CN112583177A - 马达和变速器装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供马达和变速器装置,该马达具有定子、转子、外壳、汇流条、汇流条保持架以及罩。外壳是在内部收纳定子和转子的有底筒状的部件。汇流条与从定子向上方引出的导线电连接。汇流条保持架配置于外壳的上部,对汇流条进行保持。罩是树脂制的。由此,能够使马达轻量化。另外,罩具有从顶板部朝向下方突出的多个肋。多个肋包含环状肋和从环状肋朝向径向外侧延伸的多个辐射肋。利用该环状肋和该多个辐射肋提高罩的强度。即,能够兼顾马达的轻量化和确保罩的强度。
Description
技术领域
本发明涉及马达和变速器装置。
背景技术
以往,在汽车等运输设备中搭载有各种马达。例如,在日本特开2016-34203号公报中记载了电动助力转向装置的输出转向辅助扭矩的马达。
专利文献1:日本特开2016-34203号公报
在这种马达中,多数情况下,在由金属制的外壳和金属制的罩构成的壳体的内部收纳有定子和转子。但是,如果使用金属制的外壳和罩,则会增加马达的重量。
为了减轻马达的重量,例如考虑将罩的材料从金属变更为树脂。但是,相比于金属制的罩,树脂制的罩存在对外力的强度较低的问题。尤其是,在车载用的马达中,存在与路缘石接触等的情况,对罩要求充分的强度。
发明内容
本发明的目的在于,提供能够使马达轻量化并且能够确保罩的强度的马达。
本发明是马达,其具有:环状的定子,其将上下延伸的中心轴线作为中心;转子,其在所述定子的径向内侧被支承为能够以所述中心轴线为中心旋转;有底筒状的外壳,其在内部收纳所述定子和所述转子;金属制的汇流条,其与从所述定子向上方引出的导线电连接;汇流条保持架,其配置于所述外壳的上部,对所述汇流条进行保持;以及树脂制的罩,所述罩具有:顶板部,其覆盖所述汇流条保持架的上部;以及多个肋,其从所述顶板部朝向下方突出,所述多个肋包含:环状肋,其在仰视时呈环状;以及多个辐射肋,它们从所述环状肋朝向径向外侧延伸。
根据本发明,通过使罩为树脂制的,能够使马达轻量化。另外,利用环状肋和多个辐射肋来提高罩的强度。即,能够兼顾马达的轻量化和确保罩的强度。
附图说明
图1是马达的立体图。
图2是马达的立体图。
图3是马达的俯视图。
图4是马达的纵剖视图。
图5是罩的纵剖视图。
图6是罩的从斜下侧观察的立体图。
图7是罩的仰视图。
图8是第1变形例的罩的纵剖视图。
图9是第2变形例的罩的侧视图。
图10是第3变形例的罩的侧视图。
标号说明
1:马达;2:静止部;3:旋转部;9:中心轴线;21:定子;22:外壳;23:汇流条;24:汇流条保持架;25:电路板;26、26A、26B、26C:罩;27:下轴承;28:上轴承;29:油封;31:轴;32:转子;41:定子铁芯;42:绝缘件;43:线圈;51:底板部;52:定子保持部;55:檐部;56:凿紧片;57:O型环;58:下筒部;60:贯通孔;61:转子铁芯;62:磁铁;71:内侧板状部;72:筒状部;73:外侧板状部;74:连接器部;75:支承突起;76:上轴承保持部件;77:保持架突起;80、80A:肋;81:环状肋;82、821、822:辐射肋;83A:槽;90:凹部;91:中央凹部;92:外侧凹部;100:变速器装置;231:端子部;261、261A:顶板部;261A、261B、261C:顶板部;262、262B:周壁部;263:凸缘部;264:罩突起;265:缺口;266B、266C:弯曲面。
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的例示的实施方式进行说明。另外,在本申请中,将与马达的中心轴线平行的方向称为“轴向”,将与马达的中心轴线垂直的方向称为“径向”,将沿着以马达的中心轴线为中心的圆弧的方向称为“周向”。另外,在本申请中,将轴向设为上下方向,相对于外壳,将罩侧设为上,而对各部的形状和位置关系进行说明。但是,该上下方向的定义不意图于限定本发明的马达的制造时和使用时的朝向。
另外,上述的“平行的方向”还包含大致平行的方向。另外,上述的“垂直的方向”还包含大致垂直的方向。
<1.马达的整体结构>
图1和图2是本发明的一个实施方式的马达1的立体图。图3是马达1的俯视图。图4是马达1的纵剖视图。另外,图4是图3中的A-A位置的剖视图。
该马达1例如搭载于汽车,作为产生变速器装置的驱动力的驱动源而使用。在图1中以双点划线示意性地示出搭载有马达1的变速器装置100。如图1所示,该马达1以后述的罩26位于外侧的姿态安装于变速器装置100的侧部。
但是,本发明的马达也可以用于变速器装置以外的用途。例如,本发明的马达也可以用作汽车的其他部位(例如电动助力转向装置、制动装置、发动机冷却用风扇或者油泵)的驱动源。另外,本发明的马达也可以搭载于家用电器、OA设备、医疗设备等,产生各种驱动力。
如图4所示,马达1具有静止部2和旋转部3。静止部2固定于作为驱动对象的设备的框体。旋转部3被支承为能够相对于静止部2旋转。
本实施方式的静止部2具有定子21、外壳22、多个汇流条23、汇流条保持架24、电路板25、罩26、下轴承27、上轴承28以及油封29。
定子21是根据驱动电流产生旋转磁场的电枢。定子21具有以中心轴线9为中心的圆环状的外形。定子21具有定子铁芯41、多个绝缘件42以及多个线圈43。
定子铁芯41由层叠钢板构成,该层叠钢板是使电磁钢板沿轴向层叠而成的。定子铁芯41具有圆环状的铁芯背部411和从铁芯背部411朝向径向内侧突出的多个齿412。铁芯背部411配置为与中心轴线9大致同轴。多个齿412沿周向大致等间隔排列。
绝缘件42由作为绝缘体的树脂构成。定子铁芯41的表面的至少一部分被绝缘件42覆盖。具体而言,定子铁芯41的表面中的至少各齿412的上表面、下表面以及周向的两端面被绝缘件42覆盖。
线圈43由卷绕于绝缘件42的周围的导线构成。即,在本实施方式中,导线隔着绝缘件42卷绕于作为磁芯的齿412的周围。绝缘件42介于齿412与线圈43之间,从而防止齿412与线圈43电气短路。
外壳22是有底筒状的金属制的部件。例如通过对铝或不锈钢等金属板进行冲压加工而得到外壳22。定子21和后述的转子32被收纳于外壳22的内部。如图1所示,外壳22具有底板部51、定子保持部52、檐部55以及下筒部58。
底板部51在比定子21和转子32靠下侧的位置与中心轴线9大致垂直地扩展。定子保持部52从底板部51的径向外侧的端部朝向上侧呈圆筒状延伸。定子铁芯41固定于定子保持部52的内周面。檐部55从定子保持部52的上端部朝向径向外侧扩展。下筒部58从底板部51的径向内侧的端部朝向下侧呈圆筒状延伸。
多个汇流条23是向定子21的线圈43提供驱动电流的金属制的部件。通过对作为导体的金属片进行冲压加工而分别得到多个汇流条23。从线圈43向上方引出的导线的端部例如通过焊接与汇流条23的端部电连接。
汇流条保持架24是对多个汇流条23进行保持的树脂制的部件。汇流条保持架24配置于外壳22的上部。各汇流条23的至少一部分被构成汇流条保持架24的树脂覆盖。多个汇流条23被汇流条保持架24保持,并且维持相互分离的状态。由此,防止多个汇流条23相互导通。
汇流条保持架24具有内侧板状部71、筒状部72、外侧板状部73、连接器部74以及支承突起75。内侧板状部71在定子21和转子32的上方与中心轴线9大致垂直地扩展。汇流条23被内侧板状部71保持。在内侧板状部71的径向内侧的端部固定有对后述的上轴承28进行保持的上轴承保持部件76。筒状部72从内侧板状部71的周缘部朝向上方呈筒状延伸。外侧板状部73从筒状部72的下端部朝向径向外侧延伸。连接器部74从筒状部72的外周面的一部分朝向径向外侧突出。一部分汇流条23的端部在连接器部74内向外部露出。支承突起75从内侧板状部71朝向上方呈柱状突出。
在制造汇流条保持架24时,首先,在模具的内部配置多个汇流条23和上轴承保持部件76。然后,使熔融树脂流入模具的内部,使熔融树脂硬化。由此,成型出汇流条保持架24,并且使多个汇流条23和上轴承保持部件76相对于汇流条保持架24固定。
即,汇流条保持架24是将多个汇流条23和上轴承保持部件76作为嵌件部件的树脂成型品。利用树脂模制出汇流条23的一部分,从而能够提高汇流条23的防水性。
汇流条保持架24通过对外壳22的一部分进行凿紧而固定于外壳22。具体而言,外壳22具有从檐部55的一部分朝向径向外侧进一步突出的凿紧片56。如图2和图3所示,该凿紧片56向汇流条保持架24的外侧板状部73的上表面侧屈曲。由此,使汇流条保持架24相对于外壳22固定。
另外,如图4所示,该马达1具有O型环57。O型环57是环状的密封部件。在O型环57的材料中使用具有弹性的橡胶。O型环57介于外壳22的檐部55的上表面与汇流条保持架24的外侧板状部73的下表面之间,在轴向上被压缩。由此,使檐部55与外侧板状部73之间的间隙被封闭。其结果为,防止水滴从檐部55与外侧板状部73之间浸入马达1的内部。
电路板25是用于向汇流条23提供驱动电流的电路板。电路板25位于比汇流条23和汇流条保持架24靠上侧并且比后述的罩26的顶板部261靠下侧的位置。电路板25被汇流条保持架24的支承突起75支承。汇流条23的端部与电路板25上的电路电连接。电路板25利用从外部电源提供的电力而生成驱动电流。生成的驱动电流从电路板25通过汇流条23向线圈43流动。
罩26是覆盖汇流条保持架24的上部的树脂制的部件。通过使罩26为树脂制的,能够使罩26比使用金属制的罩的情况轻量化。如图1所示,本实施方式的罩26具有顶板部261、周壁部262以及凸缘部263。顶板部261是与中心轴线9垂直地扩展的平板状的部分。周壁部262从顶板部261的周缘部朝向下方呈筒状延伸。凸缘部263从周壁部262的下端部向径向外侧扩展。
在组装马达1时,在汇流条保持架24的筒状部72的上端部激光焊接有罩26的凸缘部263。由此,使罩26相对于汇流条保持架24固定。另外,通过激光焊接形成有在周向上连续的环状的焊接部。由此,能够防止水滴从汇流条保持架24与罩26之间浸入马达1的内部。
如图3和图4所示,罩26具有2个罩突起264。2个罩突起264从凸缘部263的下表面朝向下方突出。各罩突起264与汇流条保持架24的筒状部72的上端部的内周面接触。由此,使罩26相对于汇流条保持架24定位。另外,罩突起264也可以与筒状部72的上端部的外周面接触。
另外,罩26具有缺口265。缺口265从凸缘部263的外周部的一部分朝向径向内侧凹陷。另一方面,汇流条保持架24具有保持架突起77。保持架突起77从连接器部74的上表面朝向上方延伸。而且,上述的缺口265供保持架突起77插入。由此,使罩26相对于汇流条保持架24定位。
另外,罩突起264也可以设置于周向任意位置。另外,罩突起264也可以沿筒状部72的上端部呈环状设置。另外,罩突起264也可以设置为与筒状部72的上端部的外周面接触。另外,缺口265和保持架突起77也可以设置于周向的多个部位。另外,也可以采用如下构造:代替缺口265而设置贯通孔,该贯通孔供保持架突起77插入。另外,也可以省略罩突起264与缺口265和保持架突起77中的任意一方。
下轴承27和上轴承28配置于外壳22和汇流条保持架24与旋转部3侧的轴31之间。下轴承27位于比后述的转子32靠下侧的位置。上轴承28位于比后述的转子32靠上侧的位置。
在下轴承27和上轴承28中,例如使用经由多个球体使外圈与内圈相对旋转的球轴承。下轴承27的外圈固定于外壳22的下筒部58。上轴承28的外圈固定于被汇流条保持架24保持的上轴承保持部件76。另外,下轴承27和上轴承28各自的内圈固定于轴31。由此,轴31被支承为能够相对于外壳22旋转。但是,也可以代替球轴承,而使用滑动轴承或流体轴承等其他方式的轴承。
油封29是用于防止水滴或油滴从外壳22与轴31之间浸入外壳22的内部的部件。油封29位于比下轴承27靠下侧的位置。油封29的形状呈以中心轴线9为中心的圆环状。油封29的外周面固定于外壳22的下筒部58。油封29的内周面与轴31的外周面接触。
本实施方式的旋转部3具有轴31和转子32。
轴31是沿中心轴线9延伸的柱状的部件。在轴31的材料中例如使用不锈钢等金属。轴31被上述的下轴承27和上轴承28支承,并且以中心轴线9为中心旋转。另外,轴31的下端部311比外壳22的底板部51向下方突出。在轴31的该下端部311经由齿轮等动力传递机构连结有作为驱动对象的装置。另外,轴31也可以不必向外壳22的下方突出。即,在罩26设置有贯通孔,轴31的上端部也可以通过该贯通孔而比罩26向上方突出。另外,轴31也可以是中空的部件。在轴31是中空的部件的情况下,轴31的下端部也可以不向外壳22的下方突出,轴31的上端部也可以不向罩26的上方突出。
转子32位于定子21的径向内侧,与轴31一起以中心轴线9为中心旋转。转子32具有转子铁芯61和多个磁铁62。转子铁芯61由层叠钢板构成,该层叠钢板是使电磁钢板沿轴向层叠而成的。转子铁芯61在中央具有沿轴向延伸的贯通孔60。轴31压入于转子铁芯61的该贯通孔60。由此,转子铁芯61与轴31相互固定。
多个磁铁62例如利用粘接剂固定于转子铁芯61的外周面。各磁铁62的径向外侧的面是与齿412的径向内侧的端面对置的磁极面。多个磁铁62以使N极与S极交替排列的方式沿周向排列。另外,也可以代替多个磁铁62而使用励磁为使N极与S极在周向上交替的1个圆环状的磁铁。另外,多个磁铁62也可以埋入于转子铁芯61的内部。
在从电路板25经由汇流条23向线圈43提供驱动电流时,在定子铁芯41的多个齿412产生旋转磁场。而且,齿412与磁铁62之间的磁吸引力和排斥力产生周向的扭矩。其结果为,旋转部3相对于静止部2以中心轴线9为中心旋转。
<2.罩的下表面形状>
接下来,对上述的罩26的下表面的形状进行说明。图5是罩26的纵剖视图。图6是罩26的从斜下侧观察的立体图。图7是罩26的仰视图。
如图5~图7所示,罩26具有多个肋80。多个肋80从顶板部261朝向下方突出。从顶板部261的上表面至肋80的下端部的轴向的厚度比没有顶板部261的肋80的部分的轴向的厚度大。
如图6和图7所示,多个肋80包含1个环状肋81和多个辐射肋82。环状肋81的形状在仰视时呈圆环状。环状肋81的中心位于中心轴线9上。由此,环状肋81的周围的顶板部261的径向长度不均匀。其结果为,抑制顶板部261的共振。多个辐射肋82从环状肋81朝向径向外侧呈辐射状延伸。各肋81、82的下端部附近的宽度随着朝向下方而慢慢变细。由此,能够在成型出罩26之后,容易地将罩26从模具取出。
在本实施方式中,通过使罩26为树脂制的,而使马达1轻量化。另外,通过设置环状肋81和多个辐射肋82,与没有这些肋81、82的情况相比,提高了罩26的强度。因此,即使罩26与路缘石接触,也能够抑制从路缘石受到的外力使罩26损伤。即,根据本实施方式的结构,能够兼顾马达1的轻量化和确保罩26的强度。
在本实施方式中,多个辐射肋82沿周向以等角度间隔设置。这样,在成型罩26时,容易使熔融树脂均等地流向模具的内部。因此,不容易在多个肋80产生形状瑕疵。其结果为,能够更可靠地得到肋80对罩26的补强效果。
另外,如图6和图7所示,罩26的下表面具有多个凹部90。多个凹部90包含1个中央凹部91和多个外侧凹部92。中央凹部91是罩26的下表面中的被环状肋81包围的部分。外侧凹部92是罩26的下表面中的位于环状肋81的径向外侧且位于相邻的辐射肋82之间的部分。
如果该多个凹部90的面积之差较大,则肋80的补强效果产生偏差。因此,在本实施方式中,使环状肋81的半径为适当的大小,比轴31的半径大并且比转子32的半径小。由此,使多个凹部90的面积之差较小。这样,能够进一步提高肋80对罩26的补强效果。
另外,在本实施方式中,在仰视时,中央凹部91的面积S0比多个外侧凹部92中的最小的外侧凹部92的面积S1大,并且比最大的外侧凹部92的面积S2小。这样,能够使中央凹部91与外侧凹部92的面积的差更小。其结果为,能够进一步提高肋80对罩26的补强效果。
另外,在本实施方式中,各肋80的下端部位于比支承突起75的上端部靠下侧的位置。即,各肋80的下端部附近的一部分与支承突起75的上端部附近的一部分位于相同高度。这样,相比于将肋80和支承突起75配置于轴向的不同的位置的情况,能够抑制马达1整体的轴向的尺寸。
另外,在本实施方式中,多个辐射肋82中的径向的尺寸最长的辐射肋821与径向的尺寸最短的辐射肋822隔着环状肋81位于相反侧。这样,通过使配置在1条直线上的辐射肋82的径向的长度不同,能够抑制顶板部261的共振。另外,马达1具有从汇流条保持架24向径向内侧突出的多个端子部231。而且,如图3所示,径向的尺寸最长的辐射肋821在沿轴向观察时位于2个端子部231之间。这样,径向的尺寸最长的辐射肋821与端子部231在轴向上不重叠。因此,能够使端子部231与罩26在轴向上接近配置。其结果为,能够进一步抑制马达1整体的轴向的尺寸。
另外,在本实施方式中,在凸缘部263的下表面设置有朝向下方突出的罩突起264。如上所述,罩突起264不仅起到将罩26相对于汇流条保持架24定位的作用,还起到提高凸缘部263的强度的作用。由此,能够进一步提高罩26对路缘石的强度。
<3.变形例>
以上,对本发明的一个实施方式进行了说明,但本发明不限定于上述实施方式。以下,以与上述实施方式的不同点为中心对各种变形例进行说明。
<3-1.第1变形例>
图8是第1变形例的罩26A的纵剖视图。在图8的例子中,在罩26A的顶板部261A的上表面设置有多个槽83A。多个槽83A沿肋80A设置。即,多个槽83A包含沿环状肋设置的环状的槽和沿多个辐射肋设置的多个辐射状的槽。在这样的构造中,相比于没有肋80A的情况,能够提高顶板部261A的强度。另外,在本变形例的构造中,能够使顶板部261A的厚度接近恒定。因此,能够抑制在制造罩26A时产生缩水痕等成型瑕疵。
<3-2.第2变形例>
图9是第2变形例的罩26B的侧视图。在图9的例子中,罩26B的顶板部261B的上表面为朝向上方鼓出的弯曲面266B。具体而言,顶板部261B的上表面的高度随着从周壁部262B的上端部朝向顶板部261B的中央而慢慢变高。这样,在外力施加于顶板部261B的上表面时,顶板部261B不容易朝向下方凹陷。因此,进一步提高顶板部261B对路缘石的强度。
<3-3.第3变形例>
图10是第3变形例的罩26C的侧视图。在图10的例子中,罩26C的顶板部261C的上表面具有多个朝向上方鼓出的弯曲面266C。另外,多个弯曲面266C彼此高度相等,沿与中心轴线垂直的方向排列。在这样的构造中,在外力施加于顶板部261C的上表面时,顶板部261C不容易朝向下方凹陷。因此,进一步提高顶板部261C对路缘石的强度。
另外,在本变形例的构造中,顶板部261C的上表面整体大致平坦。因此,在将罩26C与汇流条保持架激光焊接时,能够利用夹具容易地压住顶板部261C。
<3-4.其他变形例>
在上述实施方式中,通过激光焊接使汇流条保持架与罩固定。但是,也可以通过激光以外的方法在汇流条保持架与罩之间赋予能量,而使汇流条保持架与罩焊接。例如,也可以代替激光焊接而使用振动焊接或超声波焊接。另外,罩与汇流条保持架的固定方法也可以是粘接等其他方法。
另外,在上述实施方式中,在金属制的外壳的内周面固定有定子。但是,也可以通过树脂的注射成型来制造外壳。在该情况下,定子也可以埋入于外壳的内部。这样,能够使外壳轻量化,并且能够进一步提高定子的防水性。
另外,设置于罩的肋的数量、肋的粗细、肋的形状等也可以在不脱离发明的主旨的范围内适当变更。
另外,构成马达的各部件的细节的形状也可以与本申请的各图所示的形状不同。另外,能够在不产生矛盾的范围内适当组合在上述实施方式和变形例中出现的各要素。
产业上的可利用性
本发明能够利用于马达和变速器装置。
Claims (16)
1.一种马达,其具有:
环状的定子,其将上下延伸的中心轴线作为中心;
转子,其在所述定子的径向内侧被支承为能够以所述中心轴线为中心旋转;
有底筒状的外壳,其在内部收纳所述定子和所述转子;
金属制的汇流条,其与从所述定子向上方引出的导线电连接;以及
汇流条保持架,其配置于所述外壳的上部,对所述汇流条进行保持;以及
树脂制的罩,
所述罩具有:
顶板部,其覆盖所述汇流条保持架的上部;以及
多个肋,它们从所述顶板部朝向下方突出,
所述多个肋包含:
环状肋,其在仰视时呈环状;以及
多个辐射肋,它们从所述环状肋朝向径向外侧延伸。
2.根据权利要求1所述的马达,其中,
所述肋的宽度随着朝向下方而变细。
3.根据权利要求1或2所述的马达,其中,
所述环状肋的中心位于所述中心轴线上。
4.根据权利要求3所述的马达,其中,
该马达还具有沿所述中心轴线延伸的轴,
所述环状肋的半径比所述轴的半径大,并且比所述转子的半径小。
5.根据权利要求3或4所述的马达,其中,
所述多个辐射肋在周向上以等角度间隔设置。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的马达,其中,
所述罩的下表面具有:
中央凹部,其被所述环状肋包围;以及
多个外侧凹部,它们位于所述环状肋的径向外侧,并且位于相邻的所述辐射肋之间,
在仰视观察时,所述中央凹部的面积比所述多个外侧凹部中的最小的外侧凹部的面积大,并且比最大的外侧凹部的面积小。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的马达,其中,
该马达还具有位于比所述汇流条靠上侧并且比所述顶板部靠下侧的位置的电路板,
所述汇流条保持架具有:
板状部,其对所述汇流条进行保持;
支承突起,其从所述板状部朝向上方突出,对所述电路板进行支承,
所述肋的下端部位于比所述支承突起的上端部靠下侧的位置。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的马达,其中,
从所述顶板部的上表面至所述肋的下端部的轴向的厚度比所述顶板部的轴向的厚度大。
9.根据权利要求1至7中的任意一项所述的马达,其中,
所述顶板部的上表面具有沿所述肋的槽。
10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的马达,其中,
所述多个辐射肋中的径向的尺寸最长的辐射肋与径向的尺寸最短的辐射肋隔着所述环状肋位于相反侧。
11.根据权利要求1至10中的任意一项所述的马达,其中,
该马达还具有从所述汇流条保持架突出的多个端子部,
所述多个辐射肋中的径向的尺寸最长的辐射肋在沿轴向观察时位于2个所述端子部之间。
12.根据权利要求1至11中的任意一项所述的马达,其中,
所述顶板部的上表面具有朝向上方鼓出的弯曲面。
13.根据权利要求12所述的马达,其中,
所述顶板部的上表面具有多个所述弯曲面,
多个所述弯曲面的高度相等。
14.根据权利要求1至13中的任意一项所述的马达,其中,
所述罩还具有:
周壁部,其从所述顶板部的周缘部朝向下方延伸;以及
凸缘部,其从所述周壁部的下端部向径向外侧扩展,
所述凸缘部的下表面具有朝向下方突出的罩突起。
15.根据权利要求14所述的马达,其中,
所述罩突起与所述汇流条保持架的上端部的内周面或外周面接触。
16.一种变速器装置,其具有权利要求1至15中的任意一项所述的马达。
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