KR19990054797A - 맞대기 조인트 용접용 캐리지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 맞대기 조인트 용접용 캐리지에 관한 것이며, 맞대기 용접되는 두 용접 대상물(11)의 표면을 따라 구동되는 주행롤러(110)가 구비되어 있고, 상하좌우로 조정 가능한 용접토치용 홀더(160)가 장착되는 대차(100); 상기 주행롤러(110)의 전후방에 설치되고, 맞대기 용접되는 두 용접 대상물(11)의 개선(13)에 끼워져 회전되는 가이드 롤러부(200); 및 용접토치를 위빙시키는 위빙장치부(300)를 포함하는 것을 특징으로 하는 맞대기 조인트 용접용 캐리지가 제공된다.
Description
(기술분야)
본 발명은 맞대기 조인트 용접용 캐리지에 관한 것이며, 보다 상세하게는 용접되는 두 용접 대상물에 형성된 개선을 따라 자동으로 이동하면서 맞대기 조인트 용접을 할 수 있는 포터블한 맞대기 조인트 용접용 캐리지에 관한 것이다.
(배경기술)
선박과 같은 강재 구조물을 건조할 때에 구조물을 구성하는 각종 강재 부품은 그 상당 부분이 용접에 의해 접합된다. 일반적으로 강재 패널과 패널을 서로 마주 보도록 한 상태에서 맞대기 조인트 용접함에 있어서는, 용접 대상물의 용접해야할 면을 따라 용착 금속이 메워지도록 V 자형 개선(beveling)을 형성해 주어야 하는바, 용접선의 이면에 비드가 균일하게 형성되도록 하기 위해, 맞대어진 두 용접 대상물의 V자형 개선 사이에 루트 갭(root gap)을 두고 용접하는 경우가 있다.
제 1 도는 용접 대상물의 맞대기 조인트 용접을 보여주는 용접부의 모식도이다. 도시된 바와 같이, CO2용접에 의해 두 강재 패널의 용접 대상물(11)을 수동으로 인트 용접함에 있어서는, 이면 비드를 균일하게 형성하기 위해 두 용접 대상물(11)의 V자형 개선면(13) 사이에 일정한 간격의 루트 갭(15)을 둘 수 있다.
이런 루트 갭(15)의 간격은 용접 대상물(11)의 전체에 걸쳐서 일정하게 유지되어야 균일한 이면 비드를 형성할 수 있으므로, 루트 갭(15)의 간격을 일정하게 유지시키기 위해 두 용접 대상물(11)은 취부용 피스(17)를 접합하여 고정한다. 또 상기 용접 대상물(11)의 용접선 이면에는 세라믹 등으로 된 뒷댐재(backing material ; 19)를 알루미늄 포일(21)로 부착한 후에 용접한다.
이와 같이 맞대기 조인트 CO2용접을 수동으로 행함에 있어서는, 일정한 간격의 루트 갭(15)을 유지하기 위해 취부용 피스(17)를 용접 대상물(11)에 용접하여야 하고, 또한 용접이 종료된 후에는 다시 취부용 피스(17)를 제거해야 하며, 피스(17)가 제거된 면을 다듬어야 하는 등 그 작업이 매우 번거롭다.
이런 수동 작업의 불편함을 덜기 위해, 맞대기 조인트 CO2용접을 자동화된 용접장치에 의해 고속으로 수행하므로써 용접 생산성을 향상시키고자 하는 자동 용접장치가 개발되어 있다. 그러나, 기존의 맞대기 조인트 CO2용접용 자동용접장치는 별도로 마련된 용접실로 용접 대상물을 반입하여 용접 작업을 수행하도록 구성된 스탠드식 대형 용접장치가 주종을 이루고 있어서, 용접장치의 기동성이 없다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 용접 대상물이 존재하는 현장에서 용접장치 토치를 손쉽게 장착하여 자동으로 용접할 수 있는, 포터블한 맞대기 조인트 용접용 캐리지를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 구동롤러에 의해 용접장치의 토치를 주행시킴과 동시에 탄성의 가이드 롤러부에 의해 용접장치의 토치를 안내하므로써, 별도의 궤도를 사용하지 않고도 용접 대상물의 개선을 따라 이탈되지 않고 이동하면서 용접 대상물의 두께나 개선의 형상에 관계없이 자유로이 용접할 수 있는, 맞대기 조인트 용접용 캐리지를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 두 용접 대상물 사이에 갭이 없는 경우와 갭이 있는 경우 모두에 대해 양호한 이면 비드를 형성할 수 있도록 하는 기계식 위빙장치를 구비한, 맞대기 조인트 용접용 캐리지를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 용접 와이어의 공급을 원활히 할 수 있도록 보조와이어 송급장치를 구비한, 맞대기 조인트 용접용 캐리지를 제공하고자 하는 것이다.
제 1 도는 용접 대상물의 맞대기 조인트 용접을 보여주는 용접부의 모식도.
제 2 도는 본 발명에 따른 맞대기 조인트 용접용 캐리지의 개략도.
제 3 도는 가이드 롤러부의 상세 단면도.
제 4 도는 위빙장치부의 개략 사식도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 막대기 조인트 용접용 캐리지 100 : 대차
110 : 주행롤러 140 : 장착구
150 : 토치(노즐) 160 : 토치 홀더
170 : 전자석 200 : 가이드 롤러부
220 : 롤러 지지대 222 : 슬릿
230 : 롤러 홀더 240 : 스프링
250 : 롤러홀더 지지 볼트 260 : 지지핀
270 : 롤러 280 : 스패터 방지판
300 : 위빙장치부 302 : 기판
304 : 브리지 310 : 모터
320 : 회전판 330 : 제1링크
332 : 슬릿 340 : 위빙폭 변경판
350 : 위빙폭 조절 나사 360 : 가이드바
370 : 제2링크 380 : 홀더 지지판
400 : 보조 와이어 송급장치
상기한 본 발명의 목적은, 맞대기 용접되는 두 용접 대상물의 표면을 따라 구동되는 주행롤러가 구비되어 있고, 상하좌우로 조정 가능한 용접토치용 홀더가 장착되는 대차; 상기 주행롤러 전후방에 설치되고 맞대기 용접되는 두 용접 대상물의 개선에 끼워져 회전되는 가이드 롤러부; 및 상기 용접토치를 위빙시키는 위빙장치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 맞대기 조인트 용접용 캐리지에 의해 달성된다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 맞대기 조인트 용접용 캐리지에 대해 상세히 설명한다. 이하의 구체예는 본 발명에 따른 맞대기 조인트 용접용 캐리지를 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 아니한다.
제 2 도는 본 발명에 따른 맞대기 조인트 용접용 캐리지의 개략도이고, 제 3 도는 가이드 롤러부의 상세 단면도이고, 제 4 도는 위빙장치부의 개략 사시도이다.
제 2 도에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 맞대기 조인트 용접용 캐리지(1)는, 크게 대차(100), 가이드 롤러부(200) 및 위빙장치부(300)를 포함하는 구성으로 되어 있다.
대차(100)는 본 발명에 따른 맞대기 조인트 용접용 캐리지(1)의 모든 부품들이 장착되고 후술하는 보조 와이어 송급장치(400)가 장착되는 캐리지(1)의 본체로서, 전후에 한쌍의 주행롤러(110)가 모터(도시생략)에 의해 구동 가능하게 설치되어 있다. 주행롤러(110)는 맞대기 용접되는 두 용접 대상물(11)의 표면에 닿은 상태로 구동하여 대차(100)를 전후로 이동시키게 된다.
대차(100)에는 상기 주행롤러(110)와 위빙장치부(300)에 구동력을 제공하는 모터들(도시생략), 대차(100)의 온-오프, 속도 및 주행방향, 용접시간, 위빙장치부의 속도 등을 조절할 수 있는 제어장치들(도시생략), 및 이들 제어장치들을 조작하기 위한 각종 조절레버들(120), 버튼들(122), 스위치들(124) 및 표시등(126)이 마련되어 있다.
대차(100)의 상단에는 대차를 운반하는 데 사용되는 손잡이(130)가 부착되어 있고, 바람직하게 용접기의 와이어를 송급하는 보조 와이어 송급장치(400)를 장착하여 고정시킬 수 있는 장착구(140)가 설치되어 있다. 장착구(140)에 대하서는 후술한다.
상기 대차(100)의 전방에는 용접기의 토치(노즐: 150)가 장착되는 토치홀더(160)가 상하좌우 조정 가능하게 설치되어 있다. 토치홀더(160)의 구성은, 후술하는 위빙장치부(300)에 관련된 구성을 제외하고 일반적인 용접기의 토치홀더와 동일한 구조로 되어 있으며, 상하이동 조절레버(162)와 좌우이동 조절레버(164)가 구비되어 있어서 토치(150)의 상하좌우 위치를 필요에 따라 조절할 수 있다.
바람직하게, 상기 대차(100)의 바닥면에는 전자석(170)을 설치할 수 있다. 전자석(170)은 대차(100)가 용접 대상물(11)을 따라 주행할 때, 대차(100)를 자력에 의해 용접 대상물(11)에 견고히 유지시키므로써, 대차(11)가 그 주행로를 이탈하는 것을 방지하는 작용을 한다. 전자석(170)은 캐리지(1)의 중량의 큰 경우에는 사용될 필요가 없으며, 캐리지(1)의 중량이 가벼워 작은 유동으로도 대차(100)가 주행로를 이탈할 염려가 있을 때에만 사용된다.
상기 대차(100)의 주행롤러(110)의 전후방에는 브래킷(210)을 매개하여 가이드 롤러부(200)가 탄성적으로 부착되어 있다. 제 3 도에 도시된 바와 같이, 가이드 롤러부(200)는, 상기 브래킷(210)에 나사 체결된 원통형의 롤러 지지대(220), 롤러 지지대(220)에 형성된 중공부에 상하로 유동 가능하게 끼워지는 롤러홀더(230), 상기 롤러 지지대(220)와 롤러홀더(230) 사이의 유동에 대한 탄성을 제공하도록 롤러 지지대(220)의 중공부에 끼워져서 롤러홀더(230)를 하방으로 가압하는 완충 스프링(240), 상기 브래킷(210)에 관통되게 나사결합되어 롤러홀더(230)로 뻗어 있는 롤러홀더 지지볼트(250), 롤러 지지대(220)에 세로 방향으로 형성된 슬릿(222)을 통해 상기 롤러홀더(230)에 나사결합되어 롤러홀더(230)가 롤러 지지대(220)로부터 빠지지 않도록 하고 롤러홀도(230)가 롤러 지지대(220)에 대해 회전하는 것을 방지하는 지지핀(260), 및 상기 롤러홀더(230)에 축(272)에 대해 회전 가능하게 설치된 단면 마름모형 가이드 롤러(270)로 구성되어 있다.
상기한 바와 같은 가이드 롤러부(200)의 구성에 따라, 상기 대차가 주행할 때, 가이드 롤러부(200)의 가이드 롤러(270)는 용접 대상물(11)의 V자형 개선(13)에 끼워진 상태를 유지하여 대차(100)가 그 주행로를 이탈하지 않도록 안내하게 된다. 이 때 상기 스프링(240)의 탄성으로 가이드 롤러(270)는 항상 용접 대상물의 V자형 개선(13)과 밀착된 상태를 유지하기 때문에, 가이드 롤러(270)와 대차(100)의 주행롤러(110)는 서로 간섭하지 않으면서 자연스럽게 용접 대상물(11)의 V자형 개선(13)에 의해 안내되면서 주행한다.
상기 가이드 롤러(270)의 단면 마름모의 상하 각도는, 용접 대상물의 V자형 개선(13)의 각도에 부합하는 각도로 되어 있으며, 가이드 롤러(270)가 V자형 개선(13)으로부터 이탈되지 않도록 대략 70-90도로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 적어도 토치(150)쪽에 위치하는 가이드 롤러부(200)와 토치(150) 사이에는, 용접중에 비산된 스패터(spatter)가 가이드 롤러(270) 또는 주행롤러(110)에 부착되는 것을 방지하기 위해 스패터 방지판(280: 제 2 도 참조)을 설치하는 것이 바람직하다.
상기 롤러홀더 지지볼트(250)는 상기 스프링(240)의 탄성 부족으로 상기 롤러홀더(230)가 지나치게 상방으로 유동하여 가이드 롤러(270)가 V자형 개선(13)으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 부재이다. 즉, 캐리지(1)가 용접 대상물(11)에 탑재되어 가이드 롤러(270)가 V자형 개선(13)에 밀착 삽입된 상태에서, 롤러홀더 지지볼트(250)를 돌려 그 하단이 상기 롤러홀더(230)의 상단에 접하도록 해두면, 롤러홀더 지지볼트(250)가 롤러홀더(230)의 상방이동을 제한하게 되므로, 롤러홀더(230)가 지나치게 상방으로 유동하여 가이드 롤러(270)가 V자형 개선(13)에서 이탈되는 것을 막을 수 있게 된다.
다음에, 제 4 도를 참조하여 위빙장치부(300)에 대해 설명한다. 본 위빙장치부(300)는 토치홀더(160)에 장착된 토치(150)가 용접선 좌우로 위빙 운동을 하도록 하여 완전한 용접이 이루어지도록 하는 부재이다.
제 4 도에 도시된 바와 같이, 위빙장치부(300)는, 모터(310), 모터(310)에 의해 회전되는 회전판(320), 일단이 핀(322)에 의해 상기 회전판(320)의 편심에 회동 가능하게 연결되어 있고 중앙부에 길게 신장된 슬릿(332)이 형성되어 있는 제1링크(330), 상기 제1링크의 슬릿(332)을 통해 핀(342)에 의해 연결되어 상기 제1링크(330)를 좌우 슬라이딩 가능하게 유지하고 있는 위빙폭 변경판(340), 상기 위빙폭 변경판(340)의 위치를 좌우로 조절하는 위빙폭 조절나사(350), 상기 위빙폭 변경판(340)의 좌우이동을 가이드 하도록 두 지지판(362) 사이에 설치된 가이드바(360), 상기 제1링크(330)의 타단에 회동 가능하게 일단이 연결된 제2링크(370), 및 제2링크(370)의 타단에 연결되며 토치홀더(160)의 토치 지지구(166)가 장착되는 토치 지지판(380)이 기판(302)에 설치된 구성으로 이루어져 있다. 여기에서 상기 제1링크(330)와 제2링크(370)는 용접방향을 가로지르는 방향으로 위치되어 있다.
이와 같은 구성의 위빙장치부(300)에 따라, 모터(310)의 구동으로 회전판(320)이 회전하면, 제1링크(330)의 모터 반대쪽 단부(타단)는, 화살표로 나타낸 바와 같이, 상하로의 주기적인 변위를 일으키게 되고, 제1링크(330)에 연결된 제2링크(370)의 단부(일단)도 주기적인 상하운동을 하게 된다. 이때 상기 제2링크(370)의 타단은 홀더 지지판(380)을 매개하여 토치홀더(160)의 토치 지지구(166)에 고정되어 있는 토치(150)와 L자 형상으로 연결되어 있는 상태이므로, 제2링크(370)의 일단의 주기적인 상하운동이 토치(150) 하단의 좌우 위빙운동으로 변환되게 된다. 상기 제2링크(370)의 타단와 토치(150)의 상단은 상기 기판(302)에 부착된 ㄷ자형 브리지(304)에 형성된 핀홀(도시생략)을 통해 연결되어 있다.
상기 홀더 지지판(380)의 둘레에 형성된 다수의 볼트공(382)은 상기 토치 지지구(166)를 볼트(384)로 체결함에 있어서 그 체결 각도를 필요에 따라 조절하기 위한 것이다.
상기 토치(150)의 위빙폭은 위빙폭 변경판(340)과 위빙폭 조절나사(350)에 의해 조절할 수 있다. 즉, 위빙폭 조절나사(350)를 그 손잡이(352)로 조여서 위빙폭 변경판(340)을 회전판(320)쪽으로 근접시키면, 제1링크(330)의 타단과 제2링크(370)의 일단이 더 큰 폭으로 상하운동하므로 토치(150)의 위빙폭이 커지며, 반대로 위빙폭 조절나사(350)를 풀어 위빙폭 변경판(340)을 회전판(320)으로부터 이격시키면, 제2링크(370)에 연결된 제1링크(330)의 단부(타단)가 더 작은 폭으로 상하운동하므로 토치(150)의 위빙폭이 작아지게 된다.
이상과 같은 기계적인 위빙장치부(300)의 구성에 따라, 용접 대상물(11)의 종류 및 개선의 형상에 맞게 위빙폭을 적절히 조절하면, 전기적인 제어 없이도 적절한 위빙을 가하면서 보다 완벽한 맞대기 조인트 용접을 이룰 수 있다.
진술한 바와 같이, 대차(100)의 상단에는 용접기의 와이어를 송급하는 보조와이어 송급장치(400)를 장착할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. 일반적으로 용접기에 구비된 와이어 송급장치는 그 부피와 중량이 너무 크기 때문에 본 발명의 캐리지에 장착하기에 부적당한 바, 본 발명에서는 용접기 본체의 와이어 송급장치로부터 공급되는 와이어를 받아 토치(150)에 와이어를 공급하는 콤팩트한 보조 와이어 송급장치(400)를 대차(100)의 상단에 형성된 장착구(140)에 장착할 수 있도록 한 것이다.
상기 장착구(140)는 대차(100)의 상면에 설치되며, 바를 ㄷ자형으로 하여 상부가 개폐 가능하도록 구성되어 있다. 장착구(140)는 용접 방향에 대해 약 45도 방향으로 보조 와이어 송급장치(400)를 고정시킬 수 있도록 구성하는 것이, 보조 와이어 송급장치(400)에 연결된 케이브들과 호스들이 대차(100)의 주행을 간섭하는 것을 최소화할 수 있다는 점에서 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 맞대기 조인트 용접용 캐리지(1)의 작동 방법에 대해 설명한다. 먼저 상기 전후의 가이드 롤러부(200)의 가이드 롤러(270)가 용접 대상물(11)의 V자형 개선(13)에 끼워지도록 대차(100)를 용접 대상물(11)에 장착한다. 그리고 상기 롤러홀더 지지볼트(250)를 조절하여 가이드 롤러(270)가 V자형 개선(13)에 밀착되도록 한다. 다음에 캐리지(1)의 전원스위치와 위빙 스위치를 온하고, 대차의 주행속도, 용접시간, 위빙폭과 속도, 토치의 높이 등을 조절한 다음, 주행롤러(110)를 구동하는 모터를 작동시켜 맞대기 조인트 용접을 개시한다. 이에 따라 대차(100)는 용접 대상물(11)의 상면을 따라 소정의 용접 속도로 주행하면서 용접을 하게 되며, 이때 용접 대차(100)는 상기 가이드 롤러부(200)의 작용으로 용접 개선(13)을 따라 안내되므로 그 주행로를 이탈할 염려가 없다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 맞대기 조인트 용접용 캐리지(1)에 의하면, 맞대기 조인트 용접용 캐리지를 용접 대상물에 탑재하여 맞대기 조인트 용접을 자동으로 수행할 수 있다. 그리고 캐리지(1)가 주행롤러(110)에 의해 주행되면서 가이드 롤러부(200)의 롤러(270)에 의해 안내되므로, 레일과 같은 별도의 궤도 없이 용접 대상물의 개선을 따라 맞대기 조인트 용접을 자동으로 수행할 수 있다.
또한, 기계적인 위빙장치부(300)에 의해 토치(150)의 위빙폭을 자유롭게 조절할 수 있으므로, 전기적인 제어 없이도 용접 대상물에 따라 적절한 맞대기 조인트 용접을 행할 수 있으며, 보조 와이어 송급장치(400)에 의해 용접 와이어를 원활하게 송급하면서 맞대기 조인트 용접을 행할 수 있다.
Claims (7)
- 맞대기 용접되는 두 용접 대상물(11)의 표면을 따라 구동되는 주행롤러(110)가 구비되어 있고, 상하좌우로 조정 가능한 용접토치용 홀더(160)가 장착되는 대차(100); 상기 주행롤러(110)의 전후방에 설치되고, 맞대기 용접되는 두 용접 대상물(11)의 개선(13)에 끼워져 회전되는 가이드 롤러부(200); 및 용접토치를 위빙시키는 위빙장치부(300)를 포함하는 것을 특징으로 하는 맞대기 조인트 용접용 캐리지.
- 제1항에 있어서, 상기 대차(100)의 상단에는 용접기의 와이어를 송급하는 보조 와이어 송급장치(400)가 장착되는 장착구(140)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 맞대기 조인트 용접용 캐리지.
- 제1항에 있어서, 상기 대차(100)의 바닥면에는 전자석(170)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 맞대기 조인트 용접용 캐리지.
- 제1항에 있어서, 상기 토치홀더(160) 쪽에 위치하는 가이드 롤러부(200)와 상기 토치홀더(160) 사이에는 스패터 방지판(280)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 맞대기 조인트 용접용 캐리지.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가이드 롤러부(200)는, 상기 대차(100)에 브래킷(210)을 통해 지지되는 롤러 지지대(220), 상기 롤러 지지대(220)에 상하로 유동 가능하게 끼워지는 롤러홀더(230), 상기 롤러 지지대(220)에 끼워져서 롤러홀더(230)를 하방으로 가압하는 스프링(240), 상기 롤러 지지대(220)에 형성된 슬릿(222)을 통해 상기 롤러홀더(230)에 나사결합되어 있는 지지핀(260), 및 상기 롤러홀더(230)에 회전 가능하게 설치된 가이드 롤러(270)를 포함하는 것을 특징으로 하는 맞대기 조인트 용접용 캐리지.
- 제5항에 있어서, 상기 가이드 롤러부(200)에는, 상기 브래킷(210)에 관통되게 나사결합되어 상기 롤러홀더(230)로 뻗어서, 상기 롤러홀더(230)의 상방이동을 제한하는 롤러홀더 지지볼트(250)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 맞대기 조인트 용접용 캐리지.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위빙장치부(300)는, 모터(310)에 의해 회전되는 회전판(320), 일단이 상기 회전판(320)의 편심에 회동 가능하게 연결되어 있고 타단 쪽에 길게 신장된 슬릿(332)이 형성되어 있는 제1링크(330), 상기 제1링크의 슬릿(332)을 통해 핀(342)에 의해 연결되어 상기 제1링크(330)를 좌우 슬라이딩 가능하게 유지하고 있는 위빙폭 변경판(340), 상기 위빙폭 변경판(340)의 위치를 좌우로 조절하는 위빙폭 조절나사(350), 상기 제1링크(330)의 타단에 회동 가능하게 일단이 연결된 제2링크(370), 및 상기 제2링크(370)의 타단에 연결되며 토치(150)가 장착되는 홀더 지지판(380)을 포함하는 것을 특징으로 하는 맞대기 조인트 용접용 캐리지.
Priority Applications (1)
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| KR1019970074673A KR19990054797A (ko) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 맞대기 조인트 용접용 캐리지 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970074673A KR19990054797A (ko) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 맞대기 조인트 용접용 캐리지 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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|---|---|---|---|
| KR1019970074673A KR19990054797A (ko) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 맞대기 조인트 용접용 캐리지 |
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|---|---|
| KR (1) | KR19990054797A (ko) |
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1997
- 1997-12-26 KR KR1019970074673A patent/KR19990054797A/ko not_active Application Discontinuation
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