KR100700938B1 - 수형 하우징 누름식 전원 회로 차단 장치 - Google Patents

수형 하우징 누름식 전원 회로 차단 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수형 하우징 누름식 전원 회로 차단 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 수형 하우징 누름식 전원 회로 차단 장치는, (1) 전원 회로를 구성하는 제1 리드선과 제2 리드선이 서로에 대해 단선되어 장착되며, 전원 회로에 전기를 공급하기 위한 릴레이 구동용 스위치를 포함하는 암형 하우징과, (2) 상기 암형 하우징에 삽입되어 상기 리드선들간을 통전 가능하게 하며, 회전체 지지 부재를 포함하는, 수형 하우징과, (3) 상기 회전체 지지 부재에 회전 가능하게 지지되어 있으며, 상기 스위치를 온 시키는 스위치 온 부재를 포함하는, 회전체를 포함한다.
상기 스위치 온 부재는, 상기 수형 하우징이 상기 암형 하우징에 삽입되어 상기 리드선들이 통전 가능하게 연결된 상태에서, 상기 회전체를 암형 하우징측을 향해 소정의 거리만큼 이동시켰을 때에 상기 스위치를 온 시키도록 배치되어 있다.
전원 회로 차단, 레버, 회전체, 삽입

Description

수형 하우징 누름식 전원 회로 차단 장치{Male Housing Pushing Type Power-Source Circuit Breaker}
도 1은 본 발명에 의한 수형 하우징 누름식 전원 회로 차단 장치의 스위치가 온 상태일 때의 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 수형 하우징 누름식 전원 회로 차단 장치에서 전원 회로를 차단하기 위한 동작을 시작한 직후의 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 수형 하우징 누름식 전원 회로 차단 장치의 좌하방에서 본 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 수형 하우징 누름식 전원 회로 차단 장치의 분해 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 방향의 반대 방향에서 본, 본 발명에 의한 수형 하우징 누름식 전원 회로 차단 장치의 분해 사시도.
도 6은 본 발명에 의한 수형 하우징 누름식 전원 회로 차단 장치의, 상반부가 절개된 암형 하우징과, 회전체를 도시한 사시도.
도 7은 본 발명에 의한 수형 하우징 누름식 전원 회로 차단 장치의, 암형 하우징의 원통부 일부와, 회전체의 사시도로서, 회전체가 암형 하우징의 제3 안내부에 의해 안내 가능한 상태가 되기 직전의 사시도.
본 발명은 전기 자동차나 하이브리드 자동차에 사용되는 배터리팩에 적용되는 수형 하우징 누름식 전원 회로 차단 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고전압이 인가되어 있는 전원 회로가 배치되어 있는 전기 자동차나 하이브리드 자동차의 수리나 정비 등을 위해 전원 회로를 차단하기 위한 장치에 관한 것이다.
전기 자동차나 하이브리드 자동차에서는 전기로 자동차를 구동시키는 등의 동작을 하기 때문에 통상의 자동차에 비해 높은 전압 및 전류가 인가되는 회로가 많이 사용된다. 이러한 전기 자동차 등을 정비하거나 수리할 때에 상기 고전압 회로는 정비자에게 위험을 초래할 수 있기 때문에, 그러한 회로는 정비시에 차단되는 것이 바람직하다. 종래에 이러한 고전압 회로의 차단을 위한 장치로서 일본특허출원공개 제2003-100386호에 개시된 장치가 있었다. 그러나 이러한 장치는 전원 회로 차단 장치에 사용되는 퓨즈(fuse)를 교환하기가 매우 불편하였으며, 조립성 역시 낮은 문제점이 있었고, 그 크기 역시 소형화가 어려워 장치 내에서 큰 장착 공간을 차지하는 문제도 수반되었다.
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하여, 퓨즈 교환이 용이하고, 조립성 역시 우수하며, 그 크기 역시 소형화된 우수한 전원 회로 차단 장치를 제공 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 수형 하우징 누름식 전원 회로 차단 장치는, (1) 전원 회로를 구성하는 제1 리드선과 제2 리드선이 서로에 대해 단선되어 장착되며, 전원 회로에 전기를 공급하기 위한 릴레이 구동용 스위치를 포함하는 암형 하우징과, (2) 상기 암형 하우징에 삽입되어 상기 리드선들간을 통전 가능하게 연결하며, 회전체 지지 부재를 포함하는, 수형 하우징과, (3) 상기 회전체 지지 부재에 회전 가능하게 지지되어 있으며, 상기 스위치를 온 시키는 스위치 온 부재를 포함하는, 회전체를 포함한다.
상기 스위치 온 부재는, 상기 수형 하우징이 상기 암형 하우징에 삽입되어 상기 리드선들간이 통전 가능하게 연결된 상태에서, 상기 회전체를 암형 하우징측을 향해 소정의 거리만큼 이동시켰을 때에 상기 스위치를 온 시키도록 배치되어 있다.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예에 대해서 설명하기로 한다.
먼저, 도 4와 도 5를 참조하여 본 발명에 의한 수형 하우징 누름식 전원 회로 차단 장치(1)의 각 구성 부품과, 부품들간의 결합 관계에 대해서 설명하기로 한다.
도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 수형 하우징 누름식 전원 회로 차단 장치(1)는 크게 보았을 때에, 암형 하우징(10; female housing)과, 삽입 체(20)로 구성된다. 설명의 편의성을 위하여 도 4에서는 암형 하우징(10)의 상반부가 절개된 상태이다. 삽입체(20)는 회전체(30)와, 수형 하우징(40)을 포함한다. 회전체(30)는 회전체 지지 부재(43)에 의해서 수형 하우징(40)에 회전 가능하게 지지되어 있다.
암형 하우징(10)에는 전원 회로를 구성하는 리드선들(2a, 2b)이 서로에 대해 단선되어 있는 상태로 장착되어 있다. 암형 하우징(10)은 원통부(11)와, 상면(12; 도 5 참조)과, 제1 측벽(14a)과, 제2 측벽(14b)을 포함한다. 상면(12)에는 아치부(13; 도 1 참조)가 형성되어 있다. 아치부(13)에는 후술하는 퓨즈(60)가 수용되는 덮개부(50)의 아치부가 수용된다. 암형 하우징(10) 내부에는 후술하는 제1 도체(70) 및 제2 도체(75)가 삽입되어 상기 리드선들(2a, 2b)과 직접 또는 간접적으로 통전 가능하게 연결할 수 있는 도체 삽입공(103)이 형성되어 있다. 그리고 암형 하우징(10)의 측벽(14a, 14b)의 내측에는 제1 안내부(101)와, 제3 안내부(102)가 형성되어 있다. 안내부(101, 102)는 도시되어 있는 바와 같이 홈의 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 암형 하우징(10)의 원통부(11)의 내측에는 제2 안내부(120)가 제공된다. 제2 안내부(120)에는 후술하는 회전체 피안내부(301a, 301b)가 안내된다. 제2 안내부(120)는 한 쌍으로 제공되는 것이 바람직한데, 도 3에 도시되어 있는 것의 대향하는 쪽에, 회전체 피안내부(301a)가 안내될 수 있는 한 개의 제2 안내부가 더 제공될 수 있다. 제2 안내부(120)는 진입 안내부(121)와, 진입 안내부(121)에 연속하는 회전 안내부(122)와, 회전 안내부(122)에 연속하는 통전 상태 위치부(123)와, 스위치 온 오프 안내부(124)를 포함한다. 후술하겠지만, 회전체(30)의 회전에 의해 수형 하우징(40)이 암형 하우징(10)에 삽입되어 제1 리드선(2a)과 제2 리드선(2b)이 통전 가능하게 연결되었을 때에 회전체(30)의 회전체 피안내부(301b)가 상기 통전 상태 위치부(123)에 위치한다. 후술하겠지만, 회전체(30)가 스위치(110)의 온을 위해 소정의 거리만큼 이동할 때 상기 회전체 피안내부(301b)가 상기 스위치 온 오프 안내부(124)에 의해 안내된다.
원통부(11)의 외주측에 제공되는 구멍(4)은 차량의 프레임에 암형 하우징(10)을 고정하기 위해 볼트 등의 체결 부재가 체결되는 구멍이다. 암형 하우징(10)의 원통부(11)의 상부에는 후술하는 레버(34)를 고정하기 위한 레버 고정부(111)가 제공된다.
암형 하우징(10)에는 스위치 하우징(200; 도 7 참조)과 스위치 하우징(200)에 수용되는 스위치(110)가 제공된다. 스위치(110)의 종류는 어떠한 것이든 가능하며, 첨부 도면에 도시된 바와 같은 형태의 스위치에 본 발명의 권리범위가 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
수형 하우징(40)은 하우징 본체(45)와, 제1 도체(70)와, 제2 도체(75)와, 퓨즈(60)와, 덮개부(50)를 포함한다. 본체(45)는 제1 측벽(41a)와, 제2 측벽(41b)와, 전벽(42)을 포함한다. 전벽(42)에는 회전체 지지부재(43)가 제공된다. 회전체 지지 부재(43)에는 회전체(30)의 위치를 유지시킬 수 있는 회전체 유지부재(430)가 제공되며, 후술하는 레버(34)의 축(340)을 수용하는 홈(435)이 형성되어 있다. 회전체 유지 부재(430)는 후술하는 바와 같이 스위치(110)의 온을 위해 회전체(30)를 밀 때에 회전체(30)가 그 위를 지나갈 수 있는 링 형태로 구성하는 것 이 바람직하다.
수형 하우징(40)의 제1 측벽(41a)의 외측에는 수형 하우징 피안내부(44a)와, 덮개부 안내부(46a, 46b)가 제공된다. 제2 측벽(41b)에도 수형 하우징 피안내부(44b)와, 덮개부 안내부(46c, 46d)가 제공된다. 제1 도체(70)는 제1 도체 고정홈(401)에 끼워져서 제1 측벽(41a)의 내측에 형성된 장착홈(400; 도 5 참조)에 안착된다. 제2 도체(75)는 제2 도체 고정홈(402)에 끼워져서 장착된다. 퓨즈(60)는 퓨즈 몸체부(61)와, 퓨즈 고정부(62a)를 포함하는데, 각각은 볼트(80a, 80b)에 의해 제1 도체(70)의 고정부(701)와 제2 도체(75)의 고정부(702)와 함께 수형 하우징 본체(45)에 고정된다. 덮개부(50)의 양측부에는 수형 하우징(40)의 덮개부 안내부(46a, 46b)와 협동하여 덮개부(50)를 수형 하우징 본체(45)에 대해 안내하는 덮개부 피안내부(51a, 51b, 51c, 51d)가 제공된다.
회전체(30)는 수형 하우징 본체(45)의 전벽(42)에 제공되는 회전체 지지부재(43)에 회전 가능하게 지지된다. 상세하게 도시되지는 않았지만 회전체 지지부재(43)에 회전체(30)를 회전 가능하게 지지하는 구조는 공지되어 있는 다양한 구조를 채택할 수 있다. 예를 들어, 회전체 지지 부재(43)의 외주면에 회전체(30)의 구멍(320)의 내주측이 끼워져서 회전이 가능하게 구성할 수 있다. 회전체(30)는 몸체부(31)와, 원판부(32) 그리고 원판부(32)에 결합된 레버(34)를 포함한다. 원판부(32)에는 상기 회전체 지지부재(43)가 통과할 수 있는 결합공(320)과, 축지지 부재(330)가 제공된다. 레버(34)의 축(340)은 상기 원판부(32)에 대해서 회전이 가능하도록 상기 축지지 부재(330)에 지지된다. 레버(34)는 암형 하우징(10)의 레버 고정부(111)에 고정되는 레버 피고정부(35)를 포함한다. 그리고 회전체(30)의 몸체부(31)에는 도 7에 도시되어 있는 바와 같은 스위치 온 부재(311)가 제공된다. 스위치(110)의 형태에 따라서 스위치 온 부재(311)의 형태도 결정된다. 전술한 바와 같이 스위치(110)의 종류는 어느 것이든 본 발명의 권리범위에 포함된다. 가장 단순한 구성의 예로서 스위치(110)가 단선되어 있는 도체의 경우에는 스위치 온 부재(311)를 도체로 구성하여 스위치(110)를 온 시킬 수 있도록 구성한다. 본 발명의 양호한 실시예에서는 레버(34)가 회전체(30)의 구성요소로 포함되지만, 레버(34)는 필수적인 구성요소는 아님이 이해되어야 한다.
본 발명에 의한 수형 하우징 누름식 전원 회로 차단 장치(1)의 작동에 대해서 설명하기로 한다.
전술한 바와 같이 회전체(30)와 수형 하우징(40)을 조립하여 삽입체(20)를 구성한 다음, 회전체(30)를 도 4에 도시된 상태를 기준으로 시계 방향으로 회전시켜서 회전체 피안내부(301b; 도 5 참조)를 진입 안내부(121)로 진입시킨다. 이때, 수형 하우징(40)의 수형 하우징 피안내부(44a, 44b)는 제1 안내부(101)와의 협동 개시 가능 상태이며, 수형 하우징(40)의 덮개부 피안내부(51a, 51b, 51c, 51d)와 덮개부 안내부(46a, 46b, 46c, 46d) 뭉치는 제3 안내부(102)와 협동 개시 가능 상태가 된다. 본 명세에서 "협동"의 의미는 양 부품 내지 부분이 소정의 작동을 위해 어느 하나의 부품 내지 부분이 다른 하나의 부품 내지 부분과 작동상, 구조상 서로 협력한다는 의미로 이해해야 한다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바에 의하면 제1 안내부(101)가 홈의 형태로 되어 있으며, 이 제1 안내부(101)의 홈에 걸려서 도 4에 도시된 화살표 B 방향으로 슬라이딩하여 수형 하우징(40)을 안내하게 되는 수형 하우징 피안내부(44a, 44b)는 돌기의 형태로 되어 있지만, 그 반대의 형태도 가능하며 도시된 형태에 구속되지 않는다.
위 상태에서 회전체(30)을 시계 반대 방향으로 회전시키면, 회전체 피안내부(301b)는 회전 안내부(122)를 따라서 안내되며, 회전체(30)가 회전 가능하게 지지되어 있는 수형 하우징(40)은 제1 안내부(101)와 제3 안내부(102)를 따라서 암형 하우징(10)의 내부로 삽입된다. 회전체 피안내부(301b)가 회전 안내부(122)을 따라 완전히 회전하고 통전 상태 위치부(123)에 도착하면, 수형 하우징(40)의 제1 도체(70)는 도체 삽입공(103)에 삽입되어 제1 리드선(2a)와 직, 간접적으로 통전 가능한 연결 상태가 되고, 제2 도체(75)는 도체 삽입공(103)에 삽입되어 제2 리드선(2b)와 직, 간접적으로 통전 가능한 연결 상태가 되어서, 전원 회로가 온(ON) 상태가 된다.
이렇게 리드선들이 통전 가능하게 연결된 상태에서는 회전체(30)의 축(340)이 회전체 지지 부재(43)에 제공되는 홈(435)에 수용될 수 있도록 평행하게 위치하며, 회전체(30)를 암형 하우징(10)을 향해 소정의 거리만큼 이동시키면, 회전체(30)가 회전체 지지 부재(43)의 회전체 유지 부재(430)를 타고 넘어가고 상기 회전체(30)의 축(340)이 회전체 지지 부재(43)에 제공되는 홈(430)에 수용된다.
이와 같이, 리드선들(2a, 2b)을 통전 가능한 상태로 연결시키고, 스위치(110)를 온 시킨 다음에 레버(34)를 회전시켜서 레버 피고정부(35)를 레버 고정부(111)에 고정시킨다.
스위치 온 부재(311; 도 5 참조)가 스위치(110)를 온 시키게 되어서 전원 회로에 전기를 공급하기 위한 릴레이를 구동할 수 있게 된다. 스위치(110)가 온 상태가 되었을 때, 본 발명에 의한 수형 하우징 누름식 전원 회로 차단 장치(1)의 사시도가 도 1에 도시되어 있다. 이 상태에서, 전원 회로를 차단하고자 하면 도 1의 화살표 A 방향으로 레버(34)를 회전시킨다. 다음으로, 레버(34)를 붙잡고 삽입체(20)를 암형 하우징(10)으로부터 이탈하는 방향으로 빼낸다. 이렇게 삽입체(20)를 빼내면, 회전체(30)가 암형 하우징(10)으로부터 이탈되고, 따라서 회전체(30)의 몸체부(31)의 스위치 온 부재(311)가 스위치(110)를 오프 시키는 상태가 된다. 그리고 축(340)은 회전체 지지 부재(43)의 홈(435)으로부터 이탈되게 된다. 삽입체(20)를 빼 낼 때에 회전체 피안내부(301b)는 스위치 온 오프 안내부(124)를 따라서 안내된다. 삽입체(20)를 빼내는 동작을 완료하면 회전체 피안내부(301b)는 통전 상태 위치부(123)에 위치한다.
다음으로, 회전체를 암형 하우징(10)을 향한 방향에서 보았을 때에 시계 방향으로 회전시키면, 회전체(30)의 회전체 피안내부(301b)가 제2 안내부(120)를 따라서 회전 안내부(122), 진입 안내부(121) 순서로 안내된다. 이처럼 회전체(30)가 회전체 안내부(120)를 따라서 안내되면, 회전체(30)를 회전 가능하게 지지하고 있는 수형 하우징(40)은 제1 안내부(101)와 제3 안내부(102)를 따라서 도 4에 도시된 화살표 B의 반대 방향으로 슬라이딩 되어 리드선들(2a, 2b)과 도체(70, 75)와의 통전 가능한 상태가 해제되게 됨으로써 전원 회로가 차단되며, 암형 하우징(10)으로부터 완전히 분리가 가능하게 된다.
이상 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예를 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 결정되며 전술한 실시예 및/또는 첨부 도면에 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 나아가, 특허청구범위에 기재되어 있는 발명의, 당업자에게 자명한 개량, 변경 및/또는 수정도 본 발명의 권리범위에 포함됨이 명백하다.
본 발명에 의하면, 전원 회로를 통전 가능하게 연결하고 차단하는 것을 암형 하우징(10)에 수형 하우징(40)을 삽입하고 수형 하우징(40)을 빼냄으로써 간단하게 달성하는 편리한 구조의 전원 회로 차단 장치가 제공된다. 나아가, 상기 삽입 내지 빼냄 동작, 그리고 전원 회로에 전기를 공급하기 위한 릴레이 구동용 스위치 온/오프 동작이, 수형 하우징(40)에 회전 가능하게 지지되어 있는 회전체(30)의 구동에 의해서 간편하게 이루어지기 때문에 작동도 간편하게 된다.
그리고, 암형 하우징(10), 수형 하우징(40), 수형 하우징(40)에 회전 가능하게 지지되어 있는 회전체(30)로 전원 회로 차단 장치를 구성할 수 있기 때문에 전체 구조체의 소형화 역시 가능해 진다.
전원 회로 차단 장치의 유지/보수 측면에서도, 퓨즈(60)를 수용하는 수형 커넥터(40)가 암형 커넥터(10)에 삽입되는 구조이며, 퓨즈(60)를 교환하고자 할 때에는 수형 커넥터(40)를 빼내어서 덮개부(50)를 제거하기만 하면 되므로 퓨즈 교환이 매우 간편하다.

Claims (7)

  1. 전원 회로를 구성하는 제1 리드선과 제2 리드선이 서로에 대해 단선되어 장착되어 있으며, 전원 회로에 전기를 공급하기 위한 릴레이 구동용 스위치를 포함하는 암형 하우징(female housing)과,
    상기 암형 하우징에 삽입되어 상기 리드선들을 통전 가능하게 하며, 회전체 지지 부재를 포함하는, 수형 하우징(male housing)과,
    상기 회전체 지지 부재에 회전 가능하게 지지되어 있으며, 상기 스위치를 온 시키는 스위치 온 부재를 포함하는, 회전체를 포함하며,
    상기 스위치 온 부재는, 상기 수형 하우징이 상기 암형 하우징에 삽입되어 상기 리드선들이 통전 가능하게 연결된 상태에서, 상기 회전체를 암형 하우징측을 향해 소정의 거리만큼 이동시켰을 때에 상기 스위치를 온 시키도록 배치되어 있으며,
    상기 암형 하우징의 내측에는 제1 안내부와 제2 안내부가 제공되며,
    상기 수형 하우징에는 상기 제1 안내부와 협동하여 상기 수형 하우징의 삽입을 유도하는 적어도 하나의 수형 하우징 피안내부가 제공되며,
    상기 회전체에는 상기 제2 안내부와 협동하여 상기 회전체의 회전을 안내하는 적어도 하나의 회전체 피안내부가 제공되며,
    상기 회전체가 상기 제2 안내부와 상기 회전체 피안내부의 협동에 의해 회전할 때에, 상기 수형 하우징 피안내부가 상기 제1 안내부를 따라서 상기 암형 하우징으로 삽입되는,
    수형 하우징 누름식 전원 회로 차단 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수형 하우징은,
    상기 제1 리드선과 통전 상태를 형성하게 되는 제1 도체와,
    상기 제2 리드선과 통전 상태를 형성하게 되는 제2 도체와,
    수형 하우징 내측에 수용되는 퓨즈와, 상기 퓨즈를 덮는 덮개부를 포함하며,
    상기 제1 도체와 제2 도체는 서로에 대해 단선되어 장착되어 있고,
    상기 퓨즈의 양 끝단은 각각 제1 도체와 제2 도체에 접촉되어 있는,
    수형 하우징 누름식 전원 회로 차단 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 수형 하우징에는 덮개부 안내부가 제공되며,
    상기 덮개부에는 덮개부 안내부와 협동하여 상기 덮개부가 상기 수형 하우징을 덮을 수 있도록 안내하는 덮개부 피안내부가 제공되는
    수형 하우징 누름식 전원 회로 차단 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 암형 하우징에는 상기 회전체가 스위치를 온 시킨 상태에서 레버가 고정될 수 있는 고정부가 제공되며, 상기 레버에는 상기 레버 고정부에 결합하는 레버 피고정부가 제공되는,
    수형 하우징 누름식 전원 회로 차단 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 암형 하우징에는 상기 덮개부 안내부 및 상기 덮개부 피안내부와 협동하여 상기 수형 하우징을 상기 암형 하우징측으로 안내하는 제3 안내부가 더 제공되는,
    수형 하우징 누름식 전원 회로 차단 장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 제2 안내부는,
    상기 회전체 피안내부가 진입하는 진입 안내부와,
    상기 회전체가 회전할 때에 상기 회전체 피안내부가 안내되는 회전 안내부와,
    상기 회전체의 회전에 의해 수형 하우징이 암형 하우징에 삽입되어 제1 리드선과 제2 리드선이 통전 가능하게 연결되었을 때에, 상기 피안내부가 위치하는 통전 상태 위치부와,
    상기 회전체가 스위치의 온을 위해 소정의 거리만큼 이동할 때 상기 회전체 피안내부가 안내되는 스위치 온 오프 안내부를 포함하는,
    수형 하우징 누름식 전원 회로 차단 장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 회전체 지지 부재는, 상기 수형 하우징이 상기 암형 하우징에 삽입될 때에는 상기 회전체의 축이 상기 회전체 지지 부재의 홈과 수직으로 맞닿아 소정의 거리만큼이 유지되고, 스위치를 온 상태로 하기 위해 소정의 거리만큼 이동하였을 때 상기 회전체의 위치를 유지시키는 회전체 유지 부재를 포함하는,
    수형 하우징 누름식 전원 회로 차단 장치.
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