JP2018111346A - Motor driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータ駆動装置に関する。 The present invention relates to a motor drive device.
モータで車輪を駆動するハイブリッド自動車や電気自動車等において、モータの動力で終減速装置のデフケースを回転させ、差動機構を介して左右の車輪を駆動するモータ駆動装置が知られている。このモータ駆動装置は、差動機構を内蔵した比較的大型の終減速装置を車体にマウントする必要があるので、マウント箇所を確保するためのレイアウトの問題や車両への車載性(組み付け性)がよくないという問題がある。 2. Description of the Related Art In a hybrid vehicle, an electric vehicle, or the like that drives wheels with a motor, a motor drive device that rotates a differential case of a final reduction device with the power of the motor and drives left and right wheels via a differential mechanism is known. Since this motor drive device needs to mount a relatively large final reduction gear with a built-in differential mechanism on the vehicle body, there is a problem of layout for securing the mounting location and in-vehicle mounting (installability) to the vehicle. There is a problem that it is not good.
また、1つのモータで1つの車輪を駆動するモータ駆動装置として、特許文献1に記載のものが挙げられる。特許文献1に記載のモータ駆動装置は、モータの動力でギヤ機構を介して車輪を駆動させており、ギヤ機構を内蔵したギヤボックスをモータに取り付け、モータをトレーリングアームに取り付けた技術が記載されている。
Moreover, the thing of
特許文献1の技術では、トレーリングアームに取り付けたモータと車輪との間にギヤボックスが配置される構成となるので、ギヤボックスには、車輪とトレーリングアームとの間で生じる捩れ等に起因した大きな荷重がかかりやすい。もし荷重によりギヤボックスが変形すると、ギヤの噛み合いに影響したり、オイル漏れも懸念される。
In the technique of
この問題を回避するには、トレーリングアームやギヤボックスの強度を大きくすることが考えられるが、その場合、重量の増大を招いたり、トレーリングアームの本来のサスペンション特性に影響を及ぼすおそれがある。 In order to avoid this problem, it is conceivable to increase the strength of the trailing arm or gear box, but in that case, there is a risk of increasing the weight or affecting the original suspension characteristics of the trailing arm. .
本発明はこのような課題を解決するために創作されたものであり、モータとギヤボックスを配置するにあたり、重量の増大を抑えつつ、トレーリングアームのサスペンション特性に影響を与えないモータ駆動装置を提供することを目的とする。 The present invention was created in order to solve such problems, and a motor drive device that does not affect the suspension characteristics of the trailing arm while suppressing an increase in weight when arranging the motor and the gear box is provided. The purpose is to provide.
前記課題を解決するため、本発明は、車両前後方向に延び、前側に、弾性部材を介して車体に連結する車体側取付部が形成され、後側に、車輪を支持する車輪側支持部が形成されたトレーリングアームと、前記車輪を駆動するモータと、前記モータの動力を前記車輪に伝達するギヤ伝達機構と、を備えたモータ駆動装置であって、前記ギヤ伝達機構は、前記トレーリングアームに剛体的に取り付けられるギヤボックスを備え、前記ギヤボックスは、前記モータの回転軸周りの第1ギヤ部を内蔵する第1ギヤボックスと、前記第1ギヤボックスと離間して配置されるとともに前記車輪の回転軸周りの第2ギヤ部を内蔵する第2ギヤボックスと、に分割構成されていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention extends in the vehicle front-rear direction, and has a vehicle body side attachment portion connected to the vehicle body via an elastic member on the front side, and a wheel side support portion that supports the wheel on the rear side. A motor drive device comprising: a formed trailing arm; a motor that drives the wheel; and a gear transmission mechanism that transmits the power of the motor to the wheel, wherein the gear transmission mechanism includes the trailing A gear box rigidly attached to the arm, wherein the gear box is disposed apart from the first gear box, the first gear box incorporating the first gear portion around the rotation axis of the motor; And a second gear box having a second gear portion built around the rotation axis of the wheel.
ギヤ伝達機構のギヤボックスは剛体としてトレーリングアームに取り付けられるため、大きなギヤボックスを取り付けた場合には、トレーリングアームの捩れ性等のサスペンション特性に影響するおそれがある。これに対し、ギヤボックスを第1ギヤボックスと第2ギヤボックスとに分けてトレーリングアームに取り付ける構成は、比較的小さな剛体を分散してトレーリングアームに取り付けることとなるので、トレーリングアームのサスペンション特性への影響を低減できる。 Since the gear box of the gear transmission mechanism is attached to the trailing arm as a rigid body, when a large gear box is attached, suspension characteristics such as torsion of the trailing arm may be affected. On the other hand, in the configuration in which the gear box is divided into the first gear box and the second gear box and attached to the trailing arm, a relatively small rigid body is dispersed and attached to the trailing arm. The impact on suspension characteristics can be reduced.
また、本発明は、前記ギヤ伝達機構は、前記トレーリングアームの変形に伴って生じる前記第1ギヤボックスと前記第2ギヤボックスとの間の捩れを吸収する屈曲機構を備えていることを特徴とする。 In the invention, it is preferable that the gear transmission mechanism includes a bending mechanism that absorbs a twist between the first gear box and the second gear box that is generated when the trailing arm is deformed. And
本発明によれば、トレーリングアームのサスペンション特性と、サスペンション特性の影響を受けないギヤ伝達機能との両立を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, coexistence with the suspension characteristic of a trailing arm and the gear transmission function which is not influenced by a suspension characteristic can be improved.
また、本発明は、前記屈曲機構は、等速ジョイントであることを特徴とする。 In the invention, it is preferable that the bending mechanism is a constant velocity joint.
本発明によれば、屈曲機構を簡単な構造で小型・軽量化できる。 According to the present invention, the bending mechanism can be reduced in size and weight with a simple structure.
また、本発明は、前記ギヤ伝達機構は、前記第1ギヤボックスから延びる第1伝達軸と、前記第2ギヤボックスから延び、前記第1伝達軸にスプライン結合する第2伝達軸と、を備えていることを特徴とする。 Further, according to the present invention, the gear transmission mechanism includes a first transmission shaft extending from the first gear box, and a second transmission shaft extending from the second gear box and splined to the first transmission shaft. It is characterized by.
本発明によれば、第1ギヤボックスと第2ギヤボックスとの間の動力伝達経路が簡単な構造で済み、組み付け作業も容易に行える。 According to the present invention, the power transmission path between the first gear box and the second gear box can be a simple structure, and the assembly work can be easily performed.
また、本発明は、前記トレーリングアームには、車両前後方向に離間した第1ギヤボックス支持面部および第2ギヤボックス支持面部が形成され、前記第1ギヤボックスが前記第1ギヤボックス支持面部に取り付けられ、前記第2ギヤボックスが前記第2ギヤボックス支持面部に取り付けられていることを特徴とする。 According to the present invention, the trailing arm is formed with a first gear box support surface portion and a second gear box support surface portion that are spaced apart in the vehicle longitudinal direction, and the first gear box is formed on the first gear box support surface portion. It is attached, The said 2nd gear box is attached to the said 2nd gear box support surface part, It is characterized by the above-mentioned.
本発明によれば、第1ギヤボックスと第2ギヤボックスとをトレーリングアームに容易に取り付けることができる。 According to the present invention, the first gear box and the second gear box can be easily attached to the trailing arm.
また、本発明は、前記モータは、前記第1ギヤボックスを介して前記第1ギヤボックス支持面部に取り付けられていることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the motor is attached to the first gear box support surface portion via the first gear box.
本発明によれば、モータおよび第1ギヤボックスを集約して配置できるので、モータ駆動装置の小型化を図れる。 According to the present invention, since the motor and the first gear box can be arranged in an integrated manner, the motor drive device can be reduced in size.
本発明によれば、重量の増大が抑えられ、トレーリングアームのサスペンション特性に影響を与えないギヤボックスの配置構造となる。 According to the present invention, an increase in weight is suppressed, and a gear box arrangement structure is provided that does not affect the suspension characteristics of the trailing arm.
図1において、本実施形態のモータ駆動装置1は、トレーリングアーム2と、トレーリングアーム2に支持され後輪71を駆動するモータ3と、モータ3の動力を後輪71に伝達するギヤ伝達機構4と、を備えている。以下、車両左側の後輪71を駆動するモータ駆動装置1について説明するが、車両右側の後輪71を駆動するモータ駆動装置1についてもレイアウトが左右対称となっている以外は同じ構成である。
In FIG. 1, the
「トレーリングアーム2」
図2ないし図4を参照して説明すると、トレーリングアーム2は、略車両前後方向に延びるように配設されており、前側には、ゴムブッシュ(弾性部材)5を介して図示しない車体に連結する車体側取付部6が形成され、後側には、後輪71を支持する車輪側支持部7が形成されている。車体側取付部6は、両端が開口し略水平方向を筒軸方向とした円筒形状のカラー部材からなる。車体側取付部6の内部には円柱状のゴムブッシュ5が圧入等により取り付けられており、図示しないボルト等を介して車体に連結されている。トレーリングアーム2は、ゴムブッシュ5の軸心O4を揺動軸として上下に揺動する。
"
Referring to FIGS. 2 to 4, the
トレーリングアーム2は、車幅方向外側寄りに配設される外側部材8と、車幅方向内側寄りに配設される内側部材9と、により構成されている。外側部材8および内側部材9の前端は車体側取付部6に溶接等で取り付けられている。図5に示すように、内側部材9は、車幅方向外側に開口した断面略U字状を呈している。外側部材8には、車幅方向内側に向け開口したU字形状部10が形成されている。図4(b)に示すように、トレーリングアーム2は、車体側取付部6から略水平状に後方に延在する前側水平部2Aと、前側水平部2Aの後端から後方に向かって上下方向の幅が徐々に拡大する中間部2Bと、中間部2Bの後端から後方に向かって略水平状に延在する後側水平部2Cと、を備えている。外側部材8のU字形状部10と内側部材9との端部同士を溶接することで、図5に示すように、閉断面形状を呈する本体部11が形成される。このため、本体部11は、前側水平部2Aと中間部2Bと後側水平部2Cとにわたって閉断面形状を呈し、トレーリングアーム2は、高い強度や剛性を有している。図4(b)に示すように、外側部材8には、後記する第2伝達軸54を通すための伝達軸用貫通孔8Aが形成されている。
The
図4に示すように、外側部材8は、後側水平部2Cにおいて、本体部11の下端から下方に向け鉛直状に延びる第2ギヤボックス支持面部12が形成されている。第2ギヤボックス支持面部12の車幅方向外側面には、前記した車輪側支持部7としての車輪側支持部材13が取り付けられている。車輪側支持部材13には、図2に示すように、後輪71を取り付けるハブ14やブレーキ装置15が取り付けられる。
As shown in FIG. 4, the
図4(b)において、中間部2Bにおける内側部材9の車幅方向内側面と第2ギヤボックス支持面部12の車幅方向内側面との間には、補強部材16が掛け渡されている。第2ギヤボックス支持面部12と補強部材16との間には、図5に示すように、閉断面部が形成される。図4において、前側水平部2Aにおける内側部材9の車幅方向内側面には、車幅方向に延びるトーションビーム18が取り付けられている。トーションビーム18は左右のトレーリングアーム2を連結する。補強部材16とトーションビーム18との間には、図示しないサスペンションスプリングを載置するためのスプリングシート19が掛け渡されている。図1に示すように、トーションビーム18の後方で左右の後輪71の間には車両の荷室73が配置されている。
4B, the reinforcing
図4において、車体側取付部6の下部には、下方に延び、モータ3を取り付けるためのモータブラケット20が一体に形成されている。モータブラケット20には、車両前後方向に沿った鉛直面状の第1ギヤボックス支持面部21が形成されている。
In FIG. 4, a
「ギヤ伝達機構4」
図6において、ギヤ伝達機構4は、トレーリングアーム2に剛体的に取り付けられるギヤボックスを備えており、当該ギヤボックスは、モータ3の回転軸22周りの第1ギヤ部23を内蔵する第1ギヤボックス24と、後輪71の回転軸47周りの第2ギヤ部43を内蔵する第2ギヤボックス49と、に分割構成されている。
"
In FIG. 6, the
第1ギヤボックス24は、後方が開口形成されており、車幅方向内側寄りには回転軸22を通す貫通孔25が形成されている。第1ギヤ部23は、モータ3の出力軸に一体回転可能に連結され、車幅方向に沿う軸心O1回りに回転する回転軸22と、回転軸22の左端に形成された第1傘歯車26と、第1傘歯車26に略直交して噛合する第2傘歯車27と、第2傘歯車27を支持し、若干後上がりに略車両前後方向に沿う軸心O2回りに回転する支軸28と、を備えている。
The
回転軸22は、軸受29を介して貫通孔25に支持されている。回転軸22と第1ギヤボックス24との間にはシール部材30が介設される。支軸28は、前端が軸受31を介して第1ギヤボックス24に支持され、後端が軸受32を介してカバー33に支持されている。カバー33は、第1ギヤボックス24の後方の開口部に圧入等により取り付けられる部材であり、中央部は等速ジョイント34を貫通させるために開口形成されている。
The rotating
ギヤ伝達機構4は、トレーリングアーム2の変形に伴って生じる第1ギヤボックス24と第2ギヤボックス49との間の捩れを吸収する屈曲機構61を備えている。本実施形態では、屈曲機構61は等速ジョイント34から構成されている。等速ジョイント34は、支軸28の後端面にスプライン結合等により一体回転可能に連結される連結軸部35と、連結軸部35の後端に形成され、軸心O2に沿う転動溝36が内周面に複数形成された外輪部材37と、軸心O2上に配される第1伝達軸38と、第1伝達軸38の前端に外嵌固定される内輪部材39と、内輪部材39の外周面側に複数形成された転動溝60と、転動溝36と転動溝60との間で転動する複数のボール40と、を備えている。外輪部材37とカバー33との間にはシール部材41が介設される。ボール40が転動溝36と転動溝60との間で転動することで、第1伝達軸38は外輪部材37に対して角度がついた状態での軸心O2方向の相対移動が可能となる。これにより、例えば後輪71に横力が加わってトレーリングアーム2に捩れが生じて、第1ギヤボックス24と第2ギヤボックス49との間に捩れが生じた場合であっても、等速ジョイント34で捩れを吸収しつつ回転変動を生じることなく動力を後輪71側に伝達できる。
The
第1ギヤボックス24は、その車幅方向外側面が前記した第1ギヤボックス支持面部21の車幅方向内側面にあてがわれて、車幅方向外側から複数のボルト42により締結固定される。
The
次いで、第2ギヤ部43は、軸心O2回りに回転する支軸44と、支軸44の後端に形成された第3傘歯車45と、第3傘歯車45に略直交して噛合する第4傘歯車46と、第4傘歯車46を支持し、車幅方向に沿う軸心O3回りに回転する回転軸47と、を備えている。第3傘歯車45と第4傘歯車46とは、車両が前進する方向に回転したときにギヤの噛み合い反力が下方に作用するように噛合しており、これにより後輪71の接地性が向上する。
Next, the
支軸44は軸受48を介して第2ギヤボックス49に支持されている。支軸44と第2ギヤボックス49との間にはシール部材50が介設される。回転軸47は右端が軸受51を介して、左端寄りが軸受52を介して第2ギヤボックス49に支持されている。回転軸47と第2ギヤボックス49との間にはシール部材53が介設される。支軸44の前端には前方に延びる第2伝達軸54が一体回転可能に連結されている。第2伝達軸54の前端は、第1伝達軸38の後端にスプライン結合等により一体回転可能に連結されている。第1伝達軸38は、トレーリングアーム2の前側水平部2Aの下方に位置し、第2伝達軸54は、途中で外側部材8の伝達軸用貫通孔8Aを通って外側部材8よりも車幅方向内側寄りに位置する。
The
第2ギヤボックス49は、その車幅方向外側面が前記した第2ギヤボックス支持面部12の車幅方向内側面にあてがわれて、車幅方向外側から図示しない複数のボルトにより締結固定される。
The
「モータ3」
モータ3は、例えば三相交流モータであり、インバータ(図示せず)を介してバッテリに接続されている。モータ3は、その車幅方向外側面が第1ギヤボックス24の車幅方向内側面にあてがわれて、車幅方向内側からボルト55により締結固定される。なお、第1ギヤボックス支持面部21の一部にはボルト56でカラー57が締結固定され、モータ3はこのカラー57に対してもボルト58で締結固定されている。
"
The
以上のように、本実施形態では、モータ3は、第1ギヤボックス24を介して第1ギヤボックス支持面部21つまりモータブラケット20に取り付けられている。モータ3は、略円柱形状を呈しており、車幅方向を長手として配される。モータ3は、図3から判るように、車幅方向視して、車両上下方向に関し、ゴムブッシュ5と重なる位置に配置されている。この場合の「重なる位置」とは、車両上下方向に関して、モータ3がゴムブッシュ5の少なくとも一部と重なる位置である。また、図1に示すように、トーションビーム18よりも前側には座席74(図3も参照)が配置されており、モータ3は、車両前後方向に関して座席74とトーションビーム18との間に配置されている。モータ3の一部は、図3に示すように、車体のフロアパネル72の下面よりも下方に突出するように配置されている。
As described above, in the present embodiment, the
「モータ駆動装置1の組み付け手順」
モータ駆動装置1の組み付け手順の一例を説明する。先ず、トレーリングアーム2を車体に取り付ける前の段階で、トレーリングアーム2に対し、第1伝達軸38と第2伝達軸54とがスプライン結合するように第1ギヤボックス24、第2ギヤボックス49を取り付け、ギヤ伝達機構4を組み付ける。次いで、車体に対してトレーリングアーム2を上方に持ち上げ、ゴムブッシュ5を介してトレーリングアーム2を車体に組み付けた後に、モータ3を第1ギヤボックス24に組み付ける。
“Assembly procedure of
An example of the assembly procedure of the
以上の組み付け手順によれば、トレーリングアーム2を車体に取り付ける前の段階で、トレーリングアーム2にギヤ伝達機構4を組み付けておくことで、組み付け作業のスペースを広く確保できるため、作業効率が向上する。一方、モータ3は比較的重量物であるので、モータ3も一緒に組み付けてしまうと、トレーリングアーム2を持ち上げる際にトレーリングアーム2やトーションビーム18がモータ3の重量で撓んでしまい、ゴムブッシュ5を車体の取付部に合わせることが困難となる。これに対し、トレーリングアーム2を車体に組み付けた後に、モータ3を第1ギヤボックス24を介してトレーリングアーム2に組み付けることで、車体に対するトレーリングアーム2の組み付け作業の低下を抑制できる。
According to the above assembling procedure, since the
「作用・効果」
車両前後方向に延び、前側に、ゴムブッシュ5を介して車体に連結する車体側取付部6が形成され、後側に、後輪71を支持する車輪側支持部7が形成されたトレーリングアーム2と、後輪71を駆動するモータ3と、モータ3の動力を後輪71に伝達するギヤ伝達機構4と、を備え、ギヤ伝達機構4は、トレーリングアーム2に剛体的に取り付けられるギヤボックスを備え、前記ギヤボックスは、モータ3の回転軸22周りの第1ギヤ部23を内蔵する第1ギヤボックス24と、第1ギヤボックス24と離間して配置されるとともに後輪71の回転軸47周りの第2ギヤ部43を内蔵する第2ギヤボックス49と、に分割構成されている構成によれば、次のような作用・効果を得る。
"Action / Effect"
A trailing arm that extends in the vehicle front-rear direction, has a vehicle body
ギヤ伝達機構4のギヤボックスは剛体としてトレーリングアーム2に取り付けられるため、大きなギヤボックスを取り付けた場合には、トレーリングアーム2の捩れ性等のサスペンション特性に影響するおそれがある。これに対し、ギヤボックスを第1ギヤボックス24と第2ギヤボックス49とに分けてトレーリングアーム2に取り付ける構成は、比較的小さな剛体を分散してトレーリングアーム2に取り付けることとなるので、トレーリングアーム2のサスペンション特性への影響を低減できる。
Since the gear box of the
ギヤ伝達機構4は、トレーリングアーム2の変形に伴って生じる第1ギヤボックス24と第2ギヤボックス49との間の捩れを吸収する屈曲機構61を備えている構成とすれば、トレーリングアーム2のサスペンション特性と、サスペンション特性の影響を受けないギヤ伝達機能との両立を向上させることができる。
If the
屈曲機構61は、等速ジョイント34である構成とすれば、屈曲機構61を簡単な構造で小型・軽量化できる。
If the
ギヤ伝達機構4は、第1ギヤボックス24から延びる第1伝達軸38と、第2ギヤボックス49から延び、第1伝達軸38にスプライン結合する第2伝達軸54と、を備えている構成とすれば、第1ギヤボックス24と第2ギヤボックス49との間の動力伝達経路が簡単な構造で済み、組み付け作業も容易に行える。
The
トレーリングアーム2には、車両前後方向に離間した第1ギヤボックス支持面部21および第2ギヤボックス支持面部12が形成され、第1ギヤボックス24が第1ギヤボックス支持面部21に取り付けられ、第2ギヤボックス49が第2ギヤボックス支持面部12に取り付けられている構成とすれば、第1ギヤボックス24と第2ギヤボックス49とをトレーリングアーム2に容易に取り付けることができる。
The trailing
モータ3は、第1ギヤボックス24を介して第1ギヤボックス支持面部21に取り付けられている構成とすれば、モータ3および第1ギヤボックス24を集約して配置できるので、モータ駆動装置1の小型化を図れる。
If the
以上、本発明の好適な実施形態を説明した。説明した実施形態では、モータブラケット20の一面側に第1ギヤボックス24を取り付けて、その第1ギヤボックス24にモータ3を取り付ける構造としたが、モータブラケット20の一面側に第1ギヤボックス24を取り付け、他面側にモータ3を取り付ける構造にしてもよい。さらには、第1ギヤボックス24を取り付けるブラケットとモータ3を取り付けるブラケットとを個別に形成してもよい。
The preferred embodiment of the present invention has been described above. In the described embodiment, the
ギヤ伝達機構4としては、傘歯車の他に平歯車等を用いてもよい。
捩れ吸収機構61としては、等速ジョイントの他に球面スプライン等を用いてもよい。
As the
As the
1 モータ駆動装置
2 トレーリングアーム
3 モータ
4 ギヤ伝達機構
5 ゴムブッシュ(弾性部材)
6 車体側取付部
7 車輪側支持部
12 第2ギヤボックス支持面部
18 トーションビーム
20 モータブラケット
21 第1ギヤボックス支持面部
23 第1ギヤ部
24 第1ギヤボックス
34 等速ジョイント
38 第1伝達軸
43 第2ギヤ部
49 第2ギヤボックス
54 第2伝達軸
61 屈曲機構
71 後輪(車輪)
72 フロアパネル
DESCRIPTION OF
6 Car body
72 Floor panel
Claims (6)
前記車輪を駆動するモータと、
前記モータの動力を前記車輪に伝達するギヤ伝達機構と、
を備えたモータ駆動装置であって、
前記ギヤ伝達機構は、前記トレーリングアームに剛体的に取り付けられるギヤボックスを備え、前記ギヤボックスは、前記モータの回転軸周りの第1ギヤ部を内蔵する第1ギヤボックスと、前記第1ギヤボックスと離間して配置されるとともに前記車輪の回転軸周りの第2ギヤ部を内蔵する第2ギヤボックスと、に分割構成されていることを特徴とするモータ駆動装置。 A trailing arm that extends in the vehicle front-rear direction, has a vehicle body side mounting portion that is connected to the vehicle body via an elastic member on the front side, and a wheel side support portion that supports a wheel on the rear side;
A motor for driving the wheel;
A gear transmission mechanism for transmitting the power of the motor to the wheels;
A motor drive device comprising:
The gear transmission mechanism includes a gear box that is rigidly attached to the trailing arm, and the gear box includes a first gear box that houses a first gear portion around a rotation axis of the motor, and the first gear. A motor drive device, wherein the motor drive device is divided into a second gear box that is disposed apart from the box and incorporates a second gear portion around the rotation axis of the wheel.
前記第1ギヤボックスが前記第1ギヤボックス支持面部に取り付けられ、前記第2ギヤボックスが前記第2ギヤボックス支持面部に取り付けられていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。 The trailing arm is formed with a first gear box support surface portion and a second gear box support surface portion that are spaced apart in the vehicle longitudinal direction,
5. The device according to claim 1, wherein the first gear box is attached to the first gear box support surface portion, and the second gear box is attached to the second gear box support surface portion. The motor drive device according to one item.
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Citations (7)
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