KR100378301B1 - Power Assisted Steering Device for Automobile - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차용 파워 어시스티드 스티어링(Power Assisted Steering )장치에 대한 것으로서, 발명의 주된 목적은 밸브 하우징의 길이를 연장한 후, 그 내부에 볼 스크류 기어를 내장하여 피스톤으로 사용하도록 하므로써, 랙바의 중단에 형성하던 피스톤과 실린더를 생략할 수 있도록 하는데 있으며, 또 한편으로는 피드 튜브를 생략할 수 있도록 하는데 있으며, 더 나가서 부품의 수를 줄이고 구조를 간단히하여 상품성을 높일 수 있도록 하는데 목적이 있는 것이다.The present invention relates to a power assisted steering device for automobiles, and the main object of the invention is to extend the length of the valve housing, and to use the piston as a ball screw gear therein so as to use it as a piston. The purpose is to omit the pistons and cylinders formed in the middle of the suspension, and to omit the feed tube on the other hand, and to further increase the number of parts and simplify the structure to increase the marketability. .
이를 위한 특징적인 수단은 스티어링 축에 연장하도록 연결하되, 속에 길이 방향으로 중공부를 가지고, 중단 외경에 로터리 밸브를 구성하기 위해 밸브홈을 가진 인풋 샤프트, 상기한 인풋 샤프트의 중공부속에 내장시킨 채 스티어링 축에 같이 축착시키되, 끝단에 스플라인부를 가지는 토션바, 상기한 인풋 샤프트의 밸브홈부분에 감합하되, 유입구와 유출구를 가지는 밸브 바디, 상기한 인풋 샤프트의 하단을 감싼 채 토션바의 스플라인부가 끼워져 같이 회전할 수 있도록 하되, 중단에는 볼 스크류가 형성되고, 하단에 피니언이 형성된 피니언 축부재, 상기한 피니언 축부재에 치합되어 좌,우 이동이 가능한 랙바, 상기한 밸브 바디를 감싼 채 일측으로 유압 공급 파이프와 유압 회수 파이프를 가지는 로터리 밸브부, 넓게 확장된 채 일측으로 상행 유로와 하행유로를 가지는 상측 실린더부로 형성된 상반부 하우징, 상기한 상반부 하우징에 연결하여 실린더를 구성하되, 하측 실린더부와, 랙바 가이드부로 이루어진 하반부 하우징, 상기한 피니언 축부재에 감합하되, 내경은 피니언축부재의 외경에 밀착되고, 외경은 상측 실린더부의 내경에 밀착되도록 하며, 하측에 볼 순환기구를 가지는 볼 스크류, 상기한 볼 스크류의 일측편에서 세로로 관통되어 상단은 상반부 하우징에 고정되고, 하측은 하반부 하우징에 고정되도록 하여서 된 가이드 폴로 구성하여, 로터리 밸브의 밸브 바디에 의해 공급되는 유압이 볼 스크류의 상면과 저면에 작용하여 볼 스크류를 승강시키고, 볼 스크류의 승강력이 랙바를 이동시키는 피니언 축부재의 회전을 도울 수 있도록 하는데 있는 것이다.Characteristic means for this is connected to extend to the steering shaft, having a hollow in the longitudinal direction in the input shaft with a valve groove for constituting a rotary valve in the outer diameter of the suspension, the steering while embedded in the hollow of the input shaft The torsion bar is fitted to the shaft, but has a splined end, and fits into the valve groove of the input shaft, the valve body having the inlet and the outlet, and the spline of the torsion bar are wrapped with the lower end of the input shaft. Can be rotated, but the ball screw is formed in the middle of the interruption, the pinion shaft member having a pinion formed at the bottom, the rack bar is engaged with the pinion shaft member and movable left and right, the hydraulic supply to one side while wrapping the valve body Rotary valve section having a pipe and hydraulic return pipe, upward passage to one side with wide expansion An upper half housing formed of an upper cylinder having a downward flow path, and a cylinder connected to the upper half housing to form a cylinder, the lower cylinder housing consisting of a lower cylinder portion, a rack bar guide portion, and the pinion shaft member, wherein the inner diameter of the pinion shaft member It is in close contact with the outer diameter, the outer diameter is in close contact with the inner diameter of the upper cylinder portion, the ball screw having a ball circulation mechanism on the lower side, vertically penetrating from one side of the ball screw described above, the upper end is fixed to the upper half housing, the lower side is the lower half housing It is composed of a guide pole which is fixed to the shaft, and the hydraulic pressure supplied by the valve body of the rotary valve acts on the upper and lower surfaces of the ball screw to elevate the ball screw, and the lifting force of the ball screw moves the rack bar. Is to help with the rotation.
Description
본 발명은 자동차용 파워 어시스티드 스티어링(Power Assisted Steering )장치에 대한 것으로서, 더 상세하게는 밸브 하우징을 연장하여 그 내부를 유압실린더로 사용하고, 볼 스크류 기어(Ball And Nut Gears) 셋트를 피스톤으로 사용하는데 특징이 있는 것이다.The present invention relates to a power assisted steering device for automobiles, and more particularly, to extend the valve housing to use the inside as a hydraulic cylinder, and to set a ball and nut gear set as a piston. It is characteristic to use.
일반적으로 자동차용 파워 어시스티드 스티어링장치는 스티어링을 돕기 위해 유압을 사용하는 장치로서, 랙 앤드 피니언 스티어링 기어를 사용하는 타입과 볼 앤드 너트 스티어링 기어를 사용하는 타입, 일렉트릭 콘트롤 파워 스티어링 시스템 등이 있으며, 본 발명은 랙 앤드 피티언 스티어링 기어를 사용하는 타입을 개량한 것이다.In general, the power assisted steering device for automobiles is a device that uses hydraulic pressure to assist steering, such as a rack and pinion steering gear type, a ball and nut steering gear type, and an electric control power steering system. The present invention is an improvement of the type using the rack and fition steering gear.
랙 앤드 피니언 스티어링 기어를 사용하는 타입은 도 1에서 보는 바와 같이 인풋 샤프트(1)와, 밸브 바디(3)와, 토션바(2)와, 토션바에 연결된 피니언축(4)을 내장하는 밸브 하우징(B)이 있고, 상기한 피니언축 하단의 피니언(42)이 랙바(5)의 랙(5a)에 치합되어 있으며, 상기한 랙바(5)의 중단은 실린더 속에 내장된 피스톤으로 형성되어 있다.The type using the rack and pinion steering gear is a valve housing incorporating an input shaft 1, a valve body 3, a torsion bar 2, and a pinion shaft 4 connected to the torsion bar as shown in FIG. (B), the pinion 42 at the lower end of the pinion shaft is engaged with the rack 5a of the rack bar 5, and the suspension of the rack bar 5 is formed by a piston embedded in the cylinder.
따라서 상기한 로터리 밸브(6a)에 의해서 좌측 또는 우측으로 공급되는 유압이 상기 실린더의 내부 좌측, 또는 우측으로 공급되어 랙바(5)의 좌,우 이동을 도와주도록 되어 있다.Therefore, the hydraulic pressure supplied to the left or the right by the rotary valve 6a is supplied to the inner left or the right of the cylinder to assist the left and right movement of the rack bar (5).
그러나 상기와 같은 종래의 파워 어시스티드 스티어링 장치는 파어링장치는밸브 하우징(B)으로부터 오일이 유입/유출 되어야 하는 피드 튜브(PT)가 실린더(C)까지 연결되어야 하는 바, 이를 자동차에 장착함에 있어서, 상기 피드 튜브 때문에 내부의 배치 관계가 매우 복잡한 구성을 가지게 되며, 외부에 노출된 랙바(5)가 실린더(C)의 속으로 자주 왕복하는 과정에서 실(10)들이 손상되어 오일이 누출되는 경우가 많고, 특히 상기 실린더(C) 및 피스톤(P)부분 때문에 소요 부품이 많고, 제작이 어려우므로 가격이 높아지는 문제가 있는 것이다.However, in the conventional power assisted steering device as described above, the powering device needs to be connected to the cylinder C by a feed tube PT to which oil should be introduced / extracted from the valve housing B. In this case, due to the feed tube, the arrangement of the interior has a very complex configuration, and the seals 10 are damaged and oil leaks in the process of frequently reciprocating the rack bar 5 exposed to the outside into the cylinder C. In many cases, the cylinder (C) and the piston (P) part, there is a problem that the cost is high because there are a lot of required parts, the production is difficult.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결 보완하기 위해 안출한 것으로 발명의 주된 목적은 밸브 하우징의 길이를 연장한 후, 그 내부에 볼 스크류 기어를 내장하여 피스톤으로 사용하도록 하므로써, 랙바의 중단에 형성하던 피스톤과 실린더를 생략할 수 있도록 하는데 있으며, 또 한편으로는 피드 튜브를 생략할 수 있도록 하는데 있으며, 더 나가서 부품의 수를 줄이고 구조를 간단히하여 상품성을 높일 수 있도록 하는데 목적이 있는 것이다.Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. The main object of the present invention is to extend the length of the valve housing, and to use the piston as a ball screw gear therein to stop the rack bar. It is to be able to omit the piston and the cylinder was formed in, and on the other hand to omit the feed tube, the purpose is to further increase the number of parts and simplify the structure to increase the merchandise.
이를 위한 특징적인 수단은 스티어링 축에 연장하도록 연결하되, 속에 길이 방향으로 중공부를 가지고, 중단 외경에 로터리 밸브를 구성하기 위해 밸브홈을 가진 인풋 샤프트, 상기한 인풋 샤프트의 중공부속에 내장시킨 채 스티어링 축에 같이 축착시키되, 끝단에 스플라인부를 가지는 토션바, 상기한 인풋 샤프트의 밸브홈부분에 감합하되, 유입구와 유출구를 가지는 밸브 바디, 상기한 인풋 샤프트의 하단을 감싼 채 토션바의 스플라인부가 끼워져 같이 회전할 수 있도록 하되, 중단에는 볼 스크류가 형성되고, 하단에 피니언이 형성된 피니언 축부재, 상기한 피니언축부재에 치합되어 좌,우 이동이 가능한 랙바, 상기한 밸브 바디를 감싼 채 일측으로 유압 공급 파이프와 유압 회수 파이프를 가지는 로터리 밸브부, 넓게 확장된 채 일측으로 상행 유로와 하행유로를 가지는 상측 실린더부로 형성된 상반부 하우징, 상기한 상반부 하우징에 연결하여 실린더를 구성하되, 하측 실린더부와, 랙바 가이드부로 이루어진 하반부 하우징, 상기한 피니언 축부재에 감합하되, 내경은 피니언 축부재의 외경에 밀착되고, 외경은 상측 실린더부의 내경에 밀착되도록 하며, 하측에 볼 순환기구를 가지는 볼 스크류, 상기한 볼 스크류의 일측편에서 세로로 관통되어 상단은 상반부 하우징에 고정되고, 하측은 하반부 하우징에 고정되도록 하여서 된 가이드 폴로 구성하여, 로터리 밸브의 밸브 바디에 의해 공급되는 유압이 볼 스크류의 상면과 저면에 작용하여 볼 스크류를 승강시키고, 볼 스크류의 승강력이 랙바를 이동시키는 피니언 축부재의 회전을 도울 수 있도록 하는데 있는 것이다.Characteristic means for this is connected to extend to the steering shaft, having a hollow in the longitudinal direction in the input shaft with a valve groove for constituting a rotary valve in the outer diameter of the suspension, the steering while embedded in the hollow of the input shaft The torsion bar is fitted to the shaft, but has a splined end, and fits into the valve groove of the input shaft, the valve body having the inlet and the outlet, and the spline of the torsion bar are wrapped with the lower end of the input shaft. Can be rotated, but the ball screw is formed in the middle of the interruption, the pinion shaft member having a pinion formed at the bottom, the rack bar that is engaged with the pinion shaft member can move left and right, the hydraulic supply to one side while wrapping the valve body Rotary valve section having a pipe and hydraulic return pipe, upward passage to one side with wide expansion An upper half housing formed by an upper cylinder portion having a downward flow path, and connected to the upper half housing to form a cylinder. It is in close contact with the outer diameter, the outer diameter is in close contact with the inner diameter of the upper cylinder portion, the ball screw having a ball circulation mechanism on the lower side, vertically penetrating from one side of the ball screw described above, the upper end is fixed to the upper half housing, the lower side is the lower half housing It is composed of a guide pole which is fixed to the shaft, and the hydraulic pressure supplied by the valve body of the rotary valve acts on the upper and lower surfaces of the ball screw to elevate the ball screw, and the lifting force of the ball screw moves the rack bar. Is to help with the rotation.
도 1은 종래의 파워 어시스티드 스티어링장치를 보인 구성도1 is a block diagram showing a conventional power assisted steering apparatus
도 2는 본 발명의 파워 어시스티드 스티어링장치를 보인 요부 단면도2 is a sectional view showing main parts of a power assisted steering apparatus of the present invention;
도 3은 본 발명의 작동상태를 보인 요부 단면도Figure 3 is a sectional view of the main portion showing the operating state of the present invention
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 인풋 샤프트 2 : 토션바1: input shaft 2: torsion bar
3 : 밸브 바디 4 : 피니언 축부재3: valve body 4: pinion shaft member
5 : 랙바 6 : 상반부 하우징5: rack bar 6: upper half housing
7 : 하반 부 하우징 8 : 슬리브7: lower half housing 8: sleeve
9 : 가이드 폴 11 : 중공부9: guide pole 11: hollow part
12 : 밸브홈 21 : 스플라인부12: valve groove 21: spline
31 : 유입구 32 : 유출구31: inlet 32: outlet
41 : 볼 스크류 42 : 피니언41: ball screw 42: pinion
6a : 로터리 밸브부 6b : 상측 실린더부6a: rotary valve part 6b: upper cylinder part
7a : 하측 실린더부 7b : 랙바 가이드부7a: lower cylinder part 7b: rack bar guide part
81 : 원판부81: disc part
이하 본 발명의 구성 및 작동을 첨부 도면에 따라 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 핵심부분을 보인 단면도로서 인풋 샤프트(1)와 토션바(2)와 밸브 바디(3), 피니언 축부재(4)와 랙바(5), 상반부 하우징(6)과 하반부 하우징(7), 그리고 슬리브(8)와, 가이드 폴(9)로 이루어져 있음을 볼 수 있다.Figure 2 is a cross-sectional view showing the core of the present invention, the input shaft (1) and the torsion bar (2), the valve body (3), pinion shaft member (4) and rack bar (5), upper half housing (6) and lower half housing 7, and a sleeve 8 and a guide pole 9.
인풋 샤프트(1)는 스티어링 축(S)에 연장하도록 연결하되, 속에 길이 방향으로 중공부(11)를 가지고, 중단 외경에 로터리 밸브를 구성하기 위해 밸브홈(12)을 가진 것이고, 토션바(2)는 상기한 인풋 샤프트의 중공부(11)속에 내장시킨 채 스티어링 축(S)에 같이 축착시키되, 끝단에 스플라인부(21)를 가지며, 또, 밸브 바디(3)는 상기한 인풋 샤프트의 밸브홈(12)부분에 감합하게 되는데, 이때 밸브바디(3)에는 펌프로부터 공급되는 오일이 출입할 수 있도록 된 유입구(31)와 유출구(32)가 형성된다.The input shaft 1 is connected to extend to the steering shaft (S), but has a hollow 11 in the longitudinal direction in the inside, has a valve groove 12 to form a rotary valve in the outer diameter of the suspension, the torsion bar ( 2) is mounted in the hollow portion 11 of the input shaft, and is fixed to the steering shaft (S), but has a spline 21 at the end, and the valve body (3) of the input shaft It is fitted to the valve groove 12, the valve body (3) is formed with an inlet 31 and outlet 32 so that the oil supplied from the pump can enter and exit.
이때, 상기한 인풋 샤프트(1)와 밸브 바디(3)는 로터리 밸브를 구성하는 것이며, 토션바(2)를 포함해 종래의 구성과 대동소이하다.At this time, the input shaft 1 and the valve body 3 constitute a rotary valve, and are similar to the conventional configuration including the torsion bar 2.
피니언 축부재(4)는 상기한 인풋 샤프트(1)의 하단을 감싼 채 토션바(2)의 스플라인부(21)가 끼워져 같이 회전할 수 있도록 하되, 중단에는 볼 스크류(41)가 형성되고, 하단에는 피니언(42)이 형성된 것이며, 랙바(5)는 상기 피니언 축부재(4)의 피니언(42)에 치합되어 좌,우 이동이 하능하도록 되어 있다.The pinion shaft member 4 is to allow the spline portion 21 of the torsion bar 2 to be inserted and rotate together while wrapping the lower end of the input shaft (1), the ball screw 41 is formed in the middle, The pinion 42 is formed at the lower end, and the rack bar 5 is engaged with the pinion 42 of the pinion shaft member 4 so as to move left and right.
상반부 하우징(6)은 상기한 밸브 바디(3)를 감싼 채 일측으로 유압 공급 파이프(61)와 유압 회수 파이프(62)를 가지는 로터리 밸브부(6a), 그리고 넓게 확장된 채 일측으로 상행 유로(63)와 하행유로(64)를 가지는 상측 실린더부(6b)로 형성되어 있다.The upper half housing 6 has a rotary valve portion 6a having a hydraulic supply pipe 61 and a hydraulic recovery pipe 62 on one side while covering the valve body 3, and an upward flow path on one side with a wider extension. It is formed by the upper cylinder part 6b which has 63 and the downward flow path 64. As shown in FIG.
또한 하반부 하우징(7)은 상반부 하우징(6)에 연결하여 실린더를 구성하되, 하측 실린더부(7a)와, 랙바 가이드부(7b)로 이루어진 것이다.In addition, the lower half housing 7 is connected to the upper half housing 6 to constitute a cylinder, and is composed of a lower cylinder portion 7a and a rack bar guide portion 7b.
특히 슬리브(8)는 상기한 피니언 축부재(4)에 감합하되, 내경 후미는 피니언 축부재(4)의 외경에 밀착되고, 내경 앞부분은 볼스크류(41)에 결합되며, 또한 상기 원판부(81)의 외경은 상측 실린더부(6b)의 내경에 밀착되도록 하면서, 하측에 볼 순환기구(82)를 가진다.In particular, the sleeve 8 is fitted to the pinion shaft member 4, but the inner diameter tail is in close contact with the outer diameter of the pinion shaft member 4, the inner diameter front portion is coupled to the ball screw 41, the disc portion ( The outer diameter of 81 has a ball circulation mechanism 82 on the lower side while being in close contact with the inner diameter of the upper cylinder portion 6b.
그리고 가이드 폴(9)은 상기한 슬리브(8)가 회전하지 않고 상,하 이동할 수 있도록 그 일측편에서 세로로 관통되어 상단은 상반부 하우징(6)에 고정되고, 하측은 하반부 하우징(7)에 고정되도록 한 것이다.The guide pole 9 is vertically penetrated at one side thereof so that the sleeve 8 can move up and down without rotating, and an upper end thereof is fixed to the upper half housing 6, and the lower side is fixed to the lower half housing 7. It is fixed.
도면중 미설명 부호 10은 실(Seal)이고, R은 베어링이다.In the figure, reference numeral 10 denotes a seal, and R denotes a bearing.
이상과 같이 구성된 본 발명은 운전자가 조향을 위해 스티어링 휠(H)을 회전시키기 시작하면 인풋 샤프트(1)와 토션바(2)가 회전을 하는데, 최초의 순간에는 토션바(2)가 피니언 축부재(4)를 회전 시키지 못하기 때문에 비틀림만 발생하고, 인풋 샤프트(1)만이 약간 회전하여 밸브 바디(3)와 인풋 샤프트(1)로 이루어진 로터리 밸브부(6a)로 하여금 유압을 좌측, 혹은 우측으로 작용시키게 한다.According to the present invention configured as described above, the input shaft 1 and the torsion bar 2 rotate when the driver starts to rotate the steering wheel H for steering, and at the first moment, the torsion bar 2 is pinion shaft. Only the torsion occurs because the member 4 cannot be rotated, and only the input shaft 1 rotates slightly, causing the rotary valve portion 6a composed of the valve body 3 and the input shaft 1 to turn the hydraulic pressure on the left side, or To the right.
이와 같이 작용하는 유압은 상반부 하우징(6)의 상행 유로(63) 또는 하행 유로(64)를 따라 이동하여 가이드 폴(9)에 의해 수직 상승/하강 이동만이 가능한 슬리브(8)를 상측으로 혹은 하측으로 이동시킨다.The hydraulic pressure acting in this way moves along the upward flow path 63 or the downward flow path 64 of the upper half housing 6 to upwardly or upwards the sleeve 8 that can only move vertically up / down by the guide pole 9. Move down.
예컨데 로터리 밸브부(6a)에서 유압이 하행유로(64)로 공급되면 실린더부(7a)의 하측 부분에 유압이 채워지므로 슬리브(8)는 상측으로 이동되며, 상측으로 이동되는 슬리브(8)는 볼(82a)들이 볼 순환기구(82)를 통해 순환하면서 볼 스크류(41)에 압력을 전달하기 때문에 피니언 축부재(4)를 좌측으로 회전시키게 되고, 따라서 피니언(42)은 랙바(5)를 우측으로 이동시킨다.For example, when the hydraulic pressure is supplied to the downward flow path 64 from the rotary valve portion 6a, the hydraulic pressure is filled in the lower portion of the cylinder portion 7a, so the sleeve 8 is moved upward, and the sleeve 8 moved upward is Since the balls 82a circulate through the ball circulation mechanism 82 and transmit pressure to the ball screw 41, the pinion shaft member 4 is rotated to the left, so the pinion 42 rotates the rack bar 5. Move to the right.
반대로 로터리 밸브(6)에서 유압이 상행유로(63)로 공급되면 실린더(6b)의 상측 부분에 유압이 채워지므로 슬리브(8)는 하측으로 이동되며, 하측으로 이동되는 슬리브(8)는 역시 볼(82a)들이 볼 순환기구(82)를 통해 순환하면서 볼스크류(41)에 압력을 전달하기 때문에 피니언 축부재(4)를 우측으로 회전시키게 되고, 따라서 피니언(42)은 랙바(5)를 좌측으로 이동시킨다.On the contrary, when the hydraulic pressure is supplied to the upward flow passage 63 from the rotary valve 6, the hydraulic pressure is filled in the upper portion of the cylinder 6b, so that the sleeve 8 is moved downward, and the sleeve 8 moved downward is also viewed. Since the 82a circulates through the ball circulation mechanism 82 and transmits pressure to the ball screw 41, the pinion shaft member 4 is rotated to the right, so the pinion 42 rotates the rack bar 5 to the left. Move to.
위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명은 상반부 하우징(6)과 하반부 하우징(7)으로 실린더부를 구성하고, 그 내부의 피니언 축부재(4)에 슬리브(8)를 결합하여 이 슬리브(8)의 원판부(81)가 피스톤이 되도록 하였기 때문에 종래와 같이 랙바의 중단에 형성한 피스톤과 실린더를 생략할 수 있다.The present invention, as described in detail above, constitutes a cylinder part with an upper half housing 6 and a lower half housing 7, and engages the sleeve 8 with the pinion shaft member 4 therein, thereby displacing the disc portion of the sleeve 8. Since 81 is a piston, the piston and the cylinder formed at the middle of the rack bar can be omitted as in the prior art.
따라서 랙바가 좌,우 왕복운동을 장기간 하여도 표면에 흠집이 발생하여 유압이 누출되는 일이 방지되며, 유압용 피드 튜브를 생략할 수 있고, 피드 튜브를 생략할 수 있기 때문에 자동차 내부에서의 배치 관계가 양호해 지는 등 많은 장점을 가지는 것이다.Therefore, even if the rack bar performs left and right reciprocating movement for a long time, the surface of the rack bar is scratched to prevent the leakage of hydraulic pressure, the hydraulic feed tube can be omitted, and the feed tube can be omitted, so it is placed inside the vehicle. There are many advantages, such as a good relationship.
Claims (1)
Priority Applications (1)
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Family Applications (1)
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-
1998
- 1998-08-03 KR KR10-1998-0031522A patent/KR100378301B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
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