、発明者らは、リード線の材料と断線の関係を調べる実験を行った(実験2)。 Next, the inventors conducted an experiment to investigate the relationship between the lead wire material and the disconnection (Experiment 2).

[実験2]
本実験においては、従来品ランプのリード線に、ニッケル(Ni)以外の材料を用いて、断線発生条件Bに対する幾つかの比較実験を行った。
[Experiment 2]
In this experiment, some comparative experiments were carried out against the disconnection occurrence condition B by using a material other than nickel (Ni) for the lead wire of the conventional lamp.

比較実験2−1において、リード線には、モネルを材料として、直径0.7mmの線材を用いた。比較実験2−2において、リード線には、ステンレスを材料として、直径0.8mmの線材を用いた。比較実験2−3において、リード線には、モリブデン(Mo)を材料として、直径0.5mmの線材を用いた。比較実験2−4において、リード線には、タンタル(Ta)を材料として、直径0.4mmの線材を用いた。比較実験2−5において、リード線には、白金(Pt)を材料として、直径0.25mmの線材を用いた。 In Comparative Experiment 2-1 a wire rod having a diameter of 0.7 mm was used as the lead wire using Monel as a material. In the comparative experiment 2-2, a wire rod having a diameter of 0.8 mm was used as the lead wire using stainless steel as a material. In Comparative Experiment 2-3, a wire rod having a diameter of 0.5 mm was used as the lead wire using molybdenum (Mo) as a material. In Comparative Experiment 2-4, a wire rod having a diameter of 0.4 mm was used as the lead wire using tantalum (Ta) as a material. In Comparative Experiment 2-5, a wire rod having a diameter of 0.25 mm was used as the lead wire using platinum (Pt) as a material.

実験2の結果を表2に示す。
同表において、電気特性は、口金内部に存在する液体の電気特性であり、電圧値は水溶液中の負荷を示し、電流値は水溶液中の電流値を示している。
The results of Experiment 2 are shown in Table 2.
In the table, the electrical characteristics are the electrical characteristics of the liquid existing inside the base, the voltage value indicates the load in the aqueous solution, and the current value indicates the current value in the aqueous solution.

Figure 0006870354
Figure 0006870354

表2に示すように、比較実験2−1〜2−3では、リード線が断線したものの、比較実験2−4、及び比較実験2−5では、リード線が断線しなかった。 As shown in Table 2, although the lead wire was broken in Comparative Experiments 2-1 to 2-3, the lead wire was not broken in Comparative Experiment 2-4 and Comparative Experiment 2-5.

表2において、比較実験2−1、比較実験2−2、比較実験2−3の順に電圧が下がっており、断線に至るまでの経過時間も同じ順序で長くなっている。通常では、イオン化傾向が小さいほど断線に時間がかかると考えられる。比較実験2-2の材質は、ステンレスであり、ステンレスは、表面に酸化被膜を形成するため比較的耐食性に優れているとされる。しかしながら、表2における断線に至るまでの経過時間の長さの順序は、比較実験2−1、比較実験2−3、比較実験2-2となっていない。これは、ステンレスの表面の酸化被膜がハロゲン系イオン、本実験では臭素イオン(BR)により酸化被膜が破壊されたためと考えられる。また、ステンレスは、単線よりも表面積の大きいより線を用いており、反応面積が大きかったということも断線を早めた原因と考えられる。
比較実験2−4では、口金内部の液体の電流値が他の比較実験2−1〜2−3、及び2−5よりも低くなっており、このことが、断線が生じなかった一因と推定される。すなわち、比較実験2−4では、タンタル(Ta)がリード線の材料に用いられており、これにより、リード線の表面には絶縁性の皮膜が形成されている。この皮膜によって、リード線が上記電気分解の電極として機能することが阻害されたため、上記電気分解による断線が生じなかったものと考えられる。
また、比較実験2−4においても、わずかながら電流が流れており、これについては、皮膜の厚さが1〜10nm程度と予測されるので、トンネル効果により電流が流れていた可能性がある。通常では、アノードの原子は、電源の方に電子が抜けるため水溶液中に溶け出す。しかしながら、タンタルの場合においては、酸化皮膜があるために水溶液に溶け出せず、リード線が消耗しにくいと考えられる。
In Table 2, the voltage decreases in the order of Comparative Experiment 2-1 and Comparative Experiment 2-2, and Comparative Experiment 2-3, and the elapsed time until disconnection also increases in the same order. Normally, it is considered that the smaller the ionization tendency, the longer it takes to break the wire. The material of Comparative Experiment 2-2 is stainless steel, which is said to have relatively excellent corrosion resistance because it forms an oxide film on the surface. However, the order of the lengths of elapsed time until the disconnection in Table 2 is not as compared with Comparative Experiment 2-1 and Comparative Experiment 2-3 and Comparative Experiment 2-2. This oxide film is halogen-ion stainless steel surface, in this experiment a bromine ion - presumably because the oxide film is destroyed by (BR). In addition, stainless steel uses a stranded wire having a larger surface area than a single wire, and the fact that the reaction area is large is also considered to be the cause of the accelerated disconnection.
In Comparative Experiment 2-4, the current value of the liquid inside the mouthpiece was lower than in other Comparative Experiments 2-1 to 2-3 and 2-5, which is one of the reasons why the disconnection did not occur. Presumed. That is, in Comparative Experiments 2-4, tantalum (Ta) was used as the material for the lead wire, whereby an insulating film was formed on the surface of the lead wire. It is probable that this film prevented the lead wire from functioning as the electrode for the electrolysis, so that the disconnection due to the electrolysis did not occur.
Also, in Comparative Experiment 2-4, a small amount of current was flowing, and since the thickness of the film is predicted to be about 1 to 10 nm, it is possible that the current was flowing due to the tunnel effect. Normally, the atoms of the anode dissolve in the aqueous solution because electrons escape toward the power supply. However, in the case of tantalum, it is considered that the lead wire is less likely to be consumed because it does not dissolve in the aqueous solution due to the presence of the oxide film.

一方、比較実験2−5では電流値が比較実験2−4よりも高く、上記電気分解が起こっていると推測されるものの、リード線には腐食の形跡や細径化が見られなかった。この理由は、次のように考えられる。すなわち、比較実験2−5では、イオン化傾向が小さい白金(Pt)がリード線の材料に用いられていた。このため、上記電気分解によるリード線の溶出が起こらず、比較実験2−5における電気分解は、水溶液中の臭化物イオン(Br)がリード線の代わりに酸化されることによって起こっていたと推測される。 On the other hand, in Comparative Experiment 2-5, the current value was higher than that in Comparative Experiment 2-4, and although it was presumed that the above electrolysis had occurred, no evidence of corrosion or reduction in diameter was observed in the lead wire. The reason for this can be considered as follows. That is, in Comparative Experiment 2-5, platinum (Pt) having a low ionization tendency was used as the lead wire material. Therefore, the lead wire was not eluted by the above electrolysis, and it is presumed that the electrolysis in Comparative Experiment 2-5 was caused by the bromide ion (Br ) in the aqueous solution being oxidized instead of the lead wire. To.

実験2の結果から、タンタル(Ta)、及び白金(Pt)は上記電気分解に対する耐食性に優れている、ということが示された。 From the results of Experiment 2, it was shown that tantalum (Ta) and platinum (Pt) are excellent in corrosion resistance to the above electrolysis.

次いで、発明者らは、高湿度環境下におけるリード線の腐食とフラックスの関係を調べる実験を行った(実験3)。 Next, the inventors conducted an experiment to investigate the relationship between lead wire corrosion and flux in a high humidity environment (Experiment 3).

[実験3]
本実験においては、従来品ランプに対し、はんだ付けに用いる溶剤フラックスの使用量を変化させた比較実験(比較実験3−1)、並びに、従来品ランプのはんだ付けにヤニ入りはんだを用いた比較実験(比較実験3−2)を行った。
これら比較実験3−1、3−2に用いるサンプルには、ニッケル(Ni)を材料としたリード線を口金にはんだ付けしたものを用いた。表3に示すように、比較実験3−1では、溶剤フラックスの使用量が異なるサンプル1〜4を実験に用いた。この溶剤フラックスには、A社の溶剤フラックスを用いた。また、比較実験3−2で用いたサンプル5には、ヤニ入りはんだを用いた。
[Experiment 3]
In this experiment, a comparative experiment (comparative experiment 3-1) in which the amount of solvent flux used for soldering was changed with respect to the conventional product lamp, and a comparison using solder containing resin for soldering the conventional product lamp. An experiment (comparative experiment 3-2) was performed.
For the samples used in these comparative experiments 3-1 and 3-2, a lead wire made of nickel (Ni) soldered to the base was used. As shown in Table 3, in Comparative Experiment 3-1, Samples 1 to 4 having different amounts of solvent flux used were used in the experiment. As this solvent flux, the solvent flux of Company A was used. In addition, solder containing tar was used for sample 5 used in the comparative experiment 3-2.

Figure 0006870354
Figure 0006870354

発明者らは、これらのサンプル1〜4を、梅雨時の一か月の間、高湿度環境となる屋外軒下に、雨水に直接さらされることがなく、なおかつ、通電しない状態で放置し、サンプル1〜4の変化を観察した。 The inventors left these samples 1 to 4 under an outdoor eaves in a high humidity environment for one month during the rainy season without being directly exposed to rainwater and without energization. Changes 1 to 4 were observed.

観察結果を図4、及び図5に示す。
図4は、実験3における、サンプル1〜4の口金裏側の状態を示す観察写真であり、図5は、実験3における、サンプル1〜4のリード線の状態を示す観察写真である。
図4に示すように、比較実験3−1において、サンプル2(従来品)、サンプル3、サンプル4では、口金の内部に溶剤フラックスの飛散や流れ込みが見られた。はんだ付け直後の段階において、このような状態の口金の内部へと浸水が起こった場合、溶剤フラックスが溶解して電気分解が促進されることが想像される。
一か月の放置の後においては、サンプル2(従来品)、サンプル3、サンプル4のそれぞれの口金の内部に、析出物が確認された。また、図5に示すように、サンプル2、サンプル3、サンプル4のそれぞれのリード線に、腐食が見られた。
これに対して、サンプル1、及び比較実験3−2であるサンプル5は、どちらの口金の内部においても、析出物が確認されなかった。また、サンプル1、及びサンプル5の各リード線には、腐食の形跡が見られなかった。
この実験によって、溶剤フラックスは、高湿度環境下において、リード線を腐食させる作用を持つことが示唆される。
これに対して、ヤニ入りはんだに内包される固形フラックスは、高湿度環境下におけるリード線の腐食に対して促進性を持たないことが示唆される。
The observation results are shown in FIGS. 4 and 5.
FIG. 4 is an observation photograph showing the state of the back side of the base of the samples 1 to 4 in Experiment 3, and FIG. 5 is an observation photograph showing the state of the lead wires of Samples 1 to 4 in Experiment 3.
As shown in FIG. 4, in Comparative Experiment 3-1 in Sample 2, Sample 3, and Sample 4, solvent flux was scattered or flowed into the mouthpiece. If water infiltrates into the mouthpiece in such a state immediately after soldering, it is conceivable that the solvent flux dissolves and electrolysis is promoted.
After being left for one month, precipitates were confirmed inside the mouthpieces of Sample 2, Sample 3, and Sample 4. Further, as shown in FIG. 5, corrosion was observed in each of the lead wires of Sample 2, Sample 3, and Sample 4.
On the other hand, in Sample 1 and Sample 5 which is Comparative Experiment 3-2, no precipitate was confirmed inside either of the caps. In addition, no evidence of corrosion was observed in the lead wires of Sample 1 and Sample 5.
This experiment suggests that the solvent flux has the effect of corroding the lead wire in a high humidity environment.
On the other hand, it is suggested that the solid flux contained in the solder containing the resin does not promote the corrosion of the lead wire in a high humidity environment.

以上説明したように、本実施形態によれば、次のような効果を奏する。 As described above, according to the present embodiment, the following effects are obtained.

本実施形態では、LEDランプ1の少なくともリード線4の表面は、はんだ付けに用いられるフラックスが含有するハロゲン化物に対して、耐食性を有する構成とした。
これにより、フラックスが含有するハロゲン化物が口金3への浸水により強酸性の水溶液が生成された場合でも、リード線4の断線を抑制することができる。
In the present embodiment, at least the surface of the lead wire 4 of the LED lamp 1 is configured to have corrosion resistance against the halide contained in the flux used for soldering.
This makes it possible to suppress disconnection of the lead wire 4 even when a strongly acidic aqueous solution is generated by flooding the base 3 with the halide contained in the flux.

また本実施形態では、リード線4には、少なくともその表面が、イオン化傾向の小ささが白金(Pt)以下である金属で形成されている。
これにより、本実施形態において説明した電気分解による溶出は生じず、なおかつ、上記ハロゲン化物に起因した強酸性の水溶液よって腐食もされにくいので、さらに断線が抑制される。
Further, in the present embodiment, at least the surface of the lead wire 4 is formed of a metal having a low ionization tendency of platinum (Pt) or less.
As a result, elution by electrolysis described in the present embodiment does not occur, and corrosion is less likely to occur due to the strongly acidic aqueous solution caused by the halide, so that disconnection is further suppressed.

また本実施形態では、リード線4と口金3とのはんだ付けには、ハロゲン化物の含有量が質量分率で0.1%以下である固形フラックスを内包したはんだが用いられている。
これにより、口金3への浸水に伴って溶出するハロゲン化物の量が少量に抑えられ、リード線3の腐食が抑えられる。これに加え、固形フラックスは、水にほとんど溶けないため、口金3の内部での導電性の上昇が抑えられ、上記電気分解が促進されることもなく、リード線4の溶出や断線が更に抑制される。
Further, in the present embodiment, solder containing a solid flux having a halide content of 0.1% or less by mass is used for soldering the lead wire 4 and the base 3.
As a result, the amount of the halide eluted when the base 3 is flooded is suppressed to a small amount, and the corrosion of the lead wire 3 is suppressed. In addition to this, since the solid flux is almost insoluble in water, the increase in conductivity inside the base 3 is suppressed, the above electrolysis is not promoted, and the elution and disconnection of the lead wire 4 are further suppressed. Will be done.

<第二実施形態>
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
上述した第一実施形態では、リード線4の材料に白金(Pt)、もしくは金(Au)が用いられたLEDランプ1を説明した。本実施形態では、リード線4の材料にタンタル(Ta)が用いれた場合を説明する。
本実施形態のランプ構成は、第一実施形態のLEDランプ1と同様であり、リード線4の材料の点で相違する。すなわち、本実施形態においては、リード線4の材料には、タンタル(Ta)、もしくはニッケル(Ni)が用いられる。ただし、材料がニッケル(Ni)の場合、リード線4の表面は、めっき処理によって、タンタル(Ta)に覆われる。すなわち、リード線4の少なくとも表面は、タンタル(Ta)によって形成されている。
<Second embodiment>
Next, the second embodiment of the present invention will be described.
In the first embodiment described above, the LED lamp 1 in which platinum (Pt) or gold (Au) is used as the material of the lead wire 4 has been described. In this embodiment, the case where tantalum (Ta) is used as the material of the lead wire 4 will be described.
The lamp configuration of the present embodiment is the same as that of the LED lamp 1 of the first embodiment, and is different in that the material of the lead wire 4 is used. That is, in this embodiment, tantalum (Ta) or nickel (Ni) is used as the material of the lead wire 4. However, when the material is nickel (Ni), the surface of the lead wire 4 is covered with tantalum (Ta) by the plating treatment. That is, at least the surface of the lead wire 4 is formed by tantalum (Ta).

タンタル(Ta)は、空気中において、不動態皮膜であり酸に対して強い耐食性を示す酸化皮膜(Ta)を形成する性質を有する。このため、本実施形態のLEDランプ1において、浸水に起因して臭化水素酸が発生した場合においても、リード線4が臭化水素酸によって腐食されにくくなり、細径化の進行が抑えられる。 Tantalum (Ta) has the property of forming an oxide film (Ta 2 O 5 ) that is a passivation film and exhibits strong corrosion resistance to acids in the air. Therefore, in the LED lamp 1 of the present embodiment, even when hydrobromic acid is generated due to flooding, the lead wire 4 is less likely to be corroded by the hydrobromic acid, and the progress of diameter reduction is suppressed. ..

さらに、タンタル(Ta)は、イオン化傾向は白金(Pt)ほど小さくはないが、空気中において、強い耐食性を示す化学的に安定な酸化皮膜(Ta)を形成する性質を有する。この酸化皮膜(Ta)は、高い絶縁性を有しているため、電気分解の電極として機能しない。このため、第1実施形態で説明した実験2の結果でも示されているように、リード線4は、口金3の内部へと浸水が起こっても、電気分解による溶出は生じず、なおかつ、上述したように臭化水素酸によって腐食もされにくいので、断線が抑制される。 Furthermore, tantalum (Ta) has a property of forming a chemically stable oxide film (Ta 2 O 5 ) showing strong corrosion resistance in air, although its ionization tendency is not as small as that of platinum (Pt). Since this oxide film (Ta 2 O 5 ) has high insulating properties, it does not function as an electrode for electrolysis. Therefore, as shown in the result of Experiment 2 described in the first embodiment, the lead wire 4 does not elute by electrolysis even if water infiltrates into the base 3, and the above-mentioned As described above, it is not easily corroded by hydrobromic acid, so that disconnection is suppressed.

以上説明したように、本実施形態によれば、次の効果を奏する。 As described above, according to the present embodiment, the following effects are obtained.

本実施形態においては、リード線4の表面には、不動態皮膜が形成されている。
これによって、口金3の内部への浸水により電気分解が起きた場合においても、リード線4は、溶出せず、なおかつ、ハロゲン化物に起因した強酸性の水溶液によって腐食もされにくいので、さらに断線が抑制される。
In the present embodiment, a passivation film is formed on the surface of the lead wire 4.
As a result, even when electrolysis occurs due to the infiltration of water into the mouthpiece 3, the lead wire 4 does not elute and is not easily corroded by the strongly acidic aqueous solution caused by the halide, so that the lead wire 4 is further broken. It is suppressed.

なお、上述した第1及び第2実施形態は、あくまでも本発明の一態様の例示であり、本発明の要旨の範囲において任意に変形、及び応用が可能である。 The above-mentioned first and second embodiments are merely examples of one aspect of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied within the scope of the gist of the present invention.

例えば、第1及び第2実施形態においては、LEDランプ1は、既設の街路灯器具などに用いられるとしたが、これに限らず浴室など、高湿度条件下の屋内照明器具に用いても良い。 For example, in the first and second embodiments, the LED lamp 1 is used for existing street lighting fixtures and the like, but the present invention is not limited to this, and the LED lamp 1 may be used for indoor lighting fixtures under high humidity conditions such as a bathroom. ..

また例えば、第1及び第2実施形態においては、図3(A)に示すように、LEDランプ1は、内部にブリッジ回路を有していても良い。 Further, for example, in the first and second embodiments, as shown in FIG. 3A, the LED lamp 1 may have a bridge circuit inside.

また例えば、第1及び第2実施形態においては、LEDランプ1には、直流電流が流れているとしたが、これに限らず図3(B)に示すように、LEDランプ1には、LEDランプ1の内部に電源ユニットを設けることによって、交流電流が流れていても良い。 Further, for example, in the first and second embodiments, it is assumed that a direct current is flowing through the LED lamp 1, but the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 3 (B), the LED lamp 1 has an LED. By providing the power supply unit inside the lamp 1, an alternating current may flow.

また例えば、口金3に電気的に接続される光源ユニット2は、一つに限らず複数であっても良い。 Further, for example, the number of light source units 2 electrically connected to the base 3 is not limited to one, and may be plural.

また例えば、第1及び第2実施形態においては、LEDランプ1は、口金式のものとしたが、これに限らず差し込み式であっても良い。 Further, for example, in the first and second embodiments, the LED lamp 1 is of a base type, but the LED lamp 1 is not limited to this and may be a plug-in type.

また例えば、第1及び第2実施形態においては、リード線4への表面処理として、タンタル(Ta)、もしくは白金(Pt)、もしくは金(Au)を用いためっき加工を施したが、これに限らずフッ素樹脂コーティングを施しても良い。 Further, for example, in the first and second embodiments, as the surface treatment of the lead wire 4, a plating process using tantalum (Ta), platinum (Pt), or gold (Au) was performed. Not limited to this, a fluororesin coating may be applied.

また、第1及び第2実施形態においては、リード線4への表面処理として、タンタル(Ta)、もしくは白金(Pt)、もしくは金(Au)を用いためっき加工を施した。しかしこれに限らず、例えばハロゲン化物が溶け出さないように、はんだ付けを行った箇所を覆うようにシリコンコーキングを施しても良い。 Further, in the first and second embodiments, as the surface treatment of the lead wire 4, a plating process using tantalum (Ta), platinum (Pt), or gold (Au) was performed. However, the present invention is not limited to this, and for example, silicon caulking may be applied so as to cover the soldered portion so that the halide does not dissolve.

また例えば、第1及び第2実施形態においては、リード線4の材料、あるいは、タンタル(Ta)、もしくは白金(Pt)、もしくは金(Au)を用いた。しかし、このような単一の材料に限らず、適度な電気伝導性を有し、かつハロゲン化物に対して耐食性を有する合金であっても良い。 Further, for example, in the first and second embodiments, the material of the lead wire 4, tantalum (Ta), platinum (Pt), or gold (Au) was used. However, the material is not limited to such a single material, and an alloy having appropriate electrical conductivity and corrosion resistance to halides may be used.

また例えば、第1及び第2実施形態においては、めっき加工の表面処理を施したリード線4の材料には、ニッケル(Ni)を用いたが、これに限らず適度な電気伝導性がある金属、または合金を用いても良い。例えば、適度な電気伝導性がある金属には、銀(Ag)や銅(Cu)、アルミニウム(Al)などがある。また、適度な電気伝導性がある合金には、黄銅などがある。 Further, for example, in the first and second embodiments, nickel (Ni) is used as the material of the lead wire 4 which has been subjected to the surface treatment of plating, but the present invention is not limited to this, and a metal having appropriate electrical conductivity is used. , Or an alloy may be used. For example, metals having appropriate electrical conductivity include silver (Ag), copper (Cu), and aluminum (Al). Further, an alloy having appropriate electrical conductivity includes brass and the like.

1 LEDランプ
2 光源ユニット
3 口金
4 リード線
5 孔部
6 はんだ付け部
7 LED
8 本体部
8A 下端部
9 トップ
1 LED lamp 2 Light source unit 3 Base 4 Lead wire 5 Hole 6 Soldering part 7 LED
8 Main body 8A Lower end 9 Top

Claims (3)

発光素子を有した光源ユニットと、
口金と、前記口金の中に収められ、前記口金にはんだ付けされたリード線と、を有するランプであって、
前記リード線には、直流電流が流れ、
少なくとも前記リード線の表面は、前記はんだ付けに用いられるフラックスが含有するハロゲン化物に対して、耐食性を有し、
前記リード線と、前記口金と、のはんだ付けには、ロジンを主成分とした固形フラックスを内包し、かつ、当該固形フラックスが含有するハロゲン化物の含有量が質量分率で0.1%以下であるはんだが用いられている
ことを特徴とするランプ。
A light source unit with a light emitting element and
A lamp having a base and a lead wire housed in the base and soldered to the base.
A direct current flows through the lead wire,
At least the surface of the lead wire has corrosion resistance against the halide contained in the flux used for the soldering.
The lead wire and the base are soldered with a solid flux containing rosin as a main component, and the content of the halide contained in the solid flux is 0.1% or less in terms of mass fraction. A lamp characterized in that solder is used.
前記リード線の少なくとも表面は、イオン化傾向の小ささが白金以下である金属で形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載のランプ。
The lamp according to claim 1, wherein at least the surface of the lead wire is made of a metal having a low ionization tendency of platinum or less.
前記リード線には、不動態皮膜が形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載のランプ。
The lamp according to claim 1, wherein a passivation film is formed on the lead wire.
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