KR100432069B1 - 삽입부재와관형부재의결합을플랜징에의해서수행하는방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 방법에서는 관형 부재(10)에 단면으로부터 삽입 부재(12)가 끼워넣어지고, 삽입 부재(12)는 관형 부재(10)의 세로 방향 축선(11)의 방향에서 스토퍼(24)에 접한다. 관형 부재(10)는 직경에 확대된 영역(30)을 갖고 있으며, 상기 확대된 영역(30)은 공구 부재(36)의 개구(38)내에 밀어 넣어져서, 탄성적으로 공구 부재(36)의 개구(38)의 횡단면에서 변형된다. 이것에 의해서 관형 부재(10)의 자유 단부(60)는 값(△1)만큼 신장되고, 이렇게 신장된 값(△1)은 직경이 확대된 영역(30)을 형성하기 위해서 케이싱(10)이 단축된 길이다. 플랜지부가 구부러져서 탄성적으로 복귀된 후에 케이싱(10)이 공구 부재(36)로부터 이동된다. 탄성 변형된 영역(30)은 탄성적으로 그 출발 상태로 복귀되며, 이에 의해서 케이싱(10)은 상기 값(△1) 만큼 단축되고 삽입 부재(12)로의 플랜지부의 단단히 조이는 힘이 발생된다.

Description

삽입 부재와 관형 부재의 결합을 플랜징에 의해서 수행하는 방법
이러한 방법은, 예를 들면 독일 특허 출원 공개 제 4013032호 명세서로부터 공지되어 있다. 상기 방법의 경우, 삽입 부재는 커버로서 형성되어 있으며, 상기 커버는 케이싱으로서 형성된 관형 부재의 단부로부터 도입된다. 커버는 케이싱의 세로 방향 축선의 방향에서 스토퍼에 접하며, 세로 방향 축선의 방향에서 정확하게 위치 결정된다. 계속하여, 케이싱의 세로 방향 축선의 방향에서 커버를 너머 돌출되는 가장자리부가 소성 변형에 의해서 케이싱의 세로 방향 축선에 대해서 반경 방향 내측으로 플랜징 가공된다. 따라서, 케이싱의 상기 가장자리부는 커버의 외측 가장자리부에 피복되어 세로 방향 축선의 방향에서 커버에 접한다. 이 경우, 커버는 스토퍼와 케이싱의 플랜징 가공된 가장자리부 사이에서 세로 방향 축선의 방향에서 고정되고 있다. 케이싱의 가장자리부를 플랜징 가공할 때는 케이싱이 케이싱의 세로 방향 축선의 방향으로 압박되며, 플랜징 후에 다시 탄성적으로 복귀된다. 이 때 플랜지부의 유지력은 감소되고, 부적합한 상황에서는 유지력이 0(zero)으로 될 경우도 있다.
또한, 플랜지부의 유지력의 유지가 확실하게 되어 있는 방법이 공지되어 있다. 이를 위해, 관형 부재는 삽입 부재가 도입되는 측의 단부에서, 적어도 관형 부재의 주위면의 일부에 걸쳐서 관형 부재의 나머지의 영역과 비교해서 확대된 직경을 구비한 영역을 갖고 있다. 플랜지부를 형성하기 위해서는 관형 부재의 다른 측의 단부로부터 개구를 구비한 환형의 공구 부재가 눌러 끼워진다. 상기 개구의 횡단면은 관형 부재의 확대된 외측 횡단면을 구비한 영역 보다 작고, 적어도 나머지의 관형 부재의 외측 횡단면과 동일한 크기이다. 공구 부재와 관형 부재 사이에서 세로 방향 축선 방향으로 상대 운동이 행해지며, 공구 부재는 관형 부재의 확대된 외측 횡단면을 구비한 영역을 따라서 이동하며, 이 영역은 소성 변형되어 세로 방향 축선에 대해서 반경 방향 내측으로 가압된다. 환형의 공구 부재가 관형 부재의 확대된 외측 횡단면을 구비한 영역을 따라서 이동되는 동안, 동시에 관형 부재에 인장력이 작용해서 관형 부재의 플랜지형 플랜지부의 형성 후에 발생하는 탄성적인 복귀에 의해서 삽입 부재측으로의 유지력은 더욱 높아지며, 나아가서는 관형 부재에 있어서의 삽입 부재의 확실한 고정이 달성된다.
펌프 부재가 끼워지는 측의 단부에 형성된 나머지의 영역에 비해서 확대된 외측 횡단면을 갖고 영역은 그 제조를 위해서 예컨대 디프 드로잉에 의한 다수의 작업 단계를 필요로 한다.
본 발명은 청구항 1의 상위 개념에 기재된 형식의, 삽입 부재와 관형 부재의 결합을 플랜징(flanging)에 의해 수행하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 공구 부재에 의한 플랜징 결합부의 형성의 제 1 단계에 있어서의 삽입 부재와 관형 부재를 도시하는 도면.
도 2는 형성된 플랜지부가 탄성적으로 복귀한 후의, 공구 부재 내에 단단히 조여진 관형 부재를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 방법의 종료 후의 플랜징 결합부를 도시하는 도면.
도 4는 2개의 부분으로 구성된 관형 부재를 구비한 본 발명에 따른 플랜징 결합부를 형성하기 위한 다른 실시예를 도시하는 도면.
이것에 대해서 청구항 1의 특징을 구비한 본 발명에 따른 삽입 부재와 관형 부재의 결합을 플랜징에 의해 수행하는 방법은 다음과 같은 장점을 갖고 있다. 즉,관형 부재에 직경이 확대된 영역이 제공되어 있으며, 상기 영역은 플랜징 과정중에 관형 부재를 수용하는 공구 부재에 의해서 탄성 변형되며, 이에 의해서 관형 부재의 자유 단부가 신장되며, 이 경우, 플랜징 과정 후에 관형 부재의 탄성적인 영역이 변형되어 원래 위치로 복귀됨에 따라서 플랜지부의 탄성적인 복귀를 보상할 수 있고, 삽입 부재가 적어도 부분적으로 단단히 조여지고 관형 부재내에서 유지되어 확실히 고정되도록 할 수 있다.
청구항 2 이하에는 본 발명에 따른 방법의 유리한 다른 형태가 기재되어 있다.
도 1 내지 도 4 에 도시된 유닛은 관형 부재(10)와, 상기 관형 부재(10) 내에 배치된 삽입 부재(12)를 갖고 있다. 이 경우, 유닛이라 함은 자동차의 내연 기관에 연료를 공급하기 위한 연료 공급 유닛이다. 이 경우, 관형 부재(10)는 케이싱이며, 삽입 부재(12)는 단부에서 케이싱(10) 내에 끼워지는 펌프 부재이다.
케이싱(10) 내에 펌프 부재(12) 이외에 전기적인 구동 모터가 수용되어 있다. 펌프 부재(12)는 유체 펌프 부재로서 구성되고, 임펠러 휘일(14)을 갖고 있으며, 상기 임펠러 휘일(14)은 케이싱(10)의 세로 방향 축선(11)의 방향에서 2 개의 벽부분(15,16)에 의해 제한된 펌프실(18)에 배치되어 있다. 벽부분(15,16)은 상기 임펠러 휘일(14)에 직면한 단부에 각각 1 개의 환형의 공급 통로(19,20)를 갖고 있으며, 상기 공급 통로(19,20)는 임펠러 휘일(14)의 날개와 동일한 직경으로 배치되어 있다. 양 벽부분(15,16) 사이에는 케이싱(10)의 세로 방향 축선(11)의 방향으로 일정 간격이 제공되어 있으며, 임펠러 휘일(14)이 일정한 축방향 간극을 유지하며 펌프실(18)에 수용되도록 되어 있다. 내측의 벽부분(15)은 펌프실(18)을 세로 방향 축선(11)에 대해서 반경 방향으로 제한하는 원통형의 숄더부(22)를 갖고 있으며, 상기 숄더부(22)의 전방부에는 외측의 벽부분(18)이 접하고 있다.
케이싱(10)은 펌프 부재(12)가 배치되어 있는 단부 영역에 상기 케이싱(10)의 나머지의 영역 보다 큰 직경을 갖고 있으며, 큰 직경에서 작은 직경으로의 전이부에는 케이싱(10)의 세로 방향 축선(11)에 대해서 반경 방향에 배치된 케이싱(10)의 전방 단부를 향한 단차부(24)가 형성되어 있다. 단차부(24)는 펌프 부재(12)가 내측의 벽부분(15)을 거쳐서 세로 방향 축선(11)의 방향에서 접하는 스토퍼를 형성하고 있다. 펌프 부재(12)를 위한 축방향의 스토퍼(24)는 케이싱(10)에 배치된 다른 구성 부분에 의해서 형성되어도 된다(도 4 참조).
케이싱(10)의 횡단면은 원형으로 형성되어 있고, 펌프 부재(12)가 삽입되는단부 영역에는 케이싱(10)의 나머지 영역과 비교해서 확대된 직경, 특히 확대된 외경을 구비한 영역(30)을 갖고 있다. 케이싱(10)의 영역(30)의 외경은 도면 부호 D1로 나타내고 있으며, 케이싱(10)의 영역(30)에 계속하는 나머지 영역의 외경은 도면 부호 D2로 나타내고 있다. 영역(30)은 케이싱(10)의 주위면 전체에 걸쳐서 연장되고 있으며, 환형의 엠보싱 가공부를 형성하고 있으며, 상기 엠보싱 가공부는 그 영역(30)에 걸쳐서 동일한 곡률을 갖고 있으며 낫 모양 또는 반원형으로 형성되어 있다. 환형의 엠보싱 가공부의 구성은 공지되어 있는 제조 기술 방법에 의해서 제조할 수 있다. 케이싱(10)은 적어도 탄성 변형 가능한 재료, 특히 금속으로 되어 있고, 예컨대 디프 드로잉에 의해서 제조할 수 있다.
직경이 확대된 영역(30)의 구성에 의해서 케이싱(10)의 전체 길이는 값(△1)만큼 단축되어 있다. 확대된 영역(30)의 외경(D1)이 외경(D2)과 비교해서 확대된 값은 케이싱(10)의 전체 길이가 단축된 값(△1)을 규정한다. 다음에 상세히 설명하는 바와 같이, 상기 단축된 값(△1)은 케이싱(10)내에서 스토퍼(24)에 대해서 삽입 부재(12)를 유지하는 유지력 또는 단단히 조이는 힘을 규정한다.
도 1에는 펌프 부재(12)가 끼워지고 있으나, 아직은 펌프 부재(12)가 고정되어 있지 않은 케이싱(10)이 도시되어 있다. 케이싱(10)의 직경이 확대된 영역(30)과는 반대측의 단부로부터 케이싱(10)의 상방으로 환형의 공구 부재(36)가 밀어 넣어진다. 상기 공구 부재(36)는 개구(38)를 갖고 있으며, 상기 개구(38)의 직경(D3)은 케이싱(10)의 직경이 확대된 영역(30) 이외의 직경(D2)보다 약간 크므로 공구 부재(36)는 케이싱(10)에 걸리지 않고 영역(30)까지 밀어넣는 것이 가능하다.
공구 부재(36)는 장치의 일부로서 정위치에 배치될 수 있다. 이 경우 케이싱(10)은 공구 부재(36)의 개구(38)의 도 1의 화살표(39)의 방향에서 밀어넣어지든가 케이싱(10)이 장치 내에 클램핑으로서 고정되고, 다음에 공구 부재(36)가 케이싱(10)에 도 1의 화살표(40)의 방향에서 밀어 끼워진다.
선택적으로, 공구 부재(36)는 확대 개방된 정지 상태에 있어서 확대된 영역(30)에 대해서 위치 결정되는 세그먼트 형상의 링으로서 형성해도 좋다. 상기 세그먼트 형상의 링은 단단히 조이거나 또는 작업 상태로 이행 가능하다. 이런 상태에 있어서 세그먼트 형상의 링은 확대된 영역(30)을 클램핑한다. 따라서 확대된 영역(30)을 자유롭게 공구 부재(36)에 있어서의 가공 위치에 끼워넣을 수 있다.
공구(36)의 개구(38)는 직경이 확대된 영역(30)에 직면한 가장자리부에 있어서 직경(D3)으로부터 폭이 확대되어 만곡되고 있는데, 예컨대 원추형으로 직경(D3)으로부터 폭이 확대되도록 형성되어 있어도 좋다.
펌프 부재(12)의 내측의 벽부분(15)은 펌프 부재(12)의 외측의 벽부분(16)에 작용하는 구속 부재(41)에 의해서 단차부(24)에 접하여 유지된다. 케이싱(10)과 공구 부재(36) 사이에는 계속해서 케이싱(10)이 고정 공구(36)에 대해서 이동하는 것에 의해서 세로 방향 축선(11)의 방향에 상대 운동이 발생된다. 이 경우, 공구 부재(36)는 직경의 확대된 영역(30)을 따라서 미끄럼 운동한다. 이것은 공구 부재(36)의 만곡되거나 경사진 가장자리부와 직경이 확대된 영역(30)의 경사지거나 만곡된 상승부 또는 삽입 경사부에 의해서 용이하게 되어 있다. 영역(30)은 이 경우 도 2에 도시된 바와 같이, 공구 부재(36)에 의해서 세로 방향 축선(11)에 대해서 반경 방향에서 내향으로 가압되고, 탄성 변형되어 영역(30)의 내주면이 펌프 부재(12)의 외주면에 접촉한다.
직경이 확대된 영역(30)의 탄성 변형에 의해서 케이싱(10)은 세로 방향 축선(11)의 방향에서 원래의 길이까지 신장되고, 이 위치에서 유지된다. 따라서 케이싱(10)의 전체 길이의 값(△1)만큼의 단축은 적어도 부분적으로 상쇄된다. 이 경우, 공구 부재(36)의 개구(38)의 직경(D3)이 케이싱(10)의 외경(D2)에 상응한 경우에 케이싱(10)의 원래의 길이가 달성된다.
공구(36)의 케이싱(10)에 대한 도 2에 도시된 배치에 있어서 통상의 플랜징용 공구를 사용하여 펌프 부재(12)가 끼워지는 단부(60)의 플랜징이 행해진다. 이 경우, 펌프 부재(12)의 내측의 벽부분(15)은 그 외측의 벽부분(16)에 작용하는 구속 부재(41)를 사용하여 단차부(24)에 접하여 유지된다. 플랜징 과정이 종료되어서 플랜징 압력이 약해지면 케이싱(10)은 탄성적으로 원래로 복귀된다. 즉, 케이싱(10)의 플랜징된 자유 단부(60)는 플랜징 후에 값(b)만큼 얼마간 재차 탄성 복귀된다. 이에 의해서 통상, 플랜징의 유지력이 감소된다.
플랜지부가 형성된 후에는 케이싱(10)은 고정된 공구 부재(36)에 배치되어 있는 경우에는 공구 부재(36)로부터 화살표(39)의 방향과는 역방향으로 이동된다. 선택적으로, 케이싱(10)이 장치에 단단히 조여지고 있고 공구 부재(36)가 미리 화살표(40)의 방향으로 케이싱(10)에 눌러 끼워지고 있는 경우에는, 케이싱(10)은 화살표(40)의 방향과는 역방향으로 제거된다. 플랜징 과정시에 영역(30)을 에워싸고 단단히 조이는 공구 부재(36)에 의해서 직경이 확대된 영역(30)이 탄성 변형되어있으므로, 직경이 확대된 영역(30)은 변형되어서 원래의 형상으로 복귀된다. 이에 의해서 케이싱(10)이 값(△1)만큼 단축된다. 상기 단축된 값(△1) 만큼의 탄성적인 복귀를 보상하고 적어도 근소한 단단한 조임으로 펌프 부재(12)를 스토퍼(24)로 향해서 고정한다. 이에 의해서 플랜징의 유지력이 유지되며 펌프 부재(12)를 케이싱(10)내에서 확실하게 고정할 수 있다.
직경이 확대된 영역(30)은 케이싱(10)의 전체 길이의 값(△1)의 단축을 갖는 직경(D1)을 갖고 있는 것이 양호하며, 이 경우 케이싱(10)은 영역(30)이 변형되어서 원래의 형상으로 복귀되면 펌프 부재(12)를 케이싱을 향해서 단단히 조여서 고정함으로서 펌프 부재(12)로의 유지력이 더욱 높아진다.
도 4에는 케이싱(110)의 변형예가 도시되어 있다. 상기 케이싱(110)은 전체 길이에 걸쳐서 일정한 벽 두께를 갖고 있다. 케이싱(110)의 펌프 부재(12)가 삽입되어 배치되어 있는 단부 영역에는 케이싱(10)에 배치된 관(151)에 의해 케이싱(10)의 큰 직경에서 관(151)의 작은 직경으로의 전이부에 케이싱(10)의 세로 방향 축선(11)에 대해서 반경 방향에 배치된 케이싱(10)의 단부를 향한 단차부(24)가 형성된다. 스토퍼를 형성하고 케이싱(110)과 관(151)에 의해서 형성된 단차부(24)에는 펌프 부재(12)가 내측의 벽부분(15)을 거쳐서 세로 방향 축선(11)의 방향에서 접한다.
이와 같은 선택적인 구성은 직경이 확대된 영역(30)이 케이싱(10)의 전체 길이에 걸쳐서 선택적으로 배치 가능하다는 장점을 갖고 있다.
케이싱(110)내에 배치된 관(151)은 도 1 및 도 2 에 도시한 방법 단계에서,느슨하게 케이싱(110)내에 배치되어 있다. 이에 의해서 마찬가지로 직경이 확대된 영역(30)의 직경(D1)으로부터 직경(D3)으로의 탄성 변형에 의해서 케이싱(10)이 신장될 수 있다. 이는 케이싱(110)이 스토퍼(24)에 직접 결합되어 있지 않으며, 이 위치에서 자유 단부(60)에 대해서 고정되어 있지 않기 때문이다. 플랜징 과정이 종료된 후에는 케이싱(110)이 공구 부재(36)로부터 이동되며 단단히 조여져서 유지된 확대된 영역(30)이 원래의 직경(D1)으로 탄성적으로 복귀된다. 이에 의해서 케이싱(110)의 전체 길이가 값(△1)만큼 재차 단축된다. 이 시점에서 관(151)은 이동 불가능하게 케이싱(110)내에 배치되어 있다. 이 경우, 펌프 부재(12)는 플랜지부에 의해서 가해진 단단히 조여진 힘에 의해서 단단히 조여져서 관(151)에 의해서 형성된 스토퍼(24)에 접한다.
선택적으로, 케이싱(10; 110)은 직경이 확대된 2 개 또는 그 이상의 영역(30)을 갖고 있어도 된다. 또한, 확대된 영역(30)은 적어도 화살표(39)의 방향에서 1개의 도입 경사부 또는 평평하게 상승 구배가 붙여진 적어도 1개의 가장자리부 구역을 갖고 있어도 된다. 이에 의해서 케이싱(10; 110)을 공구 부재(36)의 개구(38)에 도입하는 것이 용이해진다. 직경이 확대된 영역(30)의 상기 도입 경사 부분과는 반대측의 구배를 보다 급한 경사로 형성하고 환형의 엠보싱 가공부가 일정한 연장을 갖고 있을 필요가 없게 해도 좋다.

Claims (11)

  1. 삽입 부재(12)를 관형 부재(10)에 단부로부터 도입하여, 관형 부재(10; 110)의 세로 방향 축선(11)의 방향에서 스토퍼(24)에 접하게 하고, 상기 관형 부재(10; 110)의 돌출된 가장자리부(60)를 상기 삽입 부재(12)에 피복되도록 세로 방향 축선(11)에 대해서 반경 방향 내측으로 플랜징하며, 삽입 부재(12)를 세로 방향 축선(11)의 방향으로 스토퍼(24)와 플랜징된 가장자리부(60) 사이에서 고정함으로써, 삽입 부재와 관형 부재(10, 110)의 결합을 플랜징에 의해서 수행하는 방법에 있어서,
    상기 관형 부재(10; 110)는 적어도 주위면의 일부에 거쳐서 확대된 직경을 구비한 1개 이상의 영역(30)을 갖고 있으며,
    상기 영역(30)을 공구 부재(36)에 의해서 탄성 변형시켜서 세로 방향 축선(11)에 대해서 반경 방향 내측으로 가압하여 상기 관형 부재(10)를 값(△1) 만큼 신장시키며, 상기 값(△1)은 직경이 확대된 영역(30)의 구성에 기초하여 상기 관형 부재(10; 110)를 짧게 하는 값(△1)이며,
    상기 신장된 관형 부재(10; 110)의 가장자리부(60)를 플랜징 하는 것을 특징으로 하는 삽입 부재와 관형 부재의 결합을 플랜징에 의해서 수행하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 공구 부재(36)는 확대된 상기 영역(30)을 탄성 변형에 의해서 원래의 길이로 신장하고 있는 동안에 상기 관형 부재(10; 110)의 자유단부(60)를 플랜징 하는 것을 특징으로 하는 삽입 부재와 관형 부재의 결합을 플랜징에 의해서 수행하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 플랜징 과정 후에 상기 관형 부재(10; 110)를 공구 부재(36)로부터 제거하고, 탄성 변형된 영역(30)은 탄성적으로 출발 상태로 복귀되며, 플랜지부의 탄성적인 복귀가 보상되는 것을 특징으로 하는 삽입 부재와 관형 부재의 결합을 플랜징에 의해서 수행하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 직경이 확대된 영역(30)은 공구 부재(36)의 눌러 끼움 방향에 형성된 도입 경사부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 삽입 부재와 관형 부재의 결합을 플랜징에 의해서 수행하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관형 부재(10; 110)의 직경을 플랜징 하여, 상기 공구 부재(36)를 관형 부재(10; 110)로부터 제거한 후에 삽입 부재(12)가 가볍게 단단히 조여져서 스토퍼(24)에 대해서 고정되는 값만큼 확대하는 것을 특징으로 하는 삽입 부재와 관형 부재의 결합을 플랜징에 의해서 수행하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 1 개의 부분으로 구성되는관형 부재(10)의 경우에 직경이 확대된 1 개 이상의 영역(30)을 상기 관형 부재(10)의 삽입 부재(12)가 도입되는 측의 단부(60)와 상기 관형 부재(10)에 일체 성형된 스토퍼(24) 사이에 형성하는 것을 특징으로 하는 삽입 부재와 관형 부재의 결합을 플랜징에 의해서 수행하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 2 개 또는 그 이상의 부분으로 구성되는 관형 부재(110)의 경우에, 직경이 확대된 1 개 이상의 영역(30)을 상기 관형 부재(110)의 길이 전체에 걸쳐서 자유롭게 선택 가능하게 배치하는 것을 특징으로 하는 삽입 부재와 관형 부재의 결합을 플랜징에 의해서 수행하는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 직경이 확대된 2 개 또는 그 이상의 영역(30)을 상기 관형 부재(10; 110)의 주위면 범위에 가공 성형하는 것을 특징으로 하는 삽입 부재와 관형 부재의 결합을 플랜징에 의해서 수행하는 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 직경이 확대된 영역(30)을 환형의 엠보싱 가공부로서 형성하는 것을 특징으로 하는 삽입 부재와 관형 부재의 결합을 플랜징에 의해서 수행하는 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 확대된 영역(30)의 탄성 변형은 환형의 공구 부재(36)를 피복함으로써 수행하는 것을 특징으로 하는 삽입 부재와 관형 부재의 결합을 플랜징에 의해서 수행하는 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 확대된 영역(30)의 탄성 변형을 공구 부재(36)에 의해서 수행하고, 상기 공구 부재(36)는 세그먼트 형상의 링으로서 형성되어 있으며, 상기 링은 반경 방향에서 확대 가능하며 클램핑이 가능한 것을 특징으로 하는 삽입 부재와 관형 부재의 결합을 플랜징에 의해서 수행하는 방법.
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