KR101976696B1 - 와이어 보호 캡이 구비된 냉각팬 모터 장치 - Google Patents

와이어 보호 캡이 구비된 냉각팬 모터 장치 Download PDF

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조진규
박지훈
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Abstract

본 발명에 따른 와이어 보호 캡이 구비된 냉각팬 모터 장치는, 인쇄회로기판과 전기자 코어가 설치되는 고정자 하우징; 및 상기 고정자 하우징의 측방으로부터 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 연결된 와이어;를 포함하는 냉각팬 모터 장치에 있어서, 상기 고정자 하우징의 측벽의 일부가 상방 및 측방으로 개방되도록 형성된 와이어 패싱부; 및 상기 와이어 패싱부를 통과하는 와이어의 상부를 덮도록 배치되며 상기 와이어의 길이 방향으로 상기 고정자 하우징에 착탈 가능하게 조립되는 보호 캡을 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

와이어 보호 캡이 구비된 냉각팬 모터 장치{Cooling fan motor apparatus provided with protection cap for electrical wire}
본 발명은 냉각팬 모터 장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 냉각팬을 구동시키는 모터 장치에 외부로부터 연결되는 전선이 고정자 하우징에 의해 손상되지 않도록 보호 캡이 구비된 구조에 관한 것이다. 본 발명은 산업통상자원부에서 지원하는 지역주력산업육성사업인 친환경자동차용 배터리 쿨링팬 모듈 개발(과제번호:R0006050)의 결과물로 도출된 것이다.
자동차는 내연기관을 사용하는 구조에서 환경 친화적이고 연비를 고려하여 소위 하이브리드 자동차나 전기 자동차로 개발 경향이 변화되고 있는 추세에 있다.
일반적으로, 하이브리드 자동차나 전기 자동차에는 고용량 배터리가 장착된다. 이러한 차량의 고용량 배터리는 필요시 모터로 전력을 공급하고 차량의 감속이나 정지시 재생 동력원으로 부터 생성되는 전기에너지를 충전하는 작용을 한다.
이와 같은 고용량의 배터리는 충전과 방전을 반복하는 동안 많은 열이 발생 되고 온도가 급격히 상승할 경우 배터리의 수명이 단축된다. 이와 같은 문제점을 해소하고 배터리를 최적의 상태로 사용하기 위해 배터리를 적절히 냉각하는 배터리 냉각팬(battery cooling fan, BCF) 장치가 필요하다.
배터리 냉각팬 장치는 일반적으로 공랭식 구조를 채택하고 있으며, 독립적으로 제어되는 배터리를 덕트를 통하여 공기를 배터리로 공급하고 냉각 후 더워진 공기는 차량 외부로 배출하는 구조가 사용된다. 이와 같은 배터리 냉각팬 장치는 전기 에너지를 회전운동 에너지로 변환시키는 모터 장치에 의해 구동될 수 있다.
이와 같이 모터 장치를 채용한 배터리 냉각팬 장치의 일 예가 대한민국 공개특허 제2012-0094697호에 개시되어 있다.
배터리 냉각팬 장치에는 효율이 우수한 브러시리스 모터 장치가 채용될 수 있다. 모터 장치는 전기에 의해 구동되므로 외부로부터 전기가 공급되어야 한다. 따라서 냉각팬 모터 장치는 필수적으로 전기를 공급하기 위한 전선(와이어)이 구비된다. 그런데 종래의 냉각팬 모터 장치의 사용 중 전선과 고정자 하우징이 서로 마찰을 일으켜 전선의 피복이 손상되거나 전선에 의해 고정자 하우징이 손상되는 문제점이 있다.
특히 상기 공개특허에 개시된 구조는 그로멧(grommet)에 의해 전선을 보호하는 구조를 채용하고 있으나 그로멧(grommet)은 부드러운 재질로 이루어져 있으므로 고정자 하우징에 견고하게 결합되기 어려울 뿐 아니라 그로멧과 전선을 결합하는 과정에서 전선이 그로멧에 형성된 구멍을 관통하여야 하므로 그로멧과 전선의 조립성이 나쁜 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 냉각팬 모터 장치의 전선을 보호하도록 고정자 하우징에 착탈 가능하게 조립되는 보호 캡을 구비하도록 구조를 개선함으로써 조립성이 우수할 뿐 아니라 전선의 손상도 방지할 수 있는 냉각팬 모터 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 와이어 보호 캡이 구비된 냉각팬 모터 장치는, 인쇄회로기판과 전기자 코어가 설치되는 고정자 하우징; 및
상기 고정자 하우징의 측방으로부터 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 연결된 와이어;를 포함하는 냉각팬 모터 장치에 있어서,
상기 고정자 하우징의 측벽의 일부가 상방 및 측방으로 개방되도록 형성된 와이어 패싱부; 및
상기 와이어 패싱부를 통과하는 와이어의 상부를 덮도록 배치되며 상기 와이어의 길이 방향으로 상기 고정자 하우징에 착탈 가능하게 조립되는 보호 캡을 포함한 점에 특징이 있다.
상기 고정자 하우징은,
상기 보호 캡의 조립을 안내하도록 상기 보호 캡이 조립되는 방향으로 연장된 가이드 레일; 상기 보호 캡이 조립된 상태에서 상기 고정자 하우징의 상측으로 이탈되는 것을 방지하도록 상기 보호캡의 상측 모서리부가 걸리도록 형성된 제1이탈 방지턱; 및 상기 보호 캡의 조립 완료시 상기 보호 캡이 조립 방향으로 더 이상 진행하지 않도록 상기 보호 캡이 걸리는 스토퍼부;를 구비하며,
상기 보호 캡은 상기 와이어의 표면과 일정 간격 이격되도록 부드러운 곡선 종단면을 구비하며 상기 와이어의 측면과 상면과 마주하도록 형성된 와이어 패싱 게이트을 구비한 것이 바람직하다.
상기 고정자 하우징은, 상기 가이드 레일로부터 상기 보호 캡이 조립되는 방향에 수직인 방향으로 돌출되며 상기 와이어 패싱부에 조립된 보호 캡이 조립 방향과 반대 방향으로 이탈되는 것을 억제하는 제2이탈 방지턱을 포함하며,
상기 보호 캡은 상기 제2이탈 방지턱에 걸리는 이탈 방지 후크를 포함한 것이 바람직하다.
상기 제2이탈 방지턱은 상기 보호 캡이 조립되는 방향을 따라 점진적으로 경사도가 증가하도록 램프(ramp) 구조로 형성된 것이 바람직하다.
상기 보호 캡은 유연성이 없는 합성수지 소재로 이루어진 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 와이어 보호 캡이 구비된 냉각팬 모터 장치는 고정자 하우징에 착탈 가능하게 조립된 보호 캡에 의해 모터에 전기를 공급하는 와이어가 고정자 하우징에 의해 손상되는 것을 방지하는 효과를 제공한다. 또한, 상기 보호 캡은 와이어가 고정자 하우징에 조립된 상태에서 상기 와이어와 간섭없이 상기 고정자 하우징에 조립되므로 조립성이 우수한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 냉각팬 모터 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 냉각팬 모터 장치의 분리 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 Ⅲ - Ⅲ 선 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 Ⅳ - Ⅳ 선 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 고정자 하우징의 와이어 패싱부의 구조를 상세하게 보여주는 도면이다.
도 6는 도 1에 도시된 보호 캡의 구조를 상세하게 보여주는 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 보호 캡을 다른 방향에서 본 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 냉각팬 모터 장치의 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 냉각팬 모터 장치의 분리 사시도이다. 도 3은 도 1에 도시된 Ⅲ - Ⅲ 선 단면도이다. 도 4는 도 3에 도시된 Ⅳ - Ⅳ 선 단면도이다. 도 5는 도 1에 도시된 고정자 하우징의 와이어 패싱부의 구조를 상세하게 보여주는 도면이다. 도 6는 도 1에 도시된 보호 캡의 구조를 상세하게 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 와이어 보호 캡이 구비된 냉각팬 모터 장치(10, 이하, "냉각팬 모터 장치"라 함)는 예컨대 전기자동차의 배터리 냉각팬 장치에 채용될 수 있다. 상기 냉각팬 모터 장치(10)는 고정자 하우징(20)과, 인쇄회로기판(30)과, 와이어(60)와, 와이어 패싱부(22)와, 보호 캡(70)을 포함한다.
상기 고정자 하우징(20)은 금속 또는 합성수지로 이루어질 수 있다. 상기 고정자 하우징(20)은 몸체(21)와, 중심축(23)을 포함한다. 상기 몸체(21)는 판상의 면을 포함할 수 있다. 상기 몸체(21)의 일면, 예컨대 상면에는 인쇄회로기판(30)이 설치된다. 상기 중심축(23)은 상기 고정자 하우징(20)으로부터 인쇄회로기판(30)을 향해 돌출 형성된다. 상기 중심축(23)은 상기 몸체(21)의 상면으로부터 상측으로 돌출 형성될 수 있다. 상기 중심축(23)은 내부가 빈 중공 형상의 구조를 형성할 수 있다. 상기 중심축(23)에는 베어링을 매개로 회전자(50)의 회전축이 설치된다. 상기 회전자(50)의 회전축은 상기 고정자 하우징(20)에 대해 회전 가능하다. 상기 회전자(50)는 영구자석을 포함한다. 상기 회전자(50)에는 냉각팬(100)이 결합 될 수 있다. 상기 고정자 하우징(20)에는 상기 냉각팬(100)에 의해 발생하는 공기의 유동을 일정한 방향으로 유도하는 가이드 하우징(미도시)이 결합될 수 있다. 상기 가이드 하우징과 상기 고정자 하우징(20) 사이에는 진동 방지용 패드(110)가 설치될 수 있다.
상기 고정자 하우징(20)에는 인쇄회로기판(30)과 전기자 코어(40)가 설치된다.
상기 인쇄회로기판(30)에는 와이어(60)가 연결된다. 상기 와이어(60)는 상기 냉각팬 모터 장치(10)의 외부로부터 전류를 공급하기 위해 구비된다. 상기 와이어(60)는 상기 고정자 하우징(20)의 측방으로부터 상기 인쇄회로기판(30)에 전기적으로 연결된다. 상기 인쇄회로기판(30)과 상기 전기자 코어(40)에 권선된 코일은 전기적으로 연결되어 회전자(50)와 전자기적 유도작용하여 상기 회전자(50)가 회전함으로써 그 회전자(50)와 함께 회전하는 냉각팬(100)이 공기를 유동시킨다.
상기 고정자 하우징(20)은 와이어 패싱부(22)를 구비한다.
상기 와이어 패싱부(22)는 상기 고정자 하우징(20)의 측벽의 일부가 상방 및 측방으로 개방되도록 형성 된다. 상기 와이어 패싱부(22)는 와이어(60)의 설치 통로가 된다. 상기 와이어 패싱부(22)에는 보호 캡(70)이 상기 고정자 하우징(20)에 착탈 가능하게 설치된다. 상기 보호 캡(70)은 상기 와이어 패싱부(22)를 통과하는 와이어(60)의 상부를 덮도록 배치된다. 상기 보호 캡(70)은 상기 와이어(60)가 상기 고정자 하우징(20)에 설치된 상태에서 상기 와이어(60)와 간섭을 일으키지 않은 상태를 유지하면서 상기 고정자 하우징(20)에 조립된다. 상기 보호 캡(70)은 상기 와이어(60)의 길이 방향으로 상기 고정자 하우징(20)에 착탈 가능하게 조립된다.
상기 와이어 패싱부(22)는 가이드 레일(24)과, 제1이탈 방지턱(26)과, 스토퍼부(28)와, 제2이탈 방지턱(27)을 구비한다.
상기 가이드 레일(24)은 상기 보호 캡의 조립을 안내하도록 하기 위해 마련된 것이다. 상기 가이드 레일(24)은 상기 고정자 하우징(20)에 일체로 형성된다. 상기 가이드 레일(24)은 상기 보호 캡(70)이 조립되는 방향으로 연장된 직선 형태의 레일이다. 상기 가이드 레일(24)은 한 쌍이 구비된다. 한 쌍의 가이드 레일(24)은 서로 이격된 상태로 평행하게 배치된다.
상기 제1이탈 방지턱(26)은 상기 보호 캡(70)이 상기 와이어 패싱부(22)에 조립된 상태에서 상기 고정자 하우징(20)의 상측으로 이탈되는 것을 방지하도록 마련된 것이다. 상기 제1이탈 방지턱(26)은 건물의 캐노피 형태로 형성되어 상기 보호 캡(70)의 상측 모서리부가 걸리도록 함으로써 상기 보호 캡(70)이 상기 와이어 패싱부(22)의 상방으로 이탈되는 것을 방지한다.
상기 스토퍼부(28)는 상기 보호 캡(70)의 조립 완료시 상기 보호 캡(70)이 조립 방향으로 더이상 진행하지 않도록 하기 위해 마련된 것이다. 상기 스토퍼부(28)는 후술하는 보호 캡(70)의 조립 날개(76)가 걸려서 접촉된다.
상기 제2이탈 방지턱(27)은 상기 가이드 레일(24)에 형성된다. 상기 제2이탈 방지턱(27)은 상기 가이드 레일(24)로부터 상기 보호 캡(70)이 조립되는 방향에 수직인 방향으로 돌출된다. 상기 제2이탈 방지턱(27)은 상기 와이어 패싱부(22)에 조립된 보호 캡(70)이 조립 방향과 반대 방향으로 이탈되는 것을 억제하는 역할을 수행한다. 상기 제2이탈 방지턱(27)은 상기 보호 캡(70)이 조립되는 방향을 따라 점진적으로 경사도가 증가하도록 램프(ramp) 구조로 형성된 것이 바람직하다. 상기 제2이탈 방지턱(27)은 보호 캡(70)에 구비된 이탈 방지 후크(74)와 결합한다.
상기 보호 캡(70)은 신축성이 없는 합성수지로 이루어진 것이 바람직하다. 상기 보호 캡(70)은 예컨대 폴리프로필렌(PP), 아크릴로부타디엔스티렌(ABS), 폴리아세탈(PA) 수지 등으로 제조될 수 있다. 상기 보호 캡(70)은 상기 가이드 레일(24)과 나란하게 배치된 상기 가이드 레일(24)을 따라 조립되는 결합 레일(71)을 구비한다.
상기 보호 캡(70)은 와이어 패싱 게이트(72)와, 이탈 방지 후크(74)와, 조립 날개(76)를 포함한다.
상기 와이어 패싱 게이트(72)는 상기 와이어(60)의 표면과 일정 간격 이격되도록 형성된다. 상기 와이어 패싱 게이트(72)는 터널 입구 형태의 구조를 형성한다. 상기 와이어 패싱 게이트(72)는 종단면이 부드러운 곡선 형태를 이룬다. 상기 와이어 패싱 게이트(72)는 상기 와이어(60)의 측면과 상면과 마주하도록 형성된다.
상기 이탈 방지 후크(74)는 상기 결합 레일(71)에 형성된다. 상기 이탈 방지 후크(74)는 상기 결합 레일(71)로부터 상기 가이드 레일(24) 쪽을 향해 돌출 형성된 후크 형태의 구조물이다. 상기 이탈 방지 후크(74)는 상기 보호 캡(70)이 상기 와이어 패싱부(22)에 조립된 상태에서 상기 제2이탈 방지턱(27)에 걸림으로써 상기 보호 캡(70)이 상기 고정자 하우징(20)과 조립되는 방향과 반대 방향으로 예기치 않게 이탈되는 것을 방지하는 작용을 한다.
상기 조립 날개(76)는 상기 보호 캡(70)의 측면 일부가 외측으로 돌출된 형태로 이루어진다. 상기 조립 날개(76)는 상기 보호 캡(70)이 상기 와이어 패싱부(22)에 조립된 상태에서 상기 스토퍼부(28)와 접촉됨으로써 상기 보호 캡(70)이 조립 방향으로 더 이상 진행하지 않도록 함으로써 작업자가 조립 완료를 쉽게 인지할 수 있도록 마련된 것이다.
이하에서는 상술한 바와 같은 구성요소를 포함한 냉각팬 모터 장치(10)의 작용 효과를 와이어(60)가 조립된 인쇄회로기판(30)을 고정자 하우징(20)에 조립하는 과정을 예로 들어 상세하게 서술하기로 한다.
먼저 인쇄회로기판(30)은 전기자 코어(40)와 전기적 및 물리적으로 결합 된 상태로 가조립한다. 그리고 상기 인쇄회로기판(30)에 커넥터(65)가 구비된 와이어(60)를 연결한다. 이제 와이어(60)가 연결된 인쇄회로기판(30)을 상기 고정자 하우징(20)의 중심축(23) 상측으로부터 하방으로 접근시킨다. 상기 인쇄회로기판(30)이 상기 중심축(23)을 관통하여 상기 고정자 하우징(20)의 몸체(21) 상면에 안착된다. 이 상태에서 상기 와이어(60)는 상기 와이어 패싱부(22)의 열린 상부를 통해 간섭 없이 상기 와이어 패싱부(22)에 수용된다. 이제 상기 보호 캡(70)을 상기 와이어(60)의 길이 방향을 따라 상기 와이어 패싱부(22)에 결합한다. 상기 보호 캡(70)에 구비된 결합 레일(71)이 상기 와이어 패싱부(22)에 구비된 가이드 레일(24)을 따라 슬라이딩 된다. 상기 보호 캡(70)의 양측 모서리부는 상기 와이어 패싱부(22)에 구비된 제1이탈 방지턱(26)에 의해 상방으로 이탈되는 것이 방지된다. 상기 보호 캡(70)의 이탈 방지 후크(74)가 상기 와이어 패싱부(22)의 제2이탈 방지턱(27)과 결합한다. 또한, 상기 보호 캡(70)의 조립 날개(76) 선단은 상기 스토퍼부(28)에 접촉된다. 이 과정에 의해 상기 보호 캡(70)은 상기 와이어 패싱부(22)에 견고하게 결합된다. 상기 보호 캡(70)은 와이어(60)의 측면과 상면을 일정한 간격을 두고 보호한다. 상기 와이어 패싱부(22)의 바닥은 상기 와이어(60)의 하면을 보호한다. 상기 보호 캡(70)은 상기 와이어(60)와 간섭을 발생시키지 않고 상기 고정자 하우징(20)에 조립된다. 또한, 상기 보호 캡(70)은 유연성이 없는 합성수지로 이루어지기 때문에 외력이 작용하여도 탄성 변형이 발생하지 않아 상기 와이어(60)와 간섭을 일으키지 않는다. 상기 보호 캡(70)의 와이어 패싱 게이트(72)는 부드러운 곡면 형태의 내주면을 형성하므로 상기 와이어(60)와 마찰이 발생하더라도 와이어(60)가 손상되지 않는 장점이 있다.
상술한 바와 같은 냉각팬 모터 장치(10)는 회전자(50)에 냉각팬(100)이 결합되고 그 냉각팬(100)을 덮어서 상기 냉각팬(100)에 의해 발생하는 공기의 유동을 일정한 방향성을 갖도록 제어하는 가이드 하우징(미도시)이 구비될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 와이어 보호 캡이 구비된 냉각팬 모터 장치는, 고정자 하우징에 착탈 가능하게 조립된 보호 캡에 의해 모터에 전기를 공급하는 와이어가 고정자 하우징에 의해 손상되는 것을 방지하는 효과를 제공한다. 또한, 상기 보호 캡은 와이어가 고정자 하우징에 조립된 상태에서 상기 와이어와 간섭없이 상기 고정자 하우징에 조립되므로 조립성이 우수한 장점이 있다.
이상, 바람직한 실시 예를 들어 본 발명에 대해 설명하였으나, 본 발명이 그러한 예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태의 실시 예가 구체화될 수 있을 것이다.
10 : 냉각팬 모터 장치
20 : 고정자 하우징
21 : 몸체
22 : 와이어 패싱부
23 : 중심축
24 : 가이드 레일
26 : 제1이탈 방지턱
27 : 제2이탈 방지턱
28 : 스토퍼부
30 : 인쇄회로기판
40 : 전기자 코어
50 : 회전자
60 : 와이어
65 : 커넥터
70 : 보호 캡
71 : 결합 레일
72 : 와이어 패싱 게이트
74 : 이탈 방지 후크
76 : 조립 날개
100 : 냉각팬

Claims (5)

  1. 인쇄회로기판과 전기자 코어가 설치되는 고정자 하우징; 및
    상기 고정자 하우징의 측방으로부터 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 연결된 와이어;를 포함하는 냉각팬 모터 장치에 있어서,
    상기 고정자 하우징의 측벽의 일부가 상방 및 측방으로 개방되도록 형성된 와이어 패싱부; 및
    상기 와이어 패싱부를 통과하는 와이어의 상부를 덮도록 배치되며 상기 와이어의 길이 방향으로 상기 고정자 하우징에 착탈 가능하게 조립되는 보호 캡을 포함하며,
    상기 고정자 하우징은,
    상기 보호 캡의 조립을 안내하도록 상기 보호 캡이 조립되는 방향으로 연장된 가이드 레일; 상기 보호 캡이 조립된 상태에서 상기 고정자 하우징의 상측으로 이탈되는 것을 방지하도록 상기 보호캡의 상측 모서리부가 걸리도록 형성된 제1이탈 방지턱; 및 상기 보호 캡의 조립 완료시 상기 보호 캡이 조립 방향으로 더 이상 진행하지 않도록 상기 보호 캡이 걸리는 스토퍼부;를 구비한 것을 특징으로 하는 와이어 보호 캡이 구비된 냉각팬 모터 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보호 캡은 상기 와이어의 표면과 일정 간격 이격되도록 부드러운 곡선 종단면을 구비하며 상기 와이어의 측면과 상면과 마주하도록 형성된 와이어 패싱 게이트을 구비한 것을 특징으로 하는 와이어 보호 캡이 구비된 냉각팬 모터 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고정자 하우징은, 상기 가이드 레일로부터 상기 보호 캡이 조립되는 방향에 수직인 방향으로 돌출되며 상기 와이어 패싱부에 조립된 보호 캡이 조립 방향과 반대 방향으로 이탈되는 것을 억제하는 제2이탈 방지턱을 포함하며,
    상기 보호 캡은 상기 제2이탈 방지턱에 걸리는 이탈 방지 후크를 포함한 것을 특징으로 하는 와이어 보호 캡이 구비된 냉각팬 모터 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2이탈 방지턱은 상기 보호 캡이 조립되는 방향을 따라 점진적으로 경사도가 증가하도록 램프(ramp) 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 와이어 보호 캡이 구비된 냉각팬 모터 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보호 캡은 유연성이 없는 합성수지 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 와이어 보호 캡이 구비된 냉각팬 모터 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014209835A (ja) * 2013-03-28 2014-11-06 日本電産サンキョー株式会社 モータにおけるカバー構造
KR20150031358A (ko) * 2013-09-13 2015-03-24 뉴모텍(주) 팬 모터

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