JP3799671B2 - 熱交換器、熱交換器用チューブ及び熱交換器の製造方法 - Google Patents
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- F28D1/0391—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits a single plate being bent to form one or more conduits
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱交換器、熱交換器チューブ及び熱交換器の製造方法に関し、本発明の熱交換器は、例えば自動車用空調装置に用いるヒータコアや自動車用ラジエータ等のアルミニウム熱交換器に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者らは先に熱交換器用チューブを、アルミニウム条材より折り曲げ形成する製法を採用した。この製法は図２に示すように、金属条材の中央部に凸部１０１を曲げ形成し、次いで金属条材の両端部に当接部１０２を凸部１０１と同一方向に折り曲げ形成する。その後に、金属条材１００のうち凸部１０１と当接部の１０２の中間部分に曲げ部１０３を形成し、この曲げにより当接部１０２が凸部１０１の側面に接触するようにするものである。
【０００３】
このようにすることで金属条材をチューブに成形し、このチューブは、その中央部において凸部が当接部１０２と当接することによって、耐圧強度が十分確保されるようになっている。図３はこのように形成されたチューブの断面を示すが、この図３に示すように、製造上は当接部１０２が凸部１０１と接触しないよう、当接部の１０２と凸部１０１との間に所定の間隙を保持するようにしている。しかしながら、実際の製造にあたっては、多少の製造誤差が生じることから当接部１０２が凸部１０２に衝突してしまうおそれがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記点に鑑みて案出されたもので、熱交換器のチューブを金属条材より折り曲げ形成するものにおいて、その成形時に当接面１０２が凸部１０１と衝突する事がないようにする事を目的とする。
その為請求項１の熱交換器では、タンク、チューブ、フィンより形成される熱交換器において、そのチューブの形状を特定な形状としている。即ち、出来上がった状態のチューブの断面は第１側壁と第２側壁との間に曲げ部が形成され、かつ第１側壁からは凸部が第２側壁側に突出形成されている。一方第２側壁からはこの凸部の側面に対向して当接する平面を提供する当接部が第１側壁側に折り曲げ形成されている。このようなものにおいて、更に当接部の先端が曲げ部に向かって屈曲形成されている。
【０００５】
同様に請求項２のものはチューブの断面形状に特徴があり、凸部の側面と対向して当接する平面を提供する当接部より更にその先端が曲げ部側に向かって屈曲する逃げ部が形成されている。
同じく請求項３の製造方法では、チューブを成形するにあたり金属条材の両端に平面を提供する当接部を形成すると共に、更にその先端を中央側に向かって屈曲させて逃げ部を形成する。その時に、曲げ部を中心として金属条材を折り曲げ当接部が凸部の側面と対向するようにし、チューブを形成する。そしてこのようにして機械的に成形されたチューブはフィンと共に組み立てられ炉内において一体ろう付けされる。
【０００６】
このように、本発明では当接面の先端に逃げ部を屈曲形成した為、チューブを曲げ形成する際に当接部が凸部の側面に対向するよう移動しても決して当接部が凸部に衝突することはない。即ち通常の製造上許される公差の範囲内でチューブに寸法誤差が出来たとしても当接部は常に凸部の側面に対向するような位置に保持され、チューブの製造が良好になされるようになる。
請求項４に記載の発明は、流体の流入及び流出を行うタンクと、このタンクに接続しタンクより流体を内部に導入するチューブと、このチューブに熱的結合しチューブ内を流れる流体と空気との熱交換を促進するフィンとを備え、前記チューブは、第１壁部、第２壁部及びこれら第１壁部第２壁部間に位置する曲げ部から形成されると共に、前記第１壁部には前記第２壁部側に突出した凸部を有すると共に、前記第２壁部には、その端部に、前記凸部の側面と向かい合う平面を提供する当接部及び、この当接部の前記第１側壁側先端部に形成され、前記曲げ部側に向かって屈曲した逃げ部を備え、更に、前記凸部と前記当接部との間に流入してフィレット部を形成するろう材を備えることを特徴とする熱交換器である。
請求項５に記載の発明は、内部を熱交換流体が流れるチューブであって、このチューブは第１側壁、第２側壁及びこれら第１側壁第２側壁間に位置する曲げ部より成り、前記第１側壁には前記第２側壁側に向かって突出する凸部を有すると共に、前記第２側壁には、その端部に、前記凸部の側面と向かい合う平面を提供する当接部が前記第１側壁側に屈曲形成され、更にこの当接部の先端には前記曲げ部側に屈曲した逃げ部を有し、更に、前記凸部と前記当接部との間に流入してフィレット部を形成するろう材を備えることを特徴とする熱交換器用チューブである。
請求項６に記載の発明は、金属条材の中央部に凸部を突出形成させると共に、金属条材の両端部に平面を提供する当接部を凸部と同一方向に折り曲げ形成する工程と、前記当接部の先端部を前記凸部側に向けて曲げて逃げ部とする工程と、前記金属条材のうち前記凸部と前記当接部との間の部位に曲げ部を折り曲げ形成すると共に、前記当接部の平面を前記凸部の側面に向かい合わせる工程とから成るチューブ成形工程と、このようにして形成されたチューブをフィンと組み合わせて熱交換器コア部を形成する工程と、このように組み付けられた熱交換器コア部を一体ろう付けし、前記凸部と前記当接部との間にろう材が流入してフィレット部を形成する工程とからなる熱交換器の製造方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図に基づいて説明する。図１は本発明のチューブを用いる熱交換器を示し、この例は自動車用空調装置のヒータコアの例である。図中２２０は上部タンクであり、この上部タンク２２０は中央の仕切り部２２２によって入口タンク部２２３と出口タンク部２２４に分離される。また図中２２１は下部タンクを示す。そして上部タンク２２０と下部タンク２２１との間にはチューブ１００が配置してあり入口タンク部２２３に流入した温水がこのチューブ１００を介して下部タンク２２１へ流れるようになっている。また下部タンク２２１からは同じくチューブを介して出口タンク部２２４側へ流入できるようになっている。
【０００８】
チューブ１００の間にはフィン２１０が介在しており、そのフィンによりチューブ１００内を流れる温水と空気との間の熱交換が促進される。尚、最外方に位置するフィン２１０の更に外方にはサイドプレート２３０が配置されており、このサイドプレートはチューブ１００を保持するシートメタル２４０に固定され、熱交換器全体の剛性を確保するものである。
【０００９】
次にこの熱交換器の製造方法について説明する。まず、チューブであるが、このチューブ１００は例えば芯材としてアルミニウム合金３１０３を用い、その温水側面の内張材としてアルミニウム合金７０７３を用い、またフィンとの結合用ろう材としてアルミニウム合金４０４５を用いている。そしてこれらを総合したアルミニウム条材の板厚としては０．２５ｍｍ程度となっている。このようなアルミニウム条材を折り曲げ形成することでチューブ１００とするのであるが、具体的には図４に示すようにその中央部に凸部１０１を突出形成し、また、アルミニウム条材の両端部には当接部１０２を凸部１０１と同一方向に折り曲げ形成する。
【００１０】
そしてその後に当接部１０２の先端を凸部１０１側に折り曲げて逃げ部１０５を形成する。次いで曲げ部１０３を中心として条材を折り曲げ、当接部１０２が凸部１０１の側面と向かい合うようにする。すなわち、図示されるように、条材は、当接部１０２が凸部１０１の側面と向かい合って当接する平面を提供するように、曲げられる。この間の成形は図５に示すように多数組の成形ローラ３００、３０１の間を通る際に金属条材は屈曲形成され、上述の図４に示したような加工が行われる。
【００１１】
尚、図５に示す成形ローラ群の機能としては、まずアルミニウム条材の位置を確実なものとするセンタリング機能、次いで中央部に凸部１０１を形成する機能、その後先端部に当接部を形成する機能、また当接部の更に先端に逃げ部を形成する機能、曲げ部を中心に条材を折り曲げ形成し、最後にその形状を成形する機能とからなる。
【００１２】
図６は上述の製法によって曲げ形成されたチューブの凸部１０１部分を拡大して示す断面図である。この図より明らかなように当接部１０２はチューブ高さの３分の１ぐらいとなっている。また、当接部１０２の先端に形成された逃げ部の角度θは１５゜乃至３０゜程度となっている。
【００１３】
そして第１側壁１０６と第２側壁１０７との間で凸部１０１により２つに分割される構造となる。なお、図６中１０９で示すのはろう付け後のろう材のフィレットであるが、ろう付け時に溶融し、凸部１０１中央及び凸部１０１と当接部１０２との間の対向部に毛管現象で流入することとなる。
【００１４】
本発明のチューブでは上述のように所定長さの当接部が凸部１０１に対向するようにしているので、この間に充分なロウ材が流入し、強固なフィレット部を形成することができる。また、本発明では当接部１０２の更に先端に逃げ部１０５が屈曲形成されているので、当接部が凸部１０１と対向するように曲げ部１０３を中心として金属条材が折り曲げられた際にも当接部１０２が凸部と衝突するような事態は確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る熱交換器の一例を示す斜視図である。
【図２】 本発明者らが先に採用した本発明の製造方法を説明する説明図である。
【図３】 図２図示製法により作られたチューブの断面図である。
【図４】 本発明に係るチューブの製造方法を示す説明図である。
【図５】 図４図示製法に用いる成形ローラを示す説明図である。
【図６】 図４図示製法により作られたチューブの凸部部分を拡大する断面図である。
【符号の説明】
１００ チューブ
１０１ 凸部
１０２ 当接部
１０３ 曲げ部
１０５ 逃げ部
１０６ 第１側壁
１０７ 第２側壁
２２０、２２１、２２４ タンク
２１０ フィン
【発明の属する技術分野】
本発明は熱交換器、熱交換器チューブ及び熱交換器の製造方法に関し、本発明の熱交換器は、例えば自動車用空調装置に用いるヒータコアや自動車用ラジエータ等のアルミニウム熱交換器に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者らは先に熱交換器用チューブを、アルミニウム条材より折り曲げ形成する製法を採用した。この製法は図２に示すように、金属条材の中央部に凸部１０１を曲げ形成し、次いで金属条材の両端部に当接部１０２を凸部１０１と同一方向に折り曲げ形成する。その後に、金属条材１００のうち凸部１０１と当接部の１０２の中間部分に曲げ部１０３を形成し、この曲げにより当接部１０２が凸部１０１の側面に接触するようにするものである。
【０００３】
このようにすることで金属条材をチューブに成形し、このチューブは、その中央部において凸部が当接部１０２と当接することによって、耐圧強度が十分確保されるようになっている。図３はこのように形成されたチューブの断面を示すが、この図３に示すように、製造上は当接部１０２が凸部１０１と接触しないよう、当接部の１０２と凸部１０１との間に所定の間隙を保持するようにしている。しかしながら、実際の製造にあたっては、多少の製造誤差が生じることから当接部１０２が凸部１０２に衝突してしまうおそれがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記点に鑑みて案出されたもので、熱交換器のチューブを金属条材より折り曲げ形成するものにおいて、その成形時に当接面１０２が凸部１０１と衝突する事がないようにする事を目的とする。
その為請求項１の熱交換器では、タンク、チューブ、フィンより形成される熱交換器において、そのチューブの形状を特定な形状としている。即ち、出来上がった状態のチューブの断面は第１側壁と第２側壁との間に曲げ部が形成され、かつ第１側壁からは凸部が第２側壁側に突出形成されている。一方第２側壁からはこの凸部の側面に対向して当接する平面を提供する当接部が第１側壁側に折り曲げ形成されている。このようなものにおいて、更に当接部の先端が曲げ部に向かって屈曲形成されている。
【０００５】
同様に請求項２のものはチューブの断面形状に特徴があり、凸部の側面と対向して当接する平面を提供する当接部より更にその先端が曲げ部側に向かって屈曲する逃げ部が形成されている。
同じく請求項３の製造方法では、チューブを成形するにあたり金属条材の両端に平面を提供する当接部を形成すると共に、更にその先端を中央側に向かって屈曲させて逃げ部を形成する。その時に、曲げ部を中心として金属条材を折り曲げ当接部が凸部の側面と対向するようにし、チューブを形成する。そしてこのようにして機械的に成形されたチューブはフィンと共に組み立てられ炉内において一体ろう付けされる。
【０００６】
このように、本発明では当接面の先端に逃げ部を屈曲形成した為、チューブを曲げ形成する際に当接部が凸部の側面に対向するよう移動しても決して当接部が凸部に衝突することはない。即ち通常の製造上許される公差の範囲内でチューブに寸法誤差が出来たとしても当接部は常に凸部の側面に対向するような位置に保持され、チューブの製造が良好になされるようになる。
請求項４に記載の発明は、流体の流入及び流出を行うタンクと、このタンクに接続しタンクより流体を内部に導入するチューブと、このチューブに熱的結合しチューブ内を流れる流体と空気との熱交換を促進するフィンとを備え、前記チューブは、第１壁部、第２壁部及びこれら第１壁部第２壁部間に位置する曲げ部から形成されると共に、前記第１壁部には前記第２壁部側に突出した凸部を有すると共に、前記第２壁部には、その端部に、前記凸部の側面と向かい合う平面を提供する当接部及び、この当接部の前記第１側壁側先端部に形成され、前記曲げ部側に向かって屈曲した逃げ部を備え、更に、前記凸部と前記当接部との間に流入してフィレット部を形成するろう材を備えることを特徴とする熱交換器である。
請求項５に記載の発明は、内部を熱交換流体が流れるチューブであって、このチューブは第１側壁、第２側壁及びこれら第１側壁第２側壁間に位置する曲げ部より成り、前記第１側壁には前記第２側壁側に向かって突出する凸部を有すると共に、前記第２側壁には、その端部に、前記凸部の側面と向かい合う平面を提供する当接部が前記第１側壁側に屈曲形成され、更にこの当接部の先端には前記曲げ部側に屈曲した逃げ部を有し、更に、前記凸部と前記当接部との間に流入してフィレット部を形成するろう材を備えることを特徴とする熱交換器用チューブである。
請求項６に記載の発明は、金属条材の中央部に凸部を突出形成させると共に、金属条材の両端部に平面を提供する当接部を凸部と同一方向に折り曲げ形成する工程と、前記当接部の先端部を前記凸部側に向けて曲げて逃げ部とする工程と、前記金属条材のうち前記凸部と前記当接部との間の部位に曲げ部を折り曲げ形成すると共に、前記当接部の平面を前記凸部の側面に向かい合わせる工程とから成るチューブ成形工程と、このようにして形成されたチューブをフィンと組み合わせて熱交換器コア部を形成する工程と、このように組み付けられた熱交換器コア部を一体ろう付けし、前記凸部と前記当接部との間にろう材が流入してフィレット部を形成する工程とからなる熱交換器の製造方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図に基づいて説明する。図１は本発明のチューブを用いる熱交換器を示し、この例は自動車用空調装置のヒータコアの例である。図中２２０は上部タンクであり、この上部タンク２２０は中央の仕切り部２２２によって入口タンク部２２３と出口タンク部２２４に分離される。また図中２２１は下部タンクを示す。そして上部タンク２２０と下部タンク２２１との間にはチューブ１００が配置してあり入口タンク部２２３に流入した温水がこのチューブ１００を介して下部タンク２２１へ流れるようになっている。また下部タンク２２１からは同じくチューブを介して出口タンク部２２４側へ流入できるようになっている。
【０００８】
チューブ１００の間にはフィン２１０が介在しており、そのフィンによりチューブ１００内を流れる温水と空気との間の熱交換が促進される。尚、最外方に位置するフィン２１０の更に外方にはサイドプレート２３０が配置されており、このサイドプレートはチューブ１００を保持するシートメタル２４０に固定され、熱交換器全体の剛性を確保するものである。
【０００９】
次にこの熱交換器の製造方法について説明する。まず、チューブであるが、このチューブ１００は例えば芯材としてアルミニウム合金３１０３を用い、その温水側面の内張材としてアルミニウム合金７０７３を用い、またフィンとの結合用ろう材としてアルミニウム合金４０４５を用いている。そしてこれらを総合したアルミニウム条材の板厚としては０．２５ｍｍ程度となっている。このようなアルミニウム条材を折り曲げ形成することでチューブ１００とするのであるが、具体的には図４に示すようにその中央部に凸部１０１を突出形成し、また、アルミニウム条材の両端部には当接部１０２を凸部１０１と同一方向に折り曲げ形成する。
【００１０】
そしてその後に当接部１０２の先端を凸部１０１側に折り曲げて逃げ部１０５を形成する。次いで曲げ部１０３を中心として条材を折り曲げ、当接部１０２が凸部１０１の側面と向かい合うようにする。すなわち、図示されるように、条材は、当接部１０２が凸部１０１の側面と向かい合って当接する平面を提供するように、曲げられる。この間の成形は図５に示すように多数組の成形ローラ３００、３０１の間を通る際に金属条材は屈曲形成され、上述の図４に示したような加工が行われる。
【００１１】
尚、図５に示す成形ローラ群の機能としては、まずアルミニウム条材の位置を確実なものとするセンタリング機能、次いで中央部に凸部１０１を形成する機能、その後先端部に当接部を形成する機能、また当接部の更に先端に逃げ部を形成する機能、曲げ部を中心に条材を折り曲げ形成し、最後にその形状を成形する機能とからなる。
【００１２】
図６は上述の製法によって曲げ形成されたチューブの凸部１０１部分を拡大して示す断面図である。この図より明らかなように当接部１０２はチューブ高さの３分の１ぐらいとなっている。また、当接部１０２の先端に形成された逃げ部の角度θは１５゜乃至３０゜程度となっている。
【００１３】
そして第１側壁１０６と第２側壁１０７との間で凸部１０１により２つに分割される構造となる。なお、図６中１０９で示すのはろう付け後のろう材のフィレットであるが、ろう付け時に溶融し、凸部１０１中央及び凸部１０１と当接部１０２との間の対向部に毛管現象で流入することとなる。
【００１４】
本発明のチューブでは上述のように所定長さの当接部が凸部１０１に対向するようにしているので、この間に充分なロウ材が流入し、強固なフィレット部を形成することができる。また、本発明では当接部１０２の更に先端に逃げ部１０５が屈曲形成されているので、当接部が凸部１０１と対向するように曲げ部１０３を中心として金属条材が折り曲げられた際にも当接部１０２が凸部と衝突するような事態は確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る熱交換器の一例を示す斜視図である。
【図２】 本発明者らが先に採用した本発明の製造方法を説明する説明図である。
【図３】 図２図示製法により作られたチューブの断面図である。
【図４】 本発明に係るチューブの製造方法を示す説明図である。
【図５】 図４図示製法に用いる成形ローラを示す説明図である。
【図６】 図４図示製法により作られたチューブの凸部部分を拡大する断面図である。
【符号の説明】
１００ チューブ
１０１ 凸部
１０２ 当接部
１０３ 曲げ部
１０５ 逃げ部
１０６ 第１側壁
１０７ 第２側壁
２２０、２２１、２２４ タンク
２１０ フィン
Claims (6)
- 流体の流入及び流出を行うタンクと、
このタンクに接続しタンクより流体を内部に導入するチューブと、
このチューブに熱的結合しチューブ内を流れる流体と空気との熱交換を促進するフィンとを備え、
前記チューブは、第１壁部、第２壁部及びこれら第１壁部第２壁部間に位置する曲げ部から形成されると共に、
前記第１壁部には前記第２壁部側に突出した凸部を有すると共に、
前記第２壁部には、その端部に、前記凸部の側面と向かい合って当接する平面を提供する当接部及び、
この当接部の前記第１側壁側先端部に形成され、前記曲げ部側に向かって屈曲した逃げ部を備え、
更に、前記凸部と前記当接部との間に流入してフィレット部を形成するろう材を備えることを特徴とする熱交換器。 - 内部を熱交換流体が流れるチューブであって、
このチューブは第１側壁、第２側壁及びこれら第１側壁第２側壁間に位置する曲げ部より成り、
前記第１側壁には前記第２側壁側に向かって突出する凸部を有すると共に、
前記第２側壁には、その端部に、前記凸部の側面と向かい合って当接する平面を提供する当接部が前記第１側壁側に屈曲形成され、
更にこの当接部の先端には前記曲げ部側に屈曲した逃げ部を有し、
更に、前記凸部と前記当接部との間に流入してフィレット部を形成するろう材を備えることを特徴とする熱交換器用チューブ。 - 金属条材の中央部に凸部を突出形成させると共に、金属条材の両端部に平面を提供する当接部を凸部と同一方向に折り曲げ形成する工程と、
前記当接部の先端部を前記凸部側に向けて曲げて逃げ部とする工程と、
前記金属条材のうち前記凸部と前記両端部の前記当接部との間の部位に曲げ部を折り曲げ形成すると共に、前記当接部の平面を前記凸部の側面に向かい合わせて当接させる工程とから成るチューブ成形工程と、
このようにして形成されたチューブをフィンと組み合わせて熱交換器コア部を形成する工程と、
このように組み付けられた熱交換器コア部を一体ろう付けし、前記凸部と前記当接部との間にろう材が流入してフィレット部を形成する工程とからなる熱交換器の製造方法。 - 流体の流入及び流出を行うタンクと、
このタンクに接続しタンクより流体を内部に導入するチューブと、
このチューブに熱的結合しチューブ内を流れる流体と空気との熱交換を促進するフィンとを備え、
前記チューブは、第１壁部、第２壁部及びこれら第１壁部第２壁部間に位置する曲げ部から形成されると共に、
前記第１壁部には前記第２壁部側に突出した凸部を有すると共に、
前記第２壁部には、その端部に、前記凸部の側面と向かい合う平面を提供する当接部及び、
この当接部の前記第１側壁側先端部に形成され、前記曲げ部側に向かって屈曲した逃げ部を備え、
更に、前記凸部と前記当接部との間に流入してフィレット部を形成するろう材を備えることを特徴とする熱交換器。 - 内部を熱交換流体が流れるチューブであって、
このチューブは第１側壁、第２側壁及びこれら第１側壁第２側壁間に位置する曲げ部より成り、
前記第１側壁には前記第２側壁側に向かって突出する凸部を有すると共に、
前記第２側壁には、その端部に、前記凸部の側面と向かい合う平面を提供する当接部が前記第１側壁側に屈曲形成され、
更にこの当接部の先端には前記曲げ部側に屈曲した逃げ部を有し、
更に、前記凸部と前記当接部との間に流入してフィレット部を形成するろう材を備えることを特徴とする熱交換器用チューブ。 - 金属条材の中央部に凸部を突出形成させると共に、金属条材の両端部に平面を提供する当接部を凸部と同一方向に折り曲げ形成する工程と、
前記当接部の先端部を前記凸部側に向けて曲げて逃げ部とする工程と、
前記金属条材のうち前記凸部と前記両端部の前記当接部との間の部位に曲げ部を折り曲げ形成すると共に、前記当接部の平面を前記凸部の側面に向かい合わせる工程とから成るチューブ成形工程と、
このようにして形成されたチューブをフィンと組み合わせて熱交換器コア部を形成する工程と、
このように組み付けられた熱交換器コア部を一体ろう付けし、前記凸部と前記当接部との間にろう材が流入してフィレット部を形成する工程とからなる熱交換器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20805496A JP3799671B2 (ja) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | 熱交換器、熱交換器用チューブ及び熱交換器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20805496A JP3799671B2 (ja) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | 熱交換器、熱交換器用チューブ及び熱交換器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1047875A JPH1047875A (ja) | 1998-02-20 |
| JP3799671B2 true JP3799671B2 (ja) | 2006-07-19 |
Family
ID=16549884
Family Applications (1)
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