KR100797333B1 - 선재권취기의 아이리스 플레이트 구동장치 - Google Patents

선재권취기의 아이리스 플레이트 구동장치 Download PDF

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KR100797333B1
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Abstract

본 발명은 맨드렐의 회전을 위하여 안내 콘을 상승시켜 주는 선재권취기의 아이리스 플레이트 구동장치에 관한 것으로, 콘을 승하강시키는 과정에서 상하방향으로 이동되도록 함으로써 양호한 형태로 코일이 집적되도록 하고, 코일의 낙하시 안정적인 균형을 유지하여 주도록 개선된 선재권취기의 아이리스 플레이트 구동장치에 관한 것이다.
본 발명은, 맨드렐로 선재를 안내하는 콘을 상승시켜 주는 선재권취기의 아이리스 플레이트 구동장치에서, 정지된 프레임상에 고정되고, 그 하단이 맨드렐의 상단보다 높게 된 원통형 튜브; 상기 원통형 튜브의 일측에 장착된 작동 실린더에 의해서 승하강하는 링크를 구비한 구동부;및 상기 링크의 하단에 일측이 연결되고, 타측은 튜브의 하단 내측으로 연장되어 콘을 승하강시키며, 그 중간부분이 튜브에 회동가능하도록 장착된 아이리스 플레이트;를 포함하여 상기 아이리스 플레이트가 튜브내에서 콘을 수직으로 승하강시켜 맨드렐의 상단으로 부터 콘을 탈착시키고, 맨드렐에 선재 코일을 안내하도록 구성되는 선재권취기의 아이리스 플레이트 구동장치를 제공한다.
선재코일, 맨드렐, 선재 안내, 콘, 선재권취기, 아이리스 플레이트

Description

선재권취기의 아이리스 플레이트 구동장치{AN APPARATUS FOR ACTUATING IRIS PLATE OF WINDING MACHINE FOR WIRE ROD}
제 1도는 일반적인 선재권취및 이송공정을 도시한 개략 흐름도;
제 2도는 종래의 기술에 따른 선재 권취기를 도시한 측면도;
제 3도는 종래의 기술에 따른 선재 권취기에서 아이리스 플레이트가 동작되는 상태를 도시한 측면도;
제 4도는 종래의 기술에 따른 선재 권취기에서 아이리스 플레이트가 동작되는 상태를 도시한 평면도;
제 5도는 본 발명에 따른 선재권취기의 아이리스 플레이트 구동장치를 도시한 측면도;
제 6도는 본 발명에 따른 선재권취기의 아이리스 플레이트 구동장치의 단면도로서, 도 5의 A-A 선을 따른 단면도;
제 7도는 본 발명에 따른 선재권취기의 아이리스 플레이트 구동장치의 단면도로서, 도 5의 B-B 선을 따른 단면도;
제 8도는 본 발명에 따른 선재권취기의 아이리스 플레이트 구동장치를 도시한 분해사시도;
제 9도는 본 발명에 따른 선재권취기의 아이리스 플레이트 구동장치의 작동상태를 도시한 것으로서, 콘(cone)을 상승시킨 상태에서 코일이 임시 집적되는 상태를 도시한 일부 절개단면도;
제 10도는 본 발명에 따른 선재권취기의 아이리스 플레이트 구동장치의 작동상태를 도시한 것으로서, 콘을 하강시킨 상태에서 코일이 맨드렐에 집적되는 상태를 도시한 일부 절개단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
5..... 프레임 12..... 튜브
15.... 콘 17..... 작동 실린더
20.... 링크 25.... 수평대
27.... 제 1수직대 29.... 제 2수직대
30.... 가이드 롤러 32.... 가이드 채널
40.... 아이리스 플레이트 45.... 절곡부
47.... 받침부 50.... 코일 게이트
214... 선재 코일 220... 코일 권취기
222... C-후크
본 발명은 선재코일의 제조공정에서 맨드렐에 선재를 코일형으로 집적하는 경우, 맨드렐의 회전을 위하여 안내 콘을 상승시켜 주는 선재권취기의 아이리스 플 레이트 구동장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 콘을 승하강시키는 과정에서 상하방향으로 이동되도록 함으로써 양호한 형태로 코일이 집적되도록 하고, 코일의 낙하시 안정적인 균형을 유지하여 주도록 개선된 선재권취기의 아이리스 플레이트 구동장치에 관한 것이다.
일반적으로 선재제조공정을 보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 압연공정(200)을 거쳐 로드(rod)로 형성된 철선선재(210)은 헤드부(212)를 통과하면서 나선형의 선재 코일(214)로 권취되고, 이는 코일 콘베이어(216)를 통하여 코일 권취기(220)로 이송되며, 이곳에서 비로서 길게 늘어져 이동되어오던 선형의 선재가 덩어리 형태의 코일형으로 집적된다.
그리고, 이와 같이 집적된 코일(214)은 C-후크(222)에 의해서 이송되어 검사가 이루어지고, 불량부분이 제거되며 최종적으로 밴드결속과정(230)을 거쳐서 평량(240)된 후, 완제품으로 출하(250)되는 것이다.
이와 같은 선재제품의 출하과정에서 종래의 선재 코일 권취기(220)는 도 2에 도시된 바와 같은 구조를 갖는 것이었다. 즉, 코일 권취기(220)에는 대략 90도를 이루어 배치되는 복수의 맨드렐(262a)(262b)이 갖춰지고, 이들은 회전축(264)을 중심으로 회전하게 되며, 이와 같은 경우 하나의 맨드렐(262a)은 수평방향을 유지하고, 다른 하나(262b)는 수직방향을 유지한다. 이러한 맨드렐(262b)은 수직방향으로 있을 때, 상부로 부터 코일(214)이 낙하되어 맨드렐(262b) 주위에 나선형으로 집적되고, 집적이 완료되면, 회전되어 집적이 완료된 맨드렐(262b)이 수평방향이 되고, 빈 상태의 맨드렐(262a)은 수직상태로 되어 새로운 선재코일(214)을 받게 되며, 수 평방향의 집적된 선재코일(214)은 C-후크(222)에 의해서 별도의 장소로 이동되는 것이다.
이와 같은 코일 권취기(220)에서 수직방향으로 배치된 맨드렐(262a)의 상부측에는 상기 맨드렐에 선재 코일(214)을 안내하기 위한 원추형의 콘(265)부재가 위치되고, 상기 콘(265)의 외측으로 원통형의 튜브(267)가 배치되며, 상기 콘(265)과 튜브(267)를 상하로 승하강시키기 위한 아이리스 플레이트 구동장치(270)가 구비된다. 따라서, 상기 아이리스 플레이트 구동장치(270)는 선재코일(214)의 집적이 완료되어 맨드렐(262a)(262b)을 회전시키고자 하면, 콘(265)과 튜브(267)를 상승시켜서 맨드렐(262a)의 상단으로 부터 벗어나도록 하고, 맨드렐(262a)이 회전되어 빈 맨드렐(262b)이 하부측에 위치되면, 상기 콘(265)과 튜브(267)를 맨드렐(262b)의 상부측으로 하강시켜 놓음으로써 선재 코일(214)이 안정된 상태로 맨드렐(262b)에 집적되도록 하는 것이다.
그러나, 상기와 같은 종래의 아이리스 플레이트 구동장치(270)는 도 3및 도 4에 도시된 바와 같이, 일측단부에 피봇축(272)을 갖추어 회동가능한 프레임(274)상에 상기 튜브(267)가 고정되고, 튜브(267)의 내측에 콘(265)이 배치되며, 상기 프레임(274)의 타측에는 프레임(274)을 들어 주기 위한 승강 실린더(280)를 구비하고 있다. 그리고, 상기 튜브(267)의 하측에서 수평방향으로 이동가능한 복수의 아이리스 플레이트(282)를 갖추며, 상기 아이리스 플레이트(282)를 회전시키기 위한 복수의 구동실린더(284)를 프레임(274)상에 갖추는 것이다.
이와 같은 종래의 아이리스 플레이트 구동장치(270)는 콘(265)과 튜브(267) 를 들어 올리기 위해서는, 먼저 상기 구동실린더(284)들을 작동시켜 아이리스 플레이트(282)의 내측면 일부가 콘(265)의 하부측으로 수평회동하도록 하여 콘(265)을 지지하도록 한 다음, 상기 승강 실린더(280)를 작동시켜 프레임(274)의 일측을 들어 올림으로써 프레임(274)이 피봇축(272)을 중심으로 경사회동하여 상승되는 것이어서, 이에 연결된 원통형 튜브(267)와 아이리스 플레이트(282)및 콘(265)등이 일체로 상승되는 것이고, 그 다음에 맨드렐(262a)(262b)의 회전이 이루어지는 것이었다.
뿐만 아니라, 이와 같이 콘(265)과 튜브(267)및 프레임(274)이 경사회동하여 상승된 상태에서 상기 콘(265)과 튜브(267)사이의 공간으로는 선재코일(214)이 계속적으로 집적되어 임시적으로 보관되어야 하는데 이러한 과정에서 종래의 코일 권취기(220)는 여러가지 문제점을 갖는 것이었다.
그중의 하나로는 상기 콘(265)과 튜브(267)가 경사진 상태로 들려 있으므로, 그 사이의 공간에 쌓이는 선재 코일(214)의 분포가 원주방향으로 균일하게 이루어지지 못하고, 어느 한쪽으로 치우치게 되는 불균일 현상이 발생되는 것이다. 그리고, 다음으로는 맨드렐(262a)(262b)의 회전이 완료되어 콘(265)과 튜브(267)가 하강되고, 그 사이의 공간에 임시적으로 집적된 상태의 코일(214)이 맨드렐(262a)(262b)로 낙하되기 위하여 아이리스 플레이트(282)가 수평방향으로 열릴때, 그 열림방향이 수평으로 이루어짐으로써 그 상부면의 선재와 마찰하여 선재의 이끌림을 유발하고, 맨드렐(262a)(262b)로 낙하되는 선재 코일(214)의 형상을 흐트리고 만다.
뿐만 아니라 이와 같은 종래의 아이리스 플레이트 구동장치(270)는 상기와 같은 여러가지 요인으로 인하여 맨드렐(262a)(262b)의 상단 게이트(290)의 경사면(292)에 선재 코일(214)들이 부딪치게 되고, 그에 따라서 선재코일(214)의 표면에 결함이 발생되거나, 상기 경사면(292)에 선재코일(214)이 걸리거나 하는 등의 문제점을 유발시키고, 이와 같이 형상이 흐트러진 상태로 맨드렐(262a)(262b)에 집적되면, 선재코일 가닥사이에서도 각종 표면결함이 발생되고, 추후공정에서 밴드(230)등으로 결속시 과다한 찌그러짐등을 초래하여 생산 장애를 초래하는 것이었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 맨드렐에 항상 양호한 형태로 선재 코일이 집적되도록 하고, 선재 코일의 낙하시 안정적인 균형을 유지하여 줌으로써 선재코일의 표면결함을 방지하고, 원활한 선재코일 생산공정을 이룰 수 있도록 개선된 선재권취기의 아이리스 플레이트 구동장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 선재코일의 제조공정에서 맨드렐에 선재를 코일형으로 집적하는 경우, 맨드렐로 선재를 안내하는 콘을 상승시켜 주는 선재권취기의 아이리스 플레이트 구동장치에 있어서, 정지된 프레임상에 고정되고, 그 하단이 맨드렐의 상단보다 높게 된 원통형 튜브; 상기 원통형 튜브의 일측에 장착된 작동 실린더에 의해서 승하강하는 링크를 구비한 구동부;및 상기 링크의 하단에 일측이 연결되고, 타측은 튜브의 하단 내측으로 연장되어 콘을 승하강시키며, 그 중간부분이 튜브에 회동가능하도록 장착된 아이리스 플레이트;를 포함하여 상기 아이리스 플레이트가 튜브내에서 콘을 수직으로 승하강시켜 맨드렐의 상단으로 부터 콘을 탈착시키고, 맨드렐에 선재 코일을 안내하도록 구성됨을 특징으로 하는 선재권취기의 아이리스 플레이트 구동장치를 마련함에 의한다.
이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 선재권취기의 아이리스 플레이트 구동장치(1)는 도 5내지 도 8에 도시된 바와 같이, 아이리스 플레이트가 튜브내에서 콘을 수직으로 승하강시켜 맨드렐의 상단으로 부터 콘을 탈착시키도록 구성된다.
이를 위하여 본 발명은 정지된 프레임(5)상에 고정되고, 그 하단이 맨드렐(10a)(10b)의 상단보다 높게 된 원통형 튜브(12)를 갖는바, 상기 원통형 튜브(12)는 그 상단이 프레임(5)에 고정되어 정지된 구조를 갖추고, 그 내측에 보다 직경이 작은 원추형의 콘(15)이 위치된다. 그리고, 상기 튜브(12)는 그 하단이 맨드렐(10a)(10b)의 상단보다 높게 형성되어 있으므로, 그 하부측의 맨드렐(10a)(10b)은 항상 원활한 회전이 가능하다.
그리고, 상기 원통형 튜브(12)의 일측에 장착된 작동 실린더(17)에 의해서 승하강하는 링크(20)를 구비한 구동부(22)를 갖는 바, 상기 구동부(22)는 튜브(12)의 일측에 수직방향으로 공압 또는 유압으로 동작하는 작동 실린더(17)가 구비되고, 그 로드(17a)는 상방향으로 향하게 된다. 그리고, 상기 작동 실린더(17)의 로드(17a)에는 반원호형의 수평대(25)의 중간이 연결되는 바, 상기 수평대(25)는 도 6에 도시된 바와 같이 튜브(12)를 감싸는 구조를 갖추고, 그 양단에는 각각 하방으로 일정길이 연장된 링크(20)의 제 1수직대(27)들을 갖는다.
그리고, 상기 링크(20)의 제 1수직대(27)의 일측으로는 각각 튜브(12)측으로 향하여 가이드 롤러(30)들이 회전가능하도록 장착되고, 이들 가이드 롤러(30)들은 상기 튜브(12)의 외주면 양측에서 가이드 롤러(30)들에 대향하여 고정된 ㄷ형 단면의 가이드 채널(32)들에 각각 삽입되어 제 1수직대(27)가 항상 상하 수직방향으로 이동되도록 하는 것이다.
또한, 상기 제 1수직대(27)의 하측으로는 제 2수직대(29)가 회전가능하도록 장착되고, 상기 제 2수직대(29)의 하단에는 아이리스 플레이트(40)의 일측이 연결되고, 상기 아이리스 플레이트(40)의 타측은 튜브(12)의 하단 내측으로 연장되어 콘(15)을 승하강시키며, 그 중간부분이 튜브(12)에 힌지축(42)을 통하여 회동가능하도록 장착된다.
즉, 상기 아이리스 플레이트(40)는 도 6및 도 7에 도시된 바와 같이 일측단부가 상기 제 2수직대(29)의 하단에 회전가능하도록 연결되고, 타측은 튜브(12)의 내측으로 연장되어 튜브(12)의 내측에서 폭 넓은 확대부를 형성하며, 상기 확대부는 일정각도 상방으로 휘어진 절곡부(45)와 수평으로 평편한 받침부(47)를 형성하고 있다.
따라서, 상기 아이리스 플레이트(40)는 작동 실린더(17)가 링크(20)를 통하여 확대부를 튜브(12)의 하부측에서 상승시키면, 상기 확대부의 받침부(47)가 콘(15)의 하단을 떠받쳐서 콘(15)이 하부의 맨드렐(10a)(10b)로 부터 상승분리되도 록 하고, 이와는 반대로 확대부를 하강시키면 상기 콘(15)이 하강되어 맨드렐(10a)(10b)의 상단에 놓여져 선재 코일(214)을 안내할 수 있도록 된 것이다.
한편, 상기 아이리스 플레이트(40)의 중간부분은 맨드렐(10a)(10b)의 외측을 감싸는 다수개의 평판부재로 이루어진 코일 게이트(50)사이의 공간에서 연장됨으로써 링크(20)들을 통한 아이리스 플레이트(40)의 회동에 아무런 지장도 없도록 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은, 먼저 선재코일 1본의 집적이 완료되면 이를 C-후크(222)를 이용하여 이송하여야 하는 바, 이러한 경우에는 본 발명의 아이리스 플레이트 구동장치(1)의 작동 실린더(17)가 동작하여 콘(15)을 맨드렐(10a)(10b)의 상단으로 부터 들어주게 된다. 이를 위하여 상기 작동 실린더(17)는 그 로드(17a)를 도 9에 도시된 바와 같이 하향시키게 되며, 이는 수평대(25)와 링크(20)의 제 1및 제 2수직대(27)(29)를 통하여 아이리스 플레이트(40)의 일측단부를 하향시키게 된다. 따라서, 아이리스 플레이트(40)의 확대부는 튜브(12)내에서 상향되어 받침부(47)가 콘(15)의 하단을 떠 받치게 되고, 따라서 콘(15)을 맨드렐(10a)(10b)의 상단으로 부터 들어 올리게 된다.
이와 같이 하여 콘(15)을 맨드렐(10a)(10b)로 부터 분리시키면, 선재 코일(214)이 집적된 상태의 맨드렐(10a)은 회동되어 수평상태로 되고, 빈 맨드렐(10b)이 회동되어 콘(15)의 하부측으로 오게 된다. 상기와 같이 맨드렐의 회동 과정에서 아이리스 플레이트(40)에 의해서 들려진 콘(15)상에는 또 다른 2본째의 선재 코일(214)의 집적이 이루어지고, 그에 따라서 선재코일(214)의 일부분이 상기 튜브(12)와, 들려진 상태의 콘(15)사이의 고리형 공간(S)으로 낙하되어 집적되며, 이러한 선재코일(214)들을 아이리스 플레이트(40)의 경사부(45)가 임시적으로 지지하고 있는 것이다.
이러한 상태에서 맨드렐(10b)의 회동이 완료되면, 임시적으로 집적된 선재코일(214)을 하부로 낙하시키게 되며, 이를 위하여 작동 실린더(17)는 도 10에 도시된 바와 같이 그 로드(17a)를 상향시키게 된다. 따라서, 수평대(25)와 링크(20)의 제 1및 제 2수직대(27)(29)가 상향되고, 이는 아이리스 플레이트(40)의 일측을 당겨서 확대부가 하향되도록 하는 것이다.
따라서, 상기 확대부에 의해서 지지되고 있던 콘(15)은 하강되어 맨드렐(10b)의 상단에 놓이게 되고, 아이리스 플레이트(40)의 확대부는 더욱 하강되어 튜브(12)의 하부측으로 부터 빠져나와 더 이상 선재코일(214)을 지지하지 못하게 되고, 상기 코일(214)은 맨드렐(10b)로 낙하되어 계속적으로 집적되는 것이다.
상기와 같은 일련의 작동과정에서 본 발명은 튜브(12)를 상승시키는 별도의 장치없이 튜브(12)를 고정형으로 하고, 상하방향으로 아이리스 플레이트(40)가 회동되도록 하여 콘(15)을 수직방향으로 승하강시키므로, 설비의 단수화를 이룰 수가 있음과 동시에 선재코일(214)이 콘(15)과 튜브(12)사이의 공간에 균일하게 집적될 수 있다.
뿐만 아니라, 아이리스 플레이트(40)는 상하로 회동하므로, 종래에 비하여 선재코일(214)과의 접촉이 최소화되며, 마찰을 발생시키지 않아 선재 코일(214)의 낙하중에 선재의 집적상태를 흐트리지 않는다.
그리고, 상기 아이리스 플레이트(40)는 하향 회동된 상태에서는 도 10에 도시된 바와 같이 수직상태로 대기하도록 됨으로서 선재코일(214)의 집적중에 코일 게이트(50)로 부터 선재 코일(214)이 이탈되는 적을 방지하는 가이드역활을 하게 된다. 따라서, 더욱 더 안정적으로 선재 코일(214)을 집적할 수 있는 것이다.
상기와 같이 본 발명에 의하면, 콘(15)과 튜브(12)사이에 선재 코일(214)을 임시집적하는 경우, 선재 코일(214)이 어느 한쪽으로 치우쳐짐이 없이 고르게 집적되도록 함으로써 맨드렐(10a)(10b)에 항상 양호한 형태로 선재 코일(214)이 집적되도록 하고, 상기와 같이 임시로 집적된 선재 코일(214)의 낙하시에도, 아이리스 플레이트(40)가 상하방향으로 이동함으로써 선재코일(214)과의 횡방향 마찰을 최소화한다.
그리고, 집적시에 선재코일(214)의 안정적인 균형을 유지하여 줌으로써 후속공정에서 선재코일(214)을 결속하는 경우, 선재코일(214)의 표면결함을 방지하고, 원활한 선재코일 생산공정을 이룰 수 있도록 개선된 효과를 얻는 것이다.

Claims (5)

  1. 선재코일(214)의 제조공정에서 맨드렐(10a)(10b)에 선재를 코일(214)형으로 집적하는 경우, 맨드렐(10a)(10b)로 선재를 안내하는 콘(15)을 상승시켜 주는 선재권취기의 아이리스 플레이트 구동장치에 있어서,
    정지된 프레임(5)상에 고정되고, 그 하단이 맨드렐(10a)(10b)의 상단보다 높게 된 원통형 튜브(12); 상기 원통형 튜브(12)의 일측에 장착된 작동 실린더(17)에 의해서 승하강하는 링크(20)를 구비한 구동부(22);및 상기 링크(20)의 하단에 일측이 연결되고, 타측은 튜브(12)의 하단 내측으로 연장되어 콘(15)을 승하강시키며, 그 중간부분이 튜브(12)에 회동가능하도록 장착된 아이리스 플레이트(40);를 포함하여 상기 아이리스 플레이트가 튜브(12)내에서 콘(15)을 수직으로 승하강시켜 맨드렐의 상단으로 부터 콘(15)을 탈착시키고, 맨드렐(10a)(10b)에 선재 코일(214)을 안내하도록 구성됨을 특징으로 하는 선재권취기의 아이리스 플레이트 구동장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구동부(22)는 튜브(12)의 일측에 수직방향으로 공압 또는 유압으로 동작하는 작동 실린더(17)가 구비되고, 그 로드(17a)는 상방향으로 향하며, 상기 작동 실린더(17)의 로드(17a)에는 반원호형의 수평대(25)의 중간이 연결되고, 상기 수평대(25)는 튜브(12)를 감싸는 구조를 갖추는 한편, 그 양단에는 각각 하방으로 일정길이 연장된 링크(20)를 통하여 아이리스 플레이트(40)의 일측이 연결되어짐을 특징으로 하는 선재권취기의 아이리스 플레이트 구동장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 링크(20)는 제 1수직대(27)와 제 2수직대(29)들을 갖고, 상기 링크(20)의 제 1수직대(27)의 일측으로는 각각 튜브(12)측으로 향하여 가이드 롤러(30)들이 회전가능하도록 장착되며, 이들 가이드 롤러(30)들은 상기 튜브(12)의 외주면 양측에서 가이드 롤러(30)들에 대향하여 고정된 ㄷ형 단면의 가이드 채널(32)들에 각각 삽입되어 제 1수직대(27)가 항상 상하 수직방향으로 이동하도록 안내되어짐을 특징으로 하는 선재권취기의 아이리스 플레이트 구동장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 아이리스 플레이트(40)는 일측단부가 상기 제 2수직대(29)의 하단에 회전가능하도록 연결되고, 타측은 튜브(12)의 내측으로 연장되어 튜브(12)의 내측에서 폭 넓은 확대부를 형성하며, 상기 확대부는 일정각도 상방으로 휘어진 절곡부(45)와 수평으로 평편한 받침부(47)를 형성하도록 구성됨을 특징으로 하는 선재권취기의 아이리스 플레이트 구동장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 아이리스 플레이트(40)의 회동축 부분인 중간부분은, 맨드렐(10a)(10b)의 외측을 감싸는 다수개의 평판부재로 이루어진 코일 게이트(50)사이에 위치하면서, 링크(20)들을 통한 아이리스 플레이트(40)의 회동에 지장이 없도록, 그 폭이 형성되는 것을 특징으로 하는 선재권취기의 아이리스 플레이트 구동장치.
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