KR100382584B1 - 차폐접속구조체및접속방법과차폐된전기커넥터 - Google Patents
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Abstract
브레이드 접속 구조체(1, 100)는 차폐 브레이드(8, 108)에 끼워지는 이와 전기적 접속을 위한 내측면(128)을 가지며 전기 커넥터의 차폐 쉘에 고정되는 외부링(12, 112)으로 구성되는데, 여기서 상기 브레이드(8. 108)는 외부링(12')에 견고하게 포획되고 복수개의 용접스폿(310)에 의하여 고정된다.
Description
차폐된 전기 케이블을 접속할 때, 상기 케이블의 차폐 브레이드(shielding braid)를 전기 커넥터 또는 전기 기구의 차폐부재에 전기적으로 결합하는 것이 일반적이다. 이것을 수행하는 하나의 방식은 용접 또는 납땜(soldering)에 의하여 상기 브레이드를 상기 차폐부재에 직접 부착하는 것이다. 다른 방식은 상기 케이블의 브레이드에 대해 끼워맞춰어지고 상기 브레이드가 견고하게(positively) 유지되도록 크림핑시키는 크림프 링(crimp ring)을 포함하는 것이다. 크림핑 후에, 상기 크림프 링은 상기 커넥터의 차폐부재와 공통되어야 한다. 다른 알려진 해결책은 상기 브레이드를 직접 상기 커넥터의 하우징에 직접 크림핑시키는 것이다. 이것은 상기 브레이드의 하부에 끼워지고, 크림핑되었을 때, 상기 브레이드를 그 사이에서 견고하게 고정시키는 크림프 링을 그 위에 제공하는 차폐부재로부터 연장되는 플랜지를 제공함으로써 달성된다. 또한, 상술된 바와 같이, 상기 브레이드를 차폐 플랜지에 직접 연결하는 것이 공지되어 있지만, 크림프 링을 사용하기 보다는 그 위에 압착되어 끼워지는 제2링이 사용되어 상기 브레이드를 그들 사이에 고정시킨다.
공지된 접속의 예는 EP-A-0463760호에 개시되어 있다. 이러한 명세서에는 다수의 랜스(lance)가 형성되어 있는 페룰(ferrule)을 포함하는 소형의 동축 케이블의 접속을 개시하고 있다. 상기 페룰에는 다수의 랜스가 형성되어 있다. 상기 페룰은 상기 랜스의 팁이 덮개(covering)을 천공시키고 그 아래에 있는 차폐부재를 결합시키도록 상기 케이블 주위에 파지하고 있다. 인접한 각각의 랜스와 차폐부재는 구멍(opening)로 납땜 또는 유사한 도전성 재료를 재유동시킴으로써 수행되어 저저항의 전기 접속을 형성한다.
상술한 개념은 브레이드와의 전기적 연결을 형성하는 데 상당히 잘 작용하지만, 이들은 소형 커넥터와 같은 몇몇 분야에서 만족스러운 것은 아니다. 예를 들어, 크림핑(crimping) 동작에 의하여 크림프 링의 외부면이 뒤틀려져 크림프 링을 신뢰성 있게 커넥터의 차폐부재에 공통시키고 고정하는 것은 어렵고 그리고 브레이드는 통상적으로 가요성(flexible)이고 그 밑에서 지지되지 않으므로 크림핑은 언제나 견고한(positive) 접속을 이루는 것은 아니다. 게다가, 상기 차폐에 직접 브레이드를 용접하는 것은 브레이드의 일부에서만 발생하는 전기적 연결을 이룰 것이고 발생되는 열은 소형 커넥터와 관련된 더 작은 케이블의 차폐 브레이드를 손상시키기에 충분할 것이다. 차폐부재의 플랜지 상에 전개된 브레이드에 관하여 링을 직접 압착 끼움(press fitting)하는 개념은 매우 잘 작동하지만, 커넥터 하우징에 플랜지를 형성하는 것이 항상 가능한 것은 아니라는 문제가 있다.
특히, 소형 커넥터에서, 차폐의 경우에 적절한 구조적 일체성(integrity)을제공하는 것이 가능하지 않을 수 있다. 필요한 것은 브레이드, 바람직하게는 브레이드의 대부분 위에 신뢰성있게 접속하는 방식이다. 사용되는 구조는 사용하기가 간단하여야 하고 과도하게 높은 정밀 공차를 필요로 하지않는 여러 동작(operation)에 적용가능하여야 한다.
본 발명은 차폐된 전기 케이블 및 이에 고정되는 차폐된 전기 커넥터에 관한 것이고, 더욱 상세히는 상기 전기 케이블의 차폐 브레이드(shielding braid)의 접속에 관한 것이다.
이하, 본 발명은 첨부된 도면을 참고로 하여 예시적으로 설명이 될 것이다.
도 1은 접속을 위하여 준비된 차폐 케이블의 측면도이다.
도 2는 브레이드 접속 구조체의 제2링이 상부에 배치되어 있는 것을 도시한 도 1의 케이블의 측면도이다.
도 3은 브레이드 접속 구조체의 제1내부링이 상부에 배치된 것을 도시한 도 2의 측면도이다.
도 4는 브레이드 접속 구조체가 부착되어 있는 것을 도시한 도 1의 케이블의 측면도이다.
도 5는 브레이드 접속 구조체가 타원형 단면을 갖는 도 2 내지 도 4에 도시된 것과 유사한 브레이드 접속 구조체의 단면도이다.
도 6은 본 발명을 합체시키고 브레이드 접속 구조체가 부착되어 있는 차폐된 전기 커넥터의 하부 반체의 평면도이다.
도 7은 도 6의 선 7-7을 따라 취한 커넥터의 부분 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따라서 완전히 조립된 전기 커넥터의 평면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 외부링이 상부에 배치되어 있는 도 1의 것과 유사한 차폐된 케이블의 측면도이다.
도 10은 접속을 위하여 준비된 케이블을 도시하는 도 9의 조립체의 측면도이다.
도 11은 차폐 브레이드가 외부링과의 접속에 적합하게 변형되어 있는 것을 도시한 도 10에 대응하는 조립체의 측면도이다.
도 12는 도 11의 조립체의 측면도이다.
이들 및 다른 목적들은 신뢰성있게 브레이드를 결합시키고 차폐 쉘(shielding shell)에 용이하게 고정되는 브레이드 접속 구조체(braid termination structure)를 제공함으로써 달성된다. 하나의 바람직한 브레이드 접속 구조체는 차폐 케이블의 컨덕터를 둘러싸는 절연 슬리브를 수용하는 내측면과 상기 케이블의 차폐 브레이드 아래에서 끼워지는 외측면을 가지는 내부링과, 압착 끼움 방식으로 상기 제1링 상의 차폐 브레이드 상에 끼워지는 내측면을 가지는 외부링을 포함하며, 여기서 상기 브레이드는 그 사이에서 견고하게 포획된다.
다른 바람직한 접속 구조체는 케이블의 차폐 브레이드 상에 끼워지는 내측면을 가지는 외부링을 포함하며, 상기 브레이드는 그 내부면과 접촉하고 상기 외부링에 대하여 복수개의 용접스폿들이 형성되어져 상기 브레이드는 상기 내부면에 신뢰성 있게 결합된다.
본 발명의 다른 목적은 차폐된 케이블의 차폐 브레이드를 전기 기구에 대하여 결합된 차폐 부재에 신뢰성 있게 그리고 전기적으로 결합하는 수단을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 차폐 케이블을 접속하기 위한 차폐된 전기 커넥터로서, 상기차폐 케이블은 그를 따라 확장되는 차폐 브레이드를 가지는 그에 관하여 절연 슬리브를 가지는 컨덕터를 포함하는데, 상기 커넥터는 상기 컨덕터를 접속하기 위한 콘택트를 그 안에 가지는 하우징과, 상기 하우징에 관한 차폐 부재와, 그리고 상기 브레이드가 접속되는 방식으로 상기 차폐브레이드 상에 끼워지는 내측면을 가지는 외부링을 포함하는 브레이드 접속 구조체를 포함하여 이루어지며, 상기 외부링은 상기 커넥터의 차폐에 고정될 수 있는 외부면을 더욱 가져 상기 브레이드의 차폐부재와 상기 커넥터의 차폐부재는 함께 신뢰성있게 결합되는 그러한 차폐 케이블을 접속하기 위한 차폐 전기 커넥터를 제공함으로써 달성된다.
상기 차폐 브레이드가 신뢰성 있게 접속될 수 있다는 것은 본 발명의 유리한 점이다. 본 발명의 또 다른 유리한 점은 크림프의 필요없이 간단한 방식으로 상기 차폐 브레이드가 신뢰성 있게 접속될 수 있다는 것이다. 또 다른 유리한 점은 상기 외부링이 원형 이외의 형상을 취할 수 있다는 것이다. 또 다른 유리한 점은 상기 구조가 상기 커넥터의 차폐부재상에 정확한 배치를 요구하지 않는다는 것이다.
도 1을 참조하면, 차폐된 케이블(2)이 도시되어 있다. 차폐된 케이블(2)은 차폐 브레이드(shielding braid: 8)에 의하여 둘러싸여 있는 절연 슬리브(6) 내에서 연장하는 컨덕터(4)를 포함한다. 차폐 브레이드(8)은 보호 자켓(protecive jocket: 10)에 의하여 씌워져 있다.
도 2를 참조하면, 상기 케이블(2)은 그 내측면(profile)을 통하여 보호 자켓(10) 위에 수용되도록 화살표(A) 방향으로 변위시킴으로써 케이블(2) 위에 배치되는 외부링(12)을 갖는다. 본 실시예에서, 외부링(12)의 외부면(14)는 보호 자켓(10)의 대응하는 폭보다 넓다. 이것은, 하기 설명에서 명백해지는 바와 같이, 상기 구조체가 커넥터의 차폐부재에 고정될 때 케이블이 위치설정과 저촉하지 않는 것을 확보하는 장점이다.
도 3을 참조하면, 케이블(2)은 반전된 콘형상으로 외부 전개되는 차폐 브레이드(8)의 전방 에지(edge: 16)를 갖는다. 상기 브레이드(8)의 깔대기 모양의 벌어짐은 전방 에지(16)를 절연 슬리브(6)로부터 분리시킨다. 내부링(18)은 화살표 B방향으로 전진함에 따라 그 내측면을 관통하는 절연 슬리브(6) 상에 끼워진다. 상기 내부링(18)의 외측면을 적절히 선택함으로써, 내부링(18)은 브레이드(8) 아래에서 끼워질 것이다.
도 4를 참조하면, 일단 내부링(18)이 브레이드(8)의 아래에 끼워지면, 외부링(12)의 내측면이 브레이드(8)와 내부링(18)을 그 아래에 수용하도록 외부링(12)은 화살표 C방향으로 전진한다. 도시된 상태에서, 브레이드(8)는 상기 두 개의 링(12, 18) 사이에서 견고하게 포획된다. 브레이드(8)가 내부링(18)의 외측면(20)상에 균일하게 전개되어 있으므로, 포개어 끼워지는 방식의 압착 끼움(telescopic press fitting)은 브레이드(8)의 실질적으로 모든 것에 걸쳐서 브레이드(8)의 접속을 제공하고, 이에 의해서 브레이드(8)의 균일한 기계적 접속 및 실질적인 기계적/전기적 상호접속을 제공한다.
내부링(18) 또는 외부링(12)을 크림핑시킬 필요가 없으므로, 이들 링(18, 12)들은 양호한 전기적 특성 및 하기에 설명되는 바와 같이 커넥터 차폐부재에 대한 용접에 적합한 양호한 용접 특성을 갖는 상대적으로 견고한(hard) 재료로부터 제작된다. 링(12, 18)의 재질이 견고하므로, 상기 압착 끼움은 어느 링(12, 18)도 변형시키지 않고 대신에 상대적으로 연한 브레이드는 내부링(18)의 외부면(20)과 컨덕터의 구조적 일체성(integrity)을 유지한 상태로 변형한다.
도 5를 참조하면, 브레이드 접속 구조체(100)의 다른 실시예가 도시된다. 상술한 구조체에서, 링(12, 18)들은 편리하게 원형 단면을 가지지만, 본 명세서에서 알 수 있는 바와 같이 다른 단면의 링을 사용하는 것도 가능하다. 이것은 단일형 또는 분리형 절연 자켓(106) 내에서 복수개의 다중 컨덕터(104)를 합체시키는 케이블(102)이 사용되는 경우에 유리하다. 이러한 개념은 꼬여진 쌍의 케이블에도 적용가능하다. 상술한 모든 구조체와 진행순서가 다시 한번 사용되지만 이번에는 상기 링들이 타원형의 단면을 취한다. 다시 한번, 외부링(112)은 내부링(118)과 결합하여 그들 사이에 차폐 브레이드(108)을 견고하게 포획한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 내부링(118)의 내측면(126)은 케이블(102)의 절연 슬리브(106)을 관통하여 통과시키도록 치수화된다. 내부링(118)은 브레이드(108)의 아래에서 끼워지도록 외측면(124)을 더 포함한다. 외측면(124)은 브레이드 또는 외부링(112)의 접속을 높일 수 있는 톱니, 딤플(dimple) 또는 다른 형상을 가질 수 있다.
외부링(112)은 내부링(118) 상에 배치된 브레이드(108)에 포개어 끼워지는 방식으로 끼워지는(telelscopically fit) 내측면(128)을 포함하고, 이에 의해서 외측면(124)과 외부링(112) 사이에 브레이드(108)를 포획한다. 외부링(112)이 크림핑될 필요가 없으므로, 그의 외측면(130)은 하기에 설명되는 바와 같이 전기 커넥터에 용이하게 결합될 수 있도록 세련된 상태의 원하는 형상으로 유지된다.
도 6 및 도 8을 참조하면, PCT/IB95/0035호에 공개된 것과 유사한 전기 커넥터가 도시된다. 이미 공지된 커넥터에서, 커넥터의 차폐부재에 직접 결합된 안착부(seat portion)는 차폐부재를 브레이드에 대하여 일체화시키도록 사용되었다. 도 6에 도시된 바와 같이, 커넥터의 하부 반체(lower half)는 도면부호 200으로 표시된다. 이러한 커넥터는 절연성 하우징부(204)가 배치되는 차폐판(202)를 포함한다. 복수개의 콘택트(206)는 하우징부(204) 내에 수용된다. 이들 콘택트(206)는 절연성 변위 방식(insulation displacement method)으로 케이블(102)의 절연 슬리브(106) 내에서 상기 컨덕터들을 접속시키기 위한 컨덕터 결합단부(208)를 포함한다.
차폐판(202)의 플레이트부(210)은 하우징부(204)의 단부를 넘어 후방으로 연장하여 브레이드 접속 구조체(100)를 고정시키기 위한 플랫포옴(platform)을 형성한다. 플레이트부(210)는 특정 위치에 브레이드 접속 구조체(100)를 수용하기 위한 성형된 안착부를 포함하거나 또는 유리하게는 도시된 바와 같이, 플레이트부(210)은 브레이드 접속 구조체(100)가 요구된 위치를 확보하도록 허용하는 기본적으로 평평하게 존재하고, 이에 의해서 브레이드 접속 구조체를 정확하게 위치설정되는 것을 요구하지 않도록 함으로써 생산 공차를 보상할 수 있게 한다. 브레이드 접속 구조체(100)는 타원형의 단면으로 형성되므로, 외부면은 플레이트부(210)의 표면에대응하는 마주보며 기본적으로 평평한 부분을 포함한다. 이 후에, 브레이드 접속 구조체(100)은 저항용접 또는 레이저 용접과 같은 프로세스에 의해서 차폐판(202)의 플레이트부(210)에 용이하면서도 신뢰성있게 고정된다.
이제 도 7을 참고하면, 하부 반체(200)에 대응하는 커넥터의 상부 반체(200')는 하부 반체에 고정된다. 브레이드 접속 구조체(100)는 상부 및 하부 차폐판(202, 202')의 후방 플레이트부(210, 210') 사이에 샌드위치된다. 커넥터 반체(200, 200')가 용접에 의하여 커넥터 플랜지를 따라서 함께 결합되어 있지만, 브레이드 접속 구조체는 지점(214, 214')에서 상기 플래이트부(210, 210')에 부가적으로 고정된다. 브레이드 접속 구조체가 크림핑되지 않았으므로, 커넥터의 전체 두께는 상기 구조체(100)의 두께에 의하여 신뢰성있게 제어될 수 있다는 사실에 주목하는 것은 중요하다. 부가적으로, 브레이드 접속 구조체(100)는 상술한 바와 같이 상기 케이블의 주위에 브레이드 접속 구조체(200)를 고정시킴으로써 플레이트부(210, 210')에 고정될 때 상기 커넥터의 후방에 추가적인 구조적 지지체를 제공한다.
도 8에서 알 수 있는 바와 같이, 커넥터가 도 7에 도시된 바와 같이 일단 조립되면, 후방 하우징(220)은 차폐판(202, 202')의 주위에 직접 주조되어 전기 커넥터 (222)를 형성할 수 있다. 원한다면, 후방 하우징(220)을 형성하도록 사용된 재료가 브레이드 접속 구조체(100)의 주위를 유동하여 구조체(100)를 적어도 부분적으로 매몰시키도록 허용하여, 구조체(100)는 후방 하우징(220)에 적합한 추가의 앵커(anchor)로서 작용할 수 있다. 후방 하우징(220) 내에 구조체(100)를 매몰시켜도, 상기 재료는 주조 전에 내부링 및 외부링(112, 118)과 커넥터 차폐판을 갖는 외부링(112)의 외부면 사이에 형성되는 전기적 연속성에 영향을 미치지 않는다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 도 1 내지 도 4를 참조하여 상술된 케이블(2)에 대응하는 케이블(2')이 도시된다. 차폐된 케이블(2')은 보호 자켓(10')에 의하여 전체적으로 중첩되어 있는 차폐 브레이드(8')에 의하여 감싸지는 절연 슬리브(6')내에서 확장하는 컨덕터(4')를 포함한다. 케이블(2')은 보호 자켓(10')의 일부를 제거함으로써 노출되는 컨덕터(4')와 절연 슬리브(6')의 일부를 넘어서 확장하는 상태로 종단된다. 외부링(12')은 도전성 재료로 제작되고 외부 자켓(10') 상에서 미끄러진다. 바람직하게는, 상기 외부링(12')의 내부면 형상은 충분히 커서 외부링(12')은 자켓(10') 상을 용이하게 미끄러진다. 외부링(12')은 도 9에 도시된 바와 같이 외부 자켓(10')의 제거 전에 또는 도 10에 도시된 바와 같이 외부 자켓(10')의 제거 후에 케이블(2') 상에 배치된다. 외부링(12')은 스플리트 링(split ring)으로 형성된 후 최종형태로 압축되는 것이 바람직하다.
도 11을 참조하면, 일단 보호 자켓(10')이 제거되면 차폐 브레이드(8')는 확대된 허리부(enlarged waist; 308)가 형성되도록 변형되고, 여기에서 상기 외부링이 그 위에 배치될 때 외부링(12')의 내측면과 허리부(308)가 접촉하도록 상기 확대된 허리부는 바깥쪽으로 확대된다. 이것은 브레이드(8')를 링(12')과 접촉시키는 하나의 방식을 제공한다.
허리부(308)는 브레이드(8')를 화살표 C'방향으로 밀음으로써 통상적으로 형성된다. 일단 허리부(308)가 형성되면 외부링(12')은 화살표 C방향으로 변위되어차폐 브레이드(8')는 외부링(12')의 내측면과 끼워맞춤되어 접촉을 이룬다. 차폐 브레이드(8')는 가요성 재질로 만들어지므로, 예를 들어 개별적인 직물 컨덕터들의 다중 스트랜드(strand) 또는 호일(foil), 그안의 드레인 와이어와 함께 탄성이 있고 외부링(12')이 그 위로 오게됨에 따라 허리부(308)는 외부링(12')의 내측면과 접하면서 탄성적으로 유지된다.
도 12를 참조하면, 외부링(12')은 그의 외주연에 복수개의 스폿용접(spot weld: 310)을 행함으로써 차폐 브레이드(8')와 신뢰성 있는 물리적 및 전기적 접속을 이룬다. 스폿용접(310)은 레이져 용접 또는 통상의 저항 용접에 의하여 형성될 수 있다. 차폐 브레이드(8')가 복수개의 개개의 스트랜드 직물로 구성되는 경우에 다중 스폿용접(310)은 충분하게 접속시켜 그 사이에서 신뢰성 있는 전기적 내부 연결이 형성된다. 유리하게, 스폿용접(310)은 도시된 바와 같이 중첩될 수 있다. 용접공정을 최적화시킴으로써, 외부링(12')은 외부링(12')의 상당한 변형없이 브레이드(8')에 결합되어 도 6 내지 도 8을 참조하여 이미 설명된 바와 같이 외부링(12')이 상기 전기 커넥터의 구조적 부재로서 사용될 수 있게 한다.
바람직하게, 전기 커넥터에 적합한 차폐 브레이드의 신뢰성있고 효과적인 접속이 제공된다. 상기 브레이드 접속 구조체는 커넥터의 전체적인 구조적 일체성을 증가시키기 위한 정밀한 위치의 필요성을 없애는 방식으로 커넥터의 차폐 부재 상에 위치할 수 있다. 브레이드 접속 구조체는 다양한 윤곽을 취할 수 있어 커넥터 차폐에 용이하게 부착될 수 있고 그리고 전기적 상호연결을 위하여 크림핑이 필요하지 않으므로 케이블이 파손될 염려는 줄어든다.
Claims (11)
- 차폐부재(8')에 의하여 둘러싸인 절연 컨덕터(4')를 가지는 차폐된 케이블(2')의 상기 차폐부재(8')를 결합시키고, 상기 차폐부재(8')가 물리적으로 그리고 전기적으로 접촉하는 내부면을 가지는 외부링(12')을 포함하는 차폐 접속 구조체에 있어서,용접스폿(310)에 의하여 상기 차폐부재(8')와 외부링(12')은 접촉상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 차폐 접속 구조체.
- 제1항에 있어서,복수개의 용접스폿(310)이 상기 외부링(12')의 외주연에 형성되는 것을 특징으로 하는 차폐 접속 구조체.
- 제2항에 있어서,상기 용접스폿(310)들은 중첩되는 것을 특징으로 하는 차폐 접속 구조체.
- 제2항에 있어서,상기 용접스폿(310)들은 상기 외부링(12')의 전체 외주연을 따라서 중첩되는 것을 특징으로 하는 차폐 접속 구조체.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 외부링(12')은 견고한 연속체임을 특징으로 하는 차폐 접속 구조체.
- 제5항에 있어서,상기 외부링(12')은 원형임을 특징으로 하는 차폐 접속 구조체.
- 차폐된 케이블의 차폐부재를 접속시키는 방법에 있어서,a) 둘러싸서 노출된 차폐부재(8')를 넘어서 연장하는 절연 컨덕터(4')를 가지는 차폐 케이블(2')을 제공하는 단계와,b) 상기 차폐 케이블(2') 상에 외부링(12')을 배치하는 단계와,c) 상기 차폐부재(8')를 상기 외부링(12')의 내부면과 접촉시키는 단계와,d) 상기 차폐부재(8')와 상기 외부링(12')이 접촉하는 곳에 상기 차폐부재(8')를 상기 외부링(12')에 용접시키는 단계로 이루어진 방법.
- 제7항에 있어서,상기 용접 단계는 상기 외부링(12')의 외주연의 주위에 복수개의 용접스폿(310)을 형성함으로써 수행되는 방법.
- 제7항 또는 제8항에 있어서,상기 용접 단계는 레이저 용접 기술에 의하여 수행되는 방법.
- 제9항에 있어서,상기 차폐부재(8')를 상기 외부링(12')에 접촉시키는 단계는 상기 차폐부재(8')를 외부방향으로 변형시킨 후 상기 외부링(12')을 변형된 부분(308)에 배치함으로써 달성되는 방법.
- 케이블의 절연 컨덕터에 접속되는 적어도 하나의 콘택트를 포함하고 상기 콘택트는 차폐부재에 의해 둘러싸여지는 절연 하우징 내에 배치되는 차폐된 케이블에 적합한 차폐된 전기 커넥터에 있어서,상기 차폐된 케이블은 상기 항들 중 어느 한 항에 따른 차폐 접속 구조체에 접속되고,상기 접속 구조체는 상기 차폐부재에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 차폐된 전기 커넥터.
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