KR20130044409A - 축내면부분 홈가공을 위한 요동스핀들 및 요동각도 가변장치 - Google Patents

축내면부분 홈가공을 위한 요동스핀들 및 요동각도 가변장치 Download PDF

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KR20130044409A
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Abstract

본 발명은 축내면부분 홈가공을 위한 요동스핀들 및 요동각도 가변장치에 관한 것으로, 중앙의 모터회전축과 편심되도록 연결된 크랭크와 커넥팅로드와 로커로 구성되는 요동스핀들과, 확장고정핀홀과 사각슬라이드와 고정볼트로 구성되는 요동각도 가변장치로 이루어진다.
본 발명에서는 제품의 축내면부분에 홈을 가공할 때에, 크랭크와 크랭크핀을 편심되도록 장착하여 크랭크핀에서 유성운동이 발생하게 하고, 크랭크핀의 유성운동을 통해 커넥팅로드로 연결된 로커를 원호운동하게 하고, 로커의 중앙부에 나있는 고정핀홀을 타원형으로 길게 늘여 로커와 커넥팅로드가 연결되는 축과 로커와 링크부가 연결되는 축 사이의 거리를 조절함으로써, 링크부가 요동하는 각도를 쉽게 조절할 수 있게 하여, 요동운동하는 스핀들의 링크부에 절삭공구를 연결하면 제품의 축내면부분에 홈을 가공하는 절삭공구의 구조를 간략화할 수 있기 때문에, 절삭공구의 제작비용이 감소되는 효과와, 제어방법이 용이해지는 효과와, 절삭공구장치 전체크기가 작아져 공간활용 효율이 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

축내면부분 홈가공을 위한 요동스핀들 및 요동각도 가변장치{Inner Part Groove Processing for Oscillating Spindle and Oscillating Angle Adjustable Device}
본 발명은 축내면부분 홈가공을 위한 요동스핀들 및 요동각도 가변장치에 관한 것으로, 더욱 세부적으로는 크랭크의 중앙에 연결된 회전축과 편심되도록 연결된 커넥팅로드를 이용해 절삭공구 링크부가 연결된 로커를 원호운동을 하도록 하고, 로커의 원호 및 직선운동하는 각도를 조절할 수 있는 요동각도 가변장치를 이용하여 제품의 축내면부분에 원형, 선형 및 직선 홈을 쉽게 가공할 수 있도록 하기 위한 축내면부분 홈가공을 위한 요동스핀들 및 요동각도 가변장치에 관한 것이다.
일반적으로 기계가공설비 제조산업에서는 기존의 가공공법으로는 가공이 불가능하거나 제품의 생산성과 정밀도가 떨어지는 단점을 보완하기 위해, 제품의 생산성과 가공정밀성을 높여 제품의 제조단가는 낮추면서 품질은 높이기 위한 특수가공공법을 개발하여왔다.
특히 제품의 내부에 원형, 선형 또는 직선 홈을 가공할 때에, 기존에는 제품을 두 부분으로 나누어 주조, 단조, 또는 다이캐스팅 등의 공법으로 제작한 후 결합하는 공법을 사용하거나, 제품의 내부형상을 가지는 코어셀을 만들어 금형내에서 주조하는 공법을 사용했다.
그러나 제품을 두 부분으로 나누어 제작한 후 결합하는 공법이나 제품의 내부형상을 가지는 코어셀을 만들어 금형내에서 주조하는 공법은 많은 공정을 요구하여 생산성이 떨어져 제품 단가가 높아지며, 정밀도가 떨어지는 경향이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로써, 도 1에서 도시하는 바와 같이, 공구의 수평 및 수직이송과 제품의 회전을 통해 제품의 축내면부분 홈을 가공하는 장치와, 대한민국 공개특허공보 제10-2001-0109482호(2001.12.10)에 기재되어있는 바와 같이 선반에서 제품을 회전시키고, 이송장치를 통해 절삭공구를 수직 및 수평이동 시키면서 절삭공구의 연결부를 중심으로 회전운동시켜 제품의 축내면부분에 홈을 가공하는 방법이 있다.
그러나, 도 1에서 도시하는 기존방식과 대한민국 공개특허공보 제10-2001-0109482호(2001.12.10)에 기재된 발명에는 절삭공구를 수직이동과 수평이동시키는 2개의 이송장치와, 절삭공구의 연결부에서 절삭공구를 왕복회전운동시키는 별도의 왕복회전장치가 필요하기 때문에, 절삭공구의 이송장치의 제어방법이 복잡해지고, 이송장치의 크기가 커져 공간활용의 효율성이 떨어지는 문제가 있음을 알 수 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2001-0109482호(2001.12.10)
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 크랭크의 회전운동이 커넥팅로드를 직선왕복운동시키면, 로커의 말단과 연결된 커넥팅로드의 직선왕복운동에 의해 로커가 원호운동을 하게 됨으로써 로커에 연결된 링크부가 요동운동을 하게 된다.
또한, 링크부에 체결하기 위해 로커의 중앙부에 나있는 원형의 구멍을 로커의 길이방향으로 길게 늘여, 링크부와 로커의 체결위치를 변경시킴으로써 로커와 링크부를 고정하는 고정핀과 로커가 커넥팅로드에 연결되는 연결핀 사이의 거리를 조절할 수 있게 되고, 두 핀 사이의 거리 조절을 통해 요동스핀들의 요동운동 각도를 쉽게 조절할 수 있게 되고, 본 발명의 요동각도 가변장치가 장착된 요동스핀들의 링크부에 절삭공구를 연결하면, 제품 축내면부분에 원형, 선형, 또는 직선의 홈을 가공할 때에, 절삭공구 이송을 위한 별도의 수평이송장치가 필요 없어져 절삭공구의 이송장치의 제어방법이 용이해지는 효과와, 이송장치가 간략화됨으로써 이송장치의 전체크기가 작아져 공간활용 효율이 높일 수 있는 효과와 공구의 제작비용이 감소하는 효과를 제공하는데 그 목적이 있다.
목적을 달성하기 위한 구성으로는, 중앙에 모터회전축이 결합하고, 상기 모터회전축과 편심되도록 크랭크핀이 장착된 크랭크와; 상기 크랭크핀과 연결되는 크랭크핀홀이 있고, 상기 크랭크핀홀의 반대편에 로커 연결홀이 있는 커넥팅로드와; 상기 커넥팅로드의 로커 연결홀에 연결되는 커넥팅로드 연결핀과 고정핀홀이 있는 로커;로 구성된다.
본 발명의 다른 특징으로 상기 요동스핀들은, 로커의 중앙부에 있는 고정핀홀이 로커의 길이방향으로 확장되어, 로커와 고정핀의 연결위치를 변경시킬 수 있도록 하는 확장고정핀홀을 포함하여 구성된다.
본 발명의 또 다른 특징으로 상기 고정핀에 연결된 확장고정핀홀의 위치가 일정하게 유지하도록 고정시켜주는 고정볼트를 더 포함하여 구성된다.
본 발명의 또 다른 특징으로 상기 로커는 확장고정핀홀 양 옆으로 보조고정홀이 형성되어, 보조고정홀에 보조고정볼트를 체결함으로써 로커와 링크부 사이에 회전이 일어나는 것을 방지하는 보조고정홀 및 보조고정볼트를 더 포함하여 구성된다.
본 발명의 또 다른 특징으로는 상기 로커는 로커의 길이방향을 따라 사각슬라이드홈이 형성되고, 링크부와 고정핀이 체결되는 부위의 일부가 돌출되어 사각슬라이드를 형성하여, 로커와 고정핀의 체결위치를 변경할 때에, 로커의 슬라이드이동방향을 유도하도록 하는 사각슬라이드홈 및 사각슬라이드를 더 포함하여 구성된다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 요동스핀들의 직선 및 원호운동을 통해 축내면부분 홈을 가공함으로써, 기존의 축내면 홈가공방법에서 절삭공구의 수평이동을 위해 필요한 이송장치를 생략할 수 있게 되어, 절삭공구의 전체크기가 작아져 공간활용 효율이 높일 수 있는 효과와,
요동스핀들의 로커 중앙부에 나있는 고정핀홀을 로커의 길이방향으로 확장함으로써, 별도의 왕복회전장치를 이용하지 않아도 요동스핀들의 요동운동 각도를 조절할 수 있게 되어 절삭공구의 구성이 간단해지고, 제품의 축내면부분 홈의 크기를 조절하는 방법 및 절삭공구의 제어방법이 용이해지는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 수평 및 수직 이송방식 축내면부분 홈가공장치의 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 요동스핀들의 크랭크 및 커넥팅로드의 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 요동스핀들의 정면도와 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 요동각도 가변형 요동스핀들의 정면도와 측면도.
도 5는 본 발명에 따른 요동스핀들 링크부의 정면도와 측면도.
도 6은 본 발명에 따른 요동스핀들의 작동상태도.
도 7은 본 발명에 따른 요동각도 가변형 요동스핀들의 작동상태도.
도 1은 종래 기술에 따른 수평 및 수직 이송방식 축내면부분 홈가공장치의 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 요동스핀들의 크랭크 및 커넥팅로드의 정면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 요동스핀들의 정면도와 측면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 요동각도 가변형 요동스핀들의 정면도와 측면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 요동스핀들 링크부의 정면도와 측면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 요동스핀들의 작동상태도이고, 도 7은 본 발명에 따른 요동각도 가변형 요동스핀들의 작동상태도이다.
이하, 도면을 참고로 본 발명에 따른 구성요소를 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예에 따른 요동스핀들(100)은 도 5에서 도시하는 바와 같이, 크게 크랭크(110)와 커넥팅로드(120)와 로커(130)의 3부분으로 구성된다.
세부적으로는 도 2, 3에서 도시하는 바와 같이, 상기 크랭크(110)에는 중앙에 모터회전축(111)이 결합하고, 모터회전축(111)과 편심되도록 크랭크핀(112)이 돌출되어 장착되어 있고, 상기 커넥팅로드(120)에는 크랭크핀(112)과 연결되는 크랭크핀홀(121)이 있고, 크랭크핀홀(121)의 반대편에 로커 연결홀(122)이 있고, 상기 로커(130)의 말단에 있는 커넥팅로드 연결핀(131)에 의해 커넥팅로드(120)과 로커 (130)가 연결되고, 로커(130) 중앙에는 고정핀홀(132)이 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 요동각도 가변장치가 장착된 요동각도 가변형 요동스핀들(100a)은, 도 4에서 도시하는 바와 같이 상기 로커(130)의 중앙부에 있는 고정핀홀(132)이 로커(130)의 길이방향으로 확장된 확장고정핀홀(132b)을 포함하여 구성된다.
본 발명의 실시 예에 따른 요동각도 가변장치가 장착된 요동각도 가변형 요동스핀들(100a)은, 도 4에서 도시하는 바와 같이 상기 고정핀(132a)에 연결된 확장고정핀홀(132b)의 위치가 일정하게 유지하도록 고정시켜주는 고정볼트(133)를 더 포함하여 구성된다.
본 발명의 실시 예에 따른 요동각도 가변장치가 장착된 요동각도 가변형 요동스핀들(100a)은 도 4에서 도시하는 바와 같이, 보조고정홀(132c)에 보조고정볼트(133a)를 체결함으로써 로커(130)와 링크부(135) 사이에 회전이 일어나는 것을 방지하는 보조고정홀(132c)과 보조고정볼트(133a)를 더 포함하여 구성된다.
본 발명의 실시 예에 따른 요동각도 가변장치가 장착된 요동각도 가변형 요동스핀들(100a)은 도 4에서 도시하는 바와 같이, 상기 로커(130)의 길이방향을 따라 형성된 사각슬라이드홈(134)과, 링크부(135)와 고정핀(132a)이 체결되는 부위의 일부가 돌출어 형성된 사각슬라이드(134a)를 더 포함하여 구성된다.
상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 요동스핀들 및 요동각도 가변장치의 작동방법을 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명의 실시 예에 따른 요동스핀들(100)은 도 2, 6에서 도시하는 바와 같이, 모터회전축(111)이 회전하면 연결된 크랭크(110)도 같이 회전하게 되어, 모터회전축(111)과 편심되도록 연결된 크랭크핀(112)이 모터회전축(111)을 중심으로 유성운동을 하게 되고, 상기 크랭크핀(112)의 유성운동에 의해 크랭크핀홀(121)로 연결된 커넥팅로드(120)가 직선왕복운동을 하고, 상기 커넥팅로드(120)의 직선왕복운동에 의해 로커(130)가 고정핀홀(132)을 축으로하여 원호운동을 하게 된다.
그런 후, 도 5에서 도시하는 바와 같이, 로커(130)의 원호운동을 통해 고정핀(132a)으로 체결된 링크부(135)가 요동운동을 하게 되고, 도면에는 도시되지 않은 절삭공구부 또한 링크부(135)의 요동운동을 통해 원호운동을 하게 되어, 마찬가지로 도면에는 도시되지 않은 회전공구에 의해 제품이 회전하여 제품의 축내면부분에 홈을 가공할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 요동각도 가변장치가 장착된 요동각도 가변형 요동스핀들(100a)은, 도 4에서 도시하는 바와 같이 로커(130) 중앙부에 확장고정핀홀(132b)이 있어, 로커(130)의 위치를 조절함으로써 확장고정핀홀(132b)의 특정 위치에 고정핀홀(132)을 체결하여 링크부(135)와 결합하면, 도 7에서 도시하는 바와 같이 고정핀(132a)과 확장고정핀홀(132b)가 결합되는 위치에 따라 고정핀(132a)과 커넥팅로드 연결핀(131)의 간격이 변경되고, 이에 따라 로커(130)가 원호운동을 하는 각도가 변경되어, 고정핀(132a)에 의해 로커(130)와 고정되어 체결되는 링크부(135)의 요동운동 각도를 조절할 수 있게 되므로, 제품의 축내면부분에 다양한 크기와 모양의 홈가공을 할 수 있게 된다.
그런 후, 모터회전축(111)이 회전하면 상술한 요동스핀들(100)의 작동방법과 동일한 방법으로 요동각도 가변형 요동스핀들(100a)이 작동하게 되고, 설정된 고정핀(132a)과 확장고정핀홀(132b)이 결합되는 위치에 따라, 도 7에서 도시하는 바와 같이, 고정핀(132a)과 커넥팅로드 연결핀(131)의 간격이 변경되어, 로커(130)가 요동운동을 하는 각도가 변경되어 제품의 축내면부분에 다양한 크기와 모양의 홈가공을 할 수 있게 됨은 상술한 바와 같다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 요동각도 가변장치가 장착된 요동각도 가변형 요동스핀들(100a)은, 도 4에서 도시하는 바와 같이 로커(130)의 길이방향 말단 양쪽으로 고정볼트(133)를 조여, 고정볼트(133)의 말단이 고정핀(132a)과 연결되는 링크부(135)의 돌출된 연결부에 접촉하게 되어, 요동각도 가변형 요동스핀들(100a)을 작동시킬 때, 링크부(135)에 체결된 로커(130)의 위치를 고정하여, 고정핀(132a)만으로 링크부(135)와 로커(130)를 체결했을 때보다 더 향상된 결ㅎ로커합력을 제공함으로써 로커(130)가 확장고정핀홀(132b)를 따라 미끄러져 로커(130)의 위치가 변경되어 링크부(135)의 요동운동 각도가 변경되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 요동각도 가변장치가 장착된 요동각도 가변형 요동스핀들(100a)에, 도 4에서 도시하는 바와 같이 로커(130)의 확장고정핀홀(132b) 양 옆으로 보조고정홀(132c)을 형성하고 보조고정홀(132c)에 보조고정볼트(133a)를 체결하게 되면, 로커(130)와 링크부(135)를 3점에서 고정하여 체결되도록 하기 때문에, 더욱 향상된 결합력을 제공함으로써 로커(130)와 링크부(135)의 체결지점에서 회전이 일어나는 것을 방지하고, 로커(130)와 링크부(135)가 더욱 안정적으로 체결할 수 있도록 할 수 있다.
여기서, 상기 보조고정홀(132c)은, 확장고정핀홀(132b)과 마찬가지로 로커(130)의 길이방향으로 길게 확장된 타원형의 형태를 가짐으로써, 확장고정핀홀(132b)을 따라 로커(130)의 위치를 이동시켜 링크부(135)의 요동각도를 조절할 수 있도록 해준다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 요동각도 가변장치가 장착된 요동각도 가변형 요동스핀들(100a)은 도 4에서 도시하는 바와 같이, 상기 로커(130)의 길이방향을 따라 사각슬라이드홈(134)이 형성되고, 링크부(135)와 고정핀(132a)이 체결되는 부위의 일부가 돌출되어 사각슬라이드(134a)를 형성하여, 로커(130)와 링크부(135)를 체결할 때 사각슬라이드(134a)가 사각슬라이드홈(134)에 끼워져, 로커(130)와 고정핀(132a)의 체결위치를 변경할 때 로커(130)가 사각슬라이드홈(134)을 따라 슬라이드이동방향을 유도될 수 있다.
세부적으로는, 상기 사각슬라이드(134a)는 로커(130)의 슬라이드이동방향을 유도할 뿐만 아니라, 로커(130)의 위치를 고정할 때 사용되는 고정볼트(133)의 말단이 접촉하는 고정핀(132a)과 연결되는 링크부(135)의 돌출된 연결부와 마찬가지로, 고정볼트(133)의 말단과 접촉하여 로커(130)의 위치를 고정해주는 역할도 겸하게 된다.
여기서, 상기 사각슬라이드홈(134)과 사각슬라이드(134a)가 원형이 아닌 사각형의 형상으로 되어있는데, 사각슬라이드(134a)를 원형으로 할 경우, 요동각도를 조절하기 위해 로커(130)의 위치를 조절할 때, 고정핀(132 a)과 보조고정볼트(133a)를 느슨하게 하여야 하기 함으로써 슬라이드이동시 로커(130)의 회전이 발생할 수 있기 때문에 로커(130)의 정확한 위치 조절에 시간이 소요되며, 고정볼트(133)의 말단이 접촉하는 부위에 곡면이 형성되므로 고정볼트(133)와의 접촉면이 불안정해진다.
그에 반하여 상기 사각슬라이드홈(134)과 사각슬라이드(134a)를 사각형의 형상으로 하게 되면, 요동각도를 조절하기 위해 로커(130)의 위치를 조절할 때 슬라이드이동시 로커(130)의 회전이 방지되어 로커(130)의 정확한 위치 조절에 소요되는 시간을 감소시킬 수 있고, 고정볼트(133)의 말단이 접촉하는 부위에 평면이 형성되므로 고정볼트(133)와의 접촉이 안정적으로 된다.
그리고, 사각슬라이드(134a)가 사각형의 형상으로 됨에 따라, 사각슬라이드홈(134)도 사각형의 형상을 가져야 요동각도를 조절하기 위해 로커(130)의 위치를 조절할 때, 사각슬라이드(134a)의 말단이 사각슬라이드홈(134)의 말단까지 슬라이드이동할 수 있어, 한정된 로커(130)의 공간을 효율적으로 활용할 수 있게 된다.
그런 후, 모터회전축(111)이 회전에 의해 요동각도 가변형 요동스핀들(100a)이 작동하게 되는데, 작동방법은 상술한 바와 같으므로 여기에서는 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 축내면부분 홈가공을 위한 요동스핀들 및 요동각도 가변장치는 기존의 축내면부분 홈가공 방법에서 절삭공구의 수평이동을 위해 필요한 이송장치를 생략할 수 있게 하여, 이송장치의 전체크기가 작아져 공간활용 효율이 높일 수 있는 효과와, 공구의 제작비용이 감소하는 효과가 있다.
또한, 별도의 절삭공구 수평이송장치나 회전장치의 도움 없이 요동스핀들의 직선 및 원호운동 각도를 간편하게 조절함으로써 제품의 축내면부분 홈을 가공할 때 홈의 크기를 쉽게 조절할 수 있게 되어, 절삭공구의 제어방법이 용이해지는 효과가 있다.
본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
100 : 요동스핀들 100a : 요동각도 가변형 요동스핀들
110 : 크랭크 111 : 모터회전축
112 : 크랭크핀 120 : 커넥팅로드
121 : 크랭크핀홀 122 : 로커 연결홀
130 : 로커 131 : 커넥팅로드 연결핀
132 : 고정핀홀 132a : 고정핀
132b : 확장고정핀홀 132c : 보조고정홀
133 : 고정볼트 133a : 보조고정볼트
134 : 사각슬라이드홈 134a : 사각슬라이드
135 : 링크부
s10,s11,s12,s13,s14,s15 : 요동스핀들의 작동시퀀스

Claims (5)

  1. 제품의 축내면부분 홈가공을 하는 가공장치에 있어서,
    중앙에 모터회전축(111)이 결합하고, 상기 모터회전축(111)과 편심되도록 크랭크핀(112)이 장착된 크랭크(110)와;
    상기 크랭크핀(112)과 연결되는 크랭크핀홀(121)이 있고, 상기 크랭크핀홀(121)의 반대편에 로커 연결홀(122)이 있는 커넥팅로드(120)와;
    상기 커넥팅로드(120)의 로커 연결홀(122)과 연결되는 커넥팅로드 연결핀(131)과 고정핀홀(132)이 있는 로커(130);로 구성되는 것을 특징으로 하는 축내면부분 홈가공을 위한 요동스핀들.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 요동스핀들(100)은, 로커(130)의 중앙부에 있는 고정핀홀(132)이 로커(130)의 길이방향으로 확장되어, 로커(130)와 고정핀(132a)의 연결위치를 변경시킬 수 있도록 하는 확장고정핀홀(132b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 축내면부분 홈가공을 위한 요동스핀들 및 요동각도 가변장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 고정핀(132a)에 연결된 확장고정핀홀(132b)의 위치가 일정하게 유지하도록 고정시켜주는 고정볼트(133)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축내면부분 홈가공을 위한 요동스핀들 및 요동각도 가변장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 로커(130)는 확장고정핀홀(132b) 양 옆으로 보조고정홀(132c)이 형성되어, 보조고정홀(132c)에 보조고정볼트(133a)를 체결함으로써 로커(130)와 링크부(135) 사이에 회전이 일어나는 것을 방지하는 보조고정홀(132c) 및 보조고정볼트(133a)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축내면부분 홈가공을 위한 요동스핀들 및 요동각도 가변장치.
  5. 제 2항 내지 4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 로커(130)는 로커(130)의 길이방향을 따라 사각슬라이드홈(134)이 형성되고, 링크부(135)와 고정핀(132a)이 체결되는 부위의 일부가 돌출되어 사각슬라이드(134a)를 형성하여, 로커(130)와 고정핀(132a)의 체결위치를 변경할 때에 로커(130)의 슬라이드이동방향을 유도하도록 하는 사각슬라이드홈(134) 및 사각슬라이드(134a)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 축내면부분 홈가공을 위한 요동스핀들 및 요동각도 가변장치.
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