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KR102034403B1 - 비접촉 수전 장치 - Google Patents

비접촉 수전 장치 Download PDF

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KR102034403B1
KR102034403B1 KR1020187033987A KR20187033987A KR102034403B1 KR 102034403 B1 KR102034403 B1 KR 102034403B1 KR 1020187033987 A KR1020187033987 A KR 1020187033987A KR 20187033987 A KR20187033987 A KR 20187033987A KR 102034403 B1 KR102034403 B1 KR 102034403B1
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아키히로 아사이
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닛산 지도우샤 가부시키가이샤
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Abstract

비접촉 수전 장치는, 급전측 코일로부터 보내지는 자속을 비접촉으로 받는 수전 코일을 갖는 수전 코일 유닛과, 상기 수전 코일 유닛을 차체에 고정하는 철제 볼트와, 상기 수전 코일 유닛이 받은 자속의 주위로의 확산을 억제하는 자기 실드판을 구비하고 있다. 모든 상기 철제 볼트의 하방에는, 상기 자기 실드판이 배치되어 있다.

Description

비접촉 수전 장치
본 발명은 비접촉 충전에 사용되는 비접촉 수전 장치에 관한 것이다.
종래부터, 송전 장치로부터 비접촉으로 자속(전력)을 수전 장치로 송신하고, 배터리에 전력을 충전하는 비접촉 수전 장치가 공지되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이 특허문헌 1에 기재된 비접촉 수전 장치에 있어서는, 수전부 커버의 내측에 수전부가 마련되고, 수전부 커버의 외주 플랜지는 플로어 패널에 철제 볼트를 통하여 결합되어 있다. 또한, 수전부의 외주측에는, 수전부에서 받은 자속이 주위로 확산하는 것을 억제하는 자기 실드판이 배치되어 있다.
일본 특허 공개 제2013-219861호 공보
그러나, 상기 특허문헌 1에서는, 철제 볼트가 자기 실드판의 내주측에 배치되어 있기 때문에, 철제 볼트가 자계의 영향을 받아서 유도 가열된다. 그러면, 수전부에서 받는 자속의 양이, 철제 볼트의 유도 가열분만큼 감소된다는 문제가 있다.
또한, 차량이 주행하여 차체에 진동이 발생하기 때문에, 철제 볼트가 느슨해져서 수전부 커버의 보유 지지력이 저하될 우려가 있다.
본 발명은 이러한 종래의 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 점은, 수전 코일에서 받는 자속량의 증대와, 수전 코일 유닛의 차체에의 확실한 보유 지지를 동시에 성립시키는 비접촉 수전 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 비접촉 수전 장치에 있어서는, 철제 볼트를 통하여 차체에 고정되는 수전 코일 유닛과, 상기 수전 코일 유닛이 받은 자속의 주위로의 확산을 억제하는 자기 실드판을 구비하고 있다. 모든 상기 철제 볼트의 하방에, 상기 자기 실드판이 배치되어 있다.
본 발명에 따른 비접촉 수전 장치에서는, 급전측 코일로부터 보내지는 자속 전체 중, 철제 볼트에서 받는 자속이 자기 실드판에 의해 억제되기 때문에, 수전 코일에서 받는 자속의 양이 증대된다. 또한, 모든 상기 철제 볼트의 하방에, 상기 자기 실드판이 배치되어 있기 때문에, 수전 코일 유닛이 하방으로 이동된 경우에, 자기 실드판에 의해 수전 코일 유닛을 안정되게 받칠 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따르면, 수전 코일에서 받는 자속량의 증대와, 수전 코일 유닛의 차체에의 확실한 보유 지지를 동시에 성립시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 수전 코일 유닛을 마련한 차체의 하부를 도시하는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A선에 의한 단면도이다.
도 3은 수전 코일 유닛의 베이스 플레이트 단부 근방을 도시하는 사시도이다.
도 4는 도 3의 B-B선에 의한 단면도이며, 하방의 송전 장치로부터 상방을 향하여 보내지는 자속의 흐름을 나타내고 있다.
도 5는 도 3의 C-C선에 의한 단면도이며, 하방의 송전 장치로부터 상방을 향하여 보내지는 자속의 흐름을 나타내고 있다.
도 6은 도 2의 주요부를 확대한 단면도이며, 철제 볼트의 근방부에 있어서의 치수 관계를 도시하는 설명도이다.
도 7은 비교예에 관한 단면도이며, 도 4, 도 6에 대응하고 있다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면과 함께 상세하게 설명한다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 차체 전방부에는, 플로어 패널(1)이 배치되고, 해당 플로어 패널(1)에 있어서의 차폭 방향 중앙부에는, 전후 방향을 따라서 상측으로 볼록한 플로어 터널(3)이 형성되어 있다. 플로어 터널(3)의 측방에는, 플로어 패널(1)의 하면에 전후 방향으로 연장되는 좌우 한 쌍의 보강 멤버(5)가 접합되어 있다. 이들 보강 멤버(5) 각각은, 상하 방향 및 전후 방향을 따라서 연장되는 측벽(7)과, 이들 측벽(7)의 하단끼리를 연결하는 저벽(9)으로, 단면 해트형으로 일체 형성되어 있다.
또한, 후술하는 바와 같이, 좌우 한 쌍의 보강 멤버(5)의 저벽(9)에는, 수전 코일 유닛(11)이 철제 볼트(13)에 의해 체결되어 있다. 이들 철제 볼트(13)는 수전 코일 유닛(11)의 전방부의 좌우 양단부에 두개, 후방부의 좌우 양단부에 두개, 합계로 네개 배치되어 있다.
또한, 수전 코일 유닛(11)의 전방측에는 평면으로 보아 U자형 프론트 멤버(15)가 배치되고, 프론트 멤버(15)의 전방측에는 프론트 프레임(17)이 배치되어 있다. 수전 코일 유닛(11)의 후방측에는, 센터 플레이트(19)가 배치되어 있다. 그리고, 프론트 멤버(15), 수전 코일 유닛(11) 및 센터 플레이트(19)의 하측은, 자기 실드판(21)에 의해 덮여 있다. 구체적으로는, 프론트 멤버(15), 수전 코일 유닛(11) 및 센터 플레이트(19)에는 설치 볼트 구멍(23)이 형성되어 있다. 한편, 자기 실드판(21)에는, 상기 설치 볼트 구멍(23)에 대응하는 부위에, 관통 볼트 구멍(25)이 마련되어 있다. 그리고, 복수의 볼트(27)에 의해 자기 실드판(21)을 프론트 멤버(15), 수전 코일 유닛(11) 및 센터 플레이트(19)의 하측에 체결한다. 또한, 자기 실드판(21)은 수전 코일 유닛(11)이 받은 자속의 주위로의 확산을 억제하는 작용을 갖는다.
추가로, 자기 실드판(21)은 평면으로 보아 직사각형상으로 형성되고, 중앙부에 직사각형상의 개구부(29)가 형성되어 있다. 또한, 자기 실드판(21)은 실드판 본체부(31)와, 볼트 실드부(33)를 구비하고 있다. 실드판 본체부(31)는 평면형으로 형성되어 있고, 개구부(29)측의 주연부에 관통 볼트 구멍(25)이 형성되어 있다. 실드판 본체부(31)의 개구부(29)측의 주연부 중, 전방측의 좌우 양측과, 후방측의 좌우 양측의 네군데에는, 하방을 향하여 오목한 볼트 실드부(33)가 형성되어 있다. 이들 4군데의 볼트 실드부(33)는 전술한 네개의 철제 볼트(13)에 대응한 위치에 배치되어 있고, 볼트 실드부(33)에 의해 철제 볼트(13)가 하방에서 덮인다. 이와 같이, 모든 상기 철제 볼트(13)의 하방에는, 상기 자기 실드판(21)이 배치되어 있다. 즉, 모든 철제 볼트(13)의 하방에만, 볼트 실드부(33)가 배치되어 있다.
도 2에 도시되는 바와 같이, 수전 코일 유닛(11)은 보강 멤버(5)의 저벽(9)에 체결되는 평판형으로 형성된 알루미늄 합금제 베이스 플레이트(35)와, 베이스 플레이트(35)에 결합된 단면 해트형 수지제 커버(37)와, 수지제 커버(37)의 내측에 배치되는 수전 코일(41) 및 페라이트(43)(도 4 참조)를 포함한다. 또한, 도 2에 도시되는 바와 같이, 철제 볼트(13)는, 베이스 플레이트(35)의 전방부 및 후방부에 배치되어 있다.
도 2에 도시되는 바와 같이, 보강 멤버(5)의 저벽(9)의 상면(9a)에는, 웰드 너트(45)가 용접되어 있고, 도 2, 도 3에 도시되는 바와 같이, 수전 코일 유닛(11)의 베이스 플레이트(35)의 전단부에는 돌출부(47)가 형성되고, 돌출부(47)에는 좌우 방향으로 길게 연장되는 관통 볼트 구멍(49)이 형성되어 있다. 이 관통 볼트 구멍(49)에 철제 볼트(13)가 삽입 관통되어, 철제 볼트(13)는 상기 웰드 너트(45)에 나사 결합된다. 또한, 철제 볼트(13)의 하방에는, 볼트 실드부(33)가 배치된다. 볼트 실드부(33)는 저면(51)과 해당 저면(51)의 측방에 형성된 측면(53)으로부터 일체 형성되고, 저면(51)의 전체와 측면(53)의 일부가 후방으로 돌출되어 설편(55)이 형성되어 있다. 이 설편(55)의 측부(55a)에는, 절결부(57)가 형성되어 있고, 설편(55)의 측부(55a)와 수전 코일 유닛(11) 사이에 소정의 간극이 형성되어 있다.
또한, 수지제 커버(37)는 평판 형상의 하면(61)과, 하면(61)의 주위에 형성된 전면(63), 후면(65) 및 측면(67)과, 이들의 전면(63), 후면(65) 및 측면(67)에 결합된 플랜지(68)로부터 일체 형성되어 있다.
이어서, 도 4, 5를 사용하여, 자속의 흐름을 설명한다.
먼저, 본 실시 형태에서는, 도 4에 도시되는 바와 같이, 수전 코일 유닛(11)의 내부의 수전 코일(41)에 대해서는, 당해 수전 코일(41)의 하측의 송전 장치로부터 상방을 향하여 자속 m(화살표 참조)이 진행된다. 여기서, 커버는 수지제이기 때문에, 자속 m은 수지제 커버(37)로 차폐되지 않고, 이 자속 m은, 상측의 수전 코일 유닛(11)의 내부의 수전 코일(41)로 보내진다. 또한, 철제 볼트(13)에 대해서는, 당해 수전 코일(41)의 하측의 송전 장치로부터 상방을 향하여 자속 m이 진행되지만, 이 자속 m은, 자기 실드판(21)의 볼트 실드부(33)에 의해 차폐된다. 따라서, 철제 볼트(13)까지 도달하는 자속량이 대폭으로 저감된다.
한편, 도 5에 도시되는 일반부(철제 볼트(13)로부터 이격된 부위)에서는, 수전 코일 유닛(11)의 하측의 송전 장치로부터 상방을 향하여 자속 m이 진행된다. 이 자속 m은, 상측의 수전 코일 유닛(11)의 내부의 수전 코일(41)에 대하여, 수전 코일(41)의 하방 및 측방으로부터 보내진다.
또한, 도 6에 도시되는 바와 같이, 상기 자기 실드판(21) 중, 상기 철제 볼트(13)의 하방에 배치된 부위의 높이 위치를, 수전 코일 유닛(11)의 하면보다도 상측에 배치하였다. 구체적으로는, 지상으로부터 자기 실드판(21)의 볼트 실드부(33)의 상면(71)까지의 높이를 H1이라고 하고, 지상으로부터 수전 코일 유닛(11)의 수지제 커버(37)의 하면(61)까지의 높이를 H2라고 하면, H1>H2의 관계로 구성하였다.
추가로, 상기 철제 볼트(13)가 고정되는 보강 멤버(5)의 저벽(9)(차체)의 하면으로부터, 자기 실드판(21)의 상면에 있어서의 철제 볼트(13)의 하방에 배치된 부위까지의 높이를 L1이라고 하고, 상기 철제 볼트(13)의 전체 길이를 L2라고 한 경우, L1 <L2의 길이 관계로 설정하였다.
도 7에 도시되는 바와 같이, 비교예의 경우에는, 자기 실드판(121) 중, 상기 철제 볼트(13)의 하방에 배치된 부위의 높이 위치를, 수전 코일 유닛(11)의 하면보다도 하측에 배치하였다. 구체적으로는, 지상으로부터 자기 실드판(121)의 볼트 실드부(133)의 상면(171)까지의 높이를 h1이라고 하고, 지상으로부터 수전 코일 유닛(11)의 수지제 커버(37)의 하면까지의 높이를 h2라고 하면, h2>h1의 관계로 구성하였다.
이 경우, 볼트 실드부(133)의 선단과 수지제 커버(37) 사이에 간극이 형성되기 때문에, 차량 주행 시에 노상의 빗물이나 진흙(160) 등이 상기 간극으로부터 자기 실드판(121) 상에 침입하여 퇴적되어 퇴적물(170)이 형성된다.
이하에, 본 실시 형태에 의한 작용 효과를 설명한다.
(1) 본 실시 형태에 따른 비접촉 수전 장치는, 급전측 코일로부터 보내지는 자속을 비접촉으로 받는 수전 코일(41)을 갖는 수전 코일 유닛(11)과, 상기 수전 코일 유닛(11)을 보강 멤버(5)(차체)에 고정하는 철제 볼트(13)와, 상기 수전 코일 유닛(11)이 받은 자속의 주위로의 확산을 억제하는 자기 실드판(21)을 구비하고 있다. 모든 상기 철제 볼트(13)의 하방에는, 상기 자기 실드판(21)이 배치되어 있다.
따라서, 모든 철제 볼트(13)의 하방에는, 자기 실드판(21)이 배치되어 있다. 따라서, 급전측 코일로부터 보내지는 자속 전체 중, 철제 볼트(13)을 향하는 자속 m이 자기 실드판(21)에 의해 억제되기 때문에, 수전 코일(41)에서 받는 자속 m의 양이 증대된다. 또한, 차량의 진동 등에 의해 철제 볼트(13)가 느슨해져서, 수전 코일 유닛(11)의 차체에의 보유 지지력이 저하되고, 수전 코일 유닛(11)이 하방으로 이동된 경우에도, 수전 코일 유닛(11)이 자기 실드판(21)으로 받쳐진다. 이와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 수전 코일(41)에서 받는 자속량의 증대와, 수전 코일 유닛(11)의 차체에의 확실한 보유 지지를 동시에 성립시킬 수 있다. 또한, 알루미늄이나 오스테나이트계 SUS 등으로 이루어지는 볼트에 비교하여 철제 볼트(13)는 인성이나 피로 강도가 높으며, 또한 비용도 저렴하다. 또한, 수전 코일 유닛(11)을 차체에 고정하는 철제 볼트(13)가 배치된 모든 위치에 있어서, 수전 코일 유닛(11)이 하방으로 이동된 경우에, 수전 코일 유닛(11)을 안정되게 받칠 수 있다. 이와 같이, 수전 코일에서 받는 자속량의 증대와, 수전 코일 유닛(11)의 차체에의 확실한 보유 지지를 동시에 성립시킬 수 있다. 또한, 철제 볼트(13)에 의한 설치점은, 수전 코일 유닛(11)을 지지하기 위하여 적합한 위치에 배치되어 있기 때문에, 설치점 이외의 개소에서 받치는 것보다도 안정되게 보유 지지할 수 있다.
(2) 상기 자기 실드판(21)은, 실드판 본체부(31)와, 해당 실드판 본체부(31)의 단부에 배치됨과 함께 철제 볼트(13)를 향하는 자속 m을 실드하는 볼트 실드부(33)를 포함하고, 모든 상기 철제 볼트(13)의 하방에만, 상기 볼트 실드부(33)가 배치되어 있다.
이와 같이, 모든 철제 볼트(13)의 하방에만, 볼트 실드부(33)가 배치되어 있다. 따라서, 철제 볼트(13)의 하방 이외에도 자기 실드판(21)을 배치하는 경우에 비하여, 자기 실드판(21)의 전체 면적을 작게 할 수 있고, 비용 저감 및 중량 저감을 도모할 수 있다. 또한, 철제 볼트(13)는 수전 코일 유닛(11)의 중량을 지지하는 데 적합한 위치에 배치되어 있기 때문에, 자기 실드판(21)의 양호한 무게 중심 밸런스를 유지하면서, 자기 실드판(21)의 면적을 효율적으로 작게 할 수 있다.
(3) 상기 철제 볼트(13)는 수전 코일 유닛(11)을 차량에 탑재한 경우에 있어서의 수전 코일 유닛(11)의 전방부와 후방부에 배치하였다.
비접촉 충전을 행하는 경우, 지상측에 마련된 급전 코일 유닛에 대하여 차량측에 마련된 수전 코일 유닛(11)을 대향시켜서 배치할 필요가 있다. 그 경우, 수전 코일 유닛(11)이 급전 코일 유닛에 대하여 차량 전후 방향으로 어긋나 있는 경우, 차량을 전후로 이동시켜서 상대 위치의 수정을 하는 것을 용이하게 할 수 있다. 그러나, 수전 코일 유닛(11)이 급전 코일 유닛에 대하여 차량 좌우측 방향으로 어긋나 있는 경우, 차량을 좌우로 이동시켜서 상대 위치의 수정을 하는 것은, 몇번이나 왕복을 행할 필요가 있고, 운전자에 있어서 매우 번거롭다. 여기서, 수전 코일 유닛(11)이 급전 코일 유닛에 대하여 어긋난 위치에 배치되어 있으면, 철제 볼트(13)로 자속이 흘러 버린다. 전술한 바와 같이, 차량 전후 방향으로 어긋나 있는 경우, 상대 위치의 교정은 용이하게 할 수 있지만, 차량 좌우 방향의 교정은 곤란하다.
따라서, 급전 코일 유닛에 대한 수전 코일 유닛(11)의 위치 어긋남 교정이 어려운 수전 코일 유닛(11)의 좌우부(측부)보다도, 위치 어긋남의 교정이 용이한 수전 코일 유닛(11)의 전방부와 후방부에, 철제 볼트(13)를 배치하는 것이 바람직하다.
(4) 상기 자기 실드판(21) 중, 상기 철제 볼트(13)의 하방에 배치된 부위의 높이 위치를, 수전 코일 유닛(11)의 하면보다도 상측에 배치하였다.
자기 실드판(21) 중, 철제 볼트(13)의 하방에 배치된 부위의 높이 위치를, 수전 코일 유닛(11)의 하면보다도 하측에 배치해 버리면, 자기 실드판(21)과 수전 코일 유닛(11) 사이에 큰 간극이 형성된다. 차량이 주행할 때, 도로 상의 진흙이나 빗물 등이, 상기 간극으로부터 침입하여 자기 실드판(21) 상에 이물이 퇴적될 우려가 있다.
따라서, 자기 실드판(21)과 수전 코일 유닛(11) 사이에 형성되는 간극을 작게 하기 위해서, 자기 실드판(21)의 높이 위치를, 수전 코일 유닛(11)의 하면보다도 상측에 배치하는 것이 바람직하다.
(5) 상기 철제 볼트(13)가 고정되는 보강 멤버(5)의 저벽(9)(차체)으로부터, 자기 실드판(21) 중 철제 볼트(13)의 하방에 배치된 부위까지의 높이를 L1이라고 하고, 상기 철제 볼트(13)의 전체 길이를 L2라고 한 경우, L1<L2의 길이 관계로 설정하였다.
높이 L1과 철제 볼트(13)의 전체 길이 L2에 대해서, L1<L2의 길이 관계로 설정하고 있다. 따라서, 철제 볼트(13)가 풀린 경우에도 자기 실드판(21)에 닿기 때문에, 철제 볼트(13)가 차량으로부터 탈락되는 것을 억제할 수 있다.
(6) 상기 볼트 실드부(33)는 상기 실드판 본체부(31)의 주연으로부터 돌출되는 설편(55)이며, 이 설편(55)의 측부(55a)와 수전 코일 유닛(11) 사이에 간극이 형성되어 있다.
설편(55)의 측부와 수전 코일 유닛(11) 사이에 간극이 형성되어 있다. 따라서, 차량이 주행할 때, 도로상의 진흙(160)이나 빗물 등이 설편(55)과 수전 코일 유닛(11) 사이에 침입한 경우에도, 효율적으로 차 밖으로 배출된다.
그런데, 본 발명의 비접촉 수전 장치는 전술한 실시 형태를 예로 들어 설명했지만, 이 실시 형태에 한정되는 일 없이 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다른 실시 형태를 각종 채용할 수 있다.
예를 들어, 수전 코일 유닛(11)은 네 코너를 철제 볼트(13)를 통하여 보강 멤버(5)에 설치했지만, 네 코너에 추가하여 철제 볼트(13)에 의한 설치점을 더 증가시켜도 된다.
11: 수전 코일 유닛
13: 철제 볼트
21: 자기 실드판
31: 실드판 본체부
33: 볼트 실드부
41: 수전 코일
55: 설편
55a: 측부

Claims (9)

  1. 급전측 코일로부터 보내지는 자속을 비접촉으로 받는 수전 코일을 갖는 수전 코일 유닛과,
    상기 수전 코일 유닛을 차체에 고정하는 철제 볼트와,
    상기 수전 코일 유닛이 받은 자속의 주위로의 확산을 억제하는 자기 실드판을 구비하고,
    모든 상기 철제 볼트의 하방에는, 상기 자기 실드판이 배치되어 있는 것
    을 특징으로 하는 비접촉 수전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자기 실드판은, 실드판 본체부와, 해당 실드판 본체부의 단부에 배치됨과 함께 상기 철제 볼트를 향하는 자속을 실드하는 볼트 실드부를 포함하며,
    모든 상기 철제 볼트의 하방에만, 상기 볼트 실드부가 배치되어 있는 것
    을 특징으로 하는 비접촉 수전 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 볼트 실드부는, 상기 실드판 본체부의 주연으로부터 돌출되는 설편이며, 이 설편의 측부와 상기 수전 코일 유닛 사이에 간극이 형성되어 있는 것
    을 특징으로 하는 비접촉 수전 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 철제 볼트는, 상기 수전 코일 유닛을 차량에 탑재한 경우에 있어서의 상기 수전 코일 유닛의 전방부와 후방부에 배치한 것
    을 특징으로 하는 비접촉 수전 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기 실드판 중, 상기 철제 볼트의 하방에 배치된 부위의 높이 위치를, 상기 수전 코일 유닛의 하면보다도 상측에 배치한 것
    을 특징으로 하는 비접촉 수전 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 철제 볼트가 고정되는 차체로부터, 상기 자기 실드판 중 상기 철제 볼트의 하방에 배치된 부위까지의 높이를 L1이라고 하고,
    상기 철제 볼트의 전체 길이를 L2라고 한 경우,
    L1<L2의 길이 관계로 설정한 것
    을 특징으로 하는 비접촉 수전 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 철제 볼트는 상기 수전 코일 유닛을 삽입 관통하는,
    비접촉 수전 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    모든 상기 철제 볼트의 상기 수전 코일 유닛에서 노출하는 부분의 하방에는 상기 자기 실드판이 배치되어 있는,
    비접촉 수전 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 자기 실드판은 상기 수전 코일 유닛을 둘러싸는 주연을 형성하는 개구부를 갖는,
    비접촉 수전 장치.

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