(57)【要約】【課題】軸方向寸法の短縮が可能であり、かつ低コストで噛み合いの信頼性のあるワンウェイクラッチを提供すること。【解決手段】内周軌道面を有する外径側部材と、内周軌道面に径方向に対向する外周軌道面を有する内径側部材と、内周軌道面と外周軌道面との間に傾斜可能に介装された複数のトルク伝達部材と、複数のトルク伝達部材を内外周軌道面に係合する方向に付勢するリボンスプリングと、複数のトルク伝達部材を円周方向に所定間隔で保持する保持器と、外径側部材と内径側部材との間で保持器の軸方向で両側に配置され、外径側部材と内径側部材とを同心状に支持する一対のエンドベアリングとを備えたワンウェイクラッチにおいて、リボンスプリングは、保持器と内周軌道面との間に配置されていることを特徴とするワンウェイクラッチ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周軌道面を有する外径側部材と、
該内周軌道面に径方向に対向する外周軌道面を有する内径側部材と、
前記内周軌道面と前記外周軌道面との間に介装され、前記内外周軌道面に係合してトルクを伝達する位置と前記内外周軌道面に非係合になる位置とに傾斜可能に配置された複数のトルク伝達部材と、
前記複数のトルク伝達部材を前記内外周軌道面に係合する方向に付勢するリボンスプリングと、
前記複数のトルク伝達部材を円周方向に所定間隔で保持するとともに傾きを抑制する筒状の一つの保持器と、
前記外径側部材と前記内径側部材との間で前記保持器の軸方向で両側に配置され、前記外径側部材と前記内径側部材とを同心状に支持する一対のエンドベアリングとを備えたワンウェイクラッチにおいて、
前記リボンスプリングは、前記保持器と前記内周軌道面との間に配置されていることを特徴とするワンウェイクラッチ。
【請求項２】
前記保持器は、前記外周軌道面と前記内周軌道面との中間位置よりも内径側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のワンウェイクラッチ。
【請求項３】
前記保持器の軸方向で一方の端部には、径方向で内側方向に延在するフランジ部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のワンウェイクラッチ。
【請求項４】
前記保持器の軸方向で一方の端部と、該一方の端部と同じ側に配置された前記一対のエンドベアリングの一方とは軸方向に空間を介して対向し、前記保持器の軸方向で他方の端部と、該他方の端部と同じ側に配置された前記一対のエンドベアリングの他方とは軸方向に空間を介して対向し、前記一対のエンドベアリングが軸方向に相互に近づく方向に押圧されてもこれらの空間は介在し、前記保持器は前記一対のエンドベアリングに拘束されないことを特徴とする請求項３に記載のワンウェイクラッチ。
【請求項５】
前記リボンスプリングは、軸方向に対向する一対のサイドバーと、該一対のサイドバーを軸方向に連結する、周方向に所定間隔で設けられた複数のクロスバーとで構成され、隣り合う一対の前記クロスバーと、対向する一対の前記サイドバーの一部とによって形成され、前記スプラグが挿通される窓部が周方向に所定間隔で複数形成されており、
前記窓部を構成している前記一対のクロスバーの一方には、軸方向の中央部から他方のクロスバーに向かって突出し、外径方向に凸の断面略Ｕ字状に形成された舌部が設けられ、前記窓部を構成している前記一対のサイドバーの一部には、前記舌部と軸方向に並ぶ位置に、外径方向に凸の断面略Ｕ字状に形成された湾曲部が形成されていることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のワンウェイクラッチ。
【請求項６】
前記リボンスプリングは、両端部同士が連結固定されて環状をなしていることを特徴とする請求項５に記載のワンウェイクラッチ。
【請求項７】
前記外径側部材は、内径側の部分よりも軸方向の幅が狭く形成された部分を外径側に有し、該幅が狭く形成された部分の軸方向の両側には、前記内径側部材の軸方向への移動を規制する側板を介してスラストベアリングが配置されていることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載のワンウェイクラッチ。
【請求項８】
トルクコンバータのステータに用いられることを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載のワンウェイクラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の自動変速機等に用いられるワンウェイクラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の変速機等には回転を一方向に伝達するワンウェイクラッチが用いられている。トルクコンバータにあっては、タービンランナとポンプインペラとの間にステータが設けられ、ステータはワンウェイクラッチを介して回転軸に取付けられている。
【０００３】
図４（ａ）は従来のワンウェイクラッチの要部を、一部を切り欠いて軸方向から見た図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。
【０００４】
ワンウェイクラッチ１００は、図示しない内輪と、図示しない外輪と、内輪の外周面（図示略）と外輪の内周面（図示略）とに係合して内外輪との間にトルクを伝達するスプラグ１０２と、スプラグ１０２を保持する外側保持器１０４および内側保持器１０５と、スプラグ１０２を係合方向に付勢するリボンスプリング１０７と、外側保持器１０４および内側保持器１０５の両側にエンドベアリング１１０とを備えている。
【０００５】
トルクコンバータ用のワンウェイクラッチにおいては、軸方向の両端にブッシュを並列に配置して内外輪の軸受としていることが多いが、エンドベアリング１１０を備えたワンウェイクラッチ１００は、このようなブッシュを並列に配置したタイプのものよりも軸方向の長さを短縮することが可能である。
【０００６】
一方、ワンウェイクラッチ１００は、外輪の加減速に対し、ワンウェイクラッチ１００の慣性により外輪及び内輪に対してワンウェイクラッチ１００が回転する。このため噛み合い性の不具合を解消するため、外輪に対して引き摺りトルクを与えている。引き摺りトルクを与えるために外側保持器１０４に切欠き加工を施してｉバー１１２或いはＴバー（図示なし）と呼ばれる部分を設け、このｉバー１１２或いはＴバーが外輪の内周軌道面に摺接することで必要な引き摺りトルクを得ている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１３２５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のワンウェイクラッチは、外側保持器にｉバー或いはＴバー加工を施すため、外側保持器は軸方向の長さが長くなり、ワンウェイクラッチの軸方向の短縮要求に対応できないという問題がある。本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、軸方向寸法の短縮が可能であり、かつ低コストで噛み合いの信頼性のあるワンウェイクラッチを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係るワンウェイクラッチは、内周軌道面を有する外径側部材と、該内周軌道面に径方向に対向する外周軌道面を有する内径側部材と、前記内周軌道面と前記外周軌道面との間に介装され、前記内外周軌道面に係合してトルクを伝達する位置と前記内外周軌道面に非係合になる位置とに傾斜可能に配置された複数のトルク伝達部材と、前記複数のトルク伝達部材を前記内外周軌道面に係合する方向に付勢するリボンスプリングと、前記複数のトルク伝達部材を円周方向に所定間隔で保持するとともに傾きを抑制する筒状の一つの保持器と、前記外径側部材と前記内径側部材との間で前記保持器の軸方向で両側に配置され、前記外径側部材と前記内径側部材とを同心状に支持する一対のエンドベアリングとを備えたワンウェイクラッチにおいて、前記リボンスプリングは、前記保持器と前記内周軌道面との間に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
好適には、前記保持器は、前記外周軌道面と前記内周軌道面との中間位置よりも内径側に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、好適には、前記保持器の軸方向で一方の端部には、径方向で内側方向に延在するフランジ部が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、好適には、前記保持器の軸方向で一方の端部と、該一方の端部と同じ側に配置された前記一対のエンドベアリングの一方とは軸方向に空間を介して対向し、前記保持器の軸方向で他方の端部と、該他方の端部と同じ側に配置された前記一対のエンドベアリングの他方とは軸方向に空間を介して対向し、前記一対のエンドベアリングが軸方向に相互に近づく方向に押圧されてもこれらの空間は介在し、前記保持器は前記一対のエンドベアリングに拘束されないことを特徴とする。
【００１２】
更に好適には、前記リボンスプリングは、軸方向に対向する一対のサイドバーと、該一対のサイドバーを軸方向に連結する、周方向に所定間隔で設けられた複数のクロスバーとで構成され、隣り合う一対の前記クロスバーと、対向する一対の前記サイドバーの一部とによって形成され、前記スプラグが挿通される窓部が周方向に所定間隔で複数形成されており、前記窓部を構成している前記一対のクロスバーの一方には、軸方向の中央部から他方のクロスバーに向かって突出し、外径方向に凸の断面略Ｕ字状に形成された舌部が設けられ、前記窓部を構成している前記一対のサイドバーの一部には、前記舌部と軸方向に並ぶ位置に、外径方向に凸の断面略Ｕ字状に形成された湾曲部が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
また、好適には、前記リボンスプリングは、両端部同士が連結固定されて環状をなしていることを特徴とする。
【００１４】
また、好適には、前記外径側部材は、内径側の部分よりも軸方向の幅が狭く形成された部分を外径側に有し、該幅が狭く形成された部分の軸方向の両側には、前記内径側部材の軸方向への移動を規制する側板を介してスラストベアリングが配置されていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係るワンウェイクラッチは、トルクコンバータのステータに用いられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、軸方向寸法の短縮が可能であり、かつ低コストで噛み合いの信頼性のあるワンウェイクラッチを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係るワンウェイクラッチを図示しないトルクコンバータのステータに組み付けた状態を径方向から見た断面図である。
【００１９】
図２（ａ）は、本発明に係るワンウェイクラッチの要部を、一部を切り欠いて軸方向から見た図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線の拡大断面図である。
【００２０】
図示しないトルクコンバータのポンプインペラ（図示省略）とタービンランナ（図示省略）との間にステータ１が配置されている。ステータ１は、以下に詳細に説明するワンウェイクラッチ３を介してトルクコンバータの出力軸の外周側に配設されている。
【００２１】
ワンウェイクラッチ１は、内周軌道面５ａを有する外径側部材である外輪５と、内周軌道面５ａに径方向に対向する外周軌道面７ａを有する内径側部材である内輪７とを有している。外輪５の外周面はステータ１の内周面に係合してステータ１と一体に回転し、内輪は回転しない。
【００２２】
外輪５の内周軌道面５ａと内輪７の外周軌道面７ａとの間には複数のスプラグ９が介装されている。スプラグ９は、内外周軌道面５ａ、７ａに係合してトルクを伝達する位置と内外周軌道面５ａ、７ａに非係合になる位置とに傾斜可能に配置されている。スプラグ９は筒状の保持器１１によって円周方向に所定間隔で保持され、傾きを抑制されている。また、スプラグ９はリボンスプリング１３によって内外周軌道面５ａ、７ａに係合する方向に付勢されている。保持器１１の両側には、内外周軌道面５ａ、７ａ間の間隔を保持する一対のエンドベアリング１５、１５が配置されている。
【００２３】
ワンウェイクラッチ３のエンドベアリング１５は断面コ字状の環状部材であり、外側の短円筒部１５ａと、内側の短円筒部１５ｂと、これら両円筒部の一方側の端部間を接続している環状部１５ｃとから構成されている。環状部１５ｃには所定間隔で油孔１５ｄが設けられている。エンドベアリング１５の外径、すなわち外側の円筒部１５ａの外径は、外輪５の内周軌道面５ａの内径よりも僅かに小さい。また、エンドベアリング１５の内径、すなわち内側の円筒部１５ｂの内径は、内輪７の外周軌道面７ａの外径よりも僅かに大きい。このような構成のエンドベアリング１５一対が、コ字状の内側空間部をスプラグ９側として、スプラグ９の両側に設けられている。こうして、エンドベアリング１５によって、内周軌道面５ａと外周軌道面７ａとの間隔が適切に同心状に保持され、かつスプラグ９の軸方向の移動を規制している。
【００２４】
外輪５は、内径側の幅広部１７と、内径側に比べて軸方向の幅が狭く形成された外径側の幅狭部１９とで構成されている。幅広部１７は内径側に内周軌道面５ａを有している。幅狭部１９は、幅広部１７の外周の軸方向で中央部から外方に延在しており、スプラグ９の軸方向の幅とほぼ同等の幅を有している。幅狭部１９の軸方向で両側には、側板２１を介してスラストベアリング２３が設けられている。外輪５は側板２１を介してスラストベアリング２３に支持されている。側板２１は幅狭部１９と幅広部１７との段差部に沿った段差を有し、幅狭部１９から内輪７にかけて径方向に延在している。つまり、外輪５の幅狭部１９と幅広部１７、エンドベアリング１５、および内輪７の軸方向側の端部に沿って、これらの部材の端部を覆うように径方向に延在している。このように側板２１が内輪７の軸方向側の端部まで延在しているので、内輪７は側板２１によって軸方向の移動が規制されている。
【００２５】
本実施形態においては、１つの保持器１１が内周軌道面５ａと外周軌道面７ａとの間で、内周軌道面５ａと外周軌道面７ａの中間位置よりも内径側に配置されている。保持器１１は、組み付け状態においてワンウェイクラッチ３の軸方向に対向する２つの環状部１１ａ、１１ａと、これらの環状部１１ａを軸方向に連結する、周方向に所定間隔で設けられた複数の柱部１１ｂとから構成され、全体は筒状になっている。保持器１１は、隣り合う柱部１１ｂ、１１ｂ、と両環状部１１ａ、１１ａの一部とによって形成される窓部１１ｃを周方向に所定間隔で複数有しており、これら窓部１１ｃにスプラグ９が１対１に対応して傾動可能にはめ込まれている。
【００２６】
保持器１１の軸方向で一方側の端部には、径方向で内側に向かって内向フランジ１１ｄが形成されている。内向きフランジ１１ｄの内径縁はエンドベアリング１５の内側円筒部１５ｂの外周面に係合し、保持器１１の位置決めがなされている。内向きフランジ１１ｄにより、保持器１１の位置が安定し、保持器１１の同期化作用が安定する。
【００２７】
保持器１１の軸方向で両側には一対のエンドベアリング１５、１５が配置されている。保持器１１の軸方向の両端部と一対のエンドベアリング１５、１５との間には充分な間隔が空いている。つまり組み付け状態において、保持器１１の軸方向で一方側の端部と、該一方側の端部と同じ側に配置された一対のエンドベアリング１５、１５の一方とは軸方向に空間を介して対向し、保持器１１の軸方向で他方側の端部と、該他方側の端部と同じ側に配置された一対のエンドベアリング１５、１５の他方とは軸方向に空間を介して対向している。これらの空間は一対のエンドベアリング１５、１５が両側より軸方向に相互に近づく方向に押圧された場合でも介在するようになっている。
【００２８】
別言すれば、保持器１１は、軸方向に対向して配置された一対のエンドベアリング１５、１５の対向する環状部１５ｃ、１５ｃ間に、エンドベアリング１５、１５が両側より軸方向に相互に近づく方向に押圧された場合でも、保持器１１の端部とエンドベアリング１５が接触せずに、保持器１１の両端部がエンドベアリング１５、１５と空間を持って配置されるように軸方向の幅が設定されている。エンドベアリング１５、１５が両側より軸方向に相互に近づく方向に押圧された場合は、エンドベアリング１５、１５のそれぞれの短円筒部１５ａ、１５ｂの内側端部がスプラグ９の側面に接触する。これにより、保持器１１の両端部がエンドベアリング１５、１５と接触することがなく、保持器１１がエンドベアリング１５、１５に拘束されることがない。したがって、保持器１１の動きが妨げられず、スプラグ９の動きを同期化する機能が損なわれることはない。
【００２９】
図３は本実施形態に係るワンウェイクラッチ３に用いられているリボンスプリング１３の一部を示す拡大図である。リボンスプリング１３は、保持器１１の外径側で、保持器１１と内周軌道面５ａとの間に配置されている。
【００３０】
リボンスプリング１３は、組み付け状態においてワンウェイクラッチ３の軸方向に対向する一対のサイドバー２５、２５が、所定間隔で複数設けられたクロスバー２７によって連結された部材を、該一対のサイドバー２５、２５を環状に成形して、形成されている。一対のサイドバー２５、２５を環状に成形する際、それぞれのサイドバー２５の端部同士は溶接部Ｄで溶接によって連結固定される。つまり、リボンスプリング１３は、端部同士が溶接固定されて環状に形成されている。こうしてリボンスプリング１３は、軸方向に対向する一対のサイドバー２５、２５と、該一対のサイドバー２５、２５を軸方向に連結する、周方向に所定間隔で設けられた複数のクロスバー２７とで構成される。
【００３１】
リボンスプリング１３は、隣り合う一対のクロスバー２７、２７と、対向する一対のサイドバー２５、２５の一部とによって形成される窓部３０が周方向に複数形成されている。これら窓部３０は、保持器１１の窓部１１ｃと対応してスプラグ９が挿通される窓部３０ａと、スプラグ９が挿通される窓部３０ａ、３０ａ間に形成され、窓部３０ａよりも周方向幅が短く、スプラグ９が挿通されない窓部３０ｂとが交互に並ぶ構成となっている。スプラグが挿通される窓部３０ａを構成している一対のクロスバー２７、２７の一方には、軸方向の中央部から他方のクロスバー２７に向かって突出し、スプラグ９を付勢する舌部であるタブ３２が設けられている。タブ３２は外径方向に凸の断面略Ｕ字状の形状を有している。スプラグ９はタブ３２を押し退けるように窓部３０ａに挿通され、組み付け状態においては、タブ３２によって内周軌道面５ａと外周軌道面７ａとに係合する方向に付勢される。
【００３２】
スプラグ９が挿通される窓部３０ａを構成している一対のサイドバー２５、２５の部分には、タブ３２と軸方向に並ぶ位置に、外径方向に凸の断面略Ｕ字状に形成された湾曲部であるリンクル３４、３４が形成されている。リンクル３４、３４はリボンスプリング１３に弾性力を持たせている。すなわち、リボンスプリング１３は、組み付け状態において、リンクル３４、３４によって外径方向への弾性力が発生している。この弾性力により、スプラグ９は外輪５の内周軌道面５ａに押し付けられる。リボンスプリング１３は両端同士が連結固定されてリング状をなしているので、各スプラグ９に内周軌道面５ａに対する均一の押圧力を加えることができる。その結果、内周軌道面５ａとの間に引き摺りトルクを得ることができる。
【００３３】
ステータ１は、上述した構成のワンウェイクラッチ３により一方向にのみ回転が可能となっている。
【００３４】
上述したように本実施形態では１つの保持器１１を設けており、従来の外側保持器に相当する保持器は設けていない。従来は、先にも述べた通り、外側保持器にｉバー或いはＴバーを設ける必要があったために外側保持器の軸方向の寸法を短くすることができず、ワンウェイクラッチの軸方向の寸法を短くすることが困難であった。本実施形態では外側保持器を用いない構成とすることにより、このような問題が解決され、ワンウェイクラッチ３の軸方向の寸法を短くすることが可能となる。また、外側保持器を用いない構成としたため、ワンウェイクラッチ３の慣性は小さくなる。その結果、外輪５の追従が可能となり、噛み合いの信頼性が向上する。更に、部品点数及びコストを削減することができる。
【００３５】
また、保持器１１は内周軌道面５ａと外周軌道面７ａとの間の中間位置よりも内径側に配置されている。外側保持器を設けずに、一つの保持器１１をこの位置に配置することにより、保持器１１の外径側は、外側保持器を設けていない分従来のものに比較してスペースが空いている。このスペースにより、リボンスプリング１３の反発力によるスプラグ９の外輪５への押し付け、すなわちスプラグ９を内周軌道面５ａへ押し付ける力を大きくすることが可能となる。この押し付け力によって、スプラグ９と外輪５の内周軌道面５ａとの引き摺りトルクを確保している。また、保持器１１がこの位置に配置されることにより、スプラグ９の動きの同期作用が増し、噛み合いの信頼性が向上する。
【００３６】
また、本実施形態のワンウェイクラッチ３は、リボンスプリング１３を保持器１１の外径側に配置したことにより、従来のスプラグ形状においても外輪５の内周軌道面５ａへの押圧力と、スプラグ９への噛み合い方向へのモーメントを与えることができる。また、リボンスプリング１３の両端同士は溶接により固定されているので、各スプラグ９の内周軌道面５ａへの押圧力を均一にすることができ、これにより内周軌道面５ａに対する摩擦力を均一にすることができ、噛み合いの安定性が増す。
【００３７】
また、リボンスプリング１３のリンクル３４を外径方向に凸形状としたことにより、保持器１１とリボンスプリング１３との干渉を防止でき、リボンスプリング１３の摩耗折損や異常な力がリボンスプリング１３に加わることを防止できる。
【００３８】
また、本実施形態のワンウェイクラッチ３は、外輪５に幅狭部１９を設け、幅狭部１９の両側にスラストベアリング２３を設けることで、ワンウェイクラッチ３の軸方向の寸法を短くしている。幅狭部１９とスラストベアリング２３との間には、径方向で内輪７の軸方向側の端部まで延在する側板２１を設けているので、外輪７の剛性を維持しつつワンウェイクラッチ３の軸方向の寸法を短くすることができる。
【００３９】
本発明に係るワンウェイクラッチ３を上記実施形態のようにトルクコンバータのステータ１に用いた場合、ワンウェイクラッチ３の内輪７は固定され、外輪５はステータ１に係合している。また、保持器１１は金属で作られ、相応の慣性重量を有している。図示しないポンプインペラと図示しないタービンランナの回転差が小さくなった際、ワンウェイクラッチ３は噛み合い状態から空転状態に移行するが、この過程において保持器１１の慣性重量は保持器１１の静止状態を維持するように作用し、スプラグ９に対して空転状態に傾けるモーメントを与える。また、ポンプインペラとタービンランナの回転差が大きくなると、ワンウェイクラッチ３は空転状態から噛み合い状態に移行するが、この過程において保持器１１の慣性重量は保持器１１の回転を維持するように作用し、スプラグ９に対して噛み合い状態に傾けるモーメントを与える。これにより、ワンウェイクラッチ３の噛み合いと空転との移行がスムーズに行われる。
【００４０】
このように、本発明によれば、軸方向寸法の短縮が可能であり、かつ低コストで信頼性のあるワンウェイクラッチを提供することができる。
【００４１】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、種々変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係るワンウェイクラッチを図示しないトルクコンバータのステータに組み付けた状態を径方向から見た断面図である。
【図２】（ａ）は、本発明に係るワンウェイクラッチの要部を、一部を切り欠いて軸方向から見た図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線の拡大断面図である。
【図３】本実施形態に係るワンウェイクラッチに用いられているリボンスプリングの一部を示す拡大図である。
【図４】（ａ）は従来のワンウェイクラッチの要部を、一部を切り欠いて軸方向から見た図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  ステータ
３  ワンウェイクラッチ
５  外輪
５ａ  内周軌道面
７  内輪
７ａ  外周軌道面
９  スプラグ
１１  保持器
１１ａ  環状部
１１ｂ  柱部
１１ｃ  窓部
１１ｄ  内向きフランジ
１３  リボンスプリング
１５  エンドベアリング
１５ａ  外側円筒部
１５ｂ  内側円筒部
１５ｃ  環状部
１５ｄ  油孔
１７  幅広部
１９  幅狭部
２１  側板
２３  スラストベアリング
２５  サイドバー
２７  クロスバー
３０ａ、３０ｂ  窓部
３２  タブ
３４  リンクル
【図１】
2010007733.tif 000003
【図２】
2010007733.tif 000004
【図３】
2010007733.tif 000005
【図４】
2010007733.tif 000006