JPH08210458A - 駆動装置におけるトルク変動低減装置 - Google Patents

駆動装置におけるトルク変動低減装置

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JPH08210458A
JPH08210458A JP7148989A JP14898995A JPH08210458A JP H08210458 A JPH08210458 A JP H08210458A JP 7148989 A JP7148989 A JP 7148989A JP 14898995 A JP14898995 A JP 14898995A JP H08210458 A JPH08210458 A JP H08210458A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 駆動軸のトルク変動を低減する。 【構成】 駆動機構13の駆動軸31の1サイクル360度
の回転によって一対の昇降フレーム22を所定のストロー
クで交互に異なる向きに1サイクル昇降させる。駆動軸
31に主歯車41を固定する。駆動軸31と平行に従動軸42を
配置する。従動軸42に従歯車43を固定する。主歯車41と
従歯車43を噛合わせる。主歯車41と従歯車43の歯数比を
2対1とする。従動軸42にアーム44を固定する。アーム
44の先端部に流体圧シリンダ45のピストンロッド45を連
結する。流体圧シリンダ45の作動流体を一定圧に保持す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、内容物充填
垂直状チューブを容器1つ分に相当する長さ毎にシール
分割して袋状容器に成形する容器成形装置において、容
器成形用ジョーを装備した昇降ユニットを駆動するため
の駆動装置におけるトルク変動低減装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の装置としては、例えば、特公昭
62−28329号公報に開示されているように、直列
に連結された第1および第2流体圧シリンダを備えてお
り、第1流体圧シリンダのピストンロッドが昇降ユニッ
トに連結され、第2流体圧シリンダのピストンロッドが
装置フレームに連結され、第1流体圧シリンダが昇降ユ
ニットの重さと釣り合わされるように作動させられ、第
2流体圧シリンダが昇降ユニットを上昇させるように作
動させられるようになされているものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記装置では、1つの
昇降ユニットに対して一対の第1および第2流体圧シリ
ンダが必要である。したがって、複数の昇降ユニットに
対しては複数対の第1および第2流体圧シリンダが必要
となり、装置の構造が複雑で、設備費が高価につくとい
う問題点がある。
【0004】この発明の目的は、上記問題点を解決し、
簡単な構造であって、設備費が安価で済む駆動装置にお
けるトルク変動低減装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明によるトルク変
動低減装置は、駆動軸を有し、駆動軸の1回転によって
1つの昇降ユニットを1サイクル昇降させるか、2以上
の昇降ユニットを一定の間隔をおいて1サイクルずつ昇
降させる駆動装置において、弾性手段と、弾性手段の弾
性力を回転トルクとして駆動軸に伝達する伝達手段とを
備えていることを特徴とするものである。
【0006】さらに、駆動軸の1回転中にめぐってくる
トルク変動のサイクル数が1である場合、伝達手段が、
駆動軸に固定されかつ先端に弾性手段の弾性力が作用さ
せられるアームよりなることが好ましい。
【0007】また、伝達手段が、駆動軸に固定された主
歯車と、主歯車と噛合わされた従歯車と、従歯車が固定
された従動軸と、従動軸に固定されかつ先端に弾性手段
の弾性力が作用させられるアームよりなり、駆動軸の1
回転中にめぐってくるトルク変動のサイクル数をn(整
数)としたときに、主歯車と従歯車の歯数比が、n対1
であることが好ましい。
【0008】また、弾性手段が、アームの先端に連結さ
れたピストンロッドを有する流体圧シリンダよりなるこ
とが好ましい。
【0009】また、弾性手段が、アームの先端部と支持
部材の間に介在されているばねよりなることが好まし
い。
【0010】
【作用】この発明によるトルク変動低減装置には、弾性
手段と、弾性手段の弾性力を回転トルクとして駆動軸に
伝達する伝達手段とが備わっているから、弾性手段の弾
性力が駆動軸に正トルクおよび負トルクとして作用す
る。
【0011】さらに、駆動軸の1回転中にめぐってくる
トルク変動のサイクル数が1である場合、伝達手段が、
駆動軸に固定されかつ先端に弾性手段の弾性力が作用さ
せられるアームよりなると、弾性手段の弾性力がアーム
によって駆動軸に伝達される。
【0012】また、伝達手段が、駆動軸に固定された主
歯車と、主歯車と噛合わされた従歯車と、従歯車が固定
された従動軸と、従動軸に固定されかつ先端に弾性手段
の弾性力が作用させられるアームよりなり、駆動軸の1
回転中にめぐってくるトルク変動のサイクル数をn(整
数)としたときに、主歯車と従歯車の歯数比が、n対1
であると、駆動軸の回転数がトルク変動のサイクル数に
対応して増速されて従動軸に伝達される。
【0013】また、弾性手段が、アームの先端に連結さ
れたピストンロッドを有する流体圧シリンダよりなる
と、相殺力をエアシリンダから任意に得られ、従動軸に
はサインカーブに近いトルクが作用させられる。
【0014】また、弾性手段が、アームの先端部と支持
部材の間に介在されているばねよりなると、弾性力が簡
単な機構によってアームに作用させられる。
【0015】
【実施例】この発明の実施例を、図面を参照してつぎに
説明する。
【0016】以下の説明において、前後とは、図1にお
いて矢印Aで示す側を前、これと反対側を後といい、左
右とは、後より見てその左右の側を左右というものとす
る。図1および図2を参照すると、容器成形装置は、ヒ
ートシール性内容物充填チューブTを横断状に挟みつけ
て帯状にシールしかつシール幅の中間部を切断する左右
のジョーユニット11,12と、これらジョーユニット11
を、同期して容器1つ分の長さに相当するストロークで
交互に異なる向きに昇降させる駆動機構13とを備えてい
る。
【0017】左右のジョーユニット11,12は、左右の向
きは異にするが、同一構成のものである。以下、右ジョ
ーユニット12についてのみ説明し、左ジョーユニット11
の対応する部分には、右ジョーユニット12と同一の符号
を付してその説明は省略する。
【0018】ジョーユニット12は、昇降自在かつ可逆回
動自在な垂直ロッド21と、垂直ロッド21とともに昇降し
かつ垂直ロッド21の可逆回動は自在とするように垂直ロ
ッド21に取付けられている昇降フレーム22と、下部にお
いて相互に平行な一対の水平軸心を中心として揺動する
ように昇降フレーム22にそれぞれ支持されている前後一
対の揺動アーム23と、各揺動アーム23の上部に相互に向
き合うようにそれぞれ固定されている前後一対のジョー
24と、両ジョー24が相互に接近する閉位置と相互に離隔
する開位置の間を両揺動アーム23を揺動させるアーム開
閉装置25と、閉位置において両揺動アーム23を引き寄せ
て両ジョー24の間にシール圧力を発生させるプレス装置
26とを備えている。
【0019】図示しないが、前ジョー24にはヒートシー
ル用ヒータが、後ジョー24にはカッタがそれぞれ備えら
れている。
【0020】一方の昇降フレーム22が上昇すると、他方
の昇降フレーム22が下降する。昇降フレーム22がその昇
降ストロークの上限位置にあるときにアーム開閉装置25
によって両揺動アーム23が閉じられて両ジョー24が相互
に接近し、プレス装置26によって両揺動アーム23が引き
寄せられて両ジョー24がチューブTを挟みつけ、両ジョ
ー24の間にシール圧力が発生させられる。これにより、
チューブTがシールされる。両ジョー24がチューブTを
挟んだまま昇降フレームとともに下降することにより、
チューブTが容器1つ分に相当する長さだけ送られる。
昇降フレーム22が下限位置に達すると、カッタが作動し
てチューブTが切断される。そうすると、プレス装置26
のプレス作動が解除され、アーム開閉装置25によって両
揺動アーム23が開かれ、両ジョー24が開かれてチューブ
Tが開放される。これにより、チューブ先端部の容器1
つ分に相当する部分がそれ以外の部分より分離される。
【0021】駆動機構13は、垂直ロッド21の下端の後斜
め下に配置されている左右方向にのびた水平駆動軸31
と、駆動軸31に固定されている左ジョーユニット用カム
32および右ジョーユニット用カム33と、左ジョーユニッ
ト用カム32および右ジョーユニット用カム33の上方をそ
れぞれのびているアーム状左ジョーユニット用カムフォ
ロワ34および右ジョーユニット用カムフォロワ35とを備
えている。なお、駆動軸31にはアーム開閉用カムも固定
されているが、その図示は省略されている。
【0022】左ジョーユニット用カムフォロワ34の先端
部は左ジョーユニット11の昇降ロッド21の下端に連結部
材36を介して連結されている。右ジョーユニット用カム
フォロワ35の先端部は右ジョーユニット12の昇降ロッド
21の下端に連結部材37を介して連結されている。
【0023】駆動軸31の右ジョーユニット用カム左側に
は主歯車41が固定されている。駆動軸31の前方には、こ
れと平行に左右方向にのびた水平従動軸42が配置されて
いる。従動軸42には、主歯車41と噛合わされた従歯車43
が固定されている。主歯車41と従歯車43の歯数比は、2
対1である。従動軸42の右端部にはアーム44が固定され
ている。アーム44の先端部に流体圧シリンダ45のピスト
ンロッド46が連結されている。流体圧シリンダ45のロッ
ド側には加圧空気供給管47の一端が接続されている。加
圧空気供給管47の他端は、図示しないエアータンクに接
続され、これにより、流体圧シリンダ45には、ピストン
ロッド46を常時退入させるように付勢する圧力変動の無
い一定圧の加圧空気が供給されるようになっている。
【0024】左ジョーユニット用カム32および右ジョー
ユニット用カム33は、いずれも外周面をカム輪郭面51,
52とする板カムであって、同一形状のものである。図3
に示すように、カム輪郭面52の一周360度のうち、上
昇範囲Uで示す90度分が昇降フレーム22の上昇ストロ
ークに充当させられ、残りの下降範囲Dで示す270度
分が昇降フレーム22の下降ストロークに充当させられて
いる。左ジョーユニット用カム32および右ジョーユニッ
ト用カム33の上昇範囲Uおよび下降範囲Dの位相は互い
に180度ずらされている。
【0025】両カム32,33の右側面の外周近くには環状
凹所53,54がそれぞれ形成されている。凹所53,54の内
向き周面には、カム輪郭面51,52にそってのびたガイド
面55,56が設けられている。ガイド面55,56は、カム輪
郭面51,52が円弧をなす部分ではカム輪郭面51,52と平
行であるが、カム輪郭面51,52の曲率が変化する部分で
は平行から若干ずれている。これは、後述する定ローラ
62と動ローラ67のカムリフトの位相を同一にするためで
ある。
【0026】図5および図6を参照すると、右ジョーユ
ニット用カムフォロワ35の長さの中程下面には二股垂下
状ブラケット61が設けられ、これに、カム輪郭面52に当
接させられた定ローラ62が取付けられている。ブラケッ
ト61の右側面(図6では左右の向きが逆)には垂下状レ
バー吊下板63が、その下端部を環状凹所54に右方から臨
ませるように固定されている。レバー吊下板63の下端部
には右方突出水平ガイド筒64が固着されている。ガイド
筒64の右方から後向きにのびるようにローラレバー65が
配されている。ローラレバー65の前端部には、ガイド筒
64に回動自在にはめ入れられた水平支持軸66が右方突出
状に設けられている。ローラレバー65の支持軸近くに
は、ガイド面56に当接させられた動ローラ67が左方突出
状に取付けられている。ローラレバー65の後端部には、
垂直引上げロッド68の下端部が揺動自在に連結されてい
る。引上げロッド68の上部は、上端部をカムフォロワ35
に揺動自在に連結した垂直有蓋筒状ばねハウジング69の
下端開口にねじ入れられた雄ねじ部材73を貫通してその
内部に入り込んでいる。雄ねじ部材75には回止めナット
74がねじはめられている。引上げロッド68の上端部には
フランジ71が設けられている。雄ねじ部材75とフランジ
71の間にはローラ拘束用圧縮ばね72が介在させられてい
る。ばねハウジング69頂壁にはローラ拘束解除用ばね押
えボルト73が貫通状にねじ込まれている。
【0027】圧縮ばね72によって引上げロッド68が上向
きに付勢され、これにより、ローラレバー65が支持軸66
を中心として上向きに揺動するように付勢されている。
その結果、定ローラ62がカム輪郭面52に、動ローラ67が
ガイド面56にそれぞれ押圧されている。
【0028】動ローラ67がガイド面56に押圧された状態
では、引上げロッド68と押えボルト73の間には隙間が生
じている。この状態から押えボルト73を押下げると、動
ローラ67とガイド面56の間に隙間が生じ、これにより、
カム32,33とフォロワ34,35の拘束関係が解除され、フ
ォロワ34,35取外し等の所要作業等を行うことができ
る。
【0029】左ジョーユニット用カムフォロワ34につい
ても、右ジョーユニット用カムフォロワ35と同様に、定
ローラ62および動ローラ67等が備えられている。
【0030】駆動軸31の回転運動は、2つのカム32,33
およびカムフォロワ34,35によって往復運動に変換さ
れ、2つのジョーユニット11,12の垂直ロッド21に伝達
される。その結果、一方のジョーユニット11は両揺動ア
ーム23を閉じたまま下降させられ、他方のジョーユニッ
ト12は、揺動アーム23を開いた状態で一方のジョーユニ
ット11の閉じた揺動アーム23の外側を通って上昇させら
れる。
【0031】ジョーユニット11,12が上昇させられる
際、駆動軸31のトルクは大であり、ジョーユニット11,
12が下降させられる際、駆動軸31のトルクは小である。
駆動軸31の1サイクル360度回転する間に、駆動トル
クは、2回ずつ最大値および最小値を迎えることにな
る。このトルク変動の様子が、図7中において、曲線P
によって示されている。
【0032】第3図において、駆動軸31が時計方向に1
回回転させられると、従動軸42が反時計方向に2回回転
させられる。従動軸42が1回転させられると、これにし
たがってアーム44が回転し、流体圧シリンダ45のピスト
ンロッド46が1回進退させられる。ピストンロッド46の
進出は、加圧空気圧に逆らって行われるため、駆動軸31
のトルクを減少させるように作用する。逆に、ピストン
ロッド46の退入は、加圧空気圧に従って行われるため、
駆動軸31のトルクを増大させるように作用する。このト
ルク変動の様子が、図7中において、曲線Qによって示
されている(近似サインカーブ)。
【0033】図3は、右ジョーユニット用カム33が上昇
範囲Uと下降範囲Dの境界にあり、アーム44は後を向い
ていて、流体圧シリンダ45のピストンロッド46は退入限
にある状態を示している。このときに、右ジョーユニッ
ト12は上限位置にある。図3に示す状態から右ジョーユ
ニット用カム33が270度回転させられると、右ジョー
ユニット用カム33が下降範囲Dを通過して下降範囲Dと
上昇範囲Uの境界に至り、右ジョーユニット12が下限位
置に至る。この間に、従動軸42は540度、すなわち1
回転半回転させられる。この1回転半を半回転ずつの3
つに分けると、半回転毎に駆動軸31のトルクが順に減
少、増加および減少させられる。
【0034】右ジョーユニット用カム33が下降範囲Dと
上昇範囲Uの境界から90度回転させられると、図3に
示す状態となる。すなわち、右ジョーユニット用カム33
が上昇範囲Uを通過して上昇範囲Uと下降範囲Dの境界
に至り、右ジョーユニット12が上昇させられて上限位置
に至る。この間に、従動軸42は180度回転させられ、
アーム44が前向きから後向きに回転させられることによ
り、流体圧シリンダ45のピストンロッド46が退入させら
れるため、駆動軸31のトルクが増大させられる。
【0035】右ジョーユニット12が上昇する際に、駆動
トルクは最大値を迎えることになるが、流体圧シリンダ
45による駆動軸31のトルクの増大によってその最大値が
小さく押えられる。
【0036】右ジョーユニット12が上限位置にある状態
から、駆動軸31が180度回転させられると、今度は、
左ジョーユニット11が上限位置に達する。この間に、従
動軸42は1回転360度回転させられる。したがって、
従動軸42が1回転360度回転させられる毎に、駆動軸
31のトルクの増大が行われる。これにより、駆動軸31の
トルク変動が低減され。駆動軸31を駆動するためのモー
タの容量が低減される。
【0037】図7において、曲線Pの正最大値と曲線Q
の負最大値が一致させられている(図7中一点鎖線)。
曲線Pおよび曲線Qを合成すると、曲線Rとなり、曲線
Rの正最大値は、曲線Pの正最大値よりかなり低く押え
られている。このことは、トルク変動が小さくなったこ
とを示している。また、曲線Pの正最大値と曲線Qの負
最大値を一致させることに代えて、両曲線PおよびQの
零点を一致させるようにしても、同等の効果が得られ
る。
【0038】ジョーユニット11,12の昇降中に、何らか
のトラブルが発生し、ジョーユニット11,12に過負荷が
作用して、カム32,33からカムフォロワ34,35が離れよ
うとすることがある。この場合、ローラ拘束用圧縮ばね
72を圧縮することにより、ばねハウジンク69からレバー
引上げロッド68が突出させられ、動ローラ67はガイド面
55,56に当接させられたままであるが、定ローラ62がカ
ム輪郭面51,52から離隔させられる。
【0039】つぎに、駆動機構13の変形例について、説
明する。
【0040】図8を参照すると、上記実施例では、従動
軸42にトルクを生じさせる手段として、流体圧シリンダ
45が用いられているが、この変形例では、引張りコイル
ばね81が用いられている。引張りコイルばね81の前端は
アーム44の先端に取付けられ、その後端は、前後方向に
のびた水平ばね力調節ロッド82の前端に取付けられてい
る。ばね力調節ロッド82の前部には切欠83が設けられ、
その後部には雄ねじ84が設けられている。切欠83の底に
は垂直平坦面が設けられ、これに、垂直回止めロッド85
が当接させられている。雄ねじ84は、その後端部を垂直
状支持ブラケット86から後方に突出させるように貫通さ
せられている。雄ねじ84の後方突出部にはストッパ兼ば
ね圧調節ナット87がねじはめられている。
【0041】アーム44の回転にしたがってばね81が伸縮
してばね力が変化し、アーム44の先端に作用させられる
弾性力が変化する。そのため、従動軸42に生じさせられ
るトルクは、図7中、曲線Sで示すように、サインカー
ブを若干変形させたものとなる。
【0042】図9を参照すると、上記実施例で用いられ
たローラレバー65に代わり、別のローラレバー91が用い
られている。ローラレバー91の前端に動ローラ67が取付
けられており、その前端近くにおいて支持軸66に枢着さ
れている。ローラレバー91の後端部には、垂直押下げロ
ッド92の下端部が揺動自在に連結されている。上記実施
例と同様に、押下げロッド92の上部は、上端部をカムフ
ォロワ35に揺動自在に連結した垂直有蓋筒状ばねハウジ
ング93の下端開口にねじ入れられた雄ねじ部材97を貫通
してその内部に入り込んでおり、雄ねじ部材97には回止
めナット98がねじはめられており、押下げロッド92の上
端部にはフランジ94が設けられているが、上記実施例と
の相異は、ローラ拘束用圧縮ばね95がばねハウジング93
頂壁とフランジ94の間に介在させられ、ばね押えボルト
96が雄ねじ部材97にねじ込まれている点である。
【0043】上記において、昇降フレームの数が2であ
り、駆動軸の1回転中にめぐってくるトルク変動のサイ
クル数が2である場合の実施例が述べられているが、昇
降フレームの数とトルク変動のサイクル数は、必ずしも
対応するとは限らない。昇降フレームの数が2である場
合、例えば、トルク変動のサイクル数は1または3であ
る場合も考えられる。
【0044】トルク変動のサイクル数が1である場合、
従動軸を設けることなく、駆動軸にアームを固定するよ
うにしてもよいし、従動軸を設けて、これにアームを固
定するようにしてもよい。この場合、正歯車と従歯車の
歯数比は1対1となる。
【0045】上記後者の例のように、従動軸を設け、こ
れに、正歯車と従歯車によって駆動軸の動力を伝達する
ようにすると、トルク変動の低減効果が最高に高められ
るように、正歯車と従歯車の噛み合いの位相を変更する
ことにより、駆動軸に対する従動軸のタイミングを自在
に変更することができる。
【0046】トルク変動のサイクル数が3以上である場
合、正歯車と従歯車の歯数比は、トルク変動のサイクル
数に相当する3以上のn対1(n;整数)となる。
【0047】本願発明は、例えば、ゲーブルトップ型牛
乳パックの包装機械に適用することができる。この場
合、昇降ユニットとしては、上記実施例の昇降フレーム
に代わり、充填装置の充填ピストンおよび容器リフト用
昇降体が考えられる。この場合、2つの昇降ユニットの
昇降動作の間隔は、必ずしも、180度ではなくて、例
えば、150度である場合も考えられる。
【0048】さらに、本願発明が適用できる昇降ユニッ
トとしては、昇降ストロークを有するあらゆる機械要素
が考えられる。
【0049】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、弾性手段
の弾性力が駆動軸に正トルクおよび負トルクとして作用
するから、簡単かつ安価な機構によって駆動軸のトルク
変動が低減することができる。
【0050】請求項2記載の発明によれば、弾性手段の
弾性力がアームによって駆動軸に伝達されるから、トル
ク変動の低減を行うためのメカニズムを極めて簡単なも
のとすることができる。
【0051】請求項3記載の発明によれば、駆動軸の回
転数がトルク変動のサイクル数に対応して増速されて従
動軸に伝達されるから、周期的に繰り返される合成トル
ク変動に対し、互いに相殺できるように対応でき、効果
的にトルク変動を低減することができる。
【0052】請求項4記載の発明によれば、相殺力をエ
アシリンダから任意に得られ、従動軸にはサインカーブ
に近いトルクが作用させられるから、駆動軸のトルク変
動の低減効果が高められる。
【0053】請求項5記載の発明によれば、弾性力が簡
単な機構によってアームに作用させられるから、弾性力
を簡単に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明によるトルク変動低減装置を含む容器
成形装置のジョーユニットを示す斜視図である。
【図2】同装置の駆動機構を示す斜視図である。
【図3】同装置の駆動機構を示す側面図である。
【図4】図3のIVーIV線にそう断面図である。
【図5】図3に示す部分の要部拡大側面図である。
【図6】図5のVIーVI線にそう断面図である。
【図7】駆動軸のトルク変動曲線を示すグラフである。
【図8】駆動機構の変形例を示す図3相当の側面図であ
る。
【図9】駆動機構の変形例を示す図5相当の側面図であ
る。
【符号の説明】
11 ジョーユニット 12 ジョーユニット 13 駆動機構 22 昇降フレーム 24 ジョー 31 駆動軸 41 主歯車 42 従動軸 43 従歯車 44 アーム 45 シリンダ 46 ロッド 81 ばね

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 駆動軸31を有し、駆動軸31の1回転によ
    って1つの昇降ユニット22を1サイクル昇降させるか、
    2以上の昇降ユニット22を一定の間隔をおいて1サイク
    ルずつ昇降させる駆動装置において、 弾性手段と、弾性手段の弾性力を回転トルクとして駆動
    軸31に伝達する伝達手段とを備えているトルク変動低減
    装置。
  2. 【請求項2】 駆動軸31の1回転中にめぐってくるトル
    ク変動のサイクル数が1である場合、伝達手段が、駆動
    軸31に固定されかつ先端に弾性手段の弾性力が作用させ
    られるアームよりなる請求項1記載のトルク変動低減装
    置。
  3. 【請求項3】 伝達手段が、駆動軸31に固定された主歯
    車41と、主歯車41と噛合わされた従歯車43と、従歯車43
    が固定された従動軸42と、従動軸42に固定されかつ先端
    に弾性手段の弾性力が作用させられるアーム44よりな
    り、駆動軸31の1回転中にめぐってくるトルク変動のサ
    イクル数をn(整数)としたときに、主歯車41と従歯車
    43の歯数比が、n対1である請求項1記載のトルク変動
    低減装置。
  4. 【請求項4】 弾性手段が、アーム44の先端に連結され
    たピストンロッド46を有する流体圧シリンダ45よりなる
    請求項2または3記載のトルク変動低減装置。
  5. 【請求項5】 弾性手段が、アーム44の先端部と支持部
    材の間に介在されているばね81よりなる請求項2または
    3記載のトルク変動低減装置。
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