CN202852545U - 一种led灯泡 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种LED灯泡,包括光源模组、电源模组、散热器、绝缘套、灯罩和灯头,所述的绝缘套为一不规则圆管,所述的绝缘套的外表面上设置有圆环形的凸缘,所述的电源模组设置在绝缘套的中心孔内,所述的灯头固定在绝缘套外表面的凸缘下部,而所述的散热器则固定在绝缘套外表面的凸缘上部,所述的光源模组设置在散热器上端向内凹陷形成的圆盘形平面上,且所述的光源模组与绝缘件固定锁紧,而所述的灯罩则扣接在散热器上端边沿设置的径向环形槽内。本实用新型结构简单,安装方便,散热效果好,大大延长了灯泡的使用寿命,提高了生产效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种具有特殊结构、高性能的LED灯泡,属于半导体照明技术领域。
背景技术
LED灯泡又称为LED球灯泡,是我国LED灯中产量最大,出口最多的一种LED照明产品。LED灯泡的结构形状,国内外的产品基本大同小异,外形类似普通照明白炽灯。但LED灯泡的结构比普通照明白炽灯复杂得多,主要由光源模组、电源模组、散热器(又称灯体)、绝缘套(体)、灯罩、灯头、联接件等零部件组成。目前我国LED灯泡的主要零部(模块、组)件,虽已有企业专业化生产,已形成了一个完整的产业链。但由于LED技术尚未完全成熟,有关的国家标准尚未完善,产品结构尚有不足,因此,LED灯在使用的过程中,质量问题屡见不鲜,不但影响了LED照明产品的声誉,还有碍LED照明产品的快速发展。
目前LED灯的组装是手工作坊式生产,人海战术,产品质量一致性差,受到人为因素的影响,光源模组,绝缘套皆是通过螺钉与灯体固定在一起,电源模组的内引线(软线)通过灯体上的小孔,从绝缘套和灯体引出,与光源模组上的正负极焊接,电源模组的外引出线(软线)中的火线,穿出灯头端孔,用压钉或锡焊焊接固牢,地(零)线与灯头螺纹连接、组装比较麻烦费事,难以实现自动化生产。目前LED灯主要存在问题有:
1、散热设计不完善,散热效果差
由于LED光电转换效率为20-30%,因此,当其工作时,将有70-80%的电能转变为热量,使其p-n结点的温度很快升高,若不很快地把热量从p-n结点处传导出去,结点的温度(简称结温)将会骤升,甚至超过1000C以上,导致LED灯光衰加快,寿命缩短,早期失效。因此,如何更好地解决LED灯散热问题,已是LED灯设计者的追求。
LED结点热量向外传(引)导的快慢,首先取决于LED芯片封装所用衬底材料的导热性能,芯片封装形态,金丝引线焊接情况等。这是LED芯片封装厂家首先要解决的问题。
目前LED灯泡多是做成封闭式的,LED产生的热量,从灯内由散热器(又称灯体)传到其外表面再辐射传导出去,为了增加散热表面积,散热器外表面压铸有纵向鳍片与沟槽。也有散热器的沟槽与内腔开通,绝缘套上开有出气孔。但由于灯罩是用胶与灯体密封连接的,皆不能形成对流传热,所以散热效果差。
2、光衰大,实际寿命短
LED灯由于工作温度高,荧光粉老化加快,光衰加大,寿命缩短,LED灯泡的实际寿命远低于其理论寿命。
3、接口多,装配连接繁琐
目前光源模组、绝缘套、与灯体装配皆采用螺纹连接。光源,电源、灯头之间采用软导线锡焊接。接口不统一,没有互换性,并且连接繁琐。
4、劳动生产效率低,成本高
因手工装配,人海战术,生产效率低。LED灯需要有一个良好散热系统,故成本高。
5、目前LED灯的结构很难实现自动化生产。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足:本实用新型的目的在于提供一种散热效果好、减缓光衰、延长寿命、简化接口、降低成本的LED灯泡。
本实用新型的技术方案为:
一种LED灯泡,包括光源模组、电源模组、散热器、绝缘套、灯罩和灯头,其特征在于,所述的绝缘套为一不规则圆管,所述的绝缘套的外表面上设置有圆环形的凸缘,所述的灯头固定在绝缘套外表面的凸缘下部,而所述的散热器则固定在绝缘套外表面的凸缘上部,所述的电源模组设置在绝缘套的中心孔内,而所述的光源模组则通过导热绝缘胶片设置在散热器上端向内凹陷形成的圆盘形平面上,且所述的光源模组与绝缘套固定锁紧,而所述的灯罩则扣接在散热器上端边沿设置的径向环形槽内。
进一步,所述的绝缘套的上表面平行设置有一个以上柱形体,所述的柱形体的横截面为圆形或多边形,且所述的柱形体的顶端形成有用于与所述的光源模组连接的挂钩或锥形孔,且所述的绝缘套中心孔的上表面还设置有一用于支撑所述的柱形体的连接板。
所述的绝缘套的中心孔内壁面上沿轴线方向形成有两对称设置的凸出平面,所述的两凸出平面上还形成有上端闭合,下端向外形成倒角的第一矩形沟槽,而所述的电源模组的印刷电路板的两端插设在所述的两个第一矩形沟槽中,且所述的两个第一矩形沟槽中心线所构成的平面平行于所述中心孔所在中心的平面,且距离为2-8mm。
所述的绝缘套的凸缘上部的外表面上形成有沿轴线方向平行设置的轴向键,所述的轴向键的横截面为半圆形或半多边形,且所述的轴向键的个数为1-4个。
而所述的绝缘套的凸缘的上表面上均布有多个第一轴向通风孔,所述的第一轴向通风孔的横向截面的形状为圆形或多边形,且第一轴向通风口的孔轴中心线平行于所述的绝缘套中心孔的轴线,第一轴向通风孔的数量为2-30个,此外,所述的凸缘上部的绝缘套的外表面上还设置有第一通风孔,所述的第一通风口至少为两个。
更进一步,所述的散热器的整体结构包括位于上部的半球体,位于下部的圆柱体,以及连接所述的半球体和圆柱体的母线为曲线的圆锥体,所述的圆盘形平面的中心设置有中心通风孔,在圆盘形平面的四周还设置有第二轴向通风孔,且所述的第二轴向通风孔的个数为2-30个,所述的圆盘形平面的四周还设置有轴向环形沟槽,所述的轴向环形沟槽和第二轴向通风孔之间还设置有第二矩形沟槽,且所述的第二轴向通风孔和轴向环形沟槽通过第二矩形沟槽连通,此外,所述的散热器的内部中心还设置有散热器中心孔,所述的第二轴向通风孔的下端和散热器中心孔通过散热器下端面开有的沟槽连通,所述的沟槽的数量为2-12个,而所述的散热器的半球体和圆锥体的外表面上还均开有散热沟槽,所述的散热沟槽的个数为10-35个,且所述的散热器中心孔的内表面上还设置有与所述的轴向键配合的键槽。
所述的散热器的圆盘形平面上还平行设置有两个小孔,所述的两个小孔的下部与两个锥孔连通,形成整体通孔,所述的整体通孔与所述的中心孔连通。
而所述的光源模组包括印刷电路板、接线端子和LED芯片,所述的印刷电路板的正极和负极的中心均开有第一通孔,所述的接线端子焊接在印刷电路板的正极和负极上,且所述的接线端子与对应的第一通孔同轴设置,此外,所述的印刷电路板的中心还开有第二通风孔,且在所述的印刷电路板上还设置有用于光源模组与所述的散热器连接的第二通孔。
且所述的灯罩的整体结构包括上部的空心半球形、下部的圆管形和用于连接空心半球形和圆管形的环形板,所述的圆管形的端部设置有扇页形鳍片,所述的扇页形鳍片将所述的灯罩锁紧在所述的散热器的径向环形槽内,且所述的扇页形鳍片的底面与圆管形的上端面的距离大于扇叶形鳍片的厚度。
此外,所述的电源模组包括两根内导线、印刷电路板、两根外导线和电器元件,所述的内导线焊接在印刷电路板的背面下端,所述的外导线焊接在印刷电路板的背面上端,且所述的内导线和外导线均对称设置于印刷电路板的轴向中心线两侧,且所述的内导线为一种外径≤1.2mm、芯丝为单股、外面包覆绝缘塑料的铜导线,且两根内导线之间的距离为4-22mm,而所述的外导线则为一种直径为0.3-0.8mm的金属丝或合金丝。
本实用新型的有益效果为:
1、散热效果好,表面工作温度低:由于本实用新型具有较大的散热表面积,内有由灯罩、散热器,绝缘套组成的、并均匀分布的、由下而上的自然通风散热网路系统,所以散热快、表面温度比较低;
2、LED芯片的布局合理,传热快:LED芯片的布置处在进风口,距散热器外表面和通风口近,散热快;
3 、LED光衰减缓,寿命长:因散热效果好,LED工作时结温低,升不高,故灯光衰减小并缓慢,因而灯的寿命延长;
4、组装接口少、简单、便捷:本实用新型以绝缘体作为其它零部件的载体,省去了在灯体上做螺纹孔的步骤,而由于采用无螺纹连接,或无预制螺纹孔的连接,固定联接接口仅有一个,因此组装结构少、简单、便捷;
5、零件制造简单、二次加工量少:灯泡的零件上无预制的螺纹孔,不需要打孔攻丝,多为一次成形后,不需要再加工;
6、生产效率高、用工少:灯泡组装简单、方便、快捷,劳动生产效率高;
7、灯泡体积小,重量轻、外形美观,尺寸同普通白炽灯泡,顺应世人的习惯;
8、利于实现自动化生产,且成本低。
附图说明
图1为本实用新型一种特殊结构LED灯泡实施例的外观示意图;
图2为本实用新型一实施例的LED灯泡的剖视示意图;
图3为本实用新型一实施例的轴侧分解示意图;
图4-1、图4-2、图4-3和图4-4为本实用新型所述的绝缘套的结构示意图;
图5-1、图5-2、图5-3和图5-4为本实用新型所述的散热器结构示意图;
图6-1和图6-2为本实用新型所述的光源模组结构示意图;
图7-1和图7-2为本实用新型所述的灯罩结构示意图;
图8为本实用新型所述的电源模组结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型技术方案进行详细说明,但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。
图1为本实用新型一种特殊结构LED灯泡实施例的外观示意图;图2为本实用新型一实施例的LED灯泡的剖视示意图;图3为本实用新型一实施例的轴侧分解示意图。
如图1-图3所示:一种特殊结构高性能的LED灯泡包括光源模组30、电源模组60、散热器(又称灯体)20、绝缘套10、灯罩40和灯头70,还包括多个自攻螺钉50。所述的绝缘套10为一不规则圆管,其外表面上设置有圆环形的凸缘110,所述的灯头70固定在绝缘套外表面的凸缘下部102,而所述的散热器20则固定在绝缘套外表面的凸缘上部103,所述的电源模组60设置在绝缘套10的中心孔101内,而所述的光源模组30则通过导热绝缘胶片设置在散热器20上端向内凹陷形成的圆盘形平面206上,且所述的光源模组30与绝缘套10固定锁紧,而所述的灯罩40则扣接在散热器20上端边沿设置的径向环形槽204内。
图4-1、图4-2、图4-3和图4-4为本实用新型所述的绝缘套的结构示意图。
如图4-1、图4-2、图4-3和图4-4所示:所述的绝缘套10由塑料注塑而成,为不规则圆管形,是灯泡其它零部件的载体,所述的绝缘套的上表面平行设置有柱形体104,最少为一个,在本实施方式中,所述的柱形体104为两个,且所述的柱形体104的横截面为圆形或多边形,在本实施方式中为圆形,且所述的柱形体104的顶端形成有用于与所述的光源模组30连接的挂钩或锥形孔108,本实施采用的是锥形孔,两圆柱体104轴心线平行,中心距为H2=12-28mm,且可以利用两颗自攻螺钉50把电源模组30、灯头70、散热器20、光源模组30与绝缘套10连接在一起,实现无螺纹或无预制螺纹孔联接,此外,所述的绝缘套10的中心孔101的上表面还设置有一用于支撑所述的柱形体104的连接板112。
所述的绝缘套10的中心孔101内壁面上沿轴线方向形成有两对称设置的凸出平面105,所述的两凸出平面105上还形成有上端闭合、下端向外形成倒角的第一矩形沟槽107,第一矩形沟槽107用于电源模组60的安装与定位,倒角则用于引导电源模组60的印刷电路板602进入第一矩形沟槽107,且两个第一矩形沟槽107的中心线所在平面平行于中心孔101的中心所在平面,两平面之间距离为H1=2-8mm。
此外,在所述的绝缘套10的凸缘110上部的外表面上形成有沿轴线方向平行设置的轴向键106,所述的轴向键106的横截面为圆形或多边形,且所述的轴向键106的个数为1-4个,用于散热器20的定位,以消除旋转自由度。而所述的绝缘套10的凸缘110的上表面上还均布有多个第一轴向通风孔111,所述的第一轴向通风孔111的横向截面的形状为半圆形或半多边形,且第一轴向通风口111的孔轴中心线平行于所述的绝缘套10中心孔101的轴线,第一轴向通风孔111的数量为2-30个,此外,所述的凸缘110上部的绝缘套10的外表面上还设置有第一通风孔109,所述的第一通风口109至少为两个。
图5-1、图5-2、图5-3和图5-4为本实用新型所述的散热器结构示意图。
如图5-1、图5-2、图5-3和图5-4所示:所述的散热器20由铝合金或导热性良好的其它材料压铸而成,其整体结构包括位于上部的半球体203,位于下部的圆柱体201,以及连接所述的半球体203和圆柱体201的母线为曲线的圆锥体202,其上无螺纹孔与螺钉孔,仅需加工用于压紧灯罩40的径向环形槽204;所述的散热器20的圆盘形平面206的中心设置有中心通风孔205,在圆盘形平面206的四周还设置有第二轴向通风孔207,且所述的第二轴向通风孔207的个数为2-30个,所述的圆盘形平面206的四周还设置有轴向环形沟槽211,所述的轴向环形沟槽211和第二轴向通风孔207之间还设置有第二矩形沟槽210,且所述的第二轴向通风孔207和轴向环形沟槽211通过第二矩形沟槽210连通,此外,所述的散热器20的下端面还开有沟槽209,所述的沟,209的数量为2-12个,此外,所述的散热器20的内部中心还设置有散热器中心孔208,所述的第二轴向通风孔207的下端和散热器中心孔208通过所述的沟槽209连通,而所述的散热器20的半球体203和圆锥体202的外表面上还均开有散热沟槽215,以增加散热器20的外表面积,所述的散热沟槽215的个数为10-35个,且所述的散热器中心孔208的内表面上还设置有与所述的轴向键106配合的键槽216,所述的键槽为半圆形或多边形,数量为1-4个,用于散热器20装配时的导向与定位。
此外,在散热器上端214的圆周上还开有缺口212,用于安装灯罩,缺口212的数量为2-12个,而在圆盘形平面206上还设有装配孔213,数量为2-4个,而在圆盘形平面206上同时还平行设置有两个小孔217,所述的两个小孔217的下部与两个锥孔218连通,形成整体通孔,所述的整体通孔与所述的中心孔208连通,且所述的两个整体通孔同轴设置,用于装配时电源内导线601的引导与定位。
图6-1和图6-2为本实用新型所述的光源模组结构示意图。
如图6-1和图6-2所示:所述的光源模组30包括印刷电路板301、接线端子302和LED芯片303,所述的接线端子302可以为金属空心铆钉或接线叉或压线端子等,本实施例采用的是金属空心铆钉,且其数量≥2个,均布在印刷电路板301上,且设置在同一圆心的圆周上,所述的印刷电路板301的正极和负极的中心均开有直径为1-2mm第一通孔3011,所述的接线端子302焊接在印刷电路板301的正极和负极上,且所述的接线端子302的轴心线与对应的第一通孔3011的中心线同轴设置,以便于电源模组60上的两根内导线601穿入接线端子302,然后用夹(压)或剪切的办法进行压接或冷焊,以完成电源模组60与光源模组30之间供电回路接口的连接,两电极中心距为X1=4-22mm,此外,所述的印刷电路板301的中心还开有第二通风孔3013,且在所述的印刷电路板301上还设置有用于光源模组30与所述的散热器20连接的第二通孔3012,用于把光源模组30固定在散热器20上,且所述的第二通孔3012的所在圆周直径X2为12-22mm。
图7-1和图7-2为本实用新型所述的灯罩结构示意图。
如图7-1和图7-2所示:所述的灯罩40为透明(或半透明)塑料制成,其整体结构包括上部的空心半球形401、下部的圆管形402和用于连接空心半球形401和圆管形402的环形板404,所述的圆管形402的端部设置有扇页形鳍片403,扇页形鳍片403的数量大于两个,装配时,所述的扇页形鳍片403将所述的灯罩40锁紧在所述的散热器20的径向环形槽204内,,且所述的扇页形鳍片403的底面与圆管形402的上端面的距离大于扇页形鳍片403的厚度,以便冷空气(风)引入灯体内。
图8为本实用新型所述的电源模组结构示意图。
如图8所示:所述的电源模组(组件、部件)60包括两根内导线601、印刷电路板602、两根外导线603和电器元件,所述的电器元件包括变压器、电阻、电容、IC等元器件,所述的内导线601焊接在印刷电路板602的背面下端,所述的外导线603焊接在印刷电路板602的背面上端,且所述的内导线601和外导线603均对称设置于印刷电路板602的轴向中心线两侧,两根内导线601的中心线处在同一平面上,并平行于印刷电路板602,且所述的内导线601为一种外径≤1.2mm、芯丝为单股、外面包覆绝缘塑料的铜导线,两根内导线601之间的距离Y1为4-22mm,而所述的外导线603则为一种直径为0.3-0.8mm的铁镍合金丝或其他金属丝,两根外导线603的中心线距离Y2在4-22mm。
本实用新型散热效果好,表面工作温度低:由于本实用新型具有较大的散热表面积,内有由灯罩、散热器,绝缘套组成的、并均匀分布的、由下而上的自然通风散热网路系统,所以散热快、表面温度比较低。
本实用新型由于LED芯片的布局合理,传热快:LED芯片的布置处在进风口,距散热器外表面和通风口近,散热快。
LED光衰减缓,寿命长:因散热效果好,LED工作时结温低,升不高,故灯光衰减小并缓慢,因而灯的寿命延长。
组装接口少、简单、便捷:目前LED灯的结构设计,皆是把灯体(散热器)作为其它零部件的载体:绝缘套和光源模组用螺钉固定在灯体上;灯罩用胶粘在灯体上,而本实用新型以绝缘体作为其它零部件的载体,省去了在灯体上做螺纹孔的步骤,而由于采用无螺纹连接,或无预制螺纹孔的连接,固定联接接口仅有一个,因此组装结构少、简单、便捷,电源模组与光源模组、灯头导线的连接,采用冷压连接。灯罩不采用胶粘结,而采用扣接。
零件制造简单、二次加工量少:灯泡的零件上无预制的螺纹孔,不需要打孔攻丝,多为一次成形后,不需要再加工;不但生产效率高、用工少:灯泡组装简单、方便、快捷,劳动生产效率高;此外,灯泡体积小,重量轻、外形美观,尺寸同普通白炽灯泡,顺应世人的习惯;且有利于实现自动化生产,且成本低。
如上所述,尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型,但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下,可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (10)
1.一种LED灯泡,包括光源模组、电源模组、散热器、绝缘套、灯罩和灯头,其特征在于,所述的绝缘套为一不规则圆管,所述的绝缘套的外表面上设置有圆环形的凸缘,所述的灯头固定在绝缘套外表面的凸缘下部,而所述的散热器则固定在绝缘套外表面的凸缘上部,所述的电源模组设置在绝缘套的中心孔内,而所述的光源模组则通过导热绝缘胶设置在散热器上端向内凹陷形成的圆盘形平面上,且所述的光源模组与绝缘套固定锁紧,而所述的灯罩则扣接在散热器上端边沿设置的径向环形槽内。
2.根据权利要求1所述的一种LED灯泡,其特征在于,所述的绝缘套的上表面平行设置有一个以上的柱形体,所述的柱形体的横截面为圆形或多边形,且所述的柱形体的顶端形成有用于与所述的光源模组连接的挂钩或锥形孔,且所述的绝缘套中心孔的上表面还设置有一用于支撑所述的柱形体的连接板。
3.根据权利要求2所述的一种LED灯泡,其特征在于,所述的绝缘套的中心孔内壁面上沿轴线方向形成有两对称设置的凸出平面,所述的两凸出平面上还形成有上端闭合,下端向外形成倒角的第一矩形沟槽,而所述的电源模组的印制电路板的两侧面插设在所述的两个第一矩形沟槽中,且所述的两个第一矩形沟槽构成的平面平行于所述中心孔所在中心的平面,且距离为2-8mm。
4.根据权利要求3所述的一种LED灯泡,其特征在于,所述的绝缘套的凸缘上部的外表面上形成有沿轴线方向平行设置的轴向键,所述的轴向键的横截面为半圆形或半多边形,且所述的轴向键的个数为1-4个。
5.根据权利要求4所述的一种LED灯泡,其特征在于,所述的绝缘套的凸缘的上表面上均布有多个第一轴向通风孔,所述的第一轴向通风孔的横向截面的形状为圆形或多边形,且第一轴向通风口的孔轴中心线平行于所述的绝缘套中心孔的轴线,第一轴向通风孔的数量为2-30个,此外,所述的凸缘上部的绝缘套的外表面上还设置有第一通风孔,所述的第一通风口至少为两个。
6.根据权利要求1所述的一种LED灯泡,其特征在于,所述的散热器的整体结构包括位于上部的半球体,位于下部的圆柱体,以及连接所述的半球体和圆柱体的母线为曲线的圆锥体,所述的圆盘形平面的中心设置有中心通风孔,在圆盘形平面的四周还设置有第二轴向通风孔,且所述的第二轴向通风孔的个数为2-30个,所述的圆盘形平面的四周还设置有轴向环形沟槽,所述的轴向环形沟槽和第二轴向通风孔之间还设置有第二矩形沟槽,且所述的第二轴向通风孔和轴向环形沟槽通过第二矩形沟槽连通,此外,所述的散热器的内部中心还设置有散热器中心孔,所述的第二轴向通风孔的下端和散热器中心孔通过散热器下端面开有的沟槽连通,所述的沟槽的数量为2-12个,而所述的散热器的半球体和圆锥体的外表面上还均开有散热沟槽,所述的散热沟槽的个数为10-35个,且所述的散热器中心孔的内表面上还设置有与所述的轴向键配合的键槽。
7.根据权利要求6所述的一种LED灯泡,其特征在于,所述的散热器的圆盘形平面上还平行设置有两个小孔,所述的两个小孔的下部与两个锥孔连通,形成整体通孔,所述的整体通孔与所述的中心孔连通。
8.根据权利要求1所述的一种LED灯泡,其特征在于,所述的光源模组包括印刷电路板、接线端子和LED芯片,所述的印刷电路板的正极和负极的中心均开有第一通孔,所述的接线端子焊接在印刷电路板的正极和负极上,且所述的接线端子与对应的第一通孔同轴设置,此外,所述的印刷电路板的中心还开有第二通风孔,且在所述的印刷电路板上还设置有用于光源模组与所述的散热器连接的第二通孔。
9.根据权利要求1所述的一种LED灯泡,其特征在于,所述的灯罩的整体结构包括上部的空心半球形、下部的圆管形和用于连接空心半球形和圆管形的环形板,所述的圆管形的端部设置有扇页形鳍片,所述的扇页形鳍片将所述的灯罩锁紧在所述的散热器的径向环形槽内,且所述的扇页形鳍片的底面与圆管形的上端面的距离大于扇页形鳍片的厚度。
10.根据权利要求1所述的一种LED灯泡,其特征在于,所述的电源模组包括两根内导线、印刷电路板、两根外导线和电器元件,所述的内导线焊接在印刷电路板的背面下端,所述的外导线焊接在印刷电路板的背面上端,且所述的内导线和外导线均对称设置于印刷电路板的轴向中心线两侧,且所述的内导线为一种外径≤1.2mm、芯丝为单股、外面包覆绝缘塑料的铜导线,且两根内导线之间的距离为4-22mm,而所述的外导线则为一种直径为0.3-0.8mm、外面包覆绝缘塑料的金属丝或合金丝。
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