KR102652666B1 - 턴 바 - Google Patents

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KR102652666B1
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겐시로 이토
사오리 오니츠카
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가부시키가이샤 단켄시루세코
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Abstract

낮은 제조 비용이면서 웨브를 안정적으로 지지할 수 있는 턴 바를 제공하는 것. 본 발명에 의하면, 웨브 형상 W의 워크를 비접촉으로 가이드하는 턴 바이며, 다공질체로 구성된 원통형의 롤 본체(2)와, 롤 본체의 외표면으로부터 에어를 토출시키는 에어 토출 기구(4, 6b, 14)를 구비하고, 롤 본체가, 축선 방향 단면끼리가 연결된 복수의 통형 다공질체(12, 12… )에 의해 구성되어 있는 턴 바가 제공된다.

Description

턴 바
본 발명은, 턴 바에 관한 것으로, 상세하게는, 긴 필름 등의 웨브를 비접촉으로 가이드하는 턴 바에 관한 것이다.
상류측의 롤로부터 연속적으로 송출된 웨브를, 소정 경로를 따라 반송하면서 처리하고, 하류측의 롤에 권취하는 처리 방식이 알려져 있다. 이와 같은 처리 공정에서는, 웨브는 권취 롤, 가이드 롤, 권취 롤 등의 대부분의 롤에 의해 규정되는 경로를 따라 반송되면서, 인쇄, 라미네이트, 건조, 재단 등의 처리 등을 받는다.
이들 롤의 대부분은, 금속제 혹은 고무제이며, 웨브는, 이들 롤의 표면과 접촉하면서 반송되게 된다. 이 때문에, 이들 롤로부터 이탈한 파티클이 웨브에 전사되어, 웨브로 제조되는 최종 제품의 품질을 저하시킨다는 문제가 있었다.
또한, 반송 중의 웨브와 롤의 속도차, 웨브에 작용하는 장력, 웨브와 롤 사이의 마찰력에 의해 웨브에 흠집, 접힘 주름, 연신 등이 발생하여, 최종 제품의 수율을 저하시킨다는 문제도 있었다. 그리고, 이와 같은 문제는, 반송 경로상에서 웨브의 반송 방향을 반전시키는 턴 바의 부분에서 현저하였다.
이와 같은 문제에 대처하기 위해서, 공기막을 이용한 비접촉식 가이드 롤(턴 바)이 제안되어 있다(특허문헌 1). 이 특허문헌 1의 가이드 롤에서는, 표면에 다수의 기체 분출 구멍이 형성된 중공체의 내부에 가압 기체를 유입시킴으로써, 중공체의 표면의 기체 분출 구멍으로부터 기체를 분출시켜, 긴 형상 필름을 중공체의 외주면을 따라 비접촉으로 지지하고, 긴 형상 필름의 반송 경로를 반전시키고 있다.
일본 특허 공개 평8-245028호 공보
상기 가이드 롤(턴 바)은, 비접촉으로 긴 형상 필름을 반전시킬 수 있는 등의 장점을 갖고 있지만, 기계 가공으로 분출 구멍을 형성하는 경우에는, 분출 구멍의 직경이 커지기 때문에, 분출 구멍의 바로 위와 주변에서의 압력차가 커지게 된다. 이 결과, 웨브가 변동되기 쉬워져서, 웨브를 안정적으로 지지할 수 없게 되는 등의 문제가 발생하고 있다. 또한, 레이저 가공으로 분출 구멍을 형성하는 경우에는, 제조 비용이 높아진다는 문제가 발생하고 있다.
본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 이루어진 것으로, 낮은 제조 비용이면서 웨브를 안정적으로 지지할 수 있는 턴 바를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명에 의하면,
웨브 형상의 워크를 비접촉으로 가이드하는 턴 바이며,
다공질체로 구성된 원통형의 롤 본체와,
상기 롤 본체의 외표면으로부터 에어를 토출시키는 에어 토출 기구를 구비하고,
상기 롤 본체가, 축선 방향 단면끼리가 연결된 복수의 통형 다공질체에 의해 구성되어 있는
것을 특징으로 하는 턴 바가 제공된다.
이와 같은 구성에 의하면, 웨브를 비접촉으로 지지하는 롤 본체로서, 전체에 미세한 구멍을 갖고 있는 다공질체가 이용되므로, 롤 본체의 외주면 전체로부터 균일하게 가압 기체를 확실하게 분출시키는 것이 가능하며, 또한, 기체를 분출시키는 구멍을 가공에 의해 형성하는 공정이 불필요해진다.
본 발명의 다른 바람직한 형태에 의하면,
상기 에어 토출 기구가, 외주면에 상기 원통형의 롤 본체가 설치되어 있는 중공 샤프트를 구비하고,
상기 통형 다공질체가, 인접하는 통형 다공질체와 접착에 의해 접합되고, 인접하는 상기 통형 다공질체의 접합부 근방의 내주면에 오목부를 갖고 있다.
제조 공정에 있어서 롤 본체를 구성하는 통형 다공질체끼리를 접착제로 접합할 때, 접합 부분으로부터 비어져 나온 잉여의 접착제가, 웨브 지지면이 되는 통형 다공질체의 표면측으로 유출되면, 웨브 지지면으로부터의 가압 에어의 분출이 저해되거나 하여, 웨브 지지에 지장을 초래하게 된다.
그러나, 상기와 같은 구성에 의하면, 통형 다공질체끼리를 접착제로 접합할 때, 접착제가, 인접하는 통형 다공질체의 접합부 근방의 내주면에 형성된 오목부에 수용되기 때문에, 오목부 내의 접착제에 의해, 통형 다공질체가 롤 본체에 대하여 보다 강고하게 접합되어 있다.
본 발명의 다른 바람직한 형태에 의하면,
상기 오목부가, 상기 통형 다공질체의 내주면에서 원주 방향으로 연장되는 환형 홈을 구성하고 있다.
본 발명의 다른 바람직한 형태에 의하면,
하나의 통형 다공질체의 다른 통형 다공질체와 접합되어 있는 축선 방향 단면과, 상기 다른 통형 다공질체의 상기 하나의 통형 다공질체와 접합되어 있는 단면이, 상보적인 요철 형상을 구비하고 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 통형 다공질체끼리의 접합 부분에 있어서 직경 방향의 강도가 증대되고, 접속된 통형 다공질체에 의해 구성되는 롤 본체에 중공 샤프트로부터의 가압 기체에 의한 힘이 작용해도, 롤 본체가 접속 부분에서 파손되는 일이 방지된다.
본 발명의 다른 바람직한 형태에 의하면,
하나의 통형 다공질체의 다른 통형 다공질체와 접합되어 있는 축선 방향 단면에 적어도 하나의 환형 볼록부가 형성되고,
상기 다른 통형 다공질체의 상기 하나의 통형 다공질체와 접합되어 있는 단면에 상기 환형 볼록부와 상보적인 환형 오목부가 형성되어 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 통형 다공질체끼리의 접속 부분에 있어서의 직경 방향의 강도가 보다 증대되고, 접속된 통형 다공질체에 의해 구성되는 롤 본체에, 직경 방향 안쪽으로부터 직경 방향 외측을 향해서 보다 큰 힘이 작용해도, 롤 본체가 접속 부분에서 파손되는 일이 방지된다.
본 발명의 다른 바람직한 형태에 의하면,
하나의 통형 다공질체가 다른 통형 다공질체와 접합되어 있는 축선 방향 단면에 적어도 하나의 환형의 버퍼 홈이 형성되어 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 통형 다공질체끼리를 접착제로 접합할 때, 잉여의 접착제가, 인접하는 통형 다공질체와 접합되어 있는 통형 다공질체의 축선 방향 단면에 형성된 환형의 버퍼 홈에 수용되기 때문에, 웨브 지지면이 되는 통형 다공질체의 표면측으로 유출되기 어려워져, 턴 바의 품질이 향상된다.
본 발명의 다른 바람직한 형태에 의하면,
상기 통형 다공질체가, 다공질 카본으로 구성되어 있다.
본 발명의 다른 바람직한 형태에 의하면,
상기 통형 다공질체의 각각이 길이 방향 중앙 위치에서 원주 방향으로 연장되는 가압 공기 유로를 구비하고,
상기 중공 샤프트가, 직경 방향으로 연장되어 상기 가압 공기 유로에 접속되고, 상기 가압 공기 유로에 가압 에어를 공급하는 직경 방향 유로를 갖고 있다.
본 발명에 의하면, 낮은 제조 비용이면서 웨브를 안정적으로 지지할 수 있는 턴 바가 제공된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 형태의 턴 바의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 단면도이다.
도 3은 일단측에 위치하는 통형 다공질체 근방을 확대한 도면이다.
도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ선을 따른 단면도이다.
도 5는 도 1의 턴 바의 작용을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 도 1의 턴 바의 제조 공정을 설명하는 도면이다.
도 7은 도 1의 턴 바의 제조 공정을 설명하는 도면이다.
도 8은 도 1의 턴 바의 제조 공정을 설명하는 도면이다.
도 9는 도 1의 턴 바의 변형예의 통형 다공질체의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 10은 도 1의 턴 바의 다른 변형예의 통형 다공질체의 구성을 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 도면을 따라 상세히 설명한다. 도 1은, 본 발명의 바람직한 실시 형태의 턴 바(1)의 개략적인 사시도이며, 도 2는, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 단면도이다.
본 실시 양태의 턴 바(1)는, 긴 형상 필름 등의 긴 웨브를 반송하는 반송 경로이며, 웨브의 반송 방향을 반전시키는 반전 부분 등에 배치되고, 비접촉으로 웨브를 지지하여, 그 반송 방향을 바꾸기 위해서 사용되는 부재이다.
도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 턴 바(1)는, 대략 원통형의 형상을 구비하고, 다공질체인 다공질 카본으로 구성된 대략 원통형의 롤 본체(2)와, 외주면에 롤 본체(2)가 설치되어 있는 대략 원통형의 중공 샤프트(4)를 구비하고 있다.
중공 샤프트(4)는, 축선 방향 중앙의 중공의 대경부(6)와, 대경부(6)의 양단에 배치된 중공의 소경부(8, 10)를 구비하고 있다. 대경부(6)는, 롤 본체(2)의 내경과 대략 동등한 외경을 갖고, 축선 방향 양단 부분에 직경 방향 외측을 향해서 연장되는 플랜지(6a, 6a)를 구비하고, 양 플랜지(6a, 6a) 간에, 롤 본체(2)가 설치되어 있다. 또한, 대경부(6)의 내부 공간은, 소경부(8, 10)의 내부 공간과 유체 연통되고, 소경부를 통하여 도입된 가압 에어가, 대경부(6)의 내부 공간에 유입되도록 구성되어 있다.
본 실시 양태의 턴 바(1)에서는, 롤 본체(2)는, 3개의 통형 다공질체(12, 12, 12)에 의해 형성되어 있다. 각 통형 다공질체(12, 12, 12)는, 동일 형상을 갖고, 인접하는 통형 다공질체의 축선 방향 단면끼리가 접착제에 의한 접착에 의해 접합됨으로써, 롤 본체(2)를 형성하고 있다. 롤 본체(2), 상세하게는 각 통형 다공질체(12, 12, 12)는, 접착제에 의해 중공 샤프트에 대하여 접합되어 있다.
도 3은, 일단측의 통형 다공질체(12) 근방을 확대한 도면이고, 도 4는, 통형 다공질체(12) 단체의 직경 방향 단면도이다.
도 2 내지 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 각 통형 다공질체(12)는, 내주면의 길이 방향 중앙 위치에, 주위 방향으로 연장되는 환형의 가압 공기 유로(14)를 구비하고 있다.
한편, 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 통형 다공질체(12)의 각 가압 공기 유로(14)의 직경 방향 안쪽에 위치하는 중공 샤프트(4)의 대경부(6)의 부분에는, 대경부(6)의 주위벽을 직경 방향으로 관통하는 급기 통로(6b)가 형성되어 있다. 이 결과, 급기 통로(6b)를 통해 중공 샤프트(4)의 대경부(6) 및 소경부(8, 10)의 내부 공간과, 통형 다공질체(12)의 각 가압 공기 유로(14)가 유체 연통되고, 가압 공기 유로에 가압 에어를 공급하는 직경 방향 유로가 형성되어 있다.
또한, 각 통형 다공질체(12)는, 내주면의 축선 방향 양단부에, 환형의 절결부 형상의 오목부(16)를 구비하고 있다. 축선 방향에 인접하는 통형 다공질체(12, 12)끼리가 접합되어 있는 롤 본체(2)에서는, 인접하는 통형 다공질체(12, 12)가 대향하는 오목부(16, 16)가 연통되고, 롤 본체(2)의 내주면에, 접합부 근방에 원주 방향으로 연장되는 환형 홈(17)을 형성하고 있다.
그리고, 이 환형 홈(17)에는, 인접하는 통형 다공질체(12, 12)끼리의 접합부의 단이 위치하고 있다. 이 환형 홈(17)에는, 통형 다공질체(12, 12)끼리를 접합하는 접착제의 일부가 수용되고, 환형 홈(17) 내의 접착제에 의해, 롤 본체(2), 상세하게는 각 통형 다공질체(12, 12, 12)가, 중공 샤프트(4)에 대하여 보다 강고하게 접합되어 있다.
환형 홈(17)의 깊이(직경 방향 길이)는, 환형 홈(17)의 길이(축선 방향 길이)의 1:60(2％) 내지 1:13(8％)으로 설정되는 것이 바람직하고, 4％ 내지 5％로 설정되는 것이 더욱 바람직하다.
본 실시 형태의 턴 바(1)에서는, 각 통형 다공질체(12)의 축선 방향 일단면(18)과 타단면(20)이 마찬가지의 상보적인 형상을 갖고 있다. 구체적으로는, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 각 통형 다공질체(12)는, 축선 방향의 일단면(18)이, 주위 방향 안쪽에 축선 방향 외측으로 계단형으로 돌출된 환형의 볼록형 단차부(22)를 갖고, 축선 방향의 타단면(20)이, 주위 방향 외측으로 돌출된 환형의 볼록형 단차부(22)와 상보적으로 축선 방향 안쪽에 계단형으로 들어간 환형의 오목형 단차부(24)를 갖고 있다.
따라서, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 하나의 통형 다공질체(12)와 다른 통형 다공질체(12)를, 하나의 통형 다공질체(12)의 일단면(18)과 다른 통형 다공질체(12)의 타단면(20)을 접합한 상태로 연결하면, 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 하나의 통형 다공질체(12)의 축선 방향 일단면(18)의 환형의 단차부(22)가, 다른 통형 다공질체(12)의 축선 방향 타단면(20)의 환형의 단차부(22)에 끼워 맞추고, 직경 방향의 힘에 대하여 높은 기계적 강도가 얻어진다.
또한, 본 실시 형태의 턴 바(1)에서는, 통형 다공질체(12)의 축선 방향의 타단면(20)의 직경 방향 외측 위치에, 환형의 버퍼 홈(26)이 형성되어 있다. 이 환형의 버퍼 홈(26)에도, 통형 다공질체(12, 12)끼리를 접합하는 접착제의 잉여 부분이 수용된다.
이와 같이 구성된 턴 바(1)에서는, 도 2에 화살표 A, B로 나타낸 바와 같이, 중공 샤프트(4)의 소경부(8, 10)를 통해 대경부(6)의 내부 공간에 가압 공기를 도입하면, 이 가압 공기가, 도 3에 화살표 C로 나타낸 바와 같이, 급기 통로(6b)를 통해 통형 다공질체(12)의 각 가압 공기 유로(14)에 유입되고, 또한, 통기성을 갖는 다공질 카본으로 형성된 통형 다공질체(12)의 내부를 통과하여, 도 3에 화살표 D로 나타낸 바와 같이, 통형 다공질체(12)에 의해 구성된 롤 본체(2)의 외표면 전체로부터 분출하게 된다.
이 결과, 도 5에 도시된 바와 같이, 롤 본체(2)의 외주면에서, 웨브 W의 비접촉으로 지지하고, 반송 경로를 반전시킬 수 있다.
다음으로, 본 실시 형태의 턴 바(1)의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 6 내지 도 8은, 턴 바(1)의 제조에 있어서 통형 다공질체(12)를 중공 샤프트(4)에 설치하는 공정을 모식적으로 나타내는 도면이다.
우선, 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 통형 다공질체(12)를 중공 샤프트(4)의 외주면의 소정 위치에 설치하고, 제1 통형 다공질체(12)의 축선 방향의 일단면에, 접착제 S를 배치한다. 이어서, 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 중공 샤프트(4)의 외주면 위에서, 제2 통형 다공질체(12')를, 접착제 S를 배치되어 있는 제1 통형 다공질체(12)의 타단면으로 압박하면서, 중공 샤프트(4)의 외주면 위의 소정 위치에 배치한다.
다음으로, 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 제2 통형 다공질체(12')의 축선 방향의 일단면에, 접착제 S를 배치한다. 마지막으로, 중공 샤프트(4)의 외주면 위에서, 제3 통형 다공질체를, 접착제 S를 배치되어 있는 제2 통형 다공질체(12')의 타단면으로 압박하면서, 중공 샤프트(4)의 외주면 위의 소정 위치에 배치한다. 또한, 통형 다공질체끼리를 접합하는 접착제는, 통형 다공질체를 중공 샤프트에도 접합하게 된다.
중공 샤프트(4)의 외주면 위에서, 제2 또는 제3 통형 다공질체를, 접착제 S를 배치되어 있는 제1 또는 제2 통형 다공질체의 타단면으로 압박하면, 접착제 S가 확장된다. 이때, 잉여의 접착제 S는, 인접하는 통형 다공질체의 접합부 근방에 형성되어 있는 환형의 오목부(16), 및 통형 다공질체(12)의 타단면(20)의 버퍼 홈(26)에 수용되고, 롤 본체(2)의 외주면측으로 넘쳐 나오는 것이 억제된다.
이때, 접착제 S의 일부가, 인접하는 통형 다공질체의 접합부 근방에 형성되어 있는 환형의 오목부(16)에 수용되고, 다공질체(12)와 중공 샤프트(4)를 접합한다. 또한, 잉여의 접착제 S는, 통형 다공질체(12)의 타단면(20)의 버퍼 홈(26)에 수용되고, 롤 본체(2)의 외주면측으로 넘쳐 나오는 것이 억제된다.
본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 청구범위에 기재된 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변경, 변형이 가능하다.
상기 실시 형태의 턴 바(1)에서는, 통형 다공질체는, 다공질 카본으로 형성되어 있지만, 다공질 세라믹스, 다공질 메탈 등의 다른 다공질 재료로 형성해도 된다.
또한, 상기 실시 형태의 턴 바(1)는, 통형 다공질체의 축선 방향의 타단면의 직경 방향 외측 위치에, 환형의 버퍼 홈이 형성되어 있는 구성이지만, 버퍼 홈을 마련하지 않는 구성, 혹은 다른 양태(배치, 수)의 버퍼 홈을 마련한 구성이어도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 각 통형 다공질체(12)의 축선 방향 일단면(18)이, 주위 방향 안쪽에 축선 방향 외측으로 계단형으로 돌출된 환형의 볼록형 단차부(22)를 갖고, 축선 방향 타단면(20)이, 주위 방향 외측으로 돌출된 환형의 볼록형 단차부(22)와 상보적으로 축선 방향 안쪽에 계단형으로 들어간 환형의 오목형 단차부(24)를 돌출된 단차부를 갖고 있는 구성이지만, 통형 다공질체끼리의 접합부로 되는 단면만큼 상보적인 형상을 갖는 구성이어도 된다.
또한, 단차부의 형상 및 위치도, 다른 형상이어도 된다. 예를 들어, 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 경사면에 의해 구성된 볼록형의 단차부(220)와, 볼록형의 단차부(220)와 상보적인 오목형과 단차부(240)에 의해, 상보적인 형상이 달성되어 있는 구성이어도 된다. 또한, 도 10에 도시되어 있는 바와 같이, 직경 방향 중앙 위치에 마련된 볼록부(320)와 상보적인 오목부(340)에 의해, 상보적인 형상이 달성되어 있는 구성이어도 된다.
1: 턴 바
2: 롤 본체
4: 중공 샤프트
6: 대경부
6b: 급기 통로
8, 10: 소경부
12: 통형 다공질체
14: 가압 공기 유로
16: 오목부
17: 환형 홈
18: 통형 다공질체의 축선 방향 일단면
20: 통형 다공질체의 축선 방향 타단면
22: 볼록형 단차부
24: 오목형 단차부

Claims (8)

  1. 웨브 형상의 워크를 비접촉으로 가이드하는 턴 바이며,
    다공질체로 구성된 원통형의 롤 본체와,
    상기 롤 본체의 외표면으로부터 에어를 토출시키는 에어 토출 기구를 구비하고,
    상기 롤 본체가, 축선 방향 단면끼리가 연결된 복수의 통형 다공질체에 의해 구성되고,
    상기 에어 토출 기구가, 외주면에 상기 원통형의 롤 본체가 설치되어 있는 중공 샤프트를 구비하고,
    상기 통형 다공질체가, 인접하는 통형 다공질체와 접착에 의해 접합되고, 인접하는 상기 통형 다공질체와의 접합부 근방의 내주면에 마련된 오목부이며, 상기 통형 다공질체의 직경 방향 안쪽 및 축선 방향 바깥쪽을 향해 개방되고, 인접하는 통형 다공질체와의 접합 시에, 인접하는 통형 다공질체의 오목부와 직경 방향 안쪽으로 개방된 상태로 연통하는 오목부를 갖고 있는,
    것을 특징으로 하는, 턴 바.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오목부가, 상기 통형 다공질체의 내주면에서 원주 방향으로 연장되는 환형 홈을 구성하고 있는, 턴 바.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    하나의 통형 다공질체의 다른 통형 다공질체와 접합되어 있는 축선 방향 단면과, 상기 다른 통형 다공질체의 상기 하나의 통형 다공질체와 접합되어 있는 단면이, 상보적인 요철 형상을 구비하고 있는, 턴 바.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    하나의 통형 다공질체의 다른 통형 다공질체와 접합되어 있는 축선 방향 단면에 적어도 하나의 환형 볼록부가 형성되고,
    상기 다른 통형 다공질체의 상기 하나의 통형 다공질체와 접합되어 있는 단면에 상기 환형 볼록부와 상보적인 환형 오목부가 형성되어 있는, 턴 바.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    하나의 통형 다공질체가 다른 통형 다공질체와 접합되어 있는 축선 방향 단면에 적어도 하나의 환형의 버퍼 홈이 형성되어 있는, 턴 바.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 통형 다공질체가, 다공질 카본으로 구성되어 있는, 턴 바.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 통형 다공질체의 각각이 길이 방향 중앙 위치에서 원주 방향으로 연장되는 가압 공기 유로를 구비하고,
    상기 중공 샤프트가, 직경 방향으로 연장되어 상기 가압 공기 유로에 접속되고, 상기 가압 공기 유로에 가압 에어를 공급하는 직경 방향 유로를 갖고 있는, 턴 바.
  8. 삭제
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