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おもちゃの車用EP-Mini DCモーター

このEP-Mini DCモーターは、おもちゃの車専用に設計された標準的なTGP DCモーター(TT型プラスチックギアボックスモーター)で、アマチュアロボット、教育キット、および一般消費者向けおもちゃの車市場において、世界的に最もよく知られた駆動ユニットの一つとなっています。鮮やかな黄色のポリプロピレン製ギアボックスハウジングとコンパクトな130クラスのブラシ付きDCモーターコアを特徴とするこのミニギアモーターは、幅広い電圧互換性(3V~9V DC)、サイズに見合った十分なトルク出力、そして低騒音動作を実現し、バッテリー駆動のおもちゃ用途のニーズに完璧に応えます。

このモーターが玩具車に広く使われている理由は、そのシンプルな設計にあります。2つの端子により、標準的な単3形、単4形、またはリチウム電池パックに接続でき、極性を反転させるだけで駆動方向を瞬時に変更できます。L字型のプラスチック製ギアボックス出力軸は、RCカーシャーシキットやロボットプラットフォーム部品によく見られる66mmの玩具用ホイールハブ径に合わせて設計されています。自作のArduinoスマートカーの車輪を駆動する場合でも、小型ロボットの履帯を駆動する場合でも、子供の遊び部屋にある電池式玩具車の車軸を駆動する場合でも、このモーターはあらゆる用途に対応できます。

ギアボックス内部の小型DCモーターの中核には、永久磁石ブラシ付きDCモーターが使用されています。これは、電子整流制御装置を必要とせず、バッテリー出力から直接給電でき、簡単なトグルスイッチやHブリッジ集積回路だけで回転方向を反転できるため、世界中の小型玩具車のモーターとして主流となっています。

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DCギアモーターシリーズ - ホビー&玩具用駆動装置

おもちゃの車用EP-Mini DCモーター

コンパクトなプラスチック製ギアボックス ミニDCモーター 3V~9VDCの広い動作電圧範囲、高トルク出力、低騒音を実現し、おもちゃの車、ロボットシャーシ、ラジコン車両、教育用DIYキット向けに設計されており、世界中のホビービルダーに出荷されています。

技術仕様 おもちゃの車用ミニDCモーター

下記の表は、EP-Mini DCモーター(TTギアモーター/DC TGPモーター)の電気的および機械的パラメータをすべて網羅しています。すべての値は、一体型プラスチックギアボックスアセンブリを備えたブラシ付き永久磁石DCモーターの標準動作条件を表しています。

おもちゃの車用ミニDCモーターの仕様 価値 注記
モータータイプ DC TGPモーター(TTギアモーター) プラスチック製ギアボックスモーター、ホビーグレード
動作電圧 3V~9V DC ほとんどのおもちゃのモーターよりも広い範囲
推奨電圧 4.5V~6V DC 速度とトルクの最適なバランス
無負荷速度 約200回転/分(4.5V時)/約300回転/分(6V時) ギア減速後
ギア比 1:48(標準)/オプションで1:120 比率が高いほどトルクが大きくなり、回転速度は低下します。
ストールトルク 約0.8 kg・cm(4.5V時) サイズクラスとしては高トルク
無負荷電流 約130mA 4.5V無負荷時
失速電流 約500mA 4.5Vストール状態
運動コアクラス 130ブラシ付きDCモーター(永久磁石) 信頼性が高く、可逆的で、コントローラー不要
ギアボックスの材質 黄色のポリプロピレン(PP)製ハウジング 軽量で耐久性のあるプラスチック製ギアボックス
出力軸径 直径5mm(D字型断面) 標準的なTTホイールハブに適合します
ギアボックスの寸法(長さ×幅×高さ) 約70mm×22mm×37mm モーター、L字型プロファイルを含む
回転方向 双方向 極性反転により反転
騒音レベル 低騒音設計 プラスチック製の歯車かみ合いは、金属製よりも劣る。
対応ホイール 65~66mm TTゴムホイール 標準的なスマートカー/ロボットプラットフォーム
応用 ロボット、おもちゃの車、ラジコンモデル、DIYキット 趣味や教育用途に幅広く活用できます。

ミニDCギアモーターの仕組み

EP-Mini DCモーターは、その核心において、基本的な原理に基づいて動作します。 DCモーターの動作原理 ―電磁力変換。3V~9Vの動作範囲内でバッテリーまたは直流電源から2つのモーター端子に電流が供給されると、巻線された電機子コイルに電流が流れます。これにより磁場が発生し、130クラスのモーターケース内部の固定永久磁石と相互作用して、電機子軸に回転力が生じます。モーターコアは無負荷時で毎分数千回転します。これはおもちゃの車輪を直接駆動するには速すぎます。

ここで、一体型プラスチック製ギアボックスが重要な部品となります。ギアボックスは、モーターの高速・低トルク出力を平歯車減速機構(標準構成では通常1:48の減速比)によって減速し、トルクを増幅しながら出力軸の回転速度を推奨動作電圧で約200~300RPMにまで低下させます。この減速された出力速度によって、接続された車輪が、牽引力のない状態で車輪を高速回転させるのではなく、おもちゃの乗り物やロボットプラットフォームにとって適切で制御可能な速度で回転します。また、減速機構によってモーターが処理できる負荷も大幅に増加します。例えば、小型車両のシャーシを軸から直接押すと停止してしまうようなモーターでも、減速機構を通せば同じ負荷を楽々と牽引できます。

の 永久磁石式直流モーター TGPモーターのコアはシンプルな自己整流設計です。整流子に接触するブラシがシャフトの回転に合わせて電流の方向を切り替え、外部電子機器なしで連続トルクを維持します。これが、 ミニDCおもちゃモーター このタイプのモーターは、動作に必要なのはバッテリー電源とスイッチだけです。電流の極性を反転させる(バッテリーの端子をモーターのリード線に接続する)と、シャフトの回転方向が即座に反転し、正逆回転制御はDPDTスイッチやマイクロコントローラーベースのプロジェクト用の小型HブリッジICと同じくらい簡単になります。これは、最も初心者がアクセスしやすいタイプのモーターです。 DCモーター駆動 入手可能であること、これがこのタイプのモーターが英国、米国、ドイツ、日本、オーストラリアの教育用ロボットキットで主流となっている主な理由である。

メーカーがこのミニDCモーターをおもちゃの車に選ぶ5つの理由

① 3V~9Vの広い動作電圧範囲

ほとんどのおもちゃのモーターは、単一バッテリー構成に最適化されています。 ミニDCモーター 3V~9VDCの電圧範囲で動作し、単3電池2本(3V)、3本(4.5V)、4本(6V)、およびリチウム単セルパック(3.7V)に対応します。この柔軟性により、専用の電圧レギュレータを必要とせずに、既存の幅広いバッテリーコンパートメントや電源管理ボードで使用できるため、キット設計が簡素化され、狭い範囲の代替品よりもさまざまなプロジェクト構成に適応しやすくなります。

② サイズからは想像できないほどの高トルク ― 実際の負荷を駆動

1:48の減速比により、 高トルクミニDCモーター 4.5Vで0.8kg・cmに近いストールトルクを発揮し、250~350gのロボットシャーシを滑らかな床面の緩やかな傾斜を登らせるのに十分なトルクです。単三電池2~3本で駆動するモーターとしては、このトルク出力は同価格帯のダイレクトドライブ式コアレスモーターよりもかなり高く、この特性こそが、このモーターが単に空中で自由に回転するのではなく、実際に物を動かすことを可能にするのです。

③ 金属製ギアに比べて低騒音

内部のプラスチック製ギアトレイン プラスチック製ギアボックスモーター ハウジングは、同等の鋼鉄製または真鍮製のギアセットに比べて、本質的に噛み合い時の騒音が少ない。 子供用おもちゃの車のモーター モーターが遊びの最中に連続的に作動し、幼い利用者のすぐ近くで使用されるような用途では、この音響的な利点が重要になります。ポリプロピレン製のギア表面は、摩擦抵抗が低いという特性も持ち合わせており、負荷がかかった際に同サイズの金属製ギアモーターによく見られる甲高い音を軽減します。

④ ユニバーサルTTフォーマット - 標準的なプラットフォームに適合

TT(またはTGP)形式は最も広く採用されている。 おもちゃの車のモーター メーカーや教育用ロボットの標準規格です。Ø5 mm D シャフト出力は、Arduino、Raspberry Pi、および世界中の STEM ロボットキットプロジェクト向けに販売されているほぼすべてのスマートカーシャーシで使用されている汎用 66 mm TT ホイールハブに適合します。つまり、アダプターも加工も互換性調査も不要です。モーターを互換性のあるシャーシに挿入し、ホイールをシャフトにスライドさせるだけです。 おもちゃのリモコンカーモーター 教室でロボットを運用する製作者や教育者にとって、この互換性は大幅な時間短縮につながる。

⑤ コントローラー不要 - バッテリー駆動

とは異なり ブラシレスDCモーター または BLDCモーター 電子速度コントローラー(ESC)を必要とするユニットとは異なり、このブラシ付き永久磁石DCモーターはバッテリー電圧から直接動作します。おもちゃの車の組み立て、初心者向けのロボットプロジェクト、教育用キットでは、このシンプルさにより、駆動系で最もよくある故障箇所とコスト項目の1つが解消されます。初心者でも、2つのモーターをバッテリーパックとトグルスイッチに配線するだけで、ファームウェアもESCのキャリブレーションも追加の電子機器も不要で、10分以内に動作する車両を組み立てることができます。

ミニカー用DCモーターの材料と構造

EP-Mini DCモーターは、大量生産される玩具やホビー用モーターのコストパフォーマンス要件を満たすために特別に選定された材料の組み合わせで製造されています。大量生産においては、個々のユニットの性能と同様に、バッチ生産における一貫性が重要となります。ギアボックスハウジングは、黄色のポリプロピレンを射出成形して作られています。この材料は、耐衝撃性、玩具用途で想定される温度範囲(周囲温度約-10℃~50℃)における寸法安定性、そして生産バッチ全体で一貫したギアのかみ合いを確保するための厳しい寸法公差での成形性といった特長から選ばれています。ハウジングの明るい色は、組み立て時の目視検査にも役立ちます。均一な黄色の表面により、位置ずれした部品がはっきりと確認できます。

内部ギアトレインは、ナイロン複合材で成形された平歯車で構成されています。この素材は、1:48の減速比でモーターのトルクを伝達するために必要な耐荷重と、プラスチック製ギアが金属製ギアに比べて提供する低騒音性、自己潤滑性といった特性とのバランスが取れています。ナイロン製ギアは、アセタール樹脂やポリカーボネート製のギア素材が衝撃を受けた際に生じる脆性破壊のリスクなしに、軽微な衝撃荷重(おもちゃの車で遊んでいる際の急な方向転換や車輪の衝撃など)を吸収します。ギアの歯は、曲げ応力を分散させ、持続的な負荷がかかった際に歯の破損を引き起こす応力集中を最小限に抑えるため、十分な歯底半径形状で成形されています。

モーターコアは、フェライト永久磁石ステータを備えた130クラスのブラシ付きDCモーターです。NdFeB磁石はより高い磁界密度を提供しますが、ここではフェライト仕様が適切です。3V~9Vの動作範囲内で、200~300 RPMの出力と0.8 kg·cmのストールトルク目標に必要な磁束密度を、玩具およびホビー用モーターの製造に必要な温度安定性とコスト構造で実現します。巻線アーマチュアは、3極積層鉄心にエナメル銅線を使用し、銅整流子に接触するカーボンブラシによって整流されます。 基本的な直流玩具モーター このクラスの部品は主要な摩耗部品であり、一般的な連続稼働時間は100~300時間で、ほとんどの玩具車両やロボットキットの使用パターンをはるかに超えています。

すべてのモーターバッチは、出荷前に無負荷速度、電流、双方向回転の検証といった電気的機能テストを受けます。当社の生産施設には、 ISO 9001:2015 成形公差、ギアのかみ合い検査、モーター組立など、文書化された工程管理を含む認証を取得しています。消費者向け玩具製品の生産ラインにこのモーターを指定する購入者にとって、この品質フレームワークは、小売業における製造物責任やリピート購入に対する品質期待を満たす、ロットごとの一貫性を提供します。

おもちゃの車用ミニDCモーターの応用事例

EP-Mini DCモーターは、コンパクトなサイズ、広い電圧範囲、バッテリーとの直接互換性が主な要件となる、バッテリー駆動の低電圧モバイルプラットフォーム向けに設計されています。以下に、このモーターが使用される主なアプリケーションを示します。 小型ミニDCモーター 一体型プラスチック製ギアボックスを搭載したこの製品は、世界中のメーカー、教育機関、玩具メーカーで使用されています。

DIYスマートカー&ロボットシャーシキット

このモーターの最も一般的な用途は、ArduinoやRaspberry Piのスマートカーキットで、2個または4個のモーターが使用されています。 小型ギアモーター アクリルまたはPCBシャーシプレートに取り付けられ、互換性のあるTTゴム製ホイールと組み合わされます。動作電圧範囲は4.5V~6Vで、米国、英国、ドイツ、日本のメーカープラットフォームで販売されているほとんどのエントリーレベルのロボットシャーシキットで使用されている3×AAまたは4×AAバッテリーパックに対応しています。L字型のギアボックス形式により、駆動部とモーターブラケットの取り付け面が同じ部品に備わります。

電池式おもちゃの車と乗り物

単三電池で動く消費者向けおもちゃの車(乗用玩具、押して走る車、電池で動く斬新な乗り物など)は、このクラスの おもちゃの車のモーター なぜなら、この製品は、標準的なアルカリ電池で十分な時間遊べるだけの電流を消費しながら、滑らかな床の上で荷物を積んだおもちゃの乗り物を動かすのに十分なトルクを発揮するからです。また、プラスチック製のギアメッシュは騒音が少ないため、家庭環境で電池式のおもちゃを使う小さなお子様を持つ親御さんにとっても安心です。

ラジコン玩具車&RCプラットフォーム

エントリーレベル おもちゃのリモコンカーモーター 特に比例速度制御のないシンプルな27MHzまたは2.4GHzの2チャンネル無線システムを使用する車両では、後輪駆動軸またはステアリングサーボアセンブリにTGPモーターが使用されます。受信機リレー出力による極性反転へのモーターの即時応答により、PWMやESCハードウェアなしで基本的な双方向制御が可能になり、初心者RCビルダーやオーストラリアおよび英国の玩具市場向けの玩具グレードのラジコン車両にとって、電子機器がシンプルに保たれます。

STEM教育と教室でのロボット工学

英国、韓国、オランダの学校で使用されているSTEMカリキュラムのロボットキットでは、TTギアモーターが指定されています。これは、基本的な工学概念を分かりやすく示すことができるためです。 DCモーターの動作原理減速比、トルク増幅、速度とトルクのトレードオフといった要素を、実際に目で見て理解できる実践的な形式で学ぶことができます。学生はモーターをバッテリーに直接接続して基本的なモーターの動作を理解し、Hブリッジ制御ICを追加して双方向制御を探求し、エンコーダーを追加して閉ループ位置決めを行うことができます。これらすべてを、同じ手頃な価格で交換可能なモーターを核として実現します。

小型コンベアベルトとライトオートメーションのデモ

展示会や教育展示で使用される小型卓上コンベアベルトモデル、仕分けデモンストレーション、製品搬送展示などでは、USB電源バンクや単三電池パックからの低電圧・低騒音動作を実現するこのモータークラスが採用されています。1:48のギア比により、出力軸の回転速度は十分に遅く、追加の減速機構を必要とせずに短いコンベア面上でアイテムをスムーズに搬送できます。また、プラスチック製のギアボックスは、大型モーターでは物理的に収まらないコンパクトな展示筐体にもすっきりと収まります。

動作電圧範囲全体にわたる性能

固定電圧産業用モーターとは異なり、 高速ミニDCモーター TGPフォーマットは、単一の動作点ではなく、動作範囲全体にわたって規定されています。下の表は、3V~9Vの動作範囲における主要パラメータの変化を示しています。製作者は、バッテリー駆動時間(低電圧、低電流)を優先するか、速度とトルク(高電圧、高出力だがバッテリー寿命が短くなる)を優先するかに基づいて、供給電圧を選択する必要があります。

供給電圧 無負荷速度 無負荷電流 失速トルク(概算) 典型的な使用例
3V DC 約100回転/分 約70mA 約0.4 kg・cm 単3電池2本使用、超軽量
4.5V DC 約200回転/分 約130mA 約0.8 kg・cm 単3電池3本、推奨使用範囲
6V DC 約280回転/分 約170mA 約1.1 kg・cm 単3電池4本またはニッケル水素電池パック
9V DC 約430回転/分 約250mA 約1.6 kg・cm 9Vブロック、最大範囲

当社の製造施設について

当社は10年以上にわたり、機械式動力伝達装置およびモーターの製造に携わってきました。製品ラインナップは、農業用ギアボックス、ウォームギア減速機、遊星ギア駆動装置、PTOシャフト、油圧シリンダー、精密ギア、ローラーチェーン、DCモーターなど多岐にわたり、大型産業用駆動装置からEP-Mini DCモーターのような小型のホビー・玩具用モーターユニットまで、あらゆるニーズに対応しています。この幅広い製品群により、当社のエンジニアリングチームは、モーター専門のサプライヤーにはない、ギア設計、モーター選定、トランスミッションのマッチングに関する深い知識と経験を有しています。

私たちは以下の方法で運営しています ISO 9001:2015 認証を受けた品質管理体制のもと、射出成形、歯車切削、モーター巻線・組立、完成品試験といった工程を管理しています。非標準仕様のお客様向けに、ダクタイル鋳鉄、鋳鉄、鋳鋼、精密鋳造鋼、鋳造アルミニウムなど、様々な材質のカスタムギアボックスおよび機械部品を製造しています。OEMのお客様向けには、カタログ製品とカスタム設計の両方を提供しており、海外のお客様には寸法図や試験データを含む英語の技術資料をご用意しています。

当社の輸出実績は、米国、英国、ドイツ、オーストラリア、日本、韓国、ブラジル、オランダ、カナダ、そしてその他多くの市場に及んでいます。 電動おもちゃの車のモーター そして DCモーターキット 玩具製造、教育キットの組み立て、またはメーカープラットフォームへの供給に必要な部品を大量に調達する場合、当社が確立した輸出物流と品質管理に関する文書により、調達が容易になります。

ワークショップ

ローリング・マシニングセンター
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ギアボックスの製造

関連製品 — ワンストップモーターサプライ

当社では、小型ギアモーターに加え、DCモーターや機械式駆動部品を幅広く製造しています。玩具やホビー用途の枠を超え、より高い出力、より精密な制御、あるいは産業グレードの駆動システムを必要とするプロジェクトには、当社の幅広いモーターとギアボックス製品群が次のステップアップを提供します。これらはすべて、同じISO認証取得済みの生産施設で製造されています。

電気モーター

当社の全製品ラインナップ 直流電動モーター コンパクトから構成までを網羅 小型直流モーター 高出力ユニットまで 高トルクDCモーター 産業および車両用途向けに製造されています。製品群にはブラシ付き永久磁石タイプが含まれます。 ブラシレスDCモーター 構成、および BLDCモーター 長寿命化のためのバリエーションも用意されており、出力クラスに関わらず、すべての製品に同じメーカー品質保証書が付属しています。趣味用モーターからプロ用モーターへのステップアップに最適です。

電気モーター製品ラインナップ

ウォームギアボックス

プロジェクトが電池駆動の玩具規模を超え、コンベア、小型ホイスト、自動機構などを駆動する高出力DCモーター用の適切な減速段が必要になった場合、当社のウォームギアボックスシリーズは、カタログに掲載されている減速比とコンパクトな密閉型ハウジングを備え、軽工業および準工業用途に適しています。ウォームギアのセルフロック特性は、モーターの電源が切れた際に受動的な負荷保持機能も提供し、垂直昇降機構やゲート駆動機構などにも有効です。

ウォームギアボックスシリーズ

よくある質問

おもちゃの車にはどのような種類のモーターが使われていますか?また、イギリスとアメリカでは、趣味のロボット製作においてミニDCギアモーターが最も一般的な選択肢となっているのはなぜですか?

TT形式 ミニギアモーター DC TGPモーターまたはプラスチックギアボックスモーターとも呼ばれるこのモーターは、手頃な価格、シンプルさ、入手しやすさという理想的な条件を満たしているため、最も広く選ばれています。電子コントローラーを必要とせず、標準的な単3または単4電池で直接動作し、シンプルなスイッチまたはHブリッジで回転方向を反転できます。また、Dシャフト出力は、ほぼすべてのスマートカーシャーシキットの設計基準となっている標準的な65~66mm TTゴム製ホイールハブに適合します。英国のSTEMプログラムの教育者や米国のメーカーズクラブの指導者にとって、専門知識や特別な機器を必要とせずにこのモーターを入手、交換、理解できることは、教室でのロボット工学や初心者向けロボット製作における実用的な標準となっています。

ドイツのSTEM系学校ロボット競技会に向けたおもちゃの車を作るプロジェクトで、1:48と1:120のギア比のミニDCモーターのどちらを選べば良いでしょうか?

どちらを選ぶかは、何を最適化したいかによって異なります。1:48の比率(標準)は、適度なトルクで高速回転を実現し、4.5~6Vで約200~300RPMの回転数が得られます。これは、滑らかな競技フロアで車輪付きロボットを応答性の高いペースで走行させるのに適しています。1:120の比率は回転数が大幅に低下しますが(6Vで約80~100RPM)、トルクは約2.5倍になります。これは、押したり持ち上げたりする作業、傾斜を登る作業、駆動輪が抵抗に逆らって停止せずに位置を維持する必要があるプラットフォームなどで役立ちます。ライン追従や障害物回避などの作業を伴う典型的なドイツのロボット競技コースでは、特に負荷のかかった引っ張り作業や傾斜面を伴う作業でない限り、1:48の比率がより良い出発点となります。

オーストラリアの玩具自動車メーカーは、電池駆動の玩具自動車の生産ラインで使用する小型DCギアモーターを大量にどこで調達できますか?

当社はEP-Mini DCモーターを、標準的な国際海上・航空輸送でオーストラリアへ直接輸出しており、完全な商業書類を添付しています。玩具製造ライン向けの調達として、出荷ごとに仕様が統一されたバッチ単位での供給、ロット追跡記録、各バッチの機能テスト認証を提供しています。部品の電気仕様に関する文書化が義務付けられているオーストラリアの玩具製品規制にも対応しており、当社の標準品質文書パッケージで対応可能です。ご希望の数量、電圧仕様要件、納期をお知らせいただければ、当社の輸出チームまで供給に関するご相談を承ります。

日本の子供向けラジコンカーに使用されるミニDCモーターは、ブラシレスDCモーターとどのように動作が異なるのでしょうか?

ブラシで仕上げた ミニDCモーター この例のように、回転する電機子に押し付けられる物理的なカーボンブラシを使用して電流の方向を切り替えるものもある。電子回路は不要で、バッテリーの電流を直接流すだけでよい。 ブラシレスDCモーター ブラシレスモーターは、ローターの位置を検出して電流シーケンスを電子的に切り替え、ESC(電子速度コントローラー)による電子整流でブラシを置き換えます。日本の子供向けRCカーでは、ブラシ付きタイプがシンプルさと耐久性で勝っています。ESCのプログラミングやキャリブレーションは不要で、プラスチック製のギアボックスは高速ブラシレスモーターよりも子供の使用パターンによる小さな機械的衝撃を吸収します。ブラシレスモーターはより高速で効率的ですが、コストと電子回路の複雑さが増すため、子供向け玩具製品では通常正当化されません。

韓国のメイカーコミュニティのメンバーは、四輪ロボットのシャーシ製作において、高速タイプのモーターではなく、高トルクタイプのミニDCモーターをどのような場合に使用すべきでしょうか?

ロボットが約 300g を超えるペイロードを運搬したり、傾斜面を登ったり、平らな床を走行するだけでなく物体を押したりする必要がある場合は、高トルク (ギア比が低い、例: 1:120) バリアントを使用してください。 高速ミニDCモーター (1:48 比)のバリアントは、応答速度と直線性能が負荷容量よりも重要な、平坦で滑らかな表面でのライン追従、迷路解決、または一般的なナビゲーションに使用されます。さまざまな地形の障害物コースをナビゲートする必要がある韓国のメーカーフェア競技用ロボットの場合、6V での 1:48 比は汎用的に優れたバランスを提供しますが、チャレンジに登坂セクションや荷物運搬タスクが含まれる場合は、トルクゲインが得られるため、1:120 比の方が速度低下に見合う価値があります。

編集者: PXY