JPS61140657A - 変速クラツチ用同期装置 - Google Patents

変速クラツチ用同期装置

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JPS61140657A
JPS61140657A JP60273544A JP27354485A JPS61140657A JP S61140657 A JPS61140657 A JP S61140657A JP 60273544 A JP60273544 A JP 60273544A JP 27354485 A JP27354485 A JP 27354485A JP S61140657 A JPS61140657 A JP S61140657A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、少なくとも一対の歯車と同期リングを備え、
変速スリーブと同軸の前記歯車が外歯を備えたクラッチ
体を有し、変速スリーブを軸方向に摺動させることによ
って前記歯車が力を伝達および伝達解除することができ
、変速スリーブが案内スリーブを介して相対回転しない
ように軸に連結され、かつ内歯を備え、前記同期リング
が周方向においてクラッチ体に形状補完的にそしてクラ
ッチ体に摩擦的に連結され、かつ変速スリーブのための
係止面を備え、この係止面が、同期回転数のときに初め
て、変速スリーブの内歯とクラッチ体の外歯の係合を可
能にする、変速クラッチ用同期装置、特に自動車の変速
装置の変速クラッチ用同期装置にに関する。
ボルグーワーナ一式同期の原理に基づくこの種の同期装
置は多くの実施形が知られている。このような同期装置
の特別な同期装置は、例えば西独間特許第265944
8号明細書に記載されている。
変速操作を行う際に、変速スリーブが、中立位置から出
発して、軸方向に摺動する。変速スリーブはその軸方向
移動時に、同期リングを連行し、この同期リングをクラ
ッチ体の対応円錐部に押し付ける。それによって、同期
リングとクラッチ体が摩擦結合され、軸、変速スリーブ
および同期リングと、クラッチ体および連結すべき歯車
対の歯車の回転数を等しくする。その際、同期回転数が
達成されない間は、同期リングがクラッチ体によって変
速スリーブと相対的に周方向に回転され、同期リングと
変速スリーブの形状補完的な連結が可能となる。その際
、同期リングに形成された係止面は、変速スリーブの対
応する係止面に係合しかつクラッチ体の方への変速スリ
ーブの軸方向移動を阻止する位置に達する。この公知同
期装置の場合、係止面は普通、同期リングの外歯部に形
成されている。この外歯部はクラッチ体の外歯部に適合
し、一方、対応面は変速スリーブの内歯部を形成する歯
の端部に設けられている。同期回転数に達した後で、変
速スリーブは同期リングの係止面のそばを通り過ぎてク
ラッチ体の外歯に入ることができる。
低い速度から高い速度に切り換える際、すなわちシフト
アップする際に、変速スリーブと同軸の連結すべき歯車
が変速スリーブよりも速く回転するので、同期を行うた
めに同期リングを介してこの歯車を制動しなければなら
ない。しかし、例えば装置が冷えているときの装置オイ
ルの強い粘性によって、装置が強い制動力にさらされる
と、低速の歯車が外れた後で、装置がこの制動力によっ
て非常に巡れることになる。従って、高いギヤに入れる
ときに装置回転数は次のように低下する。
すなわち、変速スリーブとクラッチ体が同期・し、変速
スリーブが同期リングの係止面のそばを滑動して通り過
ぎるように低下する。その際、同期リングとクラッチ体
が摩擦連結されること、あるいは変速スリーブ歯部が同
期リングの係止歯に到達する際に同期リングが既に中立
位置にあり、従って変速スリーブがクラッチ体歯部に接
続するために通路を空けることがない。その結果、前述
の制動効果により、変速スリーブと同軸の歯車の回転数
が更に低下することになるので、速度を更に調整する際
にクラッチ体の歯が変速スリーブの歯のそばを滑って通
り過ぎ、騒音を生じる。この騒音は引っ掻きおよび特に
“低温引っ掻き”と呼ばれる。なぜなら、この現象か一
般的に、装置が冷えていてその結実装置オイルの粘性が
高いときにのみ、起こるからである。
1 本発明の課題は、前述の“低温引っ掻き”現象を回
避する、冒頭に述べた種の同期装置を提供することであ
る。
この課題は本発明により、同期装置の次の構成によって
解決される。すなわち、変速スリーブと同軸の歯車を同
期回転数よりも上の回転数から同期回転数よりも低い回
転数までシフトアップする際に、油の強い粘性によって
同期回転を達成した後で、回転方向前方の変速スリーブ
の係止面と、回転方向後方の同期リングの係止面を係合
させるための手段を備えていることによって解決される
従って、本発明では、変速スリーブと同軸リングの瞬間
的な同期にも拘わらず、変速スリーブが簡単には同期リ
ングの歯に係合しないで、変速スリーブが同期リングの
係止面に次のように係合する。すなわち、クラッチ体が
高粘性オイルの制動作用に逆らって同期リングによって
連行され、変速スリーブとの同期を行うように係合する
。同期回転数に達すると、ギヤを普通の方法で入れるこ
とができる。それによって、“低温引っ掻き“現象の実
質的な源が取り除かれる。
変速スリーブの前方の係止面と同期リングの後方の係止
面を互いに係合させるための非常に簡単な手段によれば
、回転方向前方の変速スリーブの係止面の軸方向長さが
、回転方向後方の係止面よりも長くなっている。
これにより、増速の際に同期を下回るときには、係止面
 −この係止面は変速スリーブがクラッチ体よりも速く
回転するときに互いに当接する− の軸方向係合範囲と
、変速時にこのようなかみ合いの為に供される時間が大
きくなる。従って、低温引っ掻きを発生するほど、変速
スリーブとクラッチ体の回転数の差が大きいときに、同
期リングの係止機能が働くことになる。同期リングの歯
部の、回転方向後側の係止面の軸方向長さが、回転方向
前側の係止面よりも長い場合にも、前記と同じ作用が達
成される。軸方向係合面を大きくすることだけが重要で
ある。そのためには、変速スリーブと同期リングの前記
係止面を軸方向に延長させてもよい。
変速スリーブの歯の係止面を非対称に形成することによ
って、その頭頂部がクラッチ体の歯の間隙に対して片側
へずれる。従って、変速スリーブの歯の係止面がどちら
の側においてクラッチ体の歯の屋根状部に当接するかに
応じて、ギヤを入れるときにクラッチ体の回転量が異な
る。この違いは変速時に感じられる。これを除去するた
めに、本発明の好ましい実施態様では、クラッチ体の外
歯部の屋根状部が、変速スリーブの係止面と同様に、非
対称に形成され、ギヤを入れるときに、変速スリーブの
係止面の間の頭頂部が、クラッチ体の外歯部の隣接する
二つの歯の屋根状部の間の頭頂部のほぼ中央に位置する
この手段により、両方向においてほぼ同じ滑り量が得ら
れる。この実施態様の他の利点は、変速時に変速スリー
ブとクラッチ体の歯の間において押圧側面と引張側面に
それぞれ同じ負荷がかかることにある。
上述のように、変速スリーブの前方の係止面の延長部は
、変速スリーブの後方に位置する同期リングが変速スリ
ーブの前方の係止面に係合し得る時間を長くするという
目的を有する。これと同じような作用は、同期回転数に
達した後でそれ以上の遅れによって同期リングの前方の
係止面を係合させるのに同期リングが必要とする時間を
短縮することによっても得られる。
これに従い、本発明の他の実施態様では、富内スリーブ
と同期リングの間に押圧要素が設けられ、この押圧要素
によって、同期リングが回転方向で案内スリーブよりも
後方の位置に保持される。すなわち、この抑圧安系は、
同期回転数が達成された後で遅れて同期リングに作用す
る。従って、普通の変速速度のときに変速スリーブが係
止面の範囲から外れる前に、同期リングの後側の係止面
が変速スリーブの前側の係止面に当接する。その際、係
止面は、変速スリーブと同軸の歯車と共にクラッチ体を
加速することによって再び同期回転数が得られるまで、
作用する。
押圧要素はいろいろな方法で実施することができる。本
発明の好ましい実施態様では、押圧要素が同期装置の周
方向に延びるピンによって形成され、このピンがばねに
よって付勢され、かつその長手方向に摺動可能である。
このピンは同期リングの当接突起内に支承され、この当
接突起が案内スリーブの凹部に係合し、ピノの自由端が
回転方向前方の凹部の側面に接する。しかし、ピンが同
期リングの軸方向の突起内に支承され、かつその自由端
に斜面を備え、この斜面が、回転方向後方に向いた変速
スリーブの斜面に接するようにしてもよい。この変速ス
リーブの斜面は好ましくは変速スリーブの内歯部の短い
歯の端部に設けられている。
本発明の同期装置においては、変速スリーブの非対称の
係止面と、押圧要素を案内スリーブと同期リングの間に
設けることができる。なぜなら、装置の作用が補われる
からである。従って、両構造体をこのように組み合わせ
ることにより、低温引っ掻きを回避するためのきわめて
効果的な手段が期待さ、れる。更に、本発明の手段は、
西独国特許出願第3411351.7号明細書記載の手
段と組み合わせることができる。この後者の手段の目的
は、同期回転数の達成およびそれと関連する軸方向力の
相殺と、クラッチ体の外歯内への変速スリーブの内歯の
挿入との間の時間に発生しうる同期の損失を回避するこ
とである。
以下、図に示した実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。以下の記載と図から推察することができる特徴は
、異なる実施例において、単独であるいは任意に複数組
み合わせて用いることができる。
第1〜5図に示した装置部分は軸lを備えている。この
軸に、案内スリーブ2が歯部3によって、相対回転しな
いようにかつ軸方向に摺動しないように固定されている
。案内スリーブ2の両側において、歯車4.5が軸1に
回転可能に軸受されている。歯車はその案内スリーブ2
の側に、それぞれクラッチ体10.11を装着した軸方
向の延長部6.7を備えている。クラッチ体10.11
はその内歯部が延長部6.7の外歯にかみ合っているの
で、付設の歯車4.5に相対回転しないように連結され
ている。クラッチ体はそれぞれ円錐面12.13を備え
ている。この円錐面はそれぞれ同期リング14.15の
ための相手方円錐を形成している。クラッチ体10.1
1は更に、円錐面12.13に接する部分の外周に、そ
れぞれ外歯部16,17を備えている。この外歯部は、
案内スリーブ2の外周の外歯部!8と同じ直径とピッチ
を有する。この歯部には、変速スリーブ20の内歯部1
9がかみ合う。変速スリーブはその中立位置で案内スリ
ーブ2の中央平面に対して同心的に設けられ、中央の環
状溝22を備えている。この環状溝に係止法21が係合
している。係止法21はそれを付勢するコイル圧縮ばね
23と共に、案内スリーブ2の半径方向孔24内に設け
られている。
歯車4.5は、軸1に対して平行な中間軸27に固定さ
れた歯車25.26にかみ合っている。
従って、装置が回転している場合には、軸1に回転可能
に軸受された歯車4.5は、中間軸27に設けられた歯
車25.26によって常に連行回転される。所定の速度
へのシフトは公知のごとく、変速スリーブ20を軸方向
に摺動させることによって、隣の歯車4.5のクラッチ
体の外歯部16゜17に変速スリーブをかみ合わせるこ
とにより、行われる。これによって、変速スリーブとか
み合う歯車と駆動軸1が固定連結される。
第1図に示した装置部分は自動車の変速装置の第−速と
第2速を含む。変速スリーブ20が第1速に付設された
、第1図で右側の歯車5に連結されると、第2速に付設
された歯車4は歯車5よりも速い速度で回転する。更に
、第2.4図に記入した矢印は変速スリーブ20を備え
た軸lの回転方向を示している。歯車4は付設のクラッ
チ体10およびその歯16と共に、回転方向28におい
て変速スリーブ20よりも先行する。
今、第1速から第2速へ切り換えると、すなわち増速す
ると、変速スリーブがクラッチ体11の外歯部17から
外れて、第1図に示す中立位置に達する。変速スリーブ
を第1〜3図において左方へ歯車4に向かって更に移動
させると、変速スリーブは押し付はブロック29を介し
て隣の同期リング14を連行し、それによって同期リン
グをクラッチ体10の円錐面I2に係合させる。この摩
擦結合により、同期リング14は迅速に回転する歯車4
によってクラッチ体10−と共に回転方向28に連行さ
れ、軸方向の当接突起30が案内スリーブ2の凹部32
の、回転方向28と反対側の側面31に接触する。同期
リングは外歯部を備えている。この外歯部はクラッチ体
の外歯部と変速スリーブの内歯部に対応する。歯33は
変速スリーブの歯34の側のその端部に、斜めの係止面
35゜36を備えている。この係止面は変速スリーブ2
0の歯に形成された対応する斜めの係止面37゜38に
作用する。同期リング14が前記の位置にあるときには
、回転方向28後方にある変速スリーブの係止面38が
、回転方向前方にある、同期リングの歯33の係止面3
5に接触する。係止面を介して同期リング14に作用す
る軸方向の力により、同期リングは隣のクラッチ体の円
錐面12に押し付けられる。従って、変速スリーブ、同
期リングおよびクラッチ体と歯車の同期が達成されるま
で、クラッチ体は歯車4によって制動される。
その際、変速スリーブの歯部19は同期リングとクラッ
チ体をやや回転しながらクラッチ体の外歯部16にかみ
合うことができる。このかみ合いを容易にするために、
クラッチ体の外周の歯は変速スリーブの側のその端部に
、屋根状の斜面39゜40を備えている。
装置の自然の回転抵抗、すなわち軸受摩擦および装置オ
イルの制動効果は、高速用歯車の回転数を増速時に低下
させる方向に働く。特に、装置が冷えているときには、
オイルの制動力が御粘性のため強いので、連結される歯
車の回転数がクラッチによって急速に低下する。従って
、クラッチ体と変速スリーブの間に同期が発生するので
、同期リングは所定の位置をとらず、変速スリーブの歯
34は同期リングの歯33の間に抵抗なく入ることがで
きる。この場合、隣の歯車とクラッチ体10を同期させ
る軸方向の力が同期リングに加わらない。従って、変速
スリーブの歯部がクラッチ体の歯部に到達したときに既
に、歯車4がクラッチ体IOと共に変速スリーブよりも
低い回転数になるので、この歯部10の間に相対回転が
生じる。
装置を変速する際、対応する歯の端部の屋根状斜面の相
互の滑りははっきり感じ取れる程であり、騒音を発生す
ることになる。この騒音は“引っ掻き”、特に“低温引
っ掻き°と呼ばれる。なぜなら、主として、装置が冷え
ているときに、この騒音が発生するからである。
本発明による装置の場合には、変速スリーブの歯34に
係止面37.38を非対称に形成することにより、前記
作用を大幅に減じることができる。
この両像止面は軸方向に対して同じ傾斜を有するが、歯
34の長手中心に関してずれているので、回転方向28
前方の係止面37は回転方向後方の係止面38よりも軸
方向の長さが大きくなっている。一点鎖線で示すように
変速スリーブ20の歯34を対称に形成すると、この歯
が同期リング14の歯33の間に入るときに、同期を行
うことができない。なぜなら、同期のために必要な軸方
向力を伝達する面が出会うことができないからである。
一方、本発明による装置の場合には同期リングが歯車の
クラッチ体と共に制動され、それによって変速スリーブ
に対して遅れる、すなわち変速スリーブに対して回転方
向28と反対方向に相対運動を行うときに、同期リング
の隣の歯33の後ろ側の係止面36との係合が距離りに
わたって行われる。回転方向前方の係止面37は軸方向
において、回転方向後方の係止面38よりも距離りだけ
長くなっている。
ずなわら、低温引っ掻きを生じる程装置の制動が強く行
われると、回転方向後方の同期リングの係上面36は、
軸方向に延長した、変速スリーブの前の係止面37に当
接し、それによって変速スリーブの中へのそれ以上の押
し込みを陰止する。
その結果、軸方向の力がこの係止面を介して同期リング
に作用する。この軸方向の力は従来の方法でクラッチ体
との歯車の同期を強制する。同期達成時に、騒音を発生
しないで、変速スリーブを連結位置に押し込むことがで
きる。
係止面37.38を備えた変速スリーブ20の内歯部の
歯34の端部が、クラッチ体の外歯部16の端部の屋根
状斜面39.40に衝突するときに、変速スリーブの歯
34がクラッチ体の歯16の間の間隙に対向するまで、
斜面は、変速スリーブと相対的にクラッチ体10を回転
させながら互いに滑る。第2.3図において一点鎖線で
示すように従来のごとく歯16を対称に形成する場合に
は、変速スリーブの歯34の短い係止面38が相手面に
衝突するか長い係止面37が衝突するかに応じて滑動距
離が異なる。この異なる長さの滑動距離は、装置の変速
の際にはっきりと感じとられ、不快である。長さの異な
るこの滑動距離を回避するために、図示の実施例では、
クラッチ体の歯16の屋根状斜面39.40も非対称に
形成されている。すなわち、回転方向前方の屋根状斜面
39の軸方向長さが回転方向28後方の屋根状斜面40
よりも長くなっており、そして第3図に示すように変速
スリーブの歯34がそれぞれクラッチ体の歯部16の間
隙に対向するときに、変速スリーブの歯34の係止面3
7.38の間の頭頂部41が、クラッチ体10の歯部1
6の頭頂部42の間のほぼ中央に配置される。
第1〜5図に示す実施例の場合には更に、ばね43によ
って付勢されたピン44が同期リング14の当接突起3
0に摺動可能に支承されている。
このピンは案内スリーブ2の凹部32の、回転方向と反
対側の側面31に支持されている。周方向に延びるこの
ピンは、案内スリーブ2と相対的に同期リングを回転方
向28と反対方向に回転させようとする。
冒頭で述べたように高速にギヤを入れる際に、歯車4と
クラッチ体10が案内スリーブおよび同期リング14よ
りも速く回転すると、連結時に発生する、同期リングと
クラッチ体間の摩擦結合によって、同期リングは第2図
に示した位置に連行される。゛この場合、ピン44を付
勢するばね43が圧縮される。
同期回転が達成されると、クラッチ体10の円錐面から
同期リングに作用する回転モーメントが消滅するので、
ばね43は減張する。これによって、当接突起30が、
回転方向28側の四部32の対向側面45に当接するま
で、同期リングは案内スリーブ2と相対的に回転方向と
反対方向に回転する。それによって、同期リング■4の
歯33の後側の係止面36が加速されて回転方向前方の
歯34の係止面37に係合するので、“低温引っ掻き”
を阻止する上記の同期過程が再び発生する。
同期回転数に達したときにばねで付勢したピン44によ
って同期リングの位置を交替させることにより、当該の
両手段の組み合わせが非常に有効であるときにも、変速
スリーブの歯34の非対称の係止面を省略することがで
きる。
第6.7図は、第4.5図のビン構造体の変形実施例を
示している。この場合、同期リング14の当接突起30
内に設けられてばね51によって付勢されたピン52は
、凹部32の側面31に作用しないで、変速スリーブの
短い歯55の斜めの端部に作用する。
第2図に示した同期リング14の位置から出発して、変
速スリーブが同期リングの方へ軸方向に摺動すると、変
速スリーブの短い歯55の傾斜面54が、ピン52の円
錐面53に当接し、ばね51の力に抗してピンを押し戻
す。変速スリーブおよび同期リングの係止面と同期リン
グおよびクラッチ体の円錐面が協同することによって、
同期が達成されると − この場合変速スリーブは軸方
向に続けて移動することができるー 、変速スリーブの
短い歯55の端部の傾斜面54と、ピン52の端部の円
錐面53の作用により、同期リングが、変速スリーブ2
0の軸方向の移動に依存してばね51の減張によって急
速に他の係止位置に回転する。この係止位置は、装置の
制動力に逆らって、輪軸を同期回転数まで加速して、騒
音のない連結を行うことができる。
本発明は図示の実施例に限定されない。特に、傾斜面と
抑圧ピン構造体の組み合わせが非常に良い結果をもたら
す場合でも、この傾斜面と押圧ピン構造体を単独で用い
ることができる。更に、変速スリーブの歯の係止面の代
わりに、あるいはこの係止面に加えて、同期リングに取
り付けられた歯の回転方向後側の係止面を軸方向に延長
させることができる。更に、本発明に係る手段と、西独
間特許出願3411351.7号明細書に記載された手
段とを組み合わせることもでき−る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る同期装置を備えた装置部分の断面
図、第2図は、第2図の装置部分の■−■線に沿った円
筒面の展開拡大図、第3図は、第2図に係る構造体の変
速スリーブと同期リングの同期回転の瞬間の状態を示す
図、第4図は、第1図の装置の■−IV線に沿った部分
拡大断面図、第5図は、第4図の■−■線に沿った断面
図、第6図は、本発明の同期装置の他の実施例の、第4
図と同様な図、第7図は、第6図の構造体の第5図と同
様な図である。 2 ・・・ 案内スリーブ 4 ・・・ 歯車 10・・・ クラッチ体 14・・・ 同期リング 16・・・ 外歯部 19・・・ 内歯部 20・・・ 変速スリーブ 28・・・ 回転方向 30・・・ 当接突起 3I・・・ 側面 32・・・ 凹部 36.37.38・・・係止面 39.40・・・屋根状部 41.42・・・頭頂部 43.51・・・ばね 44.52・・・ピン 53.54・・・斜面 55・・・歯

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、少なくとも一対の歯車と同期リングを備え、変速ス
    リーブと同軸の前記歯車が外歯を備えたクラッチ体を有
    し、変速スリーブを軸方向に摺動させることによって前
    記歯車が力を伝達および伝達解除することができ、変速
    スリーブが案内スリーブを介して相対回転しないように
    軸に連結され、かつ内歯を備え、前記同期リングが周方
    向においてクラッチ体に形状補完的にそしてクラッチ体
    に摩擦的に連結され、かつ変速スリーブのための係止面
    を備え、この係止面が、同期回転数のときに初めて、変
    速スリーブの内歯とクラッチ体の外歯の係合を可能にす
    る、変速クラッチ用同期装置、特に自動車の変速装置の
    変速クラッチ用同期装置において、変速スリーブ(20
    )と同軸の歯車(4)を同期回転数よりも上の回転数か
    ら同期回転数よりも低い回転数までシフトアップする際
    に、油の強い粘性によって同期回転を達成した後で、回
    転方向(28)前方の変速スリーブ(20)の係止面(
    37)と、回転方向後方の同期リング(14)の係止面
    (36)を係合させるための手段を備えていることを特
    徴とする同期装置。 2、回転方向(28)前方の変速スリーブ(20)の係
    止面(37)の軸方向長さが、回転方向後方の係止面(
    38)よりも長いことを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の同期装置。 3、クラッチ体(10)の外歯部(16)の屋根状部(
    39、40)が、変速スリーブ(20)の係止面(37
    、38)と同様に、非対称に形成され、ギヤを入れると
    きに、変速スリーブ(20)の係止面(37、38)の
    間の頭頂部(41)が、クラッチ体(10)の外歯部の
    隣接する二つの歯(16)の屋根状部(39、40)の
    間の頭頂部(42)のほぼ中央に設けられていることを
    特徴とする特許請求の範囲第2項記載の同期装置。 4、案内スリーブ(2)と同期リング(14)の間に押
    圧要素(41、42)が設けられ、この押圧要素によっ
    て、同期リング(14)が回転方向(28)で案内スリ
    ーブ(2)よりも後方の位置に保持されることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項から第3項までのいずれか一
    つに記載の同期装置。 5、押圧要素が同期装置の周方向に延びるピン(44、
    52)によって形成され、このピンがばね(43、51
    )によって付勢され、かつその長手方向に摺動可能であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の同期装
    置。 6、ピン(44)が同期リング(14)の当接突起(3
    0)内に支承され、この当接突起が案内スリーブの凹部
    (32)に係合し、ピンの自由端が回転方向(38)前
    方の凹部(32)の側面(31)に接することを特徴と
    する特許請求の範囲第5項記載の同期装置。 7、ピン(51)が同期リングの軸方向の突起(30)
    内に支承され、かつその一自由端に斜面(53)を備え
    、この斜面が、回転方向後方に向いた変速スリーブ(2
    0)の斜面(54)に接することを特徴とする特許請求
    の範囲第5項記載の同期装置。 8、変速スリーブの斜面(54)がその内歯部(19)
    の短い歯(55)の端部に設けられていることを特徴と
    する特許請求の範囲第7項記載の同期装置。
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