KR102425465B1 - 의류기기용 모터 및 의류기기용 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예는 의류기기용 모터 및 의류기기용 구동장치에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 의류기기용 모터는 스테이터, 스테이터를 둘러 감싸 배치되는 마그넷, 및 마그넷을 스테이터의 외측에 마주하도록 결합시키며 회전하는 로터 프레임을 갖는 로터를 포함하는 모터 조립체와, 로터 프레임에 구비된 일체형 축 연결부에 적어도 일부가 결합되며, 로터의 회전력을 전달받아 회전하는 구동 축을 포함한다. 일체형 축 연결부는 로터 프레임의 중심에서 두께 방향을 관통하여 로터 프레임과 일체형으로 성형되며, 로터 프레임의 내부로 돌출되는 돌출부, 및 돌출부의 내부에 형성되며 구동 축의 적어도 일부가 맞물려 결합되는 세레이션부를 포함한다.

Description

의류기기용 모터 및 의류기기용 구동장치{MOTOR FOR LAUNDRY APPARATUS AND DRIVING DEVICE FOR LAUNDRY APPARATUS}

본 발명의 실시예는 의류기기용 모터 및 의류기기용 구동장치에 관한 것이다.

의류기기는 세탁기, 건조기 등을 포함하는 개념이다. 다시 말해, 의류기기는 의류(구체적으로는 세탁물)을 세탁, 건조, 및 기타 다양한 의류에 필요한 처리를 할 수 있는 기기를 말한다.

세탁기는 수조, 회전조, 펄세이터(pulsator), 및 모터를 포함한다. 수조는 세탁수를 수용한다. 회전조는 수조의 내부에서 회전 가능하게 배치된다. 펄세이터는 회전조의 내부에 배치되어 회전 가능하게 구성된다. 모터는 회전조와 펄세이터의 구동에 필요한 구동력, 즉 회전력을 제공한다.

세탁물은 회전조의 내부로 투입된다. 회전조의 내부에서 세탁물은 모터의 회전력에 의해 회전하는 펄세이터 및 회전조의 구동에 의해 세탁수와 교반된다. 이로써, 세탁물의 오염물질은 제거될 수 있다.

구체적으로는, 세탁기의 모터와 펄세이터는 세탁 축을 통해 축 연결된다.

펄세이터는 모터의 회전력에 의해 회전하게 된다. 회전조는 클러치의 동작에 의해 모터로부터 출력된 회전력을 선택적으로 전달 받을 수 있으며, 선택적으로 회전하게 된다.

이와 같이, 세탁기는 펄세이터의 회전 동작과 함께, 회전조의 선택적인 회전 동작을 이용하여 세탁 모드 및 탈수 모드로 동작하게 된다.

일반적으로 세탁 축은 모터에 구성되어 회전하는 로터에 결합된다. 다시 말해, 세탁 축은 모터의 구동 시 로터의 회전력을 그대로 전달 받도록 연결되며, 항상 회전하도록 구성되어 있다.

이 때문에, 로터 및 세탁 축(또는 구동 축) 사이의 결합에는 보다 강인한 결합 구조가 요구되었다.

구체적인 예로서, 구동 축과 로터 사이에는 세레이션(serration) 결합 방식이 이용되었다.

주지된 바와 같이, 세레이션 결합이라 함은 축과 축이 연결되는 구멍 사이를 반영구적으로 결합시키는데 종종 이용되는 관용의 축 결합 방식 중 하나이다.

구체적으로는, 구동 축의 결합 부위에 세레이션 형상이 구비된다. 이에 대응하여 구동 축이 결합되기 위해 삽입되는 로터의 삽입구에도 구동 축과 맞물릴 수 있는 세레이션 형상이 구비된다.

이와 같이, 구동 축과 로터 간의 세레이션 결합을 이용할 경우, 로터에 삽입된 구동 축의 슬립 및 유동을 방지하고, 보다 견고한 결합 상태를 유지할 수 있다.

한편, 종래 기술에 따르면 구동 축과 로터 간의 세레이션 결합을 위해 별도의 금속 재질 부싱 부품(이를 '세레이션 부싱'이라 함)을 이용하는 경우가 일반적이었다.

본 발명과 관련된 종래의 선행기술로서 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0113785호(이하, 선행문헌 1)는 세탁기에 관한 것으로, 세탁 축과 모터 간을 축 결합시키는 연결부재를 개시하고 있다.

도 1을 참조하면, 종래의 선행문헌에 개시된 세탁기의 연결부재(20)는 제1 부시(21) 및 제2 부시(22)를 포함한다. 제1, 2 부시(21, 22)는 금속 재질로 이루어진다. 제1 부시(21)는 세탁 축이 관통 결합하고, 제2 부시(22)는 제1 부시(21)의 하부에 배치되며 허브에 결합된다. 허브는 로터의 회전 중심부에 결합된 플라스틱 소재의 사출물을 말한다. 금속 재질의 연결부재(20)는 허브의 중심부에 인서트 사출된다. 한편, 제1 부시(21)의 관통홀(21H)에 제1 세레이션부(21S)가 형성된다. 그리고 제2 부시(22)의 관통홀(22H)에 제2 세레이션부(22)가 형성된다. 그리고 제1, 2 부시(21, 22)는 요철부(23)에 맞물려 서로 간에 회전력의 전달이 가능하게 구성되어 있다.

그런데, 선행문헌 1에 개시된 종래의 연결부재(20)는 축에 회전력을 전달하기 위해서, 요철부(23), 모터 측 세레이션부(22S), 세탁 축 측 세레이션부(21S)의 형성이 요구되었다. 이 때문에 재료비와 가공비 측면에서 불리한 단점이 있다. 또한, 제2 부시(22)는 허브라는 사출물에 인서트 사출되는데 제조 공정이 까다로운 단점이 있었다.

본 발명과 관련된 종래의 다른 선행기술로서 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0060679호(이하, 선행문헌 2)는 세탁기의 로터부싱에 관하여 개시한다. 선행문헌 2에 따르는 세탁기의 로터부싱은 금속 재질의 축지지부와 절연재질인 수지로 이루어진 부싱플레이트부를 포함한다. 축지지부는 부싱플레이트부의 사출 성형 시 인서트 된다. 다시 말해, 선행문헌 2의 경우에도 금속 재질의 축지지부와 수지 재질의 부싱플레이트를 포함하는 로터부싱이라는 별도의 부품을 이용하는데, 이와 같이 모터와 구동 축 간의 연결에 별도의 부싱 부품을 이용해야 하는 단점이 있었다.

본 발명과 관련된 종래의 또 다른 선행기술로서 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0087152호(이하, 선행문헌 3)는 세탁기용 모터 어셈블리의 로터부싱을 개시한다. 선행문헌 3에 따르는 로터부싱은 로터의 회전력을 세탁 축에 전달하는 부재이다. 선행문헌 3의 경우에도 모터와 구동 축 간의 연결을 위해 로터부싱이라는 별도의 부싱 부재를 필요로 하는 단점이 있었다.

한편, 종래의 세탁기 모터의 로터 프레임과 부싱 부품의 결합 구조는 도 2 및 도 3에 간략히 도시하였다.

도 2를 참조하면, 종래의 경우 로터 프레임(30)의 원판 커버(31)의 중앙부에 로터부싱(32)가 구비된다. 로터부싱(32)은 수지 재질의 허브(33)와, 허브(33)의 회전 중심에 금속 재질의 세레이션 부싱(35)이 인서트 사출된 형태로 이루어져 있다.

도 3을 참조하면, 종래의 경우 로터 프레임(40)의 원판 커버(41)의 중앙부에 로터부싱(42)이 복수의 체결나사(47)에 의해 체결되어 있다. 로터부싱(42)은 수지 재질의 허브(43)과, 허브(43)의 회전 중심에 인서트 된 금속 재질의 세레이션 부싱(45)을 포함하여 구성되어 있다.

도 4 및 도 5는 종래의 세탁기 모터의 로터 프레임의 세레이션 부싱 결합 구조를 보여준다.

로터 프레임(50)은 모터의 구동 시 회전한다. 로터에 결합되어 회전력을 전달 받는 구동 축은 별도로 도시하진 않았으나 로터 프레임(50)의 원형 몸체(51)의 중앙에 위치하는 세레이션 부싱(53)에 결합된다.

세레이션 부싱(53)의 내부에는 구동 축이 삽입되는 관통홀(53H)이 형성된다. 그리고 세레이션부(53S)는 관통홀(53H)의 내부에 형성된다. 구동 축은 세레이션부(53S)에 삽입되어 모터와 결합된다.

종래의 세레이션 부싱(53)은 금속 재질로 이루어진다. 그리고 금속 재질의 세레이션 부싱(53)은 로터 프레임(50)에 체결되는 사출물, 즉 클러치 부싱(55)의 회전 중심에 인서트 사출된다.

클러치 부싱(55)이 로터 프레임(50)에 체결되면, 세레이션 부싱(53)은 로터 프레임(50)의 회전 중심에 위치하게 된다.

이처럼 종래기술에 따르는 세탁기 모터는 모터의 회전 시 회전력이 발생되는 로터 프레임(50)과 회전력을 전달 받는 구동 축 간의 동력 전달이 직접 이루어지는 구조가 아니다.

다시 말해, 로터 프레임(50)에서 발생된 회전력은 로터 프레임(50)에 체결되는 수지 재질의 클러치 부싱(55)과, 클러치 부싱(55)에 인서트 된 금속 재질의 세레이션 부싱(53)을 거쳐 간접적으로 구동 축에 전달되는 구조를 가진다.

이와 같이, 종래기술에 따르면 별도의 세레이션 부싱(53)을 마련하는 과정이 필요하며, 세레이션 부싱(53)을 사출물에 인서트 하는 과정이 더 필요하였다.

나아가, 로터 프레임(50)에서 직접 구동 축으로 회전력이 전달되지 않으므로, 동력 전달 부위에서 구조적인 취약점이 있을 수 있으며, 진동 및 체결 부위의 풀림 등에 따라 소음 발생의 우려가 따랐다.

이와 같이, 종래기술에 따르면 모터의 회전력이 출력되는 부분(즉, 로터 프레임(50))과 회전력이 구동 축에 전달되는 부분(즉, 세레이션부(53S))가 서로 다른 부품을 통해 분리 형성됨에 따라 동력 전달 시 문제점이 있을 수 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2017-0113785호

본 발명의 목적은 의류기기용 모터, 예를 들어 세탁기 모터의 회전력이 로터 프레임을 통해 구동 축에 직접 전달되는 동력 전달 구조를 갖는 의류기기용 모터를 제공함에 있다.

본 발명의 목적은 로터 프레임에 구동 축을 결합하기 위해 이용되었던 별도의 금속 재질 부싱 부품(예: 세레이션 부싱 등)의 사용을 배제하여, 재료비를 줄이고 제조 공정을 간소화시킬 수 있는 구조의 의류기기용 모터를 제공함에 있다.

본 발명의 목적은 모터에 구동 축을 결합하기 위해, 금속 재질의 부싱 부품을 인서트 한 수지재질의 허브를 사출하여 로터 프레임에 체결하는 번거로운 작업을 생략하면서도, 높은 결합 강도를 가질 수 있는 의류기기용 모터를 제공함에 있다.

본 발명의 목적은 로터 프레임의 회전 중심 부위에 연속 실시 가능한 딥 드로잉이나 버링 가공 및 세레이션 가공을 수행함으로써, 로터 프레임과 일체화된 구조의 세레이션부를 형성할 수 있는 의류기기용 모터를 제공함에 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면 의류기기용 모터, 구체적인 예로서 세탁기 모터의 회전력이 로터 프레임을 통해 구동 축에 직접 전달되는 동력 전달 구조를 갖는 의류기기용 모터를 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르는 모터는 로터 프레임에 구동 축을 결합하기 위한 별도의 금속 재질 부싱 부품의 사용을 생략할 수 있다. 또한, 금속 재질의 부싱 부품을 수지재질의 사출물의 사출 시 인서트 하는 번거로운 작업과, 부싱 부품이 인서트 된 사출물을 로터 프레임에 체결하는 번거로운 작업을 생략할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르는 의류기기용 모터는 로터 프레임의 회전 중심 부위에 딥 드로잉 또는 버링 가공을 통해 설정 길이만큼 돌출된 돌출부를 형성하고, 버링 돌출부의 내부에 세레이션부를 형성하여 세레이션부를 로터 프레임과 일체화한다.

본 발명의 실시예에 따르는 의류기기용 모터는 모터 조립체와, 구동 축을 포함한다.

모터 조립체는 스테이터와 로터를 포함한다.

스테이터는 모터의 내측에 환형으로 배치될 수 있다.

로터는 마그넷과 로터 프레임을 포함한다. 마그넷은 스테이터로부터 공극을 두고 스테이터의 외곽을 원형으로 둘러 감싸며 스테이터에 마주하도록 복수 개가 배치될 수 있다. 로터 프레임은 마그넷을 고정시켜 결합하는 강성의 프레임을 말한다. 로터 프레임은 위치 고정된 스테이터와 달리 스테이터를 중심으로 회전하는데 이를 아우터 로터 구조라는 용어로 표현하기도 한다.

구동 축은 상기 로터 프레임에 구비된 일체형 축 연결부에 적어도 일부가 결합될 수 있다. 구동 축은 상기 로터의 회전력을 전달받아 회전할 수 있다.

일체형 축 연결부는 돌출부와, 세레이션부를 포함한다.

돌출부는 상기 로터 프레임과 일체형 구조로 이루어지며 상기 로터 프레임의 중심에서 두께 방향을 관통하여 상기 로터 프레임과 일체형으로 성형되어 형성될 수 있다. 그리고 돌출부는 로터 프레임의 내부로 설정 길이만큼 돌출되는 형상을 가지게 된다.

여기서, 돌출부는 딥 드로잉 또는 버링으로 로터 프레임과 일체형으로 성형될 수 있다. 딥 드로잉은 소성가공의 일종으로 금속 소재의 캔 형상을 가공하는 방법으로서, 로터 프레임을 소재로 상하의 같은 모형의 펀치와 다이를 사용하여 압축에 의한 힘으로 이음매 없이 원형 캔 또는 캡 형상을 가공할 수 있다. 예를 들어, 딥 드로잉으로 로터 프레임의 중심에서 일체로 상향 돌출되는 원형 캡 형상을 성형한 후, 세레이션부의 형성시 제1 중공을 피어싱할 수 있다. 버링은 버링 툴을 이용하여 로터 프레임의 회전 중심을 천공하면서 관 형상으로 일정한 직경으로 돌출된 돌출부를 형성하는 것을 의미한다. 예컨대, 버링 툴은 뾰족하게 돌출된 선단몸체와, 선단몸체의 후단에 연결되며 일정한 직경을 갖는 봉 형상 후단몸체를 포함할 수 있다. 선단몸체가 로터 프레임의 회전 중심을 향해 먼저 관통하여 구멍을 천공하고, 이어서, 후단몸체가 일정 길이만큼 구멍을 통해 더 진입하면서 설정 길이로 돌출되는 돌출부를 형성할 수 있다.

세레이션부는 상기 돌출부에 형성된다. 세레이션부는 구동 축의 적어도 일부의 외주 면에 형성된 세레이션 형상에 대응하여 상호 맞물릴 수 있는 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르는 로터 프레임은 내주 면을 통해 상기 마그넷을 고정하는 원통 몸체와, 상기 원통 몸체의 하단을 덮어 형성되는 커버를 포함한다.

일 예로서, 돌출부는 상기 커버의 중앙부를 관통하는 제1 중공을 구비할 수 있다. 또한, 돌출부는 딥 드로잉(deep drawing)으로 상기 로터 프레임과 일체로 성형되며, 커버의 중앙부에서 원통 몸체의 중심을 따라 설정 길이만큼 상향 돌출되는 원형 캡 형상을 가진다. 그리고 세레이션부의 형성 시 원형 캡 형상의 상단 밀폐 부위가 피어싱 되어 제1 중공이 형성될 수 있다. 다른 하나의 예로서, 돌출부는 버링(burring)으로 로터 프레임과 일체로 성형되며, 상기 커버의 중앙부에서 상기 원통 몸체의 중심을 따라 설정 길이만큼 돌출되는 원형 관 형상을 가질 수 있다.

세레이션부는 상기 구동 축의 적어도 일부에 형성된 세레이션 형상에 대응하여 형성될 수 있다.

세레이션부의 길이는 상기 커버의 두께와 상기 돌출부의 길이의 합에 대응하는 길이를 가질 수 있다. 이와 같이 세레이션부가 로터 프레임에만 형성되는 경우에 비해 구동 축이 세레이션부를 통해 맞물리는 길이가 증가되어 상대적으로 더 큰 회전력을 전달할 수 있는 구조를 확보할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르는 일체형 축 연결부는 평탄부와 굴곡연결부를 더 포함한다. 평탄부는 상기 돌출부의 외측으로 수평을 이루어 설정 면적만큼 평탄하게 연장되어 형성되는 부분을 말한다. 굴곡연결부는 상기 평탄부의 외측 테두리와 상기 커버의 중앙부 사이에서 상기 돌출부의 돌출 방향을 향해 볼록해진 형상으로 굴곡지게 연결되는 부분을 말한다.

평탄부는 로터 프레임의 회전 중심에 근접하여 그 주변을 둘러 평평하게 수평을 이루어 배치되는 부분으로서 돌출부의 형성 시 버링 가공을 보다 정밀하게 수행할 수 있게 해준다. 또한 평탄부는 돌출부를 외측에서 교차하는 방향으로 지지하여 구동 축과의 연결 구조를 보다 안정적으로 유지시켜주는 기능적 효과를 제공할 수 있다.

굴곡연결부는 커버의 중앙부와 평탄부의 외측 테두리 사이에서 단순하게 직선 형태로 경사진 형상으로 연결되지 않으며, 돌출부의 돌출 방향을 향해 볼록하게 굴곡을 이루어 연결된다. 굴곡연결부는 이러한 형상을 통해 평탄부와 커버 사이에서 보다 높은 구조 강도를 가지게 되어 돌출부의 변형 및 손상을 억제하는 기능적 효과를 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르는 로터 프레임은 단차부와, 통기부를 더 포함한다. 단차부는 상기 원통 몸체의 상단 테두리로부터 상기 원통 몸체의 외측 방향으로 굽혀져 형성될 수 있다. 통기부는 상기 커버의 중앙부를 제외하고, 상기 커버의 적어도 일부를 두께 방향으로 관통하여 형성될 수 있다. 통기부는 의류기기용 모터의 냉각에 기여할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르는 의류기기용 모터는 상기 돌출부의 외주 면을 설정 두께로 감싸 결합되는 슬리브를 더 포함한다. 슬리브는 상기 돌출부에 대응하는 길이를 가질 수 있다.

슬리브는 내부에 세레이션부가 형성된 버링 가공부에 가해지는 힘을 보강하는 역할을 할 수 있다. 돌출부는 원형 관 형상으로 단순한 돌출 구조를 가짐에 따라, 슬리브를 이용하여 돌출부의 외주 면을 감싸 결합시킴으로써 돌출부를 보다 견고하게 지지하며, 구조적으로 보강해줄 수 있다.

바람직하게는 슬리브의 하단부의 두께는 슬리브의 상단부의 두께보다 크게 형성될 수 있다. 이로써, 구동 축의 말단을 향할수록 보다 큰 강성으로 구동 축을 안정적으로 지지할 수 있다.

또한, 슬리브는 일체형 구조로 이루어져 상기 돌출부의 외주 면을 전체적으로 감싸도록 형성될 수 있다.

또한, 슬리브는 복수 개로 분할된 구조로 이루어질 수 있다. 복수 개로 분할된 슬리브는 돌출부의 상단부 및 돌출부의 하단부에 각각을 둘러 감싸 안정적인 지지 구조를 가질 수 있다.

또한, 슬리브는 상기 돌출부의 외주 면을 제1 설정 두께로 감싸 결합되는 제1 슬리브와, 상기 제1 슬리브의 외주 면에 제2 설정 두께로 감싸 결합되는 제2 슬리브를 포함할 수 있다. 이 경우, 돌출부 및 세레이션부가 구조적으로 더 보강되어 더 큰 회전력을 안정적으로 전달할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르는 의류기기용 모터는 상기 커버의 중앙부에서 상기 일체형 축 연결부를 상하로 덮어 체결되는 클러치 부싱을 더 포함한다.

클러치 부싱은 클러치 부싱 몸체부와, 클러치 부싱 체결부를 포함한다.

클러치 부싱 몸체부는 상기 구동 축의 적어도 일부가 관통하여 배치되도록 제2 중공을 구비할 수 있다. 클러치 부싱 몸체부는 상기 돌출부의 외측을 원주 방향으로 둘러 감싸는 형상을 가질 수 있다.

클러치 부싱 체결부는 커버의 중앙부에 구비된 제1 체결 홀과 대응하는 위치에 형성된 제2 체결 홀을 구비할 수 있다. 그리고 클러치 부싱 체결부는 제1, 2 체결 홀을 통해 체결되는 체결볼트를 이용하여 상기 커버와 체결될 수 있다.

여기서, 제1, 2 중공은 서로 동일 중심을 이루어 상기 구동 축의 결합 방향을 따라 상하로 연통하도록 배치될 수 있다.

클러치 부싱은 상기 클러치 부싱 몸체부의 상부에 구비되며, 클러치와 접속되거나 접속 해제되는 클러치 접속부를 더 포함한다. 클러치 접속부는 상기 클러치의 이동에 따라 상기 클러치로부터 하향 돌출된 클러치 치형부와 상하로 치합되는 형상을 가질 수 있다.

클러치 부싱은 상기 커버의 중앙부를 통해 구비된 적어도 하나의 고정 홀을 관통하여 삽입되는 적어도 하나의 고정돌기를 더 포함한다.

스테이터는 상기 구동 축을 둘러싸며 환형으로 배치되는 고정자 코어와, 상기 고정자 코어에 구비되는 복수의 코일을 포함한다.

한편, 본 발명의 실시예에 따르는 의류기기용 구동장치는 전술한 의류기기용 모터와, 클러치 부싱과, 클러치를 포함한다.

클러치 부싱은 일체형 축 연결부를 상하로 덮도록 로터 프레임에 체결될 수 있다.

클러치는 상기 클러치 부싱에 마주하여 배치될 수 있다. 클러치는 클러치 부싱과 접속 및 접속 해제가 선택적으로 이루어지도록 솔레노이드에 의해 조절되어 상하로 슬라이딩 될 수 있다.

일체형 축 연결부는, 돌출부와, 세레이션부를 포함한다. 돌출부는 상기 로터 프레임의 중심에서 두께 방향을 관통하여 로터 프레임과 일체형으로 성형되며 상기 로터 프레임의 내부로 설정 길이만큼 돌출되며 제1 중공을 가질 수 있다. 세레이션부는 상기 제1 중공의 내부 벽면에 형성되어 상기 구동 축의 적어도 일부가 맞물려 결합될 수 있다.

클러치 부싱은 상기 제1 중공과 동일 중심을 이루어 상기 구동 축의 결합 방향을 따라 상기 제1 중공과 상하로 연통하는 제2 중공을 구비할 수 있다.

본 발명에 의하면 의류기기용 모터, 예를 들어 세탁기 모터의 회전력이 로터 프레임을 통해 구동 축에 직접 전달되는 동력 전달 구조를 갖는 장점이 있다.

종래의 경우, 별도의 세레이션 부싱 등의 금속 재질 부품을 인서트 사출한 사출물을 로터 프레임의 회전 중심에 기구적으로 체결하여 사용함에 따라, 모터의 회전력이 구동 축에 직접 전달되지 않는 단점이 있었다.

본 발명에 의하면 의류기기용 모터, 예를 들어 세탁기 모터의 회전력이 구동 축에 직접 전달되는 구조로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 종래의 구조적인 취약성을 해결할 수 있으며, 진동 억제 및 체결 부위의 풀림 등을 방지하여 소음 유발을 방지하는 장점이 있다.

나아가, 본 발명에 의하면 부품 손상 및 제품 고장 등을 방지하여 의류기기, 예를 들어 세탁기의 내구수명을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.

더 나아가, 본 발명에 의하면 모터의 회전력이 출력되는 부분, 즉 로터 프레임과, 로터 프레임에 구동 축이 결합되는 세레이션부가 일체형 구조로 이루어짐에 따라 종래의 동력 전달 시의 각종 문제점을 해결할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 로터 프레임에 구동 축을 결합하기 위해 이용되었던 별도의 금속 재질 부싱 부품(예: 세레이션 부싱 등)의 사용을 전적으로 배제할 수 있다. 이에 따라, 재료비를 줄이고 제조 공정을 단순화시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 의류기기용 모터, 예를 들어 세탁기의 모터에 구동 축을 결합하기 위해, 금속 재질의 부싱 부품을 인서트 한 수지재질의 허브를 사출하여 로터 프레임에 체결하는 번거로운 작업을 생략할 수 있다. 이로써, 간단한 공정으로 제조되지만, 종래에 비해 세탁기 모터와 구동 축 간의 높은 결합 강도를 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 로터 프레임의 회전 중심 부위에 연속 실시 가능한 딥 드로잉(또는 버링) 가공 및 세레이션 가공을 수행함으로써, 로터 프레임과 일체화된 구조의 세레이션부를 형성할 수 있다.

예를 들어, 로터 프레임의 회전 중심에 중공을 형성하면서 소정 길이를 갖는 돌출부를 형성한다. 이어서, 돌출부의 중공 내부에 세레이션 가공 툴을 이용하여 세레이션부를 형성한다. 그 결과, 구동 축과 맞물려 결합되는 일체형 세레이션부가 손쉽게 형성될 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 의하면 가공 공정의 단순화, 별도의 금속 재질 부싱 부품의 삭제 등을 통해 의류기기용 모터, 예를 들어 세탁기 모터 구조를 단순화시킬 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1 내지 도 5는 종래 기술에 따른 세탁기 모터 및 세탁기 구동장치를 간략히 도시한 개념도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 세탁기 구동장치를 간략히 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 세탁기 모터의 로터, 로터 프레임, 및 일체형 축 연결부의 개략적인 형상을 나타낸 사시도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 로터 프레임에 형성된 일체형 축 연결부의 개략적인 형상을 확대하여 나타낸 확대도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 로터 프레임에 형성된 일체형 축 연결부의 단면 형상을 간략히 도시한 단면도.
도 10a는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 축 연결부의 돌출부를 딥 드로잉으로 형성하는 과정을 설명하기 위해 도시한 공정도.
도 10b는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 축 연결부의 돌출부를 버링으로 형성하는 과정을 설명하기 위해 도시한 공정도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 의류기기용 모터의 로터 프레임에 클러치 부싱의 결합 상태를 간략히 도시한 사시도.
도 12는 도 6의 "A" 영역을 확대 도시한 단면도.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 의류기기용 모터의 로터 프레임에 클러치 부싱이 결합된 로터의 전체 단면을 간략히 도시한 단면도.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 의류기기용 모터의 일체형 세레이션 구조를 보강하기 위해 슬리브가 추가된 모습을 보여주는 단면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

의류기기용 모터

본 발명의 실시예에 따르는 의류기기용 모터, 예를 들어 세탁기 모터는 모터의 회전력이 로터 프레임을 통해 구동 축에 직접 전달되는 동력 전달 구조를 가진다.

특히, 본 발명의 실시예에 따르는 의류기기용 모터, 예를 들어 세탁기 모터는 로터 프레임에 구동 축을 결합하기 위해 종래에 이용되었던 별도의 금속 재질 부싱(예: 세레이션 부싱 등) 부품의 사용을 생략하였다.

그리고 종래 기술에 따른 금속 재질의 부싱 부품을 수지재질의 사출물에 인서트 하고, 별도의 부싱 부품이 인서트 된 사출물을 로터 프레임에 체결하는 과정을 생략할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르는 의류기기용 모터, 예를 들어 세탁기 모터는 로터 프레임의 회전 중심 부위에 직접 딥 드로잉(또는 버링) 가공을 실시하여 소정의 길이로 돌출된 돌출부를 형성한다. 그리고 돌출부에 세레이션 가공을 하여 세레이션부를 형성한다.

이로써, 구동 축이 결합되는 세레이션부는 로터 프레임과 일체화된 구조를 가지게 된다. 그 결과, 본 발명의 실시예에 따르면 모터의 회전력이 로터 프레임을 통해 구동 축에 직접 전달되는 구조를 가질 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 따르는 의류기기용 모터에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

이하의 설명에서, 의류기기용 모터는 세탁기에 주로 쓰이지만 로터는 구동 축을 회전시켜 드럼을 회전할 수 있으므로, 전자동 세탁기, 드럼 세탁기, 건조기용 드럼에도 사용할 수 있다.

이하에서는, 의류기기용 모터와 의류기기용 구동장치는 세탁기의 모터와 세탁기의 구동장치를 예로 들어 구체적으로 설명하기로 한다.

도면에서, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 세탁기 구동장치를 간략히 도시한 단면도이다. 그리고 도 7은 세탁기 모터의 로터, 로터 프레임, 및 일체형 축 연결부의 개략적인 형상을 나타낸 도면이고, 도 8은 일체형 축 연결부의 개략적인 형상을 확대하여 나타낸 도면이다. 그리고 도 9는 일체형 축 연결부의 단면 형상을 간략히 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르는 세탁기 모터는 모터 조립체(100)와 구동 축(510)을 포함한다.

모터 조립체(100)는 스테이터(110)와 로터(120)를 포함한다. 스테이터(110)는 모터의 내측에 환형으로 배치될 수 있다.

스테이터(110)는 구동 축(510)을 둘러싸며 환형으로 배치되는 고정자 코어(111)와 복수의 코일(113)을 포함한다. 복수의 코일(113)은 고정자 코어(111)에 감겨진 형태로 구비될 수 있다.

로터(120)는 복수의 마그넷(또는 영구자석)(121)과 로터 프레임(130)을 포함한다.

복수의 마그넷(121)은 스테이터(110)의 외측에서 소정의 간격을 두고 환형으로 둘러 감싸 배치될 수 있다. 구체적으로는 복수의 마그넷(121)은 모터의 내측에 위치한 스테이터(110)로부터 공극을 두고 스테이터(110)의 외곽을 원형으로 둘러 감싸며 스테이터(110)에 마주하도록 배치될 수 있다.

원형 배치된 복수의 마그넷(121) 각각은 각각 설정 거리를 두고 배치될 수 있다.

로터 프레임(130)은 복수의 마그넷(121)을 고정시켜 결합한다. 구체적으로는 로터 프레임(130)은 복수의 마그넷(121)보다 내측에 위치한 스테이터(110)와 마주하도록 복수의 마그넷(121)의 결합 위치를 고정시킬 수 있다. 로터 프레임(130)은 모터의 내측에서 위치 고정된 스테이터(110)와 달리 스테이터(110)를 중심으로 회전하도록 구성된다. 이를 아우터 로터 구조라고 한다.

본 발명의 실시예에 따르는 세탁기 모터의 모터 조립체(100)의 경우, 로터(120)는 스테이터(110)를 중심에 두고 그 바깥에서 전자기력에 의해 회전한다. 이러한 형태의 로터(120)를 아우터 로터라 한다.

다시 말해, 아우터 로터의 경우 복수의 마그넷(121)이 장착된 로터 프레임(130) 자체가 스테이터(110)를 기준으로 그 외측에서 회전하도록 구성된다.

한편, 로터 프레임(130)의 회전 중심에는 구동 축(510)이 연결된다. 이를 위해, 로터 프레임(130)의 회전 중심에는 구동 축(510)이 세레이션 결합되기 위한 일체형 축 연결부(140)가 구비될 수 있다.

구동 축(510)은 로터 프레임(130)에 구비된 일체형 축 연결부(140)에 적어도 일부가 결합될 수 있다. 예를 들어, 구동 축(510)의 말단(또는 하단)의 일부가 일체형 축 연결부(140)에 세레이션 결합될 수 있다. 이에 따라, 구동 축(510)은 로터(120), 더 구체적으로는 로터 프레임(130)의 회전력을 전달 받아 회전할 수 있다.

일체형 축 연결부(140)는 돌출부(141)와 세레이션부(142)를 포함한다.

돌출부(141)는 상기 로터 프레임(130)과 일체형 구조로 이루어진다.

다시 말해, 돌출부(141)는 로터 프레임(130)의 회전 중심에 별도의 기구적인 체결 방식으로 결합되거나 기타 다양한 관용의 방식으로 접합되는 별도의 부품이 아니다.

돌출부(141)는 로터 프레임(130)의 일부분으로서, 로터 프레임(130)의 회전 중심에 대해 두께 방향을 관통하여 형성되는데, 딥 드로잉(deep drawing) 또는 버링(burring) 방식으로 가공되어 형성된다.

그 결과 돌출부(141)는 로터 프레임(130)의 내부 방향(즉, 상부 방향)을 향해 설정 길이만큼 돌출되는 형상을 가질 수 있다.

여기서, 딥 드로잉(deep drawing)은 소성가공의 일종으로 금속 소재의 캔 형상을 가공하는 방법이다.

예를 들어, 도 10A를 참조하면, 로터 프레임(130)의 회전 중심 부위를 다이(16)와 홀더(17) 사이에 위치시킨다(S1).

이어서, 다이(16)와 홀더(17) 사이에 지지된 로터 프레임(130)의 회전 중심 부위(즉, 딥 드로잉 가공 부위)로 펀치(18)를 가압한다. 이로써, 펀치(18)의 압축 힘으로 원형 캡 형상(또는 원통 용기 형상)의 돌출부(141)를 성형한다(S2).

이때, 원형 캡 형상의 돌출부(141)에서, 캡의 상단, 즉 캡의 밀폐 부위(1411)는 세레이션부를 형성할 때 미리 피어싱 처리되어 돌출부(141)의 내에는 세레이션부가 형성되기 위한 제1 중공이 마련될 수 있다.

다른 하나의 예로서, 버링(burring)은 관용적으로 알려진 버링 툴을 이용하여 로터 프레임(130)의 회전 중심을 천공하여 일정한 직경을 갖는 원형 관 형상의 돌기를 형성하는 가공 방식을 말한다.

일 예로서 도 10을 참조하여 돌출부(141)를 형성하는 공정에 관하여 설명한다.

먼저 버링 툴(10)을 이용하여 로터 프레임(130)의 회전 중심을 향해 천공을 실시한다(S10 참조).

버링 툴(10)은 앞쪽으로 뾰족하게 돌출된 선단몸체(13)와, 선단몸체(13)의 후단에 연결되며 일정한 직경을 갖는 봉 형상 후단몸체(11)를 포함한다.

버링 툴(10)의 선단몸체(13)가 로터 프레임(130)의 회전 중심(C.L)을 향해 접촉하도록 W1 방향으로 이동한다. 이어서 선단몸체(13)는 로터 프레임(130)의 회전 중심(C.L)을 관통하여 소정의 예비 돌출부(1401)를 형성한다.

이어서, 로터 프레임(130)의 회전 중심을 뚫고 선단몸체(13)가 점진적으로 로터 프레임(130)을 관통하게 된다(S11, S12 참조). 이에 따라 소정의 예비 돌출부(1402)의 길이가 점진적으로 길어지고, 직경도 점진적으로 커지게 된다.

이어서, 선단몸체(13)가 로터 프레임(130)의 회전 중심을 관통한 다음에는, 후단몸체(11)가 로터 프레임(130)에 형성된 구멍을 뚫고 일정 거리만큼 진입하게 된다(S13). 이에 따라, 소정의 예비 돌출부(1403)는 후단몸체(11)에 대응하여 직경이 확장되면서, 후단몸체(11)의 진입 거리에 대응하여 길이가 확보될 수 있다. 이로써, 최종 목표 형상인 설정 길이만큼 돌출된 돌출부(141)가 형성된다. 돌출부(141)의 내부에는 후행 실시될 세레이션 가공을 거쳐 세레이션부(142)가 형성될 수 있다.

한편, 돌출부(141)가 형성되고 나면, 버링 툴(11)의 선단몸체(13) 및 후단몸체(11)는 버링 가공 시 진입되었던 W1 방향과 반대인 W2 방향으로 이동하며 초기 위치로 복귀될 수 있다.

이러한 돌출부(141)의 형성 방법 및 이에 이용되는 버링 툴(10)의 형태는 통상의 기술자에게 자명한 다양한 버링 가공 방식에 따라 적절히 변경될 수 있으며, 반드시 도시된 형태에 한정되지는 않는다.

세레이션부(142)는 돌출부(141)에 형성될 수 있다. 구동 축(510)(즉, 세탁 축)은 모터의 구동 시 로터(120), 더 구체적으로는 로터 프레임(130의 회전력을 전달 받도록 연결되며 항상 회전될 수 있어야 한다. 이 때문에, 로터 프레임(130)과 구동 축(510) 사이에는 강인한 결합 구조가 요구된다. 세레이션(serration) 결합은 주지 관용의 방식으로 축과 축이 연결되는 구멍(또는 보스의 중심) 사이를 요철 결합시키는 방식이다.

세레이션부(142)는 전술한 돌출부(141)의 형성 이후, 관용적으로 알려진 다양한 세레이션 가공 방법을 이용하여 로터 프레임(130)에 일체로 돌출된 돌출부(141)의 내부 벽면에 형성될 수 있다. 세레이션부(142)는 구동 축(510)과 상호 맞물릴 수 있도록 돌출부(141)의 내경을 통해 나사산 모양의 작은 이(teeth)를 깎아 만든 것을 의미한다.

그리고 세레이션부(142)는 구동 축(510)의 적어도 일부의 외주 면에 형성된 세레이션 형상에 대응하여 상호 맞물릴 수 있는 형상을 가질 수 있다.

이하, 도 7 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예에 따르는 로터(120), 로터 프레임(130), 그리고 일체형 축 연결부(140) 간의 연결 구조에 관하여 상세하게 설명하기로 한다.

로터 프레임(130)은 원통 몸체(131)와 커버(133)를 포함한다.

원통 몸체(131)는 내측 둘레 면, 즉 내주 면을 통해 복수의 마그넷(121)을 원형으로 배치하여 고정시킨다.

커버(133)는 원통 몸체(131)의 하단부, 더 구체적으로는 아래 면을 덮어 형성되는 원판 형상의 부재를 말한다.

로터 프레임(130)은 원통 몸체(131)와 커버(133)의 결합에 의해 일부 면(즉, 상부 면)만이 개방된 원통 형상을 가질 수 있다.

돌출부(141)는 전술한 딥 드로잉 또는 버링 가공에 의해 커버(133)의 중앙부(즉, 로터 프레임의 회전 중심부)를 관통하는 제1 중공(142H)을 구비한다.

돌출부(141)는 커버(133)의 중앙부에서 원통 몸체(131)의 중심 방향(즉, 구동 축의 결합 방향)을 따라 설정 길이(L1, 도 9 참조)만큼 돌출되는 원형 관 형상을 가질 수 있다.

세레이션부(142)는 구동 축(510)의 적어도 일부(예: 구동 축의 말단 부위)에 형성된 세레이션 형상에 대응하여 형성될 수 있다. 이로써, 구동 축(510)은 일체형 축 연결부(140)의 세레이션부(142)에 삽입되어 축 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르는 일체형 축 연결부(140)에 포함되는 세레이션부(142)의 길이는 커버(133)의 두께와 돌출부(141)의 길이(L1)의 합에 대응하는 길이를 가진다.

이에 따라, 로터 프레임(130)의 회전 중심에 딥 드로잉 또는 버링 가공 없이 세레이션부를 형성하는 경우와 비교하여, 돌출부(141)의 길이(L1)만큼 구동 축(510)이 세레이션부(142)를 통해 맞물리는 길이가 더 증가될 수 있다.

그 결과, 본 발명의 실시예에 따르는 세레이션부(142)의 길이 증가로 인해 상대적으로 더 큰 회전력을 전달할 수 있는 구조를 가질 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따르는 일체형 축 연결부(140)는 평탄부(143)와 굴곡연결부(145)를 더 포함한다.

평탄부(143)는 돌출부(141)의 외측으로 수평을 이루어 설정 면적만큼 평탄하게 연장되는 부분을 말한다.

굴곡연결부(145)는 평탄부(143)의 외측 테두리와 커버(133) 사이에서 돌출부(141)의 돌출 방향을 향해 위로 볼록하게 형성된 굴곡 연결 부위를 말한다.

구체적으로는 평탄부(143)는 로터 프레임(130)의 회전 중심에 근접하여 그 주변을 둘러 평평하게 수평을 이루어 배치되는 부분으로서, 로터 프레임(130)과 일체(즉, 커버(133)와 일체)로 이루어진다(도 9 참조).

이러한 형상의 평탄부(143)는 돌출부(141)의 형성 시 딥 드로잉 또는 버링 가공을 쉽고 정확하게 수행할 수 있게 해준다.

또한, 평탄부(143)는 돌출부(141)의 외측에서 돌출부(141)를 일정 면적으로 교차하여 지지하는데, 이로써 구동 축(510)의 세레이션 결합 구조를 안정적으로 보강시켜주는 기능을 가질 수 있다.

그리고 굴곡연결부(145)는 커버(133)와 평탄부(143)의 외측 테두리 사이에서 단순하게 직선 형태로 경사지게 연결되지 않는다. 구체적으로는 굴곡연결부(145)는 돌출부(141)의 돌출 방향을 향해 위로 볼록하게 굴곡을 이루어 연결된다(도 9 참조).

이러한 형상의 굴곡연결부(145)는 평탄부(143)와 커버(133) 사이를 효과적으로 지지한다.

이로써, 일체형 축 연결부(140)의 전체적인 구조 강도가 보강될 수 있어 돌출부(141) 및 세레이션부(142)의 변형을 억제하고 구동 축(510)을 안정적으로 결합시킬 수 있다.

한편, 로터 프레임(130)은 단차부(132)와 통기부(134)를 더 포함한다.

단차부(132)는 원통 몸체(131)의 상단 테두리로부터 원통 몸체(131)의 외측 방향으로 굽혀져 형성되는 부위를 말한다.

통기부(134)는 일체형 축 연결부(140)가 위치하는 커버(133)의 중앙부를 제외하고, 커버(133)의 나머지 영역에서 두께 방향으로 관통하여 형성될 수 있다.

통기부(134)는 복수의 직선 장공(즉, 슬릿 홀)이 로터 프레임(130)의 회전 중심을 기준으로 그 외곽에서 방사상으로 배치되는 형태로 이루어질 수 있다. 다만, 본 발명은 이러한 통기부(134)의 도시된 형상에 한정되지 않으며, 세탁기 모터의 냉각에 유리한 다양한 홀 형상으로 변경하여도 무방하다. 통기부(134)는 세탁기 모터의 냉각에 기여하여 모터의 성능을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따르는 세탁기 모터는 돌출부(141)에 발생하는 하중을 지지하고 보강하기 위해 슬리브(170, 도 14 참조)를 더 포함할 수 있다.

슬리브(170, 도 14 참조)는 돌출부(141)의 외주 면을 설정 두께로 감싸 결합되는 보강부재를 말한다. 바람직하게는 슬리브(170, 도 14 참조)는 돌출부(141)의 돌출 길이(L1, 도 9 참조)에 대응하는 길이를 갖는 것이 좋다. 이는 슬리브(170, 도 14 참조)가 돌출부(141)를 전체적으로 감싸는 형상을 가질 수 있어 구동 축(510)과 세레이션부(142) 사이에 걸리는 하중을 안정적으로 보강할 수 있기 때문이다.

이와 같이, 슬리브(170, 도 14 참조)는 내부에 세레이션부(142)가 형성된 돌출부(141)에 가해지는 힘을 보강하는 역할을 한다(도 14 참조).

본 발명의 실시예에 따르는 세탁기 모터의 경우, 돌출부(141)는 원형 관 형상으로 단순하게 돌출된 구조를 가진다. 이 때문에, 슬리브(170, 도 14 참조)를 돌출부(141)의 외주 면에 손쉽게 감싸 결합시킬 수 있다. 이와 같이 간단한 작업을 통해 돌출부(141) 및 세레이션부(142)에 필요한 강도 및 강성을 적절히 추가할 수 있다.

예를 들어, 슬리브(170, 도 14 참조)는 필요에 따라 다양한 형상으로 변경하여 이용할 수 있다.

도 14를 참조하면, 슬리브(170)의 하나의 실시 예로서 슬리브 하단부(173)의 두께(t2)는 슬리브 상단부(171)의 두께(t1)보다 크게 형성될 수 있다. 이는 돌출부(141)의 상단에 비해 하단이 구조적으로 더 보강될 필요가 있을 경우에, 슬리브(170)의 상, 하단부 두께에 변화를 주어 보강 효과를 높일 수 있다. 따라서, 슬리브(170)의 두께는 일정하게 형성될 수 있으며, 필요에 따라 부위 별로 두께의 변화를 줄 수 있다.

이와 다른 예로서, 슬리브(170)는 도 14에 도시된 것과 달리 복수 개로 분할된 구조로 이루어질 수 있다. 복수 개로 분할된 슬리브 각각은 돌출부(141)에 보강이 필요한 부위마다 적절히 감싸 고정될 수 있다. 예를 들어, 2 개로 분할된 슬리브 각각이 돌출부(141)의 상단 및 하단에 각각 감싸 결합될 수 있다.

이와 다른 예로서, 슬리브(170)는 도 14에 도시된 것과 달리 돌출부(141)의 외주 면을 제1 설정 두께로 감싸 결합되는 제1 슬리브와, 제1 슬리브의 외주 면에 제2 설정 두께로 감싸 결합되는 제2 슬리브를 포함할 수 있다. 제1, 2 슬리브 각각은 서로 다른 소재로 이루어질 수 있다. 이와 같이 이중으로 겹쳐지게 형성된 슬리브(170)의 구조를 이용할 경우, 구조적인 보강 효과가 더욱 향상되어 더 큰 회전력을 전달하는 경우에 장점이 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따르는 세탁기 모터는 클러치 부싱(200)을 더 포함한다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 세탁기 모터의 로터 프레임에 클러치 부싱의 결합 상태를 간략히 도시한 도면이고, 도 12는 도 6의 "A" 영역을 확대 도시한 단면도이다. 그리고 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 세탁기 모터의 로터 프레임에 클러치 부싱이 결합된 로터의 전체 단면을 간략히 도시한 단면도이다.

클러치 부싱(200)은 커버(133)의 중앙부에서 일체형 축 연결부(140)를 상하로 덮어 체결될 수 있다.

구체적으로는 클러치 부싱(200)은 클러치 부싱 몸체부(210)와 클러치 부싱 체결부(220)를 포함한다.

클러치 부싱 몸체부(210)는 구동 축(510)의 적어도 일부가 관통하여 배치되도록 제2 중공(241H, 도 13 참조)을 구비할 수 있다. 또한, 클러치 부싱 몸체부(210)는 돌출부(141)의 외측을 원주 방향으로 둘러 감싸 지지하는 형상을 가질 수 있다.

클러치 부싱 체결부(220)는 커버(133)의 중앙부에 구비된 제1 체결 홀(136)과 대응하는 위치에 형성된 제2 체결 홀(221)을 구비한다. 그리고 클러치 부싱 체결부(220)는 제1, 2 체결 홀(136, 221)을 통해 체결되는 체결볼트(190)를 이용하여 커버(133)와 체결된다. 이로써, 로터 프레임(130)에 클러치 부싱(200)의 견고한 결합이 이루어질 수 있다.

여기서, 제1 중공(142H, 도 13 참조)과 제2 중공(241H, 도 13 참조)은 서로 동일 중심을 이루어 구동 축의 결합 방향을 따라 상하로 연통하도록 배치된다.

다만, 로터 프레임(130)과 일체형으로 이루어진 일체형 축 연결부(140)의 돌출부(141)에만 세레이션부(142)가 형성된다. 이와 달리, 클러치 부싱 몸체부(210)의 제2 중공(241H, 도 13 참조)에는 세레이션 가공 또는 별도로 인서트 된 세레이션 부싱 부품이 구비되지 않는다.

따라서, 모터의 회전력이 출력되는 로터 프레임(130)과, 모터의 회전력이 구동 축(510)에 전달되는 세레이션부(142)는 추가적인 부품 없이 일체형으로 동력을 전달할 수 있다.

그리고 클러치 부싱(200)은 클러치 접속부(230)를 더 포함한다.

클러치 접속부(230)는 클러치 부싱 몸체부(210)의 상부에 구비될 수 있다. 클러치 접속부(230)는 클러치(410, 도 12 참조)와 접속되거나 접속 해제되는 형상을 가질 수 있다.

예를 들어, 클러치 접속부(230)는 클러치(410, 도 12 참조)의 상하 슬라이딩 이동에 따라 클러치(410, 도 12 참조)로부터 하향 돌출된 클러치 치형부(411)와 상하로 맞물려 치합되는 형상을 가질 수 있다.

그리고 클러치 부싱(200)은 적어도 하나의 고정돌기(250, 도 13 참조)를 더 포함한다.

고정돌기(250, 도 13 참조)는 커버(133)의 중앙부를 통해 구비된 고정 홀(137, 도 13 참조)을 관통하여 삽입 고정되는 돌출 형상 부위이다. 고정돌기(250, 도 13 참조)는 클러치 부싱(200)에서 하부 방향으로 소정 길이 돌출되며, 클러치 부싱(200)에 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 또한, 고정돌기(250)가 고정 홀(137)에 삽입됨으로써, 클러치 부싱(200)의 체결 위치가 가이드 될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따르는 세탁기 모터에서 스테이터(110)는 고정자 코어(111)와 코일(113)을 포함한다. 고정자 코어(111)는 구동 축(150)을 둘러싸며 환형으로 배치될 수 있다. 코일(113)은 복수 개일 수 있는데, 고정자 코어(111)에 권취 또는 장착될 수 있다.

이와 같이 구성됨에 따라, 본 발명의 실시예에 따르는 세탁기 모터의 경우, 모터의 회전력이 로터 프레임을 통해 구동 축까지 직접 전달되는 동력 전달 구조를 가질 수 있다.

종래의 경우, 별도의 세레이션 부싱 등의 금속 재질 부품을 인서트 사출한 사출물을 로터 프레임의 회전 중심에 기구적으로 체결하여 사용하였다. 이 때문에 모터의 회전력이 구동 축에 직접 전달되지 않는 단점이 있었다.

이에, 본 발명의 실시예에 따르는 세탁기 모터에서는 모터의 회전력이 출력되는 로터 프레임(130)과 구동 축(510)으로 회전력이 전달되는 세레이션부(142)를 일체형 구조로 개선하였다.

그 결과, 회전력이 출력되는 부품과 회전력이 전달되는 부품이 별도 부품으로 이루어졌던 종래기술의 구조적인 취약성을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 진동을 억제하고, 별도 부품 결합 부위의 풀림 등을 방지하여 소음 유발을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 로터 프레임(130)에 구동 축(510)을 세레이션 결합하기 위해 이용되었던 별도의 금속 재질 부싱 부품(예: 세레이션 부싱 등)(53, 도 5 참조)의 사용을 삭제하여, 재료비를 줄이고 제조 공정을 단순화시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 로터 프레임(130)의 회전 중심 부위에 딥 드로잉 또는 버링 가공을 실시하여 설정 길이로 돌출된 돌출부(141)를 형성하고, 돌출부(141)에 세레이션부(143)를 형성한다. 이에 따라, 구동 축(510)이 맞물리는 세레이션부(142)를 간단한 공정을 통해 로터 프레임(130)과 일체형 구조로 제작할 수 있다.

세탁기 구동장치

이하, 본 발명의 실시예에 따르는 전술한 세탁기 모터를 포함하는 세탁기 구동장치에 관하여 설명하기로 한다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따르는 세탁기 구동장치(1000)는 세탁기 모터(100), 클러치 부싱(200), 클러치(410), 이너 축(310), 아우터 축(320), 기어(520), 베어링 하우징(600), 제1, 2 베어링(610, 620)을 포함한다. 기타 관용의 다양한 세탁기 구동장치의 구성요소를 더 포함할 수 있다. 그리고 앞서 설명한 구성요소에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.

모터 조립체(100)는 스테이터(110)와 로터(120)를 포함한다.

스테이터(110)는 스테이터 코어(111)와 복수의 코일(113)을 포함한다. 로터(120)는 복수의 마그넷(121)과 로터 프레임(130)을 포함한다.

그리고 로터 프레임(130)의 회전 중심에는 구동 축(510)이 연결된다.

이를 위해, 로터 프레임(130)의 회전 중심에는 구동 축(510)이 세레이션 결합되기 위한 일체형 축 연결부(140)가 구비될 수 있다.

구동 축(510)은 로터 프레임(130)에 구비된 일체형 축 연결부(140)에 적어도 일부가 결합될 수 있다. 예를 들어, 구동 축(510)의 말단(또는 하단)의 일부가 일체형 축 연결부(140)에 세레이션 결합될 수 있다. 이에 따라, 구동 축(510)은 로터(120), 더 구체적으로는 로터 프레임(130)의 회전력을 전달 받아 회전할 수 있다.

일체형 축 연결부(140)는 돌출부(141)와 세레이션부(142)를 포함한다.

돌출부(141)는 상기 로터 프레임(130)과 일체형 구조로 이루어진다. 돌출부(141)는 로터 프레임(130)의 회전 중심에 체결되거나 인서트 사출 또는 기타 관용의 접합 방식으로 구비되는 별도의 부품이 아니다. 돌출부(141)는 로터 프레임(130)의 일부분으로서 로터 프레임(130)의 회전 중심에 대해 두께 방향을 관통하여 로터 프레임(130)과 일체형으로 성형된다. 돌출부(141)는 로터 프레임(130)에서 설정 길이로 돌출되는 원형 관 형상을 갖는다.

세레이션부(142)는 돌출부(141)의 내부 벽면에 형성된다. 세레이션부(142)는 구동 축(510)의 세레이션 형상에 대응하여 상호 맞물려 세레이션 결합될 수 있는 형상으로 가공될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르는 세탁기 구동장치(1000)는 돌출부(141)에 발생하는 하중을 지지하고 보강하기 위해 슬리브(170, 도 14 참조)를 더 포함할 수 있다. 슬리브(170, 도 14 참조)는 내부에 세레이션부(142)가 형성된 돌출부(141)에 가해지는 힘을 보강하는 역할을 한다(도 14 참조).

클러치 부싱(200)은 일체형 축 연결부(140)를 상하로 덮도록 로터 프레임(130)에 체결될 수 있다. 클러치 부싱(200)의 형상 및 구조, 그리고 로터 프레임(130)과의 체결에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.

클러치(410)는 클러치 부싱(200)에 마주하여 배치된다(도 6 참조). 클러치(410)는 클러치 부싱(200)과 접속 및 접속 해제가 선택적으로 이루어지도록 솔레노이드(410)에 의해 조절되어 상하로 슬라이딩 동작될 수 있다. 클러치(410)의 동작에 의해 세탁기의 출력이 조절될 수 있다.

세탁기 모터의 회전력은 로터 프레임(130)에서 구동 축(510)에 전달 된 후, 이너 축(310) 및/또는 아우터 축(320)을 통해 출력될 수 있다.

이너 축(310)과 아우터 축(320)은 구동 축(510)과 동일 중심을 이루어 설치될 수 있다. 예를 들어 이너 축(310)은 모터의 회전력을 전달받도록 로터(120)와 연결될 수 있다. 이와 달리, 아우터 축(320)은 로터(120)와 선택적으로 연결될 수 있다. 클러치(410)는 솔레노이드(420)의 동작에 의해 아우터 축(320)과 로터(120) 간의 연결 여부를 제어할 수 있다. 그리고 이너 축(310)와 아우터 축(320) 사이에는 밀봉부(330)가 구비될 수 있다. 또한, 이너 축(310)와 아우터 축(320) 사이에는 오일리스베어링(340)이 더 구비될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따르는 세탁기의 구동장치(1000)는 기어(520)를 더 포함한다. 기어(520)는 썬 기어(521)와 유성 기어(523)를 포함하여 구성될 수 있다. 썬 기어(521)는 구동 축(510)의 상부에 결합되어 구동 축(510)과 함께 회전한다. 유성 기어(523)는 썬 기어(100)의 외측을 둘러싸는 형상으로 복수 개가 배치된다. 유성 기어(523)는 썬 기어(521)의 회전력을 전달 받아 썬 기어(100)에 맞물려 회전한다.

베어링 하우징(600)은 세탁기의 터브(tub) 하부에 배치될 수 있다. 베어링 하우징(600)은 터브(tub)에 고정되며 회전하지 않는다.

그리고 베어링 하우징(600)은 제1 베어링(610)과 제2 베어링(620)에 의해 상단 및 하단이 동시에 지지될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 세탁기 모터 및 세탁기 구동장치의 경우 모터의 회전력이 로터 프레임(130)을 통해 구동 축(510)에 직접 전달된다.

기존에는 구동 축(510)을 로터(120)에 연결하기 위해 세레이션 부싱 등의 금속 재질 부싱 부품을 별도로 이용하였다. 예를 들어, 금속 재질 부싱 부품을 사출물에 인서트 사출 한 후, 사출물을 로터 프레임(130)의 회전 중심에 나사 결합하는 방식을 이용하였다. 이 때문에, 종래 기술에 따르면 모터의 회전력이 구동 축에 직접 전달되지 않는 구조로서, 동력 전달 시 각종 문제점이 있었다.

본 발명의 실시예에 따르는 세탁기 모터를 포함하는 세탁기 구동장치(1000)는 모터의 회전력이 출력되는 부분(즉, 로터 프레임(130))과, 로터 구동 축(510)에 회전력이 전달되는 부분(즉, 세레이션부(142))가 일체형 구조로 이루어져 있다. 이에 따라, 종래기술의 동력 전달 시의 각종 문제점을 개선할 수 있다. 또한, 별도의 금속 재질 부싱 부품의 사용을 전적으로 배제함으로써, 재료 비용을 줄이고, 제조 공정을 간단하게 개선할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

L1: 돌출 길이
100: 모터 조립체
110: 스테이터
111: 스테이터 코어
113: 코일
120: 로터
121: 마그넷
130: 로터 프레임
131: 원통 몸체
132: 단차부
133: 커버
134: 통기부
135: 커버의 중앙부
136: 제1 체결 홀
137: 고정 홀
140: 일체형 축 연결부
141: 돌출부
142: 세레이션부
142H: 제1 중공
143: 평탄부
145: 굴곡연결부
170: 슬리브
171: 슬리브 상단부
173: 슬리브 하단부
190: 체결볼트
200: 클러치 부싱
210: 클러치 부싱 몸체부
220: 클러치 부싱 체결부
221: 제2 체결 홀
230: 클러치 접속부
240: 클러치 부싱 상단부
241: 클러치 부싱 내경부
241H: 제2 중공
250: 고정돌기
310: 이너 축
320: 아우터 축
330: 밀봉부
340: 오일리스베어링
410: 클러치
411: 클러치 치형부
420: 솔레노이드
510: 구동 축
520: 기어
521: 썬 기어
523: 유성 기어
600: 베어링 하우징
610: 제1 베어링
620: 제2 베어링
1000: 의류기기용 구동장치

Claims (20)

1. 환형 형상의 스테이터와,
   상기 스테이터로부터 공극을 두고 상기 스테이터의 외곽을 원형으로 둘러 감싸며 상기 스테이터에 마주하도록 배치되는 마그넷, 및 상기 마그넷이 결합되며 상기 스테이터를 중심으로 회전하는 로터 프레임을 갖는 로터를 포함하는 모터 조립체; 및
   상기 로터 프레임에 구비된 일체형 축 연결부에 적어도 일부가 결합되며, 상기 로터의 회전력을 전달받아 회전하는 구동 축;을 포함하며,
   상기 일체형 축 연결부는,
   상기 로터 프레임의 중심에서 두께 방향을 관통하여 상기 로터 프레임과 일체형으로 성형되며, 상기 로터 프레임의 내부로 설정 길이만큼 돌출되며 제1 중공을 갖는 돌출부; 및
   상기 제1 중공의 내부 벽면에 형성되며 상기 구동 축의 적어도 일부가 맞물려 결합되는 세레이션부;
   를 포함하는 의류기기용 모터.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 로터 프레임은,
   내주 면을 통해 상기 마그넷을 고정하는 원통 몸체; 및
   상기 원통 몸체의 하단을 덮어 형성되는 커버;
   를 포함하는 의류기기용 모터.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 중공은,
   상기 커버의 중앙부를 관통하고,
   상기 돌출부는,
   딥 드로잉(deep drawing)으로 상기 로터 프레임과 일체로 성형되며, 상기 커버의 중앙부에서 상기 원통 몸체의 중심을 따라 설정 길이만큼 상향 돌출되는 원형 캡 형상을 가지며,
   상기 세레이션부의 형성 시 상기 원형 캡 형상의 상단이 피어싱 되어 상기 제1 중공이 형성되는
   의류기기용 모터.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 제1 중공은,
   상기 커버의 중앙부를 관통하고,
   상기 돌출부는,
   버링(burring)으로 상기 로터 프레임과 일체로 성형되며, 상기 커버의 중앙부에서 상기 원통 몸체의 중심을 따라 설정 길이만큼 상향 돌출되는 원형 관 형상을 갖는
   의류기기용 모터.
   
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   상기 세레이션부는,
   상기 구동 축의 적어도 일부에 형성된 세레이션 형상에 대응하여 형성되고,
   상기 세레이션부의 길이는,
   상기 커버의 두께와 상기 돌출부의 길이의 합에 대응하는 길이를 갖는
   의류기기용 모터.
   
6. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   상기 일체형 축 연결부는,
   상기 돌출부의 외측으로 수평을 이루어 설정 면적만큼 평탄하게 연장되어 형성되는 평탄부; 및
   상기 평탄부의 외측 테두리와 상기 커버의 중앙부 사이에서 상기 돌출부의 돌출 방향을 향해 볼록해진 형상으로 굴곡지게 연결되는 굴곡연결부;
   를 더 포함하는 의류기기용 모터.
   
7. 제2항에 있어서,
   상기 로터 프레임은,
   상기 원통 몸체의 상단 테두리로부터 상기 원통 몸체의 외측 방향으로 굽혀져 형성되는 단차부; 및
   상기 커버의 중앙부를 제외하고, 상기 커버의 적어도 일부를 두께 방향으로 관통하여 형성되는 통기부;
   를 더 포함하는 의류기기용 모터.
   
8. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   상기 돌출부의 외주 면을 설정 두께로 감싸 결합되는 슬리브;를 더 포함하고,
   상기 슬리브는,
   상기 돌출부에 대응하는 길이를 갖는
   의류기기용 모터.
   
9. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   상기 커버의 중앙부에서 상기 일체형 축 연결부를 상하로 덮어 체결되는 클러치 부싱;
   을 더 포함하는 의류기기용 모터.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 클러치 부싱은,
    상기 구동 축의 적어도 일부가 관통하여 배치되도록 제2 중공을 구비하며, 상기 돌출부의 외측을 원주 방향으로 둘러 감싸는 클러치 부싱 몸체부; 및
    상기 커버의 중앙부에 구비된 제1 체결 홀과 대응하는 위치에 형성된 제2 체결 홀을 구비하며, 상기 제1, 2 체결 홀을 통해 체결되는 체결볼트를 이용하여 상기 커버와 체결되는 클러치 부싱 체결부;
    를 포함하는 의류기기용 모터.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1, 2 중공은,
    서로 동일 중심을 이루어 상기 구동 축의 결합 방향을 따라 상하로 연통하도록 배치되는
    의류기기용 모터.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 클러치 부싱은,
    상기 클러치 부싱 몸체부의 상부에 구비되며, 클러치와 접속되거나 접속 해제되는 클러치 접속부;를 더 포함하며,
    상기 클러치 접속부는,
    상기 클러치의 이동에 따라 상기 클러치로부터 하향 돌출된 클러치 치형부와 상하로 치합되는 형상을 갖는
    의류기기용 모터.
    
13. 제11항에 있어서,
    상기 클러치 부싱은,
    상기 커버의 중앙부를 통해 구비된 적어도 하나의 고정 홀을 관통하여 삽입되는 적어도 하나의 고정돌기;
    를 더 포함하는 의류기기용 모터.
    
14. 제1항에 있어서,
    상기 스테이터는,
    상기 구동 축을 둘러싸며 환형으로 배치되는 고정자 코어; 및
    상기 고정자 코어에 구비되는 복수의 코일;
    을 포함하는 의류기기용 모터.
    
15. 환형 형상의 스테이터와,
    상기 스테이터로부터 공극을 두고 상기 스테이터의 외곽을 원형으로 둘러 감싸며 상기 스테이터에 마주하도록 배치되는 마그넷, 및 상기 마그넷이 결합되며 상기 스테이터를 중심으로 회전하는 로터 프레임을 갖는 로터를 포함하는 모터 조립체와,
    상기 로터 프레임에 구비된 일체형 축 연결부에 적어도 일부가 결합되며, 상기 로터의 회전력을 전달받아 회전하는 구동 축을 포함하는 의류기기용 모터;
    상기 일체형 축 연결부를 상하로 덮도록 상기 로터 프레임에 체결되는 클러치 부싱; 및
    상기 클러치 부싱에 마주하여 배치되고, 상기 클러치 부싱과 접속 및 접속 해제가 선택적으로 이루어지도록 상하로 슬라이딩 되는 클러치;를 포함하며,
    상기 일체형 축 연결부는, 상기 로터 프레임의 중심에서 두께 방향을 관통하여 상기 로터 프레임과 일체형으로 성형되며, 상기 로터 프레임의 내부로 설정 길이만큼 돌출되며 제1 중공을 갖는 돌출부; 및
    상기 제1 중공의 내부 벽면에 형성되어 상기 구동 축의 적어도 일부가 맞물려 결합되는 세레이션부;를 포함하고,
    상기 클러치 부싱은, 상기 제1 중공과 동일 중심을 이루어 상기 구동 축의 결합 방향을 따라 상기 제1 중공과 상하로 연통하는 제2 중공을 구비하는
    의류기기용 구동장치.
    
16. 제15항에 있어서,
    상기 로터 프레임은,
    내주 면을 통해 상기 마그넷을 고정하는 원통 몸체; 및
    상기 원통 몸체의 하단을 덮어 형성되는 커버;를 포함하고,
    상기 돌출부는,
    딥 드로잉(deep drawing)으로 상기 로터 프레임과 일체로 성형되며, 상기 커버의 중앙부에서 상기 원통 몸체의 중심을 따라 설정 길이만큼 일정한 직경으로 상향 돌출되는 원형 캡 형상을 가지며,
    상기 세레이션부의 형성 시 상기 원형 캡 형상의 상단이 피어싱 되어 상기 제1 중공이 형성되는
    의류기기용 구동장치.
    
17. 제16항에 있어서,
    상기 세레이션부는,
    상기 구동 축의 적어도 일부에 형성된 세레이션 형상에 대응하여 형성되고,
    상기 세레이션부의 길이는,
    상기 커버의 두께와 상기 돌출부의 길이의 합에 대응하는 길이를 갖는
    의류기기용 구동장치.
    
18. 제16항에 있어서,
    상기 일체형 축 연결부는,
    상기 돌출부의 외측으로 수평을 이루어 설정 면적만큼 평탄하게 연장되어 형성되는 평탄부; 및
    상기 평탄부의 외측 테두리와 상기 커버의 중앙부 사이에서 상기 돌출부의 돌출 방향을 향해 볼록해진 형상으로 굴곡지게 연결되는 굴곡연결부;
    를 더 포함하는 의류기기용 구동장치.
    
19. 제17항에 있어서,
    상기 돌출부의 외주 면을 설정 두께로 감싸 결합되는 슬리브;
    를 더 포함하는 의류기기용 구동장치.
    
20. 제16항에 있어서,
    상기 클러치 부싱은,
    상기 제1 중공을 제외하고 상기 돌출부의 상부 및 둘레를 덮어 접촉 지지하는 클러치 부싱 몸체부;
    상기 커버의 중앙부에 구비된 제1 체결 홀과 대응하는 위치에 형성된 제2 체결 홀을 구비하며, 상기 제1, 2 체결 홀을 통해 체결되는 체결볼트를 이용하여 상기 커버와 체결되는 클러치 부싱 체결부; 및
    상기 클러치 부싱 몸체부의 상부에 구비되며, 상기 클러치로부터 하향 돌출된 클러치 치형부와 상하로 치합되는 형상을 갖는 클러치 접속부;
    를 포함하는 의류기기용 구동장치.

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