JP3788278B2 - ブレーキテスタの制御方式 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車、鉄道車両等のブレーキ装置を試験するブレーキテスタの制御方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来ブレーキテスタの構成を図２に示す。ブレーキテスタは、供試ブレーキ４をダイナモメータ１で駆動されるフライホイール２の回転軸とトルクメータ３のトルク入力軸の間に接続し、ダイナモメータ１によりフライホイール２及びブレーキ４を所定速度で回転させておき、ブレーキ４にブレーキを掛けて減速させ、減速中の速度、トルク、油圧、温度、摩擦係数等を求め、ブレーキ４の性能を評価している。
【０００３】
上記ブレーキ試験は、通常ブレーキ側を減速度制御で行い、ダイナモメータ側を走行抵抗制御で行っている。ブレーキ側の減速度制御は、減速度設定−トルク（Ｇ／Ｔ）変換器２１で減速度Ｇ設定をブレーキが搭載される車両の車重、タイヤ径に応じたトルクＴに変換し、それをトルク指令Ｔとし、ブレーキトルク制御器２３でこのブレーキトルク指令Ｔとトルクメータ３からのブレーキトルク検出との偏差を演算増幅してブレーキ制御器２４のブレーキマスターシリンダ油圧指令（又はストローク指令）とし、ブレーキ制御器２４によりブレーキ４を減速度制御する。
【０００４】
なお、シングルブレーキの場合、Ｇ／Ｔ変換器２１が演算するＧ／Ｔ変換式は、重量をＷ、タイヤ径をｒ、減速度をＧとした場合、次式で表される。
【０００５】
Ｔ＝（１／４）Ｗ・ｒ×９．８Ｇ（Ｎｍ）
一方、ダイナモメータ側の走行抵抗制御は、ダイナモメータ１の軸に設けたパルスピックアップ１１からのパルス周波数をＦ／Ｖ変換器１３で速度検出信号に変換し、速度−走行抵抗関数器１４でブレーキ４が搭載される車両の走行抵抗ＲＬに変え、この走行抵抗ＲＬとダイナモメータ１のトルクアームに設けたロードセル１２からのトルク検出信号との偏差に上記速度検出信号を微分回路１５で微分した減速度信号を加えた信号を、走行抵抗制御器１６で演算増幅してダイナモメータ制御器１７への電流指令とし、ダイナモメータ制御器１７でダイナモメータ１を走行抵抗制御する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記ダイナモメータ側の走行抵抗制御は、速度検出信号を微分回路１５で微分した減速度信号を使用しているが、ブレーキ４のパッド面がテスト中荒れていくため微分検出があばれ制御が安定しにくいという欠点があった。この欠点を克服するために、上記ブレーキのトルク制御は、減速度Ｇの設定をＧ／Ｔ変換器２１によりトルクＴに変換する方式をとっていた。
【０００７】
通常ブレーキテスタの場合、ブレーキを掛けて減速する時にはダイナモメータを制御遮断する。トルクメータに検出されるトルクＴBKは、
ＴBK＝ＴLC＋Ｊ（ｄＮ／ｄｔ）
ただし、ＴLC：ダイナモメータトルク、Ｊ：システム慣性、
（ｄＮ／ｄｔ）： 減速度
となり、ダイナモメータトルクＴLC＝０のときは、減速度とブレーキトルクは比例するが、走行抵抗あるいは電気慣性等を使用した制御の場合、ダイナモメータトルクが発生し、上記Ｇ／Ｔ変換方式を採用することができなかった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ダイナモメータ制御が動作しているときもＧ／Ｔ変換による減速度制御ができるブレーキテスタの制御方式を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のブレーキテスタの制御方式は、 供試ブレーキをフライホイールを介して駆動するダイナモメータと、供試ブレーキのトルクを検出するトルクメータと、減速度設定をトルクに変換する減速度設定−トルク変換器と、この変換されたトルクと前記ブレーキトルク検出値との偏差をトルク制御器で演算増幅し、ブレーキ制御器を介して供試ブレーキを制御する減速度制御部と、ダイナモメータの速度検出信号から速度‐走行抵抗関数器で供試ブレーキが搭載される車両の走行抵抗を求め、この走行抵抗とダイナモメータのトルク検出信号との偏差及びダイナモメータの減速度信号から走行抵抗＋電気慣性分を演算し、ダイナモメータ制御器を介してダイナモメータを制御する走行抵抗制御部とを有するブレーキテスタにおいて、
前記減速度設定−トルク変換器で変換されたトルクからダイナモメータ走行抵抗制御器より出力される走行抵抗＋電気慣性分を引いた信号を前記ブレーキトルク制御器のトルク指令とし、ブレーキの減速度制御とダイナモメータの減速度制御を非干渉としたことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
発明の実施形態にかかるブレーキテスタの制御方式をについて図１を用いて説明する。ダイナモメータ１に直結されたフライホイール２の回転軸に供試ブレーキ４のディスク側軸を接続し、ブレーキシュー側軸をトルクメータ３の入力軸に接続する。ダイナモメータ１の軸には速度検出用のパルスピックアップ１１が設けられ、トルクアームにはダイナモメータ１のトルクを検出するロードセル１２が設けられている。
【００１１】
１３〜１７はダイナモメータ１の減速制御回路で、パルスピックアップ１１からのパルスはＦ／Ｖ変換器１３で速度検出Ｎに変換される。速度−走行抵抗関数器１４はこの速度検出Ｎを走行抵抗ＲＬに変え、微分回路１５は速度検出Ｎを微分して減速度信号を出力する。走行抵抗制御器１６は、上記走行抵抗ＲＬを走行抵抗指令としてロードセル１２からのダイナモトルク検出との偏差に上記減速度検出加えた信号を演算増幅し（走行抵抗＋電気慣性分）をダイナモメータ制御器１７に出力してダイナモメータ１を走行抵抗制御するように構成されている。
【００１２】
２１〜２４はブレーキ４を制御する減速度制御回路で、Ｇ／Ｔ変換器２１はブレーキが搭載される車両の車重Ｗ、タイヤ径ｒとブレーキ減速度Ｇ設定からＴ＝（１／４）Ｗ・ｒ×９．８Ｇの式を演算してブレーキトルク指令Ｔを出力するように構成されている。加算器２２はこのブレーキトルク指令Ｔからダイナモメータ側制御回路の走行抵抗制御器１６から出力される（走行抵抗＋電気慣性分）を減算し、ブレーキトルク制御器２３へトルク指令Ｔ′を出力する。
【００１３】
ブレーキトルク制御回路２３はこのトルク指令Ｔ′とトルクメータ３からのブレーキトルク検出との偏差を演算増幅してブレーキ制御器２４へブレーキマスタシリンダ油圧指令（又はストローク指令）を出力し、ブレーキ制御器２４はこの油圧指令に基づいて上記トルク偏差がなくなるようにブレーキ４のマスタシリンダ油圧を制御するように構成されている。
【００１４】
次に上記ブレーキテスタの動作について説明する。まず、Ｇ／Ｔ変換器２１に入力するブレーキ減速度Ｇ設定を０として、ダイナモメータ１を図示省略の速度制御器を用いて所定の回転数で回転させる。ダイナモメータ１が所定の回転数で回転しているとき、ダイナモメータ１を走行抵抗制御に切替えると共に、Ｇ／Ｔ変換器２１に所定のブレーキ減速度Ｇ設定を入力する。
【００１５】
上記ブレーキ減速度Ｇ設定によりＧ／Ｔ変換器２１からトルク指令Ｔが出力され、このトルク指令Ｔから加算器２２によりダイナモメータ側の走行抵抗制御器１６からの（走行抵抗＋電気慣性分）が引かれ、トルク制御器２３のトルク指令Ｔ′となる。ブレーキトルク制御器２３はこのトルク指令Ｔ′とトルクメータ3からのトルク検出との偏差が無くなるように、ブレーキ制御器２４を介してブレーキ４を減速度制御する。この減速度制御によりブレーキ４と共に、ダイナモメータ１及びフライホイル２も減速される。
【００１６】
この時ダイナモメータ１は走行抵抗制御回路により走行抵抗制御される。即ち、走行抵抗制御器１６は、速度−走行抵抗関数器１４から出力されるダイナモメータ１の速度検出Ｎに応じた走行抵抗ＲＬとロードセル１２からのトルク検出の偏差に微分回路１５からの減速度信号を加えた信号を演算増幅して（走行抵抗＋電気慣性分）を出力し、ダイナモメータ制御器１７はこの（走行抵抗＋電気慣性分）の指令を受けてダイナモメータ１を（走行抵抗＋電気慣性分）とトルク検出との偏差がなくなるようにダイナモメータ１を走行抵抗制御する。
【００１７】
上記のように、減速度Ｇ設定によりブレーキ４を減速度制御するとき、ダイナモメータ１を（走行抵抗＋電気慣性性分）の指令で走行抵抗制御すると、ブレーキ４は、Ｇ／Ｔ変換器２１から出力されるトルク指令Ｔから（走行抵抗＋電気慣性分）を引いたブレーキトルク指令Ｔ′でトルク制御され、減速度制御されることになるので、ブレーキの減速度制御とダイナモメータの電気慣性制御が干渉せず、非干渉な制御が可能となる。そのため、減速度制御時の減速度波形が安定し、ブレーキ４のパット面が荒れていくことが無くなる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は、上述のとおり構成されているので、以下に記載する効果を奏する。
（１）減速度制御とダイナモメータ側電気慣性制御の非干渉制御が可能となるので、ブレーキ減速度−トルク変換によるブレーキの減速度制御はダイナモメータ制御が動作している時も可能となる。
（２）減速度波形が安定し、ブレーキパット面が荒れていくことが無くなるので、制御が安定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態にかかるブレーキテスタのブロック構成図。
【図２】従来例にかかるブレーキテスタのブロック構成図。
【符号の説明】
１…ダイナモメータ
２…フライホイール
３…トルクメータ
４…供試ブレーキ
１１…パルスピックアップ
１２…ロードセル
１３…周波数−電圧変換器
１４…速度−走行抵抗関数器
１５…微分回路
１６…走行抵抗制御器
１７…ダイナモメータ制御器
２１…減速度設定−トルク（Ｇ／Ｔ）変換器
２３…ブレーキトルク制御器
２４…ブレーキ制御器
Ｗ…車重
ｒ…タイヤ径
Ｒ…走行抵抗
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車、鉄道車両等のブレーキ装置を試験するブレーキテスタの制御方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来ブレーキテスタの構成を図２に示す。ブレーキテスタは、供試ブレーキ４をダイナモメータ１で駆動されるフライホイール２の回転軸とトルクメータ３のトルク入力軸の間に接続し、ダイナモメータ１によりフライホイール２及びブレーキ４を所定速度で回転させておき、ブレーキ４にブレーキを掛けて減速させ、減速中の速度、トルク、油圧、温度、摩擦係数等を求め、ブレーキ４の性能を評価している。
【０００３】
上記ブレーキ試験は、通常ブレーキ側を減速度制御で行い、ダイナモメータ側を走行抵抗制御で行っている。ブレーキ側の減速度制御は、減速度設定−トルク（Ｇ／Ｔ）変換器２１で減速度Ｇ設定をブレーキが搭載される車両の車重、タイヤ径に応じたトルクＴに変換し、それをトルク指令Ｔとし、ブレーキトルク制御器２３でこのブレーキトルク指令Ｔとトルクメータ３からのブレーキトルク検出との偏差を演算増幅してブレーキ制御器２４のブレーキマスターシリンダ油圧指令（又はストローク指令）とし、ブレーキ制御器２４によりブレーキ４を減速度制御する。
【０００４】
なお、シングルブレーキの場合、Ｇ／Ｔ変換器２１が演算するＧ／Ｔ変換式は、重量をＷ、タイヤ径をｒ、減速度をＧとした場合、次式で表される。
【０００５】
Ｔ＝（１／４）Ｗ・ｒ×９．８Ｇ（Ｎｍ）
一方、ダイナモメータ側の走行抵抗制御は、ダイナモメータ１の軸に設けたパルスピックアップ１１からのパルス周波数をＦ／Ｖ変換器１３で速度検出信号に変換し、速度−走行抵抗関数器１４でブレーキ４が搭載される車両の走行抵抗ＲＬに変え、この走行抵抗ＲＬとダイナモメータ１のトルクアームに設けたロードセル１２からのトルク検出信号との偏差に上記速度検出信号を微分回路１５で微分した減速度信号を加えた信号を、走行抵抗制御器１６で演算増幅してダイナモメータ制御器１７への電流指令とし、ダイナモメータ制御器１７でダイナモメータ１を走行抵抗制御する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記ダイナモメータ側の走行抵抗制御は、速度検出信号を微分回路１５で微分した減速度信号を使用しているが、ブレーキ４のパッド面がテスト中荒れていくため微分検出があばれ制御が安定しにくいという欠点があった。この欠点を克服するために、上記ブレーキのトルク制御は、減速度Ｇの設定をＧ／Ｔ変換器２１によりトルクＴに変換する方式をとっていた。
【０００７】
通常ブレーキテスタの場合、ブレーキを掛けて減速する時にはダイナモメータを制御遮断する。トルクメータに検出されるトルクＴBKは、
ＴBK＝ＴLC＋Ｊ（ｄＮ／ｄｔ）
ただし、ＴLC：ダイナモメータトルク、Ｊ：システム慣性、
（ｄＮ／ｄｔ）： 減速度
となり、ダイナモメータトルクＴLC＝０のときは、減速度とブレーキトルクは比例するが、走行抵抗あるいは電気慣性等を使用した制御の場合、ダイナモメータトルクが発生し、上記Ｇ／Ｔ変換方式を採用することができなかった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ダイナモメータ制御が動作しているときもＧ／Ｔ変換による減速度制御ができるブレーキテスタの制御方式を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のブレーキテスタの制御方式は、 供試ブレーキをフライホイールを介して駆動するダイナモメータと、供試ブレーキのトルクを検出するトルクメータと、減速度設定をトルクに変換する減速度設定−トルク変換器と、この変換されたトルクと前記ブレーキトルク検出値との偏差をトルク制御器で演算増幅し、ブレーキ制御器を介して供試ブレーキを制御する減速度制御部と、ダイナモメータの速度検出信号から速度‐走行抵抗関数器で供試ブレーキが搭載される車両の走行抵抗を求め、この走行抵抗とダイナモメータのトルク検出信号との偏差及びダイナモメータの減速度信号から走行抵抗＋電気慣性分を演算し、ダイナモメータ制御器を介してダイナモメータを制御する走行抵抗制御部とを有するブレーキテスタにおいて、
前記減速度設定−トルク変換器で変換されたトルクからダイナモメータ走行抵抗制御器より出力される走行抵抗＋電気慣性分を引いた信号を前記ブレーキトルク制御器のトルク指令とし、ブレーキの減速度制御とダイナモメータの減速度制御を非干渉としたことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
発明の実施形態にかかるブレーキテスタの制御方式をについて図１を用いて説明する。ダイナモメータ１に直結されたフライホイール２の回転軸に供試ブレーキ４のディスク側軸を接続し、ブレーキシュー側軸をトルクメータ３の入力軸に接続する。ダイナモメータ１の軸には速度検出用のパルスピックアップ１１が設けられ、トルクアームにはダイナモメータ１のトルクを検出するロードセル１２が設けられている。
【００１１】
１３〜１７はダイナモメータ１の減速制御回路で、パルスピックアップ１１からのパルスはＦ／Ｖ変換器１３で速度検出Ｎに変換される。速度−走行抵抗関数器１４はこの速度検出Ｎを走行抵抗ＲＬに変え、微分回路１５は速度検出Ｎを微分して減速度信号を出力する。走行抵抗制御器１６は、上記走行抵抗ＲＬを走行抵抗指令としてロードセル１２からのダイナモトルク検出との偏差に上記減速度検出加えた信号を演算増幅し（走行抵抗＋電気慣性分）をダイナモメータ制御器１７に出力してダイナモメータ１を走行抵抗制御するように構成されている。
【００１２】
２１〜２４はブレーキ４を制御する減速度制御回路で、Ｇ／Ｔ変換器２１はブレーキが搭載される車両の車重Ｗ、タイヤ径ｒとブレーキ減速度Ｇ設定からＴ＝（１／４）Ｗ・ｒ×９．８Ｇの式を演算してブレーキトルク指令Ｔを出力するように構成されている。加算器２２はこのブレーキトルク指令Ｔからダイナモメータ側制御回路の走行抵抗制御器１６から出力される（走行抵抗＋電気慣性分）を減算し、ブレーキトルク制御器２３へトルク指令Ｔ′を出力する。
【００１３】
ブレーキトルク制御回路２３はこのトルク指令Ｔ′とトルクメータ３からのブレーキトルク検出との偏差を演算増幅してブレーキ制御器２４へブレーキマスタシリンダ油圧指令（又はストローク指令）を出力し、ブレーキ制御器２４はこの油圧指令に基づいて上記トルク偏差がなくなるようにブレーキ４のマスタシリンダ油圧を制御するように構成されている。
【００１４】
次に上記ブレーキテスタの動作について説明する。まず、Ｇ／Ｔ変換器２１に入力するブレーキ減速度Ｇ設定を０として、ダイナモメータ１を図示省略の速度制御器を用いて所定の回転数で回転させる。ダイナモメータ１が所定の回転数で回転しているとき、ダイナモメータ１を走行抵抗制御に切替えると共に、Ｇ／Ｔ変換器２１に所定のブレーキ減速度Ｇ設定を入力する。
【００１５】
上記ブレーキ減速度Ｇ設定によりＧ／Ｔ変換器２１からトルク指令Ｔが出力され、このトルク指令Ｔから加算器２２によりダイナモメータ側の走行抵抗制御器１６からの（走行抵抗＋電気慣性分）が引かれ、トルク制御器２３のトルク指令Ｔ′となる。ブレーキトルク制御器２３はこのトルク指令Ｔ′とトルクメータ3からのトルク検出との偏差が無くなるように、ブレーキ制御器２４を介してブレーキ４を減速度制御する。この減速度制御によりブレーキ４と共に、ダイナモメータ１及びフライホイル２も減速される。
【００１６】
この時ダイナモメータ１は走行抵抗制御回路により走行抵抗制御される。即ち、走行抵抗制御器１６は、速度−走行抵抗関数器１４から出力されるダイナモメータ１の速度検出Ｎに応じた走行抵抗ＲＬとロードセル１２からのトルク検出の偏差に微分回路１５からの減速度信号を加えた信号を演算増幅して（走行抵抗＋電気慣性分）を出力し、ダイナモメータ制御器１７はこの（走行抵抗＋電気慣性分）の指令を受けてダイナモメータ１を（走行抵抗＋電気慣性分）とトルク検出との偏差がなくなるようにダイナモメータ１を走行抵抗制御する。
【００１７】
上記のように、減速度Ｇ設定によりブレーキ４を減速度制御するとき、ダイナモメータ１を（走行抵抗＋電気慣性性分）の指令で走行抵抗制御すると、ブレーキ４は、Ｇ／Ｔ変換器２１から出力されるトルク指令Ｔから（走行抵抗＋電気慣性分）を引いたブレーキトルク指令Ｔ′でトルク制御され、減速度制御されることになるので、ブレーキの減速度制御とダイナモメータの電気慣性制御が干渉せず、非干渉な制御が可能となる。そのため、減速度制御時の減速度波形が安定し、ブレーキ４のパット面が荒れていくことが無くなる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は、上述のとおり構成されているので、以下に記載する効果を奏する。
（１）減速度制御とダイナモメータ側電気慣性制御の非干渉制御が可能となるので、ブレーキ減速度−トルク変換によるブレーキの減速度制御はダイナモメータ制御が動作している時も可能となる。
（２）減速度波形が安定し、ブレーキパット面が荒れていくことが無くなるので、制御が安定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態にかかるブレーキテスタのブロック構成図。
【図２】従来例にかかるブレーキテスタのブロック構成図。
【符号の説明】
１…ダイナモメータ
２…フライホイール
３…トルクメータ
４…供試ブレーキ
１１…パルスピックアップ
１２…ロードセル
１３…周波数−電圧変換器
１４…速度−走行抵抗関数器
１５…微分回路
１６…走行抵抗制御器
１７…ダイナモメータ制御器
２１…減速度設定−トルク（Ｇ／Ｔ）変換器
２３…ブレーキトルク制御器
２４…ブレーキ制御器
Ｗ…車重
ｒ…タイヤ径
Ｒ…走行抵抗
Claims (1)
- 供試ブレーキをフライホイールを介して駆動するダイナモメータと、供試ブレーキのトルクを検出するトルクメータと、
減速度設定をトルクに変換する減速度設定−トルク変換器と、この変換されたトルクと前記ブレーキトルク検出値との偏差をトルク制御器で演算増幅し、ブレーキ制御器を介して供試ブレーキを制御する減速度制御部と、
ダイナモメータの速度検出信号から速度‐走行抵抗関数器で供試ブレーキが搭載される車両の走行抵抗を求め、この走行抵抗とダイナモメータのトルク検出信号との偏差及びダイナモメータの減速度信号から走行抵抗＋電気慣性分を演算し、ダイナモメータ制御器を介してダイナモメータを制御する走行抵抗制御部とを有するブレーキテスタにおいて、
前記減速度設定−トルク変換器で変換されたトルクからダイナモメータ走行抵抗制御器より出力される走行抵抗＋電気慣性分を引いた信号を前記ブレーキトルク制御器のトルク指令とし、
ブレーキの減速度制御とダイナモメータの減速度制御を非干渉としたことを特徴とするブレーキテスタの制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001202920A JP3788278B2 (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | ブレーキテスタの制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001202920A JP3788278B2 (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | ブレーキテスタの制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003014562A JP2003014562A (ja) | 2003-01-15 |
| JP3788278B2 true JP3788278B2 (ja) | 2006-06-21 |
Family
ID=19039634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001202920A Expired - Lifetime JP3788278B2 (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | ブレーキテスタの制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3788278B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102087166A (zh) * | 2010-12-14 | 2011-06-08 | 沈阳铁研科技有限公司 | 轨道车辆减速设备检测线 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100395529C (zh) * | 2006-06-15 | 2008-06-18 | 黄耀民 | 机动车反力式制动试验台的测试方法及装置 |
| CN103344371B (zh) * | 2013-06-27 | 2016-04-20 | 中国重型机械研究院股份公司 | 电惯量轮胎制动试验台及其电惯量控制方法 |
-
2001
- 2001-07-04 JP JP2001202920A patent/JP3788278B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102087166A (zh) * | 2010-12-14 | 2011-06-08 | 沈阳铁研科技有限公司 | 轨道车辆减速设备检测线 |
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|---|---|
| JP2003014562A (ja) | 2003-01-15 |
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