KR20210058700A - 장착 플랜지를 갖는 전기 연결부 및 그 조립 방법 - Google Patents

장착 플랜지를 갖는 전기 연결부 및 그 조립 방법 Download PDF

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토마스 에이. 볼포네
테리 에이. 조지
윌리엄 씨. 로비츠
에릭 해버케이트
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앱티브 테크놀러지스 리미티드
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Abstract

나사산형 파스너를 수용하도록 구성된 관통 연장되는 장착 홀(116)을 형성하는 장착 플랜지(112), 및 장착 플랜지(112)로부터 연장되고 장착 홀(116)을 둘러싸는 변형 가능한 압궤 리브(118)를 포함하는 전기 연결부(110)가 본원에서 제공된다. 전기 연결부(110)를 패널에 조립하는 방법(200)으로서, 관통 연장하는 장착 홀(116) 및 장착 홀(116)을 둘러싸는 압궤 리브(118)를 형성하는 장착 플랜지(112)의 장착 홀(116) 내에 파스너를 삽입하는 단계(210); 파스너를 통해서 장착 플랜지(112)에 클램핑력을 인가하는 단계(212), 및 변형된 압궤 리브(118)가 장착 홀(116)의 내부 벽(122)과 파스너 사이의 간극을 적어도 부분적으로 충진하도록, 파스너에 의해서 인가된 클램핑력을 통해서 압궤 리브(118)를 변형시키는 단계(214)를 포함하는, 방법이 본원에서 제공된다.

Description

장착 플랜지를 갖는 전기 연결부 및 그 조립 방법{ELECTRICAL CONNECTOR WITH A MOUNTING FLANGE AND METHOD OF ASSEMBLING SAME}
관련 출원에 대한 상호 참조
본원은 2019년 11월 12일자로 출원되고, 그 개시 내용의 전체가 본원에서 참조로 포함되는 미국 가특허출원 제62,934.086호의 우선권의 이익을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 전기 연결부 그리고 보다 특히 장착 플랜지를 갖는 전기 연결부에 관한 것이다.
도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같은 장착 플랜지(12)를 갖는 전기 연결부(10)는 전형적으로 전기 연결부를 개구를 갖는 패널에 장착하기 위해서 이용되고, 그러한 개구를 통해서 전기 연결이 이루어진다. 장착 플랜지를 갖는 전기 연결부는 전형적으로, 장착 홀(16)을 둘러싸는 금속 부싱(14), 예를 들어 알루미늄 또는 황동 부싱을 압축 제한부로서 이용하고, 그러한 압축 제한부는, 파스너(fastener)의 과다-토크 인가로 인해서, 중합체 재료로 전형적으로 형성되는 장착 플랜지(12)를 파스너가 손상시키는 것 그리고 플랜지(12) 상에서 과다 클램프 부하를 유발하는 것을 방지한다. 이러한 금속 부싱(14)은 파스너의 클램프 부하에 의해서 유발되는 손상으로부터 플랜지를 보호한다. 그러나, 금속 부싱(14)은 양호하지 못한 파스너와 함께 또는 일부 적용예에서 사용되는 바와 같은 분할 와셔(split washer)와 함께 사용될 때, 주변 오염물질, 예를 들어 물 또는 다른 유체가 전기 연결부(10) 내로 침입하는 경로를 제공한다. 이러한 금속 부싱(14)은 또한 전형적으로 전기 연결부(10)의 비용의 30%에 상당한다.
따라서, 주변 오염물질이 전기 연결부에 침입하는 것을 방지하는 장착 플랜지를 갖는 전기 연결부를 저렴한 비용으로 제공할 필요성이 있다.
배경기술 항목에서 설명되는 청구 대상은, 단지 배경 기술 항목에서의 그 언급으로 인해서 종래 기술로 간주되지 않아야 한다. 유사하게, 배경 기술에서 언급된 또는 배경 기술의 청구 대상과 연관된 문제가 종래 기술에서 이전에 인지되었던 것으로 간주되지 않아야 한다. 배경 기술 항목 내의 청구 대상은, 그들 자체 내에서 그리고 그들 자체가 또한 발명이 될 수 있는, 단지 상이한 접근 방식들을 나타낸다.
본 개시 내용의 하나 이상의 양태에 따라, 전기 연결부는, 나사산형 파스너를 수용하도록 구성된 장착 홀이 관통하여 연장되게 형성된 장착 플랜지, 및 장착 플랜지로부터 연장되고 장착 홀을 둘러싸는 변형 가능한 압궤 리브(crush rib)를 포함한다.
이전 문단에 따른 전기 연결부의 하나 이상의 실시예에서, 압궤 리브는, 장착 홀로부터의 반경방향 거리가 증가됨에 따라 압궤 리브의 높이가 감소되도록, 각도형성될 수 있다.
이전 문단 중 어느 하나에 따른 전기 연결부의 하나 이상의 실시예에서, 압궤 리브는, 장착 홀에 근접하여 위치되는 반원형 횡단면을 갖는 환형 립(annular lip)을 형성할 수 있다.
이전 문단 중 어느 하나에 따른 전기 연결부의 하나 이상의 실시예에서, 원통형 보스가 장착 홀을 둘러쌀 수 있고, 압궤 리브가 보스로부터 연장될 수 있다.
이전 문단 중 어느 하나에 따른 전기 연결부의 하나 이상의 실시예에서, 압궤 리브가 보스와 일체로 형성될 수 있다.
이전 문단 중 어느 하나에 따른 전기 연결부의 하나 이상의 실시예에서, 압궤 리브 및 보스가 동일한 유전성 중합체 재료로 형성될 수 있다.
이전 문단 중 어느 하나에 따른 전기 연결부의 하나 이상의 실시예에서, 압궤 리브가 장착 플랜지와 일체로 형성될 수 있다.
이전 문단 중 어느 하나에 따른 전기 연결부의 하나 이상의 실시예에서, 압궤 리브 및 장착 플랜지가 동일한 유전성 중합체 재료로 형성될 수 있다.
본 개시 내용의 하나 이상의 양태에 따라, 전기 연결부를 패널에 조립하는 방법은 관통 연장하는 장착 홀 및 장착 홀을 둘러싸는 압궤 리브를 형성하는 장착 플랜지의 장착 홀 내에 파스너를 삽입하는 단계, 파스너를 통해서 장착 플랜지에 클램핑력을 인가하는 단계, 및 변형된 압궤 리브가 장착 홀의 내부 벽과 파스너 사이의 간극을 적어도 부분적으로 충진하도록, 파스너에 의해서 인가된 클램핑력을 통해서 압궤 리브를 변형시키는 단계를 포함한다.
이전 문단에 따른 방법의 하나 이상의 실시예에서, 파스너가 나사산형 파스너일 수 있고, 변형된 압궤 리브는 나사산형 파스너의 나사산을 적어도 부분적으로 충진할 수 있다.
이전 문단 중 어느 하나에 따른 방법의 하나 이상의 실시예에서, 나사산형 파스너를 회전시키는 것에 의해서, 클램핑력이 인가될 수 있다.
이전 문단 중 어느 하나에 따른 방법의 하나 이상의 실시예에서, 압궤 리브는, 장착 홀로부터의 반경방향 거리가 증가됨에 따라 압궤 리브의 높이가 감소되도록, 각도형성될 수 있다.
이전 문단 중 어느 하나에 따른 방법의 하나 이상의 실시예에서, 압궤 리브는, 장착 홀에 근접하여 위치되는 반원형 횡단면을 갖는 환형 립을 형성한다.
이전 문단 중 어느 하나에 따른 방법의 하나 이상의 실시예에서, 원통형 보스가 장착 홀을 둘러쌀 수 있고, 압궤 리브가 보스로부터 연장될 수 있다.
이전 문단 중 어느 하나에 따른 방법의 하나 이상의 실시예에서, 압궤 리브는 장착 플랜지와 일체로 형성될 수 있고, 압궤 리브 및 장착 플랜지가 동일한 유전성 중합체 재료로 형성될 수 있다.
본 개시 내용의 하나 이상의 양태에 따라, 전기 연결부는, 통합된, 나사산형 파스너를 수용하도록 구성된 장착 홀이 관통하여 연장되게 형성된 장착 플랜지 및 장착 홀의 내부 벽과 파스너 사이의 간극을 적어도 부분적으로 충진하기 위한 수단을 포함한다. 상기 수단은 장착 플랜지에 통합된다.
이전 문단에 따른 전기 연결부의 하나 이상의 실시예에서, 원통형 보스가 장착 홀을 둘러쌀 수 있고, 상기 수단이 보스 위에 배치될 수 있다.
이전 문단 중 어느 하나에 따른 전기 연결부의 하나 이상의 실시예에서, 상기 수단 및 보스가 동일한 유전성 중합체 재료로 형성될 수 있다.
이전 문단 중 어느 하나에 따른 전기 연결부의 하나 이상의 실시예에서, 상기 수단 및 장착 플랜지가 동일한 유전성 중합체 재료로 형성될 수 있다.
이전 문단 중 어느 하나에 따른 전기 연결부의 하나 이상의 실시예에서, 전기 연결부는 나사산형 파스너의 나사산을 적어도 부분적으로 충진하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다. 상기 수단은 장착 플랜지에 통합될 수 있다.
이제, 예로서 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 설명할 것이다.
도 1a는 종래 기술에 따른 장착 플랜지 및 금속 부싱을 갖는 전기 연결부의 분해 사시도이다.
도 1b는 종래 기술에 따른 도 1의 전기 연결부의 정면 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 일부 실시예에 따른 장착 홀을 둘러싸는 압궤 리브를 갖는 전기 연결부의 장착 플랜지 내의 장착 홀의 근접도이다.
도 2b는 본 발명의 일부 실시예에 따른 도 2a의 장착 홀 및 압궤 리브의 횡단면도이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예에 따른, 전기 연결부를 패널에 조립하는 방법의 흐름도이다.
도 1a 및 도 1b의 연결부(10)와 유사한, 이하에서 플랜지(112)로 지칭되는 장착 플랜지를 갖는, 이하에서 연결부(110)로 지칭되는 전기 연결부가 제공된다. 그러나, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 연결부(110)는 플랜지(112)를 통해서 연장되는 장착 홀(116)을 갖고, 장착 홀은, 도 1b에 도시된 바와 같이 장착 홀을 둘러싸는 금속 부싱을 갖는 대신, 각도형성된 환형 압궤 리브(118)에 의해서 둘러싸인다. 압궤 리브(118)는 장착 플랜지(112)보다 두꺼운 두께를 갖는 환형 보강 보스(120)의 정상부에 안착되고, 환형 보강 보스는 플랜지(112)에 대한 손상 없이 연결부(110)를 패널(미도시)에 고정하는 파스너(미도시), 예를 들어 나사산형 소켓 헤드 볼트에 의해 플랜지(112)에 인가되는 클램핑력을 견디도록 설계된다. 보스(120) 및 압궤 리브(118)는 플랜지(112)와 일체로 형성되고, 플랜지(112)와 동일한 재료로, 예를 들어 폴리아미드(NYLON), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 또는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)과 같은 엔지니어링된 유전성 중합체 재료로 형성된다.
이러한 압궤 리브(118)는, 연결부(110)가 패널에 부착될 때, 압궤 리브(118)가 플랜지(112)와 파스너의 헤드 사이에 배치되도록, 플랜지(112)의 측면 상에 위치된다. 압궤 리브(118)는, 클램핑력이 파스너에 의해서 압궤 리브에 인가될 때, 압궤 리브(118)가 장착 홀(116)을 향해서 변형되도록 그리고 장착 홀(116)을 부분적으로 충진하도록, 바람직하게 장착 홀(116)의 벽(122)과 파스너 사이의 간극을 충진하도록, 소성적으로 변형되게 구성된다. 파스너가 나사산형 파스너인 경우에, 압궤 리브는 또한 나사산형 파스너의 나사산을 부분적으로 충진할 수 있고, 압궤 리브(118)와 나사산 사이의 계면에 의해서 유발되는 마찰은, 나사산형 파스너를 장착 홀(116)로부터 제거하는데 필요한 토크를 증가시킬 것이다. 그에 의해서, 압궤 리브(118)는 장착 홀(116) 내의 파스너의 바람직하지 못한 풀림을 방지하기 위한 중합체-삽입 로크 너트(polymer-insert lock nut)와 유사하게 기능할 것이다.
압궤 리브를 변형시키도록 인가되는 클램핑력은, 예를 들어 4 mm의 나사산형 파스너에 인가되는 1 N-m 내지 2 N-m의 토크로부터 초래되는, 1.25 N 내지 2.5 N의 범위일 수 있다. 장착 홀(116)과 파스너 사이의 간극을 충진하는 것은 또한, 장착 홀(116) 내의 파스너의 반경방향 이동을 제한하고, 이는 헤더의 진동을 감소시킬 수 있다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 장착 홀(116)로부터의 반경방향 거리가 증가됨에 따라 압궤 리브(118)의 높이가 감소되도록, 압궤 리브(118)의 상단 표면(124)이 각도형성된다. 파스너의 헤드는 보스(120) 및 압궤 리브(118)와 직접적으로 계면을 형성할 것이다. 압궤 리브(118)는 또한, 장착 홀(118)에 근접하고 내부 벽(122)으로부터 연장되는 압궤 리브(118)의 선단부에 위치되는 반원형 횡단면을 갖는 환형 립(126)을 형성한다.
도 3은 전기 연결부를 패널에 조립하는 방법(200)을 도시한다. 방법(200)은 이하의 단계를 포함한다:
관통하여 연장되는 장착 홀 및 장착 홀을 둘러싸는 압궤 리브를 형성하는 장착 플랜지의 장착 홀 내에 파스너를 삽입하는 단계(210)는 관통하여 연장되는 장착 홀(116) 및 장착 홀(116)을 둘러싸는 압궤 리브(118)를 형성하는 장착 플랜지(112)의 장착 홀(116) 내에 파스너를 삽입하는 것을 포함한다.
클램핑력을 파스너를 통해서 장착 플랜지에 인가하는 단계(212)는 클램핑력을 파스너를 통해서 장착 플랜지(112)에 인가하는 것을 포함한다.
변형된 압궤 리브가 장착 홀의 내부 벽과 파스너 사이의 간극을 적어도 부분적으로 충진하도록, 파스너에 의해서 인가된 클램핑력을 통해서 압궤 리브를 변형시키는 단계(214)는 변형된 압궤 리브(118)가 장착 홀(116)의 내부 벽(122)과 파스너 사이의 간극을 적어도 부분적으로 충진하도록, 파스너에 의해서 인가된 클램핑력을 통해서 압궤 리브(118)를 변형시키는 것을 포함한다.
따라서, 압궤 리브(118)를 갖는 장착 플랜지(112)를 갖춘 전기 연결부(110) 및 전기 연결부를 패널에 조립하는 방법(200)이 제공된다. 압궤 리브(118)는 금속 부싱을 제거할 수 있게 하고, 이는 전기 연결부를 위한 상당한 비용 절감을 제공한다. 압궤 리브(118)는 파스너와 장착 홀(116) 사이의 간극을 충진하고, 파스너와 장착 홀(116)의 벽(122) 사이의 반경방향 이동을 방지하고, 이는 반경방향 부하에 의해서 유발되는 이들 사이의 바람직하지 못한 이동을 감소시켜, 연결부(110)의 진동 성능을 개선한다. 또한, 파스너와 장착 홀(116) 사이의 간극을 충진하는 것에 의해서, 장착 홀을 통한 주변 오염물질 경로가 감소되고, 분할 와셔의 필요성을 제거할 수 있고, 나사산 로킹 접착제, 예를 들어 LOCKTITE(242)의 이용을 불필요하게 할 수 있다. 압궤 리브(118)는 또한, 압궤 리브(118)가 변형되는 정도를 기초로, 토크를 적게 인가한 또는 토크를 많이 인가한 파스너에 관한 표시부로서의 역할을 할 수 있다.
예시적인 실시예가 전기 연결부에 관한 것이지만, 광섬유 케이블, 공압 관, 유압 관, 또는 앞서 나열된 물품 중 둘 이상을 포함하는 복합 연결부 조립체와 함께 이용되도록 구성된 다른 연결부 실시예를 생각할 수 있을 것이다.
본 발명이 그 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그러한 것으로 제한하고자 하는 의도는 없으며, 오히려 이하의 청구범위에서 기술된 범위로만 제한될 것이다. 예를 들어, 전술한 실시예들(및/또는 그 양태들)이 서로 조합되어 이용될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고도, 특별한 상황이나 재료를 본 발명의 교시 내용에 맞춰 구성하기 위한 많은 수정이 이루어질 수 있을 것이다. 본원에서 설명된 여러 구성요소의 치수, 재료의 유형, 배향, 그리고 여러 구성요소의 수 및 위치는 특정 실시예의 매개변수를 규정하도록 의도된 것이고, 제한하기 위한 것이 아니며, 단지 기본적인 실시예이다.
청구범위의 사상 및 범위 내의 많은 다른 실시예 및 변경예가 전술한 설명을 검토한 당업자에게 명확할 것이다. 그에 따라, 본 발명의 범위는, 이하의 청구범위에 의해서 부여되는 전체 균등 범위와 함께, 이하의 청구항을 참조하여 결정되어야 할 것이다.
본원에서 사용된 바와 같이, '하나 이상'은 하나의 요소에 의해서 실시되는 기능, 예를 들어 분산 방식으로, 하나 초과의 요소에 의해서 실시되는 기능, 하나의 요소에 의해서 실시되는 몇 개의 기능, 몇 개의 요소에 의해서 실시되는 몇 개의 기능, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등의 용어가, 일부 경우에, 본원에서 다양한 요소를 설명하기 위해서 사용되지만, 이러한 요소들이 이러한 용어에 의해서 제한되지 않아야 한다는 것이 또한 이해될 것이다. 이러한 용어는 단지 하나의 요소를 다른 요소로부터 구별하기 위해서 사용된다. 예를 들어, 설명된 여러 실시예의 범위로부터 벗어나지 않고도, 제1 콘택이 제2 콘택으로 지칭될 수 있고, 유사하게, 제2 콘택이 제1 콘택으로 지칭될 수 있다. 제1 콘택 및 제2 콘택은 모두가 콘택이나, 이들은 동일한 콘택이 아니다.
본원에서 설명된 여러 실시예의 설명에서 사용된 용어는 단지 특별한 실시예를 설명하기 위한 것이고 본 발명의 제한을 위해서 의도된 것이 아니다. 설명된 여러 실시예 및 첨부된 청구범위의 설명에서 사용된 바와 같이, 문맥상 달리 명백하게 표시된 바가 없는 한, 단수 형태("a," "an" 및 "the")는 복수의 형태를 또한 포함하도록 의도된 것이다. 본원에서 사용된 바와 같이, "및/또는"이라는 용어는 연관된 나열된 항목의 하나 이상의 임의의 또는 모든 조합을 지칭하고 포함한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. "포괄한다", "포괄하는", "포함하는" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 본원 명세서에서 사용될 때, 기술된 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 및/또는 구성요소의 존재를 구체화하나, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 구성요소, 및/또는 그 그룹의 존재나 부가를 배제하는 것이 아님을 더 이해할 수 있을 것이다.
본원에서 사용된 바와 같이, "~하는 경우"는, 선택적으로, 문맥에 따라 "~하는 때" 또는 "~시에" 또는 "결정에 응답하여" 또는 "검출에 응답하여"로 해석된다. 유사하게, "~이 결정되는 경우" 또는 "[기술된 조건 또는 이벤트]가 검출되는 경우"는, 선택적으로, 문맥에 따라 "결정 시에" 또는 "결정에 응답하여" 또는 "[기술된 조건 또는 이벤트]의 검출 시에" 또는 "[기술된 조건 또는 이벤트]의 검출에 응답하여"를 의미하는 것으로 해석된다.
또한, 규정 또는 배향과 관련된 용어가 본원에서 사용되지만, 이러한 요소는 이러한 용어에 의해서 제한되지 않아야 한다. 모든 규정 또는 배향은, 달리 기술되지 않는 한, 하나의 요소를 다른 요소로부터 구분하기 위해서 사용되고, 달리 기술되지 않는 한, 임의의 배열의 순서, 동작의 순서, 방향 또는 배향을 나타내지 않는다.

Claims (15)

  1. 전기 연결부(110)이며:
    나사산형 파스너를 수용하도록 구성된 장착 홀(114)이 관통하여 연장되게 형성된 장착 플랜지(112); 및
    상기 장착 플랜지(112)로부터 연장되고 상기 장착 홀(114)을 둘러싸는 변형 가능한 압궤 리브(118)를 포함하는, 전기 연결부(110).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압궤 리브(118)는, 상기 장착 홀(116)로부터의 반경방향 거리가 증가됨에 따라 상기 압궤 리브(118)의 높이가 감소되도록, 각도형성되는, 전기 연결부.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 압궤 리브(118)는 상기 장착 홀(116)에 근접하여 위치되는 반원형 횡단면을 갖는 환형 립(124)을 형성하는, 전기 연결부.
  4. 제1항에 있어서,
    원통형 보스(120)가 상기 장착 홀(116)을 둘러싸고, 상기 압궤 리브(118)가 상기 보스(120)로부터 연장되는, 전기 연결부.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 압궤 리브(118)가 상기 보스(120)와 일체로 형성되는, 전기 연결부.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 압궤 리브(118) 및 상기 보스(120)가 동일한 유전성 중합체 재료로 형성되는, 전기 연결부.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 압궤 리브(118)가 상기 장착 플랜지(120)와 일체로 형성되는, 전기 연결부.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 압궤 리브(118) 및 상기 장착 플랜지(112)가 동일한 유전성 중합체 재료로 형성되는, 전기 연결부.
  9. 전기 연결부(110)를 패널에 조립하는 방법(200)이며:
    관통 연장하는 장착 홀(116) 및 상기 장착 홀(116)을 둘러싸는 압궤 리브(118)를 형성하는 장착 플랜지(112)의 장착 홀(116) 내에 파스너를 삽입하는 단계(210);
    상기 파스너를 통해서 상기 장착 플랜지(112)에 클램핑력을 인가하는 단계(212); 및
    변형된 압궤 리브(118)가 상기 장착 홀(116)의 내부 벽(122)과 상기 파스너 사이의 간극을 적어도 부분적으로 충진하도록, 상기 파스너에 의해서 인가된 클램핑력을 통해서 상기 압궤 리브(118)를 변형시키는 단계(214)를 포함하는, 방법(200).
  10. 제9항에 있어서,
    상기 파스너가 나사산형 파스너이고, 상기 변형된 압궤 리브(118)는 상기 나사산형 파스너의 나사산을 적어도 부분적으로 충진하는, 방법(200).
  11. 제10항에 있어서,
    상기 나사산형 파스너를 회전시키는 것에 의해서, 상기 클램핑력이 인가되는(212), 방법(200).
  12. 제9항에 있어서,
    상기 압궤 리브(118)는, 상기 장착 홀(116)로부터의 반경방향 거리가 증가됨에 따라 상기 압궤 리브(118)의 높이가 감소되도록, 각도형성되는, 방법(200).
  13. 제9항에 있어서,
    상기 압궤 리브(118)는 상기 장착 홀(116)에 근접하여 위치되는 반원형 횡단면을 갖는 환형 립(124)을 형성하는, 방법(200).
  14. 제9항에 있어서,
    원통형 보스(120)가 상기 장착 홀(116)을 둘러싸고, 상기 압궤 리브(118)가 상기 보스(120)로부터 연장되는, 방법(200).
  15. 제9항에 있어서,
    상기 압궤 리브(118)는 상기 장착 플랜지(112)와 일체로 형성되고, 상기 압궤 리브(118) 및 상기 장착 플랜지(112)가 동일한 유전성 중합체 재료로 형성되는, 방법.
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