JP2002535572A - 制御可能なカップリング - Google Patents

制御可能なカップリング

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 粘性カップリングの極めて感度の良い反応作動と摩擦カップリングの高いトルク伝達能力を結合したカップリングを提供する。 【解決手段】 相対的に回転し得るように支持される第1カップリング部材である軸11と第2カップリング部材であるカップリングハウジング12からなり、摩擦カップリング15の2つの集合体の摩擦板16、17が第1、第2カップリング部材11、12に接続されかつ調整装置13によって軸方向に負荷可能で、第1VCプレート支持体21が第1のカップリング部材に常時接続され、第2VCプレート支持体23が第2カップリング部材12に接続解除可能に接続され、軸方向調整装置13が摩擦ロック方法において第2VCプレート支持体23を接続および接続解除し摩擦カップリングの摩擦板集合体を閉止および解放する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】
本発明はトルクを制御可能に伝達するためのカップリング、および前記カップ
リングを制御する方法に関する。本カップリングは相対的に回転し得るように支
持される第1カップリング部材および第2カップリング部材−とくに軸およびカ
ップリングハウジングからなり;このカップリングが摩擦カップリングおよび平
行に切り換えられる粘性カップリングからなり;前記摩擦カップリングが2つの
集合体の摩擦板からなり、前記粘性カップリングがそれぞれ2つのVC(Vis
cous Coupling)プレート支持体の一方と連係される2つの集合体
のVC(Viscous Coupling)プレートからなっている。上述し
た型のカップリングは、一般に、自動車の差動駆動装置におけるロックとしてま
たは車両駆動装置に追加の駆動装置を接続するためのロックとして使用される。
【0002】
【発明の背景】
ドイツ連邦共和国特許第3815225C2号から、とくに適切な、制御可能
な可変速度駆動装置が提案されている摩擦カップリングを備えた差動駆動装置が
知られている。
【0003】 また、差動駆動装置をロックするのに役立ちかつ摩擦カップリングおよび平行
に切り換えられる粘性カップリングからなっているカップリングはドイツ連邦共
和国特許第3426460C1号から知られており、前記カップリングは自動的
に制御されている。
【0004】 上述した型のさらに他のカップリングは、ドイツ連邦共和国公開特許第220
9879号から知られている。しかしながら、この場合に、粘性カップリングは
多重板カップリングの形において設けられていない。
【0005】 上記用途に使用されるさらに他のカップリングは、ヨーロッパ特許第0314
420号、国際特許第86/02133A1号、アメリカ合衆国特許第4,03
1,780号、同第4,058,027号および、日本国特許第1−72415
U号および同第63−312235A号に記載されている。
【0006】
【発明の開示】
本発明の目的は、とくに良好に制御され得る前記型のカップリング、および前
記カップリングを制御する方法を提供することにある。上記目的は、カップリン
グが相対的に回転し得るように支持される第1カップリング部材および第2カッ
プリング部材−とくに軸およびカップリングハウジングからなり;前記カップリ
ングが摩擦カップリングおよび平行に切り換えられる粘性カップリングからなり
;前記摩擦カップリングが2つの集合体の摩擦板からなりそして前記粘性カップ
リングがそれぞれ2つのVCプレート支持体の一方と連係される2組のVCプレ
ートからなっている、トルクを制御可能に伝達するカップリング制御方法におい
て、前記カップリングを係合解除するために、前記摩擦カップリングの前記組の
摩擦板が軸方向に互いに分離されそして前記粘性カップリングの前記VCプレー
ト支持体の一方が前記カップリング部材の一方から完全に接続解除されるカップ
リング制御方法を設けることによって達成される。
【0007】 とくに、カップリングの係合増加のために、まず、粘性カップリングのVCプ
レート支持体の一方がカップリング部材の一方と摩擦ロック方法において結合さ
れ、これに反して前記粘性カップリングの前記VCプレート支持体の他方が前記
カップリング部材の他方に摩擦固定方法において永続的に接続されたままであり
、そして前記摩擦カップリングが係合された後、前記摩擦カップリングの複数の
集合体の摩擦板が前記2つのカップリング部材の一方と回転固定方法において常
時に接続されたままであることが提案されている。
【0008】 他の方法では、解決は、カップリングが相対的に回転し得るように支持される
第1カップリング部材および第2カップリング部材−とくに軸およびカップリン
グハウジングを有し;前記カップリングが摩擦カップリングおよび平行に切り換
えられる粘性カップリングからなり;前記摩擦カップリングが2つの集合体の摩
擦板からなりそして前記粘性カップリングが各々2つのVCプレート支持体の一
方と連係される2つの集合体のVCプレートからなっており、前記摩擦カップリ
ングの前記組の摩擦板がそれぞれ前記第1および第2カップリング部材に回転固
定方法において接続されかつ調整装置によって軸方向に負荷可能であり、そして
前記粘性カップリングの前記第1のVCプレート支持体が前記カップリング部材
の第1のカップリングに回転固定方法において常時接続され、そして前記粘性カ
ップリングの第2のVCプレート支持体が前記第2のカップリング部材に接続解
除し得るように接続され、軸方向調整用調整装置が摩擦ロック方法において前記
粘性カップリングの前記第2VCプレートを接続および接続解除しかつ前記摩擦
カップリングの摩擦板組を閉止および解放する、トルクを制御可能に伝達するカ
ップリングを設けることに存する。
【0009】 本発明のカップリングは、粘性カップリングの極めて感度の良い反応作動と摩
擦カップリングの高いトルク伝達能力を結合している。加えて、カップリング部
材間の速度差に拘わらず、カップリングは粘性カップリングを接続解除すること
により完全に分離可能になっている。
【0010】 粘性カップリングは比較的低いトルクのみを伝達するのに必要でありかつハン
プ機能を要求しない。制御作動は粘性カップリングの遅延のないかつ自己制御機
能の結果として改善される。
【0011】 粘性カップリングのカップリングハウジングが以下の実施例の幾つかにおいて
カップリングプレートの機能に使用されるという範囲で、このハウジングは対応
して頑丈でなければならない。
【0012】 代替例によれば、プレート支持体はカップリングハウジングに接続されること
ができ、第2カップリング部材内に保持された摩擦板とともに前記プレート支持
体上の摩擦板は、粘性カップリングハウジングを接続するために別個の補助摩擦
カップリングを形成している。
【0013】 好適な軸方向調整装置はドイツ連邦共和国特許第3815225C2号におい
て最初に記載された装置であることが提案されている。これらは任意に2枚のま
たは3枚の傾斜円板を備えることができる。2枚の傾斜円板を有する実施例にお
いて、円板の一方は軸方向に保持されかつ円板の他方は2枚の円板が相対的に回
転するならば軸方向に離れて広げられる。3枚の傾斜円板を有する実施例におい
て、中間の円板は軸方向に保持されかつ円板が相対的に回転するならばかつとく
に中間の円板が回転するならば、2枚の外方円板は、とくに異なる範囲の回転角
度を経由して、他方に従って一方を中間の円板から離して広げられることができ
る。
【0014】 傾斜円板は、好ましくは、溝対内に保持された3個のボールによって相対的に
支持される。
【0015】 回転可能な傾斜円板は、停止するとき、ばね負荷の制動板パッケージによって
制動される電動機によって調整される。電動機が調整のためにオンされると、磁
石が、まず、制動板パッケージを解放する。
【0016】 本発明のカップリングの好適な実施例を以下で図面を参照して説示する。
【0017】
【発明を実施する最良の形態】
図1は第1カップリング部材の形において駆動軸11をそして第2カップリン
グ部材の形においてカップリングハウジング12を示している。軸方向調整構体
13、粘性カップリング14および摩擦カップリング15は相前後して軸方向に
配置されるように見ることができる。摩擦カップリングの内方摩擦板16は回転
固定方法において駆動軸に直接接続される。摩擦カップリングの外方摩擦板17
は回転固定方法においてハウジング12に直接接続される。2つの集合体の板は
ハウジングの半径方向壁18上に支持され得る。第1摩擦板19は板ばね20上
に支持される。粘性カップリングは駆動軸11に対して回転固定である内方VC
プレート(Viscous Coupling Plate)22を備えた内方プレート支持体21を示
している。さらに、外方VCプレート(Viscous Coupling Plate)24用のプレー
ト支持体として役立つ粘性カップリングハウジング23を見ることができる。こ
のカップリングハウジング23は軸方向に移動し得る。調整装置13はボール2
7がそれらの間に配置される2枚の傾斜円板25,26を示している。傾斜円板
25は軸方向に支持される。傾斜円板26は粘性カップリングのハウジング23
上に圧力円板28を介して軸方向に作用し、そのハウジング23は、負荷される
とき、まず、弾力的に支持される摩擦板19に対して載置する。この方法におい
て、粘性カップリングハウジング23はハウジング12に結合される。さらに他
の調整の途中で、摩擦板15は閉止する。
【0018】 図1の細部に対応する図2の細部は同一の参照符号で示されている。1つの細
部において、ボール溝29,30によって取られる周部コースは傾斜円板におい
て示される。傾斜円板25は軸方向ベアリング31を介して駆動軸11の軸段部
32上に支持され、傾斜円板26は軸方向ベアリング33を介して粘性カップリ
ングハウジング23上に支持されている。図において、傾斜円板26の軸方向通
路は、最初に粘性カップリングを接続しかつ続いて粘性カップリングを閉止する
のに役立つ傾斜円板25の回転角度の関数として示される。
【0019】 図3は第1カップリング部材の形において駆動軸11をそして第2カップリン
グ部材の形においてカップリングハウジング12を示している。軸方向調整構体
13、粘性カップリング14および摩擦カップリング15は相前後して軸方向に
配置されるように見ることができる。摩擦カップリングの内方摩擦板16は回転
固定方法において駆動軸に直接接続される。摩擦カップリングの外方摩擦板17
は回転固定方法においてハウジング12に直接接続される。2つの集合体の板は
ハウジングの半径方向壁18上に支持され得る。第1摩擦板19は板ばね20上
に支持される。粘性カップリングは駆動軸11に対して回転固定である内方VC
プレート22を備えた内方プレート支持体21を示している。さらに、外方VC
プレート24用のプレート支持体として役立つ粘性カップリングハウジング23
を見ることができる。このカップリングハウジング23は軸方向に移動し得る。
粘性カップリングハウジング23には、回転固定方法においてハウジング12内
に直接保持される外方摩擦板36と協働する内方摩擦板35を支持する追加のプ
レート支持体34が配置されている。前記摩擦板はハウジング12において粘性
カップリングハウジング23を接続するための補助カップリング37を形成して
いる。調整装置13はボール27がそれらの間に配置される2枚の傾斜円板25
,26を示している。傾斜円板25は軸方向に支持される。傾斜円板26は圧力
円板28を介して粘性カップリングのハウジング23にかつ負荷されるとき、ま
ず、弾力的に支持される摩擦板19に対して載置する補助カップリング37に作
用する。この方法において、粘性カップリングハウジング23はカップリングハ
ウジング12に接続される。さらに他の調整の途中において、摩擦カップリング
15が閉止する。
【0020】 図1の細部に対応する図4の細部は同一の参照符号で示されている。1つの細
部において、ボール溝29,30によって取られる周部コースは傾斜円板におい
て示される。傾斜円板25は軸方向ベアリング31を介して駆動軸11の軸段部
32上に支持され、傾斜円板26は軸方向ベアリング33を介して粘性カップリ
ングハウジング23上に支持されている。図において、傾斜円板26の軸方向通
路は、最初に粘性カップリングを接続しかつ続いて粘性カップリングを閉止する
のに役立つ傾斜円板25の回転角度の関数として示される。
【0021】 図5は第1カップリング部材の形において駆動軸11をそして第2カップリン
グ部材の形においてカップリングハウジング12を示している。粘性カップリン
グ、軸方向調整構体13および摩擦カップリング15は相前後して軸方向に配置
されるように見ることができる。摩擦カップリングの内方摩擦板16は回転固定
方法において駆動軸に直接接続される。摩擦カップリングの外方摩擦板17は回
転固定方法においてハウジング12に直接接続される。2組の板はハウジングの
半径方向壁18上に支持され得る。第1摩擦板19は板ばね20上に支持される
。粘性カップリングは駆動軸11に対して回転固定である内方VCプレート22
を備えた内方プレート支持体21を示している。さらに、外方VCプレート24
用のプレート支持体として役立つ粘性カップリングハウジング23を見ることが
できる。このカップリングハウジング23は軸方向に支持されている。粘性カッ
プリングハウジング23には、回転固定方法においてカップリングハウジング1
2内に直接保持されている外方摩擦板36と協働する内方摩擦板35を支持して
いる追加のプレート支持体34が配置されている。調整装置13はボール27が
それらの間に配置される2枚の傾斜円板25,26を示している。傾斜円板25
は軸方向に支持されている。傾斜円板26は粘性カップリングのハウジング23
において補助カップリング37に圧力円板28を介して軸方向に作用し、補助カ
ップリング37は、負荷されるとき、まず、弾力的に支持される摩擦板19に対
して載置する。この方法において、粘性カップリングハウジング23はハウジン
グ12に接続される。さらに他の調整の途中において、摩擦板15は閉止する。
【0022】 図1の細部に対応する図6の細部は同一の参照符号で示されている。1つの細
部において、ボール溝29,30によって取られる周部コースは傾斜円板におい
て示される。傾斜円板25は軸方向ベアリング31を介して駆動軸11の軸段部
32上に支持され、傾斜円板26は軸方向ベアリング33を介して粘性カップリ
ングハウジング23上に支持されている。図において、傾斜円板26の軸方向通
路は、最初に粘性カップリングを接続しかつ続いて粘性カップリングを閉止する
のに役立つ傾斜円板25の回転角度の関数として示される。
【0023】 図7は第1カップリング部材の形において駆動軸11をそして第2カップリン
グ部材の形においてカップリングハウジング12を示している。粘性カップリン
グ、軸方向調整構体13および摩擦カップリング15は相前後して軸方向に配置
されるように見られ得る。摩擦カップリングの内方摩擦板16は回転固定方法に
おいて駆動軸に直接接続される。摩擦カップリングの外方摩擦板17は回転固定
方法においてハウジング12に直接接続される。2つの集合体の板はハウジング
の半径方向壁18上に支持され得る。第1摩擦板19は板ばね20上に支持され
る。粘性カップリングは駆動軸11に対して回転固定である内方VCプレート2
2を備えた内方プレート支持体21を示している。さらに、外方VCプレート2
4用のプレート支持体として役立つ粘性カップリングハウジング23を見ること
ができる。このカップリングハウジング23は軸方向に支持されている。粘性カ
ップリングハウジング23には、回転固定方法においてハウジング12に直接保
持される外方摩擦板36と協働する内方摩擦板35を支持している追加のプレー
ト支持体34が配置されている。前記摩擦板は粘性カップリングハウジング23
をハウジング12に接続するための補助摩擦カップリング37を形成している。
調整装置13はボール27,39がそれらの間に配置される2枚の傾斜円板25
,26を示している。傾斜円板25は軸方向に支持されている。傾斜円板26は
粘性カップリングのハウジング23で圧力円板28を介して補助カップリング3
7軸方向に作用し、その補助カップリング37は、負荷されるとき、まず、弾力
的に支持される摩擦板19に対して載置する。この方法において、粘性カップリ
ングハウジング23はハウジング12に接続される。さらに他の調整の途中で、
傾斜円板38が摩擦カップリングの摩擦板組に作用し、その結果として摩擦板1
5が閉止する。
【0024】 図1の細部に対応する図8の細部は同一の参照符号で示されている。1つの細
部において、ボール溝29,30によって取られる周部コースは傾斜円板におい
て示される。傾斜円板25は軸方向ベアリング31を介して駆動軸11の軸段部
32上に支持され、傾斜円板26は軸方向ベアリング33を介して粘性カップリ
ングハウジング23上に支持されている。図において、傾斜円板26および38
の軸方向通路は、この場合に、また、最初に粘性カップリングを接続しかつ続い
て粘性カップリングを閉止するのに役立つ傾斜円板25の回転角度の関数として
示されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】 軸方向に移動可能な粘性カップリングハウジングを備えた第1実施例において
カップリングを示す設計原理図である。
【図2】 幾つかの細部を示している、図1のカップリングを示す設計原理図である。
【図3】 軸方向に移動可能な粘性カップリングハウジングおよび後続のプレート支持体
を備えた第2実施例においてカップリングを半分の断面において示す設計原理図
である。
【図4】 幾つかの細部を示している、図3のカップリングを示す設計原理図である。
【図5】 第1実施例における堅固に支持された粘性カップリングハウジングを備えたカ
ップリングを半分の断面で示す設計原理図である。
【図6】 幾つかの細部を有する図5のカップリングを示す設計原理図である。
【図7】 第2実施例における軸方向に支持された粘性カップリングハウジングを備えた
カップリングを半分の断面で示す設計原理図である。
【図8】 幾つかの細部を有する図7のカップリングを示す設計原理図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 メッツシュカー、クラウス ドイツ連邦共和国 デー−53819 ノイン キルヒェン、アイシャイダー シュトラー セ 40 Fターム(参考) 3D042 AA05 AB01 CA01 CA12 CA18 3D043 AA05 AB01 AB17 EA18 EA20 EB02 EB06 EB13 EC01 EE07 EE16 EF06 EF19 EF20

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カップリングが相対的に回転し得るように支持される第1カ
    ップリング部材と第2カップリング部材である軸とカップリングハウジングから
    なり、前記カップリングが摩擦カップリングおよび平行に切り換えられる粘性カ
    ップリングからなり、前記摩擦カップリングが2つの集合体の摩擦板からなり、
    前記粘性カップリングがそれぞれ2つのVCプレート支持体の一方と連係される
    2つの集合体のVCプレートからなっている、トルクを制御可能に伝達するカッ
    プリング制御方法において、 前記カップリングを係合解除するために、前記摩擦カップリングの前記2つの
    集合体の摩擦板が軸方向に互いに分離されそして前記粘性カップリングの前記V
    Cプレート支持体の一方が前記カップリング部材の一方から完全に接続解除され
    ることを特徴とするカップリング制御方法。
  2. 【請求項2】 前記カップリングの係合増加のために、前記粘性カップリン
    グの前記VCプレート支持体の一方が前記カップリング部材の一方と摩擦ロック
    方法において結合され、前記粘性カップリングの前記VCプレート支持体の他方
    が前記カップリング部材の他方に摩擦固定方法において常時接続されたままであ
    り、前記摩擦カップリングが係合された後、前記摩擦カップリングの前記2つの
    集合体の摩擦板が前記2つのカップリング部材の一方と回転固定方法において常
    時接続されたままであることを特徴とする請求項1に記載のカップリング制御方
    法。
  3. 【請求項3】 相対的に回転し得るように支持される第1カップリング部材
    と第2カップリング部材である軸およびカップリングハウジングを有し、前記カ
    ップリングが摩擦カップリングおよび平行に切り換えられる粘性カップリングか
    らなり、前記摩擦カップリングが2つの集合体の摩擦板からなりそして前記粘性
    カップリングが各々2つのVCプレート支持体の一方と連係される2つの集合体
    のVCプレートからなっており、前記摩擦カップリングの前記組の摩擦板がそれ
    ぞれ前記第1および第2カップリング部材に回転固定方法において接続されかつ
    調整装置によって軸方向に負荷可能であり、そして前記粘性カップリングの前記
    第1のVCプレート支持体が前記カップリング部材の第1のカップリングに回転
    固定方法において常時接続され、そして前記粘性カップリングの第2のVCプレ
    ート支持体が前記第2のカップリング部材に接続解除し得るように接続されるト
    ルクを制御可能に伝達するカップリングにおいて、軸方向調整用調整装置が摩擦
    錠止方法において前記粘性カップリングの前記第2VCプレートを接続および接
    続解除しかつ前記摩擦カップリングの前記2つの集合体の摩擦板を閉止および解
    放することを特徴とするカップリング。
  4. 【請求項4】 前記粘性カップリングが接続可能なかつ接続解除可能なVC
    プレート支持体を形成する別個の粘性カップリングハウジングからなることを特
    徴とする請求項3に記載のカップリング。
  5. 【請求項5】 前記粘性カップリングハウジングの半径方向壁が前記粘性カ
    ップリングを接続するために前記第2のカップリング部材に保持された外方プレ
    ートと協働することを特徴とする請求項3または4に記載のカップリング。
  6. 【請求項6】 前記粘性カップリングハウジングには、前記粘性カップリン
    グハウジングを接続するための内方プレートを備えたプレート支持体が配置され
    、その内方プレートが前記第2カップリング部材に支持された前記外方部材と協
    働することを特徴とする請求項3ないし5のいずれか1項に記載のカップリング
  7. 【請求項7】 前記粘性カップリングの少なくとも前記粘性カップリングハ
    ウジングが軸方向に移動可能に配置されそして前記調整装置と前記摩擦カップリ
    ングとの間に配置されそして前記粘性カップリングの前記粘性カップリングハウ
    ジングと前記摩擦カップリングの前記摩擦板対との間には前記調整装置の作用に
    抗して作用する弾力的に支持された摩擦板が設けられることを特徴とする請求項
    3ないし6のいずれか1項に記載のカップリング。
  8. 【請求項8】 前記粘性カップリングの前記粘性カップリングハウジングと
    前記粘性カップリングハウジングを接続するための前記摩擦板は前記調整装置と
    前記摩擦カップリングの前記摩擦板対との間に配置されそして前記粘性カップリ
    ングハウジングを接続するための前記摩擦板と前記摩擦カップリングの前記摩擦
    板対との間には、前記調整装置の作用に抗して作用する弾力的に支持された摩擦
    板が設けられることを特徴とする請求項3ないし6のいずれか1項に記載のカッ
    プリング。
  9. 【請求項9】 前記粘性カップリングの粘性カップリングハウジングは軸方
    向に堅固に支持されそして前記調整装置は粘性カップリングの前記粘性カップリ
    ングハウジングと摩擦カップリングの前記摩擦板対との間に配置されることを特
    徴とする請求項3ないし6のいずれか1項に記載のカップリング。
  10. 【請求項10】 前記粘性カップリングの前記粘性カップリングハウジング
    は軸方向に支持されそして前記調整装置は前記粘性カップリングの前記粘性カッ
    プリングハウジングと前記粘性カップリングハウジングを接続するための前記摩
    擦板との間に配置されそして前記摩擦カップリングハウジングを接続するための
    前記摩擦板と前記摩擦カップリングの前記摩擦板対との間には前記調整装置の作
    用に抗して作用する弾力的に支持された摩擦板が配置されることを特徴とする請
    求項3ないし6のいずれか1項に記載のカップリング。
  11. 【請求項11】 前記粘性カップリングの前記粘性カップリングハウジング
    が軸方向に支持されかつ前記調整装置が前記粘性カップリングハウジングを接続
    するための前記摩擦板と前記摩擦カップリングの前記摩擦板対との間に配置され
    ることを特徴とする請求項3ないし6のいずれか1項に記載のカップリング。
  12. 【請求項12】 前記調整装置は制限された回転角度によって相対的に回転
    可能でありかつ互いに直接または間接に支持されそして相対的に回転するとき、
    互いに軸方向に広げられる少なくとも2枚の直立傾斜円板からなっていることを
    特徴とする請求項3ないし11のいずれか1項に記載のカップリング。
  13. 【請求項13】 前記調整装置は制限された回転角度によって相対的に回転
    可能でありかつ相対的に直接的または間接的に支持されそして相対的に回転する
    とき、互いに軸方向に広げられる少なくとも3つの直立傾斜円板からなっている
    ことを特徴とする請求項3ないし11のいずれか1項に記載のカップリング。
  14. 【請求項14】 前記3つの傾斜円板の中間の円板が回転可能であることを
    特徴とする請求項12に記載のカップリング。
  15. 【請求項15】 前記傾斜円板が可変深さのボール溝対内に保持された少な
    くとも3つのボールによって相対的に支持されていることを特徴とする請求項1
    2ないし14のいずれか1項に記載のカップリング。
  16. 【請求項16】 前記3つの傾斜円板のうち、中間の円板が軸方向に支持さ
    れていることを特徴とする請求項13ないし15のいずれか1項に記載のカップ
    リング。
  17. 【請求項17】 前記粘性カップリングハウジングの接続に作用する前記傾
    斜円板の広がりが最初の回転角度においてもたらされ、これに反して前記摩擦カ
    ップリングに作用する傾斜円板の広がりは次の回転角度においてもたらされるこ
    とを特徴とする請求項12ないし16のいずれか1項に記載のカップリング。
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