JP3607877B2 - Synchronous transmission gear unit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単一軸の回転動力を複数の軸に分配して所定速比で同期伝動させる同期伝動歯車装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、モータ軸等の高速回転動力を、複数の出力軸に分配して減速し、所定速比で同期伝動させる同期伝動歯車装置としては、図5に示すように、モータMの出力回転を、先ずギヤ減速機構Gを用いて減速し、それからその減速された動力をギヤ分配伝動機構Bを介して複数の出力軸j、jに伝動する構造が一般的であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来技術では、ギヤ分配伝動機構においては、ギヤ減速機構によって減速された低速で高トルクの回転動力を複数に分配させるようになるので、ギヤ分配伝動機構2の要素である円筒歯車や傘歯車、或いはウォーム歯車等の伝動歯車が、高トルクに耐えうるように寸法や重量が大きくなり、結果としてギヤ分配伝動機構が大型化、重量化する傾向にあった。
【0004】
又、複数の出力軸どうしの同期速度を変更するには、高トルク伝動を行うギヤ分配伝動機構における前述の要素を変更する必要があるので、前記伝動歯車の変更が大袈裟なものになる。つまり、従来の同期伝動歯車装置では、装置全体として大きくなり易いものであったとともに、同期速度の変更が簡単に行い難いものでもあり、装置の大きさや融通性の点で改善の余地が残されているように思えるものであった。
【0005】
上記実状に鑑みて本発明の目的は、伝動構造を工夫することにより、コンパクト化できるとか、小規模な部品変更によって同期速度の変更が行えるといった利点を備えた同期伝動歯車装置を提供する点にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1の構成は、同期伝動歯車装置において、入力軸1の回転動力を分配させて互いに平行な複数の中間回転体2に伝える分配伝動手段aを備えるとともに、それら複数の中間回転体2毎に、該中間回転体2の回転動力を減速して前記中間回転体2の軸心と同じ軸心を有する出力軸3に伝達させる遊星歯車機構bを設けてあり、前記分配伝動手段aは、複数の前記中間回転体2毎に対応してそれら中間回転体2に連動連結自在な複数の駆動側回転体2aを有し、前記分配伝動手段aを覆う分配ケース8と、前記遊星歯車機構bを覆う減速ケース11とが分離及び接合自在に構成されるとともに、これら両ケース8,11の接合に伴って互いに対応する前記中間回転体2と前記駆動側回転体2aとが連動連結され、かつ、前記両ケース8,11の分離に伴って前記中間回転体2と前記駆動側回転体2aとの連動連結が解除される状態に構成してあり、前記減速ケース11は、前記複数の遊星歯車機構b毎に設けられ、これら複数の減速ケース11が、共通の取付フレーム23に連結されて一体化され、前記分配ケース8は、前記複数の減速ケース11に対して分離及び接合自在に構成されていることを特徴とする。
請求項1の構成によれば、先に回転動力を複数の中間回転体に分配し、それから遊星歯車機構によって減速させることになるから、分配伝動手段では高速低トルクの回転を伝動すれば良いものとなり、歯車やチェーン等の分配伝動手段における要素となる部品は低トルクに耐える小型或いは小規模なもので済むようになる。そして、中間回転体の回転動力を遊星歯車機構によって減速させて中間回転体と同軸心の出力軸に出力させるから、中間回転体と遊星歯車機構と出力軸とが一直線上に並んだ構造になり、複数の出力軸配置と分配伝動手段における中間回転体の配置とが一纏めのレイアウトで済むようになる。又、遊星歯車機構は、高速低トルクの回転動力を低速高トルクに減速させる一般的なもので良く、先に分配伝動手段を設けてことによって大型化するものではないから、先ず減速させてから分配させる構造を採る従来の同期伝動歯車装置に比べて、分配伝動手段が小型化できる分、装置全体としての大きさをコンパクトすることが可能になる。
また、請求項1の構成によれば、分配伝動手段を囲繞する分配ケースと、遊星歯車機構を囲繞する減速ケースとが着脱時自在であって、必要に応じて両ケースを分離させることができるから、前記両ケースが一体化されている場合に比べて、ケース内部の点検・整備等のメンテナンスが行い易くなる。又、分配伝動手段や遊星歯車機構の緒元変更を、両ケースを分離させた状態で便利に行うことができるようになるとともに、各ケースや分配伝動手段又は遊星歯車機構を別のものに取り替える等、構成に融通が効き易いものとなる。
【0007】
請求項2の構成は、請求項1の構成において、複数の遊星歯車機構は、互いに中間回転体の軸方向に位置ずれする状態に相対配置されていることを特徴とするものである。
請求項2の構成によれば、太陽歯車の軸心を中心とした円形状に構成される遊星歯車機構を、互いに中間回転体の軸方向に位置ずれさせて相対配置してあるから、遊星歯車に内接咬合するリング歯車等の遊星歯車機構における最大径を規定する部分どうしの中間回転体の軸方向位置が一致しないようにして、隣合う遊星歯車機構どうしを、それらの太陽歯車の軸心どうしを結ぶ方向にてより接近させることができる。従って、隣合う遊星歯車機構どうしの中間回転体の軸方向位置が一致している場合に比べて、隣合う出力時の軸間距離をより接近させることができ、装置としての小型化が可能になる。
【0009】
請求項3の構成は、請求項1又は2の構成において、中間回転体が受動側中間軸に、かつ、前記駆動側回転体が駆動側中間軸に夫々構成されるとともに、前記中間回転体の軸心方向移動によって前記分配ケースと前記減速ケースとの分離及び接合が自在に構成されていることを特徴とする。請求項3の構成によれば、分配伝動手段と遊星歯車機構とを、軸どうしの連結及び解除によって伝動状態と伝動遮断状態とに区別できるようにし、かつ、中間回転体の軸心方向移動によって両ケースの分離及び接合が自在であるから、分配ケースと減速ケースの分離に従って自動的に伝動も絶たれ、両ケースの接合に従って自動的に伝動状態になる。つまり、両ケースの分離及び接合操作のみで、分配伝動手段と遊星歯車機構との伝動解除及び伝動連結が行えるのである。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1に同期伝動歯車装置の構造を示す展開図が、図2に減速ケースの正面図が夫々示されている。この同期伝動歯車装置Aは、電動モータやエンジン等の駆動源に連動連結される入力軸1の高速回転動力を、分配伝動手段aによって2本の中間軸2,2に所定速比(ここでは、1:1)に分配してから、速比が同じ2段構成の遊星歯車機構bによって減速して各々の出力軸3,3に伝達するように構成されている。
【0012】
分配伝動手段aは、チェーンやベルト等の無端回動帯4を介して回転動力が入力される入力軸1と、2本の駆動側中間軸(駆動側回転体の一例)2a,2aと、入力軸1に装備された入力平歯車5と、各駆動側中間軸2aに装備された受動平歯車6,6と、1個の中間平歯車7とを分配ケース8に内装して成る歯車伝動機構に構成されている。入力平歯車5は一方の受動平歯車6には直接に咬合され、もう一方の受動平歯車6には中間平歯車7を介して咬合されており、2本の駆動側中間軸2a,2aは互いに等速で、かつ、逆向きに回転するように構成されている。
【0013】
遊星歯車機構bは、各中間軸2毎に独立して装備されており、各々が第1遊星減速機構9と、第2遊星減速機構10とを減速ケース11に内装して構成されている。第1遊星減速機構9は、駆動側中間軸2aにスプラインボス12を介して連動連結される受動側中間軸(中間回転体の一例)2bと、駆動側中間軸2aに相対回動不能に支持された第1リング歯車13と、受動側中間軸2bに装備された第1入力歯車(太陽歯車)14と第1リング歯車13との双方に咬合する複数の第1遊星歯車15と、これら複数の第1遊星歯車15を回転自在に支持する第1キャリア16とから構成されている。
【0014】
第2遊星減速機構10は、第1キャリア16に連動連結される第2入力軸17と、減速ケース11の一部を兼ねる第2リング歯車18と、第2入力軸17に装備された第2入力歯車(太陽歯車)19と第2リング歯車18との双方に咬合する複数の第2遊星歯車20と、これら複数の第2遊星歯車20を回転自在に支持する第2キャリア21とから構成されている。そして、第2キャリア21の回転動力を、スプライン嵌合構造によって大径の出力軸3に伝達するように構成されている。
【0015】
駆動側中間軸2aと受動側中間軸2bとで成る中間軸2の軸心Pは、即ち出力軸3の軸心であり、互いに平行な2つの出力軸3,3は、互いに逆回転する減速された等速の回転動力を取出せるようになっている。
【0016】
減速ケース11は、中間軸2の軸方向視で円形を呈し、入力側ケース部11aと、出力側ケース部11bと、これらの間に介装される第2リング歯車18との3部品で構成されている。そして、2組の減速ケース11,11を固定して連結一体化する取付けフレーム23を設けてあり、この取付けフレーム23をボルト止めすること等により、同期伝動歯車装置Aを装置固定部(図示省略)に取付けて配置することができるように構成されている。
【0017】
取付けフレーム23は、台座23aと、取付プレート部23bと、周縁プレート部23cとから形成され、入出力ケース部11a,11b、及び第2リング歯車18の三者を一体化する連結ボルト22を用いて、2組の減速ケース11,11の夫々に共締め連結されている。つまり、2個の減速ケース11,11は、取付けフレーム23を用いて連結することで一体化されている。
【0018】
入力側に1本の入力軸1が、かつ、出力側に2本の駆動側中間軸2a,2aが突設された状態の分配ケース8と、減速ケース11とは、中間軸2の軸心P方向の相対移動によって分離及び接合が自在であり、分配ケース8の出力側フランジ8fと、入力側ケース部11aのフランジである入力側フランジ11fとをボルト連結することにより、分配ケース8と2組の減速ケース11,11とが一体化される。
【0019】
つまり、取付ボルト24の操作により、分配ケース8と減速ケース11とを軸心P方向に沿って相対接近移動すれば、受動側中間軸2bに装備されたスプラインボス12と駆動側中間軸2aとが嵌合して連動連結されるとともに、分配ケース8と減速ケース11とを軸心P方向に沿って相対分離移動すれば、スプラインボス12と駆動側中間軸2aとのスプライン嵌合が離脱されて連動連結が解除されるようになっている(図3参照)。
【0020】
2本の中間軸2には高速低トルクの回転動力が伝達されることとなるので、中間平歯車7等の分配伝動手段aの各要素は小型のもので済み、分配伝動手段a自体は規模の小さなものとなる。そして、遊星歯車機構bは高速低トルクの回転動力を低速高トルクに減速させるものであって、先ず減速させてから分配させる構造を採る従来の同期伝動歯車装置における減速機構より規模が大きくなるものではないから、装置全体としての大きさをコンパクト化できる利点がある。
【0021】
又、分配伝動手段aと遊星歯車機構bとが着脱自在であるから、これら両者が一体化されている場合に比べて、分配伝動手段aの変速比や回転方向等の変更、或いは遊星歯車機構bの緒元変更といった部分的変更が行い易く、変更の融通が効いて汎用性に優れるようにできる利点も有している。例えば、分配伝動手段aの速比変更、遊星歯車機構bの一方の遊星歯車機構の最終段以外の速比変更により、出力軸3,3の同期分配の比率を簡単に変更することができる。また、分配伝動手段aに分配用アイドラ歯車を設け、このアイドラ歯車の有無により、出力軸3,3の回転方向を同一方向、逆方向のいずれかにすることに対応できる。
【0022】
〔別実施形態〕
《1》 図4に示すように、複数の遊星歯車機構b、bが、互いに中間回転体の軸心P方向に位置ずれする状態に相対配置された同期伝動歯車装置Aでも良い。即ち、一方の中間軸2の長さを延長するとともに、その一方の遊星歯車機構bと分配伝動手段aとを円筒状等の連結ケース25を介して連結する構造として、遊星歯車機構bとしての最大径を規定する第2リング歯車18部分を軸心P方向にずらすことにより、軸心P方向視において遊星歯車機構b、bが互いに入り込む状態としてある。これにより、出力軸3,3の軸間距離をより短くできるとともに、同期伝動歯車装置Aとしての幅方向寸法のコンパクトが可能になる。
【0023】
《2》 受動平歯車6を、これ単品で分配ケース8に回転自在に軸支させるとともに、第1入力歯車14を備えた中間軸2を大きく突設し、分配ケース8と減速ケース11との接続操作に伴って、中間軸2と受動平歯車6とが直接にスプライン嵌合する構造も可能である。この場合は、中間軸2が請求項1に記載の「中間回転体」に相当し、かつ、受動平歯車6が請求項1に記載の「駆動側回転体」に相当する。
【0024】
《3》 第1入力歯車14を、これ単品で減速ケース11に回転自在に軸支させるとともに、受動平歯車6に連動連結された駆動側中間軸2aを大きく突設し、分配ケース8と減速ケース11との接続操作に伴って、駆動側中間軸2aと第1入力歯車14とが直接にスプライン嵌合する構造も可能であり、この場合は、第1入力歯車14が請求項1に記載の「中間回転体」に相当し、かつ、駆動側中間軸2aが請求項1に記載の「駆動側回転体」に相当する。
【0025】
《4》 例えば、分配ケース8が複数の傘歯車を出力回転体として備え、減速ケース11の入力回転体として前記傘歯車に咬合する傘歯車を備え、分配ケース8を減速ケース11に対する横方向のスライド移動によって両傘歯車どうしの咬合及び分離がなされる構造とすることも可能である。
【0027】
《5》 分配伝動手段aは、チェーン伝動機構やベルト伝動機構、或いは油圧伝動機構等種々の変更が可能であり、歯車伝動機構には限らない。
【0028】
【発明の効果】
請求項1に記載の同期伝動歯車装置では、回転動力を複数に分配する分配伝動手段を、減速部である遊星歯車機構よりも伝動上手側に配置することにより、必要な機能を備え、かつ、分配後の軸レイアウト設計が行い易いものとしながら、装置全体のコンパクト化を図ることができた。
また、請求項1に記載の同期伝動歯車装置では、分配ケースと減速ケースとを着脱自在に連結させる工夫により、分配変速比、減速比等の緒元変更やケース変更等が行い易いものとなり、設計変更の融通性に優れるとともにメンテナンス性にも優れる合理的なものとしながら、前記効果を奏することができた。
【0029】
請求項2に記載の同期伝動歯車装置では、遊星歯車機構どうしを中間回転体の軸方向に位置ずれさせる工夫により、出力軸の軸間距離を短くできるとか、それによって装置の幅方向寸法のコンパクト化を可能としながら、請求項1の構成による前記効果を奏することができた。
【0031】
請求項3に記載の同期伝動歯車装置では、請求項1又は2の構成による前記効果を奏するとともに、分配ケースと減速ケースの接合及び分離操作によって、分配伝動手段と遊星歯車機構との伝動連結及び伝動解除が一挙に為される便利なものにできた。
【図面の簡単な説明】
【図1】同期伝動歯車装置の構造を示す展開図
【図2】減速ケース及び取付けフレームを示す正面図
【図3】分配ケースと減速ケースとの分離状態を示す概略図
【図4】遊星歯車機構が軸方向に位置ずれした同期伝動歯車装置の系統図
【図5】従来の同期伝動歯車装置の概略構成を示すブロック図
【符号の説明】
1 入力軸
2 中間回転体
2a 駆動側回転体
2b 受動側中間軸
8 分配ケース
11 減速ケース
18 リングギヤ
a 分配伝動手段
b 遊星歯車機構
P 中間回転体の軸心[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a synchronous transmission gear device that distributes rotational power of a single shaft to a plurality of shafts and performs synchronous transmission at a predetermined speed ratio.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a synchronous transmission gear device that distributes high-speed rotational power such as a motor shaft to a plurality of output shafts, decelerates, and synchronously transmits at a predetermined speed ratio, as shown in FIG. First, a structure is generally used in which the gear is decelerated using a gear reduction mechanism G, and then the reduced power is transmitted to a plurality of output shafts j and j via a gear distribution transmission mechanism B.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the prior art, the gear distribution transmission mechanism distributes a plurality of low-speed, high-torque rotational powers that are decelerated by the gear reduction mechanism, so that a cylindrical gear or a bevel gear that is an element of the gear
[0004]
Further, in order to change the synchronous speed among the plurality of output shafts, it is necessary to change the above-described elements in the gear distribution transmission mechanism that performs high torque transmission, so that the change of the transmission gear becomes significant. In other words, the conventional synchronous transmission gear device is likely to be large as a whole device, and it is difficult to easily change the synchronous speed, leaving room for improvement in terms of the size and flexibility of the device. It seemed to be.
[0005]
In view of the above situation, an object of the present invention is to provide a synchronous transmission gear device that has the advantage that it can be made compact by devising the transmission structure, or the synchronous speed can be changed by small-scale component changes. is there.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The configuration of claim 1, the synchronous transmission gear device provided with a dispensing transmission means a tell by distributing the rotational power of the input shaft 1 to the
According to the first aspect of the present invention, the rotational power is first distributed to the plurality of intermediate rotating bodies and then decelerated by the planetary gear mechanism. Therefore, the distributing transmission means only needs to transmit high-speed and low-torque rotation. Thus, the components that are elements in the distribution transmission means such as gears and chains can be small or small-sized to withstand low torque. Since the rotational power of the intermediate rotating body is decelerated by the planetary gear mechanism and output to the output shaft coaxial with the intermediate rotating body, the intermediate rotating body, the planetary gear mechanism, and the output shaft are arranged in a straight line. The arrangement of the plurality of output shafts and the arrangement of the intermediate rotator in the distribution transmission means can be made into a single layout. In addition, the planetary gear mechanism may be a general one that decelerates the rotational power of high speed and low torque to low speed and high torque, and is not enlarged by providing the distribution transmission means first. Compared to a conventional synchronous transmission gear device that adopts a structure for distributing, the size of the entire device can be made compact as much as the distribution transmission means can be reduced in size.
According to the first aspect of the present invention, the distribution case surrounding the distribution transmission means and the speed reduction case surrounding the planetary gear mechanism can be freely attached and detached, and both cases can be separated as necessary. Therefore, it becomes easier to perform maintenance such as inspection and maintenance inside the case as compared with the case where both the cases are integrated. In addition, it is possible to conveniently change the specifications of the distribution transmission means and the planetary gear mechanism with both cases separated, and each case, distribution transmission means or planetary gear mechanism is replaced with another one. For example, flexibility is easily applied to the configuration.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the plurality of planetary gear mechanisms are relatively arranged so as to be displaced from each other in the axial direction of the intermediate rotating body.
According to the configuration of
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect , the intermediate rotating body is configured as a passive-side intermediate shaft, and the driving-side rotating body is configured as a driving-side intermediate shaft. The distribution case and the speed reduction case can be freely separated and joined by movement in the axial direction. According to the configuration of
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a development view showing the structure of the synchronous transmission gear device, and FIG. 2 is a front view of the reduction case. In this synchronous transmission gear device A, the high-speed rotational power of the input shaft 1 linked to a drive source such as an electric motor or an engine is transferred to the two
[0012]
The distribution transmission means a includes an input shaft 1 to which rotational power is input via an endless rotation band 4 such as a chain or a belt, two drive side intermediate shafts (an example of a drive side rotating body) 2a and 2a, A gear transmission comprising an input spur gear 5 mounted on the input shaft 1,
[0013]
The planetary gear mechanism b is provided independently for each
[0014]
The second planetary
[0015]
The axis P of the
[0016]
The
[0017]
The mounting
[0018]
The
[0019]
That is, if the
[0020]
Since high-speed and low-torque rotational power is transmitted to the two
[0021]
In addition, since the distribution transmission means a and the planetary gear mechanism b are detachable, the speed change ratio, the rotation direction, etc. of the distribution transmission means a are changed or the planetary gear mechanism is compared with the case where both of these are integrated. It is easy to make partial changes such as changing the specifications of b, and it has the advantage that the flexibility of change is effective and the versatility can be improved. For example, the ratio of the synchronous distribution of the
[0022]
[Another embodiment]
<< 1 >> As shown in FIG. 4, a synchronous transmission gear device A may be used in which a plurality of planetary gear mechanisms b, b are arranged relative to each other so as to be displaced from each other in the direction of the axis P of the intermediate rotating body. That is, the length of one
[0023]
<< 2 >> The
[0024]
<< 3 >> The
[0025]
<< 4 >> For example, the
[0027]
<< 5 >> The distribution transmission means a can be variously changed such as a chain transmission mechanism, a belt transmission mechanism, or a hydraulic transmission mechanism, and is not limited to a gear transmission mechanism.
[0028]
【The invention's effect】
In the synchronous transmission gear device according to claim 1, the distribution transmission means that distributes the rotational power to a plurality of parts is provided on the transmission upper side than the planetary gear mechanism that is the reduction unit, and thus has a necessary function, and While making it easy to design the shaft layout after distribution, the entire device could be made compact.
Further, in the synchronous transmission gear device according to claim 1, by changing the distribution case and the reduction case in a detachable manner, it becomes easy to change the specifications of the distribution gear ratio, the reduction ratio, etc., the case change, etc. The above-mentioned effects could be achieved while making the design design flexible and rational with excellent maintainability.
[0029]
In the synchronous transmission gear device according to
[0031]
According to a third aspect of the present invention, the synchronous transmission gear device has the above-described effect by the configuration of the first or second aspect , and the transmission connection between the distribution transmission means and the planetary gear mechanism by the operation of joining and separating the distribution case and the reduction case. We were able to make it convenient to release transmission at once.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a development view showing the structure of a synchronous transmission gear device. FIG. 2 is a front view showing a reduction case and a mounting frame. FIG. 3 is a schematic view showing a separation state between a distribution case and a reduction case. System diagram of synchronous transmission gear device with mechanism displaced in the axial direction [FIG. 5] Block diagram showing schematic configuration of conventional synchronous transmission gear device [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記分配伝動手段aは、複数の前記中間回転体2毎に対応してそれら中間回転体2に連動連結自在な複数の駆動側回転体2aを有し、前記分配伝動手段aを覆う分配ケース8と、前記遊星歯車機構bを覆う減速ケース11とが分離及び接合自在に構成されるとともに、これら両ケース8,11の接合に伴って互いに対応する前記中間回転体2と前記駆動側回転体2aとが連動連結され、かつ、前記両ケース8,11の分離に伴って前記中間回転体2と前記駆動側回転体2aとの連動連結が解除される状態に構成してあり、
前記減速ケース11は、前記複数の遊星歯車機構b毎に設けられ、これら複数の減速ケース11が、共通の取付フレーム23に連結されて一体化され、
前記分配ケース8は、前記複数の減速ケース11に対して分離及び接合自在に構成されている同期伝動歯車装置。Distributing transmission means a that distributes the rotational power of the input shaft 1 and transmits it to a plurality of parallel intermediate rotating bodies 2 is provided, and the rotational power of the intermediate rotating body 2 is decelerated for each of the plurality of intermediate rotating bodies 2. A planetary gear mechanism b for transmitting to the output shaft 3 having the same axis as the axis of the intermediate rotator 2 ;
It said distribution transmission means a includes a plurality of said intermediate rotating bodies more freely operatively connected them to the intermediate rotating body 2 so as to correspond to every two driving-side rotator 2a, the transfer case cover the distributor transmission means a 8 And the speed reduction case 11 covering the planetary gear mechanism b are configured to be separable and joinable, and the intermediate rotating body 2 and the driving side rotating body 2a corresponding to each other when the two cases 8 and 11 are joined. And the interlocking connection between the intermediate rotating body 2 and the driving side rotating body 2a is released in conjunction with the separation of the cases 8 and 11 ;
The speed reduction case 11 is provided for each of the plurality of planetary gear mechanisms b, and the plurality of speed reduction cases 11 are connected to a common mounting frame 23 and integrated.
The distribution case 8 is a synchronous transmission gear device configured to be separable and connectable to the plurality of reduction case 11 .
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