KR101040655B1 - 와이어 신선장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 와이어 신선장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 극세선, 중세선, 태선 등과 같이 다양한 직경의 와이어를 매우 신속하고 정밀하게 신선할 수 있는 와이어 신선장치에 관한 것이다.
본 발명은 모재를 공급하는 모재공급부 및 상기 모재공급부에 의해 공급되는 모재를 일정직경의 와이어로 신선하는 신선처리부를 포함하는 와이어 신선장치에 있어서, 상기 신선처리부는 모재를 단계적으로 신선하는 복수의 다이스; 복수의 다이스 사이에 배치되어 다이스에 의해 신선되는 와이어를 이송하는 복수의 이송드럼; 및 상기 복수의 이송드럼들 사이에 배치되어 상기 이송되는 와이어에 일정한 장력을 부여하는 복수의 텐션유닛;을 포함하고, 상기 텐션유닛은 복수의 이송드럼 및 복수의 다이스에 의해 형성되는 와이어의 이송경로 상부 측에서 상하 이동가능하게 설치되는 텐션풀리, 상기 텐션풀리에 연결되어 상기 텐션풀리가 상하 이동하도록 조절하는 텐션조절기구, 상기 텐션풀리의 이동 위치를 감지하는 위치감지센서를 포함한다.
Figure R1020090041182
텐션풀리, 위치감지센서, 다이스, 이송드럼, 텐션유닛

Description

와이어 신선장치{WIRE DRAWING APPARATUS}
본 발명은 와이어 신선장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 극세선, 중세선, 태선 등과 같이 다양한 직경의 와이어를 매우 신속하고 정밀하게 신선할 수 있는 와이어 신선장치에 관한 것이다.
널리 주지된 바와 같이, 신선기는 다양한 직경을 가진 와이어(wire)를 신선(drawing)하는 장치로서, 이러한 신선기는 봉재, 관재 등을 인발하는 원리와 유사하다.
한편, 이러한 신선기에 의해 제조되는 와이어는 그 직경에 따라 극세선(0.1mm 이하), 중세선(0.5~2.5mm), 태선(2.5mm 이상)으로 구별될 수 있으며, 이러한 와이어는 나노산업, 바이오산업, 반도체산업 및 신약사업 등의 발전과 더불어 와이어 시장의 확대 및 부가가치 향상 등을 통해 와이어 제조기술이 획기적으로 발전하고 있는 추세이다. 또한, 최근에는 2차 가공이 필요없는 정밀조립부품의 스프링소재, 마이크로회전체의 샤프트 핀 등에 중세선에 대한 수요가 증대되고 있지만, 이러한 중세선 제조기술의 수준은 매우 미미한 수준이다.
예컨대, 태선의 제조에는 단식신선기 주로 이용되고 있으며, 극세선의 제조 에는 연속신선기 등이 이용되고 있는 실정이다. 즉, 중세선을 위한 별도의 전용 신선기에 대한 기술이 전무하고, 단식신선기 및 연속신선기를 조합하여 중세선을 제조하고 있으므로 그 제조공정 상에서 많은 어려움이 뒤따르고 있다. 특히, 극세선을 제조하는 데 주로 이용되는 연속신선기를 이용하여 중세선 등을 제조할 경우, 와이어는 드럼에서의 슬립(slip)으로 인해 그 표면에 각종 스크래치가 발생하여 제품의 품질을 저하시키는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 극세선, 중세선, 태선 등과 같이 다양한 직경의 와이어를 매우 신속하고 정밀하게 신선할 수 있는 와이어 신선장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 신선되는 와이어의 표면에 스크래치 등과 같은 불량 요인 발생을 제거함으로써 고품질의 와이어를 신선할 수 있는 와이어 신선장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
모재를 공급하는 모재공급부 및 상기 모재공급부에 의해 공급되는 모재를 일정직경의 와이어로 신선하는 신선처리부를 포함하는 와이어 신선장치에 있어서,
상기 신선처리부는,
모재를 단계적으로 신선하는 복수의 다이스;
복수의 다이스 사이에 배치되어 다이스에 의해 신선되는 와이어를 이송하는 복수의 이송드럼; 및
상기 복수의 이송드럼들 사이에 배치되어 상기 이송되는 와이어에 일정한 장력을 부여하는 복수의 텐션유닛;을 포함하고,
상기 텐션유닛은 복수의 이송드럼 및 복수의 다이스에 의해 형성되는 와이어 의 이송경로 상부 측에서 상하 이동가능하게 설치되는 텐션풀리, 상기 텐션풀리에 연결되어 상기 텐션풀리가 상하 이동하도록 조절하는 텐션조절기구, 상기 텐션풀리의 이동 위치를 감지하는 위치감지센서를 포함한다.
상기 텐션유닛은 베이스부재, 상기 베이스부재에 이동가능하게 설치된 이동블럭, 상기 이동블럭에 회전축을 매개로 회전가능하게 설치되어 상기 이동블럭과 함께 이동가능한 텐션풀리, 상기 이동블럭의 이동을 조절하는 텐션조절기구, 상기 텐션풀리의 하부에 배치된 가이드풀리, 상기 이동블럭 및 텐션풀리의 이동을 감지하는 위치감지센서을 포함한다.
상기 베이스부재는 그 일면에 검출면을 가지고, 상기 검출면은 일정각도로 경사지며, 상기 위치감지센서는 상기 이동블럭의 배면에 설치됨으로써 상기 위치감지센서와 상기 베이스부재의 경사진 검출면은 서로 마주보게 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 이동블럭은 하나 이상의 가이드부재에 의해 상기 베이스부재의 길이방향을 따라 이동가능하게 설치된다.
상기 텐션조절기구는 유압 또는 공압에 의해 작동하는 완충실린더를 포함하고, 상기 완충실린더의 피스톤로드는 그 단부가 상기 이동부재에 고정되며, 상기 완충실린더의 배관에는 압력레귤레이터가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 베이스부재는 와이어의 이송경로에 대해 일정각도로 경사지게 설치된다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 극세선, 중세선, 태선 등과 같이 다양한 직경의 와이어를 매우 신속하고 정밀하게 신선할 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명은 신선되는 와이어의 표면에 스크래치 등과 같은 불량 요인 발생을 제거함으로써 고품질의 와이어를 신선할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 신선장치를 도시한다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 와이어 신선장치는, 모재(U)를 공급하는 모재공급부(100), 공급되는 모재(U)를 일정직경의 와이어(W)로 신선하는 신선처리부(200), 신선된 와이어를 열처리하는 열처리부(300), 열처리된 와이어를 권취하는 권취부(400)를 포함한다.
모재공급부(100)는 와이어의 신선에 적합한 모재(U)를 신선처리부(200)로 원활하게 공급하는 구성이고, 이 모재공급부(100)는 모재(U)가 풀림가능하게 감겨진 풀림 풀리(110)를 가진다. 이 풀림 풀리(110)에 감겨진 모재(U)는 풀림 풀리(110)가 풀림방향으로 회전함에 따라 풀려지면서 신선처리부(200)로 원활하게 공급된다.
또한, 풀림 풀리(110)의 외측에는 회전감지센서(112)가 설치되고, 모재(U)가 풀림 풀리(110)에서 풀려지면서 공급되는 과정에 단선될 경우 풀림 풀리(110)는 그 회전을 정지하고, 이를 회전감지센서(112)가 감지한 후에 메인 컨트롤시스템으로 입력시킴으로써 와이어 신선장치의 전체 시스템을 정지하도록 구성된다.
그리고, 풀림 풀리(110)의 후방에는 모재 텐션풀리(120)가 설치되고, 이 모재 텐션풀리(120)에 의해 풀림 풀리(110)로부터 풀려 공급되는 모재(U)는 그 장력이 일정하게 유지될 수 있다.
신선처리부(200)는 모재공급부(100)에서 공급되는 모재(U)를 원하는 직경의 와이어(W)로 가공하도록 단계적으로 신선하는 3 이상의 다이스(210, 220, 230), 3 이상의 다이스(210, 220, 230)들 사이에 배치된 3 이상의 이송드럼(201, 202, 203), 이송드럼(201, 202, 203) 및 다이스(210, 220, 230)들 사이에 배치된 2 이상의 텐션유닛(250, 260)을 포함한다.
3 이상의 다이스(210, 220, 230)들은 신선되는 와이어(W)의 직경을 단계적으로 감소시키도록 서로 다른 내경의 다이스구멍을 가진다. 3 이상의 이송드럼(201, 202, 203)은 각 구동모터(201a, 202a, 203a)에 의해 개별적으로 회전함으로써 신선되는 와이어(W)를 이송시키도록 구성된다. 복수의 다이스(210, 220, 230) 및 복수의 이송드럼(201, 202, 203)들은 와이어(W)의 이송경로를 직선상으로 유지하도록 일렬로 배치된다.
2 이상의 텐션유닛(250, 260)은 각 다이스(210, 220, 230)를 통과하면서 신선되는 와이어(W)에 일정한 장력을 부여함으로써 정밀한 와이어의 신선이 이루어지도록 하는 구성이다.
각 텐션유닛(250, 260)은 복수의 이송드럼(201, 202, 203) 및 복수의 다이 스(210, 220, 230)에 의해 형성되는 와이어(W)의 이송경로 상부 측에서 상하 이동가능하게 설치되는 텐션풀리(251, 261)를 포함하고, 텐션풀리(251, 261)는 회전가능하게 설치된다.
텐션풀리(251, 261)에 텐션조절기구(255, 265)가 연결되고, 이 텐션조절기구(255, 265)는 스프링, 유압실린더, 공압실린더 등과 같이 텐션풀리(251, 261)에 완충력을 부여함으로써 텐션풀리(251, 261)의 상하 이동을 용이하게 조절할 수 있다.
복수의 다이스(210, 220)를 통과함에 따라 와이어(W)의 직경이 단계적으로 감소할 경우 텐션조절기구(350, 360)는 텐션풀리(251, 261)를 하부방향으로 이동시킴으로써 그 감소된 직경에 대응하여 와이어(W)에 적절한 장력(텐션)을 부여할 수 있고, 또한 텐션풀리(251, 261)의 하향 이동에 따라 각 텐션유닛(250, 260)의 전,후방에 위치한 이송드럼(201, 202, 203)의 이송속도가 동조(sychronizing)될 경우 텐션조절기구(255, 265)는 텐션풀리(W)를 원위치로 복귀시킬 수 있다. 이와 같이, 텐션조절기구(255, 265)에 의해 텐션풀리(251, 261)가 상하 이동함에 따라 단계적으로 신선되는 와이어(W)는 그 장력(텐션)을 일정하게 유지할 수 있다.
텐션풀리(251, 261)의 하부에는 가이드풀리(252, 262)가 회전가능하게 설치되고, 이 가이드풀리(252, 262)는 복수의 다이스(210, 220, 230) 및 복수의 이송드럼(201, 202, 203)들과 일렬로 배치된다. 그리고, 텐션풀리(251, 261)에는 위치감지센서(253, 263)가 각각 설치되고, 이 위치감지센서(253, 263)는 텐션풀리(251, 261)의 상하 이동을 감지함으로써 각 텐션풀리(251, 261)의 전후방에 위치한 이송 드럼(201, 202, 203)의 속도를 조절하도록 구성된다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해 복수의 다이스(210, 220, 230)는 제1다이스(210), 제2다이스(220), 제3다이스(230)로 구분지어 지칭하고, 복수의 이송드럼(201, 202, 203)은 제1이송드럼(201), 제2이송드럼(202), 제3이송드럼(203)으로 구분지어 지칭하며, 복수의 텐션유닛(250, 260)은 제1텐션유닛(250), 제2텐션유닛(260)으로 구분지어 지칭한다. 하지만, 본 발명의 다이스, 이송드럼, 텐션유닛의 갯수는 이에 한정되지 않으며 보다 다양하게 설계변경가능할 것이다.
이러한 신선처리부(200)의 구성에 의해, 제1다이스(210) 및 제1이송드럼(201)을 통과한 와이어(W)는 제1텐션유닛(250)을 거친 후에 다시 제2다이스(220) 및 제2이송드럼(202)을 통과하고, 제2다이스(220) 및 제2이송드럼(202)을 통과한 와이어(W)는 제2텐션유닛(260)을 거친 후에 제3다이스(230) 및 제3이송드럼(203)을 통과한다.
도 1 및 도 2를 참조하여 신선처리부(200)의 작동을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제1다이스(210) 및 제1이송드럼(201)을 통과한 와이어(W)는 제1다이스(210)에 의해 신선되어 그 직경이 1차로 감소하면서 제1텐션유닛(250)의 제1가이드풀리(252) 및 제1텐션풀리(251)를 통과한다. 그리고, 제1텐션풀리(251)를 통과한 와이어(W)는 제2다이스(220) 및 제2이송드럼(202)을 통과함으로써 2차로 직경이 감소하고, 와이어(W)의 2차 감소된 직경에 대응하여 제1텐션풀리(251)는 제1텐션조절기구(255)의 완충력에 의해 하부로 이동하고, 이에 와이어(W)는 그 직경이 감소되 더라도 일정한 장력을 부여받는다. 이때, 와이어(W)의 2차 감속된 직경에 대응하여 순간적으로 제2이송드럼(202)의 이송속도가 제1이송드럼(201)의 이송속도 보다 빨라진다. 이에 제1위치감지센서(253)는 제1텐션풀리(251)의 하향 이동을 감지하여 제어부(미도시)측으로 전송하고, 이에 제어부(미도시)는 각 구동모터(201a, 202a)를 통해 제1이송드럼(201)와 제2이송드럼(202)의 속도를 동조(sychronizing)시킨다. 이와 같이 제1 및 제2 이송드럼(201, 202)의 이송속도가 동조되면 제1텐션풀리(251)의 전,후방측 와이어(W)의 이송속도가 동일해지고, 이에 제1텐션풀리(251)는 제1텐션조절기구(255)의 완충력에 의해 상하방향으로 이동하면서 그 위치가 결정된다.
제1다이스(210), 제1이송드럼(201), 및 제2다이스(220)를 통과한 와이어(W)는 제2텐션유닛(260)을 거친 후에 제3다이스(230)를 통과함으로써 그 직경이 3차로 감소하고, 와이어(W)의 3차 감소된 직경에 대응하여 제2텐션풀리(261)는 제2텐션조절기구(265)의 완충력에 의해 하부로 이동하고, 이에 와이어(W)는 그 직경이 감소되더라도 일정한 장력을 부여받는다. 그리고, 제2텐션풀리(261)를 통과한 와이어(W)는 제3이송드럼(203)을 통과하고, 이때 와이어(W)의 3차 감속된 직경에 대응하여 순간적으로 제3이송드럼(203)의 이송속도가 제2이송드럼(202)의 이송속도 보다 빨라진다. 이에 제2위치감지센서(263)는 제2텐션풀리(261)의 하향 이동을 감지하여 제어부(미도시)측으로 전송하고, 이에 제어부(미도시)는 각 구동모터(202a, 203a)를 통해 제2이송드럼(202)와 제3이송드럼(203)의 속도를 동조시킨다. 이와 같이 제2 및 제3 이송드럼(202, 203)의 이송속도가 동조되면 제2텐션풀리(261)의 전, 후방측 와이어(W)의 이송속도가 동일해지고, 이에 제2텐션풀리(261)는 제2텐션조절기구(256)의 완충력에 의해 상하 이동하면서 그 위치가 결정된다. 그리고, 직경이 3차로 감소된 와이어(W)는 제3이송드럼(203)을 통과한 후에 열처리부(300)로 이송된다.
도 3 내지 도 5는 신선처리부(200)의 텐션유닛(250, 260)에 대한 구체적인 실시형태를 도시한다.
도시된 바와 같이, 텐션유닛(250, 260)은 베이스부재(257, 267), 베이스부재(257, 267)에 상하 이동가능하게 설치된 이동블럭(258, 268), 이동블럭(258, 268)에 회전축(251a, 261a)을 매개로 회전가능하게 설치된 텐션풀리(251, 261), 이동블럭(258, 268)의 이동을 조절하는 텐션조절기구(255, 265), 텐션풀리(251, 261)의 하부에 배치된 가이드풀리(252, 262), 이동부재(258, 268) 및 텐션풀리(251, 261)의 이동을 감지하는 위치감지센서(253, 263)을 포함한다.
베이스부재(257, 267)는 충분한 지지강성을 가진 금속재질로 구성되고, 그 표면에는 검출면(257a, 267a)이 형성된다. 베이스부재(257, 267)의 검출면(257a, 267a)은 소정각도로 경사지게 형성된다. 그리고, 베이스부재(257, 267)는 와이어(W)의 이송경로에 대해 일정각도로 경사지게 설치됨으로써 이송드럼(201, 202, 203), 다이스(210, 220, 230)들 사이의 배치구조를 더욱 컴팩트하게 할 수 있고, 또한 이송드럼(201, 202, 203)과 텐션풀리(251, 261) 사이의 거리를 보다 늘림으로써 와이어(W)를 보다 안정적으로 긴장시킬수 있다.
이동블럭(258, 268)은 베이스부재(257, 267)의 길이방향으로 이동가능하게 설치되고, 특히 이동블럭(258, 268)은 베이스부재(257, 267)에 설치된 하나 이상의 가이드부재(259, 269)를 따라 그 이동이 안내된다. 가이드부재(259, 269)는 그 상단 및 하단이 상부 고정블럭(259a, 269a) 및 하부 고정블럭(259b, 269b)을 통해 베이스부재(257, 267)측에 고정되고, 가이드부재(259, 269)는 상부 고정블럭(259a, 269a) 및 하부 고정블럭(259b, 269b)의 이격거리에 대응하여 길게 연장된다.
텐션풀리(251, 261)는 회전축(251a, 261a)을 매개로 이동블럭(258, 268)에 회전가능하게 설치되고, 이에 텐션풀리(251, 261)는 이동부재(258, 268)와 함께 베이스부재(257, 267)를 따라 이동한다.
텐션조절기구(255, 265)는 그 완충력에 의해 이동블럭(258, 268) 및 텐션풀리(251, 261)의 이동을 조절하도록 구성된다. 바람직하게는, 텐션조절기구(255, 265)는 유압 또는 공압에 의해 작동하는 완충실린더(255a, 265a)를 포함하고, 완충실린더(255a, 265a)의 피스톤로드(255b, 265b)가 이동블럭(258, 268)에 고정된다. 그리고, 완충실린더(255a, 265a)에는 유압 또는 공압을 인입 및 인출시키는 배관(255c, 265c)이 연결되고, 배관(255c, 265c)에는 유압 또는 공압의 압력을 설정하는 압력레귤레이터(255d, 265d)가 설치된다. 이 압력레귤레이터(255d, 265d)의 압력 설정을 적절히 조절함으로써 신선되는 와이어(W)의 원하는 직경을 보다 용이하게 가공할 수 있다.
이러한 텐션조절기구(255, 265)의 구성에 의해, 복수의 다이스(210, 220, 230)를 통해 신선되는 와이어(W)는 복수의 이송드럼(201, 202, 230)를 통해 이송되는 도중에 복수의 다이스(210, 220, 230)를 통해 그 직경이 단계적으로 감소하고, 이러한 감소된 직경에 대응하여 각 텐션풀리(251, 261)는 완충실린더(255a, 265a)의 완충력에 따라 이동블럭(258, 268)과 함께 상하 이동하며, 이에 따라 이송되는 와이어(W)는 일정한 장력을 부여받는다.
가이드풀리(252, 262)는 베이스부재(257, 267)의 하부에 회전축(252a, 262a)을 매개로 회전가능하게 설치되고, 텐션풀리(251, 261)의 하부에 위치한다.
위치감지센서(253, 263)는 이동블럭(258, 268)의 배면에 설치됨으로써 위치감지센서(253, 263)와 베이스부재(257, 267)의 경사진 검출면(257a, 267a)은 서로 마주보게 배치된다. 또한, 위치감지센서(253, 263)는 포토센서, 초음파센서 등으로 구성되고, 이에 위치감지센서(253, 263)는 경사진 검출면(257a, 267a)으로 빛 또는 초음파를 반사시켜 경사진 검출면(257a, 267a)과 위치감지센서(253, 263) 사이의 거리변화(X1-X2)를 측정함으로써 이동블럭(258, 268) 및 텐션풀리(251, 261)의 이동위치를 검출할 수 있다.
이에 단계적으로 감소된 와이어(W)의 직경에 대응하여 장력을 부여하기 위해 이동하는 텐션풀리(251, 261)의 위치가 위치감지센서(253, 263)에 의해 감지되고, 위치감지센서(253, 263)의 감지신호는 제어부(미도시)로 전송되어 각 텐션유닛(250, 260)의 전후방 이송드럼(201, 202, 203)의 이송속도를 동조시키며, 이에 와이어(W)는 그 이송방향으로 일정한 장력을 부여받으면서 신선됨으로써 그 가공되는 와이어의 품질이 매우 향상되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 신선장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 의한 신선처리부를 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 신선처리부에 대한 구체적인 실시형태를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 화살표 A방향을 따라 바라본 측면도이다.
도 5는 도 4의 화살표 B부분을 확대하여 도시한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 *
100: 모재공급부 200: 신선처리부
201, 202, 203: 이송드럼 210, 220, 230: 다이스
250, 260: 텐션유닛
300: 열처리부 400: 권취부

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 모재를 공급하는 모재공급부 및 상기 모재공급부에 의해 공급되는 모재를 일정직경의 와이어로 신선하는 신선처리부를 포함하는 와이어 신선장치에 있어서,
    상기 신선처리부는,
    모재를 단계적으로 신선하는 복수의 다이스;
    복수의 다이스 사이에 배치되어 다이스에 의해 신선되는 와이어를 이송하는 복수의 이송드럼; 및
    상기 복수의 이송드럼들 사이에 배치되어 상기 이송되는 와이어에 일정한 장력을 부여하는 복수의 텐션유닛;을 포함하고,
    상기 텐션유닛은 베이스부재, 상기 베이스부재에 이동가능하게 설치된 이동블럭, 상기 이동블럭에 회전축을 매개로 회전가능하게 설치되어 상기 이동블럭과 함께 이동가능한 텐션풀리, 상기 이동블럭의 이동을 조절하는 텐션조절기구, 상기 텐션풀리의 하부에 배치된 가이드풀리, 상기 이동블럭 및 텐션풀리의 이동을 감지하는 위치감지센서을 구비하는 것을 특징으로 하는 와이어 신선장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 베이스부재는 그 일면에 검출면을 가지고, 상기 검출면은 일정각도로 경사지며, 상기 위치감지센서는 상기 이동블럭의 배면에 설치됨으로써 상기 위치감지센서와 상기 베이스부재의 경사진 검출면은 서로 마주보게 배치되는 것을 특징으로 하는 와이어 신선장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 이동블럭은 하나 이상의 가이드부재에 의해 상기 베이스부재의 길이방향을 따라 이동가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 와이어 신선장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 텐션조절기구는 유압 또는 공압에 의해 작동하는 완충실린더를 포함하고, 상기 완충실린더의 피스톤로드는 그 단부가 상기 이동블럭에 고정되며, 상기 완충실린더의 배관에는 압력레귤레이터가 설치되는 것을 특징으로 하는 와이어 신선장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 베이스부재는 와이어의 이송경로에 대해 일정각도로 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 와이어 신선장치.
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