JP3371152B2 - 電池パック - Google Patents
電池パックInfo
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- battery cell
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- battery
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- load device
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Secondary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電池セルよりなる電池
パックに係わり、詳しくは電池セルと負荷機器間におい
て大きな電圧降下を生じることなく、負荷機器側から過
電圧が電池セルに加えられるのを防止できる電池パック
に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、例えば携帯用のオーディオ装置等
にあっては、ユーザーの使い勝手を考慮して、主電源又
は二次電源としての電池セル（通常充電可能な二次電池
であるが充電できない乾電池等を含む。）が収納される
部分がユニット化され、電池パックとして着脱自在に設
けられる方式が採用されることが多い。このような電池
パックにおいては、電池セルが負荷機器の電源入力端子
に接続されたままで、例えば負荷機器に内蔵されたバッ
テリーの充電のためにこの電源入力端子に充電器から高
電圧が印加された場合、電池セルにその許容電圧よりも
高い電圧が加わることになり不安全である。 【０００３】このため従来は、電池セルの出力端子と負
荷機器の電源入力端子が接続される外部出力端子との間
の電路上にダイオードを挿入し出力方向のみ電流を流
し、負荷機器側から出力端子への電源入力を阻止してい
た。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところが、ダイオード
を挿入する上記従来技術では、ダイオードの電圧降下が
大きいために電池セルの使用可能範囲が狭くなり、電池
セル自体の出力電圧は未だ負荷機器を動作させるに足る
値であっても負荷機器に入力される電圧が不足となる事
態が生じて、当該電池パックにより負荷機器を駆動した
場合の動作可能時間が電池セル自体の性能以下に短くな
ってしまうという問題点があった。 【０００５】そこで本発明は、電池セルと負荷機器との
間に大きな電圧降下を生じさせないで、前記電池セルへ
の過電圧印加を防止できる電池パックを提供することを
目的としている。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明電池パックは、電
池セル１０と、負荷機器２０の電源入力端子または充電
器６０の出力端子が選択的に接続される外部出力端子２
１，２２と、この電池セル１０の出力端子１１，１２を
この外部出力端子２１，２２に接続する電路１３，１４
とを有し、この電池セル１０の出力端子１１，１２から
この外部出力端子２１，２２への出力方向のみ電流を流
すダイオードをこの電路１３，１４に接続しないように
した電池パックであって、この外部出力端子２１及び２
２間の電圧を検知し、この外部出力端子２１及び２２間
電圧がこの電池セル１０の許容範囲を越えた時に過電圧
信号を出力する過電圧検知器３０と、この過電圧信号を
受けてこの電路１３を遮断する遮断スイッチ４２とを設
けたものである。 【０００７】 【作用】本発明の電池パックでは、電池セルの出力端子
と負荷機器に接続される外部出力端子とを接続する電路
を電路遮断スイッチにより遮断して電池セルに過電圧が
加わるのを防止する。すなわち、外部出力端子に電池セ
ルの許容電圧を越える過電圧が加わると、電圧検知器が
過電圧信号を出力し、電路遮断スイッチがこの過電圧信
号を受けて前記電路を遮断してこの過電圧が電池セルに
加わるのを防止する。このため、前記電路上に設けられ
るのは電圧降下の少ない（通常は１０ｍΩ程度）スイッ
チの接点のみであり、当該電池パックにより電源を供給
する状態（電路遮断スイッチの接点が閉じ当該電池パッ
クにより負荷機器が動作している状態）においては、電
池セル自体の出力電圧が負荷機器の最低動作電圧近くに
なるまで長時間の駆動が可能となる。 【０００８】 【実施例】以下、本発明に係る電池パックの一実施例に
ついて説明する。図１は本発明の電池パックを示す回路
図で、１０は電池セル、２１，２２は外部出力端子、３
０は電圧検知器、４０はリレー（電路遮断スイッチ）、
５０はトランジスタである。 【０００９】電池セル１０は、例えば鉛電池であって、
充電可能な二次電池である。この電池セル１０の出力端
子１１，１２が電路１３，１４により外部出力端子２
１，２２に接続されている。また、出力端子１１，１２
には、充電端子１５，１６が接続されており、これら充
電端子１５，１６から電池セル１０の充電ができるよう
になっている。なおこの場合、出力端子１１，電路１３
等がプラス側で、出力端子１２，電路１４等がマイナス
側である。 【００１０】電圧検知器３０は、例えばオペレーショナ
ルアンプよりなる電圧検知器で、電路１３，１４間に接
続されて外部出力端子２１，２２間の電圧を検出するも
のであり、その出力端子３１は抵抗３４を介してトラン
ジスタ５０のベース端子に接続されている。この電圧検
知器３０は、外部出力端子２１，２２間の電圧が電池セ
ル１０の許容電圧を越えると、その出力端子３３にベー
ス電圧（過電圧信号）を出力してトランジスタ５０にベ
ース電流を流す機能を有する。 【００１１】リレー４０は、抵抗が１０ｍΩ程度のｂ接
点（接点４２）を有するもので、そのコイル部４１が電
路１３，１４間にトランジスタ５０と直列に接続され、
その接点４２が電路１３の途上に接続されたものであ
る。トランジスタ５０は、この場合ＮＰＮ型のもので、
エミッタ端子がマイナス側の電路１４に、コレクタ端子
がリレー４０のコイル部４１を介してプラス側の電路１
３に接続されている。 【００１２】上記電池パックでは、外部出力端子２１，
２２に電池セル１０の許容電圧を越える大きな電圧が加
わっていない状態で、外部出力端子２１，２２に負荷機
器２０の電源入力端子が接続されると、トランジスタ５
０のエミッタ，コレクタ間は不導通状態を維持しコイル
部４１に電圧が加わらず接点４２は閉じたままなので、
図１に示すように、電路１３，１４と負荷機器２０とに
より構成された回路に電池セル１０の出力電圧に応じた
電流ｉが流れ、負荷機器２０が駆動される。この際、接
点４２における電圧降下は、接点４２の抵抗が１０ｍΩ
程度と小さいために極めて僅かである。 【００１３】そして、例えば図３において点線で示すよ
うに負荷機器の代りに電源入力端子に充電器６０が接続
されて、外部出力端子２１，２２に電池セル１０の許容
電圧を越える過電圧が加わったときには、電圧検知器３
０がベース電圧（過電圧信号）を出力してトランジスタ
５０にベース電流が流れ、エミッタ，コレクタ間が導通
し、リレー４１が作動して接点４２を開いて電路１３を
遮断する。このため、この過電圧が電池セル１０に加わ
るのが防止される。 【００１４】このように、上記電池パックであると、電
池セル１０に過電圧が加わるのが防止されるとともに、
しかも電池セル１０の放電による負荷機器２０の動作時
においては、僅かな電圧降下で効率良く電池セル１０か
ら負荷機器２０に電力が供給され、同性能のものを使用
しても電池セル１０により負荷機器２０を作動させるこ
とができる時間（動作可能時間）を伸すことができる。
以下、この動作可能時間が向上する作用効果を、図２に
より従来と対比して具体的に説明する。 【００１５】例えば、公称電圧６ｖの鉛電池の出力電圧
Ｖは、図２に示すように、充電直後には約６．４ｖで、
使用により時間と共に下がり、約８０分後には終止電圧
５．２５ｖとなって、それ以降は急激に低下する。この
場合、負荷機器を作動させることができる最低電圧が
５．５ｖだとすると、電池自体の出力電圧がこの最低電
圧に到達するのは放電開始から約７０後となる。 【００１６】従来の場合 ところが、従来のダイオードを挿入する技術であると、
実際には電池セルと負荷機器との間に０．５〜０．８ｖ
の電圧降下がある。このため、出力電圧が低くとも６
（５．５＋０．５）ｖに低下したところで（図２に示す
ように、放電を開始してから長くても５０分程度で）、
負荷機器への入力電圧は最低電圧の５．５ｖに到達して
しまい作動不能となり、極めて不効率であった。そのた
め、かかる不具合をどうしても解消しようとすると、例
えば１２Ｖの電池を入力としＤＣ／ＤＣコンバータを用
いて６Ｖに変換して使用するという極めて複雑化した回
路で対処することになり、面倒で、かつ不効率であっ
た。 【００１７】本発明の場合 これに対して、上記実施例の場合には、電池セル１０と
負荷機器２０とを接続する電路１３上に設けられるのは
抵抗の少ない（１０ｍΩの）接点４２のみであり、電圧
降下は負荷機器２０の作動電流がたとえ１０Ａ（通常は
１Ａ程度）でも０．１（１０×０．０１）ｖである。こ
のため、出力電圧が５．６（５．５＋０．１）ｖに低下
するまで（図２に示すように、放電を開始してから７０
分近く経過するまで）、負荷機器の当該電池パックによ
る作動が可能となる。 【００１８】なお、上記実施例においては、本発明にお
ける電池セルが二次電池である場合を示したが、乾電池
等の充電できない一次電池であってもよい。 【００１９】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の電池パッ
クによれば、電池セルへの過電圧の印加を防止しなが
ら、しかも電池セルと負荷機器間の電圧降下を僅かなも
のとすることができるため、電池セルに過電圧が印加さ
れることによる不安全性を排除しつつ、当該電池パック
により負荷機器を作動させることができる時間を格段に
伸ばすことができる。
パックに係わり、詳しくは電池セルと負荷機器間におい
て大きな電圧降下を生じることなく、負荷機器側から過
電圧が電池セルに加えられるのを防止できる電池パック
に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、例えば携帯用のオーディオ装置等
にあっては、ユーザーの使い勝手を考慮して、主電源又
は二次電源としての電池セル（通常充電可能な二次電池
であるが充電できない乾電池等を含む。）が収納される
部分がユニット化され、電池パックとして着脱自在に設
けられる方式が採用されることが多い。このような電池
パックにおいては、電池セルが負荷機器の電源入力端子
に接続されたままで、例えば負荷機器に内蔵されたバッ
テリーの充電のためにこの電源入力端子に充電器から高
電圧が印加された場合、電池セルにその許容電圧よりも
高い電圧が加わることになり不安全である。 【０００３】このため従来は、電池セルの出力端子と負
荷機器の電源入力端子が接続される外部出力端子との間
の電路上にダイオードを挿入し出力方向のみ電流を流
し、負荷機器側から出力端子への電源入力を阻止してい
た。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところが、ダイオード
を挿入する上記従来技術では、ダイオードの電圧降下が
大きいために電池セルの使用可能範囲が狭くなり、電池
セル自体の出力電圧は未だ負荷機器を動作させるに足る
値であっても負荷機器に入力される電圧が不足となる事
態が生じて、当該電池パックにより負荷機器を駆動した
場合の動作可能時間が電池セル自体の性能以下に短くな
ってしまうという問題点があった。 【０００５】そこで本発明は、電池セルと負荷機器との
間に大きな電圧降下を生じさせないで、前記電池セルへ
の過電圧印加を防止できる電池パックを提供することを
目的としている。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明電池パックは、電
池セル１０と、負荷機器２０の電源入力端子または充電
器６０の出力端子が選択的に接続される外部出力端子２
１，２２と、この電池セル１０の出力端子１１，１２を
この外部出力端子２１，２２に接続する電路１３，１４
とを有し、この電池セル１０の出力端子１１，１２から
この外部出力端子２１，２２への出力方向のみ電流を流
すダイオードをこの電路１３，１４に接続しないように
した電池パックであって、この外部出力端子２１及び２
２間の電圧を検知し、この外部出力端子２１及び２２間
電圧がこの電池セル１０の許容範囲を越えた時に過電圧
信号を出力する過電圧検知器３０と、この過電圧信号を
受けてこの電路１３を遮断する遮断スイッチ４２とを設
けたものである。 【０００７】 【作用】本発明の電池パックでは、電池セルの出力端子
と負荷機器に接続される外部出力端子とを接続する電路
を電路遮断スイッチにより遮断して電池セルに過電圧が
加わるのを防止する。すなわち、外部出力端子に電池セ
ルの許容電圧を越える過電圧が加わると、電圧検知器が
過電圧信号を出力し、電路遮断スイッチがこの過電圧信
号を受けて前記電路を遮断してこの過電圧が電池セルに
加わるのを防止する。このため、前記電路上に設けられ
るのは電圧降下の少ない（通常は１０ｍΩ程度）スイッ
チの接点のみであり、当該電池パックにより電源を供給
する状態（電路遮断スイッチの接点が閉じ当該電池パッ
クにより負荷機器が動作している状態）においては、電
池セル自体の出力電圧が負荷機器の最低動作電圧近くに
なるまで長時間の駆動が可能となる。 【０００８】 【実施例】以下、本発明に係る電池パックの一実施例に
ついて説明する。図１は本発明の電池パックを示す回路
図で、１０は電池セル、２１，２２は外部出力端子、３
０は電圧検知器、４０はリレー（電路遮断スイッチ）、
５０はトランジスタである。 【０００９】電池セル１０は、例えば鉛電池であって、
充電可能な二次電池である。この電池セル１０の出力端
子１１，１２が電路１３，１４により外部出力端子２
１，２２に接続されている。また、出力端子１１，１２
には、充電端子１５，１６が接続されており、これら充
電端子１５，１６から電池セル１０の充電ができるよう
になっている。なおこの場合、出力端子１１，電路１３
等がプラス側で、出力端子１２，電路１４等がマイナス
側である。 【００１０】電圧検知器３０は、例えばオペレーショナ
ルアンプよりなる電圧検知器で、電路１３，１４間に接
続されて外部出力端子２１，２２間の電圧を検出するも
のであり、その出力端子３１は抵抗３４を介してトラン
ジスタ５０のベース端子に接続されている。この電圧検
知器３０は、外部出力端子２１，２２間の電圧が電池セ
ル１０の許容電圧を越えると、その出力端子３３にベー
ス電圧（過電圧信号）を出力してトランジスタ５０にベ
ース電流を流す機能を有する。 【００１１】リレー４０は、抵抗が１０ｍΩ程度のｂ接
点（接点４２）を有するもので、そのコイル部４１が電
路１３，１４間にトランジスタ５０と直列に接続され、
その接点４２が電路１３の途上に接続されたものであ
る。トランジスタ５０は、この場合ＮＰＮ型のもので、
エミッタ端子がマイナス側の電路１４に、コレクタ端子
がリレー４０のコイル部４１を介してプラス側の電路１
３に接続されている。 【００１２】上記電池パックでは、外部出力端子２１，
２２に電池セル１０の許容電圧を越える大きな電圧が加
わっていない状態で、外部出力端子２１，２２に負荷機
器２０の電源入力端子が接続されると、トランジスタ５
０のエミッタ，コレクタ間は不導通状態を維持しコイル
部４１に電圧が加わらず接点４２は閉じたままなので、
図１に示すように、電路１３，１４と負荷機器２０とに
より構成された回路に電池セル１０の出力電圧に応じた
電流ｉが流れ、負荷機器２０が駆動される。この際、接
点４２における電圧降下は、接点４２の抵抗が１０ｍΩ
程度と小さいために極めて僅かである。 【００１３】そして、例えば図３において点線で示すよ
うに負荷機器の代りに電源入力端子に充電器６０が接続
されて、外部出力端子２１，２２に電池セル１０の許容
電圧を越える過電圧が加わったときには、電圧検知器３
０がベース電圧（過電圧信号）を出力してトランジスタ
５０にベース電流が流れ、エミッタ，コレクタ間が導通
し、リレー４１が作動して接点４２を開いて電路１３を
遮断する。このため、この過電圧が電池セル１０に加わ
るのが防止される。 【００１４】このように、上記電池パックであると、電
池セル１０に過電圧が加わるのが防止されるとともに、
しかも電池セル１０の放電による負荷機器２０の動作時
においては、僅かな電圧降下で効率良く電池セル１０か
ら負荷機器２０に電力が供給され、同性能のものを使用
しても電池セル１０により負荷機器２０を作動させるこ
とができる時間（動作可能時間）を伸すことができる。
以下、この動作可能時間が向上する作用効果を、図２に
より従来と対比して具体的に説明する。 【００１５】例えば、公称電圧６ｖの鉛電池の出力電圧
Ｖは、図２に示すように、充電直後には約６．４ｖで、
使用により時間と共に下がり、約８０分後には終止電圧
５．２５ｖとなって、それ以降は急激に低下する。この
場合、負荷機器を作動させることができる最低電圧が
５．５ｖだとすると、電池自体の出力電圧がこの最低電
圧に到達するのは放電開始から約７０後となる。 【００１６】従来の場合 ところが、従来のダイオードを挿入する技術であると、
実際には電池セルと負荷機器との間に０．５〜０．８ｖ
の電圧降下がある。このため、出力電圧が低くとも６
（５．５＋０．５）ｖに低下したところで（図２に示す
ように、放電を開始してから長くても５０分程度で）、
負荷機器への入力電圧は最低電圧の５．５ｖに到達して
しまい作動不能となり、極めて不効率であった。そのた
め、かかる不具合をどうしても解消しようとすると、例
えば１２Ｖの電池を入力としＤＣ／ＤＣコンバータを用
いて６Ｖに変換して使用するという極めて複雑化した回
路で対処することになり、面倒で、かつ不効率であっ
た。 【００１７】本発明の場合 これに対して、上記実施例の場合には、電池セル１０と
負荷機器２０とを接続する電路１３上に設けられるのは
抵抗の少ない（１０ｍΩの）接点４２のみであり、電圧
降下は負荷機器２０の作動電流がたとえ１０Ａ（通常は
１Ａ程度）でも０．１（１０×０．０１）ｖである。こ
のため、出力電圧が５．６（５．５＋０．１）ｖに低下
するまで（図２に示すように、放電を開始してから７０
分近く経過するまで）、負荷機器の当該電池パックによ
る作動が可能となる。 【００１８】なお、上記実施例においては、本発明にお
ける電池セルが二次電池である場合を示したが、乾電池
等の充電できない一次電池であってもよい。 【００１９】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の電池パッ
クによれば、電池セルへの過電圧の印加を防止しなが
ら、しかも電池セルと負荷機器間の電圧降下を僅かなも
のとすることができるため、電池セルに過電圧が印加さ
れることによる不安全性を排除しつつ、当該電池パック
により負荷機器を作動させることができる時間を格段に
伸ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電池パックを示す回路図である。
【図２】電池セルの放電特性の一例を示すグラフであ
る。 【図３】本発明の電池パックの動作を説明する回路図で
ある。 【符号の説明】 １０ 電池セル １１，１２ 出力端子 １３，１４ 電路 １５，１６ 充電端子 ２０ 負荷機器 ２１，２２ 外部出力端子 ３０ 電圧検知器 ４０ 電路遮断スイッチ（リレー） ４２ 接点
る。 【図３】本発明の電池パックの動作を説明する回路図で
ある。 【符号の説明】 １０ 電池セル １１，１２ 出力端子 １３，１４ 電路 １５，１６ 充電端子 ２０ 負荷機器 ２１，２２ 外部出力端子 ３０ 電圧検知器 ４０ 電路遮断スイッチ（リレー） ４２ 接点
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 電池セルと、 負荷機器の電源入力端子または充電器の出力端子が選択
的に接続される外部出力端子と、 前記電池セルの出力端子を前記外部出力端子に接続する
電路とを有し、 前記電池セルの出力端子から前記外部出力端子への出力
方向のみ電流を流すダイオードを前記電路に接続しない
ようにした電池パックであって、 前記外部出力端子間の電圧を検知し、該外部出力端子間
電圧が前記電池セルの許容範囲を越えた時に過電圧信号
を出力する過電圧検知器と、 前記過電圧信号を受けて前記電路を遮断する電路遮断ス
イッチとを設けることを特徴とする電池パック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04331093A JP3371152B2 (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | 電池パック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04331093A JP3371152B2 (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | 電池パック |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06231806A JPH06231806A (ja) | 1994-08-19 |
| JP3371152B2 true JP3371152B2 (ja) | 2003-01-27 |
Family
ID=12660233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04331093A Expired - Fee Related JP3371152B2 (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | 電池パック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3371152B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100669434B1 (ko) | 2005-04-07 | 2007-01-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 모듈 제어방법 |
| KR100717789B1 (ko) | 2005-07-29 | 2007-05-11 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 모듈의 전지 잔존용량 산출방법 |
| KR100739054B1 (ko) | 2005-10-20 | 2007-07-12 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 관리 시스템 및 배터리의 셀 전압 측정방법 |
| KR100740097B1 (ko) | 2005-10-20 | 2007-07-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리의 ｓｏｃ 추정 방법 및 이를 이용한 배터리 관리시스템 |
| KR100709258B1 (ko) * | 2005-10-20 | 2007-04-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 관리 시스템 |
| KR100796668B1 (ko) | 2006-09-26 | 2008-01-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법 |
| KR100859688B1 (ko) | 2006-10-12 | 2008-09-23 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 관리 시스템 및 그의 구동 방법 |
| KR100814884B1 (ko) | 2006-10-16 | 2008-03-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 관리 시스템 및 그 구동방법 |
| KR100839381B1 (ko) | 2006-11-01 | 2008-06-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 관리 시스템 및 그 구동방법 |
| KR100882913B1 (ko) | 2007-03-19 | 2009-02-10 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 팩 |
| JP5493616B2 (ja) * | 2009-09-10 | 2014-05-14 | 株式会社Ｇｓユアサ | 電池パック |
| JP2023062908A (ja) * | 2021-10-22 | 2023-05-09 | 株式会社デンソー | 制御装置 |
-
1993
- 1993-02-08 JP JP04331093A patent/JP3371152B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06231806A (ja) | 1994-08-19 |
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