KR102359350B1 - 냉각구조를 갖는 밀폐형 인휠모터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 밀폐형 인휠모터의 내부로 공기를 유입시켜 냉각 효율을 증대시킬 수 있는 냉각구조를 갖는 밀폐형 인휠모터에 관한 것으로서, 흡입부를 통해 외부에서 밀폐공간으로 유입된 공기는, 스테이터 및 로터를 냉각시킨 후 상기 배출부를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 냉각구조를 갖는 밀폐형 인휠모터에 관한 것으로서, 특히 밀폐형 인휠모터의 내부로 공기를 유입시켜 냉각 효율을 증대시킬 수 있는 냉각구조를 갖는 밀폐형 인휠모터에 관한 것이다.
화석연료가 고갈되어 감에 따라 휘발유, 경유 등과 같은 화석연료를 사용하는 차량 대신에 배터리에 저장된 전기 에너지를 이용하여 모터를 구동하는 전기 자동차의 개발이 이루어지고 있다.
전기 자동차는, 충전 배터리에 저장된 전기 에너지만을 이용하여 모터를 구동하는 순수 전기 차량, 광전지를 이용하여 모터를 구동하는 태양전지 차량, 수소연료를 사용하는 연료전지를 이용하여 모터를 구동하는 연료전지 차량, 화석연료를 이용하여 엔진을 구동하고 전기를 이용하여 모터를 구동함으로써 엔진과 모터를 병용하는 하이브리드 차량 등으로 구분된다.
일반적으로, 인휠 구동장치는 전기 자동차와 같이 전기를 동력원으로 사용하는 자동차에 사용되는 기술로서, 가솔린 또는 디젤 자동차에서의 엔진과 미션 및 구동축을 통한 동력 전달에 의해 바퀴가 회전 구동하는 방식과는 달리, 좌우의 구동륜 또는 좌우 및 전후 4개의 구동륜 내부에 배치되는 모터에 의해 동력이 휠에 직접 전달되는 기술이다.
차량의 휠에 장착되는 인휠모터는 내부코일(스테이터 코일)에 전류가 흐르면서 저항에 의한 주울 열이 발생된다.
이와 같은 인휠모터의 발열은 모터의 내구성 및 성능에 악영향을 미치기 때문에 적절하게 냉각해줄 필요가 있는 것이다.
이를 위해 인휠모터를 냉각시키기 위한 장치 및 기술이 많이 연구 개발되고 있으나, 냉각 성능을 향상시키는데 한계가 있는 실정이다.
특히 인휠모터 중 씰링으로 내부가 밀폐되어 이물질이 유입되지 않게 하는 밀폐형 인휠모터의 경우에는, 모터의 발열로 모터 내부에 뜨거운 공기가 외부로 배출되지 못하고, 주행풍을 통해 인휠모터의 외부만을 냉각시키기 때문에 냉각효율이 떨어지는 문제가 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 밀폐형 인휠모터에서 주행풍을 통해 인휠모터의 외부뿐만 아니라 내부를 냉각시켜 모터의 성능을 증대시킬 수 있는 냉각구조를 갖는 밀폐형 인휠모터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 냉각구조를 갖는 밀폐형 인휠모터는, 씰링으로 내부가 밀폐된 밀폐형 인휠모터에 있어서, 휠림의 일측과 타측에 각각 결합되어 내부에 밀폐공간을 형성하는 제1커버부재 및 제2커버부재와; 상기 제1커버부재와 제2커버부재를 관통하여 장착되고, 상기 제1커버부재와 제2커버부재가 회전 가능하게 장착된 고정축과; 상기 휠림에 고정 장착된 로터와; 상기 밀폐공간에서 상기 로터와 인접하게 대면하여 배치되고, 상기 고정축에 연결된 스테이터와; 일단이 상기 고정축의 일단에서 외부로 개방되고, 타단이 상기 밀폐공간으로 개방된 흡입부와; 일단이 상기 고정축의 타단에서 외부로 개방되고, 타단이 상기 밀폐공간으로 개방된 배출부;를 포함하여 이루어지되, 상기 흡입부를 통해 외부에서 상기 밀폐공간으로 유입된 공기는, 상기 스테이터 및 로터를 냉각시킨 후 상기 배출부를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 한다.
외부공기가 유입되는 상기 흡입부의 일단은 차량의 주행방향을 향하도록 배치되고, 상기 배출부의 일단은 상기 흡입부의 일단의 반대방향을 향하도록 배치된다.
상기 흡입부의 일단은 외부 방향으로 크게 형성된다.
일단이 상기 고정축에 고정 결합되고 타단이 상기 로터 방향으로 돌출 형성된 브라켓;을 더 포함하여 이루어지되, 상기 스테이터는 상기 브라켓의 타단에 결합되어 상기 고정축에 연결되고, 상기 흡입부의 타단에 인접하게 배치된 상기 제1커버부재의 내측면에는 제1블레이드가 형성되며, 상기 제1블레이드는 상기 제1커버부재의 회전시 상기 흡입부의 타단을 통해 상기 밀폐공간으로 유입된 외부공기를 상기 스테이터 및 로터가 배치된 상기 제1커버부재의 외측방향으로 이송시킨다.
상기 제1블레이드는 상기 제1커버부재의 중심에서 외측방향으로 휘어진 나선형으로 이루어진다.
일단이 상기 고정축에 고정 결합되고 타단이 상기 로터 방향으로 돌출 형성된 브라켓;을 더 포함하여 이루어지되, 상기 스테이터는 상기 브라켓의 타단에 결합되어 상기 고정축에 연결되고, 상기 배출부의 타단에 인접하게 배치된 상기 제2커버부재의 내측면에는 제2블레이드가 형성되며, 상기 제2블레이드는 상기 제2커버부재의 회전시 상기 스테이터 및 로터를 통과한 공기를 상기 제2블레이드의 외측에서 상기 배출부의 타단이 배치된 상기 제2블레이드의 내측방향으로 이송시킨다.
상기 제2블레이드는 터빈 임펠러 형상으로 이루어진다.
상기 밀폐공간으로 유입된 공기는, 상기 스테이터와 로터 사이를 통과하면서 상기 스테이터 및 로터를 냉각시킨다.
상기 흡입부 또는 배출부에는 필터 장착되어 있다.
상기 흡입부의 일단에는 제1고무호스의 일단이 장착되고, 상기 배출부의 일단에는 제2고무호스의 일단이 장착되되, 상기 제1고무호스의 타단은 차량의 주행방향을 향하도록 절곡되어 배치되고, 상기 제2고무호스의 타단은 상기 제1고무호스의 타단의 반대방향을 향하도록 절곡되어 배치된다.
상기 밀폐공간으로 개방된 상기 흡입부의 타단과 상기 배출부의 타단은 각각 상기 고정축을 중심으로 다수개의 홀로 이루어진다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 냉각구조를 갖는 밀폐형 인휠모터에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은, 상기 고정축에 형성된 흡입부와 배출부에 의해 인휠모터의 내부에 형성된 상기 밀폐공간에 외부 공기를 공급 및 배출시켜 순환시킴으로서, 인휠모터의 냉각효율을 증대시킬 수 있다.
위와 같이 인휠모터의 냉각효율을 증대시키게 되면, 토크 등 모터의 성능을 향상시킬 수 있고, 내열성이 낮은 부품으로 변경 가능하여 가격 경쟁력 등을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 밀폐형 인휠모터의 단면사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 밀폐형 인휠모터의 제1커버부재의 내측면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 밀폐형 인휠모터의 제2커버부재의 내측면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 밀폐형 인휠모터의 흡입부 및 배출부의 단면사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 밀폐형 인휠모터의 제1커버부재의 내측면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 밀폐형 인휠모터의 제2커버부재의 내측면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 밀폐형 인휠모터의 흡입부 및 배출부의 단면사시도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 밀폐형 인휠모터의 단면사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 밀폐형 인휠모터의 제1커버부재의 내측면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 밀폐형 인휠모터의 제2커버부재의 내측면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 밀폐형 인휠모터의 흡입부 및 배출부의 단면사시도이다.
본 발명의 냉각구조를 갖는 밀폐형 인휠모터는, 씰링으로 내부가 밀폐된 밀폐형 인휠모터에서 그 내부를 냉각시킬 수 있는 밀폐형 인휠모터의 구조에 관한 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1커버부재(10)와, 제2커버부재(20)와, 고정축(30)과, 로터(40)와, 스테이터(50)와, 브라켓(55)과, 흡입부(31)와, 배출부(32) 등을 포함하여 이루어진다.
상기 제1커버부재(10)는 중공형상의 휠림(1)의 일측에 결합되고, 상기 제2커버부재(20)는 중공형상의 휠림(1)의 타측에 결합된다.
이러한 상기 휠림(1), 제1커버부재(10) 및 제2커버부재(20)의 결합 구조에 의해, 그 내부에는 밀폐공간(S)을 형성하게 된다.
상기 고정축(30)은 상기 제1커버부재(10)와 제2커버부재(20)를 관통하여 장착되고, 상기 제1커버부재(10)와 제2커버부재(20)가 회전 가능하게 장착된다.
상기 로터(40)는 상기 휠림(1)의 안쪽에 고정 장착되어, 상기 휠림(1)과 함께 회전하게 된다.
상기 스테이터(50)는 상기 밀폐공간(S)에서 상기 로터(40)와 인접하게 대면하여 배치되고, 상기 고정축(30)에 연결된다.
본 실시예에서 상기 로터(40)는 영구자석을 포함하여 이루어지고 상기 스테이터(50)는 코일을 포함하여 이루어져 있으나, 그 반대로 이루어질 수도 있다.
상기 브라켓(55)은 일단이 상기 고정축(30)에 고정 결합되고 타단이 상기 로터(40) 방향으로 돌출 형성되어, 상기 브라켓(55)의 타단에는 상기 스테이터(50)가 결합되어 있다.
따라서, 상기 스테이터(50)는 상기 브라켓(55)을 통해 상기 고정축(30)에 연결된다.
상기 흡입부(31)는 일단이 상기 고정축(30)의 일단에서 외부로 개방되고, 타단이 상기 밀폐공간(S)으로 개방되어 있다.
상기 배출부(32)는 일단이 상기 고정축(30)의 타단에서 외부로 개방되고, 타단이 상기 밀폐공간(S)으로 개방되어 있다.
상기 흡입부(31)를 통해 외부에서 상기 밀폐공간(S)으로 유입된 공기는, 상기 스테이터(50) 및 로터(40)를 냉각시킨 후 상기 배출부(32)를 통해 외부로 배출된디.
이때, 상기 밀폐공간(S)으로 유입되는 공기는 상기 스테이터(50)와 로터(40)의 간극을 통과하면서 상기 스테이터(50) 및 로터(40)를 냉각시키도록 한다.
외부공기가 유입되는 상기 흡입부(31)의 일단은 차량의 주행방향을 향하게 배치되도록 함이 바람직하다.
그리고, 상기 배출부(32)의 일단은 상기 흡입부(31)의 일단의 반대방향을 향하게 배치되도록 함이 바람직하다.
위와 같이 상기 흡입부(31)의 일단이 차량의 주행방향을 향하도록 배치됨으로서 차량의 주행시 주행풍이 상기 흡입부(31)를 통해 상기 밀폐공간(S)으로 보다 잘 유입되도록 할 수 있다.
그리고, 상기 배출부(32)의 일단이 차량의 주행방향의 반대방향으로 배치됨으로서, 차량의 주향시 후류에 음압이 발생하여 상기 밀폐공간(S)에 존재하는 공기가 상기 배출부(32)를 통해 외부로 보다 잘 배출되도록 할 수 있다.
상기 흡입부(31)와 배출부(32)를 통한 공기의 유출입 및 방향을 용이하게 설정하도록 하기 위해, 상기 흡입부(31)의 일단에는 제1고무호스(33)의 일단이 장착되고, 상기 배출부(32)의 일단에는 제2고무호스(34)의 일단이 장착되어 있도록 함이 바람직하다.
상기 제1고무호스(33)의 타단은 차량의 주행방향을 향하도록 절곡되어 배치되고, 상기 제2고무호스(34)의 타단은 상기 제1고무호스(33)의 타단의 반대방향을 향하도록 절곡되어 배치된다.
위와 같이 상기 제1고무호스(33)와 제2고무호스(34)를 장착함으로서, 상기 흡입부(31)를 통한 공기의 유입방향과 상기 배출부(32)를 통해 공기의 배출방향을 쉽게 조절할 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 밀폐공간(S)으로 개방된 상기 흡입부(31)의 타단과 상기 배출부(32)의 타단은 각각 상기 고정축(30)을 중심으로 다수개의 홀(H)로 이루어진다.
위와 같이 상기 흡입부(31)의 타단 및 배출부(32)의 타단이 다수개의 홀(H)로 이루어짐으로서, 원활한 공기의 흐름이 이루어지게 된다.
그리고, 상기 흡입부(31)의 일단은 외부 방향으로 크게 형성되어, 외부 공기 상기 밀폐공간(S)으로 보다 많이 유입되도록 할 수 있다.
상기 흡입부(31)의 타단에 인접하게 배치된 상기 제1커버부재(10)의 내측면에는 제1블레이드(11)가 형성되어 있다.
상기 제1커버부재(10)는 상기 휠림(1)에 결합되어 상기 휠림(1)과 함께 회전하게 되는데, 이때 상기 제1블레이드(11)도 함께 회전하게 된다.
상기 제1블레이드(11)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1커버부재(10)의 회전시 상기 흡입부(31)의 타단을 통해 상기 밀폐공간(S)으로 유입된 외부공기를 상기 스테이터(50) 및 로터(40)가 배치된 상기 제1커버부재(10)의 외측방향 즉 원주방향으로 이송시킨다.
이러한 상기 제1블레이드(11)는 다양한 형상으로 형성될 수 있는데, 본 실시예에서 상기 제1블레이드(11)는 상기 제1커버부재(10)의 중심에서 외측방향으로 휘어진 나선형으로 이루어져 있다.
위와 같은 상기 제1블레이드(11)에 의해 외부에서 상기 밀폐공간(S)으로 유입된 공기가 발열원인 상기 로터(40)와 스테이터(50) 사이로 신속하게 이동하도록 할 수 있다.
그리고, 상기 배출부(32)의 타단에 인접하게 배치된 상기 제2커버부재(20)의 내측면에는 제2블레이드(21)가 형성되어 있다.
상기 제2커버부재(20)는 상기 휠림(1)에 결합되어 상기 휠림(1)과 함께 회전하게 되는데, 이때 상기 제2블레이드(21)도 함께 회전하게 된다.
상기 제2블레이드(21)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제2커버부재(20)의 회전시 상기 스테이터(50) 및 로터(40)를 통과하여 상기 밀폐공간(S)에 존재하는 공기를 상기 제2블레이드(21)의 외측에서 상기 배출부(32)의 타단이 배치된 상기 제2블레이드(21)의 내측방향 즉 중심방향으로 이송시킨다.
이러한 상기 제2블레이드(21)는 다양한 형상으로 형성될 수 있는데, 본 실시예에서 상기 제2블레이드(21)는 터빈 임펠러 형상으로 이루어져 있다.
위와 같은 상기 제2블레이드(21)에 의해 상기 밀폐공간(S)에 존재하는 공기를 상기 배출부(32)를 통해 신속하게 외부로 배출되도록 함으로서, 상기 로터(40)와 스테이터(50)를 통과하는 공기의 흐름이 빠르게 이루어지도록 할 수 있다.
위와 같은 상기 제1블레이드(11)와 제2블레이드(21)에 의해, 상기 밀폐공간(S)으로 유입된 공기의 순환을 유도하여 냉각 효율을 증대시킬 수 있다.
또한, 상기 흡입부(31) 및/또는 배출부(32)에는 외부로부터 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위하여 필터가 장착되어 있다.
이때 상기 필터는 탈착 가능하게 장착되도록 함이 바람직하다.
위와 같이 본 발명은, 상기 고정축(30)에 형성된 흡입부(31)와 배출부(32)에 의해 인휠모터의 내부에 형성된 상기 밀폐공간(S)에 외부 공기를 공급 및 배출시켜 순환시킴으로서, 인휠모터의 냉각효율을 증대시킬 수 있다.
위와 같이 인휠모터의 냉각효율을 증대시키게 되면, 토크 등 모터의 성능을 향상시킬 수 있고, 내열성이 낮은 부품으로 변경 가능하여 가격 경쟁력 등을 확보할 수 있다.
본 발명인 냉각구조를 갖는 밀폐형 인휠모터는 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
1: 휠림 10: 제1커버부재
11: 제1블레이드 20: 제2커버부재
21: 제2블레이드 30: 고정축
31: 흡입부 32: 배출부
33: 제1고무호스 34: 제2고무호스
40: 로터 50: 스테이터
55: 브라켓 H: 홀
S: 밀폐공간.
11: 제1블레이드 20: 제2커버부재
21: 제2블레이드 30: 고정축
31: 흡입부 32: 배출부
33: 제1고무호스 34: 제2고무호스
40: 로터 50: 스테이터
55: 브라켓 H: 홀
S: 밀폐공간.
Claims (11)
- 씰링으로 내부가 밀폐된 밀폐형 인휠모터에 있어서,
휠림의 일측과 타측에 각각 결합되어 내부에 밀폐공간을 형성하는 제1커버부재 및 제2커버부재와;
상기 제1커버부재와 제2커버부재를 관통하여 장착되고, 상기 제1커버부재와 제2커버부재가 회전 가능하게 장착된 고정축과;
상기 휠림에 고정 장착된 로터와;
상기 밀폐공간에서 상기 로터와 인접하게 대면하여 배치되고, 상기 고정축에 연결된 스테이터와;
일단이 상기 고정축의 일단에서 외부로 개방되고, 타단이 상기 밀폐공간으로 개방된 흡입부와;
일단이 상기 고정축의 타단에서 외부로 개방되고, 타단이 상기 밀폐공간으로 개방된 배출부;를 포함하여 이루어지되,
상기 흡입부를 통해 외부에서 상기 밀폐공간으로 유입된 공기는, 상기 스테이터 및 로터를 냉각시킨 후 상기 배출부를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 냉각구조를 갖는 밀폐형 인휠모터.
- 청구항1에 있어서,
외부공기가 유입되는 상기 흡입부의 일단은 차량의 주행방향을 향하도록 배치되고,
상기 배출부의 일단은 상기 흡입부의 일단의 반대방향을 향하도록 배치된 것을 특징으로 하는 냉각구조를 갖는 밀폐형 인휠모터.
- 청구항2에 있어서,
상기 흡입부의 일단은 외부 방향으로 크게 형성된 것을 특징으로 하는 냉각구조를 갖는 밀폐형 인휠모터.
- 청구항1에 있어서,
일단이 상기 고정축에 고정 결합되고 타단이 상기 로터 방향으로 돌출 형성된 브라켓;을 더 포함하여 이루어지되,
상기 스테이터는 상기 브라켓의 타단에 결합되어 상기 고정축에 연결되고,
상기 흡입부의 타단에 인접하게 배치된 상기 제1커버부재의 내측면에는 제1블레이드가 형성되며,
상기 제1블레이드는 상기 제1커버부재의 회전시 상기 흡입부의 타단을 통해 상기 밀폐공간으로 유입된 외부공기를 상기 스테이터 및 로터가 배치된 상기 제1커버부재의 외측방향으로 이송시키는 것을 특징으로 하는 냉각구조를 갖는 밀폐형 인휠모터.
- 청구항4에 있어서,
상기 제1블레이드는 상기 제1커버부재의 중심에서 외측방향으로 휘어진 나선형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉각구조를 갖는 밀폐형 인휠모터.
- 청구항1에 있어서,
일단이 상기 고정축에 고정 결합되고 타단이 상기 로터 방향으로 돌출 형성된 브라켓;을 더 포함하여 이루어지되,
상기 스테이터는 상기 브라켓의 타단에 결합되어 상기 고정축에 연결되고,
상기 배출부의 타단에 인접하게 배치된 상기 제2커버부재의 내측면에는 제2블레이드가 형성되며,
상기 제2블레이드는 상기 제2커버부재의 회전시 상기 스테이터 및 로터를 통과한 공기를 상기 제2블레이드의 외측에서 상기 배출부의 타단이 배치된 상기 제2블레이드의 내측방향으로 이송시키는 것을 특징으로 하는 냉각구조를 갖는 밀폐형 인휠모터.
- 청구항6에 있어서,
상기 제2블레이드는 터빈 임펠러 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉각구조를 갖는 밀폐형 인휠모터.
- 청구항1에 있어서,
상기 밀폐공간으로 유입된 공기는, 상기 스테이터와 로터 사이를 통과하면서 상기 스테이터 및 로터를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 냉각구조를 갖는 밀폐형 인휠모터.
- 청구항1에 있어서,
상기 흡입부 또는 배출부에는 필터 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 냉각구조를 갖는 밀폐형 인휠모터.
- 청구항1에 있어서,
상기 흡입부의 일단에는 제1고무호스의 일단이 장착되고,
상기 배출부의 일단에는 제2고무호스의 일단이 장착되되,
상기 제1고무호스의 타단은 차량의 주행방향을 향하도록 절곡되어 배치되고,
상기 제2고무호스의 타단은 상기 제1고무호스의 타단의 반대방향을 향하도록 절곡되어 배치된 것을 특징으로 하는 냉각구조를 갖는 밀폐형 인휠모터.
- 청구항1에 있어서,
상기 밀폐공간으로 개방된 상기 흡입부의 타단과 상기 배출부의 타단은 각각 상기 고정축을 중심으로 다수개의 홀(H)로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉각구조를 갖는 밀폐형 인휠모터.
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KR20240057246A (ko) | 2022-10-24 | 2024-05-02 | 엘지전자 주식회사 | 로봇 휠 구동장치 |
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- 2020-10-14 KR KR1020200132691A patent/KR102359350B1/ko active IP Right Grant
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