CN1154585A - 用于接插件的防绊锁闩组件 - Google Patents

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Abstract

一种接插件接于光缆的端部，包括安装在塑料基座件中的圆筒形包头以形成纤维固定结构。此结构包括沿其中心轴线固定光纤的小的通道并装在壳体内，壳体包括缆线进入端，插头端和悬臂梁式锁闩，还包括悬臂梁式掣板。掣板可滑动地与锁闩啮合以使其向下运动而将接插件从插座上释放开。掣板固定端朝进入端设置，且掣板自由端朝插头端延伸。掣板与壳体中心轴线在背离插头端朝着进入端方向上形成一个锐角β，因此，掣板可防止锁闩被钩住。

Description

用于接插件的防绊锁闩组件
本发明与下列美国专利申请相关，即1884年7月29日由J.M.Anderson等人申请的美国专利申请08/265291；和由N.R.Lampert等人在与此专利申请同时申请的美国专利申请08/520808。
本发明涉及一种接于光缆和电缆端部并在由所接缆线拉动时可避免绊阻的接插件。
使用大量的象调制解调器、电话、传真机等装置那样的通信设备的电话交换局和公司都面临用电缆和/或光缆将这些设备相互连接的问题。这种缆线经常放置在装放有大量的类似缆线的管道或沟槽内。每根缆线的端部接于一个插头内以便于进行相互连接作业。当更换设备时，或者当需要进行新的相互连接时，需要将这些缆线从管道中取出并用其他缆线替换。而且，将缆线加到一条管道内不是一件特别困难的工作，只要取出它们就行了。的确，取出缆线是通过将插头与通信设备分离并将它(即由所接的缆线)通过管道向后拉拔的方式实现的。由于不希望插头与缆线断开，因此插头需要设计成流线型，以便避免在其被拉出时钩住其他的缆线。设想一下，例如，拉拔一个形状象鱼钩的插头通过一束电线时所遇到的困难；而目前用在通信工业中的最普及的插头就是这样的形状。(也许，得到最广泛使用和接受的插头是“RJ-型”插头，该种插头用于所有的电话中，许多专利都公开了这种插头，包括授予Edwin C.Hardesty的美国专利US3860316)。这些插头已经获得客户的普遍接受，因为它们便宜，可靠，并且它们的操作凭直觉就可理解。
RJ-型插头包括一个用于与一个相应的插座互锁的锁定片(下面称其为“悬臂锁闩”或者“锁闩”)；但是，当锁闩被向后拉而通过电线和缆线的集中区域时，锁闩会钩住其他的电线和缆线，尽管这种锁闩是为此种棘手的用处而设计的。这一困难因这样的事实而加重，即这种模块式的插头的使用正在增加(这种插头现在被设计来适应高速的电子数据通信)。今天，甚至光缆插头也是以此种同样的常规式样设计的。
在某种程度上，通过在插头的后端处结合一对斜坡侧壁的方式已经克服了“钩住”的问题。这种装置可从市场上AT&T公司生产的“不会钩住的RJ-45插头”中得到，它附带地示出在美国专利US4611875中。但是，这种侧壁需要比必须向下偏转的锁闩的自由端高些，以便将插头从相应的插座中卸下。这些侧壁相互靠得较紧，因此难以用手去偏转锁闩，因为只有很小的空间容纳使用者的手指。由于越来越希望有较大的连接密度，特别是在电话连接面板中，未来的插头要求结构尺寸较小，侧壁将会令人不能接受地妨碍客户操作插头的能力。
侧壁也已经为使用在光学接插件中作了修改……其中一种光学接插件示于美国专利US5224186中。在此种光学接插件中，侧壁看起来是悬臂锁闩自身的固定端的一部分，使得使用者的手指不需要插到侧壁之间。但是，接插件的这种型式因其他原因是不受欢迎的。因为悬臂锁闩的固定端处在插头的缆线进入端处，与悬臂有关的力学优点就正好与所要求的力学优点相背离。也就是说，要求使用者在靠近悬臂的固定端处施加较大的致动力，以便在其自由端处传递一个较小的闩力。
看来所需要的，和现有技术中没有的接插件是这样的一种用来接于电缆或者光缆的端部的接插件，该接插件在被向后拉过电线和缆线的集中区域时可防止钩住。最好是，此种接插件应该制造成本低，并在尺寸小型化时仍便于手工操作。而且，此种接插件在被装入类似的接插件组成的密集矩阵(即并排地布置)中时应该保持这种手工操作的方便。
现有技术的前述问题是由根据本发明的接于装有一种传递介质的缆线的接插件克服的。该接插件包括一个插入一个配合插座内的插头端，一个用于容纳缆线的缆线进入端，一个用于将接插件固定到该插座上的锁闩，和一个用于啮合住锁闩以便使该接插件从插座上松脱的掣板。锁闩包括一个安装在接插件的外侧表面上的悬臂----其固定端朝接插件的插头端设置，而其自由端朝其缆线进入端延伸。掣板包括一个悬臂，该悬臂也安装在接插件的该外侧表面上----其固定端朝接插件的缆线进入端设置，而其自由端朝其插头端延伸。掣板的自由端可滑动地啮合锁闩的自由端以便使该自由端向下移动。掣板与接插件的中心轴线在背离接插件的插头端指向缆线进入端的方向上形成一个锐角，从而避免钩住。
在本发明的一个图示实施例中，传递介质是一根光纤，而接插件是一个光学插头，该光学插头包括一个纤维固定结构和一个壳体。
在本发明的另一个图示的实施例中，传递介质是多根金属丝，而接插件是一个电气插头，该插头包括一个装有多个同样的隔开的导电体的绝缘壳体。
参照附图阅读下面的说明可以更加清楚地理解本发明和其操作模式，附图中：
图1是接插件由一个接于光缆的端部的插头组成的并且包括一根防绊锁闩组件的实施例的左上方后视透视图；
图2示出了插入一个插座内的图1所示的接插件；
图3是图1所示的接插件的分解透视图，示出了其相应的零件；
图4是图3所示的接插件的壳体的右上方前视图；
图5是图3所示的接插件的壳体的剖视图；
图6是装在一个插座内的接插件的侧视图，示出该锁闩处在其锁定状态；
图7是图6所示的接插件的侧视图，示出锁闩处在其松脱状态；
图8A是另一实施例的左下方前视透视图，在该实施例中，接插件是由一个接于电缆端部的插头组成的，并且包括一个防绊锁闩组件；
图8B是图8A所示的另一实施例的右上方后视透视图；和
图9是现有技术的具有防绊装置的电气接插件的右上方前视透视图。
参见图1，该图是光纤接插件的10的左下方后视透视图，该接插件与限弯应变消除套20一起接于光缆30的端头。接插件10包括一个插入一个插口插座内的插头端12，和一个接纳光缆的缆线进入端13。光学连接是例如通过将包头140的端面向上对接到另一个与其精确地对准的包头的端面上的方式实现的。接插件10的外侧表面包括一个用于将该接插件固定到一个插口插座内的锁闩120，以便防止两者之间无意地脱开。锁闩120是模压在该接插件内的，它包括一个允许其在垂直于接插件的中心轴线101的方向上作上下运动的“活铰链”(见图5)。类似地，将一个掣板130模压在该接插件内，它包括一个允许其在垂直于接插件的中线轴线101的方向上作上下运动的活铰链。锁闩120和掣板130是悬臂梁，其纵向轴线处在包含接插件的中心轴线的相同的平面内。这些悬臂梁中的每一个都包括有一个固定端125，135和一个自由端124，134；它们的自由端被设置成相互作用。当将掣板130压下时，其自由端134啮合锁闩120的自由端120，以便使接插件10从一个插口插座40上松脱下来(见图2)。掣板130的自由端设置在锁闩120的自由端的上方，使得当将掣板130压下时，其自由端134在锁闩的自由端124上滑动，并迫使其向下。重要的是，掣板通过有效地延伸其长度便于锁闩的致动。掣板130在平行于接插件的中心轴线的方向上延伸，并且可以制得较窄，以便当将接插件并排地设置成一个密集的矩阵时，每个单独的掣板都可以用手够到，而对毗邻的掣板的干扰最小。更加重要的是，掣板130是以这样的方式倾斜设置的，即当它被(缆线30)向后拉过电线或缆线的集中区域时可防止钩住。
在本发明的此图示实施例中，接插件10具有一个只有4.6×4.6毫米(mm)的足迹(横截面尺寸)，并且大量的这种接插件可以集合在一起组成一个紧凑的矩阵。在这方面请参见图2，该图公开了一个四插口插座40，可接纳四个单独的接插件10。从图中可以看出，插口插座40的前端可以穿过是任何特殊形状的面板200伸出。通过推动插座40的窄端通过一个矩形开口，插座40就装在了面板200的该矩形开口中。该插座由闩片410固持在其内，通过推挤这些闩片并朝面板200推动插座40，就可以将插座从面板上取下。关于将接插件固持在插座中，并且将其从该插座上取下的方式的更加详细的情况示于图6和7中。
图3是图1所示的接插件的分解透视图，示出了其相关的零件。具体地说，图3公开了接插件10的结构细节，该接插件10包括壳体110，壳盖100，和一个纤维固定结构，该纤维固定结构包括一个金属包头140，基座件150，和弹簧160，该弹簧设置在该基座件的周围。虽然所示的纤维固定结构是两件式组件，但是，它也可以是整体部件。壳体110一般是U形结构，在其前端具有一个用于接纳该纤维固定结构的第一空腔114，并且在其后端具有一个用于接纳应变消除套20上的凸缘25的第二空腔112。该壳盖100在纤维固定结构和凸缘安装在壳体110内后连接到该壳体110上。壳盖100包括有与壳体110上的配合钩住突起部116-118相互锁接的钩住突起部106-108。一旦锁接在一起，该接插件的前端就具有大致方形的形状，该形状使其可以固定到其形状能够容纳该前端的插座10内(图2)。接插件10包括一个在其插头端13处接纳一条光缆30的第一开口119，和一个在其插头端12处用于使纤维固定结构的端面从其中伸出的第二开口111。这些开口111，119分别延伸到空腔114，112内并且设置在接插件10的对置端处。壳盖件100，110是用象聚碳酸脂那样的热塑材料模压成型的。锁闩120和掣板130被模压在该壳体110内。
圆筒形包头140被固持在基座件150的配合开口内。一个压缩弹簧160绕着该基座件的后侧部分，并同时顶压在空腔114的内表面115上和基座件上的凸缘152的背侧面上。凸缘152的前侧面上的倒角面151与空腔114内的斜面113配合，以便有选择地将壳体110内的基座件150设置在六个不同的稳定位置中的一个位置上。压缩弹簧160推动包头140的端面通过开口111。包头可以是玻璃的、金属的、陶瓷的、或塑料的筒，它具有一个通过其中心轴线的狭窄通道(直径约为126μm)用于接纳光学纤维的端部。最好是，包头具有约1.25mm的外径，约7.0mm的长度。在光缆30的构造中，一条细的玻璃纤维一般涂敷有两层可紫外线固化的材料(例如聚丙烯酸酯)加以保护。经涂敷的纤维然后涂敷一层热塑塑料，该热塑塑料具有足够的刚度以便防止纤维屈曲，这种纤维称为缓冲纤维33。为了承受会使缓冲纤维断裂的的拉力，光缆构造有一个承载部分，该承载部分的形式是环绕该缓冲纤维的加强件32。象芳族聚酰胺纤维那样的高拉伸强度的纤细的聚合纤维就适用于这种用途。由聚氯乙烯构成的外护套31包绕着缓冲纤维和加强件以便完整地构成光缆30的结构。这些不同的材料层在插入包头140前都要从玻璃纤维的端部部分上剥下。黏合剂被注入通过包头140的中心轴线的通道内。然后将光纤的未涂敷的部分插入到包头的通道内并且用黏合剂粘接住。弹簧160预压缩在带有缆线的包头/基座件辅助组件140/150上，并且被插到壳体110内。除此之外，将缆线30的加强件32向后折绕在应变消除套20的凸缘25上，并且将黏合剂涂敷在其上。(用于将加强件粘接到接插件上的合适的黏合剂是Hysol 151----一种可以从市场上得到的两组分环氧树脂。)然后将凸缘25压进壳体110的后端处的空腔112内，使得缆线护套31和加强件32被“夹”在该凸缘和空腔112的侧壁之间。然后将壳盖100钩固在壳体上。最好是在至少10磅的轴向拉力施加到缆线30上时缆线30还能保持装接在接插件10上。
应变消除套20约38mm长，并且是用一种合适的柔性材料制成的，使得使得其背部部分可以在垂直于其中心轴线的方向上弯曲。为了说明，应变消除套是用一种象可从市场上买到的Advanced ElastomerSystems，LP的Santoprene那样的热塑橡胶制成的。应变消除套20是锥形的，从一端22处的约5.6mm的最大直径逐渐减小到在另一端24处的约3.0mm的最小直径。该套20不仅可使缆线30消除应变，而且还可以确保缆线在没有不适当的应力传递到玻璃纤维上的情况下，在相互连接后能承受反复的弯曲。
最好是，在锁闩120被拉过其他的金属线和缆线的集中区域时，锁闩120不会钩住这些金属线和缆线，并且掣板130可防止这种钩住。而且，掣板130使得锁闩120更易于象下面所描述那样使用。参见图4和5，对锁闩120和掣板130之间的配合关系进行更加充分的说明。图4是用于壳体110的右上方前视图；图5是壳体110的剖视图。与绝缘壳体110整体地成形有一根弹性锁闩，该锁闩总的以标号120标示。锁闩约宽2.3mm，长9.0mm，并且具有约0.65mm的厚度。锁闩120包括一对设置在相反两侧的台肩121-121。这两个台肩在插入相关的插座内的过程中可以自动地向下偏转。与绝缘壳体110还整体地形成有一个弹性掣板，该掣板总的以标号130标示。掣板约宽2.3mm，长7.5mm，并且具有约0.65mm的厚度。壳体110的侧面上注塑有直径不同的孔163，164，使得其可以很容易地连接到双重或更高级的组件中的另一个光学接插件上。夹子(未示出)包括若干对销钉，一对销钉插入孔163，164内，另一对销钉插入另一个接插件内。为了保持接插件的合适的定位，孔163，164具有不同的直径，并且只可以与处在一个特定的取向上的夹子接合。在壳盖的侧面上为上述用途也模铸有类似的一对孔103，104(见图3)，这对孔也具有不同的直径。壳体110还包括一个增厚突出部分161，该突出部分161与相应的插口式插座内的配合凹槽461(图2)相配合，以便在侧载荷施加到接插件上时防止光学接插件10移动。一个类似的增厚突出部分102为同样的目的模压在壳盖100的侧面(见图3)。
从图5中可以最清楚地看出，锁闩120是由一个悬臂梁构成的，该悬臂梁的固定端125朝壳体110的插头端设置，其自由端124朝壳体110的缆线进入端13设置。锁闩120模压成能使其纵向轴线的取向相对于壳体110的中心轴线101成角度α(约15°)。锁闩与壳体的顶部表面接触的区域126具有约0.25mm的曲率半径。掣板130是由一个悬臂梁构成的，其固定端135朝壳体110的缆线进入端13设置，而其自由端134朝壳体110的插头端12设置。掣板的自由端包括一个有助于操作该掣板的突出的表面132。该表面132增强了掣板130的手动操作，使得其可以很容易地在高密度应用中操作，不论是手动方式，或者是用钢笔的笔尖。可选地，该表面132包括多个脊缘。掣板130模压成能使其纵向轴线的取向相对于壳体110的中心轴线101成一个角度β(约50°)。掣板与壳体的顶部表面相接触的区域136具有约0.25mm的曲率半径。掣板130的底侧包括有一个凸轮表面133，该凸轮表面133在掣板被压下时会沿锁闩120的表面123滑动。当掣板被朝壳体的中心轴线101向下压下时，锁闩也被向下压下。本发明的优点是：使用这种掣板可以有效地延长锁闩可以在其上被操作的长度。除此之外，由于使用者是从壳体110的缆线进入端朝壳体110接近的，其优点是使用者手指朝壳体推动，来操作该掣板，从而操作该锁闩。由于这些表面相互适当地啮合，掣板就设置在锁闩上方并且悬伸着。虽然凸轮表面133最好是象字母“S”的形状，但是应该理解到，其他的形状在实施本发明中也是有效的。
现参见图6和7。锁闩120的组合高度、厚度和弹性便于将接插件10插入到该插口式插座60内。在插入之后，锁闩120因其自然的弹性基本上会恢复其初始的模压形状和取向。特别有利的是，锁闩120在被插入到一个单插口式插座60内的同时会向下移动，但是在插入完成后会弹回(向上)。锁闩向下的移动是由锁闩上的台肩121和插座内的锥形表面之间的干扰(在插入过程中)造成的。在此之后，在插座内的竖直表面632会与锁闩120的台肩121上的竖直表面122相互作用，以便将接插件10锁进插座60内。如图7最清楚地示出的那样，通过将掣板130压下，然后拉动缆线30或应变消除套20，可以很容易地将接插件10从插口式插座60上取下，该掣板130啮合着锁闩120并且使其朝接插件的中心轴线向下移动。突出表面132使操作者用其指甲就可以把接插件从插座中取出。请注意，用手动方式压下锁闩120的能力因使用掣板130而得到大大的增强。
通常，通过将一对同样的插座60-60的凸缘612接合在一起以便形成一个联接器的方式将该对插座60-60背靠背地联接起来。然后可以将联接器插入到图2所示那样的面板内。在一个插座内的销钉623与另一个插座内的对应的孔(未示出)配合，并且确保合适的对准。虽然如此，为了使接插件内的包头140得到很好的对准，在插座联接起来之前，将特别设计的套管(未示出)插入圆筒形开口622中。合适的对准套管可以用金属，陶瓷或着甚至塑料制成，它们在现有技术中是众所周知的，因此不作进一步的讨论。在插座60的顶侧和底侧设置有面板安装锁闩610，该锁闩610包括一个锥形表面611，用于截获该锥形表面和凸缘612之间的不同厚度的面板。
图8A-8B是本发明的另一个实施例的前侧和后侧透视图，其中将钩住装置施加到电气接插件上，更具体地说，是施加到RJ-型标准插头上。虽然为了清晰起见，在本文中加进了对这电气种接插件的结构和操作的简要说明，但是，更详细的内容在美国专利US3860316中可以得到，该专利通过引用结合在本文中。
总的以标号800标示的刚性绝缘壳体设计成可以通过常规的注射模塑技术很容易模注成形。壳体800具有一个自由端82，一个线绳插入端83，和一个端子接纳侧壁803。该壳体形成有一个电线插入口805，该插入口环绕着穿过其内的电线80的端部。
插入口805具有一个敞开的入口，该入口可保护电线80，增加其寿命，和便于插入。该插入口通向一个部分地接纳在该壳体的自由端82处的突出部分807的端部的空腔806。为了图示，壳体800是一种不能分割的结构，其中，在模注过程中所形成的内部空腔基本上装入了插进该插入口内的电线的端部部分。从图8A可以最清楚地看出，多个导体接纳槽802-802设计来接纳导体801-801中相应的一根导体。两个槽中心至中心之间的距离例如是1.0mm(0.040英寸)。槽802-802的底部基本上与自由端82处的突出部分807的顶部表面处在同一平面。这就便于在将壳体800组装到电线80上的过程中将该突出部分作为切割导体的砧板。
壳体的端子插入侧壁803主要示于图8A中，例如，包括六条槽缝，每条槽缝815接纳一个用象磷青铜那样的弹性材料制成的导电端子850。每个端子850包括一个用于使外侧与壳体电气接触的接触部分851，和另一个接触部分852，该接触部分852延伸进槽802内用于刺穿装在其内的导体801的绝缘层，并且与一根内侧铜线电气接触。接触部分852例如包括多个榫舌。每个端子接纳槽缝815包括一个延伸进一个相关的导体接纳槽802内的开口。
壳体的锁定侧壁804主要示于图8B中，它包括一根锁闩820和一根掣板830。锁闩和掣板都是悬臂梁，它们的固定端位于壳体800的对置端，它们的自由端大致地处在壳体的中心。当使用者将自由端834压下并向后扳动掣板830的表面832时，其底侧会顶压在锁闩820的自由端824上并使它向下移动，从而移动锁定台肩821，使得壳体800可以从其插入的插口式插座中拔出。
图9是现有技术的具有防绊装置的电气接插件900的右上方前侧透视图。具体地说，公开了一种RJ-型标准插头，该插头具有一对整体地模注到壳体上的刚性侧壁930。这种插头附带地示于1986年9月16日授予Clarke等人的美国专利US4611875中。这些侧壁朝电线插入端逐渐缩小，使得当电线90拉动它时，它的锁定片920不会钩住沿其路径的其他电线和缆线。这些侧壁需要具有与锁定片920的自由端大致相同的高度；以便防止钩住。但是，这样会使使用者用手操作锁定片有点困难，对于较小的接插件尤其如此。
虽然已经对本发明的一个具体的实施例进行了图示和说明，但是，在本发明的精神和范围内还可以有各种各样的变更。这些变更包括，但并不局限于，在接插件的结构中使用不同的材料。例如，虽然推荐用聚碳酸脂，但是也可以使用其他的热塑材料和它们的混合物。虽然所示的是凸型接插件，但是显然也可以将本发明结合进凹型接插件内。

Claims (10)

1.一种用于接于包含有一种传递介质的缆线30，80的端头的接插件，该接插件是由一个绝缘壳体110，800构成的，该壳体包括(i)一个用于插入一个配合的插座内的插头端12，82，(ii)一个用于接纳该缆线的缆线进入端13，83，(iii)一个在该插头端和该缆线进入端之间延伸的中心轴线，和(iv)一个用于将该接插件固定到该插座上的锁闩120，820；所述锁闩是由一个安装在该接插件的外表面上的悬臂梁构成的，该锁闩的固定端朝接插件的插头端设置，而该锁闩的自由端24,824朝该接插件的缆线进入端延伸，所述锁闩可朝该中线轴线移动；
其特征在于：
一个用于与该锁闩的自由端啮合以便角该接插件从该插座中卸下的掣板130，830，该掣板是由一个安装在该接插件的外表面上的悬臂梁构成的，该掣板的固定端朝该接插件的缆线进入端设置，该掣板的自由端朝该接插件的插头端延伸，该掣板的自由端可滑动地与该锁闩的自由端啮合，以便使其朝该中线轴线移动，该掣板与该中心轴线在背离该接插件的插头端指向其缆线进入端的方向上形成一个锐角β。
2.如权利要求1所述的接插件10，其特征在于：该缆线30包括至少一条光纤。
3.如权利要求2所述的接插件10，其特征在于：该接插件还包括一个纤维固定结构140，150，用于接纳在一条结束于一个端面中的轴线通道内的该光纤的端部部分；和
其中该壳体还包括限定一个空腔114并环绕着该纤维固定结构的内表面，该壳体包括一个用于接纳该光纤的第一开口119和一个用于使该固定结构的端面能穿过其的第二开口111，所述开口延伸进该空腔内并设置在该壳体的对置端处。
4.如权利要求3所述的接插件10，其特征在于：该纤维固定结构140，150包括一个弹簧件160，该弹簧件与该壳体110相互作用，以便推动所述端面穿过该壳体内的该第二开口。
5.如权利要求4所述的接插件10，其特征在于：该纤维固定结构140，150包括
一个圆筒形插头140，该插头包括相应的纤维的端头接于其上的该端面，和一个其端部接于所述端面中的轴向通道，所述通道适合于接纳该相应纤维的未包敷的端部部分；和
一个用于将该插头的端部部分固定住的基座件150，所述基座件包括一条轴向通道，该轴向通道与该插头的该轴向通道处在一条直线上。
6.如权利要求5所述的接插件10，其特征在于：该弹簧件160是一个环形弹簧，该环形弹簧绕着该基座件150设置，并且顶压在其一个凸缘152上，所述弹簧还顶压在该空腔114的内表面115中的一个内表面上。
7.如权利要求1所述的接插件，其特征在于：该缆线80包括一个或多个绝缘的金属导体。
8.如权利要求7所述的接插件，其特征在于：该绝缘壳体800还包括(i)一个在其内的空腔806，(ii)在该空腔的至少一部分中形成的导体接纳槽，和(iii)在所述槽和该壳体的一个侧壁上的第一外表面803之间延伸的端子接纳开口815；和
多个设置在端子接纳开口815内的导电端子850，每个端子包括一个伸进该槽内用于刺穿该槽内的相应的导体的绝缘层并与该导体电气啮合的第一接触部分852，和一个设置在该相应的端子接纳开口内用于使外侧与该接插件电气接触的第二接触部分。
9.如权利要求1所述的接插件，其特征在于：该绝缘壳体110，800是由热塑材料构成的。
10.如权利要求9所述的接插件，其特征在于：该热塑材料是由聚碳酸脂构成的。
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