KR20140014963A - 클러치와 직선이동장치 및 이를 포함하는 청소기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 청소기에 관한 것으로서, 특히, 저렴하면서도 성능이 우수한 클러치, 안정적인 직선 이동이 가능하면서도 리니어 모션 가이드를 이용하는 것에 비해 제조비용을 절감할 수 있는 직선이동장치 및 이를 포함하는 청소기를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 이를 위해 본 발명에 따른 클러치는, 동력원으로부터 제공된 회전력에 의해 회전되는 원통형상의 구동기구; 상기 구동기구의 내주면에 밀착되어 상기 구동기구와 함께 회전하는 원통형상의 삽입기구; 상기 삽입기구의 회전 중심에 체결되어 상기 삽입기구와 일체로 회전하는 회전축; 및 상기 구동기구의 내주면과 상기 삽입기구의 외주면 상에 삽입되어 상기 구동기구의 회전력을 상기 삽입기구로 전달하여 상기 회전축을 회전시키는 탄성기구를 포함한다.

Description

클러치와 직선이동장치 및 이를 포함하는 청소기{Clutch, Linear Moving Apparatus and Cleaning Apparatus having the same}

본 발명은 클러치와 직선이동장치 및 이를 포함하는 청소기에 관한 것이다.

일반적으로 반복적인 직선이동을 필요로 하는 마사지기, 운동기구, 청소기 등과 같은 전자제품에는 직선이동장치가 구비된다. 이와 같은 직선이동장치는 직선이동을 안내하는 안내기구를 포함하는데, 이러한 안내기구의 하나로 리니어 모션 가이드(Linear Motion Guide)가 이용된다.

리니어 모션 가이드는 LM 가이드라고도 불리며, 리니어 모션 가이드 레일(Linear Motion Guide Rail)과 리니어 모션 가이드 블록(Linear Motion Guide Block)을 포함한다. 리니어 모션 가이드 레일은 리니어 모션 가이드 블록이 직선 이동하도록 안내한다. 리니어 모션 가이드 레일은 직선 형태로 형성된다. 리니어 모션 가이드 블록은 리니어 모션 가이드 레일에 이동 가능하게 결합된다. 리니어 가이드 블록은 리니어 모션 가이드레일을 따라 직선으로 이동한다. 전자제품에 있어서 직선 이동이 요구되는 부품은 리니어 가이드 블록에 결합되어 리니어 가이드 블록이 직선 이동함에 따라 직선 이동하게 된다. 이러한 리니어 모션 가이드를 이용한 직선이동장치는 다음과 같은 문제가 있다.

첫째, 리니어 모션 가이드가 고가의 부품이기 때문에, 이러한 리니어 모션 가이드를 이용한 직선이동장치의 제조비용을 상승시키고, 이에 따라 직선이동장치에 대한 가격 경쟁력을 약화시키는 문제가 있다.

둘째, 직선이동장치의 제조비용이 상승함에 따라 이러한 직선이동장치를 이용한 전자제품의 제조비용 또한 상승하게 됨으로써, 전자부품에 대한 가격 경쟁력을 약화시키는 문제가 있다.

또한, 현재 개발되어 이용되고 있는 종래의 클러치는 성능이 우수하다는 장점을 가지고 있으나, 구조가 복잡하고 비용이 비싸기 때문에, 이를 탑재한 일반 가정용품에 대한 가격 경쟁력을 약화시키는 문제가 있다.

또한, 현재 개발되고 있는 종래의 청소기는 상기한 바와 같은 종래의 리니어 모션 가이드 및 고가의 클러치를 이용하여 제조되고 있기 때문에, 제조비용이 상승되어, 청소기의 가격 경쟁력을 약화시키는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 저렴하면서도 성능이 우수한 클러치, 안정적인 직선 이동이 가능하면서도 리니어 모션 가이드를 이용하는 것에 비해 제조비용을 절감할 수 있는 직선이동장치 및 이를 포함하는 청소기를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 클러치는, 동력원으로부터 제공된 회전력에 의해 회전되는 원통형상의 구동기구; 상기 구동기구의 내주면에 밀착되어 상기 구동기구와 함께 회전하는 원통형상의 삽입기구; 상기 삽입기구의 회전 중심에 체결되어 상기 삽입기구와 일체로 회전하는 회전축; 및 상기 구동기구의 내주면과 상기 삽입기구의 외주면 상에 삽입되어 상기 구동기구의 회전력을 상기 삽입기구로 전달하여 상기 회전축을 회전시키는 탄성기구를 포함한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 직선이동장치는, 일직선상으로 배치된 안내레일이 형성되어 있는 베이스유닛; 상기 베이스유닛의 저면에서, 상기 안내레일을 가로지르는 방향으로 분리되어 배치되어 있는 제1이동기구와, 제2이동기구로 형성되는 이동유닛; 및 상기 제1이동기구와 상기 제2이동기구를, 상기 안내레일을 따라 서로 반대 방향으로 왕복이동시키기 위한 회전유닛을 포함한다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 청소기는, 상기 직선이동장치; 일측 끝단에 손잡이부가 형성되어 있는 막대 형상의 지지바; 상기 직선이동장치의 상단을 커버하는 커버; 및 상기 지지바의 타측 끝단을 상기 직선이동장치 또는 상기 커버에 회전가능하게 고정시키기 위한 고정부를 포함한다.

본 발명은 고가의 부품을 이용하지 않으면서도 고성능의 클러치를 구현함으로써, 클러치가 사용되는 전자제품의 제조 비용을 줄여 가격 경쟁력을 강화시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 고가의 부품인 리니어 모션 가이드를 이용하지 않으면서도 안정적인 직선 이동을 구현할 수 있고, 이에 따라 리니어 모션 가이드를 이용하는 것에 비해 제조 비용을 줄임으로써, 본 발명에 따른 직선이동장치가 사용되는 전자제품의 가격 경쟁력을 강화시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 저렴하면서도 고성능을 발휘할 수 있는 클러치 및 직선이동장치를 적용하여 청소기를 제조함으로써, 청소기의 제조 비용을 줄여 가격 경쟁력을 강화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 청소기의 일실시예 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 청소기의 본체부의 내부구성을 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 직선이동장치를 상단부에서 바라본 일실시예 분해 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 직선이동장치를 하단부에서 바라본 일실시예 분해 사시도.
도 5는 도 3에 도시된 회전유닛과 이동유닛이 결합되어 있는 상태를 나타낸 사시도.
도 6은 도 3에 도시된 회전유닛과 이동유닛이 결합되어 있는 상태를 나타낸 측면도.
도 7은 도 3에 도시된 클러치의 양쪽 끝단에 장착되어 있는 캠부재를 나타낸 일실시예 정면도.
도 8은 캠부재와 회전축에 대한 분해 정면도.
도 9는 도 3에 도시된 클러치의 양쪽 끝단에 장착되어 있는 캠부재를 나타낸 일실시예 사시도.
도 10은 도 3에 도시된 클러치의 일실시예 사시도.
도 11은 도 10에 도시된 클러치의 일실시예 분해 사시도.
도 12 및 도 13은 도 3에 도시된 클러치의 작동 방법을 설명하기 위한 단면도.
도 14는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 청소기에 적용되는 전원부의 구성을 나타낸 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 청소기의 일실시예 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 청소기의 본체부의 내부구성을 나타낸 예시도이다.

본 발명에 따른 청소기는 도 1에 도시된 바와 같이, 저면에 장착되는 두 개의 청소기구(걸레)(미도시)를 서로 반대방향으로 직선왕복이동시켜 바닥면을 청소할 수 있는 본체부(50) 및 본체부(50)에 회전 가능하게 고정되는 막대형상의 지지바(40)를 포함한다. 지지바(40)의 일측 끝단에는 손잡이부(43)가 형성되어 있다. 지지바(40)의 타측 끝단은 상기 본체부(50)에 회전 가능하게 결합된다.

우선, 지지바(40)는 본체부(50)에 회전가능하게 연결된다. 사용자는 지지바(40)를 제어하여 본체부(50)를 이동시키면서, 바닥을 청소할 수 있다. 지지바(40)는 손잡이부(43), 본체부(50)와 연결되는 제1연결부(41) 및 손잡이부(43)와 제1연결부(41)를 연결시키는 제2연결부(42)를 포함한다.

제1연결부(41)는 일측이 본체부(50)에 결합되고, 타측이 제2연결부(42)에 결합된다. 제1연결부(41)는 덮개부(20)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 제1연결부(41)는 도 2에 도시된 바와 같이, 본체부(50) 내부로 삽입되어 직선이동장치(10)에 장착되어 있는 고정부(30)에 연결될 수도 있다. 제1연결부(41) 내부에는 직선이동장치에 전력을 공급하기 위한 전원부(60)가 설치될 수 있다.

제2연결부(42)는 일측이 제1연결부(41)에 결합되고, 타측이 손잡이부(43)에 결합된다. 제2연결부(42)에는 손잡이부(43)가 이동 가능하게 결합된다.

손잡이부(43)는 제2연결부(42)에 결합된다. 손잡이부(43)는 제2연결부(42)가 삽입될 수 있는 높이조절홈(미도시)을 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 청소기는, 제2연결부(42)가 손잡이부(43)에 삽입되는 길이가 조절됨으로써 손잡이부(43)가 사용자에게 맞는 높이로 조절될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 손잡이부(43)는 높이가 조절된 상태가 유지될 수 있도록 제2연결부(42)에 삽입되는 고정돌기(미도시)를 포함할 수 있다. 제2연결부(42)에는 고정돌기가 삽입되기 위한 복수개의 고정공이 형성될 수 있다. 고정공들은 손잡이부(43)가 이동하는 방향으로 서로 소정 거리로 이격되어 형성될 수 있다.

손잡이부(43)는 직선이동장치의 온/오프를 제어하는 스위치(미도시)를 포함할 수 있다. 전원부(60)는 스위치(미도시)가 온 상태일 때 직선이동장치에 전원을 공급할 수 있다.

다음, 본체부(50)는, 본 발명에 따른 직선이동장치(10), 직선이동장치(10)의 상단을 커버하는 덮개부(20) 및 지지바(40)의 타측 끝단을 직선이동장치에 회전가능하게 고정시키기 위한 고정부(30)를 포함한다.

덮개부(20)는 직선이동장치(10)와 체결되어, 직선이동장치의 개방된 상단을 커버한다. 덮개부(20)는 직선이동장치를 커버할 수 있는 크기로 형성될 수 있다. 이에 따라, 덮개부(20)는 직선이동장치에 결합된 구성들을 외부로부터 보호할 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이 덮개부(20)에는 지지바(40)가 관통할 수 있는 지지바관통홀(21)이 형성되어 있을 수 있다. 이 경우, 지지바(40)는 지지바관통홀(21)을 통해 직선이동장치에 연결될 수 있다.

고정부(30)는 지지바(40)의 타측 끝단을 덮개부(20) 또는 직선이동장치에 회전 가능하게 고정시킬 수 있다. 고정부(30)는 덮개부(20)의 외측에 형성되어 있을 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 지지바관통홀(21)이 형성되어 있는 경우, 고정부(30)는 직선이동장치에 형성될 수 있다. 이 경우, 지지바관통홀(21)로 삽입된 지지바(40)의 타측 끝단은, 직선이동장치에 형성되어 있는 고정부(30)에 회전가능하게 고정될 수 있다.

직선이동장치(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스유닛에 장착되어 있는 모터와 같은 동력원(400)과 벨트(500)를 통해 연결되어 있는 회전유닛의 회전에 의해, 직선이동장치의 저면에 장착되어 있는 이동유닛을 직선왕복이동시킬 수 있다. 동력원(400)은 제1연결부(41)에 장착되어 있는 전원부(60)로부터 전원을 공급받아 구동될 수 있다. 직선이동장치의 세부 구성 및 기능에 대하여는 이하에서 도 3 내지 도 13를 참조하여 상세히 설명된다.

도 3은 본 발명에 따른 직선이동장치를 상단부에서 바라본 일실시예 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 직선이동장치를 하단부에서 바라본 일실시예 분해 사시도이다.

본 발명에 따른 직선이동장치(10)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 일직선상으로 배치된 안내레일(110)이 형성되어 있는 베이스유닛(100), 베이스유닛(100)의 저면에서 안내레일(110)을 가로지르는 방향으로 분리되어 배치되어 있는 제1이동기구(310)와, 제2이동기구(320)로 형성되는 이동유닛(300) 및 제1이동기구(310)와 제2이동기구(320)를 안내레일(110)을 따라 서로 반대 방향으로 왕복이동시키기 위한 회전유닛(200)을 포함한다.

우선, 도 3 및 도 4를 참조하여 베이스유닛(100)을 설명하면 다음과 같다.

베이스유닛(100)에는 회전유닛(200)이 설치된다. 베이스유닛(100)은 회전유닛(200)이 위치되기 위한 설치홈을 포함할 수 있다. 회전유닛(200)과 이동유닛(300)은 베이스유닛(100)을 사이에 두고 서로 반대편에 위치되게 설치된다. 즉, 베이스유닛(100)은 회전유닛(200)과 이동유닛(300) 사이에 위치된다. 따라서, 본 발명에 따른 직선이동장치는 회전유닛(200)과 이동유닛(300)을 베이스유닛(100)에 설치하는 작업에 대한 용이성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 직선이동장치는 회전유닛(200)과 이동유닛(300)이 베이스유닛(100)에서 동일한 면에 위치되게 설치되는 것과 비교할 때, 베이스유닛(100)의 크기를 줄일 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 직선이동장치가 갖는 전체적인 크기를 줄일 수 있고, 이에 따라 본 발명에 따른 직선이동장치는 소형화가 요구되는 전자부품에도 용이하게 적용될 수 있다.

베이스유닛(100)에는 일직선상으로 배치되어 있는 안내레일(110)이 형성되어 있다. 안내레일(110)의 좌우 양쪽 측면 중 적어도 한쪽 측면에는 베이스유닛(100)의 상단부와 하단부를 관통하는 관통부(120)가 형성되어 있다. 관통부(120)를 통해 회전유닛(200)의 제1왕복부재(220a)와 제1이동기구(310)가 연결되며, 회전유닛(200)의 제2왕복부재(220b)와 제2이동기구(320)가 연결된다.

안내레일(110)은 베이스유닛(100)에 일직선으로 형성되어 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 안내레일(110)은 복수 개의 안내레일부로 단절되어 있을 수도 있다. 특히, 도 3 및 도 4에서는 하나의 안내레일(110)이 네 개의 안내레일부로 단절되어 있는 베이스유닛(100)이 도시되어 있다. 네 개의 안내레일부의 좌우 양쪽 측면 중 적어도 한쪽 측면에는 도 4에 도시된 바와 같이 관통부(120)가 형성되어 있다.

이 경우, 앞단의 두 개의 안내레일부를 경계로 하여 제1왕복부재(220a)와 제1이동기구(310)가 연결된다. 그리고, 후단의 두 개의 안내레일부를 경계로 하여 제2왕복부재(220b)와 제2이동기구(320)가 연결된다.

마찬가지로, 하나의 안내레일(110)이 두 개의 안내레일부로 구분되는 경우에는 앞단의 안내레일부를 경계로 하여 제1왕복부재(220a)와 제1이동기구(310)가 연결된다. 그리고, 후단의 안내레일부를 경계로 하여 제2왕복부재(220b)와 제2이동기구(320)가 연결될 수 있다.

한편, 안내레일(110)은 베이스유닛(100)의 중앙을 가로질러 하나만이 형성될 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 안내레일(110)은 베이스유닛(100)의 좌우 양쪽 측면에 두 개가 형성될 수도 있다. 이 경우, 이동유닛(300)의 일측 끝단에는 상기한 바와 같은 제1왕복부재(220a)와 제2왕복부재(220b)가 장착되어 각각, 제1안내레일(110)을 경계로 제1이동기구(310)와 제2이동기구(320)의 일측면과 연결된다. 또한, 이동유닛(300)의 타측 끝단에는 제3왕복부재(220c)와 제4왕복부재(220d)가 장착되어 각각, 제2안내레일(110a, 도 3에 도시됨)을 경계로 제1이동기구(310)와 제2이동기구(320)의 타측면과 연결된다.

제3왕복부재(220c) 및 제4왕복부재(220d)가 제1이동기구(310) 및 제2이동기구(320)와 연결되는 방법, 제2안내레일(110a)의 구성 및 제2안내레일(110a)에 형성된 제2관통부의 구성 및 기능은, 상기에서 설명된 제1왕복부재(220a) 및 제2왕복부재(220b)가 제1이동기구(310) 및 제2이동기구(320)와 연결되는 방법, 제1안내레일(110)의 구성 및 제1안내레일(110)에 형성된 제1관통부(120)의 구성 및 기능과 동일하다. 이하에서는 설명의 편의상, 제1안내레일(110) 하나만 구비되어 있는 경우를 일예로 하여 본 발명이 설명된다. 따라서, 제2안내레일(110a)이 더 구비되어 있는 경우에는, 제1안내레일(110)에 의해 이동유닛(300) 및 회전유닛(200)에 구비되는 구성요소들이 제2안내레일(110a)에 대응되는 위치에 추가적으로 더 구비될 수 있다.

베이스유닛(100)에는 상기한 바와 같은 동력원(400) 및 고정부(30)가 장착되어 있으며, 베이스유닛(100)은 덮개부(20)와 체결된다.

다음, 도 3 및 도 4를 참조하여 이동유닛(300)을 설명하면 다음과 같다.

이동유닛(300)은, 베이스유닛(100)의 저면에서 안내레일(110)을 가로지르는 방향으로 분리되어 배치되어 있는 제1이동기구(310)와 제2이동기구(320)를 포함한다.

제1이동기구(310)와 제2이동기구(320)는 회전유닛(200)을 구성하는 제1왕복부재(220a)와 제2왕복부재(220b)에 각각 연결되어, 안내레일(110)을 따라 제1축방향으로 직선왕복이동한다. 예를 들어, 제1이동기구(310)와 제2이동기구(320)는 도 3에서 X축 방향으로 직선왕복이동할 수 있다. 여기서, 제1이동기구(310)와 제2이동기구(320)는 제1왕복부재(220a)와 제2왕복부재(220b)가 서로 반대방향으로 직선왕복이동됨에 따라, 제1축방향 상에서 서로 반대방향으로 직선왕복이동한다.

제1이동기구(310)의 상단면에는, 안내레일(110)을 경계로 제1왕복부재(220a)와 체결되는 제1체결수단(311) 및 제1체결수단(311)에 장착된 상태에서 안내레일(110)의 저면을 따라 슬라이딩되는 제1이동유닛롤러(312)가, 적어도 하나 이상씩 구비되어 있다.

제2이동기구(320)의 상단면에도, 제1체결수단(311) 및 제1이동유닛롤러(312)에 대응되는 제2체결수단(321) 및 제2이동유닛롤러(322)가 안내레일(110)에 대응되는 위치에 적어도 하나씩 구비되어 있다.

이 경우, 제1이동기구(310)의 제1체결수단(311)과 제1왕복부재(220a)는, 제1이동기구(310)와 안내레일(110)의 저면 사이에 배치되는 제1이동유닛롤러(312) 및 제1왕복부재(220a)와 안내레일(110)의 평면 사이에 배치되는 제1베이스유닛롤러(221a)를 사이에 두고 서로 연결되어 있으며, 제2이동기구(320)의 제2체결수단(321)과 제2왕복부재(220b)는, 제2이동기구(320)와 안내레일(110)의 저면 사이에 배치되는 제2이동유닛롤러(322) 및 제2왕복부재(220b)와 안내레일(110)의 평면 사이에 배치되는 제2베이스유닛롤러(221b)를 사이에 두고 서로 연결되어 있다.

제1이동기구(310)의 하단면에는, 다수 개의 걸림돌기가 제1이동기구(310)와 일체로 사출성형되는 제1걸레부착판(330)이 형성되어 있으며, 제2이동기구(320)의 하단면에도, 다수 개의 걸림돌기(331)가 제2이동기구(320)와 일체로 사출성형되는 제2걸레부착판(330b)이 형성되어 있다.

마지막으로, 도 3 및 도 4를 참조하여 회전유닛(200)을 설명하면 다음과 같다.

회전유닛(200)은, 상기 베이스유닛(100)에 회전 가능하게 결합되고, 동력원(400)으로부터 제공된 회전력에 의해 회전되는 클러치(210), 안내레일(110)을 사이에 두고 제1이동기구(310)와 연결되어 있는 제1왕복부재(220a), 안내레일(110)을 사이에 두고 제2이동기구(320)와 연결되어 있는 제2왕복부재(220b) 및 클러치(210)의 회전운동을, 서로 반대 방향의 직선왕복운동으로 변환하여, 제1왕복부재(220a)와 제2왕복부재(220b)로 전달하기 위한 전달기구(230)를 포함한다.

첫째, 제1왕복부재(220a)와 제2왕복부재(220b) 각각은, 육면체 형상의 하우징으로 형성될 수 있다. 각각의 하우징의 상단에는 전달기구(230)의 일측 끝단이 회전가능하도록 장착될 수 있다. 각각의 하우징의 내부 공간에는 적어도 하나 이상의 베이스유닛롤러(221)가 회전가능하게 장착될 수 있다. 베이스유닛롤러(221)는 안내레일(110)을 따라 이동될 수 있다. 제1왕복부재와 제2왕복부재를 총칭하여 왕복부재(220)라 한다.

제1이동기구(310)와 제1왕복부재(220a)는, 안내레일(110)을 따라 베이스유닛(100)을 관통하도록 형성된 관통부(120)를 통해 서로 연결되어 있다. 제2이동기구(320)와 제2왕복부재(220b)는, 안내레일(110)을 따라 베이스유닛(100)을 관통하도록 형성된 관통부(120)를 통해 서로 연결되어 있다.

제1이동기구(310)와 제1왕복부재(220a)는, 제1이동기구(310)와 안내레일(110)의 저면 사이에 배치되는 제1회전유닛롤러(312) 및 제1왕복부재(220a)와 안내레일(110)의 평면 사이에 배치되는 제1베이스유닛롤러(221a)를 사이에 두고 서로 연결되어 있다. 제2이동기구(320)와 제2왕복부재(220b)는, 제2이동기구(320)와 안내레일(110)의 저면 사이에 배치되는 제2회전유닛롤러(322) 및 제2왕복부재(220b)와 안내레일(110)의 평면 사이에 배치되는 제2베이스유닛롤러(221b)를 사이에 두고 서로 연결되어 있다.

둘째, 전달기구(230)는, 클러치(210)의 회전운동을, 서로 반대 방향의 직선왕복운동으로 변환하여, 제1왕복부재(220a)와 제2왕복부재(220b)로 전달하는 기능을 수행한다. 상기한 바와 같이, 베이스유닛(100)에 안내레일(110)이 두 개 형성되어 있는 경우, 전달기구(230) 역시 클러치(210)의 양쪽 끝단에 장착될 수 있다. 이 경우, 제1전달기구(230a)에는 제1왕복부재(220a)와 제2왕복부재(220b)가 연결되며, 제2전달기구(230b)에는 제3왕복부재(220c)와 제4왕복부재(220d)가 연결된다. 이하에서는 제1왕복부재(220a)와 제2왕복부재(220b)에 연결되어 있는 전달기구(230)에 대해서만 설명되며, 이하에서 설명된 내용은 제3왕복부재(220c)와 제4왕복부재(220d)에 연결되어 있는 전달기구(230)에도 동일하게 적용될 수 있다.

전달기구(230)는 제1전달기구(230a) 및 제2전달기구(230b)를 포함한다.

제1전달기구(230a)의 끝단은 제1왕복부재(220a)에 회전가능하게 연결되어 있다. 제2전달기구(230b)의 끝단은 제2왕복부재(220b)에 회전가능하게 연결되어 있다. 제1전달기구(230a)와 제2전달기구(230b)는 클러치(210)의 회전축 일측 끝단에 장착되어 있는 두 개의 캠부재(231, 도 4에 도시됨) 각각에 연결된다. 두 개의 캠부재(231)는 클러치(210)의 회전축(213)에 대하여 편심되게 회전축(213)에 장착되어 있다. 이에 따라, 제1전달기구(230a)와 제2전달기구(230b) 역시 클러치(210)의 회전축(213)에 편심되게 장착되어 있다.

제1전달기구(230a)와 제2전달기구(230b)는 회전축(213)을 기준으로, 예를 들어, X축 상에서 서로 반대방향으로 장착된 상태에서 제1왕복부재(220a) 및 제2왕복부재(220b)에 연결되어 있다. 따라서, 회전축(213)이 한쪽 방향으로 회전할 때, 제1전달기구(230a)와 제2전달기구(230b)는, 제1왕복부재(220a)와 제2왕복부재(220b)가 X축 상에서 서로 반대방향으로 직선왕복이동하도록 할 수 있다.

제1전달기구(230a) 및 제2전달기구(230b)와, 제1왕복부재(220a) 및 제2왕복부재(220b)에 의해, 제1이동기구(310) 및 제2이동기구(320)가 X축 상에서 서로 반대되는 방향으로 직선왕복이동하는 방법에 대해서는, 도 5 및 도 6을 참조하여 상세히 설명된다.

셋째, 클러치(210)는, 동력원(400)으로부터 제공된 회전력에 의해 회전되는 원통형상의 구동기구(211), 구동기구(211)의 내주면에 밀착되어 구동기구(211)와 함께 회전하는 원통형상의 삽입기구, 삽입기구의 회전 중심에 장착되어 삽입기구와 일체로 회전하는 회전축(213) 및 구동기구(211)의 내주면과 삽입기구의 외주면 상에 삽입되어 구동기구(211)의 회전력을 삽입기구로 전달하여 회전축(213)을 회전시키는 탄성기구를 포함한다. 클러치(210)의 구성 및 기능에 대해서는, 도 10 내지 도 13를 참조하여 상세히 설명된다.

도 5는 도 3에 도시된 회전유닛과 이동유닛이 결합되어 있는 상태를 나타낸 사시도이며, 도 6은 도 3에 도시된 회전유닛과 이동유닛이 결합되어 있는 상태를 나타낸 측면도로서, 회전유닛(200)이 두 개의 이동기구(310, 320)를 제1축방향(X축방향)에서 서로 반대방향으로 직선왕복이동시키는 방법을 설명하고 있다. 도 7은 도 3에 도시된 클러치의 양쪽 끝단에 장착되어 있는 캠부재를 나타낸 일실시예 정면도이고, 도 8은 캠부재와 회전축에 대한 분해 정면도이며, 도 9는 도 3에 도시된 클러치의 양쪽 끝단에 장착되어 있는 캠부재를 나타낸 일실시예 사시도이다.

클러치(210)의 회전축(210)은 동력원(400)으로부터 제공된 회전력에 의해 회전된다. 클러치(210)의 회전축(213)의 일측 끝단에는, 회전축(213)에 대해 서로 편심되어 있는 두 개의 캠부재(231a, 231b)가 장착되어 있다. 두 개의 캠부재(231a, 231b) 각각의 외주면에는 제1전달기구(230a) 및 제2전달기구(230b)의 일측 끝단이 장착되어 있다. 두 개의 캠부재(231a, 231b)는 회전축(213)에 대해 서로 반대되는 방향으로 편심되도록 회전축(213)에 장착된다. 두 개의 캠부재(231a, 231b)는, 도 8에 도시된 바와 같이 일체로 형성될 수 있다. 예컨대, 두 개의 캠부재(231a, 231b)는 사출 성형에 의해 일체로 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 두 개의 캠부재(231a, 231b)를 제조하는 작업에 대한 용이성을 향상시킬 수 있다. 이와 같이, 일체로 형성된 두 개의 캠부재(231a, 231b)는 회전축(213)에 삽입됨으로써 회전축(213)에 장착될 수 있다. 따라서, 본 발명은 두 개의 캠부재(231a, 231b)와 회전축(231)를 결합시키는 작업에 대한 용이성을 향상시킬 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 클러치(210)의 회전축(213)의 타측 끝단에는, 회전축(213)에 대해 서로 편심되어 있는 두 개의 캠부재(231c, 231d)가 장착되어 있다. 두 개의 캠부재(231c, 231d)는 회전축(213)에 대해 서로 반대되는 방향으로 편심되도록 회전축(213)의 타측 끝단에 장착된다. 두 개의 캠부재(231c, 231d)는 일체로 형성될 수 있다. 예컨대, 두 개의 캠부재(231c, 231d)는 사출 성형에 의해 일체로 형성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 두 개의 캠부재(231c, 231d)를 제조하는 작업에 대한 용이성을 향상시킬 수 있다. 이와 같이, 일체로 형성된 두 개의 캠부재(231c, 231d)는 회전축(213)에 삽입됨으로써 회전축(213)의 타측 끝단에 장착될 수 있다. 따라서, 본 발명은 두 개의 캠부재(231a, 231b)와 회전축(231)를 결합시키는 작업에 대한 용이성을 향상시킬 수 있다.

제1전달기구(230a)와 제2전달기구(230b)는 회전축(213)을 기준으로, X축 상에서 서로 반대방향을 향하도록 장착된 상태에서 제1왕복부재(220a) 및 제2왕복부재(220b)에 연결되어 있다.

제1왕복부재(220a)는 제1체결수단(311)에 의해 제1이동기구(310)와 연결되어 있다. 제2왕복부재(220b)는 제2체결수단(321)에 의해 제2이동기구(320)와 연결되어 있다. 도 5 및 도 6에 도시되어 있지는 않지만, 제1왕복부재(220a) 및 제2왕복부재(220b)와, 제1이동기구(310) 및 제2이동기구(320) 사이에는, 안내레일(110)이 형성되어 있는 베이스유닛(100)이 삽입되어 있으며, 회전유닛(200)은 베이스유닛(100)에 장착되어 있다.

제1전달기구(230a)와 제2전달기구(230b)는 회전축(213)을 기준으로, X축 상에서 서로 반대방향을 향하도록 장착되어 있다. 제1전달기구(230a)와 제2전달기구(230b)가 연결되어 있는 두 개의 캠부재(231a, 231b)는 클러치(210)의 회전축(213)에 대하여 편심되어 있다. 이에 따라, 도 6에 도시된 바와 같이 회전축(213)이 회전되어 두 개의 캠부재(231a, 231b)가 베이스유닛(100, 도 3에 도시됨)의 평면에 대하여 평행한 방향에 위치되면, 제1이동기구(310)와 제2이동기구(320)는 가장 멀리 이격된 상태로 배치된다. 이 경우, 두 개의 캠부재(231a, 231b)가 베이스유닛(100)의 평면에 대하여 평행한 방향에 위치되면, 제1전달기구(230a)가 장착되어 있는 제1캠부재(231a)가 3시 방향에 위치되고, 제2전달기구(230b)가 장착되어 있는 제2캠부재(231b)가 9시 방향에 위치된다.

도 6에 도시된 바와 같은 상태에서, 회전축(213)이 시계방향(화살표방향)으로 지속적으로 회전하면, 두 개의 캠부재(231a, 231b) 역시 시계방향으로 회전한다. 이로 인해, 제1이동기구(310)와 제2이동기구(320)는 서로 가까워지는 방향, 즉, 회전축(213)이 위치한 방향으로 이동한다. 회전축(213)의 회전에 의해 X축 상에서 서로 가까워지는 방향으로 직선이동하던 제1이동기구(310)와 제2이동기구(320)는, 제1캠부재(231a)가 6시 방향으로 이동하고, 제2캠부재(231b)가 12시 방향으로 이동할수록 점점더 가까워진다. 이후, 제1캠부재(231a)가 9시 방향에 위치되고, 제2캠부재(231b)가 3시 방향에 위치되면, 제1이동기구(310)와 제2이동기구(320)는 가장 가깝게 이격된 상태로 배치된다.

이후, 회전축(213)이 시계방향으로 지속적으로 회전됨에 따라 두 개의 캠부재(231a, 231b)가 시계방향으로 지속적으로 회전된다. 이에 따라, 제1캠부재(231a)는 12시 방향을 거쳐 다시 도 6에 도시된 바와 같은 3시 방향으로 이동한다. 그리고, 제2캠부재(231b)는 6시 방향을 거쳐 다시 도 6에 도시된 바와 같은 9시 방향으로 이동한다. 따라서, 제1이동기구(310)와 제2이동기구(320)는 다시 멀어지게 된다.

최종적으로, 제1캠부재(231a)와 제2캠부재(231b)가, 도 6에 도시된 바와 같은 상태로 복귀되면, 제1이동기구(310)와 제2이동기구(320)는 다시 가장 멀리 이격된 상태로 배치된다.

상기한 바와 같이, 회전축(213)이 회전됨에 따라 회전축(213)에 편심되게 장착되어 있는 두 개의 캠부재(231a, 231b)가 회전하면, 두 개의 캠부재(231a, 231b) 각각에 연결되어 있는 제1전달기구(230a) 및 제2전달기구(230b)가 X축 방향에서 서로 반대방향으로 이동한다. 이로 인해, 베이스유닛(100)의 안내레일(110)에 밀착되어 있는 제1왕복부재(220a)와 제2왕복부재(220b)는 제1전달기구(230a)와 제2전달기구(230b)의 회전 및 이동에 의해, X축 방향에서 서로 반대방향으로 직선왕복이동한다. 또한, 베이스유닛(100)의 안내레일(110)을 경계로 제1왕복부재(220a) 및 제2왕복부재(220b)와 연결되어 있는 제1이동기구(310) 및 제2이동기구(320) 역시, X축 방향에서 서로 반대방향으로 직선왕복이동한다. 따라서, 회전축(213)이 한쪽 방향으로 회전할 때, 제1이동기구(310)와 제2이동기구(320)는 X축 상에서 서로 반대방향으로 직선왕복이동 할 수 있다.

도 10은 도 3에 도시된 클러치의 일실시예 사시도이며, 도 11은 도 10에 도시된 클러치의 일실시예 분해 사시도이다. 도 12 및 도 13은 도 3에 도시된 클러치의 작동 방법을 설명하기 위한 단면도로서, 도 12는 구동기구(211)와 삽입기구(212)가 함께 회전하고 있는 상태를 나타낸 것이며, 도 13은 구동기구(211)가 삽입기구(212)의 외주면을 회전하고 있는 상태를 나타낸 것이다.

클러치(210)는, 상기한 바와 같이, 구동기구(211), 삽입기구(212), 회전축(213) 및 탄성기구(217)를 포함한다.

우선, 구동기구(211)는 속이 비어 있는 원통형상으로 형성되어 있다. 구동기구(211)의 표면에는 동력원(400)과 연결되어 있는 벨트(500)가 체결되어 구동기구(211)를 회전시킬 수 있도록, 벨트홈(211a)이 형성되어 있다.

다음, 삽입기구(212)는 원통형상의 구동기구(211) 내주면에 삽입된다. 이를 위해 삽입기구(212)의 외주면 역시 원통형상으로 형성되어 있다.

다음, 회전축(213)은 삽입기구(212)의 회전중심을 이루는 것으로서, 삽입기구(212)와 일체로 회전될 수 있도록, 삽입기구(212)와 조립되거나 또는 일체로 형성될 수 있다. 회전축(213)의 끝단에는 전달기구(230)가 연결되어 있고, 전달기구(230)의 끝단에는 왕복부재(220)가 연결되어 있다.

마지막으로, 탄성기구(217)는 삽입기구(212)의 외주면에 형성되어 있는 스프링홈(212a)으로 삽입되는 스프링(215) 및 스프링(215)과 구동기구(211) 사이에 삽입되는 삽입체(216)를 포함한다. 여기서, 삽입체(216)는 구 형태의 쇠구슬이 이용될 수 있다. 또한, 삽입체(216)는 일측은 스프링(215)의 중공으로 삽입될 수 있도록 바 형태로 형성되어 있고 타측은 반원 형태로 형성될 수도 있다. 구동기구(211)의 내주면에는, 최대 마찰력이 작용될때 까지는 삽입체(216)가 삽입되어 있을 수 있는 삽입홈(211b)이 적어도 하나 이상 형성되어 있다. 즉, 탄성기구(217)는, 삽입기구(212)와 구동기구(211) 간의 최대 마찰력을 초과하는 외력이 회전기구에 작용하는 경우에는, 구동기구(211)만이 삽입기구(212) 외주면을 회전하도록 하는 기능을 수행한다.

예를 들어, 도 12는 삽입기구(212)와 구동기구(211)가 탄성기구(217)에 의해 일체로 연결되어 있어서, 삽입기구(212), 구동기구(211) 및 회전축(213)이 함께 회전되고 있는 상태를 나타내고 있다. 즉, 삽입체(216)가 삽입홈(211b)에 삽입되어 있기 때문에, 삽입체(216)를 매개체로 하여, 삽입기구(212) 및 회전축(213)이 구동기구(211)와 연결되어 있다. 따라서, 구동기구(211)가 회전하면, 삽입기구(212) 및 회전축(213) 역시 회전하고, 이로 인해, 회전축(213)과 순차적으로 연결되어 있는 전달기구(230)와 왕복부재(220)가 회전하며, 최종적으로 이동유닛(300)이 직선왕복이동을 할 수 있다.

그러나, 이동유닛(300), 왕복부재(220), 전달기구(230), 회전축(213) 중 적어도 어느 하나가 외부의 힘에 의해 회전 또는 직선왕복이동할 수 없는 경우, 회전축(213)이 삽입될 수 없으며, 삽입기구(212) 역시 회전축(213)과 함께 회전될 수 없다. 예를 들어, 이동유닛(300)을 구성하는 이동기구(310, 320)들 중 어느 하나가 외부의 고정물체에 걸려 직선왕복이동할 수 없는 경우, 이동유닛(300)과 연결되어 있는 왕복부재(220), 전달기구(230), 회전축(213)이 순차적으로 회전 및 이동하지 못하여 삽입기구(212)가 회전하지 못할 수 있다.

이 경우, 구동기구(211)는 벨트(500)를 통해 동력원(400)으로부터 지속적으로 회전력을 받고 있기 때문에, 구동기구(211)의 회전하려는 힘과, 삽입기구(212)의 정지해 있으려는 힘이 삽입홈(211b)과 삽입체(216)의 표면에 미치게 된다. 이러한 힘이, 삽입홈(211b)으로부터 삽입체(216)가 빠지지 않을 수 있는 마찰력을 초과하면, 삽입체(216)가 스프링(215)을 누르면서 스프링홈(212a)으로 삽입된다. 삽입체(216)가 스프링홈(212a)으로 삽입되면 삽입홈(211b)은 삽입체(216)로부터 저항을 받지 않는 상태가 되므로, 구동기구(211)가 벨트(500)의 회전력에 의해 회전된다.

즉, 도 13에 도시된 바와 같이, 구동기구(211)는 삽입기구(212)의 정지상태와 상관없이, 삽입기구(212)의 외주면을 회전한다. 이로 인해, 동력원(400)에 인가되는 과부하가 방지됨으로써, 동력원(400) 및 클러치(210)의 파손이 방지될 수 있다.

부연하여 설명하면, 클러치(210)는 이동유닛(300)에 작용하는 부하의 크기에 따라, 삽입기구(212) 및 구동기구(211)가 함께 회전하도록 하거나, 또는, 구동기구(211)만이 삽입기구(212) 외주면을 헛돌도록 구현될 수 있다. 즉, 클러치(210)는 이동유닛(300)에 과다한 부하가 작용하는 경우, 구동기구(211)가 헛돌도록 함으로써, 구동기구(211) 및 구동기구(211)와 벨트(500)로 연결되어 있는 동력원(400)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

도 14는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 청소기에 적용되는 전원부의 구성을 나타낸 예시도로서, (a)는 전원부(60)의 사시도이며, (b)는 (a)에 도시된 전원부의 평면도이다.

즉, 도 1에 도시된 청소기가 무선으로 동작되는 청소기인 경우, 도 1에 도시된 지지바(40), 특히, 제1연결부(41)에는 직선이동장치의 구동에 필요한 전원을 공급하기 위한 전원부(60)가 장착된다.

본 발명에 적용되는 전원부(60)는 도 14에 도시된 바와 같이, 전원을 충전시키킬 수 있는 충전기(63), 충전기를 커버하고 있는 충전기커버(61), 충전기 커버의 일측면에 형성되어 있으며 외부전원공급장치의 전원코드가 삽입되어 충전기와 전기적으로 연결될 수 있는 충전포트(62) 및 충전기 커버의 타측면에 형성되어 있으며 충전기의 전원을 제1연결부(41) 내부의 전원연결단자와 연결시키기 위한 연결포트(64)가 형성되어 있다.

상기한 바와 같은 전원부(60)는 외부전원공급장치의 전원코드가 충전포트(62)에 직접연결될 수 있기 때문에, 전원부(60)를 충전시키기 위한 별도의 충전장치가 필요없다.

즉, 전원부(60)가 방전된 경우, 외부전원공급장치의 전원코드를 충전포트(62)에 연결시키는 동작만으로도 충전이 가능하다.

따라서, 전원부(60)가 방전된 경우, 전원부(60)를 청소기로부터 탈착시키지 않고 청소기에 그대로 장착시킨 상태에서도, 외부전원공급장치의 전원코드를 충전포트(62)에 직접 연결한 후, 청소기를 이용할 수도 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 직선이동장치 20 : 덮개부
30 : 고정부 40 : 지지바
50 : 본체부 100 : 베이스유닛
200 : 회전유닛 300 : 이동유닛

Claims (11)

1. 동력원으로부터 제공된 회전력에 의해 회전되는 원통형상의 구동기구;
   상기 구동기구의 내주면에 밀착되어 상기 구동기구와 함께 회전하는 원통형상의 삽입기구;
   상기 삽입기구의 회전 중심에 체결되어 상기 삽입기구와 일체로 회전하는 회전축; 및
   상기 구동기구의 내주면과 상기 삽입기구의 외주면 상에 삽입되어 상기 구동기구의 회전력을 상기 삽입기구로 전달하여 상기 회전축을 회전시키는 탄성기구를 포함하는 클러치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 탄성기구는,
   상기 삽입기구의 외주면에 형성되어 있는 스프링홈으로 삽입되는 스프링 및
   상기 스프링과 상기 구동기구 사이에 삽입되는 삽입체를 포함하며,
   상기 구동기구의 내주면에는, 상기 삽입체가 삽입되어 있을 수 있는 삽입홈이 적어도 하나 이상 형성되어 있으며,
   상기 삽입체는, 상기 삽입체와 상기 구동기구 간의 최대 마찰력이 작용될때 까지는 상기 삽입홈에 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 클러치.
3. 일직선상으로 배치된 안내레일이 형성되어 있는 베이스유닛;
   상기 베이스유닛의 저면에서, 상기 안내레일을 가로지르는 방향으로 분리되어 배치되어 있는 제1이동기구와, 제2이동기구로 형성되는 이동유닛; 및
   상기 제1이동기구와 상기 제2이동기구를, 상기 안내레일을 따라 서로 반대 방향으로 왕복이동시키기 위한 회전유닛을 포함하는 직선이동장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 회전유닛은,
   상기 베이스유닛에 회전 가능하게 결합되고, 동력원으로부터 제공된 회전력에 의해 회전되는 클러치;
   상기 안내레일을 사이에 두고 상기 제1이동기구와 연결되어 있는 제1왕복부재;
   상기 안내레일을 사이에 두고 상기 제2이동기구와 연결되어 있는 제2왕복부재; 및
   상기 클러치의 회전운동을, 서로 반대 방향의 직선왕복운동으로 변환하여, 상기 제1왕복부재와 상기 제2왕복부재로 전달하기 위한 전달기구를 포함하는 직선이동장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제1이동기구와 상기 제1왕복부재는, 상기 안내레일을 따라 상기 베이스유닛을 관통하도록 형성된 관통부를 통해 서로 연결되어 있으며,
   상기 제2이동기구와 상기 제2왕복부재도 상기 관통부를 통해 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 직선이동장치.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 제1이동기구와 상기 제1왕복부재는, 상기 제1이동기구와 상기 안내레일의 저면 사이에 배치되는 제1이동유닛롤러 및 상기 제1왕복부재와 상기 안내레일의 평면 사이에 배치되는 제1베이스유닛롤러를 사이에 두고 서로 연결되어 있으며,
   상기 제2이동기구와 상기 제2왕복부재는, 상기 제2이동기구와 상기 안내레일의 저면 사이에 배치되는 제2이동유닛롤러 및 상기 제2왕복부재와 상기 안내레일의 평면 사이에 배치되는 제2베이스유닛롤러를 사이에 두고 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 직선이동장치.
7. 제 4 항에 있어서,
   상기 클러치는,
   상기 동력원으로부터 제공된 회전력에 의해 회전되는 원통형상의 구동기구;
   상기 구동기구의 내주면에 밀착되어 상기 구동기구와 함께 회전하는 원통형상의 삽입기구;
   상기 삽입기구의 회전 중심에 체결되어 상기 삽입기구와 일체로 회전하는 회전축; 및
   상기 구동기구의 내주면과 상기 삽입기구의 외주면 상에 삽입되어 상기 구동기구의 회전력을 상기 삽입기구로 전달하여 상기 회전축을 회전시키는 탄성기구를 포함하는 직선이동장치.
8. 제 3 항에 있어서,
   상기 제1이동기구의 하단면에는, 다수 개의 걸림돌기가 상기 제1이동기구와 일체로 사출성형되는 제1걸레부착판이 형성되어 있으며,
   상기 제2이동기구의 하단면에는, 다수 개의 걸림돌기가 상기 제2이동기구와 일체로 사출성형되는 제2걸레부착판이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 직선이동장치.
9. 제 3 항에 있어서,
   상기 회전유닛은 상기 베이스유닛에 결합되는 클러치를 포함하고;
   상기 클러치는 동력원으로부터 제공된 회전력에 의해 회전되는 회전축, 및 상기 회전축의 일측 끝단에 장착되는 두 개의 캠부재를 포함하며;
   상기 두 개의 캠부재는 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 직선이동장치.
10. 제 3 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재되어 있는 직선이동장치;
    일측 끝단에 손잡이부가 형성되어 있는 막대 형상의 지지바;
    상기 직선이동장치의 상단을 커버하는 커버; 및
    상기 지지바의 타측 끝단을 상기 직선이동장치 또는 상기 커버에 회전가능하게 고정시키기 위한 고정부를 포함하는 청소기.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 지지바에는 상기 직선이동장치의 구동에 필요한 전원을 공급하기 위한 전원공급부가 장착되며,
    상기 전원공급부는 외부전원공급장치의 전원코드와 연결되는 충전포트가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 청소기.

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