KR20120050934A - 개인용 피부 관리 기구를 위한 모터 - Google Patents

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Abstract

모터는, 도포기 하우징에 고정식으로 장착되는 강성의 앵커 부재와, 전자기 고정자 부재와, 전기자를 포함한다. 전기자는 영구 자석 조립체와, 앵커 부재를 전기자에 연결하는 2개의 판 스프링을 포함하며, 판 스프링은 서로에 대해 직각으로 위치 설정된다. 스프링 부재의 길이 비율은 0.75:1 내지 0.95:1의 범위 내에 있다. 구동 조립체는 고정자 부재에 대해 교류 구동 신호를 생성하여 전기자와 전기자에 부착된 피부 접촉 부재를 왕복 운동 방식으로 이동시키며, 피부 접촉 부재는 피부에 대해 직교하는 제1 성분과, 피부에 평행한 제2 성분과, 아치형 제3 성분을 포함한다.

Description

개인용 피부 관리 기구를 위한 모터{MOTOR FOR A PERSONAL SKIN CARE APPLIANCE}
본 발명은 전체적으로 음파 주파수 범위에서 작동하며 통상적으로는 얼굴 피부 영역에 피부 제형을 적용하기 위한 개인용 관리 기구에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 이런 기구에 사용되는 모터에 관한 것이다.
사용자의 얼굴 영역에 피부 제형을 적용하기 위한 전동 기구는 피부 제형의 효능/흡수를 극대화함에 있어 유리하다. 이런 기구가, 기구에 유효한 여러 개의 모터에 대한 실시예와 함께, 본 발명의 양수인에게 양도된 미국 특허 출원 제12/135,887호에 설명되어 있다. 미국 특허 출원 제12/135,887호의 개시 내용은 본 명세서에서 참조한다.
이런 기구에 있어 여러 가지 중요한 인자들이 있다. 먼저, 기구용 모터의 작동 효율이 중요하다. 모터가 작동시에 효율적이지만 대부분 유형의 모터는 마찰 및 결과적인 항력으로 인해 낮은 효율을 가진다. 다른 유형의 모터에서는 설계 제약이 작동 효율을 감소시킬 수 있다. 고효율의 모터가 기구 작동의 실용성을 보장하기 위해서 중요하다.
모터의 작동 효율과 더불어, 기구의 작동 효율이 중요하다. 즉, 피부 상태(skin appearance)를 개선하기 위해 피부 제형의 현저한 흡수를 유도하고, 또한 도포기와 사용자의 피부 사이에서의 물리적 접촉이 허용 가능한 편안함을 제공하여 기구 사용을 꺼리는 경우가 없도록 함이 중요하다. 따라서, 작동시에 효율적이면서도 사용자의 피부 상태 개선을 유도하는 피부 제형 기구가 요구된다.
이에 따라, 본 발명의 일 태양은 기구 하우징을 포함하는 개인용 피부 관리 기구를 위해 사용되며 피부 접촉 부재를 구동시키는, 개인용 피부 관리 기구를 위한 모터에 관한 것으로, 모터는, 도포기 하우징에 고정식으로 장착되는 앵커 부재와, 전자기 고정자 부재와, 전기자와, 구동 조립체를 포함하며, 전기자는 영구 자석 조립체와, 앵커 부재를 전기자에 연결하는 2개의 스프링 부재를 포함하고, 스프링은 서로에 대해 직각으로 장착되며, 스프링 부재의 길이 비율은 0.75:1 내지 0.95:1의 범위 내에 있고, 구동 조립체는 고정자 부재에 대해 교류 구동 신호를 생성하여 구동 신호의 연속적인 반 주기 동안 전기자를 반대 방향으로 이동시킴으로써 피부 접촉 부재의 진동 운동을 유도한다.
본 발명의 다른 태양은 개인용 피부 관리 기구에 관한 것으로, 기구는, 기구 하우징과, 하우징 내에 내장되는 모터와, 구동 조립체를 포함하며, 모터는 왕복 운동 방식으로 이동되는 도포기 팁 조립체를 가지며, 도포기 팁 조립체는 피부 접촉 부재를 포함하고, 모터는 하우징에 고정식으로 장착되는 앵커 부재와, 전자기 고정자 부재와, 전기자를 포함하며, 전기자는 영구 자석 조립체와, 앵커 부재를 전기자에 연결하는 2개의 스프링 부재를 포함하고, 스프링 부재는 서로에 대해 대체로 직각으로 장착되며, 스프링 부재의 길이 비율은 0.75:1 내지 0.95:1의 범위 내에 있고, 구동 조립체는 고정자에 대해 교류 구동 신호를 생성하여 구동 신호의 연속적인 반 주기 동안 전기자를 반대 방향으로 이동시킴으로써 피부 접촉 부재의 진동 운동을 유도한다.
도 1은 본 명세서에 설명되고 도시된 모터를 이용하는 개인용 피부 관리 기구의 외형을 나타내는 사시도로서, 기구는 기구의 캡 부분이 제거된 상태로 도시되어 있다.
도 2의 (a) 내지 (d)는 기구의 도포기 팁 부분과 사용자의 얼굴 피부 사이에서의 접촉 순서 및 범위를 도시하는 일련의 도면이다.
도 3은 기구의 작동 부품들을 도시하는 기구 내부의 단면 다이어그램이다.
도 4는 도 3에 대해 역방향에서 바라본, 본 명세서에 도시되고 설명된 모터 일부의 전반적인 레이아웃을 도시하는 평면도이다.
도 5는 도포기 팁 조립체를 구비한 모터를 도시하는 사시도이다.
도 6은 도 5에 대해 반대 측면으로 바라본, 모터의 사시도이다.
도 1에는 사용자의 얼굴 영역에 피부 제형을 적용하기 위한 도포기 기구(applicator appliance)가 도면부호 10으로 전체적으로 도시되어 있다. 기구는 본체 부분(12)과 제거 가능한 캡 부분(14)을 포함한다. 본체 부분(12)은 하우징부(16)를 포함한다. 사용자의 피부에 접촉되는 도포기 팁(20)이 하우징부(16)의 상부 표면(18)으로부터 연장된다. 도시된 실시예에서, 도포기 팁(20)은 이의 전방 단부에 오목부(22)를 포함한다. 오목부는 기구의 작동 동안 사용자의 얼굴 피부 영역에 적용될 선택된 양의 피부 제형을 일시적으로 보유할 것이다. 기구는 온/오프 스위치(24)에 의해 제어된다.
기구의 효율적 작동을 위해서, 구체적으로는 도포기 팁과 사용자의 피부 사이에 편안한 접촉을 제공하면서 피부 제형의 효율적 흡수를 유도하는 작동을 위해서, 도포기 팁(20)의 복합 운동이 중요하다고 알려져 있다. 도포기 팁 운동의 제1 성분은 피부 표면에 대해 직교하고, 운동의 제2 성분은 피부 표면에 평행하며, 제3 성분은 아치형으로서 도포기 팁과 피부 사이의 점진적인 접촉 증가를 유도한다.
도 2에는 이런 소정의 운동 순서가 도시되어 있다. 도 2의 (a)는 시간(T0)에서의 도포기 팁(20)과 피부 영역(21) 사이의 초기 접촉이 도시되어 있다. 도포기 팁(20)의 내측 에지(20A)가 피부(21) 표면과 접촉한다. 힘이 피부 표면에 대해 직교 방향으로 하향으로 가해지기 시작하여 피부에 초기 크기의 압축력을 생성한다. 초기 인장 응력이 또한 피부(21)에 생성된다. 시간[t1; 도 2의 (b)]에서, 도포기 팁(20)은 시계방향으로 회전하면서 피부에 대해 직교하는 방향으로 하향 이동하여 도시된 바와 같이 피부를 지속적으로 압축한다. 또한, 도포기 팁은 피부(21)의 표면에 대해 평행하게 좌측으로 이동한다. 이런 평행 운동 성분은 피부에 충분하지만 비교적 작은 인장 응력을 생성하며, 이는 압축력과 함께 결합될 때 피부 손상 또는 불편함을 야기하지않으면서 피부 제형의 흡수를 향상시킴에 있어 중요하다고 알려져 있다.
도포기 팁 운동은 시간[t2; 도 2의 (c)]에서 변화하고 시간[t3; 도 2의 (d)]에서 다시 변화하는데, 이 시점에서 도포기 팁의 접촉 표면이 피부에 완전히 접촉된 상태로 도포기 팁의 접촉 표면이 피부(21)의 표면에 대해 본질적으로 평행을 이루게 되고, 피부에 직교하는 압축력과 피부의 표면에 평행한 인장 응력이 최대치에 도달하게 된다. 도포기 팁은 도 2의 (d)에 도시된 바와 같이 도포기 팁의 전체 접촉 표면을 따라 피부에 대해 압축력을 생성한다. 다음, 도포기 팁의 운동이 모터 작동에 의해 역방향으로 진행되어 도포기 팁은 이의 초기 위치가 된다. 다음, 도 2의 (a) 내지 (d)의 순서가 선택된 주파수에서 반복된다.
도포기 팁 운동의 아치형 성분에 의한 피부 표면과의 점진적인 접촉 증가가 편안한 접촉, 즉 사용자의 느낌을 유지함에 있어 중요하다고 알려져 있다. 전술된 운동은 복합적이지만 피부 제형의 효율적 흡수를 유도하고 사용자에 대해 만족스러울 정도의 편안함을 유지하는 이중의 장점을 가지므로, 일반 사용자는 기구를 지속적으로 사용할 것이다. 도포기 팁의 전방 표면의 오목 형상과 조합된 복합 운동은, 오목부에 존재하는 다량의 피부 제형이 사용자 피부의 적용 표면으로부터 바로 변위되는 것을 방지하는 것을 돕는다.
도 3은 기구 본체(12)에 내장된 전체 작동 부품들을 도시하는 단면도이다. 기구 본체(12)는, 이하에서 더 구체적으로 설명되는 전체적으로 도면부호 30으로 지시된 모터와, 도시된 실시예에서 재충전 가능한 배터리(32)인 전력 원을 포함한다. 그러나, 전력 원은 1차 전지 또는 외부 전원과 같은 다른 전력 원일 수도 있다. 모터에 대한 제어 신호뿐만 아니라, 온/오프 스위치(24)의 상태를 감지하고, 단일 제품 사용의 지속시간을 제어하며, 배터리 충전 상태를 모니터링하는 등의 다른 작동 제어 기능이 마이크로프로세서(34)에 의해 제공된다. 마이크로프로세스(34)는 이런 기구에 사용되는 종래의 작동 과정 및 구조를 가진다. 전술된 모든 부품들은 기구 본체(12)의 하우징부(16)에 내장된다.
도 4 내지 도 6에는 기구용 모터(30)가 보다 구체적으로 도시되어 있다. 모터는 강성 재료로 제조된 앵커 부재(36)를 포함하며, 도시된 실시예에서는 강성 재료가 강화 플라스틱(hard plastic)이다. 도시된 실시예에서 앵커 부재는 2개의 슬롯(40, 42)을 포함하고, 2개의 슬롯은 서로에 대해 직각을 이루며 하우징부(16; 도 3)의 부품인 대응하는 리브 부재(44, 46)에 견고하게 끼움 결합된다. 이에 따라, 앵커 부재(36)는 제 위치에서 하우징에 고정되고, 모터의 작동 시에 자유로이 이동되지 않는다.
모터(30)는 또한 전기자 조립체(48)를 포함하며, 전기자 조립체는 금속 백아이언(backiron; 51; 도 3 및 도 6)에 장착된 상호 이격된 2개의 영구 자석(50, 52)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 영구 자석은 대략 0.18 인치(0.46 센티미터) 상호 이격되어 있지만, 이는 변동될 수 있다. 또한, 도시된 실시예에서, 영구 자석은 0.1 인치(0.25 센티미터)의 두께를 갖는 0.15 인치(0.38 센티미터)의 사각형이지만, 이들 치수 또한 변동될 수 있다.
전기자 부재(48)의 일 단부(53)에는 제거 가능한 도포기 팁 조립체(56)가 위치되며, 도포기 팁 조립체의 전방 단부에는 도포기 팁(20)이 위치된다. 도포기 팁(20)은 본 발명의 양수인에게 양도되어 공동 계류중인 미국 특허 출원 제12/474,426호에 보다 구체적으로 설명되어 있고, 이의 개시내용은 본 명세서에서 참조한다. 도포기 팁은 피부 제형을 유지하기 위해 오목한 전방 표면을 가지며, 쇼어 척도 OO 듀로미터 30의 매우 연성인 재료로 제조된다. 재료의 가요성은 사람 피부의 가요성과 유사하여 운동 및 힘을 효율적으로 전달한다.
전자기 고정자 조립체(60)가 앵커 부재(36)와 전기자(48) 사이에 위치된다. 전자기 고정자 조립체(60)는 종래의 전자석(61) 및 E-코어 적층 스택(62)을 포함하며, 도시된 실시예에서 적층 스택의 외부 레그는 중앙 레그로부터 0.257 인치(0.652 센티미터) 및 0.267 인치(0.678 센티미터)만큼 각각 분리되어 있다. 고정자 극은 3개의 레그의 단부이다. 고정자 조립체는 하우징부(16)의 부품이기도 한 대향하는 2개의 리브(64, 66)에 장착된다. 따라서, 모터의 작동시, 고정자 조립체(60) 또한 제 위치에 고정 상태로 유지된다.
모터는 2개의 판 스프링(68, 70)을 더 포함하며, 판 스프링은 앵커 부재(36)와 전기자(48)의 대향하는 연장된 단부(53, 55) 사이에서 연장되어 이들을 연결한다. 전기자(48)의 연장된 단부는 서로에 대해 직각을 이룬다. 도시된 실시예에서, 판 스프링은 대략 0.2 인치(0.51 센티미터)의 폭과 0.012 인치(0.030 센티미터)의 두께를 가지며, 스테인리스 강으로 제조된다. 판 스프링(68, 70) 또한 서로에 대해 대체로 직각을 이루며 연장된다. 판 스프링(68, 70)은 상이한 자유 길이를 가진다. 판 스프링의 자유 길이의 비율은, 피부 제형의 효율적이고 편안한 적용을 유도하기 위해 도포기 팁의 소정의 다중의 성분 운동을 달성함에 있어 중요하다. 스프링(68) 길이에 대한 스프링(70) 길이의 비율은 0.75:1 내지 0.95:1의 범위 내에 있다. 바람직하게는, 자유 길이의 비율은 0.79:1 내지 0.83:1의 범위 내에 있다. 기구가 피부에 대해 적절히 배향되면, 판 스프링(68)은 피부에 대해 대체로 직교하는 반면에, 판 스프링(70)은 피부에 대해 대체로 평행을 이룰 것이다. 판 스프링의 이런 배열이 피부 제형의 효율적 흡수와 사용자에게 편안함을 제공하는 소정의 조합을 만들어 낸다.
작동시, 온/오프 스위치가 작동된 다음, 마이크로프로세스(34)로부터 교류 전기 신호가 전자기 고정자 조립체(60)에 제공된다. 교류 신호의 반 주기 동안, 전자석의 2개의 외측 극은 영구 자석 중 하나를 끌어당기고 다른 영구 자석을 밀어낼 것이다. 중심 극 또한 하나의 영구 자석을 밀어내고 다른 영구 자석을 끌어당길 것이다. 생성된 힘은, 고정자 조립체(60)에 대해 그리고 피부를 향해 (도 5에 도시된 바와 같이) 반시계 방향을 따라 약간의 복합 아치형 운동으로, 도포기 팁을 포함하여 전기자(48)를 이동시킨다. 도 2의 (a) 내지 (d)에 도시되고 전술된 바와 같이, 이 운동은 직교 운동 성분과, 평행 운동 성분과, 약간의 아치형 운동 성분을 포함한다. 다른 반 주기에는, 전류 방향이 역전되고, 전기자는 고정자에 대해 시계 방향을 따라 도포기 팁을 피부로부터 멀어지는 방향으로 이동시킴으로써 반응한다.
작동 주파수는 통상적으로 50 내지 200 ㎐, 바람직하게는 110 내지 135 ㎐ 범위 내에 있다. 피부 표면에 직교하는 운동의 진폭 범위는 0.01 인치 (0.026 센티미터) 내지 0.075 인치(0.191 센티미터), 바람직하게는 0.02 인치(0.051 센티미터) 내지 0.035 인치(0.089 센티미터) 범위 내에 있다. 피부 표면에 평행한 운동의 범위는 0.005 인치(0.013 센티미터) 내지 0.07 인치(0.178 센티미터), 바람직하게는 0.013 인치(0.033 센티미터) 내지 0.032 인치(0.081 센티미터) 범위 내에 있다. 이들 치수로부터 생성되는 아치형 운동은 상대적으로 작으며, 0.5°내지 3°, 바람직하게는 대략 2°범위에서 원호를 따르지만, 이값은 실제 사용되는 치수에 따라 변동될 것이다.
작동시, 판 스프링(68, 70)은, 전기자가 휴지 위치에 있을 때 전기자를 중심 설정하고 가동하는 전기자와 도포기 팁 조립체의 질량이 결합될 때 기계적 공진 시스템을 생성하는 기능을 모두 수행한다. 전체 시스템의 기계적 공진과 대략 동일한 주파수에서 전류의 방향이 번갈아가면서 변경되면, 전기자 구조의 운동 진폭이 현저하게 증가하게 되어, 전력 입력에 대해 소정의 높은 효율을 유지하면서 효율적 작동을 위한 필요 운동을 생성한다. 따라서, 기구는 피부 제형의 신속하고 효율적 흡수와, 실용적인 기구의 작동을 구현한다.
바람직한 실시예가 예시를 목적으로 개시되었지만, 다양한 변형 및 변경 그리고 대체가 이하의 청구범위에 한정된 바와 같이 본 발명의 사상으로부터 벗어남 없이 바람직한 실시예에서 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (29)

  1. 기구 하우징을 포함하는 개인용 피부 관리 기구에 사용되고 피부 접촉 부재를 구동시키는, 개인용 피부 관리 기구를 위한 모터이며,
    도포기 하우징에 고정식으로 장착되는 앵커 부재와,
    전자기 고정자 부재와,
    전기자와,
    구동 조립체를 포함하며,
    전기자는 영구 자석 조립체와, 앵커 부재를 전기자에 연결하는 2개의 스프링 부재를 포함하고, 스프링은 서로에 대해 직각으로 장착되며, 스프링 부재의 길이 비율은 0.75:1 내지 0.95:1의 범위 내에 있고,
    구동 조립체는 고정자 부재에 대해 교류 구동 신호를 생성하여 구동 신호의 연속적인 반 주기 동안 반대 방향으로 전기자를 이동시킴으로써 피부 접촉 부재의 진동 운동을 유도하는 모터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 비율은 0.79:1 내지 0.83:1의 범위 내에 있는 모터.
  3. 제1항에 있어서, 스프링 부재는 판 스프링인 모터.
  4. 제1항에 있어서, 각각의 판 스프링의 단부 각각은 앵커 부재와 전기자의 대향 단부에 의해 각각 구속되는 모터.
  5. 제1항에 있어서, 전기자는 앵커 부재로부터 대체로 대각선 방향으로 위치 설정되는 모터.
  6. 제1항에 있어서, 모터의 작동은 피부 접촉 부재의 운동을 유도하고, 운동은 피부에 직교하는 제1 성분과, 피부에 평행한 제2 성분과, 아치형 제3 성분을 가지는 모터.
  7. 제6항에 있어서, 운동의 주파수는 50 내지 200 ㎐의 범위 내에 있는 모터.
  8. 제7항에 있어서, 주파수는 110 내지 135 ㎐의 범위 내에 있는 모터.
  9. 제6항에 있어서, 피부에 직교하는 도포기 팁의 이동은 0.01 내지 0.075 인치(0.025 내지 0.191 센티미터)의 범위 내에 있고, 피부의 표면에 평행한 이동 범위는 0.005 내지 0.07 인치(0.013 내지 0.178 센티미터)의 범위 내에 있는 모터.
  10. 제6항에 있어서, 피부에 직교하는 도포기 팁의 이동 범위는 0.02 인치 내지 0.035 인치(0.051 센티미터 내지 0.089 센티미터)의 범위 내에 있고, 피부에 평행한 이동 범위는 0.013 인치 내지 0.032 인치(0.033 센티미터 내지 0.081 센티미터)의 범위 내에 있는 모터.
  11. 제6항에 있어서, 아치형 운동은 0.5°내지 3°의 범위 내에서 원호를 따르는 모터.
  12. 제11항에 있어서, 원호는 대략 2°인 모터.
  13. 제1항에 있어서, 고정자 부재는 앵커 부재, 스프링 부재 및 전기자 부재에 의해 경계가 이루어진 영역 내에 위치되고, 고정자 부재는 도포기 하우징에 고정되는 모터.
  14. 제1항에 있어서, 앵커 부재는 강성의 재료를 포함하는 모터.
  15. 제1항에 있어서, 개인용 피부 관리 기구는 사람의 얼굴 영역에 피부 제형을 적용하기 위한 기구인 모터.
  16. 개인용 피부 관리 기구이며,
    기구 하우징과,
    하우징에 내장되는 모터와,
    구동 조립체를 포함하며,
    모터는 왕복 운동 방식으로 이동되는 도포기 팁 조립체를 가지고, 도포기 팁 조립체는 피부 접촉 부재를 포함하며, 모터는 하우징에 고정식으로 장착되는 앵커 부재와, 전자기 고정자 부재와, 전기자를 포함하고, 전기자는 영구 자석 조립체와, 앵커 부재를 전기자에 연결하는 2개의 스프링 부재를 포함하며, 스프링 부재는 서로에 대해 대체로 직각으로 장착되고, 스프링 부재의 길이 비율은 0.75:1 내지 0.95:1의 범위 내에 있으며,
    구동 조립체는 고정자에 대해 교류 구동 신호를 생성하여 구동 신호의 연속적인 반 주기 동안 반대 방향으로 전기자를 이동시킴으로써 피부 접촉 부재의 진동 운동을 유도하는 기구.
  17. 제16항에 있어서, 상기 비율은 0.79:1 내지 0.83:1의 범위 내에 있는 기구.
  18. 제16항에 있어서, 각각의 스프링 부재의 단부 각각은 앵커 부재와 전기자의 대향 단부에 의해 각각 구속되는 기구.
  19. 제16항에 있어서, 모터의 작동은 피부 접촉 부재의 운동을 유도하고, 운동은 피부에 직교하는 제1 성분과, 피부에 평행한 제2 성분과, 아치형 제3 성분을 가지는 기구.
  20. 제19항에 있어서, 운동의 주파수는 50 내지 200 ㎐의 범위 내에 있는 기구.
  21. 제20에 있어서, 주파수는 110 내지 135 ㎐의 범위 내에 있는 기구.
  22. 제19항에 있어서, 피부에 직교하는 도포기 팁의 이동은 0.01 내지 0.075 인치(0.025 내지 0.191 센티미터)의 범위 내에 있고 피부의 표면에 평행한 이동 범위는 0.005 내지 0.07 인치(0.013 내지 0.178 센티미터)의 범위 내에 있는 기구.
  23. 제19항에 있어서, 피부에 직교하는 도포기 팁의 이동 범위는 0.02 인치 내지 0.035 인치(0.051 센티미터 내지 0.089 센티미터)의 범위 내에 있고, 피부에 평행한 이동 범위는 0.013 인치 내지 0.032 인치(0.033 센티미터 내지 0.081 센티미터)의 범위 내에 있는 기구.
  24. 제19항에 있어서, 아치형 운동은 0.5°내지 3°의 범위 내에서 원호를 따르는 기구.
  25. 제20항에 있어서, 원호는 대략 2°인 기구.
  26. 제16항에 있어서, 피부 접촉 부재는 피부 제형을 수용하기 위한 컵 형상의 오목한 중앙 영역을 피부 접촉 부재의 전방 단부에 가지는 기구.
  27. 제26항에 있어서, 피부 접촉 부재는 쇼어 척도 OO 듀로미터 30의 재료를 포함하는 기구.
  28. 제19항에 있어서, 기구는 사람의 얼굴 영역에 피부 제형을 적용하기 위한 도포기인 기구.
  29. 제28항에 있어서, 피부에 직교하는 도포기 팁의 이동은 0.02 인치 내지 0.35 인치(0.051 센티미터 내지 0.889 센티미터)의 범위 내에 있고, 피부에 평행한 도포기 팁의 이동은 0.013 인치 내지 0.032 인치(0.033 센티미터 내지 0.081 센티미터)의 범위 내에 있으며, 아치형 운동은 대략 2°이고, 주파수는 110 내지 135 ㎐의 범위 내에 있는 기구.
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