KR100279193B1 - 고접촉력핀수용전기단자 - Google Patents

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KR100279193B1
KR100279193B1 KR1019970007953A KR19970007953A KR100279193B1 KR 100279193 B1 KR100279193 B1 KR 100279193B1 KR 1019970007953 A KR1019970007953 A KR 1019970007953A KR 19970007953 A KR19970007953 A KR 19970007953A KR 100279193 B1 KR100279193 B1 KR 100279193B1
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데첼레테 헬렌
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탐슨 제롬
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루이스 에이. 헥트
몰렉스 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 대체로 상자형 핀 수용 영역을 갖는 전방 핀 결합 구조물(26)에 연결된 채널형 기부(22)를 포함하는 고접촉력 핀 수용 전기 단자(10)에 관한 것이다. 핀 결합 구조물은 삽입된 핀 단자(66)와 활주 가능하게 결합하기 위해 대향 핀 접촉면(40)들을 갖는 상태로 상자형 영역의 대향 측면들을 일반적으로 한정하기 위해 기부(22)의 전방으로 연장되는 한 쌍의 이격된 비임(37)들을 갖는다. 탄성 비임 지지부재(42)가 상자형 영역의 제3측면을 일반적으로 한정하기 위해 비임(37)들의 전방 자유 단부(44)들 사이로 연장되고 이들을 기계적으로 상호 연결한다. 가리개(52)가 취급 중에 비임(37)을 보호하기 위해 비임의 적어도 일부분에 대해 기부(22)의 전방으로 연장된다.

Description

고접촉력 핀 수용 전기 단자
본 발명은 일반적으로 전기 커넥터에 관한 것이고, 특히 핀 단자를 다른 회로 장치에 접속시키는 고접촉력 전기 단자에 관한 것이다.
결합 가능 및 리셉터클 접촉 단자들을 포함하는 전기 결합 커넥터는 2개 이상의 회로 부재들을 서로 전기 접속시키기 위해 전자산업에서 다양한 형태로 널리 사용된다. 현대 산업에서 고회로 밀도를 갖는 밀집되고 더 소형화된 커넥터에 대한 요구가 증가되고 있다. 그 결과 커넥터에 장착되는 단자 또는 전기 접점들은 계속 소형화되고 있다. 이같은 소형화는 결합 가능 핀 및 리셉터클 접촉 단자들 사이와 같은 결합 단자들 사이에 높은 접촉력을 제공하는 데 심각한 문제를 일으킨다.
이 문제를 해결하기 위해 고접촉력, 고탄성 응답 범위 핀 수용 전기 단자가 본 발명의 양수인에게 양도된 1990년 3월 13일자의 미국 특허 제4,907,990호에 개시된 바와 같이 개발되었다. 이 특허의 단자는 얇은 금속 원재료로 고접촉력을 제공한다. 이 종류의 단자 구성은 아주 효과적이고 신뢰성이 있는 것으로 입증되었다.
그러나 최근의 사업에서는 가혹한 환경 취급 조건에도 불구하고 유지되어야 하는 기계적 성능을 요구한다. 예를 들어, 단자는 취급중 변형에 대해 보호되어야 하고, 작업자에 의해 취급될 때 가능한 한 원활하게 유지되어야 하며, 커넥터 하우징내에 용이하게 삽입되고 고정되어야 한다. 단자는 귀금속 재료로 단자를 도금하는 것을 피하기 위해 고접촉력을 유지하여야 한다. 또한 단자의 고정 상태는 취급 중 변형되어서는 안된다.
본 발명은 전술한 미국 특허 제4,907,990호에 개시된 종류이나, 커넥터 하우징내의 단자의 고정을 용이하게 할 뿐만 아니라 단자를 보호하고 보강하기 위한 향상된 특징을 갖는 고접촉력 전기 단자를 제공함으로써 이러한 무수한 문제를 해결한다.
그러므로, 본 발명의 목적은 전술한 특징을 갖는 고접촉력 핀 수용 전기 단자를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 전기 단자의 일 측면의 사시도.
도 2는 단자의 대향 측면의 사시도.
도 3은 도 1의 단자의 평면도.
도 4는 단자의 측면도.
도 5는 단자의 저면도.
도 6은 도 3의 선 6-6을 따라 취한 종단면도.
도 7은 도 6과 유사하지만 핀 단자가 단자 내부로 삽입된 상태의 종단면도.
도 8은 단자가 제조되는 판금 재료의 스탬핑 가공된 블랭크.
도 9 및 도 10은 비임이 평면 판금 재료로부터 전단되고 성형된 상태의 도 8의 블랭크를 도시한 평면도 및 측면도.
도 11 및 도 12는 추가로 전단되고 평면 판금 재료로부터 상향으로 회전된 비임들을 도시한 평면도 및 측면도.
도 13은 커넥터 하우징에 삽입된 단자들 중 하나를 도시한 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 단자 12,14 : 크림프 아암
22 : 측벽 24 : 개구
26 : 핀 맞물림 구조물 30 : 리브
37 : 접촉 비임 40 : 핀 접촉면
42 : 탄성 비임 지지 부재 46 : 스프링 아암
48 : 중간부 52 : 가리개
54 : 아암 56 : 말단부
66 : 핀 단자 74 : 하우징
본 발명의 예시적인 실시예에서, 단자는 대체로 상자형의 핀 수용 영역을 갖는 전방 핀 맞물림 구조에 연결된 채널형 기부를 포함한다. 핀 맞물림 구조는 삽입된 핀 단자와 활주 가능하게 맞물리는 대향 핀 접촉면들을 갖는 상태로, 상자형 영역의 대향 측면들을 일반적으로 한정하기 위해 기부의 전방으로 연장되는 한 쌍의 이격된 비임들을 포함한다. 탄성 비임 지지 부재가 상자형 영역의 제3측면을 일반적으로 한정하기 위해 비임의 전방, 자유 단부들 사이로 연장하고 이들을 기계적으로 상호 접속한다. 본 발명은 취급 중에 비임을 보호하기 위해 비임의 적어도 일부분에 대해 기부의 전방으로 연장되는 가리개(shroud)를 갖는 특징으로 갖는다.
가리개는 상자형 영역의 제4측면을 한정하는 부분을 포함한다. 가리개는 핀 단자가 비임의 대향 핀 접촉면들과 활주 맞물림되도록 삽입 가능한 통로를 한정하는 4면을 갖는 말단부를 포함한다. 래치(latch) 수단이 단자를 적절한 하우징에 고정하는 것을 용이하게 하도록 말단부 상에 제공된다.
양호한 실시예에서, 비임 지지 부재는 상호 접속 중간부와 연결되기 위해 비임의 전방 단부들 사이로 연장하는 스프링 아암을 포함하는 U형 스프링을 포함한다. 본 발명의 다른 특징은 중간부를 기부와 상호 접속하는 지지 웨브(web)를 포함한다. 마지막으로 보강 리브(rib)가 지지 웨브와 정렬되어 기부 상에 형성된다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점들은 첨부 도면을 참조한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.
신규한 것으로 믿어지는 본 발명의 특징들이 첨부된 청구범위에 관해 상세히 설명된다. 본 발명은 그 목적 및 장점과 함께 첨부 도면을 참조하여 취한 이하의 설명으로부터 가장 잘 이해될 수 있다. 첨부 도면에서 동일한 참조 부호는 동일한 부품을 나타낸다.
도면을 상세히 참조하면, 우선 도 1 내지 도 5에서, 일체형 단일 금속 단자(10)가 도시되어 있다. 단자는 전방 결합 단부 "A" 및 후방 종단 단부 "B"를 포함하는 신장형 전기 단자를 한정하도록 판금 원재료로부터 스탬핑 가공 및 성형된다. 본 발명의 신규하고 향상된 특징은 후술하는 바와 같이 전방 결합 단부 "A"에 합체되어 있다. 후방 종단 단부 "B"는 전기 켐블(16)의 종단을 위한 2쌍의 크림프 아암(crimp arm, 12, 14)들을 포함한다. 크림프 아암(12)의 쌍은 케이블의 도체 또는 도체(18)들 상으로 크림프되어 전기적 맞물림을 수립하게 되어 있고, 후방 크림프 아암(14)은 케이블의 외부 절연부 또는 피복(20)에 클램프(clamp)되어 그 변형을 경감하게 되어 있다.
전방 결합 단부 "A"는 측면 개구(24)를 갖는 대체로 채널형 또는 상자형의 기부(22)를 포함한다. 기부는 단자의 후방 종단 단부 "B"와 전방 핀 맞물림 구조물(26) 사이에서 일체로 연결된다. 기부는 종방향 연장 보강 리브(30)를 갖는 평면 또는 수평 기부벽(28)과, 한 쌍의 측벽(32) 및 상부벽 구조물(34)을 포함한다. 개구(24)는 측벽(22)에 형성된다. 개구는 단자를 모듈 내에 상호 고정하기 위해 제공되고 본 발명과는 관련이 없다.
전방 핀 맞물림 구조물(26)은 대체로 상자형의 핀 수용 영역을 한정한다. 맞물림 구조물은 대체로 상자형 핀 수용 영역의 대향 측면들을 한정하기 위해 기부(22)의 전방으로 연장하는 한 쌍의 이격된 접촉 비임(37)을 포함한다. 비임에는 후술하는 바와 같이 삽입된 핀 단자와 활주 가능하게 맞물리도록 (도6 및 도 7)의 핀 접촉면(40)을 한정하는 (도 1)의 내측 절곡 접촉 구역(38)이 형성된다.
탄성 비임 지지 부재(42)가 접촉 비임(37)의 전방 자유 단부(44)들 사이로 연장하고 이들을 기부(22)에 기계적으로 상호 접속시키고, 대체로 상자형 핀 수용 영역의 제3측면을 한정한다. 비임 지지 부재(42)는 상호 접속 중간부(48)와 연결되도록 접촉 비임(37)의 전방 단부(44)로부터 연장하는 한 쌍의 스프링 아암(46)을 한정하는 U형 스프링을 포함한다. 지지 웨브(50)가 중간부(48)를 기부(22)의 기부벽(28)과 상호 접속시킨다.
본 발명은 취급 중에 비임을 보호하도록 접촉 비임(37)의 적어도 일부분에 대해 기부(22)의 전방으로 연장하는 가리개(52)를 제공한다. 더 자세하게는, 가리개(52)는 기부(22)로부터 전방으로 4면 또는 상자형 말단부(56)로 연장하는 한쌍의 아암(54)을 포함한다. 실제로, 아암(54)은 도 6 및 도 7에서 명확히 알 수 있는 바와 같이, 접촉 비임(37)의 2개의 노출된 측면을 보호하기 위한 L형 단면을 갖는다. 아암(54)은 도 2에서 명확히 알 수 있는 바와 같이, 상자형 핀 수용 영역의 제4측면을 한정한다. 가리개(52)의 말단부(56)는 핀 단자가 접촉 비임(37)의 대향 핀 접촉면(40)들과 활주식 맞물림되도록 삽입 가능한 통로(60)를 한정한다.
마지막으로, 가리개(52)의 말단부(56)에는 외측 돌출 딤플(dimple) 또는 보스(boss)(62)가 형성된다(도 1 참조). 후술하는 바와 같이, 보스(62)는 단자를 적절한 커넥터 하우징에 고정하는 것을 용이하게 하는 래치를 말단부(56) 상에 한정한다.
도 6 및 도 7은 접촉 비임(37)이 그 사이의 핀 단자의 삽입에 응답하여 편의되는 방식을 도시한다. 단자가 응력을 받지 않는 상태, 즉 삽입된 핀 단자가 없는 상태일 때 핀 접촉면(40)들 사이의 간격이 도 6에 도시되어 있다. 도 7은 접촉 비임(37)의 접촉면들 사이의 수형 또는 핀 단자(66)의 삽입에 응답하여 양방향 화살표 "C"의 방향으로 이격된 접촉면(40)들을 도시한다. 비임들은 탄성 비임 지지 부재(42)의 스프링 아암(46)과 함께 모두 이격되고, 단자의 양 측면들에 대해 아주 높은 접촉력을 제공한다. 전술한 바와 같이, 도 6 및 도 7은 또한 가리개(52)의 L형 아암(54)이 접촉비임(37)을 실질적으로 보호하기 위해 상자형 핀 수용 영역의 3개 측면에 대해 연장하는 방식을 명확히 도시한다.
도 8 내지 도 12는 전방 결합 단부 "A"와 후방 종단 단부 "B"를 포함하는 신규하고 향상된 단자(10)를 제조하는 양호한 방법을 도시한다. 우선 도 8을 참조하면, 일반적으로 "S"로 지시되는 판금 원재료의 블랭크(blank)가 기부(22)의 개구(24)와 크림프 아암(12,14)들을 포함하는 단자의 몇 개 부품을 포함하도록 스탬핑 가공된다. 또한, 중간부(48)를 기부(22)에 연결하는 웨브(50)와 함께 탄성 비임 지지 부재(42)를 형성하는 U형 스프링의 중간부(48) 및 스프링 아암(46)이 도시되어 있다.
판금 원재료의 단일 블랭크 "S"가 도 8에 도시되었지만, 전술한 미국 특허 제4,907,990호에 개시된 바와 같이, 단자들이 운반 조립체에 의해 연결된 상태로, 복수개의 단자들이 판금 재료의 연속 스트립(strip)으로부터 연속적으로 스탬핑 가공 및 성형될 수 있다.
단자(10)를 제조하는 다음 단계가 도 9 및 도 10에 도시되어 있고, 이 단계에서 접촉 비임(37)은 지점(70)에서와 같이 판금 원재료로부터 전단되고, 접촉 비임은 판금 원재료의 평면으로부터 성형되어 핀 접촉면(40)을 한정한다(도 10 참조).
도 11 및 도 12는 단자(10) 제조의 다음 단계를 도시하고, 이 단계에서 접촉 비임(37)은 추가로 전단되고, 판금 원재료의 평면으로부터 상향 성형되어, 접촉 비임들은 대향 병렬 위치되고 핀 접촉면(40)들은 대향하는 방향으로 서로 대면한다.
단자(10) 제조의 최종 단계는 접촉 비임(37)을 둘러싸는 방식으로 판금 원재료로의 평면으로부터 상향으로 가리개(52)의 아암(54)을 성형하는 것이다. 동시에 크림프 아암(12,14)들이 케이블(16)의 종단 준비를 위해 판금 원재료의 평면으로부터 적어도 부분적으로 상향 성형될 수 있다. 이 최종 단계는 도 11 및 도 12를 전술한 도 1 내지 도 7에 도시된 단자의 최종 형상과 비교함으로써 이해될 수 있다.
마지막으로 도 13은 전기 커넥터 하우징(74)의 통로(72)로부터 삽입된 본 발명에 따른 단자(10)들 중 하나를 도시한다. 하우징은 5개의 통로(72)를 포함하고, 그 중 하나의 통로만이 단자(10)를 수용하는 것으로 도시되었다. 단자는 그 종단된 전기 케이블(16)과 함께 화살표 "D "의 방향으로 하우징의 후방 단부(76)로부터 통로(72)내로 삽입된다. 복수개의 격벽(78)이 통로(72)를 분리하고, 격벽은 하우징의 전방으로 연장하는 돌출부(80)들을 갖는다. 돌출부는 말단면(80a)을 한정하고, 말단면은 단자들을 하우징의 각각의 통로(72)내의 제위치에 고정하도록 단자의 래치 보스(62)아래에서 효과적으로 스냅 결합한다.
본 발명은 그 중심 특징 또는 정신으로부터 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 실시될 수 있음이 이해되어야 한다. 그러므로 본 예와 실시에는 모든 면에서 제한적이 아닌 예시적으로 고려되어야 하며, 본 발명은 본 명세서에 주어진 상세 사항으로 제한되지 않는다.
본 발명에 따르면, 종래 기술의 고접촉력 단자에 대해 커넥터 하우징 내의 단자의 고정을 용이하게 할 뿐만 아니라 단자를 보호하고 보강하기 위한 향상된 특징을 갖는 고접촉력 전기 단자를 제공된다.

Claims (21)

  1. 대체로 상자형의 핀 수용 영역을 구비한 전방 핀 맞물림 구조물에 연결된 채널형 기부 및 탄성 비임 지지 부재를 포함하고, 상기 핀 맞물림 구조물은 삽입된 핀 단자와 활주 가능하게 맞물리도록 삽입된 핀과 활주 가능하게 맞물리는 대향 핀 접촉면들을 갖는 상태로 상자형 영역의 대향 측면들을 형성하도록 기부의 전방으로 연장하는 한 쌍의 이격된 비임들을 구비하고, 상기 탄성 비임 지짖 부재는 상기 상자형 영역의 제3측면을 형성하도록 상기 비임의 전방 자유 단부들 사이로 연장하고 이들을 기계적으로 상호 접속하는, 단일편 고접촉력 핀 수용 전기 단자에 있어서,
    취급 중에 비임을 보호하기 위해 비임의 적어도 일부분에 대해 기부의 전방으로 연장하는 가리개를 포함하는 것을 특징으로하는 단일편 고접촉력 핀 수용 전기 단자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가리개는 상기 상자형 영역의 제4측면을 형성하는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 단일편 고접촉력 핀 수용 전기 단자.
  3. 제1항에 있어서, 상기 가리개는 핀 단자가 상기 대향 핀 접촉면들과 활주 맞물림 상태로 삽입 가능한 통로를 형성하는 4면을 갖는 말단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일편 고접촉력 핀 수용 전기단자.
  4. 제3항에 있어서, 단자를 적절한 하우징 내에 고정하는 것을 용이하게 하도록 상기 말단부 상에 래치 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단일편 고접촉력 핀 수용 전기 단자.
  5. 제1항에 있어서, 상기 비임 지지 부재는 상호 접속 중간부와 연결하도록 상기 비임의 전방 단부로부터 연장하는 스프링 아암을 포함하는 U형 스프링과, 상기 중간부를 기부와 상호 접속하는 지지 웨브를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일편 고접촉력 핀 수용 전기 단자.
  6. 제5항에 있어서, 상기 기부 상에 상기 지지 웨브와 정렬되는 보강리브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단일편 고접촉력 핀 수용 전기 단자.
  7. 제1항에 있어서, 상기 가리개는 상기 비임의 전방에 위치하고 핀 단자가 비임의 상기 대향 핀 접촉면들과 활주 맞물림 상태로 삽입 가능한 통로를 형성하는 말단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일편 고접촉력 핀 수용 전기 단자.
  8. 제1항에 있어서, 단자를 적절한 하우징 내에 장착하는 것을 용이하게 하도록 상기 가리개 상에 래치 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단일편 고접촉력 핀 수용 전기 단자.
  9. 제1항에 있어서, 상기 가리개는 상기 비임의 쌍을 따라 기부로부터 연장하는 한 쌍의 아암을 포함하는 것을 특징으로 하는 단일편 고접촉력 핀 수용 전기 단자.
  10. 제9항에 있어서, 상기 아암은 상기 비임을 실질적으로 둘러싸기 위해 대체로 L형의 단면인 것을 특징으로 하는 단일편 고접촉력 핀 수용 전기 단자.
  11. 대체로 상자형의 핀 수용 영역을 구비한 전방 핀 맞물림 구조물에 연결된 채널형 기부 및 탄성 비임 지지 부재를 포함하고, 상기 핀 맞물림 구조물은 삽입된 핀 단자와 활주 가능하게 맞물리도록 삽입된 핀과 활주 가능하게 맞물리는 대향 핀 접촉면들을 갖는 상태로 상자형 영역의 대향 측면들을 형성하도록 기부의 전방으로 연장하는 한 쌍의 이격된 비임들을 구비하고, 상기 탄성 비임 지지 부재는 상기 상자형 영역의 제3측면을 형성하도록 상기 비임의 전방 자유 단부들 사이로 연장하고 이들을 기계적으로 상호 접속하는, 단일편 고접촉력 핀 수용 전기 단자에 있어서,
    취급 중에 비임을 보호하기 위해 비임의 적어도 일부분에 대해 기부의 전방으로 연장하고, 상기 상자형 영역의 제4측면을 형성하는 부분과 상기 비임의 전방에 위치되어 핀 단자가 비임의 상기 대향 핀 접촉면과 활주 맞물림 상태로 삽입 가능한 통로를 형성하는 말단부를 구비한 가리개를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일편 고접촉력 핀 수용 전기 단자.
  12. 제11항에 있어서, 단자를 적절한 하우징 내에 고정하는 것을 용이하게 하도록 상기 말단부 상에 래치 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단일편 고접촉력 핀 수용 전기 단자.
  13. 제11항에 있어서, 상기 비임 지지 부재는 상호 접속 중간부를 연결하도록 상기 비임의 전방 단부로부터 연장하는 스프링 아암을 포함하는 U형 스프링과, 상기 중간부를 기부와 상호 접속하는 지지 웨브를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일편 고접촉력 핀 수용 전기 단자.
  14. 제13항에 있어서, 상기 기부 상에 상기 지지 웨브와 정렬되는 보강 리브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단일편 고접촉력 핀 수용 전기 단자.
  15. 제11항에 있어서, 단자를 적절한 하우징 내에 장착하는 것을 용이하게 하도록 상기 가리개 상에 래치 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단일편 고접촉 핀 수용 전기 단자.
  16. 제11항에 있어서, 상기 가리개는 상기 비임의 쌍을 따라 기부로부터 연장하는 한 쌍의 아암을 포함하는 것을 특징으로 하는 단일편 고접촉력 핀 수용 전기 단자.
  17. 제16항에 있어서 상기 아암은 상기 비임을 실질적으로 둘러싸기 위해 대체로 L형의 단면인 것을 특징으로 하는 단일편 고접촉력 핀 수용 전기 단자.
  18. 핀 수용 접촉부를 포함하는 금속 단자의 제조 방법에 있어서,
    기부 부분, 기부 부분으로부터 전방으로 연장하고 말단부 부분에 의해 연결되는 대체로 평행한 한 쌍의 제1외부 아암, 기부 부분으로부터 전방 단부까지 전방으로 연장하는 대체로 평행한 한쌍의 제2중간 비임, 및 상기 제2비임의 쌍 사이로 연장하는 한 쌍의 제3 내부 아암을 포함하고, 상기 내부 아암은 기부 부분에 인접한 중간부에 의해 연결되고 각각의 상기 내부 아암의 대향 단부는 인접한 중간 비임의 전방 단부에 직렬 연결된, 적어도 하나의 단자 블랭크를 형성하도록 판금 원재료를 스탬핑 가공하는 단계, 각각의 상기 중간 비임 상에 접촉부를 형성하는 단계, 및
    상기 비임의 접촉부들이 삽입된 핀 단자를 활주 가능하게 수용하고 핀 단자와 전기적으로 맞물리도록 위치되고, 상기 외부 아암들이 성형된 비임을 보호하기 위해 위치되도록 상기 블랭크의 대향 측면들을 상자형 구조물을 형성하도록 상향 성형하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 핀 단자가 상기 비임의 접촉부와 활주 맞물림 상태로 삽입 가능한 통로를 상기 제1외부 아암 쌍의 말단부에 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 단자를 적절한 하우징 내에 고정하는 것을 용이하게 하도록 상기 제1외부 아암 쌍의 말단부에 래치 수단을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제18항에 있어서, 상기 내부 아암 쌍을 연결하는 중간부와 상기 기부 부분 사이에 지지 웨브를 스탬핑 가공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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