JP5013724B2 - Assembly method of rack and pinion type steering device - Google Patents
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Description
本発明は、操舵力が入力されるピニオンと噛合するラックが設けられたラック軸と、該ラック軸の軸端部にねじ込まれる端部部品とを備える車両用のラックアンドピニオン式ステアリング装置の組立方法に関し、特にラック軸の軸端部への端部部品の組付方法に関する。 The present invention relates to an assembly of a rack-and-pinion steering device for a vehicle, which includes a rack shaft provided with a rack that meshes with a pinion to which a steering force is input, and an end part screwed into the shaft end of the rack shaft. More particularly, the present invention relates to a method of assembling end parts to the shaft end of a rack shaft.
ラックアンドピニオン式ステアリング装置において、ラック軸の両軸端部には、操舵輪に操舵力を伝達するタイロッドが連結される端部部品である1対のボールジョイントが連結される。通常、ボールジョイントは各軸端部にねじ込まれる。このため、各軸端部には、ボールジョイントのねじ込み時にラック軸が回動しないように、回止め用の工具を係合させる二面幅を有する1対の係合面(以下、「係合面対」という。)が形成される。さらに、ボールジョイントにも、ボールジョイントを回動させる工具が係合する係合面対が形成される(例えば特許文献1参照)。
ところで、係合面対を形成するためには、その加工が必要になる分、コストが上昇するので、ステアリング装置の製造コスト削減の観点からは、ラック軸の回止めのために、工具を係合させるためだけの係合面対の形成を廃止することが望ましい。さらに、端部部品であるボールジョイントについても、工具係合用の係合面対の形成を廃止することで、さらなるコスト削減が可能になる。 By the way, in order to form the engagement surface pair, the cost increases as much as the processing is required. From the viewpoint of reducing the manufacturing cost of the steering device, the tool is engaged to stop the rack shaft. It is desirable to eliminate the formation of the engagement surface pair only for mating. Further, with respect to the ball joint as the end part, the cost can be further reduced by eliminating the formation of the engagement surface pair for tool engagement.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項1〜3記載の発明は、ラック軸に回止め用工具を係合させるための専用の係合面を形成することなく、ラック軸の軸端部への端部部品のねじ込みを可能とすることにより、ラックアンドピニオン式ステアリング装置のコスト削減を図ることを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and the invention of Claims 1-3 does not form the exclusive engagement surface for engaging the tool for rotation to a rack axis | shaft. An object of the present invention is to reduce the cost of the rack and pinion type steering device by enabling the end part to be screwed into the shaft end of the rack shaft.
請求項1記載の発明は、操舵力が入力されるピニオンと、前記ピニオンが噛合するラックが設けられると共に操舵力を操舵輪に出力するラック軸と、前記ラック軸の軸端部に軸方向にねじ込まれる端部部品とを備えるラックアンドピニオン式ステアリング装置において、前記ラックは、前記歯部を形成するために設けられた平面部を有し、工具を前記平面部に係合させて前記ラック軸の回動を抑えた状態で、前記端部部品を前記軸端部にねじ込むラックアンドピニオン式ステアリング装置の組立方法である。 According to the first aspect of the present invention, a pinion to which a steering force is input, a rack that meshes with the pinion and a rack shaft that outputs the steering force to a steering wheel, and an axial end portion of the rack shaft in an axial direction are provided. In the rack and pinion type steering apparatus provided with an end part to be screwed, the rack has a flat part provided to form the tooth part, and the rack shaft is configured by engaging a tool with the flat part. This is a method for assembling a rack-and-pinion type steering device in which the end part is screwed into the end of the shaft in a state where the rotation of the shaft is suppressed.
請求項2記載の発明は、操舵力が入力されるピニオンと、前記ピニオンが噛合するラックが設けられると共に操舵力を操舵輪に出力するラック軸と、前記ラック軸の両軸端部である第1および第2軸端部にそれぞれ軸方向にねじ込まれる第1および第2端部部品とを備えるラックアンドピニオン式ステアリング装置において、前記第1端部部品を挟み込む第1工具により、前記第1端部部品を挟み付けた状態で回動させて前記第1軸端部にねじ込むと同時に、前記第2端部部品を挟み込む第2工具により、前記第2端部部品を挟み付けた状態で回動させて前記第2軸端部にねじ込むことを特徴とするラックアンドピニオン式ステアリング装置の組立方法である。 According to a second aspect of the present invention, there are provided a pinion to which a steering force is input, a rack in which the pinion is meshed, a rack shaft that outputs the steering force to the steered wheels, and both end portions of the rack shaft. In a rack and pinion type steering apparatus comprising first and second end parts screwed axially into the first and second shaft end parts, respectively, the first end is driven by a first tool sandwiching the first end part parts. at the same time in is pivoted state of sandwiching the parts component screwed into the first shaft end, the second tool sandwiching the second end piece, rotating in a state of sandwiching the second end piece And an assembly method of the rack and pinion type steering device, wherein the assembly is screwed into the end portion of the second shaft.
請求項3記載の発明は、請求項2記載のラックアンドピニオン式ステアリング装置の組立方法において、前記第1および前記第2端部部品をそれぞれ前記第1および前記第2工具により径方向に挟み付けた状態で回動させるものである。 According to a third aspect of the present invention, in the method for assembling the rack and pinion type steering apparatus according to the second aspect, the first and second end parts are sandwiched in the radial direction by the first and second tools, respectively. It rotates in the state where
なお、明細書または特許請求の範囲において、軸方向、径方向および周方向とは、それぞれ、ラック軸の軸線の方向、該軸線を中心とする径方向および該軸線を中心とする周方向を意味する。 In the specification or claims, the axial direction, the radial direction, and the circumferential direction mean the axial direction of the rack shaft, the radial direction around the axis, and the circumferential direction around the axis, respectively. To do.
請求項1記載の発明によれば、次の効果が奏される。すなわち、端部部品がラック軸の軸端部にねじ込まれるときに、ラック軸の回止めを行うための工具を係合させる係合面として、歯部を形成するためのラックの平面部が利用されることから、回止め用工具を係合させる専用の係合面をラック軸に形成する加工が不要になるので、ラックアンドピニオン式ステアリング装置のコストが削減される。
請求項2記載の発明によれば、次の効果が奏される。すなわち、第1端部部品を挟み込む第1工具による前記第1端部部品の回動と第2端部部品を挟み込む第2工具による第2端部部品の回動とを同時に行うことで、ラック軸の回止めが行われ、しかも第1,第2端部部品がそれぞれ第1,第2軸端部にねじ込まれるので、第1,第2端部部品がそれぞれラック軸の第1,第2軸端部にねじ込まれるときに、ラック軸に回止め用工具を係合させる必要がない。この結果、回止め用工具を係合させるための専用の係合面をラック軸に形成する加工が不要になるので、ラックアンドピニオン式ステアリング装置のコストが削減される。
請求項3記載の事項によれば、第1,第2工具がそれぞれ第1,第2端部部品を掴持した状態で、両工具により両端部部品を同時に回動させてそれぞれ第1,第2軸端部にねじ込むので、ラック軸において回止め用の専用の係合面の形成が不要になることに加えて、各端部部品についても、回動用工具を係合させる専用の係合面を形成する加工が不要になるので、ラックアンドピニオン式ステアリング装置のコストが一層削減される。
According to invention of
According to invention of
According to the third aspect of the present invention, in the state where the first and second tools respectively hold the first and second end parts, the both end parts are simultaneously rotated by the two tools, respectively. Since it is screwed into the end of the two shafts, it is not necessary to form a dedicated engagement surface for rotation prevention on the rack shaft, and in addition, a dedicated engagement surface for engaging the turning tool for each end part Therefore, the cost of the rack and pinion type steering device can be further reduced.
以下、本発明の実施形態を図1〜図4を参照して説明する。
図1〜図3は、本発明の第1実施形態を説明するための図である。
図1,図2を参照すると、本発明が適用された車両用のラックアンドピニオン式ステアリング装置Sは、ハンドル1と、ステアリング軸を含む入力側伝達機構2と、運転者がハンドル1に加える操舵力が伝達機構2を介して入力されると共に左右の操舵輪(図示されず)を操舵する操舵力を出力するギヤボックス3と、ギヤボックス3からの操舵力を操舵輪に伝達するタイロッド18a,18bを含む出力側伝達機構とを備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
1-3 is a figure for demonstrating 1st Embodiment of this invention.
Referring to FIGS. 1 and 2, a rack and pinion type steering device S for a vehicle to which the present invention is applied includes a
ギヤボックス3は、車体に取り付けられるハウジング6と、ハウジング6内に収容されて操舵力を前記出力側伝達機構に伝達するラック・ピニオン機構と、アシスト操舵力を発生するパワーステアリング装置20とを備える。
ハウジング6は、車両の左右方向に水平に延びる筒状のラックハウジング7と、ラックハウジング7の一方の端部の付近で斜め上方に向けて延びるピニオンハウジング8とから構成される。
The
The
前記ラック・ピニオン機構は、いずれもピニオンハウジング8内に収容されて回転可能に支持される入力軸10およびピニオン軸11と、ラックハウジング7内に収容されて軸方向(左右方向でもある。)に平行に往復運動可能に支持されるラック軸12と、ラック軸12に設けられたラック14をバネ19aの弾発力によりピニオン軸11に設けられたピニオン13に押し付けるラックガイド19bとを備える。出力軸としてのピニオン軸11は、ハンドル1からの操舵力が伝達機構2から入力される入力軸10にトーションバー15を介して連結される。ピニオンハウジング8内において、ピニオン13に形成された多数の歯からなる歯部13aと、ラック14に形成された多数の歯からなる歯部14aとが噛合して、操舵力に基づいて回転するピニオン13に駆動されてラック14が設けられたラック軸12がその軸方向に移動する。
Each of the rack and pinion mechanisms is accommodated in the
前記出力側伝達機構は、ラック軸12の両軸端部である第1,第2軸端部12a,12bにそれぞれ連結される1対の第1,第2端部部品としての自在型の軸継手であるボールジョイント16,17と、両ボールジョイント16,17にそれぞれ連結される1対の連結部材としてのタイロッド18a,18bと、各タイロッド18a,18bに連結されるリンク機構(図示されず)とを備える。各ボールジョイント16,17は、軸端部12a,12bに設けられた雌ネジ部からなるネジ部12a1,12b1に螺合する雄ネジ部からなるネジ部16a1,17a1を有する第1ジョイント部としての収容部16a,17aと、タイロッド18a,18bの端部に一体成形されて設けられて収容部16a,17aに収容される第2ジョイント部としてのボール部16b,17bとを備え、収容部16a,17aが軸端部12a,12bに軸方向でねじ込まれることにより、ラック軸12と連結される。
各軸端部12a,12bとボールジョイント16,17との連結部は、一端部でラックハウジング7に結合されると共に他端部でタイロッド18a,18bに結合される防塵用ブーツ9で覆われる。
The output-side transmission mechanism is a universal shaft as a pair of first and second end parts connected to first and second
The connecting portions between the
パワーステアリング装置20は、アクチュエータとしてのパワーシリンダ機構21と、パワーシリンダ機構21に対する作動油の給排を行う給排油系統31とを備える油圧式パワーステアリング装置である。パワーシリンダ機構21は、ラックハウジング7の一部により構成されるパワーシリンダ22と、パワーシリンダ22内でパワーシリンダ22を貫通するラック軸12に固着されたパワーピストン23と、パワーシリンダ22内にパワーピストン23を挟んで形成される左右1対の油圧室24,25とから構成される。
1対の油圧室24,25に対する作動油の給排を行う給排油系統31は、作動油が貯留するリザーバ32と、リザーバ32から汲み上げた作動油を圧送する油圧ポンプ33と、ピニオンハウジング8内に収容されて入力軸10とピニオン軸11との相対回転に応じて各油圧室24,25に対する作動油の給排を制御する油圧制御弁(図示されず)と、油圧ポンプ33およびリザーバ32と前記油圧制御弁とをそれぞれ接続する給油管34および戻り油管35と、前記油圧制御弁とパワーシリンダ機構21の油圧室24および油圧室25とをそれぞれ接続する第1,第2制御油管36,37と、から構成される。
The
A supply /
そして、ハンドル1が操作されると、操舵方向に応じてピニオン軸11が回転してラック軸12が軸方向に移動し、左右の操舵輪の操舵が行われる。このとき、路面からの反力に基づいて生じる入力軸10とピニオン軸11との回転差によるトーションバー15の捩れ量、すなわち操舵トルクに応じて前記油圧制御弁が作動し、ハンドル1の操作方向に応じて、油圧ポンプ33からの作動油が給油管34、前記油圧制御弁および制御油管36(または制御油管37)を経て油圧室24(または油圧室25)に供給される一方、油圧室25(または油圧室24)の作動油が制御油管37(または制御油管36)、前記油圧制御弁および戻り油管35を経てリザーバ32に排出されて、前記操舵トルクに応じた油圧がパワーシリンダ機構21の各油圧室24,25に生じ、両油圧室24,25の差圧に基づいて発生したアシスト操舵力がラック軸12に付加されて、運転者の操舵力が軽減される。
When the
それゆえ、ステアリング装置Sは、ラック軸12を通じて、運転者がハンドル1に加える操舵力およびパワーステアリング装置20が発生するアシスト操舵力で、前記操舵輪を操舵する。そして、ラック軸12からの操舵力は、ボールジョイント16,17、タイロッド18a,18bおよび前記リンク機構を介して操舵輪に伝達され、操舵輪の転舵が行われる。
Therefore, the steering device S steers the steered wheel with the steering force applied to the
図1,図3(A)を参照して、各軸端部12a,12bへのボールジョイント16,17の組付方法について説明する。
両軸端部12a,12bに対して軸方向で軸端部12a寄りに位置するラック14は、ラック軸12における周方向での一部に、軸線L(図2も参照)に平行に設けられた平面である平面部40(図2も参照)と、平面部40に切削加工により形成された多数の歯から構成される歯部14aとを有する。平面部40には、その一部として、軸方向で歯部14aよりも各軸端部12a,12b寄りの部分である1対の端部平面40a,40bが存する。両端部平面40a,40bのうちの少なくとも一方の端部平面40aとして、この実施形態では、軸方向でボールジョイント16寄りの近い端部平面40aは、ラック軸12において、各ボールジョイント16,17が、対応する軸端部12a,12bにねじ込まれる際にラック軸12が回動するのを抑える回止め用工具としてのスパナ50が係合する唯一の1つの係合面を構成する。
A method of assembling the
The
そして、ステアリング装置Sの組立にあたり、両ボールジョイント16,17は、それぞれ両軸端部12a,12bに、例えば、以下の組付工程で組み付けられる。
ハウジング6にラック軸12およびピニオン軸11(図2参照)が組み付けられた状態で、端部平面40aがラックハウジング7から軸方向での一方(図3(A)では右方)に突出した位置を占めるように、ラック軸12が移動させられる。この状態で、ラック軸12の一方の軸端部12aにタイロッド18aが連結された状態のボールジョイント16の収容部16aがスパナ50を使用することなく、ネジ部16a1を軸端部12aのネジ部12a1に螺合させて、ねじ込み完了位置の近くまでねじ込まれる(この状態が図3(A)に示される。)。次いで、ねじ込みの最終段階で収容部16aを軸端部12aに強固に締め込むために、図3(A),(B)に示されるように、スパナ50を端部平面40aに係合させてラック軸12の回止めをした状態で、収容部16aに形成された係合部にスパナなどの回動用工具(図示されず)を係合させ、該回動用工具により、収容部16aを回動させてねじ込み完了位置まで収容部16aを軸端部12aにねじ込む。
In assembling the steering device S, the ball joints 16 and 17 are assembled to the
In a state where the
次いで、他方の軸端部12bについても、軸端部12aときと同様に、まず、ボールジョイント17の収容部17aが、スパナ50を使用することなく、ネジ部17a1を軸端部12bのネジ部12b1に螺合させて、ねじ込み完了位置の近くまで軸端部12bにねじ込まれた後、スパナ50を端部平面40aに係合させてラック軸12の回止めをした状態で、収容部17aに形成された係合部に回動用工具(図示されず)を係合させ、該回動用工具により、収容部17aを回動させてねじ込み完了位置まで収容部17aを軸端部12bにねじ込む。
このようにして、図1に示されるように、両ボールジョイント16,17がそれぞれラック軸12の両軸端部12a,12bに連結される。
Next, with respect to the other
In this way, as shown in FIG. 1, both ball joints 16 and 17 are connected to both
次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
ステアリング装置Sのラック軸12に設けられたラック14は、歯部14aを形成するために設けられた平面部40を有し、スパナ50を平面部40の端部平面40aに係合させてラック軸12の回動を抑えた状態で、ボールジョイント16,17を軸端部12a,12bにねじ込むことにより、ボールジョイント16,17が各軸端部12a,12bにねじ込まれるときに、ラック軸12の回止めを行うためのスパナ50を係合させる係合面として、歯部14aを形成するためのラック14の平面部40が利用されることから、回止め用のスパナ50を係合させる専用の係合面をラック軸12に形成する加工が不要になるので、ステアリング装置Sのコストが削減される。
Next, operations and effects of the embodiment configured as described above will be described.
The
次に、図4を参照して、本発明の第2実施形態を説明する。なお、第1実施形態と同一の部分についての説明は省略または簡略にし、異なる点を中心に説明する。また、第1実施形態の部材と同一の部材または対応する部材については、必要に応じて同一の符号を使用した。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, description about the same part as 1st Embodiment is abbreviate | omitted or simplified, and it demonstrates focusing on a different point. Moreover, the same code | symbol was used as needed about the same member as the member of 1st Embodiment, or a corresponding member.
ステアリング装置S(図1参照)において、各ボールジョイント16,17の収容部16a,17aには、ネジ部16a1,17a1を有する収容部16a,17aを各軸端部12a,12bにねじ込むために、ボールジョイント16,17を回動させるための工具を係合させる係合面は形成されていない。そして、各収容部16a,17aを回動させる1対の第1,第2回動用工具51,52は、それぞれ、例えば1対の掴持部51a,51b;52a,52bを備え、各掴持部51a,51b;52a,52bにより収容部16a,17aを径方向に挟み付けた状態で掴持する。なお、各収容部16a,17aには、工具51,52で掴持されるための特別な構造は設けられていない。
In the steering device S (see FIG. 1), the
そして、ステアリング装置Sの組立にあたり、両ボールジョイント16,17は、それぞれ両軸端部12a,12bに、例えば、以下の組付工程で組み付けられる。
ハウジング6(図1参照)にラック軸12およびピニオン軸11(図2参照)が組み付けられた状態で、両軸端部12a,12bにそれぞれタイロッド18a,18bが連結された状態のボールジョイント16,17の収容部16a,17aが、工具を使用することなく、ねじ込み完了位置の近くまで各軸端部12a,12bにねじ込まれる(この状態が図4に示される。)。次いで、ねじ込みの最終段階で収容部16a,17aを軸端部12a,12bに強固に締め込むために、各工具51,52が対応する収容部16a,17aを径方向に締め付けた状態で掴持し、両工具51,52によりそれぞれ収容部16a,17aを同時に回動させて、両軸端部12a,12bに、それぞれ、ねじ込み完了位置まで収容部16a,17aをねじ込む。
このようにして、図1に示されるように、両ボールジョイント16,17がそれぞれラック軸12の両端部12a,12bに連結される。
In assembling the steering device S, the ball joints 16 and 17 are assembled to the
A ball joint 16 in which the
In this manner, as shown in FIG. 1, both ball joints 16 and 17 are connected to both
この第2実施形態によれば、工具51によりボールジョイント16の収容部16aを回動させて軸端部12aにねじ込と同時に、工具52によりボールジョイント17を回動させて軸端部12bにねじ込むことにより、工具51によるボールジョイント16の回動と工具52によるボールジョイント17の回動とを同時に行うことで、ラック軸12の回止めが行われ、しかも両ボールジョイント16,17がそれぞれラック軸12の両軸端部12a,12bにねじ込まれることから、両ボールジョイント16,17がそれぞれ軸端部12a,12bにねじ込まれるときに、ラック軸12に回止め用工具を係合させる必要がない。このため、回止め用工具を係合させるための専用の係合面をラック軸12に形成する加工が不要になるので、第1実施形態と同様の作用および効果が奏される。
According to the second embodiment, the
そのうえ、両ボールジョイント16,17をそれぞれ工具51,52により径方向に挟み付けた状態で回動させることにより、工具51,52がそれぞれ両ボールジョイント16,17を掴持した状態で、両工具51,52により両ボールジョイント16,17を同時に回動させてそれぞれ両軸端部12a,12bにねじ込むので、ラック軸12において回止め用の専用の係合面の形成が不要になることに加えて、各ボールジョイント16,17についても、回動用工具を係合させる専用の係合面を形成する加工が不要になるので、ステアリング装置Sのコストが一層削減される。
In addition, by rotating both the ball joints 16 and 17 while being sandwiched in the radial direction by the
以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
第1実施形態において、収容部16a,17aに回動用工具を係合させる係合面を形成することなく、回動用工具で収容部16a,17aを締め付けるなどしてボールジョイント16,17を回動させて各軸端部12a,12bにねじ込むようにしてもよい。これにより、ボールジョイント16,17に回動用工具を係合させるための専用の係合面を形成する必要がなくなるので、第2実施形態と同様に、コストが一層削減される。
第2実施形態において、収容部16a,17aに1つの係合面または1対の係合面が形成されて、回動用工具により収容部16a,17aを掴持することなく、該係合面に回動用工具を係合させて両ボールジョイント16,17を同時に回動させて軸端部12a,12bにねじ込むようにしてもよい。この場合にも、ラック軸12には回止め用工具を係合させる専用の係合面を形成する必要がないので、第1実施形態と同様の効果が奏される。
Hereinafter, an embodiment in which a part of the configuration of the above-described embodiment is changed will be described with respect to the changed configuration.
In the first embodiment, the ball joints 16 and 17 are rotated by tightening the receiving
In the second embodiment, a single engaging surface or a pair of engaging surfaces is formed in the receiving
1…ハンドル、2,4…伝達機構、3…ギヤボックス、6…ハウジング、7…ラックハウジング、8…ピニオンハウジング、9…防塵用ブーツ、10…入力軸、11…ピニオン軸、12…ラック軸、12a,12b…軸端部、13…ピニオン、14…ラック、15…トーションバー、16,17…ボールジョイント、18a,18b…タイロッド、20…パワーステアリング装置、21…パワーシリンダ機構、22…パワーシリンダ、23…パワーピストン、24,25…油圧室、31…給排油系統、32…リザーバ、33…油圧ポンプ、34…給油管、35…戻り油管、36,37…制御油管、40…平面部、50…スパナ、51,52…回動用工具、
S…ステアリング装置。
DESCRIPTION OF
S: Steering device.
Claims (3)
前記ラックは、前記歯部を形成するために設けられた平面部を有し、工具を前記平面部に係合させて前記ラック軸の回動を抑えた状態で、前記端部部品を前記軸端部にねじ込むことを特徴とするラックアンドピニオン式ステアリング装置の組立方法。 A pinion to which a steering force is input, a rack that meshes with the pinion is provided, a rack shaft that outputs the steering force to a steered wheel, and an end part that is screwed in an axial direction to the shaft end of the rack shaft. In the rack and pinion type steering device,
The rack has a flat portion provided to form the tooth portion, and the end part is moved to the shaft in a state where a rotation of the rack shaft is suppressed by engaging a tool with the flat portion. A method of assembling a rack-and-pinion type steering apparatus, characterized by being screwed into an end portion.
前記第1端部部品を挟み込む第1工具により、前記第1端部部品を挟み付けた状態で回動させて前記第1軸端部にねじ込むと同時に、前記第2端部部品を挟み込む第2工具により、前記第2端部部品を挟み付けた状態で回動させて前記第2軸端部にねじ込むことを特徴とするラックアンドピニオン式ステアリング装置の組立方法。 A pinion to which a steering force is input, a rack that meshes with the pinion and a rack shaft that outputs the steering force to a steering wheel, and first and second shaft end portions that are both shaft end portions of the rack shaft are provided. In a rack and pinion type steering apparatus comprising first and second end parts screwed in the axial direction,
The first tool that sandwiches the first end part is rotated with the first end part sandwiched and screwed into the first shaft end, and at the same time, the second tool sandwiches the second end part . A method of assembling a rack and pinion type steering apparatus, wherein the second end part is rotated with a tool and is screwed into the second shaft end part.
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