JP3748749B2 - トランスミッションの同期結合装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸に相対回転自在に支持したギヤを、軸方向に移動自在なスリーブを介して該回転軸に結合するトランスミッションの同期結合装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
かかるトランスミッションの同期結合装置は、特公昭48−2406号公報により公知である。この同期結合装置は、トランスミッションの回転軸に固定したハブにスプライン結合したスリーブを軸方向に移動させ、このスリーブの内周に形成したスプライン歯の凸部でシンクロスプリングを介してブロッキングリングを半径方向内向きに押圧し、回転軸に相対回転自在に支持したギヤを前記ブロッキングリンに摩擦係合させて同期回転させることにより、スリーブのスプライン歯をブロッキングリングのドグ歯およびギヤのドグ歯に噛み合わせて該ギヤを回転軸に結合するようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特公昭48−2406号公報に記載されたものは、スリーブのスプライン歯に形成した凸部がシンクロスプリングを乗り越えると、その瞬間にシンクロスプリングに加わる押圧力が消滅するため、同期荷重の急激な減少により同期ずれが発生し、スリーブのスプライン歯がギヤのドグ歯に噛み合う際に騒音が発生する問題がある。
【0004】
そこで、特公昭47−24054号公報に記載されているように、スリーブのスプライン歯の凸部を軸方向に長く形成してシンクロスプリングに継続的に押圧力を作用させることにより、同期荷重を長時間に亘って確保して同期ずれを防止することが考えられる。しかしながら、このようにするとスリーブのスプライン歯がギヤのドグ歯に噛み合う瞬間に、スリーブおよびギヤ間に強い同期荷重が残存してしまい、スリーブおよびギヤの相対回転が規制されてスプライン歯およびドグ歯の位相合わせが困難になり、前記スプライン歯およびドグ歯のスムーズな噛み合いができなくなる可能性がある。
【0005】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、トランスミッションの同期結合装置において、スリーブのスプライン歯をギヤのドグ歯にスムーズに噛み合わせることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、外周にドグ歯を有して回転軸に相対回転自在に支持されたギヤと、回転軸に結合されたハブと、ハブに軸方向移動自在にスプライン結合されたスリーブと、スリーブ内周のスプライン歯に噛み合い可能なドグ歯を外周に有するとともに、ギヤとの摩擦係合を可能にしてハブおよびギヤ間に配置されたブロッキングリングと、ブロッキングリングの外周に支持されたシンクロスプリングとを備え、スリーブの軸方向移動に伴って該スリーブ内周のスプライン歯の凸部でシンクロスプリングを半径方向内向きに押圧することにより、このシンクロスプリングでブロッキングリングをギヤ方向に押し付け、ブロッキングリングをギヤに摩擦係合させた状態で、スリーブ内周のスプライン歯をブロッキングリング外周のドグ歯およびギヤ外周のドグ歯に噛み合わせて該ギヤを回転軸に結合するトランスミッションの同期結合装置において、スリーブ内周のスプライン歯の凸部は、スリーブの軸方向移動に伴ってシンクロスプリングを介してブロッキングリングに軸方向の荷重を与える第1傾斜面と、前記軸方向の荷重を解除する第2傾斜面と、第1傾斜面および第2傾斜面間に軸方向に延びる平坦面とを備え、第1傾斜面のギヤ側端部と第2傾斜面のギヤ側端部との軸方向距離は、ギヤのドグ歯の端部とシンクロスプリング)の頂点との間の距離と実質的に等しいか、または僅かに短く、スリーブ内周のスプライン歯がブロッキングリング外周のドグ歯に噛み合った後の、スリーブ内周のスプライン歯がギヤ外周のドグ歯に噛み合う直前の位置にあるとき、シンクロスプリングは第2傾斜面上に移行することを特徴とするトランスミッションの同期結合装置が提案される。
【0007】
上記構成によれば、移動するスリーブのスプライン歯の凸部に形成した第1傾斜面がシンクロスプリングに荷重を与えてスリーブおよびギヤを同期させた後に、スリーブ内周のスプライン歯がブロッキングリング外周のドグ歯に噛み合って、スリーブのスプライン歯がギヤのドグ歯に噛み合う直前の位置に達したとき、シンクロスプリングが第2傾斜面上に移行してスリーブおよびギヤ間の同期荷重を漸減させる。これにより、スリーブのスプライン歯がギヤのドグ歯に噛み合う以前に同期荷重が急激に消滅することが回避されるので、スリーブおよびギヤ間に同期ずれが発生してスプライン歯およびドグ歯のスムーズな噛み合いが阻害されるのを防止することができる。またスリーブのスプライン歯がギヤのドグ歯に噛み合う瞬間に過大な同期荷重が残存することが回避されるので、スリーブおよびギヤ間の相対回転を許容してスプライン歯およびドグ歯の位相ずれを吸収し、スプライン歯およびドグ歯のスムーズな噛み合いを可能にすることができる。しかもスプライン歯の凸部の第1傾斜面および第2傾斜面間に平坦面を形成したので、シフト時に平坦面がシンクロスプリングに与える荷重の反力で確実な手応えが得られるようになり、シフトフィーリングが向上する。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。 図1〜図9は本発明の実施例を示すもので、図1は車両用マニュアルトランスミッションの縦断面図、図2は1速−2速同期結合装置の拡大図、図3は図2の3−3線断面図、図4は図2の部拡大図、図5は図4の5−5線断面図、図6は2速変速段確立前期の作用説明図、図7は図6の7−7線断面図、図8は2速変速段確立後期の作用説明図、図9は図8の9−9線断面図である。
【0009】
図1に示すように、前進5速、後進1速の車両用マニュアルトランスミッションMのミッションケース11は、車体前後方向に延びる割り面で分割された左ケース半体12および右ケース半体13からなり、左ケース半体12のエンジンE側の側面に形成されたクラッチ室14に変速用クラッチCが収納される。変速用クラッチCを介してエンジンEに接続されたメインシャフトSmの左右両端部は、左ケース半体12および右ケース半体13にそれぞれボールベアリング15,16で支持され、またメインシャフトSmと平行に配置されたカウンタシャフトScの左右両端部は、左ケース半体12および右ケース半体13にそれぞれローラベアリング17およびボールベアリング18,18で支持される。カウンタシャフトScの出力を左右の車軸19,19に配分するディファレンシャルギヤDが、左右一対のボールベアリング20,21を介して左ケース半体12および右ケース半体13にそれぞれ支持される。
【0010】
クラッチ室14に収納された変速用クラッチCは、エンジンEのクランクシャフトの右端に接続されたクラッチホーイル22と、メインシャフトSmの左端にダンパ23を介して接続されたクラッチディスク24とを備え、常時はダイヤフラムスプリング25の弾発力でプレッシャプレート26とクラッチホイール22との間にクラッチディスク24のフェーシング27を挟圧することにより係合しており、変速時にレリーズフォーク28でレリーズベアリング29を左方向に押圧することにより係合が解除される。
【0011】
メインシャフトSmにはメイン1速ギヤ31およびメイン2速ギヤ32が固設され、メイン3速ギヤ33、メイン4速ギヤ34およびメイン5速ギヤ35が相対回転自在に支持される。一方、カウンタシャフトScには前記メイン1速ギヤ31およびメイン2速ギヤ32にそれぞれ噛合するカウンタ1速ギヤ36およびカウンタ2速ギヤ37が相対回転自在に支持され、前記メイン3速ギヤ33、メイン4速ギヤ34およびメイン5速ギヤ35にそれぞれ噛合するカウンタ3速ギヤ38、カウンタ4速ギヤ39およびカウンタ5速ギヤ40が固設される。
【0012】
左ケース半体12および右ケース半体13にリバースアイドルシャフトSrの左右両端部が支持されており、このリバースアイドルシャフトSrに左右摺動自在に支持したリバースアイドルギヤ41は、メインシャフトSmに固設したメインリバースギヤ42に噛合可能であり、かつカウンタシャフトScに相対回転自在に支持したカウンタリバースギヤ43に噛合可能である。
【0013】
1速−2速シフトフォーク44で1速−2速同期結合装置S1のスリーブ45を左動させることにより、カウンタ1速ギヤ36がカウンタシャフトScに結合されて1速変速段が確立し、1速−2速シフトフォーク44で1速−2速同期結合装置S1のスリーブ45を右動させることにより、カウンタ2速ギヤ37がカウンタシャフトScに結合されて2速変速段が確立する。3速−4速シフトフォーク46で3速−4速同期結合装置S2のスリーブ47を左動させることにより、メイン3速ギヤ33がメインシャフトSmに結合されて3速変速段が確立し、3速−4速シフトフォーク46で3速−4速同期結合装置S2のスリーブ47を右動させることにより、メイン4速ギヤ34がメインシャフトSmに結合されて4速変速段が確立する。
【0014】
5速シフトフォーク48で5速同期結合装置S3のスリーブ49を左動させることにより、メイン5速ギヤ35がメインシャフトSmに結合されて5速変速段が確立する。5速シフトフォーク48で5速同期結合装置S3のスリーブ49を右動させると、リバースアイドルギヤ41を回転自在に保持するリバースシフトフォーク50が前記5速シフトフォーク48に連動して左動し、リバースアイドルギヤ41がメインリバースギヤ42と、1速−2速同期結合装置S1のスリーブ45に設けた前記カウンタリバースギヤ43とに噛合してリバース変速段が確立する。
【0015】
このようにして1速〜5速変速段あるいはリバース変速段が確立すると、カウンタシャフトScの回転がファイナルドライブギヤ51およびファイナルドリブンギヤ52を経てディファレンシャルギヤDに伝達され、左右の車軸19,19が駆動される。
【0016】
次に、図2〜図5に基づいて1速−2速同期結合装置S1の構造を説明する。1速−2速同期結合装置S1は、実質的に同じ構造の1速同期結合機構および2速同期結合機構を左右対称に備えているため、その代表として右側の2速同期結合機構を中心に説明する。尚、左側の1速同期結合機構の構成要素には、右側の2速同期結合機構の構成要素の符号と同じ符号が付してある。また3速−4速同期結合装置S2および5速同期結合装置S3の構造は、1速−2速同期結合装置S1の構造と実質的に同じである。
【0017】
2速同期結合機構は、カウンタシャフトScの外周にカラー61およびニードルベアリング62を介して相対回転自在に支持されたカウンタ2速ギヤ37を該カウンタシャフトScに結合するためのもので、カウンタシャフトScにスプライン結合された環状のハブ63の外周に軸方向摺動自在にスプライン結合されたスリーブ43を備える。スリーブ43は1速−2速シフトフォーク44で図2に示すニュートラル位置から左右に駆動され、左側の1速位置への移動により1速変速段を確立し、右側の2速位置への移動により2速変速段を確立する。
【0018】
ハブ63の外周にはスプライン歯64が形成されており、スリーブ45の内周に形成されて前記ハブ63のスプライン歯64に噛み合うスプライン歯65,66は2種類の形状が存在する。即ち、大多数のスプライン歯65は直線的な頂面を有しているが、カウンタシャフトScの軸線を中心として120°ずつ離間した3つの位置に各2本ずつ配置された合計6本のスプライン歯66は、その軸方向両端部に半径方向内向きに突出する凸部66aが形成される。
【0019】
ハブ63の側面に形成された環状の凹部63aに、ブロッキングリング67が配置される。ブロッキングリング67は半径方向外側に配置されたアウターリング68と、半径方向内側に配置されたインナーリング69と、アウターリング68およびインナーリング69に挟まれたテーパーコーン70とから構成される。アウターリング68に形成した係止爪68aとインナーリング69に形成した係止爪69aとの係合により、アウターリング68およびインナーリング69は相対回転不能に係止される。テーパーコーン70は半径方向外側および内側にそれぞれテーパー面70a,70bを備えており、半径方向外側のテーパー面70aはアウターリング68に内周面に摺動自在に接触し、半径方向内側のテーパー面70bはインナーリング69に外周面に摺動自在に接触する。
【0020】
アウターリング68の軸方向外端には半径方向外側に突出する複数のドグ歯68bが形成されるとともに、このドグ歯68bに臨むカウンタ2速ギヤ37の端部にドグ歯37aが形成されており、スリーブ45が図2において右動すると、そのスプライン歯66はアウターリング68のドグ歯68bおよびカウンタ2速ギヤ37のドグ歯37aに噛み合い可能である。同様に、スリーブ45が図2において左動すると、そのスプライン歯66はアウターリング68のドグ歯68bおよびカウンタ1速ギヤ36のドグ歯36aに噛み合い可能である。
【0021】
アウターリング68の外周の120°ずつ離間した3つの位置にそれぞれスプリング支持部68c(図3参照)が形成されており、これらスプリング支持部68cに環状のシンクロスプリング71が支持される。スリーブ45がニュートラル位置にあるとき、シンクロスプリング71はアウターリング68のドグ歯68bと、ハブ63の軸方向端面と、スリーブ45のスプライン歯66の軸方向端部とに囲まれた位置にある(図4参照)。またテーパーコーン70の軸方向外端から突出する凸部70cが、カウンタ2速ギヤ37の側面に形成した凹部37b(およびカウンタ1速ギヤ36の側面に形成した凹部36b)に緩く係合する。
【0022】
尚、アウターリング68は、その外周から突出する3個のスプリング支持部68cをハブ63の凹部(図示せず)に係合させることにより、ドグ歯68bの半ピッチ分だけ相対回転することができる。
【0023】
図4から明らかなように、スリーブ45内周のスプライン歯66の軸方向端部に形成された凸部66aは、第1傾斜面α、平坦面γおよび第2傾斜面βを備えており、内径が一定の平坦面γの両端から延びる第1傾斜面αおよび第2傾斜面βの内径は該平坦面γから遠ざかるにつれて増加している。第1傾斜面αの長さと平坦面γの長さとを足した軸方向距離は、シンクロスプリング71の頂点からカウンタ2速ギヤ37のドグ歯37aの端部までの軸方向距離と同等であり、前者の方が若干短く設定される。
【0024】
図5から明らかなようにスリーブ45内周のスプライン歯66の軸方向端部にはテーパー状のチャンファC1が形成されており、アウターリング68のドグ歯68bおよびカウンタ2速ギヤ37のドグ歯37aにはスプライン歯66のチャンファC1と逆方向にテーパーするチャンファC2,C3が形成される。
【0025】
次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用について説明する。
【0026】
図4および図5に示すように、スリーブ45がニュートラル位置にあるとき、スリーブ45内周のスプライン歯66の凸部66aの第1傾斜面αはシンクロリング71に接触しないため、シンクロリング71からの荷重が作用しないブロッキングリング67は、アウターリング68およびインナーリング69に対してテーパーコーン70が自由に相対回転できる状態にある。従って、ブロッキングリング67のアッパーリング68およびロアーリング69はハブ63と一体に回転し、またテーパーコーン70はカウンタ2速ギヤ37と一体に回転するため、スリーブ45およびカウンタ2速ギヤ37の同期作用は発生しない。
【0027】
図6および図7に示すように、2速変速段を確立すべくスリーブ45をハブ63に対して右動させると、スリーブ45内周のスプライン歯66の凸部66aの第1傾斜面αがシンクロスプリング71の円周方向3ヵ所を半径方向内側に押圧する。するとシンクロスプリング71は凸部66aとの間の摩擦力で軸方向右向きに荷重を受け、ブロッキングリング67のアウターリング68をカウンタ2速ギヤ37に向けて右方向に付勢するため、アウターリング68およびインナーリング69間にテーパーコーン70が挟み付けられ、テーパーコーン70のテーパー面70a,70bとアウターリング68およびインナーリング69間に摩擦力が発生する。
【0028】
これと同時に、スプライン歯66の先端のチャンファーC1がアウターリング68のドグ歯68bのチャンファーC2に押し付けられてスリーブ45およびアウターリング68が相対回転し、その際に両チャンファーC1,C2間に発生する軸方向荷重でテーパーコーン70のテーパー面70a,70bとアウターリング68およびインナーリング69との間に大きな摩擦力が発生する。その結果、前記摩擦力でブロッキングリング67のテーパーコーン70がスリーブ45に一体化され、このテーパーコーン70の凸部70cに凹部37bを係合させたカウンタ第2ギヤ37の回転がスリーブ45の回転に同期する。
【0029】
スリーブ45が更に右動すると、スプライン歯66のチャンファーC1とアウターリング68のドグ歯68bのチャンファーC2との係合が外れてスプライン歯66とドグ歯68bとが完全に噛み合い、両チャンファーC1,C2の係合による軸方向荷重が消滅するため、テーパーコーン70のテーパー面70a,70bに作用する摩擦力は減少する。しかしながら、このとき依然としてスプライン歯66の凸部66aの平坦面γがシンクロスプリング71を押圧しているため、平坦面γとシンクロスプリング71との間の軸方向摩擦力により該シンクロスプリング71でアウターリング68に軸方向の荷重を与え、その荷重でテーパーコーン70のテーパー面70a,70bに作用する摩擦力が確保され、カウンタ第2ギヤ37およびスリーブ45間の同期ずれが防止される。
【0030】
図8および図9に示すように、スリーブ45が更に右動すると、スプライン歯66のチャンファーC1とカウンタ2速ギヤ37のドグ歯37aのチャンファーC3とが係合し、その楔作用でスリーブ45およびカウンタ2速ギヤ37が僅かに相対回転することにより、スリーブ45のスプライン歯66がカウンタ2速ギヤ37のドグ歯37aに噛み合って2速変速段が確立する。
【0031】
スプライン歯66のチャンファーC1とカウンタ2速ギヤ37のドグ歯37aのチャンファーC3とが係合する直前に、スプライン歯66の凸部66aの第2傾斜面βがシンクロスプリング71上に移行するため、スプライン歯66からシンクロスプリング71に作用する荷重が減少し、テーパーコーン70のテーパー面70a,70bに作用する摩擦力が減少する。その結果、スリーブ45およびカウンタ2速ギヤ37を同期させる荷重が減少し、両チャンファーC1,C3の接触により発生する楔作用でスリーブ45およびカウンタ2速ギヤ37をスムーズに相対回転させ、スリーブ45のスプライン歯66をカウンタ2速ギヤ37のドグ歯37aに確実に噛み合わせることができる。
【0032】
また、仮に平坦面γに続く第2傾斜面βが存在しないとすると、シンクロスプリング71が平坦面γから外れると同時に、該シンクロスプリング71に加わる半径方向内向きの荷重が消滅して同期荷重が急激に減少する。従って、特にシフトチェンジをゆっくりと行った場合に、シンクロスプリング71に加わる半径方向内向きの荷重が消滅してからスリーブ45のスプライン歯66のチャンファーC1がカウンタ2速ギヤ37のドグ歯37aのチャンファーC3に噛み合う前に同期作用が失われてしまい、スプライン歯66およびドグ歯37aのスムーズな噛み合いができなくなる。
【0033】
しかしながら、本実施例によれば、平坦面γに続く第2傾斜面βによってシンクロスプリング71に加わる半径方向内向きの荷重が緩やかに減少するため、同期荷重が直ちに消滅することがない。これにより、シフト操作をゆっくりと行った場合でも、スリーブ45のスプライン歯66をカウンタ2速ギヤ37のドグ歯37aにスムーズに噛み合わせることができる。
【0034】
尚、2速変速段の確立を解除してニュートラルに戻すべくスリーブ45が左動する際に、第2傾斜面βの作用でシンクロスプリング71を平坦面γにスムーズに導くことができる
【0035】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【0036】
例えば、実施例ではアウターリング68、インナーリング69およびテーパーコーン70の3つの部材から構成されたブロッキングリング67を備えた同期結合装置を例示したが、本発明は単一部材から構成されてテーパー面を介してギヤに係合するタイプのブロッキングリングを備えた同期結合装置に対しても適用することができる。
【0037】
【発明の効果】
以上のように請求項1に記載された発明によれば、移動するスリーブのスプライン歯の凸部に形成した第1傾斜面がシンクロスプリングに荷重を与えてスリーブおよびギヤを同期させた後に、スリーブ内周のスプライン歯がブロッキングリング外周のドグ歯に噛み合って、スリーブのスプライン歯がギヤのドグ歯に噛み合う直前の位置に達したとき、シンクロスプリングが第2傾斜面上に移行してスリーブおよびギヤ間の同期荷重を漸減させる。これにより、スリーブのスプライン歯がギヤのドグ歯に噛み合う以前に同期荷重が急激に消滅することが回避されるので、スリーブおよびギヤ間に同期ずれが発生してスプライン歯およびドグ歯のスムーズな噛み合いが阻害されるのを防止することができる。またスリーブのスプライン歯がギヤのドグ歯に噛み合う瞬間に過大な同期荷重が残存することが回避されるので、スリーブおよびギヤ間の相対回転を許容してスプライン歯およびドグ歯の位相ずれを吸収し、スプライン歯およびドグ歯のスムーズな噛み合いを可能にすることができる。しかもスプライン歯の凸部の第1傾斜面および第2傾斜面間に平坦面を形成したので、シフト時に平坦面がシンクロスプリングに与える荷重の反力で確実な手応えが得られるようになり、シフトフィーリングが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 車両用マニュアルトランスミッションの縦断面図
【図2】 1速−2速同期結合装置の拡大図
【図3】 図2の3−3線断面図
【図4】 図2の部拡大図
【図5】 図の5−5線断面図
【図6】 2速変速段確立前期の作用説明図
【図7】 図6の7−7線断面図
【図8】 2速変速段確立後期の作用説明図
【図9】 図8の9−9線断面
【符号の説明】
37 カウンタ2速ギヤ(ギヤ)
37a ドグ歯
45 スリーブ
63 ハブ
66 スプライン歯
66a 凸部
67 ブロッキングリング
68b ドグ歯
71 シンクロスプリング
Sc カウンタシャフト(回転軸)
α 第1傾斜面
β 第2傾斜面
γ 平坦面

Claims (1)

  1. 外周にドグ歯(37a)を有して回転軸(Sc)に相対回転自在に支持されたギヤ(37)と、
    回転軸(Sc)に結合されたハブ(63)と、
    ハブ(63)に軸方向移動自在にスプライン結合されたスリーブ(45)と、 スリーブ(45)内周のスプライン歯(66)に噛み合い可能なドグ歯(68b)を外周に有するとともに、ギヤ(37)との摩擦係合を可能にしてハブ(63)およびギヤ(37)間に配置されたブロッキングリング(67)と、
    ブロッキングリング(67)の外周に支持されたシンクロスプリング(71)と、
    を備え、
    スリーブ(45)の軸方向移動に伴って該スリーブ(45)内周のスプライン歯(66)の凸部(66a)でシンクロスプリング(71)を半径方向内向きに押圧することにより、このシンクロスプリング(71)でブロッキングリング(67)をギヤ(37)方向に押し付け、ブロッキングリング(67)をギヤ(37)に摩擦係合させた状態で、スリーブ(45)内周のスプライン歯(66)をブロッキングリング(67)外周のドグ歯(68b)およびギヤ(37)外周のドグ歯(37a)に噛み合わせて該ギヤ(37)を回転軸(Sc)に結合するトランスミッションの同期結合装置において、
    スリーブ(45)内周のスプライン歯(66)の凸部(66a)は、スリーブ(45)の軸方向移動に伴ってシンクロスプリング(71)を介してブロッキングリング(67)に軸方向の荷重を与える第1傾斜面(α)と、前記軸方向の荷重を解除する第2傾斜面(β)と、第1傾斜面(α)および第2傾斜面(β)間に軸方向に延びる平坦面(γ)とを備え、第1傾斜面(α)のギヤ(37)側端部と第2傾斜面(β)のギヤ(37)側端部との軸方向距離は、ギヤ(37)のドグ歯(37a)の端部とシンクロスプリング(71)の頂点との間の距離と実質的に等しいか、または僅かに短く、スリーブ(45)内周のスプライン歯(66)がブロッキングリング(67)外周のドグ歯(68b)に噛み合った後の、スリーブ(45)内周のスプライン歯(66)がギヤ(37)外周のドグ歯(37a)に噛み合う直前の位置にあるとき、シンクロスプリング(71)は第2傾斜面(β)上に移行することを特徴とするトランスミッションの同期結合装置
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