JP5049915B2 - Dog clutch device - Google Patents
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Description
本発明は、互いに噛み合う爪部を有して回転動力を伝達するドグクラッチ装置に関する。 The present invention relates to a dog clutch device having claw portions that mesh with each other and transmitting rotational power.
ドグクラッチ装置は、一対の回転軸の各端部に設けられた爪部同士が噛み合って回転動力を伝達するものであり、構造が簡易で確実な動力伝達が可能であることから、自動車、オートバイ、耕耘機等に広く用いられている。耕耘機等の農業機械では、一方の出力軸側の回転軸に対して他方の入力軸側の回転軸が円弧状の軌道に沿って移動して、これらの回転軸同士を接続することが可能な一対のドグクラッチ(ドグクラッチ装置)が開発されている。 The dog clutch device is a device in which the claw portions provided at each end of the pair of rotating shafts mesh with each other to transmit rotational power, and since the structure is simple and reliable power transmission is possible, automobiles, motorcycles, Widely used in tillage machines. In an agricultural machine such as a field cultivator, the rotary shaft on the other input shaft side moves along an arc-shaped track with respect to the rotary shaft on one output shaft side, and these rotary shafts can be connected to each other. A pair of dog clutches (dog clutch devices) have been developed.
このドグクラッチは、ドグクラッチの連結のし易さを向上させる観点から、爪部の軸方向対向面に、接近する他の爪部の先端の移動を案内して両者の爪部の噛み合わせを可能にする傾斜面が形成されている(特許文献1参照)。この傾斜面を有する爪部は、先端部に回転軸の軸芯方向に延びる噛合面が形成され、上面に噛合面の先端部から軸端面まで傾斜する傾斜面が形成されて、側面視において三角状に形成されている。 From the viewpoint of improving the ease of coupling of the dog clutch, this dog clutch can guide the movement of the tip of the other claw portion approaching the axially facing surface of the claw portion, thereby enabling the engagement of both claw portions. An inclined surface is formed (see Patent Document 1). The claw portion having the inclined surface is formed with a meshing surface extending in the axial direction of the rotating shaft at the front end portion, and an inclined surface inclined from the front end portion of the meshing surface to the shaft end surface is formed on the upper surface. It is formed in a shape.
このように構成されたドグクラッチは、例えば、固定された他方の回転軸に対して、一方の回転軸が円弧状の軌道に沿って移動すると、接近してくる一方の三角爪部の先端部が他方の三角爪部の傾斜面に当接し、両三角爪部の傾斜面に案内されるようにして一方の回転軸が回転して、最終的に一方の三角爪部が当接した他方の三角爪部の隣の三角爪部の噛合面に噛み合って、一対のドグクラッチが接続された状態になる。 In the dog clutch configured in this way, for example, when one rotary shaft moves along an arcuate track with respect to the other fixed rotary shaft, the tip of one triangular claw portion approaching the One rotating shaft rotates so as to abut against the inclined surface of the other triangular claw portion and is guided by the inclined surfaces of both triangular claw portions, and finally the other triangular portion where one triangular claw portion abuts The pair of dog clutches are connected by meshing with the meshing surface of the triangular claw portion adjacent to the claw portion.
この従来のドグクラッチでは、両回転軸の接合時に回転軸の軸芯のずれ調整を行う手段がないので、一方の回転軸の移動が円弧状の軌道とずれると、接合後の両者の回転軸の軸芯のずれが大きくなる場合がある。この場合には、機械の破損にまで至る可能性もあるため、従来のドグクラッチでは初期組立時やメンテナンス等で分解・調整・組立を行う時に、治具等を用いて芯出し作業が必要になるという問題が生じる。 In this conventional dog clutch, there is no means for adjusting the misalignment of the axis of the rotating shaft when the two rotating shafts are joined. Therefore, if the movement of one rotating shaft deviates from the arc-shaped track, There may be a large deviation of the shaft center. In this case, since there is a possibility that the machine may be damaged, the conventional dog clutch needs to be centered using a jig or the like when disassembling / adjusting / assembling during initial assembly or maintenance. The problem arises.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、一対の回転軸の各端部に設けられたドグクラッチを接合したときに、一対の回転軸の芯出しを自動的に行って芯出し作業が容易になるドグクラッチ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and when a dog clutch provided at each end of a pair of rotating shafts is joined, the pair of rotating shafts are automatically centered. It is an object of the present invention to provide a dog clutch device that can be easily pulled out.
このような課題を解決するため、本発明の特徴は、一対の回転軸(例えば、実施形態における駆動軸53,54、従動軸62)の各先端部に設けられ、爪部同士が噛み合って回転動力を伝達するドグクラッチ装置において、前記一対の回転軸の一方に設けられたドグクラッチ(例えば、実施形態における前側受動クラッチ20、後側受動クラッチ21)の爪部よりも内側に前記ドグクラッチの回転中心軸線から所定の径を有した周端部の全周に亘ってR形状に面取りされた芯出し部が備えられ、一対の回転軸の他方に設けられたドグクラッチの爪部の軸方向対向面のうち、ドグクラッチの回転中心軸線に対して半径方向内側に内周側から外周側へかけて傾斜が付けられた芯出し用当接面(例えば、実施形態における当接面15a2)が形成され、この芯出し用当接面が芯出し部に当接してその移動を案内し、一対の回転軸の芯出しを行うことを構成要件とすることである。
In order to solve such a problem, the feature of the present invention is that it is provided at each distal end portion of a pair of rotating shafts (for example, the
R形状に面取りされた芯出し部は、爪部よりも内側に配置されるが、面取りされたR形状部分は爪部の内側近傍に位置する必要があり、所定の径を有した周端部の外周が爪部の
内側近傍に位置することになる。芯出し部はドグクラッチに一体的に形成されるものや、ドグクラッチと別体(請求項2参照)として設けられたものでもよい。
The centering portion chamfered in the R shape is disposed inside the claw portion, but the chamfered R shape portion needs to be positioned in the vicinity of the inside of the claw portion, and has a peripheral end portion having a predetermined diameter. Is located in the vicinity of the inside of the claw portion. The centering portion may be formed integrally with the dog clutch, or may be provided as a separate body from the dog clutch (see claim 2 ).
芯出し用当接面は、ドグクラッチの爪部の軸方向対向面のうち、ドグクラッチの回転中心軸線に対して半径方向内側に内周側から外周側へかけて傾斜が付けられたものであればよく、直線状、曲線状のいずれでもよい。また芯出し用当接面を直線状に形成した場合、傾斜角の異なる当接面を連続的に形成し、内周側に傾斜角が大きいものを設け外周側に傾斜角が大きいものを形成するようにしてもよい。 If the contact surface for centering is inclined from the inner peripheral side to the outer peripheral side radially inward with respect to the rotation center axis of the dog clutch, among the axially facing surfaces of the dog clutch pawls, It may be either linear or curved. In addition, when the centering contact surface is formed in a straight line, contact surfaces with different inclination angles are formed continuously, with a large inclination angle on the inner peripheral side and a large inclination angle on the outer peripheral side. You may make it do.
また本発明は、芯出し部は、前記一対の回転軸の一方に設けられたドグクラッチに対して着脱可能に取り付けられてもよい(請求項2)。芯出し部をドグクラッチに一体的に形成することが技術的に難しく、また製造コストが高くなる等の場合には、芯出し部をドグクラッチと別体とし、ドグクラッチに着脱可能にすることで、ドグクラッチの製造を容易化するとともに、製造コストを安価にすることができる。 The present invention, centering unit, may be detachably attached to a dog clutch provided on one of the pair of rotary shaft (Claim 2). If it is technically difficult to form the centering part integrally with the dog clutch, and the manufacturing cost is high, the centering part is separated from the dog clutch, and the dog clutch can be attached and detached. Can be facilitated and the manufacturing cost can be reduced.
また本発明は、前記一対の回転軸の一方に設けられたドグクラッチは、前記回転軸に回転軸方向に移動可能に支持されるとともに、前記ドグクラッチと前記回転軸との間に設けられた弾性体(例えば、実施形態における圧縮ばね53a、54a)により、前記一対の回転軸の他方に接続されたドグクラッチ側に付勢されていてもよい(請求項3)。
According to the present invention, a dog clutch provided on one of the pair of rotating shafts is supported by the rotating shaft so as to be movable in the direction of the rotating shaft, and an elastic body provided between the dog clutch and the rotating shaft. (e.g., a
接近する側のドグクラッチが固定側のドグクラッチに接近するに伴って、面取り部が他方のドグクラッチの爪部の軸方向対向面に当接したときに、他方のドグクラッチがばねに抗して接近したドグクラッチから離反する側に退避することができる。このため、面取り部が当接する他方のドグクラッチの爪部が損傷する虞を防止することができる。 As the approaching dog clutch approaches the stationary dog clutch, when the chamfered portion comes into contact with the axially opposed surface of the claw portion of the other dog clutch, the other dog clutch approaches the spring against the spring. It can evacuate to the side away from. For this reason, it is possible to prevent the claw portion of the other dog clutch with which the chamfered portion comes into contact from being damaged.
本発明に係わるドグクラッチ装置によれば、上記特徴を有することによって、一対の回転軸の各端部に設けられたドグクラッチを接合したときに、一対の回転軸の芯出しを自動的に行って芯出し作業が容易になるドグクラッチ装置を提供することができる。 According to the dog clutch device of the present invention, having the above-described characteristics, when the dog clutch provided at each end of the pair of rotating shafts is joined, the pair of rotating shafts are automatically centered. It is possible to provide a dog clutch device that facilitates the unloading operation.
以下、本発明に係わるドグクラッチ装置の実施形態を図1から図9に基づいて説明する。先ず、ドグクラッチ装置を説明する前に、ドグクラッチ装置を搭載した畦塗り機について概説する。 Embodiments of a dog clutch device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. First, before explaining the dog clutch device, an outline of a coater equipped with the dog clutch device will be described.
畦塗り機50は、図7(平面図)に示すように、走行機体90の後部に設けられた三点リンク連結機構(図示せず)に連結されて、走行機体90の前進動及び後進動に応じて畦塗り作業を行なうものである。畦塗り機50は、走行機体90に装着されて走行機体90からの動力が入力される入力軸を備えた装着部51と、装着部51に設けられて装着部幅方向に揺動可能な平行リンク55と、平行リンク55の移動端側(後端側)に設けられた回動支点Oを中心として水平方向に回動可能に配設されて畦塗り作業を行う畦塗り作業部60とを有してなる。
As shown in FIG. 7 (plan view), the
畦塗り作業部60には伝動フレーム61が張り出すように設けられ、伝動フレーム61の先端部が平行リンク55の移動端側に設けられた後フレーム56に回動自在に枢支されている。畦塗り作業部60は後フレーム56との枢支位置を回動支点Oとして水平方向に回動可能であり、走行機体90の一方側(右側)にオフセットした前進作業位置Pfと、前進作業位置Pfから略180°回動させた後進作業位置Pbとの間を移動可能である。
A
装着部51に設けられた主フレーム52の長手方向の中間部には、長手方向に所定距離
を有して配置されて後方側に水平に張り出す2つの駆動軸53,54が回転可能に並んで取り付けられている。駆動軸53は入力軸の略真後ろに配置されて、入力軸からの動力が図示しないユニバーサルジョイント等を介して動力伝達可能になっている。駆動軸54は、駆動軸53に伝達された動力が駆動軸53及び駆動軸54に装着されたギアを介して伝達されるようになっている。このため、駆動軸53に動力が伝達されると、両駆動軸53,54が回転する。駆動軸53の先端部には圧縮ばね53aを介して前側駆動クラッチ10が取り付けられ、駆動軸54の先端部には圧縮ばね54aを介して後側駆動クラッチ11が取り付けられている。これらの駆動軸53,54は主フレーム52から後方側に略同一距離を有して延び、前側駆動クラッチ10及び後側駆動クラッチ11は主フレーム52から後方側に略同一距離の位置に配置されている。
Two
伝動フレーム61の回動支点側には、回動支点Oよりも移動端側に寄った位置に前後且つ水平に延びる従動軸62が回転自在に支持されている。従動軸62は伝動フレーム61を貫通するようにして設けられており、伝動フレーム61の前側面及び後側面から略同一の長さを有して延出している。従動軸62の前端部に前側受動クラッチ20が取り付けられ、従動軸62の後端部に後側受動クラッチ21が取り付けられている。前側受動クラッチ20は前側駆動クラッチ10と接続可能に構成され、後側受動クラッチ21は後側駆動クラッチ11と接続可能に構成されている。
On the rotation fulcrum side of the
前側受動クラッチ20は、平行リンク55を機体幅方向一方側(右側)に揺動させて平行リンク55が最も折り畳まれた状態で回動支点Oを中心として畦塗り作業部60を走行機体90の機体幅方向一方側の前進作業位置Pfに移動させると、前側駆動クラッチ10と接続された状態になる(図1参照)。また後側受動クラッチ21は、平行リンク55を機体幅方向一方側(右側)に最も折り畳まれた状態で回動支点Oを中心として畦塗り作業部60を前進作業位置Pfから略180°回動した後進作業位置Pbに移動させると、後側駆動クラッチ11と接続された状態になる(図9参照)。
The front-side
平行リンク55は、機体幅方向一方側(右側)に揺動させて平行リンク55が最も折り畳まれた状態(以下、「作業姿勢」と記す。)になると(図7参照)、畦塗り作業部60の回動支点Oが平面視において2つの駆動軸53,54間の略中央に位置するように構成されている。このため、平行リンク55を作業姿勢にした状態で回動支点Oを中心に畦塗り作業部60を前進作業位置Pfに移動させると、前側受動クラッチ20を前側駆動クラッチ10に接続することができ、また平行リンク55を作業姿勢にした状態で回動支点Oを中心に畦塗り作業部60を後進作業位置Pbに移動させると(図9参照)、後側受動クラッチ21を後側駆動クラッチ11に接続することができる。
When the
前側駆動クラッチ10と前側受動クラッチ20、及び後側駆動クラッチ11と後側受動クラッチ21はそれぞれ対として使用されて、ドグクラッチ装置1として構成される。前側駆動クラッチ10と後側駆動クラッチ11は同一形状に形成され、前側受動クラッチ20及び後側受動クラッチ21は同一形状に形成されている。このため、前側駆動クラッチ10と前側受動クラッチ20からなるドグクラッチ装置1について説明して、後側駆動クラッチ11と後側受動クラッチ21からなるドグクラッチ装置についての説明は省略する。
The
ドグクラッチ装置1は、図1に示すように、駆動軸53の先端部に装着された前側駆動クラッチ10と、伝動フレーム61の一方側の側面から延出する従動軸62の先端部に装着された前側受動クラッチ20とを有してなる。前側駆動クラッチ10及び前側受動クラッチ20は、それぞれ爪クラッチ部材12,22を備える。爪クラッチ部材12,22は、図2(a)(正面図)、図2(b)(断面図)、図3(a)(正面図)、図3(b)(断面図)に示すように、円筒状であり、基部側の内側に対応する駆動軸53及び従動軸6
2の先端部がスプライン結合されるスプライン部13,23が形成され、爪クラッチ部材12,22の先端側には鍔状の端部14,24が環状に形成されている。端部14,24の先端側の対向面には3個の爪部15,25が周方向に等間隔に配置されて、その周側端部に形成された噛合面16,26が噛み合わされることで、回転力を伝達するようになっている。
As shown in FIG. 1, the dog clutch device 1 is attached to the front drive clutch 10 attached to the distal end portion of the
一方の爪クラッチ部材12の爪部15は、図2(a)及び図2(b)に示すように、その周方向の両端部に噛合面16を有するとともに、爪クラッチ部材12の回転中心軸線Lに対して半径方向断面が矩形状であって正面視において扇状に形成された突出体である。噛合面16は、爪クラッチ部材12が脱出するのを防止する観点から、先端部から内側に後退するように逆テーパ状に形成されている。爪部15の軸方向対向面15aのうち、回転中心軸線Lに対して半径方向外側は平面部15a1が形成され、半径方向内側は爪部15の内周面15bに対して半径方向外側に進むに従って軸方向対向面側に傾斜する当接面15a2が設けられている。当接面15a2は、R形状に形成されたものや、半径方向内側から外側に向かって軸方向対向面側に傾斜するC面を連続的に設けてもよい。この場合、隣接するC面の傾斜角度は外側の方が内側よりも小さくする。
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the
他方の爪クラッチ部材22の爪部25は、図3(a)及び図3(b)に示すように、爪部25の両端部に噛合面26を有し、半径方向断面が矩形状であって正面視において扇状に形成された突出体である。噛合面26は、爪クラッチ部材22が脱出するのを防止する観点から、先端部から内側に後退するように逆テーパ状に形成され、爪部25の軸方向対向面25aのうち、回転中心軸線Lに対して半径方向外側の外周部分は表面が凸となったR形状の面取り部25bが形成され、半径方向内側の部分には、端部24の表面側へ向かう傾斜が付けられた傾斜面25cが形成されている。この傾斜面25cは、爪部15,25同士が突き合った状態で爪部15,25間に土等の異物が付着していた場合に、爪部15,25間に異物を噛んで爪部15,25が損傷する事態を抑制するためのものである。
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the
爪クラッチ部材22の爪部25の内側には、外周が爪部の内周面と同一面上に形成される孔部27が形成されている。この孔部27は、スプライン部側に向かって大径孔部27a及び小径孔部27bが段状に形成されている。この孔部27に円板状の芯出し部材29(図4参照)が挿着されている。芯出し部材29は、図4(断面図)に示すように、大径孔部27a内に挿入される頭部29aと、頭部29aの一端側から延びて頭部29aよりも小径で小径孔部27b内に挿入される挿入部29bとを有してなる。頭部29aは大径孔部27aに僅かな隙間を有して挿入可能な外径を有してなる。
On the inner side of the
頭部29aの周端部には全周に亘ってR形状に面取りされた芯出し部29cが形成されている。芯出し部29cは、R形状に限るものではなく、C形状にされたものでもよい。芯出し部材29は孔部27に装着された状態で孔部27内に収まる高さを有している。芯出し部材29の中央部にはボルト30の軸部を通すための貫通孔29dが形成されている。芯出し部材29を孔部27内に挿着し、貫通孔29dにボルト30の軸部を挿通することで、従動軸62に芯出し部材29を着脱自在に取り付けることができる。
A centering
このように構成されたドグクラッチ装置1を登載した畦塗り機50の畦塗り作業部60を前進作業位置Pfに移動させるに伴うドグクラッチ装置1の結合動作について説明する。図8(平面図)に示すように、畦塗り作業部60が走行機体90(図7参照)の後方に位置した状態で畦塗り作業部60を反時計方向に回動させると、畦塗り作業部60は回動支点Oを中心として回動するとともに、前側受動クラッチ20も回動支点Oを中心として反時計方向に回動する。
The coupling operation of the dog clutch device 1 that accompanies the movement of the
そして、畦塗り作業部60が前進作業位置Pf(図7参照)の近傍に移動すると、前側
受動クラッチ20は、図5(a)に示すように、回動支点Oを中心として反時計方向に回動して前側駆動クラッチ10に接近して、前側受動クラッチ20の爪部25の面取り部25bが前側駆動クラッチ11の爪部15の当接面15a2に当接する。
Then, when the
そして、畦塗り作業部60がさらに回動するに伴い、図5(b)に示すように、面取り部25bが当接面15a2上を摺接しながら当接面15a2の軸方向対向面15aの外周側に移動するとともに、前側駆動クラッチ10を駆動軸方向に付勢する。その結果、前側駆動クラッチ10は圧縮ばね53aの付勢に抗して駆動軸側へ移動する。
Then, as the
ここで、面取り部25bは、表面が凸となった曲面状に形成されているので、伝動フレーム61の回動支点Oを中心とし面取り部25bが反時計方向に回動すると、当接面15a2上を線接触しながら移動(摺動)する。このため、面取り部25bが当接面15a2上に止まって面取り部25bが当接面15a2に作用する力の殆どが当接面15a2に作用することはなく、面取り部25bや当接面15a2が損傷する虞はない。
Here, since the chamfered
面取り部25bが半径方向内側の軸方向対向面15a上に移動すると、図6に示すように、面取り部25bは、軸方向対向面15aを斜め前方に付勢しながら軸方向対向面15a上を回転中心軸線Lに対して半径方向外側に移動し、図5(c)に示すように、前側駆動クラッチ10と前側受動クラッチ20の爪部25,15同士が突き当たった状態になる。
When the chamfered
前側駆動クラッチ10と前側受動クラッチ20の爪部同士が突き当たった状態になると、前側駆動クラッチ10は前側受動クラッチ20からさらに押されて圧縮ばね53a(図5(b)参照)に抗して駆動軸53側にさらに移動する。
When the claws of the
この状態で、前側駆動クラッチ10を装着した駆動軸53又は前側受動クラッチ20を装着した従動軸62(図1参照)のいずれかが回転すると、圧縮状態にある圧縮ばね53aの復元力によって前側駆動クラッチ10が前側受動クラッチ20側に移動する。
In this state, when either the
前側駆動クラッチ10が前側受動クラッチ20側に移動すると、前側受動クラッチ20に設けられた芯出し部材29の芯出し部29cが前側駆動クラッチ10に設けられた当接面15a2に当接し、さらに前側駆動クラッチ10が軸方向に前側受動クラッチ側に接近移動すると、芯出し部29cが当接面15a2と嵌まり合うことで芯出し作用を行うことができ、図1に示すように、両クラッチの爪部同士が互いに噛み合って、ドグクラッチ装置1の結合動作が完了する。このように、前側受動クラッチ20が前側駆動クラッチ10の回転中心軸線に対してずれた状態で接近しても、芯出し部29cによって駆動軸53と従動軸62の芯出しを自動的に行うことができ、治具等を使わずに簡単に芯出し作業をすることができる。
When the front drive clutch 10 moves to the front passive clutch 20 side, the centering
また、爪部同士が突き当たった状態では、前側受動クラッチ20の爪部25の軸方向対向面25の内側に傾斜面25cが形成されているので、爪部同士の間に異物が噛み合う虞は小さくなり、異物の噛み合による爪部25,15の損傷を防止することができる。
Further, when the claws are in contact with each other, the
なお、畦塗り作業部60を前進作業位置Pfから後進作業位置Pb(図8参照)に移動させる場合において、後側受動クラッチ21を後側駆動クラッチ11に結合して芯だしを行う作用は、前述した前側受動クラッチ20を前側駆動クラッチ10に結合する作用に準じるので、その説明は省略する。
In addition, in the case where the
1 ドグクラッチ装置
10 前側駆動クラッチ(ドグクラッチ)
11 後側駆動クラッチ(ドグクラッチ)
15、25 爪部
15a,25a 軸方向対向面
15a2 当接面(芯出し用当接面)
20 前側受動クラッチ(ドグクラッチ)
21 後側受動クラッチ(ドグクラッチ)
25b 面取り部
29c 芯出し部
53,54 駆動軸(回転軸)
53a,54a 圧縮ばね
62 従動軸(回転軸)
L 回転中心軸線
1 Dog
11 Rear drive clutch (dog clutch)
15, 25
20 Front passive clutch (dog clutch)
21 Rear passive clutch (dog clutch)
53a,
L Rotation center axis
Claims (3)
前記一対の回転軸の一方に設けられたドグクラッチの爪部よりも内側に前記ドグクラッチの回転中心軸線から所定の径を有した周端部の全周に亘ってR形状に面取りされた芯出し部が備えられ、
前記一対の回転軸の他方に設けられたドグクラッチの爪部の軸方向対向面のうち、前記ドグクラッチの回転中心軸線に対して半径方向内側に内周側から外周側へかけて傾斜が付けられた芯出し用当接面が形成され、この芯出し用当接面が前記芯出し部に当接してその移動を案内し、前記一対の回転軸の芯出しを行うことを特徴とする請求項1に記載のドグクラッチ装置。 In the dog clutch device that is provided at each tip of the pair of rotating shafts, and the claw portions mesh with each other to transmit rotational power,
A centering portion chamfered in an R shape over the entire circumference of the peripheral end portion having a predetermined diameter from the rotation center axis of the dog clutch inside the claw portion of the dog clutch provided on one of the pair of rotation shafts Is provided ,
Of the opposing surfaces in the axial direction of the claw portions of the dog clutch provided on the other of the pair of rotating shafts, an inclination is given radially inward from the inner peripheral side to the outer peripheral side with respect to the rotation center axis of the dog clutch. 2. A centering contact surface is formed, the centering contact surface contacts the centering portion to guide the movement thereof, and the pair of rotating shafts are centered. The dog clutch device described in 1.
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