KR20080051587A - 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터에 관한 것이며, 보다 상세하게는 제조가 용이하고 효율 및 내구성을 증진시킨 모터에 관한 것이다. 아울러 본 발명은 컴팩트하게 구성하여 취급 및 사용이 편리한 모터에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 자로를 형성하며 원주 방향을 따라 복수 개의 티스부가 구비되는 스테이터 코어; 상기 티스부에 구비되어 코일이 권선되는 티스; 그리고 상기 스테이터 코어의 원주 방향을 따라 상기 티스부와 교대로 구비되며, 반경 방향 내측으로 볼록하게 확장된 확장부를 포함하여 이루어지는 모터가 제공된다.

모터, 비엘디씨모터, 스테이터, 로터, 브라켓

Description

모터{Motor}

도 1은 본 발명에 따른 모터의 분해 사시도;

도 2는 도 1에 도시된 모터의 구성 중 일부 조립 사시도;

도 3은 도 1에 도시된 상부 브라켓의 저면 사시도;

도 4는 도 1에 도시된 하부 브라켓과 피씨비의 결합을 도시한 평면도;

도 5는 도 1에 도시된 스테이터의 평면도;

도 6은 종래의 전원 접속용 커넥터의 고정 구조를 도시한 일부 평면도;

도 7은 본 발명에 따른 모터의 전원 접속용 커넥터의 고정 구조를 도시한 일부 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

120 : 하부 브라켓 130 : 상부 브라켓

140 : 스테이터 141 : 스테이터 코어

142 : 티스 143 : 보빈

150 : 피씨비 160 : 전원 접속용 커넥터

165 : 보강부 170 : 로터

180 : 회전축 190 : 홀 센서 어셈블리

본 발명은 모터에 관한 것이며, 보다 상세하게는 제조가 용이하고 효율 및 내구성을 증진시킨 모터에 관한 것이다. 아울러 본 발명은 컴팩트하게 구성하여 취급 및 사용이 편리한 모터에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고나 냉동기에 적용되는 팬 모터로서 세이딩 코일형 모터가 많이 사용된다. 이러한 세이딩 코일형 모터는 고정자에 주 코일뿐만 아니라 세이딩 코일이 권선된다.

이러한 세이딩 코일은 로터를 기동시키기 위한 구성으로서, 로터의 기동을 위하여 상기 주 코일과의 관계에서 타원형 자계를 형성시켜 로터가 기동되도록 한다. 그러나, 이러한 세이딩 코일은 로터가 회전을 할 때는 필요가 없는 구성으로서 이 세이딩 코일로 인한 전력 손실이 많이 발생된다.

아울러, 세이딩 코일을 권선하기 위한 별도의 티스부를 구비하여야 하기 때문에 스테이터의 형상이 복잡하게 되며, 별도로 세이딩 코일을 권선하여야 하므로 권선이 복잡하다.

한편, 이러한 세이딩 코일 모터는 단상 교류 전원을 그대로 사용하기 때문에 전기 내지 전자적인 부품 수가 작아 원가가 낮은 장점이 있다. 그러나, 일반적으로 세이딩 코일 모터는 전력 소비량이 매우 크고, 전력 손실 또한 매우 높다.

아울러, 이러한 세이딩 코일 모터는 제어가 용이하지 않은 단점이 있으며, 일반적으로 외형 크기가 큰 단점이 있다.

따라서, 전력 소비량을 절감시키고, 외형을 컴팩트(compact)하게 형성함과 동시에 제조가 용이한 모터가 필요하게 되었다. 아울러, 단순히 팬을 구동시키는 것이 아니라 상황에 따라 용이하게 팬의 속도와 토크를 적절히 제어할 수 있는 모터가 필요하게 되었다.

본 발명은 기본적으로 전술한 문제점을 해결하고자 함을 그 목적으로 한다.

보다 구체적으로, 본 발명의 목적은 제조가 용이하고, 컴팩트하게 외형을 형성하여, 모터가 차지하는 공간을 줄여 그 적용 영역을 더욱 확장할 수 있도록 하고자 하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 효율을 증진시켜 전력 손실을 최소화한 모터를 제공하는 데 있다.

아울러, 본 발명의 목적은 속도 내지 토크를 용이하게 제어할 수 있는 모터를 제공하고, 보다 신뢰성 및 내구성이 증진된 모터를 제공하는 데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 자로를 형성하며 원주 방향을 따라 복수 개의 티스부가 구비되는 스테이터 코어; 상기 티스부에 구비되어 코일이 권선되는 티스; 그리고 상기 스테이터 코어의 원주 방향을 따라 상기 티스부와 교대로 구비되며, 반경 방향 내측으로 볼록하게 확장된 확장부를 포함하여 이루어지는 모터를 제공한다.

여기서, 상기 확장부는 자속이 흐를 수 있는 충분한 공간을 확보하도록 하여 모터의 효율을 증진시키게 된다. 또한, 상기 확장부는 상기 티스부에 이르기까지 볼록하게 확장됨이 바람직하다. 그리고 상기 확장부를 통하여 상기 스테이터 코어의 강성을 증진시킬 수 있다.

그리고, 상기 스테이터 코어는 단위 스테이터 코어를 적층하여 형성될 수 있다. 즉, 회전축 방향, 다시 말하면 길이 방향으로 단위 스테이터 코어가 적층되어 형성될 수 있다. 이러한 적층 구조를 통하여 자속 방향과 수직한 방향으로 발생될 수 있는 자속의 누설을 최소화하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 적층 구조를 통하여 모터의 효율을 증진시킬 수 있다.

한편, 상기 적층된 단위 스테이터 코어를 일체로 결합하여야 하는데, 이러한 결합을 위하여 본원 발명에서는 코킹부가 형성된다. 한편, 이러한 코킹부를 통하여 모터의 효율이 감소되는 것을 방지하고, 아울러 코킹부를 통하여 스테이터 코어의 구조적 강도가 저하되는 것을 방지하기 위하여 상기 코킹부는 상기 확장부에 형성됨이 바람직하다. 즉, 충분한 두께를 갖는 상기 확장부에 상기 단위 스테이터 코어들을 일체로 결합시키는 코킹부가 형성됨이 바람직하다. 따라서, 상기 코킹부는 상기 확장부 중 가장 두께가 두꺼운 중앙 부분에 형성됨이 바람직하다.

한편, 상기 티스는 상기 스테이터 코어와 일체로 형성될 수 있다. 즉, 단위 스테이터가 타발되어 형성될 때, 상기 티스도 함께 형성될 수 있다. 그러나, 상기 티스는 상기 스테이터 코어와 별도로 형성된 후, 상기 티스부에 결합될 수 있다. 즉, 상기 티스의 일단부가 상기 티스부에 형성된 티스 슬롯에 압입되어 양자가 결합될 수도 있다.

또한, 본 발명은 티스부의 외측에 형성되는 홈을 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 홈은 스테이터 코어의 길이 방향으로 형성되며, 타발 금형에서 상기 스테이터 코어, 즉, 단위 스테이터 코어를 타발 금형에서 용이하게 분리시키기 위한 것이다.

아울러, 상기 홈은 상기 티스 슬롯에 대응되는 부위에 형성됨이 바람직하고, 특히 상기 티스 슬롯의 중앙부에 대응되도록 형성됨이 바람직하다. 다시 말하면, 상기 티스 슬롯이 스테이터 코어의 내측 특정 부분에 형성되는 경우, 상기 홈은 상기 슬롯이 형성된 스테이터 코어의 외측에 형성됨이 바람직하다. 이러한 홈을 통해서, 상기 티스가 상기 티스 슬롯에 압입될 때 발생되는 상기 스테이터 코어의 치수 변화를 최소화할 수 있다.

한편, 상기 스테이터는 중앙부에 상기 티스가 삽입되어 직접 상기 코일이 권선되는 보빈을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한 보빈은 상기 티스와 상기 코일 간의 절연 기능을 수행하게 함과 동시에, 안정적으로 코일이 고정되는 기능을 수행한다.

보다 구체적으로, 상기 보빈은 상기 코일이 고정되어 이탈되지 않도록 내측벽과 외측벽을 포함하여 이루어지며, 상기 외측벽은 상기 티스부와 접함이 바람직하다. 아울러, 상기 티스부의 내벽은 평면 형상으로 형성됨이 바람직하다. 이를 통하여 상기 보빈이 보다 안정적으로 고정되는 것이 가능할 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본원 발명에 따른 모터는 비엘디씨 모터일 수 있다.

보다 구체적으로 본 발명은, 자로를 형성하며 원주 방향을 따라 복수 개의 티스부가 구비되는 스테이터 코어, 상기 티스부에 구비되어 코일이 권선되는 티스, 그리고 상기 스테이터 코어의 원주 방향을 따라 상기 티스부와 교대로 구비되며, 반경 방향 내측으로 볼록하게 확장된 확장부를 갖는 스테이터; 그리고 상기 스테이터의 내측에 위치되어 회전하며, 외주면을 따라 교대로 자극이 형성되도록 영구자석이 구비된 로터를 포함하여 이루어지며, 상기 확장부는 이웃하는 두 개의 티스부 사이의 전 영역에 형성됨을 특징으로 하는 비엘디씨 모터를 제공한다.

여기서, 상기 티스의 선단부에는 마주보는 상기 로터의 외주면과 부합되도록 양측 원주 방향으로 일정 길이 연장되도록 폴슈가 형성됨이 바람직하다.

아울러, 상기 폴슈의 양측 또는 일측에는 코깅 토크의 최소화를 위한 절개부가 형성됨이 바람직하다. 여기서, 상기 절개부는 폴슈의 말단부에 형성되며, 다른 부분의 두께보다는 얇도록 길이 방향으로 형성될 수 있다.

한편, 전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 외형을 형성하는 브라켓과 상기 브라켓 내부에 수용되며, 전기적 패턴과 각종 소자들이 실장되는 피씨비가 더 포함되어 이루어진다.

여기서, 상기 피씨비 상에는 스테이터가 구비되며, 상기 스테이터의 내부 또는 외부에는 상기 스테이터에 대해서 회전하는 로터가 구비된다. 아울러, 상기 로터와 일체로 회전하여 상기 로터의 회전력을 외부의 부하를 구동하기 위한 회전축이 더 포함되어 이루어진다.

본 발명은, 특히, 상기 브라켓의 내부로 돌출되어 상기 로터의 상기 회전축 방향으로의 이동을 제한하는 스토퍼를 더 포함하여 이루어진다.

즉, 상기 회전축은 상기 로터의 내부에 압입되어 상기 로터와 결합될 수 있는데, 상기 로터가 진동 등에 의하여 심한 경우 상기 회전축을 따라 이동하는 경우가 발생될 수 있다. 이러한 로터의 이동에 의해서 전술한 피씨비가 손상될 우려가 있다.

따라서, 이러한 로터의 이동을 제한하기 위한 스토퍼가 브라켓과 일체로 형성되어 내부로 돌출되어 형성될 수 있다.

또한, 상기 피씨비에는 중공이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 중공에 상기 스토퍼가 삽입될 수 있다. 즉, 피씨비가 브라켓 내부에 안착될 때, 상기 피씨비의 중공에 상기 스토퍼가 삽입되어, 피씨비의 위치가 맞춰지는 기능 또한 수행할 수 있다.

상기 브라켓은 서로 결합되는 상부 브라켓과 하부 브라켓을 포함하여 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 스토퍼는 상기 상부 브라켓과 하부 브라켓 각각에 형성될 수 있다. 다시 말하면, 하부 브라켓에 형성된 스토퍼는 상기 로터가 회전축에 대해서 아래로 이동되는 것을 방지하고, 상부 브라켓에 형성된 스토퍼는 상기 로터가 회전축에 대해서 상부로 이동되는 것을 방지하게 된다. 따라서, 상기 로터는 결국 양측의 스토퍼 내부에 위치되게 된다.

또한, 상기 스토퍼는 원통형으로 돌출되어 형성될 수 있다. 그리고, 상기 스토퍼의 상면이 상기 로터의 상면 또는 하면과 맞닿을 수 있도록, 상기 스토퍼의 외경 또는 내경이 결정되어 형성됨이 바람직하다.

한편, 본 발명에 있어서, 피씨비의 적어도 일부분의 형상은 상기 스테이터의외형 형상과 부합되도록 형성됨이 바람직하다. 상기 스테이터는 환형으로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 스테이터의 형상에 부합되도록 상기 피씨비의 적어도 일부분의 형상은 원형으로 형성됨이 바람직하다. 즉, 스테이터가 구비되는 부분의 피씨비 형상은 원형이며, 이외의 부분은 사각형 형태로 형성될 수도 있다.

마찬가지로, 상기 브라켓의 형상은 상기 피씨비의 형상에 부합되도록 형성됨이 바람직하다. 이를 통하여 전체적인 모터의 외형을 컴팩트하게 형성함과 동시에 미려한 외관을 형성하는 것이 가능하다.

한편, 전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 또한, 자로를 형성하는 스테이터 코어, 상기 스테이터 코어에 구비된 복수 개의 티스, 그리고 상기 티스에 구비되어 코일이 권선되는 보빈을 갖는 스테이터; 그리고 상기 보빈에 형성된 핀을 통하여 상기 코일과 전기적으로 연결됨과 동시에 상기 스테이터가 고정되는 피씨비를 포함하여 이루어지며, 상기 피씨비의 적어도 일부분은 상기 스테이터의 형상과 부합되도록 형성되며, 상기 핀이 삽입되도록 홀이 형성된 부분에는 외측으로 확장된 확장부가 형성된 모터를 제공한다.

여기서, 상기 피씨비 중 상기 스테이터의 형상과 부합되도록 형성된 부분은 실질적으로 상기 스테이터의 외경과 동일하도록 형성됨이 바람직하다. 왜냐하면 피씨비의 크기로 인한 전체적인 모터의 외형이 커지는 것을 방지하기 위함이다.

따라서, 상기 피씨비는 적어도 일부분이 원형으로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 스테이터는 상기 보빈에 형성된 핀이 상기 피씨비에 형성된 홀 에 삽입됨으로써 코일과 피씨비 간의 전기적 연결이 이루어진다. 아울러, 상기 스테이터가 상기 피씨비 상에서 고정되는 기능도 수행할 수 있다.

이 경우, 상기 보빈의 위치와 이에 따른 상기 핀의 위치에 따라서, 상기 핀이 삽입되는 홀은 상기 피씨비의 최외곽 부분에 위치될 수 있다. 따라서, 이 부분의 강도가 저하될 우려가 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 홀이 형성된 부분에서 외측으로 확장된 확장부가 형성됨이 바람직하다. 즉, 반경 방향 외측으로 볼록하게 확장되는 것이 바람직하다.

물론, 피씨비를 전체적으로 더 크게 형성함으로써 상기 홀이 형성된 부분의 강도를 보강할 수 있다. 그러나, 이 경우 피씨비가 커지기 때문에 전체적인 모터의 외형이 커지는 문제점이 있다.

한편, 상기 피씨비는 상기 하부 브라켓에 안착되어 고정될 수 있는 데, 상기 하부 브라켓의 내측에는 상기 확장부가 안착되도록 상기 확장부의 형상과 부합되도록 홈이 형성됨이 바람직하다. 물론, 상기 하부 브라켓과 상부 브라켓은 상기 피씨비의 형상과 부합되도록 형성됨이 더욱 바람직할 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 모터를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 모터(100)의 분해 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 모터는 외형을 형성하는 브라켓(110), 상기 브라켓 내부에 수용되며, 전기적 패턴(미도시)이 형성되고 각종 소자(미도시)들이 실장되는 피씨비(PCB)(150), 스테이터(140), 로터(170), 그리고 회 전축(180)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 브라켓(110)은 하부 브라켓(120)과 상부 브라켓(130)을 포함하여 이루어져, 양자가 결합되어 내부의 각종 구성들을 수용하게 된다. 이러한 브라켓의 결합은 체결보스(122, 132)와 상기 체결보스에 형성된 체결홀(121, 131)을 서로 맞추고, 나사(미도시)를 이용하여 이루어질 수 있다.

먼저, 도 1과 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 모터의 스테이터(140)에 대해서 상세히 설명한다.

상기 스테이터(140)는 스테이터 코어(141)와 티스(142)를 포함하여 이루어진다.

상기 스테이터 코어(141)는 도시된 바와 같이 환형으로 형성될 수 있으며, 자로를 형성하게 된다. 그리고, 상기 티스(142)는 상기 스테이터 코어(141)의 반경 방향으로 돌출되며, 상기 티스에 코일이 권선된다. 도시된 모터는 일례로 스테이터 코어(141)의 내부에 로터(170)이 위치되는 이너(inner) 로터 타입 모터이므로, 상기 티스(142)는 상기 스테이터 코어(141)의 반경 방향 내측으로 돌출되어 형성된다. 한편, 이러한 티스(142)는 복수 개 형성되며, 도 5에는 일례로 티스가 4개 형성된 것이 도시되어 있다.

한편, 상기 스테이터 코어(141)의 내측 원주 방향을 따라 복수 개의 티스부(144)와 확장부(145)가 번갈아 가면서 형성된다. 여기서, 상기 티스(142)는 상기 티스부(144)에 구비된다. 그리고 상기 확장부(145)는 반경 방향 내측으로 볼록하게 확장되도록 형성된다.

여기서, 상기 확장부(145)는 이웃하는 티스부(144) 사이에서 전체적으로 반경 방향 내측으로 볼록하게 확장됨이 바람직하다. 즉, 상기 확장부(145)는 전체적으로 그 두께를 키우는 것이 바람직하다. 이는 자속이 형성되는 공간을 충분히 확보하여 자속 포화로 인한 누설 자속을 최소화하여 모터의 효율을 최대화하기 위함이다. 아울러, 스테이터 코어의 두께를 키워 스테이터 코어(141)의 구조적 강도를 보강하기 위함이다.

물론, 이러한 확장부(145)는 반경 방향 외측으로 형성될 수도 있다. 그러나, 이 경우 스테이터 코어(141)의 크기가 커져 전체적인 모터의 외형이 커질 수 있다.

상기 스테이터 코어(141)는 단위 스테이터 코어를 적층하여 형성될 수 있다. 즉, 얇은 단위 스테이터 코어를 복수 개 적층하여 소정 높이를 갖는 스테이터 코어(141)를 형성할 수 있다. 이러한 방법으로 스테이터 코어(141)를 형성하는 경우에는 자속의 수직한 방향으로 형성될 수 있는 누설 자속을 최소화하여 모터의 효율을 증진시킬 수 있다. 아울러, 상기 티스(142) 또한 이러한 적층 방법으로 형성됨이 바람직하다.

이러한 적층 형태로 스테이터 코어(141)를 형성하는 경우 상기 단위 스테이터 코어들을 일체로 결합시킬 필요가 있다. 즉, 일체로 형성된 하나의 스테이터 코어(141)를 형성할 필요가 있다. 따라서, 이러한 단위 스테이터 코어들을 결합시키기 위한 코킹(caulking)부가 필요하다. 이러한 코킹부는 스테이터 코어의 상하부를 관통하여 형성되기 때문에 폭이 넓은 부분에 형성됨이 바람직하다. 그리고, 이러한 코킹부로 인한 자속의 왜곡이나 누설을 최소화하기 위하여 폭이 넓은 부분에 형성 됨이 바람직하다.

따라서, 본 발명에서는 상기 코킹부(146)가 상기 확장부(145)에 형성됨이 바람직하다. 아울러, 상기 확장부(145) 중에서도 가능 폭이 큰 부분인, 확장부(145)의 중앙 부분에 형성됨이 바람직하다.

이를 통해서, 보다 안정적으로 코킹(caulking)을 이룰 수 있으며, 이러한 코킹부(146)를 통해서 스테이터 코어(141)의 변형을 최소화할 수 있고, 코킹부로 인한 효율 저감을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명에서 상기 티스(142)는 상기 스테이터 코어(141)와 일체로 형성될 수 있다. 즉, 처음부터 하나의 몸체로 형성될 수 있다. 그러나, 권선의 용이 및 스테이터 제작의 용이를 위하여 상기 티스(142)는 상기 스테이터 코어(141)와 별도로 형성된 후 상기 스테이터 코어(141)에 결합될 수 있다.

즉, 상기 스테이터 코어(141)의 티스부(144)의 중앙 부분에 티스 슬롯(147)이 형성되고, 상기 티스 슬롯(147)에 상기 티스(142)의 일단부가 압입되어 양자의 결합이 이루어질 수 있다.

따라서, 후술하는 보빈(143)에 티스(142)를 삽입시키고, 상기 보빈에 코일을 권선한 후 상기 티스(142)를 상기 티스 슬롯(147)에 압입시킬 수 있다. 그러므로 보빈(143)과 티스(142)의 결합이 매우 용이하고, 권선이 매우 용이한 장점이 있다.

한편, 상기 스테이터 코어(141)의 외주면에는 회전축의 길이 방향, 즉 스테이터 코어(141)의 높이 방향으로 홈(148)이 형성됨이 바람직하다. 이러한 홈(148)은 상기 스테이터 코어(141)의 외주면 원주 방향을 따라 복수 개 형성됨이 바람직 하다.

상기 홈(148)은 상기 단위 스테이터 코어들을 타발하여 형성할 때, 타발 금형에서 상기 단위 스테이터 코어들이 용이하게 분리될 수 있도록 하는 기능을 수행하게 된다. 즉, 상기 홈(148)을 통해서 금형의 내부 압력과 외부 압력이 동일하게 되어 분리가 용이하며, 아울러 분리 시의 가이드 기능을 수행하게 되므로 분리가 더욱 용이하다.

본 발명에서는 상기 홈(148)이 상기 스테이터 코어(141)의 티스부(147)의 외측에 형성됨이 바람직하다. 즉, 상기 티스(142)가 상기 티스 슬롯(147)에 압입될 때 발생되는 상기 스테이터 코어(141)의 치수 변화를 최소화하기 위함이다. 따라서, 이러한 기능을 수행하기 위해서 상기 홈(148)은 상기 티스 슬롯(147)의 중앙부에 대응되어 형성됨이 더욱 바람직하다.

본 발명에서는 코일이 직접 티스(142)에 권선되지 않고, 코일과 티스 사이의 절연 및 권선의 용이를 위하여 구성된 보빈(143)에 코일이 권선됨이 바람직하다.

상기 보빈(143)은 내측벽(143a), 권선부(143b), 그리고 외측벽(143c)로 이루어질 수 있다. 즉, 내측벽(143a)과 외측벽(143c) 사이의 권선부(143b)에 코일이 권선되며, 상기 내측벽과 외측벽은 코일이 이탈되는 것을 방지하는 기능을 수행한다.

여기서, 상기 보빈(143)의 외측벽(143c)은 상기 스테이터 코어(141)의 티스부(144)와 접하도록 구성됨이 바람직하다. 즉, 상기 티스부(144)는 상기 보빈의 외측벽(143c)와 접하도록 내벽이 평면 형상으로 형성됨이 바람직하다. 이를 통해서 상기 보빈(143)이 보다 안정적으로 상기 스테이터 코어(141)에 결합되는 것이 가능 하다.

한편, 본 발명에 따른 모터는 예를 들어 4 개의 티스(142)를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 티스에 권선되는 코일에 전원이 인가되면, 상기 각각의 티스에는 N극과 S극의 자극의 교대로 형성된다. 즉, 도 5에 도시된 티스 중 가장 상부에 위치된 티스에 N극이 형성된 경우에는 이웃한 티스들에는 S극이 형성된다.

즉, 이러한 티스를 중심으로 자극이 형성되는 데, 상기 티스와 티스 사이의 거리가 떨어질수록 누설되는 자속이 증가된다. 따라서, 누설 자속을 최소화하기 위하여 상기 티스의 선단부에는 마주보는 로터의 외주면과 부합되도록 양측 원주 방향으로 일정 길이 연장되도록 폴슈(pole shoe)(149)가 형성됨이 바람직하다. 이를 통해서 이웃하는 티스 사이에 발생되는 누설 자속을 최소화할 수 있다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이 특정 티스에 형성된 폴슈(149)는 이웃하는 티스에 형성된 폴슈(149)와 연결되지 않음이 바람직하다. 왜냐하면 양 폴슈에는 서로 다른 자극이 형성되는데, 이들이 연결되면 자극의 상쇄가 발생되어 오히려 효율이 저하될 수 있기 때문이다.

이러한 누설 자속을 최소화하기 위한 폴슈(149)의 형상과 함께, 티스와 티스 사이의 자극의 급격한 변화로 인한 로터(170)와 회전축(180)에서 발생되는 코깅 토크(cogging torque)나 토크 리플(torque ripple)을 줄이는 것이 바람직하다. 이러한 코깅 토크는 모터의 제어를 어렵게 하고, 진동이나 소음을 유발시킬 수 있기 때문이다.

따라서, 티스와 티스 사이에서 자극의 급격한 변화를 완화시키는 것이 바람 직하다.

본 발명에서는 이러한 코깅 토크를 최소화하기 위하여 폴슈(149)의 양측 또는 일측에 절개부가 형성될 수 있다. 즉, 이러한 절개부(149a)를 통해서 자속 밀도를 감소시켜, 급격한 자극의 변화를 방지할 수 있다. 물론, 이러한 절개부를 통해서 누설 자속이 커질 수 있다. 따라서, 일측의 폴슈에만 이러한 절개부(149a)가 형성됨이 바람직하다.

특히, 상기 절개부(149a)는 상기 폴슈의 말단부에 형성되며, 다른 부분의 두께보다는 얇도록 길이 방향으로 형성되는 것이 바람직하다.

이하에서는, 도 1과 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 모터의 피씨비(PCB)(150)에 대하여 상세히 설명한다. 여기서, 도 4는 하부 브라켓(120)에 피씨비가 안착된 상태를 도시한 평명도이다.

도 1과 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 모터의 스테이터(140)는 환형으로 형성될 수 있다. 그리고 이러한 스테이터(140)의 형상에 부합하여 상기 피씨비(150)는 적어도 일부분이 원형으로 형성될 수 있다. 즉, 도 1과 도 4에 도시된 바와 같이, 스테이터(140)가 안착되는 피씨비(150)의 상측 부분은 원형으로 형성될 수 있다.

이러한 피씨비(150)의 원형 부분의 반경은 상기 스테이터 코어(141)의 반경과 실질적으로 동일함이 바람직하다. 왜냐하면 피씨비의 외형이 커짐으로 인하여 피씨비가 수용되는 브라켓(110)의 크기가 커져 전체적인 모터의 크기가 커질 수 있기 때문이다. 따라서, 피씨비(150)의 형상 중 일부를 원형으로 형성함으로써 컴팩 트한 모터를 제공할 수 있다.

아울러, 이러한 피씨비(150)의 형상, 그리고 상기 피씨비의 형상에 부합하도록 브라켓(110)을 형성함으로써 외관이 미려한 모터를 제공할 수 있다.

한편, 상기 보빈(143)의 하부 양측에는 핀(143d)이 형성된다. 상기 핀(143d)은 상기 보빈에 권선되는 코일과 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 상기 핀(143d)이 피씨비(150)에 형성된 홀(151)에 삽입되어 상기 피씨비와 상기 코일 사이에 전기적인 연결이 이루어진다. 상기 핀(143d)이 상기 피씨비(150)의 홀(151)에 삽입된 후, 안정적인 전기적 연결을 위해 솔더링이 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 핀(143d)은 단순히 상기 피씨비와의 사이에 전기적인 연결뿐만 아니라, 상기 보빈(143)을 통하여 상기 피씨비(150)의 상부에 상기 스테이터(140)이 안착되어 고정되는 기능을 수행한다. 따라서, 상기 핀(143d)은 상기 피씨비(150)와의 접촉 면적을 높임과 동시에 스테이터의 무게를 지탱할 수 있도록 보스(143e)에 형성된다.

이러한 보스(143e)는 외측벽(143c)의 하부에 형성되며, 상기 피씨비(150)와 스테이터 코어(141) 사이의 간격을 유지하는 기능을 수행한다.

한편, 상기 피씨비(150)의 일측에는 전원 접속용 커넥터(160)가 구비된다. 상기 전원 접속용 커넥터(160)의 일단에는 핀(161)이 형성되어, 상기 핀(161)을 통하여 상기 전원 접속용 커넥터(160)가 상기 피씨비(150)에 고정됨과 함께 전기적으로 연결된다. 이러한 핀(161)은 피씨비(150)에 형성된 홀(152)에 삽입된다. 아울러, 상기 접원 접속용 탭(160)의 타단은 모터의 외부, 즉 브라켓(110)의 외부로 노 출되어 외부의 전원과 연결된다.

또한, 상기 피씨비(150) 중 로터(170)의 위치와 부합되는 부분에는 홀 센서 어셈블리(190)가 구비된다. 상기 홀 센서 어셈블리는 로터(170)의 회전 위치나 회전 속도를 센싱하는 기능을 수행한다. 이러한 홀 센서 어셈블리의 센싱을 통하여 로터의 회전 속도나 토크 등이 제어된다. 따라서, 상기 피씨비(150)에는 상기 홀 센서 어셈블리(190)의 고정과 전기적 연결을 위한 홀(153)이 형성된다.

또한, 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 모터의 티스(142)는 4개일 수 있으므로, 이에 따라 상기 보빈이 결합되는 개소는 4개가 된다.

한편, 도 1과 도 4에 도시된 바와 같이, 피씨비의 외형은 일부분이 원형으로 형성된다. 따라서, 상기 보빈이 결합되는 개소 중 일정 개소는 원형 부분의 피씨비에 형성된다. 그리고 전술한 바와 같이 이러한 원형 부분은 상기 스테이터(140)의 외형과 부합되도록 하기 위함이다.

그러나, 피씨비의 외형을 줄여 컴팩트한 모터를 제공하기 위하여, 상기 홀(151)들 중 일정 홀(151)은 상기 원형 부분의 피씨비(150)의 최외곽에 형성됨이 바람직하다. 즉, 피씨비(150)의 테두리 부분에 형성됨이 바람직하다. 따라서, 이러한 홀(151)이 형성된 부분은 강도가 약할 것이며, 홀 형성시 불량이 발생될 우려가 있다. 또한, 진동 등에 의해서 상기 홀(151) 부분이 손상될 우려도 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 상기 피씨비의 일정 부분, 즉 상기 홀(151)이 형성되는 부분에는 외측으로 확장된 확장부(154)가 형성됨이 바람직하다. 즉, 상기 확장부(154)를 통하여 피씨비(150)의 최외곽과 상기 홀(151) 사이에는 일정 거리가 확보될 수 있다. 따라서, 상기 홀(151) 부분의 강성이 보강될 수 있다. 그리고 일부분에만 이러한 확장부(154)가 형성되므로 전체적으로 피씨비(150)의 외형이 커지는 것을 방지할 수 있다. 아울러, 이러한 확장부(154)를 통하여 피씨비(150)가 용이하게 브라켓(110)에 안착되어 고정될 수 있게 된다.

또한, 상기 피씨비(150)에는 중공(155)이 형성된다. 즉, 스테이터가 안착되는 부분의 중심부에 상기 중공이 형성될 수 있다. 이러한 중공(155)에는 후술하는 스토퍼가 삽입되며, 이러한 스토퍼를 통하여 로터(170)와 피씨비(150)의 간섭이 방지된다.

아울러, 상기 스토퍼가 상기 중공(155)에 삽입되므로 보다 안정적으로 피씨비가 브라켓(110)에 안착되어 고정될 수 있다.

이하에서는 도 2와 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 모터의 브라켓(110)에 대해서 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 브라켓(110)은 양자가 결합되어 내부에 여러 구성들을 수용하도록 하부 브라켓(120)과 상부 브라켓(130)으로 이루어질 수 있음을 전술하였다. 그리고 상기 하부 브라켓(120)에는 본 발명에 따른 모터가 적용되는 각종 제품들에 상기 모터(100)가 장착되기 위한 장착부(123)가 형성될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 브라켓(110)은 전술한 바와 같이 피씨비(150)의 형상과 부합되도록 형성된다. 그리고, 상기 피씨비(150)는 브라켓(110), 특히 하부 브라켓(120)의 내측에 안착된다.

여기서, 상기 하부 브라켓(120)에는 상기 피씨비(150)의 확장부(154)가 안착 되도록 상기 확장부의 형상에 부합되도록 홈(124)이 형성됨이 바람직하다. 이러한 홈(124)에 상기 확장부(154)가 안착되므로 피씨비가 상기 하부 브라켓(120)에 안착될 때 위치가 자동적으로 조정될 수 있다. 물론, 보다 안정적으로 안착될 수 있게 된다.

한편, 상기 하부 브라켓(120)에는 상기 스테이터가 안착되기 위하여 후술하는 단차부(128)이 형성된다. 이러한 단차부는 상기 하부 브라켓이 내벽에서 일정 거리 브라켓 내부로 돌출되도록 형성된다. 따라서, 상기 홈(124)로 인한 브라켓의 형상이 커짐을 방지하기 위하여, 상기 홈(124)은 상기 단차부(128)의 일부를 절개한 형태로 형성됨이 바람직하다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 피씨비(150)는 먼저 하부 브라켓(120)의 내부에 안착된다. 이때, 전술한 바와 같이 상기 피씨비(150)에 형성된 중공(155)에는 스토퍼(155)가 삽입된다.

그리고, 상기 피씨비(150)의 상부에 스테이터(140)가 위치하고, 상기 스테이터(140)의 내부에 로터(170) 및 회전축(180)이 위치된다.

상기, 회전축의 일단은 상기 하부 브라켓(120)에 구비되는 베어링(126)에 의해서 회전 가능하게 지지되며, 아울러 추력도 지지된다. 그리고, 상기 회전축(180)의 타단은 상부 브라켓(120)에 구비되는 베어링(136)에 의해서 회전 가능하게 지지된다. 여기서, 상기 회전축은 관통공(137)을 통해서 외부로 노출되어 부하를 구동시키게 된다.

한편, 상기 로터(170)의 내부에는 상기 회전축(180)이 압입되어 일체로 회전 하게 된다. 이러한 결합 방식에 의해 상기 회전축(180)의 길이 방향으로 상기 로터(170)가 이동되는 것이 방지된다. 이러한 상태가 도 2에 도시되어 있다.

그러나, 상기 로터는 진동에 의해서 상기 회전축의 길이 방향으로 이동되는 문제가 발생될 수 있다. 이러한 로터의 이동에 의해서 상기 로터와 상기 피씨비(150) 간의 간섭이 발생하여, 피씨비(150)가 손상될 수 있다.

이러한 문제를 방지하기 위하여 전술한 바와 같이 상기 회전축(180) 방향으로 로터가 이동하는 것을 제한하는 스토퍼(125)가 형성됨이 바람직하다. 상기 스토퍼는 상기 브라켓의 내부로 돌출되도록 형성됨이 바람직하고, 상기 브라켓과 일체로 형성될 수 있다.

도 1과 도 2에는 하부 브라켓(120)과 일체로 형성된 스토퍼(125)가 도시되어 있다.

그러나, 상기 스토퍼는 상부 브라켓(130)에도 형성됨이 바람직하다. 즉, 상부 브라켓과 일체로 형성된 스토퍼(135)도 형성될 수 있다. 이 경우 상기 로터(170)는 양쪽의 스토퍼(125, 135) 사이에 위치되게 된다.

따라서, 이러한 스토퍼(125, 135)로 인하여 로터(170)가 회전축(180) 방향으로 이동된다고 하더라도 브라켓(110)과 피씨비(150)와 간섭되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

한편, 상기 스토퍼(125, 135)는 원통형으로 돌출 형성됨이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 스토퍼는 원기둥 형상의 로터(170)에 대응되도록 형성됨이 바람직하기 때문이다. 그리고, 상기 스토퍼의 상면이 상기 로터의 상면 또는 하면과 맞닿을 수 있어야 한다. 이를 위하여 상기 스토퍼의 외경 또는 내경이 결정되어야 한다.

본 발명과 같은 모터에서는 브라켓(110) 내부에 안정적으로 스테이터(140)가 고정되어야 한다. 이를 위해서 하부 브라켓(120)과 상부 브라켓(130)에는 각각 단차부(128, 138)가 형성된다.

이러한 단차부에 상기 스테이터(140), 다시 말하면 스테이터 코어(141)의 외주면이 안착되고, 상기 상부 브라켓과 하부 브라켓이 결합됨에 따라 상기 스테이터(140)가 안정적으로 고정된다. 즉, 상기 상부 브라켓과 하부 브라켓이 결합됨과 동시에 상기 스테이터 코어는 상기 단차부(128, 138) 사이에 고정된다.

여기서, 상기 하부 브라켓(120)에는 피씨비(150)가 먼저 안착되므로, 상기 단차부(128)는 스테이터 코어(141)의 전체 둘레에 대응되도록 형성되는 것이 어렵다. 따라서, 상부 브라켓(130)에는 상기 스테이터 코어(141)의 전체 둘레에 대응되도록 단차부(138)가 형성됨이 바람직하다. 이를 위해서 상기 상부 브라켓(130)의 내부에는 내부 격벽(139)이 더 형성됨이 바람직하다.

물론, 상기 하부 브라켓에도 이러한 내부 격벽이 형성될 수 있으나, 이 경우 피씨비에 내부 격벽이 관통될 수 있는 관통공(미도시)이 형성되어야 하므로 피시비 제조 상 바람직하지는 않을 것이다.

이하에서는, 도 6과 도 7을 참조하여 본원 발명에 따른 모터의 전원 접속용 커넥터의 고정 구조에 대해서 상세히 설명한다.

도 6은 종래의 전원 접속용 커넥터의 고정 구조를 도시한 정면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 모터의 전원 접속용 커넥터의 고정 구조를 도시한 부분 사시도 이다.

종래의 전원 접속용 커넥터(60)의 기능은 본원 발명에서의 전원 접속용 커넥터(160)의 기능과 동일하다. 즉, 피씨비(50)에 전원을 공급해 주는 기능을 수행하며, 일단은 피씨비와 연결되고, 타단은 브라켓 외부에 노출되어 외부 전원과 연결되도록 한다.

한편, 상기 전원 접속용 커넥터(60)의 타단은 외부의 전원과 플러그(미도시) 등을 통하여 연결되는 데, 이러한 플러그가 결합될 때나 분리될 때 많은 힘을 받게된다.

즉, 이러한 힘은 상기 전원 접속용 커넥터(60)를 브라켓 내부로 미는 힘이나 브라켓 외부로 당기는 힘일 수 있다.

여기서, 상기 전원 접속용 커넥터는 솔더링(63) 등을 통하여 피씨비와 전기적 연결이 이루어진다. 그러나, 이러한 외부의 힘의 작용으로 인해 연결 부분이 손상될 수 있다. 따라서, 피씨비(50)와 전원 접속용 커넥터(60)의 연결 부분에는 이러한 외력이 미치는 것을 차단할 필요가 있다.

이를 위해서, 종래에는 전원 접속용 커넥터의 중간 부분에 양쪽으로 돌출되어 연장되는 날개부(61)를 형성하고, 상기 날개부에는 결합공(미도시)을 형성하였다. 그리고, 브라켓(11)에는 상기 결합공과 대응되는 결합홀(미도시)이 형성되는 보스(미도시)를 형성하였다.

따라서, 먼저 상기 전원 접속용 커넥터(60)와 피씨비(50)을 연결하고, 상기 전원 접속용 커넥터의 날개부(61)를 상기 브라켓(11)의 보스에 나사(61)를 통하여 결합하였다. 이러한 날개부(61)에서 외력을 지지하므로 전원 접속용 커넥터(60)와 피씨비(50)의 결합 부분이 손상되는 것을 방지하였다.

그러나, 종래의 방법은 커넥터의 크기가 커지고 복잡할 뿐만 아니라, 도 6에 도시된 바와 같이 날개부(61)가 형성되는 부분에는 피씨비(50)가 절개되어야 했다. 아울러, 별도의 나사 체결이라는 공정을 필요로 하기 때문에 대량으로 모터를 제작하는 경우에는 생산성이 저하되는 문제가 있었다. 물론, 필요한 부품 개수가 많아지는 문제도 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 모터는, 상부 브라켓 또는 하부 브라켓과 일체로 형성되며, 상기 상부 브라켓과 하부 브라켓이 결합됨에 따라 상기 전원 접속용 커넥터의 고정 강도를 보강하는 보강부를 포함하여 이루어진다.

즉, 본 발명에 따르면 나사 등과 같이 전원 접속용 커넥터의 고정 강도를 보강하기 위한 별도의 구성을 필요로 하지 않고, 브라켓 간의 결합에 의해서 자동으로 강도가 보강되므로 제조가 용이하다.

도 7은 본원 발명의 보강부가 상부 브라켓과 일체로 형성된 예가 도시되어 있다.

이러한, 보강부(165)는 상기 상부 브라켓(130)의 일부 측벽으로서, 상기 전원 접속용 커넥터(160)을 향해 돌출되는 돌출 리브(166)를 포함하여 이루어질 수 있다. 물론, 이러한 돌출 리브는 상기 상부 브라켓(130)의 측벽과는 별개로 형성될 수 있다.

이러한 돌출 리브(166)에 형합하도록, 상기 전원 접속용 커넥터(160)에는 단 턱부(162)가 형성될 수 있다. 즉, 이러한 단턱부(162)에 상기 돌출 리브(166)가 맞닿음으로써 상기 전원 접속용 커넥터(160)에 발생되는 외력을 지지하게 된다.

이러한 돌출 리브(166)와 단턱부(162)의 형합은 상기 상부 브라켓과 하부 브라켓이 결합됨과 동시에 이루어진다. 따라서, 종래와 같이 나사 결합 등과 같은 공정이 생략된다.

아울러, 이러한 단턱부(162)는 상기 전원 접속용 커넥터(160)를 브라켓 내부로 미는 힘만을 지지하게 될 것이다. 따라서, 상기 전원 접속용 커넥터(160)를 브라켓 외부로 당기는 힘도 지지하도록 하기 위하여 상기 단턱부(162)는 그루브(163)형태로 형성될 수 있다. 즉, 상기 그루부(163) 내부에 상기 돌출 리브(166)가 삽입됨으로써 양 방향의 외력을 지지할 수 있게 된다.

한편, 상기 보강부(165)는 상기 돌출 리브(166)의 강도 보강을 위한 강도 보강 리브(167)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한 강도 보강 리브(167)은 브라켓의 내측이나 외측에 각각 형성될 수도 있을 것이다.

또한, 상기 강도 보강 리브는 상기 돌출 리브(166)와 수직한 방향이 되도록 형성될 수 있다. 여기서, 상기 강도 보강 리브(167)는 일부분이 상기 전원 접속용 커넥터(160)의 상면과 접촉됨이 바람직하다. 왜냐하면 상기 상부 브라켓(130)과 상기 전원 접속용 커넥터(160)과의 접촉 면적을 높임으로 하여 보다 안정적으로 전원 접속용 커넥터(160)를 고정시킬 수 있기 때문이다.

아울러, 이러한 구성 이외에 상기 전원 접속용 커넥터(160)를 보다 안정적으로 고정시키기 위하여 상기 전원 접속용 커넥터의 외주면에 횡방향으로 홈(164)이 형성될 수 있다.

이러한 홈(164)에는 상기 하부 브라켓의 일부가 상기 홈에 삽입되어 보다 안정적으로 상기 전원 접속용 커넥터(160)의 고정 강도가 보강될 수 있을 것이다.

전술한 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 얻을 있다.

첫째, 본 발명에 따르면 제조가 용이하고, 컴팩트하게 외형을 형성하여, 모터가 차지하는 공간을 줄여 그 적용 영역을 더욱 확장할 수 있는 모터를 제공할 수 있다.

둘째, 본 발명에 따르면 누설 자속을 감소시켜 효율을 증진시킬 수 있고, 전력 손실을 최소화한 모터를 제공할 수 있다.

셋째, 본 발명에 따르면 코깅 토크를 절감하여 진동을 최소화할 수 있고, 로터나 회전축의 회전 속도 내지 토크를 용이하게 제어할 수 있는 모터를 제공할 수 있다.

넷째, 본 발명에 따르면 제조 및 사용 시 발생될 수 있는 불량을 방지하여 신뢰성이 향상된 모터를 제공할 수 있으며, 아울러 내구성이 증진된 모터를 제공할 수 있다.

Claims (13)

1. 자로를 형성하며 원주 방향을 따라 복수 개의 티스부가 구비되는 스테이터 코어;

   상기 티스부에 구비되어 코일이 권선되는 티스; 그리고

   상기 스테이터 코어의 원주 방향을 따라 상기 티스부와 교대로 구비되며, 반경 방향 내측으로 볼록하게 확장된 확장부를 포함하여 이루어지는 모터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 스테이터 코어는 단위 스테이터 코어를 적층하여 형성됨을 특징으로 하는 모터.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 단위 스테이터 코어를 일체로 결합시키는 코킹부는 상기 확장부에 형성됨을 특징으로 하는 모터.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 티스의 일단부는 상기 티스부에 형성된 티스 슬롯에 압입되어 결합됨을 특징으로 하는 모터.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 티스부의 외측에는 상기 티스가 상기 티스 슬롯에 압입될 때 발생하는 상기 스테이터 코어의 치수 변화를 최소화하기 위하여 길이 방향으로 홈이 형성됨을 특징으로 하는 모터.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 홈은 상기 티스 슬롯의 중앙부에 대응되어 형성됨을 특징으로 하는 모터.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 스테이터는 상기 중앙부에 상기 티스가 삽입되어 직접 상기 코일이 권선되는 보빈을 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 모터.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 보빈은 상기 코일이 고정되어 이탈되지 않도록 내측벽과 외측벽을 포함하여 이루어지며, 상기 외측벽은 상기 티스부와 접함을 특징으로 하는 모터.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 티스부의 내벽은 평면 형상으로 형성됨을 특징으로 하는 모터.
10. 자로를 형성하며 원주 방향을 따라 복수 개의 티스부가 구비되는 스테이터 코어, 상기 티스부에 구비되어 코일이 권선되는 티스, 그리고 상기 스테이터 코어의 원주 방향을 따라 상기 티스부와 교대로 구비되며, 반경 방향 내측으로 볼록하게 확장된 확장부를 갖는 스테이터; 그리고

    상기 스테이터의 내측에 위치되어 회전하며, 외주면을 따라 교대로 자극이 형성되도록 영구자석이 구비된 로터를 포함하여 이루어지며,

    상기 확장부는 이웃하는 두 개의 티스부 사이의 전 영역에 형성됨을 특징으로 하는 비엘디씨 모터.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 티스의 선단부에는 마주보는 상기 로터의 외주면과 부합되도록 양측 원주 방향으로 일정 길이 연장되도록 폴슈가 형성됨을 특징으로 하는 비엘디씨 모터.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 폴슈의 양측 또는 일측에는 코깅 토크의 최소화를 위한 절개부가 형성됨을 특징으로 하는 비엘디씨 모터.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 절개부는 폴슈의 말단부에 형성되며, 다른 부분의 두께보다는 얇도록 길이 방향으로 형성됨을 특징으로 하는 비엘디씨 모터.

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