KR101792045B1 - 배터리 포스트 단자 클램프 - Google Patents

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이창훈
황호훈
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Abstract

본 발명은 배터리 포스트 단자와의 체결력을 향상시키고 설치 및 분해가 용이하며 내구성이 우수한 배터리 포스트 단자 클램프에 관한 것이다. 클램프의 몸체는, 절개부가 일측에 형성된 파이프 형상을 갖도록 벤딩되고 배터리 포스트 단자가 삽입되는 장착공이 내부에 마련된 결합부와, 상기 결합부의 타측 상단에서 외측으로 연장되며 지능형 배터리 센서와 연결되는 접속부와, 상기 결합부의 일측 양단에서 각각 연장되고 평행하게 배치된 한 쌍으로 구성되고 상기 장착공의 중심을 관통하는 수직축에 대해 기울어지게 배치되며 상기 절개부를 통해 이격된 패널을 포함한다. 상기 몸체를 죄거나 푸는 체결수단은, 상기 한 쌍의 패널을 관통하여 결합되는 체결볼트와, 상기 체결볼트에 나사 결합되는 체결너트를 포함한다.

Description

배터리 포스트 단자 클램프{BATTERY POST TERMINAL CLAMP}
본 발명은 배터리 포스트 단자 클램프에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 지능형 배터리 센서의 설치가 가능한 배터리 포스트 단자 클램프에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에는 시동모터, 점화장치, 점등장치 등의 전장부품에 전기를 공급하는 배터리가 필수적으로 탑재되어 있다. 이러한 배터리는 충전과 방전이 가능한 이차전지의 형태로 제공되고 있다. 즉, 배터리는 발전기에서 생성된 전기에 의해 충전되었다가 케이블 등을 통해 각각의 전장부품에 전기를 공급하면서 방전된다.
자동차에 탑재되는 배터리는 충전과 방전을 반복하며 일정 기간 사용할 수 있지만, 영구적으로 사용할 수 없는 소모성 부품이다. 따라서 배터리를 장기간 사용함에 따라 충전되는 전기의 양이 차량에서 필요로 하는 양보다 낮을 경우 교체를 해야만 한다.
한편, 최근 생산되는 자동차에는 배터리의 상태에 따라 발전기의 동작을 제어하는 장치가 설치된다. 즉, 배터리의 충전 또는 방전 시 전류, 전압, 온도 등을 측정하여 충전된 전기가 비정상적으로 많이 사용되지 않도록 함으로써 배터리의 전기가 각 전장부품에 원활하게 공급될 수 있도록 한다. 이러한 제어장치를 지능형 배터리 센서(Intelligent Battery Sensor; IBS)라 하며, IBS는 배터리의 과충전 또는 과방전을 방지하고, ECU(Electronic Control Unit)를 통해 배터리 정보를 ISG(Idle Stop and Go)로 전송함으로써 발전 제어의 최적 작동을 유도한다.
한편, 지능형 배터리 센서는 배터리와의 연결을 위해 버스바가 마련된 클램프를 포함한다. 배터리의 외부 케이스에는 일정 길이를 갖는 포스트 단자가 외측으로 돌출되며, 클램프가 포스트 단자를 감싸도록 결합된 후 볼트 등에 의해 고정된다.
그런데 클램프를 포스트 단자에 결합할 때 적정 조임 토크를 상회하는 힘으로 볼트를 조일 경우 포스트 단자가 변형되거나 끊어질 수 있으며, 반대로 적정 조임 토크 이하의 힘으로 볼트를 조일 경우 클램프와 포스트 단자 사이에 접촉저항이 증가하거나 클램프가 분리되는 등의 문제가 발생하였다.
대한민국공개특허공보 제2016-0037549호(2016.04.06.)
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 배터리 포스트 단자와의 체결력을 향상시키고 설치 및 분해가 용이하며 내구성이 우수한 지능형 배터리 센서용 클램프를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 배터리 포스트 단자 클램프는, 몸체와, 체결수단으로 구성된다. 상기 몸체는, 절개부가 일측에 형성된 파이프 형상을 갖도록 벤딩되고 배터리 포스트 단자가 삽입되는 장착공이 내부에 마련된 결합부와, 상기 결합부의 타측 상단에서 외측으로 연장되며 지능형 배터리 센서와 연결되는 접속부와, 상기 결합부의 일측 양단에서 각각 연장되고 평행하게 배치된 한 쌍으로 구성되고 상기 장착공의 중심을 관통하는 수직축에 대해 기울어지게 배치되며 상기 절개부를 통해 이격된 패널을 포함한다. 상기 체결수단은, 상기 한 쌍의 패널을 관통하여 결합되는 체결볼트와, 상기 체결볼트에 나사 결합되는 체결너트를 포함한다.
상기 패널은, 상기 결합부의 일단에서 연장된 제1패널과, 상기 결합부의 타단에서 연장되어 상기 볼트헤드와 접촉되는 제2패널로 구성된다. 상기 제1패널의 상단에는 상기 제2패널의 상단 및 상기 볼트헤드의 상단을 감싸도록 ㄷ자 형상으로 벤딩된 토션바가 마련된다. 또한, 상기 제1패널의 하단에는 ㄴ자 형상으로 벤딩된 리브바가 마련된다.
상기 제2패널의 하단에는 상기 볼트헤드의 하단을 감싸도록 ㄴ자 형상으로 벤딩된 드롭바가 마련되되 상기 드롭바는 상기 제2패널에 대해 예각을 이루도록 배치된다.
상기 체결볼트는, 상기 한 쌍의 패널을 관통하는 볼트몸체와, 상기 한 쌍의 패널 중 적어도 하나에 접촉되는 볼트헤드로 이루어진다. 상기 볼트헤드는 상기 결합부에 접촉되는 일측이 경사진 사다리꼴 판재이며, 상기 패널에 접촉되는 상기 볼트헤드의 일면이 오목하게 형성된다.
상기 체결너트에는 상기 체결볼트가 관통되는 체결공이 형성되고, 상기 체결공의 내주면 상단에는 상기 체결너트가 임의로 풀리는 것을 방지하는 테프론 코팅층이 마련된다.
상기 장착공은 상부로 갈수록 직경이 작아지는 테이퍼 형상이고, 상기 장착공의 내부에는 배터리 포스트 단자와의 마찰력을 향상시키기 위한 세레이션이 형성된다. 상기 세레이션은 상하로 연장된 다수의 걸림홈으로 형성되고, 상기 걸림홈은 하부로 갈수록 직경이 커지는 테이퍼 형상이다. 상기 걸림홈의 상단 직경은 상부에 위치된 다른 걸림홈의 하단 직경보다 작게 형성되고, 상기 걸림홈의 하단 직경은 하부에 위치된 다른 걸림홈의 상단보다 크게 형성된다.
상기 결합부의 타측 상단에는 상기 접속부의 성형 시 찢어짐을 방지하는 절개홈이 형성된다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 패널에 토션바, 드롭바, 리브바를 마련하여 체결수단을 죌 때 패널이 비틀어지거나 체결볼트의 볼트헤드가 헛도는 것을 방지할 수 있으며, 패널의 강도 향상 및 체결너트의 탈락 방지 등의 효과를 얻을 수 있다. 특히, 드롭바를 예각으로 배치할 경우 체결볼트가 임의로 분리되는 것을 방지할 수도 있다.
또한, 본 발명은 체결수단을 통해 패널 사이의 거리를 조절하여 장착공을 확장 또는 수축시킴으로써 배터리 포스트 단자에 설치하거나 분리하게 된다. 이때, 패널에 접촉되는 체결볼트의 볼트헤드가 오목한 형태를 가지므로 체결볼트와 체결너트의 나사 결합 시 상기 볼트헤드가 변형됨에 따라 텐션이 발생하여 상기 체결너트의 풀림을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 배터리 포스트 단자가 삽입되는 장착공의 내부에 세레이션이 형성되고, 상기 세레이션은 상하로 연장된 다수의 걸림홈으로 형성되되 상기 걸림홈이 하부로 갈수록 직경이 커지는 테이퍼 형상으로 형성된다. 따라서 배터리 포스트 단자를 용이하게 삽입할 수 있으며 삽입된 배터리 포스트 단자가 쉽게 분리되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 결합부의 타측 상단, 즉 접속부의 양측에 절개홈을 형성함으로써 접속부를 성형하는 과정에서 벤딩 부위가 찢어지는 등의 문제를 일으키는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 포스트 단자 클램프의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 포스트 단자 클램프의 분해사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 포스트 단자 클램프 중 결합부의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 포스트 단자 클램프 중 패널 및 체결수단의 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 포스트 단자 클램프의 배면도.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명함에 있어, 그리고 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부가하였다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 포스트 단자 클램프(이하 '클램프'라고 함)는 배터리 포스트 단자와 케이블을 연결하는 구성요소로서, 충전 및 방전 시 배터리의 정보를 측정하는 지능형 배터리 센서(IBS)의 설치가 가능한 클램프이다.
도면을 본 실시예에 따른 클램프의 구조를 상세히 살펴보도록 한다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 클램프(10)는, 배터리 포스트 단자(미도시)에 결합되는 몸체(100)와, 몸체(100)를 배터리 포스트 단자에 고정시키거나 이격시키는 체결수단(200)을 포함한다.
몸체(100)는, 배터리 포스트 단자가 삽입되는 결합부(110)와, 지능형 배터리 센서가 연결되는 접속부(120)와, 체결수단(200)이 결합되는 패널(130,140)로 이루어진다. 이때, 결합부(110), 접속부(120), 패널(130,140)로 구성된 몸체(100)는 단조 등의 소성가공에 의해 일체로 제작됨으로써 강도가 우수하고 내구성이 뛰어나다. 또한, 클램프(10)를 배터리 포스트 단자에 고정할 때 결합부(110)를 통해 균일한 압력이 인가되므로 클램프(10)의 체결력을 향상시킬 수 있다.
결합부(110)는 배터리 포스트 단자가 삽입되는 장착공(112)이 내부에 마련된 파이프 형상이다. 장착공(112)은 상부로 갈수록 직경이 작아지는 테이퍼 형상으로 형성되고, 그 내부에는 세레이션(114)이 형성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 세레이션(114)은 상하로 연장된 다수의 걸림홈(114a~114c)으로 이루어진 다단으로 형성된다. 걸림홈(114a~114c)은 하부로 갈수록 직경이 커지는 테이퍼 형상으로 형성된다. 예컨대, 제1걸림홈(114a)의 상단 직경은 상부에 위치된 제2걸림홈(114b)의 하단 직경보다 작게 형성되고, 제1걸림홈(114a)의 하단 직경은 하부에 위치된 제3걸림홈(114c)의 상단보다 크게 형성된다.
이와 같은 형상의 세레이션(114)은, 클램프(10)의 설치 시 배터리 포스트 단자가 용이하게 삽입될 수 있으록 하고, 배터리 포스트 단자에 설치된 클램프(10)가 쉽게 분리되는 것을 방지한다. 즉, 배터리 포스트 단자에 대한 클램프(10)의 체결력을 향상시킨다.
본 실시예에서는 세레이션(114)이 장착공(112)의 내주면을 따라 수평방향으로 형성된 것으로 예시하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 예로, 수직방향으로 연장된 세레이션을 장착공(112)에 추가할 경우 클램프(10)가 배터리 포스트 단자를 중심으로 회전되는 것을 방지할 수 있다.
결합부(110)의 일측에는 절개부(116)가 마련되어 장착공(112)이 확장 또는 수축되게 함으로써 클램프(10)를 용이하게 설치하거나 분리할 수 있도록 한다. 또한, 결합부(110)의 타측(접속부(120)가 마련된 타측) 상단에는 한 쌍의 절개홈(118)이 형성되어, 접속부(120)를 가공하기 위해 벤딩을 하는 과정에서 연결부위(결합부(110)와 접속부(120)를 연결하는 부위)에 크랙이 생기거나 찢어지는 것을 방지한다.
접속부(120)는 결합부(110)의 타측 상단에서 외측으로 연장된 판재 형태이다. 전술한 바와 같이, 접속부(120)에는 지능형 배터리 센서가 설치되고, 지능형 배터리 센서는 충전 및 방전 시 전류, 전압, 온도 등의 정보를 ECU에 전달하여 발전 제어의 최적 작동을 유도한다.
패널(130,140)은 결합부(110)의 일측 양단, 즉 절개부(116) 측 양단에서 각각 연장되고 평행하게 배치된 한 쌍으로 구성된다. 도면에 도시된 것처럼, 상부에 위치되고 후술할 체결너트(220)와 접촉되는 제1패널(130)과, 하부에 위치되며 후술할 체결볼트(210)의 볼트헤드(214)와 접촉되는 제2패널(140)로 구성된다. 이때, 제1패널(130)과 제2패널(140)은 장착공(112)의 중심을 관통하는 수직축에 대해 기울어지게 형성된다. 또한, 제1패널(130)과 제2패널(140)은 결합부(110)의 절개부(116)를 통해 이격된다.
이와 같이 패널(130,140)을 기울어지게 형성할 경우 체결수단(200) 또한 경사지게 배치되므로 체결수단(200)을 이용한 클램프(10)의 설치 및 분리 작업을 용이하게 진행할 수 있다. 더불어, 클램프(10)의 설치 시 배터리 주변장치들과의 간섭을 최소화할 수 있으며, 배터리 및 그 주변장치에 대한 레이아웃을 용이하게 설계할 수 있다.
제1패널(130)과 제2패널(140)에는 체결볼트(210)가 관통되는 관통공(132,142)이 형성된다. 제2패널(140)의 관통공(142)은 체결볼트(210)의 유동을 방지하기 위해 원형으로 형성되는 반면, 제1패널(130)의 관통공(132)은 타원형으로 형성된다.
한편, 제1패널(130)의 상단에는 ㄷ자 형상으로 벤딩된 토션바(134)가 마련된다. 토션바(134)는 제2패널(140)의 상단과 볼트헤드(214)의 상단을 감싸도록 형성되어, 체결볼트(210)의 볼트헤드(214)를 지지함으로써 관통공(132,142)에 삽입된 체결볼트(210)가 임의로 탈락되는 것을 방지할 수 있으며, 체결너트(220)를 죌 때 체결볼트(210)가 헛도는 것을 방지할 수 있다.
더불어, 토션바(134)는 체결너트(220)를 죌 때 제2패널(140)의 비틀림 변형을 방지한다. 즉, 관통공(132,142)에 삽입된 체결볼트(210)에 체결너트(220)를 결합할 때 체결너트(220)와 접촉되는 제2패널(140)이 비틀어질 우려가 있는데, 전술한 바와 같이 토션바(134)를 통해 제2패널(140)의 상단을 감쌀 경우 제2패널(140)의 비틀림 변형을 방지할 수 있다.
제1패널(130)의 하단에는 ㄴ자 형상으로 벤딩된 리브바(136)가 마련된다. 리브바(136)는 제1패널(130)에 접촉되는 체결너트(220)의 죄거나 푸는 과정에서 체결너트(220)가 탈락되는 것을 방지하고, 제1패널(130)을 보강하여 내구성을 향상시킨다.
제2패널(140)의 하단에는 ㄴ자 형상으로 벤딩된 드롭바(144)가 마련된다. 드롭바(144)는 볼트헤드(214)의 하단을 감싸도록 형성되어 체결수단(200)을 죌 때 볼트헤드(214)가 헛도는 것을 방지한다. 특히, 드롭바(144)가 제2패널(140)에 대해 예각을 이루도록 배치될 경우 체결볼트(210)가 패널(130,140)에서 임의로 분리되는 것을 방지할 수 있다.
체결수단(200)은, 패널(130,140)을 관통하여 결합되는 체결볼트(210)와, 체결볼트(210)에 나사 결합되는 체결너트(220)로 이루어진다. 이러한 체결수단(200)은 제1패널(130)과 제2패널(140)을 이격 또는 근접시켜 장착공(112)이 확장 또는 수축되게 함으로써 클램프(10)를 용이하게 설치할 수 있도록 한다.
체결볼트(210)는, 제1패널(130)과 제2패널(140)을 관통하는 볼트몸체(212)와, 제2패널(140)에 접촉되는 볼트헤드(214)로 이루어진다.
볼트몸체(212)는 소정 길이를 가진 샤프트 형상이고, 그 외주면에는 체결너트(220)와의 결합을 위한 나사산이 형성된다.
볼트헤드(214)는 소정 두께를 가진 사다리꼴 판재이며, 상단은 제1패널(130)의 토션바(134)에 지지되고 하단은 제2패널(140)의 드롭바(144)에 지지된다. 또한, 볼트헤드(214)의 일측은 경사지게 형성되어 결합부(110)의 외주면에 접촉함으로써 체결수단(200)을 죌 때 볼트헤드(214)가 헛도는 것을 추가로 방지한다. 특히, 제2패널(140)의 하면에 접촉되는 볼트헤드(214)의 상면을 오목하게 형성되는데, 이는 체결볼트(210)에 결합된 체결너트(220)를 죌 때 볼트헤드(214)가 변형됨에 따라 스프링과 같은 텐션이 발생하여 체결너트(220)의 풀림을 방지하기 위함이다. 즉, 볼트헤드(214)의 변형에 따른 텐션이 볼트몸체(212)를 당기게 되므로 체결너트(220)가 임의로 풀리는 것을 방지할 수 있다.
체결너트(220)는 하단 둘레를 따라 플랜지가 형성된 플랜지 너트이다. 이러한 형태의 체결너트(220)는 와셔 없이도 너트의 풀림을 방지할 수 있는바, 와셔의 사용에 따른 분실 등의 문제를 해결할 수 있다. 체결너트(220)의 중앙에는 체결공(222)이 형성되고, 체결공(222)에는 체결볼트(210)와의 결합을 위한 나사산이 형성된다. 그리고 체결공(222)의 내주면 상단에는 테프론 코팅층(미도시)이 마련되어, 체결볼트(210)에 나사 결합된 체결너트(220)가 임의로 풀리는 것을 방지한다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 클램프 100: 몸체
110: 결합부 112: 장착공
114: 세레이션 116: 절개부
118: 절개홈 120: 접속부
130: 제1패널 132: 관통공
134: 토션바 136: 리브바
140: 제2패널 142: 관통공
144: 드롭바 200: 체결수단
210: 체결볼트 212: 볼트몸체
214: 볼트헤드 220: 체결너트

Claims (9)

  1. 절개부가 일측에 형성된 파이프 형상을 갖도록 벤딩되고 배터리 포스트 단자가 삽입되는 장착공이 내부에 마련된 결합부와, 상기 결합부의 타측 상단에서 외측으로 연장되며 지능형 배터리 센서와 연결되는 접속부와, 상기 결합부의 일측 양단에서 각각 연장되고 평행하게 배치된 한 쌍으로 구성되고 상기 장착공의 중심을 관통하는 수직축에 대해 기울어지게 배치되며 상기 절개부를 통해 이격된 패널을 포함하는 몸체; 및
    상기 한 쌍의 패널을 관통하여 결합되는 체결볼트와, 상기 체결볼트에 나사 결합되는 체결너트로 이루어진 체결수단을 포함하되,
    상기 체결볼트는, 상기 한 쌍의 패널을 관통하는 볼트몸체와, 상기 한 쌍의 패널 중 적어도 하나에 접촉되는 볼트헤드로 이루어지고,
    상기 볼트헤드는 상기 결합부에 접촉되는 일측이 경사진 사다리꼴 판재이며, 상기 패널에 접촉되는 상기 볼트헤드의 일면이 오목하게 형성되어, 상기 체결볼트에 결합된 상기 체결너트를 죌 경우 상기 볼트헤드가 변형됨에 따라 텐션이 발생하여 상기 체결너트의 풀림을 방지하며,
    상기 체결수단을 이용하여 상기 한 쌍의 패널을 이격 또는 근접시킬 경우 상기 장착공이 확장 또는 수축되는 것을 특징으로 하는 배터리 포스트 단자 클램프.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 패널은, 상기 결합부의 일단에서 연장된 제1패널과, 상기 결합부의 타단에서 연장되어 상기 볼트헤드와 접촉되는 제2패널로 구성되고,
    상기 제1패널의 상단에는 상기 제2패널의 상단 및 상기 볼트헤드의 상단을 감싸도록 ㄷ자 형상으로 벤딩된 토션바가 마련되며,
    상기 토션바는 상기 제2패널의 비틀림 변형을 방지하고 상기 볼트헤드가 헛도는 것을 방지하며 상기 체결볼트가 임의로 탈락되는 것을 방지하는 배터리 포스트 단자 클램프.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1패널의 하단에는 ㄴ자 형상으로 벤딩된 리브바가 마련되고,
    상기 리브바는 상기 체결너트가 임의로 풀리거나 탈락되는 것을 방지하는 배터리 포스트 단자 클램프.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2패널의 하단에는 상기 볼트헤드의 하단을 감싸도록 ㄴ자 형상으로 벤딩된 드롭바가 마련되되 상기 드롭바는 상기 제2패널에 대해 예각을 이루도록 배치되고,
    상기 드롭바는 상기 볼트헤드가 헛돌거나 상기 체결볼트가 상기 몸체에서 임의로 분리되는 것을 방지하는 배터리 포스트 단자 클램프.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 체결너트에는 상기 체결볼트가 관통되는 체결공이 형성되고, 상기 체결공의 내주면 상단에는 상기 체결너트가 임의로 풀리는 것을 방지하는 테프론 코팅층이 마련된 것을 특징으로 하는 배터리 포스트 단자 클램프.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 장착공은 상부로 갈수록 직경이 작아지는 테이퍼 형상이고, 상기 장착공의 내부에는 배터리 포스트 단자와의 마찰력을 향상시키기 위한 세레이션이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 포스트 단자 클램프.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 세레이션은 상하로 연장된 다수의 걸림홈으로 형성되고, 상기 걸림홈은 하부로 갈수록 직경이 커지는 테이퍼 형상이며,
    상기 걸림홈의 상단 직경은 상부에 위치된 다른 걸림홈의 하단 직경보다 작게 형성되고, 상기 걸림홈의 하단 직경은 하부에 위치된 다른 걸림홈의 상단보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 포스트 단자 클램프.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 결합부의 타측 상단에는 상기 접속부의 성형 시 찢어짐을 방지하는 절개홈이 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 포스트 단자 클램프.
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