KR100298472B1 - 스로우어웨이팁의클램프기구 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 스로우어웨이식, 즉 쓰다가 버리는 바이트, 보링 바, 커터, 엔드밀 등의 공구본체의 팁 장착시이트에 스로우어웨이 팁을 자유자재로 착탈할 수 있도록 장착하기 위한 스로우어웨이 팁의 클램프 기구에 관한 것으로, 특히, 스로우어웨이 팁을 간편하게 장착할 수 있고, 또한 그 돌출을 방지, 즉 빗나감 방지효과를 향상할 수 있는 스로우어웨이 팁의 클램프기구에 관한 것이다.
Description
본 발명은, 스로우어웨이식, 즉 쓰다가 버리는 바이트, 보링 바, 커터, 엔드밀 등의 공구본체의 팁 장착시이트에 스로우어웨이 팁을 자유자재로 착탈할 수 있도록 장착하기 위한 스로우어웨이 팁의 클램프 기구에 관한 것으로, 특히, 스로우어웨이 팁을 간편하게 장착할 수 있고, 또한 그 돌출을 방지, 즉 빗나감 방지효과를 향상할 수 있는 스로우어웨이 팁의 클램프기구에 관한 것이다.
종래의 스로우어웨이 팁의 클램프기구로서는, 예컨대, 일본국 실개소 64-23302호 공보에 개시된 스로우어웨이 팁의 클램프기구가 제안되어 있다. 이 스로우어웨이 팁의 클램프기구는, 도 5에 도시된 바와 같이, 팁 장착시이트(12)에 밑면이 있는 위치결정구멍(13)이 형성되며, 위치결정구멍(13)의 밑면(13a)에 나사공(14)이 형성된 공구본체(11)와, 팁 장착시이트(12)에 설치되며 대략 중앙에 위치결정구멍(13)과 대략 동일지름의 결합공(15a)이 형성된 시이트(15)와, 이 시이트(15)의 결합공(15a) 및 위치결정구멍(13)과 결합되는 원통형 결합부재(16)와, 스로우어웨이 팁(17)의 팁구멍(17a) 및 결합부재(16)에 삽입되며, 헤드가 스로우어웨이 팁(17)의 팁구멍(17a)에 결합되고 선단부가 위치결정구멍(13)의 나사공(14)에 체결되어 스로우어웨이 팁(17)을 시이트(15)를 통해 팁 장착시이트(12)에 고정하는 팁장착나사(18)로 이루어진다.
그런데, 이 스로우어웨이 팁의 클램프기구에서는, 팁 장착시이트(12)에 밑면이 있는 위치결정구멍(13)을 형성하여 결합부재(16)를 결합시키기 위하여, 팁 장착시이트(12)보다 아래쪽에 있는 위치결정구멍(13)의 밑면(13a)에 팁 장착나사(18)의 선단부가 체결되는 나사공(14)이 형성되어 있다. 그리고, 팁 장착시이트(18)의 헤드는 결합부재(16) 및 시이트(15) 표면에 위치하는 스로우어웨이 팁(17)의 팁구멍(17a)에 결합시킨다. 따라서, 스로우어웨이 팁(17)의 팁구멍(17a)과 나사공(14)의 간격이 종래보다 길어지므로, 높은 클램프강도를 얻기가 곤란하고, 스로우어웨이 팁(17)에 과대한 원심력이 가해지면 스로우어웨이 팁(17)의 위치가 빗나갈 우려가 있다.
위치 빗나감 방지 효과가 높은 것으로서는, 실개소 64-23301호 공보에 표시되어 있는 바와 같은 스로우어웨이 팁의 클램프기구가 제안되어 있다. 이 스로우어웨이 팁의 클램프기구는, 도 6에 표시하듯이, 팁 장착시이트(22)에 나사공(23) 및 복수의 시이트 장착 나사공(24)이 형성된 공구본체(21)와, 팁 장착시이트(22)에 설치되어 나사공(23)과 대응하는 위치에 나사공(23)보다 큰 지름의 관통공(25a)과 시이트 장착 나사공(24)에 대응하는 결합공(25b)을 보유하는 시이트(25)와, 시이트(25)의 결합공(25b)과 팁 장착시이트(22)의 나사공(24)에 결합되는 핀(26)과, 스로우어웨이 팁(27)의 팁구멍(27a) 및 시이트(25)의 관통공(25a)에 삽입되어 헤드가 팁(27)의 구멍(27a)에 끼워지며 선단부가 팁 장착시이트(22)의 나사공(23)에 체결되어 시이트(25)를 통해 팁(27)을 시이트(22)에 고정하는 팁 장착나사(28)로 이루어진다.
이 스로우어웨이 팁의 클램프기구에서는, 도 5에 표시되는 것과 같은 스로우어웨이 팁의 클램프기구에 비하여, 도 6의 스로우어웨이 팁(27)의 팁구멍(27a)과 팁 장착시이트(22)의 장착나사공(23)과의 간격이 짧으므로, 원심력이 커질 때 스로우어웨이 팁(27)의 위치가 빗나가는 것을 경감할 수 있다.
그러나, 이 스로우어웨이 팁의 클램프기구에서는, 시이트(25)를 복수의 핀(26)으로 고정하고 있어, 부품이 많아지고, 그 부품이 작아야만 한다. 이 때문에, 공구본체(21)의 스로우어웨이 팁(27)의 설치작업이 복잡해지는 불편함이 있다.
본 발명은 이런 문제점을 감안하여 스로우어웨이 팁을 간편하게 장착할 수 있고, 또한 팁을 제위치에 유지할 수 있는 스로우어웨이 팁의 클램프기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1발명의 스로우어웨이 팁의 클램프기구는, 공구본체에 설치된 팁장착시이트에 팁구멍이 중앙에 관통되어 있는 스로우어웨이 팁을 얹어놓고, 팁장착나사를 스로우어웨이 팁의 팁구멍에 체결한 뒤 팁구멍에 팁장착나사의 헤드를 끼워서 스로우어웨이 팁을 고정하도록 한 스로우어웨이 팁의 클램프기구로서, 팁장착시이트는 장착나사공이 형성된 시이트의 밑면과 이 밑면에 대해 돌출되어 팁을 위치결정하는 팁위치결정벽면을 구비하고, 팁장착시이트의 밑면에는 장착나사공이 형성되고, 장착나사공에는 헤드에 나사공이 관통된 나사부재가 그 헤드를 팁장착시이트의 밑면보다 돌출되도록 체결되며, 스로우어웨이 팁의 팁구멍은 나사공이 달린 나사부재의 헤드가 삽입되어 결합되는 결합부를 보유하고, 나사공이 달린 나사부재는 스로우어웨이 팁의 팁구멍에 대하여 팁 위치결정 벽면측으로 편심되게 배치되고, 팁장착나사는 나사공이 달린 나사부재의 나사공에 체결되어서 스로우어웨이 팁을 고정하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 팁장착나사의 헤드가 결합되는 스로우어웨이 팁의 팁구멍과 팁장착나사가 체결되는 나사공이 달린 나사부재의 간격이 짧으므로, 팁장착나사가 구부러지기 어렵다. 따라서, 원심력 등에 의하여 스로우어웨이 팁을 팁 위치 결정벽면에서 이격시키려는 힘이 작용할 때에는, 팁 장착나사의 체결에 의해 위치 빗나감이 방지된다. 또, 팁장착나사에 저항하여 스로우어웨이 팁이 팁위치결정벽면에서 떨어져도 나사공이 달린 나사부재에 의하여 원위치된다.
또, 스로우어웨이 팁은 작은 부품을 사용하지 않고 적은 부품점수로 장착된다.
본 발명의 제2 실시예는 상기 제1발명의 스로우어웨이 팁의 클램프기구에 있어서, 팁장착시이트와 스로우어웨이 팁 사이에 결합공을 구비한 시이트가 장착되고, 시이트의 결합공에는 나사공이 달린 나사부재가 삽입되며, 나사공이 달린 나사부재의 헤드는 시이트의 결합공과 결합하여 시이트를 고정하면서 결합공에서 돌출하여 스로우어웨이 팁의 결합부와 결합하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 시이트는 스로우어웨이 팁이 장착되기 전에 나사공이 달린 나사부재의 헤드에 의하여 고정된다.
도 1은 본 발명의 스로우어웨이 팁의 클램프기구의 한 실시예를 표시하는 정단면도이다.
도 2는 도 1의 스로우어웨이 팁의 클램프기구의 측면도이다.
도 3은 도 1의 스로우어웨이 팁의 클램프기구를 적용한 엔드밀의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 스로우어웨이 팁의 클램크기구의 다른 실시예의 정단면도이다.
도 5는 종래의 스로우어웨이 팁의 클램프기구의 일례의 정단면도이다.
도 6은 종래의 스로우어웨이 팁의 클램프기구의 다른 예의 를 표시하는 정단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
31 : 공구본체 32 : 팁장착시이트
32a : 밑면 32b : 팁 위치결정벽면
33 : 장착 나사공 35 : 시이트
35c : 결합공 36 : 나사공이 달린 나사
36a : 나사공 36c : 헤드
37 : 스로우어웨이 팁
이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명인 스로우어웨이 팁의 클램프기구가 적용된 스로우어웨이식 엔드밀(100)을 표시한 도면이고, 엔드밀(100)의 공구본체(31)는 기둥 형태의 강재 등으로 형성된다. 공구본체(31)의 기단부는 도면에 표시하지 않는 공작기계의 스핀들에 장착하는 생크(shank)(31a)를 형성하여, 공구본체(31)의 선단부(31b)의 외연부에 팁 장착시이트(32)가 형성되어 있다.
도 1, 2에 도시된 바와 같이, 팁 장착시이트(32)는 평탄한 시이트 밑면(32a)과, 시이트 밑면(32a)으로부터 위로 돌출하여 서로 직각으로 교차하도록 이웃하는 한쌍의 팁위치결정벽면(32b)으로 되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 시이트밑면(32a)의 중앙부에는 나사공(33)이 형성되어 있다.
시이트밑면(32a)에 시이트(35)가 설치되고, 시이트(35)는 초경합금이나 고속도강(high speed steel) 등의 경질재료로 형성되어 정사각형 평판형상을 이루며, 시이트의 뒷면은 팁 장착시이트(32)의 시이트밑면(32a)에 맞닿는 설치면(35a)이고 시이트의 표면은 스로우어웨이 팁(37)과 맞닿는 팁 설치면(35b)이다. 또, 시이트(35)의 측면은 팁 장착시이트(32)의 팁 위치결정벽면(32b)에 접촉되고, 시이트(35)의 중앙부에는 팁 장착시이트(32)의 나사공(33)과 통하는 결합공(35c)이 관통되어 있다. 시이트(35)의 결합공(35c) 중 스로우어웨이 팁(37) 쪽은 구경이 확대되어 환형대경부(35e)를 형성하고 있다.
시이트(35)의 결합공(35c)과 나사공(33)에 나사(36)가 삽입되어 나사(36)의 수나사(36b)가 나사공(33)에 체결되는 바, 상기 나사(36)의 중앙에는 나사공(36a)이 관통되어 있다. 또, 나사공이 형성된 나사(36)의 헤드(36c)는 환형으로 돌출하여 시이트(35)의 결합공(35c)의 환형 대경부(35e)에 결합되어, 시이트(35)를 압착한다. 헤드(36c)의 선단은 결합공(35c)의 대경부(35e)로부터 돌출되어 있는 바, 시이트(35)의 팁설치면(35b)보다 돌출되어 있다. 또, 나사(36)의 나사공(36a)의 상단부에는 나사(36)를 회전시키기 위한 6각 구멍(36f)이 형성되어 있다. 6각구멍(36f) 대신에 +자형이나 -자형 홈으로 대체해도 좋다.
시이트(35)에는 스로우어웨이 팁(37)이 설치된다. 스로우어웨이 팁(37)은 초경합금 등의 경질재료로 형성되고 시이트(35)보다 큰 정사각형의 평판형상을 이루며, 표면이 레이크면(37a)로 됨과 아울러, 이 레이크면(37a)의 반대측 뒷면이 설치면(37b)으로 되며, 4개의 측면이 각각 여유면(37c)으로 되어 있고, 이들 여유면(37c)에 여유각이 부여된 포지티브 팁이다. 그리고, 상기 레이크면(37a)과 각 여유면(37c)의 교차 능선부에 절삭용 절삭날(37d)이 형성된다. 또, 도 2에 도시된 바와 같이, 스로우어웨이 팁(37)의 4개의 여유면(37c) 중 2개는, 팁 장착시이트(32)의 팁위치결정벽면(32b)에 접촉된다.
스로우어웨이 팁(37)의 중앙부에는, 나사(36)의 나사공(36a)과 통하는 팁 구멍(37e)이 관통되어 있고, 팁 구멍(37e)의 내주면은 시이트(35)쪽으로 갈수록 지름이 감소되는 테이퍼 형상으로 되어 있다. 팁 구멍(37e)의 설치면(37b)측의 개구선단에는 구경이 고리형상으로 확대된 결합부(37f)가 형성되어 있고, 결합부(37f)의 내주면은 선단쪽으로 갈수록 구경이 확대되는 테이퍼면(37g)을 이루고 있다. 결합부(37f)에는 나사(36)의 헤드(36c)가 삽입되고, 나사(36)의 중심축선(CT1)은 팁 구멍(37e)의 중심선과 일치하는 스로우어웨이 팁(37)의 중심축선(CT2)에 대해 벽면(32b) 모퉁이를 향해서 소정량(d)만큼 편심되어 있다(도 2 참조). 따라서, 결합부(37f)의 개구단의 구경은 나사(36)의 헤드(36c)의 외경에 편심량(d)의 2배를 더한 값보다 크게 설정되어 있다.
또, 도 1에 도시된 바와 같이, 스로우어웨이 팁(37)의 팁 구멍(37e)에는 팁 결합나사(38)가 삽입되고, 나사(38)의 헤드(38a)는 팁 구멍(37e)의 내주면과 밀착되며, 나사(38)는 나사(36)의 나사공(36a)에 체결된다.
본 발명의 스로우어웨이 팁의 클램프기구를 적용한 엔드밀(100)은, 이상과 같은 구성을 보유하므로, 아래와 같이하여 그 공구본체(31)에 스로우어웨이 팁(37)을 장착할 수 있다.
우선, 공구본체(31)의 팁 장착시이트(32)의 시이트밑면(32a)에 시이트(35)를 설치하되, 결합공(35c)을 나사공(33)에 일치시킨다. 이때, 시이트(35)의 측면은 벽면(32b)에 접촉된다. 다음, 시이트(35)의 결합공(35c)과 팁 장착시이트(32)의 나사공(33)에 나사(36)를 삽입하고, 헤드(36c)의 6각구멍(36f)에 6각렌치 등의 공구를 삽입 회전하여 나사(36)를 나사공(33)에 체결시킨다.
그 결과, 나사(36)의 헤드(36c)가 결합공(35c)의 대경부(35e)와 맞닿게 되어, 시이트(35)를 팁장착시이트(32)의 시이트밑면(32a) 쪽으로 앞착하게 된다.
이와 같이, 스로우어웨이 팁(37)이 설치되기 전에, 시이트(35)를 나사(36)의 헤드(36c)를 이용해 임시로 고정하므로, 이후의 장착작업이 간단해진다. 또, 팁 장착시이트(32)에 시이트(35)를 정확하고 확실하게 장착할 수 있다.
또, 나사(36)의 헤드(36c)가 시이트(35)의 대경부(35e)로부터 돌출된다. 즉, 시이트(35)의 팁 설치면(35b)보다 돌출된다.
그 뒤, 스로우어웨이 팁(37)을 시이트(35)에 장착한다. 이때, 도 2에 표시하는 스로우어웨이 팁(37)의 4개의 여유면(37c) 중 2개가 팁 위치결정벽면(32b)에 접촉된다. 그러면, 스로우어웨이 팁(37)의 중심축선(CT2)은 나사(36)은 중심축선(CT1)에 대해 벽면(32b)의 반대쪽으로 편심된다. 이때, 결합부(37f)의 개구단의 구경이 나사(36) 헤드(36c)의 외경에 편심량(d)의 2배를 더한 값보다도 크게 설정되어 있으므로, 나사(36)의 헤드(36c)가 팁(37)의 결합부(37f)로 삽입된다. 그리고, 도 1에 표시하는 바와 같이, 스로우어웨이 팁(37)의 팁 구멍(37e)과 나사(36)의 나사공(36a) 역시 동일하게 편심된 상태에서 연통되고, 나사(36)의 헤드(36c)는 벽면(32b) 쪽의 테이퍼면(37g)과 접촉하거나 근접된다.
이어서, 팁 장착나사(38)를 스로우어웨이 팁(37)의 팁 구멍(37e)과 나사(36)의 나사공(36a)에 삽입 및 체결하여, 헤드(38a)를 팁구멍(37e)의 내주면과 밀착시킨다. 다음 나사(38)를 더 조이면, 팁(37)이 시이트(35)를 통해 팁 장착시이트(32)의 시이트밑면(32a)을 향해 압착되어 고정된다. 이때, 나사(36)가 결합부(37f)의 내부로 더 삽입되므로(즉, 위로 돌출하므로), 나사(36)의 헤드(36c)는 벽면(32b) 측의 테이퍼면(37g)을 향해 상대이동하여 테이퍼면(37g)에 맞닿거나 더 근접된다.
또, 나사(38)가 팁 구멍(37e)을 통해 나사(36) 헤드(36c)의 나사공(36a)에 체결되므로, 이 나사(38)는 스로우어웨이 팁(37)의 중심축선(CT2)에 대하여 벽면(32b)측으로 편심되어 있다. 따라서, 벽면(32b) 쪽의 팁 장착나사(38)의 헤드(38a)는 팁 구멍(37e) 내주면중 벽면(32b) 쪽 일부분과 맞닿아 밀착된다. 이 때문에, 스로우어웨이 팁(37)은 장착시이트(32)의 벽면(32b)쪽으로 밀려 위치가 결정된다.
또, 팁 장착나사(38)의 헤드(38a)가 결합되는 위치(즉 스로우어웨이 팁(37)의 팁 구멍(37e)의 위치)와, 팁 장착나사(38)가 체결되는 위치(즉, 나사(36)의 나사공(36a)의 위치)와의 간격이, 도 6의 종래예에 비해 짧으므로, 절삭구동시의 원심력등, 도 1의 스로우어웨이 팁(37)을 팁 위치결정벽면(32b)으로부터 이간시키려는 힘에 의해 팁 장착나사(38)가 종래에 비해 굽힘변형이 발생하기 어렵다. 따라서, 팁 장착나사(38)에 의하여, 스로우어웨이 팁(37)의 위치의 빗나감을 종래보다 확실히 방지할 수 있다.
또, 팁 장착나사(38)를 굽힐 정도의 큰 힘이 스로우어웨이 팁(37)에 작용하고 스로우어웨이 팁(37)이 벽면(32b)에서 떨어진 경우에는, 팁(37) 결합부(37f)의 팁위치결정벽면(32b),(32b)측의 테이퍼면(37f)을 나사(36)의 헤드(36c)에 밀착시킨다. 이것에 의하여, 스로우어웨이 팁(37)의 위치 빗나감을 더 방지할 수 있다.
또, 이 스로우어웨이 팁(37)의 장착에서는, 도 6의 종래예와 같이 시이트(25)를 복수의 핀(26)으로 고정하는 경우에 비해 부품수를 감축할 수 있고, 핀(26)과 같은 작은 부품을 사용하지 않으므로, 도 1에 표시하듯이 시이트(35)를 통해 스로우어웨이 팁(37)를 간단히 장착할 수 있다.
도 4는, 본 발명의 스로우어웨이 팁의 클램프기구의 다른 실시예의 정단면도이고, 이 스로우어웨이 팁의 클램프기구가 적용된 스로우어웨이식 엔드밀(200)은 도 1의 엔드밀(100)에서 시이트(35)를 생략한 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 엔드밀(200)에서는 팁 장착시이트(32)의 시이트밑면(32a)의 나사공(33)의 개구선단에 구경이 확대된 고리형 대경부(33a)를 형성하고, 나사(36)의 헤드(36c)를 대경부(33a)에 결합시키고 헤드(36c)의 선단을 팁 장착시이트(32)의 시이트 밑면(32a) 보다 돌출시켜 나사공(33)에 체결시킨다. 그리고, 스로우어웨이 팁(37)의 결합부(37f)를 나사(36)의 헤드(36c)와 결합시켜 팁 장착시이트(32)에 설치한다. 이 실시예에 있어서도, 상기 시이트(35)의 결합 이외의 점에서는, 도 1의 실시예와 동일한 효과를 성취한다.
또, 이상의 2개의 실시예에 있어서는, 본 발명의 스로우어웨이 팁의 클램프 기구를 엔드밀에 적용한 경우를 표시하였지만, 본 발명의 스로우어웨이 팁의 클램프기구는, 스로우어웨이식 바이트, 보링 바, 커터 등에도 적용할 수 있는 것은 물론이다. 또, 본 발명은, 나사공이 관통 형성된 나사(36)의 헤드(36c) 및 결합부(37f)의 구경을 확대하지 않는 구성도 포함한다.
특허청구의 범위 제1항 기재의 스로우어웨이 팁의 클램프기구에 의하면, 팁의 장착나사가 구부러지기 어려우므로, 원심력 등에 의하여 스로우어웨이 팁을 팁 위치결정벽면으로부터의 분리시키는 힘이 작용했을 때, 팁 장착나사를 조여 위치 빗나감을 효과적으로 방지할 수 있고, 또한 팁 장착나사에 저항하여 스로우어웨이 팁이 위치결정벽면에서 떨어져도 나사를 더 조이면 스로우어웨이 팁을 원위치시킬 수 있다.
또, 작은 부품을 사용하지 않고 적은 부품수로 스로우어웨이 팁을 장착하므로, 그 장착작업이 간단하다.
특허청구의 범위 제2항 기재의 스로우어웨이 팁의 클램프기구에 의하면, 전술한 효과 이외에도, 시이트를 나사공이 형성된 나사의 헤드로 고정할 수 있으므로, 장착작업을 더 간단하게 할 수 있다.
Claims (2)
- 공구본체에 설치된 팁 장착시이트(32)에 팁구멍(37e)이 중앙에 관통 형성된 스로우어웨이 팁(37)을 설치하고, 팁장착나사(38)를 상기 스로우어웨이 팁(37)의 팁구멍(37e)에 삽입하며, 팁구멍에 상기 팁장착나사의 헤드(38a)를 결합시켜 스로우어웨이 팁을 고정하도록 한 스로우어웨이 팁의 클램프기구에 있어서; 상기 팁장착시이트(32)는 시이트밑면(32a), 및 시이트밑면에 대하여 돌출되고 상기 스로우어웨이 팁의 위치를 결정하는 팁 위치결정벽면(32b)을 구비하며; 상기 팁장착시이트(32)의 시이트밑면(32a)에는 장착 나사공(33)이 형성되고; 상기 장착 나사공(33)에는 헤드(36c)에 나사공(36a)이 관통 형성된 나사(36)가 체결되고, 상기 헤드(36c)는 체결이 완료되었을 때 상기 팁장착시이트(32)의 시이트밑면(32a)보다 돌출되며; 상기 스로우어웨이 팁(37)의 팁구멍(37e)은 상기 나사(36)의 헤드(36c)가 삽입되어 결합되는 결합부(37f)를 보유하고; 상기 나사(36)는 상기 스로우어웨이 팁(37)의 팁구멍(37e)에 대해 상기 팁위치결정벽면(32b)측으로 편심되게 배치되며; 상기 팁장착나사(38)를 상기 나사(36)의 나사공(36a)에 체결하여 상기 스로우어웨이 팁을 고정하는 것을 특징으로 하는 스로우어웨이 팁의 클램프기구.
- 제1항에 있어서, 상기 팁장착시이트(32)와 상기 스로우어웨이 팁(37) 사이에는 결합공(35c)을 구비한 시이트(35)가 설치되고; 상기 시이트의 결합공(35c)에는 상기 나사(36)가 삽입되며; 상기 나사(36)의 헤드(36c)는 상기 시이트(35)의 결합공(35c)과 결합하여 그 시이트를 고정하고, 상기 결합공(35c)에서 돌출하여 상기 스로우어웨이 팁(37)의 결합부(37f)와 맞닿는 것을 특징으로 하는 스로우어웨이 팁의 클램프기구.
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