(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸体で構成され、ブレーキにおける回転体に押し付ける押圧体を支持するとともに前記押圧体が受ける前記回転体の周方向に沿った回転力によって前記軸体の軸線回りに揺動する第１揺動軸と、
前記軸体とは異なる第２の軸体で構成され、前記押圧体が受ける前記回転力によって前記第２の軸体の軸線回りに揺動する第２揺動軸と、
前記第２揺動軸に対して前記第１揺動軸を一体揺動可能な状態で着脱自在に固定するロック手段と、
前記ブレーキにおける前記押圧体と前記第２揺動軸との間における前記第１揺動軸に設けられ、前記第１揺動軸の前記回転力を検出する第１揺動軸用トルク検出器と、
前記第２揺動軸の前記回転力を検出する第２揺動軸用トルク検出器とを備えたことを特徴とするブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載したブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットにおいて、
前記第１揺動軸用トルク検出器は、前記第１揺動軸と前記第２揺動軸との間に設けられていることを特徴とするブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニット。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載したブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットにおいて、
前記第２揺動軸は、前記第１揺動軸の外周の一部を覆う筒体で構成されていることを特徴とするブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニット。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載したブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットにおいて、
前記第１揺動軸用トルク検出器は、前記第１揺動軸の両側面に互いに対向配置されたロードセルであることを特徴とするブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニット。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載したブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットにおいて、
前記第１揺動軸は、前記押圧体と前記第１揺動軸用トルク検出器との間の部分より同第１揺動軸用トルク検出器に対して前記第２揺動軸側の部分が剛性の低い素材で構成されていることを特徴とするブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体とこの回転体に押し付ける押圧体とを備えたブレーキにおける押圧体に生じるトルクを計測するブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、回転体（例えば、回転ディスク）とこの回転体に押し付ける押圧体（例えば、キャリパ）とを備えたブレーキの性能試験を行う試験装置としてブレーキダイナモメータがある。一般に、ブレーキダイナモメータには、ブレーキにおける押圧体に生じる制動トルクや引き摺りトルクを計測するためにトルク計測ユニットが設けられている。このようなブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットには、押圧体が回転体を挟んだ制動時に押圧体に生じる制動トルク（例えば、３０００Ｎｍ）と、押圧体が回転体を開放した非制動時に生じる引き摺りトルク（例えば、１Ｎｍ以下）とを一つの計測ユニットで計測できるものがある。
【０００３】
例えば、下記特許文献１には、ディスクブレーキにおけるキャリパ（前記押圧体に相当）を支持する内側揺動軸の外側に外側揺動軸を配置するとともに、これらの内側揺動軸と外側揺動軸とを着脱自在に連結する構成のブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットが開示されている。そして、このブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットにおいては、内側揺動軸と外側揺動軸とを非連結状態として内側揺動軸のみを揺動させることによって引き摺りトルクを計測する一方、内側揺動軸と外側揺動軸とを連結状態として内側揺動軸と外側揺動軸とを共に揺動させることによって制動トルクを計測している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−２４７８６４号公報
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットにおいては、制動トルクに比べて極めて微小な引き摺りトルクを計測するトルクメータが外側揺動軸を貫通した内側揺動軸の他端部に連結されているため、キャリパに生じた引き摺りトルクのトルクメータに伝達されるまでの間の損失が大きく計測精度が低いという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、回転体と同回転体に押し付ける押圧体とを備えたブレーキにおける引き摺りトルクを精度良く計測することができるブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットを提供することにある。
【発明の概要】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に係る本発明の特徴は、軸体で構成され、ブレーキにおける回転体に押し付ける押圧体を支持するとともに押圧体が受ける回転体の周方向に沿った回転力によって前記軸体の軸線回りに揺動する第１揺動軸と、前記軸体とは異なる第２の軸体で構成され、押圧体が受ける回転力によって第２の軸体の軸線回りに揺動する第２揺動軸と、第２揺動軸に対して第１揺動軸を一体揺動可能な状態で着脱自在に固定するロック手段と、ブレーキにおける押圧体と第２揺動軸との間における第１揺動軸に設けられ、第１揺動軸の回転力を検出する第１揺動軸用トルク検出器と、第２揺動軸の回転力を検出する第２揺動軸用トルク検出器とを備えたことにある。
【０００８】
このように構成した請求項１に係る本発明の特徴によれば、ブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットは、第１揺動軸が支持するブレーキの押圧体と第１揺動軸に着脱自在に連結される第２揺動軸との間における第１揺動軸に対して第１揺動軸用検出器が設けられている。このため、ブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットは、ブレーキの押圧体に生じる引き摺りトルクを押圧体と第２揺動軸との間に設けた第１揺動軸用検出器によって計測することができる。すなわち、ブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットは、第１揺動軸におけるより押圧体により近い位置で引き摺りトルクを計測するため、第１揺動軸のネジリ固有振動数（１次のネジリ振動数）の影響を抑えて精度良く引き摺りトルクを計測することができる。
【０００９】
また、請求項２に係る本発明の他の特徴は、前記ブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットにおいて、第１揺動軸用トルク検出器は、第１揺動軸と第２揺動軸との間に設けられていることにある。
【００１０】
このように構成した請求項２に係る本発明の他の特徴によれば、ブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットは、第１揺動軸用トルク検出器が第１揺動軸と第２揺動軸との間に設けられている。これにより、揺動軸と同揺動軸を支持する基台部との間に引き摺りトルクを計測するためのトルク検出器を設けた従来のブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットに比べて、ブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットを簡単かつコンパクトに構成することができる。
【００１１】
また、請求項３に係る本発明の他の特徴は、前記ブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットにおいて、第２揺動軸は、第１揺動軸の外周の一部を覆う筒体で構成されていることにある。
【００１２】
このように構成した請求項３に係る本発明の他の特徴によれば、ブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットは、第１揺動軸の少なくとも一部が筒状に形成された第２揺動軸の内側に配置されている。これにより、ブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットを簡単かつコンパクトに構成することができる。
【００１３】
また、請求項４に係る本発明の他の特徴は、前記ブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットにおいて、第１揺動軸用トルク検出器は、第１揺動軸の両側面に互いに対向配置されたロードセルであることにある。
【００１４】
このように構成した請求項４に係る本発明の他の特徴によれば、ブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットは、第１揺動軸用トルク検出器が第１揺動軸の側面における両側に対向配置されたロードセルで構成されている。このため、ブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットは、第１揺動軸の側面両側に設けた各ロードセルに圧縮荷重を作用させることにより引き摺りトルクを計測することができる。すなわち、ブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットは、第１揺動軸用トルク検出器を簡単な構成とすることができため、ロードセルに対する隙間調整などのメンテナンス負担を軽減できるとともに、トルク計測時のメカロスを抑えて精度良く引き摺りトルクを計測することができる。
【００１５】
また、請求項５に係る本発明の他の特徴は、前記ブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットにおいて、第１揺動軸は、押圧体と第１揺動軸用トルク検出器との間の部分より同第１揺動軸用トルク検出器に対して第２揺動軸側の部分が剛性の低い素材で構成されていることにある。
【００１６】
このように構成した請求項５に係る本発明の他の特徴によれば、ブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットにおける第１揺動軸は、押圧体と第１揺動軸用トルク検出器との間の部分より同第１揺動軸用トルク検出器に対して第２揺動軸側の部分が剛性の低い素材で構成されている。すなわち、第１揺動軸は、押圧体と第１揺動軸用トルク検出器との間のトルク伝達部分をトルク伝達に必要な剛性を有する素材で構成するとともに、第１揺動軸トルク検出器以降の部分をトルク伝達部分より剛性の低い素材で構成している。これにより、第１揺動軸における第１揺動軸トルク検出器以降の部分を捻りトルクに対する剛性が低い素材で構成でき第１揺動軸を軽量化することができるため、結果として引き摺りトルクを精度良く計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットとしてのトルク計測ユニットの全体構成を概略的に示す側面図である。
【図２】図１に示すトルク計測ユニットの中心線（図示せず）での断面の概略を模式的に示す側面一部断面図である。
【図３】図１に示すＡ−Ａ線から見たトルク計測ユニットの断面を模式的に示す断面図である。
【図４】図１に示すＢ−Ｂ線から見たトルク計測ユニットの断面を模式的に示す断面図である。
【図５】図１に示すＣ−Ｃ線から見たトルク計測ユニットの断面を模式的に示す断面図である。
【図６】図１に示すＤ−Ｄ線から見たトルク計測ユニットの断面を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットの一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニット１００（以下、単に「トルク計測ユニット１００」という）の全体構成を概略的に示す側面図である。また、図２は、トルク計測ユニット１００の中心線（図示せず）での断面の概略を模式的に示す側面一部断面図である。なお、本明細書において参照する各図は、本発明の理解を容易にするために一部の構成要素を誇張して表わすなど模式的に表している。このため、各構成要素間の寸法や比率などは異なっていることがある。また、各図においては、本発明に直接関わらない部分は適宜省略して表わしている。
【００１９】
このトルク計測ユニット１００は、ディスクブレーキ９０におけるキャリパ９２に生じる制動トルクおよび引き摺りトルクを計測する計測装置であり、ディスクブレーキ９０の性能を試験する試験装置としてのブレーキダイナモメータの一部を構成する。ディスクブレーキ９０は、自動四輪車や自動二輪車に用いられる制動装置であり、主として、円板状に形成されて車輪とともに回転する回転体としての回転ディスク９１と、同回転ディスク９１を両側から挟んで押圧することにより回転を止める押圧体としてのキャリパ９２とで構成されている。また、制動トルクとは、キャリパ９２が回転ディスク９１を挟んで回転ディスクの回転を止める際にキャリパ９２に生じる回転ディスク９１の周方向に沿った回転モーメントである。本実施形態においては、５０００Ｎｍ程度の制動トルクの計測を想定している。また、引き摺りトルクとは、キャリパ９２が回転ディスク９１を挟まない非制動状態において回転ディスク９１と接触することによりキャリパ９２に生じる回転ディスク９１の周方向に沿った回転モーメントである。本実施形態においては、０.０５〜１００Ｎｍの範囲の引き摺りトルクを想定している。なお、トルク計測ユニット１００が計測する制動トルクおよび引き摺りトルクの大きさは、ディスクブレーキ９０の仕様に応じて適宜決定されるものである。したがって、トルク計測ユニット１００は、５０００Ｎｍ以下または以上の制動トルクおよび０.０５〜１００Ｎｍの範囲以下または以上の引き摺りトルクを計測するように構成されていても良いことは当然である。
【００２０】
（トルク計測ユニット１００の構成）
トルク計測ユニット１００は、コモンベース１０１を備えている。コモンベース１０１は、トルク計測ユニット１００を床面上にて図示左右方向に変位可能な状態で支持するための土台部分であり、鋼材を図示左右方向を長辺とする方形枠状に組み付けて構成されている。このコモンベース１０１の上面には、直線軸受け（直動ガイドやＬＭガイドともいう）１０２を介して支持ベース１０３が支持されている。直動軸受け１０２は、コモンベース１０１の長手方向に沿って延びるレール１０２ａに支持ベース１０３を支持するブロック１０２ｂが摺動可能に組み付けられた所謂直動システムである。支持ベース１０３は、トルク計測ユニット１００の実質的な構成部品が組み付けられる板状の基礎部材であり、鋼板を図示左右方向に延びる方形状に形成して構成されている。
【００２１】
支持ベース１０３の上面には、フロント支柱１０４およびリア支柱１０５が図示上下方向に延びた状態でそれぞれ設けられている。フロント支柱１０４およびリア支柱１０５は、第２揺動軸１０６および同第２揺動軸１０６に組み付けられまたは支持される各種部材を支持ベース１０３上で支持するための柱状部材であり、厚板の鋼板材を支持ベース１０３上にて起立させた状態でそれぞれ固定されている。これらのフロント支柱１０４およびリア支柱１０５のうち、フロント支柱１０４は、リア支柱１０５より板厚が厚く形成されており、リア支柱１０５に比べて高い剛性で構成されている。また、これらのフロント支柱１０４およびリア支柱１０５には、互いに同軸上に貫通孔がそれぞれ形成されており、同各貫通孔内にアンギュラベアリング１０４ａ，１０５ａを介して第２揺動軸１０６が軸線回りに揺動自在な状態で支持されている。
【００２２】
第２揺動軸１０６は、ディスクブレーキ９０のキャリパ９２に生じる制動トルクによって揺動する部材であり、制動トルクによる捻りトルクに耐えられる剛性を有した鋼材を筒状に形成した軸体で構成されている。この第２揺動軸１０６の内径は、後述する第１揺動軸１１１の外側を覆うことができる内径に形成されている。また、第２揺動軸１０６におけるフロント支柱１０４とリア支柱１０５との間の外周部分には、フロントアーム体１０７が設けられている。フロントアーム体１０７は、第２揺動軸１０６の外周部を覆う筒状に形成されるとともに、同筒状部からトルク計測ユニット１００の両側方（図１における図示奥行方向）にそれぞれ延びるアーム部１０７ａを備えて構成されている。このフロントアーム体１０７における２つの突出したアーム部１０７ａにおける一方（図示下方）の先端部には、第２揺動軸用ロードセル１０８が連結されている。
【００２３】
第２揺動軸用ロードセル１０８は、ディスクブレーキ９０のキャリパ９２に生じる制動トルクを計測するための動荷重計測用のセンサである。本実施形態においては、第２揺動軸用ロードセル１０８は、フロントアーム体１０７から受ける圧縮荷重および引張荷重をそれぞれ計測することができるセンサによって構成されている。この第２揺動軸用ロードセル１０８は、一方（図示上側）の端部がフロントアーム体１０７を介して第２揺動軸１０６に連結されるとともに、他方（図示下側）の端部がフロント検出器着脱機構１０９を介して支持ベース１０３上に着脱自在に連結されている。
【００２４】
フロント検出器着脱機構１０９は、第２揺動軸用ロードセル１０８を支持ベース１０３に対して着脱自在に固定するためのものであり、支持ベース１０３の上面に固定的に設けられている。このフロント検出器着脱機構１０９は、後述する制御装置１３０によって制御されるエアコンプレッサユニット１３１の作動を介して第２揺動軸用ロードセル１０８を支持ベース１０３に固定状態または非固定状態にする。
【００２５】
第２揺動軸１０６の内側には、３つの静圧軸受け１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃが設けられているとともに、これらの静圧軸受け１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃを介して第１揺動軸１１１が軸線回りに揺動自在な状態で支持されている。静圧軸受け１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃは、制御装置１３０によって作動が制御されるエアコンプレッサユニット１３１による空気圧の供給を受けて第１揺動軸１１１を第２揺動軸１０６の内周面に対して浮揚させた非接触状態で支持する。
【００２６】
第１揺動軸１１１は、ディスクブレーキ９０のキャリパ９２に生じる引き摺りトルクおよび制動トルクによって揺動する部材であり、鋼材を筒状に形成した軸体で構成されている。この第１揺動軸１１１は、主として内筒軸１１２、フロントロックフランジ１１３、連結フランジ１１４、トルク伝達軸１１５、リアロックフランジ１２３およびボス１２４によって構成されている。
【００２７】
これらのうち、内筒軸１１２は、第２揺動軸１０６内に収容されて前記静圧軸受け１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃによって回転自在に保持された鋼製の筒状部材である。この内筒軸１１２における一方（図示右側）の端部には、フロントロックフランジ１１３が組み付けられている。フロントロックフランジ１１３は、鋼材を略円筒状に形成して構成された部材であり、第１揺動軸１１１を構成するとともに後述するフロントロック機構１１６を構成する。このフロントロックフランジ１１３には、前記フロントロック機構１１６を構成する６つのフロント油圧シリンダ１１８に対応して図示水平方向に延びる穴状の４つの嵌合部１１３ａと、ピン部材が垂直方向に配置された２つの押圧受け部１１３ｂとがそれぞれ設けられている。そして、このフロントロックフランジ１１３における一方（図示右側）の端部には、連結フランジ１１４を介してトルク伝達軸１１５が組み付けられている。
【００２８】
連結フランジ１１４は、トルク伝達軸１１５をフロントロックフランジ１１３に連結するための部材であり、鋼材を略円盤状に形成して構成されている。トルク伝達軸１１５は、制動トルクおよび引き摺りトルクの計測対象となるディスクブレーキ９０のキャリパ９２を着脱自在に保持するとともに同キャリパ９２に生じた制動トルクおよび引き摺りトルクを伝達するための軸状部材であり、鋼材を有底筒状に形成して構成されている。すなわち、キャリパ９２は、トルク伝達軸１１５を介して第１揺動軸１１１に支持されている。なお、第１揺動軸１１１に対してキャリパ９２が保持される図示右側をトルク計測ユニット１００における前部側とし、同前部側に対して第１揺動軸１１１を介した反対側（図示左側）をトルク計測ユニット１００における後部側とする。
【００２９】
フロントロック機構１１６は、詳しくは図３および図４に示すように、第１揺動軸１１１を第２揺動軸１０６の一方（図示右側）の端部に着脱自在に固定するための機械装置であり、フロントロックフランジ１１３の他に、主として、フロント支持フレーム１１７およびフロント油圧シリンダ１１８によって構成されている。フロント支持フレーム１１７は、第２揺動軸１０６における一方（図示右側）の端部側においてフロント油圧シリンダ１１８をフロントロックフランジ１１３に対向させた状態で支持するための鋼製の枠状部材であり、第２揺動軸１０６における一方（図示右側）の端部に固定的に組み付けられている。
【００３０】
フロント油圧シリンダ１１８は、制御装置１３０によって制御される油圧ポンプユニット１３２の作動によりロックピン１１８ａが進退するアクチュエータである。このフロント油圧シリンダ１１８は、フロント支持フレーム１１７に対して、図示水平方向に互いに対向してロックピン１１８ａが進退する２つのフロント油圧シリンダ１１８が図示上下側にそれぞれ一組ずつ配置されるとともに、垂直方向に互いに対向してロックピン１１８ａが進退する２つのフロント油圧シリンダ１１８がフロント支持フレーム１１７の中央部に一組配置されている。そして、これらのフロント油圧シリンダ１１８のうち、図示水平方向に配置された４つのフロント油圧シリンダ１１８における各ロックピン１１８ａが前記フロントロックフランジ１１３の各嵌合部１１３ａに嵌合するとともに、垂直方向に配置された２つのフロント油圧シリンダ１１８における各ロックピン１１８ａがフロントロックフランジ１１３の押圧受け部１１３ｂを押圧する。
【００３１】
すなわち、フロントロック機構１１６は、第２揺動軸１０６にフロント支持フレーム１１７を介して固定されたフロント油圧シリンダ１１８のロックピン１１８ａを、第１揺動軸１１１を構成するフロントロックフランジ１１３の嵌合部１１３ａおよび押圧受け部１１３ｂにそれぞれ嵌合および押圧することにより第１揺動軸１１１を第２揺動軸１０６に固定する。
【００３２】
また、フロント支持フレーム１１７における両側面部には、第１揺動軸用ロードセル１２０およびストッパ１２１が互いに並んでそれぞれ設けられている。第１揺動軸用ロードセル１２０は、ディスクブレーキ９０のキャリパ９２に生じる引き摺りトルクを計測するための動荷重計測用のセンサである。本実施形態においては、第１揺動軸用ロードセル１２０は、フロントロックフランジ１１３に設けられたロードセル押圧部１２２から受ける圧縮荷重を計測することができるセンサによって構成されている。一方、ストッパ１２１は、ロードセル押圧部１２２の図示下方向への所定量以上の変位を規制することによりロードセル押圧部１２２による第１揺動軸用ロードセル１２０への過渡の押圧を防止するための鋼製のブロック体である。
【００３３】
これらの第１揺動軸用ロードセル１２０およびストッパ１２１における図示上方には、図５に示すように、フロントロックフランジ１１３に固着された状態でロードセル押圧部１２２が設けられている。ロードセル押圧部１２２は、主として、第１揺動軸１１１の回転により第１揺動軸用ロードセル１２０を押圧するための部品であり、フロントロックフランジ１１３の両側面部に固着された支持ブロック１２２ａと、この支持ブロック１２２ａの両端部側（図１における左右端部側）をそれぞれ図示上下方向に貫通する押圧棒１２２ｂ，１２２ｃとで構成されている。
【００３４】
これらのうち、支持ブロック１２２ａは、押圧棒１２２ｂ,１２２ｃを支持するための鋼製の部品であり、フロントロックフランジ１１３とフロント支持フレーム１１７との間において図示水平方向に延びる直方体状に形成されている。また、押圧棒１２２ｂ，１２２ｃは、第１揺動軸用ロードセル１２０およびストッパ１２１をそれぞれ押圧する棒状の部品であり、支持ブロック１２２ａの下面から突出量が調整可能な状態で支持ブロック１２２ａにそれぞれ取り付けられている。本実施形態においては、押圧棒１２２ｂ,１２２ｃは、ボルトとナットでそれぞれ構成されている。
【００３５】
一方、内筒軸１１２における他方（図示左側）の端部には、リアロックフランジ１２３を介してボス１２４が組み付けられている。リアロックフランジ１２３は、鋼材を略円筒状に形成して構成された部材であり、第１揺動軸１１１を構成するとともに後述するリアロック機構１２５を構成する。このリアロックフランジ１２３には、リアロック機構１２５を構成する３つの油圧シリンダ１２７に対応して３つの嵌入孔１２３ａがそれぞれ円周方向に沿って略等間隔に形成されている。
【００３６】
ボス１２４は、第２揺動軸１０６における図示左側端部から突出して延びる軸体であり、鋼材を円筒状に形成して構成されている。このボス１２４は、一方（図示右側）の端部がリアロックフランジ１２３に固定されるとともに、他方の（図示左側）の端部がアキシャル固定台１２８によって支持されている。
【００３７】
リアロック機構１２５は、図６に示すように、第１揺動軸１１１を第２揺動軸１０６の他方（図示左側）の端部に着脱自在に固定するための機械装置であり、リアロックフランジ１２３の他に、主として、リア支持フレーム１２６およびリア油圧シリンダ１２７によって構成されている。リア支持フレーム１２６は、第２揺動軸１０６における後端部においてリア油圧シリンダ１２７をリアロックフランジ１２３に対向させた状態で支持するための鋼製の略リング状部材であり、第２揺動軸１０６の後端部に固定的に組み付けられている。リア油圧シリンダ１２７は、制御装置１３０によって制御される油圧ポンプユニット１３２の作動によりロックピン１２７ａが進退するアクチュエータである。このリア油圧シリンダ１２７は、リアロックフランジ１２３の外周上において同リアロックフランジ１２３の軸芯に向ってロックピン１２７ａが進退する向きで略均等に３つ配置されている。
【００３８】
すなわち、リアロック機構１２５は、第２揺動軸１０６にリア支持フレーム１２６を介して固定されたリア油圧シリンダ１２７のロックピン１２７ａを、第１揺動軸１１１を構成するリアロックフランジ１２３の嵌入孔１２３ａに嵌入することにより第１揺動軸１１１を第２揺動軸１０６に固定する。
【００３９】
アキシャル固定台１２８は、第１揺動軸１１１のアキシャル方向（軸線方向）の変位（ずれ）を防止するための軸受け装置である。このアキシャル固定台１２８は、略円筒状のハウジング１２８ａ内において、ボス１２４の後端部を支持するアキシャルプレート１２８ｂを２つの静圧軸受け１２８ｃ，１２８ｄで挟んで支持することにより第１揺動軸１１１のアキシャル方向の変位を防止する。この場合、静圧軸受け１２８ｃ，１２８ｄは、制御装置１３０によって作動が制御されるエアコンプレッサユニット１３１による空気圧の供給を受けてアキシャルプレート１２８ｂを支持する。このアキシャル固定台１２８は、軸受け支柱１２９を介して支持ベース１０３上に固定されている。
【００４０】
制御装置１３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータによって構成されており、作業者からの指示に従って、図示しない制御プログラムを実行することにより第２揺動軸用ロードセル１０８、第１揺動軸用ロードセル１２０、エアコンプレッサユニット１３１、油圧ポンプユニット１３２、ディスク保持機構１４０およびディスクブレーキ９０のキャリパ９２の作動をそれぞれ制御することにより、ディスクブレーキ９０における制動トルクおよび引き摺りトルクを計測する。この制御装置１３０には、作業者からの支持を入力するための図示しない入力装置および制御装置１３０の作動状態および制動トルクや引き摺りトルクの計測結果をそれぞれ表示するための図示しない表示装置を備えている。
【００４１】
エアコンプレッサユニット１３１は、制御装置１３０に作動が制御されてフロント検出器着脱機構１０９および静圧軸受け１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１２８ｃ，１２８ｄに対して空気圧を供給する機械装置であり、主として図示しない圧縮機およびリレー弁などによって構成されている。また、油圧ポンプユニット１３２は、制御装置１３０に作動が制御されてフロントフロント油圧シリンダ１１８およびリア油圧シリンダ１２７に対して油圧を供給する機械装置であり、主として図示しないポンプおよびリレー弁などによって構成されている。
【００４２】
また、トルク計測ユニット１００は、ディスクブレーキ９０における回転ディスク９１を着脱自在に保持するとともに、保持した回転ディスク９１を回転さえるディスク保持機構１４０（図１および図２において一部のみ図示）を備えている。このディスク保持機構１４０は、制御装置１３０に作動が制御されて回転ディスク９１を回転駆動する駆動モータ（図示せず）やディスクブレーキ９０が装着される車両の慣性を再現するフライホイール（図示せず）などを備えて構成されている。
【００４３】
また、このトルク計測ユニット１００は、ディスクブレーキ９０のキャリパ９２に回転ディスク９１を挟ませるための油圧をキャリパ９２に供給する図示しないブレーキ油圧ポンプユニットを備えている。このブレーキ油圧ポンプユニットは、制御装置１３０によって作動が制御される。すなわち、ディスクブレーキ９０のキャリパ９２は、制御装置１３０による作動制御によって回転ディスク９１を挟んだり開放したりする。
【００４４】
（トルク計測ユニット１００の作動）
次に、このように構成したトルク計測ユニット１００の作動について説明する。まず、このトルク計測ユニット１００を用いてディスクブレーキ９０の制動トルクおよび引き摺りトルクを計測する作業者は、被計測対象となるディスクブレーキ９０を用意するとともに、制御装置１３０を操作してトルク計測ユニット１００の電源をＯＮにする。この操作に応答して制御装置１３０は、図示しない制御プログラムを実行することにより各部、具体的には、第２揺動軸用ロードセル１０８、第１揺動軸用ロードセル１２０、エアコンプレッサユニット１３１、油圧ポンプユニット１３２、ディスク保持機構１４０およびブレーキ油圧ポンプユニット（図示せず）を起動させた後、作業者からの計測開始の指示を待つ待機状態となる。この場合、制御装置１３０は、エアコンプレッサユニット１３１を作動させることにより静圧軸受け１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１２８ｃ，１２８ｄ内の空気圧を高めて第１揺動軸１１１を浮揚させた状態でそれぞれ支持させる。
【００４５】
次に、作業者は、ディスクブレーキ９０をトルク計測ユニット１００にセットする。具体的には、作業者は、ディスクブレーキ９０における回転ディスク９１をディスク保持機構１４０に保持させるとともに、キャリパ９２をキャリパホルダ１１７に保持させる。次に、作業者は、ディスクブレーキ９０の引き摺りトルクの計測作業を行う。具体的には、作業者は、制御装置１３０に対してディスクブレーキ９０の引き摺りトルクの計測処理の実行を指示する。
【００４６】
この指示に応答して制御装置１３０は、ディスクブレーキ９０の引き摺りトルクの計測処理の実行を開始する。具体的には、制御装置１３０は、油圧ポンプユニット１３２の作動を制御してフロント油圧シリンダ１１８およびリア油圧シリンダ１２７におけるロックピン１１８ａ，１２７ａを後進させることによりフロントロックフランジ１１３およびリアロックフランジ１２３にロックピン１１８ａ，１２７ａが嵌合および押圧しない離隔状態とする。これにより、第１揺動軸１１１は、第２揺動軸１０６に対して非固定状態となって単独で回転変位（揺動）する状態となる。換言すれば、第２揺動軸１０６は、第１揺動軸１１１の揺動変位によっては揺動しない状態となる。
【００４７】
また、この場合、制御装置１３０は、第１揺動軸１１１を非固定状態とする非固定処理に連動してエアコンプレッサユニットの作動制御によりフロント検出器脱着機構１０９の作動を制御して第２揺動軸用ロードセル１０８を支持ベース１０３から分離した非固定状態とする。これにより、第２揺動軸用ロードセル１０８によるトルクの検出が不能な状態となる。
【００４８】
次に、制御装置１３０は、ディスク保持機構１４０の作動を制御して回転ディスク９１を回転させる。これにより、ディスクブレーキ９０におけるキャリパ９２には、回転ディスク９１との接触による引き摺りトルクが発生する。キャリパ９２に発生した引き摺りトルクは、第１揺動軸１１１を構成するトルク伝達軸１１５、連結フランジ１１４およびフロントロックフランジ１１３を介して第１揺動軸用ロードセル１２０によって検出される。すなわち、第１揺動軸１１１を構成するフロントロックフランジ１１３がキャリパ９２に発生した引き摺りトルクによって回転変位することにより、同フロントロックフランジ１１３に設けられた２つのロードセル押圧部１２２のうちの一方がフロント支持フレーム１１７に設けられた前記一方に対応する側の第１揺動軸用ロードセル１２０を押圧する。
【００４９】
この場合、第１揺動軸用ロードセル１２０は、フロント支持フレーム１１７を介して引き摺りトルクに対して十分な質量を有した第２揺動軸１０６に支持されているとともに、第１揺動軸１１１が第２揺動軸１０６に対して非固定状態となっており同第２揺動軸１０６が回転変位（揺動）しない。このため、第１揺動軸用ロードセル１２０は、ロードセル押圧部１２２の押圧によって変位することなく引き摺りトルクを検出して同検出した引き摺りトルクの大きさに応じた電気信号を制御装置１３０に出力する。これにより、制御装置１３０は、第１揺動軸用ロードセル１２０から入力した検出信号に応じた引き摺りトルクの値を計算してキャリパ９２に生じた引き摺りトルクの値を取得する。すなわち、フロントロックフランジ１１３に設けられたロードセル押圧部１２２とフロント支持フレーム１１７に設けられた第１揺動軸用ロードセル１２０とが、本発明に係る第１揺動軸用トルク検出器に相当する。
【００５０】
なお、この引き摺りトルクの計測処理においては、第２揺動軸１０６の揺動を検出する第２揺動軸用ロードセル１０８は、支持ベース１０３に対して非固定状態にあるため第２揺動軸１０６の揺動を検出することはない。また、第１揺動軸１１１は、図示左側の後端部がボス１２４を介してアキシャル固定台１２８に固定されてアキシャル方向の変位が規制されている。これにより、第１揺動軸１１１は、キャリパ９２が回転ディスク９１との接触により受けるアキシャル方向の力によって同アキシャル方向に変位する（ずれる）ことがない。これにより、第１揺動軸用ロードセル１２０は、キャリパ９２に生じた引き摺りトルクをより精度良く検出することができる。
【００５１】
次に、作業者は、ディスクブレーキ９０の制動トルクの計測作業を行う。具体的には、作業者は、制御装置１３０に対してディスクブレーキ９０の制動トルクの計測処理の実行を指示する。この指示に応答して制御装置１３０は、ディスクブレーキ９０の制動トルクの計測処理の実行を開始する。具体的には、制御装置１３０は、油圧ポンプユニット１３２の作動を制御してフロント油圧シリンダ１１８およびリア油圧シリンダ１２７におけるロックピン１１８ａ，１２７ａを前進させることによりフロントロックフランジ１１３およびリアロックフランジ１２３にロックピン１１８ａ，１２７ａが嵌合および押圧する接合状態とする。これにより、第１揺動軸１１１は、第２揺動軸１０６に対して固定状態となる。すなわち、第２揺動軸１０６は、第１揺動軸１１１の揺動変位によっては揺動する状態となる。
【００５２】
また、この場合、制御装置１３０は、第１揺動軸１１１を固定状態とする固定処理に連動してエアコンプレッサユニットの作動制御によりフロント検出器脱着機構１０９の作動を制御して第２揺動軸用ロードセル１０８を支持ベース１０３に接続する固定状態とする。これにより、第２揺動軸用ロードセル１０８によるトルクの検出が可能な状態となる。
【００５３】
次に、制御装置１３０は、回転状態にある回転ディスク９１をブレーキ油圧ポンプユニット（図示せず）の作動制御を介してキャリパ９２によって挟むことによりディスクブレーキ９０を制動状態とする。これにより、ディスクブレーキ９０のキャリパ９２に生じた制動トルクは、第１揺動軸１１１を構成するトルク伝達軸１１５、連結フランジ１１４、フロントロックフランジ１１３、内筒軸１１２、リアロックフランジ１２３およびボス１２４にそれぞれ伝達される。
【００５４】
この場合、第１揺動軸１１１は、フロントロック機構１１６およびリアロック機構１２５によって第２揺動軸１０６に固定されて第２揺動軸１０６と一体化している。このため、一体化された第２揺動軸１０６および第１揺動軸１１１に伝達された制動トルクは、フロントアーム体１０７を介して第２揺動軸用ロードセル１０８に伝達される。すなわち、ディスクブレーキ９０のキャリパ９２に生じた制動トルクは、第２揺動軸用ロードセル１０８によって検出される。したがって、制御装置１３０は、第２揺動軸用ロードセル１０８が検出した制動トルクの大きさに応じた電気信号を入力して、同入力した検出信号に応じた制動トルクの値を計算してキャリパ９２に生じた制動トルクの値を取得する。すなわち、フロントアーム体１０７と支持ベース１０３との間に設けられた第２揺動軸用ロードセル１０８が、本発明に係る第２揺動軸用トルク検出器に相当する。
【００５５】
なお、この制動トルクの計測処理においては、フロントロックフランジ１１３とフロント支持フレーム１１７とが一体的に回転変位（揺動）するため、第１揺動軸用ロードセル１２０によって制動トルクが検出されることはない。また、第１揺動軸１１１は、図示左側の後端部がボス１２４を介してアキシャル固定台１２８に固定されてアキシャル方向の変位が規制されている。これにより、第１揺動軸１１１と一体化した第２揺動軸１０６は、キャリパ９２が回転ディスク９１との接触により受けるアキシャル方向の力によって同アキシャル方向に変位する（ずれる）ことがない。これにより、第２揺動軸用ロードセル１０８は、キャリパ９２に生じた引き摺りトルクをより精度良く検出することができる。
【００５６】
そして、キャリパ９２に生じる引き摺りトルクおよび制動トルクの計測を終えた作業者は、回転ディス９１およびキャリパ９２をディスク保持機構１４０およびキャリパホルダ１１７から取り外した後、制御装置１３０に対して計測処理の終了を指示する。この指示に応答して制御装置１３０は、第２揺動軸用ロードセル１０８、第１揺動軸用ロードセル１２０、エアコンプレッサユニット１３１、油圧ポンプユニット１３２、ディスク保持機構１４０およびブレーキ油圧ポンプユニット（図示せず）の作動をそれぞれ停止させた後、電源をＯＦＦする。これにより、ディスクブレーキ９０に対する引き摺りトルクおよび制動トルクの計測作業が終了する。
【００５７】
上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、トルク計測ユニット１００は、第１揺動軸１１１が支持するディスクブレーキ９０のキャリパ９２と第１揺動軸１１１に着脱自在に連結される第２揺動軸１０６との間における第１揺動軸１１１に対して第１揺動軸用ロードセル１２０とロードセル押圧部１２２とからなる第１揺動軸用検出器が設けられている。このため、トルク計測ユニット１００は、ディスクブレーキ９０のキャリパ９２に生じる引き摺りトルクをキャリパ９２と第２揺動軸１０６との間に設けた第１揺動軸用検出器によって計測することができる。すなわち、トルク計測ユニット１００は、第１揺動軸１１１におけるよりキャリパ９２により近い位置で引き摺りトルクを計測するため、第１揺動軸１１１のネジリ固有振動数（１次のネジリ振動数）の影響を抑えて精度良く引き摺りトルクを計測することができる。
【００５８】
さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００５９】
例えば、上記実施形態においては、第１揺動軸１１１は、主として内筒軸１１２、フロントロックフランジ１１３、連結フランジ１１４、トルク伝達軸１１５、リアロックフランジ１２３およびボス１２４によって構成されるとともに第２揺動軸１０６によって揺動自在に支持されている。しかし、第１揺動軸１１１は、ディスクブレーキ９０のキャリパ９２を支持しつつ同キャリパ９２に生じる引き摺りトルクおよび制動トルクによる回転力に起因する回転力によって軸線回りに揺動するように構成されていれば、必ずしも上記実施形態に限定されるものではない。
【００６０】
例えば、第１揺動軸１１１をトルク伝達軸１１５、連結フランジ１１４およびフロントロックフランジ１１３で構成することもできる。この場合、第１揺動軸１１１は、上記実施形態におけるフロント支柱１０４またはリア支柱１０５と同様な支柱によって支持ベース１０３上に揺動可能に直接支持されるように構成することができる。これによれば、第１揺動軸１１１を小型化および軽量化することができるとともに引き摺りトルクの計測制度を向上させることができる。また、第１揺動軸１１１と第２揺動軸１０６とが直列的な位置関係となるためリアロック機構１２５も不要となり、トルク計測ユニット１００の構成を簡単にすることができる。この場合、第１揺動軸１１１および第２揺動軸１０６は、中空の筒状に構成しても良いし、中実の棒状に構成することもできる。
【００６１】
また、例えば、上記実施形態におけるトルク計測ユニット１００に対して、リアロック機構１２５を廃するとともに、第１揺動軸１１１における内筒軸１１２の素材を第２揺動軸１０６から露出した部分（具体的には、トルク伝達軸１１５、連結フランジ１１４およびフロントロックフランジ１１３）の素材より剛性の低い素材（例えば、軟鋼材、アルミニウム材またはＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）材など）で構成することもできる。換言すれば、第１揺動軸１１１は、キャリパ９２とロードセル押圧部１２２（第１揺動軸用ロードセル１２０）との間の部分より同ロードセル押圧部１２２（第１揺動軸用ロードセル１２０）に対して第２揺動軸１０６側の部分を剛性の低い素材で構成することができる。すなわち、第１揺動軸１１１は、キャリパ９２とロードセル押圧部１２２（第１揺動軸用トルク検出器）との間のトルク伝達部分をトルク伝達に必要な剛性を有する素材で構成するとともに、ロードセル押圧部１２２以降の部分をトルク伝達部分より剛性の低い素材で構成することができる。これにより、第１揺動軸１１１におけるロードセル押圧部１２２（第１揺動軸用ロードセル１２０）以降の部分を捻りトルクに対する剛性が低い素材で構成でき第１揺動軸１１１を軽量化することができるため、結果として引き摺りトルクを精度良く計測することができる。
【００６２】
また、上記実施形態においては、第１揺動軸１１１は、フロントロック機構１１６およびリアロック機構１２５によって第２揺動軸１０６における両端部にそれぞれ固定される。すなわち、フロントロック機構１１６およびリアロック機構１２５が本発明に係るロック手段に相当する。しかし、第１揺動軸１１１は、第２揺動軸１０６の両端部のうち少なくとも一方の端部に固定されるように構成されていればよい。すなわち、ロック手段は、フロントロック機構１１６またはリアロック機構１２５のみで構成することもできる。また、フロントロック機構１１６およびリアロック機構１２５は、第１揺動軸１１１を第２揺動軸１０６に対して着脱自在に固定できる構成であれば、必ずしも上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、カップリングやボルトとナット締めなどを用いて第１揺動軸１１１を第２揺動軸１０６に着脱自在に固定することができる。
【００６３】
また、上記実施形態においては、第１揺動軸１１１は、第２揺動軸１０６に対して空気圧を用いた静圧軸受け１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃで支持されている。しかし、第１揺動軸１１１は、第２揺動軸１０６に対して他の形態の軸受け、例えば、油圧型の静圧軸受けなどの流体軸受け、鋼球やニードル（円柱や円錐体などのころ）を用いた玉軸受けやころ軸受けなどの転がり軸受け、更には磁気軸受けなどを用いることもできる。
【００６４】
また、上記実施形態においては、キャリパ９２に生じた引き摺りトルクは、第１揺動軸１１１と第２揺動軸１０６との間に設けたロードセル押圧部１２２および第１揺動軸用ロードセルからなる第１揺動軸用トルク検出器によって検出される。しかし、第１揺動軸用トルク検出器は、キャリパ９２と第２揺動軸１０６との間における第１揺動軸１１１に設けられていれば、必ずしも上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第１揺動軸１１１におけるトルク伝達軸１１５に上記実施形態におけるフロントアーム体１０７と同様のフロントアーム体を設けるとともに、このフロントアーム体と支持ベース１０３との間に第１揺動軸用ロードセル１２０を第１揺動軸用トルク検出器として設けることもできる。
【００６５】
また、上記実施形態においては、フロントロックフランジ１１３にロードセル押圧部１２２を設けるとともに、フロント支持フレーム１１７に第１揺動軸用ロードセル１２０を設けた。しかし、フロントロックフランジ１１３に第１揺動軸用ロードセル１２０を設けるとともに、フロント支持フレーム１１７にロードセル押圧部１２２を設けて第１揺動軸用トルク検出器を構成することもできる。
【００６６】
また、上記実施形態においては、第１揺動軸１１１における側面部の両側にそれぞれ第１揺動軸用トルク検出器を設けて第１揺動軸用ロードセル１２０に作用する圧縮荷重を介して引き摺りトルクを計測するように構成した。しかし、第１揺動軸１１１の外周上に第１揺動軸用トルク検出器を１つだけ設けて引き摺りトルクを計測することもできる。この場合、第１揺動軸用トルク検出器は、第１揺動軸用ロードセル１２０に作用する圧縮荷重および引っ張り荷重を介して引き摺りトルクを計測することになる。
【００６７】
また、上記実施形態においては、キャリパ９２に生じた制動トルクは、第２揺動軸用ロードセル１０８によって検出した。すなわち、第２揺動軸用ロードセル１０８が本発明に係る第２揺動軸用トルク検出器に相当する。しかし、第２揺動軸用トルク検出器は、キャリパ９２に生じた制動トルクに起因する第２揺動軸１０６の回転力を検出することができるセンサであれば他の形態のセンサ、例えば、トルクメータなどであってもよい。
【００６８】
また、上記実施形態においては、制御装置１３０は、フロント検出器着脱機構１０９の作動を制御して、第１揺動軸１１１の第２揺動軸１０６への固定処理および非固定処理に連動して第２揺動軸用ロードセル１０８の支持ベース１０３への固定処理および非固定処理を実行するように構成されている。しかし、第１揺動軸１１１を第２揺動軸１０６に非固定状態とした場合には第２揺動軸１０６は揺動しない状態となるため、必ずしも第２揺動軸ロードセル１０８を支持ベース１０３に対して非固定状態とする必要はない。すなわち、トルク計測ユニット１００は、フロント検出器着脱機構１０９を省略するとともに、制御装置１３０における第２揺動軸ロードセル１０８の固定処理および非固定処理を省略して構成することもできる。
【００６９】
また、上記実施形態においては、トルク計測ユニット１００は、ディスクブレーキ９０のキャリパ９２に生じた制動トルクおよび引き摺りトルクを計測した。しかし、本発明に係るブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットは、回転体と同回転体に押し付ける押圧体とを備えたブレーキにおける押圧体に生じる制動トルクおよび引き摺りトルクを計測できるものであり、必ずしもディスクブレーキ９０に限定されるものではない。すなわち、本発明に係るブレーキダイナモメータ用トルク計測ユニットは、ディスクブレーキ９０以外のブレーキにおける制動トルクおよび引き摺りトルクを計測することができる。例えば、上記実施形態におけるトルク計測ユニット１００によってドラムブレーキ（図示せず）における制動トルクおよび引き摺りトルクを計測することもできる。この場合、トルク計測ユニット１００は、トルク伝達軸１１５がキャリパ９２に代えて押圧体としてのブレーキシューを保持するとともに、ディスク保持機構１４０が回転ディスク９１に代えて回転体としての円筒形ドラムを保持するように構成する。
【符号の説明】
【００７０】
９０…ディスクブレーキ、９１…回転ディスク、９２…キャリパ、
１００…トルク計測ユニット、１０１…コモンベース、１０２…直線軸受け、１０３…支持ベース、１０４…フロント支柱、１０４ａ…アンギュラベアリング、１０５…リア支柱、１０５ａ…アンギュラベアリング、１０６…第２揺動軸、１０７…フロントアーム体、１０７ａ…アーム部、１０８…第２揺動用ロードセル、１０９…フロント検出器着脱機構、１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ…静圧軸受け、１１１…第１揺動軸、１１２…内筒軸、１１３…フロントロックフランジ、１１３ａ…嵌合部、１１３ｂ…押圧受け部、１１４…連結フランジ、１１５…トルク伝達軸、１１６…フロントロック機構、１１７…フロント支持フレーム、１１８…フロント油圧シリンダ、１１８ａ…ロックピン、１２０…第１揺動軸用ロードセル、１２１…ストッパ、１２２…ロードセル押圧部、１２２ａ…支持ブロック、１２２ｂ，１２２ｃ…押圧棒、１２３…リアロックフランジ、１２３ａ…嵌入孔、１２４…ボス、１２５…リアロック機構、１２６…リア支持フレーム、１２７…リア油圧シリンダ、１２７ａ…ロックピン、１２８…アキシャル固定台、１２８ａ…ハウジング、１２８ｂ…アキシャルプレート、１２８ｃ，１２８ｄ…静圧軸受け、１２９…軸受け支柱、
１３０…制御装置、１３１…エアコンプレッサ、１３２…油圧ポンプユニット、
１４０…ディスク保持機構。
【図１】
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【図２】
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【図３】
0005549940.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005549940.tif 000006
【図６】
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